JPS61205330A - 過給機の制御方法 - Google Patents

過給機の制御方法

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JPS61205330A
JPS61205330A JP60047238A JP4723885A JPS61205330A JP S61205330 A JPS61205330 A JP S61205330A JP 60047238 A JP60047238 A JP 60047238A JP 4723885 A JP4723885 A JP 4723885A JP S61205330 A JPS61205330 A JP S61205330A
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JP
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supercharger
inlet
blower
pressure
exhaust gas
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Kako Ogata
尾形　可行
Yoshiharu Oketa
桶田　芳春
Katsumi Akiyama
秋山　勝美
Isao Ueda
勲 植田
Noritoshi Takahashi
高橋　典利
Toshiyuki Tanaka
利幸 田中
Shinji Nomura
野村　伸司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0246—Surge control by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • F02B37/225—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits air passages
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • 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
    • 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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は舶用ディーゼルエンジンに設けられた過給機の
制御方法に関するものである。
従来の技術 舶用ディーゼルエンジンに設けられた過給機は、ディー
ゼルエンジンに高圧の空気を供給し、ディーゼルエンジ
ンの出力の増大及び、燃焼効率を向上させるようになっ
ているが、ディーゼルエンジンの低速運転時には、過給
機の運転点がその設計計画点からずれるため、過給機の
効率が低下し、ディーゼルエンジンの燃焼効率の低下お
よび燃費の悪化を招いていた。これを防止するため、従
来では過給機の排気ガス入口、ブロワ入口またはブロワ
出口の流量及び、圧力をそれぞれ単独で制御することが
おこ表われている。
発明が解決しようとする問題点 上記従来構成によれば、過給機の排気ガス入口、ブロワ
入口またはブロワ出口の流量及び、圧力をそれぞれ単独
で制御するだけであるから、過給機の効率を十分向上さ
せることができないものであ本発明は上記問題点を解消
した過給機の制御方法を提供することを目的とする。
問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明の過給機の制御方法は
、舶用ディーゼルエンジンに設けられた過給機の排気ガ
ス入口に可変ノズルリングを設けると共にそのブロワ入
口にインレットガイドベーンを設けかつその羽根車出口
部に可変ディフューザリングを設け、その可変ノズルリ
ング、インレットガイドベーンおよび可変ディフューザ
リングの回転角度と、過給機の回転数と、ブロワ出口の
圧力および温度と、ブロワ渦巻室外局壁面圧力と内周壁
面圧力との差圧およびその外周壁面圧力と、排気ガス入
口温度と、ディーゼルエンジンの回転数および燃料流量
とに基づいて制御装置により前記可変ノズルリング、イ
ンレフトガイドベーンおよび可変ディフェーザリングの
回転角度を制御するものである。
実施例 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。第１
図において、（１）は舶用ディーゼルエンジン、（２）
は過給機、（３）は制御装置である。上記ディーゼルエ
ンジン（１）には、クランクシャフト（４）、シリンダ
（５）、ピストン（６）、排気管（７）、掃気管（８）
および空気冷却器（相を設けである。また過給機（２）
には、ブロア入口（９）、ブロワ出口ａ６、排気ガス入
口ａυおよび排気ガス出口（ロ）を有する過給機本体（
至）と、羽根車Ｑ４）と、排気タービン（至）とを設け
である。ｃｍは圧縮空気通路、αηは排気ガス通路であ
る。
Ｑ呻は排気ガス人口αυに設けられた可変ノズルリング
であって、第１回転角度検出器■付き第１駆動装置３］
）により回転させられるものである。（２）はブロワ入
口（９）に設けられたインレットガイドベーンであって
、第２回転角度検出器に）付き第２駆動装置（至）によ
り回転させられるものである。−は羽根車α◆出口部に
設けられた可変ディフェーザリングでろって、第３回転
角度検出器（至）付き第３駆動装置圀により回転させら
れるものである。（ハ）は羽根車ａ◆の回転数を検出す
る第１回転数検出器、■（７）はブロワ出口α６の圧力
と温度とを検出する第１圧力検出器と第１８度検出器、
Ｃυに）はブロワ渦巻室ａＱ外周壁面圧力と内周壁面圧
力との差圧およびその外周壁面圧力を検出する差圧検出
器と第２圧力検出器、（至）は排気ガス人口αυの温度
を検出する第２温度検出器、（ロ）はディーゼルエンジ
ン（１）の回転数を検出する第２回転数検出器、（２）
は燃料流量検出器、（至）は空気冷却器（８）内の圧力
を検出する第３圧力検出器である。
上記構成において、エンジン（１）を作動させると、排
気ガスが排気ガス通路αηを介して過給機本体（２）内
に入９、排気タービン（ト）を回転させた後、排気ガス
出口（２）から排出される。これによって羽根車Ｑ４も
