双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种在切换燃料时可抑制过剩热量供给的双燃料机以及双燃料机的控制方法。一种双燃料机(1)，其具有仅通过石油进行运转的柴油模式以及通过石油和气体进行运转的气体模式，并且具有控制部，其切换柴油模式与气体模式，并控制石油和气体各自向筒内的喷射量，其中，在从柴油模式向气体模式切换时，控制部进行控制，使切换指令开始时气体的喷射量增大第1规定量的同时，使石油减少相当于气体的第1规定量的热量的喷射量，之后，使气体的喷射量逐渐增加，同时使石油的喷射量逐渐减少。
【专利说明】
双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法。
【背景技术】
[0002]作为内燃机，以往一直使用以石油为燃料的柴油机。然而，从环保等的角度考虑，正在研究将气体和石油作为燃料，并将它们切换使用的双燃料机。
[0003]例如，在专利文献I中，公开了在以气体和石油为燃料的双燃料机中切换使用燃料的情况。当仅以石油为燃料运转时，燃烧室内产生存量，这会妨碍以气体为燃料使用时的燃烧程序，因此在将燃料从石油切换为气体的过程中，需要通过设定一定期间过渡性的燃料比(例如，气体50 %、石油50 % )而将存量燃烧尽。
[0004]另外，公开了当以气体为主燃料使用时，引燃喷射石油进行点火的情况。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开2010-14112号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]然而，在上述专利文献I所公开的发明中，当用例如电磁阀进行喷射气体的喷射阀的控制时，并未考虑到电磁阀因最小喷射期间的最小值的限制而无法精细控制最小燃料喷射量的情况，因而存在刚从石油切换为气体时，喷射大量气体而导致向筒内供给的热量暂时过剩的问题。
[0010]在图3中，示出有表示如上所述的气体过剩供给时双燃料机的转数和筒内最高压力的时间推移的图。在本图中，横轴为时间，纵轴为双燃料机的转数以及筒内最高压力。在此，筒内最高压力是指，某种运转状态下的筒内的内压的最高值，与容许压力(筒内最高压力的上限值)不同，所述容许压力为与运转状态无关的在设计阶段决定的各个机构上固有的值。
[0011]在t= 0时刻，当从仅以石油为主燃料的柴油模式向以气体为主燃料并以石油为引燃燃料的气体模式切换时，若暂时过剩供给气体，则如图3所示，双燃料机的筒内最高压力从已稳定至此的值急剧升高，并暂时继续该状态，之后逐渐降低再次稳定。当筒内最高压力升高时，因作功量增加而使得双燃料机的转数也从稳定状态变为高速旋转。并且，当双燃料机的转数上升时，会出现减少燃料量的指示，如此气体喷射量的增加受到抑制，同时也大幅度减少了石油的喷射量。
[0012]这样一来，在切换燃料时，由于气体暂时过剩供给，双燃料机的筒内压力、转数以及总热量(各种燃料的喷射量)的各自的变动增大，不能进行稳定的基于燃烧的运转。
[0013]本发明鉴于上述事实而完成，其目的在于，提供一种能够抑制燃料切换时的过剩热量供给的双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法。
[0014]技术方案
[0015]为了解决上述课题，本发明的双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法采用以下方法。
[0016]本发明的第I方式为一种双燃料机，其具有控制部，该控制部切换仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式与通过所述石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式，并且控制所述石油燃料和所述燃料气体的喷射量，其中，在从所述第I运转模式向所述第2运转模式切换时，所述控制部进行控制，使所述燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使所述石油燃料减少相当于所述燃料气体的所述规定量的热量的喷射量，之后，使所述燃料气体的喷射量逐渐增加，同时使所述石油燃料的喷射量逐渐减少。
[0017]根据上述第I方式，双燃料机具有仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式和通过石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式。当从第I运转模式向第2运转模式切换时，为了使总热量不发生变化，进行以下控制，使燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使石油燃料减少相当于燃料气体的规定量的热量的喷射量，之后使燃料气体的喷射量逐渐增加，同时使石油燃料的喷射量逐渐减少。
[0018]燃料气体的喷射阀，例如像电磁阀那样具有最小喷射期间的最小值的限制，当难以精细控制最小燃料喷射量时，若在切换的同时喷射燃料气体，则刚切换时的燃料气体的喷射量暂时增大，导致向筒内供给多于控制指令值的过剩的热量。因此，在上述第I方式中，当从第I运转模式向第2运转模式切换时，为了使筒内的总热量不发生变化，使燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使石油燃料减少相当于燃料气体的规定量的热量的喷射量，从而能够抑制向筒内供给的热量的变动。由此，能够抑制双燃料机的筒内压的变动并实施稳定的切换控制，并且能够将NOx和油耗的变动尽可能地控制在最小限度。
[0019]在上述方式中，所述控制部可以构成为使所述石油燃料的喷射量逐渐减少至引燃喷射量，同时使所述燃料气体逐渐增加至相当于总热量中除了所述引燃喷射量的热量之外的热量的喷射量。
[0020]根据上述结构，使石油燃料的喷射量逐渐减少至引燃喷射量，同时使燃料气体逐渐增加至相当于总热量中除了引燃喷射量的热量之外的热量的喷射量，从而能够将石油燃料作为燃料气体的燃烧所需的引燃燃料进行使用，并且由于整体的总热量不变，因此能够抑制向筒内供给的热量的变动。由此，能够抑制双燃料机的筒内压的变动并实施稳定的切换控制，并且能够将NOx和油耗的变动尽可能地控制在最小限度。
[0021]本发明的第2方式为一种双燃料机，其具有控制部，该控制部切换仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式与通过所述石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式，并且控制所述石油燃料和所述燃料气体的喷射量，其中，在从所述第2运转模式向所述第I运转模式切换时，所述控制部进行控制，使所述燃料气体的喷射量逐渐减少，同时使所述石油燃料的喷射量逐渐增加，之后，当切换完成时，使所述燃料气体的喷射量减少规定量的同时，使所述石油燃料增大相当于所述燃料气体的规定量的热量的喷射量。
[0022]根据上述第2方式，当从第2运转模式向第I运转模式切换时，进行以下控制，使燃料气体的喷射量的比例逐渐减少，同时使石油燃料的喷射量的比例逐渐增加，之后切换完成时，为了使总热量不发生变化，使燃料气体的喷射量减少规定量的同时，使石油燃料增大相当于燃料气体的规定量的热量的喷射量。
[0023]燃料气体的喷射阀，例如像电磁阀那样具有最小喷射期间的最小值的限制，当难以精细控制最小燃料喷射量时，在切换时若逐渐减少燃料气体的喷射量，则切换完成时将导致燃料气体的喷射量暂时大幅度减少，向筒内供给的热量远远低于控制指令值。
[0024]因此，在上述第2方式中，为了从第2运转模式向第I运转模式切换完成时筒内的总热量不发生变化，使燃料气体的喷射量减少规定量的同时，使石油燃料增加相当于气体燃料的规定量的热量的喷射量，从而能够抑制向筒内供给的热量的变动。由此，能够抑制双燃料机的筒内压的变动并实施稳定的切换控制，并且能够将NOx和油耗的变动尽可能地控制在最小限度。
[0025]在上述任意一种方式中，所述燃料气体的所述规定量可以构成为在所述燃料气体喷射阀的所述最小喷射期间的最小喷射量以上。
[0026]根据上述结构，燃料气体的规定量为燃料气体喷射阀的最小喷射期间的最小喷射量以上，因此能够设定为可控制的值，并且能够抑制由于燃料气体喷射阀的规格限制而产生的第I运转模式与第2运转模式切换时燃料气体的热量变动，进而能够抑制向筒内供给的热量的变动，以便筒内的总热量不发生变化。
[0027]在上述任意一种方式中，所述控制部可以构成为具有表格，其存储所述燃料气体的供给压力和与其对应的所述燃料气体的所述规定量以及相当于所述燃料气体的所述规定量的热量的所述石油燃料的喷射量的关系，并且在开始进行所述第I运转模式与所述第2运转模式的切换时，检测所述燃料气体的所述供给压力，并基于检测到的该供给压力从所述表格中获取所述燃料气体的所述规定量和与其对应的所述石油燃料的喷射量。
[0028]根据上述结构，通过预先将燃料气体的供给压力和与其对应的燃料气体的喷射量的规定量以及相当于其热量的石油燃料的喷射量的各个关系保存在表格中，并且供给与检测到的供给压力相对应的规定量以及喷射量，使得燃料气体的喷射热量随着供给压力的变化而变化，但又能够决定适量的燃料气体的喷射量和石油燃料的喷射量，并且能够在筒内的总热量不变的情况下抑制筒内压的变动并实施稳定的切换控制。
[0029]本发明的第3方式为一种船舶，其具有上述任一项所述的双燃料机和搭载所述双燃料机的船体。
[0030]根据上述第3方式，由于将上述任意一种双燃料机搭载在了船舶上，因此能够抑制机器的筒内压的变动并实施稳定的切换控制。由此，可进行将NOx和油耗的变动尽可能地控制在最小限度的、环保的船舶运行。
[0031]本发明的第4方式为一种双燃料机的控制方法，其中所述双燃料机具有仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式和通过所述石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式，所述双燃料机的控制方法具有以下步骤:在从所述第I运转模式向所述第2运转模式切换时，使所述燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使所述石油燃料减少相当于所述燃料气体的规定量的热量的喷射量；以及使所述燃料气体的喷射量逐渐增加，同时使所述石油燃料的喷射量逐渐减少。
[0032]根据上述第4方式，双燃料机具有仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式和通过石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式。当从第I运转模式向第2运转模式切换时，为了使总热量不发生变化，进行以下控制，使燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使石油燃料减少相当于燃料气体的规定量的热量的喷射量，之后使燃料气体的喷射量逐渐增加，同时使石油燃料的喷射量逐渐减少。
[0033]燃料气体的喷射阀，例如像电磁阀那样具有最小喷射期间的最小值的限制，当难以精细控制最小燃料喷射量时，若在切换的同时喷射燃料气体，则刚切换时的燃料气体的喷射量暂时增大，导致向筒内供给多于控制指令值的过剩的热量。因此，在上述第4方式中，在切换时，为了使筒内的总热量不发生变化，使燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使石油燃料减少相当于燃料气体的规定量的热量的喷射量，从而能够抑制向筒内供给的热量的变动。由此，能够抑制双燃料机的筒内压的变动并实施稳定的切换控制，并且能够将NOx和油耗的变动尽可能地控制在最小限度。
[0034]有益效果
[0035]根据本发明，能够抑制燃料气体的热量供给的变动，因此能够抑制向筒内供给过剩的热量，并能够抑制双燃料机的筒内压和转数的变动且实施稳定的切换控制。
【附图说明】
[0036]图1是表示本发明的第I实施方式所涉及的双燃料机的各种燃料的喷射过程的横截面图和纵截面图。
[0037]图2是表示本发明的第I实施方式所涉及的双燃料机的石油燃料和燃料气体的热量的时间推移的图。
[0038]图3是表示本发明的第I实施方式所涉及的双燃料机的转数和筒内最高压力的时间推移的图。
[0039]图4是表示本发明的第2实施方式所涉及的燃料气体的燃料气体喷射阀喷射期间和燃料气体喷射阀喷射量的图。
【具体实施方式】
[0040]以下，参照附图对本发明所涉及的双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法的一实施方式进行说明。
[0041][第I实施方式]
[0042]以下，参照图1对本发明的第I实施方式进行说明。
[0043]在图1中，示出有本实施方式所涉及的双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法的概要结构以及各种燃料的喷射过程。
