JP6938141B2 - Marine diesel engine - Google Patents

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Description

本発明は、舶用ディーゼルエンジンに関するものである。 The present invention relates to a marine diesel engine.

舶用ディーゼルエンジンは、運転が開始されると回転数を増加させる。エンジンは、回転機械であるため、共振等が生じ、その回転数域での長時間の運転が禁止される危険回転数域（Barred Range、Critical Speed）がある。特許文献１には、エンジンの回転数が危険回転数域となる状態では、燃料を噴射する角度と燃焼領域で燃焼された空気を排気する排気弁を開く角度を調整することが記載されている。具体的には、危険回転数域での排気角度を、危険回転数域よりも低い領域での排気角度よりも小さくすることが記載されている。 The marine diesel engine increases the number of revolutions when the operation is started. Since the engine is a rotating machine, there is a critical speed range (Barred Range, Critical Speed) in which resonance occurs and long-term operation in the speed range is prohibited. Patent Document 1 describes that when the engine speed is in the dangerous speed range, the angle at which fuel is injected and the angle at which the exhaust valve for exhausting the air burned in the combustion region is opened are adjusted. .. Specifically, it is described that the exhaust angle in the dangerous rotation speed range is made smaller than the exhaust angle in the region lower than the dangerous rotation speed range.

実用新案登録第３１７４３４６号公報Utility Model Registration No. 3174346

また、舶用ディーゼルエンジンでは、危険回転数域で運転する時間を短くするため、危険回転数域では、エンジンの回転数を短時間に増加させるための制御が実行する場合がある。このように、エンジンの回転数を増加させる制御を実行すると、エンジンでの燃料と空気とのバランスが崩れ、燃料の燃焼が不十分となり、回転数の増加速度が低下したり、黒煙が発生したりする恐れがある。 Further, in a marine diesel engine, in order to shorten the operation time in the dangerous rotation speed range, control for increasing the engine speed in a short time may be executed in the dangerous rotation speed range. When the control to increase the engine speed is executed in this way, the balance between the fuel and air in the engine is lost, the combustion of the fuel becomes insufficient, the speed of increase in the engine speed decreases, and black smoke is generated. There is a risk of doing so.

本発明は上述した課題を解決するものであり、危険回転数域での燃焼を安定させ、エンジン本体をより良い条件で運転させることができる舶用ディーゼルエンジンを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a marine diesel engine capable of stabilizing combustion in a dangerous rotation speed range and operating an engine body under better conditions.

上記の目的を達成するための本発明は、舶用ディーゼルエンジンであって、排気弁を開閉し、燃焼室内からの排気を制御するエンジン本体と、前記エンジン本体を制御し、前記エンジン本体の負荷または回転数が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける前記排気弁を閉じるタイミングが遅くなる排気弁閉タイミングパターンに基づいて、前記排気弁の動作を制御する制御装置と、を有し、前記エンジン本体は、回転数に対して、危険回転域を通過する間である危険回転範囲と、前記危険回転範囲よりも回転数が低い第１範囲および前記危険回転範囲よりも回転数が高い第２範囲を有し、前記危険回転域は、共振が生じ、その回転数域での長時間の運転が禁止される範囲であり、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記危険回転範囲と前記第１範囲との境界の点に前記回転数の上昇に対する前記排気弁を閉じるタイミングの変化の変化率が変化する点を有し、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記変化率が変化する点よりも前記危険回転範囲側における変化率が、前記変化率が変化する点よりも前記第１範囲側における変化率よりも小さくなり、前記第２範囲では、前記エンジン本体の回転数が高くなるにしたがって、前記第１範囲での前記変化率より変化率が大きくなってから前記第１範囲での前記変化率と同じとなることを特徴とする。 The present invention for achieving the above object is a marine diesel engine, which is an engine body that opens and closes an exhaust valve to control exhaust from a combustion chamber, and a load of the engine body that controls the engine body or The engine body includes a control device that controls the operation of the exhaust valve based on an exhaust valve closing timing pattern in which the timing of closing the exhaust valve in the combustion cycle is delayed as the number of revolutions increases. for the rotational speed, the critical rotation range is between passing dangerous speed range, the second range is higher rotational speed than the first range and the critical rotation range is low rotational speed than the critical rotation range The dangerous rotation range is a range in which resonance occurs and long-term operation in the rotation speed range is prohibited, and the exhaust valve closing timing pattern is a range of the dangerous rotation range and the first range. has a point at which the rate of change of the change in the exhaust valve closing timing for the previous SL rotational speed of the rise point of the boundary is changed, the exhaust valve closing timing pattern, the critical rotation than the point where the change rate changes rate of change in range side becomes smaller than the rate of change in the first range side from the point where the change rate changes, and in the second range, as the number of rotation the engine body increases, the first characterized in that after the change rate than the rate of change in the first range is increased the same preparative ing and the rate of change in the first range.

舶用ディーゼルエンジンは、エンジン本体の回転数が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける排気弁を閉じるタイミングが遅くなる排気弁閉タイミングパターンを設定し、さらに、排気弁閉タイミングパターンの変化率が変化する点よりも危険回転範囲側の変化率を、変化率が変化する点よりも第１範囲側の変化率よりも小さくする。これにより、舶用ディーゼルエンジンは、エンジン本体が危険回転数で回転している状態の際に、燃焼室により多くの空気が保持された状態で燃焼を行うことができる。これにより、危険回転数域での燃焼を安定させることができる。これにより、危険回転数域でエンジンの回転数が増加する速度をより高くし、かつ、燃焼時の黒煙の発生を抑制することができる。 For marine diesel engines, an exhaust valve closing timing pattern is set in which the timing of closing the exhaust valve in the combustion cycle is delayed as the engine speed increases, and the rate of change of the exhaust valve closing timing pattern changes. The rate of change on the dangerous rotation range side is made smaller than the rate of change on the first range side than the point at which the rate of change changes. As a result, the marine diesel engine can perform combustion in a state where a large amount of air is retained in the combustion chamber when the engine body is rotating at a dangerous rotation speed. As a result, combustion in the dangerous rotation speed range can be stabilized. As a result, the speed at which the engine speed increases in the dangerous speed range can be increased, and the generation of black smoke during combustion can be suppressed.

また、前記排気弁閉タイミングパターンは、回転数を含むパラメータで算出される前記エンジン本体の負荷と、前記排気弁を閉じるタイミングと、が対応付けられ、前記エンジンの負荷が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける前記排気弁を閉じるタイミングが遅くなることが好ましい。 Further, in the exhaust valve closing timing pattern, the load of the engine body calculated by a parameter including the rotation speed and the timing of closing the exhaust valve are associated with each other, and as the load of the engine increases, combustion occurs. It is preferable that the timing of closing the exhaust valve in the cycle is delayed.

また、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記危険回転範囲で、前記排気弁の閉タイミングが一定であることが好ましい。 Further, in the exhaust valve closing timing pattern, it is preferable that the closing timing of the exhaust valve is constant in the dangerous rotation range.

また、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記エンジン本体の回転数が増加する場合と、前記エンジン本体の回転数が減少する場合と、で前記危険運転範囲の前記エンジン本体の回転数と前記排気弁を閉じるタイミングと、が異なることが好ましい。 Further, the exhaust valve closing timing pattern includes the case where the rotation speed of the engine body increases and the case where the rotation speed of the engine body decreases, and the rotation speed of the engine body and the exhaust valve in the dangerous operating range. It is preferable that the timing of closing is different.

本発明によれば、危険回転数域での運転時も燃焼室での空気量を多くすることができ、危険回転数域での燃焼を安定させることができる。これにより、危険回転数域でエンジンの回転数が増加する速度をより高くし、かつ、燃焼時の黒煙の発生を抑制することができる。 According to the present invention, the amount of air in the combustion chamber can be increased even during operation in the dangerous rotation speed range, and combustion in the dangerous rotation speed range can be stabilized. As a result, the speed at which the engine speed increases in the dangerous speed range can be increased, and the generation of black smoke during combustion can be suppressed.

図１は、本実施形態のＥＧＲシステムを備えた舶用ディーゼルエンジンを表す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a marine diesel engine equipped with the EGR system of the present embodiment. 図２は、本実施形態のＥＧＲシステムを表す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the EGR system of the present embodiment. 図３は、本実施形態のエンジン本体の概略構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a schematic configuration of the engine main body of the present embodiment. 図４は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing. 図５は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係の他の例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing another example of the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing. 図６は、エンジン本体の回転数と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the engine speed and the exhaust valve closing timing.

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention also includes a combination of the respective embodiments.

図１は、ＥＧＲシステムを備えた舶用ディーゼルエンジンを表す概略図、図２は、ＥＧＲシステムを表す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a marine diesel engine equipped with an EGR system, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an EGR system.

図１に示すように、本実施形態の舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン本体（エンジン）１１と、過給機１２と、ＥＧＲシステム１３を備えている。 As shown in FIG. 1, the marine diesel engine 10 of the present embodiment includes an engine body (engine) 11, a supercharger 12, and an EGR system 13.

図２に示すように、エンジン本体１１は、図示しないが、プロペラ軸を介して推進用プロペラを駆動回転させる推進用の機関（主機関）である。このエンジン本体１１は、ユニフロー掃排気式のクロスヘッド式ディーゼルエンジンであって、２ストロークディーゼルエンジンであり、シリンダ内の吸排気の流れを下方から上方への一方向とし、排気の残留を無くすようにしたものである。エンジン本体１１は、ピストンが上下移動する複数のシリンダ２１と、各シリンダ２１に連通する掃気トランク２２と、各シリンダ２１に連通する排気マニホールド２３とを備えている。そして、各シリンダ２１と掃気トランク２２との間に掃気ポート２４が設けられ、各シリンダ２１と排気マニホールド２３との間に排気流路２５が設けられている。そして、エンジン本体１１は、掃気トランク２２に給気ラインＧ１が連結され、排気マニホールド２３に排気ラインＧ２が連結されている。 As shown in FIG. 2, although not shown, the engine body 11 is a propulsion engine (main engine) that drives and rotates the propulsion propeller via the propeller shaft. The engine body 11 is a uniflow sweep-exhaust type cross-head diesel engine, which is a two-stroke diesel engine. It is the one that was made. The engine body 11 includes a plurality of cylinders 21 whose pistons move up and down, a scavenging trunk 22 communicating with each cylinder 21, and an exhaust manifold 23 communicating with each cylinder 21. A scavenging port 24 is provided between each cylinder 21 and the scavenging trunk 22, and an exhaust flow path 25 is provided between each cylinder 21 and the exhaust manifold 23. Then, in the engine body 11, the air supply line G1 is connected to the scavenging trunk 22, and the exhaust line G2 is connected to the exhaust manifold 23.

