WO2003067065A1

WO2003067065A1 - Systeme de demarrage pour moteur a gaz a allumage par veilleuse

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Publication number: WO2003067065A1
Application number: PCT/JP2002/001018
Authority: WO
Inventors: Satoru Goto
Original assignee: NIIGATA POWER SYSYEMS Co., Ltd.
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US6990946B2; NO340966B1; EP1473458B1; JP3672805B2; CN1502008A; JP2002061523A; NO20034446L; US20040107941A1; CN100351508C; NO20034446D0; EP1473458A1; EP1473458A4

Description

明細書パイロット着火ガスエンジンの起動装置発明の背景

1 . 発明の利用分野

本発明は、シリンダヘッドに液体燃料噴射弁付き予燃焼室を設け、主燃焼室に導入、圧縮された気体燃料と空気との混合気を、液体燃料噴射弁から噴射されるパイロット油で着火燃焼させる、予燃焼室方式のパイロット着火ガスエンジンの起動装置に関する。

2 . 従来技術の記載

従来、産業用または民生用の定置型発電設備を駆動する予燃焼室方式のパイ口ット着火ガスエンジンとして、例えば図 8に示すものが知られている。

このガスエンジン 1は、シリンダライナ（シリンダ） 2と、シリンダライナ 2 内を上下に往復動するピストン 3と、液体燃料噴射弁 4と予燃焼室 5を備えた液体燃料噴射弁付き予燃焼室のュニット 6を有するシリンダへッド 7とを有している。都市ガス等の燃料ガス（気体燃料）が空気と混合されて、シリンダライナ 2 とピストン 3とシリンダへッド 7とで区画された主燃焼室 8に、シリンダへッド 7の吸気ポートを経て供給され、かつピストン 3の圧縮行程の後半には、全熱量比で約 1 %に相当する燃料油が、液体燃料噴射弁 4から、予燃焼室 5内に、パイロット油として噴射される。その結果、高温高圧の雰囲気下でパイロット油が圧縮着火され、これを着火源として、主燃焼室 8内の燃料ガスが燃焼される。

ところで、液体燃料噴射弁 4に燃料油（パイロット油）を供給するための燃料噴射ポンプには、少ない噴射量を安定して確保できるように設計されたジャーク式燃料噴射ポンプが採用されている。このジャーク式燃料ポンプは、カム軸を介してエンジンの回転によって駆動されるので、エンジンの回転数の影響を受ける。このジャーク式燃料ポンプにおける、燃料噴射を開始する燃料ラック（燃料調節棒）の位置と、エンジン回転数（エンジン回転速度）との関係を図 7に示す。図 7からわかるように、燃料吐出量を設定する燃料ラック位置の指示値が小さいほど、無噴射域となるエンジン回転数の範囲（液体燃料噴射弁 4からの燃料油の噴射を開始させない回転数の領域）が広くなる。例えば、燃料ラックの位置を、全熱量比で約 1 %のパイロット油量を吐出するに相当する位置である 8 mmに設定すると、エンジン回転数が約 6 0 0 r p mに達するまで、パイロット油が液体燃料噴射弁から噴射されない。

さらに、このガスエンジン 1では、ガス運転時のノッキングを回避するために、圧縮比をディーゼルエンジンに比べて低くしている。このため、特にエンジンの起動からの回転立上り（mn-up ) の過渡時に、液体燃料噴射弁からのパイロット油の噴射が開始されても、その圧縮着火が困難であり、特に、エンジン冷却水の温度が低い場合は、その困難の度合が顕著である。

これでは、ガスエンジンの起動ができないので、液体燃料噴射弁 4の他に、点火プラグやグローブラグ等の点火手段 9を設け、主燃焼室 8内に導入された燃料ガスに着火させて起動させることも行われている。しかしながら、この場合には、液体燃料噴射弁 4の他に点火手段 9が必要になるため、エンジンの構造が複雑になり、また、部品点数が増加してコスト高になるという問題が生じる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、液体燃料噴射弁からのパイロット油の噴射をエンジンの始動時から確実に行え、エンジンを円滑に始動させることができるパイ口ット着火ガスエンジンの起動装置の提供である。