[0044]如图1所示，双燃料机I的主要结构具有:气缸部10、活塞20、燃料气体喷射阀101以及燃料喷射阀103。
[0045]在双燃料机I上，设置有由气缸套(未图示)、气缸盖(未图示)等构成的气缸部10，在气缸部10的内部，配置有活塞20，通过与活塞20连接的连接棒或曲柄轴等(未图示)向外部输出动力。
[0046]在双燃料机I中，各种燃料从燃料气体喷射阀1I和燃料喷射阀103喷射、供给，并且燃料在气缸部10内部燃烧。
[0047]双燃料机I搭载于例如船舶上，输出到外部的动力传递给螺旋桨并作为船舶的推进力进行输出。
[0048]燃料气体喷射阀101的控制通过电磁阀进行，对应电磁阀打开的期间，例如向筒内喷射升压至150?250bar左右的气体(燃料气体)。并且，燃料喷射阀103使用例如低速二冲程柴油机上使用的燃料喷射阀，对应燃料喷射阀的开度，向筒内喷射被燃料喷射栗升压的石油(石油燃料)。燃料气体喷射阀101和燃料喷射阀103通过图中未示出的控制部进行控制。另外，各个燃料气体喷射阀101和各个燃料喷射阀103分别配置在气缸部10上方的以气缸部1的中心轴为中心对称的位置。
[0049]在此，气体可使用将液化天然气(LNG)气化升压的压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)等中的任意一种。并且，可使用石油、重油、轻油等中的任意一种。
[0050]双燃料机I通过控制部切换仅以石油为主燃料的柴油模式(第I运转模式)与以气体为主燃料的气体模式(第2运转模式)，并通过任意一种模式进行运转。当在气体模式下运转时，需要引火的引燃喷射用燃料，而在本实施方式中，使用石油作为引燃喷射用燃料。另外，以下，将切换柴油模式与气体模式的期间称为切换期间。
[0051]在图1(a)至(C)中，示出有以气体为主燃料并且以石油为引燃燃料的气体模式下的各种燃料的喷射过程。
[0052]图1(a)表示压缩程序，在气缸部10内部向活塞20的上方仅供给空气，而不从燃料气体喷射阀101和燃料喷射阀103喷射燃料。随着活塞20向上方移动，气缸部10内部的空气被压缩。
[0053]下一程序的图1(b)表示点火程序，活塞20移动至上死点附近。这时，从燃料喷射阀103喷射气体点火所需的引燃油，并且从燃料气体喷射阀101喷射气体。此时，燃料喷射阀103作为用于点燃气体的引燃阀使用。
[0054]下一程序的图1(c)表示燃烧/膨胀程序，在图1(b)中喷射的气体和引燃油扩散燃烧。燃烧了的气体发生膨胀，将活塞20压回下方。
[0055]通过反复进行上述程序，活塞20上下移动，通过连接的曲柄轴(未图示)等向外部输出动力。
[0056]在图2中，不出有表不从燃料喷射阀103向筒内喷射的石油的热量和从燃料气体喷射阀101向筒内喷射的气体的热量的时间推移的图。
[0057]在图2中，横轴为时间，纵轴为相当于石油和气体的热量的系数。关于纵轴的系数，燃料切换前后的运转时的筒内总热量的期待值为I。并且，粗线和粗虚线为被气体的控制部控制的控制值(控制热量相对于总热量的比例)和常规控制值(为常规例的控制值，常规的控制热量相对于总热量的比例)，细线和细虚线为石油的控制值和常规控制值。
[0058]在图2中，同时示出有从柴油模式下的运转经过切换期间而切换为气体模式时的石油和气体的控制值、以及石油和气体的常规控制值的时间推移。在此，切换期间的开始时刻的时间t设为O。
[0059]当从柴油模式向气体模式切换时，控制部对燃料气体喷射阀101进行打开控制，但因供给的气体为高压气体，利用电磁阀对燃料气体喷射阀101进行控制，可知具有最小喷射期间的最小值(例如3?4ms)的限制。因此，燃料气体喷射阀101不能进行最小喷射期间以下的精细控制，无法根据控制指令值逐渐增加喷射量，因此会喷射比控制指令值大的最小喷射量。
[0060]对此，由于从燃料喷射阀103喷射的石油的喷射量逐渐减少，因此气体喷射量的增加量超过石油喷射量的减少量，向气缸部10的筒内供给多于所需总热量的过剩的热量。
[0061]因此，如图2的气体和石油的控制值的图所示，当从柴油模式向气体模式切换时，控制部在切换时同时指示燃料气体喷射阀101增加第I规定量(相当于热量Fs)，并指示燃料喷射阀103减少相当于气体的第I规定量的热量Fs的喷射量。在此，第I规定量设为燃料气体喷射阀1I的最小喷射期间的最小喷射量以上的喷射量。根据该指示，在图2的t = O时刻，气体的喷射量从O不连续地急剧上升至第I规定量。并且，在图2的t = 0时刻，石油从相当于总热量的喷射量不连续地急剧减少相当于气体的第I规定量的热量Fs的喷射量的份量。
[0062]喷射第I规定量的气体，并且喷射相当于总热量中除了气体的第I规定量的热量Fs的热量(1-Fs)的喷射量的石油后，控制部指不石油的喷射量连续逐渐减少，使其热量在t2时刻为相当于引燃喷射量的热量Fl，并且指示气体的喷射量连续逐渐增加，使其热量在t2时刻为热量F2 = 1-Fl，该热量F2为总热量中除了相当于引燃喷射量的热量之外的热量。为了抑制总热量的变动，石油喷射量的减少指示和气体喷射量的增加指示分别为线性函数地减少和增加的指示。然而，其减少和增加的趋势并不限定于图2的示例，只要是抑制总热量变动的控制，可以是例如二次函数的呈曲线状变化的减少指示和增加指示。
[0063]在t2时刻，气体的热量为F2，石油的热量为Fl，在t2时刻以后，双燃料机I在气体模式下运转。在此，t2可以与t3的值相同，为可适当设定的值。
[0064]通过如上进行控制，在从t= 0时刻到t2之间的切换期间内，向筒内供给的总热量受到抑制。
[0065]并且，当从气体模式向柴油模式切换时，同样，由于燃料气体喷射阀101的最小喷射期间的最小值的限制，难以精细控制最小喷射量，由于无法根据控制指令值逐渐减少喷射量，因此导致切换完成时气体的喷射量暂时大幅度减少，向筒内供给的总热量远远小于控制指令值。
[0066]因此，控制部首先指示石油的喷射量逐渐增加，使其热量达到总热量，之后指示气体的喷射量逐渐减小，使其热量变为O。并且，当切换完成时，指示燃料气体喷射阀101减少第2规定量，并指示燃料喷射阀103增加相当于第2规定量的热量的喷射量。在此，第2规定量设为燃料气体喷射阀1I的最小喷射期间的最小喷射量以上的喷射量。根据该指示，在切换完成时，石油喷射量从引燃喷射量不连续地急剧上升相当于第2规定量的热量的喷射量的份量，同时气体不连续地急剧减少第2规定量的份量。
[0067]如上所述，根据本实施方式所涉及的双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法，可起到以下作用效果。
[0068]双燃料机I具有仅通过石油运转的柴油模式和通过石油和气体运转的气体模式。当从柴油模式向气体模式切换时，为了使筒内的总热量不发生变化，进行以下控制，使气体的喷射量增大第I规定量的同时，使石油减少相当于气体的第I规定量的热量的喷射量，之后使气体的喷射量逐渐增加，同时使石油的喷射量逐渐减少。
[0069]燃料气体喷射阀101具有最小喷射期间的最小值的限制，当难以精细控制最小喷射量时，若使图2的气体和石油的喷射量如常规控制值那样进行连续的切换控制且在切换开始指令的同时喷射气体，则不会进行最小喷射期间以下的精细控制，刚开始切换时的气体的喷射量暂时增大，导致向筒内供给与对气体的控制指令值相比过剩的热量。这时，由于石油的喷射量根据控制指令值逐渐减少，因此气体喷射量的增加量超过石油喷射量的减少量，向气缸部10的筒内供给多于所需总热量的过剩的热量。当向筒内供给多于筒内所需的总热量的过剩的热量时，如图3所示，双燃料机的筒内最高压力从稳定至此的值急剧升高，并暂时继续该状态。当筒内最高压力升高时，因作功量增加而使得双燃料机的转数也从稳定状态变为高速旋转。并且，当双燃料机的转数上升时，会出现减少燃料量的指示，如此气体喷射量的增加受到抑制，同时也大幅度减少了石油的喷射量。
[0070]这样一来，由于气体暂时过剩供给，双燃料机的筒内压力、转数以及总热量(各种燃料的喷射量)的各自的变动增大，无法进行稳定的基于燃烧的运转。
[0071]根据本实施方式，为了使从柴油模式向气体模式切换时筒内的总热量不发生变化，使气体的喷射量增大第I规定量的同时，使石油减少相当于气体的第I规定量的热量的喷射量，从而能够抑制向筒内供给的热量的变动。由此，能够抑制双燃料机I的筒内压和转数的变动并实施稳定的切换控制，并且能够将NOx和油耗的变动尽可能地抑制在最小限度。
