JPS6115253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、主燃料として燃料ガス（以下、ガス
という）を使用すると共に、副燃料として着火用
オイル（以下、オイルという）を使用するガスエ
ンジンの燃料供給系の自動操作装置に関するもの
である。 この種のガスエンジンにおける従来の燃料供給
系の操作装置においては、エンジンの負荷すなわ
ち出力とは無関係に、一定流量すなわち全負荷運
転時のガス供給量の10％前後の定量のオイルを供
給させる方式が採られていたが、この従来方式に
よると、全負荷運転域付近におけるエンジンの燃
焼作動には問題がないが、しかし、負荷率が下が
つた低負荷運転域では、供給ガス量の減少に基因
して、吸気中のガスが希薄化し、その結果、シリ
ンダ内に吸入される空気ガス混合気体の着火性の
悪化に伴い、シリンダの１部に失火現象が起き
て、エンジンの燃焼作動を不安定にするという欠
点があつた。 ところで、本願発明者の実験によれば、エンジ
ンの燃焼作動を良好に保つために必要なオイルの
供給分量（以下、全負荷運転時のガス供給量に対
する百分比で示す。）は、負荷率に対応して変動
させることによつて希薄化したガスを完全燃焼さ
せることが可能であることが解つた。具体的に
は、全負荷（100％）時において５〜６％（但し
この量だけオイルではエンジンは運転できな
い）、中間負荷（30％）時において20〜25％の値
となつた。 本発明は、低負荷域ではオイルのみを供給させ
ると共に、高負荷域では、ガスと負荷率に対応し
た適量のオイルとを供給させることにより上記欠
点を解消させたものであつて、すなわち、本発明
の目的は、燃料供給方式に低負荷域のモードと、
高負荷域のモードとをあらかじめ設定しておき、
検出された負荷率に対応して自動的にオイル供給
量を増加させるようにし、エンジンの燃焼の安定
化と燃費向上が可能な燃料供給系の自動操作装置
を提供することにある。 以下、図示の一実施例に基づいて本発明を説明
する。 初めに、第１図のブロツク図を参照して、実施
例の構成の概要につき説明すると、ガスの供給流
量を制御するガス制御弁１と、ラツク操作により
オイルの吐出量を調整するようになつている従来
周知のオイルポンプ２とは、並列してエンジンガ
バナ３の出力部４に連結されていて、夫々の伝動
部５，６を介して駆動されるようになつている。 しかして、各伝動部５，６には、操作力の伝達
態様を替えるためのシリンダ装置が付設されてい
る。 一方、装置の操作側には、 始動指令ボタンと停止指令ボタンが設けられて
いて、後述制御回路に対してエンジンの始動およ
び停止信号を出力する操作盤７と、 エンジンの回転速度、吸気量、燃料供給量等、
エンジンの負荷に相関性ある運転要素を検出し
て、対応した出力値を信号として発信する出力セ
ンサ８と、 エンジンの過回転、過熱、燃料洩れ等を検出し
て、異常信号を発する異常センサ９と、 前記操作盤７からの指令信号と、上記各センサ
８，９からの信号に基づき、作動機構１１に対
し、所定の制御信号を出力させる制御回路１０
と、 前記各伝動部５，６の４本の空圧シリンダ（詳
細後述）に対し、制御回路１０より入力した制御
信号に対応して作動空気（定圧空気および調圧空
気）を送る作動空気機構１１とが装備されてい
る。 次に、第２図を参照して具体的に上記構成を述
べる。 (a) 出力部４ ロツド１２を介してエンジンに付設されたガ
バナ３の出力レバー１３により駆動される作動
軸１４と、その先端に固定したクランク軸１６
に保持されているアクセルクランク１５とによ
り形成されていて、アクセルクランク１５の中
間を滑合により枢支している前記クランク軸１
６は、ガバナ３に駆動されて作動軸１４を中心
にして、図面左向きの増勢（FORCE）方向
と、右向きの減勢（FEEBLE）方向に揺動す
る。 (b) ガス側伝動部５ ロツド１７を介してアクセルクランク１５の
下端により駆動されると共に、ロツド１８を介
してガス制御弁１のコントロールレバー１９を
駆動するガス側伝動軸２０と、同ガス側伝動軸
２０の途中に固定されたガス側の戻しレバー２
１とにより形成されていて、かつ、同戻しレバ
ー２１の左側傍には、制御弁１の閉成位に対応
した揺動位置で同戻しレバー２１が当るストツ
パ２２がエンジン本体に支持した適宜フレーム
（図示せず）固設されており、更に同戻しレバ
ー２１の右側傍には、同戻しレバー２１をスト
ツパ２２の側に押動するガス側操作付勢手段と
しての第１シリンダ装置２３Ａが前記フレーム
に設置されている。 (c) オイル側伝動部６ ロツド２４を介して前記クランク１５の上端
により駆動されると共に、ロツド２５、ダツシ
ユポツト型ばね伸縮器より成る差動器２６、お
よびオイルポンプ２のアクセルレバー２７と軸
２７ａにより一体に連結された調節レバー２８
とを介して、オイルポンプ２のラツクを駆動す
るオイル側伝動軸２９と、同オイル側伝動軸２
９の途中の２箇所に固定された定量オイルのセ
ツトレバー３０ならびにオイル側の戻しレバー
３１とにより構成されている。 しかして、セツトレバー３０の左側傍には、
定量態位（オイルの供給分量約６％）に対応し
た揺動位置で同セツトレバー３０の当接位置を
調整可能にする調整ストツパ３２が前記フレー
ムに設置されると共に、その右側傍には、セツ
トレバ３０を押動するオイル側操作付勢手段と
しての第２シリンダ装置２３Ｂが前記フレーム
に設置されており、また、戻しレバー３１の両
側傍には、ガス側と同様にストツパ３３と第３
シリンダ装置２３Ｃがそれぞれ前記フレームに
設置されている。 そのほか、調節レバー２８の上面には、突片
２８ａが立設されると共に、同調節レバー２８
の右側傍には、突片２８ａを押動するオイル側
操作駆動手段としての第４シリンダ装置２３Ｄ
が前記フレームに設置されている。 (d) 出力センサ８ ガバナ３の裏側に設置されていて、ガバナ３
の作動ストロークに対応してエンジン出力を相
関的に検出している。 この出力センサ８としては、ガバナの作動ス
トロークの変位に応じてセンサ内部に空気供給
源より供給された空気の圧力を変化させて前記
第３シリンダ装置２３Ｄに出力するごとき、エ
ンジンの出力検出器と前記制御回路１０の一部
の機能を兼ね備えたモーシヨントランスミツタ
と呼ばれる装置が用いられる。 ここで、上述した具体的構成以外に、手動停止
部３４が図面に表記されているが、この停止部３
４は直接自動操作には関係がないので、説明の後
段で改めて述べる。 次に、このように構成された実施例の操作装置
の作動につき、第３図の表を参照して説明する。 先ず、操作盤７の始動指令ボタンを押すと、出
力センサ８の検出負荷が低い（30％以下）ことか
ら、制御回路１０の制御により作動空気機構１１
が作動してデイーゼルモード側に各シリンダ装置
２３Ａ〜２３Ｄが空圧駆動され、すなわち、ガス
側の第１シリンダ装置２３Ａがプツシユ作動して
ガス側伝動軸２０をガス制御弁の閉弁揺動位に固
定させると共に、オイル側の第２〜第４シリンダ
装置２３Ｂ〜２３Ｄがリリース作動して、オイル
側伝動軸２９と調節レバー２８を自由にする。 このモード態位では、クランク１５の下端が不
動に固定されるので、ガバナ３の駆動によりクラ
ンク軸１６が増勢FORCE方向に移動すると、ロ
ツド２４が増大（INC）方向に従動して、オイル
ポンプ２の吐出量を増大させ、これによりエンジ
ンは、次第に増速して所定の定常回転速度にセツ
トされる。 この時、若し定常回転速度まで上昇する以前に
検出負荷率が30％を超えた場合には、制御回路１
０の制御作動によりガスモードに移転し、すなわ
ちガスモードでは、ガス側のシリンダ装置２３Ａ
がリリースしてガス側伝動軸２０を自由にすると
共に、オイル側の第２シリンダ装置２３Ｂがプツ
シユ作動して伝動軸２９を定量位（上述約10％）
に固定するので、これによりガス制御弁１は、ガ
バナ制御されて、エンジンが定常回転に達するま
で流量を増すが、これに並行し、オイル側の第４
シリンダ装置２３Ｄには、負荷と逆性に対応して
調圧された作動空気圧が付加されることから、差
動器２６の弾力に抗してオイルポンプ２を増大方
向に操作し、これにより定量に加えて増量を併せ
た分量（20％〜25％）のオイルがエンジンに供給
され、その結果、安定したエンジンの燃焼作動が
得られる。 なお、エンジン負荷が全負荷（100％）近くな
ると、第４シリンダ２３Ｄに付加される空気圧が
弱まつて差動器２６の弾力を下回り、これにより
調整ストツパ３２で規制された定量だけのオイル
がエンジンに供給され、事後の燃料供給の増減
は、ガス量のみで行われる。 そのほか、エンジン運転中に操作盤７で停止指
令を行うか、あるいは異常センサ９から検出信号
が出た場合には、制御回路１０の制御作動により
各シリンダ装置２３Ａ〜２３Ｄは停止モードに移
転し、すなわち、ガス側とオイル側の第１、第３
シリンダ装置２３Ａ，２３Ｃがプツシユ作動し、
第２、第４シリンダ装置２３Ｂ，２３Ｄはリリー
スに作動することから、両伝動軸２０，２９がオ
