CN108884794A - Egr系统及船舶的运转方法 - Google Patents

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Abstract

在EGR系统及船舶的运转方法中,具备排气再循环线路(G5、G6、G7)、EGR入口阀(41)及EGR出口阀(45)、洗涤器(42)以及能够对EGR入口阀(41)及EGR出口阀(45)进行开闭控制并且能够对洗涤器(42)进行驱动控制的控制装置(80),控制装置(80)能够执行在输入紧急操作信号时关闭EGR入口阀(41)及EGR出口阀(45)的EGR运转紧急停止模式。

Description

EGR系统及船舶的运转方法
技术领域
本发明涉及通过使从内燃机的燃烧室排出的排气的一部分返回燃烧室而降低排气中的NOx的EGR系统、搭载有该EGR系统的船舶的运转方法。
背景技术
作为降低排气中的NOx的结构,具有排气再循环(EGR)。该EGR使从内燃机的燃烧室排出到排气线路的排气的一部分在排气再循环线路分支,将其混入燃烧用空气并作为燃烧用气体返回燃烧室。因此,燃烧用气体的氧浓度下降,通过使燃料与氧的反应即燃烧的速度延迟,从而能够使燃烧温度下降,使NOx的产生量减少。
作为搭载有安装了排气再循环装置的内燃机的船舶,例如有下述专利文献1所述的船舶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-112006号公报
发明要解决的课题
然而,前进航行中的船舶有时为了回避危险而实施使船体后退的紧急后退。即,在较大的船舶的情况下,根据船舶的航行状况,为了回避危险而使内燃机的旋转方向立刻逆转,使船舶紧急停止。在该情况下,在内燃机使排气再循环装置工作而航行时,若实施紧急后退而使内燃机的旋转方向逆转,则有气缸内的氧原样处于稀薄状态而转速暂时下降,导致点火性恶化而后退侧的输出下降的担忧。于是,难以使船舶紧急停止。
发明内容
本发明解决上述课题,其目的在于提供EGR系统及船舶的运转方法,能够使排气中的有害物质降低,并且能够充分确保紧急操作时与行进方向相反的方向的输出。
用于解决课题的手段
用于达成上述目的的本发明的EGR系统的特征在于,具备:排气再循环线路,该排气再循环线路将从发动机排出的排气的一部分作为燃烧用气体向所述发动机再循环;EGR阀,该EGR阀设置于所述排气再循环线路;洗涤器,该洗涤器对在所述排气再循环线路流动的所述燃烧用气体喷射液体;以及控制装置,该控制装置对所述EGR阀及所述洗涤器进行控制,所述控制装置能够执行EGR运转紧急停止模式,该EGR运转紧急停止模式是在输入紧急操作信号时关闭所述EGR阀的模式。
因此,在执行EGR运转紧急停止模式时,通过关闭EGR阀,从而使EGR运转尽快停止,因此即使实施紧急后退、紧急前进,也不会成为气缸内的空气稀薄状态,因此点火性不会恶化,发动机输出不会下降。其结果是,能够充分确保在紧急操作时与行进方向相反的方向的输出,因此能够使船舶紧急停止。
在本发明的EGR系统中,其特征在于,具备净化装置,该净化装置向所述排气再循环线路供给净化气体,所述控制装置还对所述净化装置进行控制,所述控制装置能够执行EGR运转停止模式和所述EGR运转紧急停止模式,该EGR运转停止模式是在输入EGR运转停止信号时关闭所述EGR阀并且使所述净化装置工作之后停止所述洗涤器的驱动的模式,所述EGR运转紧急停止模式是在输入所述紧急操作信号时关闭所述EGR阀并停止所述净化装置的工作的模式。
因此,在执行EGR运转停止模式时,在关闭EGR阀并使净化装置工作后使洗涤器工作,从而停止燃烧用气体向排气再循环线路的导入,向该排气再循环线路供给净化气体,因此残留于排气再循环线路的腐蚀成分与净化气体一起被排出。另一方面,在执行EGR运转紧急停止模式时,关闭EGR阀41并不使净化装置46工作,由此能够使EGR运转尽快紧急停止。
在本发明的EGR系统中,其特征在于,所述净化装置具备:净化气体供给线路,该净化气体供给线路向所述排气再循环线路供给所述净化气体;净化阀,该净化阀对所述净化气体供给线路进行开闭;以及净化气体排出线路,该净化气体排出线路排出所述净化气体。
因此,在执行EGR运转停止模式时,通过打开净化阀,从而将净化气体从净化气体供给线路向排气再循环线路供给,因此净化气体和腐蚀成分从净化气体排出线路排出,能够适当地实施净化气体的供给和净化气体及腐蚀成分的排出。
在本发明的EGR系统中,其特征在于,在基于操舵盘的后退侧指令操作时发动机的前进转速在紧急判定的设定转速以上时,或者,在基于操舵盘的前进侧指令操作时发动机的后退转速在紧急判定的设定转速以上时,或者,在紧急判定以外的任意时刻进行紧急操作时,向所述控制装置输出所述紧急操作信号。
因此,在实施紧急前进和紧急后退时,能够充分确保向与行进方向相反的方向的输出。
