柴油機(jī)的控制裝置、柴油機(jī)及柴油機(jī)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)的控制裝置、柴油機(jī)及柴油機(jī)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有一種如下柴油機(jī)(以下稱作“雙燃料柴油機(jī)”)，即，將天然氣等氣體燃料作為主燃料，將壓縮可燃性良好的油燃料作為引燃燃料，并且在高溫下的燃燒室使油燃料自燃，從而使作為主燃料的氣體燃料燃燒。由于雙燃料柴油機(jī)使用氣體燃料，因此燃燒時(shí)CO2較少，并且所排出的黑煙等有害物質(zhì)也較少。
[0003]例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)有將氣體燃料等壓縮可燃性較差的低十六烷值燃料作為主燃料且將壓縮可燃性較好的油燃料作為引燃燃料的雙燃料柴油機(jī)。該專(zhuān)利文獻(xiàn)I的發(fā)動(dòng)機(jī)具備設(shè)置于缸蓋的氣體燃料噴射閥及引燃燃料噴射閥，通過(guò)從這些氣體燃料噴射閥及引燃燃料噴射閥向燃燒室噴射氣體燃料及引燃燃料來(lái)在高溫的燃燒室內(nèi)使引燃燃料自燃，從而使主燃料燃燒。
以往技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本實(shí)開(kāi)昭62-45339號(hào)公報(bào)發(fā)明的概要
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0005]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中未具體公開(kāi)向柴油機(jī)供給油燃料及氣體燃料的方法。而且，在雙燃料柴油機(jī)中使用油燃料及氣體燃料的穩(wěn)定的運(yùn)行成為了課題。
[0006]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠減少油燃料的使用量，并且實(shí)現(xiàn)使用油燃料及氣體燃料的穩(wěn)定的運(yùn)行的柴油機(jī)的控制裝置、柴油機(jī)及柴油機(jī)的控制方法。
用于解決技術(shù)課題的手段
[0007]為了解決上述課題，本發(fā)明的柴油機(jī)的控制裝置、柴油機(jī)及柴油機(jī)的控制方法采用以下手段。
[0008]本發(fā)明的第一方式所涉及的柴油機(jī)的控制裝置為通過(guò)供給氣體燃料及油燃料而運(yùn)行的柴油機(jī)的控制裝置，其具備:調(diào)速控制手段，進(jìn)行調(diào)速控制；及燃料控制手段，當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)載為規(guī)定值以下時(shí)僅供給所述油燃料；當(dāng)所述負(fù)載超過(guò)所述規(guī)定值時(shí)開(kāi)始供給所述氣體燃料，并且以不同的控制量控制所述氣體燃料及所述油燃料，且使所述氣體燃料與所述油燃料的總供給熱量隨著所述負(fù)載的上升而上升。
[0009]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，柴油機(jī)的控制裝置控制供給至柴油機(jī)的氣體燃料與油燃料的供給量。氣體燃料與油燃料的供給通過(guò)由調(diào)速控制手段進(jìn)行的調(diào)速控制來(lái)進(jìn)行。
[0010]當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)載為規(guī)定值以下時(shí)，燃料控制手段僅供給油燃料。負(fù)載為規(guī)定值以下指的是低負(fù)載時(shí)的情況。油燃料的壓縮可燃性優(yōu)于氣體燃料，因此通過(guò)在低負(fù)載時(shí)僅供給油燃料，柴油機(jī)在低負(fù)載時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0011]并且，當(dāng)負(fù)載超過(guò)規(guī)定值時(shí)，燃料控制手段開(kāi)始供給氣體燃料，且以不同的控制量控制氣體燃料及油燃料，并且使氣體燃料與油燃料的總供給熱量隨著負(fù)載的上升而上升。由此，本結(jié)構(gòu)能夠減少柴油機(jī)的油燃料使用量。并且，本結(jié)構(gòu)以不同的控制量控制氣體燃料及油燃料，因此能夠迎合其目的對(duì)氣體燃料及油燃料進(jìn)行不同的控制。
由此，本結(jié)構(gòu)減少油燃料的使用量，并且實(shí)現(xiàn)使用油燃料及氣體燃料的穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0012]在上述第一方式中，優(yōu)選為，當(dāng)所述負(fù)載超過(guò)所述規(guī)定值時(shí)，所述燃料控制手段開(kāi)始供給所述氣體燃料，并且設(shè)為無(wú)論所述負(fù)載上升與否所述氣體燃料的供給量為恒定，并且使所述油燃料供給量隨著所述負(fù)載的上升而上升。
[0013]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，與負(fù)載的上升無(wú)關(guān)地使氣體燃料的供給量為恒定，使油燃料的供給量隨著負(fù)載的上升而上升，因此通過(guò)油燃料進(jìn)行調(diào)速控制。而且，本結(jié)構(gòu)使氣體燃料的供給量為恒定，因此即使在氣體燃料的余量較少時(shí)，也能夠使用氣體燃料來(lái)運(yùn)行柴油機(jī)。
[0014]在上述第一方式中，優(yōu)選為，當(dāng)所述負(fù)載超過(guò)所述規(guī)定值時(shí)，前述燃料控制手段使前述氣體燃料的供給量隨著時(shí)間而上升，以使其達(dá)到所述恒定的供給量。
[0015]當(dāng)負(fù)載超過(guò)固定值時(shí)，若使氣體燃料急速增加后進(jìn)行供給，則有可能使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇加快。此時(shí)，為了減低所加快的轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)速控制來(lái)減少燃料供給量，其結(jié)果，可能會(huì)發(fā)生如轉(zhuǎn)速過(guò)于下降等所謂的觸點(diǎn)振動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使氣體燃料的供給量隨著時(shí)間而上升直至供給量恒定，來(lái)抑制柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇加快，因此能夠防止觸點(diǎn)振動(dòng)的產(chǎn)生。
[0016]在上述第一方式中，優(yōu)選為，當(dāng)所述負(fù)載超過(guò)所述規(guī)定值時(shí)，所述燃料控制手段以所述氣體燃料與所述油燃料之比達(dá)到預(yù)定值的方式供給所述氣體燃料及所述油燃料。
[0017]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，任意設(shè)定氣體燃料與油燃料的混燒比例，因此能夠在最佳的狀態(tài)下運(yùn)行柴油機(jī)。
[0018]在上述第一方式中，優(yōu)選為，當(dāng)所述負(fù)載超過(guò)所述規(guī)定值時(shí)，所述燃料控制手段開(kāi)始供給所述氣體燃料，并且設(shè)為無(wú)論所述負(fù)載上升與否所述油燃料的供給量為恒定，并且使所述氣體燃料的供給量隨著所述負(fù)載的上升而上升。
[0019]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，無(wú)論負(fù)載上升與否油燃料為恒定，并且使氣體燃料的供給量隨著負(fù)載的上升而上升，因此利用氣體燃料進(jìn)行調(diào)速控制。而且，本結(jié)構(gòu)將油燃料的供給量設(shè)為恒定，因此能夠減少油燃料的使用量，并且最大限度地發(fā)揮通過(guò)氣體燃料所得到的效果。
[0020]本發(fā)明的第二方式所涉及的柴油機(jī)具備:氣體燃料噴射閥，向燃燒室噴射氣體燃料；油燃料噴射閥，向所述燃料室噴射油燃料；及上述所記載的控制裝置。
[0021]本發(fā)明的第三方式所涉及的柴油機(jī)的控制方法為通過(guò)供給氣體燃料及油燃料而運(yùn)行的柴油機(jī)的控制方法，該方法包括:第I工序，當(dāng)柴油機(jī)的負(fù)載為規(guī)定值以下時(shí)僅供給所述油燃料；第2工序，當(dāng)所述負(fù)載超過(guò)所述規(guī)定值時(shí)開(kāi)始供給所述氣體燃料；及第3工序，以不同的控制量控制所述氣體燃料及所述油燃料，并且使所述氣體燃料與所述油燃料的總供給熱量隨著所述負(fù)載的上升而上升。
發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能夠得到減少油燃料的使用量及實(shí)現(xiàn)使用油燃料及氣體燃料的穩(wěn)定的運(yùn)行的優(yōu)異的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的雙燃料柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的ECU的電結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的油燃料及氣體燃料的燃料控制指令之和與負(fù)載率之間的關(guān)系的圖表。
圖4是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的負(fù)載率與油燃料控制指令之間的關(guān)系及負(fù)載率與氣體燃料控制指令之間的關(guān)系的圖表。
圖5是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的負(fù)載率與油燃料控制指令之間的關(guān)系及負(fù)載率與氣體燃料控制指令之間的關(guān)系的圖表。
圖6是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的負(fù)載率與油燃料控制指令之間的關(guān)系及負(fù)載率與氣體燃料控制指令之間的關(guān)系的圖表。
圖7是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的負(fù)載率與油燃料控制指令之間的關(guān)系及負(fù)載率與氣體燃料控制指令之間的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參考附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的柴油機(jī)的控制裝置、柴油機(jī)及柴油機(jī)的控制方法的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0025][第I實(shí)施方式]
以下，對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
本第I實(shí)施方式所涉及的柴油機(jī)為，作為主燃料使用氣體燃料且作為引燃燃料使用油燃料而運(yùn)行的雙燃料柴油機(jī)，例如用作船舶的主機(jī)。
[0026]圖1為本第I實(shí)施方式所涉及的雙燃料柴油機(jī)I的結(jié)構(gòu)圖。
雙燃料柴油機(jī)I具備圓筒狀缸體2、結(jié)合于該缸體2的上端側(cè)的缸蓋3及進(jìn)退自如地容納于缸體2內(nèi)部的活塞4。并且，由這些缸體2的周壁2a、缸蓋3及活塞4的頂面4a形成了燃燒室C。
另外，附圖中的符號(hào)5表示活塞環(huán)。
[0027]在缸體2的下方側(cè)的周壁2a有開(kāi)口的掃氣口 6。該掃氣口