JPH0658068B2 - ディーゼル機関 - Google Patents
ディーゼル機関Info
- Publication number
- JPH0658068B2 JPH0658068B2 JP63331985A JP33198588A JPH0658068B2 JP H0658068 B2 JPH0658068 B2 JP H0658068B2 JP 63331985 A JP63331985 A JP 63331985A JP 33198588 A JP33198588 A JP 33198588A JP H0658068 B2 JPH0658068 B2 JP H0658068B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- absolute humidity
- diesel engine
- calculating
- concentration
- humidity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、大気の絶対湿度の季節変化による給気の乾湿
に伴って増減する排気中の窒素酸化物濃度を制御できる
ディーゼル機関に関する。
に伴って増減する排気中の窒素酸化物濃度を制御できる
ディーゼル機関に関する。
＜従来の技術＞ 一般に、大気の絶対湿度は、年間を通じて第６図下半に
示すように季節的に変動し、夏期に高く、冬期に低くな
る。ディーゼル機関は、かかる大気を吸入して燃料を燃
やし、動力を得るものであるから、排気に含まれる窒素
酸化物ＮＯxの濃度は、給気の乾湿に伴って第６図上半
に示す如く夏期に低く、冬期に高くなるように季節変化
する。
示すように季節的に変動し、夏期に高く、冬期に低くな
る。ディーゼル機関は、かかる大気を吸入して燃料を燃
やし、動力を得るものであるから、排気に含まれる窒素
酸化物ＮＯxの濃度は、給気の乾湿に伴って第６図上半
に示す如く夏期に低く、冬期に高くなるように季節変化
する。
いま、大気の絶対湿度がx*である８月に、排気中のＮＯ
x濃度が規制値c*になるようにディーゼル機関を調整し
たとし、排気中のＮＯxの許容濃度範囲がc*±△cで、こ
れに対応する給気の絶対湿度範囲がx*±△xであるとす
れば、大気の絶対湿度がx*−△x以下になる１０月から
翌年の６月までは、稼動ディーゼル機関から許容濃度を
超えるＮＯxが排出されることになる。また、このよう
な調整をディーゼル機関の出荷時に行なった場合は、出
荷されたディーゼル機関の設置場所に応じて絶対湿度が
第６図と異なった様々なパターンで季節変化し、ＮＯx
の許容濃度範囲も場所ごとに相違するため、現地でディ
ーゼル機関を再調整しない限り、各設置場所で要求され
るＮＯxの排出基準を達成することができない。
x濃度が規制値c*になるようにディーゼル機関を調整し
たとし、排気中のＮＯxの許容濃度範囲がc*±△cで、こ
れに対応する給気の絶対湿度範囲がx*±△xであるとす
れば、大気の絶対湿度がx*−△x以下になる１０月から
翌年の６月までは、稼動ディーゼル機関から許容濃度を
超えるＮＯxが排出されることになる。また、このよう
な調整をディーゼル機関の出荷時に行なった場合は、出
荷されたディーゼル機関の設置場所に応じて絶対湿度が
第６図と異なった様々なパターンで季節変化し、ＮＯx
の許容濃度範囲も場所ごとに相違するため、現地でディ
ーゼル機関を再調整しない限り、各設置場所で要求され
るＮＯxの排出基準を達成することができない。
従来、現地でのディーゼル機関の再調整は、次の方法で
行なわれている。現地において大気の絶対湿度の季節変
化を測定し（第６図下半参照）、排気中のＮＯx濃度が
許容上限値c*＋△c以下になるようにディーゼル機関を
調整する方法である。この方法は、燃料噴射時期を遅ら
せると排気中のＮＯx濃度が遅延角に比例して減少する
特性（第７図上半参照）を利用して、現地の絶対湿度の
季節変化に応じて第６図上半の如く増減する排気中のＮ
Ｏx濃度のうち、許容上限値c*＋△cを超える部分の排出
を、燃料噴射時期の遅延によって抑制する方法である。
行なわれている。現地において大気の絶対湿度の季節変
化を測定し（第６図下半参照）、排気中のＮＯx濃度が
許容上限値c*＋△c以下になるようにディーゼル機関を
調整する方法である。この方法は、燃料噴射時期を遅ら
せると排気中のＮＯx濃度が遅延角に比例して減少する
特性（第７図上半参照）を利用して、現地の絶対湿度の
季節変化に応じて第６図上半の如く増減する排気中のＮ
Ｏx濃度のうち、許容上限値c*＋△cを超える部分の排出
を、燃料噴射時期の遅延によって抑制する方法である。
＜発明が解決しようとする課題＞ ところが、上記従来の方法は、排気中のＮＯx濃度を低
減すべく燃料噴射時期を遅らせるため、燃料消費率beが
逆に第７図下半の如く増大して悪化し、ＮＯx濃度レベ
ルを年間を通じて第６図中の規制値c*に維持するための
燃料消費率beは、第８図のようになり、冬期の燃料消費
率は最良の夏期の燃料消費率be*に比べて相当悪化する
という欠点がある。また、この方法は、給気の条件によ
るＮＯxの季節変化に基づいて、その都度機関の調整を
必要とするため、再調整に手間がかかり、冬期において
は機関の不起動を生じる場合もある。
減すべく燃料噴射時期を遅らせるため、燃料消費率beが
逆に第７図下半の如く増大して悪化し、ＮＯx濃度レベ
ルを年間を通じて第６図中の規制値c*に維持するための
燃料消費率beは、第８図のようになり、冬期の燃料消費
率は最良の夏期の燃料消費率be*に比べて相当悪化する
という欠点がある。また、この方法は、給気の条件によ
るＮＯxの季節変化に基づいて、その都度機関の調整を
必要とするため、再調整に手間がかかり、冬期において
は機関の不起動を生じる場合もある。
そこで、本発明の目的は、大気の絶対湿度の季節変化に
伴って乾湿する給気を適宜加湿することにより、現地に
おける複雑な機関調整を要さず、かつ機関に燃料消費率
の悪化などの悪影響を及ぼすことなく、排気中のＮＯx
濃度を年間を通じて所定の許容濃度範囲に抑えることが
できるディーゼル機関を提供することである。
伴って乾湿する給気を適宜加湿することにより、現地に
おける複雑な機関調整を要さず、かつ機関に燃料消費率
の悪化などの悪影響を及ぼすことなく、排気中のＮＯx
濃度を年間を通じて所定の許容濃度範囲に抑えることが
できるディーゼル機関を提供することである。
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、本発明のディーゼル機関は、
設置環境における大気の絶対湿度の季節変化による給気
の乾湿に伴って増減する排気中の窒素酸化物濃度を制御
できるものにおいて、このディーゼル機関の給気配管系
に設けられ、吸い込まれた大気に所定量の水分を加えて
加湿する加湿器と、給気の絶対湿度と，機関の運転条件
で一義的に定まる給気温度と，使用燃料の比重および窒
素含有量の関数で定義されるＮＯx濃度の支配式に出荷
調整時における上記諸変数値を代入して関数値を求める
初期関数値算出手段と、求められた関数値を出荷調整時
のＮＯx規制値で乗じ，かつ運転時のＮＯx規制値で除し
て運転時の関数値を求める運転時関数値算出手段と、上
記支配式に運転時の給気温度と使用燃料の比重および窒
素含有量を代入してその関数値が上記運転時の関数値に
なり、かつ排気中の窒素酸化物濃度を上記運転時のＮＯ
x規制値にせしめるような給気の絶対湿度を算出する基
準絶対湿度算出手段と、算出された基準絶対湿度と運転
時の大気の絶対湿度との差に比例した加湿量を算出し、
算出した加湿量を表わす信号を上記加湿器に出力する加
湿量算出手段とを有する制御装置を備えたことを特徴と
する。
設置環境における大気の絶対湿度の季節変化による給気
の乾湿に伴って増減する排気中の窒素酸化物濃度を制御
できるものにおいて、このディーゼル機関の給気配管系
に設けられ、吸い込まれた大気に所定量の水分を加えて
加湿する加湿器と、給気の絶対湿度と，機関の運転条件
で一義的に定まる給気温度と，使用燃料の比重および窒
素含有量の関数で定義されるＮＯx濃度の支配式に出荷
調整時における上記諸変数値を代入して関数値を求める
初期関数値算出手段と、求められた関数値を出荷調整時
のＮＯx規制値で乗じ，かつ運転時のＮＯx規制値で除し
て運転時の関数値を求める運転時関数値算出手段と、上
記支配式に運転時の給気温度と使用燃料の比重および窒
素含有量を代入してその関数値が上記運転時の関数値に
なり、かつ排気中の窒素酸化物濃度を上記運転時のＮＯ
x規制値にせしめるような給気の絶対湿度を算出する基
準絶対湿度算出手段と、算出された基準絶対湿度と運転
時の大気の絶対湿度との差に比例した加湿量を算出し、
算出した加湿量を表わす信号を上記加湿器に出力する加
湿量算出手段とを有する制御装置を備えたことを特徴と
する。
なお、上記制御装置に、ディーゼル機関の出力センサか
らの検出信号に基づいて、機関出力が所定の設定値以上
になったか否かを判断する出力判定手段をさらに備え、
この出力判定手段が肯と判断したとき、上記加湿量算出
手段が動作するようにしてもよい。
らの検出信号に基づいて、機関出力が所定の設定値以上
になったか否かを判断する出力判定手段をさらに備え、
この出力判定手段が肯と判断したとき、上記加湿量算出
手段が動作するようにしてもよい。
また、上記制御装置の加湿量算出手段を、大気の絶対湿
度を検出する絶対湿度検出手段からの検出信号に基づい
て運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算出する
ものにもできる。
度を検出する絶対湿度検出手段からの検出信号に基づい
て運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算出する
ものにもできる。
さらに、上記制御装置の加湿量算出手段を、予め入力さ
れた設置環境の大気の絶対湿度に関する気象データに基
づいて運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算出
するものしてもよい。
れた設置環境の大気の絶対湿度に関する気象データに基
づいて運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算出
するものしてもよい。
＜作用＞ 制御装置の初期関数値算出手段は、ＮＯx濃度の支配式
に出荷調整時における給気の絶対湿度，給気温度，使用
燃料の比重および窒素含有量の値を代入して出荷調整時
の関数値を求める。
に出荷調整時における給気の絶対湿度，給気温度，使用
燃料の比重および窒素含有量の値を代入して出荷調整時
の関数値を求める。
次いで、運転時関数値算出手段は、求められた関数値を
出荷調整時のＮＯx規制値で乗じ，かつ運転時のＮＯx規
制値で除して運転時の関数値を求める。さらに、基準絶
対湿度算出手段は、上記支配式に運転時の給気温度と使
