JPH06299878A - ガスエンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な改造で安価にリーンバーンを実現し、
燃料の無駄な消費やスモークの発生を抑制する。 【構成】 ベンチュリー部４の吐出ノズル５に燃料供給
路６を連通連結し、この燃料供給路６にガス燃料Ｇの供
給量を設定する流量設定具１１を設け、調量制御回路１
３と、吸気量検出手段１５と、回転数検出手段１６とを
付設して燃料供給装置１０を構成する。上記調量制御回
路１３は、設定具作動手段１２で流量設定具１１を作動
させてガス燃料Ｇを単位量づつ調量するように構成す
る。そしてエンジンの回転数ｎが、その安定運転状態に
おける当初の回転数ｎ_０を維持する限りガス燃料Ｇの供
給を単位量づつ減量して行き、最小限度の燃料でガスエ
ンジンを運転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスエンジンを必要最
小限度の燃料で運転するためのガスエンジンの燃料供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンの排気ガス規制が一段と
厳しくなり、これをクリアーする手段として、排気ガス
をマフラーに装着した触媒で清浄化する方法の他に、い
わゆるリーンバーン（希薄燃焼）による方法が採用され
ている。このリーンバーンに係るエンジンとしては、従
来より例えば刊行物「内燃機関（パワー社発行／小町弘
著）」に開示されたものが知られている。これは吸気ポ
ートから希薄混合気を主燃焼室に導入し、他方ではエン
ジンの圧縮工程後半において着火し易い濃い混合気を別
途副燃焼室に加圧供給するものである。

【０００３】ここで、ガスエンジンにおいては、上記希
薄混合気を主燃焼室に導入する空燃混合器は、例えば図
３に示すような構造を有する。即ち、この空燃混合器１
は、ベンチュリー管３のベンチュリー部４にガス燃料Ｇ
の吐出ノズル５を設け、この吐出ノズル５に燃料供給路
６を連通連結し、この燃料供給路６に流量設定具１１を
設け、この流量設定具１１でガス燃料Ｇの供給量を調量
して固定するように構成されている。つまり、希薄混合
気の空燃比は一定に保たれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、希
薄混合気とは別に、濃い混合気をエンジンの圧縮工程後
半で副燃焼室に加圧供給する必要があるため、濃い混合
気をつくる手段と加圧供給手段などを必要とし、構造が
複雑でエンジンの製造コストが高くつく。しかも、希薄
混合気の空燃比は一定に保たれるため、エアクリーナの
目詰まりが進むと空気量が相対的に減少して空燃比が小
さくなり、スモークが発生する。本発明はこのような事
情に鑑みてなされたもので、 簡単な改造で安価に実施できる燃料供給装置を提供
すること、 エアクリーナの目詰まりが進んでも、ガスエンジン
の全負荷領域に亙ってリーンバーンを実現することによ
り、燃料の無駄な消費やスモークの発生を抑制するこ
と、を技術課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明が採用した手段は、ベンチュリー管３のベン
チュリー部４にガス燃料Ｇの吐出ノズル５を設け、この
吐出ノズル５に燃料供給路６を連通連結し、この燃料供
給路６にガス燃料Ｇの供給量を設定する流量設定具１１
を設け、さらに調量制御回路１３と、吸気量検出手段１
５と、回転数検出手段１６とを付設して燃料供給装置１
０を構成する。

【０００６】上記調量制御回路１３は、吸気量検出手段
１５からの吸気量信号Ｊ_１に基づきガスエンジンの安定
運転状態を検出するとともに、回転数検出手段１６から
の回転数信号Ｊ_２に基づき、上記設定具作動手段１２で
流量設定具１１を作動させてガス燃料Ｇを単位量づつ調
量可能に構成する。そして上記ガス燃料Ｇを単位量だけ
減量調量する度にガスエンジンの回転数ｎを検出し、そ
の回転数ｎが安定運転状態における当初の回転数ｎ_０を
維持する限り、ガス燃料Ｇの供給量を単位量づつ減量す
るように構成する。なお、吸気量検出手段１５にはスロ
ットル弁２の開度を検出する手段や吸気圧を検出する手
段が含まれる。

【０００７】

【発明の作用】本発明に係る燃料供給装置１０は、次の
ように作用する。上記吸気量検出手段１５はエンジンの
吸気量を検出して吸気量信号Ｊ_１を出力し、上記回転数
検出手段１６はエンジンの回転数を検出して回転数信号
Ｊ_２を出力する。これらの信号Ｊ_１・Ｊ_２は上記調量制
御回路１３に入力される。上記調量制御回路１３は、図
１(Ｂ)で示すように、吸気量検出手段１５からの吸気量
信号Ｊ_１に基づきガスエンジンが安定運転状態に達した
ことを検出した後、設定具作動手段１２を次のように駆
動制御する。

