CN111852705B - 船舶用柴油发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船舶用柴油发动机，能够减少化石燃料或替代燃料中可能产生的余烬。船舶用柴油发动机(1)具备：燃料喷射阀(30)，其具有用于喷射化石燃料及替代燃料的喷射口(31)；燃料泵(41)，其朝向燃料喷射阀压送由化石燃料和替代燃料中的一方构成的第一燃料；燃料路径(L)，其从燃料泵延伸至喷射口；注入系统(50、60)，其向燃料路径中的规定的位置(P1、P2)注入由化石燃料和替代燃料中的另一方构成的第二燃料；以及控制部(92)，其对注入系统进行控制。燃料喷射阀将第一燃料和第二燃料以层状喷射。控制部以使由第一燃料构成的燃料层(F1、F2、F3)和由第二燃料构成的燃料层(A1、A2)这两者均为两层以上的方式来控制注入系统。

Description

船舶用柴油发动机

技术领域

在此公开的技术涉及船舶用柴油发动机。

背景技术

作为用于减少船舶用柴油发动机的废气所含的氮氧化物(NOx)的方法，众所周知从一个燃料喷射阀喷射多种燃料。

例如，专利文献1所公开的双燃料式喷射系统公开了如下内容，即，将由A重油或者轻油等化石燃料构成的点火用先导燃料和作为替代燃料的由甲醇构成的主燃料以层状喷射。

所述专利文献1所公开的喷射系统对燃料喷射阀内的主燃料注入点火用先导燃料，由此能够将按照点火用先导燃料及主燃料的顺序成为层状的燃料喷射到燃烧室内。根据该文献，点火用先导燃料的喷射量在点火不稳定的情况下增加，在点火稳定的情况下减少。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-159182号公报

但是，在所述专利文献1所记载的结构中，喷射到燃烧室内的燃料层中的由主燃料构成的燃料层和由点火用先导燃料构成的燃料层这两者均为一层。

本申请的发明人等发现，在该情况下，在点火用先导燃料之后喷射的主燃料虽然通过点火用先导燃烧促进燃烧，但在该主燃料中会产生余烬。

即，主燃料的喷射量根据发动机的负载等而增减。假设即使增加点火用先导燃料的喷射量，若不减少之后喷射的主燃料，就有可能在该主燃料中产生余烬。

在此，以使用化石燃料作为点火用先导燃料，使用替代燃料作为主燃料的情况为例进行了说明，但在使用替代燃料作为点火用先导燃料，使用化石燃料作为主燃料的情况下，也同样存在前述的问题。根据替代燃料的组成，也可以将其作为点火用先导燃料来使用，因此会产生有关由化石燃料构成的主燃料的余烬的问题。

发明内容

发明要解决的课题

在此公开的技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于减少化石燃料或替代燃料中可能产生的余烬。

用于解决课题的方案

在此公开的技术涉及船舶用柴油发动机。该船舶用柴油发动机具备：工作缸，其划分燃烧室；燃料喷射阀，其以面向所述燃烧室的方式设置，并具有用于喷射化石燃料及替代燃料的喷射口；燃料泵，其朝向所述燃料喷射阀压送由所述化石燃料和替代燃料中的一方构成的第一燃料；燃料路径，其从所述燃料泵延伸至所述喷射口；注入系统，其在所述燃料路径中的规定的位置注入由所述化石燃料和替代燃料中的另一方构成的第二燃料；以及控制部，其对所述注入系统进行控制，所述燃料喷射阀使由所述燃料泵压送的所述第一燃料和由所述注入系统注入的所述第二燃料在交替排列的状态下以层状喷射。

并且，所述控制部以使从所述燃料喷射阀喷射的燃料层中的、由所述第一燃料构成的燃料层和由所述第二燃料构成的燃料层这两者均为两层以上的方式，对所述注入系统进行控制。

在此，“化石燃料”一般指柴油燃料、馏出油、残渣油等可由原油精制得到的燃料。另一方面，“替代燃料”是代替天然石油的燃料(Alternative Fuel)，一般指氨、生物燃料、甲醇、乙醇等可代替石油的燃料。

根据该结构，注入系统对第一燃料流动的燃料路径注入第二燃料。通过向燃料路径注入第二燃料，例如按照第一燃料、第二燃料及第一燃料的顺序，从燃料喷射阀以层状喷射。

在该情况下，第一燃料和第二燃料中的一方作为产生用于运转船舶用柴油发动机的动力的主燃料而燃烧，相对于此，第一燃料和第二燃料中的另一方作为用于点燃主燃料的先导燃料发挥功能。在此，控制部以使由第一燃料构成的燃料层和由第二燃料构成的燃料层这两者均为两层以上的方式，对注入系统进行控制。

通过这样进行控制，例如按照第一燃料、第二燃料、第一燃料、第二燃料及第一燃料的顺序，从燃料喷射阀以层状喷射。在此，在假定第一燃料作为主燃料发挥功能并且第二燃料作为辅助燃料发挥功能的情况下，接着第一个第二燃料喷射的第一燃料被分成如下两部分，即，通过该第一个第二燃料促进燃烧的部分和通过之后喷射的第二个第二燃料促进燃烧的部分。在将成为燃烧的促进对象的第一燃料分成两部分的同时，能够通过与第一燃料同样地分成两部分的第二燃料促进分成两部分的各第一燃料的燃烧。其结果是，能够更可靠地促进作为主燃料的第一燃料的燃烧，能够抑制余烬的产生。

这样的操作，在第一燃料作为辅助燃料发挥功能并且第二燃料作为主燃料发挥功能的情况下也是同样的。在该情况下，接着第一个第一燃料喷射的第二燃料被分成如下两部分，即，通过该第一个第一燃料促进燃烧的部分和通过之后喷射的第二个第一燃料促进燃烧的部分。由此，能够更可靠地促进作为主燃料的第二燃料的燃烧，能够抑制余烬的产生。

另外，也可以是，所述注入系统具有：第一注入系统，其在所述燃料路径中的规定的第一注入位置注入所述第二燃料；以及第二注入系统，其在所述燃料路径中，在比所述第一注入位置靠上游侧的第二注入位置注入所述第二燃料，所述燃料喷射阀向所述燃烧室内喷射包含以如下顺序排列的燃料层的层状液体：由所述燃料泵压送的所述第一燃料；由所述第一注入系统注入的所述第二燃料；由所述燃料泵压送的所述第一燃料；由所述第二注入系统注入的所述第二燃料；以及由所述燃料泵压送的所述第一燃料。

根据该结构，能够更可靠地促进第一燃料的燃烧，有利于抑制余烬的产生。

另外，也可以是，所述控制部以使由所述第一注入系统进行注入的期间的至少一部分和由所述第二注入系统进行注入的期间的至少一部分重叠的方式，根据所述船舶用柴油发动机的负载，对所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点和所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点进行控制。

根据该结构，能够与发动机负载对应地调整通过由第一注入系统注入的第二燃料和由第二注入系统注入的第二燃料夹着的第一燃料的量。由此，能够确保船舶用柴油发动机的性能。

另外，也可以是，所述控制部以使位于由通过所述第一注入系统注入的所述第二燃料构成的燃料层与由通过所述第二注入系统注入的所述第二燃料构成的燃料层之间且由所述第一燃料构成的燃料层的量、相对于该第一燃料的每一次喷射量为恒定的比例的方式，来控制所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点和所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点。

根据该结构，有利于确保船舶用柴油发动机的性能。

另外，也可以是，所述控制部基于所述船舶用柴油发动机的负载计算规定的待机时间，并且使所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点比所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点延迟与计算出的待机时间相应的量。

根据该结构，有利于确保船舶用柴油发动机的性能。

另外，也可以是，所述控制部基于所述船舶用柴油发动机的负载计算规定的待机时间，并且使所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点比所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点延迟与计算出的待机时间相应的量。

根据该结构，有利于确保船舶用柴油发动机的性能。

另外，也可以是，无论所述船舶用柴油发动机的负载如何，所述控制部均以使由所述第一注入系统注入所述第二燃料的注入量与由所述第二注入系统注入所述第二燃料的注入量之比为恒定的方式来控制所述第一注入系统及所述第二注入系统。

根据该结构，有利于确保船舶用柴油发动机的性能。

发明效果

如上所说明的那样，根据所述船舶用柴油发动机，能够减少化石燃料或替代燃料中可能产生的余烬。

附图说明

图1是例示船舶用柴油发动机的结构的示意图。

图2是例示燃料喷射装置的结构的概要图。

图3是例示船舶用柴油发动机的燃烧室的纵剖视图。

图4是例示燃料路径内的层状液体的图。

图5是例示注入第二燃料的时点的图。

图6是用于说明第一燃料的量的图。

图7是用于说明与发动机负载对应的喷射量的图。

图8是船舶用柴油发动机的第一变形例的与图5对应的图。

图9是船舶用柴油发动机的第一变形例的与图6对应的图。

图10是示出船舶用柴油发动机的第二变形例的、与图2对应的图。

图11是船舶用柴油发动机的第二变形例的与图3对应的图。

附图标记说明：

1 发动机(船舶用柴油发动机)

16 工作缸

17 燃烧室

30 燃料喷射阀

31 喷射口

32 第一内部路径(燃料路径)

41 燃料泵

42 燃料喷射管(燃料路径)

42a 分支管(燃料路径)

50 下游侧注入系统(第一注入系统)

60 上游侧注入系统(第二注入系统)

92 控制部

100 燃料喷射装置

200 层状液体

A1 下游侧注入层(由通过第一注入系统注入的第二燃料形成的燃料层)

A2 上游侧注入层(由通过第二注入系统注入的第二燃料形成的燃料层)

F2 中间燃料层(由第一燃料形成的燃料层)

L 燃料路径

P1 第一注入位置

P2 第二注入位置

Qfa 第一燃料喷射量(第一燃料的每一次的喷射量)

Qf2 中间燃料层的量

ΔT1 待机时间

ΔT11 待机时间。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下的说明是示例。图1是例示船舶用柴油发动机(以下也简称为“发动机1”)的结构的示意图。另外，图2是例示发动机1中的燃料喷射装置100的结构的概要图，图3是例示发动机1的燃烧室17的纵剖视图。

发动机1是具备多个工作缸16的串联多缸式的柴油发动机。该发动机1构成为采用单向流扫气方式的二冲程一循环机构，搭载于油轮、集装箱船、汽车搬运船等大型的船舶。

搭载于船舶的发动机1作为用于推进该船舶的主要机构使用。即，发动机1的输出轴经由螺旋桨轴(未图示)与船舶的螺旋桨(未图示)连结。通过发动机1运转，将其输出传递至螺旋桨，从而推进船舶。

特别是，本发明的发动机1构成为所谓的十字头式的内燃机，以实现其长冲程化。即，在该发动机1中，从下方支承活塞21的活塞杆22和与曲轴23连接的连接杆24通过十字头25连结。

(1)主要结构

以下，对发动机1的主要部分进行说明。

如图1所示，发动机1具备位于下方的台板11、在台板11上设置的框架12、以及在框架上设置的工作缸罩13。台板11、框架12及工作缸罩13通过沿上下方向延伸的多个系紧螺栓及螺母紧固。发动机1还具备在工作缸罩13内设置的工作缸16、在工作缸16内设置的活塞21、以及与活塞21的往复运动连动地旋转的输出轴(例如曲轴23)。

台板11构成发动机1的曲轴箱，对曲轴23、以及将曲轴23支承为旋转自如的轴承26进行收容。连接杆24的下端部经由曲柄27而与曲轴23连结。

框架12收容有一对引导板28、连接杆24、以及十字头25。其中，一对引导板28由沿着活塞轴向设置的一对板状构件构成，在发动机1的宽度方向(图1的纸面左右方向)上隔开间隔而配置。连接杆24在其下端部与曲轴23连结的状态下配置在一对引导板28之间。连接杆24的上端部经由十字头25与活塞杆22的下端部连结。

具体而言，十字头25配置在一对引导板28之间，沿着各引导板28在上下方向上滑动。即，一对引导板28构成为引导十字头25的滑动。十字头25经由十字头销29而与活塞杆22及连接杆24连接。十字头销29相对于活塞杆22以一体地上下移动的方式连接，另一方面，相对于连接杆24以连接杆24的上端部为支点使连接杆24转动的方式连接。

在工作缸罩13中，配置有作为内筒的工作缸套14。在工作缸套14的内部配置有前述的活塞21。该活塞21沿着工作缸套14的内壁在上下方向上往复运动。另外，在工作缸套14的上部固定有工作缸盖15。工作缸盖15与工作缸套14一起构成工作缸16。

另外，在工作缸盖15设置有借助未图示的气门传动装置而动作的排气阀18。排气阀18与由工作缸套14及工作缸盖15构成的工作缸16、以及活塞21的顶面一起划分燃烧室17。排气阀18在该燃烧室17与排气管19之间开闭。排气管19具有与燃烧室17连通的排气口，排气阀18构成为开闭该排气口。

另外，在工作缸盖15设置有用于向燃烧室17供给燃料的燃料喷射阀30。如图2及图3所示，燃料喷射阀30以面向燃烧室17的室内的姿态设置，并具有用于喷射化石燃料及替代燃料的喷射口31。

具体而言，燃料喷射阀30以使喷射口31朝向燃烧室17内的姿态配置，能够将由化石燃料和替代燃料中的一方构成的第一燃料和由化石燃料和替代燃料中的另一方构成的第二燃料以交替排列的状态以层状喷射。

在此，第一燃料和第二燃料中的一方作为产生发动机1的动力的主燃料而发挥功能，并且第一燃料和第二燃料中的另一方作为用于点燃该主燃料的先导燃料而发挥功能。因此，在第一燃料和第二燃料中，作为先导燃料发挥功能的另一方比作为主燃料发挥功能的一方达到压缩点火的压力和温度中的至少一方较低。

在本实施方式中，以第一燃料作为先导燃料发挥功能，第二燃料作为主燃料发挥功能的模式为例进行了说明，但不限定于该例。如后述的第二变形例所示，也可以使第一燃料作为主燃料发挥功能，使第二燃料作为先导燃料发挥功能。

另外，在本实施方式中，以使用化石燃料作为第一燃料，并且使用替代燃料作为第二燃料的模式为例进行了说明，但不限定于该例。如后述的第二变形例所示，也可以使用替代燃料作为第一燃料，并且使用化石燃料作为第二燃料。

具体而言，作为本实施方式的第一燃料，可以使用作为化石燃料的柴油燃料(所谓“轻油”)，作为该实施方式的第二燃料，可以使用作为替代燃料的氨。即，与本实施方式的替代燃料相比，该实施方式的化石燃料达到压缩点火的压力和温度的至少一方较低。

详细内容在后描述，本实施方式的发动机1具备向燃料喷射阀30压送第一燃料的燃料泵41、以及向第一燃料被压送的路径内注入第二燃料的第一注入泵51及第二注入泵61。

如图1所示，燃料泵41、第一注入泵51及第二注入泵61布置在工作缸16的附近，分别经由内部路径32、燃料喷射管42、下游侧注入管52及上游侧注入管62等与燃料喷射阀30流体连接。

其中，燃料泵41经由从燃料泵41到喷射口31的燃料路径L与燃料喷射阀30连接，朝向该燃料喷射阀30压送第一燃料。该燃料路径L由第一内部路径32和燃料喷射管42(也包括后述的分支管42a)构成，构成为连结燃料泵41和喷射口31的路径。另外，第一注入泵51及第二注入泵61分别经由下游侧注入管52及上游侧注入管62与燃料路径L连接，向该燃料路径L内注入第二燃料。

通过这样构成，燃料喷射阀30能够通过燃料泵41的压送作用向燃烧室17交替地(即以层状)喷射从燃料泵41压送的第一燃料和由第一注入泵51及第二注入泵61注入的第二燃料。

这样，燃料喷射阀30向燃烧室17供给第一燃料及第二燃料，在燃烧室17内产生燃烧。通过该燃烧，活塞21在上下方向上进行往复运动。此时，当排气阀18工作而打开燃烧室17时，由燃烧产生的废气被推出到排气管19，并且气体从未图示的扫气端口被导入到燃烧室17。

另外，当活塞21借助燃烧而进行往复运动时，活塞杆22与活塞21一起在上下方向上进行往复运动。由此，与活塞杆22连结的十字头25在上下方向上进行往复运动。该十字头25允许连接杆24的转动，以与十字头25的连接部位为支点，使连接杆24转动。并且，与连接杆24的下端部连接的曲柄27进行曲柄运动，曲轴23与该曲柄运动相应地旋转。这样，曲轴23将活塞21的往复运动转换为旋转运动，与螺旋桨轴一起使船舶的螺旋桨旋转。由此，推进船舶。

(2)燃料喷射装置的结构

以下，将燃料喷射阀30和用于向该燃料喷射阀30供给第一燃料及第二燃料的各种装置一并称为燃料喷射装置，并对其标注附图标记“100”来进行说明。需要说明的是，在图2中用实线示出的箭头表示第一燃料及第二燃料的流通，用虚线示出的箭头表示电信号的收发。

如图2所示，本实施方式的燃料喷射装置100作为主要结构要素而具备多个(在本实施方式中为三个)燃料喷射阀30、用于压送第一燃料的压送系统40、用于注入第二燃料的注入系统50、60、以及用于控制压送系统40及注入系统50、60的控制部92。

其中，如前所述，燃料喷射阀30具有用于喷射作为第一燃料的化石燃料及作为第二燃料的替代燃料的喷射口31，并经由燃料路径L与燃料泵41连接。

另一方面，注入系统50、60构成为向该燃料路径L中的规定位置P1、P2注入第二燃料。特别是，本实施方式的注入系统50、60具有在燃料路径L中的规定的第一注入位置P1注入第二燃料的下游侧注入系统50、以及在燃料路径L中在比第一注入位置P1靠上游侧的第二注入位置P2注入第二燃料的上游侧注入系统60。

燃料喷射装置100作为其他构成要素还具备向注入系统50、60供给第二燃料的替代燃料供给泵71、用于使压送系统40及注入系统50、60动作的蓄压部81、以及用于向控制部92输入检测信号的检测部91。

以下，依次说明燃料喷射阀30、压送系统40、下游侧注入系统50、上游侧注入系统60、替代燃料供给泵71、蓄压部81、检测部91及控制部92的结构。

(燃料喷射阀30)

如前所述，多个燃料喷射阀30是用于向工作缸16内的燃烧室17以层状喷射第一燃料及第二燃料的喷射阀。各燃料喷射阀30在发动机1的各工作缸16各设置有三个(在图3所示的例中，为了便于说明，仅图示出一个)。这些多个燃料喷射阀30分别同样地构成。因此，以下，以这些多个燃料喷射阀30中的一个为例，对燃料喷射阀30的结构进行说明。

如图2所示，燃料喷射阀30经由燃料喷射管42等与压送系统40中的燃料泵41连接。另外，燃料喷射阀30分别经由上游侧注入管62及下游侧注入管52等与注入系统50、60中的第一注入泵51及第二注入泵61连接。如图3所示，燃料喷射阀30从喷射口31向燃烧室17内喷射层状液体200，该层状液体200包含以如下顺序排列的燃料层F1、A1、F2、A2、F3，即，由燃料泵41压送的第一燃料(作为化石燃料的柴油燃料)、由下游侧注入系统50注入的第二燃料(作为替代燃料的氨)、由燃料泵41压送的第一燃料(作为化石燃料的柴油燃料)、由上游侧注入系统60注入的第二燃料(作为替代燃料的氨)、以及由燃料泵41压送的第一燃料(作为化石燃料的柴油燃料)。

详细而言，如图2所示，燃料喷射阀30具有如前所述构成的喷射口31、与该喷射口31连通的两条内部路径32、33、以及两个止回阀34a、34b。

两条内部路径32、33中的一方的内部路径32是主要用于使第一燃料流通的路径，连接着燃料喷射管42中的分支管42a和喷射口31。以下，将一方的内部路径32称为“第一内部路径32”。上游侧注入系统60中的上游侧注入管62(具体而言，上游侧注入管62中的分支管62a)经由止回阀34a而与该第一内部路径32连接。上游侧注入管62是从第二注入泵61延伸，并使从该第二注入泵61压送的第二燃料流通的配管。因此，不仅是第一燃料，从上游侧注入管62注入的第二燃料也流向第一内部路径32。

需要说明的是，本实施方式的第一内部路径32与燃料喷射管42一起构成从燃料泵41到喷射口31的燃料路径L。分支管62a与第一内部路径32连接的部位表示在燃料路径L中由上游侧注入系统60注入第二燃料的位置。该位置与前述的“第二注入位置P2”等同。

另外，两条内部路径32、33中的另一方的内部路径33是用于使第二燃料流通的路径，连接着下游侧注入系统50中的下游侧注入管52(具体而言是下游侧注入管52中的分支管52a)和第一内部路径32中的喷射口31附近的部位。以下，将另一方的内部路径33称为“第二内部路径33”。下游侧注入管52是从第一注入泵51延伸，使从该第一注入泵51压送的第二燃料流通的配管。因此，通过了下游侧注入管52的第二燃料流向第二内部路径33。

需要说明的是，第二内部路径33与第一内部路径32连接的部位表示在燃料路径L中由下游侧注入系统50注入第二燃料的位置。该位置与前述的“第一注入位置P1”等同。如图2所示，第二注入位置P2在燃料路径L中设置在比第一注入位置P1靠上游侧的位置。需要说明的是，这里所说的“上游侧”是指第一燃料的流通方向上的上游侧。另外，“第一燃料的流通方向”是指从燃料泵41经由燃料喷射管42等而朝向喷射口31的方向。

两个止回阀34a、34b中的一方的止回阀34a允许从上游侧注入系统60朝向第一内部路径32的第二燃料的流通，并且防止该第二燃料的逆流。另一方的止回阀34b设置在第二内部路径33的中途部位。该另一方的止回阀34b允许从下游侧注入系统50经由第二内部路径33而朝向第一内部路径32的第二燃料的流通，并且防止该第二燃料的逆流。

(压送系统40)

压送系统40是用于向燃料喷射阀30压送第一燃料的设备。如图2所示，压送系统40具有燃料泵41、燃料喷射管42、以及控制阀45。

燃料泵41是利用工作油的压力压送燃料的液压驱动式的泵。详细而言，燃料泵41通过配管等与贮存有作为第一燃料的化石燃料的燃料箱(未图示)连接，并从该燃料箱接收燃料。燃料泵41将从燃料箱接收的燃料通过燃料喷射管42压送到燃料喷射阀30。另外，燃料泵41的压送作用也可以使燃料喷射阀30进行第一燃料及第二燃料的层状喷射。

燃料喷射管42是用于使燃料在燃料泵41与燃料喷射阀30之间流通的配管。例如，如图2所示，燃料喷射管42的一端部与燃料泵41的喷出口连接。另外，在燃料喷射管42的中途部分设置有分支部43。燃料喷射管42从该分支部43朝向另一端部分支成多个分支管。具体而言，本实施方式的燃料喷射管42从分支部43分支成三个分支管42a、42b、42c。如图2所示，这些分支管42a、42b、42c中的第一分支管42a与一个燃料喷射阀30的第一内部路径32连接。燃料喷射管42经由分支管42a使该燃料喷射阀30中的第一内部路径32与燃料泵41连通。与此同样地，其余分支管42b、42c分别与其他燃料喷射阀30连接。

需要说明的是，在燃料喷射管42的中途部分设置分支部43的结构不是必须的。也可以将燃料喷射管42设为多根(例如三根)来代替设置分支部43。

控制阀45是用于控制从蓄压部81向燃料泵41供给工作油的阀。具体而言，控制阀45由电磁阀等电动式的开闭阀构成，虽然未图示，但通过由控制阀34驱动的逻辑阀的开闭，如图2所示，以能够连通燃料泵41和蓄压部81的方式设置。控制阀45在喷射第一燃料的期间(以下，简称为“喷射期间”)成为打开状态，将蓄压部81内的工作油向燃料泵41供给。燃料泵41利用该供给的工作油的压力，向燃料喷射阀30压送第一燃料。另一方面，控制阀45在第一燃料的喷射期间以外的期间成为关闭状态而停止从蓄压部81向燃料泵41供给工作油。这样的控制阀45的开闭由控制部92控制。

(下游侧注入系统50)

如图2所示，下游侧注入系统50具有前述的第一注入泵51、下游侧注入管52、止回阀54、以及第一控制阀55。下游侧注入系统50是本实施方式的“第一注入系统”的示例。

第一注入泵51是利用工作油的压力注入第二燃料的液压驱动式的泵。详细而言，第一注入泵51通过供给管72等从替代燃料供给泵71接收替代燃料。第一注入泵51将该接收到的替代燃料作为第二燃料压送。从第一注入泵51被压送的第二燃料通过下游侧注入管52、及燃料喷射阀30中的第二内部路径33而到达该燃料喷射阀30中的第一内部路径32。这样，第一注入泵51在燃料路径L的第一注入位置P1注入作为第二燃料的替代燃料。

下游侧注入管52是用于使由第一注入泵51注入到燃料路径L的第二燃料流通的配管。例如，如图2所示，下游侧注入管52的一端部与第一注入泵51的喷出口连接。另外，在下游侧注入管52的中途部分设置有分支部53。下游侧注入管52从该分支部53朝向另一端部分支成多个分支管。具体而言，本实施方式的下游侧注入管52从分支部53分支成三个分支管52a、52b、52c。如图2所示，这些分支管52a、52b、52c中的第一分支管52a与一个燃料喷射阀30的第二内部路径33连接。下游侧注入管52经由分支管52a使该燃料喷射阀30中的第二内部路径33与第一注入泵51连通。与此同样地，其余的分支管52b、52c分别与其他燃料喷射阀30连接。

需要说明的是，在下游侧注入管52的中途部分设置分支部53的结构不是必须的。也可以将下游侧注入管52设为多根(例如为三根)来代替设置分支部53。

止回阀54是用于将下游侧注入管52中的第二燃料的流通方向限制为一个方向而防止第二燃料的逆流的阀。如图2所示，止回阀54设置在下游侧注入管52的中途的部位，例如设置在第一注入泵51与分支部53之间的部位。止回阀54允许第二燃料从第一注入泵51经由分支部53朝向第二内部路径33的流通，并且防止该第二燃料的逆流。

第一控制阀55是用于控制从蓄压部81向第一注入泵51供给工作油的阀。具体而言，第一控制阀55由电磁阀等电动式的开闭阀构成，如图2所示，以能够连通第一注入泵51和蓄压部81的方式设置。第一控制阀55在从第一注入泵51被压送的第二燃料注入到燃料路径L的期间(以下，将其称为“下游侧注入系统50的注入期间”、“由下游侧注入系统50进行注入的期间”、或简称为“第一注入期间”)成为打开状态，将蓄压部81内的工作油向第一注入泵51供给。第一注入泵51利用该供给的工作油的压力，在燃料路径L中的第一注入位置P1压送并注入第二燃料。另一方面，第一控制阀55在由下游侧注入系统50进行注入的期间以外的期间成为关闭状态而停止从蓄压部81向第一注入泵51供给工作油。这样的第一控制阀55的开闭由控制部92控制。

(上游侧注入系统60)

如图2所示，上游侧注入系统60具有前述的第二注入泵61、上游侧注入管62、止回阀64、以及第二控制阀65。上游侧注入系统60是本实施方式的“第二注入系统”的示例。

第二注入泵61是利用工作油的压力注入第二燃料的液压驱动式的泵。详细而言，第二注入泵61通过供给管72等从替代燃料供给泵71接收替代燃料。第二注入泵61将该接收到的替代燃料作为第二燃料压送。从第二注入泵61被压送的第二燃料通过上游侧注入管62到达燃料喷射阀30中的第一内部路径32。这样，第二注入泵61在燃料路径L的第二注入位置P2注入作为第二燃料的替代燃料。

上游侧注入管62是用于使由第二注入泵61注入到燃料路径L的第二燃料流通的配管。例如，如图2所示，上游侧注入管62的一端部与第二注入泵61的喷出口连接。另外，在上游侧注入管62的中途部分设置有分支部63。上游侧注入管62从该分支部63朝向另一端部分支成多个分支管。具体而言，本实施方式的上游侧注入管62从分支部63分支成三个分支管62a、62b、62c。如图2所示，这些分支管62a、62b、62c中的第一分支管62a经由止回阀34a与一个燃料喷射阀30的第一内部路径32连接。上游侧注入管62经由分支管62a使该燃料喷射阀30中的第一内部路径32与第二注入泵61连通。与此同样地，其余的分支管62b、62c分别与其他燃料喷射阀30连接。

需要说明的是，在上游侧注入管62的中途部分设置分支部63的结构不是必须的。也可以将上游侧注入管62设为多根(例如为三根)来代替设置分支部63。

止回阀64是用于将上游侧注入管62中的第二燃料的流通方向限制为一个方向而防止第二燃料的逆流的阀。如图2所示，止回阀64设置在上游侧注入管62的中途的部位，例如设置在第二注入泵61与分支部63之间的部位。止回阀64允许第二燃料从第二注入泵61经由分支部63朝向第一内部路径32的流通，并且防止该第二燃料的逆流。

第二控制阀65是用于控制从蓄压部81向第二注入泵61供给工作油的阀。具体而言，第二控制阀65由电磁阀等电动式的开闭阀构成，如图2所示，以能够连通第二注入泵61和蓄压部81的方式设置。第二控制阀65在从第二注入泵61被压送的第二燃料注入到燃料路径L的期间(以下，将其称为“上游侧注入系统60的注入期间”、“由上游侧注入系统60进行注入的期间”、或简称为“第二注入期间”)成为打开状态，将蓄压部81内的工作油向第二注入泵61供给。第二注入泵61利用该供给的工作油的压力，在燃料路径L中的第二注入位置P2压送并注入第二燃料。另一方面，第二控制阀65在由上游侧注入系统60进行注入的期间以外的期间成为关闭状态而停止从蓄压部81向第二注入泵61供给工作油。这样的第二控制阀65的开闭由控制部92控制。

(替代燃料供给泵71)

替代燃料供给泵71是用于将作为第二燃料注入到燃料路径L的替代燃料供给到第一注入泵51及第二注入泵61的泵。如图2所示，替代燃料供给泵71经由供给管72等与第一注入泵51及第二注入泵61可连通地连接。

具体而言，供给管72的一端部与替代燃料供给泵71连接，供给管72的另一端部分支成两根而与第一注入泵51及第二注入泵61连接。详细而言，供给管72在其中途的部位分支成分支管72a、72b。从供给管72分支的一方的分支管72a经由止回阀73a与第一注入泵51连接。分支的另一方的分支管72b经由止回阀73b与第二注入泵61连接。

本实施方式的替代燃料供给泵71与贮存作为第二燃料的替代燃料的储存箱(未图示)连接，并将贮存于该储存箱的替代燃料通过分支管72a、72b等向第一注入泵51和第二注入泵61供给。

止回阀73a允许第二燃料从替代燃料供给泵71朝向第一注入泵51的流通，并且防止该第二燃料的逆流。止回阀73b允许第二燃料从替代燃料供给泵71朝向第二注入泵61的流通，并且防止该第二燃料的逆流。

(蓄压部81)

蓄压部81对使压送系统40及注入系统50、60分别工作的工作油进行蓄压。蓄压部81是具有能够储存工作油的蓄压室的中空结构体，如图2所示，与高压泵82连接。蓄压部81贮存从高压泵82压送的工作油，并对其进行蓄压。蓄压部81中的工作油的压力通过工作油从高压泵82向蓄压部81喷出的喷出量进行调整。蓄压部81中的工作油的压力由压送系统40中的燃料泵41、下游侧注入系统50中的第一注入泵51、以及上游侧注入系统60中的第二注入泵61共有。

(检测部91)

检测部91对发动机1的曲柄角度进行检测。本实施方式的检测部91对随着活塞21的一个循环的往复运动而旋转的曲柄27的旋转角度(所谓的“曲柄角度”)进行检测。此时，检测部91将曲柄27的从基准状态起的旋转角度作为曲柄角度进行检测。需要说明的是，作为曲柄27的基准状态，例如可以列举活塞21位于下止点或上止点时的曲柄27的状态等。检测部91对随着时间的经过而变化的曲柄角度进行检测，每次将表示检测出的曲柄角度的电信号发送到控制部92。

(控制部92)

控制部92对压送系统40的控制阀45、下游侧注入系统50中的第一控制阀55、以及上游侧注入系统60的第二控制阀65的开闭进行控制。由此，控制部92能够控制由燃料喷射阀30进行层状喷射的时点、下游侧注入系统50注入第二燃料的时点、以及上游侧注入系统60注入第二燃料的时点。

需要说明的是，在本实施方式中，由燃料喷射阀30进行层状喷射的时点是指从燃料喷射阀30向燃烧室17以层状喷射第一燃料及第二燃料的时点。

另外，下游侧注入系统50注入第二燃料的时点包括下游侧注入系统50开始注入第二燃料的时点(以下，称为“第一层注入开始时点”)和下游侧注入系统50结束第二燃料的注入的时点(以下，称为“第一层注入结束时点”)。同样地，上游侧注入系统60注入第二燃料的时点包括上游侧注入系统60开始注入第二燃料的时点(以下，称为“第二层注入开始时点”)和上游侧注入系统60结束第二燃料的注入的时点(以下，称为“第二层注入结束时点”)。

具体而言，控制部92由用于执行各种程序的CPU、存储器及序列发生器等构成。控制部92从检测部91接收电信号，以在接收到的电信号所示的曲柄角度成为规定的旋转角度的时点成为打开状态的方式，对压送系统40的控制阀45的开闭进行控制。控制部92通过控制阀45的控制来对燃料泵41工作的时点进行控制。由此，控制部92对由燃料喷射阀30进行层状喷射的时点进行控制。

特别是，本实施方式的控制部92以在层状喷射时点向燃烧室17喷射的燃料中的由第一燃料构成的燃料层和由第二燃料构成的燃料层这两者均为两层以上的方式对注入系统50、60进行控制。

在该层状喷射时点，通过燃料泵41的压送作用从燃料喷射阀30向燃烧室17以层状喷射由燃料泵41压送到燃料路径L的第一燃料中的对应于发动机负载的需要量的第一燃料、由第一注入泵51在燃料路径L的第一注入位置P1注入的第二燃料、以及由第二注入泵61在燃料路径L的第二注入位置P2注入的第二燃料。

其结果是，如图3所示，本实施方式的燃料喷射阀30将按照由燃料泵41压送的第一燃料、由下游侧注入系统50注入的第二燃料、由燃料泵41压送的第一燃料、由上游侧注入系统60注入的第二燃料、以及由燃料泵41压送的第一燃料的顺序排列的层状液体向燃烧室17内喷射。之后，图2及图3所例示的燃料路径L成为被未喷射而残留的第一燃料充满的状态。

另外，控制部92在前述的第一燃料及第二燃料的层状喷射时点以外的期间，以在处于被第一燃料充满的状态的燃料路径L、特别是燃料路径L中的第一注入位置P1及第二注入位置P2分别注入第二燃料的方式，对下游侧注入系统50注入第二燃料的时点、以及上游侧注入系统60注入第二燃料的时点进行控制。

此时，控制部92以第一注入期间和第二注入期间中的至少一部分重叠的方式，根据发动机1的负载(以下，简称为“发动机负载”)，对下游侧注入系统50开始注入第二燃料的时点和上游侧注入系统60开始注入第二燃料的时点进行控制。

(3)与发动机负载对应的控制

以下，对由控制部92执行的处理中的与发动机负载对应的控制进行详细说明。图4是例示燃料路径L内的层状液体的图，图5是例示注入第二燃料的时点的图。另外，图6是用于说明第一燃料的量的图，图7是用于说明与发动机负载对应的喷射量的图。

在本实施方式中，通过向处于被第一燃料充满的状态的燃料路径L注入第二燃料，在燃料路径L内形成至少包含三层第一燃料和两层第二燃料的层状液体。图4中的“喷射口侧”是指燃料喷射阀30的喷射口31侧、即燃料路径L中的第一燃料的流通方向下游侧。另外，该图中的“燃料泵侧”是指压送系统40的燃料泵41侧、即燃料路径L中的第二燃料的流通方向上游侧。图4所例示的层状液体200由从喷射口侧朝向燃料泵侧排列的多个液体层(例如第一液体层L1、第二液体层L2、第三液体层L3、第四液体层L4及第五液体层L5)构成。

第一液体层L1是层状液体200中的最下游的液体层。在本实施方式中，第一液体层L1是由第一燃料构成的燃料层。以下，将该燃料层称为“下游侧燃料层”，并标注附图标记“F1”。下游侧燃料层F1是层状液体200中所包含的多个(图例中为三个)由第一燃料构成的燃料层中的、从喷射口侧数为第一层的燃料层，由存在于第一燃料的流通方向最下游的规定量的燃料构成。下游侧燃料层F1由在燃料路径L流通的第一燃料形成。

第二液体层L2是层状液体200中的第一液体层L1的紧上游的液体层。在本实施方式中，第二液体层L2是由第二燃料构成的燃料层。以下，将该燃料层称为“下游侧注入层”，并标注附图标记“A1”。下游侧注入层A1是层状液体200中所包含的多个(图例中为两个)由第二燃料构成的燃料层中的、从喷射口侧数为第一层的燃料层。该下游侧注入层A1通过由第一注入泵51在第一注入位置P1注入需要量的第二燃料而形成。

第三液体层L3是层状液体200中的第二液体层L2的紧上游的液体层。在本实施方式中，第三液体层L3是由第一燃料构成的燃料层。以下，将该燃料层称为“中间燃料层”，并标注附图标记“F2”。中间燃料层F2是层状液体200中所包含的多个由第一燃料构成的燃料层中的、从喷射口侧数为第二层的燃料层。该中间燃料层F2由在燃料路径L流通的第一燃料中的、在第一注入位置P1被注入的第二燃料与在第二注入位置P2被注入的第二燃料之间夹着的第一燃料构成。

第四液体层L4是层状液体200中的第三液体层L3的紧上游的液体层。在本实施方式中，第四液体层L4是由第二燃料构成的燃料层。以下，将该燃料层称为“上游侧注入层”，并标注附图标记“A2”。上游侧注入层A2是层状液体200中所包含的多个由第二燃料构成的燃料层中的、从喷射口侧数为第二层的燃料层。该上游侧注入层A2通过由第二注入泵61在第二注入位置P2注入需要量的第二燃料而形成。

第五液体层L5是层状液体200中的最上游的液体层。在本实施方式中，第五液体层L5是由第一燃料构成的燃料层。以下，将该燃料层称为“上游侧燃料层”，并标注附图标记“F3”。上游侧燃料层F3是层状液体200中所包含的多个由第一燃料构成的燃料层中的、从喷射口侧数为第三层的燃料层。该上游侧燃料层F3由在燃料路径L流通的第一燃料中的、存在于第四液体层L4的紧上游的第一燃料构成。

由第一燃料及第二燃料构成的层状液体200在每次活塞21的一个循环的往复运动中从喷射口31向燃烧室17喷射。此时，第一燃料相对于燃烧室17的每一次喷射量、即层状液体200所包含的第一燃料的总量(以下，也简称为“第一燃料喷射量”)Qfa由下游侧燃料层F1的量Qf1、中间燃料层F2的量Qf2、以及上游侧燃料层F3的量Qf3之和(＝Qf1+Qf2+Qf3)表示。该第一燃料喷射量Qfa随着发动机负载的增加而增加，并随着发动机负载的减少而减少。

另外，在层状液体200中，位于由第二燃料构成的下游侧注入层A1与上游侧注入层A2之间的第一燃料的量、也就是说中间燃料层F2中的第一燃料的量Qf2通过下游侧注入系统50开始注入第二燃料的时点(第一层注入开始时点)和上游侧注入系统60开始注入第二燃料的时点(第二层注入开始时点)来控制。此时，中间燃料层F2中的第一燃料的量Qf2可以控制为，相对于与发动机负载对应地确定的第一燃料喷射量Qfa为恒定的比例。

另一方面，第二燃料相对于燃烧室17的每一次的喷射量、即层状液体200所包含的第二燃料的总量(以下，也简称为“第二燃料喷射量”)Qaa由下游侧注入层A1中的第二燃料的注入量Qa1、以及上游侧注入层A2中的第二燃料的注入量Qa2之和(＝Qa1+Qa2)表示。该第二燃料喷射量Qaa基于发动机1的运转状态，在判断为第一燃料的点火不稳定的情况下增加，在判断为第一燃料的点火稳定的情况下减少。此时，由下游侧注入系统50形成的下游侧注入层A1中的第二燃料的注入量Qa1与由上游侧注入系统60形成的上游侧注入层A2中的第二燃料的注入量Qa2之比优选为恒定。

接下来，使用图5及图6对为了调整中间燃料层F2中的第一燃料的量Qf2的控制进行详细说明。在图5中，第一控制信号S1是用于开闭第一注入泵51的第一控制阀55的控制信号。第二控制信号S2是用于开闭第二注入泵61的第二控制阀65的控制信号。图6中的附图标记“201”表示残留于燃料路径L内的柱状的第一燃料。

如前所述，控制部92以第一注入期间与第二注入期间的至少一部分重叠的方式，与发动机负载对应地控制第一层注入开始时点及第二层注入开始时点。

此时，控制部92可以控制第一层注入开始时点及第二层注入开始时点，以使得位于由下游侧注入系统50形成的下游侧注入层A1与由上游侧注入系统60形成的上游侧注入层A2之间的第一燃料的量(中间燃料层F2中的第一燃料的量)Qf2相对于与发动机负载对应地确定的第一燃料喷射量Qfa成为恒定的比例。

详细而言，控制部92基于发动机负载计算规定的待机时间ΔT。待机时间ΔT表示第一层注入开始时点与第二层注入开始时点之间的期间。该待机时间ΔT例如由将与发动机负载对应的发动机转速(每单位时间的发动机转速)、第一燃料喷射量(第一燃料的每一次喷射量)、以及第二燃料喷射量(注入到一次喷射的第一燃料中的第二燃料的量)分别设为独立变量x、y、z时的函数f(x，y，z)表示为下式(1)。

ΔT＝f(x，y，z)···(1)

例如，控制部92以待机时间ΔT随着发动机负载的增加而增加，且待机时间ΔT随着发动机负载的减少而减少的方式，计算待机时间ΔT。需要说明的是，函数f(x，y，z)例如可以基于发动机1的模拟及实验结果等导出。在控制部92中预先存储有式(1)。

控制部92计算下游侧注入系统50的待机时间ΔT1，作为基于式(1)的待机时间ΔT。控制部92使第一层注入开始时点比第二层注入开始时点延迟与该待机时间ΔT1相应的量。

具体而言，控制部92取得从检测部91接收到的电信号所表示的曲柄角度作为在该检测时刻的曲柄角度(以下，称为“当前曲柄角度”)。控制部92在当前曲柄角度成为规定的第一曲柄角度R1的时点T1，向上游侧注入系统60的第二控制阀65输出电信号，将其设为打开状态。当该第二控制阀65为打开状态时，上游侧注入系统60中的第二注入泵61开始工作。即，该时点T1只是上游侧注入系统60开始注入第二燃料的“第二层注入开始时点”。在该第二层注入开始时点T1，如图6所示，对燃料柱201中的第二注入位置P2开始注入第二燃料202。

需要说明的是，在自前一次的层状喷射结束到第二层注入开始时点T1为止的期间TO中，如图6所示，未对燃料柱201注入第二燃料。此时的燃料柱201中的燃料量相当于前述的第一燃料喷射量Qfa。

接下来，控制部92在从第二层注入开始时点T1延迟与如前所述计算的待机时间ΔT1相应的量的时点，开始由下游侧注入系统50注入第二燃料。具体而言，控制部92根据发动机转速和发动机旋转的经过时间，将下游侧注入系统50的待机时间ΔT1转换为曲柄角度的变化量ΔR。控制部92将所得到的曲柄角度的变化量ΔR与第二层注入开始时点T1时的第一曲柄角度R1相加来计算第二曲柄角度R2。如图5所示，控制部92在当前曲柄角度成为第二曲柄角度R2的时点T2，向下游侧注入系统50的第一控制阀55输出电信号，将其设为打开状态。当第一控制阀55被设为打开状态时，第二注入泵61继续工作的同时，下游侧注入系统50中的第一注入泵51开始工作。即，该时点T2只是下游侧注入系统50开始注入第二燃料的“第一层注入开始时点”。在该第一层注入开始时点T2，如图6所示，在对燃料柱201中的第二注入位置P2继续进行第二燃料202的注入的同时，开始向第一注入位置P1注入第二燃料203。

然后，第二注入泵61在第二控制阀65成为关闭状态之前的期间，继续向第二注入位置P2注入第二燃料。与此同时，第一注入泵51在第一控制阀55成为关闭状态之前的期间，继续向第一注入位置P1注入第二燃料。

如图5及图6例示那样，在从第二曲柄角度R2到规定的第三曲柄角度R3(＞R2)的期间ΔT2，进行第二注入位置P2处的第二燃料202的注入的同时，进行第一注入位置P1处的第二燃料203的注入。随着第一注入位置P1处的第二燃料203的注入，位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料越过第二注入位置P2处的第二燃料202而被推回流通方向上游侧。由此，以位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料的量减少的方式调整。

接下来，在当前曲柄角度成为第三曲柄角度R3的时点T3，第二注入位置P2处的第二燃料202被注入直到在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展。这里所说的“宽度方向”是与第一燃料的流通方向正交的方向，是指燃料路径L的宽度方向。此时，第二注入位置P2处的第二燃料202如图6例示那样，将燃料柱201分割为位于比第二注入位置P2靠下游侧的下游侧燃料201a和位于比第二注入位置P2靠上游侧的最上游燃料201b。在该阶段中，即使进行第一注入位置P1处的第二燃料203的注入，位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的燃料也不会越过第二注入位置P2处的第二燃料202而被推回到流通方向上游侧。由此，位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料的量的调整结束，从而确定下游侧燃料201a的总量。

然后，如图5例示那样，控制部92在当前曲柄角度成为规定的第四曲柄角度R4(＞R3)的时点T4，对上游侧注入系统60的第二控制阀65输出电信号，将其设为关闭状态。通过将该第二控制阀65设为关闭状态，在第一注入泵51继续工作的同时，第二注入泵61停止工作。由此，第二注入泵61结束向第二注入位置P2注入第二燃料。即，当前曲柄角度成为第四曲柄角度R4的时点T4只是上游侧注入系统60结束第二燃料的注入的“第二层注入结束时点”。另一方面，第一注入泵51继续进行向第一注入位置P1注入第二燃料。

如图5及图6所例示那样，在从第三曲柄角度R3到第四曲柄角度R4的期间ΔT3，第二注入位置P2处的第二燃料202从在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展的状态起进一步被注入，并且第一注入位置P1处的第二燃料203的注入继续进行。在该阶段中，第一注入位置P1处的第二燃料203的注入是一边将第二注入位置P2处的第二燃料202与下游侧燃料201a一起向流通方向上游侧推压一边进行的。

另外，在当前曲柄角度成为与第二层注入结束时点T4对应的曲柄角度时，成为注入了需要量的第二注入位置P2处的第二燃料202的状态。另一方面，第一注入位置P1处的第二燃料203成为被注入直到在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展为止的状态。该状态的第二燃料203将燃料柱201的下游侧燃料201a分为位于比第一注入位置P1靠下游侧的最下游燃料201c、和被第一注入位置P1处的第二燃料及第二注入位置P2处的第二燃料202、203夹着的注入层间燃料201d。由此，确定注入层间燃料201d的总量、即注入层间的燃料量(＝Qf2)和最下游燃料201c的量。需要说明的是，第一注入位置P1处的第二燃料203被注入直到在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展为止的时点可以与注入需要量的第二注入位置P2处的第二燃料202的时点T4相同，也可以是比时点T4靠前的时点，也可以是比时点T4靠后的时点。

然后，如图5例示那样，控制部92在当前曲柄角度成为规定的第五曲柄角度R5(＞R4)的时点T5，对下游侧注入系统50中的第一控制阀55输出电信号，将其设为关闭状态。通过将第一控制阀55设为关闭状态，第一注入泵51停止工作。由此，第一注入泵51结束向第一注入位置P1注入第二燃料。即，当前曲柄角度成为第五曲柄角度R5的时点T5只是下游侧注入系统50结束第二燃料的注入的“第一层注入结束时点”。

