发动机装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供在运转模式的切换时能够实现稳定的运转动作的发动机装置。本申请发明专利技术的发动机装置(21)具备：进气岐管(67)，其使空气向气缸(77)内供给；排气岐管(44)，其将来自所述气缸77的废气排出；气体喷射器(98)，其使气体燃料与从进气岐管(67)供给来的空气混合；以及主燃料喷射阀(79)，其将液体燃料喷射至气缸(77)并使其燃烧。当将运转模式从气体模式以及柴油模式中的一方向另一方切换时，在通过单调增大的增量控制而使得切换后的运转模式下所投入的第一燃料的供给量增大至切换阈值之后，通过基于发动机转速的调速控制而进行控制，基于发动机转速或者发动机负荷而设定所述切换阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发动机装置
本专利技术涉及对于天然气等气体燃料以及重油等液体燃料均能够应对的采用多种燃料型的发动机装置。
技术介绍
以往，例如油轮、运输船等船舶、陆地上的发电设施中，利用柴油发动机作为其驱动源。但是，柴油发动机的废气中含有许多妨碍环保的有害物质、亦即氮氧化物、硫氧化物及粒子状物质等。因此，近年来，作为代替柴油发动机的发动机，能够降低有害物质的产生量的燃气发动机等逐渐得到普及。使用称为天然气的燃料气体来产生动力的所谓的燃气发动机是将燃料气体与空气混合而得到的混合气体供给到气缸中，使其燃烧(参照专利文献1)。此外，作为将柴油发动机的特性和燃气发动机的特性分别组合而得到的发动机装置，提供一种能够并用预混合燃烧方式和扩散燃烧方式的双燃料发动机，其中，所述预混合燃烧方式是使天然气等气体燃料(燃料气体)与空气混合而供给到燃烧室中使其燃烧的方式，所述扩散燃烧方式是将重油等液体燃料喷射到燃烧室内使其燃烧的方式(参照专利文献2)。另外，作为双燃料发动机，提出有：在从基于气体燃料的气体模式向基于液体燃料的柴油模式切换时，对气体燃料和液体燃料进行调整切换的多燃料发动机或者双燃料发动机(专利文献3)。专利文献专利文献1：日本特开2003-262139号公报专利文献2：日本特开2002-004899号公报专利文献3：日本特开平08-004562号公报
技术实现思路
但是，在双燃料发动机中，当对运转模式进行切换时，如引用文献3那样，在重复投入气体燃料以及液体燃料的同时，对气体燃料以及液体燃料进行调整。此时，对气体燃料以及液体燃料中的一方的供给量进行调速控制，并且按斜坡函数(比例函数)对另一方的供给量进行增减量控制，由此将发动机转速调整为与目标转速一致。然而，以往，大多是基于气体燃料以及液体燃料中的一方的供给量，将调速控制和增减量控制之间的切换时机的阈值设定为恒定值。因此，当发动机装置以高转速进行驱动时，在对于切换后的运转模式下的燃料变更为调整控制的情况下，其供给量减少，因此，燃料供给量受到负荷变动的影响而大幅地变动，发动机装置的发动机转速急剧地变动，从而有时会根据情况而进行紧急停止。另外，当发动机装置以低转速进行驱动时，在针对切换后的运转模式下的燃料变更为调整控制的情况下，其供给量增多，因此，有时发动机装置的发动机转速会变为超速旋转(超速)。另外，在船舶用的大型发动机装置中，要求在紧急时以柴油模式进行运转而维持船舶的航行。对此，在现有的发动机装置中，在紧急时从气体模式向柴油模式切换的情况下，因气缸内的燃料供给过多而产生气缸内压的过大、异常燃烧、或者因气缸内的燃料不足而产生失火，从而运转动作变得不稳定，有可能使得运转中断而导致船舶停止。因此，本专利技术的技术课题在于研究如上所述的现状而提供一种实施了改善的发动机装置。本申请专利技术的发动机装置具备：进气歧管，其使空气向气缸内供给；排气岐管，其将来自所述气缸的废气排出；气体喷射器，其使气体燃料与从所述进气歧管供给来的空气混合；以及主燃料喷射阀，其将液体燃料喷射至所述气缸并使其燃烧，针对多个所述气缸分别设置有所述气体喷射器以及所述主燃料喷射阀，所述发动机装置在将所述气体燃料投入至所述气缸内的气体模式、和将所述液体燃料投入至所述气缸内的柴油模式的任意模式下进行驱动，其中，当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，在通过单调增大的增量控制而使得切换后的运转模式下所投入的第一燃料的供给量增大至切换阈值之后，通过基于发动机转速的调速控制而对所述第一燃料的供给量进行控制，基于发动机转速或者发动机负荷而设定所述切换阈值。在这种发动机装置中，可以构成为：当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，通过基于发动机转速的调速控制而对切换前的运转模式下所投入的第二燃料的供给量进行控制，在通过所述增量控制而使得所述第一燃料的供给量达到所述切换阈值之后，通过单调减小的减量控制而使第二燃料的供给量减小。此时，当通过所述减量控制而使得所述第二燃料的供给量达到下限值时，使所述第二燃料的供给停止。而且，可以构成为：如果发动机转速或者发动机负荷较低，则将所述切换阈值设定为较小的量。