[发明专利]发动机装置

说明书

本发明的目的在于提供一种在实现稳定的运转动作的同时、能够抑制热效率降低的发动机装置。本发明的发动机装置包括：进气歧管67，该进气歧管67使空气向汽缸36内供应；气体喷射器98，该气体喷射器98使燃料气体与由所述进气歧管67供应的空气混合而进入所述汽缸36；点火装置79，该点火装置79使所述燃料气体与空气预混合而得到的预混合燃料在所述汽缸36内点火；以及控制部73，该控制部73对所述汽缸36内的预混合燃料中的空气量不足进行判定。该控制部73在判定为空气量不足的情况下，对所述点火装置79的点火时间阶段性地进行延迟控制，而在判定为空气量充足的情况下，对所述点火时间阶段性地进行提前控制。

技术领域

本发明涉及作为驱动源的发动机装置，特别涉及基于燃料气体的燃烧而使输出轴旋转的发动机装置。

背景技术

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，柴油发动机的尾气中包含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将燃料气体与空气混合得到的混合气体供应到汽缸中使其燃烧(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，提供一种双燃料发动机，其能够并用使天然气等气体燃料(燃料气体)与空气混合而供应到燃烧室中使其燃烧的预混合燃烧方式和将重油等液体燃料喷射到燃烧室内使其燃烧的扩散燃烧方式(参照专利文献2及专利文献3)。

对于汽车用的汽油发动机，公开了为了运转动作的稳定化、推定失火频率而切换燃料喷射模式的控制装置(参照专利文献4)、以及失火判定中的旋转极限的函数中包含相对于点火角的极限值作为参数的运转方法(参照专利文献5)。

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2008-202545号公报

专利文献4：日本特开平09-303189号公报

专利文献5：日本特开2005-036808号公报

发明内容

不过，以预混合燃烧方式使其驱动的双燃料发动机、燃气发动机具备输出越大、相对于空燃比的爆燃区域及失火区域越大的特性，因此，必须控制为适当的空燃比(空气流量/燃料流量)。如果空燃比偏离适当值，则例如在空气流量过多的情况下(空燃比较大的情况下)，会发生失火，发动机的转速不稳定，最终，发动机停止。另一方面，在空气流量过少的情况下(空燃比较小的情况下)，会发生爆燃，使发动机的部件(活塞、衬垫等)受损。在此，在汽缸内火焰传播的过程中，未燃烧的部位处于高温高压，发生自点火，由此，发生爆燃。

可以通过使点火时间延迟(推后)来避免爆燃。这是因为：通过使点火时间延迟，燃烧的开始时间比适当值晚，燃烧变得缓慢。但是，通过使点火时间延迟来避免爆燃的情况下，存在如下问题：燃气发动机、双燃料发动机中，在执行预混合燃烧方式的燃烧动作时，其燃烧效率降低。

特别是，船舶用或发电机用的大型发动机装置中，由于进气歧管的容积较大，所以，相对于控制量而言，由进气歧管供应的空气量的响应性有所延迟。因此，由燃气发动机、双燃料发动机构成的大型发动机装置与汽车用的汽油发动机等不同，在基于检出爆燃发生来进行控制的情况下，不仅很难设定为适应所需空气量的点火时间，而且点火时间也往往无法与现状的空气量相对应。因此，虽然能够在爆燃发生后抑制爆燃，但是，不仅无法预先预测而抑制爆燃的发生情况，而且导致燃烧效率降低。

于是，本发明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。