JP6832173B2 - Fuel supply device - Google Patents
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Description
本発明は、ガスエンジンの燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device for a gas engine.
天然ガス等の気体燃料を燃料とするガスエンジンにおいて、気体燃料源から供給される気体燃料を、電動モータを駆動源とする電動圧縮機で圧縮し、インジェクタに供給するものが公知である(例えば、特許文献1)。電動圧縮機は、電動モータの回転数を変化させることによって時間当りの吐出量を変化させることができるため、ガスエンジンの運転状態や気体燃料源の圧力に応じて適切な吐出量を実現することができる。 In a gas engine that uses gaseous fuel such as natural gas as fuel, it is known that the gaseous fuel supplied from the gaseous fuel source is compressed by an electric compressor using an electric motor as a drive source and supplied to an injector (for example). , Patent Document 1). Since the electric compressor can change the discharge amount per hour by changing the rotation speed of the electric motor, it is necessary to realize an appropriate discharge amount according to the operating state of the gas engine and the pressure of the gas fuel source. Can be done.
システムの簡素化や小型化を目的として、圧縮機の駆動源に電動モータの代わりにガスエンジンの出力軸の動力を利用したい場合がある。しかしながら、ガスエンジンの出力によって圧縮機を駆動する場合、ガスエンジンの回転数に応じて圧縮機の回転数が変化し、圧縮機の回転数に応じて圧縮機の吐出量が変化するため、気体燃料の圧力を所定の値に制御するためには特別な構成を要する。 For the purpose of simplifying or downsizing the system, there are cases where it is desired to use the power of the output shaft of a gas engine instead of the electric motor as the drive source of the compressor. However, when the compressor is driven by the output of the gas engine, the number of revolutions of the compressor changes according to the number of revolutions of the gas engine, and the discharge amount of the compressor changes according to the number of revolutions of the compressor. A special configuration is required to control the fuel pressure to a predetermined value.
本発明は、以上の背景を鑑み、ガスエンジンの燃料供給装置において、ガスエンジンの出力を利用して圧縮機を駆動することを課題とする。 In view of the above background, it is an object of the present invention to drive a compressor by utilizing the output of a gas engine in a fuel supply device of a gas engine.
上記課題を解決するために本発明の一態様は、ガスエンジンの燃料供給装置であって、気体燃料源とインジェクタとを接続する気体燃料通路と、前記気体燃料通路に設けられ、前記ガスエンジンの駆動力を受けて駆動される可変容量型かつ斜板型の圧縮機と、前記気体燃料通路における前記圧縮機と前記インジェクタとの間に設けられた調圧弁とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is a fuel supply device for a gas engine, which is provided in a gas fuel passage connecting a gas fuel source and an injector, and a gas fuel passage provided with the gas engine. It is characterized by having a variable capacitance type and swash plate type compressor driven by receiving a driving force, and a pressure regulating valve provided between the compressor and the injector in the gas fuel passage.
この態様によれば、圧縮機が可変容量型であるため、ガスエンジンの回転数に応じて圧縮機の回転数が変化するときにも吐出量を変化させて、圧縮機の下流側の気体燃料の圧力を制御することができる。また、インジェクタに供給される気体燃料の圧力は、調圧弁による圧力制御によって安定性良く制御される。 According to this aspect, since the compressor is a variable capacitance type, the discharge amount is changed even when the rotation speed of the compressor changes according to the rotation speed of the gas engine, and the gas fuel on the downstream side of the compressor is changed. Pressure can be controlled. Further, the pressure of the gaseous fuel supplied to the injector is controlled with good stability by the pressure control by the pressure regulating valve.
また、上記の態様において、前記気体燃料通路における前記調圧弁と前記インジェクタとの間の部分の圧力である調圧弁下流圧を検出する第1圧力センサと、前記調圧弁下流圧に基づいて前記調圧弁の開度を制御する制御装置とを有するとよい。 Further, in the above aspect, the first pressure sensor that detects the downstream pressure of the pressure regulating valve, which is the pressure of the portion between the pressure regulating valve and the injector in the gas fuel passage, and the adjusting valve based on the downstream pressure of the pressure regulating valve. It is preferable to have a control device for controlling the opening degree of the pressure valve.
この態様によれば、制御装置は、検出された調圧弁下流圧に基づいて調圧弁の開度を制御することによって調圧弁下流圧を所望の値に制御することができる。 According to this aspect, the control device can control the pressure control valve downstream pressure to a desired value by controlling the opening degree of the pressure control valve based on the detected pressure control valve downstream pressure.
また、上記の態様において、前記気体燃料通路における前記圧縮機と前記調圧弁との間の部分の圧力である調圧弁上流圧を検出する第2圧力センサを有し、前記制御装置は、前記調圧弁上流圧に基づいて前記圧縮機の吐出量を制御するとよい。 Further, in the above aspect, the control device includes a second pressure sensor that detects the upstream pressure of the pressure regulating valve, which is the pressure of the portion between the compressor and the pressure regulating valve in the gas fuel passage. The discharge amount of the compressor may be controlled based on the upstream pressure of the pressure valve.
この態様によれば、制御装置は、検出された調圧弁上流圧に基づいて圧縮機を制御することによって調圧弁上流圧を所望の値に制御することができる。 According to this aspect, the control device can control the pressure regulating valve upstream pressure to a desired value by controlling the compressor based on the detected pressure regulating valve upstream pressure.
また、上記の態様において、前記制御装置は、前記調圧弁上流圧が前記調圧弁下流圧よりも所定の圧力差を有して高い値となるように前記圧縮機の吐出量を制御するとよい。 Further, in the above aspect, the control device may control the discharge amount of the compressor so that the pressure regulating valve upstream pressure has a predetermined pressure difference and becomes a higher value than the pressure regulating valve downstream pressure.
この態様によれば、調圧弁下流圧に対して調圧弁上流圧が高く維持されるため、調圧弁による圧力調節が可能になり、調圧弁下流圧の値が安定する。 According to this aspect, since the pressure regulating valve upstream pressure is maintained high with respect to the pressure regulating valve downstream pressure, the pressure can be adjusted by the pressure regulating valve, and the value of the pressure regulating valve downstream pressure is stabilized.
また、上記の態様において、前記制御装置は、前記ガスエンジンの運転状態に基づいて前記調圧弁下流圧の要求圧力を設定し、前記調圧弁下流圧が前記要求圧力となるように前記調圧弁の開度を制御するとよい。 Further, in the above aspect, the control device sets the required pressure of the pressure regulating valve downstream pressure based on the operating state of the gas engine, and the pressure regulating valve downstream pressure becomes the required pressure. It is good to control the opening degree.
この態様によれば、ガスエンジンの運転状態に基づいて調圧弁を制御し、調圧弁下流圧をガスエンジンの運転状態に応じた所望の圧力に制御することができる。 According to this aspect, the pressure regulating valve can be controlled based on the operating state of the gas engine, and the downstream pressure of the pressure regulating valve can be controlled to a desired pressure according to the operating state of the gas engine.
また、上記の態様において、前記制御装置は、前記調圧弁上流圧が前記要求圧力よりも0.5MPa以上1.0MPa以下の圧力差を有して高い値となるように前記圧縮機の吐出量を制御するとよい。 Further, in the above aspect, the control device discharges the compressor so that the upstream pressure of the pressure regulating valve has a pressure difference of 0.5 MPa or more and 1.0 MPa or less from the required pressure and becomes a high value. It is good to control.
この態様によれば、調圧弁による調整代が大きくなり、調圧弁下流圧が一層安定する。 According to this aspect, the adjustment allowance by the pressure regulating valve becomes large, and the downstream pressure of the pressure regulating valve becomes more stable.
また、上記の態様において、前記圧縮機は、回転可能かつ回転軸に対して傾斜可能に設けられ、前記回転軸に直交する平面との角度が0°になり得る斜板と、前記斜板の回転によって往復動するピストンとを有し、前記気体燃料通路における前記気体燃料源及び前記圧縮機の間の部分と前記圧縮機及び前記調圧弁の間の部分とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、前記気体燃料源側から前記インジェクタ側への流れを許容する一方、逆向きの流れを禁止する第1一方向弁とを有するとよい。 Further, in the above aspect, the compressor is provided to be rotatable and tiltable with respect to the rotation axis, and the angle between the swash plate and the plane orthogonal to the rotation axis can be 0 °. A bypass passage having a piston that reciprocates by rotation and connecting a portion of the gas fuel passage between the gas fuel source and the compressor and a portion between the compressor and the pressure regulating valve, and the bypass. It is preferable to have a first one-way valve provided in the passage, which allows the flow from the gas fuel source side to the injector side, while prohibiting the flow in the opposite direction.
この態様によれば、斜板の角度を0°にすることによって圧縮機による気体燃料の圧縮を停止することができる。圧縮機の停止状態では、気体燃料はバイパス通路を通って圧縮機を迂回して流れる。 According to this aspect, the compression of the gaseous fuel by the compressor can be stopped by setting the angle of the swash plate to 0 °. When the compressor is stopped, gaseous fuel flows around the compressor through the bypass passage.
また、上記の態様において、前記回転軸と前記ガスエンジンの出力軸とを接続するクラッチとを有するとよい。 Further, in the above aspect, it is preferable to have a clutch for connecting the rotating shaft and the output shaft of the gas engine.
この態様によれば、圧縮機による気体燃料の圧縮を行わない場合にはクラッチを切断して圧縮機の回転に伴う摩擦損失を省略することができる。 According to this aspect, when the gas fuel is not compressed by the compressor, the clutch can be disengaged and the friction loss due to the rotation of the compressor can be omitted.
また、上記の態様において、前記制御装置は、前記クラッチの切断状態から接続状態への切り換えを、前記斜板の前記回転軸に直交する平面に対する角度が所定の最小範囲のときに実行するとよい。 Further, in the above aspect, the control device may switch the clutch from the disengaged state to the connected state when the angle of the swash plate with respect to the plane orthogonal to the rotation axis is within a predetermined minimum range.
この態様によれば、斜板の回転軸に直交する平面に対する角度が最小範囲にあるときには、圧縮機の回転抵抗が小さくなるため、クラッチを接続するときの衝撃が低減させる。これにより、衝突音の発生や、気体燃料の急激な圧力変動が抑制される。 According to this aspect, when the angle with respect to the plane orthogonal to the rotation axis of the swash plate is in the minimum range, the rotation resistance of the compressor becomes small, so that the impact when engaging the clutch is reduced. As a result, the generation of collision noise and sudden pressure fluctuations of gaseous fuel are suppressed.
また、上記の態様において、前記第1一方向弁は、前記気体燃料源側の圧力に対する前記インジェクタ側の圧力差が所定値未満のときに前記インジェクタ側から前記気体燃料源側への流れを禁止する一方、前記気体燃料源側の圧力に対する前記インジェクタ側の圧力差が所定値以上のときに前記インジェクタ側から前記気体燃料源側への流れを許容するとよい。 Further, in the above aspect, the first one-way valve prohibits the flow from the injector side to the gas fuel source side when the pressure difference on the injector side with respect to the pressure on the gas fuel source side is less than a predetermined value. On the other hand, when the pressure difference on the injector side with respect to the pressure on the gas fuel source side is equal to or greater than a predetermined value, it is preferable to allow the flow from the injector side to the gas fuel source side.
この態様によれば、第1一方向弁は調圧弁上流圧を第1一方向弁の気体燃料源側に解放するリリーフ弁として機能し、調圧弁上流圧の意図しない上昇が抑制される。 According to this aspect, the first one-way valve functions as a relief valve that releases the upstream pressure of the pressure regulating valve to the gas fuel source side of the first one-way valve, and an unintended increase in the upstream pressure of the pressure regulating valve is suppressed.
また、上記の態様において、前記気体燃料通路における前記気体燃料源及び前記圧縮機の間の部分と前記圧縮機及び前記調圧弁の間の部分とを接続するリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられ、前記インジェクタ側から前記気体燃料源側への流れを許容する一方、逆向きの流れを禁止する第2一方向弁と、前記リリーフ通路に設けられ、前記インジェクタ側の圧力が前記気体燃料源側の圧力に対して所定値以上高いときに開くリリーフ弁とを有するとよい。 Further, in the above embodiment, the relief passage connecting the portion between the gas fuel source and the compressor and the portion between the compressor and the pressure regulating valve in the gas fuel passage and the relief passage are provided. A second one-way valve that allows flow from the injector side to the gas fuel source side while prohibiting reverse flow, and a pressure in the relief passage where the pressure on the injector side is applied to the gas fuel source side. It is preferable to have a relief valve that opens when the pressure is higher than a predetermined value.
この態様によれば、調圧弁上流圧の意図しない上昇が抑制される。 According to this aspect, an unintended increase in the upstream pressure of the pressure regulating valve is suppressed.
以上の構成によれば、ガスエンジンの燃料供給装置において、ガスエンジンの出力を利用して圧縮機を駆動することができる。 According to the above configuration, in the fuel supply device of the gas engine, the compressor can be driven by utilizing the output of the gas engine.
以下、図面を参照して、本発明に係るガスエンジンの燃料供給装置を適用した車両について説明する。 Hereinafter, a vehicle to which the fuel supply device for the gas engine according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、車両1は、ガスエンジン2と、ガスエンジン2に気体燃料を供給する燃料供給装置3とを有する。気体燃料は、天然ガス、石油ガス(オートガス)、水素等の公知の気体燃料である。本実施形態では、気体燃料は天然ガスである。ガスエンジン2は、気体燃料を燃焼室2Aに直接に供給する直噴内燃機関である。燃焼室2Aは、主室と、主室に対して小さい容積を有する副室とを有し、気体燃料が副室に供給される構成であってもよい。
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 has a
燃料供給装置3は、気体燃料を貯留するガスタンク5(気体燃料源)と、気体燃料を燃焼室2Aに噴射するインジェクタ6と、ガスタンク5とインジェクタ6とを接続する燃料通路7(気体燃料通路)と、燃料通路7に設けられた圧縮機10とを有する。燃料通路7には、圧縮機10を迂回するようにバイパス通路12及びリリーフ通路13が接続されている。燃料通路7、バイパス通路12、及びリリーフ通路13は、それぞれ配管によって形成されている。
The fuel supply device 3 includes a gas tank 5 (gas fuel source) for storing gaseous fuel, an
ガスタンク5は、車両1の外部の燃料源から供給される気体燃料を貯留する。インジェクタ6は、ソレノイドやピエゾ素子等の電気式アクチュエータによって弁体を駆動する電動インジェクタである。
The gas tank 5 stores gaseous fuel supplied from a fuel source outside the vehicle 1. The
圧縮機10は、公知の可変容量型かつ斜板型の圧縮機10であってよい。また、圧縮機10は、吐出量が0となる無負荷状態を取り得るものであることが好ましい。図2に示すように、圧縮機10は、前後に延びる円筒形のハウジング21と、ハウジング21に回転可能に支持され、前端がハウジング21の外方に突出した回転軸22とを有する。ハウジング21の後部には、それぞれ左右に並列に延び、回転軸22を囲むように配列された複数のシリンダ23が形成されている。各シリンダ23には、往復動可能にピストン24が受容されている。ハウジング21の前部には各シリンダ23の前端に連通するクランク室26が形成されている。ハウジング21の後端部には、吸入室27と吐出室28とが形成されている。各シリンダ23は、吸入室27及び吐出室28のそれぞれに連通している。吸入室27及びシリンダ23の連通部にはシリンダ23側が吸入室27側に対して低圧になったときに開く吸入弁(不図示)が設けられ、吐出室28及びシリンダ23の連通部にはシリンダ23側が吐出室28側に対して高圧になったときに開く吐出弁(不図示)が設けられている。吸入室27はハウジング21の外面に開口した吸入ポート(不図示)に連通し、吐出室28はハウジング21の外面に開口した吐出ポート(不図示)に連通している。
The
回転軸22は、クランク室26内に位置する部分に、径方向に張り出した円板22Aと、円板22Aからシリンダ23側に突出したアーム31を一体回転可能に有している。アーム31には斜板支持体32が回転軸22の接線方向に延びる軸線を中心として回動可能に支持され、斜板支持体32の後面にはスラスト軸受を介して斜板33が支持されている。斜板支持体32及び斜板33の中央には開口が形成され、回転軸22は斜板支持体32及び斜板33の中央を貫通して延びている。斜板支持体32は、回転軸22と一体に回転すると共に、回転軸22に対して揺動可能となっている。斜板33は斜板支持体32及び回転軸22に対して回転可能、かつ回転軸22に対して傾斜可能となっている。斜板支持体32及び斜板33は、斜板33が回転軸22に対して直交する平面とのなす角度が0°である最小傾斜位置と、斜板支持体32が円板22Aに当接する最大傾斜位置との間で揺動可能となっている。
The
回転軸22の外周には、軸方向に摺動可能かつ回転可能に筒形のスライダ34が支持されている。スライダ34の外周にはピン35が突設され、ピン35は斜板支持体32と回動可能に結合している。スライダ34と回転軸22との間には、回転軸22に対してスライダ34を後方に付勢するばね36が設けられている。スライダ34がばね36によって付勢されることよって、斜板支持体32及び斜板33は最小傾斜位置に向けて付勢される。
A
斜板33は、複数のコンロッド38を介して各ピストン24に連結されている。また、斜板33は、外周においてハウジング21の内壁に周方向に回転不能かつ前後に摺動可能に係合しているとよい(不図示)。回転軸22及び斜板支持体32が回転すると、斜板33は回転軸22に対して揺動し、斜板33にコンロッド38によって連結された各ピストン24が往復動する。
The
吸入室27とクランク室26とは吸入圧導入通路41によって接続され、吐出室28とクランク室26とは吐出圧導入通路42によって接続されている。吸入圧導入通路41及び吐出圧導入通路42の経路上には、各通路を開閉する共通の制御弁43が設けられている。
The
回転軸22の後端には、有底筒形の押圧部材45が回転軸22に対して周方向及び軸方向に摺動可能に設けられている。押圧部材45及び回転軸22の後端間には、ばね46が介装され、押圧部材45は回転軸22に対して後方に付勢されている。押圧部材45は、ハウジング21に固定されたアクチュエータ47と接続されている。アクチュエータ47は、例えばソレノイドであり、押圧部材45をばね46の付勢力に抗して前方に移動させることができる。押圧部材45は、ばね46によって最も後方に押された後位置と、アクチュエータ47によって最も前方に押された前位置との間で変位する。押圧部材45が後位置にあるとき、斜板33は最小傾斜位置に位置することができる。
At the rear end of the
圧縮機10は、制御弁43及びアクチュエータ47を制御することによって、吐出量を変更することができる。制御弁43は、クランク室26に吸入室27又は吐出室28を接続させることによって、クランク室26の圧力を調節し、ピストン24の背面圧を変化させることによって斜板33の角度を変化させる。これにより、ピストン24のストロークが変化して圧縮機10の吐出量が変化する。斜板33が最小傾斜位置にあるとき、ピストン24はストロークせず、圧縮機10は圧縮作業を行わず(無負荷状態)、吐出量は0になる。斜板33が最小傾斜位置にある状態から傾斜角を増加させる場合には、アクチュエータ47が駆動して押圧部材45が前方に移動し、押圧部材45が斜板支持体32を最大傾斜位置側に所定の距離だけ押す。これにより、各シリンダ23に気体が吸入されるようになり、吸入圧と吐出圧に差が生じるため、制御弁43による吐出量の制御が可能になる。制御弁43は、吸入圧導入通路41及び吐出圧導入通路42を開閉制御することによってピストン24のシリンダ23側の圧力及びピストン24のクランク室26側の圧力の差を制御し、斜板33の角度を変更する。圧縮機10の吐出量は、斜板33の角度に応じたピストン24のストロークによって定まる。
The
図1に示すように、圧縮機10の回転軸22は、クラッチ51を介してガスエンジン2の出力軸であるクランクシャフト52に連結されている。クラッチ51は、例えば電圧の印加によって接続及び切断を切り換える電磁クラッチであってよい。クランクシャフト52及びクラッチ51、クラッチ51及び回転軸22は、歯車やベルト等の動力伝達機構を介して連結されてもよい。
As shown in FIG. 1, the rotating
燃料通路7における圧縮機10とインジェクタ6との間には、調圧弁55が設けられている。調圧弁55は、開度を調節可能な電磁弁である。
A
バイパス通路12は、燃料通路7におけるガスタンク5と圧縮機10との間の部分と、圧縮機10と調圧弁55との間の部分とに接続されている。バイパス通路12には、ガスタンク5側からインジェクタ6側への流れを許容する一方、逆向きの流れを禁止する第1一方向弁56が設けられている。
The
リリーフ通路13は、燃料通路7におけるガスタンク5と圧縮機10との間の部分と、圧縮機10と調圧弁55との間の部分とに接続されている。リリーフ通路13には、インジェクタ6側からガスタンク5側への流れを許容する一方、逆向きの流れを禁止する第2一方向弁57と、インジェクタ6側の圧力がガスタンク5側の圧力に対して所定値以上高くなったときに開くリリーフ弁58とが設けられている。
The
燃料通路7における調圧弁55とインジェクタ6との間の部分には、その部分の燃料通路7内の圧力を検出する第1圧力センサ61が設けられている。燃料通路7における圧縮機10と調圧弁55との間の部分には、その部分の燃料通路7内の圧力を検出する第2圧力センサ62が設けられている。
A
燃料供給装置3は、圧縮機10、調圧弁55、及びクラッチ51を制御する制御装置64を有している。制御装置64には、第1圧力センサ61及び第2圧力センサ62からの信号が入力される。制御装置64は、第1圧力センサ61に基づいて燃料通路7における調圧弁55とインジェクタ6との間の圧力である調圧弁下流圧を取得し、第2圧力センサ62に基づいて燃料通路7における圧縮機10と調圧弁55との間の圧力である調圧弁上流圧を取得する。
The fuel supply device 3 includes a
また、制御装置64には、車両1に設けられたアクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダルセンサ66、車両1に設けられ、車両1の車速を検出する車速センサ67、及びガスエンジン2の回転数を検出するエンジン回転数センサ68からの信号が入力され、制御装置64はアクセルペダル位置、車速、エンジン回転数を取得する。
Further, the
制御装置64は、検出された調圧弁下流圧に基づいて調圧弁55の開度を制御する。具体的には、制御装置64は、ガスエンジン2の運転状態に基づいて要求調圧弁下流圧を設定し、要求調圧弁下流圧と、検出された調圧弁下流圧とに基づいて調圧弁55の開度を制御する。制御装置64は、例えばアクセルペダル位置、車速、及びエンジン回転等に基づいて演算されるガスエンジン2の要求出力に基づいて要求調圧弁下流圧を設定するとよい。制御装置64は、要求調圧弁下流圧と、検出された調圧弁下流圧とに基づいてフィードバック制御を行い、調圧弁下流圧が要求調圧弁下流圧になるように調圧弁55の開度を制御するとよい。
The
制御装置64は、調圧弁上流圧に基づいて圧縮機10の吐出量を制御する。具体的には、制御装置64は、要求調圧弁下流圧に基づいて設定された要求調圧弁上流圧と、検出された調圧弁上流圧とに基づいて圧縮機10を制御する。制御装置64は、要求調圧弁下流圧に所定の圧力差値を加えて要求調圧弁上流圧を設定し、要求調圧弁上流圧と検出された調圧弁上流圧とに基づいてフィードバック制御を行い、調圧弁上流圧が要求調圧弁上流圧になるように圧縮機10の吐出量を制御するとよい。要求調圧弁上流圧は、要求調圧弁下流圧よりも0.5MPa以上1.0MPa以下の圧力差を有する値に設定されるとよい。
The
制御装置64は、圧縮機10を制御するとき、制御弁43を駆動して斜板33の角度を変化させ、吐出量を変化させる。また、制御装置64は、斜板33の角度を0°から増加させるときに、アクチュエータ47を駆動して押圧部材45によって斜板33の角度を増加させる。
When controlling the
制御装置64は、クラッチ51の切断及び接続を制御する。制御装置64は、圧縮機10の斜板33の角度が所定の最小範囲、すなわち圧縮機10の回転負荷が最小となる範囲においてクラッチ51の切断及び接続を行う。なお、クラッチ51の切断及び接続を行うタイミングは斜板33の角度が小さいほど好ましく、斜板33の角度が0°、すなわち圧縮機10が無負荷状態のときが最も好ましい。例えば、制御装置64は、斜板33の角度が0°であり、かつ調圧弁上流圧が要求調圧弁上流圧以上のときにクラッチ51の切断を行う。また、制御装置64は、斜板33の角度が0°であり、かつ調圧弁上流圧が要求調圧弁上流圧以下のときにクラッチ51の接続を行う。クラッチ51が切断されると、クランクシャフト52の回転力が圧縮機10の回転軸22に伝達されず、回転軸22の回転が停止する。
The
以上のように構成した燃料供給装置3の作用及び効果について説明する。制御装置64は、ガスエンジン2の運転状態に基づいて要求調圧弁下流圧を設定し、要求調圧弁下流圧に基づいて要求調圧弁上流圧を設定する。そして、要求調圧弁上流圧と検出された調圧弁上流圧とに基づいて圧縮機10を制御し、同時に要求調圧弁下流圧と検出された調圧弁下流圧とに基づいて調圧弁55を制御する。これにより、調圧弁下流圧が要求調圧弁下流圧に調節される。
The operation and effect of the fuel supply device 3 configured as described above will be described. The
制御装置64は、調圧弁上流圧が要求調圧弁上流圧であり、かつ圧縮機10の斜板33の角度が0°(無負荷状態)になったときには、クラッチ51を切断して圧縮機10の作動を停止する。圧縮機10の斜板33が0°の状態、又は圧縮機10が停止した状態では、気体燃料は圧縮機10を通過することができず、バイパス通路12を通過して調圧弁55に流れる。このように気体燃料がガスタンク5からバイパス通路12を通過して調圧弁55に流れるような状態は、ガスタンク5の残圧が十分に高い場合に発生する。
When the pressure regulating valve upstream pressure is the required pressure regulating valve upstream pressure and the angle of the
ガスタンク5の残圧が減少し、調圧弁上流圧が要求調圧弁上流圧より低くなると、制御装置64はクラッチ51を接続して圧縮機10を作動させ、制御弁43を制御して調圧弁上流圧が要求調圧弁上流圧となるように斜板33の角度を大きくする。
When the residual pressure of the gas tank 5 decreases and the pressure regulating valve upstream pressure becomes lower than the required pressure regulating valve upstream pressure, the
圧縮機10の作動によって調圧弁上流圧が所定のリリーフ圧以上になるときには、リリーフ弁58が開き、気体燃料はリリーフ通路13を通過してガスタンク5側に流れる。これにより、調圧弁上流圧の過大な上昇が抑制される。
When the pressure regulating valve upstream pressure becomes equal to or higher than a predetermined relief pressure due to the operation of the
燃料供給装置3は、圧縮機10の吐出量と調圧弁55の開度とを制御することによってインジェクタ6に所望の圧力の気体燃料を供給することができる。圧縮機10は斜板33の角度を変化させることによって吐出量を変化させることができるため、ガスエンジン2の回転数に応じて圧縮機10の回転数が変化するときにも吐出量を変化させて、調圧弁上流圧を制御することができる。
The fuel supply device 3 can supply gaseous fuel at a desired pressure to the
要求調圧弁上流圧が要求調圧弁下流圧に対して所定の圧力差を有するように設定されるため、調圧弁55による圧力調節が可能になり、調圧弁下流圧が安定する。
Since the required pressure regulating valve upstream pressure is set to have a predetermined pressure difference with respect to the required pressure regulating valve downstream pressure, the pressure can be adjusted by the
クラッチ51が切断されることによって圧縮機10の回転が停止するため、圧縮機10の回転に伴う摩擦損失が省略される。また、クラッチ51の切断及び接続が行われるときには、圧縮機10は無負荷状態であるため、クラッチ51の切断及び接続に伴う衝撃が低減され、異音の発生が抑制される。また、圧縮機10の吐出量の急激な変化が抑制され、調圧弁上流圧及び調圧弁下流圧の変動が抑制される。
Since the rotation of the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、本実施形態ではバイパス通路12に加えてリリーフ通路13を設け、リリーフ通路13に第2一方向弁57及びリリーフ弁58を設けた構成としたが、他の実施形態では第1一方向弁56にリリーフ弁58の機能を持たせて、リリーフ通路13、第2一方向弁57、及びリリーフ弁58を省略してもよい。この場合、図3に示すように、第1一方向弁70は、バイパス通路12内にガスタンク5側を向くように設けられた第1弁座71と、第1弁座71に着座可能にバイパス通路12内に設けられ、第1弁座71に着座してバイパス通路12を閉じる第1弁体72と、バイパス通路12の内壁に固定された第1リテーナ73と第1弁体72との間に設けられ、第1弁体72を第1弁座71側に付勢するばね74とから構成されるリリーフ部75を有する。第1弁体72には、バイパス通路12の延在方向と平行に貫通する通路孔72Aが形成され、通路孔72Aのインジェクタ6側の開口端には第2弁座72Bが形成されている。また、第1一方向弁70は、第2弁座72Bに着座可能にバイパス通路12内に設けられ、第2弁座72Bに着座して通路孔72Aを閉じる第2弁体77と、バイパス通路12の内壁に固定された第2リテーナ78と第2弁体77との間に設けられ、第2弁体77を第2弁座72B側に付勢するばね79から構成される一方向弁部80を有する。第1弁体72を付勢するばね74は第2弁体77を付勢するばね79よりもばね定数が大きく、第2弁体77が第2弁座72Bに着座した状態で第1弁体72は第1弁座71に着座した状態になる。バイパス通路12においてガスタンク5側の圧力がインジェクタ6側の圧力に対して所定値以上である場合、ばね79の付勢力に抗して第2弁体77が第2弁座72Bから離れ、ガスタンク5側からインジェクタ6側への気体燃料の流れが許容される。一方、バイパス通路12においてインジェクタ6側の圧力がガスタンク5側の圧力に対して所定値以上リリーフ圧以下の範囲で高い場合、第2弁体77が第2弁座72Bに着座してインジェクタ6側からガスタンク5側への気体燃料の流れが禁止される。バイパス通路12においてインジェクタ6側の圧力がガスタンク5側の圧力に対してリリーフ圧より高い場合、ばね74の付勢力に抗して第1弁体72が第1弁座71から離れ、インジェクタ6側からガスタンク5側に気体燃料が流れる。
Although the description of the specific embodiment is completed above, the present invention can be widely modified without being limited to the above embodiment. For example, in the present embodiment, the
また、圧縮機10は、上記実施形態の構成に限らず様々な構成をとり得る。圧縮機10は、斜板33の最小傾斜角度が0°より大きい構成としてもよい。
Further, the
1 :車両
2 :ガスエンジン
2A :燃焼室
3 :燃料供給装置
5 :ガスタンク
6 :インジェクタ
7 :燃料通路
10 :圧縮機
12 :バイパス通路
13 :リリーフ通路
33 :斜板
43 :制御弁
47 :アクチュエータ
51 :クラッチ
52 :クランクシャフト
55 :調圧弁
56 :第1一方向弁
57 :第2一方向弁
58 :リリーフ弁
61 :第1圧力センサ
62 :第2圧力センサ
64 :制御装置
1: Vehicle 2:
Claims (10)
気体燃料源とインジェクタとを接続する気体燃料通路と、
前記気体燃料通路に設けられ、前記ガスエンジンの駆動力を受けて駆動される可変容量型かつ斜板型の圧縮機と、
前記気体燃料通路における前記圧縮機と前記インジェクタとの間に設けられた調圧弁と、
前記気体燃料通路における前記調圧弁と前記インジェクタとの間の部分の圧力である調圧弁下流圧を検出する第1圧力センサと、
前記調圧弁下流圧に基づいて前記調圧弁の開度を制御する制御装置とを有することを特徴とする燃料供給装置。 It is a fuel supply device for gas engines.
A gas fuel passage connecting the gas fuel source and the injector,
A variable displacement compressor and a swash plate compressor provided in the gas fuel passage and driven by the driving force of the gas engine.
A pressure regulating valve provided between the compressor and the injector in the gas fuel passage ,
A first pressure sensor that detects the downstream pressure of the pressure regulating valve, which is the pressure of the portion between the pressure regulating valve and the injector in the gas fuel passage, and
