JPH0551787B2 - - Google Patents
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- JPH0551787B2 JPH0551787B2 JP58183839A JP18383983A JPH0551787B2 JP H0551787 B2 JPH0551787 B2 JP H0551787B2 JP 58183839 A JP58183839 A JP 58183839A JP 18383983 A JP18383983 A JP 18383983A JP H0551787 B2 JPH0551787 B2 JP H0551787B2
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- gas
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- engine
- reformer
- throttle valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
- F02M27/02—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/022—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure, temperature or composition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
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- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
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- F02M21/047—Venturi mixer
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はガス燃料エンジンの制御装置に関し、
更に詳細には燃料改質装置を備えたガス燃料エン
ジンの制御装置に関する。
更に詳細には燃料改質装置を備えたガス燃料エン
ジンの制御装置に関する。
従来、ガス燃料エンジン（ガスエンジンと称
す）における出力制御は、吸気系の途中に設けら
れた絞り弁によつてエンジンの吸入する混合気の
密度を変え負荷に見合つた出力を得るようにして
行なわれ且つ当該装置はそのように構成されてい
た。このような従来の制御装置によると、絞り弁
開度の調整のみによつてその出力制御を行なえる
ので簡便且つ確実な方法と言えるが、部分負荷時
は絞り弁での吸入仕事が大きくなり、結果として
機関の熱効率が低くなるという欠点があつた。そ
のため、この効率低下をできるだけ改善するため
に、混合気の希薄化や、EGR（排気再循環）率を
変化させることが行なわれたが、機関の燃焼特性
が悪化するため、効略の改善は僅かであるか、場
合によつては悪化することもあつた。
す）における出力制御は、吸気系の途中に設けら
れた絞り弁によつてエンジンの吸入する混合気の
密度を変え負荷に見合つた出力を得るようにして
行なわれ且つ当該装置はそのように構成されてい
た。このような従来の制御装置によると、絞り弁
開度の調整のみによつてその出力制御を行なえる
ので簡便且つ確実な方法と言えるが、部分負荷時
は絞り弁での吸入仕事が大きくなり、結果として
機関の熱効率が低くなるという欠点があつた。そ
のため、この効率低下をできるだけ改善するため
に、混合気の希薄化や、EGR（排気再循環）率を
変化させることが行なわれたが、機関の燃焼特性
が悪化するため、効略の改善は僅かであるか、場
合によつては悪化することもあつた。
また、燃焼特性の改善のため、燃料の改質が行
なわれ希薄燃焼が可能になつたが、燃料の全量を
改質していたために機関の動作条件と改質装置と
の熱、エネルギーバランスが難かしく、高い熱効
率での運転を実現するには至らなかつた。
なわれ希薄燃焼が可能になつたが、燃料の全量を
改質していたために機関の動作条件と改質装置と
の熱、エネルギーバランスが難かしく、高い熱効
率での運転を実現するには至らなかつた。
従つて、本発明の目的は、従来のガス燃料エン
ジンの制御装置の問題点に鑑み、これを解決すべ
く燃料ガスの一部を改質装置で改質し、機関の負
荷に応じて燃料ガスと改質ガスの割合を制御する
ことにより燃焼改善を行ない、それによつて希薄
燃焼を実現し、機関の出力を高熱効率のもとで制
御するガス燃料エンジンの制御装置を提供するこ
とにある。
ジンの制御装置の問題点に鑑み、これを解決すべ
く燃料ガスの一部を改質装置で改質し、機関の負
荷に応じて燃料ガスと改質ガスの割合を制御する
ことにより燃焼改善を行ない、それによつて希薄
燃焼を実現し、機関の出力を高熱効率のもとで制
御するガス燃料エンジンの制御装置を提供するこ
