CN108138664A - 发动机装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供在运转模式的切换时能够实现稳定的运转动作的发动机装置。本申请发明的发动机装置(21)具备：进气岐管(67)，其使空气向气缸(77)内供给；排气岐管(44)，其将来自所述气缸77的废气排出；气体喷射器(98)，其使气体燃料与从进气岐管(67)供给来的空气混合；以及主燃料喷射阀(79)，其将液体燃料喷射至气缸(77)并使其燃烧。当将运转模式从气体模式以及柴油模式中的一方向另一方切换时，在通过单调增大的增量控制而使得切换后的运转模式下所投入的第一燃料的供给量增大至切换阈值之后，通过基于发动机转速的调速控制而进行控制，基于发动机转速或者发动机负荷而设定所述切换阈值。

Description

发动机装置

技术领域

本发明涉及对于天然气等气体燃料以及重油等液体燃料均能够应对的采用多种燃料型的发动机装置。

背景技术

以往，例如油轮、运输船等船舶、陆地上的发电设施中，利用柴油发动机作为其驱动源。但是，柴油发动机的废气中含有许多妨碍环保的有害物质、亦即氮氧化物、硫氧化物及粒子状物质等。因此，近年来，作为代替柴油发动机的发动机，能够降低有害物质的产生量的燃气发动机等逐渐得到普及。

使用称为天然气的燃料气体来产生动力的所谓的燃气发动机是将燃料气体与空气混合而得到的混合气体供给到气缸中，使其燃烧(参照专利文献1)。此外，作为将柴油发动机的特性和燃气发动机的特性分别组合而得到的发动机装置，提供一种能够并用预混合燃烧方式和扩散燃烧方式的双燃料发动机，其中，所述预混合燃烧方式是使天然气等气体燃料(燃料气体)与空气混合而供给到燃烧室中使其燃烧的方式，所述扩散燃烧方式是将重油等液体燃料喷射到燃烧室内使其燃烧的方式(参照专利文献2)。

另外，作为双燃料发动机，提出有：在从基于气体燃料的气体模式向基于液体燃料的柴油模式切换时，对气体燃料和液体燃料进行调整切换的多燃料发动机或者双燃料发动机(专利文献3)。

专利文献

专利文献1：日本特开2003-262139号公报

专利文献2：日本特开2002-004899号公报

专利文献3：日本特开平08-004562号公报

发明内容

但是，在双燃料发动机中，当对运转模式进行切换时，如引用文献3那样，在重复投入气体燃料以及液体燃料的同时，对气体燃料以及液体燃料进行调整。此时，对气体燃料以及液体燃料中的一方的供给量进行调速控制，并且按斜坡函数(比例函数)对另一方的供给量进行增减量控制，由此将发动机转速调整为与目标转速一致。

然而，以往，大多是基于气体燃料以及液体燃料中的一方的供给量，将调速控制和增减量控制之间的切换时机的阈值设定为恒定值。因此，当发动机装置以高转速进行驱动时，在对于切换后的运转模式下的燃料变更为调整控制的情况下，其供给量减少，因此，燃料供给量受到负荷变动的影响而大幅地变动，发动机装置的发动机转速急剧地变动，从而有时会根据情况而进行紧急停止。另外，当发动机装置以低转速进行驱动时，在针对切换后的运转模式下的燃料变更为调整控制的情况下，其供给量增多，因此，有时发动机装置的发动机转速会变为超速旋转(超速)。

另外，在船舶用的大型发动机装置中，要求在紧急时以柴油模式进行运转而维持船舶的航行。对此，在现有的发动机装置中，在紧急时从气体模式向柴油模式切换的情况下，因气缸内的燃料供给过多而产生气缸内压的过大、异常燃烧、或者因气缸内的燃料不足而产生失火，从而运转动作变得不稳定，有可能使得运转中断而导致船舶停止。

因此，本发明的技术课题在于研究如上所述的现状而提供一种实施了改善的发动机装置。

本申请发明的发动机装置具备：进气歧管，其使空气向气缸内供给；排气岐管，其将来自所述气缸的废气排出；气体喷射器，其使气体燃料与从所述进气歧管供给来的空气混合；以及主燃料喷射阀，其将液体燃料喷射至所述气缸并使其燃烧，针对多个所述气缸分别设置有所述气体喷射器以及所述主燃料喷射阀，所述发动机装置在将所述气体燃料投入至所述气缸内的气体模式、和将所述液体燃料投入至所述气缸内的柴油模式的任意模式下进行驱动，其中，当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，在通过单调增大的增量控制而使得切换后的运转模式下所投入的第一燃料的供给量增大至切换阈值之后，通过基于发动机转速的调速控制而对所述第一燃料的供给量进行控制，基于发动机转速或者发动机负荷而设定所述切换阈值。

在这种发动机装置中，可以构成为：当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，通过基于发动机转速的调速控制而对切换前的运转模式下所投入的第二燃料的供给量进行控制，在通过所述增量控制而使得所述第一燃料的供给量达到所述切换阈值之后，通过单调减小的减量控制而使第二燃料的供给量减小。此时，当通过所述减量控制而使得所述第二燃料的供给量达到下限值时，使所述第二燃料的供给停止。

而且，可以构成为：如果发动机转速或者发动机负荷较低，则将所述切换阈值设定为较小的量。

在上述各发动机装置中，可以构成为：当在瞬间内从所述气体模式向所述柴油模式切换时，基于发动机转速或者发动机负荷而设定切换为所述柴油模式后的液体燃料的供给量，并开始所述液体燃料的供给、且使所述气体燃料的供给停止，之后，对所述液体燃料的供给量进行调速控制。此时，如果发动机转速或者发动机负荷较低，则将瞬间切换后的所述液体燃料的供给量设定为较小的量。

发明效果

根据本申请发明，因为在运转模式的切换时，基于发动机转速或者发动机负荷而设定切换阈值，故而，当以低负荷或者低转速而运转时，发动机转速不会升高至超过上限值的转速(超速)，当以高负荷或者高转速而运转时，能够将针对负荷变动的应对性维持为良好。即，当发动机装置以低负荷或者低转速而运转时，将切换阈值设为较小的值，从而不会使发动机转速升高至目标转速，在将模式切换后的燃料的供给切换为调速控制的同时，能够使模式切换前的燃料的供给停止。另外，当发动机装置以高负荷或者高转速而运转时，将切换阈值设为较大的值，从而能够针对对发动机转速的影响力较大的燃料的供给量进行调速控制。因此，例如，即使在负荷急剧地减小的情况下，也能够将发动机转速维持在目标转速附近，从而能够避免升高至会导致紧急停止的发动机转速。

根据本申请发明，由于根据发动机装置的负荷或转速而设定液体燃料的供给量，因此，当以低负荷或者低转速而运转时，发动机转速不会升高至超过上限值的转速(超速)，当以高负荷或者高转速而运转时，能够将针对负荷变动的应对性维持为良好。即，当发动机装置以低负荷或者低转速而运转时，将液体燃料设为较小的值，从而不会使发动机转速升高至目标转速，在瞬间内对液体燃料的供给进行调速控制的同时，能够使气体燃料的供给停止。另外，当发动机装置以高负荷或者高转速而运转时，将液体燃料的供给量设为较大的值，从而能够避免发动机转速因燃料不足而降低，即使在瞬间切换后也能够以目标转速而维持发动机转速。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的船舶的整体侧视图。

