CN112855360A - 发动机装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种发动机装置，该发动机装置能够在从气体模式向柴油模式切换时实现稳定的运转动作。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。当从将气体燃料投入气缸(77)内的气体模式向将所述液体燃料投入气缸(77)内的柴油模式切换时，使液体燃料的投入开始时机相对于气体燃料的投入停止时机延迟。

Description

发动机装置

本申请是申请号为201680040715.7(国际申请号为PCT/JP2016/065253)、申请日为2016年5月24日、发明名称为“发动机装置”的发明专利申请的分案申请。

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及4)。并且，作为双燃料发动机，提出有：在根据运转状态而适当地切换气体燃料和液体燃料时，使刚切换后的燃料喷射时机提前而抑制气缸(气缸)内的燃料不足的双燃料内燃机(参照专利文献5)。

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

专利文献4：日本特开2015-017594号公报

专利文献5：日本特开2014-132171号公报

发明内容

但是，在双燃料发动机中，在从气体模式向柴油模式切换的情况下，与引用文献3及4不同，存在如下结构：在停止气体燃料的投入的同时开始液体燃料的投入。在进气行程中进行气体燃料的投入，另一方面，在压缩行程中进行液体燃料的投入，因此，有时根据从气体模式向柴油模式切换运转的时机而同时向同一气缸内供给气体燃料和液体燃料。而且，即使采用了引用文献5中的燃料喷射时机的提前角控制，也只不过能抑制气缸内的燃料不足而已，无法防止：从气体模式向柴油模式切换时供给的燃料过多。

特别是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，因气缸内供给的燃料过多而导致缸内压力过大或产生异常燃烧、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，有可能导致运转中断而使得船舶停止。

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。

本申请发明是一种发动机装置，该发动机装置具备：进气岐管，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，其中，当从将所述气体燃料投入所述气缸内的气体模式向将所述液体燃料投入所述气缸内的柴油模式切换时，使所述液体燃料的投入开始时机相对于所述气体燃料的投入停止时机延迟。

在这种发动机装置中，可以设为如下结构，还具备对发动机转速进行测定的发动机旋转传感器，基于由所述发动机旋转传感器测量所得的所述发动机转速，来设定：使所述液体燃料的投入开始时机相对于所述气体燃料的投入停止时机延迟的延迟时间。

而且，可以设为如下结构，在所述气体模式下，在进气工程中将所述气体燃料投入，另一方面，在所述柴油模式下，在压缩工程中将所述液体燃料投入，将所述延迟时间设定为：比压缩行程所耗费的时间长、且比进气行程和压缩行程所耗费的时间短的时间。

另外，可以设为如下结构，在所述气体模式下，在进气工程中将所述气体燃料投入，另一方面，在所述柴油模式下，在压缩工程中将所述液体燃料投入，在从所述气体模式切换为所述柴油模式之后，在处于所述压缩行程的所述气缸中，在确认为此前的所述进气行程中未投入所述气体燃料时，才开始所述液体燃料的投入。

在上述各发动机装置中，可以设为如下结构，具备点火装置，该点火装置在所述气缸内对所述气体燃料与空气预混合后的预混合燃料进行点火，无论在所述气体模式以及所述柴油模式的任何模式下均使所述点火装置进行动作。

另外，在上述各发动机装置中，可以设为如下结构，具备点火装置，该点火装置在所述气缸内对所述气体燃料与空气预混合后的预混合燃料进行点火，在所述气体模式下使所述点火装置进行动作，另一方面，在所述柴油模式下使所述点火装置停止。

发明效果

根据本申请发明，当从气体模式向柴油模式切换时，相对于气体燃料的投入的停止(气体模式运转的停止)而使液体燃料的投入的开始(柴油模式运转的开始)延迟。因此，当从气体模式向柴油模式切换时，发动机装置择一地将气体燃料或者液体燃料供给至各气缸内，从而能够防止重复供给气体燃料和液体燃料。由此，当从气体模式向柴油模式切换时，不会对单个气缸供给气体燃料和液体燃料的双方，能够避免向气缸供给的燃料过多，能够防止缸内压力过大、产生异常燃烧，能够执行稳定的运转。

