JPS6220681Y2

JPS6220681Y2 -

Info

Publication number: JPS6220681Y2
Application number: JP1980035159U
Authority: JP
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1987-05-26
Also published as: JPS56138133U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、急激な負荷投入等により内燃機関
の回転速度が低下するのを防止するための急速出
力上昇装置に関するものである。

排気タービン等の過給装置を装備した高出力内
燃機関ではシリンダ内への給気を、ほとんど過給
装置により得ているため急激に投入できる負荷の
大きさは平均有効圧力に換算して11Kg／cm²が限度
であり、それ以上の負荷を瞬時に投入すると機関
の回転数が急激に低下し、速度変動率が10％以上
となり、発電装置の場合は規格に適合しないこと
となる。この原因は過給機の回転速度の上昇の遅
れに伴う給気量の不足により、負荷相当の燃料を
噴射しても燃焼できず、出力が不足となつて機関
の回転速度が低下するものである。従来よりこの
対策としてタービンの回転速度が正常になるまで
の間燃焼に必要な空機量を燃焼室に速やかに充填
してやる方法が考案されているが、従来は、発電
機と負荷を結ぶ遮断器の閉路により負荷投入を検
出し、あるいは燃料ポンプの油量調節軸の移動も
しくは調速機レバーの最大位置への移動により、
負荷の投入もしくは頁荷変動を検出し、一定時間
始動空気槽と機関の給気管を結ぶ配管に設けたバ
ルブを開き、該給気管を経て燃焼室に圧縮空気を
充填させる方法をとつていた。このため時間的な
遅れにより、装置が作動した時には機関回転数は
かなり低下しており、空気充填による効果が半減
する状況であつた。さらに、別の方法として、負
荷急増時に、空気溜りよりの圧縮空気を機関の膨
張行程の終期に機関シリンダに供給し、燃料の点
火圧に圧縮空気の圧力を付加して機関の回転低下
を防ぐようにしたものも知られているが、負荷急
増に対して作用する燃料噴射ポンプの燃料増に対
応した所要空気を、燃料の燃焼時に適切に燃焼室
に供給して、良好な燃料燃焼による爆発圧力を得
ることはできず、回転速度の低下防止の効果もそ
れほど期待できるものではなかつた。

この考案は上記に鑑みてなされたもので、負荷
の瞬時投入や負荷急増に対して、調速機レバーの
作動がそれより遅れる時間的ずれを電圧差として
とらえ、負荷が投入または急増されたことを従来
のものよりも早く検知して装置を作動させ、機関
の膨張行程の始めに機関シリンダに直接に所要空
気量を供給するようにした内燃機関の急速出力上
昇装置を提供することを目的とする。

以下この考案の一実施例を図面にもとづいて説
明する。

１は始動パイロツトバルブで、内燃機関Ｅのカ
ム軸（図示せず）の一端部に取付けられ、カム軸
と共に回転し、内燃機関Ｅの着火順序と同一の順
番に、圧縮空気を内燃機関Ｅの各シリンダヘツド
に設けられた始動弁５ａ，５ｂ…に送に、各シリ
ンダの爆発上死点後約120゜の間該始動弁を開弁
するように構成された始動パイロツトバルブであ
る。２は該始動パイロツトバルブ１と直列に内燃
機関のカム軸端に取付けられ、始動パイロツトバ
ルブ１と同様に内燃機関の着火順序と同一の順番
に圧縮空気を内燃機関の各始動弁５ａ，５ｂ…に
送り、各シリンダの圧縮行程の始め約50゜〜60゜
の間、該始動弁を開弁するように構成された急速
出力パイロツトバルブである。前記始動パイロツ
トバルブ１の外周に空気出口ターミナル１ａ，１
ｂ…が等間隔に設けられ、配管３ａ，３ｂ…によ
り三方逆止弁６ａ，６ｂ…の第１の入口に接続さ
れ（第２図）、その出口は配管４ａ，４ｂ…によ
り各始動弁５ａ，５ｂ…の開弁ターミナル５′
ａ，５′ｂ…に接続されている。また急速出力パ
イロツトバルブ２の外周に等間隔に設けられた空
気出口ターミナル２ａ，２ｂ…が配管７ａ，７ｂ
…により三方逆止弁の第２の入口に接続されてい
る。三方逆止弁６ａ，６ｂ…は第２図に記号で図
示したように、配管７ａに圧縮空気が通じた時に
は、配管３ａ側は塞止されて配管７ａよりの圧縮
空気は配管４ａに流れ、逆に配管３ａに圧縮空気
が通じた時には配管７ａ側が塞止され、配管３ａ
よりの圧縮空気が配管４ａに流れるようになつて
いる。

圧縮空気槽８は、バルブ９を介して配管１０に
より、始動空気主弁１１に接続され、該始動空気
主弁１１は配管１２により各始動弁５ａ，５ｂ…
の空気入口フランジ５ａ，５ｂ…に接続されてい
る。一方配管１０より分岐した配管１０ａは、始
動電磁弁１３を有する分岐管１５により始動パイ
ロツトバルブ１の入口に接続され、また急速出力
電磁弁１４を有する分岐管１６により、急速出力
パイロツトバルブ２の入口に接続されている。前
記始動電磁弁１３の出口、および急速出力電磁弁
１４の出口は、それぞれ分岐してパイロツト配管
１７，１８により、逆止弁１９，２０を介して始
動空気主弁１１の作動制御部に接続されている。

第３図において、３１は内燃機関の回転速度を
制御する調速機で、これのレバー軸３２に結合さ
れたレバー３３がレーシヤフト３４を介して、内
燃機関の燃料噴射ポンプ３５の燃料調整ラツク３
６を往復移動させることにより燃料噴射量を制御
するようになつている。２２は内燃機関発電装置
において内燃機関に直結された発電機２３の負荷
電流を電圧信号に変換する変換回路である。２４
は内燃機関の調速機３１のレバー軸３２に直結さ
れて、レバー３３（レバー軸３２）の作動角度を
電圧信号として発信するように構成した制御シン
クロ装置またはポテンシヨメーターなどの検出装
置であり、２５は変換回路２２によつて発電機２
３の負荷電流に比例して変換された電圧信号と、
調速機レバー軸３２の作動角度に比例して変換さ
れ電圧信号とを比較し、両者の電圧差分を増巾す
る第１の差動増巾器である。２６は定められた基
準電圧以上の電圧信号を第１の差動増巾器２５が
出力すると、その電圧と基準電圧との電圧差分を
増巾する第２の差動増巾器である。２７は基準電
圧発生回路、２８はリレー、２９はタイマ、３０
は急速出力電磁弁１４の電磁回路である。上記第
１の差動増巾器２５、第２の差動増巾器２６、基
準電圧発生回路２７、リレー２８、タイマ２９お
よび電磁回路３０が、負荷急増時に、前記急速出
力電磁弁１４を開いて、圧縮空気槽８から前記急
速出力パイロツトバルブ２への圧縮空気の供給を
行わせるべく作動する急速出力制御回路を構成し
ている。

この考案は上記の構成を有し、内燃機関発電装
置の運転中において急激に負荷がかかると、発電
機２３の負荷電流に比例した電圧信号が直ちに変
換回路２２より発信せられ、一方調速機レバー３
３は少し遅れて作動し、燃料噴射ポンプ３５の燃
料調整ラツク３６を最大燃料の位置まで移動させ
る。この負荷急増に伴う調速機レバー３３の追従
遅れ（機関の追従性能）は、機関の負荷急増前の
負荷状態によつて異なる。従つて制御シンクロ装
置２４より発信される電圧信号は、負荷急増前の
機関の負荷状態に応じた追従遅れを伴つて、変換
回路２２の電圧信号より遅れながら発信される。
第４図に示すように、この制御シンクロ装置２４
より発信せられる電圧と、前記変換回路２２より
発信せられる電圧との電圧差△Ｖの信号は、上記
のごとき機関の追従性能に関するパラメータを含
むものとなり、これを第１の差動増巾器２５が増
巾発信して、第２の差動増巾器２６に送り、この
電圧信号の大きさが基準電圧発生回路２７で定め
られた基準電圧以上であると、第２の差動増巾器
２６によりリレー２８を付勢し、さらにリレー２
８の出力接点RYが閉じることでタイマ２９を付
勢して自己保持させると共に、急速出力電磁弁１
４の電磁回路３０に電流を通じ、第１図に示す急
速出力電磁弁１４を開かせる。すると圧縮空気槽
８内の圧縮空気が配管１６を通つて急速出力パイ
ロツトバルブ２に入り、該急速出力パイロツトバ
ルブ２の分配弁（図示せず）の回転に従つて、圧
縮空気が内燃機関の圧縮行程のタイミングになつ
たシリンダの始動弁５ａ，５ｂ…の開弁ターミナ
ル５′ａ，５′ｂ…に逐次送られ、該始動弁５ａ，
５ｂ…を開弁する。一方配管１６の圧縮空気はパ
イロツト配管１８を通つて始動空気主弁１１の作
動制御部に作用して、該始動空気主弁１１を開く
と、空気槽８よりの圧縮空気が配管１０，１２を
通つて始動弁５ａ，５ｂに送られ、急速出力パイ
ロツトバルブ２より圧縮空気の送られた前記始動
弁の開弁と同時に、当該始動弁を有するシリンダ
内に注入される。その結果、シリンダ内の給気は
機関の最大出力時の必要空気量まで増加するの
で、燃料噴射ポンプ３５により噴射された燃料
が、空気不足なく良好に燃焼して強力な爆発力が
得られ、これにより機関の回転速度を速やかに回
復させることができる。

機関の回転速度が規定回転速度に回復すれば、
急速出力制御回路のタイマ２９の作動により接点
TXがOFFとなり急速出力電磁弁１４の電磁回路
３０が断となるので、急速出力電磁弁１４は閉鎖
し、各シリンダの始動弁５ａ，５ｂ…は閉じら
れ、また同時に始動空気主弁１１も閉鎖される。

投入負荷あるいは急増負荷が小さい場合は、発
電機２３の負荷電流が変換回路２２により電圧に
変換されて発信される電圧信号と、調速機レバー
軸３２の作動角度に比例して制御シンクロ装置２
４より発信される電圧信号との電圧差が基準電圧
以下となるので、第２の差動増巾器２６が発信せ
ず、急速出力電磁弁１４が開放されることなく、
急速出力上昇装置は作動しない。

機関を始動する際は、始動用操作ボタン（図示
せず）を押すと、始動電磁弁１３が開き、従来と
同様に、空気槽８よりの圧縮空気が配管１０，１
０ａを通つて始動パイロツトバルブ１に入り、始
動タイミングに合わせて、逐次出口ターミナル１
ａ，１ｂ…より配管３ａ，３ｂ…、三方逆止弁６
ａ，６ｂ…、配管４ａ，４ｂ…を介して始動弁５
ａ，５ｂ…の開弁ターミナル５′ａ，５′ｂ…に通
じ、始動弁５ａ，５ｂ…を開弁し、同時にパイロ
ツト配管１７を通じて始動空気主弁１１を開き、
空気槽８より圧縮空気が配管１０，１２を通つて
始動弁５ａ，５ｂ…より機関シリンダに注入さ
れ、機関が始動する。

上記のように、この考案は内燃機関発電装置の
直結発電機の出力側に、負荷電流を電圧信号とし
て取り出す変換回路を設け、負荷投入または負荷
急増に対応して少し遅れて作動する調速機レバー
の回転角度を電圧信号として取出す制御シンクロ
装置などの検出装置を設け、両者より発信する電
圧信号の電圧差が定められた基準電圧以上あるこ
とをとらえて負荷投入または負荷急増の時点を検
知し、内燃機関の圧縮行程の始めにタイミングを
取つて、そのシリンダ内に、始動弁を通じて圧縮
空気源よりの圧縮空気を直接注入するようにした
ので、急激な負荷変動に対する機関の追従遅れを
早い時点で検出して、該追従遅れをパラメータと
して利用することができて、常時の機関負荷状態
に対する負荷変動時の変動負荷に応じて適切に、
所要空気量を速やかに供給できる。そして上記負
荷変動に対して増加した燃料が空気不足なく良好
に燃焼して強力な爆発力が得られ、これにより内
燃機関の回転速度を速やかに回復させることがで
きる。したがつて、内燃機関の急激な負荷投入ま
たは負荷急増時における回転速度変動を従来装置
によるよりもさらに小さくでき、投入負荷や急増
負荷の大きさに制限を加える必要がない利点があ
る。しかも、従来装置のように圧縮空気を給気管
内に供給しないので、給気管内の圧力上昇はな
く、大負荷投入時においても、サージングが起こ
る心配は全くないなどの利点もある。またこの考
案の装置を使用すれば、急速な始動回転立上りの
可能な機関が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は本
装置の系統図、第２図は三方逆止弁の拡大図、第
３図は本装置の制御回路図、第４図は電圧信号の
発信ずれの説明図である。２……急速出力パイロツトバルブ、５ａ，５ｂ
……始動弁、２２……変換回路、２３……発電
機、２４……制御シンクロ装置、３１……調速
機、３２……レバー軸、３３……レバー、３５…
…燃料噴射ポンプ、３６……燃料調整ラツク。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内燃機関により回転されて動作し、圧縮空気源
から供給される圧縮空気を該内燃機関のシリンダ
ヘツドに設けた始動弁に送り、上記内燃機関の圧
縮行程の始めに、圧縮空気源からの圧縮空気を前
記始動弁を経てシリンダ内に注入せしめるべく上
記始動弁を開弁する急速出力パイロツトバルブ
と、上記内燃機関に直結された発電機の出力配線
に設けられ、該発電機の負荷電流を電圧信号に変
換する変換回路と、上記内燃機関の調速機のレバ
ー軸に結合されて燃料噴射ポンプの燃料調整ラツ
クを移動させるレバーの作動角度を電圧信号に変
換する検出装置と、上記変換回路と検出装置の発
信電圧の差が基準電圧以上あることを検出して、
前記圧縮空気源から前記急速出力パイロツトバル
ブへの圧縮空気の供給を行わせるように制御する
急速出力制御回路とを備えていることを特徴とす
る内燃機関の急速出力上昇装置。