在上述各发动机装置中，可以构成为：当在瞬间内从所述气体模式向所述柴油模式切换时，基于发动机转速或者发动机负荷而设定切换为所述柴油模式后的液体燃料的供给量，并开始所述液体燃料的供给、且使所述气体燃料的供给停止，之后，对所述液体燃料的供给量进行调速控制。此时，如果发动机转速或者发动机负荷较低，则将瞬间切换后的所述液体燃料的供给量设定为较小的量。专利技术效果根据本申请专利技术，因为在运转模式的切换时，基于发动机转速或者发动机负荷而设定切换阈值，故而，当以低负荷或者低转速而运转时，发动机转速不会升高至超过上限值的转速(超速)，当以高负荷或者高转速而运转时，能够将针对负荷变动的应对性维持为良好。即，当发动机装置以低负荷或者低转速而运转时，将切换阈值设为较小的值，从而不会使发动机转速升高至目标转速，在将模式切换后的燃料的供给切换为调速控制的同时，能够使模式切换前的燃料的供给停止。另外，当发动机装置以高负荷或者高转速而运转时，将切换阈值设为较大的值，从而能够针对对发动机转速的影响力较大的燃料的供给量进行调速控制。因此，例如，即使在负荷急剧地减小的情况下，也能够将发动机转速维持在目标转速附近，从而能够避免升高至会导致紧急停止的发动机转速。根据本申请专利技术，由于根据发动机装置的负荷或转速而设定液体燃料的供给量，因此，当以低负荷或者低转速而运转时，发动机转速不会升高至超过上限值的转速(超速)，当以高负荷或者高转速而运转时，能够将针对负荷变动的应对性维持为良好。即，当发动机装置以低负荷或者低转速而运转时，将液体燃料设为较小的值，从而不会使发动机转速升高至目标转速，在瞬间内对液体燃料的供给进行调速控制的同时，能够使气体燃料的供给停止。另外，当发动机装置以高负荷或者高转速而运转时，将液体燃料的供给量设为较大的值，从而能够避免发动机转速因燃料不足而降低，即使在瞬间切换后也能够以目标转速而维持发动机转速。附图说明图1是本专利技术的实施方式中的船舶的整体侧视图。图2是机舱的侧视剖视图。图3是机舱的俯视说明图。图4是表示本专利技术的实施方式中的发动机装置的燃料供给通路的结构的概要图。图5是表示本专利技术的实施方式中的发动机装置的进气排气通路的结构的概要图。图6是示意性地表示本专利技术的实施方式中的发动机装置中的气缸盖内的结构的概要图。图7是本专利技术的实施方式中的发动机装置的控制框图。图8是表示气体模式以及柴油模式的各模式下的气缸内的动作的说明图。图9是表示由6个气缸构成的发动机装置的各气缸的动作状态的状态迁移图。图10是表示本专利技术的实施方式中的发动机装置的排气歧管设置侧(右侧面)的立体图。图11是表示本专利技术的实施方式中的发动机装置的燃料喷射泵设置侧(左侧面)的立体图。图12是本专利技术的实施方式中的发动机装置的左视图。图13是用于说明使本专利技术的实施方式中的发动机装置以气体模式运转时的相对于负荷的空燃比控制的图。图14是表示发动机控制装置的气体模式下的燃料供给控制的基本动作的流程图。图15是表示使低负荷且低转速的发动机装置从气体模式向柴油模式切换时的、燃料气体以及燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机装置，具备：进气歧管，其使空气向气缸内供给；排气岐管，其将来自所述气缸的废气排出；气体喷射器，其使气体燃料与从所述进气歧管供给来的空气混合；以及主燃料喷射阀，其将液体燃料喷射至所述气缸并使其燃烧，针对多个所述气缸分别设置有所述气体喷射器以及所述主燃料喷射阀，所述发动机装置在将所述气体燃料投入至所述气缸内的气体模式、和将所述液体燃料投入至所述气缸内的柴油模式的任意模式下进行驱动，所述发动机装置的特征在于，当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，在通过单调增大的增量控制而使得切换后的运转模式下所投入的第一燃料的供给量增大至切换阈值之后，通过基于发动机转速的调速控制而进行控制，基于发动机转速或者发动机负荷而设定所述切换阈值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.16 JP 2015-1824821.一种发动机装置，具备：进气歧管，其使空气向气缸内供给；排气岐管，其将来自所述气缸的废气排出；气体喷射器，其使气体燃料与从所述进气歧管供给来的空气混合；以及主燃料喷射阀，其将液体燃料喷射至所述气缸并使其燃烧，针对多个所述气缸分别设置有所述气体喷射器以及所述主燃料喷射阀，所述发动机装置在将所述气体燃料投入至所述气缸内的气体模式、和将所述液体燃料投入至所述气缸内的柴油模式的任意模式下进行驱动，所述发动机装置的特征在于，当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，在通过单调增大的增量控制而使得切换后的运转模式下所投入的第一燃料的供给量增大至切换阈值之后，通过基于发动机转速的调速控制而进行控制，基于发动机转速或者发动机负荷而设定所述切换阈值。2.根据权利要求1所述的发动机装置，其特征在于，当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩原良一，洞井正义，村上大志，大皿达郎，山岸修，
申请(专利权)人：洋马株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP