JP7263811B2 - エンジンシステム - Google Patents
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Description
クロスヘッド7は、不図示のクロスヘッドピンを有している。クロスヘッド7は、ピストンロッド6の端部及び連接棒8の端部と連結され、ピストン4の直線運動を連接棒8へと伝達している。
タービン110は、エンジン1の排気ポートHとタービン流路R3を介して接続されている。このようなタービン110は、エンジン1から供給される燃焼ガスを駆動流体として回転動力を発生する回転機械である。タービン110は、エンジン1から供給される燃焼ガスの供給量に基づいて回転数が決定される。また、タービン110の下流側には、排気流路R4が接続されている。
このようなエンジンシステムAにおいては、燃焼室R1の内周面に対して、ピストン4が潤滑油供給ノズル10aを通過するより前と、ピストン4のピストンリングが潤滑油供給ノズル10aを通過する際と、ピストン4のピストンリング4aが通過した後との3回に分けて、ピストン4が潤滑油供給ノズル10aより潤滑油が噴射することができる。これにより、燃焼室R1は、内周面に潤滑油の膜が形成されると共に、ピストン4の圧縮により気化した潤滑油の雰囲気に満たされた状態となる。このように潤滑油の雰囲気を、さらにピストン4で圧縮することにより、高温高圧となった潤滑油が着火し、燃焼室R1内において火炎が形成される。このような燃焼室R1において、気体燃料と空気とを予混合させ、予混合気を供給している。
制御部300は、まず、不図示の温度センサより吸気温度を取得する(ステップS1)。
制御部300は、燃焼室R1における空気過剰率を算出する(ステップS11)。空気過剰率は、例えば、エンジン1の運転負荷や、回転数等から算出される。
これにより、潤滑油の着火による火炎の形成に適した空気過剰率とすることができ、潤滑油の自着火により形成された火炎が燃焼室R1内において拡散されやすくなる。
具体的には、エンジン負荷が低い運転を行う場合、有効圧縮比は高く設定する。また、高負荷運転の場合と比較して、有効圧縮比は高く、過給圧は低く設定される。エンジン負荷が高い運転に変化させる場合には、有効圧縮比は低く、過給圧は高く設定される。
有効圧縮比は、圧縮端温度と空気過剰率との相関がある。圧縮端温度は、運転条件により定められる。空気過剰率は、過給器の過給圧で制御することが可能であり、有効圧縮比は、排気弁5aの閉タイミングで制御することが可能である。
(1)上記実施形態においては、目標空気過剰率範囲を1.8~2.0としたが、本発明はこれに限定されない。目標空気過剰率範囲は、国際海事機関の2次規制に則って、1.6~1.8としてもよい。
1 エンジン
2 シリンダ部
2a シリンダライナ
2b シリンダヘッド
2c シリンダジャケット
3 燃料噴射弁
4 ピストン
5 排気弁ユニット
5a 排気弁
5b 排気弁筐
5c 排気弁駆動部
6 ピストンロッド
7 クロスヘッド
8 連接棒
9 クランク軸
10 潤滑油供給装置
10a 潤滑油供給ノズル
100 過給機
110 タービン
120 圧縮機
200 バイパスバルブ
300 制御部
H 排気ポート
R1 燃焼室
R2 掃気室
R3 タービン流路
R4 排気流路
R5 吸気流路
R6 バイパス流路
R7 空気バイパス流路
S 掃気ポート
Claims (5)
- 気体燃料を燃焼させる燃焼室を有するエンジンと、前記エンジンを制御する制御部とを備えるエンジンシステムであって、
前記燃焼室を有する円筒状のシリンダライナの内側に潤滑油を供給する潤滑油供給装置を備え、
前記制御部は、前記燃焼室の圧縮端における燃焼室内温度が前記潤滑油の着火温度となるように制御する
ことを特徴とするエンジンシステム。 - 前記制御部は、吸気温度を制御することにより、前記燃焼室の圧縮端における燃焼室内温度が前記潤滑油の着火温度となるように制御することを特徴とする請求項1記載のエンジンシステム。
- 前記エンジンに空気を供給する過給機を備え、
前記気体燃料は、予混合気として前記燃焼室に供給され、
前記制御部は、過給圧を制御することにより、前記予混合気の空気過剰率を1.0~2.5の間の範囲とすることを特徴とする請求項1または2記載のエンジンシステム。 - 前記制御部は、前記予混合気の空気過剰率を1.6~1.8の間の範囲とすることを特徴とする請求項3記載のエンジンシステム。
- 前記制御部は、前記予混合気の空気過剰率を1.8~2.0の間の範囲とすることを特徴とする請求項3記載のエンジンシステム。
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