JPH0337367A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
内燃機関の燃料供給装置Info
- Publication number
- JPH0337367A JPH0337367A JP17336789A JP17336789A JPH0337367A JP H0337367 A JPH0337367 A JP H0337367A JP 17336789 A JP17336789 A JP 17336789A JP 17336789 A JP17336789 A JP 17336789A JP H0337367 A JPH0337367 A JP H0337367A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- passage
- valve
- intake
- direct injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
この発明は、水素燃料を運転状態に応じて供給する内燃
機関の燃料供給装置に関する。
機関の燃料供給装置に関する。
内燃機関においては、水素を燃料として使用するものが
知られている。 この内燃機関の燃料供給装置として、例えば特開昭６３
−２４６４６０号公報に示すように、燃焼室に水素を直
接噴射する直接噴射経路と、水素を吸入空気と一緒に吸
気弁から吸入させる予混合経路を備えｋものがある。
知られている。 この内燃機関の燃料供給装置として、例えば特開昭６３
−２４６４６０号公報に示すように、燃焼室に水素を直
接噴射する直接噴射経路と、水素を吸入空気と一緒に吸
気弁から吸入させる予混合経路を備えｋものがある。
かかる内燃機関では、高負荷時に高出力を得るように水
素を多く供給する必妥があるが、高負荷時には水素の占
める体積が多くなり、空気吸入量を多くできない、この
ため、高負荷時には燃焼温度が高くなり、ＮＯｘが増加
すると共に、水素の占める体積が多くなって空気の量を
多くできないため、水素の着火性の良さを生かして混合
気を薄くできず、燃費向上に改善の余地があった。 このため、吸気通路に吸気を過給するコンプレッサを設
けてより多くの空気を供給することが考えられるが、し
かし予混合経路を備えたものにおいては空気に代えて水
素もコンプレッサにより圧縮することになるために、大
型のコンプレッサが必要になったり、吸気が圧縮により
高温になるために逆火が生じる等の不具合が生じる。 この発明は、これらの実情に鑑みてなされたもので、Ｎ
Ｏｘの低減、燃費向上及びコンプレッサの小型化、きら
には逆火防止を可能とする内燃機関の燃料供給装置を提
供することを目的としている。 ［課題を解決するための手段」 前記課題を解決するために、この発明は、燃焼室に水素
を直接噴射する直接噴射経路と、吸気通路に水素を供給
する予混合経路とを備える内燃機関の燃料供給装置にお
いて、前記吸気通路に吸入空気を圧縮するコンプレッサ
を設けると共に、前記直接噴射経路にエンジン回転数に
応じて水素の最大流量を変化させるリミッタを設け、き
らにアイドリンクを除く運転領域で、直接噴射経路によ
る水素供給量を、予混合経路による水素供給量より多く
する流量制御手段を備えることを特徴としている。 ［作用］ この発明では、吸気通路に設けたコンプレッサで吸入空
気を圧縮し、直接噴射経路に設けたリミッタで、エンジ
ン回転数に応じて水素の最大流量を変化させる。このた
め、全ての回転域において制御された水素に見合った多
くの空気をコンプレッサにより供給することができ、稀
薄燃焼が可能になる。 また、流量制御手段で、アイドリングを除く運転領域で
は、直接噴射経路による水素供給量が、予混合経路によ
る水素供給量より多いため、小型のコンプレッサで吸入
空気を圧縮することができる。 きらに、高負荷時には吸気通路が高温になりがちである
が、吸気通路に供給される水素の４度を低く抑え、逆火
を防止できる。 ［実施例Ｊ 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。 第１図はこの発明の内燃機関の燃料供給装置の全体構成
図、第２図は燃料供給装置の吸気系と排気系の断面図、
第３図はシリンダヘッドの底面図、第４図は弁開閉時期
を示す図、第５図及び第６図はカムダイヤグラム、第７
図は水素流量とエンジン回転数との関係を示す図である
。 図において、符号１は水冷式の内燃機関で１図示しない
クランクケースに載置されたシリンダブロック２にはシ
リンダヘッド３が取付けられ、このシリンダヘッド３に
ヘッドカバー４が設けられている。シリンダブロック２
、シリンダへラド３及びピストン５で燃焼室６が画成さ
れ、きらにシリンダへラド３には点火プラグ７が設けら
れている。この点火プラグ７はコンピュータ８によって
、所定のタイ主ングでスパークするようになっており、
燃焼室６で圧縮された混合気に着火する。 ピストン５はコンロッド９を介してクランク軸１０と連
結され、このピストン５の往復運動でクランク軸１０を
回転させるようになっており、クランク軸１０の回転は
エンジン回転数検出センサ１１で検出され、エンジン回
転数情報をコンピュータ８に送出される。 シリンダヘッド３には中央部に点火プラグ７が取付けら
れ、吸気系１２とｔＪｉ気系１３とが備えられている。 シリンダヘッド３には第１図及び第２図に示すように、
燃焼室６を臨むように吸気通路１４の開口部１４ａ、１
４ｂが２個に分岐して形成され、また排気通路１５の開
口部１５ａが１個形成され、きらに水素供給通路１６の
開口部１６ａが１個それぞれ形成され、これらの開口部
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１６ａには吸気弁１７ａ。 １７ｂ１排気弁１８及び水素弁１９が設けられている。 これらの吸気弁１７ａ、１７ｂ％排気弁１８及び水素弁
１９は第４図に示すような弁開閉時期で作動し、第５図
または第６図のカムダイヤグラムで示すように作動する
吸気カム２Ｇ、２１、排気カム２２及び水素カム２３で
得られる。 第５図のカムダイヤグラムでは、吸気弁１７ａの開閉用
吸気カム２０が吸気弁１７ｂの開閉用吸気カム２１より
、僅かに開閉する移動ストローク（リフト量）が長く、
しかも早く開き、遅く閉じるようになっている。また、
第６図のカムダイヤグラムは、吸気弁１７ａの開閉用吸
気カム２０が吸気弁１７ｂの開閉用吸気カム２１より、
僅かに開閉する移動ストロークが長い点は第５図のもの
と同じであるが、吸気カム２０の閉じ時期が遅くなって
いる。 このため、後述の開閉弁２９の開閉のいかんにかかわら
ず、開口部１４ｂに比べて開口部１４ａから、長い期間
にわたって多くの空気が燃焼室６内に供給される。従っ
て、燃焼室６内には第３図にて矢印で示すスワールが発
生するため、開口部１６ａから供給された水素と開口部
１４ｂから供給された空気とが衝突するのを防止し、水
素と空気との混合を促進する。 吸気系１２の吸気管、２４はシリンダへラド３に接続さ
れ、この吸気管２４にはサージタンク２５が形成され、
きらに上流側には吸気を冷却するための公知のインター
クーラ２６、エアフロメータ２７及びエアクリーナ２８
が設けられている。 吸気管２４はサージタンク２５の下流側で、対の吸気通
路２４ａ、２４ｂに分岐しており、その一方に開閉弁２
９を備え、この開閉弁２９の下流側で吸気通路２４ａ、
２４ｂは合流している。 開閉弁２９は第１図に示すように、リンク機構３０を介
してアクチエエータ３１のダイヤフラム３２と連結され
、アクチエエータ３１内に配設されたスプリング３３に
より、常に閉じる方向に付勢されている。アクチエエー
タ３１内にはダイヤフラム３２により圧力ｇ３４が画成
され、この圧力室３４は配管３５を介して吸気管２４に
接続され、電磁弁３６の弁体３６ａをスプリング３６ｂ
に抗して開くと、圧力室３４内が正圧になる。これによ
り、アクチュエータ３１のダイヤフラム３２がスクリン
グ３３に抗して押さバ、リンク機構３０を介して開閉弁
２９を作動させることができるようになっている。 開閉弁２９は低回転域では閉じており、他方の吸気通路
２４ａからのみ空気を供給し、所定のエンジン回転数以
上になると、電磁弁３６を駆動してアクチエエータ３１
を作動させ、高回転域では開閉弁２９を開き、一対の吸
気通路２４ａ、２４ｂがら空気を供給する。 吸気管２４のサージタンク２５内には温度センサ３７が
設けられ、吸気空気の温度情報をコンピュータ８へ送ら
れ、またエアフロメータ２７には空気の吸入量を検出す
る吸入量検出センナ３８が設けられ、空気吸入量情報を
コンピュータ８に入力するようになっている。 シリンダへラド２の排気通路１５には排気管３９が接続
され、この排気管３９の先端には排気温度センサ４０が
設けられ、この排気温度センサ４０からの排気温度情報
はコンビエータ８に送られる。 吸気系１２と排気系１３との間にはターボ過給機４１が
配設され、ターボ過給機４貫のコンプレッサ４２は吸気
管２４のコンプレッサ室４３に配置され、排気タービン
４４は排気管３９のタービン室４５に配置されている。 ターボ過給機４１のコンプレッサ４２及び排気タービン
４４は軸受ホルダ４６内に支承される回転軸４７により
一体回転できるように連結され、排気ガスが排気タービ
ン４４を通過する際、排気エネルギーで回転軸４７を回
転してコンプレッサ４２を駆動し、吸入空気を加圧する
。 排気管３９で形成される排気通路Ａにはタービン室４５
の入口側４５ｍと出口側４５ｂとを連絡するバイパス通
路４Ｂが形成され、このバイパス通路４８には開閉弁４
９が設けられている。 この開閉弁４９はリンク°機構５０を介してアクチエエ
ータ５１のダイヤフラム５２と連結され、アクチエエー
タ５１内に配設されたスプリング５３により、常に閉じ
る方向に付勢されている。アクチエエータ５１内にはダ
イヤフラム５２により圧力室５４が画成され、この圧力
室５４は過給圧取出配管５５によりコンプレッサ室４３
の吐出側４３ａと接続され、圧力室５４内に過給圧が作
用するようになっている。 従って、バイパス通路４Ｂの開閉弁４９はその圧力室５
４に作用する過給圧が所定圧以上、即ちスプリング５３
の弾発力よりも大きくなった際にダイヤフラム５２がス
プリング５３に抗して移動し、開閉弁４９を開く、この
ため、排気ガスが排気タービン４４をバイパスしてバイ
パス通路４８から放出され、ターボ過給機４１の駆動が