図３は、エンジン本体を表す概略図である。図３は、エンジン本体１１のうち１つのピストン及びシリンダ２１に対応する部分を示している。エンジン本体１１は、下方に位置する台板１１１と、台板１１１上に設けられる架構１１２と、架構１１２上に設けられるシリンダジャケット１１３とを有している。この台板１１１と架構１１２とシリンダジャケット１１３は、上下方向に延在する複数のテンションボルト（タイボルト／連結部材）１１４及びナット１１５により一体に締結されて固定されている。 FIG. 3 is a schematic view showing the engine main body. FIG. 3 shows a portion of the engine body 11 corresponding to one piston and a cylinder 21. The engine main body 11 has a base plate 111 located below, a frame 112 provided on the base plate 111, and a cylinder jacket 113 provided on the frame 112. The base plate 111, the frame 112, and the cylinder jacket 113 are integrally fastened and fixed by a plurality of tension bolts (tie bolts / connecting members) 114 and nuts 115 extending in the vertical direction.

シリンダジャケット１１３は、シリンダライナ１１６が設けられており、このシリンダライナ１１６の上端にシリンダカバー１１７が設けられている。シリンダライナ１１６とシリンダカバー１１７は、空間部１１８を区画しており、この空間部１１８内にピストン１１９が上下に往復動自在に設けられることで、燃焼室１２０が形成される。また、シリンダカバー１１７は、排気弁（排ガス弁）１２１が設けられている。この排気弁１２１は、燃焼室１２０と排ガス管１２２とを開閉するものである。なお、排気弁１２１は、燃焼室１２０と排ガス管１２２とを開閉する機能を有していればよく、必ずしもシリンダカバー１１７の中央部に設ける必要はない。 The cylinder jacket 113 is provided with a cylinder liner 116, and a cylinder cover 117 is provided at the upper end of the cylinder liner 116. The cylinder liner 116 and the cylinder cover 117 partition the space 118, and the piston 119 is provided in the space 118 so as to be reciprocating up and down, thereby forming the combustion chamber 120. Further, the cylinder cover 117 is provided with an exhaust valve (exhaust gas valve) 121. The exhaust valve 121 opens and closes the combustion chamber 120 and the exhaust gas pipe 122. The exhaust valve 121 may have a function of opening and closing the combustion chamber 120 and the exhaust gas pipe 122, and does not necessarily have to be provided at the center of the cylinder cover 117.

そのため、燃焼室１２０に対して、燃料噴射ポンプから供給された燃料と、過給機１２により圧縮された燃焼用ガスが供給されることで燃焼する。そして、この燃焼で発生したエネルギによりピストン１１９が上下動する。また、このとき、排気弁１２１により燃焼室１２０が開放されると、燃焼によって生じた排ガスが排ガス管１２２に押し出される一方、掃気ポート２４から燃焼用ガスが燃焼室１２０に導入される。排ガス管１２２は、排気マニホールド２３と接続している。 Therefore, the combustion chamber 120 is burned by supplying the fuel supplied from the fuel injection pump and the combustion gas compressed by the supercharger 12. Then, the piston 119 moves up and down by the energy generated by this combustion. At this time, when the combustion chamber 120 is opened by the exhaust valve 121, the exhaust gas generated by the combustion is pushed out to the exhaust gas pipe 122, while the combustion gas is introduced into the combustion chamber 120 from the scavenging port 24. The exhaust gas pipe 122 is connected to the exhaust manifold 23.

ピストン１１９は、ピストン棒１２３の上端部に接続されるとともに、ピストン棒１２３とともにピストン軸方向に移動可能に連結されている。台板１１１は、クランクケースとされており、クランクシャフト１２４を回転自在に支持する軸受１２５が設けられている。また、クランクシャフト１２４は、クランク１２６を介して連接棒１２７の下端部が回動自在に連結されている。架構１１２は、上下方向に延在する一対のガイド板１２８が所定間隔を空けて固定されており、一対のガイド板１２８の間にクロスヘッド１２９が上下に移動自在に支持されている。クロスヘッド１２９は、ピストン棒１２３の下端部に設けられたクロスヘッドピンの下半部を連接棒１２７の上端部に接続されるクロスヘッド軸受が回動自在となるように連結されている。 The piston 119 is connected to the upper end of the piston rod 123 and is movably connected together with the piston rod 123 in the piston axial direction. The base plate 111 is a crankcase, and is provided with a bearing 125 that rotatably supports the crankshaft 124. Further, in the crankshaft 124, the lower end portion of the connecting rod 127 is rotatably connected via the crank 126. In the frame 112, a pair of guide plates 128 extending in the vertical direction are fixed at predetermined intervals, and a crosshead 129 is movably supported between the pair of guide plates 128. The crosshead 129 is connected so that the crosshead bearing that connects the lower half of the crosshead pin provided at the lower end of the piston rod 123 to the upper end of the connecting rod 127 is rotatable.

そのため、シリンダジャケット１１３の燃焼室１２０で発生したエネルギが伝達されたピストン１１９は、ピストン棒１２３と共に、エンジン本体１１の設置面に向かって（台板１１１側の方向、即ち、ピストン軸方向における下向き）に押し下げる。すると、ピストン棒１２３は、クロスヘッド１２９をピストン軸方向に押し下げ、連接棒１２７及びクランク１２６を介してクランクシャフト１２４を回転させる。 Therefore, the piston 119 to which the energy generated in the combustion chamber 120 of the cylinder jacket 113 is transmitted, together with the piston rod 123, faces the installation surface of the engine body 11 (direction toward the base plate 111, that is, downward in the piston axial direction). ). Then, the piston rod 123 pushes down the crosshead 129 in the piston axial direction, and rotates the crankshaft 124 via the connecting rod 127 and the crank 126.

エンジン本体１１には、回転数検出部６２と、燃料投入量検出部６４とが配置されている。回転数検出部６２は、エンジン本体１１の回転数（プロペラ軸と接続された回転軸の回転数）を検出する。回転数検出部６２は、エンジン本体１１に挿入された回転軸の回転数を検出してもよいが、プロペラ軸の回転数を検出してもよい。燃料投入量検出部６４は、エンジン本体１１の燃料投入量を検出する。 The engine body 11 is provided with a rotation speed detection unit 62 and a fuel input amount detection unit 64. The rotation speed detection unit 62 detects the rotation speed of the engine body 11 (the rotation speed of the rotation shaft connected to the propeller shaft). The rotation speed detection unit 62 may detect the rotation speed of the rotation shaft inserted into the engine body 11, or may detect the rotation speed of the propeller shaft. The fuel input amount detection unit 64 detects the fuel input amount of the engine body 11.

エンジン制御装置２６は、エンジン本体１１の運転を制御する。エンジン制御装置２６は、要求負荷等の各種入力条件及び回転数検出部６２と燃料投入量検出部６４等の各種センサで検出した結果とに基づいて、エンジン本体１１の運転を制御する。エンジン制御装置２６は、シリンダ２１への燃料の噴射タイミングや、噴射量、排気弁１２１の開閉タイミングを制御して、エンジン本体１１の燃料投入量や回転数、燃焼室１２０での燃焼を制御する。エンジン制御装置２６は、燃料投入量や回転数を制御することで、エンジン本体１１の出力を制御する。 The engine control device 26 controls the operation of the engine body 11. The engine control device 26 controls the operation of the engine body 11 based on various input conditions such as a required load and the results detected by various sensors such as the rotation speed detection unit 62 and the fuel input amount detection unit 64. The engine control device 26 controls the fuel injection timing to the cylinder 21, the injection amount, and the opening / closing timing of the exhaust valve 121 to control the fuel input amount and the rotation speed of the engine body 11, and the combustion in the combustion chamber 120. .. The engine control device 26 controls the output of the engine body 11 by controlling the fuel input amount and the rotation speed.

過給機１２は、コンプレッサ（圧縮機）３１とタービン３２とが回転軸３３により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機１２は、エンジン本体１１の排気ラインＧ２から排出された排ガスによりタービン３２が回転し、タービン３２の回転が回転軸３３により伝達されてコンプレッサ３１が回転し、このコンプレッサ３１が空気及び再循環ガスの少なくとも一方を圧縮し、圧縮した圧縮気体として給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給する。コンプレッサ３１は外部（大気）から空気を吸入する吸入ラインＧ６に接続されている。 The supercharger 12 is configured by connecting a compressor (compressor) 31 and a turbine 32 so as to rotate integrally by a rotating shaft 33. In the supercharger 12, the turbine 32 is rotated by the exhaust gas discharged from the exhaust line G2 of the engine main body 11, the rotation of the turbine 32 is transmitted by the rotating shaft 33, the compressor 31 is rotated, and the compressor 31 is air and At least one of the recirculated gas is compressed and supplied as the compressed compressed gas from the air supply line G1 to the engine body 11. The compressor 31 is connected to a suction line G6 that sucks air from the outside (atmosphere).

過給機１２は、タービン３２を回転した排ガスを排出する排気ラインＧ３が連結されており、この排気ラインＧ３は、図示しない煙突（ファンネル）に連結されている。また、排気ラインＧ３から給気ラインＧ１までの間にＥＧＲシステム１３が設けられている。 The supercharger 12 is connected to an exhaust line G3 that discharges exhaust gas that has rotated the turbine 32, and the exhaust line G3 is connected to a chimney (funnel) (not shown). Further, an EGR system 13 is provided between the exhaust line G3 and the air supply line G1.

