燃气发动机的排气控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气发动机的排气净化装置，特别是涉及对用于固定式发电机或船舶的燃气发动机的有效抑制NOx (氮氧化物)排出的排气控制装置。
【背景技术】
[0002]公知从发动机排出的NOx排出量与燃料消耗率处于折衷关系，期望在满足NOJ艮制值的同时使燃料消耗率降低地运行。
[0003]作为抑制^^^生成的方法，控制点火正时和空燃比是有效的，例如，在专利文献I (特开2003-148187号公报)中公开了在供给组成变化的燃料的燃气发动机中，根据燃料组成测量机构、负荷测量机构、转速测量机构的输出来控制燃气发动机的点火正时和空燃比，对燃料组成变化时的爆震和产生进行抑制。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:(日本)特开2003-148187号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的技术问题
[0008]但是，在专利文献I中，抑制的是燃气发动机的燃料组成变化时的NOx排出量，并未根据应抑制出量的环境状态或地理状态来抑制NO ,排出量。
[0009]S卩，产生需要暂时抑制啤排出量的环境条件或地理条件的情况，例如:城市中在夏季发出光化学烟雾的命令警报时需要暂时抑制作为光化学烟雾的产生原因的NOx的情况；在发动机运行时间接近规定的维护时间而担心排气浓度恶化的时期内，在直到维护的执行为止的期间暂时抑制的情况；在外气环境条件为高温且低湿度状态下燃烧温度高温化的情况；如船舶用或移动体的发动机进入NOJg制区域内或限制国家内时需要暂时抑制的情况等。
[0010]为了应对这样的需要暂时进行NOx抑制的情况，如果设置高级的应对设备或始终使应对控制工作，会导致设备费用的增大或发动机的燃料消耗率的恶化。
[0011 ] 因此，通过暂时执行NOx抑制运行，与始终进行NOx抑制运行的情况相比，能够抑制燃料经济性恶化和设备费用的增大，更为经济。
[0012]特别是在发电机用的燃气发动机中，为了 NOJ艮制而必须设置昂贵的脱硝设备来抑制发电输出地运行，因此进行暂时的抑制运行对于保持发电输出恒定并且抑制燃气发动机的燃料经济性恶化是有效的。
[0013]于是，本发明鉴于上述技术课题，目的在于提供一种燃气发动机的排气控制装置，通过在产生需要暂时抑制NOx排出量的环境条件或地理条件的情况下，进行NOx抑制运行，并在除此之外的情况下进行重视燃料经济性的稳定运行，来实现NOx的降低和燃料经济性的提尚。
[0014]用于解决技术问题的技术方案
[0015]本发明为了解决上述课题，提出一种燃气发动机的排气控制装置，其混合燃气和空气，将混合后的混合气体向燃烧室供给，该燃气发动机的排气控制装置的特征在于，具备:点火正时控制机构，其控制被供给到燃烧室内的混合气体的点火正时；空气过剩系数控制机构，其控制燃烧室内的空气过剩系数；基本运行模式，以基于发动机转速和发动机负荷将点火正时和空气过剩系数设定为燃料消耗率最佳的第一目标点火正时和第一目标空气过剩系数作为目标值，对所述点火正时控制机构和所述空气过剩系数控制机构进行控制；N0X降低要求判定机构，利用环境条件、地理条件、发动机运行历史条件中的至少一个条件，判定是否暂时抑制NOx排出量HgNOx运行模式，以使所述第一目标点火正时延迟的第二目标点火正时和使所述第一目标空气过剩系数增大的第二目标空气过剩系数作为目标值，对所述点火正时控制机构和空气过剩系数控制机构进行控制；运行模式切换机构，其在利用所述要求判定机构判定存在降低要求的情况下，切换至所述低NO x运行模式，使该低^,运行模式持续直到所述NO ,降低要求被解除，在所述NO x降低要求被解除的情况下切换至所述基本运行模式。
[0016]根据本发明，仅在利用环境条件、地理条件、发动机运行历史条件中的至少一个条件，判定需要暂时抑制出量时，运行模式切换机构切换至低NOx运行模式，利用所述空气过剩系数控制机构进行基于使第一目标空气过剩系数增大的第二目标空气过剩系数的控制，再利用所述点火正时控制机构进行基于使第一目标点火正时延迟的第二目标点火正时的控制。
[0017]因此，能够得到如下燃气发动机的排气控制装置，不需要始终使目标空气过剩系数增大，使点火正时延迟地进行N0J#低运行，在必要情况之外进行重视燃料经济性的稳定运行，由此实现NOx降低和燃料经济性提高。
[0018]并且，在本发明中优选的是，所述N0J#低要求判定机构在所述燃气发动机所设置的区域及其周边发出了光化学烟雾警报时，判定为需要。
[0019]通过这样地构成，特别是在城市中在夏季，在发出了光化学烟雾警报的情况下，为了降低光化学烟雾的产生原因即出量，暂时地切换至低NO x运行模式进行NO x降低运行，由此不会伴随着整个(全部运转时间)运行的燃料经济性恶化地得到高效地降低效果。
[0020]并且，在本发明中优选的是，所述N0J#低要求判定机构在所述燃气发动机所设置的外气温度在规定值以上、且湿度在规定值以下的高温低湿度状态时，判定为需要。
[0021]通过这样地构成，在外气温度在规定值以上、且湿度在规定值以下的高温低湿度状态时，由于处于供气温度变高容易产生情况，因此暂时地切换至低NO x运行模式而进行NOx降低运行，由此能够高效地得到降低NO ,的效果。
[0022]作为高温低湿度的条件，例如是气温在30°C以上且相对湿度在40%以下的情况。
[0023]并且，在本发明中优选的是，所述N0J#低要求判定机构基于所述燃气发动机的运行经年数据，在达到下一次维护时间前的规定期间，或从最初的运行开始达到规定期间时，判定为需要。
[0024]通过这样地构成，在进行燃气发动机的部件更换等的维护时间之前，处于排气状态恶化的倾向，因此在这样的时期内，或者在从最初的运行开始达到规定时间时，与维护时间无关而处于排气状态恶化的倾向，因此在这样的时期内，暂时地切换至低NOx运行模式并进行NOx降低运行，能够高效地得到降低N0.的效果。
[0025]并且，在本发明中优选的是，所述N0J#低要求判定机构在搭载所述燃气发动机的移动体接近或进入NOx排出量限制区域时，判定为需要。
[0026]通过这样地构成，在所述燃气发动机是搭载于作为移动体的车辆或船舶的发电机用的动力源的情况下，或者，在用作移动体的车辆或船舶的主动力源的情况下，当该移动体接近或进入NOx排出量限制区域时，暂时地切换至低NO )!运行模式并进行NO x降低运行，能够高效地得到降低效果。
[0027]并且，在本发明中优选的是，在所述燃气发动机中具备增压器，在所述低啤运行模式中，控制所述增压器，以增大空气过剩系数。
[0028]通过这样地构成，控制增压器的排气支路流量来增大增压量，能够增大空气过剩系数。由此，能够进行NOx降低的运行。
[0029]因此，在具有增压器的燃气发动机中，暂时地切换至低^,运行模式并进行NO低运行，能够高效地得到降低效果。
[0030]并且，在本发明中优选的是，所述燃气发动机利用引燃喷射式的燃烧室结构构成，通过使向副室内或主室内喷射的弓I燃燃料减少来进行所述低^^^运行模式中的空气过剩系数的增大。
[0031]通过这样地构成，通过使引燃燃料减少能够增大空气过剩系数。由此，能够进行运行。
[0032]因此，在燃气发动机利用引燃喷射式的燃烧室结构构成的情况下，通过暂时地切换至低^,运行模式并进行NO x降低运行，能够高效地得到降低NO ,的效果。
[0033]发明效果
[0034]根据本发明，基于产生需要暂时抑制出量的环境条件或地理条件的状态，进行^,抑制运行的持续和解除，并对N0.抑制运行和重视燃料经济性的稳定运行进行切换，由此能够实现NOx的降低和燃料经济性的提高。
【附图说明】
[0035]图1表示本发明的第一实施方式，是表示具备排气控制装置的燃气发动机的整体结构的系统图。
[0036]图2是表示第一实施