とにある。
以下、本発明のガス燃料エンジンの制御装置を
添付図面に示された好適な実施例を参照して更に
詳細に説明する。
添付図面に示された好適な実施例を参照して更に
詳細に説明する。
第１図には本発明の一実施例に係るガス燃料エ
ンジンの制御装置が示されている。
ンジンの制御装置が示されている。
第１図において、ガス燃料エンジン１の出力軸
にはコンプレツサ２が連結され、該コンプレツサ
２は空調機３と配管接続され、このコンプレツサ
２と空調機３ともにガスエンジン１の動力的な負
荷を構成している。このガスエンジン１からは排
気管４が伸長し、該排気管には排ガス浄化のため
の酸化触媒５とガス燃料の改質器６とが設けられ
ている。
にはコンプレツサ２が連結され、該コンプレツサ
２は空調機３と配管接続され、このコンプレツサ
２と空調機３ともにガスエンジン１の動力的な負
荷を構成している。このガスエンジン１からは排
気管４が伸長し、該排気管には排ガス浄化のため
の酸化触媒５とガス燃料の改質器６とが設けられ
ている。
ガスエンジン１の吸気系は、吸気管７内におい
て該管内通路を開閉すべく設けられた絞り弁８、
該絞り弁８より上流側に形成され、改質ガス燃料
を混合する混合器として作用するベンチユリー部
９、さらにその上流側における空気取り入れ口に
設けられたエアーフイルター１０から構成されて
いる。そして、絞り弁８はスロツトルアクチユエ
ータ１１で駆動される。この吸気管内７のベンチ
ユリー部９には燃料供給管１２の一端が開口し、
且つその他端はガス熱料制御弁１３、２次圧力調
整器１４および１次圧力調整器１５を順次介して
ガス燃料供給源へ連通されている。
て該管内通路を開閉すべく設けられた絞り弁８、
該絞り弁８より上流側に形成され、改質ガス燃料
を混合する混合器として作用するベンチユリー部
９、さらにその上流側における空気取り入れ口に
設けられたエアーフイルター１０から構成されて
いる。そして、絞り弁８はスロツトルアクチユエ
ータ１１で駆動される。この吸気管内７のベンチ
ユリー部９には燃料供給管１２の一端が開口し、
且つその他端はガス熱料制御弁１３、２次圧力調
整器１４および１次圧力調整器１５を順次介して
ガス燃料供給源へ連通されている。
ところで、燃料供給管１２には１次圧力調整器
１５と２次圧力調整器１４との間で分岐管１６の
一端が接続され、該分岐管１６の他端は改質器６
に接続されている。また、この改質器６にはポン
プ１７を備えた吸水管１８も接続されている。こ
れら分岐管１６と給水管１８とは、改質器６内に
おいて排気管４を通る排気ガスによつて加熱され
る室に連通され、その室からの出口管１９はガス
クーラ２０を介して圧力調整器２１に接続され、
該圧力調整器２１の出口側は管２２により燃料供
給管１２のガス燃料制御弁１３とベンチユリー部
９との間に接続されている。そして、この管２２
には計量用のオリフイス２３が設けられている。
また、ガス燃料制御弁１３、スロツトルアクチユ
エータ１１およびポンプ１７はエンジン１の運転
状態、空調機３の負荷条件より電気的に制御すべ
く制御回路２４に電気的に接続されている。
１５と２次圧力調整器１４との間で分岐管１６の
一端が接続され、該分岐管１６の他端は改質器６
に接続されている。また、この改質器６にはポン
プ１７を備えた吸水管１８も接続されている。こ
れら分岐管１６と給水管１８とは、改質器６内に
おいて排気管４を通る排気ガスによつて加熱され
る室に連通され、その室からの出口管１９はガス
クーラ２０を介して圧力調整器２１に接続され、
該圧力調整器２１の出口側は管２２により燃料供
給管１２のガス燃料制御弁１３とベンチユリー部
９との間に接続されている。そして、この管２２
には計量用のオリフイス２３が設けられている。
また、ガス燃料制御弁１３、スロツトルアクチユ
エータ１１およびポンプ１７はエンジン１の運転
状態、空調機３の負荷条件より電気的に制御すべ
く制御回路２４に電気的に接続されている。
次にこのガスエンジンの制御回路の動作につい
て説明する。
て説明する。
最初に、点火始動時においては従来のガスエン
ジンと同様に負荷も切離され、適当なチヨーク機
構（図示せず）の助けによつて放電火花により点
火始動する。この始動時には改質器６は動作して
いないので、燃料ガスによつて運転されている。
ジンと同様に負荷も切離され、適当なチヨーク機
構（図示せず）の助けによつて放電火花により点
火始動する。この始動時には改質器６は動作して
いないので、燃料ガスによつて運転されている。
エンジン１が負荷のコンプレツサ２と接続され
て定常状態となり、改質器６が動作するようにな
ると、１次圧力調整器１５で調圧されたガス燃料
の一部は、ポンプ１７で供給される水と共に改質
器６に供給される。改質器６はエンジン１の排ガ
スが保有する熱量により加熱され500〜700℃に保
たれており、触媒の助けによつてガス燃料の改質
反応（ガス燃料がLNGの場合、CH4＋H2O→CO
＋3H2）を行なう。生成された改質ガスは、ガス
クーラ２０で冷却され圧力調整器２１によつて調
圧された後エンジン１に供給される。