在本发明的EGR系统中,其特征在于,所述EGR阀由EGR入口阀和EGR出口阀构成,该EGR入口阀配置于所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的上游侧,该EGR出口阀配置于所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的下游侧,在所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的下游侧且所述EGR出口阀的所述燃烧用气体的流动方向的上游侧设有送风机,在执行所述EGR运转紧急停止模式时,所述控制装置使所述EGR入口阀和所述EGR出口阀进行闭阀动作并且停止所述送风机的驱动。
因此,在执行EGR运转紧急停止模式时,使EGR入口阀和EGR出口阀同时或者依次闭阀动作,并且同时停止送风机的驱动,由此能够立刻停止排气向排气再循环线路的导入和再循环气体向发动机主体的供给,能够使发动机输出尽快稳定。
另外,在本发明的船舶的运转方法中,该船舶具备:推进用的发动机;以及EGR系统,该EGR系统将从所述发动机排出的排气的一部分作为燃烧用气体向所述发动机再循环,所述船舶的运转方法的特征在于,在实施紧急后退或紧急前进时,使所述EGR系统的工作停止。
因此,即使实施紧急后退、紧急前进,也会消除气缸内的空气稀薄状态,点火性不会恶化,发动机输出不会下降。其结果是,能够降低排气中的有害物质,并且能够充分确保在紧急操作时与行进方向相反的方向的输出。
发明效果
根据本发明的EGR系统及船舶的运转方法,由于设置在输入紧急操作信号时关闭EGR阀的EGR运转紧急停止模式,因此能够降低排气中的有害物质,并且充分确保在紧急操作时与行进方向相反的方向的输出。
附图说明
图1是表示本实施方式的EGR系统的概略结构图。
图2是表示本实施方式的EGR系统中的EGR运转停止切换控制的流程图。
图3是表示EGR运转停止控制的流程图。
图4是表示EGR运转紧急停止控制的流程图。
图5是表示EGR运转停止控制的时序图。
图6是表示EGR运转紧急停止控制的时序图。
具体实施方式
以下参照附图,对本发明的EGR系统及船舶的运转方法的优选的实施方式进行详细说明。另外,该实施方式不限定本发明,另外,在具有多个实施方式的情况下,将各实施方式组合构成的结构也包含于本发明。
图1是表示本实施方式的EGR系统的概略结构图。
在本实施方式中,如图1所示,舶用柴油发动机10具备:发动机主体11、增压器12及EGR系统13。
虽然未图示,发动机主体11是经由螺旋桨轴而使推进用螺旋桨驱动旋转的推进用的发动机(主发动机)。该发动机主体11是单流扫排气式的柴油发动机,是二冲程柴油发动机,使气缸内的吸排气流成为从下方向上方的单方向,消除排气的残留。发动机主体11具有:供活塞上下移动的多个气缸(燃烧室)21;与气缸21连通的扫气主管22;以及与气缸21连通的排气歧管23。并且,在发动机主体11中,扫气主管22与供气线路G1连结,排气歧管23与排气线路G2连结。
增压器12构成为,压缩机(C)31与涡轮(T)32以通过旋转轴33一体地旋转的方式连结。在该增压器12中,涡轮32通过从发动机主体11的排气线路G2排出的排气而旋转,涡轮32的旋转通过旋转轴33传递而压缩机31旋转,该压缩机31对燃烧用气体(空气和/或再循环气体)进行压缩并从供气线路G1供给至发动机主体11。
在压缩机31还设有从外部吸入空气(大气)的吸入线路G3以及通过EGR鼓风机44输送再循环气体的排气再循环线路G7,在EGR运转时,来自吸入线路G3的空气与来自排气再循环线路G7的再循环气体在混合器(省略图示)混合,从而生成燃烧用气体。另外,混合器不一定必需是仅具有使再循环气体与空气混合的功能的装置,也可以将使安装于压缩机31的消音器(省略图示)具备上述功能的结构设为混合器。
涡轮32与排出使该涡轮32旋转的排气的排气线路G4连结,该排气线路G4经由未图示的排气处理装置而连结于烟囱(通风筒)。
EGR系统13具备:排气再循环线路G5、G6、G7、EGR入口阀(开闭阀)41、洗涤器42、除雾单元43、EGR鼓风机(送风机/C)44、EGR出口阀(开闭阀)45、净化装置46以及控制装置80。该EGR系统13在将从发动机主体11排出的排气的一部即再循环气体与空气混合后,通过增压器12进行压缩并作为燃烧用气体向发动机主体11再循环时,从该再循环气体去除有害物质。
另外,在以下的说明中,排气是指从发动机主体11向排气线路G2排出后,从排气线路G4向外部排出的气体,再循环气体是指从排气线路G4分离后的一部分的排气通过排气再循环线路G5、G6、G7返回发动机主体11的气体。