また、本発明の他の目的は、エンジンの起動時に、エンジン冷却水温度が低い場合でも、パイロット油による圧縮着火を安定して行えるパイロット着火ガスェ

)起動装置の提供である。発明の要約

本発明は、前記目的を解決するために、以下の点を特徴としている。

すなわち、本発明に係る第一の発明は、シリンダと、シリンダ内で往復動するピストンと、液体燃料噴射弁付き予燃焼室を設けたシリンダヘッドとにより区画される主燃焼室内で、主燃焼室内に導入されピストンにより圧縮された、気体燃料と空気との混合気を、液体燃料噴射弁から予燃焼室内に噴射されるパイロット油で着火燃焼させることにより駆動出力を得るパイロット着火ガスエンジンの起動装置において、液体燃料噴射弁にパイロット油を供給する燃料噴射ポンプの吐出量を調節する燃料調節棒の位置をエンジン回転速度にもとづいて制御するコントローラが設けられていることを特徴とする。

このパイロット着火ガスエンジンの起動装置においては、気体燃料供給源からの気体燃料が、シリンダへッドの吸気ポートからの空気と混合されて混合気となり、主燃焼室に供給されてピストンにより圧縮される。この圧縮された混合気の一部が予燃焼室内に入って、ピストンの圧縮行程の後半に、燃料噴射ポンプの作動で液体燃料噴射弁から噴射されるパイロット油により着火し、この着火した火炎によって、主燃焼室内の混合気の残部が燃焼される。

その際、コントローラが動作し、燃料噴射ポンプの吐出量を調節する燃料調節棒の位置が、エンジン回転速度にもとづいて制御される。その結果、エンジン回転速度に関わらず、液体燃料噴射弁からパイロット油を噴射させる燃料噴射ボンプの吐出量が確保される。

このパイロット着火ガスエンジンの起動装置によれば、エンジン回転速度の低速域で前記燃料噴射ポンプの吐出量が多くなる位置へ、燃料調節棒の移動を調節することにより、液体燃料噴射弁からのパイロット油の噴射をエンジンの起動時から行うことができる。その結果、主燃焼室内での気体燃料と空気との混合気の着火、燃焼を確実に行え、エンジンを円滑に起動させることができる。

本発明に係る第二の発明は、上述したパイロット着火ガスエンジンの起動装置において、コントローラが、エンジン回転速度の低速域では燃料調節棒を燃料噴射ポンプの吐出量が多くなる位置に、また、エンジン回転速度の高速域では燃料調節棒を燃料噴射ポンプの吐出量が少なくなる位置に制御することを特徴とする。このパイロット着火ガスエンジンの起動装置では、コントローラにより、ェンジン回転速度の低速域では燃料噴射ポンプの吐出量が多くなるように制御きれるので、エンジン起動時でも、液体燃料噴射弁には噴射開始に必要なパイロット油が十分に供給され、液体燃料噴射弁から予燃焼室へのパイロッ卜油の噴射が確実に行われる。また、エンジン回転速度の高速域では燃料噴射ポンプの吐出量が少なくなるように制御されるので、液体燃料噴射弁の噴射開始に多量のパイロット油を必要としない高速域では、過剰なパイロッ卜油の液体燃料噴射弁への供給が防止され、パイロット油が節約される。

本発明に係る第三の発明は、上述した第二の発明に係るパイロット着火ガスェンジンの起動装置において、燃料調節棒の位置が、エンジン回転速度が所定値以下となる低速域では、燃料噴射ポンプの吐出量が最大になる一定位置に、ェンジン回転速度が所定値以上となる高速域では、燃料噴射ポンプの吐出量が最低になる一定位置に、また、前記低速域と高速域との間の中間速度域では、燃料噴射ポンプの吐出量が最大になる一定位置から最低になる一定位置まで、エンジン回転速度に応じて変化するよう制御されることを特徴とする。

