JPH06101572A - エンジンの気体燃料供給装置 - Google Patents

エンジンの気体燃料供給装置

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JPH06101572A
JPH06101572A JP27662992A JP27662992A JPH06101572A JP H06101572 A JPH06101572 A JP H06101572A JP 27662992 A JP27662992 A JP 27662992A JP 27662992 A JP27662992 A JP 27662992A JP H06101572 A JPH06101572 A JP H06101572A
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JP
Japan
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fuel
gaseous fuel
intake air
flow rate
intake
Prior art date
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Withdrawn
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JP27662992A
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English (en)
Inventor
Shuichi Kudo
修一 工藤
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Nippon Carburetor Co Ltd
Original Assignee
Nippon Carburetor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体燃料を正圧で吸気路に供給するシステム
において、気体燃料を簡単な手段で適正空燃比が得られ
るように制御して吸気路に供給する。 【構成】 減圧調整器12で所定圧力に調整した気体燃
料と吸入空気とを熱交換器4で同一温度に近づけ互いの
密度比を一定とする。次に、吸入空気流量の測定器5と
機械的に連動する燃料計量器13によって気体燃料を吸
入空気に比例した容積流量に計量してノズル7から吸気
路3に供給するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車、作業車両、産業
機械などの動力源に用いられている火花点火エンジンに
LPG、CNGのような気体燃料を供給する装置、詳し
くは気体燃料を適正な空燃比が得られるように制御して
吸気路に供給する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LPGやCNGなどの気体燃料は液体燃
料であるガソリンなどに比べて排気中の有害成分が少な
く或いは安価に入手できるなど有利な面が多く、殊にL
PGが営業車の燃料に使用されていることは周知の通り
である。
【0003】現在の営業車においては、高圧液状のLP
Gを大気圧程度に減圧気化し、これを吸気路のベンチュ
リ負圧によって吸引させエンジン吸入空気と混合する、
というシステムによってエンジンに供給しているが、吸
入空気量に対応したベンチュリ負圧によって気体燃料を
吸引する固定ベンチュリ方式ではエンジンの全運転域に
亘って適正流量の気体燃料を供給することができない。
【0004】そこで、ベンチュリ径を低・中速域に適合
させ、高出力域ではベンチュリ負圧に依存することなく
気体燃料を増量するようにしているが(特公昭39−2
6224号公報参照)、増量がソレノイドなどにより画
一的に行なわれるので高出力域においてもさまざまに異
なる運転状態に対応した適正量を増量することができ
ず、却って出力の低下や排気状態の悪化を招きやすい。
【0005】この問題を解決する一案として、特開昭5
9−82556号公報、特開昭63−16160号公
報、実開昭61−138860号公報などに見られるよ
うにLPGなどをガソリン同様に吸気路に噴射すること
が考えられている。
【0006】しかしながら、LPGを液体のまま噴射さ
せる考えでは、LPGが温度の影響を受けて管路、制御
弁などの内部で容易に気化し圧力を極度に変動するの
で、自動車のように大気とエンジン周辺との温度差が著
しく大きい場所や雰囲気温度の変化が激しい場所では安
定した燃料供給がきわめて困難であり、実用化には多く
の問題がある。
【0007】これに対して、LPGなどを気体の状態で
噴射させる考えでは、液体に比べ温度による圧力変動が
小さく、実用化の可能性が大きい。
【0008】ところが、燃料と空気とを混合して燃焼さ
せるエンジンにおいて空燃比制御を行なうには、吸入空
気の質量流量に対する燃料の質量流量を制御しなければ
ならない。燃料が非圧縮性流体である液体の場合には燃
料の容積流量制御によって空燃比制御が容易に行なえる
が、圧縮性流体である気体の場合には温度によって密度
が大幅に変化してしまい容積流量制御では空燃比を適正
に制御することがきわめて困難である。その対策とし
て、吸入空気および燃料の質量流量センサをそれぞれ準
備し、それぞれの質量流量を測定して空燃比制御を行な
うことが考えられるが、装置全体が著しく複雑になるの
を避けられない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、気体燃料を吸気路に正圧で供給するにあた
って、気体燃料は温度によって密度を大幅に変えるため
容積流量制御では空燃比制御がきわめて困難であり、質
量流量制御では装置全体が著しく複雑になり、空燃比を
適正に制御できる簡単な構成の気体燃料供給手段がなか
った、という点である。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は気体燃料を所定圧力に調整する減圧調整器
から吸気路へ開口したノズルに至る気体燃料通路に熱交
換器と燃料計量器とを設け、熱交換器で吸気路を流れる
吸入空気と気体燃料との間の熱交換を行なわせ、燃料計
量器で熱交換器を通過した気体燃料を吸入空気流と機械
的に連動させてその流量に比例した流量に計量する構成
とし、これによって空燃比を適正に制御できる簡単な構
成の気体燃料供給手段を提供する、という目的を達成さ
せた。
【0011】
【作用】減圧調整器で減圧するとき、気体燃料は断熱膨
張によって温度を低下し、大気温度である吸入空気との
間に温度差を生じる。この気体燃料と吸入空気とを熱交
換器によって同一温度に近づけ、互いの密度比を一定と
する。次に、気体燃料流量を燃料計量器によって吸入空
気流量と機械的に連動させて計量し、吸入空気の容積流
量に対する気体燃料の容積流量を制御する。吸入空気と
気体燃料とは互いの密度比が一定とされているので、容
積流量制御によつて適正な空燃比制御ができることとな
る。
【0012】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、エアクリーナ1からエンジン2に至る吸気路3に熱
交換器4、吸入空気量計測用の空気流量計測器5、吸入
空気制御用の絞り弁6、気体燃料供給用のノズル7が順
に設置され、また絞り弁6をバイパスしてエンジン暖機
運転に必要な空気を供給する空気調整器8が設けられて
いる。
【0013】一方、気体燃料を高圧で充填した燃料容器
9からノズル7に至る気体燃料通路10にエンジン運転
時にのみ開く電磁駆動の遮断弁11、気体燃料を所定の
正圧に調整する減圧調整器12、熱交換器4、燃料計量
器13、圧力制御弁14が順に配置されている。
【0014】燃料計量器13は入口室15と出口室16
との間の弁口17を貫通した針状の弁体18が直線往復
動することによって気体燃料流量を無段階に計量する流
量制御弁であって、弁体18には弁口17の有効面積を
小さくする方向へ働くばね19と吸気路3を流れる吸入
空気流量に応じて位置を変える駆動部20のダイヤフラ
ム21とが作用させてある。
【0015】駆動部20のダイヤフラム21を挟んだ二
つの室22、24はフラップ5の上流側および下流側で
吸気路3に導通路23、25によって連通しているとと
もに、ダイヤフラム21の中心と空気流量計測器5のフ
ラップ26の支軸近くとがリンク27によって連結され
ている。
【0016】以上の構成において、エンジン2が回転を
開始すると、絞り弁6によって流量を制御される吸入空
気はエアクリーナ1から熱交換器4を通りフラップ2
6、絞り弁6の周囲を流れてエンジン2に至る。このと
きフラップ26の前後に圧力差を生じ、前後の圧力が室
22、24に導入されてダイヤフラム21を変位させ
る。フラップ26とダイヤフラム21とはリンク27に
よって結合されているので、フラップ26の周囲を流れ
る吸入空気の容積流量とダイヤフラム21の変位量とは
一定の関係をもつこととなり、絞り弁6によって制御さ
れる吸入空気の容積流量に対応してダイヤフラム21が
変位し燃料計量器13の弁体18を駆動し弁口17の有
効面積を調整するのである。
【0017】一方、燃料容器9の気体燃料は減圧調整器
12で所定の正圧に減圧されるが、この減圧は断熱膨張
であるために温度が低下し、大気温度である吸入空気と
の間にかなり大きな温度差を生じることがある。この気
体燃料と吸入空気とは熱交換器4において熱交換される
ことによって同一温度に近づき、互いの密度比が一定と
なる。尚、吸入空気は温度低下することによって密度が
高くなり、エンジン2の充填効率を向上して出力が増大
する、という付帯効果がもたらされる。
【0018】このように、熱交換器4によって吸入空気
との密度比が一定となった気体燃料は燃料計量器13の
弁口17を通ってノズル7に送られるが、弁口17と弁
体18との寸法を適正に定めることにより吸入空気の容
積流量に比例する容積流量の気体燃料を通過させ、適正
な空燃比制御を行なうことができる。
【0019】尚、入口室15の気体燃料を計量後の気体
燃料に導入する増量通路28が設けられており、電磁駆
動の補正制御弁29を開閉することによって空燃比補正
や加速時、高出力時の燃料増量を行なうことができるよ
うになっている。
【0020】圧力制御弁14はダイヤフラム30と、そ
の両側の入口室15の気体燃料が導入される制御室31
および計量された気体燃料が導入される弁室32と、ダ
イヤフラム30の中心に設けられてノズル7に至る気体
燃料通路10の出口を開閉する弁体33と、出口を開く
方向へダイヤフラム30に作用させた開弁ばね34とか