根据本申请发明，在气体燃料的投入停止之后，当初次确认了在气体燃料未供给至气缸内的状态下到达液体燃料的投入时机的气缸时，允许液体燃料的投入而使柴油模式开始。因此，当从气体模式向柴油模式切换时，能够将其切换时间设为最短，并且能够择一地将燃料气体或燃料油供给至气缸内。由此，当从气体模式向柴油模式切换时，不会对单个气缸重复供给气体燃料和液体燃料，能够避免向气缸供给的燃料过多，能够防止缸内压力过大、产生异常燃烧。并且，当从气体模式向柴油模式切换时，能够避免气体燃料以及液体燃料的双方均未供给至气缸的状态，因此，还能够防止切换时的失火，能够执行稳定的运转。

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柴油模式切换控制的动作的流程图。

图15是表示基于柴油模式切换控制而从气体模式向柴油模式切换时的、发动机装置中的各气缸的动作状态的一个例子的时序图。

图16是表示发动机控制装置的柴油模式切换控制的动作的其他例子的流程图。

图17是表示其他实施方式的发动机控制装置的柴油模式切换控制的动作的流程图。

图18是表示基于其他实施方式的柴油模式切换控制而从气体模式向柴油模式切换时的、发动机装置中的各气缸的动作状态的一个例子的时序图。

图19是表示基于其他实施方式的柴油模式切换控制而从气体模式向柴油模式切换时的、发动机装置中的各气缸的动作状态的其他例子的时序图。

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具备：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利用从各推进兼发电机构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最下层的内底板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最下层的内底板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，按顺序依次排列配置有发动机装置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1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的外形而言，伸出到比发动机装置21以及轴驱动发电机23更靠下侧的位置。推进轴9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以及发动机输出轴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，这一对推进兼发电机构12配置于船体2内的机舱11，并分开配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)配置于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具备：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，通过调节主节流阀V1的阀开度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，通过调节供气旁通阀V2的阀开度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的阀开度而调整流向涡轮49a的废气流量，由此调整压缩机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入口的连接部位设置有主节流阀V1。发动机装置21具备将排气歧管44出口和增压器49的排气出口连结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之间的位置处连接供气旁通流路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被供给燃料油(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。通过打开进气阀80，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，通过打开排气阀81，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内在规时机机发生燃烧。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内在规定时机发生燃烧。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的空气经由进气口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(燃烧反应的废气)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(废气)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25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。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)通过增压器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、以及从气体主管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，即便是使用了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低的值亦即第二规定负荷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，参照图14及图15，对将以气体模式而运转中的发动机装置21切换为基于柴油模式的运转时的控制动作进行说明。图14是表示向柴油模式运转的切换控制的动作的流程图，图15是表示基于图14的流程图的切换动作的一个例子的时序图。

如图14所示，若发动机控制装置73确认为发动机装置21处于以气体模式而运转的过程中(STEP1中为Yes)，则确认是否产生了发动机装置21的气体模式运转的异常(例如，燃料气体压力下降、进气岐管压力下降、气体温度升高、空气温度升高、或者各传感器断线等)(STEP2)。在未产生气体模式运转时的异常的情况下(STEP2中为No)，确认是否处于限制NOx(氮氧化物)、SOx(硫氧化物)的排出量的限制海域外(STEP3)。

当发动机控制装置73确认为在气体模式运转中产生了异常时(STEP2中为Yes)、或者基于限制海域信息的映射数据而确认为船舶1已移动至限制海域外时(STEP3中为Yes)，使燃料气体从气体喷射器98的喷射动作停止(STEP4)。即，发动机控制装置73因检测到产生了气体模式运转时的异常或者已航行至限制海域外，从而判定为执行从气体模式向柴油模式的运转切换，使燃料气体向气缸36(气缸77)的供给停止。此时，使各气缸36的气体喷射器98为全闭，使进气行程中的打开动作停止。另外，停止：利用气阀单元35向燃料供给路径30供给燃料气体。

接下来，发动机控制装置73基于来自发动机旋转传感器20的检测信号而确认发动机装置21的发动机转速，对使基于气体模式的运转停止之后直至使基于柴油模式的运转开始为止的延迟时间Td进行计算(STEP5)。基于由发动机旋转传感器20确认的发动机转速，而将延迟时间Td设定为：比压缩行程所耗费的时间长、且比进气行程和压缩行程所耗费的时间短的时间。另外，可以将延迟时间Td设定为：与基于发动机转速而设定的、自气体模式下的进气行程的燃料气体喷射时机(气体模式)起直至柴油模式下的压缩行程的燃料油喷射时机为止的时间相等。

在延迟时间Td的设定之后，发动机控制装置73在确认为经过了延迟时间Td之后(STEP6中为Yes)，使基于引燃燃料喷射阀82的点火动作停止(STEP7)。此时，发动机控制装置73使引燃燃料向各气缸36的引燃燃料喷射阀82的供给停止，从而使气体模式下的运转停止。接下来，发动机控制装置73开始利用燃料喷射泵89向主燃料喷射阀79供给燃料油(STEP8)。此时，发动机控制装置73对调速器201进行驱动，设定燃料喷射泵89的控制齿条202的齿条位置，由此调整向主燃料喷射阀79的燃料喷射量。

如图15所示，当发动机控制装置73判定为在气体模式运转中向柴油模式运转切换时，使燃料气体的供给停止，然后在经过了基于发动机转速的延迟时间Td之后开始燃料油的供给。即，当从气体模式运转向柴油模式运转切换时，相对于燃料气体的供给的停止(气体模式运转的停止)，发动机装置21使燃料油的供给的开始(柴油模式运转的开始)以延迟时间Td而延迟。

因此，当从气体模式运转向柴油模式运转切换时，发动机装置21择一地向各气缸36的气缸77内供给燃料气体或燃料油，从而能够防止重复供给燃料气体和燃料油。由此，当从气体模式向柴油模式切换时，不会对单个气缸36供给燃料气体和燃料油的双方，能够避免向气缸77供给的燃料过多，能够防止缸内压力过大、产生异常燃烧。

在图15的例子中，示出了：在气缸36(#6)的进气行程中从气体喷射器98喷射燃料气体之后，从气体模式向柴油模式切换时的各气缸36(#1～#6)的状态迁移。在燃料气体喷射至气缸36(#6)之后，若停止燃料气体的供给(气体模式的停止)，则发动机控制装置73对延迟时间Td进行计时，在延迟时间Td的期间，向引燃燃料喷射阀82供给引燃燃料。因此，燃料气体在该燃料气体的供给停止之前被喷射至气缸77内的气缸36(#2、#4、#6)在压缩行程中，通过引燃燃料喷射阀82的点火而将气缸77内的燃料气体点燃。

另外，虽然在经过了延迟时间Td的期间，气缸36(#5)处于进气行程，但由于燃料气体的供给停止，因此，不会从气体喷射器98向气缸77内喷射燃料气体。然后，若经过了延迟时间Td，则停止引燃燃料的供给，并且开始燃料油的供给(柴油模式的开始)。由此，自气缸36(#5)起按顺序，在压缩行程中，将燃料喷射泵89的控制阀打开，通过主燃料喷射阀79，将燃料油喷射至气缸77内并将其点燃。

此外，在本实施方式中，当在柴油模式下运转时，使引燃燃料向引燃燃料喷射阀82的供给停止，但无论在气体模式以及柴油模式的任何模式下，都可以始终对引燃燃料喷射阀82供给引燃燃料。在该情况下，如图16的流程图所示，发动机控制装置73在确认为经过了延迟时间Td之后(STEP6中为Yes)，持续由引燃燃料喷射阀82进行点火动作，在此基础上，使燃料油从燃料喷射泵89的供给动作开始(STEP8)。

另外，以下，参照图17～图19，对与上述实施方式(第一实施方式)不同的其他实施方式(第二实施方式)的发动机装置从气体模式运转向柴油模式运转的切换控制动作进行说明。图17是表示向油模式运转的切换控制的动作的流程图，图18及图19是表示基于图17的流程图的切换动作的一个例子的时序图。此外，即使在本实施方式中，也与第一实施方式相同，作为在柴油模式下停止向引燃燃料喷射阀82供给引燃燃料的方式而进行说明，但无论在气体模式以及柴油模式的任何模式下，均可以始终对引燃燃料喷射阀82供给引燃燃料。

在第二实施方式的发动机装置21中，如图17所示，在气体模式运转中(STEP1中为Yes)，当发动机控制装置73确认为产生了发动机运转中的异常或者已在限制海域外航行时(STEP2或STEP3中为Yes)，使燃料气体从气体喷射器98的喷射动作停止(STEP4)。即，发动机控制装置73判定为执行从气体模式向柴油模式的运转切换，并使燃料气体向气缸36(气缸77)的供给停止。

[接下来，发动机控制装置73在确认了即将到达压缩行程中的燃料油的喷射时机之前的气缸36之后(STEP105)，还要确认在该气缸36中在此前的进气行程中是否执行了燃料气体的喷射动作(STEP106)。此时，在即将到达燃料油的喷射时机之前的气缸36中，在此前的进气行程中喷射有燃料气体的情况下(STEP106中为Yes)，发动机控制装置73判断为燃料气体在气体模式停止之前已供给至气缸77内的状态。因此，发动机控制装置73不允许向柴油模式运转的转移，利用引燃燃料喷射阀82执行点火动作，将气缸77内的燃料气体点燃。

如上所述，关于即将到达压缩行程中的燃料油的喷射时机之前的气缸36，发动机控制装置73按顺序地确认在此前的进气行程中是否执行了燃料气体的喷射动作(STEP105～STEP106)。而且，在即将到达压缩行程中的燃料油的喷射时机之前的气缸36中，若确认为在此前的进气行程中未执行燃料气体的喷射(STEP106中为No)，则在使基于引燃燃料喷射阀82的点火动作停止之后(STEP7)，利用燃料喷射泵89开始向主燃料喷射阀79供给燃料油(STEP8)。

如图18及图19所示，当发动机控制装置73判定为在气体模式运转中向柴油模式运转切换时，在到达压缩行程中的规定时机(燃料油喷射时机以前的时机)的气缸36中，当确认为在此前的进气行程中未进行燃料气体的喷射时，才开始供给燃料油。即，当从气体模式运转向柴油模式运转切换时，发动机装置21使气体模式运转停止，然后，在进气行程中停止了燃料气体的供给的气缸36已接近于燃料油喷射时机时，开始柴油模式运转。

在燃料气体的供给停止之后，初次确认了：在燃料气体未供给至气缸77内的状态下已经到达燃料油喷射时机的气缸36时，发动机装置21允许燃料油的喷射而开始柴油模式运转。因此，当从气体模式运转向柴油模式运转切换时，能够将其切换时间设为最短，并且能够择一地将燃料气体或者燃料油供给至各气缸36的气缸77内。由此，当从气体模式向柴油模式切换时，不会对单个气缸36重复供给燃料气体和燃料油，能够避免向气缸77供给的燃料过多，能够防止缸内压力过大、产生异常燃烧。并且，当从气体模式向柴油模式切换时，能够避免燃料气体以及燃料油的双方均未供给至气缸77的状态，因此，还能够防止切换时的失火。

在图18的例子中，示出了：在气缸36(#3)的进气行程中，从气体喷射器98喷射燃料气体之后，从气体模式向柴油模式切换时的各气缸36(#1～#6)的状态迁移。在燃料气体喷射至气缸36(#3)之后，若停止燃料气体的供给(气体模式的停止)，则发动机控制装置73识别出处于压缩行程的气缸36(#5)，针对气缸36(#5)，确认在此前的进气行程中是否从气体喷射器98喷射有燃料气体。此时，由于针对气缸36(#5)在进气行程中喷射有燃料气体，因此，发动机控制装置73不允许燃料油的喷射，通过引燃燃料喷射阀82的点火而将气缸77内的燃料气体点燃。接下来，关于紧随气缸36(#5)之后转移至压缩行程的气缸36(#3)，由于在此前也喷射有燃料气体，因此，发动机控制装置73维持禁止燃料油的喷射的状态。

然后，关于紧随气缸36(#3)之后转移至压缩行程的气缸36(#6)，发动机控制装置73确认在此前的进气行程中是否从气体喷射器98喷射有燃料气体。此时，由于针对气缸36(#6)在进气行程中未喷射燃料气体，因此，发动机控制装置73停止引燃燃料的供给，并且使燃料油的供给开始(柴油模式的开始)。由此，自气缸36(#6)起，按顺序在压缩行程中，将燃料喷射泵89的控制阀打开，由此通过主燃料喷射阀79将燃料油喷射至气缸77内，并将其点燃。

另一方面，在图19的例子中，示出了：在气缸36(#3)的进气行程中，从气体喷射器98喷射燃料气体之前，从气体模式向柴油模式切换时的各气缸36(#1～#6)的状态迁移。在气缸36(#3)转移至进气行程之后且在喷射燃料气体之前，若使燃料气体的供给停止(气体模式的停止)，则发动机控制装置73识别处于压缩行程中的气缸36(#1)，对于气缸36(#1)，确认在此前的进气行程中是否从气体喷射器98喷射有燃料气体。此时，由于针对气缸36(#1)在进气行程中喷射有燃料气体，因此，发动机控制装置73不允许燃料油的喷射，通过引燃燃料喷射阀82的点火而将气缸77内的燃料气体点燃。接下来，关于紧随气缸36(#1)之后转移至压缩行程的气缸36(#5)，由于此前也喷射有燃料气体，因此，发动机控制装置73维持禁止燃料油的喷射的状态。

然后，关于紧随气缸36(#5)之后转移至压缩行程的气缸36(#3)，发动机控制装置73确认在此前的进气行程中是否从气体喷射器98喷射有燃料气体。此时，由于针对气缸36(#3)在进气行程中未喷射燃料气体，因此，发动机控制装置73停止引燃燃料的供给，并且使燃料油的供给开始(柴油模式的开始)。由此，自气缸36(#3)起，按顺序在压缩行程中，将燃料喷射泵89的控制阀打开，通过主燃料喷射阀79将燃料油喷射至气缸77内，并将其点燃。

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结构中，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 (20)

1.一种船舶，其特征在于，具备：

发动机；以及

发动机控制单元亦即ECU，其配置为：基于所述船舶处于减排区域外而执行发动机切换操作，以将所述发动机的运转从气体模式切换到柴油模式，并且，基于所述船舶处于所述减排区域内而禁止所述发动机切换操作。

2.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：确定处于所述减排区域内的所述船舶的第一位置，并且，确定处于所述减排区域外的所述船舶的第二位置。

3.根据权利要求2所述的船舶，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：

基于限制海域信息映射数据而确定所述减排区域，

比较所述第一位置和所述减排区域，以确定所述第一位置是否处于所述减排区域内，

并且，比较所述第二位置和所述减排区域，以确定所述第二位置是否处于所述减排区域内。

4.根据权利要求3所述的船舶，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：

确定所述发动机配置为多个模式中的哪个模式，所述多个模式包括：将气体燃料供给至所述发动机的气缸内的所述气体模式；以及将液体燃料供给至所述气缸内的所述柴油模式，

并且，基于所述发动机配置为所述气体模式而确定所述船舶是否处于所述减排区域内。

5.根据权利要求4所述的船舶，其特征在于，

所述船舶还包括：

进气岐管，其配置为使空气向所述发动机的所述气缸内供给；

排气岐管，其配置为将来自所述气缸的废气排出；

气体喷射器，其配置为使所述气体燃料与从所述进气歧管供给来的所述空气混合；以及

主燃料喷射阀，其配置为将所述液体燃料喷射至所述气缸并使其燃烧。

6.根据权利要求1所述的船舶，其特征在于，

在所述发动机切换操作期间，所述ECU配置为：停止喷射气体燃料，计算延迟时间，并且，基于已经经过了所述延迟时间而开始向所述发动机供给液体燃料。

7.一种用于操作交通工具的设备，其特征在于，

所述设备具备发动机控制单元亦即ECU，

所述ECU配置为：

确定与发动机相关的第一位置是否处于减排区域内，

基于所述第一位置处于所述减排区域外而使发动机切换操作，以切换所述发动机的动作状态，

并且，基于所述发动机处于所述减排区域内而禁止所述发动机切换操作。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：基于第二位置处于所述减排区域外而执行所述发动机切换操作，以使所述发动机在第二模式下运转。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：

当所述发动机在第一模式下运转时，对异常进行检测，

并且，基于所述异常的检测而执行所述发动机切换操作，以使所述发动机在所述第二模式下运转。

10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：

确定与所述发动机相关的所述第一位置，

其中，所述发动机对应于所述交通工具，所述交通工具包括船舶。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：

基于信息映射数据而确定所述减排区域，

比较所述发动机的所述第一位置和所述减排区域，以确定所述发动机是否处于所述减排区域内，

所述减排区域对应于限制氮氧化物和硫氧化物的排出量的限制海域。

12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

所述ECU进一步配置为：使所述发动机的所述动作状态在第一模式与第二模式之间进行切换，在所述第一模式下，将气体燃料供给至所述发动机的气缸内，在所述第二模式下将液体燃料供给至所述气缸内。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，

所述设备还包括：

进气岐管，其配置为使空气向所述气缸内供给；

气体喷射器，其配置为使所述气体燃料与从所述进气歧管供给来的所述空气混合；

排气岐管，其配置为将来自所述气缸的废气排出；以及

主燃料喷射阀，其配置为将所述液体燃料喷射至所述气缸并使其燃烧。

14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，

在所述第一模式下，在进气行程中供给所述气体燃料。

在所述第二模式下，在压缩行程中供给所述液体燃料。

15.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

在所述发动机切换操作期间，所述ECU配置为：停止喷射气体燃料，计算延迟时间，并且，基于已经经过了所述延迟时间而开始液体燃料的供给。

16.一种用于操作交通工具的方法，其特征在于，

所述方法包括：

确定所述交通工具是否处于减排区域内；以及

基于确定为所述交通工具处于所述减排区域内，而使发动机具有与第一模式对应的动作状态，并且，禁止发动机切换操作以将所述发动机的所述动作状态从所述第一模式切换到第二模式，其中，在所述第一模式下将气体燃料供给至所述发动机的气缸内，在所述第二模式下将液体燃料供给至所述气缸内。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：基于所述交通工具处于所述减排区域外而使所述发动机切换操作，以将所述发动机的所述动作状态切换到所述第二模式。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，

基于所述交通工具处于所述减排区域外而执行所述发动机切换操作，

所述交通工具包括船舶。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：

确定所述交通工具的位置；以及

基于信息映射数据而确定所述减排区域。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：对所述发动机的所述位置和所述减排区域进行比较。

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