JPH0741879Y2 - Combustion control device for gas engine - Google Patents

Combustion control device for gas engine

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JPH0741879Y2
JPH0741879Y2 JP14486189U JP14486189U JPH0741879Y2 JP H0741879 Y2 JPH0741879 Y2 JP H0741879Y2 JP 14486189 U JP14486189 U JP 14486189U JP 14486189 U JP14486189 U JP 14486189U JP H0741879 Y2 JPH0741879 Y2 JP H0741879Y2
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engine
output
air
nox
fuel
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謙一 金尾
美幸 松本
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、ガスエンジンの燃焼制御装置に関するもので
あって、とくにNOx発生量を低減することができ、かつ
エンジン始動時、負荷急増時等の高出力要求時に十分な
出力を確保することができるようにした定置式ガスエン
ジンの燃焼制御装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a combustion control device for a gas engine, which can particularly reduce the NOx generation amount, and at the time of engine start, sudden load increase, etc. The present invention relates to a combustion control device for a stationary gas engine capable of ensuring a sufficient output when a high output is required.

[従来の技術] 空調用コンプレッサ、発電機、送水ポンプ等を駆動する
ための産業用定置式エンジンは従来より知られている
(例えば、実開昭62−119417号公報参照)。一般にこの
ような定置式エンジンにおいては、自動車用エンジンな
どとは違って、比較的安定した負荷で運転され、かつガ
ス栓あるいはガスタンク等の固定的な燃料供給源から直
接的に燃料を受け入れることができるので、天然ガスあ
るいはプロパンガスのような安価なガスを燃料として用
いることができる(例えば、プロパンガスを燃料とする
ガスエンジンについて、特開昭63−5152号公報参照)。
[Prior Art] An industrial stationary engine for driving an air conditioning compressor, a generator, a water pump, etc. has been conventionally known (see, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-119417). Generally, in such a stationary engine, unlike an automobile engine, it is operated at a relatively stable load, and it is possible to receive fuel directly from a fixed fuel supply source such as a gas plug or a gas tank. Therefore, an inexpensive gas such as natural gas or propane gas can be used as a fuel (for example, for a gas engine using propane gas as a fuel, see JP-A-63-5152).

[考案が解決しようとする課題] ところで、一般にガス燃料(常温・常圧で)はガソリン
等の液体燃料に比べて炭素分が少ないので、これを燃料
にした場合エンジン出力が比較的低くなる。そこで、一
般に従来の定置式ガスエンジンにおいては、出力の向上
を図るために空燃比(エアの燃料に対する重量比A/Fで
あり、以下でも同様とする)を比較的リッチ側に設定し
て運転が行なわれている。しかし、このように空燃比を
リッチ側に設定すると、排気ガス中のNOx(窒素酸化
物)濃度が高くなるといった問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In general, gas fuel (at normal temperature and pressure) has a smaller carbon content than liquid fuel such as gasoline, and therefore when this fuel is used, the engine output becomes relatively low. Therefore, generally, in a conventional stationary gas engine, in order to improve the output, the air-fuel ratio (weight ratio of air to fuel A / F, the same applies below) is set to a relatively rich side for operation. Is being carried out. However, when the air-fuel ratio is set to the rich side in this way, there is a problem that the NOx (nitrogen oxide) concentration in the exhaust gas becomes high.

そして、近年定置式ガスエンジンに対してもNOx規制が
行なわれるようになり、そのNOx発生量の低減策が求め
られている。そこで、空燃比をリーン側に設定してNOx
発生量を低減するといった対応策が考えられるが、この
ようにすると、前記したとおりエンジンの出力が低下
し、始動時、負荷急増時等の高出力要求時に出力不足を
きたすといった問題がある。
In recent years, NOx regulations have come to be applied to stationary gas engines, and measures for reducing the NOx generation amount are required. Therefore, by setting the air-fuel ratio to the lean side, NOx
Although a countermeasure to reduce the amount of generation is conceivable, if this is done, there is a problem that the output of the engine decreases as described above, and the output becomes insufficient at the time of high output demand such as at the time of starting or when the load suddenly increases.