このパイロット着火ガスエンジンの起動装置では、エンジン回転速度に応じて液体燃料噴射弁の噴射開始に必要な最小限のパイロット油量が燃料噴射ポンプから液体燃料噴射弁に供給されるので、パイロット油を効率的に使用してエンジンの起動が円滑に行える。

本発明に係る第四の発明は、上述した第一ないし第三の発明に係るパイロット着火ガスエンジンの起動装置において，コントローラが、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ一と、燃料調節棒を移動させ、燃料調節棒の位置を調節する位置制御ァクチユエータと、予め設定されているエンジン回転速度と燃料調節棒の位置との関係にもとづいて、回転速度センサ一によって検出されたエンジン回転速度に対する燃料調節棒の制御目標位置を算出し、算出された制御目標位置に燃料調節棒の位置が調節されるように位置制御ァクチユエ一夕を作動させる制御装置とを備えていることを特徴とする。

このパイロット着火ガスエンジンの起動装置では、制御装置により、位置制御ァクチユエ一夕を用いて燃料調節棒の位置が制御され、回転速度センサーで検出されたエンジン回転速度に対応して、燃料噴射ポンプの吐出量が液体燃料噴射弁の噴射開始に必要なパイ口ット油量に適切に設定される。その結果、液体燃料噴射弁から予燃焼室へのパイロット油の噴射が一層効率的に行え、エンジンが円滑かつ確実に起動される。

本発明に係る第五の発明は、上述した第一ないし第四の発明に係るパイロッ卜着火ガスエンジンの起動装置において、シリンダヘッドに、液体燃料噴射弁からパイロット油が噴射される前に点火作動し、主燃焼室内に圧縮された気体燃料と 02 01018

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空気との混合気に着火させる点火手段が設けられていることを特徴とする。

このパイロット着火ガスエンジンの起動装置では、点火手段を用いて気体燃料と空気との混合気に着火することにより、液体燃料噴射弁からのパイロット油の噴射による着火、燃焼が助長されるので、エンジンの回転立ち上がり時の失火率が低減し、燃焼安定性が向上する。その結果、排ガス中の全炭化水素が低減して排気煙道での爆発が回避され、エンジンの定格回転数までの立ち上げ時間が短縮される。なお、排ガス中の全炭化水素の量は、その殆どが、燃焼不良により充分に燃えきらないで主燃焼室から排出される燃料ガスの量に依存する。

本発明に係る第六の発明は、上述した第五の発明に係るパイロット着火ガスェンジンの起動装置において、点火手段が、エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止することを特徴とする。

このパイロット着火ガスエンジンの起動装置では、点火手段が、エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止するので、点火手段の不要な使用が防止され、点火手段の耐用年数が延長される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係るパイロット着火ガスエンジンの起動装置の一実施形態を示す制御ブロック図である。

図 2は、電流信号と燃料ラックの制御目標位置との関係の例を示す線図である図 3は、エンジン回転数と燃料ラックの制御目標位置との関係の例を示す線図である。

図 4は、エンジン回転数とパイロット油噴射量との関係の例を示す線図である図 5は、エンジン回転立ち上げ時の制御対象とその状態量変化の例を示す線図である。

図 6 Aは、燃料ラックの位置を 8 mmに設定した場合における、パイロット着火ガスエンジン試験装置によるエンジンの起動データの例を示す図である。

図 6 Bは、燃料ラックの位置を 1 5 mmに設定した場合における、パイロット着火ガスエンジン試験装置によるエンジンの起動データの例を示す図である。図 7は、ェンジン回転数と燃料噴射の開始が可能な燃料ラック位置との関係の例を示す線図である。

図 8は、従来のパイロット着火ガスエンジンの要部を例示する縦断面図である好ましい実施様態

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図 1において、 1 0はパイロット着火ガスエンジン（以下、ガスエンジンと略称する）である。このパイロット着火ガスエンジン 1 0は、その出力軸に継ぎ手 1 1を介して発電機 1 2を連結することにより、定置型発電設備の一部を構成している。