即,排气再循环线路G5的一端部以从排气线路G4分支的方式连接于排气线路G4中途部,另一端部连结于洗涤器42连结。排气再循环线路G5设有EGR入口阀41。EGR入口阀41通过开闭排气再循环线路G5,从而允许/阻断从排气线路G4向排气再循环线路G5分流的排气。另外,也可以将EGR入口阀41作为流量调整阀,对通过排气再循环线路G5的排气的流量进行调整。
洗涤器42通过对再循环气体喷射水(清洗液),从而去除含有的SOx、煤尘等微粒子(PM)这些有害物质。洗涤器42具备:呈中空形状的狭道部51、导入排气的文丘里部52、扩大部53。洗涤器42具备对导入到文丘里部52的再循环气体喷射水的水喷射部54。并且,洗涤器42与向文丘里部52导入再循环气体的排气再循环线路G5连结,扩大部53与排出去除了有害物质后的再循环气体及雾(排水)的排气再循环线路G6连结。另外,在本实施方式中,采用文丘里式,但不限定于该结构。
排气再循环线路G6的一端部连接于洗涤器42,另一端部连结于EGR鼓风机44。在该情况下,在排气再循环线路G6的路径上配置除雾单元43。另外,使洗涤器42与除雾单元43独立而构成,但也可以一体地构成。
除雾单元43对通过水喷射而去除了有害物质后的再循环气体与雾(排水)进行分离。除雾单元43设有对除雾主体(省略图示)进行清洗的除雾清洗装置56。另外,除雾单元43设有使排水在洗涤器42的水喷射部54循环的排水循环线路W1。并且,该排水循环线路W1设有:暂时存储排水的存储罐57、供给排水的供给泵58以及从排水去除有害物质的水处理装置(例如,离心分离器)59。
EGR鼓风机44将洗涤器42内的再循环气体从排气再循环线路G6引导至除雾单元43,EGR鼓风机44由电动马达(M)64驱动。
排气再循环线路G7的一端部连接于EGR鼓风机44,另一端部经由混合器(未图示)连结于增压器12的压缩机31,再循环气体通过EGR鼓风机44被送至压缩机31。排气再循环线路G7设有EGR出口阀45。EGR出口阀45通过开闭排气再循环线路G7,从而将排气再循环线路G7的再循环气体送入压缩机31。另外,也可以将EGR出口阀45作为流量调整阀,对通过排气再循环线路G7的再循环气体的流量进行调整。
另外,在供气线路G1设有空气冷却器(冷却器)65。该空气冷却器65通过使由压缩机31压缩而成为高温的燃烧用气体与冷却水进行热交换,从而对该燃烧用气体进行冷却。
净化装置46通过对排气再循环线路G5、G6、G7供给净化气体(空气),从而排出残留的腐蚀成分。该净化装置46具备净化气体供给线路G11和净化阀71。在该情况下,排气再循环线路G5、G6、G7及供气线路G1作为净化气体排出线路发挥功能。净化装置46从净化气体供给线路G11供给净化气体,并从排气再循环线路G7将净化气体与腐蚀成分一起排出净化气体。排气再循环线路G5、G6、G7经由供气线路G1连结于发动机主体11。
净化气体供给线路G11的一端部向大气开放,另一端部连通于排气再循环线路G5的中途部。即,净化气体供给线路G11的另一端部连接于EGR入口阀41与洗涤器42之间的排气再循环线路G5的中途部。另外,净化气体供给线路G11的一端部也可以连接于压缩空气供给源。压缩空气供给源由例如压缩机和蓄压罐等构成,使由压缩机产生的压缩空气滞留于蓄压罐,能够对在船内使用的各种设备供给压缩空气。
净化阀71能够开闭净化气体供给线路G11。因此,当关闭EGR入口阀41并打开净化阀71时,能够从净化气体供给线路G11的一端部吸入作为净化气体的外气(空气),并通过该净化气体供给线路G11而向排气再循环线路G5供给。
控制装置80能够控制EGR入口阀41、EGR鼓风机44、EGR出口阀45、供给泵58、水处理装置59、净化阀71的工作。即,控制装置80根据船舶的航行状态(航行海域),来控制EGR入口阀41、EGR鼓风机44、EGR出口阀45、供给泵58、水处理装置59、净化阀71的工作。
若当前的船舶的航行海域处于限制NOx的排出量的ECA(NOx限制海域)外,则控制装置80停止基于EGR系统13的EGR运转。即,关闭EGR入口阀41、EGR出口阀45、净化阀71,并且停止EGR鼓风机44、供给泵58、水处理装置59的驱动。于是,来自发动机主体11的排气的全部量从排气线路G4向外部排出。
另一方面,若当前的船舶的航行海域处于限制NOx的排出量的ECA(NOx限制海域)内,则控制装置80开始基于EGR系统13的EGR运转。即,打开EGR入口阀41、EGR出口阀45,并且开始EGR鼓风机44、供给泵58、水处理装置59的驱动。于是,从发动机主体11排出的排气的一部从排气线路G4向排气再循环线路G5、G6、G7供给。
并且,在当前的船舶的航行海域从ECA内向ECA外移动时,控制装置80从基于EGR系统13的EGR运转状态向EGR运转停止状态切换。即,使EGR鼓风机44的转速下降,并且关闭EGR入口阀41,另一方面打开净化阀71。于是,来自发动机主体11的排气的全部量从排气线路G4向外部排出。另外,从净化气体供给线路G11向排气再循环线路G5供给的空气通过排气再循环线路G5、G6、G7、供气线路G1向发动机主体11的扫气主管22供给。
在此,对EGR系统13的具体的作用进行说明。
发动机主体11在从扫气主管22向气缸21内供给燃烧用气体时,通过活塞压缩该燃烧用气体,对燃烧用气体喷射燃料从而自然点火并燃烧。并且,产生的燃烧气体作为排气从排气歧管23向排气线路G2排出。从发动机主体11排出的排气使增压器12的涡轮32旋转后,向排气线路G4排出,在EGR入口阀41关闭时,全部量的排气从排气线路G4向外部排出。
另一方面,在EGR入口阀41及EGR出口阀45打开时,排气的一部分从排气线路G4向排气再循环线路G5流动。在排气再循环线路G5流动的排气的一部分即再循环气体通过洗涤器42去除有害物质。即,在洗涤器42中,在再循环气体以高速通过文丘里部52时,从水喷射部54喷射水,从而通过该水进行冷却,并且SOx、煤尘等微粒子(PM)与水一起落下并被去除。
通过洗涤器42去除了有害物质后的排气向排气再循环线路G6排出,通过除雾单元43对再循环气体与雾(排水)进行分离后,经由EGR鼓风机44及排气再循环线路G7送至增压器12。并且,该再循环气体与从吸入线路G3吸入的空气混合并成为燃烧用气体,在由增压器12的压缩机31压缩后,由空气冷却器65冷却,并从供气线路G1向发动机主体11供给。
然而,在船舶前进航行中,例如,在其他的船舶在前方横穿航行时,为了回避危险而需要使船体紧急停止。尤其是在较大的船舶的情况下,实施使内燃机的旋转方向立刻逆转的紧急后退或紧急前进,使船舶紧急停止。然而,在舶用柴油发动机10进行EGR运转时,由于将空气与再循环气体混合后的燃烧用气体向气缸内供给,因此气缸内的氧处于稀薄状态。因此,若在EGR运转中实施紧急后退或紧急前进,则由于气缸内的氧处于稀薄状态,因此有点火性恶化而后退侧的输出下降的担忧。
因此,在本实施方式中,当在EGR运转中实施紧急后退或紧急前进时,使EGR运转紧急停止。即,在从EGR系统13的运转状态向停止状态转移时,控制装置80能够执行EGR运转停止模式和EGR运转紧急停止模式,EGR运转停止模式是在输入EGR运转停止信号时使EGR系统13的运转完全停止的模式,EGR运转紧急停止模式是在输入紧急操作信号时使EGR系统13的运转紧急停止的模式。
船舶通过对操舵盘(省略图示)进行操作,从而能够切换前进及后退、停止、航行速度。从前进侧变为航海航行模式,作为导航全速前进(Navigation Full Ahead:以航海(常用)速度的全速前进)港湾内航行模式,具有全速前进(Full Ahead:以港内速度的前进全速转速)、半速前进(Half Ahead:以港内速度的前进半速转速)、微速前进(Slow Ahead:以港内速度的前进微速转速)、最微速前进(Dead Slow Ahead:以港内速度的前进最微速转速)、主机停止。并且,从主机停止向后退侧,具有最微速后退(Dead Slow Astern:后退最微速转速)、微速后退(Slow Astern:后退微速转速)、半速后退(Half Astern:后退半速转速)、全速后退(Full Astern:后退全速转速)。乘员通过将操舵盘切换到各位置,从而能够切换船舶的前进、后退、停止、航行速度。
在此,紧急后退是指从前进侧的全速前进、半速前进、微速前进、最微速前进中的任意一个操作成全速后退的意思。另外,紧急前进是指从最微速后退、微速后退、半速后退、全速后退中的任意一个操作成全速前进的意思。在本实施方式中,上述的紧急操作信号是在操舵盘进行的全速前进与后退侧之间的操作时或者全速后退与前进侧之间的操作时输出至控制装置80的信号。
以下,对本实施方式的EGR系统中的运转停止控制进行说明。图2是表示本实施方式的EGR系统中的EGR运转停止切换控制的流程图,图3是表示EGR运转停止控制的流程图,图4是表示EGR运转紧急停止控制的流程图。
在本实施方式的EGR系统的运转停止控制中,如图1及图2所示,在步骤S11中,在EGR系统13处于运转中时,在步骤S12中,控制装置80判定是否输入了紧急操作信号,即,是否实施了紧急后退或紧急前进。在此,在判定为未输入紧急操作信号(否)时,转移到步骤S13。在步骤S13中,控制装置80判定是否输入了EGR运转停止信号。该EGR运转停止信号是EGR运转停止按钮(省略图示)被按压时所输出的信号,通过EGR运转停止按钮的操作而被输入至控制装置80。在此,在判定为未输入EGR运转停止信号(否)时,不进行任何处理而跳过该程序。