回転させられ、ブロワ入口（９）から空気が吸引され、
圧縮空気通路αＱを介してニンジン（１）に圧縮空気が
供給される。また各検出器（ホ）ｇ３＠−〜−から制御
装置（３）に検出信号が入力され、その入力信号に基づ
いて制御装置（３）から第１〜第３のフィン助０１０Ｉ
を介して各駆動装置なり（ハ）ガに駆動信号が入力され
、可変ノズルリングα佛、インレットガイドベーン（２
）および可変ディフェーザリング四が所定角度回転させ
られ過給機（２）のオーバスピード、サージングを防止
しつつ、エンジン（１）への供給空気量及び圧力を適切
にコントロールし、尚かつ、過給機の効率が最高となる
ように制御するものである。
第２図に示すものはエンジンタイムチャートの一例であ
って、運転を開始し、港内では港内速度とし、航路に出
たならば全速または巡航速度とし航路から運河に入ると
きには、全速または巡航速度を微速とし、運河内では港
内速度とし、港についたならば停止させるものである。
第３図に示すものは制御装置（３）の機能を示す制御シ
ステムフロチャートであって、次のように作用する。す
なわちオートマチックまたはマニアルでスタート（イ）
させると、まず可変ノズルリング００、インレフトガイ
ドベーン四および可変ディフェーザリングーをニンジン
（１）の最大連続出力（ＭＣＯと称する）で計画した位
置にセットされる。次にオートマチックの場合は第１回
転数検出器員でエンジン（１）の回転数を検出しく口）
、そのエンジン回転数により、たとえばエンジンの出力
がＭＣＯの５０係以上であるか否かを判断しし→くなお
その５０係はマニュアルで自由に調整可能である〉、Ｙ
ＥＳであれば一定運航速度範囲内に入ったとして、シス
テムが起動しくニ）、Ｎｏであれば元に戻ってスタート
しなヘマニエア／Ｌ／操作（ホ）によるスタートの場合
は、ただちにシステム起動に）となる。次にシステムが
起動すると、まず燃料流量検出器（至）によりエンジン
（１）の燃料流量を検出する（へ）。次にその燃料流量
検出値に基づいて駆動装置ＱＩ…により可変ノズルリン
グＱｌ、インレットガイドベーン（財）および可変ディ
フューザリング＠の回転角度を調整する（ト）。次に各
検出器（ホ）四＠四〜（至）で可変ノズμりング翰の回
転角度、インレットガイドベーン（２）の回転角度、可
変ディ７エーザリング（至）の回転角度、羽根車Ｑ４の
回＠数、ブロワ出口α６の圧力、ブロワ出口α６の温度
、ブロワ渦巻室外周壁面圧力と内周壁面圧力との差圧、
プロア渦巻室の外周壁面圧力、排気ガス入口（ロ）の湿
度、エンジン（１）の鳳転数、燃料流・量がそれぞれ検
出される（イ）。次に上記の各検出値に基づいて簡易流
量計測法を適用してブロワ入口（９）の空気流入量を計
算する（す）。次にその計算値が予め工場での計１１１
１１により得られているブロワカーブの許容範囲内に入
っているか否かを判断するし）。
許容範囲内に入っていれば、過給機（２）にオーバスピ
ードやサージングが生じていないと判断し、ＹＥＳとな
る。許容範囲内に入っていない場合には、ＮＯとな９、
各駆動装置ｅυ（ハ）―により可変ノズルリングαす、
インレットガイドベーン四および可変ディフューザリン
グ□□□の回転角度を所定角度調整しくニ）、エンジン
（１）の供給空気量及び、圧力を増減させる。
次にに）から（イ）に戻って再び計測し、（す）の計算
値がブロワカーブの許容範囲に入るまでくシ返しくニ）
の調整をおこなう。し）でＹＥＳの場合は、燃料流量検
出値曽によルエンジン（１）の燃料流量を検出する（４
）。
次にその（４）で検出した燃料流量が（へ）で検出した
燃料流量よシも少ないか否かを判断する（ワ）。ＮＯで
おれば（４）の場合と同じｗＩ４ｕをおこない■）。そ
の後、（ｆ）に戻って再び計測し、（４）で検出し九燃
料流量が（へ）で検出した燃料流量よシも少なくなるま
でくり返しφ）の調整をおこなう。（ワ）でＹＥＳの場
合は、第２回転数検出器−によりエンジン（１）の回転
数を検出する１、（ヨ）。次にそのエンジン回転数によ
り、たとえばニンジンの出力がＭＣＯの５０係以上であ
るか否かを判断しくｐ）（なおその５０％はマニエアμ
で自由に調整可能である〉、ＹＥＳであれば、一定運航
速度範囲内に入っているとして、゛その航海状態を続け
、再び（へ）に艮って上記した制御をおこない、最小燃
料流量を順次変更し、記憶させる。航海中、かかる制御
をくシ返しおこなう。し）でＮＯの場合は、（イ）と同
じ操作をおこなう（−０なおマニュアル操作（ソ）で強
制的に（へ）の状態に決すこともできる。
なお港や運河では上記の制御はオートマチックにはおこ
なわない。
発明の効果 以上述べたごとく本発明によれば、制御装置で画賛ノズ
ルリング、インレットガイドベーンおよび可変ディフェ
ーザリングの回転角度を適宜に制御することによって、
過給機のオーバスピード、サージングを防止しつつ、ニ
ンジン（１）への供給空気蓋、及び圧力を適切にコント
ロールし、尚かつ、過給機の効率が最高となるように制
御するものである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一夾施例を示し、ｖＪ１図は概略説明図、
第２図はエンジンタイムチャート、第３図は制御装置の
システムフローチャートである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、舶用ディーゼルエンジンに設けられた過給機の排気
    ガス入口に可変ノズルリングを設けると共にそのブロワ
    入口にインレットガイドベーンを設けかつその羽根車出
    口に可変ディフューザリングを設け、その可変ノズルリ
    ング、インレットガイドベーンおよび可変ディフューザ
    リングの回転角度と、過給機の回転数と、ブロワ出口の
    圧力および温度と、ブロワ渦巻室外周壁面圧力と内周壁
    面圧力との巻圧およびその外周壁面圧力と、排気ガス入
    口温度と、ディーゼルエンジンの回転数および燃料流量
    とに基づいて制御装置により前記可変ノズルリング、イ
    ンレットガイドベーンおよび可変ディフューザリングの
    回転角度を制御することを特徴とする過給機の制御方法
    。
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