【０００８】先ず、回転数検出手段１６からの回転数信
号Ｊ_２に基づき、エンジンの安定運転状態における当初
の回転数ｎ_０を記憶する。次いでガス燃料Ｇを単位量だ
け減量調量する度にガスエンジンの回転数ｎを検出し、
その回転数ｎが安定運転状態における当初の回転数ｎ_０
を維持する限り、ガス燃料Ｇの供給量を単位量づつ減量
する。そして回転数ｎが安定運転状態における当初の回
転数ｎ_０よりも減少したら、設定具作動手段１２で単位
量だけ増量する。これにより、ガスエンジンを必要最小
限度の燃料で運転するリーンバーンの状態が達成され
る。

【０００９】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され、作用す
ることから以下の効果を奏する。 従来例のような濃い混合気をつくる手段や加圧供給
手段などを必要とせず、実質的には設定具作動手段１２
と調量制御回路１３とを新たに付設するだけでその他の
吸気量検出手段１５・回転数検出手段１６は既設のもの
を利用することで本発明を実施できることから、簡単な
改造で安価にリーンバーンを実現する。 エアクリーナの目詰まりが進んでも、ガスエンジン
の広い負荷領域にわたりリーンバーンを実現することが
できるので、燃料の無駄な消費やスモークの発生を抑制
することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１(Ａ)はエンジンの空燃混合器と本発明に係る燃
料供給装置の概要構成図、同図(Ｂ)は本発明に係る燃料
供給装置の動作を説明するフローチャートである。この
空燃混合器１は、図１に示すように、従来例と同様の基
本構造を有する。即ち、この空燃混合器１は、ベンチュ
リー管３のベンチュリー部４にガス燃料Ｇの吐出ノズル
５を設け、この吐出ノズル５に燃料供給路６を連通連結
し、この燃料供給路６にガス燃料Ｇの供給量を設定する
流量設定具１１を設けて成り、エンジンの負荷に対応し
て、図示しないガバナ装置によりスロットルバルブ２の
開度が設定され、ガス燃料Ｇが吸気負圧によってベンチ
ュリー部４のリング状の燃料吐出ポート６ａを経て吐出
ノズル５より吸い出されるように構成されている。

【００１１】以下、本発明の特徴構成について説明す
る。本発明に係る燃料供給装置１０は、従来例の空燃混
合器１に付設したもので、燃料供給路６の流量設定具１
１と、この流量設定具１１を調量作動させる設定具作動
手段１２と、設定具作動手段１２を駆動制御する調量制
御回路２３と、吸気量検出手段１５と、回転数検出手段
１６とから成る。

【００１２】上記設定具作動手段１２は、燃料供給路６
を形成するケーシング５の下面より出力ロッド１２ａを
調量室６ｃに突入して設け、上記流量設定具１１は、そ
の出力ロッド１２ａの先端部に固設してガス導入路６ｂ
に臨ませ、設定具作動手段１２の出力ロッド１２ａを進
退させることにより、ガス導入路６ｂを流通するガス燃
料Ｇの流量を単位量づつ調量するように構成されてい
る。なお、上記設定具作動手段１２としては、例えばス
テッピングモータを用いて１ステップづつ駆動制御する
ことにより、ガス燃料Ｇの流量を調量することができ
る。

【００１３】上記吸気量検出手段１５はエンジンの吸気
量を検出して吸気量信号Ｊ_１を出力するもので、この実
施例ではスロットル弁２の開度を検出するポテンション
メータを用いている。なお、この吸気量検出手段１５と
しては、他にエンジンの吸気負圧を検出する負圧センサ
ーなど、適宜変更して実施することが可能である。ま
た、上記回転数検出手段１６は、エンジン回転数を検出
して回転数信号Ｊ_２を出力するもので、例えばエンジン
のリングギヤー等から回転数を検出することが可能であ
る。これらの吸気量信号Ｊ₁・回転数信号Ｊ_２は上記調
量制御回路１３に入力される。

【００１４】上記調量制御回路１３は、マイクロコンピ
ュータで構成され、第１記憶部１３ａと、第２記憶部１
３ｂと、ＣＰＵにより構成される中央制御部１３ｃとか
ら成る。第１記憶部１３ａは吸気量検出手段１５からの
吸気量信号Ｊ_１や回転数検出手段１６からの回転数信号
Ｊ_２を一時的に記憶し、第２記憶部１３ｂは図１(Ｂ)で
示す制御プログラムを記憶する。そして、中央制御部１
３ｃは上記制御プログラムに基づいて、上記設定具作動
手段（ステッピングモータ）１２を１ステップづつ駆動
制御する制御信号Ｋを出力し、以下のようにして設定具
作動手段１２を駆動制御する。

【００１５】ステップＳ_１では、ポテンションメータ１
５からの信号Ｊ_１を読み取り、第１記憶部１３ａに記憶
するとともに、ステップＳ_２ではスロットル弁開度が安
定したか否かを判断し、エンジンが安定運転状態になる
のを待つ。エンジンが安定運転状態に達したらステップ
Ｓ_３で、その安定運転状態における回転数ｎ_０を読み取
り、第１記憶部１３ａに記憶する。ステップＳ_４ではス
テッピングモータ１２を１ステップだけ減量側に作動さ
せ、ガス燃料Ｇの供給を単位量だけ減量調量する。引き
続きステップＳ_５では回転数検出手段１６からの回転数
信号Ｊ_２によりエンジンの回転数ｎを読み取り、ステッ
プＳ_６ではその回転数ｎが安定運転状態における当初の
回転数ｎ₀よりも減少したか否かを判断する。

【００１６】エンジンの回転数ｎが当初の回転数ｎ_０を
維持する限り上記ステップＳ_４〜ステップＳ_６が反復さ
れ、ステッピングモータ１２でガス燃料Ｇの供給を単位
量づつ減量する。そして回転数ｎが安定運転状態におけ
る当初の回転数ｎ_０よりも減少したら、ステッピングモ
ータ１２を１ステップだけ増量側に作動させて、ガス燃
料Ｇを単位量だけ増量する。これにより安定したリーン
バーン状態に達する。負荷が変動したら、上記ステップ
Ｓ_１〜Ｓ_７を繰り返し実行する。これにより、必要最小
限度の燃料でガスエンジンを運転することができ、エア
クリーナの目詰まりが進んでも、ガスエンジンの広い負
荷領域にわたりリーンバーンを実現することができるの
で、燃料の無駄な消費やスモークの発生を抑制すること
ができる。

【００１７】なお、上記燃料供給装置１０には、上記機
能に加えてエンジンの異常運転状態を検出する機能を付
加することもできる。例えば上記出力記憶部１３ａに
は、図３(Ａ)で示すようなエンジンの吸気量と回転数と
出力との関係や、図３(Ｂ)で示すようなエンジンの全負
荷域に対応する空燃比をマップデータとして記憶させ
る。また中央制御部１３ｃは、上記出力記憶手段１３ａ
が記憶しているマップデータから上記吸気量信号Ｊ_１と
回転数信号Ｊ_２とに基づきエンジン出力（ＰＳ）割り出
し、エンジンの負荷に対応する適正な目標空燃比を割り
出すようにする。そして現に供給しているガス燃料Ｇの
量から割り出した空燃比と目標空燃比との対比からエン
ジンの運転状態が異常か否かを判断させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(Ａ)はガスエンジンの空燃混合器と本発明
に係る燃料供給装置の概要構成図、図１(Ｂ)はその燃料
供給装置の動作を示すフローチャートである。

【図２】図２(Ａ)はエンジンの吸気量と回転数とエンジ
ン出力との関係を示すグラフ、図２(Ｂ)はエンジンが要
求する空燃比を示すグラフである。

【図３】従来例に係る空燃混合器の縦断面図である。

【符号の説明】

１…空燃混合器、 ３…ベンチュリー管、
４…ベンチュリー部、５…吐出ノズル、 ６…燃
料供給路、 Ｇ…ガス燃料、１０…燃料供給装
置、 １１…流量設定具、 １２…設定具作動
手段、１３…調量制御回路、 １５…吸気量検出手
段、 １６…回転数検出手段、 Ｊ_１…吸気量信号、 Ｊ_２…回転数信号、
Ｋ…空燃比補正信号、ｎ…エンジン回転数、 ｎ_０…
当初のエンジン回転数。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベンチュリー管(３)のベンチュリー部
   (４)にガス燃料(Ｇ)の吐出ノズル(５)を設け、この吐出
   ノズル(５)に燃料供給路(６)を連通連結し、この燃料供
   給路(６)にガス燃料(Ｇ)の供給量を設定する流量設定具
   (１１)を設け、て構成したガスエンジンの燃料供給装置
   において、 調量制御回路(１３)と、吸気量検出手段(１５)と、回転
   数検出手段(１６)とを付設し、上記調量制御回路(１３)
   は、吸気量検出手段(１５)からの吸気量信号(Ｊ₁)に基
   づきガスエンジンの安定運転状態を検出して、回転数検
   出手段(１６)からの回転数信号(Ｊ₂)に基づき、上記設
   定具作動手段(１２)で流量設定具(１１)を作動させてガ
   ス燃料(Ｇ)を単位量づつ調量可能に構成し、 上記ガス燃料(Ｇ)を単位量だけ減量調量する度にガスエ
   ンジンの回転数(ｎ)を検出し、その回転数(ｎ)が安定運
   転状態における当初の回転数(ｎ_０)を維持する限り、ガ
   ス燃料(Ｇ)の供給量を単位量づつ減量するように構成し
   たことを特徴とするガスエンジンの燃料供給装置。