らなり、減圧調整器12で調整され熱交換器4を通過し
た気体燃料の圧力が変動しても燃料計量器13で計量さ
れた気体燃料のノズル7からの噴射量を一定とするもの
である。
【0021】遮断弁11、補正制御弁29はマイクロコ
ンピュータからなる電子式制御装置36から送られる電
気信号で動作し、キイ・スイッチの位置、絞り弁6の開
度、エンジン回転速度、排気中の酸素濃度などのエンジ
ン運転信号37に基いてこれらの電気信号が発せられ
る。
【0022】尚、気体燃料は燃料容器9にCNGの場合
は気体が充填されるが、LPGの場合は液体で充填され
減圧調整器12またはその入口側の図示しない気化装置
で気化される。
【0023】
【発明の効果】本発明によると、気体燃料と吸入空気と
を熱交換器によって同一温度に近づけ一定の密度比とし
て吸入空気量に比例した流量に気体燃料を計量し吸気路
に送入するものであるから、吸入空気の容積流量に対し
気体燃料の容積流量を制御するという簡単な手段で空燃
比を適正に制御することができるものである。
【0024】また、吸入空気は気体燃料との熱交換によ
って温度低下し密度が高くなるのでエンジンの充填効率
が向上し出力を増大する、という効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の配置図。
【符号の説明】
2 エンジン、3 吸気路、4 熱交換器、5 空気流
量測定器、6 絞り弁、7 ノズル、9 燃料容器、1
0 気体燃料通路、12 減圧調整器、13燃料計量
器、14 圧力制御弁、26 フラップ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 19/02 F 7049−3G F02M 21/06 B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気体燃料を所定圧力に調整する減圧調整
    器から吸気路へ開口したノズルに至る気体燃料通路に吸
    気路を流れる吸入空気と気体燃料との間で熱交換を行な
    わせる熱交換器と、前記熱交換器を通過した気体燃料を
    吸入空気流と機械的に連動してその流量に比例した流量
    に計量する燃料計量器とを具えたことを特徴とするエン
    ジンの気体燃料供給装置。
  2. 【請求項2】 燃料計量器が吸気路に設けた吸入空気流
    量計測用のフラップに機械的に連動する流量制御弁であ
    る請求項1記載のエンジンの気体燃料供給装置。
JP27662992A 1992-09-21 1992-09-21 エンジンの気体燃料供給装置 Withdrawn JPH06101572A (ja)

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JP27662992A JPH06101572A (ja) 1992-09-21 1992-09-21 エンジンの気体燃料供給装置

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JP27662992A JPH06101572A (ja) 1992-09-21 1992-09-21 エンジンの気体燃料供給装置

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JPH06101572A true JPH06101572A (ja) 1994-04-12

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ID=17572109

Family Applications (1)

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JP27662992A Withdrawn JPH06101572A (ja) 1992-09-21 1992-09-21 エンジンの気体燃料供給装置

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JP (1) JPH06101572A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904131A (en) * 1995-12-28 1999-05-18 Cummins Engine Company, Inc. Internal combustion engine with air/fuel ratio control

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904131A (en) * 1995-12-28 1999-05-18 Cummins Engine Company, Inc. Internal combustion engine with air/fuel ratio control
US6041765A (en) * 1995-12-28 2000-03-28 Cummins Engine Company, Inc. Internal combustion engine with air/fuel ratio control
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Effective date: 19991130