て定常状態となり、改質器６が動作するようにな
ると、１次圧力調整器１５で調圧されたガス燃料
の一部は、ポンプ１７で供給される水と共に改質
器６に供給される。改質器６はエンジン１の排ガ
スが保有する熱量により加熱され500〜700℃に保
たれており、触媒の助けによつてガス燃料の改質
反応（ガス燃料がLNGの場合、CH4＋H2O→CO
＋3H2）を行なう。生成された改質ガスは、ガス
クーラ２０で冷却され圧力調整器２１によつて調
圧された後エンジン１に供給される。
一方、ガス燃料は２次圧力調整器１４でさらに
減圧され、ガス燃料制御弁１３で計量された後エ
ンジン１に供給される。その結果、燃料供給管１
２を通してベンチユリー部９から吸い出される燃
料ガスは、改質ガスを含むため希薄領域での燃焼
が改善される。これは前述したように、改質ガス
中に可燃限界の広い水素H2を多く含むためで、
この関係は第２図に示されている。
減圧され、ガス燃料制御弁１３で計量された後エ
ンジン１に供給される。その結果、燃料供給管１
２を通してベンチユリー部９から吸い出される燃
料ガスは、改質ガスを含むため希薄領域での燃焼
が改善される。これは前述したように、改質ガス
中に可燃限界の広い水素H2を多く含むためで、
この関係は第２図に示されている。
第２図において、縦軸はエンジンの発生トルク
Tr、横軸は混合気の空気過剰率μを示し、エン
ジン１の回転数および絞り弁８開度を一定とした
場合である。空気過剰率μを大きくして行く（希
薄にする）とトルクは減少して行き、ある値で運
転が不可能になる。この運転限界はガス燃料中の
H2濃度によつて変わり、図に示すようにH2濃度
が20％ぐらいになるとμ≧2.0付近まで運転が可
能となる。
Tr、横軸は混合気の空気過剰率μを示し、エン
ジン１の回転数および絞り弁８開度を一定とした
場合である。空気過剰率μを大きくして行く（希
薄にする）とトルクは減少して行き、ある値で運
転が不可能になる。この運転限界はガス燃料中の
H2濃度によつて変わり、図に示すようにH2濃度
が20％ぐらいになるとμ≧2.0付近まで運転が可
能となる。
いま、エンジン１の出力を下げて（部分負荷）
運転する場合について説明する。負荷の要求する
エンジントルクが大きい場合は絞り弁８の開度を
一定で燃料制御弁１３の開度を小さくしガス流量
を下げ、μを大きくする。この時、エンジン１の
発生トルクは低下するが、改質ガス流量はほぼ一
定（僅かに増加）であるため、燃料ガス中に含ま
れるH2濃度が相対的に増加しμの増大にもかか
わらず燃焼の安定性は保たれる。この関係を第３
図に示す。
運転する場合について説明する。負荷の要求する
エンジントルクが大きい場合は絞り弁８の開度を
一定で燃料制御弁１３の開度を小さくしガス流量
を下げ、μを大きくする。この時、エンジン１の
発生トルクは低下するが、改質ガス流量はほぼ一
定（僅かに増加）であるため、燃料ガス中に含ま
れるH2濃度が相対的に増加しμの増大にもかか
わらず燃焼の安定性は保たれる。この関係を第３
図に示す。
第３図において横軸はエンジン１の発生トルク
Tr、縦軸は混合気の空気過剰率μと燃料に含ま
れる水素H2濃度を示す。すなわち、燃料制御弁
１３の開度を小さくしてゆくと、混合気のμが大
きくなると共に水素H2の濃度も増加してゆくの
で希薄時における燃焼特性が改善される。
Tr、縦軸は混合気の空気過剰率μと燃料に含ま
れる水素H2濃度を示す。すなわち、燃料制御弁
１３の開度を小さくしてゆくと、混合気のμが大
きくなると共に水素H2の濃度も増加してゆくの
で希薄時における燃焼特性が改善される。
更にエンジン１の発生トルクを低下させるに
は、従来と同じように絞り弁８をアクチユエータ
１１で駆動し、混合気の重量を減少させる。この
ように、エンジン１の燃焼が希薄な混合気で行な
われるため、エンジン１の熱損失が低下すると共
に、吸気損失が少なくなり熱効率の高い状態でエ
ンジン出力制御が実現される。前記絞り弁８と燃
料制御弁１３、ポンプ１７の動作はエンジン１の
状態（温度、回転等数）と負荷の条件を基とに制
御回路２４によつてすべて制御されている。ま
た、改質器６はガス燃料の一部を改質するだけで
よく、動作条件が緩和される。
は、従来と同じように絞り弁８をアクチユエータ
１１で駆動し、混合気の重量を減少させる。この
ように、エンジン１の燃焼が希薄な混合気で行な
われるため、エンジン１の熱損失が低下すると共
に、吸気損失が少なくなり熱効率の高い状態でエ
ンジン出力制御が実現される。前記絞り弁８と燃
料制御弁１３、ポンプ１７の動作はエンジン１の
状態（温度、回転等数）と負荷の条件を基とに制
御回路２４によつてすべて制御されている。ま
た、改質器６はガス燃料の一部を改質するだけで
よく、動作条件が緩和される。
なお、前記実施例ではベンチユリー型の混合器
を示したが、ガス噴射弁型のものでもよい。ま
た、エンジン１の負荷の条件が決まつていれば、
予め燃料制御弁１３と絞り弁８の開度との組合わ
せを求めておいてもよい。
を示したが、ガス噴射弁型のものでもよい。ま
