JPH07103075A - Starting auxiliary device for gas engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a starting auxiliary device for a gas engine whereby the engine can be smoothly started even after gas, left for a while in a main fuel passage and in a regulator after stopping the engine, is diffused into the atmosphere. CONSTITUTION:A device is formed by providing a spring 15 for energizing a throttle valve 8 provided in an intake passage 3 in a closing direction and an actuator 17 for energizing this throttle valve 8 in an opening direction, and also by providing a negative pressure passage 22 for connecting the intake passage 3 in the downstream of the throttle valve 8 to a negative pressure chamber 20 partitioned in the actuator 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はＣＮＧ（圧縮天然ガス）
やＬＰＧ等のガスを燃料とするガスエンジンの始動補助
装置に関するものである。The present invention relates to CNG (compressed natural gas).
The present invention relates to a start assist device for a gas engine that uses gas such as LPG or LPG as fuel.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来のガスエンジンの燃料供給系と吸気
系の概略的な構造を図２に示す。この燃料供給系には、
ガスボンベ１から供給されるガスを大気圧まで減圧する
レギュレータ２が設けられており、このレギュレータ２
で減圧されたガスは、吸気通路３に設けられたガスミキ
サ４において発生するベンチュリ負圧によって、メイン
燃料通路５とサブ燃料通路６を通って吸い出され、エア
クリーナ７で濾過された空気と混合されて、スロットル
弁８の開度調整により、シリンダ９に吸入される混合気
の量が調整されるようになっている。2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a schematic structure of a fuel supply system and an intake system of a conventional gas engine. In this fuel supply system,
A regulator 2 for reducing the pressure of the gas supplied from the gas cylinder 1 to atmospheric pressure is provided.
The gas whose pressure has been reduced by is sucked out through the main fuel passage 5 and the sub fuel passage 6 by the Venturi negative pressure generated in the gas mixer 4 provided in the intake passage 3, and is mixed with the air filtered by the air cleaner 7. The amount of the air-fuel mixture sucked into the cylinder 9 is adjusted by adjusting the opening degree of the throttle valve 8.

【０００３】エンジン運転中には、ガスミキサ４のベン
チュリ負圧によって吸い出されるガスは、吸気負圧によ
ってシリンダ９に吸入され、燃焼する。一方、エンジン
を停止すると、レギュレータ２上流側の高圧遮断弁10
と、サブ燃料通路６のガス流量制御弁11が閉弁して、こ
れらの部分でガスの流れが止まるのに対して、メイン燃
料通路５とレギュレータ２内に残留したガスは、ガスミ
キサ４から吸気通路３に漏れ出し、エアクリーナ７を通
って空気取入口12から大気中に拡散する。During engine operation, the gas sucked by the Venturi negative pressure of the gas mixer 4 is sucked into the cylinder 9 by the negative intake pressure and burned. On the other hand, when the engine is stopped, the high pressure cutoff valve 10 on the upstream side of the regulator 2
Then, the gas flow rate control valve 11 of the sub fuel passage 6 is closed and the gas flow is stopped at these portions, whereas the gas remaining in the main fuel passage 5 and the regulator 2 is sucked from the gas mixer 4. It leaks into the passage 3, passes through the air cleaner 7, and diffuses into the atmosphere from the air intake 12.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】エンジン停止後、暫く
すると、メイン燃料通路とレギュレータ内は空気取入口
から流入した空気によって満たされることになるので、
再びエンジンを始動させようとしても、メイン燃料通路
とレギュレータ内が再び燃料で満たされるまでの間（通
常２〜３秒程度）、エンジンを始動することができず、
始動性に著しく劣るという問題があった。After the engine is stopped for a while, the main fuel passage and the regulator will be filled with the air flowing from the air intake port.
Even if the engine is started again, the engine cannot be started until the main fuel passage and the regulator are filled with the fuel again (usually about 2 to 3 seconds).
There was a problem that the startability was extremely poor.