ＥＧＲシステム１３は、排ガス再循環ラインＧ４、Ｇ５、Ｇ７と、スクラバ４２と、デミスタユニット１４と、ＥＧＲブロワ（送風機）４７と、ＥＧＲ制御装置６０と、を備えている。このＥＧＲシステム１３は、エンジン本体１１から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして空気と混合した後、過給機１２により圧縮して燃焼用ガスとして舶用ディーゼルエンジン１０に再循環させることで、燃焼によるＮＯｘの生成を抑制するものである。なお、ここでは、タービン３２の下流側から排ガスの一部を抽気したが、タービン３２の上流側から排ガスの一部を抽気してもよい。 The EGR system 13 includes exhaust gas recirculation lines G4, G5, G7, a scrubber 42, a demista unit 14, an EGR blower (blower) 47, and an EGR control device 60. In this EGR system 13, a part of the exhaust gas discharged from the engine body 11 is mixed with air as a recirculation gas, then compressed by a supercharger 12 and recirculated to the marine diesel engine 10 as a combustion gas. , It suppresses the generation of NOx due to combustion. Here, a part of the exhaust gas is extracted from the downstream side of the turbine 32, but a part of the exhaust gas may be extracted from the upstream side of the turbine 32.

なお、以下の説明にて、排ガスとは、エンジン本体１１から排気ラインＧ２に排出された後、排気ラインＧ３から外部に排出されるガスである。再循環ガスとは、排気ラインＧ３から分離された一部の排ガスを指す。再循環ガスは排ガス再循環ラインＧ４、Ｇ５、Ｇ７によりエンジン本体１１に戻されるものである。 In the following description, the exhaust gas is a gas that is discharged from the engine body 11 to the exhaust line G2 and then discharged to the outside from the exhaust line G3. The recirculated gas refers to a part of the exhaust gas separated from the exhaust line G3. The recirculated gas is returned to the engine body 11 by the exhaust gas recirculation lines G4, G5, and G7.

排ガス再循環ラインＧ４は、一端が排気ラインＧ３の中途部に接続されている。排ガス再循環ラインＧ４は、ＥＧＲ入口バルブ（開閉弁）４１Ａが設けられており、他端がスクラバ４２に接続されている。ＥＧＲ入口バルブ４１Ａは、排ガス再循環ラインＧ４を開閉することで、排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に分流する排ガスをＯＮ／ＯＦＦする。なお、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａを流量調整弁とし、排ガス再循環ラインＧ４を通過する排ガスの流量を調整するようにしてもよい。 One end of the exhaust gas recirculation line G4 is connected to the middle part of the exhaust line G3. The exhaust gas recirculation line G4 is provided with an EGR inlet valve (open / close valve) 41A, and the other end is connected to the scrubber 42. The EGR inlet valve 41A turns on / off the exhaust gas diverted from the exhaust line G3 to the exhaust gas recirculation line G4 by opening and closing the exhaust gas recirculation line G4. The EGR inlet valve 41A may be used as a flow rate adjusting valve to adjust the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation line G4.

スクラバ４２は、ベンチュリ式のスクラバであり、中空形状をなすスロート部４３と、排ガスが導入されるベンチュリ部４４と、元の流速に段階的に戻す拡大部４５とを備えている。スクラバ４２は、ベンチュリ部４４に導入された再循環ガスに対して水を噴射する水噴射部４６を備えている。スクラバ４２は、ＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）といった有害物質が除去された再循環ガス及び有害物質を含む排水を排出する排ガス再循環ラインＧ５が連結されている。なお、本実施形態では、スクラバとしてベンチュリ式を採用しているが、この構成に限定されるものではない。また、舶用ディーゼルエンジン１０は、スクラバ４２以外の排ガス洗浄装置を備えていてもよい。 The scrubber 42 is a Venturi type scrubber, and includes a hollow throat portion 43, a venturi portion 44 into which exhaust gas is introduced, and an expansion portion 45 that gradually returns to the original flow velocity. The scrubber 42 includes a water injection unit 46 that injects water into the recirculated gas introduced into the venturi unit 44. The scrubber 42 is connected to an exhaust gas recirculation line G5 that discharges a recirculation gas from which harmful substances such as fine particles (PM) such as SOx and soot and dust have been removed and wastewater containing the harmful substances. In this embodiment, the Venturi type is adopted as the scrubber, but the scrubber is not limited to this configuration. Further, the marine diesel engine 10 may be provided with an exhaust gas cleaning device other than the scrubber 42.

排ガス再循環ラインＧ５は、デミスタユニット１４とＥＧＲブロワ４７が設けられている。 The exhaust gas recirculation line G5 is provided with a demista unit 14 and an EGR blower 47.

デミスタユニット１４は、水噴射により有害物質が除去された再循環ガスと排水を分離するものである。デミスタユニット１４は、排水をスクラバ４２の水噴射部４６に循環する排水循環ラインＷ１が設けられている。そして、この排水循環ラインＷ１は、ミスト（排水）を一時的に貯留するホールドタンク４９とポンプ５０が設けられている。 The demista unit 14 separates the recirculated gas from which harmful substances have been removed by water injection and wastewater. The demista unit 14 is provided with a drainage circulation line W1 that circulates drainage to the water injection portion 46 of the scrubber 42. The drainage circulation line W1 is provided with a hold tank 49 and a pump 50 for temporarily storing mist (drainage).

ＥＧＲブロワ４７は、スクラバ４２内の再循環ガスを排ガス再循環ラインＧ５からデミスタユニット１４を経由して、コンプレッサ３１に送るものである。 The EGR blower 47 sends the recirculated gas in the scrubber 42 from the exhaust gas recirculation line G5 to the compressor 31 via the demister unit 14.

排ガス再循環ラインＧ７は、一端がＥＧＲブロワ４７に接続されると共に、他端が混合器（図示略）を介してコンプレッサ３１に接続されており、ＥＧＲブロワ４７により再循環ガスがコンプレッサ３１に送られる。排ガス再循環ラインＧ７は、ＥＧＲ出口バルブ（開閉弁または流量調整弁）４１Ｂが設けられている。吸入ラインＧ６からの空気と、排ガス再循環ラインＧ７からの再循環ガスは、混合器で混合されることで燃焼用ガスが生成される。なお、この混合器は、サイレンサと別に設けられてもよいし、混合器を別途設けることなく、再循環ガスと空気を混合する機能を付加するようにサイレンサを構成してもよい。そして、過給機１２は、コンプレッサ３１が圧縮した燃焼用ガスを給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給可能であり、給気ラインＧ１にエアクーラ（冷却器）４８が設けられている。このエアクーラ４８は、コンプレッサ３１により圧縮されて高温となった燃焼用ガスと冷却水とを熱交換することで、燃焼用ガスを冷却するものである。また、ＥＧＲシステム１３は、給気ラインＧ１または掃気トランク２２に酸素濃度検出部６６が配置されている。本実施形態の酸素濃度検出部６６は、エアクーラ４８よりもエンジン本体１１側に配置されている。酸素濃度検出部６６は、エンジン本体１１に供給される空気の酸素濃度、つまりＥＧＲシステム１３が稼働している場合は、燃焼用ガスの酸素濃度を検出する。 One end of the exhaust gas recirculation line G7 is connected to the EGR blower 47, and the other end is connected to the compressor 31 via a mixer (not shown). The EGR blower 47 sends the recirculated gas to the compressor 31. Be done. The exhaust gas recirculation line G7 is provided with an EGR outlet valve (off-off valve or flow rate adjusting valve) 41B. The air from the intake line G6 and the recirculated gas from the exhaust gas recirculation line G7 are mixed by a mixer to generate a combustion gas. The mixer may be provided separately from the silencer, or the silencer may be configured so as to add a function of mixing the recirculated gas and air without separately providing the mixer. Then, the supercharger 12 can supply the combustion gas compressed by the compressor 31 from the air supply line G1 to the engine main body 11, and the air cooler (cooler) 48 is provided in the air supply line G1. The air cooler 48 cools the combustion gas by exchanging heat between the combustion gas compressed by the compressor 31 and having a high temperature and the cooling water. Further, in the EGR system 13, an oxygen concentration detecting unit 66 is arranged on the air supply line G1 or the scavenging trunk 22. The oxygen concentration detection unit 66 of the present embodiment is arranged closer to the engine body 11 than the air cooler 48. The oxygen concentration detection unit 66 detects the oxygen concentration of the air supplied to the engine body 11, that is, the oxygen concentration of the combustion gas when the EGR system 13 is operating.

