JPH07103075A - ガスエンジンの始動補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 吸気通路３に設けたスロットル弁８を閉弁方
向に付勢するスプリング15と、このスロットル弁８を開
弁方向に付勢するアクチュエータ17とを設けると共に、
前記スロットル弁８の下流側の吸気通路３と前記アクチ
ュエータ17に画成した負圧室20とを接続する負圧通路22
を設けたガスエンジンの始動補助装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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。