JP2018091182A

JP2018091182A - 舶用ディーゼルエンジン

Info

Publication number: JP2018091182A
Application number: JP2016233380A
Authority: JP
Inventors: 村田　聡; Satoshi Murata; 聡村田; 信也入口; Shinya Iriguchi; 哲司上田; Tetsuji Ueda; 和久伊藤; Kazuhisa Ito; 平岡　直大; Naohiro Hiraoka; 直大平岡; 晃洋三柳; Akihiro Mitsuyanagi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Japan Engine Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Japan Engine Corp
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: CN109983211B; CN109983211A; JP7129755B2; WO2018101153A1; KR102155495B1; KR20190064652A

Abstract

【課題】エンジン本体をより良い条件で運転させることができる舶用ディーゼルエンジンを提供する。
【解決手段】エンジン本体と、過給機と、ＥＧＲシステムと、エンジン本体の駆動を制御し、エンジン本体の回転数が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける排気弁を閉じるタイミングが遅くなる排気弁閉タイミングパターンに基づいて、排気弁の動作を制御するエンジン制御装置と、ＥＧＲ制御装置と、を有し、排気弁閉タイミングパターンは、エンジン本体の運転条件が閾値条件であり、ＥＧＲシステムが稼動している場合の排気弁を閉じるタイミングが、エンジン本体の運転条件が閾値条件であり、ＥＧＲシステムが停止している場合の排気弁を閉じるタイミングよりも、早い。
【選択図】図４

Description

本発明は、舶用ディーゼルエンジンに関するものである。

舶用ディーゼルエンジンには、エンジン本体と、エンジン本体から排出される排ガスの力でタービンを回転し、タービンと同軸で接続された圧縮機で生成された圧縮空気をエンジン本体に供給する過給機と、エンジン本体から排出される排ガスの一部を前記エンジン本体に再循環させるＥＧＲユニットと、を備えるものがある（特許文献１参照）。また、特許文献１には、エンジン本体の排気弁を開くタイミングを遅くし、既燃ガスの一部を排気弁から排出しない制御が記載されている。

特開２０１４−２０２７５号公報

特許文献１に記載されているように、排気弁を開くタイミングを調整することで、燃焼室内の空気のバランスを調整することができる。ここで、舶用ディーゼルエンジンでは、排気弁の動作のタイミングをエンジン本体の負荷等によって変化させる制御を行うことができる。舶用ディーゼルエンジンは、エンジン本体の負荷によって排気弁の動作のタイミングを切り換えることで、運転条件で効率よく運転することが可能となるが、燃焼が不安定になったり、黒煙が発生したりする恐れがあるエンジン本体の運転条件が生じる場合がある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、エンジン本体をより良い条件で運転させることができる舶用ディーゼルエンジンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明は、舶用ディーゼルエンジンであって、排気弁を開閉し、燃焼室内の空気の排気を制御するエンジン本体と、前記エンジン本体から排出される排ガスで回転するタービンと前記タービン及び回転軸が連結され、前記タービンの回転で回転し、圧縮空気を生成する圧縮機を備え、圧縮空気を前記エンジン本体に供給する過給機と、前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を燃焼用ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、前記エンジン本体の駆動を制御し、前記エンジン本体の回転数が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける前記排気弁を閉じるタイミングが遅くなる排気弁閉タイミングパターンに基づいて、前記排気弁の動作を制御するエンジン制御装置と、前記ＥＧＲシステムの駆動を制御するＥＧＲ制御装置と、を有し、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記エンジン本体の運転条件が閾値条件であり、前記ＥＧＲシステムが稼動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングが、前記エンジン本体の運転条件が閾値条件であり、前記ＥＧＲシステムが停止している場合の前記排気弁を閉じるタイミングよりも、早い。

舶用ディーゼルエンジンは、ＥＧＲシステムが稼働している状態で燃焼室への燃料の供給量に対する酸素量が低下することを抑制でき、燃料を安定して燃焼させることができる。これにより、エンジン本体をより良い条件で運転させることができる。運転していた補助圧縮機が停止し、かつ、ＥＧＲシステムが稼働している状態であっても燃焼室に保持する空気を多くすることができ、燃料を安定して燃焼させることができる。これにより、エンジン本体をより良い条件で運転させることができる。

また、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記ＥＧＲシステムが稼動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングが、前記ＥＧＲシステムが停止している場合の前記排気弁を閉じるタイミングよりも、早いことが好ましい。

前記エンジン本体に供給する空気を圧縮する補助圧縮機を有し、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記ＥＧＲシステムが稼動し、かつ、前記補助圧縮機が駆動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングが、一定であることが好ましい。

前記エンジン本体に供給する空気を圧縮する補助圧縮機を有し、前記排気弁閉タイミングパターンは、前記ＥＧＲシステムが稼動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングと、前記ＥＧＲシステムが停止している場合の前記排気弁を閉じるタイミングとの差が、前記ＥＧＲシステムが稼動し、かつ、前記補助圧縮機が駆動している状態から停止する状態に切り換わる運転条件で最大となることが好ましい。

前記エンジン本体の運転条件が閾値条件よりも負荷が低い条件での運転の場合、前記エンジン本体に供給する空気を圧縮し、前記エンジン本体の運転条件が閾値条件よりも負荷が高い条件の場合、停止する補助圧縮機をさら有することが好ましい。運転していた補助圧縮機が停止する際に、燃焼室への燃料の供給量に対する酸素量が低減することを抑制できることができる。これにより、エンジン本体をより良い条件で運転させることができる。

前記ＥＧＲシステムは、前記エンジン本体から排出される排ガスの一部を燃焼用ガスとして前記エンジン本体に再循環する排ガス再循環ラインと、前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲバルブと、前記排ガス再循環ラインを流れる前記燃焼用ガスに対して液体を噴射するスクラバと、を有することが好ましい。

前記ＥＧＲシステムは、前記タービンと回転軸で連結された前記圧縮機に再循環させた排ガスを供給することが好ましい。

本発明によれば、ＥＧＲシステムが稼働している状態で燃焼室への燃料の供給量に対する酸素量の低下を抑制でき、燃料を安定して燃焼させることができる。これにより、エンジン本体をより良い条件で運転させることができる。

図１は、本実施形態のＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンを表す概略図である。図２は、本実施形態のＥＧＲシステムを表す概略構成図である。図３は、本実施形態のエンジン本体の概略構成を示す模式図である。図４は、エンジン駆動装置の制御の一例を示すフローチャートである。図５は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。図６は、補助圧縮機の制御の一例を示すフローチャートである。図７は、筒内酸素量とエンジン負荷との関係を示すグラフである。図８は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係の他の例を示すグラフである。図９は、掃気圧力と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、ＥＧＲシステムを備えた舶用ディーゼルエンジンを表す概略図、図２は、ＥＧＲシステムを表す概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態の舶用ディーゼルエンジン１０は、エンジン本体（エンジン）１１と、過給機１２と、ＥＧＲシステム１３と、を備えている。