ＥＧＲ制御装置６０は、ＥＧＲシステム１３の各部の動作を制御する。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン制御装置２６から負荷情報を取得する。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン制御装置２６にＥＧＲシステム１３のＯＮ、ＯＦＦの情報を送る。ＥＧＲ制御装置６０は、回転数検出部６２からエンジン本体１１の回転数情報を取得する。ＥＧＲ制御装置６０は、燃料投入量検出部６４からエンジン本体１１の燃料投入量の情報を取得する。ＥＧＲ制御装置６０は、酸素濃度検出部６６からエンジン本体１１に供給される燃焼用ガスの酸素濃度の情報を取得する。ＥＧＲ制御装置６０は、取得したエンジン本体１１の負荷情報と、エンジン本体１１に供給される空気の酸素濃度とに基づいて、ＥＧＲブロワ４７の運転状態、ＥＧＲシステム１３からエンジン本体１１に供給する再循環ガスの量を制御する。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン本体１１の負荷と酸素濃度の目標値との関係を記憶しており、負荷に応じて酸素濃度の目標値を算出する。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン本体１１の負荷と酸素濃度の目標値との関係とに基づいて酸素濃度の目標値を算出し、算出した酸素濃度の目標値と取得した酸素濃度との関係と現在のＥＧＲブロワ４７の周波数とに基づいて、ＥＧＲブロワ４７の周波数（運転周波数）を算出する。ＥＧＲ制御装置６０は、算出したＥＧＲブロワ４７の周波数でＥＧＲブロワ４７を回転させる。ＥＧＲ制御装置６０は、ＥＧＲブロワ４７以外の各部、例えば、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ、ＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉や、スクラバ４２の運転も制御する。 The EGR control device 60 controls the operation of each part of the EGR system 13. The EGR control device 60 acquires load information from the engine control device 26. The EGR control device 60 sends ON / OFF information of the EGR system 13 to the engine control device 26. The EGR control device 60 acquires the rotation speed information of the engine body 11 from the rotation speed detection unit 62. The EGR control device 60 acquires information on the fuel input amount of the engine main body 11 from the fuel input amount detection unit 64. The EGR control device 60 acquires information on the oxygen concentration of the combustion gas supplied from the oxygen concentration detection unit 66 to the engine body 11. The EGR control device 60 supplies the EGR blower 47 to the engine body 11 from the EGR system 13 based on the acquired load information of the engine body 11 and the oxygen concentration of the air supplied to the engine body 11. Control the amount of circulating gas. The EGR control device 60 stores the relationship between the load of the engine body 11 and the target value of the oxygen concentration, and calculates the target value of the oxygen concentration according to the load. The EGR control device 60 calculates a target value of oxygen concentration based on the relationship between the load of the engine body 11 and the target value of oxygen concentration, and the relationship between the calculated target value of oxygen concentration and the acquired oxygen concentration and the present The frequency (operating frequency) of the EGR blower 47 is calculated based on the frequency of the EGR blower 47 of the above. The EGR control device 60 rotates the EGR blower 47 at the calculated frequency of the EGR blower 47. The EGR control device 60 also controls each part other than the EGR blower 47, for example, the opening and closing of the EGR inlet valve 41A and the EGR outlet valve 41B, and the operation of the scrubber 42.

以下、本実施形態のＥＧＲシステム１３の作用を説明する。図２に示すように、エンジン本体１１は、掃気トランク２２からシリンダ２１内に燃焼用ガスが供給されると、ピストンによってこの燃焼用ガスが圧縮され、この高温の燃焼用ガスに対して燃料を噴射することで自然着火し、燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気マニホールド２３から排気ラインＧ２に排出される。エンジン本体１１から排出された排ガスは、過給機１２におけるタービン３２を回転した後、排気ラインＧ３に排出され、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ及びＥＧＲ出口バルブ４１Ｂが閉止しているときは、全量が排気ラインＧ３から外部に排出される。 Hereinafter, the operation of the EGR system 13 of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, when the combustion gas is supplied from the scavenging trunk 22 into the cylinder 21, the combustion gas is compressed by the piston, and fuel is supplied to the high temperature combustion gas. By injecting, it spontaneously ignites and burns. Then, the generated combustion gas is discharged from the exhaust manifold 23 to the exhaust line G2 as exhaust gas. The exhaust gas discharged from the engine body 11 is discharged to the exhaust line G3 after rotating the turbine 32 in the supercharger 12, and when the EGR inlet valve 41A and the EGR outlet valve 41B are closed, the entire amount is exhausted to the exhaust line. It is discharged to the outside from G3.

一方、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ及びＥＧＲ出口バルブ４１Ｂが開放しているとき、排ガスは、その一部が再循環ガスとして排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れる。排ガス再循環ラインＧ４に流れた再循環ガスは、スクラバ４２により、有害物質が除去される。即ち、スクラバ４２は、再循環ガスがベンチュリ部４４を高速で通過するとき、水噴射部４６から水を噴射することで、この水により再循環ガスを冷却すると共に、有害物質を水と共に落下させて除去する。そして、有害物質を含むミスト（排水）は、再循環ガスと共にデミスタユニット１４に流入する。 On the other hand, when the EGR inlet valve 41A and the EGR outlet valve 41B are open, a part of the exhaust gas flows from the exhaust line G3 to the exhaust gas recirculation line G4 as a recirculation gas. Hazardous substances are removed from the recirculated gas flowing through the exhaust gas recirculation line G4 by the scrubber 42. That is, when the recirculation gas passes through the Venturi section 44 at high speed, the scrubber 42 injects water from the water injection section 46 to cool the recirculation gas with the water and drop harmful substances together with the water. To remove. Then, the mist (drainage) containing the harmful substance flows into the demista unit 14 together with the recirculated gas.

スクラバ４２により有害物質が除去された再循環ガスは、排ガス再循環ラインＧ５に排出され、デミスタユニット１４によりミスト（排水）が分離された後、排ガス再循環ラインＧ７により過給機１２に送られる。そして、この再循環ガスは、吸入ラインＧ６から吸入された空気と混合されて燃焼用ガスとなり、過給機１２のコンプレッサ３１で圧縮された後、エアクーラ４８で冷却され、給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給される。 The recirculated gas from which harmful substances have been removed by the scrubber 42 is discharged to the exhaust gas recirculation line G5, and after the mist (drainage) is separated by the demista unit 14, it is sent to the supercharger 12 by the exhaust gas recirculation line G7. .. Then, this recirculated gas is mixed with the air sucked from the suction line G6 to become a combustion gas, compressed by the compressor 31 of the supercharger 12, cooled by the air cooler 48, and cooled from the air supply line G1 to the engine. It is supplied to the main body 11.

次に、図４を用いて、舶用ディーゼルエンジン１０のエンジン制御装置２６で実行するエンジン本体１１の制御について説明する。図４は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。エンジン制御装置２６は、図４に示すエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係である排気弁閉タイミングパターンに基づいて、エンジン負荷に応じて、排気弁閉タイミングを変化させる。排気弁閉タイミングは、燃焼サイクルにおいて排気弁を閉じるタイミングであり、燃焼サイクルの角度で示すことができる。図４の実線で示す排気弁閉タイミングパターン２１０は、本実施形態のエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示している。図４の点線で示す排気弁閉タイミングパターン２１２は、比較例のエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示している。排気弁閉タイミングパターン２１０、２１２は、いずれもエンジン負荷が増加すると、排気弁閉タイミングが遅くなる関係となる。エンジン制御装置２６は、エンジン負荷を検出し、検出したエンジン負荷と図４の実線で示す排気弁閉タイミングパターン２１０の関係に基づいて排気弁１２１を閉じるタイミングである排気弁閉タイミングを制御する。 Next, the control of the engine body 11 executed by the engine control device 26 of the marine diesel engine 10 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing. The engine control device 26 changes the exhaust valve closing timing according to the engine load based on the exhaust valve closing timing pattern which is the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing shown in FIG. The exhaust valve closing timing is the timing at which the exhaust valve is closed in the combustion cycle, and can be indicated by the angle of the combustion cycle. The exhaust valve closing timing pattern 210 shown by the solid line in FIG. 4 shows the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing of the present embodiment. The exhaust valve closing timing pattern 212 shown by the dotted line in FIG. 4 shows the relationship between the engine load of the comparative example and the exhaust valve closing timing. The exhaust valve closing timing patterns 210 and 212 both have a relationship in which the exhaust valve closing timing is delayed as the engine load increases. The engine control device 26 detects the engine load and controls the exhaust valve closing timing, which is the timing for closing the exhaust valve 121, based on the relationship between the detected engine load and the exhaust valve closing timing pattern 210 shown by the solid line in FIG.

排気弁１２１を閉じるタイミングは、上述したようにエンジン本体１１のピストンの１ストロークを３６０度とした角度、つまりクランク角度に基づいて制御する。つまり、エンジン制御装置２６は、クランク角度が設定された角度となった場合に排気弁１２１を開く。排気弁１２１が閉じるタイミングが遅くなると、クランク角度がより大きい角度で排気弁１２１が閉じられる。 As described above, the timing of closing the exhaust valve 121 is controlled based on the angle at which one stroke of the piston of the engine body 11 is 360 degrees, that is, the crank angle. That is, the engine control device 26 opens the exhaust valve 121 when the crank angle reaches the set angle. When the timing of closing the exhaust valve 121 is delayed, the exhaust valve 121 is closed at a larger crank angle.

比較例の排気弁閉タイミングパターン２１２は、エンジン負荷の変化量に対する排気弁閉タイミングの変化量である変化率が一定となる。なお、図４の比較例では、変化率を一定としたが変化量が変化してもよい。ここで、排気弁閉タイミングパターン２１２は、危険回転数を考慮せずに、各エンジン負荷で燃費等のエンジン性能が高くなる排気弁閉タイミングを算出して、その結果に基づいて設定した理想線となるエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係である。ここで、理想線は、まず、エンジンの設計出力から燃焼時最大圧力を決定する。そこから各負荷の燃焼時圧力を決定し、その燃焼時圧力から圧縮圧力を設計し、その圧縮圧力になるように計画の排気弁の閉タイミングを決定する。その後、試運転によって計画の排気弁閉タイミング付近で、変更・調整し、燃費及び排ガス出口温度等のパラメータが最適になるように排気弁閉タイミングを決定する。各負荷で上述した排気弁閉タイミングを実施し、最適な排気弁閉タイミングの角度を各負荷で決定する。排気弁閉タイミングパターン２１２は、この時各負荷のタイミングを滑らかにつながるように微調整を実施し、決定する。 In the exhaust valve closing timing pattern 212 of the comparative example, the rate of change, which is the amount of change in the exhaust valve closing timing with respect to the amount of change in the engine load, is constant. In the comparative example of FIG. 4, the rate of change is constant, but the amount of change may change. Here, the exhaust valve closing timing pattern 212 is an ideal line set based on the result of calculating the exhaust valve closing timing at which the engine performance such as fuel consumption is improved at each engine load without considering the dangerous rotation speed. This is the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing. Here, the ideal line first determines the maximum combustion pressure from the design output of the engine. From there, the combustion pressure of each load is determined, the compression pressure is designed from the combustion pressure, and the planned exhaust valve closing timing is determined so as to reach the compression pressure. After that, it is changed and adjusted near the planned exhaust valve closing timing by a trial run, and the exhaust valve closing timing is determined so that parameters such as fuel consumption and exhaust gas outlet temperature are optimized. The exhaust valve closing timing described above is performed for each load, and the optimum exhaust valve closing timing angle is determined for each load. The exhaust valve closing timing pattern 212 is finely adjusted and determined so that the timing of each load is smoothly connected at this time.

本実施形態の排気弁閉タイミングパターン２１０は、エンジン負荷が危険回転数域と重なる範囲（エンジン負荷Ａ１以上エンジン負荷Ａ２以下の範囲）である危険回転範囲２２０と、危険回転範囲２２０よりもエンジン負荷が小さい範囲（エンジン負荷Ａ１未満の範囲）である第１範囲２２２及び危険回転範囲２２０よりもエンジン負荷が大きい範囲（エンジン負荷Ａ２より大きいの範囲）である第２範囲２２４と、でエンジン負荷に対する排気弁閉タイミングの変化量の変化率が異なる。ここで、エンジン負荷Ａ２は、エンジン負荷Ａ１よりも高い負荷である。また、エンジン負荷は、エンジン回転数と燃料投入量等によって変化する。危険回転数域は、各種条件で変化する燃料投入量の変化幅を考慮して、回転数が危険回転数域となる負荷の範囲である。エンジン負荷Ａ１は、危険回転数域で想定される燃料投入量の最小値と危険回転数の最小値とに基づいて算出される。エンジン負荷Ａ２は、危険回転数域で想定される燃料投入量の最大値と危険回転数の最大値とに基づいて算出される。なお、エンジン負荷は、燃料投入量以外のパラメータとエンジン本体１１の回転数に基づいて算出される。 The exhaust valve closing timing pattern 210 of the present embodiment has a dangerous rotation range 220 in which the engine load overlaps with the dangerous rotation speed range (a range of engine load A 1 or more and engine load A 2 or less), and is larger than the dangerous rotation range 220. The first range 222, which is a range where the engine load is small ( the range less than the engine load A 1 ), and the second range 224, which is the range where the engine load is larger than the dangerous rotation range 220 ( the range larger than the engine load A 2). The rate of change in the amount of change in the exhaust valve closing timing with respect to the engine load is different. Here, the engine load A 2 is a load higher than the engine load A 1. In addition, the engine load changes depending on the engine speed, the amount of fuel input, and the like. The dangerous rotation speed range is a load range in which the rotation speed becomes the dangerous rotation speed range in consideration of the change width of the fuel input amount that changes under various conditions. The engine load A 1 is calculated based on the minimum value of the fuel input amount assumed in the dangerous rotation speed range and the minimum value of the dangerous rotation speed. The engine load A 2 is calculated based on the maximum value of the fuel input amount assumed in the dangerous rotation speed range and the maximum value of the dangerous rotation speed. The engine load is calculated based on parameters other than the fuel input amount and the number of revolutions of the engine body 11.

排気弁閉タイミングパターン２１０は、エンジン負荷Ａ１で変化率が変化する点２３０があり、エンジン負荷Ａ２で変化率が変化する点２３２があり、エンジン負荷Ａ２よりも高い値であるエンジン負荷Ａ３で変化率が変化する点２３４がある。排気弁閉タイミングパターン２１０は、変化率が変化する点２３０（エンジン負荷Ａ１）よりもエンジン負荷が低い部分が線分２４０となり、変化率が変化する点２３０（エンジン負荷Ａ１）と変化率が変化する点２３２（エンジン負荷Ａ２）との間が線分２４２となり、変化率が変化する点２３２（エンジン負荷Ａ２）と変化率が変化する点２３４（エンジン負荷Ａ３）との間が線分２４４となり、変化率が変化する点２３４（エンジン負荷Ａ３）よりもエンジン負荷が高い部分が線分２４６となる。線分２４０と線分２４６は、排気弁閉タイミングパターン２１２と同じ傾きとなる。線分２４２は、線分２４０と線分２４４を結んでおり、変化率が変化しない、つまり、排気弁閉タイミングが変化しない。線分２４４は、線分２４２と線分２４６とを結んでおり、変化率が線分２４２及び線分２４６よりも大きい。したがって、排気弁閉タイミングパターン２１０は、エンジン負荷（エンジン本体１１の回転数）が、危険回転数域を通過する間を含む危険回転範囲２２０と、危険回転範囲２２０よりも回転数が低い第１範囲２２２とで、回転数の上昇に対する排気弁を閉じるタイミングの変化の変化率が変化する変化率が変化する点２３０を有し、変化率が変化する点２３０よりも危険回転範囲２２０側の線分２４２の変化率が、変化率が変化する点２３０よりも第１範囲２２２側の線分２４０の変化率よりも小さい。 Exhaust valve closing timing pattern 210, there are 2 30 that a change in the rate of change in the engine load A 1, there is 232 points you change the rate of change in the engine load A 2, it is higher than the engine load A 2 the rate of change in the engine load A 3 there is to that point 234 change. The exhaust valve closing timing pattern 210 has a line segment 240 at a portion where the engine load is lower than the point 230 (engine load A 1 ) where the rate of change changes, and the point 230 (engine load A 1 ) where the rate of change changes and the rate of change. between There is next segment 242 between points changes 232 (engine load a 2), and 232 that the rate of change varies point (engine load a 2) and the change rate changes 234 (engine load a 3) There next line segment 244, a portion the engine load is higher than the point change rate changes 234 (engine load a 3) the segment 246. The line segment 240 and the line segment 246 have the same inclination as the exhaust valve closing timing pattern 212. The line segment 242 connects the line segment 240 and the line segment 244, and the rate of change does not change, that is, the exhaust valve closing timing does not change. The line segment 244 connects the line segment 242 and the line segment 246, and the rate of change is larger than that of the line segment 242 and the line segment 246. Therefore, in the exhaust valve closing timing pattern 210, the dangerous rotation range 220 including the time when the engine load (the rotation speed of the engine body 11) passes through the dangerous rotation speed range, and the first rotation speed lower than the dangerous rotation speed range 220. In the range 222, there is a point 230 where the rate of change of the change in the timing of closing the exhaust valve with respect to the increase in the number of revolutions changes, and the line segment on the dangerous rotation range 220 side of the point 230 where the rate of change changes. the rate of change of frequency 242 is smaller than the change rate of the first range 222 side of the line segment 240 than 230 points the rate of change changes.

エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングパターン２１０に基づいて、排気弁閉タイミングを制御することで、排気弁閉タイミングパターン２１２で運転した場合よりも危険回転範囲２２０での排気弁閉タイミングが早くなる。これにより、危険回転数で運転されている場合、危険回転範囲２２０以外の場合に比べて、エンジン本体１１の負荷（回転数）の上昇に比例した燃焼室１２０での燃料燃焼時の酸素過剰率の低下を抑制することができる。排気弁閉タイミングパターン２１２で運転した場合と比べ同じ負荷での燃焼室１２０の酸素過剰率の低下を抑制することができる。 By controlling the exhaust valve closing timing based on the exhaust valve closing timing pattern 210, the engine control device 26 controls the exhaust valve closing timing in the dangerous rotation range 220 earlier than when operating in the exhaust valve closing timing pattern 212. Become. As a result, when operating at a dangerous rotation speed, the excess oxygen rate during fuel combustion in the combustion chamber 120 is proportional to the increase in the load (rotation speed) of the engine body 11 as compared with the case other than the dangerous rotation speed range 220. Can be suppressed. It is possible to suppress a decrease in the excess oxygen rate of the combustion chamber 120 under the same load as in the case of operating with the exhaust valve closing timing pattern 212.

エンジン制御装置２６は、危険回転範囲２２０で負荷が上昇しても燃焼室１２０に供給する燃料の増加に対応して酸素の量を増加させることができ、空気過剰率の低下を抑制できることで、燃料の燃焼を好適に行うことができる。具体的には、エンジン制御装置２６は、危険回転範囲２２０の負荷を短時間で通過するために、燃料投入量を増加させ、燃焼で生じる出力を増加させ、回転数を短時間に増速させる処理を実行する。エンジン制御装置２６は、この処理を実行することで燃料投入量が多くなる。ここで、ディーゼルエンジンシステム１０は、エンジン負荷が上昇すると過給機１２の回転数が上昇するため、単位時間当たりに供給される空気量は増加するが、危険回転範囲２２０では、燃料の増加の上昇に対して、過給機１２の回転数の上昇が少なくなりやすく、排気弁閉タイミングが他の領域と同様に変化すると、燃料に対する酸素量が少なくなる。エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングパターン２１０に基づいて、排気弁閉タイミングを制御することで、燃料投入量が増加した場合でも燃焼室１２０に供給する燃料の増加に対応して空気量を多く保持することができるため、燃焼室１２０に供給する燃料に対して酸素が少なくなることを抑制できる。これにより、燃料に対して酸素が少なくなり、燃焼が不安定になることを抑制でき、不完全燃焼で黒煙が発生することを抑制できる。また、燃焼が安定して実行できることで、所望の出力を得ることができ、回転数を好適に上昇させることができる。特に、本実施形態の舶用ディーセルエンジン１０は、ＥＧＲシステム１３を稼動させることで、燃焼室１２０に供給される空気の酸素濃度が低くなり、燃焼の不安定性や黒煙発生のリスクが大きくなるが、排気弁閉タイミングパターン２１０に基づいて、排気弁閉タイミングを制御することで、燃焼が不安定になることを抑制でき、不完全燃焼で黒煙が発生することを抑制できる。また、燃焼が安定して実行できることで、所望の出力を得ることができ、回転数を好適に上昇させることができる。 The engine control device 26 can increase the amount of oxygen in response to an increase in the amount of fuel supplied to the combustion chamber 120 even if the load increases in the dangerous rotation range 220, and can suppress a decrease in the excess air rate. Combustion of fuel can be preferably performed. Specifically, the engine control device 26 increases the fuel input amount, increases the output generated by combustion, and accelerates the rotation speed in a short time in order to pass the load in the dangerous rotation range 220 in a short time. Execute the process. By executing this process, the engine control device 26 increases the fuel input amount. Here, in the diesel engine system 10, since the rotation speed of the turbocharger 12 increases as the engine load increases, the amount of air supplied per unit time increases, but in the dangerous rotation range 220, the fuel increases. The increase in the rotation speed of the supercharger 12 tends to decrease with respect to the increase, and when the exhaust valve closing timing changes in the same manner as in other regions, the amount of oxygen for the fuel decreases. The engine control device 26 controls the exhaust valve closing timing based on the exhaust valve closing timing pattern 210, so that even if the fuel input amount increases, the amount of air is increased in response to the increase in the fuel supplied to the combustion chamber 120. Since a large amount can be retained, it is possible to suppress a decrease in oxygen with respect to the fuel supplied to the combustion chamber 120. As a result, oxygen is reduced with respect to the fuel, and it is possible to suppress instability of combustion, and it is possible to suppress the generation of black smoke due to incomplete combustion. Further, since the combustion can be stably executed, a desired output can be obtained and the rotation speed can be suitably increased. In particular, in the marine diesel engine 10 of the present embodiment, by operating the EGR system 13, the oxygen concentration of the air supplied to the combustion chamber 120 becomes low, and the risk of combustion instability and black smoke generation increases. By controlling the exhaust valve closing timing based on the exhaust valve closing timing pattern 210, it is possible to suppress the instability of combustion and the generation of black smoke due to incomplete combustion. Further, since the combustion can be stably executed, a desired output can be obtained and the rotation speed can be suitably increased.

排気弁閉タイミングパターン２１０は、危険回転範囲２２０での排気弁の閉タイミングを一定とすることで、危険回転範囲２２０においてエンジン負荷が上昇しても燃焼室１２０内に保持する酸素の量を、エンジン負荷が小さい条件と同様以上の量とすることができる。また、危険回転範囲２２０での排気弁の閉タイミングを一定とすることで、パラメータの設定を簡単にすることができ、制御を簡単にすることができる。制御を簡単にできることでエンジン本体１１の運転を安定させることができる。 The exhaust valve closing timing pattern 210 sets the closing timing of the exhaust valve in the dangerous rotation range 220 to be constant, so that the amount of oxygen retained in the combustion chamber 120 even if the engine load increases in the dangerous rotation range 220 is determined. The amount can be equal to or greater than the condition where the engine load is small. Further, by keeping the closing timing of the exhaust valve in the dangerous rotation range 220 constant, the parameter can be easily set and the control can be simplified. The operation of the engine body 11 can be stabilized by being able to easily control the engine.

また、排気弁閉タイミングパターン２１０は、危険回転範囲２２０の線分２４２と、排気弁閉タイミングパターン２１０を排気弁閉タイミングパターン２１２に近づける線分２４４以外は、理想線となるように算出した排気弁閉タイミングパターン２１２と一致するパターンとすることが好ましい。これにより、危険回転数範囲２２０以外の負荷の範囲で、エンジン本体１１をより効率よく運転することができる。 Further, the exhaust valve closing timing pattern 210 is calculated so as to be an ideal line except for the line segment 242 of the dangerous rotation range 220 and the line segment 244 that brings the exhaust valve closing timing pattern 210 closer to the exhaust valve closing timing pattern 212. It is preferable to use a pattern that matches the valve closing timing pattern 212. As a result, the engine body 11 can be operated more efficiently in a load range other than the dangerous rotation speed range 220.

ここで、排気弁閉タイミングパターン２１０は、線分２４２の変化率はゼロに近いことが好ましい。これにより、エンジン本体１１の負荷が線分２４２の範囲で増減した場合に、排気弁閉タイミングの変動が大きくなりすぎ、エンジン本体１１の運転が不安定になることを抑制できる。 Here, in the exhaust valve closing timing pattern 210, the rate of change of the line segment 242 is preferably close to zero. As a result, when the load of the engine body 11 increases or decreases within the range of the line segment 242, the fluctuation of the exhaust valve closing timing becomes too large, and it is possible to prevent the operation of the engine body 11 from becoming unstable.

また、排気弁閉タイミングパターン２１０は、回転数を含むパラメータで算出されるエンジン本体１１の負荷と排気弁を閉じるタイミングとを対応付け、エンジン本体１１の負荷が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける排気弁を閉じるタイミングが遅くなる関係とすることで、エンジン本体１１の運転効率を高くすることができる。 Further, the exhaust valve closing timing pattern 210 associates the load of the engine body 11 calculated by the parameter including the rotation speed with the timing of closing the exhaust valve, and as the load of the engine body 11 increases, the exhaust gas in the combustion cycle is exhausted. The operating efficiency of the engine body 11 can be improved by delaying the timing of closing the valve.

ここで、排気弁閉タイミングパターン２１０は、危険回転範囲２２０で排気弁閉タイミングを一定としたが本発明はこれに限定されない。また、エンジン制御装置２６は、負荷が増加（上昇）する場合と、減少する場合とで、適用する排気弁閉タイミングパターン２１０を切り換えてもよい。 Here, the exhaust valve closing timing pattern 210 keeps the exhaust valve closing timing constant in the dangerous rotation range 220, but the present invention is not limited to this. Further, the engine control device 26 may switch the exhaust valve closing timing pattern 210 to be applied depending on whether the load increases (increases) or decreases.

図５は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係の他の例を示すグラフである。以下、図５を用いて、排気弁閉タイミングパターンの他の例を説明する。図５のエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を用いるエンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングパターン２５０と排気弁閉タイミングパターン２５２と、を有する。排気弁閉タイミングパターン２５０は、エンジン負荷が増加する場合に適用されるエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係である。排気弁閉タイミングパターン２５２は、エンジン負荷が減少する場合に適用されるエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係である。 FIG. 5 is a graph showing another example of the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing. Hereinafter, another example of the exhaust valve closing timing pattern will be described with reference to FIG. The engine control device 26 that uses the relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing of FIG. 5 has an exhaust valve closing timing pattern 250 and an exhaust valve closing timing pattern 252. The exhaust valve closing timing pattern 250 is a relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing, which is applied when the engine load increases. The exhaust valve closing timing pattern 252 is a relationship between the engine load and the exhaust valve closing timing, which is applied when the engine load is reduced.

排気弁閉タイミングパターン２５０は、エンジン負荷Ａ１で変化率が変化する点２３０ａがあり、エンジン負荷Ａ２で変化率が変化する点２３２ａがあり、エンジン負荷Ａ２よりも高い値であるエンジン負荷Ａ３で変化率が変化する点２３４ａがある。排気弁閉タイミングパターン２５０は、変化率が変化する点２３０ａ（エンジン負荷Ａ１）よりもエンジン負荷が低い部分が線分２４０ａとなり、変化率が変化する点２３０ａ（エンジン負荷Ａ１）と変化率が変化する２３２ａ（エンジン負荷Ａ２）との間が線分２４２ａとなり、変化率が変化する点２３２ａ（エンジン負荷Ａ２）と変化率が変化する点２３４ａ（エンジン負荷Ａ３）との間が線分２４４ａとなり、変化率が変化する点２３４ａ（エンジン負荷Ａ３）よりもエンジン負荷が高い部分が線分２４６ａとなる。線分２４０ａと線分２４６ａは、排気弁閉タイミングパターン２１０と同様で理想線に基づいて算出される排気弁閉タイミングパターンと同じ傾きとなる。線分２４２ａは、線分２４０ａと線分２４４ａを結んでおり、負荷が増加するにしたがって排気弁閉タイミングが遅くなる。線分２４２ａは、線分２４０ａに比べて変化率が小さくなる。つまり線分２４２ａは、図５に示す縦軸を排気弁閉タイミングの角度とし、横軸をエンジン本体１１の負荷としたグラフにおいて、線分２４０ａよりも傾きが小さくなる。線分２４４ａは、線分２４２ａと線分２４６ａとを結んでおり、変化率が線分２４２ａ及び線分２４６ａよりも大きい。 Exhaust valve closing timing pattern 250, there is 230a point you change the rate of change in the engine load A 1, there is 232a point change rate you change in engine load A 2, it is higher than the engine load A 2 the rate of change in the engine load A 3 there is to that point 234a changes. In the exhaust valve closing timing pattern 250, the line segment 240a is a portion where the engine load is lower than the point 230a (engine load A 1 ) where the rate of change changes, and the point 230a (engine load A 1 ) where the rate of change changes and the rate of change. Is a line segment 242a between the changing rate of 232a (engine load A 2 ), and between the point where the rate of change changes 232a (engine load A 2 ) and the point where the rate of change changes 234a (engine load A 3 ). line 244a, and the engine load is high portion becomes a segment 246a than 234a that change rate changes (engine load a 3). The line segment 240a and the line segment 246a have the same inclination as the exhaust valve closing timing pattern 210 and the same inclination as the exhaust valve closing timing pattern calculated based on the ideal line. The line segment 242a connects the line segment 240a and the line segment 244a, and the exhaust valve closing timing is delayed as the load increases. The rate of change of the line segment 242a is smaller than that of the line segment 240a. That is, the slope of the line segment 242a is smaller than that of the line segment 240a in the graph in which the vertical axis shown in FIG. 5 is the angle of the exhaust valve closing timing and the horizontal axis is the load of the engine body 11. The line segment 244a connects the line segment 242a and the line segment 246a, and the rate of change is larger than that of the line segment 242a and the line segment 246a.