另一方面,在步骤S13中,在判定为通过EGR运转停止按钮的操作而向控制装置80输入了EGR运转停止信号(是)时,转移到步骤S14,控制装置80开始EGR运转停止模式的程序。另外,在步骤S12中,在判定为输入了紧急操作信号(是)时,转移到步骤S15,控制装置80开始EGR运转紧急停止模式的程序。
首先,对EGR运转停止模式的处理进行说明。如图1及图3所示,在步骤S21中,开始EGR运转停止程序,在步骤S22中,控制装置80使EGR鼓风机44的转速减少,在步骤S23中,判定EGR鼓风机44的转速是否成为预先设定的转速以下。在此,待机(否)直至EGR鼓风机44的转速成为设定转速以下,当判定为EGR鼓风机44的转速成为设定转速以下时(是),转移到步骤S27。
另外,在步骤S24中,控制装置80开始EGR入口阀41的闭阀动作,在步骤S25中,判定EGR入口阀41的开度是否成为预先设定的开度以下。在此,待机(否)直至EGR入口阀41的开度成为设定开度,当判定为EGR入口阀41的开度成为设定开度以下时(是),将EGR入口阀41的开度维持为微开状态,转移到步骤S27。
在步骤S26中,待机(否)直至在步骤S23中EGR鼓风机44的转速成为设定转速以下并且在步骤S25中EGR入口阀41的开度成为设定开度以下,当判定为EGR鼓风机44的转速成为设定转速以下并且EGR入口阀41的开度成为设定开度以下时(是),转移到步骤S27。
在步骤S27中,控制装置80开始净化阀71的开阀动作。在步骤S28中,判定净化阀71的开度是否为全开。在此,待机(否)直至净化阀71的开度成为全开,当判定为净化阀71的开度成为全开时(是),在步骤S29中,再次开始EGR入口阀41的闭阀动作,在步骤S30中,判定EGR入口阀41的开度是否成为预先设定的开度(大致全闭)以下。在此,待机(否)直至EGR入口阀41的开度成为全闭,当判定为EGR入口阀41的开度成为全闭时(是),在步骤S31中,在预先设定的规定时间执行排气再循环线路G5的净化处理。
即,关闭EGR入口阀41直到规定开度为止,打开净化阀71,因此作为净化气体的空气(大气)经由排气再循环线路G5、G6、G7、压缩机31、供气线路G1而与发动机主体11的扫气主管22连通。另外,排气再循环线路G5、G6、G7在中途部设有EGR鼓风机44,该EGR鼓风机44以低旋转被驱动,因此向扫气主管22侧的气体流作用。因此,残留在排气再循环线路G5、G6、G7的腐蚀成分通过来自净化气体供给线路G11的空气被去除,包含腐蚀成分的净化气体被送入扫气主管22。
在步骤S32中,控制装置80判定是否从打开净化阀71起经过规定时间且净化已结束。在此,判定从判定为EGR入口阀41的开度为全闭后起是否经过了规定的规定时间。即,执行排气再循环线路G5、G6、G7的净化处理直至经过规定时间。该排气再循环线路G5、G6、G7的净化处理时间(规定时间)基于执行例如净化处理的设备、配管的体积(容积)、每单位时间取入到净化气体供给线路G11的空气量、净化区域的腐蚀成分浓度等而设定。
排气再循环线路G5、G6、G7的净化处理结束,控制装置80待机(否)直至从判定为EGR入口阀41的开度为全闭后起经过规定时间,当判定为从判定为EGR入口阀41的开度为全闭后起经过了规定时间时(是),在步骤S33中,停止EGR鼓风机44的驱动。接着,控制装置80在步骤S34中关闭净化阀71,在步骤S35中,关闭EGR出口阀45。之后,在步骤S36中,使除雾清洗装置56工作而对除雾单元43进行清洗,在步骤S37中,当停止洗涤器42时,在步骤S38中,EGR运转完全停止。在该洗涤器42停止时,由于供给泵58和水处理装置59的驱动停止而导致由水喷射部54进行的水喷射停止。
另外,当在排气再循环线路G5、G6、G7的净化处理中发动机主体11的运转停止时,难以将包含残留于排气再循环线路G5、G6、G7的腐蚀成分的净化气体送入扫气主管22。因此,在本实施方式中,例如,在入港时,在之前的阶段使EGR运转完全停止。
接着,对EGR运转紧急停止模式的处理进行说明。如图1及图4所示,在步骤S51中,开始EGR运转紧急停止程序,在步骤S52中,控制装置80停止EGR鼓风机44的驱动。另外,在步骤S53中,控制装置80开始EGR入口阀41的闭阀动作,在步骤S54中,开始EGR出口阀45的闭阀动作。于是,在步骤S55中,EGR运转被紧急停止。此时,从发动机主体11排出的排气使增压器12的涡轮32旋转后,向排气线路G4排出,通过关闭EGR入口阀41而使全部量从排气线路G4向外部排出,不供给至发动机主体11。因此,在舶用柴油发动机10中,EGR运转被停止,再循环气体不供给至气缸内,因此气缸内不再处于氧稀薄状态。于是,对于紧急后退的实施,即使发动机转速下降,点火性也不会恶化,充分确保后退侧的输出。
之后,在EGR系统13的EGR运转被紧急停止的状态下,当解除船舶的紧急停止操作时,紧急操作信号的输出被停止,另一方面,输出EGR运转开始信号。在控制装置80中,当输入EGR运转开始信号时,再次开始EGR系统13的EGR运转。此时,控制装置80打开EGR入口阀41和EGR出口阀45,并且开始EGR鼓风机44的驱动。
另外,对EGR系统13的EGR运转停止模式和EGR运转紧急停止模式的各种设备的动作进行说明。图5是表示EGR运转停止控制的时序图,图6是表示EGR运转紧急停止控制的时序图。
在EGR运转停止模式中,如图1及图5所示,在时间t1,当开始EGR运转停止模式时,同时开始EGR入口阀41的闭阀动作,EGR鼓风机44的转速减少。并且,在时间t2,EGR入口阀41成为微开,当EGR鼓风机44的转速成为规定转速时,开始净化阀71的开阀动作,开始排气再循环线路G5、G6、G7的净化处理。
当净化阀71的开度成为全开时,在时间t3,使EGR入口阀41再次闭阀动作,在时间t4,使EGR入口阀41全闭。进一步,在时间t5,当经过执行净化处理的规定时间时,关闭净化阀71并且停止EGR鼓风机44的驱动,关闭EGR出口阀45。另外,此时,使除雾清洗装置56工作而对除雾单元43进行清洗,在时间t6,通过停止洗涤器42的水处理装置59的驱动而使EGR运转完全停止。
在EGR运转紧急停止模式中,如图1及图6所示,在时间t11,当输入紧急操作信号时,开始EGR运转紧急停止模式。即,发动机负荷下降,同时开始EGR入口阀41的闭阀动作,关闭EGR出口阀45,EGR鼓风机44的转速进一步减少。在此,EGR运转被紧急停止。另外,在图6中,主机负荷的单点划线表示主机负荷0,上方侧是前进侧的主机负荷,下方侧是后退侧的主机负荷。
之后,在时间t12,后退侧的发动机负荷成为最大,在时间t13,后退侧的发动机负荷开始减少,在时间t14,当发动机负荷成为0时,紧急操作信号的输出停止。并且,在前进的发动机负荷上升后,在时间t15,执行EGR运转开始模式。即,使EGR入口阀41和EGR出口阀45开阀动作,并且开始EGR鼓风机44的驱动。并且,在时间t16,EGR入口阀41成为全开,EGR鼓风机44的旋转成为恒定。
如此,本实施方式的EGR系统具备:排气再循环线路G5、G6、G7、EGR入口阀41及EGR出口阀45、洗涤器42以及控制装置80,该控制装置80能够对EGR入口阀41及EGR出口阀45进行开闭控制并且能够对洗涤器42进行驱动控制,控制装置80能够执行EGR运转紧急停止模式,该EGR运转紧急停止模式是在输入紧急操作信号时关闭EGR入口阀41及EGR出口阀45的模式。
因此,在执行EGR运转紧急停止模式时,通过关闭EGR入口阀41及EGR出口阀45,从而使EGR运转尽快停止,因此即使实施紧急后退、紧急前进,也不会成为气缸内的空气稀薄状态,因此点火性不会恶化,发动机输出不会下降。其结果,能够充分确保在紧急操作时与行进方向相反的方向的输出,因此能够使船舶紧急停止。
在本实施方式的EGR系统中,设置对排气再循环线路G5、G6、G7供给净化气体并排出残留的腐蚀成分的净化装置46,控制装置80在执行EGR运转停止模式时,关闭EGR入口阀41及EGR出口阀45使净化装置46工作,在执行EGR运转紧急停止模式时,关闭EGR入口阀41及EGR出口阀45而停止洗涤器42的驱动和净化装置46的工作。因此,在执行EGR运转停止模式时,停止再循环气体的向排气再循环线路G5、G6、G7的导入,向该排气再循环线路G5、G6、G7供给净化气体,因此残留于排气再循环线路G5、G6、G7的腐蚀成分与净化气体一起排出。另一方面,在执行EGR运转紧急停止模式时,关闭EGR入口阀41及EGR出口阀45,不驱动净化装置46,由此能够使EGR运转尽快紧急停止。
在本实施方式的EGR系统中,在基于操舵盘的全速前进与后退侧之间的操作时或全速后退与前进侧之间的操作时,向控制装置80输出紧急操作信号。因此,在实施紧急前进和紧急后退时,能够充分确保向与行进方向相反的方向的输出。
在本实施方式的EGR系统中,控制装置80在执行EGR运转紧急停止模式时,使EGR入口阀41与EGR出口阀45同时闭阀动作,并且停止EGR鼓风机44的驱动。因此,能够立刻停止排气的向排气再循环线路G5、G6、G7的导入和再循环气体的向发动机主体11的供给,能够使发动机输出尽快稳定。
在本实施方式的EGR系统中,净化装置46设有:向排气再循环线路G5、G6、G7供给净化气体的净化气体供给线路G11;开闭净化气体供给线路G11的净化阀71;作为将残留的腐蚀成分与净化气体一起排出的净化气体排出线路的供气线路G1。因此,在执行EGR运转停止模式时,通过打开净化阀71,从而将净化气体从净化气体供给线路G11向排气再循环线路G5、G6、G7供给,因此净化气体和腐蚀成分从供气线路G1排出,能够适当地实施净化气体的供给和净化气体及腐蚀成分的排出。