ガスエンジン 1 0は、図 8に示した従来のパイロット着火ガスエンジン 1と同様に、ピストン 3が内挿されたシリンダライナ 2にシリンダへッド 7を組み付け、シリンダへッド 7に予燃焼室 5と液体燃料噴射弁 4とを備えた液体燃料噴射弁付き予燃焼室のユニット 6および点火手段 9を設けた構成を有している。以下、ガスエンジン 1 0のシリンダヘッド 7等の燃焼室周辺部についての説明は、必要に応じて図 8にもとづいて行う。

図 1において、 1 3はガスエンジン 1 0の各シリンダへッド 7毎に設けたジャーク式燃料噴射ポンプ（燃料噴財ポンプ）である。これらジャーク式燃料噴射ポンプ 1 3は、ガスエンジン 1 0のクランク軸に、中間ギヤ等からなるギヤトレィンを介して連結されるカム軸により駆動され、少量の油が安定して噴射されるように設計されている。燃料噴射ポンプ 1 3から吐出されるパイロット油は、個々のシリンダへッド 7に設けられた液体燃料噴射弁 4に、パイロット油管（図示せず）を経て供給される。

各燃料噴射ポンプ 1 3には、それらにおけるパイロット油の吐出量を設定する機構部を同時に作動させる燃料ラック（燃料調節棒） 1 4が連結されている。燃料ラック 1 4の位置は、これに連結されたラック制御ァクチユエ一夕（位置制御ァクチユエ一夕) 1 5の作動により移動可能とされるとともに、燃料ラック 1 4 の位置に対応して前記パイロット油の吐出量が設定されるようになっている。ラック制御ァクチユエ一夕 1 5は、電磁コイルにより操作棒を牽引して移動させる形式のもので、電磁コイルに供給する電気量の大きさにより、操作棒の移動量が設定される。ラック制御ァクチユエ一夕 1 5によって移動される燃料ラック 1 4の位置とラック制御ァクチユエ一夕 1 5に供給される電気量（電流）の大きさとの関係の例を図 2に示す。

また、 1 6は、ガスエンジン 1 0の回転速度を検出する回転速度センサである。回転速度センサ 1 6は、磁気ピックアップ等から構成され、ガスエンジン 1 0のクランク軸に装着されたリングギヤ 1 7の歯面に対向して設置され、リングギヤ 1 7の歯面を検知して発生するパルスを制御装置 1 8に送るようになつている。制御装置 1 8は、回転速度センサ 1 6から送られたパルスの単位時間当たりのパルス数を計数してエンジン回転数（エンジン回転速度）を計測し、このエンジン回転数に対する制御目標である燃料ラック 1 4の位置（制御目標位置）を、図 3 に示すェンジン回転数と燃料ラックの位置との関係における制御目標線 C 2にもとづいて算出する。

さらに、前記制御装置 1 8は、算出された燃料ラック 1 4の制御目標位置に対応した電気量を、図 2に示す関係にもとづいて求め、ラック制御ァクチユエ一夕 1 5に指令信号として出力する。

そして、ラック制御ァクチユエ一夕 1 5、回転速度センサ 1 6、制御装置 1 8 等により、燃料噴射ポンプ 1 3の吐出量を調節する燃料ラック 1 4の位置を、ェンジン回転速度にもとづいて制御するコントローラ 1 9を構成している。

なお、図 3に示すエンジン回転数と燃料ラック 1 4の位置との関係は、以下の手順で求める。予め噴射試験装置またはパイロット着火ガスエンジン試験装置を作動させて、燃料ラック 1 4の位置毎に、エンジン回転数に対する液体燃料噴射弁 4からのパイロット油の噴射量を測定すると、図 4に示す特性が得られる。図 3は、この特性から、燃料ラック 1 4の各位置において、液体燃料噴射弁 4からパイロット油が噴射を開始する噴射領域における最小のエンジン回転数を求め、この最小のエンジン回転数を燃料ラック 1 4の位置に対応させて表わしたもので、その結果から、噴射領域と無噴射領域の境界を示す特性曲線 C 1が得られる。制御目標線 C 2によって、エンジン回転数が 2 0 0 r p m以下の低速回転域 (低速域）では、燃料ラック 1 4の制御目標位置が、エンジンの定格負荷運転に要する熱量に対する熱量比略 8 %に相当するパイロッ卜油を最大噴射量として液体燃料噴射弁 4が噴射する固定位置 1 5 mmに設定される。また、エンジン回転数が 8 0 0 r p m以上の高速回転域（高速域）では、熱量比 1 %に相当するパイロット油を噴射する固定位置 8 mmに設定される。さらに、上記低速域と高速域との間の中間速度域では、エンジン回転数が大きくなるに従い、燃料ラック 1 4 の制御目標位置が徐々に位置 1 5 mmから位置 8 mmに向かって小さくなるように設定される。

また、この制御目標線 C 2によって、エンジン回転数が 1 5 0 r p m以上の速度域では、液体燃料噴射弁 4の噴射領域と無噴射領域の境界をなす特性曲線 C 1 から噴射領域側に変位するよう、燃料ラックの制御目標位置が設定される。一方、従来のガスエンジンでは、制御目標線 C 3に示すように、燃料ラック 1 4の制御目標位置が、エンジン回転数に関係なく一定の固定位置に設定される。制御目標線 C 2， C 3の比較から明らかなように、本発明では、従来のガスエンジンよりも、エンジン回転数の広い範囲にわたりパイロット油の噴射が確実に行われる。次に、上記構成を有するパイロット着火ガスエンジン 1 0の起動装置の作用について説明する。 .

ガスエンジン 1 0の起動に際し、図示しない気体燃料供給源からの燃料ガス (気体燃料）がシリンダヘッド 7の吸気ポート等に導入されると、始動装置によりガスエンジン 1 0の始動が開始され、吸気ポート等で気体燃料と空気とが混合されて混合気となって主燃焼室 8に供給される。この混合気は主燃焼室 8内にてピストン 3により圧縮される。圧縮された混合気の一部が予燃焼室 5内に入り、ピストン 3の圧縮行程の後半に、燃料噴射ポンプ 1 3の作動で液体燃料噴射弁 4 から噴射されるパイロット油により着火し、着火により生じた火炎により、主燃焼室 8内の混合気の残部が燃焼され、ガスエンジン 1 0が回転を開始する。

こうしてガスエンジン 1, 0が回転を開始すると、主燃焼室 8内に供給される気体燃料がエンジンガバナの働きにより増加され、その結果、ガスエンジン 1 0の回転数が徐々に増加し、所定時間後に定格回転数に達する。

また、ガスエンジン 1 0の起動時には、前記したコントローラ 1 9が動作して、その制御装置 1 8が、回転速度センサ 1 6により検出されるパルスを計数してェンジン回転数を算出し、算出したエンジン回転数に対応する燃料ラックの制御目標位置を、図 3の制御目標線 C 2にもとづいて求める。制御目標線 C 2では、低速回転域に対応する最大の制御目標位置が設定されているので、制御装置 1 8は、その制御目標位置に対応して大きな電気量を指令する信号をラック制御ァクチュエー夕 1 5に送る。その結果、ラック制御ァクチユエ一夕 1 5が燃料ラック 1 4 の位置を最大量移動させ、燃料噴射ポンプ 1 3が、最大の吐出量になるように調節される。

このため、燃料噴射ポンプ 1 3からのパイロット油の吐出量（圧縮油量）が増加し、燃料噴射ポンプ 1 3を液体燃料噴射弁 4に連絡するパイロット油管内の油圧が十分に高められ、低いエンジン回転数域でも液体燃料噴射弁 4からパイ口ット油が確実に噴射される。その結果、主燃焼室 8内での混合気の着火、燃焼が確実に行われて、ガスエンジン 1 0の起動が円滑に行われる。

なお、ガスエンジン 1 0の起動時に燃料ラック 1 4の位置を最大の制御目標位置に設定しても、燃料噴射ポンプ 1 3の最大の吐出量は、前記のように定格負荷運転時に対する熱量比で約 8 %に過ぎない。従って、ガスエンジン 1 0を定格回転数まで立ち上げるトルクを発生することはできず、ガスエンジン 1 0の運転、すなわち、エンジンガバナによる回転数制御に対して支障を来すことはない。また、ガスエンジン 1 0の回転数が上昇すると、制御装置 1 8が、回転速度センサ 1 6の検出結果にもとづき、図 3における制御目標線 C 2に従って、燃料ラック 1 4の制御目標位置を、その最大位置から徐々に下げるよう調節する。一定のエンジン回転数以上では、熱量比で約 1 %のパイロット油が液体燃料噴射ボンプ 4から噴射されるよう、ラック制御ァクチユエ一夕 1 5が燃料ラック 1 4の位置を制御目標位置に調節する。その結果、ガスエンジン 1 0の高速回転域では、少量の油量によるパイロット油の噴射によって主燃焼室 8内の混合気が着火、燃焼し、エンジン運転が行われる。

ガスエンジン 1 0の運転において、エンジン回転の立ち上げ時の各制御対象 (燃料ラック 1 4の位置、エンジン回転数、燃料ガスの供給量、点火プラグの 0 N、 O F F動作）とその状態量の変化を、エンジン始動からの時間経過で示すと図 5のようになる。

この例では、始動開始後の所定時間にわたり、シリンダヘッド 7に設けた点火プラグ（点火手段） 9を作動させて、主燃焼室 8内の混合気に着火させるようにしている。このようにすると、混合気の着火燃焼で発生する熱により予燃焼室 5 が加熱されて、液体燃料噴射弁 4から噴射されるパイロット油の圧縮着火が助長されるので、エンジンの回転立ち上がり時の失火率が低減し、燃焼安定性が向上される。その結果、排ガス中の全炭化水素が低減して排気煙道における爆発が回避され、エンジンの定格回転数までの立ち上げ時間が短縮される。

点火プラグ 9の点火の作動時期は、始動開始時期に設定され、点火プラグ 9は、液体燃料噴射弁 4からパイロット油が噴射されると同時期または直前に点火される。また、点火の停止時期は、ガスエンジン 1 0の定格回転数が回転速度センサ 1 6で検出されるとき、または発電機 1 2から発生される電圧が定格電圧に達したことが検出されるときに設定される。このようにすれば、点火プラグ 9の無駄な使用が抑えられ、その耐用年数が延長される。

このパイロット着火ガスエンジン 1 0の起動装置によれば、エンジン回転数の低速域では燃料噴射ポンプ 1 3の吐出量が多くなる制御目標位置へ燃料調節棒 1 4が移動されるので、エンジン起動時における低いエンジン回転数域でも、燃料噴射ポンプ 1 3から送られたパイロット油を液体燃料噴射弁 4から予燃焼室 5内に噴射することが可能となる。その結果、主燃焼室 8内での気体燃料と空気との混合気の着火、燃焼が確実に行われ、円滑なエンジンの起動性が得られる。

図 6 Aおよび図 6 Bは、シリンダ径 2 6 0 mmの単気筒パイロット着火ガスェンジン試験装置を、燃料ラックの位置を 8 mmまたは 1 5 mmに設定し、点火プラグを始動時から作動させた状態で運転し、その起動データとして、パイロット油管内圧力 a、液体燃料噴射弁の弁リフト b、気体燃料供給管内圧力 c、ェンジン回転数 d、主燃焼室内圧力 eを採取し記録したもので、 A、 Bは、それぞれ、燃料ラックの位置を 8 mm、 1 5 mmに設定した場合に対応している。

燃料ラックの位置を 8 mmに設定した場合には、図 6 Aの如く、パイロット油管内圧力 aが液体燃料噴射弁を開くために必要な圧力に達しないので、パイロット油は液体燃料噴射弁からは噴射されない（弁リフト bの信号なし）。また、燃料ガス（気体燃料）が、始動時から第 3サイクル目 S 3以降に供給され（気体燃料供給管内圧力 cの挙動）、点火プラグの火花点火により燃焼する結果としてェンジン回転数 dが増加している。しかし、その増加のし方は遅く、主燃焼室内圧力 eも低い。

これに対し、燃料ラックの位置を 1 5 mmに設定した場合には、図 6 Bの如く、始動の第 1サイクル S 1から、パイロット油管内圧力 aが液体燃料噴射弁を開くための十分な圧力に達して、液体燃料噴射弁からパイロット油が噴射される（弁リフト bの信号あり）。したがって、第 3サイクル目 S 3から燃料ガスが供給されるに伴い、混合気の燃焼による主燃焼室内圧力 eも高くなり、エンジン回転数の立ち上がりが早くなる。

これらの結果から、パイロット着火ガスエンジンにおいて、エンジン起動時に、燃料噴射ポンプの燃料ラックの位置を、パイロット油の吐出量が大きくなるように設定すると、液体燃料噴射弁が開弁し易い状態になって、パイロット油が液体燃料噴射弁から予燃焼室内に確実に噴射されて、着火、燃焼され、エンジンの起動が円滑、確実に行えることが明らかとなった。すなわち、本発明に係るパイ口ット着火ガスエンジンの起動装置の有効性が検証された。

なお、前記実施形態のパイロット着火ガスエンジンの起動装置においては、ラック制御ァクチユエ一夕 1 5を、電磁コイルにより操作棒を牽引して移動させる形式のものとしたが、これに代えて、電動サーポモータの回転を、ねじ軸にナツトを螺合したねじ機構により直線運動に変換して、その直線運動により燃料ラック 1 4を移動させるようにしてもよい。この場合には、電動サーポモータに供給される電気量を制御することによりその回転量を調節して燃料ラック 1 4の位置を調節する。また、ラック制御ァクチユエ一夕 1 5は、油圧サーポシリンダ等であってもよく、燃料ラック 1 4を制御装置 1 8の指令で所定の位置に移動できるものであれば、特に制限はない。

また、前記実施形態のパイロット着火ガスエンジンの起動装置においては、ェンジン回転速度を、クランク軸に装着したリングギヤ 1 7の歯面を磁気ピックァップ等で検知して発生するパルスによって計測するよう.にしたが、これに代えて、エンジンのクランク軸に連動して回転するカム軸や、その他の軸の回転数を、タコジェネレータ等で直接測定することによって計測するようにしてもよい。

Claims

請求の範囲

1 . シリンダと、シリンダ内で往復動するピストンと、液体燃料噴射弁付き予燃焼室を設けたシリンダへッドとにより区画される主燃焼室内で、主燃焼室内に導入され前記ピストンにより圧縮された、気体燃料と空気との混合気を、前記液体燃料噴射弁から前記予燃焼室内に噴射されるパイロット油で着火燃焼させることにより駆動出力を得るパイロット着火ガスエンジンの起動装置において、前記液体燃料噴射弁に前記パイロット油を供給する燃料噴射ポンプの吐出量を調節する燃料調節棒の位置を、エンジン回転速度にもとづいて制御するコント口 —ラが設けられているパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

2 . 前記コントローラが、前記エンジン回転速度の低速域では前記燃料調節棒を前記燃料噴射ポンプの吐出量が多くなる位置に、また、前記エンジン回転速度の高速域では前記燃料調節棒を前記燃料噴射ポンプの吐出量が少なくなる位置に制御する請求項 1に記載のパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

3 . 前記燃料調節棒の位置が、前記エンジン回転速度が所定値以下となる低速域では、前記燃料噴射ポンプの吐出量が最大になる一定位置に、前記エンジン回転速度が所定値以上となる高速域では、前記燃料噴射ポンプの吐出量が最低になる一定位置に、また、前記低速域と高速域との間の中間速度域では、前記燃料噴射ボンプの吐出量が最大になる一定位置から最低になる一定位置まで、前記ェンジン回転速度に応じて変化するよう制御される請求項 2に記載のパイロット着火

