JP6341511B2 - 希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム - Google Patents
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Description
圧力を検出する給気圧力センサとを備え、第1の油圧ポンプ又は第2の油圧ポンプは、コントローラにより作動が制御される可変容量型油圧ポンプであり、ガスエンジンの負荷情報を有するコントローラは、ガスエンジンの低負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第2の油圧ポンプが発生させた油圧により第1の油圧ポンプを補助駆動して回転動力発生体が発生させた回転動力により過給機の回転を加勢させると共に、ガスエンジンの高負荷時に可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプが発生させた油圧により第2の油圧ポンプを補助駆動して過給機の回転動力により回転動力発生体の回転を加勢させる希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システムにおいて、上記コントローラは、ガスエンジンの負荷と給気圧力センサが検出した給気圧力に基づいて可変容量型油圧ポンプの作動を制御して第1の油圧ポンプを介して過給機の回転数を変化させることにより、ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御することにある。
をさらに備え、上記コントローラは、回転動力発生体の回転動力による過給機への加勢と過給機の回転動力による回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に、油圧バイパス弁を開弁させることが望ましい。
ス弁による余剰排気ガスの調節を、上述の油圧を介した空燃比制御が充分には行われない恐れがある負荷範囲も含めて、上述の必要最少限の範囲内で行なうことにより、過給機により過給した給気、又はこの過給機を作動させる排気ガスの無用な外部放出が最少限に抑えられ、余剰排気ガスエネルギの一段と進んだ利用を図ることができる。
駆動されて、図示実線矢印で示す方向の油圧を発生させる。このとき、過給機10の変速機17は減速機として働く。油圧ポンプ21から吐出された作動油は、主油路24を通って油圧ポンプ22を回転駆動させ、主油路23を通って再び油圧ポンプ21に戻る。
態となり、ガスエンジン1のクランク軸4と過給機10との間の相互加勢が行われない状態になる。
方程式はPV=RTであるから、これはP=(RT/V)と書き換えることができる。Pは気体の圧力、Vは気体の体積、Tは気体の温度を示す。
0にこの過給機10側の可変容量型の油圧ポンプ61を制御させることにより、上述のガスエンジン1の空燃比、及び、ガスエンジン1の低負荷時におけるガスエンジン1のクランク軸4の回転動力による過給機10への加勢と、高負荷時における過給機10の回転動力によるガスエンジン1のクランク軸4への加勢とを行うこともできる。
2 給気管(給気路)
3 排気管
4 クランク軸
5 給気圧力センサ
6 主発電機
7 発電機(回転動力発生体)
10 過給機
11 圧縮機
12 タービン
13 回転軸
14 給気路
15 給気バイパス弁
16 排気路
17 変速機
18 排気バイパス弁
19 排気路
20 油圧回路
21 油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)
21a 入口
21b 出口
22 油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)
22a 入口
22b 出口
23 主油路(第1の油路)
24 主油路(第2の油路)
25 電動モータ
26 タンク
27 油圧ポンプ
28,29 チェック弁
30,31 リリーフ弁
33 切替弁
34 リリーフ弁
35 オイルフィルタ
36 オイルクーラー
37 油圧バイパス弁
38 給気温度センサ
39 外気温度センサ
50 コントローラ
52,62,72 油圧ポンプ(第2の油圧ポンプ)
61,71 油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)
P 給気圧力
P0 所定設定値
PSP1 目標給気圧力
PSP2 最適給気圧力
ΔP 差圧
T 給気温度
t1 始動時
t2,t3,t4,t5 所定時間
Claims (10)
- 過給機(10)を備えた希薄予混合ガスエンジン(1)の前記過給機に連結された第1の油圧ポンプ(21,61,71)と、回転動力を発生させる回転動力発生体(1,7)に連結された第2の油圧ポンプ(22,52,62,72)と、前記第1の油圧ポンプの出口(21b)と前記第2の油圧ポンプの入口(22a)とを連結する第1の油路(23)と、前記第2の油圧ポンプの出口(22b)と前記第1の油圧ポンプの入口(21a)とを連結する第2の油路(24)と、前記ガスエンジンの給気路(2,14)に配設されて前記過給機での過給後の給気の給気圧力(P)を検出する給気圧力センサ(5)と、前記第1の油路と前記第2の油路との間に介装されて前記第1の油路と前記第2の油路との間の油路を開閉する油圧バイパス弁(37)とを備え、
前記第1の油圧ポンプ又は前記第2の油圧ポンプは、前記ガスエンジンの負荷情報を有するコントローラ(50)により作動が制御される可変容量型油圧ポンプであり、前記コントローラは、前記ガスエンジンの低負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第2の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第1の油圧ポンプを補助駆動して前記回転動力発生体が発生させた前記回転動力により前記過給機の回転を加勢させると共に、前記ガスエンジンの高負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第2の油圧ポンプを補助駆動して前記過給機の回転動力により前記回転動力発生体の回転を加勢させ、前記ガスエンジンの負荷と前記給気圧力センサが検出した前記給気圧力とに基づいて前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機の回転数を変化させることにより前記ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御し、前記回転動力発生体の前記回転動力による前記過給機への加勢と前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に前記油圧バイパス弁を開弁させることを特徴とする、希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。 - 過給機(10)を備えた希薄予混合ガスエンジン(1)の前記過給機に連結された第1の油圧ポンプ(21,61,71)と、回転動力を発生させる回転動力発生体(1,7)に連結された第2の油圧ポンプ(22,52,62,72)と、前記第1の油圧ポンプの出口(21b)と前記第2の油圧ポンプの入口(22a)とを連結する第1の油路(23)と、前記第2の油圧ポンプの出口(22b)と前記第1の油圧ポンプの入口(21a)とを連結する第2の油路(24)と、前記ガスエンジンの給気路(2,14)に配設されて前記過給機での過給後の給気の給気圧力(P)を検出する給気圧力センサ(5)と、前
記過給機からの給気を前記給気路から外部へ放出するための給気バイパス弁(15)とを備え、
前記第1の油圧ポンプ又は前記第2の油圧ポンプは、前記ガスエンジンの負荷情報を有するコントローラ(50)により作動が制御される可変容量型油圧ポンプであり、前記コントローラは、前記ガスエンジンの低負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第2の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第1の油圧ポンプを補助駆動して前記回転動力発生体が発生させた前記回転動力により前記過給機の回転を加勢させると共に、前記ガスエンジンの高負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第2の油圧ポンプを補助駆動して前記過給機の回転動力により前記回転動力発生体の回転を加勢させ、前記ガスエンジンの負荷と前記給気圧力センサが検出した前記給気圧力とに基づいて前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機の回転数を変化させることにより前記ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御し、前記回転動力発生体の前記回転動力による前記過給機への加勢と前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に前記給気バイパス弁を開弁して前記過給機が発生させた給気の一部を外部へ放出することを特徴とする、希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。 - 前記コントローラ(50)は、前記ガスエンジン(1)の負荷増加時において前記回転動力発生体(1,7)の前記回転動力による前記過給機(10)への加勢の略減少開始時から前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢の略増加終了時までの間だけ前記給気バイパス弁(15)を開弁して前記過給機が発生させた給気の一部を外部へ放出することを特徴とする、請求項2に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
- 過給機(10)を備えた希薄予混合ガスエンジン(1)の前記過給機に連結された第1の油圧ポンプ(21,61,71)と、回転動力を発生させる回転動力発生体(1,7)に連結された第2の油圧ポンプ(22,52,62,72)と、前記第1の油圧ポンプの出口(21b)と前記第2の油圧ポンプの入口(22a)とを連結する第1の油路(23)と、前記第2の油圧ポンプの出口(22b)と前記第1の油圧ポンプの入口(21a)とを連結する第2の油路(24)と、前記ガスエンジンの給気路(2,14)に配設されて前記過給機での過給後の給気の給気圧力(P)を検出する給気圧力センサ(5)と、前記ガスエンジンから前記過給機へ供給される排気ガスを排気路(19)から外部へ放出するため排気バイパス弁(18)とを備え、
前記第1の油圧ポンプ又は前記第2の油圧ポンプは、前記ガスエンジンの負荷情報を有するコントローラ(50)により作動が制御される可変容量型油圧ポンプであり、前記コントローラは、前記ガスエンジンの低負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第2の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第1の油圧ポンプを補助駆動して前記回転動力発生体が発生させた前記回転動力により前記過給機の回転を加勢させると共に、前記ガスエンジンの高負荷時に前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプが発生させた油圧により前記第2の油圧ポンプを補助駆動して前記過給機の回転動力により前記回転動力発生体の回転を加勢させ、前記ガスエンジンの負荷と前記給気圧力センサが検出した前記給気圧力とに基づいて前記可変容量型油圧ポンプの作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機の回転数を変化させることにより前記ガスエンジンの空燃比が最適空燃比の所定範囲内に収まるように制御し、前記回転動力発生体の前記回転動力による前記過給機への加勢と前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢との間の加勢モード切替時に前記排気バイパス弁を開弁して前記ガスエンジンから前記過給機へ供給される前記排気ガスの一部を外部へ放出することを特徴とする、希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。 - 前記コントローラ(50)は、前記ガスエンジン(1)の負荷増加時において前記回転動力発生体(1,7)の前記回転動力による前記過給機(10)への加勢の略減少開始時から前記過給機の前記回転動力による前記回転動力発生体への加勢の略増加終了時までの間だけ前記排気バイパス弁(18)を開弁して前記ガスエンジンから前記過給機へ供給される前記排気ガスの一部を外部へ放出することを特徴とする、請求項4に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
- 前記コントローラ(50)は、前記過給機(10)から前記ガスエンジン(1)へ供給される前記給気の前記給気圧力(P)を最適給気圧力(PSP2 )の所定範囲(ΔP)内に調節することにより前記ガスエンジンの前記空燃比が前記最適空燃比の前記所定範囲内に収まるように制御することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
- 前記ガスエンジン(1)の給気路(2,14)に配設されて前記過給機での過給後の給気温度(T)を検出する給気温度センサ(38)又は前記ガスエンジンの外部に配設されて外気温度を検出する外気温度センサ(39)をさらに備え、前記コントローラ(50)は、前記ガスエンジンの負荷に基づいて目標給気圧力(PSP1 )を算出し、前記給気温度センサが検出した前記給気温度又は前記外気温度センサが検出した前記外気温度に基づいて前記目標給気圧力を温度補正して前記最適給気圧力(PSP2 )を算出し、前記給気圧力センサ(5)が検出した前記給気圧力(P)と前記最適給気圧力との差圧(ΔP)を算出し、前記差圧が前記所定範囲(P0 )を超える場合には前記可変容量型油圧ポンプ(22,52,61,71)の作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機(10)の回転数を変化させて前記給気圧力の調節を行なうことを特徴とする、請求項6に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
- 前記コントローラ(50)は、前記給気圧力センサ(5)が検出した前記給気圧力(P)から前記最適給気圧力を差し引いた差圧(ΔP)が前記所定範囲(P0 )を超える負数の場合には前記可変容量型油圧ポンプ(22,52,61,71)の作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機(10)の回転数を増加させて前記給気圧力を上昇させて前記ガスエンジンの前記空燃比を希薄側へ調節することを特徴とする、請求項7に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
- 前記コントローラ(50)は、前記給気圧力センサ(5)が検出した前記給気圧力(P)から前記最適給気圧力を差し引いた差圧(ΔP)が前記所定範囲(P0 )を超える正数の場合には前記可変容量型油圧ポンプ(22,52,61,71)の作動を制御して前記第1の油圧ポンプを介して前記過給機(10)の回転数を減少させて前記給気圧力を下降させて前記ガスエンジンの前記空燃比を濃厚側へ調節することを特徴とする、請求項7又は8に記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
- 前記空燃比の前記所定範囲は、零であることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれかに記載の希薄予混合ガスエンジンの負荷追従性向上システム。
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