另外,在本实施方式的船舶的运转方法中,设置推进用的发动机主体11和EGR系统13,该EGR系统13使从发动机主体11排出的排气的一部分即再循环气体与空气混合后作为燃烧用气体向发动机主体11再循环,在实施紧急后退或紧急前进时,停止EGR系统13的工作。因此,即使实施紧急后退、紧急前进,也会消除气缸内的空气稀薄状态,点火性不会恶化,发动机输出不会下降。其结果是,能够降低排气中的有害物质,并且能够充分确保在紧急操作时与行进方向相反的方向的输出。
另外,在上述的实施方式中,构成为:作为净化装置46,在排气再循环线路G5设置净化气体供给线路G11和净化阀71,将再循环气体和净化气体向发动机主体11排出,但不限定于该结构。例如,也可以将再循环气体和净化气体从排气线路G4向外部排出。另外,也可以在排气再循环线路G7设置净化气体供给线路和净化阀。另外,也可以将从供气线路G1向发动机主体供给的燃烧用气体用作为净化气体。
另外,在上述的实施方式中,对使用主发动机作为舶用柴油发动机进行了说明,但也能够应用于用作发电机的柴油发动机。
符号说明
10 舶用柴油发动机
11 发动机主体
12 增压器
13 EGR系统
41 EGR入口阀
42 洗涤器
43 除雾单元
44 EGR鼓风机
45 EGR出口阀
46 净化装置
54 水喷射部
56 除雾清洗装置
58 供给泵
59 水处理装置
71 净化阀
G1 供气线路
G2、G4 排气线路
G3 吸入线路
G5、G6、G7 排气再循环线路
G11 净化气体供给线路
W1 排水循环线路
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种EGR系统,其特征在于,具备:
排气再循环线路,该排气再循环线路将从发动机排出的排气的一部分作为燃烧用气体向所述发动机再循环;
EGR阀,该EGR阀设置于所述排气再循环线路;
洗涤器,该洗涤器对在所述排气再循环线路流动的所述燃烧用气体喷射液体;以及
控制装置,该控制装置对所述EGR阀及所述洗涤器进行控制,
所述控制装置能够执行EGR运转紧急停止模式和EGR运转停止模式,该EGR运转紧急停止模式是在输入紧急操作信号时关闭所述EGR阀并且继续所述洗涤器的驱动的模式,该EGR运转停止模式是在输入EGR运转停止信号时关闭所述EGR阀之后停止所述洗涤器的驱动的模式。
2.(修改后)根据权利要求1所述的EGR系统,其特征在于,
具备净化装置,该净化装置向所述排气再循环线路供给净化气体,
所述控制装置还对所述净化装置进行控制,
所述控制装置能够执行所述EGR运转停止模式和所述EGR运转紧急停止模式,该EGR运转停止模式是在输入EGR运转停止信号时关闭所述EGR阀并且使所述净化装置工作之后停止所述洗涤器的驱动的模式,所述EGR运转紧急停止模式是在输入所述紧急操作信号时关闭所述EGR阀并停止所述净化装置的工作的模式。
3.根据权利要求2所述的EGR系统,其特征在于,
所述净化装置具备:净化气体供给线路,该净化气体供给线路向所述排气再循环线路供给所述净化气体;净化阀,该净化阀对所述净化气体供给线路进行开闭;以及净化气体排出线路,该净化气体排出线路排出所述净化气体。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的EGR系统,其特征在于,
在基于操舵盘的后退侧指令操作时发动机的前进转速在紧急判定的设定转速以上时,或者,在基于操舵盘的前进侧指令操作时发动机的后退转速在紧急判定的设定转速以上时,或者,在紧急判定以外的任意时刻进行了紧急操作时,向所述控制装置输出所述紧急操作信号。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的EGR系统,其特征在于,
所述EGR阀由EGR入口阀和EGR出口阀构成,该EGR入口阀配置于所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的上游侧,该EGR出口阀配置于所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的下游侧,在所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的下游侧且所述EGR出口阀的所述燃烧用气体的流动方向的上游侧设有送风机,
在执行所述EGR运转紧急停止模式时,所述控制装置使所述EGR入口阀和所述EGR出口阀进行闭阀动作并且停止所述送风机的驱动。
6.一种船舶的运转方法,该船舶具备:
推进用的发动机;以及
EGR系统,该EGR系统将从所述发动机排出的排气的一部分作为燃烧用气体向所述发动机再循环,所述船舶的运转方法的特征在于,
在实施紧急后退或紧急前进时,使权利要求1-5中任一项所述的EGR系统的工作停止。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
对权利要求书的权利要求1中记载的“EGR运转紧急停止模式”的结构进行了进一步限定,并且将权利要求2的一部分追加到权利要求1中,上述修改的修改依据为图6的记载。
将权利要求书的权利要求2中记载的“EGR运转停止模式”适应性修改为“所述EGR运转停止模式”。

Claims (6)

1.一种EGR系统,其特征在于,具备:
排气再循环线路,该排气再循环线路将从发动机排出的排气的一部分作为燃烧用气体向所述发动机再循环;
EGR阀,该EGR阀设置于所述排气再循环线路;
洗涤器,该洗涤器对在所述排气再循环线路流动的所述燃烧用气体喷射液体;以及
控制装置,该控制装置对所述EGR阀及所述洗涤器进行控制,
所述控制装置能够执行EGR运转紧急停止模式,该EGR运转紧急停止模式是在输入紧急操作信号时关闭所述EGR阀的模式。
2.根据权利要求1所述的EGR系统,其特征在于,
具备净化装置,该净化装置向所述排气再循环线路供给净化气体,
所述控制装置还对所述净化装置进行控制,
所述控制装置能够执行EGR运转停止模式和所述EGR运转紧急停止模式,该EGR运转停止模式是在输入EGR运转停止信号时关闭所述EGR阀并且使所述净化装置工作之后停止所述洗涤器的驱动的模式,所述EGR运转紧急停止模式是在输入所述紧急操作信号时关闭所述EGR阀并停止所述净化装置的工作的模式。
3.根据权利要求2所述的EGR系统,其特征在于,
所述净化装置具备:净化气体供给线路,该净化气体供给线路向所述排气再循环线路供给所述净化气体;净化阀,该净化阀对所述净化气体供给线路进行开闭;以及净化气体排出线路,该净化气体排出线路排出所述净化气体。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的EGR系统,其特征在于,
在基于操舵盘的后退侧指令操作时发动机的前进转速在紧急判定的设定转速以上时,或者,在基于操舵盘的前进侧指令操作时发动机的后退转速在紧急判定的设定转速以上时,或者,在紧急判定以外的任意时刻进行了紧急操作时,向所述控制装置输出所述紧急操作信号。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的EGR系统,其特征在于,
所述EGR阀由EGR入口阀和EGR出口阀构成,该EGR入口阀配置于所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的上游侧,该EGR出口阀配置于所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的下游侧,在所述排气再循环线路中的所述洗涤器的所述燃烧用气体的流动方向的下游侧且所述EGR出口阀的所述燃烧用气体的流动方向的上游侧设有送风机,
在执行所述EGR运转紧急停止模式时,所述控制装置使所述EGR入口阀和所述EGR出口阀进行闭阀动作并且停止所述送风机的驱动。
6.一种船舶的运转方法,该船舶具备:
推进用的发动机;以及
EGR系统,该EGR系统将从所述发动机排出的排气的一部分作为燃烧用气体向所述发动机再循环,所述船舶的运转方法的特征在于,
在实施紧急后退或紧急前进时,使权利要求1-5中任一项所述的EGR系统的工作停止。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11270416A (ja) * 1998-03-25 1999-10-05 Hitachi Ltd 排気ガス還流量制御弁
JP4796917B2 (ja) * 2006-08-02 2011-10-19 ヤンマー株式会社 過給機付内燃機関の排気制御方法
US7870718B2 (en) * 2007-11-14 2011-01-18 General Electric Company Purge system for an exhaust gas recirculation system
JP5357720B2 (ja) 2009-11-27 2013-12-04 三菱重工業株式会社 排気ガス処理装置が搭載された船舶
JP5858864B2 (ja) * 2012-05-22 2016-02-10 愛三工業株式会社 エンジンの制御装置
JP6122300B2 (ja) * 2013-01-18 2017-04-26 川崎重工業株式会社 エンジンシステム及び船舶
JP5738959B2 (ja) * 2013-10-24 2015-06-24 ダイハツディーゼル株式会社 変速機切換制御装置

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