图2是机舱的侧视剖视图。

图3是机舱的俯视说明图。

图4是表示本发明的实施方式中的发动机装置的燃料供给通路的结构的概要图。

图5是表示本发明的实施方式中的发动机装置的进气排气通路的结构的概要图。

图6是示意性地表示本发明的实施方式中的发动机装置中的气缸盖内的结构的概要图。

图7是本发明的实施方式中的发动机装置的控制框图。

图8是表示气体模式以及柴油模式的各模式下的气缸内的动作的说明图。

图9是表示由6个气缸构成的发动机装置的各气缸的动作状态的状态迁移图。

图10是表示本发明的实施方式中的发动机装置的排气歧管设置侧(右侧面)的立体图。

图11是表示本发明的实施方式中的发动机装置的燃料喷射泵设置侧(左侧面)的立体图。

图12是本发明的实施方式中的发动机装置的左视图。

图13是用于说明使本发明的实施方式中的发动机装置以气体模式运转时的相对于负荷的空燃比控制的图。

图14是表示发动机控制装置的气体模式下的燃料供给控制的基本动作的流程图。

图15是表示使低负荷且低转速的发动机装置从气体模式向柴油模式切换时的、燃料气体以及燃料油的供给量的迁移与发动机转速之间的关系的时序图。

图16是表示使高负荷且高转速的发动机装置从气体模式向柴油模式切换时的、燃料气体以及燃料油的供给量的迁移与发动机转速之间的关系的时序图。

图17是表示发动机控制装置的柴油模式下的燃料供给控制的动作的流程图。

图18是表示使低负荷且低转速的发动机装置从柴油模式向气体模式切换时的、燃料气体以及燃料油的供给量的迁移与发动机转速之间的关系的时序图。

图19是表示使高负荷且高转速的发动机装置从柴油模式向气体模式切换时的、燃料气体以及燃料油的供给量的迁移与发动机转速之间的关系的时序图。

图20是表示发动机控制装置的气体模式下的燃料供给控制的第一实施例的动作的流程图。

图21是表示对低负荷且低转速的发动机装置执行向柴油模式的瞬间切换时的、燃料气体以及燃料油的供给量的迁移与发动机转速之间的关系的时序图。

图22是表示对高负荷且高转速的发动机装置执行向柴油模式的瞬间切换时的、燃料气体以及燃料油的供给量的迁移与发动机转速之间的关系的时序图。

图23是表示发动机控制装置的气体模式下的燃料供给控制的第二实施例的动作的流程图。

图24是表示发动机控制装置的柴油模式下的燃料供给控制的第一实施例的动作的流程图。

具体实施方式

以下，基于应用于2台2轴方式的船舶所搭载的一对推进兼发电机构时的附图，对将本发明具体化的实施方式进行说明。

首先，对船舶的概况进行说明。如图1～图3所示，本实施方式的船舶1包括：船体2；设置于船体2的船尾侧的舱室3(驾驶台)；配置于舱室3的后方的烟囱4(烟筒)；设置于船体2的后方下部的一对的螺旋桨5、以及舵6。这种情况下，在船尾侧的船底7一体地形成有一对艉鳍8。在各艉鳍8轴支撑有：使螺旋桨5旋转驱动的推进轴9。各艉鳍8以将船体2的左右宽度方向进行分割的船体中心线CL(参照图3)为基准，形成为左右对称状。即，第一实施方式中，作为船体2的船尾形状，采用双艉鳍。

在船体2内的船头侧及中央部设置有船舱10，在船体2内的船尾侧设置有机舱11。在机舱11中配置有：兼用作螺旋桨5的驱动源以及船舶1的电力供给源的一对推进兼发电机构12，该一对推进兼发电机构12夹着船体中心线CL而分开设置于左右侧。各螺旋桨5利用由各推进兼发电机构12传递至推进轴9的旋转动力而进行旋转驱动。机舱11的内部由上甲板13、第二甲板14、第三甲板15以及内底板16分隔成上下。第一实施方式的各推进兼发电机构12设置于机舱11最下段的内底板16上。另外，虽然并未进行详细图示，但是船舱10被分割为多个区域。

如图2及图3所示，各推进兼发电机构12是将：作为螺旋桨5的驱动源的中速发动机装置21(实施方式中为双燃料发动机)、将发动机装置21的动力传递至推进轴9的减速器22、以及利用发动机装置21的动力进行发电的轴驱动发电机23组合而得到的。此处，所谓“中速”发动机是指：以每分钟500～1000转左右的旋转速度进行驱动的发动机。顺便说一下，“低速”发动机以每分钟500转以下的旋转速度进行驱动，“高速”发动机以每分钟1000转以上的旋转速度进行驱动。实施方式的发动机装置21构成为在中速的范围内(每分钟700～750转左右)进行恒速驱动。

发动机装置21具备：气缸体25，其具有发动机输出轴(曲轴)24；以及气缸盖26，其搭载于气缸体25上。在机舱11最下段的内底板16上，通过直接安装或者经由防振体(省略图示)而安装有基台27。在基台27上搭载有发动机装置21的气缸体25。发动机输出轴24在沿着船体2的前后长度方向的方向上延伸。即，发动机装置21在使得发动机输出轴24的朝向沿着船体2的前后长度方向的状态下配置于机舱11内。

减速器22及轴驱动发电机23配置为比发动机装置21更靠船尾侧。发动机输出轴24的后端侧从发动机装置21的后表面侧突出出来。在发动机输出轴的后端侧以能够传递动力的方式连结有减速器22。夹着减速器22，在发动机装置21的相反侧配置有轴驱动发电机23。从机舱11内的前方开始，按顺序依次配置有发动机装置21、减速器22、轴驱动发电机23。这种情况下，在位于船尾侧的艉鳍8内或其附近配置有减速器22以及轴驱动发电机23。因此，不受船舶301的船尾线的制约，可以将发动机装置21尽量配置成靠近船尾侧，从而有助于机舱11的紧凑化。

在减速器22的动力传递下游侧设置有推进轴9。对于减速器22的外形，伸出到比发动机装置21及轴驱动发电机23更靠下侧的位置。推进轴309的前端侧以能够传递动力的方式与该伸出部分的后表面侧连结。发动机输出轴24(轴芯线)和推进轴9在俯视图中位于同轴状的位置。推进轴9以相对于发动机输出轴24(轴芯线)而言在铅直方向上非同芯的状态，沿着船体2的前后长度方向延伸。这种情况下，推进轴9设置于：侧视图中比轴驱动发电机23及发动机输出轴24(轴芯线)更低而向内底板16靠近的位置。即，轴驱动发电机23和推进轴9上下分开，彼此互不干涉。因此，能够使各推进兼发电机构12紧凑化。

发动机装置21的恒速动力从发动机输出轴24的后端侧经由减速器22而分支传递给轴驱动发电机23和推进轴9。发动机装置21的恒速动力的一部分通过减速器22而被减速为例如每分钟100～120转左右的旋转速度，并传递给推进轴9。螺旋桨5利用来自减速器22的减速动力进行旋转驱动。另外，螺旋桨5采用了：通过变更螺旋桨叶片的叶片角度可以调节船速的变桨距螺旋桨。另外，发动机装置21的恒速动力的一部分通过减速器22而被增速为例如每分钟1200或1800转左右的旋转速度，并传递给：以能够旋转的方式被轴支撑于减速器22的PTO轴。该减速器22的PTO轴的后端侧以能够传递动力的方式与轴驱动发电机23连结，轴驱动发电机23基于来自减速器22的旋转动力进行发电驱动。通过轴驱动发电机23的驱动而产生的发电电力供给至船体2内的电气系统。

在发动机装置21连接有：空气进入用的进气路径(省略图示)、和废气排出用的排气路径28。通过进气路径进入的空气被送到发动机装置21的各气缸36内(进气行程的气缸内)。另外，由于具有2台发动机装置21，所以存在2条排气路径28。各排气路径28分别与延长路径29相连接。延长路径29构成为：延伸至烟囱4而与外部直接连通。来自各发动机装置21的废气经由各排气路径28及延长路径29而释放到船舶1外。

根据以上说明明确可知：具备一对推进兼发电机构12，该推进兼发电机构12是将发动机装置21、向使船舶推进用的螺旋桨5进行旋转驱动的推进轴9传递所述发动机装置21的动力的减速器22、以及利用所述发动机装置21的动力进行发电的轴驱动发电机23组合而得到的，一对推进兼发电机构12配置于船体2内的机舱11，并分开设置于夹着船体中心线CL的左右侧，因此，与将多台发动机(主机及辅机)配置在机舱内的现有结构相比，能够缩小机舱11的发动机设置空间。因此，能够缩短机舱11的前后长度而紧凑地构成机舱11，进而，容易确保船体2中的船舱空间(机舱11以外的空间)。通过2个螺旋桨5的驱动，还能够实现船舶1的推进效率的提高。

并且，由于具备2台主机、亦即发动机装置21，所以，例如即便1台发动机装置21发生故障而不能进行驱动，也可以通过另1台发动机装置21进行航行，能够确保船舶用原动机装置以及船舶1的冗余性。另外，如上所述，能够通过发动机装置21来进行螺旋桨5的旋转驱动和轴驱动发电机23的驱动，因此，通常航行时，可以将任意一个轴驱动发电机23设为备用。因此，在电力供给因例如1台发动机装置21或轴驱动发电机23的故障而停止的情况下，只要使另1台轴驱动发电机23起动并确立频率及电压而使供电恢复即可。另外，在仅利用1台发动机装置21进行航行时使发动机装置21停止的情况下，只要使另1台停止中的发动机装置21、以及与其相对应的轴驱动发电机23起动并确立频率及电压而使供电恢复即可。

接下来，参照图4～图7，对用作上述船舶1中的主机的双燃料发动机21的概要结构进行说明。双燃料发动机21(以下简称为“发动机装置21”)择一地选择使天然气等燃料气体与空气混合而燃烧的预混合燃烧方式、和使重油等液体燃料(燃料油)扩散而燃烧的扩散燃烧方式进行驱动。图4是表示针对发动机装置21的燃料系统的图，图5是表示发动机装置21中的进气排气系统的图，图7是发动机装置21的控制框图。

如图4所示，发动机装置21由两个系统的燃料供给路径30、31供给燃料，在一方的燃料供给路径30连接有气体燃料箱32，并且，在另一方的燃料供给路径31连接有液体燃料箱33。即，发动机装置21构成为：由燃料供给路径30向发动机装置21供给燃料气体，另一方面，由燃料供给路径31向发动机装置21供给燃料油。燃料供给路径30包括：储存液化状态的气体燃料的气体燃料箱32、使气体燃料箱32的液化燃料(燃料气体)气化的气化装置34、以及调整从气化装置34向发动机装置21的燃料气体供给量的气阀单元35。即，燃料供给路径30构成为：从气体燃料箱32朝向发动机装置21，按顺序依次配置有气化装置34及气阀单元35。

如图5所示，发动机装置21具有如下结构：在气缸体25直列排列有多个气缸36(本实施方式中为6个气缸)。各气缸36借助在气缸体25内构成的进气歧管(进气流路)67和进气口37而连通起来。各气缸36借助在气缸盖26上方配置的排气歧管(排气流路)44和排气口38而连通起来。在各气缸36的进气口37配置气体喷射器98。因此，来自进气歧管67的空气经由进气口37而供给至各气缸36，另一方面，来自各气缸36的废气经由排气口38而排出到排气歧管44。另外，在使发动机装置21以气体模式进行运转的情况下，从气体喷射器98向进气口37供给燃料气体，使燃料气体与来自进气歧管67的空气混合，从而向各气缸36供给预混合气体。

在排气歧管44的排气出口侧连接有：增压器49的涡轮49a的排气入口，在进气歧管67的空气入口侧(新气体入口侧)连接有：中间冷却器51的空气排出口(新气体出口)。在中间冷却器51的空气吸入口(新气体入口)连接有：增压器49的压缩机49b的空气排出口(新气体出口)。在压缩机49b与中间冷却器51之间配置有主节流阀V1，调节主节流阀V1的阀开度，从而调整供给至进气歧管67的空气流量。

使从压缩机49b出口排出的空气的一部分再循环到压缩机49b入口的供气旁通流路17将压缩机49b的空气吸入口(新气体入口)侧和中间冷却器51的空气排出口侧连结起来。即，供气旁通流路17在比压缩机49b的空气吸入口更靠上游侧的位置处向外部气体敞开，另一方面，连接于中间冷却器51与进气歧管67之间的连接部分。在该供气旁通流路17上配置有供气旁通阀V2，调节供气旁通阀V2的阀开度，从而调整从中间冷却器51下游侧流向进气歧管67的空气流量。

成为涡轮49a的旁通路的排气旁通流路18将涡轮49a的排气出口侧和排气歧管44的排气出口侧连结起来。即，排气旁通流路18在比涡轮49a的排气出口更靠下游侧的位置处向外部气体敞开，另一方面，连接于：涡轮49a的排气出口与涡轮49a的排气入口之间的连接部分。在该排气旁通流路18上配置有排气旁通阀V3，通过调整排气旁通阀V3的阀开度，调整流向涡轮49a的废气流量，从而调整压缩机49b中的空气压缩量。

发动机装置21具有：利用来自排气歧管44的废气对空气进行压缩的增压器49、以及对由增压器49压缩的压缩空气进行冷却而供给至进气歧管67的中间冷却器51。发动机装置21在增压器49出口与中间冷却器51入口的连接处设置有主节流阀V1。发动机装置21具备将排气歧管44出口和增压器49的排气出口连接起来的排气旁通流路18，并且，在排气旁通流路18配置排气旁通阀V3。在将增压器49优化为柴油模式规格的情况下，即便在气体模式时，通过与发动机负荷的变动相应地控制排气旁通阀V3的开度，也能够实现最适合于发动机负荷的空燃比。因此，能够防止在负荷变动时燃烧所需的空气量过多或不足，发动机装置21在使用了在柴油模式下优化的增压器的状态下，以气体模式也会最适当地进行工作。

发动机装置21具备成为增压器49的旁通路的供气旁通流路17，在供气旁通流路17配置供气旁通阀V2。通过与发动机负荷的变动相应地控制供气旁通阀V2的开度，能够将适合于燃料气体的燃烧所需的空燃比的空气供给至发动机。另外，通过并用响应性良好的供气旁通阀V2的控制动作，能够加快对气体模式下的负荷变动的响应速度。

发动机装置21在中间冷却器51入口与主节流阀V1之间的位置，连接供气旁通流路17，使从压缩机49b排出的压缩空气返回至压缩机49b入口。由此，能够利用供气旁通阀V2来补偿排气旁通阀V3的流量控制的响应性，同时，能够利用排气旁通阀V3来补偿供气旁通阀V2的控制幅度。因此，在船舶用用途中的负荷变动、运转模式的切换时，能够使气体模式下的空燃比控制的追随性变得良好。

如图6所示，发动机装置21构成为：在气缸体25内插入有圆筒形状的气缸77(气缸36)，通过活塞78在气缸77内沿着上下方向进行往复运动，使气缸77下侧的发动机输出轴24进行旋转。由燃料油管42供给燃料油(液体燃烧)的主燃料喷射阀79以前端朝向气缸77的方式插入于气缸体25上的气缸盖26。将该燃料喷射阀79的前端配置于气缸77的上端面的中心位置，向由活塞78上表面和气缸77的内壁面构成的主燃烧室喷射燃料油。因此，在发动机装置21以扩散燃烧方式进行驱动时，从燃料喷射阀79向气缸77内的主燃烧室喷射燃料油，由此，在主燃烧室中，与压缩空气发生反应而发生扩散燃烧。

各气缸盖26中，在主燃料喷射阀79的外周侧以能够滑动的方式设置有进气阀80及排气阀81。通过进气阀80打开，使来自进气歧管67的空气进入气缸77内的主燃烧室，另一方面，通过排气阀81打开，使气缸77内的主燃烧室中的燃烧气体(废气)向排气歧管44排出。与凸轮转轴(省略图示)的旋转相对应地，推杆(省略图示)分别进行上下运动，由此，摇臂(省略图示)进行摆动，使进气阀80及排气阀81分别进行上下运动。

使主燃烧室产生点火火焰的引燃燃料喷射阀82以其前端配置于主燃料喷射阀79前端的附近的方式倾斜插入于各气缸盖26。引燃燃料喷射阀82采用微引燃喷射方式，在前端具有喷射引燃燃料的副室。即，引燃燃料喷射阀82将由共轨47供给来的引燃燃料喷射到副室而使其燃烧，从而在气缸77内的主燃烧室的中心位置产生点火火焰。因此，在发动机装置21以预混合燃烧方式进行驱动时，利用引燃燃料喷射阀82产生点火火焰，由此，经由进气阀80而供给到气缸77内的主燃烧室的预混合气体发生反应，从而发生预混合燃烧。

如图7所示，发动机装置21具有对发动机装置21的各部分进行控制的发动机控制装置73。发动机装置21针对每个气缸36均设置有引燃燃料喷射阀82、燃料喷射泵89及气体喷射器98。发动机控制装置73对引燃燃料喷射阀82、燃料喷射泵89及气体喷射器98分别提供控制信号，从而对引燃燃料喷射阀82的引燃燃料喷射、燃料喷射泵89的燃料油供给及气体喷射器98的气体燃料供给分别进行控制。

如图7所示，发动机装置21具备凸轮轴200，该凸轮轴200针对每个气缸36均设置有排气凸轮、进气凸轮及燃料凸轮(省略图示)。凸轮轴200借助齿轮机构(省略图示)而传递来自曲轴24的旋转动力，由此，使排气凸轮、进气凸轮及燃料凸轮进行旋转，针对每个气缸36，均使进气阀80及排气阀81进行开闭，并且，使燃料喷射泵89进行驱动。另外，发动机装置21具备调整燃料喷射泵89中的控制齿条202的齿条位置的调速器201。调速器201根据凸轮轴200前端的转速而测定发动机装置21的发动机转速，并设定燃料喷射泵89中的控制齿条202的齿条位置，由此，调整燃料喷射量。

发动机控制装置73对主节流阀V1、供气旁通阀V2及排气旁通阀V3分别提供控制信号，从而分别调节阀开度，调整进气歧管67中的空气压力(进气歧管压力)。发动机控制装置73从测定进气歧管67中的空气压力的压力传感器39接收测定信号，来检测进气歧管压力。发动机控制装置73从瓦特传感器、扭矩传感器等负荷测定器19接收测定信号，计算施加于发动机装置21的负荷。发动机控制装置73从测定曲轴24的转速的脉冲传感器等发动机旋转传感器20接收测定信号，来检测发动机装置21的发动机转速。

在以柴油模式使发动机装置21运转的情况下，发动机控制装置73对燃料喷射泵89中的控制阀进行开闭控制，从而使各气缸36内在规定时机发生燃烧。即，根据各气缸36的喷射时机，打开燃料喷射泵89的控制阀，由此，使燃料油通过主燃料喷射阀79而喷射到各气缸36内，并在气缸36内点燃。另外，在柴油模式下，发动机控制装置73使引燃燃料及燃料气体的供给停止。

在柴油模式下，发动机控制装置73基于由负荷测定器19测定到的发动机负荷(发动机输出)、和由发动机旋转传感器20测定到的发动机转速，对各气缸36中的主燃料喷射阀79的喷射时机进行反馈控制。由此，发动机21输出推进兼发电机构12中所需要的发动机负荷，同时，以与船舶的推进速度相对应的发动机转速进行旋转。另外，发动机控制装置73基于由压力传感器39测定到的进气歧管压力，控制主节流阀V1的开度，由此，使与所需的发动机输出相对应的空气流量亦即压缩空气从增压器49向进气歧管67供给。

在以气体模式使发动机装置21进行运转的情况下，发动机控制装置73调节气体喷射器98中的阀开度，设定供给至各气缸36内的燃料气体流量。然后，发动机控制装置73对引燃燃料喷射阀82进行开闭控制，使各气缸36内在规定时机产生燃烧。即，气体喷射器98将与阀开度相对应的流量的燃料气体向进气口37供给，与来自进气歧管67的空气混合，使预混合燃料向气缸36供给。然后，根据各气缸36的喷射时机，打开引燃燃料喷射阀82的控制阀，由此，通过喷射引燃燃料而产生点火源，使其在供给有预混合气体的气缸36内点燃。另外，在气体模式下，发动机控制装置73使燃料油的供给停止。

在气体模式下，发动机控制装置73基于由负荷测定器19测定到的发动机负荷、和由发动机旋转传感器20测定到的发动机转速，对气体喷射器98的燃料气体流量、和各气缸36中的引燃燃料喷射阀82的喷射时机进行反馈控制。另外，发动机控制装置73基于由压力传感器39测定到的进气歧管压力，调节主节流阀V1、供气旁通阀V2以及排气旁通阀V3各自的开度。由此，可以将进气歧管压力调节为：与需要的发动机输出相对应的压力，将与由气体喷射器98供给的燃料气体之间的空燃比调整为：与发动机输出相对应的值。

如图8及图9所示，发动机装置21使活塞78在气缸77内下降且将进气阀80打开，由此，使来自进气歧管67的空气经由进气歧管37而流入至气缸77内(进气行程)。此时，在气体模式下，从气体喷射器98向进气口37供给燃料气体，使燃料气体与来自进气歧管67的空气混合而向气缸77内供给预混合气体。

接下来，如图8及图9所示，发动机装置21在活塞78上升的同时将进气阀80关闭，由此对气缸77内的空气进行压缩(压缩行程)。此时，在气体模式下，当活塞78上升至上止点附近时，利用引燃燃料喷射阀82产生点火火焰而使气缸77内的预混合气体燃烧。另一方面，在柴油模式下，将燃料喷射泵89的控制阀打开，由此通过主燃料喷射阀79使燃料油喷射至气缸77内而在气缸77内点火。

接下来，如图8及图9所示，对于发动机装置21而言，通过燃烧使得气缸77内的燃烧气体(基于燃烧反应的排气气体)膨胀而使活塞78下降(膨胀行程)。然后，在活塞78上升的同时，将排气阀81打开，由此经由排气口38而将气缸77内的燃烧气体(排气气体)向排气岐管44排出(排气行程)。

如图5所示，本实施方式的发动机装置21具备6气缸的气缸36(气缸77)，在各气缸36中，在针对每个气缸36而确定的时机，状态按照图8所示的进气行程、压缩行程、膨胀行程、排气行程的顺序而迁移。即，如图9所示，6气缸的气缸36(#1～#6)分别按照#1→#5→#3→#6→#2→#4的顺序向进气行程、压缩行程、膨胀行程、排气行程的各状态迁移。因此，当发动机装置21在气体模式下进行动作时，按照#1→#5→#3→#6→#2→#4的顺序而分别执行进气行程中的来自气体喷射器98的燃料气体喷射、以及压缩行程中的引燃燃料喷射阀82的点火。同样地，当发动机装置21在柴油模式下进行动作时，按照#1→#5→#3→#6→#2→#4的顺序而执行压缩行程中的来自主燃料喷射阀79的燃料油喷射。

接下来，参照图10～图12，对具有上述概要结构的双燃料发动机21(发动机装置21)的详细结构进行说明。在以下说明中，将与减速器22的连接侧作为后侧，来指定发动机装置21的结构中的前后左右的位置关系。

如图10～图12所示，发动机装置21在固定于基台27(参照图2)上的气缸体325搭载有：多个盖罩40前后排列成一列的气缸盖26。发动机装置21在气缸盖26的右侧面，与盖罩40列平行地延伸设置有气体歧管(气体燃料配管)41，另一方面，在气缸体25的左侧面，与盖罩40列平行地延伸设置有燃料油管(液体燃料配管)42。另外，在气体歧管41的上侧，与盖罩40列平行地延伸设置有后述的排气歧管(排气流路)44。

在盖罩40列与排气歧管44之间，与盖罩40列平行地延伸设置有：与气缸盖26内的冷却水路连结起来的气缸盖上冷却水配管46。在冷却水配管46的上侧，与冷却水配管46同样地，与盖罩40列平行地延伸设置有：供给由轻油等构成的引燃燃料的共轨(引燃燃料配管)47。此时，冷却水配管46与气缸盖26连结而被支撑，并且，共轨47与冷却水配管46连结而被支撑。

排气歧管44的前端(排气出口侧)借助排气中继管48而与增压器49连接起来。因此，通过排气歧管44排出的废气经由排气中继管48而流入增压器49的涡轮49a，由此，涡轮49a进行旋转，从而使与涡轮49a同轴的压缩机49b进行旋转。增压器49配置在发动机装置21的前端上侧，在其右侧具有涡轮49a，在其左侧具有压缩机49b。并且，排气出口管50配置在增压器49的右侧，且与涡轮49a的排气出口连结起来，使来自涡轮49a的废气向排气路径28(参照图2)排出。

在增压器49的下侧配置有：使来自增压器49的压缩机49b的压缩空气冷却的中间冷却器51。即，在气缸体25的前端侧设置有中间冷却器51，并且，在该中间冷却器51的上部载置有增压器49。在增压器49的左右中层位置以朝向后方(气缸体25侧)开口的方式设置有压缩机49b的空气排出口。另一方面，在中间冷却器51上表面设置有朝向上方开口的空气吸入口，从压缩机49b排出的压缩空气通过该空气吸入口而流入中间冷却器51内部。并且，压缩机49b的空气排出口和中间冷却器51的空气吸入口通过与其一端连接着的进气中继管52而连通。在该进气中继管52具有上述的主节流阀V1(参照图5)。

在发动机装置21的前端面(正面)，且在发动机输出轴24的外周侧分别设置有：冷却水泵53、引燃燃料泵54、润滑油泵(起动注油泵)55及燃料油泵56。此时，冷却水泵53及燃料油泵56分别配置于靠近左侧面的上下位置，引燃燃料泵54及润滑油泵55分别配置于靠近右侧面的上下位置。另外，在发动机装置21的前端部分设置有：传递发动机输出轴24的旋转动力的旋转传递机构(省略图示)。由此，通过来自发动机输出轴24的旋转动力经由所述旋转传递机构被传递，设置于发动机输出轴24外周的冷却水泵53、引燃燃料泵54、润滑油泵55及燃料油泵56也分别进行旋转。此外，在气缸体25内，且在冷却水泵53的上侧轴支撑有：以前后方向为轴向的凸轮转轴(省略图示)，该凸轮转轴也通过所述旋转传递机构被传递发动机输出轴24的旋转动力而进行旋转。

在气缸体25的下侧设置有油盘57，在该油盘57中积存流经气缸体25的润滑油。润滑油泵55借助润滑油配管而在下侧的吸引口处与油盘57连接起来，吸引积存于油盘57的润滑油。另外，润滑油泵55的上侧的排出口借助润滑油配管而与润滑油冷却器58的润滑油入口连接，由此，将从油盘57吸引的润滑油供给至润滑油冷却器58。以润滑油冷却器58的前方为润滑油入口，而以润滑油冷却器58的后方为润滑油出口，使润滑油出口借助润滑油配管而与润滑油过滤器59连结起来。以润滑油过滤器59的前方为润滑油入口，而以润滑油过滤器59的后方为润滑油出口，将润滑油出口与气缸体25连接起来。因此，从润滑油泵55送来的润滑油被润滑油冷却器58冷却后，在润滑油过滤器59中被净化。

增压器49以同轴的方式对分别分开设置于左右侧的压缩机49b以及涡轮49a进行轴支撑，压缩机49b基于从排气歧管44并经过排气中继管48而被导入的涡轮49a的旋转，进行旋转。另外，增压器49在新气体引入侧、亦即压缩机49b的左侧具备：对导入的外部空气进行除尘的进气过滤器63、以及将进气过滤器63和压缩机49b连接起来的新气体通路管64。由此，通过压缩机49b与涡轮49a同步旋转，被进气过滤器63吸引的外部空气(空气)经过增压器49而被导入压缩机49b。然后，压缩机49b对从左侧吸引的空气进行压缩，从而向设置在后侧的进气中继管52排出压缩空气。

使进气中继管52的上部前方开口而与压缩机49b后方的排出口连接，另一方面，使进气中继管52的下侧开口而与中间冷却器51上表面的进气口连接。另外，中间冷却器51在设置于前表面的通气路的分支口处与供气旁通管66(供气旁通流路17)的一端连接，将由中间冷却器51冷却的压缩空气的一部分向供气旁通管66排出。供气旁通管66的另一端与设置于新气体通路管64的前表面的分支口连接，从而由中间冷却器51冷却的压缩空气的一部分通过供气旁通管66而回流到新气体通路管64，与来自供气过滤器63的外部气体合流。另外，在供气旁通管66的中途部配置有供气旁通阀V2。

如果使来自压缩机49b的压缩空气通过进气中继管52而从左侧后方流入中间冷却器51，则基于与由供水配管供给的冷却水的热交换作用，使压缩空气冷却。在中间冷却器51内部，在左室被冷却的压缩空气流经前方的通气路而被导入右室，然后，通过设置于右室后方的排出口，排出到进气歧管67。进气歧管67设置在气缸体25的右侧面，在气体歧管41的下侧，与盖罩40列平行地前后延伸设置。另外，根据供气旁通阀V2的开度，确定从中间冷却器51回流到压缩机49b的压缩空气的流量，由此，设定向进气歧管67供给的压缩空气的流量。

另外，使增压器49的涡轮49a的后方的吸入口与排气中继管48连接，使涡轮49a的右侧的排出口与排气出口管50连接。由此，增压器49使废气从排气歧管44经由排气中继管48而导入涡轮49a内部，从而在使涡轮49a旋转的同时，也使压缩机49b旋转，将废气从排气出口管50向排气路径28(参照图2)排出。使排气中继管48的后方开口，排气中继管48借助波纹管68而与排气歧管44的排出口连接，另一方面，使排气中继管48的前方开口而与涡轮49a后方的吸入口连接。

另外，在排气中继管48的中途位置，在右侧面侧设置有分支口，排气旁通管69(排气旁通流路18)的一端与该排气中继管48的分支口连接。排气旁通管69的另一端与设置于排气出口管50的后方的合流口相连接，使从排气歧管44排出的废气的一部分不经由增压器49而分流至排气出口管50。另外，在排气旁通管69的中途部配置有排气旁通阀V3，根据排气旁通阀V3的开度，设定从排气歧管44分流至排气出口管50的废气的流量，调节供给至涡轮49a的废气流量。

进行发动机装置21的起动、停止等控制的发动机侧操作用控制装置71借助支座(支撑部件)72而固定于中间冷却器51的左侧面。发动机侧操作用控制装置71具备：接受作业者进行的发动机装置21的起动、停止的开关、以及显示发动机装置21各部分的状态的显示器。调速器201固定在气缸盖26的左侧面前端。在气缸体25的左侧面后端侧固定有：使发动机装置21起动的发动机起动装置75。

另外，对发动机装置21各部分的动作进行控制的发动机控制装置73借助支座(支撑部件)74而固定于气缸体25的后端面。在气缸体25的后端侧设置有：与减速器22连结而旋转的飞轮76，在飞轮76的上部配置有：发动机控制装置73。该发动机控制装置73与发动机装置21各部分中的传感器(压力传感器、温度传感器)电连接，从而收集发动机装置21各部分的温度数据及压力数据等，并且，向发动机装置21各部分中的电磁阀等提供信号，对发动机装置21的各种动作(燃料油喷射、引燃燃料喷射、气体喷射、冷却水温度调整等)进行控制。

在气缸体25的左侧面上侧设置有台阶部，在该气缸体25的台阶部上表面设置有：数量与盖罩40及气缸盖26相同的燃料喷射泵89。燃料喷射泵89沿着气缸体25的左侧面排列成一列，其左侧面与燃料油管(液体燃料配管)42连结起来，并且，其上端借助燃料喷出管90而与右前方的气缸盖26的左侧面连结起来。上下2根燃料油管42的一方为向燃料喷射泵89供给燃料油的供油管，另一方为使燃料油从燃料喷射泵89返回的回油管。另外，燃料喷出管90借助气缸盖26内的燃料流路而与主燃料喷射阀79(参照图6)连接起来，由此，将来自燃料喷射泵89的燃料油向主燃料喷射阀79供给。

在气缸体25的台阶部上，且在由燃料喷出管90连接的气缸盖26的左侧后方的位置，燃料喷射泵89相对于盖罩40列而言并列设置于左侧。另外，燃料喷射泵89在被气缸盖26和燃料油管42夹持的位置，排列成一列。燃料喷射泵89利用气缸体25内的凸轮转轴(省略图示)上的泵用凸轮的旋转而进行柱塞的推升动作。并且，燃料喷射泵89通过柱塞的推升而使由燃料油管42供给的燃料油的压力升高为高压，并经由燃料喷出管90而向气缸盖26内的燃料喷射泵89供给高压的燃料油。

共轨47的前端与引燃燃料泵54的排出侧连接起来，从引燃燃料泵54排出的引燃燃料向共轨47供给。另外，气体歧管41在排气歧管44与进气歧管67之间的高度位置处，沿着盖罩40列延伸设置。气体歧管41具备：前端与气体入口管97连接而前后延伸的气体主管41a、和从气体主管41a的上表面朝向气缸盖26分支的多个气体支管41b。在气体主管41a的上表面以等间隔具备连接用凸缘，并与气体支管41b的入口侧凸缘紧固连结。使气体支管41b的与气体主管41a之间的连结部分的相反侧的端部与从上侧插入有气体喷射器98的套筒的右侧面连结起来。

接下来，主要参照图13等，对使具有上述结构的双燃料发动机21(发动机装置21)以气体模式进行运转时的空气流量控制进行说明。

如图13所示，发动机控制装置73在发动机负荷处于低负荷区域(负荷L4以下的负荷区域)且低于规定负荷L1的情况下，对主节流阀V1的阀开度进行反馈控制(PID控制)。此时，发动机控制装置73设定与发动机负荷相对应的进气歧管压力的目标值(目标压力)。然后，发动机控制装置73接收来自压力传感器39的测定信号，确认进气歧管压力的测定值(测定压力)，求出与目标压力之间的差值。由此，发动机控制装置73基于目标压力与测定压力之间的差值，执行主节流阀V1的阀开度的PID控制，使进气歧管67的空气压力接近于目标压力。

发动机控制装置73在发动机负荷为规定负荷L1以上的情况下，对主节流阀V1的阀开度进行映射(map)控制。此时，发动机控制装置73参考存储有主节流阀V1相对于发动机负荷而言的阀开度的数据表DT1，设定与发动机负荷相对应的主节流阀V1的阀开度。然后，发动机控制装置73在发动机负荷为负荷L2(L1＜L2＜Lth＜L4)以上的情况下，将主节流阀V1控制为全开。另外，负荷L2设定为：处于低负荷区域，且比进气歧管压力为大气压的负荷Lth还低的负荷。

发动机控制装置73在发动机负荷处于低负荷区域且低于规定负荷L3(Lth＜L3＜L4)的情况下，将供气旁通阀V2控制为全闭。发动机控制装置73在发动机负荷为规定负荷L3以上的情况下，对供气旁通阀V2的阀开度进行反馈控制(PID控制)。此时，发动机控制装置73基于与发动机负荷相对应的目标压力与压力传感器39的测定压力之间的差值，执行供气旁通阀V2的阀开度的PID控制，使进气歧管67的空气压力接近于目标压力。

发动机控制装置73在整个发动机负荷区域内，对排气旁通阀V3的阀开度进行映射控制。此时，发动机控制装置73参照存储有排气旁通阀V3相对于发动机负荷而言的阀开度的数据表DT2，设定与发动机负荷相对应的排气旁通阀V3的阀开度。即，在发动机负荷低于规定负荷L1的情况下，使排气旁通阀V3全开，如果高于规定负荷L1，则使排气旁通阀V3相对于发动机负荷而言的开度单调减小，从而在规定负荷L2下使排气旁通阀V3全开。然后，在发动机负荷高于规定负荷L2且为规定负荷L3以下的情况下，使排气旁通阀V3全闭，如果发动机负荷高于低负荷区域的规定负荷L3，则使排气旁通阀V3相对于发动机负荷而言的开度单调增大。即，逐渐打开排气旁通阀V3。

如图13所示，发动机控制装置73在施加于发动机的负荷(发动机负荷)处于低负荷区域且高于第一规定负荷L3的情况下，使主节流阀V1的开度为全开。另外，发动机控制装置73对供气旁通阀V2进行反馈控制(PID控制)，同时，对排气旁通阀V3进行映射控制，由此，将进气歧管67的压力调整为与负荷相对应的目标值。然后，在发动机负荷为第一规定负荷L3时，使供气旁通阀V2及排气旁通阀V3分别为全闭。

在将增压器49优化为柴油模式规格的情况下，即便在以气体模式运转时，通过与发动机负荷的变动相应地控制供气旁通阀V2的开度，也能够使进气歧管67的压力控制的响应性变得良好。因此，能够防止在负荷变动时燃烧所需的空气量过多或不足，即便是使用在柴油模式下进行了优化的增压器49的发动机装置21，也能够以气体模式最适当地进行运转。

另外，通过与发动机负荷的变动相应地控制排气旁通阀V3的开度，能够向发动机装置21供给与气体燃料燃烧所需的空燃比相对应的空气。另外，通过并用响应性良好的供气旁通阀V2的控制动作，能够加快对气体模式下的负荷变动的响应速度，因此，能够防止在负荷变动时由燃烧所需的空气量不足所导致的爆燃。

另外，在低负荷区域中，在发动机负荷低于比第一规定负荷L3低的值的第二规定负荷L1的情况下，对主节流阀V1进行反馈控制(PID控制)。另一方面，发动机控制装置73在发动机负荷高于第二规定负荷L1的情况下，对主节流阀V1进行基于数据表DT1的映射控制。此外，在发动机负荷低于规定负荷L1的情况下，使供气旁通阀V2为全闭，并且，使排气旁通阀V3为全开。即，在排气歧管44压力为低于大气压的负压的情况下，使排气旁通阀V3为全开，从而使涡轮49a的驱动停止，由此，能够防止增压器49的喘振等。另外，通过使供气旁通阀V2为全闭，在低负荷时，能够使主节流阀V1控制进气歧管压力的响应性得到提高。

另外，在发动机负荷为第二规定负荷L1以上且低于比第一及第二规定负荷L3、L1之间的值亦即第三规定负荷L2的情况下，对主节流阀V1进行基于数据表DT1的映射控制。另外，使供气旁通阀V2为全闭，并且，对排气旁通阀V3进行基于数据表DT2的映射控制。然后，当发动机负荷为第一规定负荷L3时，使主节流阀V1为全开，而使供气旁通阀V2以及排气旁通阀V3为全闭，使其形成为能够从柴油模式切换为气体模式的状态。

接下来，以下对使发动机装置21的运转状态在气体模式与柴油模式之间迁移时的燃料控制进行说明。首先，关于模式切换时的燃料控制，参照图14～图19对其基本的控制动作进行说明。图14是表示以气体模式运转中的发动机装置21的燃料控制的基本动作的流程图，图17是表示以柴油模式运转中的发动机装置21的燃料控制的基本动作的流程图。另外，图15及图18是使发动机装置21以低转速且以低负荷运转时的切换时的时序图，图16及图19是使发动机装置21以高转速且以高负荷运转时的切换时的时序图。

当发动机装置21以气体模式而运转时，如图14所示，发动机控制装置73对向气缸77(气缸36)内供给的燃料气体供给量(燃料气体喷射量)进行：基于来自发动机旋转传感器20的信号的调速控制，以使发动机转速接近目标值(STEP501)。即，发动机控制装置73进行针对气体喷射器98的开度的反馈控制(PID控制)，由此，调整来自气体喷射器98的燃料气体喷射量，而执行燃料气体供给量的调速控制。

发动机控制装置73进行：是否使发动机装置21的运转切换为柴油模式的判定(STEP502)。例如，在发生了发动机装置21以气体模式运转的异常(例如，燃料气体压力降低、进气岐管压力降低、气体温度升高、空气温度升高、或者各传感器断线等)的情况下、在限制NOx(氮氧化物)及SOx(硫氧化物)的排出量的限制海域外进行航行中的情况下，发动机控制装置73判定为：使发动机装置21的运转切换为柴油模式。

若发动机控制装置73判定为使发动机装置21的运转切换为柴油模式(STEP502中为Yes)，则设定成为：用于将燃料油供给量的控制动作从斜坡函数(比例函数)的增量控制切换为调速控制的成为基准值的切换阈值Foth(STEP503)。此时，发动机控制装置73参照根据发动机转速以及发动机负荷而确定切换阈值Foth的阈值设定表，并根据从负荷测定器19以及发动机旋转传感器20分别发送的测定信号(发动机负荷以及发动机转速)，而设定切换阈值Foth。

此外，在阈值设定表中，若发动机转速为低转速则将切换阈值Foth设为较小的量，并且，若发动机负荷为低负荷，则将切换阈值Foth设为较小的量。即，若发动机转速为低转速且发动机负荷为低负荷，则将切换阈值Foth设定为较小的量(例如，图15中的阈值Foth1)，另一方面，若发动机转速为高转速且发动机负荷为高负荷，则将切换阈值Foth设定为较大的量(例如，图16中的阈值Foth2)。

然后，为了控制来自主燃料喷射阀79的燃料喷射量，发动机控制装置73使得从燃料喷射泵89向主燃料喷射阀79的燃料油供给量相对于时间以斜坡函数而单调增大(STEP504)。即，发动机控制装置73通过使调速器201进行动作而使得燃料喷射泵89的控制齿条202的齿条位置发生变更，由此对燃料油供给量进行增量控制。