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みて、エンジン
停止後にメイン燃料通路とレギュレータ内に暫く残留し
ていたガスが大気中に拡散してしまった後でも、スムー
ズにエンジンを始動することができるガスエンジンの始
動補助装置を提供することを目的とするものである。In view of the above problems, the present invention enables the engine to be started smoothly even after the gas that has remained in the main fuel passage and the regulator for a while after the engine is stopped has diffused into the atmosphere. An object of the present invention is to provide a starting assist device for a gas engine that can be used.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係るガスエンジンの始動補助装置は、吸気通
路に設けたスロットル弁を閉弁方向に付勢するスプリン
グと、このスロットル弁を開弁方向に付勢するアクチュ
エータとを設けると共に、前記スロットル弁の下流側の
吸気通路と前記アクチュエータに画成した負圧室とを接
続する負圧通路を設けたものである。In order to achieve the above object, a gas engine starting assist device according to the present invention is provided with a spring for biasing a throttle valve provided in an intake passage in a valve closing direction, and the throttle valve. An actuator for urging in the valve opening direction is provided, and a negative pressure passage that connects an intake passage downstream of the throttle valve and a negative pressure chamber defined by the actuator is provided.

【０００７】吸気負圧の大きさはエンジン回転数の上昇
と共に増加するので、この吸気負圧を利用し、始動時に
おけるエンジン回転数の上昇と共にアクチュエータの付
勢力が減衰し、エンジン回転数がアイドリング回転数に
達すると、アクチュエータの付勢力が消失するように初
期設定しておくと好ましい。Since the magnitude of the intake negative pressure increases as the engine speed increases, the intake negative pressure is used to decrease the urging force of the actuator as the engine speed increases at the time of starting, so that the engine speed idling. It is preferable to make an initial setting so that the urging force of the actuator disappears when the rotational speed is reached.

【０００８】[0008]

【作 用】本発明に係るガスエンジンの始動補助装置は
以上の構成を有しており、エンジン停止時には、吸気通
路には吸気負圧が発生しないため、アクチュエータは、
スロットル弁を閉弁方向に付勢するスプリングの弾性力
に抗して、このスロットル弁の開度を閉弁位置から若干
開弁方向に移動した位置で止める。[Operation] The start assist device for a gas engine according to the present invention has the above-mentioned configuration. When the engine is stopped, the intake negative pressure is not generated in the intake passage.
The opening of the throttle valve is stopped at a position slightly moved in the opening direction from the closing position against the elastic force of the spring that biases the throttle valve in the closing direction.

【０００９】一方、エンジンを始動すると吸気通路に吸
気負圧が発生し、負圧通路を介して、この負圧がアクチ
ュエータの負圧室に作用するので、エンジン回転数がア
イドリング回転数に達するまでの間は、アクチュエータ
の付勢力は前記スプリングの弾性力とバランスを取りな
がら徐々に減衰する。エンジンがアイドリング回転数に
達すると、以後、エンジンを停止するまでの間、アクチ
ュエータの負圧室には恒常的に大きな吸気負圧がかかる
ので、アクチュエータによる付勢力はほぼ消失する。On the other hand, when the engine is started, an intake negative pressure is generated in the intake passage, and this negative pressure acts on the negative pressure chamber of the actuator via the negative pressure passage, so that the engine speed reaches the idling speed. During the period, the urging force of the actuator is gradually attenuated while balancing the elastic force of the spring. When the engine reaches the idling speed, a large intake negative pressure is constantly applied to the negative pressure chamber of the actuator until the engine is stopped thereafter, so that the biasing force of the actuator almost disappears.

【００１０】従って、エンジンを始動してからアイドリ
ング回転数に落ち着くまでの間だけ、スロットル弁の開
度は、通常よりも大きめに開くことになり、その分だけ
ベンチュリ負圧も大きくなるので、メイン燃料通路とレ
ギュレータ内に残留している空気を速やかに吸い出すこ
とができるようになり、その結果、燃料の供給遅れも著
しく短縮される。Therefore, the opening degree of the throttle valve is opened larger than usual from the time when the engine is started until the idling speed is settled down, and the venturi negative pressure is increased correspondingly. The air remaining in the fuel passage and the regulator can be quickly sucked out, and as a result, the fuel supply delay can be significantly shortened.

【００１１】[0011]

【実 施 例】次に図１を参照して本発明に係るガスエ
ンジンの始動補助装置の一実施例を説明する。先ず、本
実施例のガスエンジンの吸気系について説明すると、吸
気マニホールド13の上流側にガスミキサ４を設けてお
り、このガスミキサ４のベンチュリ部14の下流側にスロ
ットル弁８を設けている。このベンチュリ部14にはレギ
ュレータ２に接続されたメイン燃料通路５とサブ燃料通
路６を接続しており、更にサブ燃料通路６がガスミキサ
４に接続される部分には、ガス流量制御弁11を介装して
いる。尚、サブ燃料通路６は空燃比を一定に保つための
調整用に設けられているものであり、適正値を中心に空
燃比のズレが１％以内に収まるように制御している。EXAMPLES Next, an example of a starting assist device for a gas engine according to the present invention will be described with reference to FIG. First, the intake system of the gas engine of this embodiment will be described. The gas mixer 4 is provided upstream of the intake manifold 13, and the throttle valve 8 is provided downstream of the venturi portion 14 of the gas mixer 4. A main fuel passage 5 and a sub fuel passage 6 which are connected to the regulator 2 are connected to the venturi portion 14, and a gas flow rate control valve 11 is provided at a portion where the sub fuel passage 6 is connected to the gas mixer 4. I am wearing. The sub-fuel passage 6 is provided for adjustment to keep the air-fuel ratio constant, and is controlled so that the deviation of the air-fuel ratio is within 1% around an appropriate value.

【００１２】前記スロットル弁８にはリターン・スプリ
ング15の一端が取り付けられ、このリターン・スプリン
グ15の他端はガスミキサ４に固定されている。また、こ
のスロットル弁８には、レバー16が突設されており、こ
のレバー16は、アクチュエータ17のダイヤフラム18に固
定されたロッド19によって駆動されるようになってい
る。更に、このロッド19は、アクチュエータ17に画成し
た負圧室20に収容されているスプリング21によって、吸
気通路３の方向に押し出される向きに付勢されている。One end of a return spring 15 is attached to the throttle valve 8, and the other end of the return spring 15 is fixed to the gas mixer 4. A lever 16 is provided so as to project from the throttle valve 8, and the lever 16 is driven by a rod 19 fixed to a diaphragm 18 of an actuator 17. Further, the rod 19 is biased by a spring 21 housed in a negative pressure chamber 20 defined by an actuator 17 in a direction to be pushed out in the direction of the intake passage 3.

【００１３】上述した負圧室20には負圧通路22の一端が
接続されており、この負圧通路22の他端は吸気マニホー
ルド13に接続されている。尚、負圧通路22には、この負
圧通路22の流路断面積を調整するためのオリフィス23が
設けられている。次に、本実施例のガスエンジンの燃料
供給系に用いたレギュレータ２の構造について説明す
る。先ず、燃料入口24からレギュレータ２の内部に流入
するガス燃料の圧力（約19.6 MPa）は、高圧ダイヤフラ
ム25に作用し、ダイヤフラム・スプリング26を圧縮し
て、ロッド27を右方へ移動させ、バルブ28を閉じる。そ
の時の中圧室29のガス圧は 196.1〜 392.3 kPaとなる。One end of a negative pressure passage 22 is connected to the negative pressure chamber 20 described above, and the other end of the negative pressure passage 22 is connected to the intake manifold 13. The negative pressure passage 22 is provided with an orifice 23 for adjusting the flow passage cross-sectional area of the negative pressure passage 22. Next, the structure of the regulator 2 used in the fuel supply system of the gas engine of this embodiment will be described. First, the pressure (approximately 19.6 MPa) of gas fuel flowing into the regulator 2 from the fuel inlet 24 acts on the high-pressure diaphragm 25, compresses the diaphragm spring 26, and moves the rod 27 to the right, Close 28. At that time, the gas pressure in the medium pressure chamber 29 is 196.1 to 392.3 kPa.

【００１４】中圧室29に流入したガス燃料は、低圧室30
との間に設けられた低圧弁31を通過して低圧室30に流入
する。すると、その圧力が低圧ダイヤフラム32に作用
し、低圧室30の内圧が規定圧（約29.4 kPa）になった時
点で低圧弁31を閉じる。そして、中圧室29のガス燃料は
中圧通路33を通り、大気圧弁34を通過して、大気圧室35
に流入する。尚、大気圧室35の隣の負圧室36は、図示し
ていないが、吸気マニホールド13に連通している。The gas fuel flowing into the medium pressure chamber 29 is stored in the low pressure chamber 30.
Through a low-pressure valve 31 provided between the low pressure chamber and the low pressure chamber 30. Then, the pressure acts on the low-pressure diaphragm 32, and the low-pressure valve 31 is closed when the internal pressure of the low-pressure chamber 30 reaches the specified pressure (about 29.4 kPa). Then, the gas fuel in the medium pressure chamber 29 passes through the medium pressure passage 33, the atmospheric pressure valve 34, and the atmospheric pressure chamber 35.
Flow into. Although not shown, the negative pressure chamber 36 adjacent to the atmospheric pressure chamber 35 communicates with the intake manifold 13.

【００１５】エンジン停止中には、吸気マニホールド13
に連通する負圧室36が大気圧であるため、スプリング37
の弾性力が作用するバキューム・ロック・オフ・ダイヤ
フラム38は、レバー39を左方に押し、大気圧弁34を閉じ
て、エンジン停止中の燃料漏れを防いでいる。一方、エ
ンジン運転中には、吸気マニホールド13内に発生する吸
気負圧が図示していないバキュームパイプにより、負圧
室36に掛かり、バキューム・ロック・オフ・ダイヤフラ
ム38を右方に引き、レバー39が自由となる。そして、開
口部40を形成することによって大気開放とした大気側室
41と、上述した大気圧室35とを隔離する大気圧ダイヤフ
ラム42の動きにより、燃料出口43から吸い出されるガス
燃料の圧力がコントロールされる。When the engine is stopped, the intake manifold 13
Since the negative pressure chamber 36 communicating with is at atmospheric pressure, the spring 37
The vacuum lock-off diaphragm 38, which is acted by the elastic force of, pushes the lever 39 to the left and closes the atmospheric pressure valve 34 to prevent fuel leakage while the engine is stopped. On the other hand, while the engine is operating, the intake negative pressure generated in the intake manifold 13 is applied to the negative pressure chamber 36 by a vacuum pipe (not shown), pulls the vacuum lock-off diaphragm 38 to the right, and the lever 39 Will be free. Then, the atmosphere-side chamber opened to the atmosphere by forming the opening 40
The pressure of the gas fuel sucked from the fuel outlet 43 is controlled by the movement of the atmospheric pressure diaphragm 42 that separates the pressure 41 from the atmospheric pressure chamber 35 described above.

【００１６】大気圧室35が大気圧以上になると、その圧
力によって大気圧ダイヤフラム42が左方へ押され、レバ
ー39を介して大気圧弁34を閉じ、大気圧室35が大気圧以
上になることを防ぎ、大気圧まで減圧されたガス燃料
は、燃料出口43からガスミキサ４のベンチュリ負圧によ
って吸気通路３に吸引される。次に、本実施例のガスエ
ンジンの始動補助装置の動作について説明する。先ず、
エンジンの停止時には、吸気マニホールド13内に吸気負
圧は発生しないので、負圧通路22を介して接続されてい
るアクチュエータ17の負圧室20は大気圧となっている。
この状態では、スプリング21が自由な状態にあり、ダイ
ヤフラム18を介してこのスプリング21に押圧されるロッ
ド19は、リターン・スプリング15の弾性力に抗して、ス
ロットル弁８のレバー16を、閉弁位置から右方向に回動
させるように、吸気通路３内に突出する。そして、スロ
ットル弁８は、閉弁位置から若干開いた位置に保持され
ることになる。When the atmospheric pressure chamber 35 becomes over atmospheric pressure, the pressure pushes the atmospheric pressure diaphragm 42 to the left, and the atmospheric pressure valve 34 is closed via the lever 39, and the atmospheric pressure chamber 35 becomes over atmospheric pressure. The gas fuel whose pressure is reduced to the atmospheric pressure is sucked into the intake passage 3 from the fuel outlet 43 by the Venturi negative pressure of the gas mixer 4. Next, the operation of the starting assist device for the gas engine of this embodiment will be described. First,
Since the intake negative pressure is not generated in the intake manifold 13 when the engine is stopped, the negative pressure chamber 20 of the actuator 17 connected through the negative pressure passage 22 is at atmospheric pressure.
In this state, the spring 21 is in a free state, and the rod 19 pressed against the spring 21 via the diaphragm 18 closes the lever 16 of the throttle valve 8 against the elastic force of the return spring 15. It projects into the intake passage 3 so as to rotate rightward from the valve position. Then, the throttle valve 8 is held at a position slightly opened from the closed position.

【００１７】尚、このエンジンの停止後、レギュレータ
２の内部に画成されている大気圧室35や低圧室31、及び
メイン燃料通路５からは、残留したガス燃料が漏出し、
ある程度の時間（通常２〜３時間程度）が経過した状態
では、代わりに流入した空気によって満たされた状態に
ある。次に、エンジンを始動した直後は、吸気マニホー
ルド13に発生する吸気負圧は小さいため、アクチュエー
タ17の負圧室20は未だ大気圧に近い圧力を保ち、スロッ
トル弁８の開度は上述した通り、開き気味の位置にあ
る。従って、従来のガスエンジンと比較すると、アクチ
ュエータ17によって駆動される分だけ、スロットル弁８
の開度が大きく設定されることになるため、吸気通路３
を流れる空気の流量が増大し、ベンチュリ部14に発生す
るベンチュリ負圧も大きくなる。After the engine is stopped, residual gas fuel leaks from the atmospheric pressure chamber 35, the low pressure chamber 31, and the main fuel passage 5 defined inside the regulator 2.
When a certain amount of time (usually about 2 to 3 hours) has elapsed, the air is instead filled with the inflowing air. Immediately after the engine is started, the intake negative pressure generated in the intake manifold 13 is small, so the negative pressure chamber 20 of the actuator 17 still maintains a pressure close to the atmospheric pressure, and the opening degree of the throttle valve 8 is as described above. , It is in a slightly open position. Therefore, as compared with the conventional gas engine, the throttle valve 8 can be driven by the amount driven by the actuator 17.
Since the opening degree of the intake passage 3 is set large,
The flow rate of the air flowing through the venturi increases, and the venturi negative pressure generated in the venturi portion 14 also increases.

【００１８】このようなアクチュエータ17によるスロッ
トル開度の補正機能により、メイン燃料通路５やレギュ
レータ２に進入していた空気が速やかに、吸気通路３に
吸い出され、次いでガス燃料も速やかに吸気通路３に吸
い出される。エンジン始動直後からアイドリング回転数
に落ち着くまでの間は、吸気マニホールド13に生じる吸
気負圧が徐々に増加し、負圧通路22を介して負圧室20に
作用する負圧も大きくなるので、それと共に負圧室20内
のスプリング21を圧縮する力も大きくなり、ロッド19は
徐々にアクチュエータ17内に引き戻される。それによっ
て、レバー16を右方向に回動させようとする力がリター
ン・スプリング15の弾性力とバランスを取りながら減衰
し、アクチュエータ17によるスロットル開度の補正機能
が弱まり、通常のアクセル操作に従ったスロットル開度
に近づく。Due to such a throttle opening correction function of the actuator 17, the air that has entered the main fuel passage 5 and the regulator 2 is quickly sucked into the intake passage 3, and then the gas fuel is also quickly introduced into the intake passage. Sucked out by 3. Immediately after the engine is started to settle at the idling speed, the intake negative pressure generated in the intake manifold 13 gradually increases, and the negative pressure acting on the negative pressure chamber 20 via the negative pressure passage 22 also increases. At the same time, the force that compresses the spring 21 in the negative pressure chamber 20 also increases, and the rod 19 is gradually pulled back into the actuator 17. As a result, the force that attempts to rotate the lever 16 to the right is attenuated while balancing the elastic force of the return spring 15, and the function of correcting the throttle opening by the actuator 17 is weakened and normal accelerator operation is performed. Close to the throttle opening.

【００１９】但し、この時も、従来のガスエンジンと比
較すると、アクチュエータ17によって駆動される分だ
け、スロットル弁８の開度が大きく設定されることにな
るため、ガス燃料の供給遅れは著しく短縮される。エン
ジン回転数がアイドリング回転数に達すると、吸気マニ
ホールド13に発生する吸気負圧は、アクチュエータ17に
よるスロットル開度の補正機能を消失させるように、ロ
ッド19を吸気通路３から引っ込める。この状態では、始
動補助装置が、その機能を果たし終えた後であり、アク
セル操作による通常のスロットル開度制御のみが行われ
る。However, even at this time, as compared with the conventional gas engine, the opening degree of the throttle valve 8 is set larger by the amount driven by the actuator 17, so that the supply delay of the gas fuel is significantly shortened. To be done. When the engine speed reaches the idling speed, the intake negative pressure generated in the intake manifold 13 retracts the rod 19 from the intake passage 3 so as to eliminate the throttle opening correction function of the actuator 17. In this state, the starting assist device has completed its function, and only the normal throttle opening control by the accelerator operation is performed.

【００２０】[0020]

【発明の効果】本発明に係るガスエンジンの始動補助装
置は、吸気通路に設けたスロットル弁を閉弁方向に付勢
するスプリングと、このスロットル弁を開弁方向に付勢
するアクチュエータとを設けると共に、前記スロットル
弁の下流側の吸気通路と前記アクチュエータに画成した
負圧室とを接続する負圧通路を設けたので、以下の効果
を奏することができる。The starting assist device for a gas engine according to the present invention is provided with a spring for urging the throttle valve provided in the intake passage in the valve closing direction and an actuator for urging the throttle valve in the valve opening direction. In addition, since the negative pressure passage connecting the intake passage on the downstream side of the throttle valve and the negative pressure chamber defined by the actuator is provided, the following effects can be obtained.

【００２１】エンジンの始動直後におけるスロットル弁
の開度を、通常よりも大きめに開くことができ、その分
だけベンチュリ負圧を大きくすることができので、メイ
ン燃料通路やレギュレータ内に残留している空気を速や
かに吸い出すことができるようになり、その結果、燃料
の供給遅れを著しく短縮することができる。従って、エ
ンジン停止後にメイン燃料通路やレギュレータ内に暫く
残留していたガス燃料が大気中に拡散してしまった後で
も、スムーズにエンジンを始動することができる。The opening degree of the throttle valve immediately after the engine is started can be opened larger than usual, and the Venturi negative pressure can be increased correspondingly, so that it remains in the main fuel passage and the regulator. The air can be quickly sucked out, and as a result, the fuel supply delay can be significantly shortened. Therefore, even after the gas fuel left in the main fuel passage and the regulator for a while after the engine is stopped diffuses into the atmosphere, the engine can be started smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例におけるガスエンジンの始動
補助装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a starting assist device for a gas engine according to an embodiment of the present invention.

【図２】従来のガスエンジンの燃料供給系及び吸気系を
示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a fuel supply system and an intake system of a conventional gas engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３ 吸気通路 ８ スロットル弁 15 スプリング（リターン・スプリング） 17 アクチュエータ 20 負圧室 22 負圧通路 3 Intake passage 8 Throttle valve 15 Spring (return spring) 17 Actuator 20 Negative pressure chamber 22 Negative pressure passage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 吸気通路に設けたスロットル弁を閉弁方
向に付勢するスプリングと、このスロットル弁を開弁方
向に付勢するアクチュエータとを設けると共に、前記ス
ロットル弁の下流側の吸気通路と前記アクチュエータに
画成した負圧室とを接続する負圧通路を設けたガスエン
ジンの始動補助装置。1. A spring for urging a throttle valve provided in an intake passage in a valve closing direction, and an actuator for urging the throttle valve in an opening direction, and an intake passage downstream of the throttle valve. A starting assist device for a gas engine, comprising a negative pressure passage connecting to the negative pressure chamber defined by the actuator.