用燃料の比重および窒素含有量を代入してその関数値が
上記運転時の関数値になり、かつ排気中の窒素酸化物濃
度を上記運転時のＮＯx規制値にせしめるような絶対湿
度を算出する。
出荷調整時のＮＯx規制値で乗じ，かつ運転時のＮＯx規
制値で除して運転時の関数値を求める。さらに、基準絶
対湿度算出手段は、上記支配式に運転時の給気温度と使
用燃料の比重および窒素含有量を代入してその関数値が
上記運転時の関数値になり、かつ排気中の窒素酸化物濃
度を上記運転時のＮＯx規制値にせしめるような絶対湿
度を算出する。
最後に、制御装置の加湿量算出手段は、算出された基準
絶対湿度と運転時の大気の絶対湿度との差に比例した加
湿量を算出し、算出した加湿量を表わす信号を加湿器に
出力する。
絶対湿度と運転時の大気の絶対湿度との差に比例した加
湿量を算出し、算出した加湿量を表わす信号を加湿器に
出力する。
加湿器は、ディーゼル機関の給気配管系に吸い込まれた
大気に、上記信号に対応する量の水分を加えて給気を加
湿する。
大気に、上記信号に対応する量の水分を加えて給気を加
湿する。
こうして、運転時の大気の絶対湿度が、基準絶対湿度を
下回ると、その差に比例した水分が給気に加えられるの
で、運転時の規制値を超えようとする排気中のＮＯx濃
度の増加が抑えられ、排気中のＮＯx濃度は、常に上記
規制値以下に全自動で制御される。
下回ると、その差に比例した水分が給気に加えられるの
で、運転時の規制値を超えようとする排気中のＮＯx濃
度の増加が抑えられ、排気中のＮＯx濃度は、常に上記
規制値以下に全自動で制御される。
なお、制御装置に出力判定手段を追加し、この手段が、
出力センサの検出信号が表わす機関出力が所定の設定値
以上になったと判断したとき、上記加湿量算出手段を動
作せしめるようにすれば、過剰水分による低出力運転時
の燃焼遅れ等の機関への悪影響を防止できる。
出力センサの検出信号が表わす機関出力が所定の設定値
以上になったと判断したとき、上記加湿量算出手段を動
作せしめるようにすれば、過剰水分による低出力運転時
の燃焼遅れ等の機関への悪影響を防止できる。
また、上記制御装置の加湿量算出手段を、大気の絶対湿
度を検出する絶対湿度検出手段からの検出信号に基づい
て運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算出する
ものにすれば、設置環境における大気の絶対湿度の季節
変化が予めわからなくても、常時上記窒素酸化濃度の制
御ができる。
度を検出する絶対湿度検出手段からの検出信号に基づい
て運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算出する
ものにすれば、設置環境における大気の絶対湿度の季節
変化が予めわからなくても、常時上記窒素酸化濃度の制
御ができる。
さらに、運転時の大気の絶対湿度を、加湿量算出手段
が、予め入力された気象データに基づいて求めるように
すれば、機関の用途によって様々に異なる設置環境に
も、気象データを入れ替えるだけで幅広く対応すること
ができる。
が、予め入力された気象データに基づいて求めるように
すれば、機関の用途によって様々に異なる設置環境に
も、気象データを入れ替えるだけで幅広く対応すること
ができる。
＜実施例＞ 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明のディーゼル機関の一実施例を示す概略
図であり、１は給気管２と排気管３を備えたエンジン本
体、４はこのエンジン本体１の燃料ラックの変位を検出
する出力センサとしてのラック目盛センサ、５は上記給
気管２の入口に圧縮機5aを、排気管出口にこの圧縮機に
連結するタービン5bを夫々配置してなる過給機、６はこ
の過給機５の下流側の給気管２に介設した空気冷却器、
７はこの空気冷却器６の下流側の給気管２に設けられ、
給気を排気中の窒素酸化物(NOx)濃度が所定の許容範囲
になるような基準絶対湿度まで加湿する加湿量調整可能
な加湿器である。
図であり、１は給気管２と排気管３を備えたエンジン本
体、４はこのエンジン本体１の燃料ラックの変位を検出
する出力センサとしてのラック目盛センサ、５は上記給
気管２の入口に圧縮機5aを、排気管出口にこの圧縮機に
連結するタービン5bを夫々配置してなる過給機、６はこ
の過給機５の下流側の給気管２に介設した空気冷却器、
７はこの空気冷却器６の下流側の給気管２に設けられ、
給気を排気中の窒素酸化物(NOx)濃度が所定の許容範囲
になるような基準絶対湿度まで加湿する加湿量調整可能
な加湿器である。
また、８は上記給気管２の入口近傍の大気の絶対湿度を
検出する絶対湿度センサ、９はこの絶対湿度センサ８お
よび上記ラック目盛センサ４からの検出信号を受け、後
者の検出信号の表わす機関出力が所定の設定値以上にな
ったとき、前者の検出信号と上記基準絶対湿度に基づい
て加湿量を算出し、この加湿量を表わす信号を起動信号
と共に、上記加湿器７に出力するコンピュータからな
り、後述する初期関数値算出手段，運転時関数値算出手
段，基準絶対湿度算出手段，加湿量算出手段，出力判定
手段を有する制御装置である。
検出する絶対湿度センサ、９はこの絶対湿度センサ８お
よび上記ラック目盛センサ４からの検出信号を受け、後
者の検出信号の表わす機関出力が所定の設定値以上にな
ったとき、前者の検出信号と上記基準絶対湿度に基づい
て加湿量を算出し、この加湿量を表わす信号を起動信号
と共に、上記加湿器７に出力するコンピュータからな