发动机控制装置73通过调速器201来确认控制齿条202的齿条位置等，从而确认来自燃料油供给量的燃料油供给量，在燃料油供给量为切换阈值Foth以上的情况下(STEP505中为Yes)，将燃料油供给量的控制动作切换为：基于来自发动机旋转传感器20的信号的调速控制(STEP506)。即，发动机控制装置73进行：针对燃料喷射泵89的控制齿条202的齿条位置的反馈控制(PID控制)，由此调整来自主燃料喷射阀79的燃料油喷射量而执行燃料油供给量的调速控制。

接下来，发动机控制装置73将燃料气体供给量的控制动作从调速控制切换为斜坡函数(比例函数)的减量控制(STEP507)。即，使得来自气体喷射器98的燃料气体喷射量相对于时间以斜坡函数而单调减小。此时，发动机控制装置73通过阶段性地缩短气体喷射器98的阀的打开时间而对燃料气体供给量进行减量控制。发动机控制装置73确认气体喷射器98的阀的打开时间等，从而，在燃料气体供给量低于最小值(下限值)Fgmin的情况下(STEP508中为No)，使来自气阀单元35的供给停止(STEP509)。

通过按照图14的流程图而进行动作，当发动机装置21将运转从气体模式向柴油模式切换时，如图15及图16所示，通过对燃料油供给量进行增量控制、且对燃料气体供给量进行调速控制，能够将发动机转速保持为目标转速。然后，若燃料油供给量达到切换阈值Foth，则对燃料油供给量进行调速控制、且对燃料气体供给量进行减量控制，由此将发动机转速保持为目标转速。此时，由于根据发动机装置21的负荷及转速而设定切换阈值Foth，因此，当以低负荷以及低转速而进行运转时，发动机转速不会升高至超过上限值的转速(超速)，当以高负荷以及高转速进行运转时，能够将针对负荷变动的应对性维持为良好。

当发动机装置21以低负荷且以低转速进行运转时，如图15所示，通过将切换阈值Foth设为较小的值Foth1，发动机转速不会升高至目标转速，在将燃料油的供给切换为调速控制的同时，能够使燃料气体的供给停止。另外，当发动机装置21以高负荷且以高转速进行运转时，如图16所示，通过将切换阈值Foth设为较大的值Foth2，针对对发动机转速的影响力较大的燃料的供给量进行调速控制。因此，例如，即使在负荷急剧减小的情况下，也能够将发动机转速维持在目标转速附近，从而能够避免升高至会导致紧急停止的发动机转速。

另一方面，当发动机装置21以柴油模式进行运转时，如图17所示，发动机控制装置73基于来自发动机旋转传感器20的信号，对于向气缸77(气缸36)内供给的燃料油供给量(燃料油喷射量)进行调速控制，以使得发动机转速接近目标值(STEP601)。若发动机控制装置73进行将发动机装置21的运转切换为气体模式的判定(STEP602中为Yes)，则设定成为：用于将燃料气体供给量的控制动作从调速控制切换为斜坡函数的增量控制的成为基准值的切换阈值Fgth(STEP603)。

此外，例如，在从限制NOx及SOx的排出量的限制海域附近朝向限制海域内航行等情况下，发动机控制装置73判定为：将发动机装置21的运转切换为气体模式。另外，发动机控制装置73参照根据发动机转速以及发动机负荷而确定切换阈值Fgth的阈值设定表，来设定切换阈值Fgth。在阈值设定表中，若发动机转速为低转速，则将切换阈值Fgth设为较小的量，并且，若发动机负荷为低负荷，则将切换阈值Fgth设为较小的量。即，若发动机转速为低转速、且发动机负荷为低负荷，则将切换阈值Fgth设为较小的量(例如，图18中的阈值Fgth1)，另一方面，若发动机转速为高转速且发动机负荷为高负荷，则将切换阈值Fgth设为较大的量(例如，图19中的阈值Fgth2)。

然后，发动机控制装置73从气阀单元35进行供给，并且阶段性地延长气体喷射器98的阀的打开时间，由此使得燃料气体供给量相对于时间以斜坡函数而单调增大(STEP604)。在燃料气体供给量为切换阈值Fgth以上的情况下(STEP605中为Yes)，发动机控制装置73将燃料气体供给量的控制动作切换为基于来自发动机旋转传感器20的信号的调速控制(STEP606)，并且将燃料油供给量的控制动作切换为斜坡函数的减量控制(STEP607)。而且，在燃料油供给量低于最小值(下限值)Fogmin的情况下(STEP608中为No)，发动机控制装置73使从液体燃料箱33的供给停止(STEP609)。

按照图17的流程图而进行动作，从而，在发动机装置21将运转从柴油模式向气体模式切换时，如图18及图19所示，通过对燃料气体供给量进行增量控制、且对燃料油供给量进行调速控制，能够将发动机转速保持为目标转速。然后，若燃料气体供给量达到切换阈值Fgth，则对燃料气体供给量进行调速控制，且对燃料油供给量进行减量控制，由此将发动机转速保持为目标转速。此时，由于根据发动机装置21的负荷以及转速而设定切换阈值Fgth，因此，与从气体模式向柴油模式切换的情况相同，当以低负荷及低转速进行运转时，发动机转速不会升高至超过上限值的转速(超速)，当以高负荷及高转速而运转时，能够将针对负荷变动的应对性维持为良好。

关于气体模式的燃料控制的第一实施例，以下参照图20～图22进行说明。如上所述，本实施例的燃料控制以图14～图16所示的控制动作为基本动作。因而，以下，关于在上述的成为基本动作的控制动作(参照图14～图16)中相同的控制步骤，标注相同的符号，并将其详细说明省略。

在本实施例中，如图20的流程图所示，与上述的成为基本动作的控制动作不同，当发动机控制装置73判断为：将发动机装置21的运转模式切换为柴油模式时(STEP502中为Yes)，判定是否在瞬间内对运转模式进行切换(STEP701)。在未执行从气体模式向柴油模式的瞬间切换的情况下(STEP701中为No)，与成为基本动作的控制动作(参照图14)相同，在设定切换阈值Foth之后，当燃料油供给量达到切换阈值Foth时，将燃料油的供给从增量控制变更为调速控制，另一方面，将燃料气体的供给从调速控制变更为减量控制，最终使燃料气体的供给停止(STEP503～STEP509)。

在执行从气体模式向柴油模式的瞬间切换的情况下(STEP701中为Yes)，发动机控制装置73设定燃料油供给量Fo，在停止燃料气体的供给且开始燃料油的供给之后(STEP702～STEP704)，对燃料油供给量进行调速控制(STEP705)。此时，发动机控制装置73参照根据发动机转速以及发动机负荷而确定瞬间切换时的燃料油供给量Fo的瞬间切换用设定表，并根据从负荷测定器19以及发动机旋转传感器20分别发送来的测定信号(发动机负荷以及发动机转速)而设定燃料油供给量Fo。此外，在STEP702中，在发生了发动机装置21以气体模式运转的异常(例如，燃料气体压力降低、进气岐管压力降低、气体温度升高、空气温度升高、或者各传感器断线等)等情况下，执行向柴油模式的瞬间切换。

此外，在瞬间切换用设定表中，若发动机转速为低转速，则将燃料油供给量Fo设为较小的量，并且，若发动机负荷为低负荷，则将燃料油供给量Fo设为较小的量。即，若发动机转速为低转速且发动机负荷为低负荷，则将燃料油供给量Fo设为较小的量(例如，图21中的供给量Fo1)，另一方面，若发动机转速为高转速且发动机负荷为高负荷，则将燃料油供给量Fo设定为较大的量(例如，图22中的供给量Fo2)。

按照图20的流程图进行动作，从而，在发动机装置21在将运转从气体模式向柴油模式切换时执行瞬间切换的情况下，如图21及图22所示，在停止燃料气体的供给的同时，根据所设定的燃料油供给量Fo而开始燃料油的供给。此时，由于根据发动机装置21的负荷以及转速而设定燃料油供给量Fo，因此，当以低负荷以及低转速进行运转时，发动机转速不会升高至超过上限值的转速(超速)，当以高负荷以及高转速进行运转时，能够将针对负荷变动的应对性维持为良好。

当发动机装置21以低负荷且以低转速进行运转时，如图21所示，通过将燃料油供给量Fo设为较小的值Fo1，不会使发动机转速升高至目标转速，在瞬间内对燃料油的供给进行调速控制的同时，能够停止燃料气体的供给。另外，当发动机装置21以高负荷且以高转速进行运转时，如图22所示，通过将燃料油供给量Fo设为较大的值Fo2，能够避免发动机转速因燃料不足而降低，在瞬间切换后也能够以目标转速而维持发动机转速。

并且，关于燃料油供给量Fo，例如，基于在进气岐管67中流动的空气的温度、来自润滑油过滤器59的润滑油的温度、在燃料油管42中流动的燃料的温度，而对上述燃料油供给量Fo的值进行校正。此时，发动机控制装置73首先参照瞬间切换用设定表，并根据发动机转速以及发动机负荷而设定燃料油供给量Fo的初始值，之后，对初始值乘以根据空气温度、润滑油温度、以及燃料油温度而分别计算出的系数，由此获取燃料油供给量Fo的校正值。在瞬间切换的执行时，基于该燃料油供给量Fo的校正值而开始燃料油的供给。由此，能够根据发动机装置21的运转环境而设定燃料油供给量Fo，因此，在瞬间切换后的柴油模式下，能够使发动机装置21稳定地运转。

关于气体模式下的燃料控制的第二实施例，以下参照图23进行说明。与上述的第一实施例相同，关于本实施例的燃料控制，也以图14～图16所示的控制动作为基本动作。因而，以下，关于在上述的成为基本动作的控制动作(参照图14～图16)中相同的控制步骤，标注相同的符号，并将其详细说明省略。

在本实施例中，如图23的流程图所示，与上述的第一实施例的控制动作不同，若发动机控制装置73判断为：将发动机装置21的运转模式切换为柴油模式(STEP502中为Yes)，则在设定切换阈值Foth之后，开始燃料油供给量的增量控制(STEP503～STEP504)。然后，发动机控制装置73判定是否在瞬间内对运转模式进行切换(STEP801)。此时，在执行瞬间切换的情况下(STEP801中为Yes)，设定燃料油供给量Fo而对燃料油供给量进行调速控制，并且停止燃料气体的供给(STEP802～STEP804)。

另外，在开始燃料油供给量的增量控制之后，燃料油供给量达到切换阈值Foth以上(STEP505中为Yes)，在将燃料油的供给切换为调速控制且将燃料气体的供给切换为减量控制之后(STEP506～STEP507)，发动机控制装置73判定是否在瞬间内对运转模式进行切换(STEP805)。而且，在执行瞬间切换的情况下(STEP805中为Yes)，设定燃料油供给量Fo而对燃料油供给量进行调速控制，并且停止燃料气体的供给(STEP802～STEP804)。

按照图23的流程图而进行动作，从而，即使在发动机装置21为了将运转从气体模式切换为柴油模式而阶段性地执行燃料气体和燃料油的替换的情况下，也能够应对向柴油模式的瞬间切换。因此，在执行从气体模式向柴油模式的切换时，也能够应对因紧急避难而需要切换为柴油模式等情况，从而，不会使船舶紧急停止，能够持续进行稳定的航行。

关于柴油模式下的燃料控制的第一实施例，以下参照图24进行说明。如上所述，本实施例中的燃料控制以图17～图19所示的控制动作为基本动作。因而，以下，对上述的成为基本动作的控制动作(参照图17～图19)中的相同的控制步骤，标注相同的符号，并将其详细说明省略。

在本实施例中，如图24的流程图所示，与上述的成为基本动作的控制动作不同，若发动机控制装置73判断为：将发动机装置21的运转模式切换为气体模式(STEP602中为Yes)，则在设定切换阈值Fgth之后，开始燃料气体供给量的增量控制(STEP603～STEP604)。然后，发动机控制装置73判定是否在瞬间内切换为柴油模式(STEP901)。此时，在执行向柴油模式的瞬间切换的情况下(STEP901中为Yes)，在设定燃料油供给量Fo且停止燃料气体的供给之后(STEP902～STEP903)，对燃料油供给量进行调速控制(STEP601)。

另外，在开始燃料气体供给量的增量控制之后，燃料气体供给量达到切换阈值Fgth以上(STEP605中为Yes)，在将燃料气体的供给切换为调速控制、且将燃料油的供给切换为减量控制之后(STEP606～STEP607)，发动机控制装置73判定是否在瞬间内切换为柴油模式(STEP904)。而且，在执行向柴油模式的瞬间切换的情况下(STEP904中为Yes)，在设定燃料油供给量Fo且停止燃料气体的供给之后(STEP902～STEP903)，对燃料油供给量进行调速控制(STEP601)。

按照图24的流程图进行动作，即使在发动机装置21将运转从柴油模式切换为气体模式的情况下，也能够应对向柴油模式的瞬间切换。因此，在执行从柴油模式向气体模式的切换时，也能够应对为了紧急避难而需要切换为柴油模式的情况等，从而，不会使船舶紧急停止，能够持续地进行稳定的航行。

除此之外，各部分的结构并不限定于图示的实施方式，可以在不脱离本申请发明的主旨的范围内进行各种变更。另外，本实施方式的发动机装置还可以应用于上述的推进兼发电机构以外的构成中，即，应用于构成为用于向船体内的电气系统供电的发电装置或陆地上的发电设施中的驱动源等。此外，在本申请发明的发动机装置中，将点火方式设为利用微引燃喷射方式的点火方式，不过，也可以采用在副室中进行火花点火的结构。

附图标记的说明

1 船舶

2 船体

4 烟囱

5 螺旋桨

9 推进轴

11 机舱

12 推进兼发电机构

17 供气旁通流路

18 排气旁通流路

19 负荷测定器

20 发动机旋转传感器

21 发动机装置(双燃料发动机)

22 减速器

23 轴驱动发电机

24 输出轴(曲轴)

25 气缸体

26 气缸盖

36 气缸

37 进气口

38 排气口

39 压力传感器

40 盖罩

41 气体岐管(气体燃料配管)

42 燃料油管(液体燃料配管)

43 侧盖

44 排气岐管

45 隔热盖

46 冷却水配管

47 共轨(引燃燃料配管)

48 排气中继管

49 增压器

51 中间冷却器

53 冷却水泵

54 引燃燃料泵

55 润滑油泵

56 燃料油泵

57 油盘

58 润滑油冷却器

59 润滑油过滤器

67 进气岐管

79 主燃料喷射阀

80 进气阀

81 排气阀

82 引燃燃料喷射阀

89 燃料喷射泵

98 气体喷射器

Claims (6)

1.一种发动机装置，具备：

进气歧管，其使空气向气缸内供给；

排气岐管，其将来自所述气缸的废气排出；

气体喷射器，其使气体燃料与从所述进气歧管供给来的空气混合；以及

主燃料喷射阀，其将液体燃料喷射至所述气缸并使其燃烧，

针对多个所述气缸分别设置有所述气体喷射器以及所述主燃料喷射阀，所述发动机装置在将所述气体燃料投入至所述气缸内的气体模式、和将所述液体燃料投入至所述气缸内的柴油模式的任意模式下进行驱动，

所述发动机装置的特征在于，

当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，在通过单调增大的增量控制而使得切换后的运转模式下所投入的第一燃料的供给量增大至切换阈值之后，通过基于发动机转速的调速控制而进行控制，

基于发动机转速或者发动机负荷而设定所述切换阈值。

2.根据权利要求1所述的发动机装置，其特征在于，

当将运转模式从所述气体模式以及所述柴油模式中的一方向另一方切换时，通过基于发动机转速的调速控制而对切换前的运转模式下所投入的第二燃料的供给量进行控制，在通过所述增量控制而使得所述第一燃料的供给量达到所述切换阈值之后，通过单调减小的减量控制而使第二燃料的供给量减小。

3.根据权利要求2所述的发动机装置，其特征在于，

当通过所述减量控制而使得所述第二燃料的供给量达到下限值时，使所述第二燃料的供给停止。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的发动机装置，其特征在于，

如果发动机转速或者发动机负荷较低，则将所述切换阈值设定为较小的量。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的发动机装置，其特征在于，

当在瞬间内从所述气体模式向所述柴油模式切换时，基于发动机转速或者发动机负荷而设定切换为所述柴油模式后的液体燃料的供给量，并开始所述液体燃料的供给、且使所述气体燃料的供给停止，之后，对所述液体燃料的供给量进行调速控制。

6.根据权利要求5所述的发动机装置，其特征在于，

如果发动机转速或者发动机负荷较低，则将瞬间切换后的所述液体燃料的供给量设定为较小的量。