図２に示すように、エンジン本体１１は、図示しないが、プロペラ軸を介して推進用プロペラを駆動回転させる推進用の機関（主機関）である。このエンジン本体１１は、ユニフロー掃排気式のクロスヘッド式ディーゼルエンジンであって、２ストロークディーゼルエンジンであり、シリンダ内の吸排気の流れを下方から上方への一方向とし、排気の残留を無くすようにしたものである。エンジン本体１１は、ピストンが上下移動する複数のシリンダ２１と、各シリンダ２１に連通する掃気トランク２２と、各シリンダ２１に連通する排気マニホールド２３とを備えている。そして、各シリンダ２１と掃気トランク２２との間に掃気ポート２４が設けられ、各シリンダ２１と排気マニホールド２３との間に排気流路２５が設けられている。そして、エンジン本体１１は、掃気トランク２２に給気ラインＧ１が連結され、排気マニホールド２３に排気ラインＧ２が連結されている。

図３は、本実施形態のエンジン本体の概略構成を示す模式図である。図３は、エンジン本体１１のうち１つのピストン及びシリンダ２１に対応する部分を示している。エンジン本体１１は、下方に位置する台板１１１と、台板１１１上に設けられる架構１１２と、架構１１２上に設けられるシリンダジャケット１１３とを有している。この台板１１１と架構１１２とシリンダジャケット１１３は、上下方向に延在する複数のテンションボルト（タイボルト／連結部材）１１４及びナット１１５により一体に締結されて固定されている。

シリンダジャケット１１３は、シリンダライナ１１６が設けられており、このシリンダライナ１１６の上端にシリンダカバー１１７が設けられている。シリンダライナ１１６とシリンダカバー１１７は、空間部１１８を区画しており、この空間部１１８内にピストン１１９が上下に往復動自在に設けられることで、燃焼室１２０が形成される。また、シリンダカバー１１７は、排気弁（排ガス弁）１２１が設けられている。この排気弁１２１は、燃焼室１２０と排ガス管１２２とを開閉するものである。なお、排気弁１２１は、燃焼室１２０と排ガス管１２２とを開閉する機能を有していればよく、必ずしもシリンダカバー１１７の中央部に設ける必要はない。

そのため、燃焼室１２０に対して、燃料噴射ポンプから供給された燃料と、過給機１２により圧縮された燃焼用ガスが供給されることで燃焼する。そして、この燃焼で発生したエネルギによりピストン１１９が上下動する。また、このとき、排気弁１２１により燃焼室１２０が開放されると、燃焼によって生じた排ガスが排ガス管１２２に押し出される一方、掃気ポート２４から燃焼用ガスが燃焼室１２０に導入される。排ガス管１２２は、排気マニホールド２３と接続している。

ピストン１１９は、ピストン棒１２３の上端部に接続されるとともに、ピストン棒１２３とともにピストン軸方向に移動可能に連結されている。台板１１１は、クランクケースとされており、クランクシャフト１２４を回転自在に支持する軸受１２５が設けられている。また、クランクシャフト１２４は、クランク１２６を介して連接棒１２７の下端部が回動自在に連結されている。架構１１２は、上下方向に延在する一対のガイド板１２８が所定間隔を空けて固定されており、一対のガイド板１２８の間にクロスヘッド１２９が上下に移動自在に支持されている。クロスヘッド１２９は、ピストン棒１２３の下端部に設けられたクロスヘッドピンの下半部を連接棒１２７の上端部に接続されるクロスヘッド軸受が回動自在となるように連結されている。

そのため、シリンダジャケット１１３の燃焼室で発生したエネルギが伝達されたピストン１１９は、ピストン棒１２３と共に、エンジン本体１１の設置面に向かって（台板１１１側の方向、即ち、ピストン軸方向における下向き）に押し下げる。すると、ピストン棒１２３は、クロスヘッド１２９をピストン軸方向に押し下げ、連接棒１２７及びクランク１２６を介してクランクシャフト１２４を回転させる。

エンジン本体１１には、回転数検出部６２と、燃料投入量検出部６４と、掃気圧力検出部６５と、が配置されている。回転数検出部６２は、エンジン本体１１の回転数（プロペラ軸と接続された回転軸の回転数）を検出する。回転数検出部６２は、エンジン本体１１に挿入された回転軸の回転数を検出してもよいが、プロペラ軸の回転数を検出してもよい。燃料投入量検出部６４は、エンジン本体１１の燃料投入量を検出する。掃気圧力検出部６５は、エンジン本体１１に供給される圧縮空気の圧力を検出する。具体的には、掃気圧力検出部６５は、掃気トランク２２に配置され、掃気トランク２２の圧力を検出する。

エンジン制御装置２６は、エンジン本体１１の運転を制御する。エンジン制御装置２６は、要求負荷等の各種入力条件及び回転数検出部６２と燃料投入量検出部６４と掃気圧力検出部６５等の各種センサで検出した結果とに基づいて、エンジン本体１１の運転を制御する。エンジン制御装置２６は、シリンダ２１への燃料の噴射タイミングや、噴射量、排気弁１２１の開閉タイミングを制御して、エンジン本体１１の燃料投入量や回転数、燃焼室１２０での燃焼を制御する。エンジン制御装置２６は、燃料投入量や回転数を制御することで、エンジン本体１１の出力を制御する。

過給機１２は、コンプレッサ（圧縮機）３１とタービン３２とが回転軸３３により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機１２は、エンジン本体１１の排気ラインＧ２から排出された排ガスによりタービン３２が回転し、タービン３２の回転が回転軸３３により伝達されてコンプレッサ３１が回転し、このコンプレッサ３１が空気及び再循環ガスの少なくとも一方を圧縮し、圧縮した圧縮気体として給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給する。コンプレッサ３１は、外部（大気）から空気を吸入する吸入ラインＧ６に接続されている。

過給機１２は、タービン３２を回転した排ガスを排出する排気ラインＧ３が連結されており、この排気ラインＧ３は、図示しない煙突（ファンネル）に連結されている。また、排気ラインＧ３から給気ラインＧ１までの間にＥＧＲシステム１３が設けられている。

ＥＧＲシステム１３は、排ガス再循環ラインＧ４、Ｇ５、Ｇ７と、スクラバ４２と、デミスタユニット１４と、ＥＧＲブロワ（送風機）４７と、ＥＧＲ制御装置６０と、を備えている。このＥＧＲシステム１３は、エンジン本体１１から排出された排ガスの一部を再循環ガスとして空気と混合した後、過給機１２により圧縮して燃焼用ガスとして舶用ディーゼルエンジン１０に再循環させることで、燃焼によるＮＯｘの生成を抑制するものである。なお、ここでは、タービン３２の下流側から排ガスの一部を抽気したが、タービン３２の上流側から排ガスの一部を抽気してもよい。

なお、以下の説明にて、排ガスとは、エンジン本体１１から排気ラインＧ２に排出された後、排気ラインＧ３から外部に排出されるガスである。再循環ガスとは、排気ラインＧ３から分離された一部の排ガスを指す。再循環ガスは、排ガス再循環ラインＧ４、Ｇ５、Ｇ７によりエンジン本体１１に戻されるものである。

排ガス再循環ラインＧ４は、一端が排気ラインＧ３の中途部に接続されている。排ガス再循環ラインＧ４は、ＥＧＲ入口バルブ（開閉弁）４１Ａが設けられており、他端がスクラバ４２に接続されている。ＥＧＲ入口バルブ４１Ａは、排ガス再循環ラインＧ４を開閉することで、排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に分流する排ガスをＯＮ／ＯＦＦする。なお、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａを流量調整弁とし、排ガス再循環ラインＧ４を通過する排ガスの流量を調整するようにしてもよい。

スクラバ４２は、ベンチュリ式のスクラバであり、中空形状をなすスロート部４３と、排ガスが導入されるベンチュリ部４４と、元の流速に段階的に戻す拡大部４５とを備えている。スクラバ４２は、ベンチュリ部４４に導入された再循環ガスに対して水を噴射する水噴射部４６を備えている。スクラバ４２は、ＳＯｘや煤塵などの微粒子（ＰＭ）といった有害物質が除去された再循環ガス及び有害物質を含む排水を排出する排ガス再循環ラインＧ５が連結されている。なお、本実施形態では、スクラバ４２としてベンチュリ式を採用しているが、この構成に限定されるものではない。

排ガス再循環ラインＧ５は、デミスタユニット１４とＥＧＲブロワ４７が設けられている。

デミスタユニット１４は、水噴射により有害物質が除去された再循環ガスと排水を分離するものである。デミスタユニット１４は、排水をスクラバ４２の水噴射部４６に循環する排水循環ラインＷ１が設けられている。そして、この排水循環ラインＷ１は、ミスト（排水）を一時的に貯留するホールドタンク４９とポンプ５０が設けられている。

ＥＧＲブロワ４７は、スクラバ４２内の再循環ガスを排ガス再循環ラインＧ５からデミスタユニット１４に導くものである。ＥＧＲブロワ４７は、デミスタユニット１４を通過した再循環ガスをコンプレッサ３１に送る。

排ガス再循環ラインＧ７は、一端がＥＧＲブロワ４７に接続されると共に、他端が混合器（図示略）を介してコンプレッサ３１に接続されており、ＥＧＲブロワ４７により再循環ガスがコンプレッサ３１に送られる。排ガス再循環ラインＧ７は、ＥＧＲ出口バルブ（開閉弁または流量調整弁）４１Ｂが設けられている。吸入ラインＧ６からの空気と、排ガス再循環ラインＧ７からの再循環ガスは、混合器で混合されることで燃焼用ガスが生成される。なお、この混合器は、サイレンサと別に設けられてもよいし、混合器を別途設けることなく、再循環ガスと空気を混合する機能を付加するようにサイレンサを構成してもよい。そして、過給機１２は、コンプレッサ３１が圧縮した燃焼用ガスを給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給可能であり、給気ラインＧ１にエアクーラ（冷却器）４８が設けられている。このエアクーラ４８は、コンプレッサ３１により圧縮されて高温となった燃焼用ガスと冷却水とを熱交換することで、燃焼用ガスを冷却するものである。また、ＥＧＲシステム１３は、給気ラインＧ１または掃気トランク２２に酸素濃度検出部６６が配置されている。本実施形態の酸素濃度検出部６６は、エアクーラ４８よりもエンジン本体１１側に配置されている。酸素濃度検出部６６は、エンジン本体１１に供給される空気の酸素濃度、つまりＥＧＲシステム１３が稼働している場合は、燃焼用ガスの酸素濃度を検出する。

ＥＧＲ制御装置６０は、ＥＧＲシステム１３の各部の動作を制御する。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン制御装置２６から負荷情報を取得する。ＥＧＲ制御装置６０は、燃料投入量検出部６４からエンジン本体１１の燃料投入量の情報を取得する。ＥＧＲ制御装置６０は、酸素濃度検出部６６からエンジン本体１１に供給される燃焼用ガスの酸素濃度の情報を取得する。ＥＧＲ制御装置６０は、取得したエンジン本体１１の回転数と燃料投入量と、エンジン本体１１に供給される空気の酸素濃度とに基づいて、ＥＧＲブロワ４７の運転状態、具体的にはＥＧＲブロワ４７の羽根車を回転させるモータの周波数を制御して、ＥＧＲシステム１３からエンジン本体１１に供給する再循環ガスの量を制御する。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン本体１１の負荷と酸素濃度の目標値との関係を記憶しており、負荷に応じて酸素濃度の目標値を算出する。ＥＧＲ制御装置６０は、エンジン本体１１の負荷と酸素濃度の目標値との関係とに基づいて酸素濃度の目標値を算出し、算出した酸素濃度の目標値と取得した酸素濃度との関係と現在のＥＧＲブロワ４７の周波数とに基づいて、ＥＧＲブロワ４７の周波数（運転周波数）を算出する。ＥＧＲ制御装置６０は、算出したＥＧＲブロワ４７の周波数でＥＧＲブロワ４７を回転させる。ＥＧＲ制御装置６０は、ＥＧＲブロワ４７以外の各部、例えば、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ、ＥＧＲ出口バルブ４１Ｂの開閉や、スクラバ４２の運転も制御する。

以下、本実施形態のＥＧＲシステム１３の作用を説明する。図２に示すように、エンジン本体１１は、掃気トランク２２からシリンダ２１内に燃焼用ガスが供給されると、ピストン１１９によってこの燃焼用ガスが圧縮され、この高温の燃焼用ガスに対して燃料が噴射することで自然着火し、燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気マニホールド２３から排気ラインＧ２に排出される。エンジン本体１１から排出された排ガスは、過給機１２におけるタービン３２を回転した後、排気ラインＧ３に排出され、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ及びＥＧＲ出口バルブ４１Ｂが閉止しているときは、全量が排気ラインＧ３から外部に排出される。