り、後述する初期関数値算出手段，運転時関数値算出手
段，基準絶対湿度算出手段，加湿量算出手段，出力判定
手段を有する制御装置である。
上記加湿器７は、排気管３の排気ガスあるいは電気ヒー
タで加熱されるボイラあるいは外部ボイラからコックを
経て送られてくる水蒸気または超音波発生器で微粒化さ
れた水滴、あるいは水噴射によって微粒化された水滴
を、上記制御装置９から入力される加湿量を表わす信号
に比例して開閉する流量制御弁で流量制御して給気管２
に供給するようになっている。
タで加熱されるボイラあるいは外部ボイラからコックを
経て送られてくる水蒸気または超音波発生器で微粒化さ
れた水滴、あるいは水噴射によって微粒化された水滴
を、上記制御装置９から入力される加湿量を表わす信号
に比例して開閉する流量制御弁で流量制御して給気管２
に供給するようになっている。
一方、上記制御装置９は、下記の関数で定義される排気
中のＮＯx濃度を支配する値Ｋを算出するプログラムを
有し、第２図のような演算を行なうようになっている。
中のＮＯx濃度を支配する値Ｋを算出するプログラムを
有し、第２図のような演算を行なうようになっている。
Ｋ＝Ｋ(x,Tb,γf,y) …(1) 但し、ｘ：給気の絶対湿度 Tb：機関の標準運転条件で一意的に決まる給気温度 γｆ：使用燃料の比重 ｙ：燃料中の窒素含有量を表わす変数 即ち、制御装置９は、第２図に示すように初期関数値算
出手段として機関の出荷調整時の上記各変数値x0,Tb0,
γf0,y0を(1)式に代入して初期関数値K0を算出するとと
もに（Ｓ１参照）、運転時関数値算出手段として上記K0
値と出荷調整時のＮＯx濃度の規制値c0 *との積を運転時
のＮＯx濃度の規制値c*で割って運転時の目標値Ksを算
出する。次いで、基準絶対湿度算出手段として運転に先
立って入力される条件値Tb,γf,yに基づき(1)式のＫ(x,
Tb,γf,y)を上記目標値Ksにするような基準絶対湿度x*
を算出し、加湿量算出手段として上記値x*から運転中に
絶対湿度センサ８が検出した大気の絶対湿度ｘを減算す
る（Ｓ３参照）。さらに、出力判定手段としてラック目
盛センサ４が検出した機関出力Ｌが設定値L0以上か否か
を判断し、Ｌ≧L0と判断したとき、上記減算結果x*−ｘ
に基づき、加湿量算出手段として排気中のＮＯx濃度を
上記規制値c*にするに必要な加湿量Ｙを算出し（Ｓ４参
照）、この加湿量Ｙを表わす制御信号を加湿器７の流量
制御弁に出力する（Ｓ５参照）。尚、上記絶対湿度の差
(x*-x)と加湿量Ｙは、第３図に示すような比例関係にあ
り、この関係式が上記制御装置９に予め与えられてい
る。
出手段として機関の出荷調整時の上記各変数値x0,Tb0,
γf0,y0を(1)式に代入して初期関数値K0を算出するとと
もに（Ｓ１参照）、運転時関数値算出手段として上記K0
値と出荷調整時のＮＯx濃度の規制値c0 *との積を運転時
のＮＯx濃度の規制値c*で割って運転時の目標値Ksを算
出する。次いで、基準絶対湿度算出手段として運転に先
立って入力される条件値Tb,γf,yに基づき(1)式のＫ(x,
Tb,γf,y)を上記目標値Ksにするような基準絶対湿度x*
を算出し、加湿量算出手段として上記値x*から運転中に
絶対湿度センサ８が検出した大気の絶対湿度ｘを減算す
る（Ｓ３参照）。さらに、出力判定手段としてラック目
盛センサ４が検出した機関出力Ｌが設定値L0以上か否か
を判断し、Ｌ≧L0と判断したとき、上記減算結果x*−ｘ
に基づき、加湿量算出手段として排気中のＮＯx濃度を
上記規制値c*にするに必要な加湿量Ｙを算出し（Ｓ４参
照）、この加湿量Ｙを表わす制御信号を加湿器７の流量
制御弁に出力する（Ｓ５参照）。尚、上記絶対湿度の差
(x*-x)と加湿量Ｙは、第３図に示すような比例関係にあ
り、この関係式が上記制御装置９に予め与えられてい
る。
上記構成のディーゼル機関の加湿装置の動作は、次のと
おりである。
おりである。
ディーゼル機関の運転に先立って、制御装置９に出荷調
整時の給気湿度x0，給気温度Tb0，燃料の比重γf0，燃
料Ｎ含有量y0，ＮＯx濃度の規制値c0 *および運転時のＮ
Ｏx濃度の規制値c*の各データを入力するとともに、運
転時の条件値Tb,γf,yを入力する。運転が始まると、ラ
ック目盛センサ４から機関出力Ｌを表わす検出信号およ
び絶対湿度センサ８から大気の絶対湿度ｘを表わす検出
信号が制御装置９に入力される。制御装置９は、既に述
べた第２図のフローチャートに従って、入力データに基
づいてステップＳ１で出荷調整時の値K0を、ステップＳ
２で運転時の目標値Ksを夫々算出した後、ステップＳ３
でこの目標値Ksと入力条件値に基づいて基準絶対湿度x*
を算出し、このx*と上記大気の絶対湿度ｘとの差を求め
る。さらに、ステップＳ４で上記機関出力Ｌが設定値L0
以上と判断したとき、上記絶対湿度差(x*-x)により必要
な加湿量Ｙを求め、これを表わす信号をステップＳ５で
加湿器７の流量制御弁に出力する。
整時の給気湿度x0，給気温度Tb0，燃料の比重γf0，燃
料Ｎ含有量y0，ＮＯx濃度の規制値c0 *および運転時のＮ
Ｏx濃度の規制値c*の各データを入力するとともに、運
転時の条件値Tb,γf,yを入力する。運転が始まると、ラ
ック目盛センサ４から機関出力Ｌを表わす検出信号およ
び絶対湿度センサ８から大気の絶対湿度ｘを表わす検出
信号が制御装置９に入力される。制御装置９は、既に述
べた第２図のフローチャートに従って、入力データに基
づいてステップＳ１で出荷調整時の値K0を、ステップＳ
２で運転時の目標値Ksを夫々算出した後、ステップＳ３
でこの目標値Ksと入力条件値に基づいて基準絶対湿度x*
を算出し、このx*と上記大気の絶対湿度ｘとの差を求め
る。さらに、ステップＳ４で上記機関出力Ｌが設定値L0
以上と判断したとき、上記絶対湿度差(x*-x)により必要
な加湿量Ｙを求め、これを表わす信号をステップＳ５で
加湿器７の流量制御弁に出力する。
こうして、実測された大気の絶対湿度ｘが第６図下半に
示す基準絶対湿度x*を下回ると、その差(x*-x)に比例し
た水蒸気あるいは水分が加湿器７から給気管２に供給さ
れるので、第６図上半の規制値c*を超えようとする排気
中のＮＯx濃度の増加が抑えられ、排気中のＮＯx濃度
は、常に上記規制値c*以下に全自動で制御される。な
お、通常このような加湿装置の動作には多少の時間遅れ
等の誤作要素が伴うが、その場合でも増加しようとする
排気中のＮＯx濃度は、第６図上半に示す規制値c*を中
心とする±△cの範囲即ち許容濃度範囲内に抑制され
る。また、この範囲は、大気の絶対湿度を示す第６図下
半のグラフにおいて、基準絶対湿度x*を中心とする±△
xの範囲に対応する。
示す基準絶対湿度x*を下回ると、その差(x*-x)に比例し
た水蒸気あるいは水分が加湿器７から給気管２に供給さ
れるので、第６図上半の規制値c*を超えようとする排気
中のＮＯx濃度の増加が抑えられ、排気中のＮＯx濃度
は、常に上記規制値c*以下に全自動で制御される。な
お、通常このような加湿装置の動作には多少の時間遅れ
等の誤作要素が伴うが、その場合でも増加しようとする
排気中のＮＯx濃度は、第６図上半に示す規制値c*を中
心とする±△cの範囲即ち許容濃度範囲内に抑制され
る。また、この範囲は、大気の絶対湿度を示す第６図下
半のグラフにおいて、基準絶対湿度x*を中心とする±△
xの範囲に対応する。
第４図は、上記加湿装置による加湿量Ｙと機関出力の時
間変化の一例を示している。第４図(b)において、時刻t
0でディーゼル機関が起動し、機関出力Ｌが時刻t1でL0
に達すると、第４図(a)に示すように制御装置９からの
制御信号により加湿器７が動作し始め、機関出力の増加
に伴って加湿量Ｙが漸増し、機関出力が定格値になると
加湿量も一定となる。そして、時刻t2で機関停止信号が
発せられると同時に加湿量は０に激減する一方、機関出
力は急減し、時刻t3で機関は完全に停止する。
間変化の一例を示している。第４図(b)において、時刻t
0でディーゼル機関が起動し、機関出力Ｌが時刻t1でL0
に達すると、第４図(a)に示すように制御装置９からの
制御信号により加湿器７が動作し始め、機関出力の増加
に伴って加湿量Ｙが漸増し、機関出力が定格値になると
加湿量も一定となる。そして、時刻t2で機関停止信号が
発せられると同時に加湿量は０に激減する一方、機関出
力は急減し、時刻t3で機関は完全に停止する。
上記実施例では、ＮＯx濃度を支配する値Ｋを算出する
プログラムをもったコンピュータで制御装置９を構成
し、この制御装置で絶対湿度センサ８からの検出信号
(x)と運転時の目標値Ksから逆算される基準絶対湿度
(x*)とに基づいて加湿量Ｙを算出し、加湿器７をして給
気を上記加湿量だけ加湿しているので、燃料噴射時期の
調整でＮＯx濃度を低下させる従来例（第８図参照）の
うような燃費の悪化がないのは勿論、従来のような手間
のかかる現地での機関の再調整を要することなく、全自
動でＮＯx濃度を常時許容濃度範囲c*±△c内に抑え、一
定化することができる。また、ラック目盛センサ４から
の検出信号が表わす機関出力Ｌが、設定値L0以上になっ
て初めて加湿を行なうようにしているので、過剰水分に
よる低出力時の燃焼遅れ等の機関への悪影響がない。な
お、上記実施例では、絶対湿度検出手段として絶対湿度
センサ８を、機関出力センサとしてラック目盛センサ４
を夫々用いたが、例えば前者を温度センサと相対湿度セ
ンサを組み合わせたものとし、後者を電流，電圧，電力
等の出力センサとすることもできる。
プログラムをもったコンピュータで制御装置９を構成
し、この制御装置で絶対湿度センサ８からの検出信号
(x)と運転時の目標値Ksから逆算される基準絶対湿度
(x*)とに基づいて加湿量Ｙを算出し、加湿器７をして給
気を上記加湿量だけ加湿しているので、燃料噴射時期の
調整でＮＯx濃度を低下させる従来例（第８図参照）の
うような燃費の悪化がないのは勿論、従来のような手間
のかかる現地での機関の再調整を要することなく、全自
動でＮＯx濃度を常時許容濃度範囲c*±△c内に抑え、一
定化することができる。また、ラック目盛センサ４から
の検出信号が表わす機関出力Ｌが、設定値L0以上になっ
て初めて加湿を行なうようにしているので、過剰水分に
よる低出力時の燃焼遅れ等の機関への悪影響がない。な
お、上記実施例では、絶対湿度検出手段として絶対湿度
センサ８を、機関出力センサとしてラック目盛センサ４
を夫々用いたが、例えば前者を温度センサと相対湿度セ
ンサを組み合わせたものとし、後者を電流，電圧，電力
等の出力センサとすることもできる。
第５図は、本発明のディーゼル機関の他の実施例を示し
ている。この実施例は、第１図の実施例の絶対湿度セン
サ８を省略し、これに代えてコンピュータからなる制御
装置１９内に機関の設置環境の大気の絶対湿度に関する
第６図下半のグラフのような気象データを記憶させるも
のである。即ち、上記制御装置１９は、第２図のステッ
プＳ３における絶対湿度センサの出力値ｘの代わりに、
