JP2908281B2

JP2908281B2 - 舶用大型ディーゼル機関の給気弁制御方法とその装置

Info

Publication number: JP2908281B2
Application number: JP7109569A
Authority: JP
Inventors: 一山田; 哲男野上; 修一佐藤
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1995-05-08
Publication date: 1999-06-21
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JPH08303275A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願に係る発明は、舶用大型
ディーゼル機関の給気弁を開閉させる方法とその装置に
関し、更に詳しくは、始動時に給気弁の開閉動作を切換
えることによって容易に始動できるようにした舶用大型
ディーゼル機関の給気弁開閉方法とその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、舶用大型ディーゼル機関の始動時においては、燃料
を着火させて爆発させることによる駆動力を発生させる
までは別の駆動力で回転させる必要がある。その一般的
な方法としては、始動空気リバーサに高圧で蓄えられた
始動空気を機関サイクルの膨張行程でシリンダ内に供給
し、この封じ込められた始動空気を圧縮行程におけるピ
ストン上昇に伴って圧縮して温度上昇させ、この温度上
昇が上死点近傍で着火温度以上になった場合に燃料噴射
して燃料着火させて爆発させるものである。

【０００３】この方法によれば、シリンダ内の空気が圧
縮行程で給気弁を閉じた後から排気行程で排気弁が開く
までの間閉じ込められることとなるが、例えば、通常４
サイクルの場合、下死点後２０〜６０°に給気弁が閉じ
るように給気カムが作られているため、この下死点後２
０〜６０°に圧縮を始めて上死点に至るまでに着火温度
に達しない場合はいくら燃料を噴射しても着火しない、
いわゆる「着火失敗」を起こす場合があるからである。
特に、冬期や寒冷地などでディーゼル機関が冷えている
場合にはこのような着火失敗を起こし易い。

【０００４】そのため、着火し易くするために始動時に
着火温度の低い特別な燃料を用いる場合があるが、この
燃料は高価であるため燃料費が増加してしまう。また、
圧縮行程でシリンダ内の空気温度が着火温度に達しない
場合には、シリンダ壁に逃げる熱を減らすために高い回
転数まで始動空気で回すこともあるが、この場合には、
始動弁の口径を特別大きなものにするとともに始動空気
リバーサも始動弁に合わせて大きなものにする必要があ
るため、高価な始動装置が必要となる。

【０００５】そこで、従来は一般的に始動空気によって
圧縮行程を繰り返す、いわゆるエアランをしたり、始動
前に暖めた潤滑油でシリンダ壁を暖めるターニングをし
て機関を暖める、いわゆる「暖機」を行ってから始動す
る方法が一般的に利用されている。

【０００６】この「暖機」は、通常の船舶においては、
操作員が経験的に「暖機」完了を判断して燃料を噴射す
るとともに始動空気を停止させて始動する方法が採られ
ている。しかし、この場合には操作員の経験的な判断に
頼っているため、操作員によっては「着火失敗」を頻繁
に起こす場合があり、操作員によっては舶用大型ディー
ゼル機関の始動を行うことが困難となることがある。

【０００７】また、舶用のディーゼル機関においては、
ほぼ一定出力で長期航行した時に効率が良いように、低
回転数で高出力を得るストロークの長い機関が採用され
た複数気筒の大型ディーゼル機関が搭載されている。そ
のため、このような大型の舶用ディーゼル機関にあって
は始動時間も長くなり、例えば１分程度を必要とする場
合もある。しかも、この始動時には、複数気筒の全てが
同時に着火を開始することは難しく、着火したシリンダ
と着火遅れを生じたシリンダとの間に時間的な着火ずれ
を生じながら順次着火することとなる。したがって、こ
のような場合には、ディーゼルノックを起こしたり、未
着火が続いて機関に悪影響を与えたりする場合がある。

【０００８】一方、圧縮効果を最大にしてシリンダ内の
空気温度を高温にするためには、給気弁のカム形状を下
死点で給気弁が閉じるような形状にすればよいが、この
ように給気弁を下死点で閉じるようにしたまま常用運転
をして機関回転数を上昇させると、相対的に着火遅れが
大きくなり急激な圧力上昇を起こしてディーゼルノック
を生じてしまう。このようなディーゼルノックを起こす
と機関の耐久性に悪影響を及ぼすため、給気弁の閉角度
を下死点にしたままで通常の燃料運転を続けることはで
きなかった。

【０００９】そのため、今後の舶用大型ディーゼル機関
では、冬期や寒冷地でも簡単に始動できる機関が求めら
れている。

【００１０】なお、自動車用のディーゼル機関における
従来技術として、特開平1-315631号公報記載の発明があ
るが、この発明は小型の自動車用ディーゼル機関に関す
るものであるため、エンジンが始動したか否かを判定し
て全気筒の給気弁開閉タイミングを同時に変更する方法
であり、個々のシリンダの状態はみていない。したがっ
て、この発明を舶用大型ディーゼル機関に採用するとし
ても、特定のシリンダが着火、又は未着火の場合には無
視されるので、ディーゼルノックを起こしたり未着火が
続いたりして、上記この出願に係る発明の課題を解決で
きるものではない。

【００１１】また、他の従来技術として特開昭48-7111
号公報記載の発明や特開平1-159465号公報記載の発明が
あるが、いずれも自動車用ディーゼル機関等の小型ディ
ーゼル機関における始動補助装置であるため、これらも
この出願に係る発明が対象とする舶用の大型ディーゼル
機関における課題を解決することができない。

【００１２】この出願に係る発明は上記課題に鑑みて、
舶用大型ディーゼル機関において冬期や寒冷地における
始動時でも容易に始動できる舶用大型ディーゼル機関の
給気弁開閉方法を提供することを一つの目的とし、その
給気弁開閉方法を実現できる舶用大型ディーゼル機関の
給気弁装置を提供することを他の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る舶用大型ディーゼル機関の給気弁制
御方法は、４サイクルのロングストローク機関を採用し
た複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、前記複
数気筒の各シリンダごとに、給気弁の閉弁角度を下死点
近傍まで早くした始動用開閉タイミングと、給気弁の閉
弁角度を常用角度にした常用開閉タイミングを設定し、
始動時には各シリンダごとに給気弁の閉弁角度を早めた
始動用開閉タイミングで給気弁を開閉し、該各シリンダ
ごとの着火判定信号により着火判定すると、着火した各
シリンダごとに前記始動用開閉タイミングから常用開閉
タイミングに切換えて給気弁を開閉し、順次着火した各
シリンダごとに始動用開閉タイミングから常用開閉タイ
ミングに切換えて給気弁を開閉することを特徴とするも
のである。

【００１４】請求項２に係る舶用大型ディーゼル機関の
給気弁装置は、４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、始
動時に給気弁の閉弁角度を早めた始動用開閉タイミング
を出力する始動用ピックアップセンサを各シリンダごと
に設けるとともに、常用時に給気弁の常用開閉タイミン
グを出力する常用ピックアップセンサを各シリンダごと
に設け、各シリンダで着火したことを判定して着火判定
信号を出力する着火判定器を各シリンダごとに設け、前
記始動用ピックアップセンサからの始動用開閉タイミン
グと前記常用ピックアップセンサからの常用開閉タイミ
ングを入力し、前記着火判定器の着火判定信号によって
該始動用開閉タイミングから常用開閉タイミングに切換
えて出力する信号切換器を各シリンダごとに設けて該信
号切換器からの給気弁開閉タイミングにより給気弁を開
閉するように構成したことを特徴とするものである。

【００１５】請求項３に係る舶用大型ディーゼル機関の
給気弁制御方法は、４サイクルのロングストローク機関
を採用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関におい
て、ピックアップセンサによりクランク角度信号を検出
し、該クランク角度信号に基づいて、前記複数気筒の各
シリンダごとに、給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早
くした始動用開閉タイミングと、給気弁の閉弁角度を常
用角度にした常用開閉タイミングを生成し、始動時には
各シリンダごとに前記始動用開閉タイミングを出力し、
該各シリンダごとの着火判定信号により着火判定する
と、着火した各シリンダごとに前記始動用開閉タイミン
グから常用開閉タイミングに切換えて給気弁を開閉し、
順次着火した各シリンダごとに始動用開閉タイミングか
ら常用開閉タイミングに切換えて給気弁を開閉すること
を特徴とするものである。

【００１６】請求項４に係る舶用大型ディーゼル機関の
給気弁装置は、４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、ク
ランク角度を一定角度間隔で信号として出力するピック
アップセンサを設け、該ピックアップセンサからの信号
により給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早めた始動用
開閉タイミングを生成して出力する始動用タイミング生
成器を各シリンダごとに設けるとともに、前記ピックア
ップセンサからの信号により給気弁の閉弁角度を常用角
度にした常用開閉タイミングを生成して出力する常用タ
イミング生成器を各シリンダごとに設け、各シリンダで
着火したことを判定して着火判定信号を出力する着火判
定器を各シリンダごとに設け、前記始動用タイミング生
成器からの始動用開閉タイミングと前記常用タイミング
生成器からの常用開閉タイミングを入力し、前記着火判
定器の着火判定信号によって該始動用開閉タイミングか
ら常用開閉タイミングに切換えて出力する信号切換器を
各シリンダごとに設けて該信号切換器からの給気弁開閉
タイミングにより給気弁を開閉するように構成したこと
を特徴とするものである。

【００１７】請求項５に係る舶用大型ディーゼル機関の
給気弁制御方法は、４サイクルのロングストローク機関
を採用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関におい
て、始動時には各シリンダごとに閉弁角度を給気弁の閉
弁角度を下死点近傍まで早めた始動用カムに切換え、該
各シリンダごとの着火判定信号により着火判定すると、
着火した各シリンダごとに前記始動用カムから給気弁の
閉弁角度を常用角度にした常用カムに切換えて給気弁を
開閉し、順次着火したシリンダごとに始動用カムから常
用カムに切換えて給気弁を開閉することを特徴とするも
のである。

【００１８】請求項６に係る舶用大型ディーゼル機関の
給気弁装置は、４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、始
動時に給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早めた始動用
開閉動作を作る始動用カムを各シリンダごとに設けると
ともに、常用時に給気弁の閉弁角度を常用角度にした常
用開閉動作を作り出す常用カムを各シリンダごとに設
け、各シリンダで着火したことを判定して着火判定信号
を出力する着火判定器を各シリンダごとに設け、該着火
判定器の着火判定信号によって前記始動用カムから常用
カムに切換えるカム切換器を各シリンダごとに設けて該
カム切換器で切換える始動用又は常用カムにより給気弁
を開閉するように構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１９】

【作用】請求項１に係る舶用大型ディーゼル機関の給気
弁制御方法によれば、始動時には複数気筒の各シリンダ
ごとに給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早めた始動用
開閉タイミングにより給気弁が開閉され、各シリンダご
との着火判定信号により着火判定されると着火した各シ
リンダごとに前記給気弁の閉弁角度が始動用開閉タイミ
ングから閉弁角度を常用角度にした常用開閉タイミング
に切換えられ、その後、順次着火した各シリンダごとに
始動用開閉タイミングから常用開閉タイミングに切換え
られて給気弁を開閉するため、始動時は給気弁を閉じる
角度を下死点近傍まで早くするのでシリンダ内空気の圧
縮始めが早くなり、上死点での圧縮温度が高くなって燃
料が着火し易くなる。

【００２０】しかも、各シリンダごとに着火を判定して
いるため、シリンダごとのばらつきによる未着火のシリ
ンダと着火のシリンダがあった場合でも、未着火のシリ
ンダは給気弁の閉じる角度を早くして着火を促し、着火
したシリンダは給気弁の閉じる角度を遅らせてディーゼ
ルノックを防止することができる。

【００２１】また、請求項２に係る舶用大型ディーゼル
機関の給気弁装置によれば、上記請求項１の給気弁制御
方法において、各シリンダごとに設けた始動用ピックア
ップセンサにより始動用開閉タイミングを出力し、各シ
リンダごとに設けた着火判定器による着火判定信号によ
って着火判定し、各シリンダごとに設けた信号切換器に
よって、着火したシリンダごとに前記始動用ピックアッ
プセンサによる始動用開閉タイミングから常用ピックア
ップセンサによる常用開閉タイミングに切換えられ、そ
の後、順次着火した各シリンダごとに信号切換器で始動
用開閉タイミングから常用開閉タイミングに切換えて給
気弁を開閉するため、始動時は給気弁を閉じる角度を下
死点近傍まで早くするのでシリンダ内空気の圧縮始めが
早くなり、上死点での圧縮温度が高くなって燃料を着火
し易くできる。

【００２２】請求項３に係る舶用大型ディーゼル機関の
給気弁制御方法によれば、検出したクランク角度信号に
より、始動時には複数気筒の各シリンダごとに生成した
給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早めた始動用開閉タ
イミングによって給気弁を開閉し、各シリンダごとの着
火判定信号により着火判定されると着火した各シリンダ
ごとに前記給気弁の閉弁角度が始動用開閉タイミングか
ら閉弁角度を常用角度にした常用開閉タイミングに切換
えられ、その後、順次着火した各シリンダごとに始動用
開閉タイミングから常用開閉タイミングに切換えられて
給気弁を開閉するため、始動時は給気弁を閉じる角度を
下死点近傍まで早くするのでシリンダ内空気の圧縮始め
が早くなり、上死点での圧縮温度が高くなって燃料を着
火し易くできる。しかも、上記請求項１と同様にディー
ゼルノックを防止することができる。

【００２３】また、請求項４に係る舶用大型ディーゼル
機関の給気弁装置によれば、上記請求項１の給気弁制御
方法において、各シリンダごとに設けた始動用タイミン
グ生成器により始動用開閉タイミングを生成するととも
に、常用タイミング生成器により常用開閉タイミングを
生成し、各シリンダごとに設けた着火判定器による着火
判定信号によって着火判定し、各シリンダごとに設けた
信号切換器によって、着火したシリンダごとに前記始動
用タイミング生成器による始動用開閉タイミングから常
用タイミング生成器による常用開閉タイミングに切換え
られ、その後、順次着火した各シリンダごとに信号切換
器で始動用開閉タイミングから常用開閉タイミングに切
換えて給気弁を開閉するため、始動時は給気弁を閉じる
角度を下死点近傍まで早くするのでシリンダ内空気の圧
縮始めが早くなり、上死点での圧縮温度が高くなって燃
料を着火し易くできる。しかも、上記請求項２と同様に
ディーゼルノックを防止することができる。

【００２４】請求項５に係る舶用大型ディーゼル機関の
給気弁制御方法によれば、始動時には複数気筒の各シリ
ンダごとにカム切換器で閉弁角度を下死点近傍まで早め
た始動用カムに切換えて給気弁を開閉し、各シリンダご
との着火判定信号により着火判定されると着火した各シ
リンダごとに前記始動用カムから給気弁の閉弁角度を常
用角度にした常用カムに切換えられ、その後、順次着火
した各シリンダごとに始動用カムから常用カムに切換え
られて給気弁を開閉するため、始動時は給気弁を閉じる
角度を下死点近傍まで早くするのでシリンダ内空気の圧
縮始めが早くなり、上死点での圧縮温度が高くなって燃
料を着火し易くできる。しかも、上記請求項１と同様に
ディーゼルノックを防止することができる。

【００２５】また、請求項６に係る舶用大型ディーゼル
機関の給気弁装置によれば、上記請求項５の給気弁制御
方法において、各シリンダごとに設けた着火判定器によ
る着火判定信号によって着火判定し、各シリンダごとに
設けたカム切換器により着火した各シリンダごとに閉弁
角度を早めた始動用カムから常用カムに切換えて給気弁
を開閉し、その後、順次着火した各シリンダごとにカム
切換器で始動用カムから常用カムに切換えて給気弁を開
閉するため、始動時は給気弁を閉じる角度を下死点近傍
まで早くするのでシリンダ内空気の圧縮始めが早くな
り、上死点での圧縮温度が高くなって燃料を着火し易く
できる。しかも、上記請求項４と同様にディーゼルノッ
クを防止することができる。

【００２６】

【実施例】以下、この出願に係る発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。図１は第１実施例を示すブロック
図であり、図示するように、始動用ピックアップセンサ
１と常用ピックアップセンサ２とが信号切換器３に接続
されており、この信号切換器３には着火判定器４からの
信号が入力され、この信号切換器３からの信号により、
この実施例では電磁弁５を駆動して給気弁６を開閉させ
ように構成されている。

【００２７】上記始動用ピックアップセンサ１及び常用
ピックアップセンサ２は、例えば機関に連結したカム軸
等の回転軸に設けられ、以下の〔表１〕に示すように、
給気弁６が開く角度でＯＮ信号、閉まる角度でＯＦＦ信
号が出力されるようになったセンサが用いられる。この
センサとしては、例えば、回転軸側に回転板を設けると
ともに固定側に近接スイッチを設け、この回転板に給気
弁６が開く所定角度から閉じる所定角度までの検出部を
設け、この検出部を近接スイッチで検出した時にＯＮ信
号、切れた時にＯＦＦ信号を出力するように構成すれば
よい。なお、この実施例では始動用と常用の２種類の検
出部を各シリンダごとに設けることとなる。

【００２８】また、これらのピックアップセンサ１，２
の給気弁開角度と給気弁閉角度は、以下の〔表２〕に示
すように設定されている。なお、ＴＤＣは上死点前角
度，ＢＤＣは下死点後角度を表す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】この時、一般にシリンダ内の空気の温度上
昇をポリトロープ変化で考えると次の〔数１〕のように
表せる。

【００３２】

【数１】

【００３３】ここで、Ｔ２は上死点でのシリンダ内の空
気温度、Ｔ１は給気弁が閉になりシリンダを締め切った
時点のシリンダ内の空気温度、Ｖ２は上死点での隙間容
積、Ｖ１は給気弁が閉になりシリンダを締め切った時点
でのシリンダ容積、ｎはポリトロープ指数である。この
式からもわかるようにＶ１とＶ２の比率が大きいと上死
点でのシリンダ内の空気温度は大きく上昇する。

【００３４】一方、上記着火判定器４は、シリンダ内で
燃料が着火したことを判定する機能を持っており、この
実施例ではその着火判定の一例として、図２の線図に示
すように各シリンダごとの回転数変化率で着火判定をし
ている。すなわち、この例では３シリンダのディーゼル
機関を例にし、各シリンダごとに設けた回転数検出器７
により各シリンダごとの回転数を検出してその変化率を
読み取ることにより着火判定をしており、例えば、第１
シリンダの回転数を検出することにより第１シリンダ
の変化率(a) を読み取り、この例では所定値以上である
ので着火判定をして給気弁を常用開閉タイミングに切換
える。また、第２シリンダの回転数を検出することに
より同じく第２シリンダの変化率(b) を読み取り、第２
シリンダも所定値以上であるので着火判定をして給気弁
を常用開閉タイミングに切換える。そして、第３シリン
ダの回転数を検出することにより第３シリンダの変化
率(c) を検出するが、この例では変化率(c) が所定値以
下であるので未着火と判定して次回も始動用開閉タイミ
ングによって給気弁６を開閉する。そして、次の第３シ
リンダの回転数を検出することにより第３シリンダの
変化率(f) を読み取ると、変化率が所定値以上であるた
め第３シリンダの着火判定をして給気弁を常用開閉タイ
ミングに切換えるように制御する。

【００３５】この着火判定は、回転数の変化率とシリン
ダごとの前回の燃料噴射後の回転数の変化率とを比較し
て、変化率が所定値以上上昇しているときは着火、上昇
していない時は未着火と判定している。したがって、始
動空気だけの回転数の変化率から機関が着火して回転数
の変化率が高くなると着火したものと判定することとな
る。この着火判定器４は燃料が着火して機関が回転して
いる間、着火判定信号を出力している。なお、各シリン
ダごとの着火判定とともに機関全体における着火判定を
行う場合、図３(a) の回転数で検出する線図に示すよう
に、始動空気による回転から、所定回転数で燃料投入
し、着火して着火判定の所定回転数以上の回転数へ急
激に上昇する現象を読み取って着火判定したり、ま
た、図３(b) の加速度で検出する線図に示すように、始
動空気による回転から、所定回転数で燃料投入し、
着火して着火判定の所定加速度以上の加速度へ急激に上
昇する現象(g) を読み取って着火判定したり、これら両
方で着火判定することもできる。

【００３６】また、上述した信号切換器３は、上記着火
判定器４からの着火判定信号によってピックアップセン
サ１，２を選択的に切換えるものであり、着火判定信号
がＯＦＦの場合は始動用ピックアップセンサ１からの信
号を出力し、着火判定信号がＯＮの場合には常用ピック
アップセンサ２からの信号を出力して給気弁６を開閉さ
せる電磁弁５の開閉タイミングを制御するものである。

【００３７】上記給気弁６は、信号切換器３から出力さ
れる開閉タイミング信号によって開閉動作されるもので
あり、この実施例では、給気弁６に連動する図示しない
油圧シリンダを駆動制御する電磁弁５との組合せによっ
て構成されている。すなわち、信号切換器３からの開閉
タイミング信号で給気弁６を開にする間は電磁弁５を励
磁し、閉にする間は電磁弁５を非励磁にするような図示
しない油圧回路によって接続されている。なお、上記電
磁弁５に代えてサーボ弁を使用してもよいし、油圧回路
に代えて空圧回路で構成してもよい。

【００３８】このように構成された第１実施例の給気弁
制御装置によれば、以下のように作用して舶用大型ディ
ーゼル機関の始動を行うことができる。

【００３９】すなわち、始動時には、図４(a),(b) に示
す給気弁の動作説明図のように、各シリンダごとに設け
られた始動用ピックアップセンサ１からの信号に基づい
て信号切換器３から電磁弁５に信号が送られて、この信
号に従って給気弁６が始動用開閉タイミングｔ₁によっ
て開閉させられる。そして、各シリンダごとに設けられ
た着火判定器４によって着火判定Ｆがなされると、その
シリンダの信号切換器３に着火判定の信号が入力されて
上記始動用ピックアップセンサ１から常用ピックアップ
センサ２へ切換えられるため、この信号切換器３から電
磁弁５に信号が送られて給気弁６が常用開閉タイミング
ｔ₂によって開閉させられる。なお、ｏが開時でｃが閉
時である。

【００４０】次に、第２実施例を図２に示すブロック図
に基づいて説明する。この第２実施例は、上述した第１
実施例における始動用ピックアップセンサ１と常用ピッ
クアップセンサ２とに代えて、共通のピックアップセン
サ８からの信号を始動用タイミング生成器９で始動用開
閉タイミング、常用タイミング生成器１０で常用開閉タ
イミングとして生成して信号切換器３に出力する実施例
である。なお、上述した第１実施例と同一の構成には同
一符号を付して説明する。

【００４１】図示するように、ピックアップセンサ８は
各シリンダごとに設けられた始動用タイミング生成器９
と常用タイミング生成器１０とに接続されており、この
始動用タイミング生成器９と常用タイミング生成器１０
とは各シリンダごとに設けられた信号切換器３に接続さ
れている。そして、この信号切換器３には上述した着火
判定器４からの信号が入力されており、この第２実施例
でも上述した第１実施例と同様にこの信号切換器３から
の信号によって電磁弁５を駆動して給気弁６を開閉させ
るように構成されている。

【００４２】この第２実施例のピックアップセンサ８
は、上述した第１実施例と同様に機関のカム軸等に連結
して設けられているが、基準角度と一定角度間隔でパル
ス信号を出力するものであればよく、例えば、回転エン
コーダでもよい。

【００４３】上記始動用タイミング生成器９は、基準角
度から一定角度間隔でいくらパルス信号を入力すれば給
気弁６を開動作、いくらパルス信号を入力すれば給気弁
６を閉動作にするかを予め登録しておき、ピックアップ
センサ８からの信号が入力されると開動作から閉動作ま
での間で始動用の給気弁開閉信号を出力するものであ
る。また、常用タイミング生成器１０も始動用タイミン
グ生成器９と同様の構成であり、常用の給気弁開閉信号
として上記始動用タイミング生成器９よりも給気弁６を
閉動作をさせるまでのパルス数が多い点で異なるが、開
動作から閉動作までの間で常用の給気弁開閉信号を出力
するものである。

【００４４】着火判定器４は上記第１実施例と同じく、
シリンダ内での燃料の着火状態を判定して信号切換器３
に着火判定信号を出力するものであり、信号切換器３で
は、この着火判定信号がＯＮの場合には給気弁６に常用
開閉タイミング信号を、着火判定信号がＯＦＦの場合は
給気弁６に始動時開閉タイミング信号を出力する。な
お、給気弁６は上述した第１実施例と同様に信号切換器
３から出力される開閉タイミング信号に従って開閉動作
をする。

【００４５】このように構成された第２実施例の給気弁
制御装置によれば、以下のように作用して舶用大型ディ
ーゼル機関の始動を行うことができる。

【００４６】すなわち、始動時には、信号切換器３によ
って始動用タイミング生成器９からの信号が選択され、
この信号に基づいて電磁弁５が給気弁６を始動用の開閉
タイミングによって開閉させる。そして、各シリンダご
とに設けられた着火判定器４によって着火したと判定さ
れると、そのシリンダの信号切換器３に着火判定の信号
が入力されて上記始動用タイミング生成器９から常用タ
イミング生成器１０へと切換えられ、この常用タイミン
グ生成器１０からの信号によって電磁弁５で給気弁６が
開閉タイミングによって駆動されることとなる。

【００４７】なお、この出願に係る発明は、ほぼ一定出
力で長期航行する回転数変動の少ない舶用ディーゼル機
関を対象としているため、上述した第１，第２実施例の
ように給気弁６を電磁弁５で開閉駆動するように構成す
れば、油圧等の大きな力によってほぼ一定間隔で給気弁
６を一定角度だけ開閉させることができる。

【００４８】次に、第３実施例を図３に示すブロック図
に基づいて説明する。この第３実施例は、各シリンダご
とに設けられた始動用カム１１と常用カム１２とをカム
切換器１３で切換えて給気弁６を開閉させる実施例であ
り、着火判定器４からの着火判定信号に基づいてこれら
のカムを切換えるように構成されている。なお、この第
３実施例は、機械的な構成によって始動用と常用の開閉
タイミングを切換えるものである。また、上述した第
１，第２実施例と同一の構成には同一符号を付して説明
する。

【００４９】上記始動用カム１１は、上述した第１，第
２実施例と同様に給気弁６が始動用の開閉動作を行う形
状に形成されており、上記常用カム１２は、給気弁６が
常用の開閉動作を行う形状に形成されている。つまり、
始動用カム１１は常用カム１２に比べて給気弁閉時点が
早くなる形状である。なお、着火判定器４は上述した実
施例と同一であり、着火判定信号はカム切換器１３に出
力される。

【００５０】カム切換器１３は、着火判定器４からの着
火判定信号がＯＮの場合は常用カム１１、着火判定信号
がＯＦＦの場合は始動用カム１２に切換えて給気弁６を
開閉動作させるように構成されている。この切換え方法
としては、並設されたカムをクラッチで切換える方法や
油圧で切換える方法などがある。なお、給気弁６は切換
えられた始動用カム１１又は常用カム１２に従って開閉
させられる。

【００５１】このように構成された第３実施例の給気弁
制御装置によれば、以下のように作用して舶用大型ディ
ーゼル機関の始動を行うことができる。

【００５２】すなわち、始動時にはカム切換器１３によ
って始動用カム１１に切換えられており、この始動用カ
ム１１によって給気弁６が始動用の開閉タイミングで開
閉させられる。そして、各シリンダごとに設けられた着
火判定器４によって着火したことが判定されてカム切換
器１３に着火判定の信号が入力されると、このカム切換
器１３によって上記始動用カム１１から常用カム１２へ
と切換えられ、この常用カム１２によって給気弁６が常
用開閉タイミングで駆動されることとなる。

【００５３】ところで、舶用大型ディーゼル機関にあっ
ては、一旦航海に出ると数日間寄港できないような航海
を行わざるを得ない場合がある。このような時に洋上で
一部のシリンダのみが故障し、しかも寄港することがで
きず、また修理も困難な場合がある。このような場合、
船舶にあっては故障したシリンダのみを停止させて切り
離すことにより他のシリンダへの影響を断った後、他の
シリンダの駆動力のみによって航海を続けることとな
る。したがって、故障したシリンダはその後停止した状
態となってしまう。

【００５４】そこで、この出願に係る発明によれば、上
述した第１〜第３実施例のように各シリンダごとに着火
判定器４を設けて個々の着火判定を行っているため、上
記したように一部のシリンダを停止させた状態でも始動
用と常用の開閉タイミングを切換えて給気弁６を開閉さ
せることとなるため、一部が故障した舶用大型ディーゼ
ル機関でも冬期や寒冷地における始動時に容易に始動す
ることができる。

【００５５】

【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うに構成しているので、以下に記載するような効果を奏
する。

【００５６】請求項１又は請求項２に係る舶用大型ディ
ーゼル機関の給気弁制御方法又は給気弁装置によれば、
始動時に着火したシリンダは、順次、各シリンダごとに
始動用開閉タイミングから常用開閉タイミングに切換え
て給気弁を開閉するため、各シリンダごとに始動時のみ
給気弁の閉じる角度を下死点近傍まで早くしてシリンダ
内空気の上死点での圧縮温度を高くして燃料を着火し易
くできるため、始動前に暖機をしてシリンダ壁を暖める
必要もなく、冬期や寒冷地のように寒い環境下において
も簡単に舶用大型ディーゼル機関を始動することが可能
となる。

【００５７】したがって、着火し易くするために始動時
に着火温度の低い特別な燃料を用いる必要もないので燃
料費が安くなり、また、高い回転数まで始動空気で回転
させるために始動弁の口径を特別大きなものにする必要
がなくなるので、始動弁や始動空気リバーサを大きなも
のにする必要もなくなる。

【００５８】しかも、各シリンダごとに着火を判定して
いるため、シリンダごとのばらつきによる未着火のシリ
ンダと着火のシリンダがあった場合でも、未着火のシリ
ンダは給気弁の閉じる角度を早くして着火を促し、着火
したシリンダは給気弁の閉じる角度を遅らせてディーゼ
ルノックを防止することができるので、舶用大型ディー
ゼル機関の耐久性を向上させることも可能となる。

【００５９】請求項３又は請求項４に係る舶用大型ディ
ーゼル機関の給気弁制御方法又は給気弁装置によれば、
始動時には各シリンダごとに始動用タイミング生成器か
ら給気弁の閉弁角度を早めた始動用開閉タイミングによ
り給気弁を開閉し、着火したシリンダは、順次、各シリ
ンダごとに始動用開閉タイミングから常用開閉タイミン
グに切換えて給気弁を開閉するため、始動時は給気弁の
閉じる角度を下死点近傍まで早くしてシリンダ内空気の
上死点での圧縮温度を高くして燃料を着火し易くできる
ため、始動前に暖機をしてシリンダ壁を暖める必要もな
く、冬期や寒冷地のように寒い環境下においても簡単に
舶用大型ディーゼル機関を始動することが可能となる。

【００６０】したがって、上記請求項１又は請求項２と
同様に燃料費が安くなるとともに、始動弁や始動空気リ
バーサを大きなものにする必要もなくなり、しかもディ
ーゼルノックを防止することもできる。

【００６１】請求項５又は請求項６に係る舶用大型ディ
ーゼル機関の給気弁制御方法又は給気弁装置によれば、
始動時には各シリンダごとにカム切換器で閉弁角度を早
めた始動用カムに切換えて給気弁を開閉し、着火したシ
リンダは、順次、各シリンダごとに始動用カムから常用
カムに切換えて給気弁を開閉するため、始動時は給気弁
を閉じる角度を下死点近傍まで早くしてシリンダ内空気
の上死点での圧縮温度を高くして燃料を着火し易くでき
るため、始動前に暖機をしてシリンダ壁を暖める必要も
なく、冬期や寒冷地のように寒い環境下においても簡単
に舶用大型ディーゼル機関を始動することが可能とな
る。

【００６２】したがって、上記請求項１〜請求項４のい
ずれかと同様に燃料費が安くなるとともに、始動弁や始
動空気リバーサを大きなものにする必要もなくなり、し
かもディーゼルノックを防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願に係る発明の第１実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】この出願に係る発明における着火判定の一例を
示す図であり、各シリンダの回転数変化率で着火判定す
る線図である。

【図３】この出願に係る発明における他の着火判定を例
示する図であり、(a) は回転数で検出する線図で、(b)
は加速度で検出する線図である。

【図４】(a),(b) 共に、この出願に係る発明を適用した
場合の給気弁の始動用と常用の動作を示す説明図であ
る。

【図５】この出願に係る発明の第２実施例を示すブロッ
ク図である。

【図６】この出願に係る発明の第３実施例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１…始動用ピックアップセンサ２…常用ピックアップセンサ３…信号切換器４…着火判定器５…電磁弁６…給気弁７…回転数検出器８…ピックアップセンサ９…始動用タイミング生成器１０…常用タイミング生成器１１…始動用カム１２…常用カム１３…カム切換器ｔ₁…始動用開閉タイミングｔ₂…常用開閉タイミングＦ…着火判定

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−315631（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−145806（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 13/02 F02D 41/06 351 F01L 1/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、前
記複数気筒の各シリンダごとに、給気弁の閉弁角度を下
死点近傍まで早くした始動用開閉タイミングと、給気弁
の閉弁角度を常用角度にした常用開閉タイミングを設定
し、始動時には各シリンダごとに給気弁の閉弁角度を早
めた始動用開閉タイミングで給気弁を開閉し、該各シリ
ンダごとの着火判定信号により着火判定すると、着火し
た各シリンダごとに前記始動用開閉タイミングから常用
開閉タイミングに切換えて給気弁を開閉し、順次着火し
た各シリンダごとに始動用開閉タイミングから常用開閉
タイミングに切換えて給気弁を開閉することを特徴とす
る舶用大型ディーゼル機関の給気弁制御方法。
【請求項２】４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、始動時に給気弁の閉弁角度を早めた始動用開閉タイミン
グを出力する始動用ピックアップセンサを各シリンダご
とに設けるとともに、常用時に給気弁の常用開閉タイミ
ングを出力する常用ピックアップセンサを各シリンダご
とに設け、各シリンダで着火したことを判定して着火判
定信号を出力する着火判定器を各シリンダごとに設け、
前記始動用ピックアップセンサからの始動用開閉タイミ
ングと前記常用ピックアップセンサからの常用開閉タイ
ミングを入力し、前記着火判定器の着火判定信号によっ
て該始動用開閉タイミングから常用開閉タイミングに切
換えて出力する信号切換器を各シリンダごとに設けて該
信号切換器からの給気弁開閉タイミングにより給気弁を
開閉するように構成したことを特徴とする舶用大型ディ
ーゼル機関の給気弁装置。
【請求項３】４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、ピ
ックアップセンサによりクランク角度信号を検出し、該
クランク角度信号に基づいて、前記複数気筒の各シリン
ダごとに、給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早くした
始動用開閉タイミングと、給気弁の閉弁角度を常用角度
にした常用開閉タイミングを生成し、始動時には各シリ
ンダごとに前記始動用開閉タイミングを出力し、該各シ
リンダごとの着火判定信号により着火判定すると、着火
した各シリンダごとに前記始動用開閉タイミングから常
用開閉タイミングに切換えて給気弁を開閉し、順次着火
した各シリンダごとに始動用開閉タイミングから常用開
閉タイミングに切換えて給気弁を開閉することを特徴と
する舶用大型ディーゼル機関の給気弁制御方法。
【請求項４】４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、クランク角度を一定角度間隔で信号として出力するピッ
クアップセンサを設け、該ピックアップセンサからの信
号により給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早めた始動
用開閉タイミングを生成して出力する始動用タイミング
生成器を各シリンダごとに設けるとともに、前記ピック
アップセンサからの信号により給気弁の閉弁角度を常用
角度にした常用開閉タイミングを生成して出力する常用
タイミング生成器を各シリンダごとに設け、各シリンダ
で着火したことを判定して着火判定信号を出力する着火
判定器を各シリンダごとに設け、前記始動用タイミング
生成器からの始動用開閉タイミングと前記常用タイミン
グ生成器からの常用開閉タイミングを入力し、前記着火
判定器の着火判定信号によって該始動用開閉タイミング
から常用開閉タイミングに切換えて出力する信号切換器
を各シリンダごとに設けて該信号切換器からの給気弁開
閉タイミングにより給気弁を開閉するように構成したこ
とを特徴とする舶用大型ディーゼル機関の給気弁装置。
【請求項５】４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、始
動時には各シリンダごとに閉弁角度を給気弁の閉弁角度
を下死点近傍まで早めた始動用カムに切換え、該各シリ
ンダごとの着火判定信号により着火判定すると、着火し
た各シリンダごとに前記始動用カムから給気弁の閉弁角
度を常用角度にした常用カムに切換えて給気弁を開閉
し、順次着火したシリンダごとに始動用カムから常用カ
ムに切換えて給気弁を開閉することを特徴とする舶用大
型ディーゼル機関の給気弁制御方法。
【請求項６】４サイクルのロングストローク機関を採
用した複数気筒の舶用大型ディーゼル機関において、始動時に給気弁の閉弁角度を下死点近傍まで早めた始動
用開閉動作を作る始動用カムを各シリンダごとに設ける
とともに、常用時に給気弁の閉弁角度を常用角度にした
常用開閉動作を作り出す常用カムを各シリンダごとに設
け、各シリンダで着火したことを判定して着火判定信号
を出力する着火判定器を各シリンダごとに設け、該着火
判定器の着火判定信号によって前記始動用カムから常用
カムに切換えるカム切換器を各シリンダごとに設けて該
カム切換器で切換える始動用又は常用カムにより給気弁
を開閉するように構成したことを特徴とする舶用大型デ
ィーゼル機関の給気弁装置。