一方、ＥＧＲ入口バルブ４１Ａ及びＥＧＲ出口バルブ４１Ｂが開放しているとき、排ガスは、その一部が再循環ガスとして排気ラインＧ３から排ガス再循環ラインＧ４に流れる。排ガス再循環ラインＧ４に流れた再循環ガスは、スクラバ４２により、有害物質が除去される。即ち、スクラバ４２は、再循環ガスがベンチュリ部４４を高速で通過するとき、水噴射部４６から水を噴射することで、この水により再循環ガスを冷却すると共に、有害物質を水と共に落下させて除去する。そして、有害物質を含むミスト（排水）は、再循環ガスと共にデミスタユニット１４に流入する。

スクラバ４２により有害物質が除去された再循環ガスは、排ガス再循環ラインＧ５に排出され、デミスタユニット１４によりミスト（排水）が分離された後、排ガス再循環ラインＧ７により過給機１２に送られる。そして、この再循環ガスは、吸入ラインＧ６から吸入された空気と混合されて燃焼用ガスとなり、過給機１２のコンプレッサ３１で圧縮された後、エアクーラ４８で冷却され、給気ラインＧ１からエンジン本体１１に供給される。

補助圧縮機５１は、給気ラインＧ１のエアクーラ４８と掃気トランク２２との間に配置されている。補助圧縮機（補助ブロワ）５１は、バイパスライン５２と、ブロワ用インペラ（コンプレッサ）５４と、ブロワ用電動機（モータ）５６と、逆止弁５９と、を有する。補助圧縮機５１は、掃気圧力検出部６５で検出した掃気トランク２２内の圧力に基づいて、制御される。バイパスライン５２は、両端が給気ラインＧ１に接続され、給気ラインＧ１をバイパスする。ブロワ用インペラ５４は、掃気ラインＧ１に設けられ、バイパスライン５２を流れる空気を圧縮する。ブロワ用電動機（モータ）５６は、ブロワ用インペラ５４を回転させる。逆止弁５９は、掃気ラインＧ１に設けられ、バイパスライン５２の空気の逆流、つまり、掃気トランク２２側の端部からエアクーラ４８側の端部に向けて空気が流れることを防止する。

補助圧縮機５１は、舶用ディーゼルエンジン１０の起動時に駆動されることで、吸入ラインＧ６からコンプレッサ３１を経由して吸気した空気等の気体を圧縮した後、圧縮した空気等の気体を燃焼用ガスとして掃気トランク２２側に圧送する。補助圧縮機５１は、給気ラインＧ１とバイパスライン５２とに制御弁を設け、制御弁の開閉で圧縮空気が流れる経路を切り換えたり、流量のバランスを制御したりしてもよい。なお、補助圧縮機５１は、給気ラインＧ１をバイパスするバイパスライン５２を設け、このバイパスライン５２にブロワ用インペラ５４を設けたが、給気ラインＧ１とバイパスライン５２は、並列に設ける必要はなく、バイパスライン５２を設けることなく、給気ラインＧ１のみを設け、給気ラインＧ１にブロワ用インペラ５４を設けてもよい。

次に、図４を用いて、舶用ディーゼルエンジン１０のエンジン制御装置２６で実行するエンジン本体１１及び補助圧縮機５１の制御について説明する。図４は、エンジン駆動装置の制御の一例を示すフローチャートである。

エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定と、ＥＧＲシステム１３を稼動させない設定つまりＥＧＲシステム１３を停止させている設定と、で各部の制御条件を切り換える。ＥＧＲシステム１３を稼動させない設定とは、ＥＧＲシステム１３から浄化した排ガスの一部をエンジン本体１１に供給する再循環を実行しない状態であり、ＥＧＲシステム１３のスクラバ４２等のＥＧＲシステム１３の一部が稼動していてもよい。

エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定の場合、ＥＧＲモードで制御を実行し、ＥＧＲシステム１３を稼動させない設定の場合、ノーマルモードで制御を実行する。以下、図４を用いて説明する。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定となっているかを判定する（ステップＳ１２）。ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定とは、ユーザがＥＧＲシステム１３のＯＮ、ＯＦＦを操作できるスイッチがある場合、そのスイッチがＯＮとなっているかＯＦＦとなっているかである。なお、ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定の場合、ＥＧＲシステム１３が実際に稼動されていなくてもよい。例えば、舶用ディーゼルエンジン１０は、ＥＧＲシステム１３がエンジン本体１１の負荷が閾値以上で稼働させる設定の場合、ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定であってもエンジン本体１１の負荷が低いとＥＧＲシステム１３が稼働しない。

エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定となっている（ステップＳ１２でＹｅｓ）と判定した場合、ＥＧＲモードを選択し（ステップＳ１４）、ＥＧＲモードの設定に基づいて各部を制御する。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３を稼動させる設定となっていない（ステップＳ１２でＮｏ）と判定した場合、ノーマルモードを選択し（ステップＳ１６）、ノーマルモードの設定に基づいて各部を制御する。

次に、図５を用いて、エンジン制御装置２６による排気弁の制御について説明する。図５は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。エンジン制御装置２６は、図５に示すエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係である排気弁閉タイミングパターンに基づいて、エンジン負荷に応じて、排気弁閉タイミングを変化させる。排気弁閉タイミングは、燃焼サイクルにおいて排気弁を閉じるタイミングであり、燃焼サイクルの角度で示すことができる。ここで、排気弁１２１を閉じるタイミングは、上述したようにエンジン本体１１のピストン１１９の１ストロークを３６０度とした角度、つまりクランク角度に基づいて制御する。つまり、エンジン制御装置２６は、クランク角度が設定された角度となった場合に排気弁１２１を開く。排気弁１２１が閉じるタイミングが遅くなると、クランク角度がより大きい角度で排気弁が閉じられる。

図５の実線で示す排気弁閉タイミングパターン２０２は、ＥＧＲモードでのエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示している。図５の点線で示す排気弁閉タイミングパターン２０４は、ノーマルモードでのエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係を示している。本実施形態の排気弁閉タイミングパターン２０２、２０４は、いずれもエンジン負荷が増加すると、排気弁閉タイミングが遅くなる関係となる。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３が稼働する設定であるＥＧＲモードの場合、エンジン負荷を検出し、検出したエンジン負荷と排気弁閉タイミングパターン２０２との関係に基づいて排気弁１２１を閉じるタイミングである排気弁閉タイミングを制御する。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３を稼動させない設定であるノーマルモードの場合、エンジン負荷を検出し、検出したエンジン負荷と排気弁閉タイミングパターン２０４との関係に基づいて排気弁を閉じるタイミングである排気弁閉タイミングを制御する。

ノーマルモードの排気弁閉タイミングパターン２０４は、エンジン負荷の変化量に対する排気弁閉タイミングの変化量である変化率が一定となる。なお、図５では、変化率を一定としたが、負荷上昇に伴い、排気弁閉タイミングが遅くなるのであれば、変化率が変化してもよい。ここで、排気弁閉タイミングパターン２０４は、ＥＧＲシステム１３から浄化された排ガスが供給されない設定で、各エンジン負荷で燃費等のエンジン性能が高くなる排気弁閉タイミングを算出して、その結果に基づいて設定した理想線となるエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係である。ここで、理想線は、まず、エンジンの設計出力から燃焼時最大圧力を決定する。そこから各負荷の燃焼時圧力を決定し、その燃焼時圧力から圧縮圧力を設計し、その圧縮圧力になるように計画の排気弁の閉タイミングを決定する。その後、試運転によって計画の排気弁閉タイミング付近で、変更・調整し、燃費及び排ガス出口温度等のパラメータが最適になるように排気弁閉タイミングを決定する。各負荷で上述した排気弁閉タイミングを実施し、最適な排気弁閉タイミングの角度を各負荷で決定する。排気弁閉タイミングパターン２０４は、この時各負荷のタイミングを滑らかにつながるように微調整を実施し、決定する。

ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターン２０２は、同じエンジン負荷の場合、排気弁閉タイミングパターン２０４よりも排気弁閉タイミングが早くなる。排気弁閉タイミングパターン２０２は、ＥＧＲシステム１３から浄化された排ガスが供給される設定で、各エンジン負荷で燃費等のエンジン性能が高くなる排気弁閉タイミングを算出して、その結果に基づいて設定した理想線となるエンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係に基づいて設定した関係である。例えば、排気弁閉タイミングパターン２０２は、補助圧縮機５１が稼働している負荷範囲２１０、つまりエンジン負荷Ａ_１よりも低いエンジン負荷の範囲において、排気弁閉タイミングが一定となり、エンジン負荷Ａ_１よりも高いエンジン負荷の範囲で、エンジン負荷が高くなるにしたがって、排気弁閉タイミングが遅くなる。ここで、エンジン負荷Ａ_１は、エンジン本体１１の運転条件が閾値条件となった時の負荷である。閾値条件として、種々の条件を設定することができる。図５の排気弁閉タイミングパターン２０２は、エンジン負荷Ａ_１よりも高いエンジン負荷の範囲での変化率を一定としたが変化率が変化してもよい。このように、排気弁閉タイミングパターン２０２は、負荷範囲２１０ではエンジン負荷が増加しても、排気弁閉タイミングが遅くならない。これにより、排気弁閉タイミングパターン２０２は、負荷範囲２１０において、エンジン負荷が増加するほど、排気弁閉タイミングパターン２０４との排気弁閉タイミングの差が大きくなる。

エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードの場合、排気弁閉タイミングパターン２０２に基づいて排気弁閉タイミングを制御し、ノーマルモードの場合、排気弁閉タイミングパターン２０４に基づいて、排気弁閉タイミングを制御する。これにより、エンジン制御装置２６は、同じ負荷条件、例えば、閾値条件のエンジン負荷Ａ_１の場合、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングが、ノーマルモードの排気弁閉タイミングよりも早くなる。このように、ＥＧＲモードの場合、ノーマルモードよりも排気弁閉タイミングを早くすることで、ノーマルモードの条件で全ての制御を行う場合に比べて、エンジン本体１１をより安定して運転することができる。

具体的には、舶用ディーゼルエンジン１０は、ＥＧＲシステム１３を稼動させることで、燃焼用ガスの酸素濃度を低下させ、燃焼を緩慢にさせることができ、燃焼用ガスの熱容量を増加させ、温度上昇を抑制でき、さらには、舶用ディーゼルエンジン１０から系外に排出される排ガスの量を低下させることができる。これにより、舶用ディーゼルエンジン１０は、ＥＧＲシステム１３を稼動させることで、窒素酸化物の排出量を低下させることができる。しかしながら、舶用ディーゼルエンジン１０は、燃焼を緩慢にさせる条件で運転すると、筒内の酸素量の低下が大きくなり、運転が不安定になる場合がある。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードの場合、ノーマルモードよりも排気弁閉タイミングを早くすることで、燃焼用ガスの酸素濃度低下に対して、燃焼室１２０内の酸素量の低下を少なくすることができる。これにより、エンジン本体１１をより安定して運転することができる。

また、エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターン２０２と、ノーマルモードの排気弁閉タイミングパターン２０４を設定される。ＥＧＲ運転か否かに応じてそれぞれのモードに合わせて排気弁閉タイミングを制御することで、それぞれのモードでエンジンを安定に運転させつつ、運転の効率を高くすることができる。

また、エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターン２０２の負荷範囲２１０での排気弁１２１の閉タイミングを一定とすることで、パラメータの設定を簡単にすることができ、制御を簡単にすることができる。制御を簡単にできることでエンジン本体１１の運転を安定させることができる。

ここで、閾値条件のエンジン負荷Ａ_１は、エンジン負荷が２０％以上、６０％以下の範囲であることが好ましい。なお、エンジン負荷は、定格運転の負荷を１００％とする。また、本実施形態のエンジン制御装置２６は、いずれのエンジン負荷でも、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングがノーマルモードの排気弁閉タイミングも早くすることで、エンジン本体１１より良い条件で運転することができるが、これに限定されない。また、エンジン制御装置２６は、エンジン負荷が上記範囲以外の場合もＥＧＲモードの排気弁閉タイミングは、ノーマルモードの排気弁閉タイミングよりも早いことが好ましい。つまり、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングは、ノーマルモードの排気弁閉タイミングと同時、または早いことが好ましい。これにより、エンジン本体１１より良い条件で運転することができる。また、上記実施形態では、エンジン負荷で説明したが、エンジン本体１１の回転数も定格運転の回転数に対する割合で同様の範囲とすることが好ましい。

次に、補助圧縮機５１は、掃気圧力検出部６５で検出した圧力に基づいて、稼動停止を制御する。以下、図６を用いて説明する。図６は、補助圧縮機の制御の一例を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理は、エンジン本体１１の始動時のみに実行しても、常時実行してもよい。補助圧縮機５１は、掃気トランク２２の圧力が閾値以下であるかを判定する（ステップＳ２２）。補助圧縮機５１は、掃気トランク２２の圧力が閾値以下である（ステップＳ２２でＹｅｓ）と判定した場合、補助圧縮機５１を稼動させる（ステップＳ２４）。つまり、補助圧縮機５１のブロア用電動機５６を駆動し、ブロワ用インペラ５４を駆動させる。補助圧縮機５１は、掃気トランク２２の圧力が閾値以下ではない（ステップＳ２２でＮｏ）と判定した場合、補助圧縮機５１を停止させる（ステップＳ２６）。つまり、補助圧縮機５１のブロア用電動機５６を停止し、ブロワ用インペラ５４を停止させる。これにより、補助圧縮機５１は、エンジン負荷が低いため、過給機１２で圧縮される空気の圧力が低くなり、掃気圧力検出部６５で検出する圧力が低くなる場合に、補助圧縮機５１で圧縮した空気をエンジン本体１１に供給することができる。これにより、エンジン本体１１に供給する圧縮した空気の圧力を高くすることができる。

なお、本実施形態では、掃気圧力検出部６５で検出した掃気圧力に基づいて補助圧縮機５１の稼動、停止を制御したが、エンジン負荷に基づいて、補助圧縮機５１の稼動、停止を制御してもよい。

エンジン制御装置２６は、上述したエンジン負荷Ａ_１を補助圧縮機５１が停止する条件とすることが好ましい。つまり、閾値条件を稼動していた補助圧縮機５１が停止する条件とすることが好ましい。これにより、補助圧縮機５１は、エンジン本体１１の運転条件が閾値条件のエンジン負荷Ａ_１よりも負荷が低い条件での運転の場合、稼働される。また、補助圧縮機５１は、エンジン本体に供給する燃焼用ガスを圧縮し、エンジン本体１１の運転条件が閾値条件であるエンジン負荷Ａ_１よりも負荷が高い条件の場合、停止する。なお、補助圧縮機５１は、エンジン負荷を用いずに制御する場合もあるため、閾値条件と補助圧縮機５１を停止させる条件に許容範囲の差があってもよい。

エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターン２０２に基づいて、排気弁閉タイミングを制御することで、補助圧縮機５１は停止するエンジン負荷Ａ_１での排気弁閉タイミングが、ノーマルモードの排気弁閉タイミングパターン２０４で運転した場合よりも早くなる。このように、エンジン負荷Ａ_１での排気弁閉タイミングを早くすることで、補助圧縮機５１を停止するタイミングで生じる筒内酸素量（燃焼室１２０内の酸素量）の低下で、黒煙が発生する恐れが生じる筒内酸素量であるレベルまで筒内酸素量が低下することを抑制できる。

図７は、筒内酸素量とエンジン負荷との関係を示すグラフである。図７は、横軸がエンジン負荷で、縦軸が筒内酸素量となる。つまり、図７は、エンジン負荷とその負荷における筒内酸素量との関係を示している。図７では、ノーマルモードで、かつ、排気弁閉タイミングパターン２０４に基づいて排気弁閉タイミングを制御した場合をＥＧＲＯＦＦで示し、ＥＧＲモードで、かつ、排気弁閉タイミングパターン２０４に基づいて排気弁閉タイミングを制御した場合をＥＧＲＯＮ（比較例）で示し、ＥＧＲモードで、かつ、排気弁閉タイミングパターン２０２に基づいて排気弁閉タイミングを制御した場合をＥＧＲＯＮ（実施例）で示す。

エンジン制御装置２６は、図７に示すように、本実施形態の排気弁閉タイミングパターン２０２で制御を実行することで、ＥＧＲモードでエンジン負荷を増加させる制御を実行している間に補助圧縮機５１が停止する条件で、筒内酸素量がスモーク発生レベル２１２まで筒内酸素量が低下することを抑制できる。

このように、エンジン制御装置２６は、本実施形態の排気弁閉タイミングパターン２０２で制御を実行することで、補助圧縮機５１を稼動している間の、エンジン本体１１の負荷（回転数）の上昇に比例した燃焼室１２０での燃料燃焼時の酸素過剰率の低下を抑制することができる。投入される燃料に対する酸素量の低減が抑制できることで、排気弁閉タイミングパターン２０４で運転した場合と比べ同じ負荷での燃焼室１２０の空気の量を多くすることができる。これにより、ＥＧＲモードで運転している場合でも補助圧縮機５１を停止する段階での燃焼室１２０の中の酸素量を多くすることができる。

エンジン制御装置２６は、負荷範囲２１０で負荷が上昇しても燃焼室１２０に保持する空気量が低減しないようにすることで、補助圧縮機５１を停止する段階での燃焼室１２０の中の酸素量を多くすることができ、燃料の燃焼を好適に行うことができる。これにより、補助圧縮機５１を停止する段階での燃料に対して酸素が少なくなり、燃焼が不安定になることを抑制でき、不完全燃焼で黒煙が発生することを抑制できる。また、燃焼が安定して実行できることで、所望の出力を得ることができ、回転数を好適に上昇させることができる。本実施形態の舶用ディーセルエンジン１０は、ＥＧＲシステム１３を稼動させることで、燃焼室１２０に供給される燃焼用ガスの酸素濃度が低くなり、燃焼の不安定性や黒煙発生のリスクが大きくなるが、排気弁閉タイミングパターン２０２に基づいて、排気弁閉タイミングを制御することで、燃焼が不安定になることを抑制でき、不完全燃焼で黒煙が発生することを抑制できる。また、燃焼が安定して実行できることで、所望の出力を得ることができ、回転数を好適に上昇もしくは好適に安定させることができる。

また、排気弁閉タイミングパターン２０２は、補助圧縮機５１を停止する段階での排気弁閉タイミング以外の範囲は、ＥＧＲモードの理想線となるように算出した排気弁閉タイミングパターンと一致するパターンとすることが好ましい。これにより、補助圧縮機５１を停止する段階以外の負荷の範囲で、エンジン本体１１をより効率よく運転することができる。なお、排気弁閉タイミングが急激に変化するとエンジン本体１１の制御が不安定になるので、排気弁閉タイミングパターン２０２とが理想線と重なる部分と、閾値条件のエンジン負荷Ａ_１との間は、変化率がゼロに近いことが好ましい。これにより、エンジン本体１１の負荷が補助圧縮機５１を停止する段階の近傍で増減した場合に、排気弁閉タイミングの変動が大きくなりすぎ、エンジン本体１１の運転が不安定になることを抑制できる。

また、排気弁閉タイミングパターン２０２は、補助圧縮機５１を停止するタイミングで排気弁閉タイミングパターン２０４との排気弁閉タイミングの差が最大となることが好ましい。つまり、ＥＧＲシステムが稼動している場合の排気弁を閉じるタイミングと、ＥＧＲシステムが停止している場合の排気弁を閉じるタイミングとの差が、ＥＧＲシステムが稼動し、かつ、補助圧縮機が駆動している状態から停止する状態に切り換わる運転条件、つまり図５ではエンジン負荷Ａ_１で最大となることが好ましい。これにより、補助圧縮機５１が稼働している状態のエンジン負荷、かつ、ＥＧＲシステム１３の影響が少ない負荷範囲では、排気弁閉タイミングパターン２０４との差を小さくすることができ、機関性能が高くなる状態で運転することができる。また、排気弁閉タイミングパターン２０２は、補助圧縮機５１を停止するタイミングで排気弁閉タイミングパターン２０４との排気弁閉タイミングの差を最大とすることで、補助圧縮機５１を停止した後は、ＥＧＲ運転をした状態に合わせて、筒内のＯ_２量を変化させることができ、機関性能が高くなる状態で運転することができる。

ここで、排気弁閉タイミングパターン２０２は、負荷範囲２１０で排気弁閉タイミングを一定としたが本発明はこれに限定されない。図８は、エンジン負荷と排気弁閉タイミングとの関係の他の例を示すグラフである。以下、図８を用いて、排気弁閉タイミングパターンの他の例を説明する。図８に示す排気弁閉タイミングパターン２０６、２０８、２０９は、いずれもＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターンである。

排気弁閉タイミングパターン２０６は、負荷範囲２１０のエンジン負荷が低い範囲では、エンジン負荷が増加すると排気弁閉タイミングが遅くなり、負荷範囲２１０の所定のエンジン負荷より高い負荷の範囲では、エンジン負荷が増加しても排気弁閉タイミングが一定となり、エンジン負荷Ａ_１を超えても、ＥＧＲモードの理想線と重なるエンジン負荷まで、排気弁閉タイミングが一定となる。このように、エンジン制御装置２６は、負荷範囲２１０において、エンジン負荷が増加すると排気弁閉タイミングが遅くなる関係としてもよい。

排気弁閉タイミングパターン２０８は、負荷範囲２１０では、エンジン負荷が増加すると排気弁閉タイミングが遅くなり、エンジン負荷Ａ_１を超えてからＥＧＲモードの理想線と重なるエンジン負荷まで、排気弁閉タイミングが一定となる。なお、負荷範囲２１０の変化率は、排気弁閉タイミングパターン２０４よりも小さい。このように、エンジン制御装置２６は、負荷範囲２１０において、エンジン負荷が増加すると排気弁閉タイミングが遅くなり、エンジン負荷Ａ_１を超えてからＥＧＲモードのおける理想線と重なるエンジン負荷まで、排気弁閉タイミングが一定となる関係としてもよい。

排気弁閉タイミングパターン２０９は、エンジン負荷が負荷範囲２１０で、排気弁閉タイミングパターン２０４と重なる位置がない。排気弁閉タイミングパターン２０９は、エンジン負荷が最も低い位置でも、排気弁閉タイミングが、排気弁閉タイミングパターン２０４よりも早くなる。これにより、負荷範囲２１０において、ＥＧＲモードのエンジン本体１１の筒内酸素量をより多くすることができる。

エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングパターン２０６、２０８、２０９に示すようにＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターンを種々のパターンとすることができる。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターンをエンジン負荷Ａ_１での排気弁閉タイミングが、ノーマルモードの排気弁閉タイミングパターン２０４の排気弁閉タイミングよりも早い関係とすることで上述した効果を得ることができる。

エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングパターンとして、エンジン本体１１の負荷が増加する場合と、エンジン本体１１の負荷が減少する場合と、エンジン負荷Ａ_１でのエンジン本体１１の回転数と排気弁１２１を閉じるタイミングと、が異なる関係を用いてもよい。

また、上記実施形態は、エンジン負荷に基づいて排気弁閉タイミングを制御したが、これに限定されない。エンジン制御装置２６は、エンジン本体１１の掃気圧力に基づいて、排気弁閉タイミングを制御してもよい。図９は、掃気圧力と排気弁閉タイミングとの関係を示すグラフである。図９の実線で示す排気弁閉タイミングパターン２２２は、ＥＧＲモードでのエンジン本体１１の掃気圧力と排気弁閉タイミングとの関係を示している。図９の点線で示す排気弁閉タイミングパターン２２４は、ノーマルモードでのエンジン本体１１の掃気圧力と排気弁閉タイミングとの関係を示している。本実施形態の排気弁閉タイミングパターン２２２、２２４は、いずれもエンジン本体１１の掃気圧力が増加すると、排気弁閉タイミングが遅くなる関係となる。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３が稼働する設定であるＥＧＲモードの場合、エンジン本体１１の掃気圧力を検出し、検出したエンジン本体１１の掃気圧力と排気弁閉タイミングパターン２２２との関係に基づいて排気弁１２１を閉じるタイミングである排気弁閉タイミングを制御する。エンジン制御装置２６は、ＥＧＲシステム１３を稼動させない設定であるノーマルモードの場合、エンジン本体１１の掃気圧力を検出し、検出したエンジン本体１１の掃気圧力と排気弁閉タイミングパターン２２４との関係に基づいて排気弁１２１を閉じるタイミングである排気弁閉タイミングを制御する。

ノーマルモードの排気弁閉タイミングパターン２２４は、エンジン本体１１の掃気圧力の変化量に対する排気弁閉タイミングの変化量である変化率が一定となる。なお、図９では、変化率を一定としたが、掃気圧上昇に伴い排気弁の開くタイミングが遅くなるのであれば、変化率が変化してもよい。ここで、排気弁閉タイミングパターン２２４は、ＥＧＲシステム１３から浄化された排ガスが供給されない設定で、各エンジン本体１１の掃気圧力で燃費等のエンジン性能が高くなる排気弁閉タイミングを算出して、その結果に基づいて設定した理想線となるエンジン本体１１の掃気圧力と排気弁閉タイミングとの関係である。理想線の算出方法は上述した通りである。

ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターン２２２は、同じエンジン本体１１の掃気圧力の場合、排気弁閉タイミングパターン２２４よりも排気弁閉タイミングが早くなる。排気弁閉タイミングパターン２２２は、ＥＧＲシステム１３から浄化された排ガスが供給される設定で、各エンジン本体１１の掃気圧力で燃費等のエンジン性能が高くなる排気弁閉タイミングを算出して、その結果に基づいて設定した理想線となるエンジン本体１１の掃気圧力と排気弁閉タイミングとの関係に基づいて設定した関係である。具体的には、排気弁閉タイミングパターン２２２は、補助圧縮機５１が稼働している負荷範囲２１０、つまり、補助圧縮機５１は停止するエンジン本体１１の掃気圧力Ｂ_１よりも低いエンジン本体１１の掃気圧力の範囲において、排気弁閉タイミングが一定となり、エンジン本体１１の掃気圧力Ｂ_１よりも高いエンジン本体１１の掃気圧力の範囲で、エンジン本体１１の掃気圧力が高くなるにしたがって、排気弁閉タイミングが遅くなる。なお、図９の排気弁閉タイミングパターン２２２は、エンジン本体１１の掃気圧力Ｂ_１よりも高いエンジン本体１１の掃気圧力の範囲での変化率を一定としたが、掃気圧上昇に伴い排気弁の開くタイミングが遅くなるのであれば、変化率が変化してもよい。このように、排気弁閉タイミングパターン２２２は、負荷範囲２１０ではエンジン本体１１の掃気圧力が増加しても、排気弁閉タイミングが遅くならない。これにより、排気弁閉タイミングパターン２２２は、負荷範囲２１０において、エンジン本体１１の掃気圧力が増加するほど、排気弁閉タイミングパターン２２４との排気弁閉タイミングの差が大きくなる。

エンジン制御装置２６は、ＥＧＲモードの排気弁閉タイミングパターン２２２に基づいて、排気弁閉タイミングを制御することで、補助圧縮機５１は停止するエンジン本体１１の掃気圧力Ｂ_１での排気弁閉タイミングが、ノーマルモードの排気弁閉タイミングパターン２２４で運転した場合よりも早くなる。このように、エンジン本体１１の掃気圧力Ｂ_１での排気弁閉タイミングを早くすることで、補助圧縮機５１を停止するタイミングで生じる筒内酸素量（燃焼室１２０内の酸素量）の低下で、黒煙が発生する恐れが生じる筒内酸素量であるスモーク発生レベルまで筒内酸素量が低下することを抑制できる。このように、エンジン制御装置２６は、エンジン負荷ではなく、エンジン本体１１の掃気圧力に基づいて制御を行っても、エンジン負荷の場合と同様の効果を得ることができる。

また、エンジン制御装置２６は、排気弁閉タイミングに加え、排気弁１２１を開くタイミングである排気弁開タイミングも、危険回転数域とその他の回転数域とで変化率を変化させてもよい。

１０舶用ディーゼルエンジン
１１エンジン本体
１２過給機
１３ＥＧＲシステム
１４デミスタユニット
２６エンジン制御装置
４１ＡＥＧＲ入口バルブ
４１ＢＥＧＲ出口バルブ
４２スクラバ
４７ＥＧＲブロワ
４８エアクーラ（冷却器）
５１補助圧縮機
６０ＥＧＲ制御装置
６２回転数検出部
６４燃料投入量検出部
６５掃気圧力検出部
６６酸素濃度検出部
１１１台板
１１２架構
１１３シリンダジャケット
１１４テンションボルト（タイボルト／連結部材）
１１５ナット
１１６シリンダライナ
１１７シリンダカバー
１１８空間部
１１９ピストン
１２０燃焼室
１２１排気弁
１２２排ガス管
１２３ピストン棒
１２４クランクシャフト
１２５軸受
１２６クランク
１２７連接棒
１２８ガイド板
１２９クロスヘッド

Claims

排気弁を開閉し、燃焼室内の空気の排気を制御するエンジン本体と、
前記エンジン本体から排出される排ガスで回転するタービンと前記タービン及び回転軸が連結され、前記タービンの回転で回転し、圧縮空気を生成する圧縮機を備え、圧縮空気を前記エンジン本体に供給する過給機と、
前記エンジン本体から排出された排ガスの一部を燃焼用ガスとして前記エンジン本体に再循環するＥＧＲシステムと、
前記エンジン本体の駆動を制御し、前記エンジン本体の回転数が高くなるにしたがって、燃焼サイクルにおける前記排気弁を閉じるタイミングが遅くなる排気弁閉タイミングパターンに基づいて、前記排気弁の動作を制御するエンジン制御装置と、
前記ＥＧＲシステムの駆動を制御するＥＧＲ制御装置と、を有し、
前記排気弁閉タイミングパターンは、前記エンジン本体の運転条件が閾値条件であり、前記ＥＧＲシステムが稼動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングが、前記エンジン本体の運転条件が閾値条件であり、前記ＥＧＲシステムが停止している場合の前記排気弁を閉じるタイミングよりも、早いことを特徴とする舶用ディーゼルエンジン。
前記排気弁閉タイミングパターンは、前記ＥＧＲシステムが稼動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングが、前記ＥＧＲシステムが停止している場合の前記排気弁を閉じるタイミングよりも、早いことを特徴とする請求項１に記載の舶用ディーゼルエンジン。
前記エンジン本体に供給する空気を圧縮する補助圧縮機を有し、
前記排気弁閉タイミングパターンは、前記ＥＧＲシステムが稼動し、かつ、前記補助圧縮機が駆動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングが、一定であることを特徴とする請求項２に記載の舶用ディーゼルエンジン。
前記エンジン本体に供給する空気を圧縮する補助圧縮機を有し、
前記排気弁閉タイミングパターンは、前記ＥＧＲシステムが稼動している場合の前記排気弁を閉じるタイミングと、前記ＥＧＲシステムが停止している場合の前記排気弁を閉じるタイミングとの差が、前記ＥＧＲシステムが稼動し、かつ、前記補助圧縮機が駆動している状態から停止する状態に切り換わる運転条件で最大となることを特徴とする請求項１または２に記載の舶用ディーゼルエンジン。
前記エンジン本体の運転条件が閾値条件よりも負荷が低い条件での運転の場合、前記エンジン本体に供給する空気を圧縮し、前記エンジン本体の運転条件が閾値条件よりも負荷が高い条件の場合、停止する補助圧縮機をさら有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の舶用ディーゼルエンジン。
前記ＥＧＲシステムは、前記エンジン本体から排出される排ガスの一部を燃焼用ガスとして前記エンジン本体に再循環する排ガス再循環ラインと、
前記排ガス再循環ラインに設けられるＥＧＲバルブと、
前記排ガス再循環ラインを流れる前記燃焼用ガスに対して液体を噴射するスクラバと、を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の舶用ディーゼルエンジン。
前記ＥＧＲシステムは、前記タービンと回転軸で連結された前記圧縮機に再循環させた排ガスを供給することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の舶用ディーゼルエンジン。