記憶した上記気象データの運転月に該当する絶対湿度デ
ータ値を用いて、第２図で述べたと同じ演算処理を行な
う。従って、この制御装置１９で制御される加湿器７に
よって、給気の絶対湿度は第６図下半のx*±△xの範囲
内に調整され、排気中のＮＯx濃度は常時c*±△cの許容
範囲内に制御される。
ている。この実施例は、第１図の実施例の絶対湿度セン
サ８を省略し、これに代えてコンピュータからなる制御
装置１９内に機関の設置環境の大気の絶対湿度に関する
第６図下半のグラフのような気象データを記憶させるも
のである。即ち、上記制御装置１９は、第２図のステッ
プＳ３における絶対湿度センサの出力値ｘの代わりに、
記憶した上記気象データの運転月に該当する絶対湿度デ
ータ値を用いて、第２図で述べたと同じ演算処理を行な
う。従って、この制御装置１９で制御される加湿器７に
よって、給気の絶対湿度は第６図下半のx*±△xの範囲
内に調整され、排気中のＮＯx濃度は常時c*±△cの許容
範囲内に制御される。
上記実施例では、制御装置１９に機関設置環境の大気の
絶対湿度に関する気象データを予め記憶させているの
で、絶対湿度センサがなくても排気中のＮＯx濃度を常
時許容範囲内に制御できるとともに、機関の用途によっ
て様々に異なる設置環境にも気象データの入替えだけで
幅広く対応できるという利点がある。また、前述の実施
例と同じく、燃費の悪化がなく、現地での機関の再調整
を要さず、全自動でＮＯx濃度の制御ができるのは勿論
である。
絶対湿度に関する気象データを予め記憶させているの
で、絶対湿度センサがなくても排気中のＮＯx濃度を常
時許容範囲内に制御できるとともに、機関の用途によっ
て様々に異なる設置環境にも気象データの入替えだけで
幅広く対応できるという利点がある。また、前述の実施
例と同じく、燃費の悪化がなく、現地での機関の再調整
を要さず、全自動でＮＯx濃度の制御ができるのは勿論
である。
ここで、加湿器７により加湿開始時期は、必ずしも大気
の絶対湿度ｘが基準絶対湿度x*を下回ったときでなくて
もよく、加湿器の能力が高く時間遅れが少ない場合は、
大気の絶対湿度ｘがx*−△x程度になったときからでも
十分である。さらに、第１図の実施例の出力センサ４を
省略しても、上述の諸手段を有する制御装置で加湿器７
による給気への加湿量を適切に制御して、運転時の排気
中のＮＯx濃度を規制値以下に全自動で制御できるとい
う本発明の本質的作用，効果が奏される。
の絶対湿度ｘが基準絶対湿度x*を下回ったときでなくて
もよく、加湿器の能力が高く時間遅れが少ない場合は、
大気の絶対湿度ｘがx*−△x程度になったときからでも
十分である。さらに、第１図の実施例の出力センサ４を
省略しても、上述の諸手段を有する制御装置で加湿器７
による給気への加湿量を適切に制御して、運転時の排気
中のＮＯx濃度を規制値以下に全自動で制御できるとい
う本発明の本質的作用，効果が奏される。
なお、本発明が図示の実施例に限られないのはいうまで
もない。
もない。
＜発明の効果＞ 以上の説明で明らかなように、本発明のディーゼル機関
は、設置環境の絶対湿度の季節変化に伴って乾湿する大
気を吸入する給気配管系に、給気を加湿する加湿器を設
け、給気の絶対湿度と，機関の運転条件で一義的に定ま
る給気温度と，使用燃料の比重および窒素含有量の関数
で定義されるＮＯx濃度の支配式に出荷調整時における
上記諸変数値を代入して関数値を求める初期関数値算出
手段と、求められた関数値を出荷調整時のＮＯx規制値
で乗じ，かつ運転時のＮＯx規制値で除して運転時の関
数値を求める運転時関数値算出手段と、上記支配式に運
転時の給気温度と使用燃料の比重および窒素含有量を代
入してその関数値が上記運転時の関数値になり、かつ排
気中の窒素酸化物濃度を上記運転時のＮＯx規制値にせ
しめるような給気の絶対湿度を算出する基準絶対湿度算
出手段と、算出された基準絶対湿度と運転時の大気の絶
対湿度との差に比例した加湿量を算出し、算出した加湿
量を表わす信号を上記加湿器に出力する加湿量算出手段
とを有する制御装置を設けているので、従来の燃料噴射
時期によるＮＯx濃度の制御のような燃費の悪化や手間
のかかる現地での機関再調整を伴わずに、排気中のＮＯ
x濃度を常時許容濃度範囲内に全自動で制御することが
でき、ディーゼル機関の排気ガス規制上の設置場所につ
いての制約を大幅に緩和することができる。
は、設置環境の絶対湿度の季節変化に伴って乾湿する大
気を吸入する給気配管系に、給気を加湿する加湿器を設
け、給気の絶対湿度と，機関の運転条件で一義的に定ま
る給気温度と，使用燃料の比重および窒素含有量の関数
で定義されるＮＯx濃度の支配式に出荷調整時における
上記諸変数値を代入して関数値を求める初期関数値算出
手段と、求められた関数値を出荷調整時のＮＯx規制値
で乗じ，かつ運転時のＮＯx規制値で除して運転時の関
数値を求める運転時関数値算出手段と、上記支配式に運
転時の給気温度と使用燃料の比重および窒素含有量を代
入してその関数値が上記運転時の関数値になり、かつ排
気中の窒素酸化物濃度を上記運転時のＮＯx規制値にせ
しめるような給気の絶対湿度を算出する基準絶対湿度算
出手段と、算出された基準絶対湿度と運転時の大気の絶
対湿度との差に比例した加湿量を算出し、算出した加湿
量を表わす信号を上記加湿器に出力する加湿量算出手段
とを有する制御装置を設けているので、従来の燃料噴射
時期によるＮＯx濃度の制御のような燃費の悪化や手間
のかかる現地での機関再調整を伴わずに、排気中のＮＯ
x濃度を常時許容濃度範囲内に全自動で制御することが
でき、ディーゼル機関の排気ガス規制上の設置場所につ
いての制約を大幅に緩和することができる。
第１図は本発明のディーゼル機関の一実施例を示す概略
図、第２図は上記実施例の加湿装置の動作を示すフロー
チャート、第３図は絶対湿度差と加湿量の関係を示すグ
ラフ、第４図は上記加湿装置による加湿量と機関出力の
時間変化の一例を示す図、第５図は本発明の他の実施例
を示す概略図、第６図は大気の絶対湿度の季節的変動お
よびこれに伴う排気中のＮＯx濃度の変動を示す図、第
７図は燃料噴射時期と排気中のＮＯx濃度および燃費と
の関係を示す図、第８図は燃料噴射時期の調整によって
排気中のＮＯx濃度を年間を通じて一定の規制値に維持
する場合の燃料消費率の変化を示す図である。 １…エンジン本体、２…給気管、３…排気管、 ４…ラック目盛センサ、５…過給機、 ６…空気冷却器、７…加湿器、 ８…絶対湿度センサ、９，１９…制御装置。
図、第２図は上記実施例の加湿装置の動作を示すフロー
チャート、第３図は絶対湿度差と加湿量の関係を示すグ
ラフ、第４図は上記加湿装置による加湿量と機関出力の
時間変化の一例を示す図、第５図は本発明の他の実施例
を示す概略図、第６図は大気の絶対湿度の季節的変動お
よびこれに伴う排気中のＮＯx濃度の変動を示す図、第
７図は燃料噴射時期と排気中のＮＯx濃度および燃費と
の関係を示す図、第８図は燃料噴射時期の調整によって
排気中のＮＯx濃度を年間を通じて一定の規制値に維持
する場合の燃料消費率の変化を示す図である。 １…エンジン本体、２…給気管、３…排気管、 ４…ラック目盛センサ、５…過給機、 ６…空気冷却器、７…加湿器、 ８…絶対湿度センサ、９，１９…制御装置。
Claims (4)
- 【請求項１】設置環境における大気の絶対湿度の季節変
化による給気の乾湿に伴って増減する排気中の窒素酸化
物濃度を制御できるディーゼル機関において、 上記ディーゼル機関の給気配管系に設けられ、吸い込ま
れた大気に所定量の水分を加えて加湿する加湿器と、 給気の絶対湿度と，機関の運転条件で一義的に定まる給
気温度と，使用燃料の比重および窒素含有量の関数で定
義されるＮＯx濃度の支配式に出荷調整時における上記
諸変数値を代入して関数値を求める初期関数値算出手段
と、求められた関数値を出荷調整時のＮＯx規制値で乗
じ，かつ運転時のＮＯx規制値で除して運転時の関数値
を求める運転時関数値算出手段と、上記支配式に運転時
の給気温度と使用燃料の比重および窒素含有量を代入し
てその関数値が上記運転時の関数値になり、かつ排気中
の窒素酸化物濃度を上記運転時のＮＯx規制値にせしめ
るような給気の絶対湿度を算出する基準絶対湿度算出手
段と、算出された基準絶対湿度と運転時の大気の絶対湿
度との差に比例した加湿量を算出し、算出した加湿量を
表わす信号を上記加湿器に出力する加湿量算出手段とを
有する制御装置を備えたことを特徴とするディーゼル機
関。 - 【請求項２】請求項１に記載のディーゼル機関におい
て、上記制御装置は、ディーゼル機関の出力センサから
の検出信号に基づいて、機関出力が所定の設定値以上に
なったか否かを判断する出力判定手段をさらに備え、こ
の出力判定手段が肯と判断したとき、上記加湿量算出手
段が動作するようになっているディーゼル機関。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のディーゼル機関
において、上記制御装置の加湿量算出手段は、大気の絶
対湿度を検出する絶対湿度検出手段からの検出信号に基
づいて運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算出
するディーゼル機関。 - 【請求項４】請求項１または２に記載のディーゼル機関
において、上記制御装置の加湿量算出手段は、予め入力
された設置環境の大気の絶対湿度に関する気象データに
基づいて運転時の大気の絶対湿度を求めて、加湿量を算
出するディーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63331985A JPH0658068B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63331985A JPH0658068B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ディーゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02176118A JPH02176118A (ja) | 1990-07-09 |
| JPH0658068B2 true JPH0658068B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=18249853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63331985A Expired - Fee Related JPH0658068B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658068B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19938292A1 (de) * | 1999-08-12 | 2001-02-15 | Munters Euroform Gmbh Carl | Vorrichtung zur Befeuchtung der Einlaßluft von Brennkraftmaschinen mit Turbolader |
