Sistema de escape del motor de combustible gaseoso
Descripción general
 En motor de combustible gaseoso, en el momento y el arranque del motor de parada del motor, para asegurar gas no quemado en el gas de hidrógeno y similares descargado desde el cuerpo del motor para el paso de escape, y luego se libera rápidamente para evitar Afutaban en el sistema de escape. En los motores que utilizan combustible gaseoso tal como gas hidrógeno, para formar un corto paso de escape 22 que conduce al puerto de descarga 22a a la atmósfera en un camino corto ramificado desde una posición aguas arriba del silenciador 21 de la principal conducto de escape 20, la válvula de conmutación 23 y la ECU 25 guían el gas de escape hacia el conducto de escape en cortocircuito 22 en el momento de arrancar y detener el motor, y evitan que el gas no quemado permanezca en el silenciador 21.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un sistema de escape de un motor de combustible de gas que tiene un silenciador en un conducto de escape, que es un motor que usa un combustible gaseoso tal como hidrógeno gaseoso.
Antecedentes de la técnica
Recientemente, siendo un motor de combustible gaseoso se ha desarrollado que utiliza un gas combustible tal como gas hidrógeno como combustible, por ejemplo, dispuesta entre el paso y el paso para el suministro de gas hidrógeno durante los pasos de admisión de aire y de escape con respecto a la cámara de combustión del motor y, puesto que mediante la mezcla del gas de hidrógeno y aire en la cámara de combustión, tales como los de la descarga en el conducto de escape después de la quema se enciende por los motores de gasolina, así como de la bujía es conocido (documento JP-B 58 36172).
Tarea de solución
En este tipo de motor de combustible gaseoso, tal como un punto inmediatamente antes de la temporización durante el arranque o durante la parada del motor cuando se arranca el motor, fácilmente gas sin quemar se descarga en el paso de escape por la combustión incompleta o similar en la cámara de combustión, la no El gas combustible tiende a acumularse en el silenciador o similar del conducto de escape. Y, sobre todo cuando se utiliza un combustible gaseoso muy alta inflamabilidad tal como gas hidrógeno, el gas sin quemar se recoge en el paso de escape, por lo que hace que el gas no quemado anteriormente Afutaban por el flujo de gas o similares en el momento de arrancar el motor, la Cuanto mayor es el volumen del conducto de escape que incluye el silenciador y similares, más gas no quemado se acumula y es más probable que ocurra la combustión posterior. .
Dicho sea de paso, por ejemplo, como se muestra en el documento JP-3 105024 da a conocer, los motores de combustible líquido vaporizado suministrados desde la vaporización y metanol en el evaporador al motor, mediante la realización de arranque por la no chispa bajo una condición predeterminada cuando se arranca el motor Hay uno en el que la ignición se lleva a cabo después de descargar el exceso de gas residual. Sin embargo, cuando el combustible extremadamente alta gas hidrógeno inflamabilidad o similar como se describió anteriormente, el gas no quemado en el paso de escape se acumula, incluso durante el arranque por la no chispa, causando Afutaban por el flujo de gas o similar Existe una posibilidad, no puede resolver el problema anterior.
La presente invención se ha realizado en vista de las circunstancias anteriores, en el momento de arranque del motor o de parada del motor, se asegura de un combustible de gas tales como el gas de hidrógeno descargado desde el cuerpo del motor para el paso de escape, y luego se libera rápidamente, prevenir Afutaban en el sistema de escape Y para proporcionar un dispositivo de escape para un motor.
Solución
Para lograr el objeto anterior, una primera invención (reivindicación 1) es un motor utilizando un combustible gaseoso, y el motor de combustible gaseoso con un silenciador en el sistema de escape, el principal conducto de escape con el silenciador silenciador en camino corto ramificado desde una posición aguas arriba para formar un corto paso de escape conduce a la salida a la atmósfera, proporcionando un medio de conmutación para la conmutación de los gases de escape a la condición que conduce al estado y el paso de escape de cortocircuito que conduce al conducto de escape principal Y medios de control para controlar los medios de conmutación a un estado en el que el gas de escape se conduce al paso de escape en cortocircuito en al menos uno de cuando el motor arranca y cuando el motor está parado.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, en el primer aspecto de la invención, el paso de escape cortocircuitado se forma de manera que gradualmente se hace más alto a medida que se acerca al puerto de descarga a la atmósfera.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, en el primer o segundo aspecto de la presente invención, se forma un paso de comunicación que se extiende hacia arriba desde una parte superior del silenciador y que se comunica con el conducto de escape cortocircuitado.
Una cuarta invención (reivindicación 4) es un motor utilizando un combustible gaseoso, y el motor de combustible gaseoso con un silenciador en el sistema de escape, salida a la atmósfera se extiende hacia arriba ramas de la parte superior del silenciador Y un medio de apertura / cierre de paso para abrir el paso al menos en uno de los tiempos de arranque del motor y se proporciona el tiempo de parada del motor.
Según la presente invención, cuando al menos una parte del tiempo de arranque del motor y de parada del motor, el gas no quemado se llevó a paso corto de escape aguas arriba del silenciador, se libera rápidamente a la atmósfera.
De acuerdo con la segunda invención, como se describió anteriormente, el gas no quemado guiado al conducto de escape cortocircuitado en el momento de arrancar el motor o similar fluye suavemente al puerto de descarga a la atmósfera.
Según la tercera invención, la descarga del gas no quemado se realiza satisfactoriamente en el paso de cortocircuito y el paso de comunicación.
De acuerdo con el cuarto aspecto de la invención, el gas no quemado se descarga de manera fiable desde el silenciador en el momento de arrancar el motor o similar.
Las realizaciones de la presente invención se describirán con referencia a los dibujos. La figura 1 es una estructura general de un motor de combustible gaseoso que tiene un sistema de escape de acuerdo con una realización de la presente invención se ilustra esquemáticamente, las Figs. 2 y 3 muestran un estado montado con el motor de combustible gaseoso del vehículo. En estas figuras, el número de referencia 1 denota un cuerpo del motor, y el motor de esta realización es un motor de pistón rotativo. También, 2 es un tanque de hidruro de metal (en lo sucesivo denominado tanque MH) para almacenar gas de hidrógeno como combustible gaseoso, incluyendo su aleación de almacenamiento de hidrógeno interno, al ser calentado por el agua de refrigeración o similar derivado de la camisa de agua del motor , El gas de hidrógeno se libera de la aleación de almacenamiento de hidrógeno.
En primer lugar, se describirá la estructura de un motor de combustible gaseoso con referencia a la FIG. cuerpo del motor 1 del motor de pistón rotativo tiene un cilindro constituido por un alojamiento lateral situada a ambos lados de la carcasa del rotor 3, el interior del mismo, una forma sustancialmente triangular del rotor 5 que 隔 成 tres cámaras de trabajo 4 , Y el rotor 5 está soportado por el eje excéntrico 6 y gira excéntricamente de modo que los volúmenes de las respectivas cámaras de trabajo 4 se cambian y se realiza un ciclo Otto. En un motor de pistón rotativo de dos rotores, se forma un cilindro delante y detrás de un alojamiento lateral (alojamiento intermedio) en una posición intermedia, y se dispone un rotor 5 en cada cilindro. En la figura 1, se expanden dos cilindros para facilitar el dibujo.
Un orificio de admisión 7 para suministrar aire está provisto en el alojamiento lateral para hacer frente a la cámara de trabajo 4 en la carrera de admisión. El aire es guiado al orificio de admisión 7 a través de un conducto de admisión 8, y un filtro de aire, una válvula de estrangulamiento y similares (no mostrados) están dispuestos en el conducto de admisión 8. Un orificio de escape 9 está formado en la carcasa del rotor 3 en una posición enfrentada a la cámara de trabajo 4 en la carrera de escape. Una bujía de encendido 11 está unida a la carcasa del rotor 3 en una posición enfrentada a la cámara de trabajo de la carrera de explosión.
Además, para suministrar el gas de hidrógeno presurizado en el cilindro, se proporciona un puerto de hidrógeno 12 que se abre a la cámara de trabajo 4 por separado del puerto de admisión 7, y este puerto de hidrógeno 12 realiza una carrera de compresión Y se proporciona en una posición tal que se abra a la cámara de trabajo 4 a la mitad. El gas de hidrógeno se suministra al orificio de hidrógeno 12 desde el tanque de MH 2 (véanse las figuras 2 y 3) a través del conducto de suministro de combustible 13.
En el conducto de suministro de combustible 13, están dispuestos un regulador de presión 14, una válvula de regulación de flujo 15, una válvula de temporización 16 y similares. El regulador de presión 14 regula el gas de hidrógeno suministrado desde el tanque MH a una presión apropiada y lo regula, por ejemplo, a aproximadamente 5 atm (37 atm). Además, la válvula 15 de control de flujo opera en conjunción con el pedal del acelerador o en respuesta a una señal de control, y controla la velocidad del flujo de combustible cambiando el área de paso del conducto 13 de suministro de combustible. Además, la válvula de temporización 16, por ejemplo accionada por una leva de un árbol de levas que gira junto con el árbol de la excéntrica 6, para ser abierto durante un período predeterminado de primera mitad de la carrera de compresión después de la lumbrera de admisión 7 está cerrado, la apertura y cierre de temporización Está establecido.
Un conducto de escape principal 20 está conectado al puerto de escape 9, y un silenciador 21 está interpuesto en el conducto de escape principal 20. Además, como una estructura, que es una característica de la presente invención, el paso principal de escape 20 corto paso de escape 22 que está ramificado desde una posición aguas arriba del silenciador 21 en se forma, el corto conducto de escape 22, el aire en un camino más corto que el paso principal de escape 20 Como se muestra en la FIG.
En las proximidades del punto de ramificación del paso de escape en cortocircuito 22 en el paso de escape principal 20, se proporciona una válvula de conmutación 23 como un medio de conmutación. La válvula de conmutación 23 incluye un estado abierto principal paso de escape para guiar el gas de escape en el paso principal de escape 20 mediante la apertura del paso principal de escape 20 dirige los gases de escape a corto paso de escape 22 mediante el bloqueo de la principal conducto de escape 20 Y un estado cortocircuitado. El accionador 24 para la válvula de conmutación 23 está adaptado para funcionar de acuerdo con el conducto de presión de escape del conducto de escape principal 20 aguas arriba de la válvula de conmutación 23 y la señal de control desde la unidad de control (ECU) 25.
El ECU25 como un medio de control es para controlar la válvula de conmutación 23 en el estado corto cuando al menos una parte del tiempo durante el arranque del motor de parada del motor, la válvula de conmutación basado en una señal de un interruptor de encendido 26 y el interruptor de arranque 27, etc. 23 como se muestra en la FIG.
A continuación, se describirán ejemplos específicos de la disposición del motor, el dispositivo de escape y similares con respecto al vehículo con referencia a las figuras 2 y 3. En el ejemplo mostrado en estas figuras, junto con el tanque MH 2 está dispuesto a la porción inferior intermedia del cuerpo de vehículo 30 de un vehículo (automóvil), el cuerpo del motor 1 y el sistema de escape a la porción trasera de la carrocería del vehículo 30 está montado. El conducto de escape principal 20 se extiende hacia atrás del vehículo desde el cuerpo del motor 1 y alcanza un silenciador 21 situado cerca del extremo posterior del vehículo a través de un recorrido relativamente largo que se dobla y se extiende desde un lado del silenciador 21 Y un tubo lateral extremo de descarga de escape 20a se extiende al tubo lateral extremo de descarga de gas de escape 20a.
El corto conducto de escape 22, aguas arriba del silenciador 21 en el paso principal de escape 20 se ramifica desde la porción superior paso de la relativamente cerca del cuerpo del motor 1, una oblicua de modo que progresivamente localizaciones más altas cerca de la 22a orificio de descarga a la atmósfera , Y el puerto de descarga 22a en el extremo del mismo se abre hacia el exterior de la carrocería del vehículo. Como se muestra en la figura 2, además del paso de escape cortocircuitado 22, se forma un paso de comunicación 31 para comunicar la parte superior del silenciador 21 y el paso de escape en cortocircuito 22. El extremo inferior del pasaje de comunicación 31 está conectado a la parte más superior del silenciador 21, se extiende hacia arriba desde este, y el extremo superior del mismo está conectado al pasaje de escape en cortocircuito 22.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de control de la válvula de conmutación 23 por la ECU 25. En el ejemplo mostrado en este diagrama de flujo, en primer lugar, la señal procedente del interruptor 26, 27 etc. se introducen en la ECU 25 (paso S1), el de si se determina el interruptor de arranque de si el arranque del motor (paso S2), y la determinación Es NO, se determina si el motor se detiene o no dependiendo de si el interruptor de encendido está APAGADO o no (paso S3). Cuando el motor arranca o cuando el motor está parado, la válvula de conmutación 23 se cierra para llevar el estado de cortocircuito (paso S4).
Cuando la determinación es NO en ambas etapas S2, S3, aún más la presión de descarga se determina si menor que el valor predeterminado (etapa S5), y el significativamente menor daña la velocidad del motor como el tiempo inmediatamente después del comienzo del motor o calado del motor Incluso cuando la presión de escape es baja, la válvula de conmutación 23 está cerrada. En la operación normal en la que las determinaciones en los pasos S2, S3 y S5 son todas NO, la válvula de conmutación 23 se abre para establecer el estado de apertura del conducto de escape principal (etapa S6).
De acuerdo con un motor de este tipo de combustible gaseoso, durante el funcionamiento del motor, a la cámara 4 de trabajo del cuerpo de motor 1, junto con el aire se suministra desde el paso de admisión 8, el gas de hidrógeno liberado del tanque MH 2 al paso de suministro de combustible 13 El regulador de presión 14, la válvula reguladora del flujo 15 y la válvula sincronizadora 16 se suministran en la primera mitad de la carrera de compresión después de que el puerto de admisión 7 se cierra. Después de que este gas de hidrógeno se mezcle con aire en la cámara de trabajo 4, se enciende y se quema, y ​​el gas después de la combustión se descarga desde el orificio de escape 9 al conducto de escape principal 20 en la carrera de escape. Durante el funcionamiento del motor, la válvula de conmutación 23 se abre, de modo que el gas de escape fluya hacia abajo a través del conducto de escape principal 20 y se descargue al exterior a través del silenciador 21.
Por otro lado, en el momento de arrancar o parar el motor, por la válvula de conmutación 23 es un sistema cerrado y el estado de cortocircuito, se descarga gas sin quemar rápidamente a la atmósfera, se evita que Afutaban. Es decir, cuando la puesta en marcha o la detención del motor es inestable gas no quemado responsable el estado de combustión se descarga al conducto de escape desde la cámara de trabajo 4, cuando el estado abierto paso de escape principal, gas no quemado del principal conducto de escape 20 Tiende a acumularse en la tubería o en el silenciador 21 que tiene una capacidad relativamente grande para provocar fácilmente una combustión posterior. En tal caso, la válvula de conmutación 23 se cierra por estar con el estado de circuito cerrado, el gas no quemado descargado desde la cámara de trabajo 4, el gas de escape de cortocircuito ramificado desde una posición cerca del extremo aguas arriba del paso principal de escape 20 Se descarga a la atmósfera a través del paso 22, y no se acumula mucho en el silenciador 21 o similar.
Por el corto de escape se forma el paso 22 para llegar a la salida 22a a la atmósfera se extiende oblicuamente hacia arriba y hacia atrás desde la porción superior del paso principal de escape 20, el gas no quemado se libera rápidamente que consiste en gas de hidrógeno El gas no quemado no se acumula en el medio del conducto de escape 22 cortocircuitado. Además, se proporciona la comunicación por el canal 31, algunos paso de comunicación de gas no quemado 31 y el corto paso de escape a partir de aquí, incluso si el flujo en el silenciador 21 entre la parte superior del silenciador 21 y el conducto de escape de cortocircuito 22 22 a la atmósfera.
La estructura específica del dispositivo de la presente invención puede cambiarse de diversas maneras. Por ejemplo, el paso corto de escape 22 en la realización anterior, como se muestra por la línea de cadena de dos puntos en la Fig. 1, puede haber sido una pequeña 22b silenciador auxiliar proporcionado en comparación con el silenciador 21 de la principal conducto de escape 20.
En la realización anterior, como un paso para la liberación positivamente gas sin quemar desde el conducto de escape está provisto de un paso de comunicación 31 que comunica con la parte superior de la corto de escape está ramificado desde el silenciador de aguas arriba 21 paso 22 y el silenciador 21 , El pasaje de comunicación 31 puede omitirse.
Alternativamente, el paso que conduce extiende ramas hacia arriba desde la parte superior del silenciador 21 a la abertura de la boca a la atmósfera, que es para formar el paso de tal manera que una parte correspondiente al paso de comunicación 31, este camino, y se detienen al arrancar el motor ser proporcionado previamente al menos una abertura de paso y unos medios de cierre tal como una válvula que se abre cuando el tiempo, el gas no quemado que fluye hacia el silenciador se libera rápidamente, es posible evitar que el gas no quemado número acumulado hasta un volumen silenciador grande .
Además, el aparato de la presente invención no se limita a un motor de pistón rotativo, sino que también se puede aplicar a un motor alternativo. Como combustible gaseoso, se puede usar un gas mixto de hidrógeno y otros gases.
Efecto de la invención
Según el aparato de la reivindicación 1, en un motor de combustible gaseoso, para formar un corto paso de escape conduce a la salida a la atmósfera en un camino corto ramificado desde la posición del silenciador aguas arriba del conducto principal de escape, y en el arranque del motor ya que el gas de escape cuando al menos uno de la parada está provisto de un medio y de control de medios de conmutación para dirigir al corto paso de escape, gas no quemado del combustible gaseoso al poner en marcha o parada de la capacidad del motor más grande es el silenciador, etc. Y es posible evitar la postcombustión en el sistema de escape.
En la presente invención, el corto conducto de escape, rápidamente por gradualmente una posición más alta con que consiste en la manera que el gas no quemado (reivindicación 2), corto paso de escape previamente formada de gas de hidrógeno y similares hacia la salida a la atmósfera Para que el efecto anterior se pueda mejorar.
Además, cuando se extiende hacia arriba desde la parte superior del silenciador previamente formado un paso de comunicación que comunica con el paso de escape corto (reivindicación 3), se se evita de manera más fiable posible gas no quemado de una estancia en el silenciador .
Además, de acuerdo con de acuerdo con de acuerdo con la reivindicación 4, para formar un paso que conduce a la salida a la atmósfera se extiende hacia arriba ramas de la parte superior del silenciador, cuando el paso de al menos una parte del tiempo de arranque del motor y de parada del motor , Es posible evitar que el gas no quemado se acumule en el silenciador y similares y para evitar la combustión posterior en el sistema de escape también.
Breve descripción de los dibujos
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista esquemática general de un motor de combustible gaseoso equipado con un sistema de escape de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista lateral del motor montado en un vehículo.
La figura 3 es una vista en planta en el mismo estado.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de control de la válvula de conmutación.
1 cuerpo del motor
13 Pasaje de suministro de combustible
20 Pasaje de escape principal
21 silenciador
22 Paso de escape de cortocircuito
22a Salida a la atmósfera
23 válvula de conmutación
24 Actuador
25 ECU
31 Pasaje de comunicación
Reclamo
En los motores utilizando el reivindicación 1 combustible gaseoso, y el motor de combustible gaseoso con un silenciador en el sistema de escape, lo que lleva a la salida a la atmósfera en un camino corto ramificado desde la posición del silenciador aguas arriba del conducto principal de escape con el silenciador para formar un corto paso de escape, se proporciona el gas de escape medios de conmutación para la conmutación en un estado que conduce al estado y el paso de escape de cortocircuito que conduce al conducto de escape principal y el gas de escape cuando al menos una parte del tiempo de arranque del motor y de parada del motor Y un medio de control para controlar dichos medios de conmutación en un estado de guiado del gas a dicho paso de escape en cortocircuito.
2. Un sistema de escape para un motor de combustible gaseoso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho conducto de escape cortocircuitado está formado para tener una posición gradualmente más alta a medida que se acerca al puerto de descarga a la atmósfera.
3. Un sistema de escape para un motor de combustible gaseoso según la reivindicación 1 ó 2, en el que se forma un paso de comunicación que se extiende hacia arriba desde la parte superior del silenciador y que comunica con el conducto de escape en cortocircuito.
En los motores utilizando las reivindicación 4 combustibles gaseosos, y el motor de combustible gaseoso con un silenciador en el sistema de escape, para formar un paso que conduce a la salida a la atmósfera se extiende hacia arriba ramas de la parte superior del silenciador, el pasaje En el que dichos medios de apertura y cierre están previstos para abrir al menos uno de dichos tiempos de arranque del motor y dicho tiempo de parada del motor.
Dibujo :
Application number :1994-010663
Inventors :マツダ株式会社
Original Assignee :寺本隆文、森本賢治、内田浩康、福馬勉