JP2020094576A - エンジンシステム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本実施形態に係るエンジンシステムAについて、図1及び図2を参照して説明する。エンジンシステムAは、図1に示すように、エンジン1と、過給機100と、過給圧調整部200と、制御部300とを備えている。
クロスヘッド7は、不図示のクロスヘッドピンを有している。クロスヘッド7は、ピストンロッド6の端部及び連接棒8の端部と連結され、ピストン4の直線運動を連接棒8へと伝達している。また、クロスヘッド7は、ピストンロッド6の下端部において油圧室が形成されており、油圧室内の作動油の量が制御部300により制御されている。この油圧室の油量が変化することで、ピストンロッド6の位置が変化し、燃焼室R1の圧縮比を変更することができる。
タービン110は、エンジン1の排気ポートHとタービン流路R3を介して接続されている。このようなタービン110は、エンジン1から供給される燃焼ガスを駆動流体として回転動力を発生する回転機械である。タービン110は、エンジン1から供給される燃焼ガスの供給量に基づいて回転数が決定される。また、タービン110の下流側には、排気流路R4が接続されている。
バルブ制御部220は、予め記憶された制御マップに基づいてバイパスバルブ210の開度を調整することによりバイパス流路R6へと流れる排気の流量を制御する。この制御マップは、縦軸が回転数、横軸がエンジン出力とされ、各回転数及びエンジン出力に応じた掃気圧が記憶されている。
まず、液体燃料による運転の際には、エンジン1において拡散燃焼を行うため、図3に示すように常に過給圧を最大とすることが求められる。したがって、バルブ制御部220によりバイパスバルブ210が常に全閉状態に設定される。これにより、エンジン1から排出される排気ガスは、全てタービン流路R3を介してタービン110へと供給される。これにより、タービン110の回転数は最大となり、したがって、過給機100の圧縮機120により供給される過給圧は最大となる。
上記第1実施形態の変形例を第2実施形態として、図4を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一の構成については符号を同一とし、説明を省略する。本実施形態においては、エンジンシステムAにおいて、バイパス流路R6の代わりに、吸気流路R5と排気流路R4とを接続する空気バイパス流路R7が設けられている。そして、バイパスバルブ210は、空気バイパス流路R7上に設けられている。
(1)上記実施形態においては、エンジン出力とエンジン回転数に基づくマップ制御によりバイパスバルブ210の開度を制御するものとしたが、本発明はこれに限定されない。エンジン1の排気ポートHの下流側に酸素センサを設け、排気ガスが含有する酸素量に基づいてバイパスバルブ210の開度を制御するものとしてもよい。
1 エンジン
2 シリンダ部
2a シリンダライナ
2b シリンダヘッド
2c シリンダジャケット
3 燃料噴射弁
4 ピストン
5 排気弁ユニット
5a 排気弁
5b 排気弁筐
5c 排気弁駆動部
6 ピストンロッド
7 クロスヘッド
8 連接棒
9 クランク軸
100 過給機
110 タービン
120 圧縮機
200 過給圧調整部
210 バイパスバルブ
220 バルブ制御部
300 制御部
H 排気ポート
R1 燃焼室
R2 掃気室
R3 タービン流路
R4 排気流路
R5 吸気流路
R6 バイパス流路
R7 空気バイパス流路
S 掃気ポート
Claims (5)
- 液体燃料と気体燃料とを切り替えて燃焼させるデュアルフューエルエンジンと、前記デュアルフューエルエンジンに空気を供給する過給機とを備えるエンジンシステムであって、
気体燃料による運転時において、運転負荷によらず空気過剰率が一定となるように、前記デュアルフューエルエンジンの過給圧を調節する過給圧調整部を備えることを特徴とするエンジンシステム。 - 前記過給機は、前記デュアルフューエルエンジンの排気ポートから排出された排気ガスにより回転されるタービンと、
前記タービンの回転動力により空気を圧縮すると共に、前記デュアルフューエルエンジンに空気を供給する圧縮機とを備え、
前記過給圧調整部は、前記タービンを介さずに前記デュアルフューエルエンジンから排気ガスを排出させるバイパス流路上に設けられると共に、前記バイパス流路の流量を調節するバイパスバルブを備えることを特徴とする請求項1記載のエンジンシステム。 - 前記過給機は、前記デュアルフューエルエンジンの排気ポートから排出された排気ガスにより回転されるタービンと、
前記タービンの回転動力により空気を圧縮すると共に、前記デュアルフューエルエンジンに空気を供給する圧縮機とを備え、
前記過給圧調整部は、前記圧縮機からエンジンへと供給される空気の一部を外部へと排出するバイパス流路上に設けられると共に、前記バイパス流路の流量を調節するバイパスバルブを備えることを特徴とする請求項1記載のエンジンシステム。 - 前記バイパスバルブは、気体燃料による運転時において、運転負荷が比較的小さい場合に開度が大きく、運転負荷が比較的大きい場合に開度が小さくなることを特徴とする請求項2または3記載のエンジンシステム。
- 前記デュアルフューエルエンジンは、ユニフロー掃気式2ストロークエンジンであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のエンジンシステム。
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