A fuel supply device including a control device that controls an opening degree of the pressure regulating valve based on the downstream pressure of the pressure regulating valve.
前記制御装置は、前記調圧弁上流圧に基づいて前記圧縮機の吐出量を制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。 It has a second pressure sensor that detects the upstream pressure of the pressure regulating valve, which is the pressure of the portion between the compressor and the pressure regulating valve in the gas fuel passage.
The fuel supply device according to claim 1 , wherein the control device controls the discharge amount of the compressor based on the upstream pressure of the pressure regulating valve.
前記気体燃料通路における前記気体燃料源及び前記圧縮機の間の部分と前記圧縮機及び前記調圧弁の間の部分とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、前記気体燃料源側から前記インジェクタ側への流れを許容する一方、逆向きの流れを禁止する第1一方向弁とを有することを特徴とする請求項5に記載の燃料供給装置。 The compressor is provided to be rotatable and tiltable with respect to a rotation axis, and includes a swash plate whose angle with a plane orthogonal to the rotation axis can be 0 °, and a piston that reciprocates due to the rotation of the sloping plate. Have,
A bypass passage connecting a portion of the gas fuel passage between the gas fuel source and the compressor and a portion between the compressor and the pressure regulating valve.
The fifth aspect of claim 5 , wherein the bypass passage is provided with a first one-way valve that allows a flow from the gas fuel source side to the injector side while prohibiting a reverse flow. Fuel supply device.
前記リリーフ通路に設けられ、前記インジェクタ側から前記気体燃料源側への流れを許容する一方、逆向きの流れを禁止する第2一方向弁と、
前記リリーフ通路に設けられ、前記インジェクタ側の圧力が前記気体燃料源側の圧力に対して所定値以上高いときに開くリリーフ弁とを有することを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1つの項に記載の燃料供給装置。 A relief passage connecting a portion of the gas fuel passage between the gas fuel source and the compressor and a portion between the compressor and the pressure regulating valve.
A second one-way valve provided in the relief passage, which allows the flow from the injector side to the gas fuel source side, while prohibiting the reverse flow.
One of claims 1 to 9 , wherein the relief passage is provided with a relief valve that opens when the pressure on the injector side is higher than a predetermined value with respect to the pressure on the gas fuel source side. The fuel supply device according to one section.
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