如图5及图6所例示那样，在从第四曲柄角度R4到第五曲柄角度R5的期间，第一注入位置P1处的第二燃料203以在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展的状态下进一步被注入。在该阶段中，第一注入位置P1处的第二燃料203的注入与上述的从时点T3到时点T4的期间同样地进行，持续到第二燃料203的注入量成为需要量为止。并且，在与第五曲柄角度R5对应的时点T5，在第一注入位置P1及第二注入位置P2处的第二燃料的注入两者均结束。其结果是，在燃料路径L形成由第一燃料(具体为最下游燃料201c)构成的下游侧燃料层F1、由第二燃料203构成的下游侧注入层A1、由第一燃料(具体为注入层间燃料201d)构成的中间燃料层F2、由第二燃料202构成的上游侧注入层A2、以及由第一燃料(具体为最上游燃料201b)构成的上游侧燃料层F3从流通方向的上游侧排列而成的层状液体200。

在此，在本实施方式中，上游侧注入系统60的注入期间(第二注入期间)是从与第一曲柄角度R1对应的时点T1到与第四曲柄角度R4对应的时点T4为止的期间。即，第二注入期间是图5所例示的待机时间ΔT1、期间ΔT2和期间ΔT3相加得到的期间。该第二注入期间取决于在图6所示的第二注入位置P2注入需要量的第二燃料202时所需的时间。即，与上游侧注入系统60的第二层注入结束时点T4对应的第四曲柄角度R4基于与第二层注入开始时点T1对应的第一曲柄角度R1和注入所述需要量的第二燃料202所需的时间来计算。

另外，下游侧注入系统50的注入期间(第一注入期间)是从与第二曲柄角度R2对应的时点T2到与第五曲柄角度R5对应的时点T5为止的期间。该第一注入期间取决于在第一注入位置P1注入需要量的第二燃料203时所需的时间。即，与下游侧注入系统50的第一层注入结束时点T5对应的第五曲柄角度R5基于与第一层注入开始时点T2对应的第二曲柄角度R2和注入所述需要量的第二燃料203所需的时间来计算。

在本实施方式中，第一注入期间与第二注入期间重叠的期间如图5所示，相当于从第二曲柄角度R2到第四曲柄角度R4为止的期间ΔT4。该期间ΔT4是将通过下游侧注入系统50调整为注入层间的第一燃料的量减少的期间ΔT2、和从注入层间的第一燃料的调整结束起到上游侧注入系统60的注入结束为止的期间ΔT3相加得到的时间。由下游侧注入系统50进行的第一层注入的开始时点以期间ΔT2随着发动机负载的增加而减少且期间ΔT2随着发动机负载的减少而增加的方式，调整为从由上游侧注入系统60进行的第二层注入的开始时点T1延迟待机时间ΔT1的时点。即，该待机时间ΔT1随着发动机负载的增加而增加，且随着发动机负载的减少而减少。需要说明的是，在该待机时间ΔT1为零值(ΔT1＝0)的情况下，由下游侧注入系统50进行的第一层注入的开始时点被控制为与由上游侧注入系统60进行的第二层注入的开始时点同时的时点。

在此，图7的横轴表示发动机负载，该图的纵轴表示从一个燃料喷射阀30向燃烧室17喷射的层状液体200的每一次的总喷射量。该总喷射量由与发动机负载对应的第一燃料喷射量Qfa和第二燃料喷射量Qaa之和(＝Qfa+Qaa)来表示。

在本实施方式中，总喷射量通过由下游侧注入系统50进行的第一层注入的开始时点、以及由上游侧注入系统60进行的第二层注入的开始时点来控制。如图7例示那样，层状液体200的总喷射量随着发动机负载的增加而增加且随着发动机负载的减少而减少。此时，在层状液体200中，夹在下游侧注入层A1与上游侧注入层A2之间的中间燃料层F2的第一燃料的量(即，注入层间的燃料量)与发动机负载对应地调整为适当的量。优选的是，如图7所例示那样，在形成由第一液体层L1～第五液体层L5(即，下游侧燃料层F1、下游侧注入层A1、中间燃料层F2、上游侧注入层A2及上游侧燃料层F3)构成的层状液体200的情况下，该注入层间的第一燃料的量(中间燃料层F2的量)以相对于与发动机负载对应地增减的第一燃料喷射量Qfa成为恒定的比例的方式被调整(最佳化)。并且，在层状液体200中，下游侧注入层A1中的第二燃料的注入量Qa1与上游侧注入层A2中的第二燃料的注入量Qa2之比无论发动机负载如何均为恒定。

(4)通过第二燃料的注入获得的效果

如上所说明的那样，根据本实施方式，注入系统50、60能够对流动有第一燃料的燃料路径L注入第二燃料。通过向燃料路径L注入第二燃料，从而例如按照第一燃料、第二燃料、第一燃料以及第二燃料的顺序以层状喷射。

在该情况下，第二燃料作为产生用于运转发动机1的动力的主燃料而燃烧，另一方面，第一燃料作为用于点燃主燃料的先导燃料发挥功能。在此，控制部92以从燃料喷射阀30喷射的燃料层中的、由第一燃料构成的燃料层F1、F2、F3和由第二燃料构成的燃料层A1、A3这两者均为两层以上的方式控制注入系统50、60。

通过这样进行控制，如图3例示那样，按照第一燃料、第二燃料、第一燃料、第二燃料及第一燃料的顺序以层状向燃烧室17内喷射。在该情况下，接着第一个第一燃料(形成下游侧燃料层F1的第一燃料)喷射的第二燃料如图6例示那样被分成如下两部分，即，通过该第一个第一燃料促进燃烧的第二燃料(形成下游侧注入层A1的第二燃料)、和通过之后喷射的第二个第一燃料(形成中间燃料层F2的第一燃料)促进燃烧的第二燃料(形成上游侧注入层A2的第二燃料)。将成为燃烧的促进对象的第二燃料分成两部分，并且与第二燃料同样地能够通过分成两部分的第一燃料促进分成两部分的各第二燃料的燃烧。其结果是，能够更可靠地促进第二燃料的燃烧，能够抑制余烬的产生。

另外，如图7所例示那样，能够与发动机负载对应地调整通过由下游侧注入系统50注入而成的下游侧注入层A1和由上游侧注入系统60注入而成的上游侧注入层A2夹着的中间燃料层F2中的第一燃料的量Qf2。由此，能够确保发动机1的性能。

即，如图5所例示那样，以由下游侧注入系统50进行注入的期间(第一注入期间)和由上游侧注入系统60进行注入的期间(第二注入期间)中的至少一部分重叠的方式，与发动机负载对应地控制下游侧注入系统50及上游侧注入系统60分别开始注入第二燃料的时点。由此，能够以与发动机负载对应地确定的第一燃料喷射量Qfa与中间燃料层F2中的燃料量Qf2的比率不会过大或过小的方式进行控制。由此，能够使发动机1的工作稳定，能够确保其性能。

另外，通过使用化石燃料作为第一燃料，能够沿用用于压送柴油燃料等的设备来构成压送系统40。由此，能够抑制船舶的制造成本。

(5)与发动机负载对应的控制的变形例(第一变形例)

在前述实施方式中，控制部92基于式(1)计算待机时间ΔT1，并且构成为使下游侧注入系统50开始注入第二燃料的时点(第一层注入开始时点)比上游侧注入系统60开始注入第二燃料的时点(第二层注入开始时点)延迟与该待机时间ΔT1相应的量，但并不限定于该构成。

例如，在以下所示的变形例(以下，将其称为“第一变形例”)中，控制部92构成为基于发动机负载计算规定的待机时间ΔT11，并且使第二层注入开始时点比第一层注入开始时点延迟与计算出的待机时间ΔT11相应的量。

图8是发动机1的第一变形例的与图5对应的图，图9是发动机1的第一变形例的与图6对应的图。在以下的说明中，对于与前述实施方式同样构成的构成要素，使用与前述实施方式相同的名称及附图标记。对于这些构成要素，适当省略说明。

在第一变形例中的控制部92中，预先存储有与前述实施方式同样设定的式(1)。控制部92例如不是计算前述实施方式那样的下游侧注入系统50的待机时间ΔT1，而是计算上游侧注入系统60的待机时间ΔT11来作为基于式(1)的待机时间ΔT。该待机时间ΔT11是从下游侧注入系统50开始注入第二燃料起直到上游侧注入系统60开始注入的时间、即从第一注入泵51开始工作起直到第二注入泵61开始工作的时间。控制部92使上游侧注入系统60开始注入第二燃料的时点比下游侧注入系统50开始注入第二燃料的时点延迟与如上计算出的待机时间ΔT11对应的量。

具体而言，控制部92基于由检测部91得到的检测结果，在当前曲柄角度成为第一曲柄角度R11的时点T11，相对于下游侧注入系统50中的第一控制阀55输入电信号，将其设为打开状态。由此，第一注入泵51开始向燃料路径L中的第一注入位置P1注入第二燃料。即，与第一曲柄角度R11对应的时点T11是下游侧注入系统50的第一层注入开始的时点。在该时点T11，如图9例示那样，开始向燃料路径L内的燃料柱201中的第一注入位置P1注入第二燃料203。随着开始向该第一注入位置P1注入第二燃料203，位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料开始越过第二注入位置P2而被推回到流通方向上游侧。由此，以位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的燃料的量减少的方式开始调整。

需要说明的是，在从结束上次的层状喷射起直到第一层注入开始时点T1为止的期间TO中，如图9所例示那样，未对燃料柱201注入第二燃料。此时的燃料柱201中的燃料量相当于前述的第一燃料喷射量Qfa。

接下来，控制部92在从第一层注入开始时点T11延迟了与如前所述计算出的待机时间ΔT11对应的量的时点，开始由上游侧注入系统60注入第二燃料。具体而言，控制部92根据发动机转速和发动机旋转的经过时间将上游侧注入系统60的待机时间ΔT11转换为曲柄角度的变化量ΔR。控制部92将得到的曲柄角度的变化量ΔR与第一层注入开始时点T11时的第一曲柄角度R11相加来计算第二曲柄角度R12。如图8所示，控制部92在当前曲柄角度成为第二曲柄角度R12的时点T12，向上游侧注入系统60的第二控制阀65输出电信号，将其设为打开状态。当该第二控制阀65被设为打开状态时，第一注入泵51继续工作的同时，上游侧注入系统60中的第二注入泵61开始工作。即，该时点T12只是上游侧注入系统60开始注入第二燃料的“第二层注入开始时点”。在该第二层注入开始时点T12，如图9所示，在对燃料柱201中的第一注入位置P1继续进行第二燃料203的注入的同时，开始向第二注入位置P2注入第二燃料202。

然后，第一注入泵51在第一控制阀55成为关闭状态之前的期间，继续向第一注入位置P1注入第二燃料。与此同时，第二注入泵61在第二控制阀65成为关闭状态之前的期间，继续向第二注入位置P2注入第二燃料。

如图8及图9所例示那样，在从第一曲柄角度R11到规定的曲柄角度Ra(＞R12)的期间ΔT13，进行第一注入位置P1处的第二燃料203的注入。另外，在该期间ΔT13中的从第二曲柄角度R12到曲柄角度Ra的期间ΔTa的过程中，进行第一注入位置P1处的第二燃料203的注入，并且进行第二注入位置P2处的第二燃料202的注入。随着该第一注入位置P1处的第二燃料203的注入，位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料越过第二注入位置P2处的第二燃料202而被推回到流通方向上游侧。由此，以位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料的量在期间ΔT13的过程中减少的方式调整。

另外，在该期间ΔT13中的与规定的第三曲柄角度R13对应的时点T13，第一注入位置P1处的第二燃料203被注入直到在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展。此时，第一注入位置P1处的第二燃料203如图9例示那样，将燃料路径L中的燃料柱201分割为位于比第一注入位置P1靠下游侧的最下游燃料201c和位于比第一注入位置P1靠上游侧的上游侧燃料201e。在该阶段中，确定形成最下游燃料201c的第一燃料的总量。另外，在从第三曲柄角度R13到规定的第四曲柄角度R14(＞R13)的期间中，第一注入位置P1处的第二燃料203从在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展的状态起进一步被注入，并且第二注入位置P2处的第二燃料202继续被注入。在该阶段中，第一注入位置P1处的第二燃料203的注入是一边将位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料向比第二注入位置P2靠流通方向上游侧推压一边进行的。

另一方面，在与所述曲柄角度Ra对应的时点，第二注入位置P2处的第二燃料202被注入直到在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展。此时，第二注入位置P2处的第二燃料202将燃料柱201中的上游侧燃料201e分割成位于比第二注入位置P2靠上游侧的最上游燃料201b、以及被第二注入位置P2处的第二燃料202和第一注入位置P1处的第二燃料203夹着的注入层间燃料201d。在该阶段中，即使向第一注入位置P1进行第二燃料203的注入，第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的燃料也不会越过第二注入位置P2处的第二燃料202而被推回到流通方向上游侧。由此，位于第一注入位置P1与第二注入位置P2之间的第一燃料的量的调整结束，从而确定注入层间燃料201d的量、即注入层间的第一燃料的量(＝Qf2)。

需要说明的是，与所述曲柄角度Ra对应的时点可以与在第二注入位置P2注入需要量的第二燃料202的时点T14相同，也可以是比该时点T14靠前的时点，也可以是比时点T14靠后的时点。这些时点中的哪个时点成为与所述曲柄角度Ra对应的时点，取决于与发动机负载对应的待机时间ΔT11。在图9所示的例中，与所述曲柄角度Ra对应的时点同与第四曲柄角度R14对应的时点T14为相同的时点。

另外，如图9所例示那样，第一变形例中的控制部92在当前曲柄角度成为第四曲柄角度R14的时点T14，向下游侧注入系统50中的第一控制阀55输出控制信号，将其设为关闭状态。由此，控制部92使第二注入泵61的继续工作，同时使下游侧注入系统50中的第一注入泵51的工作停止。这样，第一注入泵51结束向燃料路径L中的第一注入位置P1的注入。即，与第四曲柄角度R14对应的时点T14只是下游侧注入系统50结束第二燃料的注入的“第一层注入结束时点”。另一方面，第二注入泵61继续进行向燃料路径L中的第二注入位置P2的注入。如图9所示，在与第四曲柄角度R14对应的时点T14，成为向第一注入位置P1注入了需要量的第二燃料203的状态。

然后，如图8所示，控制部92在当前曲柄角度成为规定的第五曲柄角度R15(＞R14)的时点T15，向上游侧注入系统60的第二控制阀65输出控制信号，将其设为关闭状态。由此，上游侧注入系统60的第二注入泵61停止工作。并且，第二注入泵61结束向燃料路径L中的第二注入位置P2的注入。即，与第五曲柄角度R15对应的时点T15只是上游侧注入系统60结束第二燃料的注入的“第二层注入结束时点”。

如图9例示那样，在从与第四曲柄角度R14对应的时点T14到与第五曲柄角度R15对应的时点T15的期间，第二注入位置P2处的第二燃料202从在燃料柱201的宽度方向整个区域扩展的状态起进一步被注入。另一方面，第二燃料203向第一注入位置P1的注入在上述的时点T14已经结束。第二注入位置P2处的第二燃料202的注入在该阶段中与前述的从时点T13到时点T14的期间同样地进行，持续到第二燃料202的注入量成为需要量为止。并且，在与第五曲柄角度R15对应的时点T15，向第二注入位置P2及第一注入位置P1的注入结束。其结果是，在燃料路径L内形成下游侧燃料层F1、下游侧注入层A1、中间燃料层F2、上游侧注入层A2、以及上游侧燃料层F3依次排列而成的层状液体200。

在此，在第一变形例中，由下游侧注入系统50进行第二燃料注入的期间(第一注入期间)是从与第一曲柄角度R11对应的时点T11起直到与第四曲柄角度R14对应的时点T14的期间。即，第一注入期间是将图8所例示的待机时间ΔT11和期间ΔT12相加而成的期间。该第一注入期间根据在图9中例示的第一注入位置P1注入需要量的第二燃料203时所需的时间确定。即，与下游侧注入系统50中的第一层注入结束时点(时点T14)对应的第四曲柄角度R14基于与第一层注入开始时点对应的第一曲柄角度R11和注入所述需要量的第二燃料203所需的时间来计算。

另外，由上游侧注入系统60进行第二燃料注入的期间(第二注入期间)是从与第二曲柄角度R12对应的时点T12起直到与第五曲柄角度R15对应的时点T15的期间。该第二注入期间根据在图9中例示的第二注入位置P2注入需要量的第二燃料202时所需的时间确定。即，与上游侧注入系统60中的第二层注入结束时点(时点T15)对应的第五曲柄角度R15基于与第二层注入开始时点对应的第二曲柄角度R12和注入所述需要量的第二燃料202所需的时间来计算。

在第一变形例中，下游侧注入系统50的注入期间(第一注入期间)与上游侧注入系统60的注入期间(第二注入期间)重叠的期间如图8例示那样，相当于从第二曲柄角度R12到第四曲柄角度R14的期间ΔT12。该期间ΔT12中的从第二曲柄角度R12到所述曲柄角度Ra的期间ΔTa是因来自下游侧注入系统50的注入，在位于注入层间的中间燃料层F2中第一燃料被减量的期间的一部分。另外，从第一曲柄角度R11到第二曲柄角度R12的待机时间ΔT11是在中间燃料层F2中第一燃料被减量的期间的剩余部分。即，将这些待机时间ΔT11和所述期间ΔTa相加而成的减量期间ΔT13成为在中间燃料层F2中第一燃料被减量的整个期间。由上游侧注入系统60进行第二层注入的开始时点被控制为，以减量期间ΔT13随着发动机负载的增加而减少、且减量期间ΔT13随着发动机负载的减少而增加的方式，从第二层注入开始时点延迟待机时间ΔT11的时点。即，该待机时间ΔT11随着发动机负载的增加而减少、且随着发动机负载的减少而增加。需要说明的是，在该待机时间ΔT11为零值(ΔT11＝0)的情况下，由上游侧注入系统60进行第二层注入的开始时点被控制为与由下游侧注入系统50进行第一层注入的开始时点同时的时点。

通过这样进行控制，与前述实施方式同样地，按照第一燃料、第二燃料、第一燃料、第二燃料及第一燃料的顺序，从燃料喷射阀30以层状喷射。其结果是，能够更可靠地促进作为主燃料的第二燃料(替代燃料)的燃烧，抑制余烬的产生。

另外，如图8及图9例示那样，以基于下游侧注入系统50的第一注入期间和基于上游侧注入系统60的第二注入期间中的至少一部分重叠的方式，与发动机负载对应地控制下游侧注入系统50及上游侧注入系统60分别开始注入第二燃料的时点。由此，能够以与发动机负载对应地确定的第一燃料喷射量Qfa与中间燃料层F2中的燃料量Qf2的比率不会过大或过小的方式进行控制。由此，能够使发动机1的工作稳定，从而能够确保其性能。

(6)第一燃料及第二燃料的变形例(第二变形例)

在前述实施方式及其第一变形例中，构成为第一燃料作为先导燃料发挥功能，第二燃料作为主燃料发挥功能，但在此公开的技术并不限定于该结构。

另外，在前述实施方式及其第一变形例中，构成为使用替代燃料作为第一燃料，并且使用化石燃料作为第二燃料，但在此公开的技术也不限定于该结构。

例如，在以下所示的变形例(以下，将其称为“第二变形例”)中，第一燃料作为产生发动机1的动力的主燃料发挥功能，并且第二燃料作为用于点燃该主燃料的先导燃料发挥功能。作为该第二变形例的第一燃料，可以使用作为替代燃料的氨，作为该变形例的第二燃料，可以使用作为化石燃料的柴油燃料。即，与前述实施方式及其第一变形例同样地，第二变形例的化石燃料与该变形例的替代燃料相比，达到压缩点火的压力和温度中的至少一方较低。

图10是示出发动机1(特别是燃料喷射装置100)的第二变形例的与图2对应的图，图11是发动机1的第二变形例的与图3对应的图。在以下的说明中，对与前述实施方式同样构成的构成要素，使用与前述实施方式相同的名称及附图标记。对于这些构成要素，适当省略说明。

如图10及图11所例示那样，第二变形例的燃料喷射装置100’在能够以层状喷射作为第一燃料的替代燃料和作为第二燃料的化石燃料的情况下，可以是，作为替代燃料，使用无碳的燃料(具体而言为氨)，另一方面，作为化石燃料，使用柴油燃料。

第二变形例的燃料泵41’通过配管等与贮存有作为第一燃料的替代燃料的燃料箱(未图示)连接，从该燃料箱接收燃料。

另外，第二变形例的燃料喷射装置100’具备化石燃料泵71’来代替替代燃料供给泵71。该化石燃料泵71’将贮存于贮存作为第二燃料的化石的储存箱(未图示)的化石燃料通过分支管72a、72b等供给至第一注入泵51和第二注入泵61。

并且，第二变形例的控制部92以使从燃料喷射阀30喷射的燃料层中的由作为第一燃料的替代燃料构成的燃料层和由作为第二燃料的化石燃料构成的燃料层这两者均为两层以上的方式，来控制与前述实施方式同样地构成的注入系统50、60。

通过这样构成，燃料喷射阀30如图11例示那样，从喷射口31向燃烧室17内喷射以如下顺序排列的层状液体，即，由燃料泵41’压送的第一燃料(作为替代燃料的氨)、由下游侧注入系统50注入的第二燃料(作为化石燃料的柴油燃料)、由燃料泵41’压送的第一燃料(作为替代燃料的氨)、由上游侧注入系统60注入的第二燃料(作为化石燃料的柴油燃料)、以及由燃料泵41’压送的第一燃料(作为替代燃料的氨)。由此，能够更可靠地促进作为主燃料的第一燃料(替代燃料)的燃烧，能够抑制余烬的产生。

即，通过如前所述那样喷射燃料，如图11例示那样，按照第一燃料、第二燃料、第一燃料、第二燃料及第一燃料的顺序以层状喷射。在该情况下，接着第一个第二燃料(化石燃料)喷射的第一燃料(替代燃料)如图11例示那样被分成如下两部分，即，通过该第一个第二燃料(化石燃料)促进燃烧的第一燃料(替代燃料)和通过之后喷射的第二个第二燃料(化石燃料)促进燃烧的第一燃料(替代燃料)。将成为燃烧的促进对象的第一燃料(替代燃料)分成两部分，并且与第一燃料(替代燃料)同样地能够通过分成两部分的第二燃料(化石燃料)促进分成两部分的各第一燃料(替代燃料)的燃烧。其结果是，能够更可靠地促进第一燃料(替代燃料)的燃烧，能够抑制余烬的产生。

另外，通过使用氨等替代燃料作为主燃料，能够抑制以柴油燃料等化石燃料的消耗。特别是，通过如第二变形例那样抑制燃料的余烬产生，能够使更多的替代燃料燃烧。

(7)其他实施方式

在前述实施方式以及其第一变形例及第二变形例中，作为第一燃料和第二燃料中的一方的化石燃料与作为第一燃料和第二燃料中的另一方的替代燃料相比，达到压缩点火的压力和温度中的至少一方较低，但并不限定于该结构。也可以使用达到压缩点火的压力和温度中的至少一方比化石燃料低的替代燃料。例如，作为其他结构例，可以使用柴油燃料作为化石燃料，并且可以使用甲醇作为替代燃料。在该情况下，化石燃料成为主燃料，替代燃料成为先导燃料，但也可以将化石燃料作为第一燃料，将替代燃料作为第二燃料(后述的模式C)，也可以将替代燃料作为第一燃料，将化石燃料作为第二燃料(后述的模式D)。在任一种情况下，都可以通过第一燃料和第二燃料中的一方将另一方分成两部分，可以使由第一燃料构成的燃料层和由第二燃料构成的燃料层这两者均为两层以上。由此，能够抑制燃料的余烬产生。

[表1]

表1示出了前述实施方式、第一变形例、第二变形例及其他结构例中的第一燃料和第二燃料的组合。在表1中，模式A是指前述实施方式和第一变形例中的燃料的组合，模式B是指第二变形例中的燃料的组合，模式C和D这两者均指其他结构例中的燃料的组合。

表1中的“燃烧性”表示第一燃料及第二燃料的点火容易度。该燃烧性例如可以基于达到压缩点火的压力和温度中的至少一方来确定。燃烧性不是绝对的指标，只不过是比较第一燃料和第二燃料时的相对指标。

具体而言，在模式A中，使用化石燃料(例如柴油燃料)作为第一燃料，并且使用替代燃料(例如氨)作为第二燃料。在与模式A对应的前述实施方式中，与第二燃料相比，第一燃料的燃烧性良好。

另外，在模式B中，与模式A不同，使用替代燃料(例如氨)作为第一燃料，并且使用化石燃料(例如柴油燃料)作为第二燃料。在与模式B对应的所述第二变形例中，与模式A不同，与第一燃料相比，第二燃料的燃烧性良好。

另外，在模式C中，与模式A同样地，使用化石燃料(例如柴油燃料)作为第一燃料，并且使用替代燃料(例如甲醇)作为第二燃料。在与模式C对应的所述其他结构例中，与模式A不同，与第一燃料相比，第二燃料的燃烧性良好。

另外，在模式D中，与模式B同样地，使用替代燃料(例如甲醇)作为第一燃料，并且使用化石燃料(例如柴油燃料)作为第二燃料。在与模式D对应的所述其他结构例中，与模式B不同，与第二燃料相比，第一燃料的燃烧性良好。

在此公开的技术可应用于上述所有的模式A～D。

需要说明的是，在前述实施方式及其第一变形例中，在控制下游侧注入系统50及上游侧注入系统60分别开始注入第二燃料的时点时，根据与发动机负载对应地计算出的待机时间ΔT1、ΔT11来计算曲柄角度，将计算出的曲柄角度与由检测部91得到的当前曲柄角度一致的时点作为在先的注入开始时点之后的注入开始时点，但本发明并不限定于此。例如，也可以基于发动机1的运转时间来控制下游侧注入系统50及上游侧注入系统60，在该情况下，也可以将从在先的注入开始时点起的经过时间达到与发动机负载对应的待机时间的时点作为在后的注入开始时点。

另外，在前述的实施方式以及第一变形例及第二变形例中，例示了每个工作缸16具备三个燃料喷射阀30的燃料喷射装置100，但本发明并不限定于此。例如，燃料喷射阀30可以为一个，也可以为两个以上的任意数量。

Claims (5)

1.一种船舶用柴油发动机，其特征在于，具备：

工作缸，其划分燃烧室；

燃料喷射阀，其以面向所述燃烧室的方式设置，并具有用于喷射化石燃料及替代燃料的喷射口；

燃料泵，其朝向所述燃料喷射阀压送由所述化石燃料和替代燃料中的一方构成的第一燃料；

燃料路径，其从所述燃料泵延伸至所述喷射口；

注入系统，其在所述燃料路径中的规定的位置注入由所述化石燃料和替代燃料中的另一方构成的第二燃料；以及

控制部，其对所述注入系统进行控制，

所述燃料喷射阀使由所述燃料泵压送的所述第一燃料和由所述注入系统注入的所述第二燃料在交替排列的状态下以层状喷射，

所述控制部以便从所述燃料喷射阀喷射的燃料层中的、由所述第一燃料构成的燃料层和由所述第二燃料构成的燃料层这两者均为两层以上的方式，对所述注入系统进行控制，

所述注入系统具有：

第一注入系统，其在所述燃料路径中的规定的第一注入位置注入所述第二燃料；以及

第二注入系统，其在所述燃料路径中，在比所述第一注入位置靠上游侧的第二注入位置注入所述第二燃料，

所述燃料喷射阀向所述燃烧室内喷射包含以如下顺序排列的燃料层的层状液体：由所述燃料泵压送的所述第一燃料；由所述第一注入系统注入的所述第二燃料；由所述燃料泵压送的所述第一燃料；由所述第二注入系统注入的所述第二燃料；以及由所述燃料泵压送的所述第一燃料，

所述控制部以使由所述第一注入系统进行注入的期间的至少一部分和由所述第二注入系统进行注入的期间的至少一部分重叠的方式，根据所述船舶用柴油发动机的负载，对所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点和所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点进行控制。

2.根据权利要求1所述的船舶用柴油发动机，其特征在于，

所述控制部以使位于由通过所述第一注入系统注入的所述第二燃料构成的燃料层与由通过所述第二注入系统注入的所述第二燃料构成的燃料层之间且由所述第一燃料构成的燃料层的量、相对于该第一燃料的每一次喷射量为恒定的比例的方式，来控制所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点和所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点。

3.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机，其特征在于，

所述控制部基于所述船舶用柴油发动机的负载计算规定的待机时间，并且使所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点比所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点延迟与计算出的待机时间相应的量。

4.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机，其特征在于，

所述控制部基于所述船舶用柴油发动机的负载计算规定的待机时间，并且使所述第二注入系统开始注入所述第二燃料的时点比所述第一注入系统开始注入所述第二燃料的时点延迟与计算出的待机时间相应的量。

5.根据权利要求1或2所述的船舶用柴油发动机，其特征在于，

无论所述船舶用柴油发动机的负载如何，所述控制部均以使由所述第一注入系统注入所述第二燃料的注入量与由所述第二注入系统注入所述第二燃料的注入量之比为恒定的方式来控制所述第一注入系统及所述第二注入系统。

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