[0072]另外，使石油的喷射量逐渐减少至引燃喷射量，同时使气体逐渐增加至相当于从总热量中除了引燃喷射量的热量之外的热量的喷射量，从而能够将石油作为气体的燃烧所需的引燃燃料进行使用，并且由于整体的总热量不变，因此能够抑制向筒内供给的热量的变动。由此，能够抑制双燃料机I的筒内压的变动并实施稳定的切换控制，并且能够将NOx和油耗的变动尽可能地控制在最小限度。
[0073]并且，为了使从气体模式向柴油模式切换完成时筒内的总热量不发生变化，使气体的喷射量减少第2规定量的同时，使石油增加相当于气体的第2规定量的热量的喷射量，从而能够在从气体模式向柴油模式切换的过程中抑制向筒内供给的热量的变动。由此，能够抑制双燃料机I的筒内压的变动并实施稳定的切换控制，并且能够将NOx和油耗的变动尽可能地控制在最小限度。
[0074]另外，由于气体的第I规定量和第2规定量为燃料气体喷射阀101的最小喷射期间的最小喷射量以上，因此能够预先设定最小喷射量以上的可控制的值，通过设定与此相当的热量的石油喷射量而使热量相抵消，从而抑制由于燃料气体喷射阀101的规格限制而产生的柴油模式与气体模式切换时气体的热量变动，因此能够抑制向筒内供给的热量的变动，以便筒内的总热量不发生变化。
[0075][第2实施方式]
[0076]以下，参照图4对本发明的第2实施方式进行说明。
[0077]在上述第I实施方式中，各种燃料在切换时进行增减的各种燃料的喷射量为确定的一个值，但在本实施方式中，根据气体的压力设定各种燃料的喷射量。其他方面与第I实施方式相同，因此对于相同的结构标注相同的符号并且省略其说明。
[0078]在图4中，示出有表示本实施方式所涉及的燃料气体喷射阀喷射期间和燃料气体喷射阀喷射量的图。在该图中，横轴为燃料气体喷射阀101的喷射期间，纵轴为每一个周期的燃料气体喷射阀101的喷射量。tn表示最小喷射期间，为由电磁阀决定的喷射期间的下限。
[0079]如图4所示，当喷射期间延长时，喷射量也会增大。并且，当气体压力以例如20MPa、25MPa、30MPa的方式增大时，不仅最小喷射期间tn的最小喷射量，其他同一喷射期间内的喷射量也会增加。另外，最小喷射期间tn由用于燃料气体喷射阀101的电磁阀决定，因此与气体压力无关，表示同一值。
[0080]这样一来，由于最小喷射期间tn的最小喷射量根据气体压力的变化而变化，因此在本实施方式中，控制部具备表格，该表格存储气体的供给压力和与其对应的气体的第I规定量以及相当于气体的第I规定量的热量的石油喷射量的关系。
[0081]气体的供给压力和与其对应的气体的第I规定量用以下的算式(I)表示。
[0082]数学式I
[0083]Q7 CXHu1 XPf1/2 X Δ P1/2 Xdo2--(I)
[0084]在算式(I)中，Q7为每单位时间的投入气体发热量[kj/s]，pf为燃料气体喷射阀101的喷孔出口的气体密度[kg/m3]，Δ P为燃料气体喷射阀101的有效喷射压[Pa]，do为燃料气体喷射阀101的喷孔直径[m]。
[0085]Δ P为(燃料气体喷射阀101的喷射压)_(气缸部10内压)。
[0086]另外，在扼流条件下，△P为(燃料气体喷射阀101的喷射压)_(扼流压)，pf为扼流时的密度。
[0087]当从柴油模式开始向气体模式切换时，控制部基于检测气体压力的传感器(未图示)所检测到的气体压力并参照表格，从表格中获取与气体压力相对应的气体的第I规定量和相当于气体的第I规定量的热量的石油喷射量。控制部同时指示燃料气体喷射阀101增加从表格获取的气体的第I规定量，并且指示燃料喷射阀103减少从表格获取的相当于气体的第I规定量的热量的石油喷射量。
[0088]并且，控制部具备表格，该表格存储气体的供给压力和与其对应的气体的第2规定量以及相当于气体的第2规定量的热量的石油喷射量的关系。
[0089]当从气体模式开始向柴油模式切换时，控制部基于检测气体压力的传感器(未图示)所检测到的气体压力并参照表格，从表格中获取与气体压力相对应的气体的第2规定量和相当于气体的第2规定量的热量的石油喷射量。当切换完成时，控制部同时指示燃料气体喷射阀101减少从表格获取的气体的第2规定量，并且指示燃料喷射阀103增加从表格获取的相当于气体的第2规定量的热量的石油喷射量。
[0090]如上所述，根据本实施方式所涉及的双燃料机、具备该双燃料机的船舶以及双燃料机的控制方法，可起到以下作用效果。
[0091]通过预先将气体的供给压力和与其对应的气体的喷射量的第I或第2规定量和相当于其热量的石油喷射量的各自的关系保存在表格中，并且获取与检测的供给压力相对应的气体和石油的喷射量并向气缸部10的筒内供给，使得气体的喷射热量随着供给压力的变化而变化，但又能够决定适量的气体喷射量和石油喷射量，并且能够在筒内的总热量不变的情况下抑制筒内压的变动并实施稳定的切换控制。
[0092]以上，参照附图详述了本发明的各个实施方式，但具体的结构并不限于该实施方式，也包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更。
[0093]例如，在上述实施方式中，将气体压力和与其对应的气体的第I或第2规定量和相当于其热量的石油喷射量的各自的关系存储在了表格中，但也可以将检测到的气体压力设定到上述算式(I)中，由此设定算出的热量(与其相当的喷射量)。
[0094]符号说明
[0095]I双燃料机
[0096]10气缸部
[0097]20 活塞
[0098]101燃料气体喷射阀
[0099]103燃料喷射阀
【主权项】
1.一种双燃料机，其具有控制部，所述控制部切换仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式与通过所述石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式，并且控制所述石油燃料和所述燃料气体的喷射量，所述双燃料机的特征在于， 在从所述第I运转模式向所述第2运转模式切换时，所述控制部进行控制，使所述燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使所述石油燃料减少相当于所述燃料气体的所述规定量的热量的喷射量，之后， 使所述燃料气体的喷射量逐渐增加，同时使所述石油燃料的喷射量逐渐减少。2.根据权利要求1所述的双燃料机，其特征在于，所述控制部使所述石油燃料的喷射量逐渐减少至引燃喷射量，同时使所述燃料气体逐渐增加至相当于总热量中除了所述引燃喷射量的热量之外的热量的喷射量。3.—种双燃料机，其具有控制部，所述控制部切换仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式与通过所述石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式，并且控制所述石油燃料和所述燃料气体的喷射量，所述双燃料机的特征在于， 在从所述第2运转模式向所述第I运转模式切换时，所述控制部进行控制，使所述燃料气体的喷射量逐渐减少，同时使所述石油燃料的喷射量逐渐增加，之后，当切换完成时，使所述燃料气体的喷射量减少规定量的同时，使所述石油燃料增大相当于所述燃料气体的规定量的热量的喷射量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的双燃料机，其特征在于，所述燃料气体的所述规定量为所述燃料气体喷射阀的所述最小喷射期间的最小喷射量以上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的双燃料机，其特征在于，所述控制部具有表格，其存储所述燃料气体的供给压力和与其对应的所述燃料气体的所述规定量以及相当于所述燃料气体的所述规定量的热量的所述石油燃料的喷射量的关系，并且在开始进行所述第I运转模式与所述第2运转模式的切换时，检测所述燃料气体的所述供给压力，并基于检测到的所述供给压力从所述表格中获取所述燃料气体的所述规定量和与其对应的所述石油燃料的喷射量。6.—种船舶，其特征在于，具有权利要求1至5中任一项所述的双燃料机；以及 搭载所述双燃料机的船体。7.—种双燃料机的控制方法，其中所述双燃料机具有仅通过石油燃料进行运转的第I运转模式和通过所述石油燃料和燃料气体进行运转的第2运转模式， 所述双燃料机的控制方法的特征在于，具有以下步骤: 在从所述第I运转模式向所述第2运转模式切换时，使所述燃料气体的喷射量增大规定量的同时，使所述石油燃料减少相当于所述燃料气体的规定量的热量的喷射量;以及 使所述燃料气体的喷射量逐渐增加，同时使所述石油燃料的喷射量逐渐减少。
【文档编号】F02D19/08GK106030076SQ201580003440
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月19日
【发明人】渡边壮太, 平冈直大, 驹田耕之, 石田裕幸
【申请人】三菱重工业株式会社