4 . 前記コントローラが、前記エンジン回転速度を検出する回転速度センサ一と、前記燃料調節棒を移動させ、前記燃料調節棒の位置を調節する位置制御ァクチユエ一夕と、予め設定されている前記エンジン回転速度と前記燃料調節棒の位置との関係にもとづいて、前記回転速度センサ一によって検出された前記ェンジン回転速度に対する前記燃料調節棒の制御目標位置を算出し、算出された制御目標位置に前記燃料調節棒の位置が調節されるように前記位置制御ァクチユエ一夕を作動させる制御装置とを備えている請求項 1に記載のパイロット着火ガスェンジンの起動装置。

5 . 前記コントローラが、前記エンジン回転速度を検出する回転速度センサ一と、前記燃料調節棒を移動させ、前記燃料調節棒の位置を調節する位置制御ァクチユエ一夕と、予め設定されている前記エンジン回転速度と前記燃料調節棒の位置との関係にもとづいて、前記回転速度センサーによって検出された前記ェンジン回転速度に対する前記燃料調節棒の制御目標位置を算出し、算出された制御目標位置に前記燃料調節棒の位置が調節されるように前記位置制御ァクチユエ一夕を作動させる制御装置とを備えている請求項 2に記載のパイロット着火ガスェンジンの起動装置。

6 . 前記コントローラが、前記エンジン回転速度を検出する回転速度センサ一と、前記燃料調節棒を移動させ、前記燃料調節棒の位置を調節する位置制御ァクチユエ一夕と、予め設定されている前記エンジン回転速度と前記燃料調節棒の位置との関係にもとづいて、前記回転速度センサ一によって検出された前記ェンジン回転速度に対する前記燃料調節棒の制御目標位置を算出し、算出された制御目標位置に前記燃料調節棒の位置が調節されるように前記位置制御ァクチユエ一夕を作動させる制御装置とを備えている請求項 3に記載のパイロット着火ガスェンジンの起動装置。

7 . 前記シリンダへッドに、前記液体燃料噴射弁から前記パイ口ット油が噴射される前に点火作動し、前記主燃焼室内に圧縮された前記気体燃料と空気との混合気に着火させる点火手段が設けられている請求項 1に記載のパイロット着火ガ

8 . 前記シリンダへッドに、前記液体燃料噴射弁から前記パイロット油が噴射される前に点火作動し、前記主燃焼室内に圧縮された前記気体燃料と空気との混合気に着火させる点火手段が設けられている請求項 2に記載のパイロッ卜着火ガスエンジンの起動装置。

9 . 前記シリンダへッドに、前記液体燃料噴射弁から前記パイ口ット油が噴射される前に点火作動し、前記主燃焼室内に圧縮された前記気体燃料と空気との混合気に着火させる点火手段が設けられている請求項 3に記載のパイロッ卜着火ガ

1 0 . 前記シリンダへッドに、前記液体燃料噴射弁から前記パィロット油が噴射される前に点火作動し、前記主燃焼室内に圧縮された前記気体燃料と空気との混合気に着火させる点火手段が設けられている請求項 4に記載のパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

1 1 . 前記シリンダヘッドに、前記液体燃料噴射弁から前記パイロット油が噴射される前に点火作動し、前記主燃焼室内に圧縮された前記気体燃料と空気との混合気に着火させる点火手段が設けられている請求項 5に記載のパイ口ット着火

1 2 . 前記シリンダヘッドに、前記液体燃料噴射弁から前記パイロット油が噴射される前に点火作動し、前記主燃焼室内に圧縮された前記気体燃料と空気との混合気に着火させる点火手段が設けられている請求項 6に記載のパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

1 3 . 前記点火手段が、前記エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止する請求項 7に記載のパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

1 4 . 前記点火手段が、前記エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止する請求項 8に記載のパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

1 5. 前記点火手段が、前記エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止する請求項 9に記載のパイ口ッ卜着火ガスエンジンの起動装置。

16. 前記点火手段が、前記エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止する請求項 10に記載のパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

1 7. 前記点火手段が、前記エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止する請求項 1 1に記載のパイロット着火ガスエンジンの起動装置。

18. 前記点火手段が、前記エンジン回転速度が定格回転数に達したときに点火作動を停止する請求項 12に記載のパイ口ット着火ガスエンジンの起動装置。