このように、排気弁閉タイミングパターン２５０は、線分２４２ａの変化率が０ではないが、エンジン負荷（エンジン本体の回転数）が、危険回転数域を通過する間を含む危険回転範囲２２０と、危険回転範囲２２０よりも回転数が低い第１範囲２２２とで、回転数の上昇に対する排気弁を閉じるタイミングの変化の変化率が変化する変化率が変化する点２３０ａを有し、変化率が変化する点２３０ａよりも危険回転範囲２２０側の線分２４２ａの変化率が、変化率が変化する点２３０ａよりも第１範囲２２２側の線分２４０ａの変化率よりも小さい関係を満たす。エンジン制御装置２６は、線分２４２ａの変化率が０ではない場合も変化率が変化する点２３０ａよりも危険回転範囲２２０側の線分２４２ａの変化率が、変化率が変化する点２３０ａよりも第１範囲２２２側の線分２４０ａの変化率よりも小さい関係を満たすことで、上記と同様の効果を得ることができる。また、排気弁閉タイミングパターン２５０は、危険回転範囲２２０でのエンジン本体１１の運転が、排気弁閉タイミングパターン２１０の場合よりも不安定になる恐れがあるが、運転の効率を上昇させることができる。 As described above, in the exhaust valve closing timing pattern 250, the rate of change of the line segment 242a is not 0, but the dangerous rotation range 220 including the time when the engine load (rotational speed of the engine body) passes through the dangerous rotation speed range. The first range 222, which has a lower rotation speed than the dangerous rotation range 220, has a point 230a in which the change rate of the change in the timing of closing the exhaust valve with respect to the increase in the rotation speed changes, and the change rate changes. rate of change of the critical rotation range 220 side of the line segment 242a than changing point 230a satisfies the smaller relation than even the rate of change of the first range 222 side of the line segment 240a from 230a that change rate changes. The engine control unit 26, the rate of change of 230a segment of critical rotation range 220 side from 242a that the rate of change of the line segment 242a is also the rate of change varies if it is not zero, than 230a that change rate changes The same effect as described above can be obtained by satisfying a relationship smaller than the rate of change of the line segment 240a on the first range 222 side. Further, in the exhaust valve closing timing pattern 250, the operation of the engine body 11 in the dangerous rotation range 220 may be more unstable than in the case of the exhaust valve closing timing pattern 210, but the operation efficiency may be improved. can.

排気弁閉タイミングパターン２５２は、エンジン負荷Ａ１よりも負荷が小さいエンジン負荷Ａ４で変化率が変化する点があり、エンジン負荷Ａ１で変化率が変化する点があり、エンジン負荷Ａ２で変化率が変化する点がある。排気弁閉タイミングパターン２５２は、エンジン負荷Ａ４よりもエンジン負荷が低い部分が線分２４０ｂとなり、エンジン負荷Ａ４とエンジン負荷Ａ１との間が線分２４８となり、エンジン負荷Ａ１とエンジン負荷Ａ２との間が線分２４４ｂとなり、エンジン負荷Ａ２よりもエンジン負荷が高い部分が線分２４６ｂとなる。線分２４０ｂと線分２４６ｂは、排気弁閉タイミングパターン２５０と同様で理想線に基づいて算出される排気弁閉タイミングパターンと同じ傾きとなる。線分２４８は、線分２４０ｂと線分２４４ｂを結んでおり、変化率が線分２４０ｂ及び線分２４４ｂよりも大きい。線分２４４ｂは、線分２４８と線分２４６ｂを結んでおり、負荷が変化しても排気弁閉タイミングが変化しない。線分２４４ｂは、変化率が０となる。 Exhaust valve closing timing pattern 252, there is a point change rate you change in load is small engine load A 4 than the engine load A 1, there is a point you change the rate of change in the engine load A 1, the engine load A There is a point where the rate of change changes at 2. Exhaust valve closing timing pattern 252, the engine load A 4 engine load than lower portion line 240b, and the can next to the line segment 248 between the engine load A 4 and engine load A 1, the engine load A 1 and engine load The line segment 244b is connected to A 2, and the line segment 246b is a portion where the engine load is higher than the engine load A 2. The line segment 240b and the line segment 246b have the same inclination as the exhaust valve closing timing pattern 250 and the same inclination as the exhaust valve closing timing pattern calculated based on the ideal line. The line segment 248 connects the line segment 240b and the line segment 244b, and the rate of change is larger than that of the line segment 240b and the line segment 244b. The line segment 244b connects the line segment 248 and the line segment 246b, and the exhaust valve closing timing does not change even if the load changes. The rate of change of the line segment 244b is 0.

エンジン制御装置２６は、エンジン本体１１の負荷が減少する場合、例えば、所定の船速で航行している状態からエンジン本体１１を停止させる場合、排気弁閉タイミングパターン２５２に基づいて排気弁閉タイミングを制御する。エンジン制御装置２６は、エンジン本体１１の負荷が減少する場合、危険回転範囲２２０で、燃料の投入が少なくなるため、排気弁閉タイミングパターン２５２に示すように、変化率が変化する点２３０ａよりも危険回転範囲２２０側の線分２４４ｂの変化率が、変化率が変化する点２３０ａよりも第１範囲２２２側の線分２４８の変化率よりも小さい関係を満たすことで、危険回転範囲２２０での排気弁閉タイミングの変動を抑制することができる。これにより、危険回転範囲２２０において酸素過剰率が急激に変化することを抑制でき、燃焼を安定させることができる。 When the load of the engine body 11 is reduced, for example, when the engine body 11 is stopped from a state of navigating at a predetermined ship speed, the engine control device 26 determines the exhaust valve closing timing based on the exhaust valve closing timing pattern 252. To control. When the load of the engine body 11 is reduced, the engine control device 26 uses less fuel in the dangerous rotation range 220, and therefore, as shown in the exhaust valve closing timing pattern 252, the change rate is higher than the point 230a where the rate of change changes. By satisfying the relationship that the change rate of the line segment 244b on the dangerous rotation range 220 side is smaller than the change rate of the line segment 248 on the first range 222 side than the point 230a where the change rate changes, the change rate in the dangerous rotation range 220 is satisfied. Fluctuations in the exhaust valve closing timing can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a sudden change in the excess oxygen rate in the dangerous rotation range 220, and it is possible to stabilize combustion.

エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングパターンとして、エンジン本体の回転数が増加する場合と、エンジン本体の回転数が減少する場合と、危険運転範囲２２０のエンジン本体１１の回転数と排気弁を閉じるタイミングと、が異なる関係を用いることがで、エンジン本体１１をより安定して運転させることができる。 The engine control device 26 sets the exhaust valve closing timing pattern as the rotation speed of the engine body 11 in the dangerous operating range 220 and the exhaust valve when the rotation speed of the engine body increases and when the rotation speed of the engine body decreases. By using a relationship different from the closing timing, the engine body 11 can be operated more stably.

また、上記実施形態は、エンジン負荷に基づいて排気弁閉タイミングを制御したが、これに限定されない。エンジン制御装置は、エンジン本体１１の回転数に基づいて、排気弁閉タイミングを制御してもよい。図６は、エンジン本体の回転数と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。図６は、図４と同様に理想線で算出したエンジン本体の回転数と排気弁閉タイミングとの関係である排気弁閉タイミングパターン２６２も示す。図６に示す排気弁閉タイミングパターン２６０は、エンジン本体の回転数が危険回転数域と重なる範囲（エンジン回転数Ｂ１以上エンジン回転数Ｂ２以下の範囲）である危険回転範囲２２０ａと、危険回転範囲２２０ａよりもエンジン回転数が小さい範囲（エンジン回転数Ｂ１未満の範囲）である第１範囲２２２ａ及び危険回転範囲２２０ａよりもエンジン回転数が大きい範囲（エンジン回転数Ｂ２より大きい範囲）である第２範囲２２４ａと、でエンジン回転数に対する排気弁閉タイミングの変化量の変化率が異なる。ここで、エンジン回転数Ｂ２は、エンジン回転数Ｂ１よりも高い回転数である。 Further, in the above embodiment, the exhaust valve closing timing is controlled based on the engine load, but the present invention is not limited to this. The engine control device may control the exhaust valve closing timing based on the rotation speed of the engine body 11. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the engine speed and the exhaust valve closing timing. FIG. 6 also shows an exhaust valve closing timing pattern 262, which is a relationship between the engine speed and the exhaust valve closing timing calculated on the ideal line as in FIG. The exhaust valve closing timing pattern 260 shown in FIG. 6 has a dangerous rotation range 220a, which is a range in which the rotation speed of the engine body overlaps with the dangerous rotation speed range (a range of engine rotation speed B 1 or more and engine rotation speed B 2 or less), and danger. range is less the engine speed than the rotation range 220a first range 222a and the range the engine speed is greater than the critical rotation range 220a is (range of less than the engine rotational speed B 1) (engine speed B 2 larger range) The rate of change in the amount of change in the exhaust valve closing timing with respect to the engine speed is different between the second range 224a and the engine speed. Here, the engine speed B 2 is a speed higher than the engine speed B 1.

排気弁閉タイミングパターン２６０は、エンジン回転数Ｂ１で変化率が変化する点２３０ｃがあり、エンジン回転数Ｂ２で変化率が変化する点２３２ｃがあり、エンジン回転数Ｂ２よりも高い値であるエンジン回転数Ｂ３で変化率が変化する点２３４ｃがある。排気弁閉タイミングパターン２６０は、変化率が変化する点２３０ｃ（エンジン回転数Ｂ１）よりもエンジン回転数が低い部分が線分２４０ｃとなり、変化率が変化する点２３０ｃ（エンジン回転数Ｂ１）と変化率が変化する点２３２ｃ（エンジン回転数Ｂ２）との間が線分２４２ｃとなり、変化率が変化する点２３２ｃ（エンジン回転数Ｂ２）と変化率が変化する点２３４ｃ（エンジン回転数Ｂ３）との間が線分２４４ｃとなり、変化率が変化する点２３４ｃ（エンジン回転数Ｂ３）よりもエンジン回転数が高い部分が線分２４６ｃとなる。線分２４０ｃと線分２４６ｃは、排気弁閉タイミングパターン２６２と同じ傾きとなる。線分２４２ｃは、線分２４０ｃと線分２４４ｃを結んでおり、変化率が変化しない、つまり、排気弁閉タイミングが変化しない。線分２４４ｃは、線分２４２と線分２４６とを結んでおり、変化率が線分２４２ｃ及び線分２４６ｃよりも大きい。したがって、排気弁閉タイミングパターン２６０は、エンジン回転数（エンジン本体の回転数）が、危険回転数域を通過する間を含む危険回転範囲２２０ａと、危険回転範囲２２０ａよりも回転数が低い第１範囲２２２ａとで、回転数の上昇に対する排気弁を閉じるタイミングの変化の変化率が変化する変化率が変化する点２３０ｃを有し、変化率が変化する点２３０ｃよりも危険回転範囲２２０ａ側の線分２４２ｃの変化率が、変化率が変化する点２３０ｃよりも第１範囲２２２ａ側の線分２４０ｃの変化率よりも小さい。
Exhaust valve closing timing pattern 260, there is 230c point change rate you change in engine speed B 1, there is 232c point change rate you change in engine speed B 2, higher than the engine rotational speed B 2 there is 234c point change rate you change in engine speed B 3 is the value. In the exhaust valve closing timing pattern 260, the line segment 240c is located at a portion where the engine speed is lower than the point 230c (engine speed B 1 ) at which the rate of change changes, and the point 230c (engine speed B 1 ) at which the rate of change changes. is next segment 242c, 232c that the rate of change varies point (engine speed B 2) and the change rate is changed 234c (engine speed between 232c point change rate changes (engine speed B 2) and The line segment 244c is connected to B 3 ), and the line segment 246c is a portion where the engine speed is higher than the point 234c (engine speed B 3 ) where the rate of change changes. The line segment 240c and the line segment 246c have the same inclination as the exhaust valve closing timing pattern 262. The line segment 242c connects the line segment 240c and the line segment 244c, and the rate of change does not change, that is, the exhaust valve closing timing does not change. The line segment 244c connects the line segment 242 and the line segment 246, and the rate of change is larger than that of the line segment 242c and the line segment 246c. Therefore, in the exhaust valve closing timing pattern 260, the engine rotation speed (the rotation speed of the engine body) is the first danger rotation speed range 220a including the time when the engine rotation speed passes through the danger rotation speed range, and the rotation speed is lower than the danger rotation speed range 220a. In the range 222a, there is a point 230c where the rate of change of the change in the timing of closing the exhaust valve with respect to the increase in the number of revolutions changes, and the line on the dangerous rotation range 220a side of the point 230c where the rate of change changes. min 242c rate of change is less than the rate of change of the first range 222a side of the line segment 240c than 230c that change rate changes.

エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングパターン２６０に基づいて、排気弁閉タイミングを制御することで、排気弁閉タイミングパターン２６２で運転した場合よりも危険回転範囲２２０ａでの排気弁閉タイミングが早くなる。これにより、危険回転数で運転されている場合、危険回転範囲２２０ａ以外の場合に比べて、エンジン本体１１の負荷（回転数）の上昇（増加）に比例して燃焼室１２０での燃料燃焼時の酸素過剰率が低下することを抑制できる。つまり、投入される燃料に対する酸素の量の減少を少なくすることができ、排気弁閉タイミングパターン２６２で運転した場合と比べ同じ負荷での燃焼室１２０の酸素の量を多くすることができる。このように、エンジン制御装置２６は、エンジン負荷ではなく、エンジン本体１１の回転数に基づいて制御を行っても、エンジン負荷の場合と同様の効果を得ることができる。 By controlling the exhaust valve closing timing based on the exhaust valve closing timing pattern 260, the engine control device 26 has an earlier exhaust valve closing timing in the dangerous rotation range 220a than when operating in the exhaust valve closing timing pattern 262. Become. As a result, when the engine is operated at a dangerous rotation speed, the fuel is burned in the combustion chamber 120 in proportion to the increase (increase) in the load (rotation speed) of the engine body 11 as compared with the case other than the dangerous rotation speed range 220a. It is possible to suppress a decrease in the excess oxygen rate of the engine. That is, it is possible to reduce the decrease in the amount of oxygen with respect to the fuel to be input, and it is possible to increase the amount of oxygen in the combustion chamber 120 with the same load as in the case of operating with the exhaust valve closing timing pattern 262. As described above, even if the engine control device 26 controls based on the rotation speed of the engine body 11 instead of the engine load, the same effect as in the case of the engine load can be obtained.

また、エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングに加え、排気弁を開くタイミングである排気弁開タイミングも、危険回転数域とその他の回転数域とで変化率を変化させてもよい。 Further, in addition to the exhaust valve closing timing, the engine control device 26 may change the rate of change of the exhaust valve opening timing, which is the timing of opening the exhaust valve, between the dangerous rotation speed range and other rotation speed ranges.

また、上記実施形態においては、ＥＧＲを備える内燃機関を例としたが、ＥＧＲを備えない内燃機関にも適用される。 Further, in the above embodiment, the internal combustion engine provided with EGR is taken as an example, but the present invention is also applied to an internal combustion engine not provided with EGR.

１０ 舶用ディーゼルエンジン
１１ エンジン本体
１２ 過給機
１３ ＥＧＲシステム
１４ デミスタユニット
２６ エンジン制御装置
４１Ａ ＥＧＲ入口バルブ
４１Ｂ ＥＧＲ出口バルブ
４２ スクラバ
４７ ＥＧＲブロワ
４８ エアクーラ（冷却器）
６０ ＥＧＲ制御装置
６２ 回転数検出部
６４ 燃料投入量検出部
６６ 酸素濃度検出部
１１１ 台板
１１２ 架構
１１３ シリンダジャケット
１１４ テンションボルト（タイボルト／連結部材）
１１５ ナット
１１６ シリンダライナ
１１７ シリンダカバー
１１８ 空間部
１１９ ピストン
１２０ 燃焼室
１２１ 排気弁
１２２ 排ガス管
１２３ ピストン棒
１２４ クランクシャフト
１２５ 軸受
１２６ クランク
１２７ 連接棒
１２８ ガイド板
１２９ クロスヘッド 10 Marine diesel engine 11 Engine body 12 Supercharger 13 EGR system 14 Demista unit 26 Engine controller 41A EGR inlet valve 41B EGR outlet valve 42 Scrubber 47 EGR blower 48 Air cooler (cooler)
60 EGR control device 62 Rotation speed detection unit 64 Fuel input amount detection unit 66 Oxygen concentration detection unit 111 Base plate 112 Frame 113 Cylinder jacket 114 Tension bolt (tie bolt / connecting member)
115 Nut 116 Cylinder Liner 117 Cylinder Cover 118 Space 119 Piston 120 Combustion Chamber 121 Exhaust Valve 122 Exhaust Pipe 123 Piston Rod 124 Crankshaft 125 Bearing 126 Crank 127 Connecting Rod 128 Guide Plate 129 Crosshead

Claims (4)

排気弁を開閉し、燃焼室内からの排気を制御するエンジン本体と、
前記エンジン本体を制御し、前記エンジン本体の負荷または回転数が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける前記排気弁を閉じるタイミングが遅くなる排気弁閉タイミングパターンに基づいて、前記排気弁の動作を制御する制御装置と、を有し、
前記エンジン本体は、回転数に対して、危険回転域を通過する間である危険回転範囲と、前記危険回転範囲よりも回転数が低い第１範囲および前記危険回転範囲よりも回転数が高い第２範囲を有し、
前記危険回転域は、共振が生じ、その回転数域での長時間の運転が禁止される範囲であり、
前記排気弁閉タイミングパターンは、前記危険回転範囲と前記第１範囲との境界の点に前記回転数の上昇に対する前記排気弁を閉じるタイミングの変化の変化率が変化する点を有し、
前記排気弁閉タイミングパターンは、前記変化率が変化する点よりも前記危険回転範囲側における変化率が、前記変化率が変化する点よりも前記第１範囲側における変化率よりも小さくなり、
前記第２範囲では、前記エンジン本体の回転数が高くなるにしたがって、前記第１範囲での前記変化率より変化率が大きくなってから前記第１範囲での前記変化率と同じとなることを特徴とする舶用ディーゼルエンジン。 The engine body that opens and closes the exhaust valve to control the exhaust from the combustion chamber,
The engine body is controlled, and the operation of the exhaust valve is controlled based on the exhaust valve closing timing pattern in which the timing of closing the exhaust valve in the combustion cycle is delayed as the load or the rotation speed of the engine body increases. With a control device,
The engine body is for the rotational speed, the critical rotation range is between passing critical rotation range, the rotation speed than the first range and the critical rotation range is low rotational speed than the critical rotation range Has a high second range,
The dangerous rotation range is a range in which resonance occurs and long-term operation in the rotation speed range is prohibited.
The exhaust valve closing timing pattern has a point at which the critical rotation range and the exhaust valve closing rate of change of the change in the timing for rising of the previous SL rotational speed to a point of the boundary between the first range is changed,
In the exhaust valve closing timing pattern, the rate of change on the dangerous rotation range side is smaller than the point at which the rate of change changes, and the rate of change on the first range side is smaller than the point at which the rate of change changes.
In the second range, in accordance with the higher number of rotation the engine body, the same as that Do and the rate of change in the first range is larger rate of change than the change rate in the first range A marine diesel engine that features that. 前記排気弁閉タイミングパターンは、回転数を含むパラメータで算出される前記エンジン本体の負荷と、前記排気弁を閉じるタイミングと、が対応付けられ、
前記エンジン本体の負荷が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける前記排気弁を閉じるタイミングが遅くなることを特徴とする請求項１に記載の舶用ディーゼルエンジン。 In the exhaust valve closing timing pattern, the load of the engine body calculated by a parameter including the rotation speed and the timing of closing the exhaust valve are associated with each other.
The marine diesel engine according to claim 1, wherein the timing of closing the exhaust valve in the combustion cycle is delayed as the load of the engine body increases. 前記排気弁閉タイミングパターンは、前記危険回転範囲で、前記排気弁の閉タイミングが一定であることを特徴とする請求項１または２に記載の舶用ディーゼルエンジン。 The marine diesel engine according to claim 1 or 2, wherein the exhaust valve closing timing pattern is characterized in that the closing timing of the exhaust valve is constant in the dangerous rotation range. 前記排気弁閉タイミングパターンは、前記エンジン本体の回転数が増加する場合と、前記エンジン本体の回転数が減少する場合とで前記危険回転範囲の前記エンジン本体の回転数と前記排気弁を閉じるタイミングと、が異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の舶用ディーゼルエンジン。 The exhaust valve closing timing pattern, the in the case where the number of the rotating engine body increases, the the number of rotation the engine body of the critical rotation range and if the number of the rotary engine body decreases the exhaust valve The marine diesel engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the timing of closing the engine is different from that of the engine.
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