JPS6075752A - ガス燃料エンジンの制御装置 - Google Patents
ガス燃料エンジンの制御装置Info
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- JPS6075752A JPS6075752A JP58183839A JP18383983A JPS6075752A JP S6075752 A JPS6075752 A JP S6075752A JP 58183839 A JP58183839 A JP 58183839A JP 18383983 A JP18383983 A JP 18383983A JP S6075752 A JPS6075752 A JP S6075752A
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明はガス燃料エンジンの制御装置に関し、更に詳細
には燃料改質装置を備えたガス燃料エンジンの制御装置
に関する。
には燃料改質装置を備えたガス燃料エンジンの制御装置
に関する。
従来、ガス燃料エンジン（ガスエンソンと称す）におけ
る出力制御は、吸気系の途中に設けらｈた絞り弁によっ
てエンジンの吸入する混合気の密度を変え負荷に見合っ
た出力を得るようにして行〃われ且つ当該装置はそのよ
うに構成されていた。
る出力制御は、吸気系の途中に設けらｈた絞り弁によっ
てエンジンの吸入する混合気の密度を変え負荷に見合っ
た出力を得るようにして行〃われ且つ当該装置はそのよ
うに構成されていた。
このような従来の制御装置によると、絞り弁開度の調整
のみによってその出力制御を行なえるので簡便且つ確実
な方法と言えるが、部分負荷時は絞り弁での吸入仕事が
大きくなり、結果として機関の熱効率が低くなるという
欠点があった。そのため、この効率低下をできるだけ改
善するために、混合気の希薄化や、ＥＧＲ（排気再循環
）率を変化させることが行なわれたが、機関の燃焼特性
が悪化するため、効率の改善は僅かであるか、場合によ
っては悪化することもあった。
のみによってその出力制御を行なえるので簡便且つ確実
な方法と言えるが、部分負荷時は絞り弁での吸入仕事が
大きくなり、結果として機関の熱効率が低くなるという
欠点があった。そのため、この効率低下をできるだけ改
善するために、混合気の希薄化や、ＥＧＲ（排気再循環
）率を変化させることが行なわれたが、機関の燃焼特性
が悪化するため、効率の改善は僅かであるか、場合によ
っては悪化することもあった。
また、燃焼特性の改善のため、燃料の改質が行々われ希
薄燃焼が可能になったが、燃料の全景を改質していたた
めに機関の動作条件と改質装置との熱、エネルギーバラ
ンスが難かしく、高い熱効率での運転を実現するには至
らなかった。
薄燃焼が可能になったが、燃料の全景を改質していたた
めに機関の動作条件と改質装置との熱、エネルギーバラ
ンスが難かしく、高い熱効率での運転を実現するには至
らなかった。
従って、本発明の目的は、従来のガス燃料エンジンの制
御装置の問題点に鑑み、これを解決すべく燃料ガスの一
部を改質装置で改質し、機関の負荷に応じて燃料ガスと
改質ガスの割合を制御することにより燃焼改善を行外い
、それによって希薄燃焼を実現し、機関の出力を高熱効
率のもとで制御するガス燃料エンジンの制御装置を提供
することにある。
御装置の問題点に鑑み、これを解決すべく燃料ガスの一
部を改質装置で改質し、機関の負荷に応じて燃料ガスと
改質ガスの割合を制御することにより燃焼改善を行外い
、それによって希薄燃焼を実現し、機関の出力を高熱効
率のもとで制御するガス燃料エンジンの制御装置を提供
することにある。
以下、本発明のガス燃料エンジンの制御装置を添伺図面
に示された好適な実施例を参照して更に詳細に説明する
。
に示された好適な実施例を参照して更に詳細に説明する
。
第１図には本発明の一実施例に係るガス燃料エンジンの
制御装置が示されている。
制御装置が示されている。
第１図において、ガス燃料エンジンｌの出方軸にはコン
プレッサ２が連結され、ｎ々コンブレッザ２は空調機３
と配管接続され、このコンプレッサ荷を構成している。
プレッサ２が連結され、ｎ々コンブレッザ２は空調機３
と配管接続され、このコンプレッサ荷を構成している。
このガスエンジン１がラバ刊気管４が伸長し、該排気管
には排ガス浄化のための酸化触媒５とガス燃料の改質器
６とが設けらｉしている。