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、NOx発生量を低減することができ、かつ始動時、負
荷急増時等の高出力要求時に十分な出力を確保すること
ができるガスエンジンの燃焼制御装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and can reduce the amount of NOx generated and can secure a sufficient output when a high output is required at the time of starting, sudden load increase, etc. An object is to provide a combustion control device for a gas engine.

[課題を解決するための手段] 本願考案者らは、ガスエンジンのNOx発生量の運転状態
に対する特性について詳細な研究を行ない、空燃比をリ
ッチ側に設定した場合には、中出力領域でNOx発生量が
多くなり、高出力領域あるいは低出力領域ではNOx発生
量が低下するといった事実を発見した。なお、前記した
とおり、空燃比をリーン側に設定すれば、全運転領域で
大幅にNOx発生量が低減される。
[Means for Solving the Problem] The inventors of the present application conducted a detailed study on the characteristics of the NOx generation amount of the gas engine with respect to the operating state, and when the air-fuel ratio was set to the rich side, NOx in the medium output range was set. We discovered the fact that the amount of NOx produced was high and that the amount of NOx produced was low in the high or low output range. In addition, as described above, when the air-fuel ratio is set to the lean side, the NOx generation amount is significantly reduced in the entire operating range.

また、定置式ガスエンジンにおいては、自動車用エンジ
ンなどとは違って、運転中にスロットルバルブを自在に
開閉することができるので、空燃比の変化によるエンジ
ン出力の変化をスロットルバルブを開閉することによっ
て補償することができる。
Also, in stationary gas engines, unlike automobile engines, etc., the throttle valve can be freely opened and closed during operation, so by changing the engine output due to changes in the air-fuel ratio, the throttle valve can be opened and closed. Can be compensated.

本考案は、このような事実に着目して、上記の目的を達
するため、スロットル弁を開閉することによって吸気量
を変えられるようにしたガスエンジンに対して設けられ
る燃焼制御装置であって、エンジンの空燃比特性をリッ
チセットとリーンセットの2種設定し、通常はリッチセ
ットにしてエンジンを運転する一方、エンジンの運転状
態が、リッチセットにしたのではNOx発生量が多くなる
ような運転領域に入ったときには、リーンセットにして
エンジンを運転するとともに、スロットルバルブを開方
向に作動させて吸気のリーン化による出力低下を補償す
るようにしたことを特徴とするガスエンジンの燃焼制御
装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention is a combustion control device provided for a gas engine in which the intake air amount can be changed by opening and closing a throttle valve. There are two types of air-fuel ratio characteristics, rich set and lean set. Normally, the engine is operated with the rich set, while the operating condition of the engine is such that the rich set causes a large amount of NOx generation. When entering, a combustion control device for a gas engine is provided, which is configured to operate the engine with a lean set and operate a throttle valve in an opening direction to compensate for a reduction in output due to lean intake air. To do.

[考案の作用・効果] 本考案によれば、空燃比特性が、比較的出力の高いリッ
チセットと、該リッチセットより出力が低くなるがNOx
発生量が低いリーンセットの2種設定される。そして、
高出力領域ではリッチセットにしてエンジンの運転が行
なわれるが、前記したとおりこの領域ではNOx発生量が
比較的少ない。したがって、エンジン始動時、負荷急増
時等の高出力要求時に、出力要求に応じた十分な出力を
確保することができ、かつNOx発生量が低減される。
[Advantage and effect of the invention] According to the present invention, the NOx that has a relatively high output in the air-fuel ratio characteristic and the output that is lower than that in the rich set
Two kinds of lean set with low generation amount are set. And
Although the engine is operated with the rich set in the high output region, the NOx generation amount is relatively small in this region as described above. Therefore, when a high output is required at the time of starting the engine or when the load is suddenly increased, a sufficient output can be secured according to the output demand, and the NOx generation amount can be reduced.

一方、リッチセットにしたのではNOx発生量が多くなる
ような運転領域、すなわち中出力領域ではリーンセット
にしてエンジンの運転が行なわれるので、NOx発生量が
低減される。このとき、吸気がリーン化するので本来は
これに伴ってエンジン出力が低下するはずであるが、こ
こにおいてスロットルバルブが開方向に作動させられ、
これに伴って吸気量が増加し、かつポンピング損失が低
減されるので、エンジン出力が高められ、吸気のリーン
化による出力低下が補償される。したがって、この運転
領域(中出力領域)でもNOx発生量を低減しつつ、必要
な出力は十分に確保することができる。
On the other hand, since the engine is operated with the lean set in the operating range where the NOx generation amount is increased with the rich set, that is, in the medium output range, the NOx generation amount is reduced. At this time, since the intake air becomes lean, the engine output should originally decrease with this, but here the throttle valve is operated in the opening direction,
Along with this, the amount of intake air increases and the pumping loss is reduced, so the engine output is increased and the output reduction due to lean intake air is compensated. Therefore, even in this operating region (medium output region), the required output can be sufficiently secured while reducing the NOx generation amount.

したがって、全運転領域でNOx発生量を低減しつつ十分
な出力を確保することができる。
Therefore, it is possible to secure a sufficient output while reducing the NOx generation amount in the entire operation region.

[実施例] 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。[Examples] Examples of the present invention will be specifically described below.

第1図に示すように、定置式ガスエンジン1に吸気を供
給するために吸気通路2が設けられ、この吸気通路2に
は上流側から順に、吸気(エア)に燃料ガスを混合する
ミキサ3と、アクチュエータ4によって開閉されるスロ
ットルバルブ5とが設けられている。なお、エンジン1
の燃焼ガスは排気通路6を通して排出されるようになっ
ている。
As shown in FIG. 1, an intake passage 2 is provided for supplying intake air to a stationary gas engine 1. The intake passage 2 has a mixer 3 for mixing fuel gas with intake air in order from the upstream side. And a throttle valve 5 which is opened and closed by the actuator 4. The engine 1
The combustion gas of is discharged through the exhaust passage 6.

そして、ミキサ3に燃料ガスを供給するために燃料ガス
供給通路7が設けられ、この燃料ガス供給通路7の上流
側端部7aは燃料ガス供給源8(例えばガスタンク、ガス
栓)に接続され、下流側端部7bはミキサ3のベンチュリ
部9に開口している。このベンチュリ部9内において
は、吸気量が多いときほど、すなわち吸気の流れが速い
ときほど、流体力学上の圧力と流速に関する一般法則に
従って吸気の圧力が低下する。一方、燃料ガス供給通路
7には若干のゲージ圧(例えば、50mm水柱)がかけられ
ているので、ベンチュリ部9(ミキサ3)には、吸気流
にほぼ比例して燃料ガスが供給され、空燃比がほぼ一定
に保たれるようになっている。
Then, a fuel gas supply passage 7 is provided to supply the fuel gas to the mixer 3, and an upstream end 7a of the fuel gas supply passage 7 is connected to a fuel gas supply source 8 (for example, a gas tank, a gas plug), The downstream end 7b is open to the venturi portion 9 of the mixer 3. In the venturi portion 9, as the intake amount is larger, that is, when the intake flow is faster, the intake pressure decreases in accordance with the general law regarding the hydrodynamic pressure and the flow velocity. On the other hand, since a slight gauge pressure (for example, 50 mm water column) is applied to the fuel gas supply passage 7, the fuel gas is supplied to the venturi portion 9 (mixer 3) almost in proportion to the intake air flow, and The fuel ratio is kept almost constant.

また、燃料ガス供給通路7の下流側端部7bよりやや上流
側の部分から分岐して、燃料ガス供給通路7より小径の
燃料ガスバイパス通路11が設けられ、燃料ガスバイパス
通路11の下流側端部11bはベンチュリ部9に開口してい
る。そして、燃料ガスバイパス通路11にはこれを開閉す
るソレノイドバルブ12が設けられている。このソレノイ
ドバルブ12が開かれたときには、燃料ガス供給通路7の
場合と同様のメカニズムで、燃料ガスバイパス通路11か
らも吸気量にほぼ比例して燃料ガスがミキサ3に供給さ
れるようになっている。なお、燃料ガスバイパス通路11
は燃料ガス供給通路7より小径となっているので、燃料
ガスバイパス通路11から供給される燃料ガスは燃料ガス
供給通路7から供給される燃料ガスより少ない。
Further, a fuel gas bypass passage 11 having a diameter smaller than that of the fuel gas supply passage 7 is provided by branching from a portion slightly upstream of the downstream end portion 7b of the fuel gas supply passage 7, and the downstream end of the fuel gas bypass passage 11 is provided. The part 11b is open to the venturi part 9. The fuel gas bypass passage 11 is provided with a solenoid valve 12 for opening and closing the fuel gas bypass passage 11. When the solenoid valve 12 is opened, the fuel gas is supplied from the fuel gas bypass passage 11 to the mixer 3 almost in proportion to the intake amount by the same mechanism as in the fuel gas supply passage 7. There is. The fuel gas bypass passage 11
Has a smaller diameter than the fuel gas supply passage 7, the fuel gas supplied from the fuel gas bypass passage 11 is less than the fuel gas supplied from the fuel gas supply passage 7.

上記構成において、ソレノイドバルブ12が閉じられたと
きには、燃料ガスが燃料ガス供給通路7のみを通して供
給されるので空燃比が比較的リーンとなるが、以下では
この状態をリーンセットという。また、ソレノイドバル
ブ12が開かれたときには、燃料ガス供給通路7と燃料ガ
スバイパス通路11の両方を通して燃料ガスが供給される
ので空燃比が比較的リッチとなるが、以下ではこの状態
をリッチセットという。
In the above configuration, when the solenoid valve 12 is closed, the fuel gas is supplied only through the fuel gas supply passage 7, so the air-fuel ratio becomes relatively lean, but this state will be referred to as lean set hereinafter. Further, when the solenoid valve 12 is opened, the fuel gas is supplied through both the fuel gas supply passage 7 and the fuel gas bypass passage 11, so that the air-fuel ratio becomes relatively rich. In the following, this state is referred to as rich set. .

ところで、エンジン1の運転状態に応じて空燃比特性の
リッチ・リーンの切り替え制御を行うとともに、スロッ
トルバルブ5の開閉制御を行うために(以下、このよう
な制御を単に燃焼制御という)、マイクロコンピュータ
で構成されるコントロールユニット13が設けられ、この
コントロールユニット13は、吸気圧センサ14によって検
出される吸気圧P、回転数センサ15によって検出される
エンジン回転数N、スロットルセンサ16によって検出さ
れるスロットル開度TVθ、オペレータによって設定され
るエンジン目標回転数Ne等を制御情報として、アクチュ
エータ4とソレノイドバルブ12とを制御するようになっ
ている。
In order to perform rich / lean switching control of the air-fuel ratio characteristic according to the operating state of the engine 1 and open / close control of the throttle valve 5 (hereinafter, such control is simply referred to as combustion control), a microcomputer The control unit 13 is composed of an intake pressure P detected by an intake pressure sensor 14, an engine speed N detected by a rotation speed sensor 15, and a throttle detected by a throttle sensor 16. The actuator 4 and the solenoid valve 12 are controlled using the opening TVθ and the engine target speed Ne set by the operator as control information.

以下、第2図に示すフローチャートに従って、コントロ
ールユニット13によるエンジン1の燃焼制御の制御方法
について説明する。
The control method of the combustion control of the engine 1 by the control unit 13 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

制御が開始されるとステップS1で、目標回転数Neとエン
ジン回転数Nと吸気圧Pとスロットル開度TVθとが読み
込まれる。
When the control is started, the target revolution speed Ne, the engine revolution speed N, the intake pressure P, and the throttle opening TVθ are read in step S1.

次にステップS2で、エンジン回転数Nが目標回転数Neと
等しいか否かが比較される。
Next, in step S2, it is compared whether or not the engine speed N is equal to the target speed Ne.

上記比較の結果、N=Neであれば(YES)、エンジン1
が予め設定された目標回転数通りに正確に回転してお
り、したがって出力は適正であり、出力の点では運転状
態を変える必要はない。そこで、エンジン1の運転状態
がNOx発生量を抑制すべき領域にあるか否かを判定し、N
Ox発生量を抑制すべき運転領域にあれば、空燃比特性を
リーンセットにするために、制御はステップS3〜ステッ
プS5のNOx発生量調整ルーチンに進められる。
As a result of the above comparison, if N = Ne (YES), engine 1
Is rotating exactly according to the preset target number of revolutions, and therefore the output is appropriate, and it is not necessary to change the operating state in terms of output. Therefore, it is determined whether the operating state of the engine 1 is in the region where the NOx generation amount should be suppressed, and N
If it is in the operation region where the Ox generation amount should be suppressed, the control is advanced to the NOx generation amount adjustment routine of steps S3 to S5 in order to make the air-fuel ratio characteristic lean set.

ステップS3では、ソレノイドバルブ12が閉じられている
か否かが比較される。比較の結果、ソレノイドバルブ12
が開かれていれば(NO)、空燃比特性がリッチセットと
なっているので、運転状態がNOxの発生量が比較的多い
領域(中出力領域付近)にあるか否かを判定するため
に、ステップS4が実行される。
In step S3, it is compared whether or not the solenoid valve 12 is closed. As a result of comparison, solenoid valve 12
If NO is opened (NO), the air-fuel ratio characteristic is a rich set, so to determine whether the operating state is in a region where the amount of NOx generated is relatively large (near the middle output region). , Step S4 is executed.

ステップS4では、エンジン1の運転状態が第3図中の領
域Aに入っているか否かが比較される。第3図に示すよ
うに、エンジン1の運転領域はエンジン回転数Nと吸気
圧Pとであらわされる。ここにおいて、直線l1,l2は、
夫々ソレノイドバルブ12開弁時(リッチセット)におけ
る運転可能領域の上限と下限とを示し、領域Aは高出力
でありかつNOx発生量が比較的少ない運転領域を示し、
領域BはNOxの発生量がとくに多くなる運転領域を示し
ている。
In step S4, it is compared whether or not the operating state of the engine 1 is within the area A in FIG. As shown in FIG. 3, the operating region of the engine 1 is represented by the engine speed N and the intake pressure P. Here, the straight lines l 1 and l 2 are
Each shows the upper limit and the lower limit of the operable range when the solenoid valve 12 is opened (rich set), and the region A shows an operating region where the output is high and the NOx generation amount is relatively small.
Region B shows an operating region where the amount of NOx generated is particularly large.

上記比較の結果、エンジン1の運転状態が領域Aに入っ
ていれば(YES)、NOx発生量が比較的少ないものと考え
られ、したがってリーンセットに切り替える必要がない
のでとくになにもせず、この後ステップS1に復帰する。
As a result of the above comparison, if the operating state of the engine 1 is in the region A (YES), it is considered that the NOx generation amount is relatively small, and therefore it is not necessary to switch to the lean set, so nothing is done. Then, the process returns to step S1.

ステップS4での比較の結果、エンジン1の運転状態が第
3図中の領域Aに入っていなければ(NO)、NOx発生量
が比較的多いものと考えられるので、NOx発生量を低減
するためにステップS5でソレノイドバルブ12が閉じら
れ、空燃比特性がリーンセットに切り替えられ、この後
ステップS1に復帰する。
As a result of the comparison in step S4, if the operating state of the engine 1 is not within the region A in FIG. 3 (NO), it is considered that the NOx generation amount is relatively large, and therefore the NOx generation amount is reduced. In step S5, the solenoid valve 12 is closed, the air-fuel ratio characteristic is switched to lean set, and then the process returns to step S1.

また、前記したステップS3での比較の結果、ソレノイド
バルブ12が閉じられていれば(YES)、すでにリーンセ
ットとなっているのでとくになにもせず、この後ステッ
プS1に復帰する。
If the solenoid valve 12 is closed (YES) as a result of the comparison in step S3 described above, nothing is done because it is already a lean set, and then the process returns to step S1.

前記したとおり、リッチセット時(ソレノイドバルブ12
開)には、中出力領域でNOx発生量がとくに多くなり、
高出力領域あるいは低出力領域ではNOx発生量が減少す
るが、この実測データの一例を第4図に示す。
As described above, during rich set (solenoid valve 12
Open), the amount of NOx generated is particularly high in the medium output range,
Although the NOx generation amount decreases in the high output region or the low output region, an example of this measured data is shown in FIG.

第4図において、実線は、リッチセット時におけるエン
ジン出力の、エンジン回転数Nと吸気圧Pとに対する特
性を示し、破線は、排気ガスのNOx濃度指数Iの、エン
ジン回転数Nとエンジン出力とに対する特性を示してい
る。なお、NOx濃度指数IはNOx発生量の指標であり、排
気ガス中のNOx濃度に比例している。第4図から明らか
なように、中出力領域(吸気圧−200mmHg付近)でのNOx
濃度指数Iが100〜110と非常に高くなっている。
In FIG. 4, the solid line shows the characteristics of the engine output at the rich set with respect to the engine speed N and the intake pressure P, and the broken line shows the engine speed N and the engine output of the NOx concentration index I of the exhaust gas. Shows the characteristics for. The NOx concentration index I is an index of the NOx generation amount, and is proportional to the NOx concentration in the exhaust gas. As is clear from FIG. 4, NOx in the medium output range (intake pressure −200 mmHg vicinity)
The concentration index I is extremely high at 100 to 110.

また、前記したとおり、リーンセット時(ソレノイドバ
ルブ12閉)には、全出力領域でNOx発生量が比較的少な
くなるが、第5図にこの実測データの一例を、第4図に
準じた表現方法で示す。第5図から明らかなように、エ
ンジン1の全運転領域でNOx濃度指数Iが低くなってい
る。
Further, as described above, at the time of lean set (the solenoid valve 12 is closed), the NOx generation amount becomes relatively small in the entire output region. In Fig. 5, an example of this actual measurement data is expressed according to Fig. 4. I will show you how. As is clear from FIG. 5, the NOx concentration index I is low in the entire operating region of the engine 1.

第6図に、エンジン出力の空燃比に対する特性と、NOx
濃度指数Iの空燃比に対する特性の実測データの一例を
示す。第6図から明らかなように、空燃比が大きくなる
ほど、エンジン出力は単調に低下するが、NOx濃度指数
Iはある空燃比でピークを示す。なお、例えばSで示す
ように、エンジン回転数Nが1800r.p.m.であり、かつス
ロットルバルブが全開(WOT)されているときに、空燃
比を16.3から21.4に変えると、NOx濃度指数Iは16だけ
低減されるが、このときエンジン出力が7P.S.(約20
%)低下する。
Fig. 6 shows the characteristics of engine output with respect to air-fuel ratio and NOx.
An example of the measured data of the characteristic of the concentration index I with respect to the air-fuel ratio is shown. As is apparent from FIG. 6, the engine output monotonously decreases as the air-fuel ratio increases, but the NOx concentration index I shows a peak at a certain air-fuel ratio. As shown by S, when the engine speed N is 1800 rpm and the throttle valve is fully opened (WOT), if the air-fuel ratio is changed from 16.3 to 21.4, the NOx concentration index I becomes 16 However, the engine output at this time is 7 P.S.
%)descend.

第7図に、NOx濃度がピークとなる空気過剰率λの、エ
ンジン回転数Nとエンジン出力とに対する特性を示す。
第7図から明らかなように、低回転・軽負荷時を除け
ば、NOx濃度がピークとなる空気過剰率λは、ほぼ1.03
〜1.08の範囲に入っている。
FIG. 7 shows the characteristics of the excess air ratio λ at which the NOx concentration peaks, with respect to the engine speed N and the engine output.
As is clear from FIG. 7, the excess air ratio λ at which the NOx concentration peaks is approximately 1.03, except when the engine speed is low and the load is light.
It is in the range of ~ 1.08.

ところで、前記したステップS2での比較の結果、N≠Ne
であれば(NO)、エンジン出力が過剰または不足となっ
ているので、出力調整を行うためにステップS6〜ステッ
プS11の出力調整ルーチンが実行される。
By the way, as a result of the comparison in step S2 described above, N ≠ Ne
If (NO), since the engine output is excessive or insufficient, the output adjustment routine of steps S6 to S11 is executed to adjust the output.

ステップS6では、エンジン回転数Nが目標回転数Neより
高いか否かが比較される。
In step S6, it is compared whether or not the engine speed N is higher than the target speed Ne.

比較の結果、N>Neであれば(YES)、エンジン出力が
過剰であるので、これを低下させるためにステップS7で
スロットルバルブ5が閉方向に作動させされる。この後
制御はステップS1に復帰して続行されるが、N>Neであ
る限り、ステップS1→ステップS2→ステップS6→ステッ
プS7が繰り返して実行され、N=Neとなるまでスロット
ルバルブ5の閉作動が繰り返される。
As a result of the comparison, if N> Ne (YES), the engine output is excessive, so the throttle valve 5 is operated in the closing direction in step S7 in order to reduce the engine output. After this, the control returns to step S1 and continues, but as long as N> Ne, step S1 → step S2 → step S6 → step S7 is repeatedly executed, and the throttle valve 5 is closed until N = Ne. The operation is repeated.

ステップS6での比較の結果、N<Neであれば(NO)、エ
ンジン出力が不足しているので、ステップS8〜ステップ
S11で出力が高められる。まず、ステップS8でスロット
ルバルブ5が全開であるか否かが比較される。比較の結
果、スロットルバルブ5が全開でなければ(NO)、ステ
ップS9でスロットルバルブ5が開方向に作動させられ
る。この後制御はステップS1に復帰して続行されるが、
N<Neであり、かつスロットルバルブ5が全開でない限
り、ステップS1→ステップS2→ステップS6→ステップS8
→ステップS9が繰り返して実行され、N=Neとなるまで
スロットルバルブ5の開作動が繰り返される。
As a result of the comparison in step S6, if N <Ne (NO), the engine output is insufficient, so steps S8 to
The output is increased with S11. First, in step S8, it is compared whether or not the throttle valve 5 is fully open. As a result of the comparison, if the throttle valve 5 is not fully opened (NO), the throttle valve 5 is operated in the opening direction in step S9. After this, the control returns to step S1 and continues,
Unless N <Ne and the throttle valve 5 is not fully opened, step S1 → step S2 → step S6 → step S8
→ Step S9 is repeatedly executed, and the opening operation of the throttle valve 5 is repeated until N = Ne.

ステップS8での比較の結果、スロットルバルブ5が全開
されていれば(YES)、これ以上スロットルバルブ5を
開くことができないので、スロットルバルブ5の制御に
よりエンジン出力を高めることができない。そこで、ス
テップS10でソレノイドバルブ12が閉じられているか否
かが比較され、ソレノイドバルブ12が閉じられていれば
(リーンセット)、ステップS11でソレノイドバルブ12
が開かれ、空燃比特性がリッチセットに切り替えられて
エンジン出力が高められ、この後ステップS1に復帰す
る。
As a result of the comparison in step S8, if the throttle valve 5 is fully opened (YES), the throttle valve 5 cannot be opened any further, so that the engine output cannot be increased by controlling the throttle valve 5. Therefore, in step S10, it is compared whether or not the solenoid valve 12 is closed. If the solenoid valve 12 is closed (lean set), the solenoid valve 12 is closed in step S11.
Is opened, the air-fuel ratio characteristic is switched to the rich set, the engine output is increased, and then the process returns to step S1.

なお、ステップS10での比較の結果、ソレノイドバルブ1
2が開かれていれば(NO)、すでにリッチセットとなっ
ているので、ステップS11をスキップし、この後ステッ
プS1に復帰する。
As a result of the comparison in step S10, the solenoid valve 1
If 2 is opened (NO), the rich set has already been made, so step S11 is skipped, and thereafter, the process returns to step S1.

このような制御により、NOxの発生量を低減しつつ、エ
ンジン始動時、負荷急増時等の高出力要求時に十分な出
力を確保することができる。
By such control, it is possible to secure a sufficient output at the time of high output demand such as engine start and sudden load increase, while reducing the amount of NOx generated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本考案にかかる燃焼制御装置を備えたガスエ
ンジンのシステム構成図である。 第2図は、コントロールユニットによる燃焼制御の制御
方法を示すフローチャートである。 第3図は、エンジンの運転限界と、高出力領域と、NOx
発生量の多い領域とを、エンジン回転数と吸気圧とに対
してあらわした図である。 第4図は、空燃比特性をリッチセットにした場合におけ
る、エンジン回転数と吸気圧とに対するエンジン出力
と、エンジン回転数とエンジン出力とに対するNOx濃度
指数とを示す図である。 第5図は、空燃比をリーンセットにした場合における、
第4図と同様の図である。 第6図は、エンジン出力の空燃比に対する特性と、NOx
濃度指数の空燃比に対する特性とを示す図である。 第7図は、NOx濃度がピークとなる空気過剰率の、エン
ジン回転数とエンジン出力とに対する特性を示す図であ
る。 1…エンジン、2…吸気通路、3…ミキサ、4…アクチ
ュエータ、5…スロットルバルブ、6…排気通路、7…
燃料ガス供給通路、8…燃料ガス供給源、9…ベンチュ
リ部、11…燃料ガスバイパス通路、12…ソレノイドバル
ブ、13…コントロールユニット。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a gas engine equipped with a combustion control device according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a control method of combustion control by the control unit. Figure 3 shows engine operating limits, high power range, and NOx.
FIG. 6 is a diagram showing a region where a large amount is generated, with respect to engine speed and intake pressure. FIG. 4 is a diagram showing the engine output with respect to the engine speed and the intake pressure and the NOx concentration index with respect to the engine speed and the engine output when the air-fuel ratio characteristic is set to a rich set. Fig. 5 shows the case where the air-fuel ratio is lean set,
It is a figure similar to FIG. Fig. 6 shows characteristics of engine output with respect to air-fuel ratio and NOx
It is a figure which shows the characteristic with respect to an air-fuel ratio of a concentration index. FIG. 7 is a diagram showing the characteristics of the excess air ratio at which the NOx concentration reaches a peak, with respect to the engine speed and the engine output. 1 ... Engine, 2 ... Intake passage, 3 ... Mixer, 4 ... Actuator, 5 ... Throttle valve, 6 ... Exhaust passage, 7 ...
Fuel gas supply passage, 8 ... Fuel gas supply source, 9 ... Venturi part, 11 ... Fuel gas bypass passage, 12 ... Solenoid valve, 13 ... Control unit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】スロットル弁を開閉することによって吸気
量を変えられるようにしたガスエンジンに対して設けら
れる燃焼制御装置であって、 エンジンの空燃比特性をリッチセットとリーンセットの
2種設定し、通常はリッチセットにしてエンジンを運転
する一方、エンジンの運転状態が、リッチセットにした
のではNOx発生量が多くなるような運転領域に入ったと
きには、リーンセットにしてエンジンを運転するととも
に、スロットルバルブを開方向に作動させて吸気のリー
ン化による出力低下を補償するようにしたことを特徴と
するガスエンジンの燃焼制御装置。
1. A combustion control device provided for a gas engine in which an intake air amount can be changed by opening and closing a throttle valve, wherein air-fuel ratio characteristics of the engine are set to two types, a rich set and a lean set. , Normally, while operating the engine with the rich set, when the operating state of the engine enters the operating range where the NOx generation amount increases with the rich set, while operating the engine with the lean set, A combustion control device for a gas engine, wherein a throttle valve is operated in an opening direction to compensate for a reduction in output due to lean intake air.
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