イルの供給量約６％位置に固定されて、さらにガ
ス燃料の供給を停止させるのでエンジンは停止す
る。 このようなモード移転時における各レバーの作
動は、タイムラグを伴わない空気圧を動力媒体と
して行われることから、行過ぎやハンテイン現象
を伴うことなく行われ、燃料の供給は円滑、かつ
確実に行われるほか、差動器２６が緩衝性を有す
ることから、燃料の供給作動は一層円滑に行われ
る。 ところで、若し自動操作装置に故障を生じてエ
ンジンの停止モードに不具合を生じたような場合
を考慮して、手動停止部３４が付設されており、
すなわち、正常時では、両伝動軸２０，２９をリ
リースしている自由位置FREEにあるハンドル３
５を、下方に倒して停止位置STOPに回すと、停
止カム３６が図面時計方向に回動してガス側とオ
イル側の両停止レバー３７Ａ，３７Ｂを押上げ、
これによりロツド３８，３９を介して各伝動軸２
０，２９を停止位置に駆動かつ係止することか
ら、自動装置の安全性は確保されている。 以上述べたように、本発明に係る燃料供給系の
自動操作装置によれば、エンジンの運転負荷域に
応じてデイゼルモードとガスモードをあらかじめ
設定しておき、これにより、低負荷域ではガバナ
制御されたオイルを供給すると共に、高負荷域で
は、ガバナ制御された大量のガスと、必要最少限
量のオイルを自動的かつ切替的に供給させるよう
に構成したので、エンジンの燃焼作動を全運転域
に亘つて円滑かつ安定化させるほか、オイルの無
用な消費が防止されるなど、ガスエンジンの作動
性と燃費を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す燃料供給系
の自動操作装置の構成ブロツク図、第２図は、同
装置の斜視図、第３図は、同装置の各運転域にお
ける作動表である。 １……ガス制御弁、２……オイルポンプ、３…
…ガバナ、５，６……ガス側およびオイル側の各
伝動部、８……出力センサ、１５……アクセルク
ランク、１９……コントロールレバー、２３Ａ，
２３Ｂ……操作付勢手段としてのシリンダ装置、
２３Ｄ……操作駆動手段としてのシリンダ装置、
２６……差動器、２７……アクセルレバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主燃料として燃料ガスを使用すると共に、副
   燃料として着火用オイルを使用するガスエンジン
   の燃料供給系の操作装置において、エンジンのガ
   バナの出力により駆動されると共に、一端にアク
   セルクランクが取付けられている作動軸と、同ア
   クセルクランクの一方の移動端の移動を、ガス制
   御弁のコントロールレバーに伝達する伝動部であ
   つて、かつ該ガス制御弁を閉成位に保持させるガ
   ス側操作付勢手段が伝達経路の途中に付設されて
   いるガス側伝動部と、上記アクセルクランクの他
   方の移動端の移動を、差動器と可変の操作駆動手
   段とを介してオイルポンプのアクセルレバーに伝
   達する伝動部であつて、かつ該オイルポンプを所
   定の定量作動位置に保持させるオイル側操作付勢
   手段が伝達経路の途中に付設されているオイル側
   伝動部と、エンジンの負荷に相関性ある運転要素
   を検出する出力センサとが設けられていて、エン
   ジンの低負荷運転域にあつては、上記出力センサ
   の出力信号に基づき、上記オイル側操作付勢手段
   とオイル側操作駆動手段とをリリースさせると共
   に、上記ガス側操作付勢手段を稼動せしめること
   により、ガバナにより制御されたオイルのみを供
   給させ、一方エンジンの高負荷運転域にあつて
   は、上記出力センサの出力信号に基づき、上記オ
   イル側操作付勢手段とオイル側操作駆動手段とを
   稼動せしめると共に、上記ガス側操作付勢手段を
   リリースさせることにより、ガバナにより制御さ
   れたガスと、負荷と逆特性をもたせ負荷が減少す
   るとオイルを増加供給させるようにしたことを特
   徴とする燃料供給系の自動操作装置。 ２ 上記差動器として、ダツシユポツト型ばね伸
   縮器が設けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の燃料供給系の自動操作装置。 ３ 上記オイル側操作駆動手段として、負荷に対
   応して調圧された作動空気が付加されるシリンダ
   装置が設けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の燃料供給系の自動操作装置。