JPS60206967A - ガス内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
ガス内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPS60206967A JPS60206967A JP59064310A JP6431084A JPS60206967A JP S60206967 A JPS60206967 A JP S60206967A JP 59064310 A JP59064310 A JP 59064310A JP 6431084 A JP6431084 A JP 6431084A JP S60206967 A JPS60206967 A JP S60206967A
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- combustion engine
- air
- internal combustion
- fuel ratio
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- 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
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス燃料を用いた内燃機関の空燃比を制御して
NOXなどの低減を図るようにしたガス内燃機関の空燃
比制御装置に関する。
NOXなどの低減を図るようにしたガス内燃機関の空燃
比制御装置に関する。
典型的な先行技術は第1図に示されている。内燃機関1
のガス燃料は管路2から絞り手段3を経て管路4からキ
ャプレタ5に供給される。キャプレタ5には燃焼用空気
が管路6から導かれ、キャプレタ5からのガス燃料と燃
焼用空気との混合ガスは管路7から内燃機関1に供給さ
れ、この内燃機関lによって発電機8が駆動される。こ
のとき絞り手段3の開度は内燃機関1からの排ガス中の
NOXの低減が図られるように調整される。
のガス燃料は管路2から絞り手段3を経て管路4からキ
ャプレタ5に供給される。キャプレタ5には燃焼用空気
が管路6から導かれ、キャプレタ5からのガス燃料と燃
焼用空気との混合ガスは管路7から内燃機関1に供給さ
れ、この内燃機関lによって発電機8が駆動される。こ
のとき絞り手段3の開度は内燃機関1からの排ガス中の
NOXの低減が図られるように調整される。
このような先行技術では負荷急変時にはキャブレタ5に
管路4を介して充分な流量のガス燃料が供給されず、し
たがって発電機8の周波数電圧が太き(変動することに
なる。このことは特に内燃機関1からの排ガスによって
ターピ/を駆動して、このタービンによってポンプを回
転させてキャプレタ5へ燃焼用空気を管路6を介して供
給するターボチャージャを設置したときには大きな問題
となる。
管路4を介して充分な流量のガス燃料が供給されず、し
たがって発電機8の周波数電圧が太き(変動することに
なる。このことは特に内燃機関1からの排ガスによって
ターピ/を駆動して、このタービンによってポンプを回
転させてキャプレタ5へ燃焼用空気を管路6を介して供
給するターボチャージャを設置したときには大きな問題
となる。
本発明の目的は負荷変化時における応答性の向上したガ
ス内燃機関の空燃比制御装置を提供することである。
ス内燃機関の空燃比制御装置を提供することである。
第2図は、本発明の一実施例の系統図である。
内燃機関10のガス燃料は、管路11から絞り手段12
に与えられる。この絞り手段12は、絞り弁13と、絞
り弁13に並列に接続されるオリフィス14とを含む。
に与えられる。この絞り手段12は、絞り弁13と、絞
り弁13に並列に接続されるオリフィス14とを含む。
オリフィス14は絞り弁13の応答性をにぶくするため
に用いられる。絞り手段12の上流側と下流側とに連通
ずるバイパス流l洛15 、16間には、絞り手段12
に並列的に流量制御弁17が介在している。この絞り手
段12および流量制御弁17からのガス燃料は、管路1
8を介してキャプレタ19に与えられる。このキャプレ
タ19には、また管路20を介して燃焼用空気が供給さ
れる。キャプレタ19からのガス燃料と燃焼用空気とが
混合された場合ガスは、管路21を介して内燃機関lO
に供給され、内燃機関10によって発電機22が駆動さ
れる。この発電機22には回転数検出器23および周波
数検出器24が備えられている。回転数検出器23はマ
イクロコンピュータなどによって実現される処理回路9
0に接続されており、キャプレタ19の開度が制御され
ている。また周波数検出器24は処理回路91に接続さ
れており、後述するように流量制御弁17の開閉状態が
制御される。
に用いられる。絞り手段12の上流側と下流側とに連通
ずるバイパス流l洛15 、16間には、絞り手段12
に並列的に流量制御弁17が介在している。この絞り手
段12および流量制御弁17からのガス燃料は、管路1
8を介してキャプレタ19に与えられる。このキャプレ
タ19には、また管路20を介して燃焼用空気が供給さ
れる。キャプレタ19からのガス燃料と燃焼用空気とが
混合された場合ガスは、管路21を介して内燃機関lO
に供給され、内燃機関10によって発電機22が駆動さ
れる。この発電機22には回転数検出器23および周波
数検出器24が備えられている。回転数検出器23はマ
イクロコンピュータなどによって実現される処理回路9
0に接続されており、キャプレタ19の開度が制御され
ている。また周波数検出器24は処理回路91に接続さ
れており、後述するように流量制御弁17の開閉状態が
制御される。
内燃機関10からの排ガスは管路25を介してタービン
26に与えられて、管路27から排出される。タービン
26が駆動されると、そ、れにともなってプロア28が
駆動され、外部からの空気が圧縮されて管路29を介し
てキャプレタ19に供給される。
26に与えられて、管路27から排出される。タービン
26が駆動されると、そ、れにともなってプロア28が
駆動され、外部からの空気が圧縮されて管路29を介し
てキャプレタ19に供給される。
管路27から排出される排出ガスの経路の途中には排気
ガス中の02濃度を検出するための検出器30が備えら
れている。この検出器30によって検出された情報信号
は処理回路31に与えられ、この処理回路31からの制
御信号によって絞り手段12の開度が調整されて最適な
空燃比が達成される。
ガス中の02濃度を検出するための検出器30が備えら
れている。この検出器30によって検出された情報信号
は処理回路31に与えられ、この処理回路31からの制
御信号によって絞り手段12の開度が調整されて最適な
空燃比が達成される。
このように最適な空燃比が達成されることによって脱硝
用三元触媒85のNOX除去機能が効果的に働き、その
ため内燃機関lOからの排ガス中のNOXの低減が図ら
れる。
用三元触媒85のNOX除去機能が効果的に働き、その
ため内燃機関lOからの排ガス中のNOXの低減が図ら
れる。
第3図は流路制御弁17付近の簡略化した断面図である
。この流路制御弁17は、基本的にはガバナなどによっ
て実現される 第1の開放弁33と、電磁弁などによっ
て実現される第2の開放弁34とからなる。絞り手段1
2の上流側と下流側とに連通ずるバイパス流路15.1
6間に介在される第1の開放弁33の弁体35は、バイ
パス流路15.16間にli成される弁座36の弁孔3
7を挿通して弁棒38によって開閉自在に調整される。
。この流路制御弁17は、基本的にはガバナなどによっ
て実現される 第1の開放弁33と、電磁弁などによっ
て実現される第2の開放弁34とからなる。絞り手段1
2の上流側と下流側とに連通ずるバイパス流路15.1
6間に介在される第1の開放弁33の弁体35は、バイ
パス流路15.16間にli成される弁座36の弁孔3
7を挿通して弁棒38によって開閉自在に調整される。
この弁棒38の弁体35とは反対側の端部は、ばね受部
39に固定される。開放弁33のケーシング40とばね
受部39との間には、ばね41が介在されており、この
ばね41の一端ばばね受け部39に固定され、他端はケ
ーシング40に固定されている。そのため、弁体35は
閉弁方向に付勢されている。ケーシング42内には前記
弁体35を駆動するための受圧手段としてのダイヤフラ
ム42が形成されており、このダイヤフラム42によっ
て第1ダイヤプラム室43と第2ダイヤフラム室44と
が形成される。第2ダイヤプラム室44とバイパス流路
15とは、仕切壁85によって完全に仕切られている。
39に固定される。開放弁33のケーシング40とばね
受部39との間には、ばね41が介在されており、この
ばね41の一端ばばね受け部39に固定され、他端はケ
ーシング40に固定されている。そのため、弁体35は
閉弁方向に付勢されている。ケーシング42内には前記
弁体35を駆動するための受圧手段としてのダイヤフラ
ム42が形成されており、このダイヤフラム42によっ
て第1ダイヤプラム室43と第2ダイヤフラム室44と
が形成される。第2ダイヤプラム室44とバイパス流路
15とは、仕切壁85によって完全に仕切られている。
1移1ダイヤフラム室43にはバイパス流路16に連通
ずる流路45,80を介して、下流側のガス燃料が流入
している。前記流路45の途中には絞り弁46が設けら
れている。第2ダイヤフラム室44には流路86を介し
て下流側のガス燃料が流入している。また流路80と上
流側のバイパス流路15間には流路95が連通しており
、バイパス流路15からの上流側のガス燃料は、第1ダ
イヤフラム室43に流入することが可能となっている。
ずる流路45,80を介して、下流側のガス燃料が流入
している。前記流路45の途中には絞り弁46が設けら
れている。第2ダイヤフラム室44には流路86を介し
て下流側のガス燃料が流入している。また流路80と上
流側のバイパス流路15間には流路95が連通しており
、バイパス流路15からの上流側のガス燃料は、第1ダ
イヤフラム室43に流入することが可能となっている。
流i@43の途中には第2の開放弁34が設けられてい
る。この第2の開放弁34は通常状態では閉弁状態とな
っている。またこの41の開放弁33は通常状態では閉
弁状態となっている。この開放弁33は後述するように
第2の開放弁34が開弁状態となってダイヤフラム42
における上流側の圧力と下流側の圧力との差が予め定め
られた値を超えたときに、弁体、(5が開弁状態となる
ように構成されている。
る。この第2の開放弁34は通常状態では閉弁状態とな
っている。またこの41の開放弁33は通常状態では閉
弁状態となっている。この開放弁33は後述するように
第2の開放弁34が開弁状態となってダイヤフラム42
における上流側の圧力と下流側の圧力との差が予め定め
られた値を超えたときに、弁体、(5が開弁状態となる
ように構成されている。
第4図は本発明に従う制御装置の電気回路図である。回
転数検出器23からの出力は、処理回路90に与えられ
、キャプレタ19の開度を制御する。発電機22に備え
られている周波数検出器24からの出力は、比較回路5
0の一方の端子に与えられる。また周波数検出器24か
らの出力は遅延回路51を介して比較回路50のもう一
方の端子に与えられる。この比較回路50では、負荷に
対応した戚圧をライン52を介してトランジスタ53に
与える。このトランジスタ53は、比較回路50からの
出力が予め定めた値以上であるとき、換言すれば周波数
検出器24によって検出される周波数、すなわち負荷の
時間変化率が予め定めた値以上であるときに導通ずる。
転数検出器23からの出力は、処理回路90に与えられ
、キャプレタ19の開度を制御する。発電機22に備え
られている周波数検出器24からの出力は、比較回路5
0の一方の端子に与えられる。また周波数検出器24か
らの出力は遅延回路51を介して比較回路50のもう一
方の端子に与えられる。この比較回路50では、負荷に
対応した戚圧をライン52を介してトランジスタ53に
与える。このトランジスタ53は、比較回路50からの
出力が予め定めた値以上であるとき、換言すれば周波数
検出器24によって検出される周波数、すなわち負荷の
時間変化率が予め定めた値以上であるときに導通ずる。
このトランジスタ53が導通ずると、リレー54のリレ
ーコイル55が励磁され、これによってリレースイッチ
56が導通rる。リレースイッチ56の導通によって、
ト152の開放弁34が励磁され開弁状態となるととも
に、タイマ60が刻時動作を開始する。タイマ60は予
め定めた刻時時間T1だけリレースイッチ56と並列な
タイムスイッチ63を導通したままに保つ。したがって
開放弁34は、タイマ60の予め定めた時間T2だけ開
弁状態が保たれる。
ーコイル55が励磁され、これによってリレースイッチ
56が導通rる。リレースイッチ56の導通によって、
ト152の開放弁34が励磁され開弁状態となるととも
に、タイマ60が刻時動作を開始する。タイマ60は予
め定めた刻時時間T1だけリレースイッチ56と並列な
タイムスイッチ63を導通したままに保つ。したがって
開放弁34は、タイマ60の予め定めた時間T2だけ開
弁状態が保たれる。
開弁状態である開放弁34を途中で閉じたいときには、
押釦64を操作して遮断することができる。
押釦64を操作して遮断することができる。
なお、タイマ60は電力付勢後から予め定めた時間T1
の刻時動作を電力付勢するたび毎に行なう。
の刻時動作を電力付勢するたび毎に行なう。
第3図、第4図を参照して負荷急変時における制御動作
について説明する。周波数検出器24では、現在の周波
数に対応した信号X(t)を比較回路50に与える。ま
た周波数検出器24からの現在の周波数に対応した信号
x(t)が遅延回路51に与えられ、過去の微少時間に
おける周波数信号X(t−Δt)にさらに微分値ΔXを
加えた信号が比較回路50に与えられる。通常状態では
X (tlとX(を−Δt)とはほぼ等しいため、第1
式が充足される。
について説明する。周波数検出器24では、現在の周波
数に対応した信号X(t)を比較回路50に与える。ま
た周波数検出器24からの現在の周波数に対応した信号
x(t)が遅延回路51に与えられ、過去の微少時間に
おける周波数信号X(t−Δt)にさらに微分値ΔXを
加えた信号が比較回路50に与えられる。通常状態では
X (tlとX(を−Δt)とはほぼ等しいため、第1
式が充足される。
X(tl<X(t−Δt)+ΔX ・・・(1)負荷急
変時においては第2式が充たされることになる。
変時においては第2式が充たされることになる。
X(tl>X(t−Δt)+ΔX ・・・(2)この負
荷急変時における第2式が成立したときにはトランジス
タ53が励磁され、これによって第2の開放弁34が開
弁状態となる。なおこのときタイマ60が刻時動作を開
始し、予め定められた時間T1だけ開放弁34を開弁状
態に保ち続ける。
荷急変時における第2式が成立したときにはトランジス
タ53が励磁され、これによって第2の開放弁34が開
弁状態となる。なおこのときタイマ60が刻時動作を開
始し、予め定められた時間T1だけ開放弁34を開弁状
態に保ち続ける。
このようにして第2の開放弁34が開弁状態になったと
きには、上流側のガス燃料はバイパス流路15から流路
95を介して、流路80を経て第1ダイヤフラム室43
に流入する。これによってダイヤフラム42が下方に彎
曲し、弁棒38が下方に駆動されて弁体35が開弁状態
となる。これによって上流側のガス燃料がバイパス流路
15から下流側のバイパス流路16に流入することかり
能となる。これによって負荷急変時においても充分なガ
ス燃料が供給されることが可能となる。
きには、上流側のガス燃料はバイパス流路15から流路
95を介して、流路80を経て第1ダイヤフラム室43
に流入する。これによってダイヤフラム42が下方に彎
曲し、弁棒38が下方に駆動されて弁体35が開弁状態
となる。これによって上流側のガス燃料がバイパス流路
15から下流側のバイパス流路16に流入することかり
能となる。これによって負荷急変時においても充分なガ
ス燃料が供給されることが可能となる。
予め定めた時間T1経過した後には、−第2の開放弁3
4は閉弁状態となる。このとき絞り弁46によってダイ
ヤフラム室43のガス燃料が徐々に絞られながら下流側
16に流出する為、弁体35の閉弁動作は緩やかに行な
われる。したがって制御系に外乱を及ぼすことが可及的
に低減される。
4は閉弁状態となる。このとき絞り弁46によってダイ
ヤフラム室43のガス燃料が徐々に絞られながら下流側
16に流出する為、弁体35の閉弁動作は緩やかに行な
われる。したがって制御系に外乱を及ぼすことが可及的
に低減される。
上述の実施例では流量制御弁はガバナなどによつて実現
されたけれども、スプール形弁を用いるようにしてもよ
い。また上述の実施例では、発電機の起電力の周波数に
よって内燃機関の負荷の時間変化率を検出するようにし
たけれども、発電機の起電力の電流値または電圧値など
を検出するようにしてもよい。
されたけれども、スプール形弁を用いるようにしてもよ
い。また上述の実施例では、発電機の起電力の周波数に
よって内燃機関の負荷の時間変化率を検出するようにし
たけれども、発電機の起電力の電流値または電圧値など
を検出するようにしてもよい。
以上のように本発明によれば負荷急変時に充分な燃料ガ
スを供給することが可能となり、そのためガス内燃機関
の負荷急変時における応答性が向上される。
スを供給することが可能となり、そのためガス内燃機関
の負荷急変時における応答性が向上される。
第1図は典形的な先行技術の簡略化した系統図、第2図
は本発明の簡略化した系統図、第3図は流路制御弁17
付近の簡略化した断面図、第4図は本発明に従う+li
制御機構の電気回路図である。 ■、10・・・内燃機関、3,13.46・・・絞り弁
、5.19・・・キャプレタ、12・・・絞り手段、1
4・・・オリフィス、15.16・・・バイパス流路、
17・・・流量制御弁、24・・・周波数検出器、33
・・・第1開故弁、34・・・・第2開放弁、41・・
・ばね、42・・・ダイヤフラム、51・・・遅延回路
、60・・・タイマ、31.90.91・・・処理回路 代理人 弁理士 西教圭一部 手 続 補 正 書 (方式) 特許庁長官 殿 1、事件の表示 特願昭59−64310 2、発明の名称 ガス内燃機関の空燃比制御装置 3、補正をする者 事件との関係 出願人 住所 名 称 (028) 大阪瓦斯株式会社代表者 4、代理人 住 所 大阪市西区西木町1丁目13番38号新興産ビ
ル国ill TETJX 0525−5985 IMT
APT J6、補止の対象 明細書、図面および委任状 7、補正の内容 +l)四組1書および図面の浄書(内容に変更なし)。 (2)別紙のとおシ(委任状1通を補充する)0以上
は本発明の簡略化した系統図、第3図は流路制御弁17
付近の簡略化した断面図、第4図は本発明に従う+li
制御機構の電気回路図である。 ■、10・・・内燃機関、3,13.46・・・絞り弁
、5.19・・・キャプレタ、12・・・絞り手段、1
4・・・オリフィス、15.16・・・バイパス流路、
17・・・流量制御弁、24・・・周波数検出器、33
・・・第1開故弁、34・・・・第2開放弁、41・・
・ばね、42・・・ダイヤフラム、51・・・遅延回路
、60・・・タイマ、31.90.91・・・処理回路 代理人 弁理士 西教圭一部 手 続 補 正 書 (方式) 特許庁長官 殿 1、事件の表示 特願昭59−64310 2、発明の名称 ガス内燃機関の空燃比制御装置 3、補正をする者 事件との関係 出願人 住所 名 称 (028) 大阪瓦斯株式会社代表者 4、代理人 住 所 大阪市西区西木町1丁目13番38号新興産ビ
ル国ill TETJX 0525−5985 IMT
APT J6、補止の対象 明細書、図面および委任状 7、補正の内容 +l)四組1書および図面の浄書(内容に変更なし)。 (2)別紙のとおシ(委任状1通を補充する)0以上
Claims (4)
- (1)キャプレタにガス燃料を絞り手段を介して供給す
ると共に燃焼用空気を導きキャブレタからガス燃料と燃
焼用空気との混合ガスを内燃機関に供給するようにした
ガス内燃機関の空燃比制御装置において、 前記絞り手段に並列に接続される流量制御弁と、内燃機
関の負荷の時間変化率を検出する手段と、前記時間変化
率が予め定めた値以上であるときに前記流量制御弁を開
く制御手段とを含むことを特徴とするガス内燃機関の空
燃比制御装置。 - (2)前記流量制御弁は第1の開放弁と第2の開放弁と
を含み、前記第1の開放弁は絞り手段の上流側と下流側
とに連通ずるバイパス流路に介在される弁体と、/ 前記弁体を駆動する受圧手段と、 前記弁体を閉弁方向に付勢rるばねとを含み、前記第2
の開放弁は前記弁体の閉弁方向に絞り手段の上流側の圧
力を与え、 前記制御手段によって開かれることを特徴とする特許請
求の範囲41項記載のガス内燃機関の空燃比制御装置。 - (3)前記受圧手段はダイヤフラムであることを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載のガス内燃機関の空燃比
制御装置。 - (4)前記開閉弁と受圧手段とは、もう1つの絞り手段
を介して前記絞り手段の下流側に接続されることを特徴
とする特許請求の範囲第2項記載のガス内燃機関の空燃
比制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59064310A JPS60206967A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | ガス内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59064310A JPS60206967A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | ガス内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60206967A true JPS60206967A (ja) | 1985-10-18 |
JPH0429868B2 JPH0429868B2 (ja) | 1992-05-20 |
Family
ID=13254533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59064310A Granted JPS60206967A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | ガス内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60206967A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6906432B2 (en) | 2003-07-02 | 2005-06-14 | Mes International, Inc. | Electrical power generation system and method |
CN111664015A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 天然气发动机的瞬态响应控制方法及装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5910770A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-20 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | ガス機関の気化装置 |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP59064310A patent/JPS60206967A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5910770A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-20 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | ガス機関の気化装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111664015A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 天然气发动机的瞬态响应控制方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0429868B2 (ja) | 1992-05-20 |
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