た、エンジン１の負荷の条件が決まつていれば、
予め燃料制御弁１３と絞り弁８の開度との組合わ
せを求めておいてもよい。
以上のように、本発明によれば、ガス燃料の一
部を改質し、ガス燃料と改質ガス燃料の割合と、
μの組合せにより出力制御をするようにしたので
ガス燃料エンジンの安定な希薄燃焼が可能で熱効
率を高くすることができる。
部を改質し、ガス燃料と改質ガス燃料の割合と、
μの組合せにより出力制御をするようにしたので
ガス燃料エンジンの安定な希薄燃焼が可能で熱効
率を高くすることができる。
第１図は本発明の一実施例に係るガス燃料エン
ジンの制御装置を概略的に示す構成図、第２図お
よび第３図はそれぞれ本発明に係る制御装置によ
つて制御されたガス燃料エンジンの特性を示す特
性図である。 １……ガス燃料エンジン、４……排気管、６…
…改質器、７……吸気管、８……絞り弁、９……
ベンチユリー部、１２……燃料供給管、１３……
ガス燃料制御弁、１４……２次圧力調整器、１５
……１次圧力調整器、２１……圧力調整器、２３
……オリフイス。
ジンの制御装置を概略的に示す構成図、第２図お
よび第３図はそれぞれ本発明に係る制御装置によ
つて制御されたガス燃料エンジンの特性を示す特
性図である。 １……ガス燃料エンジン、４……排気管、６…
…改質器、７……吸気管、８……絞り弁、９……
ベンチユリー部、１２……燃料供給管、１３……
ガス燃料制御弁、１４……２次圧力調整器、１５
……１次圧力調整器、２１……圧力調整器、２３
……オリフイス。
Claims (1)
- １ エンジン排気管に設けられ、排気ガスの保有
する熱エネルギーを利用してガス燃料の一部を改
質する改質装置と、吸気系に設けられ、ガス燃料
供給系と改質ガス供給系とを有するガス混合器
と、前記ガス燃料供給系の通路に設けられた燃料
制御弁と、前記ガス混合器の下流に設けられ前記
燃料制御弁と連動して駆動されるスロツトル弁
と、前記燃料制御弁と前記スロツトル弁とを制御
してエンジンに供給される混合気の量および燃料
ガスと改質ガスとの割合を変えることによりエン
ジンの出力制御を行なう制御回路とを備えて構成
されるガス燃料エンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183839A JPS6075752A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ガス燃料エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183839A JPS6075752A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ガス燃料エンジンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075752A JPS6075752A (ja) | 1985-04-30 |
| JPH0551787B2 true JPH0551787B2 (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=16142738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58183839A Granted JPS6075752A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ガス燃料エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075752A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010078437A (ko) * | 2000-12-29 | 2001-08-21 | 임순자 | 내연기관의 연료절감을 위한 반응코아의 가공방법 |
| KR20010078436A (ko) * | 2000-12-29 | 2001-08-21 | 임순자 | 플라즈마를 이용한 연료 절감장치 |
| KR20010078438A (ko) * | 2001-01-10 | 2001-08-21 | 임순자 | 내연기관의 배기가스로 연료전처리한 후 정화토록 하는 시스템 |
| KR20050047595A (ko) * | 2003-11-18 | 2005-05-23 | 현대자동차주식회사 | 차량 냉시동시의 배기가스 저감을 위한 장치 |
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-
1983
- 1983-09-30 JP JP58183839A patent/JPS6075752A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6075752A (ja) | 1985-04-30 |
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