| FI112692B (fi) * | 2000-11-03 | 2003-12-31 | Waertsilae Finland Oy | Menetelmä ja järjestely ahdetun mäntämoottorin typpioksidipäästöjen (NOx) vähentämiseksi |
| JP2017172408A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
| CN115450772B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-10-10 | 东风商用车有限公司 | 用于控制发动机NOx排放的策略 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117344A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-12 | Mazda Motor Corp | エンジンの吸気湿度制御装置 |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP63331985A patent/JPH0658068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02176118A (ja) | 1990-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5303168A (en) | Engine operation to estimate and control exhaust catalytic converter temperature | |
| US4994959A (en) | Fuel burner apparatus and a method of control | |
| US8303297B2 (en) | Method and apparatus for controlling combustion in a burner | |
| US6106282A (en) | Fuel-operated heater | |
| US20090193788A1 (en) | Methods and apparatus for operating gas turbine engine systems | |
| US20080124667A1 (en) | Gas pressure control for warm air furnaces | |
| NO171124B (no) | Styresystem og fremgangsmaate for innsproeyting av vann og damp i et genereringssystem | |
| JPH0658068B2 (ja) | ディーゼル機関 | |
| JPH0658058B2 (ja) | ディーゼル機関 | |
| CA1042089A (en) | Boiler control having a heating value computer and providing improved operation with fuels having variable heating values | |
| JPH0533724Y2 (ja) | ||
| JP3357460B2 (ja) | 比例弁付き燃焼器具およびその比例弁調整装置 | |
| JP2842652B2 (ja) | 空調装置 | |
| US4119061A (en) | Method and equipment for control of internal combustion engine including a fuel-reforming device | |
| JP3053603B2 (ja) | ガス流量計測装置および方法 | |
| JPS6058286B2 (ja) | 雰囲気ガス加湿装置 | |
| JP3068936B2 (ja) | 焼却炉燃焼制御装置および制御方法 | |
| US20220282866A1 (en) | Power Output Determination by Way of a Fuel Parameter | |
| JPS6344942B2 (ja) | ||
| JPS58148314A (ja) | ボイラ−の燃焼制御方法 | |
| JPS6144208B2 (ja) | ||
| JPH06180116A (ja) | 排ガス濃度制御装置 | |
| SU1071891A1 (ru) | Способ регулировани относительной влажности воздуха в помещении | |
| SU926474A1 (ru) | Способ автоматического регулировани процесса сушки сыпучих материалов | |
| CN115854509A (zh) | 一种改进的恒温恒湿控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |