双燃料柴油发动机及其运转方法技术

本发明专利技术的目的是在仅喷射油燃料的单独燃烧模式下的运转中，消除气体燃料喷射装置的喷射口的闭塞，使从单独燃烧模式向双燃烧模式的转变顺畅地进行，在向单独燃烧模式转变时，关闭电磁开闭阀(V1)，将气体燃料隔断。接着，打开电磁开闭阀(V3)，将残留在气体燃料供给路50中的气体燃料向系统外放出。接着，打开电磁开闭阀(V2)，从置换气体积存箱(44)向气体燃料供给路(50)导入置换气体，通过置换气体对气体燃料供给路(50)进行置换。在该置换完成时，将电磁开闭阀(V2及V3)关闭。接着，打开电磁开闭阀(V2)，将置换气体从气体燃料喷射器(26)向燃烧室(c)喷射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双燃料柴油发动机
本专利技术涉及一种双燃料柴油发动机及其运转方法，该双燃料柴油发动机喷射油燃料和气体燃料，将压燃性良好的轻油等油燃料作为先导燃料，使该油燃料自发点火，由此使气体燃料燃烧。
技术介绍
以往，公知有一种双燃料柴油发动机，其将天然气等气体燃料作为主燃料，并将压燃性良好的油燃料作为先导燃料，在高温下的燃烧室内使油燃料自发点火，由此使作为主燃料的气体燃料燃烧。双燃料柴油发动机的目的在于，通过使用容易与燃烧空气混合的气体燃料，来消除不完全燃烧，实现废气的低公害化，并且实现燃料成本的削减。在专利文献1及专利文献2中公开一种双燃料柴油发动机。专利文献1的双燃料柴油发动机使先导燃料喷射阀位于气体燃料喷射阀的涡流方向上游侧，且使先导燃料及气体燃料向涡流的流动方向喷射，由此使气体燃料可靠地点火。专利文献2提出一种能够以低成本将已存的柴油发动机改造成双燃料柴油发动机的双燃料柴油发动机的结构。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本实开昭62-45339号的说明书及附图【专利文献2】日本特开2003-193874号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】在双燃料柴油发动机中，存在将油燃料和气体燃料同时喷射的双燃烧模式和仅将油燃料单独喷射的单独燃烧模式。单独燃烧模式例如在刚开始运转之后的极低负载运转区域中进行。然而，在单独燃烧模式中，燃烧残渣可能附着在气体燃料喷射装置的喷射口上而将喷射口闭塞。由此，存在妨碍向双燃烧模式的顺畅的转变的问题。本专利技术鉴于这样的现有技术的课题，其目的是在双燃料柴油发动机中，在单独燃烧模式下的运转中，消除气体燃料喷射装置的喷射口的闭塞，使从单独燃烧模式向双燃烧模式的转变顺畅地进行。【用于解决课题的方案】为了实现上述目的，本专利技术的双燃料柴油发动机的运转方法包括：第一工序，在该工序中，以向燃烧室仅喷射油燃料的单独燃烧模式使双燃料柴油发动机运转；第二工序，在该工序中，在单独喷射模式下的运转中，当燃烧室的压力低于置换气体的供给压力时，从气体燃料喷射装置喷射置换气体，将附着在该气体燃料喷射装置的喷射口上的燃烧残渣除去。由此，在仅喷射油燃料的单独喷射模式下的运转中，能够将附着在气体燃料喷射装置的喷射口上的燃烧残渣吹飞，来防止该喷射口的闭塞。因此，能够使从单独燃烧模式向双燃烧模式的转变顺畅地进行。燃烧室的压力低于置换气体的供给压力时是指例如活塞处于下止点区域且燃烧室的压力降低时。此时，从气体燃料喷射装置喷射置换气体变得容易。置换气体例如使用氮气等不活泼气体或空气等。在置换气体的供给装置由经由置换气体供给路而与气体燃料喷射装置连接的置换气体积存箱构成时，所述第二工序可以为如下工序：在燃烧室的压力比置换气体积存箱的压力降低时，从该置换气体积存箱将置换气体向燃烧室喷射。由此，仅通过将设于该置换气体供给路的开闭阀打开，就能够通过置换气体积存箱的压力将置换气体向燃烧室供给。因此，置换气体的供给不需要任何驱动装置。在上述本专利技术方法的实施中能够直接使用的本专利技术的双燃料柴油发动机为了实现上述目的，具备：油燃料供给装置，其向先导燃料喷射装置供给油燃料；气体燃料供给装置，其向气体燃料喷射装置供给气体燃料；置换气体供给装置，其向气体燃料喷射装置供给置换气体；活塞位置检测装置，其检测活塞的位置；控制装置，其在向燃烧室仅喷射油燃料的单独喷射模式下的运转中，在燃烧室的压力低于置换气体的供给压力时，从气体燃料喷射装置喷射置换气体。通过上述结构，在仅喷射油燃料的单独喷射模式下的运转中，从气体燃料喷射装置喷射置换气体，由此能够将附着在气体燃料喷射装置的喷射口上的燃烧残渣吹飞，能够防止气体燃料喷射装置的喷射口的闭塞。因此，能够顺畅地进行从单独燃烧模式向双燃烧模式的转变。另外，在燃烧室的压力低于置换气体的供给压力时，从气体燃料喷射装置喷出置换气体，由此置换气体的喷射变得容易。在上述结构中，还可以构成为，气体燃料供给装置具备经由气体燃料供给路而与气体燃料喷射装置连接的气体燃料积存箱和在该气体燃料供给路上设置的第一开闭阀，置换气体供给装置具备在第一开闭阀的下游侧经由从气体燃料供给路分支的置换气体供给路而连接的置换气体积存箱和在该置换气体供给路上设置的第二开闭阀，而且，所述双燃料柴油发动机具备在比置换气体供给路的分支点靠下游侧的位置从气体燃料供给路分支的大气导入路和在该大气导入路上设置的第三开闭阀，通过控制装置能够控制所述各开闭阀的开闭动作。通过上述结构，仅通过控制装置对第一～第三开闭阀进行控制的简单的机构，就能够使单独燃烧模式下的置换气体的喷射自动化。并且，在双燃烧模式与单独燃烧模式之间的切换时，能够将残留在气体燃料供给路中的气体燃料或置换气体从大气导入路向大气中放出。因此，在刚切换之后，不将之前的残留气体从气体燃料喷射器喷射，而能够顺畅地进行向下一气体的切换供给。【专利技术效果】根据本专利技术，在仅喷射油燃料的单独喷射模式下的运转中，从气体燃料喷射装置喷射置换气体，由此能够将附着在气体燃料喷射装置的喷射口上的燃烧残渣吹飞。由此，能够防止气体燃料喷射装置的喷射口的闭塞，能够顺畅地进行从单独燃烧模式向双燃烧模式的转变。另外，在活塞处于下止点区域且燃烧室为低压时，从气体燃料喷射装置喷射置换气体，由此置换气体的喷射变得容易。附图说明图1是本专利技术方法及装置的一实施方式的双燃料柴油发动机的主视剖视图。图2是上述实施方式的双燃料柴油发动机的横向剖视图。图3是表示上述实施方式中的燃烧室内压力与置换气体喷射时期的关系的线图。图4是表示在上述实施方式中进行置换气体喷射的操作顺序的图表。具体实施方式以下，使用图示的实施方式，对本专利技术进行详细地说明。但是，该实施方式中记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等只要没有特别特定的记载，就不是将本专利技术的范围仅限定于此的意思。基于图1～图4，对适用了本专利技术的双燃料柴油发动机的一实施方式进行说明。本实施方式是将本专利技术适用于二冲程的双燃料柴油发动机的例子。在图1中，本实施方式的双燃料柴油发动机10具备圆筒状的气缸12、与气缸12的上端结合的气缸盖14及在气缸12的内部收容成往复运动自如的活塞16。通过气缸12的周壁12a、气缸盖14及活塞16的顶面16a，形成燃烧室c。在活塞16的外周面设有活塞环18，来将活塞外周面与气缸周壁12a之间密封。在气缸下部区域的周壁12a上沿周向等间隔地开设有多个扫气端口20。扫气端口20形成在比处于下止点区域的活塞16的顶面16a(图1中用双点划线表示)靠上方的位置，在活塞16位于下止点区域时，从扫气端口20向燃烧室c供给空气。另外，在气缸盖14的中央开设有排气端口，并且在该排气端口设有对该排气端口进行开闭的排气阀22。该排气阀22在活塞16处于上升行程的扫气行程时打开，直至活塞16到达上止点的跟前约100°的位置为止。并且，通过从扫气端口20向燃烧室c供给的空气，对残留在燃烧室c中的前一行程的排气进行扫气。在气缸盖14上，在排气阀22的周围设有2组双燃料喷射装置24a及24b。双燃料喷射装置24a、24b在相对于气缸12的中心轴线对称的位置彼此以180°间隔配置。双燃料喷射装置24a、24b由气体燃料喷射器26和先导燃料喷射器28构成，该气体燃料喷射器26向燃烧室c喷射天然气等气体燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双燃料柴油发动机的运转方法，所述双燃料柴油发动机从先导燃料喷射装置向气缸内的燃烧室喷射点火用油燃料，并且从气体燃料喷射装置向气缸内的燃烧室喷射气体燃料，所述双燃料柴油发动机的运转方法的特征在于，包括：第一工序，在该工序中，以向所述燃烧室仅喷射油燃料的单独燃烧模式使双燃料柴油发动机运转；第二工序，在该工序中，在所述单独喷射模式下的运转中，当所述燃烧室的压力低于置换气体的供给压力时，从所述气体燃料喷射装置喷射置换气体，将附着在该气体燃料喷射装置的喷射口上的燃烧残渣除去。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.11 JP 2012-0902341.一种双燃料柴油发动机，其具备气缸、在该气缸内往复运动的活塞、与该气缸一起形成燃烧室的气缸盖、喷射油燃料的先导燃料喷射装置及喷射气体燃料的气体燃料喷射装置，所述双燃料柴油发动机的特征在于，具备：油燃料供给装置，其向所述先导燃料喷射装置供给油燃料；气体燃料供给装置，其向所述气体燃料喷射装置供给气体燃料；置换气体供给装置，其向所述气体燃料喷射装置供给置换气体；活塞位置检测装置，其检测所述活塞的位置；控制装置，其在向所述燃烧室仅喷射油燃料的单独燃烧模式下的运转中，在所述燃烧室的压力低于置换气体的供给压力时，从所述气体燃料喷射装置喷射置换气体，所述气体燃料供给装置包括经由气体燃料供给路而与所述气体燃料喷射装置连接的气体燃料积存箱和在该气体燃料供给路上设置的第一开闭阀，所述置换气体供给装置包括在所述第一开闭阀的下游侧经由从所述气体燃料供给路分支的置换气体供给...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田裕幸，柚木晃广，三柳晃洋，平冈直大，驹田耕之，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP