[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)，其使气体燃料与由进气岐管(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，在判断为发动机转速已接近于使得发动机装置紧急停止的上限值时，在瞬间切换为柴油模式。

本申请是申请号为201680040463.8(国际申请号为PCT/JP2016/065255)、申请日为2016年5月24日、发明名称为“发动机装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明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。

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从而使其燃烧的方式，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并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

发明内容

不过，在双燃料发动机中，当对运转模式进行切换时，如引用的专利文献3所述，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，并且以斜坡函数(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，大多时候是基于气体燃料以及液体燃料中的一方的供给量而将调速控制和增减量控制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，在针对切换后的运转模式下的燃料而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而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)。

特别是若负荷在运转模式的切换中降低，则在发动机驱动所需的燃料供给量少于不承担调速的燃料(即，以斜坡函数而变化的燃料)的供给量的情况下，无法对发动机装置进行调速而变为超速。若发动机装置变为超速，则判断为其运转动作处于危险区域，从而为了紧急避险而停止。

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。