[发明专利]内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置，特别地涉及进行使用氨和用于促进该 氨的燃烧的助燃燃料来作为燃料的内燃机的控制的装置。

背景技术

曾提出了作为石油系燃料以外的燃料使用氨(NH₃)的内燃机，其相 关技术曾在下述专利文献1和非专利文献1中被公开。通过使用氨作为内 燃机的燃料可以谋求削减二氧化碳(CO₂)的排出量，但是氨与汽油等的 石油系燃料相比具有燃烧速度慢并难以燃烧的性质。在专利文献1中，通 过利用燃烧后的排气的热来分解氨以生成氢气(H₂)，并将该氢气导入副 燃烧室内以进行初期燃烧，来促进燃烧室内的氨的燃烧。

专利文献1：日本特开平5-332152号公报

非专利文献1：Shawn M.Grannell等，”THE OPERATING FEATURES OF A STOICHIOMETRIC，AMMONIA AND GASOLINE DUAL FUELED SPARK IGNITION ENGING”，IMECE2006-13048，2006 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition， 2006

发明内容

在内燃机中，为了进行抑制了燃烧变动的稳定的运行，必须以在活塞 处于上死点附近的期间足以完结燃烧的燃烧速度燃烧燃料。但是，燃料的 燃烧速度不仅受到燃料的种类的影响，也受到内燃机的运行条件的影响。 在使用氨和助燃燃料作为燃料的内燃机中，如果其运行条件变化、燃料的 燃烧速度降低，则燃烧速度慢的氨的使用比例变得过量，从而燃烧变动增 大，内燃机的稳定运行变得困难。另一方面，如果内燃机的运行条件变化、 燃料的燃烧速度增大，则燃烧速度慢的氨的使用比例不足，氨的利用效率 被制约，有发生爆震、稳定的运行变得困难之虞。在专利文献1中，没有 表示氨和氢的使用分配量，根据内燃机的运行条件，进行稳定的燃烧有可 能变得困难。

本发明的目的是提供一种可以增加氨的使用比例，并且实现抑制了内 燃机的燃烧变动的稳定的运行的内燃机的控制装置。

本发明涉及的内燃机的控制装置，是进行下述内燃机的控制的装置， 所述内燃机使用氨和用于促进该氨的燃烧的助燃燃料来作为燃料，该控制 装置的要旨在于，具备根据内燃机的运行条件的变化而使氨和助燃燃料的 使用分配量变化的燃料分配控制单元。作为在此的内燃机的运行条件，可 以举出内燃机的转速和负荷，燃料分配控制单元可以根据内燃机的转速和 负荷中的任一项以上的变化来使氨和助燃燃料的使用分配量变化。

在本发明的一形态中，优选：燃料分配控制单元相对于内燃机的转速 的减少使氨的使用比例增大并使助燃燃料的使用比例减少。另外，在本发 明的一形态中，优选：燃料分配控制单元相对于内燃机的负荷的增大使氨 的使用比例增大并使助燃燃料的使用比例减少。

在本发明的一形态中，优选：助燃燃料包含氢、烃系燃料和醇系燃料 中的任一种以上。

根据本发明，通过根据内燃机的运行条件的变化来使氨和助燃燃料的 使用分配量变化，可以增大氨的使用比例，并且实现抑制了内燃机的燃烧 变动的稳定的运行。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的控制装置和作为控制对象的内燃 机的概略构成的图。

图2是表示通过计算调查了相对于氨使助燃燃料的使用比例变化时的 燃烧速度的变化的结果的图。

图3是表示一边使内燃机的转速变化一边调查了相对于氨喷射比例的 燃烧变动的特性的实验结果的图。

图4是表示一边使内燃机的负荷变化一边调查了相对于氨喷射比例的 燃烧变动的特性的实验结果的图。

图5是表示通过实验调查了在高负荷的运行条件下使氨的喷射比例变 化时的热效率的变化的结果的图。

图6是显示表示相对于内燃机的运行条件的氨喷射比例的关系的特性 图的一例的示意图。

图7是表示本发明的实施方式涉及的控制装置和作为控制对象的内燃 机的另一概略构成的图。

图8是表示本发明的实施方式涉及的控制装置和作为控制对象的内燃 机的另一概略构成的图。

附图标记说明