には排ガス浄化のための酸化触媒５とガス燃料の改質器
６とが設けらｉしている。
ガスエンジン１の吸気系は、吸気管７内において該管内
通路を開閉すべく設けられた絞り弁８、該絞り弁８よシ
上流側に形成され、改質ガス燃料を混合する混合器とし
て作用するベンチュリ一部９、さらにその上流側におけ
る壁気取り人ｉ１０に設けられたエアーフィルター１０
から構成されている。そして、絞り弁８はスロットルア
クチュエータ１１で駆動される。この吸気管７内のベン
チュリ一部９には燃料供給管１２の一端が開口し、且つ
その他端はガス燃料制御弁１３，２次圧力調整器１４お
よび１次圧力調整器１５を順次介してガス燃料供給源へ
連通されている。
通路を開閉すべく設けられた絞り弁８、該絞り弁８よシ
上流側に形成され、改質ガス燃料を混合する混合器とし
て作用するベンチュリ一部９、さらにその上流側におけ
る壁気取り人ｉ１０に設けられたエアーフィルター１０
から構成されている。そして、絞り弁８はスロットルア
クチュエータ１１で駆動される。この吸気管７内のベン
チュリ一部９には燃料供給管１２の一端が開口し、且つ
その他端はガス燃料制御弁１３，２次圧力調整器１４お
よび１次圧力調整器１５を順次介してガス燃料供給源へ
連通されている。
ところで、燃料供給管１２には１次圧力ｌｉｉ、ｌ、Ｉ
緊器１５と２次圧力調整器１４との間で分岐管１Ｇの一
端が接続され、該分岐管１６の他端は改質器６に接続さ
れている。また、この改質器６にはポンプ１７を備えた
給水管１８も接続されている。これら分岐管１６と給水
管１８とは、改質器６内において刊気管４を通る排気ガ
スＶこよって加熱される室に連通され、その室からの出
口管１９はガスクーラ２０を介して圧力調整器２１に接
続され、該圧力調整器２１の出口側は管２２によ多燃料
供給管１２のガス燃料制御弁１３とベンチュリ一部９と
の間に接続されている。そして、この管２２には計量用
のオリフィス２３が設けられている。
緊器１５と２次圧力調整器１４との間で分岐管１Ｇの一
端が接続され、該分岐管１６の他端は改質器６に接続さ
れている。また、この改質器６にはポンプ１７を備えた
給水管１８も接続されている。これら分岐管１６と給水
管１８とは、改質器６内において刊気管４を通る排気ガ
スＶこよって加熱される室に連通され、その室からの出
口管１９はガスクーラ２０を介して圧力調整器２１に接
続され、該圧力調整器２１の出口側は管２２によ多燃料
供給管１２のガス燃料制御弁１３とベンチュリ一部９と
の間に接続されている。そして、この管２２には計量用
のオリフィス２３が設けられている。
また、ガス燃料制御弁１３、スロットルアクチュエータ
１１およびポンプ１７はエンジン１の運転状態、空Ｈ’
ＪＩ５３の負荷条件よシミ気的に制御すべく制御回路２
４ Ｋ電気的に接続され、ている。
１１およびポンプ１７はエンジン１の運転状態、空Ｈ’
ＪＩ５３の負荷条件よシミ気的に制御すべく制御回路２
４ Ｋ電気的に接続され、ている。
次にこのガスエンジンの制御装置の動作について説明す
る。
る。
最初に、点火始動時においては従来のガスエンジンと同
様に負荷も切離され、鏑当なチョーク機構（図示せず）
の助けによって放電火花により点火始動する。この始動
時には改質器６は動作していないので、燃料ガスによっ
て運転されている。
様に負荷も切離され、鏑当なチョーク機構（図示せず）
の助けによって放電火花により点火始動する。この始動
時には改質器６は動作していないので、燃料ガスによっ
て運転されている。
エンジン１の動作が定常状態となり、改質器６が動作す
るようになると、１次圧力調整器１５で調圧されたガス
燃料の一部は、ポンプ１７で供給される水と共に改質器
６に供給される。改質器６はエンジン１の排ガスが保有
する熱量によシ加熱され５００〜７００℃に保たれてお
シ、触媒の助けによってガス燃料の改質反応を行なう。
るようになると、１次圧力調整器１５で調圧されたガス
燃料の一部は、ポンプ１７で供給される水と共に改質器
６に供給される。改質器６はエンジン１の排ガスが保有
する熱量によシ加熱され５００〜７００℃に保たれてお
シ、触媒の助けによってガス燃料の改質反応を行なう。
生成さノ１だ改質ガスは、ガスクーラ２０で冷却され圧
力調整器２１によって調圧された後エンジン１に供給さ
れる１、 一方、ガス燃料け２次圧力調整器１４でさらに減圧され
、ガス燃料制御弁１３でｇ−ｔ Ｍｋされた後エンジン
１に供給される。その結果、燃料供給管１２を通してベ
ンチュリ一部９から吸い出される燃料ガスは、改質ガス
を含むため希薄領域での燃焼が改善される。これは前述
したように、改質ガス中に水素Ｈ２を多く含むためで、
この関係は第２図に示されている。
力調整器２１によって調圧された後エンジン１に供給さ
れる１、 一方、ガス燃料け２次圧力調整器１４でさらに減圧され
、ガス燃料制御弁１３でｇ−ｔ Ｍｋされた後エンジン
１に供給される。その結果、燃料供給管１２を通してベ
ンチュリ一部９から吸い出される燃料ガスは、改質ガス
を含むため希薄領域での燃焼が改善される。これは前述
したように、改質ガス中に水素Ｈ２を多く含むためで、
この関係は第２図に示されている。
第２図において、縦軸はエンジンの発生トルクＴｒ 、
横軸は混合気の空気過剰率μを示し、エンジン１０回転
数および絞り弁８開度を一定とした場合である。空気過
剰率μを大きくして行く（希薄にする）とトルクは減少
して行き、ある値で運転が不可能に々る。この運転限界
はガス燃料中のＨ２濃度によって変わり、図に示すよう
にＨ２濃度が２０チぐらいになるとμ≧２．０付近まで
運転が可能となる。
横軸は混合気の空気過剰率μを示し、エンジン１０回転
数および絞り弁８開度を一定とした場合である。空気過
剰率μを大きくして行く（希薄にする）とトルクは減少
して行き、ある値で運転が不可能に々る。この運転限界
はガス燃料中のＨ２濃度によって変わり、図に示すよう
にＨ２濃度が２０チぐらいになるとμ≧２．０付近まで
運転が可能となる。
いま、エンジン１の出力を下げて（部分負荷）運転する
場合について説明する１、負荷の要求するエンジントル
クが大きい場合は絞り弁８の開度を一定で燃料制御弁１
３の開度を小さくし力゛ス流量を下げ、μを大きくする
。この時、エンジン１の発生トルクは低下するが、改質
ガス流量はほぼ一定（僅かに増加）であるため、燃料ガ
ス中に含まＪするＨ２濃展が相対的に増加しμの増大に
もかかわらず燃焼の安定性は保たれる。この関係を第３
図に示す。
場合について説明する１、負荷の要求するエンジントル
クが大きい場合は絞り弁８の開度を一定で燃料制御弁１
３の開度を小さくし力゛ス流量を下げ、μを大きくする
。この時、エンジン１の発生トルクは低下するが、改質
ガス流量はほぼ一定（僅かに増加）であるため、燃料ガ
ス中に含まＪするＨ２濃展が相対的に増加しμの増大に
もかかわらず燃焼の安定性は保たれる。この関係を第３
図に示す。
第３図において横軸はエンレフ１０発生トルクＴｒ、縦
軸は混合気の空気過剰率μと燃料に含まれる水素■］２
濃度を示す。すなわち、燃料！ｆｉ制御ノ１゛１３の開
度を小さくしてゆくと、混合気のμが大きくなると共に
水素Ｈ２の濃度も増加してゆくので希薄時における燃焼
特性が改善される。
軸は混合気の空気過剰率μと燃料に含まれる水素■］２
濃度を示す。すなわち、燃料！ｆｉ制御ノ１゛１３の開
度を小さくしてゆくと、混合気のμが大きくなると共に
水素Ｈ２の濃度も増加してゆくので希薄時における燃焼
特性が改善される。
更にエンジン１０発生トルクを低下させるには、従来と
同じように絞シ弁８をアクチュエータ１１で駆動し、、
混合気の重量を減少させる。このように、エンジン１の
燃焼が希薄な混合気で行なわ？＋。
同じように絞シ弁８をアクチュエータ１１で駆動し、、
混合気の重量を減少させる。このように、エンジン１の
燃焼が希薄な混合気で行なわ？＋。
るため、エンジン１の熱損失が低下すると共に。
吸気損失が少なくなり熱効率の高い状態でエンジン出力
制御が実現される。前記絞り弁８と燃料制御弁１３、ポ
ンプ１７の動作はエンジン１の状態（温度、回転数等）
と負荷の条件を基とに制御回路２４によってすべて制御
されている。捷た５改質器６けガス燃料の一部を改質す
るだけでよく、動作条件が緩和される。
制御が実現される。前記絞り弁８と燃料制御弁１３、ポ
ンプ１７の動作はエンジン１の状態（温度、回転数等）
と負荷の条件を基とに制御回路２４によってすべて制御
されている。捷た５改質器６けガス燃料の一部を改質す
るだけでよく、動作条件が緩和される。
なお、前記実施例ではＲンチユリ−型の混合器を示した
が、ガス噴射弁型のものでもよい。ま／ζ、エンジン１
の負荷の条件が決まっていれば、予め燃料制御弁１３と
絞シ弁８の開度との組合わせをめておいてもよい。
が、ガス噴射弁型のものでもよい。ま／ζ、エンジン１
の負荷の条件が決まっていれば、予め燃料制御弁１３と
絞シ弁８の開度との組合わせをめておいてもよい。
以上のように、本発明によれば、ガス燃料の一部を改質
し、ガス燃料と改質ガス燃料の割合と、μの組合せによ
シ出力制御をするようにしたのでガス燃料エンジンの熱
効率を高くでき、安定外希薄燃焼を実現することができ
る。
し、ガス燃料と改質ガス燃料の割合と、μの組合せによ
シ出力制御をするようにしたのでガス燃料エンジンの熱
効率を高くでき、安定外希薄燃焼を実現することができ
る。
第１図は本発明の一実施例に係るガス燃料エンジンの制
御装置を概略的に示す構成図、第２図および第３図はそ
れぞれ本発明に係る制御装置によって制御されたガス燃
料エンジンの特性を示す特性図である。 ｌ・・・ガス燃料エンジン、４・・・υ１気管、６・・
・改質器、７・・・吸気管、８・・・絞り弁、９・・・
ベンチュリ一部、１２・・・燃料供給管、１３・・・ガ
ス燃料制御弁、１４・・・２次圧力調整器、１５・・・
１次圧力調整器、２１・・・圧力調整器、２３・・・オ
リフィス。 代理人 大 岩 増 雄 第２図 第３図 トルク Ｔｒ 手続補正書（自発） ２、発明の名称 ガス燃料エンジンの制御装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二−口」２番３号名 称
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片由仁八部 ４、代理人 ５ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６ 補正の内容 （１） 明細書第６頁第２行に記載の「の動作が」を「
が負荷のコングレツサ２と接続されて」に訂正。 （２１明細書第６頁第８行に記載の「改質反応を」を［
改質反応（ガス燃料がＬＮＧの場合、ＣＨ４＋ Ｈ２０
→ＣＯ＋ ３ Ｈｔ ） ヲＪ ニ８１正。 （３）明細書第６頁第１８行に記載の「水素Ｈ２Ｊを「
可燃限界の広い水素Ｈ２Ｊに訂正。 ４） 明細書第７頁第１行および第３行にそれぞれ記載
の「空気過剰率」を「空気比」にＢ」正。 （５） 明細書第９頁第６行ないし第７行に記載の「熱
効率を高くでき、安定な希薄燃焼を実現」を「安定な希
薄燃焼が可能で熱効率を高く」に訂正。
御装置を概略的に示す構成図、第２図および第３図はそ
れぞれ本発明に係る制御装置によって制御されたガス燃
料エンジンの特性を示す特性図である。 ｌ・・・ガス燃料エンジン、４・・・υ１気管、６・・
・改質器、７・・・吸気管、８・・・絞り弁、９・・・
ベンチュリ一部、１２・・・燃料供給管、１３・・・ガ
ス燃料制御弁、１４・・・２次圧力調整器、１５・・・
１次圧力調整器、２１・・・圧力調整器、２３・・・オ
リフィス。 代理人 大 岩 増 雄 第２図 第３図 トルク Ｔｒ 手続補正書（自発） ２、発明の名称 ガス燃料エンジンの制御装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二−口」２番３号名 称
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片由仁八部 ４、代理人 ５ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６ 補正の内容 （１） 明細書第６頁第２行に記載の「の動作が」を「
が負荷のコングレツサ２と接続されて」に訂正。 （２１明細書第６頁第８行に記載の「改質反応を」を［
改質反応（ガス燃料がＬＮＧの場合、ＣＨ４＋ Ｈ２０
→ＣＯ＋ ３ Ｈｔ ） ヲＪ ニ８１正。 （３）明細書第６頁第１８行に記載の「水素Ｈ２Ｊを「
可燃限界の広い水素Ｈ２Ｊに訂正。 ４） 明細書第７頁第１行および第３行にそれぞれ記載
の「空気過剰率」を「空気比」にＢ」正。 （５） 明細書第９頁第６行ないし第７行に記載の「熱
効率を高くでき、安定な希薄燃焼を実現」を「安定な希
薄燃焼が可能で熱効率を高く」に訂正。
Claims (1)
- エンジン排気管に設けられ、排気ガスの保有する熱エネ
ルギーを利用してガス燃料の一部を改質する改質装置と
、吸気系に設けられ、ガス燃料供給系と改質ガス供給系
とを有するガス混合器と、前記ガス燃料供給系の通路に
設けられた燃料制御弁と、前記ガス混合器の下流に設け
られ前記燃料制御弁と連動して駆動されるスロットル弁
とを含み、前記燃料制御弁と前記スロットル弁とを制御
してエンジンに供給される混合気の量および燃料ガスと
改質ガスとの割合を変えることによシエンソンの出力制
御を行なうことを特徴とするガス燃料エンジンの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183839A JPS6075752A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ガス燃料エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183839A JPS6075752A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ガス燃料エンジンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075752A true JPS6075752A (ja) | 1985-04-30 |
| JPH0551787B2 JPH0551787B2 (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=16142738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58183839A Granted JPS6075752A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ガス燃料エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075752A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002053901A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-11 | Soonja Lim | A system of converting fuel into a plasma state to reduce fuel consumption |
| WO2002053902A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-11 | Soonja Lim | A method of manufacturing a reaction core that induces a conversion of fuel |
| WO2002055867A1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-18 | Soonja Lim | A system of converting fuel into a plasma state to reduce fuel consumption and pollutants |
| KR20050047595A (ko) * | 2003-11-18 | 2005-05-23 | 현대자동차주식회사 | 차량 냉시동시의 배기가스 저감을 위한 장치 |
| WO2013003342A1 (en) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Rolls-Royce Fuel Cell Systems (Us) Inc. | Engine systems and methods for operating an engine |
| US9874158B2 (en) | 2009-09-04 | 2018-01-23 | Lg Fuel Cell Systems, Inc | Engine systems and methods of operating an engine |
| US10167194B2 (en) | 2011-06-30 | 2019-01-01 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Reducing gas generators and methods for generating reducing gas |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58183839A patent/JPS6075752A/ja active Granted
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