抑制され、それ以上の過給圧の上昇が規制される。 また、アクチュエータ５１の圧力室５４は配管５６、電
磁弁５７及び配管５８を介してコンプレッサ４２の吸入
側４３ｂに接続され、加速時に電磁弁５７の弁体５７ａ
をスプリング５７ｂに抗して開いて、圧力室°５２を吸
気通路Ｂのコンプレッサ４２の吸入側４３ｂと連通させ
る。このため、ダイヤフラム５２がスプリング５３に抗
して移動することを規制しており、コンプレッサ４２の
過給圧が直ちに圧力室５４に作用されることを規制し、
加速過渡状態で過給圧を高く保持し、加速性能が向上す
る。 シリンダブロック２には水温センサ５９が設けられ、冷
却水の温度情報をコンピュータ８に送られる。また、ノ
ックセンサ６０がシリンダブロック２に設けられ、ノッ
キングが発生するとすぐにノックセンサ６０が振動を感
知して点火タイミングを遅くして、ノッキングの発生を
防止するようになっている。 ゛内燃機関１には燃料供給袋［Ｃが備えられ、この燃料
供給装置Ｃは吸気通路Ｂに水素を供給する予混合経路り
と、燃焼室６に水素を直接噴射する直接噴射経路Ｅとを
備えている。水素ボンベ６１には水素が圧縮されて貯溜
されており、この水素は例えば水素吸蔵合金で内蔵して
もよい、水素ボンベ６１からの水素は供給バイブロ２で
出力され、緊急停止弁６３を介して減圧弁６４で所定の
圧力に減圧される。この減圧された水素は分岐バイブロ
５．６８で２方向へ分岐し、一方の分岐バイブロ５から
の水素は停止弁６７及び低圧調整弁６８を介して、コン
プレッサ４２の上流側に設けられたベンチエリ８０に供
給される。水素ボンベ６１からベンチュリ８０までの経
路が、吸気通路Ｂに水素を供給する予混合経路りを構成
しており、ベンチュリ８０は予混合経路りから供給され
ろ水素と空気との混合気であり、予混合経路りから通過
する空気の量に応じた水素が供給されるので、吸気通路
１４中に水素が過剰に供給されることはない。 他方の分岐バイブ６６からの水素はリミッタ６９、アク
セル弁７０及び停止弁７１を介して、シリンダへラド３
に形成した水素供給通路１６の開口部１６ａから燃焼室
６へ供給され、水素ボンベ６１から燃焼室６までの経路
が、燃焼Ｍ６に水素を直接噴射する直接噴射経路Ｅを構
成している。 直接噴射経路Ｅと予混合経路りとは水素ボンベ６１から
同経路の分岐部までが共用されている。 なお、すａツタ６９は分岐部の上流側に位置するように
直接噴射経路Ｅに設けれることができる。 リミッタ６９は電子ガバナで構成され、エンジン回転数
で弁体６９ａが作動して、エンジン回転数に応じて水素
の最大流量を増加させると共に、後述のアクセル弁７０
が全開状態において、そのエンジン回転数における最大
流量を流せるようになっており、流量制御手段を構成し
ている。 即ち、！＠７図において、曲線Ｑｌは予混合経路りから
供給される水素の最大流量を示し、曲線Ｑ２は直接噴射
経路Ｅと予混合経路りから供給される水素の最大流量の
和を示しており、リミッタ６９は直接噴射経路Ｅによる
水素供給量が、予混合経路りによる水素供給量よりも多
くなるように、直接噴射経路Ｅを流れる水素の最大流量
を制御し、曲ＭＱ２と曲線Ｑｌとの差が直接噴射経路Ｅ
による水素の最大流量である。 なお、流量制御手段はりよツタ６９に限られるものでは
なく、停止弁６７、低圧調整弁６８及び分岐バイブロ５
．６６でも構成することができる。即ち、停止弁６７及
び低圧調整弁６８の制御や分岐バイブロ５の径を分岐パ
イプ６６の径よりも細くすることにより、予混合経路り
を流れる水素の量を制限し、直接噴射経路Ｅによる水素
供給量が予混合経路りによる水素供給量よりも多くなる
ようにすることもできる。 また、例えば第７図に示すように、エンジン回転数に応
じて水素流量ｑを増加させることができ、この第７図に
示すように、最大馬力が得られるエンジン回転数ｆ１の
前のエンジン回転ａｆ２で水素の供給を軽減して停止す
るように水素の供給量を制御すると、吸気管２４には空
気のみが流れることから空気がエンジン回転数に応じた
最大流量となり、第８図に示すように、エンジン回転数
ｆ１にて最大馬力を得ることができる。 また、アクセル弁７０はアクセル操作によって弁体７０
ａが作動し、弁開度が調整される。 このアクセル弁７０は、そのエンジン回転数において直
接噴射経路Ｅを流れる水素の最大流量の範囲内で、エン
ジン負荷に応じて水素の流量を変化させる０例えば、ア
クセル弁７０が全開になる全負荷状態において最大流量
を流し、１／２負荷では最大流量の１７２を流している
。このように流量とエンジン負荷を比例させてもよいが
、必ずしもその必要はない。 このように、予混合経路りの吸気通路Ｂに吸入空気を圧
縮するコンプレッサ４２を設け、直接噴射経路Ｅにエン
ジン回転数に応じて水素の最大流量を変化させるリミッ
タ６９を設け、これらによって全ての回転域において制
御された水素量に見合った多くの空気をコンプレッサに
より供給する。これにより、稀薄燃焼が可能になるため
、ＮＯｘが低減されると共に、燃費が向上する。 また、燃料供給装置Ｃはアイドリングを除く運転領域で
、直接噴射経路Ｅによる水素供給量を、予混合経路りに
よる水素供給量より大きく設定されており、アイドリン
ク時には予混合経路りから燃焼室６に水素を供給するよ
うになっている。このため、コンプレッサ４２により圧
縮すべき水素量を減らすことができるために、コンプレ
ッサ４２の小型化が可能である。きらに、吸気通路Ｂが
高温となりがちな高回転時に吸気通路Ｂに供給される水
素の濃度を低く抑えることができ、逆火を防止が可能と
なる。 また、予混合経路りがインタークーラ２６の上流に接続
されているために、インタークーラ２６内を、空気に比
べて熱伝達の良い水素が流れることになり、加圧された
吸入空気の冷却性が向上する。従って、インタークーラ
２６を小型化できる。 ［発明の効果］ 前記のように、この発明は、吸気通路に吸入空気を圧縮
するコンプレッサを設けると共に、リミッタで、直接噴
射経路にエンジン回転数に応じて水素の最大流量を変化
させ、全ての回転域において制御された水素量に見合っ
た多くの空気をコンプレッサにより供給するから、希薄
燃焼が可能になり、ＮＯｘが低減されると共に燃費が向
上する。 また、流量制御手段で、アイドリングを除く運転領域で
は直接噴射経路による水素供給量を予混合経路による水
素供給量より多くするから、コンプレッサにより圧縮す
べき水素ガスの量が減らせるために、コンプレッサの小
型化が可能になる。 きらに、吸気通路が高温となりがちな高回転時に吸気通
路に供給される水素の濃度が低く抑えられ、逆火を防止
できる。
素を多く供給する必妥があるが、高負荷時には水素の占
める体積が多くなり、空気吸入量を多くできない、この
ため、高負荷時には燃焼温度が高くなり、ＮＯｘが増加
すると共に、水素の占める体積が多くなって空気の量を
多くできないため、水素の着火性の良さを生かして混合
気を薄くできず、燃費向上に改善の余地があった。 このため、吸気通路に吸気を過給するコンプレッサを設
けてより多くの空気を供給することが考えられるが、し
かし予混合経路を備えたものにおいては空気に代えて水
素もコンプレッサにより圧縮することになるために、大
型のコンプレッサが必要になったり、吸気が圧縮により
高温になるために逆火が生じる等の不具合が生じる。 この発明は、これらの実情に鑑みてなされたもので、Ｎ
Ｏｘの低減、燃費向上及びコンプレッサの小型化、きら
には逆火防止を可能とする内燃機関の燃料供給装置を提
供することを目的としている。 ［課題を解決するための手段」 前記課題を解決するために、この発明は、燃焼室に水素
を直接噴射する直接噴射経路と、吸気通路に水素を供給
する予混合経路とを備える内燃機関の燃料供給装置にお
いて、前記吸気通路に吸入空気を圧縮するコンプレッサ
を設けると共に、前記直接噴射経路にエンジン回転数に
応じて水素の最大流量を変化させるリミッタを設け、き
らにアイドリンクを除く運転領域で、直接噴射経路によ
る水素供給量を、予混合経路による水素供給量より多く
する流量制御手段を備えることを特徴としている。 ［作用］ この発明では、吸気通路に設けたコンプレッサで吸入空
気を圧縮し、直接噴射経路に設けたリミッタで、エンジ
ン回転数に応じて水素の最大流量を変化させる。このた
め、全ての回転域において制御された水素に見合った多
くの空気をコンプレッサにより供給することができ、稀
薄燃焼が可能になる。 また、流量制御手段で、アイドリングを除く運転領域で
は、直接噴射経路による水素供給量が、予混合経路によ
る水素供給量より多いため、小型のコンプレッサで吸入
空気を圧縮することができる。 きらに、高負荷時には吸気通路が高温になりがちである
が、吸気通路に供給される水素の４度を低く抑え、逆火
を防止できる。 ［実施例Ｊ 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。 第１図はこの発明の内燃機関の燃料供給装置の全体構成
図、第２図は燃料供給装置の吸気系と排気系の断面図、
第３図はシリンダヘッドの底面図、第４図は弁開閉時期
を示す図、第５図及び第６図はカムダイヤグラム、第７
図は水素流量とエンジン回転数との関係を示す図である
。 図において、符号１は水冷式の内燃機関で１図示しない
クランクケースに載置されたシリンダブロック２にはシ
リンダヘッド３が取付けられ、このシリンダヘッド３に
ヘッドカバー４が設けられている。シリンダブロック２
、シリンダへラド３及びピストン５で燃焼室６が画成さ
れ、きらにシリンダへラド３には点火プラグ７が設けら
れている。この点火プラグ７はコンピュータ８によって
、所定のタイ主ングでスパークするようになっており、
燃焼室６で圧縮された混合気に着火する。 ピストン５はコンロッド９を介してクランク軸１０と連
結され、このピストン５の往復運動でクランク軸１０を
回転させるようになっており、クランク軸１０の回転は
エンジン回転数検出センサ１１で検出され、エンジン回
転数情報をコンピュータ８に送出される。 シリンダヘッド３には中央部に点火プラグ７が取付けら
れ、吸気系１２とｔＪｉ気系１３とが備えられている。 シリンダヘッド３には第１図及び第２図に示すように、
燃焼室６を臨むように吸気通路１４の開口部１４ａ、１
４ｂが２個に分岐して形成され、また排気通路１５の開
口部１５ａが１個形成され、きらに水素供給通路１６の
開口部１６ａが１個それぞれ形成され、これらの開口部
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１６ａには吸気弁１７ａ。 １７ｂ１排気弁１８及び水素弁１９が設けられている。 これらの吸気弁１７ａ、１７ｂ％排気弁１８及び水素弁
１９は第４図に示すような弁開閉時期で作動し、第５図
または第６図のカムダイヤグラムで示すように作動する
吸気カム２Ｇ、２１、排気カム２２及び水素カム２３で
得られる。 第５図のカムダイヤグラムでは、吸気弁１７ａの開閉用
吸気カム２０が吸気弁１７ｂの開閉用吸気カム２１より
、僅かに開閉する移動ストローク（リフト量）が長く、
しかも早く開き、遅く閉じるようになっている。また、
第６図のカムダイヤグラムは、吸気弁１７ａの開閉用吸
気カム２０が吸気弁１７ｂの開閉用吸気カム２１より、
僅かに開閉する移動ストロークが長い点は第５図のもの
と同じであるが、吸気カム２０の閉じ時期が遅くなって
いる。 このため、後述の開閉弁２９の開閉のいかんにかかわら
ず、開口部１４ｂに比べて開口部１４ａから、長い期間
にわたって多くの空気が燃焼室６内に供給される。従っ
て、燃焼室６内には第３図にて矢印で示すスワールが発
生するため、開口部１６ａから供給された水素と開口部
１４ｂから供給された空気とが衝突するのを防止し、水
素と空気との混合を促進する。 吸気系１２の吸気管、２４はシリンダへラド３に接続さ
れ、この吸気管２４にはサージタンク２５が形成され、
きらに上流側には吸気を冷却するための公知のインター
クーラ２６、エアフロメータ２７及びエアクリーナ２８
が設けられている。 吸気管２４はサージタンク２５の下流側で、対の吸気通
路２４ａ、２４ｂに分岐しており、その一方に開閉弁２
９を備え、この開閉弁２９の下流側で吸気通路２４ａ、
２４ｂは合流している。 開閉弁２９は第１図に示すように、リンク機構３０を介
してアクチエエータ３１のダイヤフラム３２と連結され
、アクチエエータ３１内に配設されたスプリング３３に
より、常に閉じる方向に付勢されている。アクチエエー
タ３１内にはダイヤフラム３２により圧力ｇ３４が画成
され、この圧力室３４は配管３５を介して吸気管２４に
接続され、電磁弁３６の弁体３６ａをスプリング３６ｂ
に抗して開くと、圧力室３４内が正圧になる。これによ
り、アクチュエータ３１のダイヤフラム３２がスクリン
グ３３に抗して押さバ、リンク機構３０を介して開閉弁
２９を作動させることができるようになっている。 開閉弁２９は低回転域では閉じており、他方の吸気通路
２４ａからのみ空気を供給し、所定のエンジン回転数以
上になると、電磁弁３６を駆動してアクチエエータ３１
を作動させ、高回転域では開閉弁２９を開き、一対の吸
気通路２４ａ、２４ｂがら空気を供給する。 吸気管２４のサージタンク２５内には温度センサ３７が
設けられ、吸気空気の温度情報をコンピュータ８へ送ら
れ、またエアフロメータ２７には空気の吸入量を検出す
る吸入量検出センナ３８が設けられ、空気吸入量情報を
コンピュータ８に入力するようになっている。 シリンダへラド２の排気通路１５には排気管３９が接続
され、この排気管３９の先端には排気温度センサ４０が
設けられ、この排気温度センサ４０からの排気温度情報
はコンビエータ８に送られる。 吸気系１２と排気系１３との間にはターボ過給機４１が
配設され、ターボ過給機４貫のコンプレッサ４２は吸気
管２４のコンプレッサ室４３に配置され、排気タービン
４４は排気管３９のタービン室４５に配置されている。 ターボ過給機４１のコンプレッサ４２及び排気タービン
４４は軸受ホルダ４６内に支承される回転軸４７により
一体回転できるように連結され、排気ガスが排気タービ
ン４４を通過する際、排気エネルギーで回転軸４７を回
転してコンプレッサ４２を駆動し、吸入空気を加圧する
。 排気管３９で形成される排気通路Ａにはタービン室４５
の入口側４５ｍと出口側４５ｂとを連絡するバイパス通
路４Ｂが形成され、このバイパス通路４８には開閉弁４
９が設けられている。 この開閉弁４９はリンク°機構５０を介してアクチエエ
ータ５１のダイヤフラム５２と連結され、アクチエエー
タ５１内に配設されたスプリング５３により、常に閉じ
る方向に付勢されている。アクチエエータ５１内にはダ
イヤフラム５２により圧力室５４が画成され、この圧力
室５４は過給圧取出配管５５によりコンプレッサ室４３
の吐出側４３ａと接続され、圧力室５４内に過給圧が作
用するようになっている。 従って、バイパス通路４Ｂの開閉弁４９はその圧力室５
４に作用する過給圧が所定圧以上、即ちスプリング５３
の弾発力よりも大きくなった際にダイヤフラム５２がス
プリング５３に抗して移動し、開閉弁４９を開く、この
ため、排気ガスが排気タービン４４をバイパスしてバイ
パス通路４８から放出され、ターボ過給機４１の駆動が
抑制され、それ以上の過給圧の上昇が規制される。 また、アクチュエータ５１の圧力室５４は配管５６、電
磁弁５７及び配管５８を介してコンプレッサ４２の吸入
側４３ｂに接続され、加速時に電磁弁５７の弁体５７ａ
をスプリング５７ｂに抗して開いて、圧力室°５２を吸
気通路Ｂのコンプレッサ４２の吸入側４３ｂと連通させ
る。このため、ダイヤフラム５２がスプリング５３に抗
して移動することを規制しており、コンプレッサ４２の
過給圧が直ちに圧力室５４に作用されることを規制し、
加速過渡状態で過給圧を高く保持し、加速性能が向上す
る。 シリンダブロック２には水温センサ５９が設けられ、冷
却水の温度情報をコンピュータ８に送られる。また、ノ
ックセンサ６０がシリンダブロック２に設けられ、ノッ
キングが発生するとすぐにノックセンサ６０が振動を感
知して点火タイミングを遅くして、ノッキングの発生を
防止するようになっている。 ゛内燃機関１には燃料供給袋［Ｃが備えられ、この燃料
供給装置Ｃは吸気通路Ｂに水素を供給する予混合経路り
と、燃焼室６に水素を直接噴射する直接噴射経路Ｅとを
備えている。水素ボンベ６１には水素が圧縮されて貯溜
されており、この水素は例えば水素吸蔵合金で内蔵して
もよい、水素ボンベ６１からの水素は供給バイブロ２で
出力され、緊急停止弁６３を介して減圧弁６４で所定の
圧力に減圧される。この減圧された水素は分岐バイブロ
５．６８で２方向へ分岐し、一方の分岐バイブロ５から
の水素は停止弁６７及び低圧調整弁６８を介して、コン
プレッサ４２の上流側に設けられたベンチエリ８０に供
給される。水素ボンベ６１からベンチュリ８０までの経
路が、吸気通路Ｂに水素を供給する予混合経路りを構成
しており、ベンチュリ８０は予混合経路りから供給され
ろ水素と空気との混合気であり、予混合経路りから通過
する空気の量に応じた水素が供給されるので、吸気通路
１４中に水素が過剰に供給されることはない。 他方の分岐バイブ６６からの水素はリミッタ６９、アク
セル弁７０及び停止弁７１を介して、シリンダへラド３
に形成した水素供給通路１６の開口部１６ａから燃焼室
６へ供給され、水素ボンベ６１から燃焼室６までの経路
が、燃焼Ｍ６に水素を直接噴射する直接噴射経路Ｅを構
成している。 直接噴射経路Ｅと予混合経路りとは水素ボンベ６１から
同経路の分岐部までが共用されている。 なお、すａツタ６９は分岐部の上流側に位置するように
直接噴射経路Ｅに設けれることができる。 リミッタ６９は電子ガバナで構成され、エンジン回転数
で弁体６９ａが作動して、エンジン回転数に応じて水素
の最大流量を増加させると共に、後述のアクセル弁７０
が全開状態において、そのエンジン回転数における最大
流量を流せるようになっており、流量制御手段を構成し
ている。 即ち、！＠７図において、曲線Ｑｌは予混合経路りから
供給される水素の最大流量を示し、曲線Ｑ２は直接噴射
経路Ｅと予混合経路りから供給される水素の最大流量の
和を示しており、リミッタ６９は直接噴射経路Ｅによる
水素供給量が、予混合経路りによる水素供給量よりも多
くなるように、直接噴射経路Ｅを流れる水素の最大流量
を制御し、曲ＭＱ２と曲線Ｑｌとの差が直接噴射経路Ｅ
による水素の最大流量である。 なお、流量制御手段はりよツタ６９に限られるものでは
なく、停止弁６７、低圧調整弁６８及び分岐バイブロ５
．６６でも構成することができる。即ち、停止弁６７及
び低圧調整弁６８の制御や分岐バイブロ５の径を分岐パ
イプ６６の径よりも細くすることにより、予混合経路り
を流れる水素の量を制限し、直接噴射経路Ｅによる水素
供給量が予混合経路りによる水素供給量よりも多くなる
ようにすることもできる。 また、例えば第７図に示すように、エンジン回転数に応
じて水素流量ｑを増加させることができ、この第７図に
示すように、最大馬力が得られるエンジン回転数ｆ１の
前のエンジン回転ａｆ２で水素の供給を軽減して停止す
るように水素の供給量を制御すると、吸気管２４には空
気のみが流れることから空気がエンジン回転数に応じた
最大流量となり、第８図に示すように、エンジン回転数
ｆ１にて最大馬力を得ることができる。 また、アクセル弁７０はアクセル操作によって弁体７０
ａが作動し、弁開度が調整される。 このアクセル弁７０は、そのエンジン回転数において直
接噴射経路Ｅを流れる水素の最大流量の範囲内で、エン
ジン負荷に応じて水素の流量を変化させる０例えば、ア
クセル弁７０が全開になる全負荷状態において最大流量
を流し、１／２負荷では最大流量の１７２を流している
。このように流量とエンジン負荷を比例させてもよいが
、必ずしもその必要はない。 このように、予混合経路りの吸気通路Ｂに吸入空気を圧
縮するコンプレッサ４２を設け、直接噴射経路Ｅにエン
ジン回転数に応じて水素の最大流量を変化させるリミッ
タ６９を設け、これらによって全ての回転域において制
御された水素量に見合った多くの空気をコンプレッサに
より供給する。これにより、稀薄燃焼が可能になるため
、ＮＯｘが低減されると共に、燃費が向上する。 また、燃料供給装置Ｃはアイドリングを除く運転領域で
、直接噴射経路Ｅによる水素供給量を、予混合経路りに
よる水素供給量より大きく設定されており、アイドリン
ク時には予混合経路りから燃焼室６に水素を供給するよ
うになっている。このため、コンプレッサ４２により圧
縮すべき水素量を減らすことができるために、コンプレ
ッサ４２の小型化が可能である。きらに、吸気通路Ｂが
高温となりがちな高回転時に吸気通路Ｂに供給される水
素の濃度を低く抑えることができ、逆火を防止が可能と
なる。 また、予混合経路りがインタークーラ２６の上流に接続
されているために、インタークーラ２６内を、空気に比
べて熱伝達の良い水素が流れることになり、加圧された
吸入空気の冷却性が向上する。従って、インタークーラ
２６を小型化できる。 ［発明の効果］ 前記のように、この発明は、吸気通路に吸入空気を圧縮
するコンプレッサを設けると共に、リミッタで、直接噴
射経路にエンジン回転数に応じて水素の最大流量を変化
させ、全ての回転域において制御された水素量に見合っ
た多くの空気をコンプレッサにより供給するから、希薄
燃焼が可能になり、ＮＯｘが低減されると共に燃費が向
上する。 また、流量制御手段で、アイドリングを除く運転領域で
は直接噴射経路による水素供給量を予混合経路による水
素供給量より多くするから、コンプレッサにより圧縮す
べき水素ガスの量が減らせるために、コンプレッサの小
型化が可能になる。 きらに、吸気通路が高温となりがちな高回転時に吸気通
路に供給される水素の濃度が低く抑えられ、逆火を防止
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の内燃機関の燃料供給装置の全体構成
図、第２図は燃料供給装置の吸気系と排気系の断面図、
第３図はシリンダヘッドの底面図、第４図は弁開閉時期
を示す図、第５図及び第６図はカムダイヤグラム、］！
７図は水素流量とエンジン回転数との関係を示す図、第
８図は馬力とエンジン回転数との関係を示す図である。 図面において、符号１は内燃機関、６は燃焼室、８はコ
ンピュータ、１２は吸気系、１３は排気系、２４は吸気
管、３９は排気管、４１はターボ過給機、４２はコンプ
レッサ、４４は排気タービン、６９はリミッタ（流量制
御手段）、Ａは排気通路、Ｂは吸気通路、Ｃは燃料供給
装置、Ｄは予混合経路、Ｅは直接噴射経路である。 特 許 出 願 人 ヤマハ発動機株式会社第 図 第 図 第 図 カムク゛イ欠グラム 第 ０ 図 第 図 工ンン□ン回す数 第 図 第 図
図、第２図は燃料供給装置の吸気系と排気系の断面図、
第３図はシリンダヘッドの底面図、第４図は弁開閉時期
を示す図、第５図及び第６図はカムダイヤグラム、］！
７図は水素流量とエンジン回転数との関係を示す図、第
８図は馬力とエンジン回転数との関係を示す図である。 図面において、符号１は内燃機関、６は燃焼室、８はコ
ンピュータ、１２は吸気系、１３は排気系、２４は吸気
管、３９は排気管、４１はターボ過給機、４２はコンプ
レッサ、４４は排気タービン、６９はリミッタ（流量制
御手段）、Ａは排気通路、Ｂは吸気通路、Ｃは燃料供給
装置、Ｄは予混合経路、Ｅは直接噴射経路である。 特 許 出 願 人 ヤマハ発動機株式会社第 図 第 図 第 図 カムク゛イ欠グラム 第 ０ 図 第 図 工ンン□ン回す数 第 図 第 図
Claims (1)
- 燃焼室に水素を直接噴射する直接噴射経路と、吸気通
路に水素を供給する予混合経路とを備える内燃機関の燃
料供給装置において、前記吸気通路に吸入空気を圧縮す
るコンプレッサを設けると共に、前記直接噴射経路にエ
ンジン回転数に応じて水素の最大流量を変化させるリミ
ッタを設け、きらにアイドリングを除く運転領域で、直
接噴射経路による水素供給量を、予混合経路による水素
供給量より多くする流量制御手段を備えることを特徴と
する内燃機関の燃料供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173367A JP2762301B2 (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 内燃機関の燃料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173367A JP2762301B2 (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 内燃機関の燃料供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337367A true JPH0337367A (ja) | 1991-02-18 |
| JP2762301B2 JP2762301B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=15959086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1173367A Expired - Fee Related JP2762301B2 (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 内燃機関の燃料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762301B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05302513A (ja) * | 1992-04-27 | 1993-11-16 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 副室式ガス機関 |
| US5956956A (en) * | 1996-02-21 | 1999-09-28 | Daikin Industries, Ltd. | Cryogenic refrigerator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63246460A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | Agency Of Ind Science & Technol | ガスエンジンの出力制御装置 |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP1173367A patent/JP2762301B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63246460A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | Agency Of Ind Science & Technol | ガスエンジンの出力制御装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05302513A (ja) * | 1992-04-27 | 1993-11-16 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 副室式ガス機関 |
| US5956956A (en) * | 1996-02-21 | 1999-09-28 | Daikin Industries, Ltd. | Cryogenic refrigerator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2762301B2 (ja) | 1998-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100516480C (zh) | 用于四冲程内燃机的两级增压系统 | |
| SE0101143L (sv) | Sätt att styra laddtrycket vid turboladdad förbränningsmotor samt dylik motor | |
| US8070416B2 (en) | Flow regulation mechanism for turbocharger compressor | |
| JP2010024878A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPS6026185Y2 (ja) | 内燃機関の吸気装置 | |
| US4474161A (en) | Method for mixture formation for mixture-compressing internal combustion engines and fuel supply system for performing the method | |
| JPH0242125A (ja) | 数個のシリンダに対する遮断可能な燃料供給装置により形成された過給されるピストン内燃機関 | |
| US5129367A (en) | Intermittent bypass system for a check valve | |
| JPH0337367A (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
| JPS6011208B2 (ja) | 排気タ−ボチャ−ジャ付内燃機関の排気制御装置 | |
| JPS5938415B2 (ja) | 過給機付内燃機関 | |
| JP3074228B2 (ja) | 過給機付気体燃料エンジン | |
| PL243859B1 (pl) | Sposób sterowania prędkością obrotową turbosprężarki doładowującej tłokowy silnik spalinowy, zwłaszcza pojazdu drogowego | |
| JPS6228290B2 (ja) | ||
| JPS595781B2 (ja) | 過給機付エンジンの燃料制御装置 | |
| EP4206446A1 (en) | Air intake system for a vehicle's internal combustion engine | |
| JPS6135701Y2 (ja) | ||
| JPH0415954Y2 (ja) | ||
| JPH06200772A (ja) | 過給機付気体燃料エンジン | |
| JP6824572B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP6835655B2 (ja) | Ｅｇｒ装置 | |
| JPS59200017A (ja) | 過給機付エンジン | |
| JPS5920851B2 (ja) | 過給機付内燃機関 | |
| JPS5857020A (ja) | 内燃機関の吸気制御装置 | |
| JPS5941294Y2 (ja) | 過給機付内燃機関 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |