JP6348637B1 - Supercharger surplus power recovery device for internal combustion engine and ship - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の過給機余剰動力回収装置において、過給機に連結されて回転する油圧ポンプによって作られる油圧の生成量を、内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応させる。【解決手段】過給機余剰動力回収装置は、油圧で作動する作動機器を電子制御することにより駆動される内燃機関と、前記内燃機関の排ガス路に配設された第1過給機と、前記第1過給機に連結されて回転駆動されて油圧を発生させる油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記作動機器へ油圧を供給する油路と、前記作動機器を電子制御するコントローラと、前記第1過給機のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁と、を有する。前記コントローラは、前記内燃機関の負荷率が第1の値以上のとき、前記油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、前記内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応するように、前記制御弁の開度を制御する。【選択図】 図5In a supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine, the amount of hydraulic pressure generated by a hydraulic pump connected to the supercharger and rotating corresponds to the required amount of hydraulic pressure required for driving the internal combustion engine. Let A supercharger surplus power recovery device includes an internal combustion engine that is driven by electronically controlling an operating device that operates by hydraulic pressure, a first supercharger that is disposed in an exhaust gas path of the internal combustion engine, A hydraulic pump connected to the first supercharger and driven to rotate to generate hydraulic pressure; an oil passage for supplying hydraulic pressure from the hydraulic pump to the operating device; a controller for electronically controlling the operating device; And a control valve for controlling the flow rate of exhaust gas sent to the turbine of one turbocharger. The controller is configured such that when the load factor of the internal combustion engine is equal to or greater than a first value, the amount of hydraulic pressure generated by the hydraulic pump corresponds to the required amount of hydraulic pressure required for driving the internal combustion engine. The opening degree of the control valve is controlled. [Selection] Figure 5
Description
本発明は、内燃機関の過給機余剰動力回収装置及び船舶に関する。 The present invention relates to a supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine and a ship.
従来、ディーゼルエンジンやガスエンジンなどの内燃機関では、エンジンの排ガスによって過給機(ターボチャージャ)のタービンを回転駆動し、回転駆動したタービンにより回転される圧縮機によって給気密度を高めて、エンジンの出力向上を図っている。 Conventionally, in an internal combustion engine such as a diesel engine or a gas engine, a turbocharger turbine is rotationally driven by the exhaust gas of the engine, and an air supply density is increased by a compressor rotated by the rotationally driven turbine. The output is improved.
しかしながら、このように過給機を取り付けて排気エネルギの有効利用を図ったとしても、エンジンの高負荷時(高出力時)などには排気エネルギが余剰となり、この余剰排気エネルギを無駄なく利用することが、燃費向上のみならず環境保護の面からも強く要請されている。 However, even if the turbocharger is attached in this way to effectively use the exhaust energy, the exhaust energy becomes surplus when the engine is under a high load (at the time of high output), and this surplus exhaust energy is used without waste. However, there is a strong demand not only for improving fuel efficiency but also for environmental protection.
このエンジンの余剰排気エネルギを有効利用するものとして、過給機に連結されて過給機により回転駆動される油圧ポンプで油圧を生成させ、この油圧を、内燃機関を駆動させる作動機器の駆動源として油圧機構に供給する過給機余剰動力回収装置が知られている(特許文献1)。 In order to effectively utilize the surplus exhaust energy of this engine, a hydraulic pressure is generated by a hydraulic pump that is connected to the supercharger and is driven to rotate by the supercharger, and this hydraulic pressure is used as a drive source for an operating device that drives the internal combustion engine. A supercharger surplus power recovery device that supplies a hydraulic mechanism is known (Patent Document 1).
この過給機余剰動力回収装置では、油圧ポンプが生成する油圧は、内燃機関を駆動させる油圧機構に主に供給されるが、油圧ポンプによって作られる油圧の生成量は、内燃機関の負荷率が高くなる程多くなり、油圧機構に要する油圧の必要量を上回る場合が多い。このため、油圧の余剰エネルギを無駄に排気する場合が多い。このため、油圧機構に要する油圧の必要量に対応した油圧の量を生成することが好ましい。実際、内燃機関の負荷率が高くなる程、上記油圧の余剰エネルギは極めて多くなる。 In this supercharger surplus power recovery device, the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump is mainly supplied to the hydraulic mechanism that drives the internal combustion engine. The amount of hydraulic pressure generated by the hydraulic pump is determined by the load factor of the internal combustion engine. The higher the value, the higher the pressure required for the hydraulic mechanism. For this reason, there are many cases where excess hydraulic energy is exhausted wastefully. For this reason, it is preferable to generate the amount of hydraulic pressure corresponding to the required amount of hydraulic pressure required for the hydraulic mechanism. Actually, the higher the load factor of the internal combustion engine, the greater the surplus energy of the hydraulic pressure.
そこで、本発明は、過給機の回転によって回転する油圧ポンプによって作られる油圧の生成量が、内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応するように、生成する油圧の量を制御することができる内燃機関の過給機余剰動力回収装置及びこの装置を搭載した船舶を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention sets the amount of hydraulic pressure to be generated so that the amount of hydraulic pressure generated by the hydraulic pump rotating by the rotation of the supercharger corresponds to the required amount of hydraulic pressure required for driving the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine that can be controlled and a ship equipped with this device.
本発明の一態様は、内燃機関の過給機余剰動力回収装置である。当該装置は、
油圧で作動する作動機器を電子制御することにより駆動される内燃機関と、
前記内燃機関の排ガス路に配設されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関の吸気管に過給された給気を供給する第1過給機と、
前記第1過給機に連結されて前記第1過給機により回転駆動されて油圧を発生させる油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記作動機器へ油圧を供給する油路と、
前記作動機器を電子制御するコントローラと、
前記第1過給機のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁と、を有する。
前記コントローラは、前記内燃機関の負荷率が第1の値以上のとき、前記油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、前記作動機器を作動するための油圧を含む前記内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応するように、前記内燃機関の負荷率に応じて前記制御弁の開度を制御する。
One aspect of the present invention is a supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine. The device is
An internal combustion engine driven by electronically controlling hydraulically actuated operating equipment;
A first supercharger that is disposed in an exhaust gas path of the internal combustion engine and is rotationally driven by the exhaust gas of the internal combustion engine to supply supercharged air to an intake pipe of the internal combustion engine;
A hydraulic pump connected to the first supercharger and driven to rotate by the first supercharger to generate hydraulic pressure;
An oil passage for supplying hydraulic pressure from the hydraulic pump to the operating device;
A controller for electronically controlling the operating device;
A control valve for controlling an exhaust gas flow rate to be sent to the turbine of the first supercharger.
When the load factor of the internal combustion engine is equal to or greater than a first value, the controller generates a hydraulic pressure generated by the hydraulic pump for driving the internal combustion engine including a hydraulic pressure for operating the operating device. The opening degree of the control valve is controlled in accordance with the load factor of the internal combustion engine so as to correspond to the required amount of required hydraulic pressure.
前記コントローラは、前記第1過給機における前記排ガスの、前記油圧の必要量に対応する目標掃気圧と、前記内燃機関の負荷率との対応関係の情報、あるいは前記油圧の必要量と、前記内燃機関の負荷率との対応関係の情報を保持し、
前記コントローラは、前記内燃機関の負荷率が前記第1の値以上のとき、前記第1過給機における掃気圧が前記目標掃気圧に一致するように、あるいは前記油圧ポンプの油圧生成量が前記油圧の必要量に一致するように、前記内燃機関の負荷率に応じて、前記制御弁の開度を制御する、ことが好ましい。
The controller includes information on a correspondence relationship between a target scavenging pressure corresponding to the required amount of the hydraulic pressure of the exhaust gas in the first supercharger and a load factor of the internal combustion engine, or a required amount of the hydraulic pressure, Holds information on the correspondence with the load factor of the internal combustion engine,
The controller is configured such that when the load factor of the internal combustion engine is equal to or greater than the first value, a scavenging air pressure in the first supercharger matches the target scavenging air pressure, or a hydraulic pressure generation amount of the hydraulic pump is It is preferable to control the opening degree of the control valve in accordance with the load factor of the internal combustion engine so as to match the required amount of hydraulic pressure.
前記内燃機関の前記第1過給機と並列配置されて、前記排ガスの一部を前記第1過給機のタービンを経由することなく、外部に排気するバイパス排ガス路と、
前記バイパス排ガス路における排ガス流量を制御する排気バイパス弁と、有し、
前記制御弁は、前記排気バイパス弁である、ことが好ましい。
A bypass exhaust gas path arranged in parallel with the first supercharger of the internal combustion engine and exhausting a part of the exhaust gas to the outside without passing through the turbine of the first supercharger;
An exhaust bypass valve for controlling the exhaust gas flow rate in the bypass exhaust gas path,
It is preferable that the control valve is the exhaust bypass valve.
前記コントローラは、前記内燃機関の負荷率が前記第1の値未満の場合、前記排気バイパス弁を閉じる、ことが好ましい。 Preferably, the controller closes the exhaust bypass valve when a load factor of the internal combustion engine is less than the first value.
前記排ガスの一部を、前記第1過給機へ送らず、前記内燃機関の前記吸気管に供給する第1排気再循環装置を有し、
前記第1排気再循環装置を駆動するとき、前記バイパス制御弁を閉じる、ことが好ましい。
A first exhaust gas recirculation device that supplies a part of the exhaust gas to the intake pipe of the internal combustion engine without sending the exhaust gas to the first supercharger;
When driving the first exhaust gas recirculation device, the bypass control valve is preferably closed.
前記第1排気再循環装置は、前記内燃機関の負荷率が、予め定めた上限値以上になると停止する、ことが好ましい。 It is preferable that the first exhaust gas recirculation device stops when a load factor of the internal combustion engine becomes equal to or higher than a predetermined upper limit value.
前記内燃機関の前記タービンに接続される前記排ガス路の途中に、排ガスの流路面積を可変に制御する流量調整弁が前記制御弁として設けられている、ことが好ましい。 It is preferable that a flow rate adjustment valve for variably controlling the flow area of the exhaust gas is provided as the control valve in the middle of the exhaust gas path connected to the turbine of the internal combustion engine.
本発明の一態様は、内燃機関の過給機余剰動力回収装置である。当該装置は、
油圧で作動する作動機器を電子制御することにより駆動される内燃機関と、
前記内燃機関の排ガス路に配設されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関の吸気管に過給された給気を供給する第1過給機と、
前記第1過給機に連結されて前記第1過給機により回転駆動されて油圧を発生させる油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記作動機器へ油圧を供給する油路と、
前記作動機器を電子制御するコントローラと、
前記第1過給機のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁と、
前記第1過給機とは別に、前記内燃機関の排ガス路に並列配置されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関に過給された給気を供給する、前記第1過給機に比べてサイズの小さい第2過給機と、
前記第2過給機に並列配置され、前記排ガスの一部を、前記第2過給機へ送らず、前記内燃機関の前記吸気管に供給する第2排気再循環装置と、
前記第2過給機のタービンへの排ガスの供給を遮断する遮断弁と、を有する。
前記コントローラは、
前記内燃機関の負荷率が第1の値以上のとき、前記油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、前記作動機器を作動するための油圧を含む前記内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応するように、前記制御弁の開度を制御し、
前記内燃機関の負荷率が、前記第1の値以上第2の値以下の場合、前記第2排気再循環装置の動作を停止した状態で、前記遮断弁を閉じることにより、前記第2過給機による給気を停止するよう制御する。
One aspect of the present invention is a supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine. The device is
An internal combustion engine driven by electronically controlling hydraulically actuated operating equipment;
A first supercharger that is disposed in an exhaust gas path of the internal combustion engine and is rotationally driven by the exhaust gas of the internal combustion engine to supply supercharged air to an intake pipe of the internal combustion engine;
A hydraulic pump connected to the first supercharger and driven to rotate by the first supercharger to generate hydraulic pressure;
An oil passage for supplying hydraulic pressure from the hydraulic pump to the operating device;
A controller for electronically controlling the operating device;
A control valve for controlling an exhaust gas flow rate to be sent to the turbine of the first supercharger;
Separately from the first supercharger, the first supercharger is arranged in parallel with the exhaust gas path of the internal combustion engine and is rotationally driven by the exhaust gas of the internal combustion engine to supply the supercharged air to the internal combustion engine A second turbocharger that is smaller in size than the machine,
A second exhaust gas recirculation device that is arranged in parallel to the second supercharger and that supplies a part of the exhaust gas to the intake pipe of the internal combustion engine without sending it to the second supercharger;
A shutoff valve that shuts off the supply of exhaust gas to the turbine of the second supercharger.
The controller is
When the load factor of the internal combustion engine is greater than or equal to a first value, the amount of hydraulic pressure generated by the hydraulic pump is a hydraulic pressure required for driving the internal combustion engine, including the hydraulic pressure for operating the operating device. Control the opening of the control valve to correspond to the required amount,
When the load factor of the internal combustion engine is not less than the first value and not more than the second value, the second supercharging is performed by closing the shutoff valve while the operation of the second exhaust gas recirculation device is stopped. Control to stop air supply by the machine.
また、本発明の他の一態様は、前記内燃機関の過給機余剰動力回収装置が搭載され、
前記内燃機関は、船舶の推進用エンジンである船舶である。
In another aspect of the present invention, the supercharger surplus power recovery device for the internal combustion engine is mounted,
The internal combustion engine is a marine vessel that is a marine vessel propulsion engine.
上記過給機余剰動力回収装置及びこの装置を搭載した船舶によれば、過給機の回転によって回転する油圧ポンプによって作られる油圧の生成量が、内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応するように、生成する油圧の量を制御することができる。 According to the above-described supercharger surplus power recovery device and a ship equipped with this device, the amount of hydraulic pressure generated by the hydraulic pump that is rotated by the rotation of the supercharger is necessary for the drive of the internal combustion engine. The amount of hydraulic pressure generated can be controlled to correspond to the amount.
本発明に係る内燃機関の過給機余剰動力回収装置及び船舶の一実施形態を詳細に説明する。 An embodiment of a supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine and a ship according to the present invention will be described in detail.
図1は、本実施形態の過給機余剰動力回収装置(以降、回収装置という)100の主な構成を示す図である。
回収装置100は、内燃機関1に付随して設けられる装置である。回収装置100は、過給機に連結されて過給機により回転駆動される油圧ポンプに油圧を生成させ、この油圧を、内燃機関を駆動させる作動機器(例えば排気弁や燃料噴射弁)の駆動源となる油圧として供給する。このような回収装置100の処理を排気エネルギ回収処理という。以下、回収装置100及び排気エネルギ回収処理を説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of a supercharger surplus power recovery device (hereinafter referred to as a recovery device) 100 according to the present embodiment.
The
(回収装置及び排気エネルギ回収処理)
回収装置100は、内燃機関1と、過給機(第1過給機)5と、油圧ポンプ10と、油圧機構20と、コントローラ50と、油圧制御ユニット51と、を主に備える。
(Recovery device and exhaust energy recovery process)
The
内燃機関1は、特に制限されないが、一例として、船舶に搭載される推進用の低速ディーゼルエンジン(動力源、内燃機関)が挙げられる。内燃機関1は、内燃機関1を駆動させるために必要な、例えば排気弁、燃料噴射弁等の作動機器が油圧を介して電子制御される電子制御機関である。内燃機関1には過給機5が設けられている。
Although the
過給機5は、内燃機関1の排ガスにより回転駆動されて内燃機関1の吸気管に過給された給気を内燃機関1に供給する。過給機5は、具体的には、圧縮機6とタービン7とを備える。圧縮機6とタービン7は、回転軸8で連結される。内燃機関1の排ガスによりタービン7が回転駆動され、タービン7によって圧縮機6が回転する。これにより内燃機関1の給気密度が高められ、エンジンの出力が向上する。
The
なお、過給機5は、必ずしもその段数が単段のものに限定されるものではない。また、内燃機関1は船舶用エンジンに限定されず、形式も低速ディーゼルエンジンに限定されるものではない。天然ガス、都市ガス等を燃料とするガスエンジン、他のすべての形式の電子制御機関が含まれる。
The
図1に示すように、過給機5の回転軸8に変速機9が連結され、変速機9に可変容量型の油圧ポンプ10が連結される。内燃機関1のクランク軸2の一端に変速機9が連結され、変速機9に可変容量型の機関駆動油圧ポンプ11が連結されている。
変速機9を設けずに機関駆動油圧ポンプ11を内燃機関1のクランク軸2に直結することもできる。また、上述の油圧ポンプ10及び機関駆動油圧ポンプ11は、図1においてはそれぞれ1台であるが、あくまでも一例であり、複数台としてもよい。
As shown in FIG. 1, a transmission 9 is connected to the rotating shaft 8 of the
The engine-driven
油圧ポンプ10と機関駆動油圧ポンプ11は、油圧機構20の中に組み込まれる。
油圧機構20は、内燃機関1の作動機器を含む油圧制御ユニット51に油圧を供給して作動機器を作動させて内燃機関1を駆動させる機構である。油圧機構20は、油路21,22,23,24,26,27と、第1逆止弁機構30と、第2逆止弁機構35と、電磁開閉弁機構44と、スタートアップ用油圧ポンプ53と、切換弁55と、を備える。
油圧機構20において、機関駆動油圧ポンプ11の一方の吐出口11aは油路21に接続され、第1逆止弁機構30、油路23を介して、内燃機関1の作動機器の油圧制御ユニット51に接続されて、機関駆動油圧ポンプ11は油圧を供給する。油路21,22,23により第1油路が形成される。機関駆動油圧ポンプ11の他方の吐出口11bは、油路24を介して油圧ポンプ10の一方の吐出口10bに接続される。
The
The
In the
油圧ポンプ10は、過給機5に連結されて過給機5により回転駆動されて油圧を発生させる。油圧ポンプ10の他方の吐出口10aは油路26に接続され、第2逆止弁機構35、油路27、油路23をこの順に介して、内燃機関1の作動機器の油圧制御ユニット51に接続される。油圧ポンプ10は、油圧制御ユニット51に油圧を供給する。また、油路27から分岐する形で油路22、第1逆止弁機構30、油路21をこの順に介して、機関駆動油圧ポンプ11の一方の吐出口11aにも接続される。
The
なお、油圧ポンプ10の吐出口10a,10b、及び機関駆動油圧ポンプ11の吐出口11a,11bはいずれも吐出口としている。しかしながら、実際は、後述するように、作動状態によってその一方が油圧の吐出口となり、他方が油圧の取入口となるものであるが、本実施形態では、便宜上いずれも吐出口と呼ぶことにする。
The
第1逆止弁機構30は、コントローラ50の制御により第1逆止弁機構30内の図示されない電磁切替弁が切り替えられて、油路22から油路21、つまり油路22から機関駆動油圧ポンプ11への油圧の逆流を許容させる逆止解除機能を有する。
この逆止解除機能がOFFの場合には、第1逆止弁機構30は、機関駆動油圧ポンプ11から油路21を介して油圧制御ユニット51への油圧の供給を許容すると共に、油路22から機関駆動油圧ポンプ11への油圧の逆流を防止する通常の逆止機能が働く。
In the first
When the check release function is OFF, the first
他方、この逆止解除機能がONの場合には、上述のように、第1逆止弁機構30は、油路22から機関駆動油圧ポンプ11への油圧の逆流を許容する。また、機関駆動油圧ポンプ11と第1逆止弁機構30との間にはアキュームレータが配設されてもよい。このアキュームレータは、海洋波、排気弁駆動、燃料噴射等に伴って発生する油圧変動を吸収する。
On the other hand, when the check release function is ON, as described above, the first
第2逆止弁機構35は、コントローラ50の制御により、油路27から油路26、つまり油路27から油圧ポンプ10への油圧の逆流を許容させる逆止解除機能を有する。
この逆止解除機能がOFFの場合には、第2逆止弁機構35は油圧ポンプ10から油路26を介して油圧制御ユニット51と第1逆止弁機構30への油圧の供給を許容すると共に、油路27から油路26、つまり油路27から油圧ポンプ10への油圧の逆流を防止する通常の逆止機能が働く。他方、この逆止解除機能がONの場合には、上述のように、第2逆止弁機構35は、油路27から油路26、つまり油路27から油圧ポンプ10への油圧の逆流を許容する。
The second
When the check release function is OFF, the second
油路26と油路24との間に電磁開閉弁機構44が配設され、電磁開閉弁機構44が開弁することにより、油路26の油圧を油路24へドレインさせて油路26の油圧を開放することができる。油路26、電磁開閉弁機構44、油路24によりドレイン機構が構成される。
An electromagnetic on-off
スタートアップ用油圧ポンプ53は、電動機52に接続されている。スタートアップ用油圧ポンプ53は、内燃機関1のスタートアップ時に回転駆動されて、油圧を油圧制御ユニット51に供給する。
切換弁55は、油路23の作動油を作動油源へ戻すための弁である。なお、作動油源から油圧機構20への作動油の供給は、油路24から行われる。
The startup
The switching
コントローラ50は、作動機器を含む油圧制御ユニット51を電子制御し、内燃機関1の駆動を制御する部分である。コントローラ50は、内燃機関1の負荷率の情報を取得し、
センサにより例えば給気の吸い込み温度、過給機5の下流側の掃気圧等を検出し、後述するように、この検出した掃気圧及び吸い込み温度等と、内燃機関1の負荷率に応じて、油圧ポンプ10、機関駆動油圧ポンプ11、第1逆止弁機構30、第2逆止弁機構35、電磁切替弁機構44、さらには、後述する過給機5のタービン7へ送る排ガス流量を制御する制御弁等の作動を電気的に制御する。なお、コントローラ50が上述の負荷率、掃気圧及び吸い込み温度以外のパラメータを用いて油圧ポンプ10、機関駆動油圧ポンプ11、第1逆止弁機構30、第2逆止弁機構35、電磁切替弁機構44、制御弁等の作動を制御する場合もある。
油圧制御ユニット51は、内燃機関1の駆動のための排気弁、燃料噴射弁等の、油圧で作動する作動機器で構成され、これらの作動機器は、コントローラ50によって電子制御される。
The
For example, the sensor detects the intake air suction temperature, the scavenging air pressure on the downstream side of the
The
本実施形態の回収装置100は、一例として以下のように動作する。
内燃機関1のスタートアップ時、コントローラ50は、第1逆止弁機構30の逆止解除機能をOFFにすると共に、第2逆止弁機構35の逆止解除機能をOFFにする。また、電磁開閉弁機構44を閉弁させている。
The
At the start-up of the
このため、第1逆止弁機構30は油路22から油路21への油圧の逆流を防止し、第2逆止弁機構35は油路27から油路26への油圧の逆流を防止する。そして、コントローラ50は、電動機52を回転駆動させて、始動に必要な油圧制御ユニット51の油圧をスタートアップ用油圧ポンプ53により発生させて、油圧制御ユニット51へ供給する。
For this reason, the first
次に、内燃機関1の低負荷時、例えば始動から負荷率35%までの間は、コントローラ50は、第1逆止弁機構30の逆止解除機能をOFFにすると共に、第2逆止弁機構35の逆止解除機能をONにする。このため、油路27から油路26への油圧の逆流が許容される。
Next, when the
機関駆動油圧ポンプ11が発生させた油圧は、図2に示すように、油路21、第1逆止弁機構30、油路22、油路23をこの順に介して、油圧制御ユニット51へ供給される。この場合、機関駆動油圧ポンプ11が発生させた油圧の一部は、油路21、第1逆止弁機構30、油路22、油路27、第2逆止弁機構35、油路26をこの順に介して、油圧ポンプ10の吐出口10aに供給されて、油圧ポンプ10の回転をアシストする。
なお、油圧ポンプ10は可変容量型であり、この可変機構によって吐出口10aからの油圧の逆流によっても過給機5を正転させることができる。図2は、内燃機関1が低負荷率にあるときの油圧の流れの一例を説明する図である。
As shown in FIG. 2, the hydraulic pressure generated by the engine driven
Note that the
コントローラ50は、センサが検出した給気の吸い込み温度、過給機5の下流側の給気路の掃気圧等を読み込む。また、過給機5を加勢するための必要動力は、コントローラ50内に内燃機関1の負荷率ごとに設定されている。コントローラ50は、この掃気圧、吸い込み温度等に基づいて、可変容量型の油圧ポンプ10の容量を適切に変化させて、過給機5を加勢する動力を制御する。
The
次に、内燃機関1の中負荷時、例えば負荷率35〜50%の間は、コントローラ50は、第1逆止弁機構30の逆止解除機能をOFFにすると共に、電磁開閉弁機構44を開弁させる。
Next, the
電磁開閉弁機構44が開弁すると、図3に示すように、油圧ポンプ10が発生させた油圧は、油路26から電磁開閉弁機構44を介して油路24へドレインされて開放されて油路26における圧力は低くなるので、油路26から第2逆止弁機構35を通って圧力の高い油路27へ流れることはない。この場合、過給機5により回転駆動される油圧ポンプ10はいわば無負荷運転となるが、システムの冷却ために一定圧の油圧が吐出される。図3は、内燃機関1が中負荷率にあるときの油圧の流れの一例を説明する図である。
When the electromagnetic on-off
他方、機関駆動油圧ポンプ11が発生させた油圧は、図3に示すように、油路21、第1逆止弁機構30、油路22、油路23を介して油圧制御ユニット51へ供給される。機関駆動油圧ポンプ11が発生させる油圧は比較的高いが、コントローラ50が、第2逆止弁機構35の逆止解除機能をOFFにしているので、第2逆止弁機構35の逆止機能により、油路27の油圧が第2逆止弁機構35を通って油路26へ流れることはない。
On the other hand, the hydraulic pressure generated by the engine-driven
このように、内燃機関1の中負荷時、例えば負荷率35〜50%の間は、油圧ポンプ10は無負荷運転となると共に、油圧制御ユニット51が必要とする油圧は、機関駆動油圧ポンプ11で生成される油圧のみが用いられる。
As described above, when the
次に、内燃機関1の高負荷時、例えば負荷率50%以上の場合には、コントローラ50は、第1逆止弁機構30の逆止解除機能をONにする共に、第2逆止弁機構35の逆止解除機能をOFFにする。また、コントローラ50は、電磁開閉弁機構44を閉弁させる。
Next, when the
このため、第1逆止弁機構30は、油路22から油路21、つまり油路22から機関駆動油圧ポンプ11への油圧の逆流を許容する。また、第2逆止弁機構35は、油路26から油路27への油圧の流れを許容し、逆止機能により、油路27から油路26への油圧の流れを防止する。
For this reason, the first
このため、油圧ポンプ10が発生させた油圧は、図4に示すように、油路26、第2逆止弁機構35、油路27、油路23をこの順に介して、油圧制御ユニット51へ供給される。例えば負荷率50%以上の場合には、油圧制御ユニット51が必要とする油圧のすべてを油圧ポンプ10から供給することができる。
Therefore, the hydraulic pressure generated by the
また、内燃機関1の高負荷時には、油圧ポンプ10は油圧制御ユニット51に必要な油圧の、例えば2倍程度の油圧を発生させることが可能である。このため、油圧ポンプ10が発生させた油圧は、図4に示すように、油路26、第2逆止弁機構36、油路27、油路22、第1逆止弁機構30、油路21をこの順に介して、機関駆動ポンフ11の吐出口11aにも供給されて、機関駆動油圧ポンプ11の回転を加勢する。
すなわち、油圧ポンプ10が発生させた油圧により、機関駆動油圧ポンプ11が連結された内燃機関1の回転が加勢される。
図4は、内燃機関1が高負荷率にあるときの油圧の流れの一例を説明する図である。
Further, when the
That is, the rotation of the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the flow of hydraulic pressure when the
このようにして回収装置100は、排気エネルギ回収処理を行い、回収したエネルギを内燃機関1の駆動のアシストに用いるので、内燃機関1の燃費を向上させることができる。
In this way, the
また、油圧ポンプ10は必ずしも可変容量型である必要はなく、固定容量型であってもよい。固定容量型とすれば、大幅な省スペース化が図れる。ただし、油圧ポンプ10を固定容量型とした場合には、吐出口からの油圧の逆流によってポンプを正転させることはできないので、油圧機構20のままでは低負荷時に過給機5の加勢を行うことはできない。内燃機関1の低負荷時、中負荷時、高負荷時において回収装置100と同様の駆動を行わせるためには、油圧の逆流時にも通常の油圧取入口からのポンプへの流入が可能なように、油圧機構20の構成等を一部変更する必要がある。
Further, the
このような回収装置100では、内燃機関1の高負荷時、油圧ポンプ10でつくられる油圧の量は、油圧制御ユニット51及び機関駆動油圧ポンプ11の駆動に必要な油圧の必要量に比べて多く、余剰エネルギとなり易い。このため、本実施形態では、油圧の余剰エネルギを生成しないために、内燃機関1の負荷率の上昇に伴って油圧ポンプ10でつくられる油圧の量が油圧制御ユニット51及び機関駆動油圧ポンプ11の駆動に必要な油圧の必要量に到達すると、それ以降の高い負荷率では、過給機5の回転を制御するように構成されている。具体的には、過給機5のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁が回収装置100に設けられる。コントローラ50は、内燃機関1の負荷率が第1の値以上のとき、油圧ポンプ10により生成される油圧生成量が、油圧制御ユニット51の作動のために必要な油圧を含む内燃機関1の駆動に必要な油圧の必要量に対応するように、制御弁の開度を制御するように構成されている。以下、制御弁の開度の制御について、第1実施形態と第2実施形態を説明する。
In such a
(第1実施形態)
図5は、過給機5の周辺の装置構成の好ましい一形態を模式的に示す図である。
内燃機関1と過給機5との間には、内燃機関1から排出される排ガスを受ける排気レシーバ60と、過給機5で過給された給気を取り込む吸気マニホールド62と、が設けられている。排気レシーバ60には、排気レシーバ60から過給機5のタービン7に接続する排ガス路64とタービン7を迂回するバイパス排ガス路68が設けられている。バイパス排ガス路68は、タービン7から外気に排ガスを排出する外部排ガス路66に接続されている。すなわち、バイパス排ガス路68は、過給機5、詳細にはタービン7と並列配置されて、排ガスの一部を、タービン7を経由することなく、外部に排気する排気路である。
(First embodiment)
FIG. 5 is a diagram schematically showing a preferred embodiment of the device configuration around the
Between the
圧縮機6には、外気から空気を導入する外気導入路72が設けられ、さらに、圧縮機6には、圧縮された空気を冷却器76に導く給気路74が設けられている。冷却器76には、排気レシーバ60から延びる排ガス循環路78が接続される。冷却器76で冷却された気体は、給気として吸気マニホールド62に供給され、さらに、内燃機関1に供給される。排ガス循環路78には、排ガス循環制御弁80が設けられている。排気レシーバ60内の排ガスの一部は、排ガス循環路78を通過して、外気から取り入れられ圧縮機6で圧縮された空気と混合されて内燃機関1に給気として供給される。このように、排ガスの一部を給気として用いるのは、排ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)を利用して、内燃機関1の燃焼温度を低下させ、これにより、酸素と窒素の反応速度を低下させてNOxの排出量を削減するためである。以降、この処理を、排ガス循環処理という。この排ガス循環処理は、特に、回収装置100を搭載した船舶において、所定の外国周囲の沿岸領域でNOxの排出を削減することを定めた、海洋汚染防止条約(マルポール条約)の2005年に発効された附属書VI内の第3次規制(IMO TierIII)に適応させるために行われる。排ガス循環路78及び排ガス循環制御弁80は、排ガスの一部を、過給機5へ送らず、内燃機関の吸気マニホールド(吸気管)62に供給する排気再循環装置を構成する。
なお、図5には図示されていないが、排ガス循環路78に集塵器や圧縮機等が設けられてもよい。
The compressor 6 is provided with an outside
Although not shown in FIG. 5, a dust collector or a compressor may be provided in the exhaust
バイパス排ガス路68には、バイパス排ガス路68における排ガス流量を制御する排気バイパス弁70が上記制御弁として設けられている。この排気バイパス弁70の開度を、コントローラ50が電気的に制御する。コントローラ50は、油圧ポンプ10により生成される油圧生成量が、内燃機関1の駆動に必要な油圧の必要量に対応するように、上記制御弁である排気バイパス弁70の開度を制御する。
The bypass
一実施形態でによれば、排気バイパス弁70は、内燃機関1の負荷率が第1の値未満、例えば50%未満の場合、排気バイパス弁70を閉じるように、コントローラ50は制御する。
また、別の一実施形態によれば、排ガス循環制御弁80を開けて排気再循環装置の機能を発揮させる(排気再循環装置を駆動する)とき、排気バイパス弁70が閉じるように、コントローラ50は制御する。さらに別の一実施形態によれば、排気バイパス弁70を開けるとき、排ガス循環制御弁80を閉じて排気再循環装置の機能を停止させるように、コントローラ50は制御する。
According to one embodiment, the
Further, according to another embodiment, when the exhaust gas
上述したようにNOxの排出制限が厳しい沿岸領域では回収装置100を搭載した船舶は、沿岸領域を低速で移動するので、内燃機関1の負荷は低い。このため、内燃機関1の低負荷時は、NOxの排出を削減するために排気再循環装置を駆動させる。この場合、NOxの排出を抑制するために、排気バイパス弁70を閉じてNOxを含む排ガスを排気再循環装置に配分する。
一方、NOxの排出制限が比較的緩い領域は外洋の場合が多く、この領域では、排気再循環装置を停止してもよい。このとき、回収装置100を搭載した船舶は高速で移動するので、内燃機関1の駆動のために必要な油圧の必要量だけ油圧ポンプ10で油圧を生成する。この場合、排気バイパス弁70の開度を制御しない場合、油圧ポンプ10で生成される油圧の量は、内燃機関1の駆動のための油圧の必要量を超え、さらに、内燃機関1の負荷の増加に伴って増大する。このため、排気バイパス弁70の開度を制御して、内燃機関1の駆動に必要な油圧の必要量だけ油圧ポンプ10に油圧を生成させる。
As described above, in a coastal region where NOx emission restrictions are severe, a ship equipped with the
On the other hand, the region where the NOx emission restriction is relatively loose is often the open ocean, and the exhaust gas recirculation device may be stopped in this region. At this time, since the ship equipped with the
したがって、一実施形態によれば、内燃機関1の負荷率が第1の値未満の場合、油圧ポンプ10の生成する油圧の生成量は、内燃機関1の駆動に必要な油圧の必要量に達しないので、コントローラ50は、排気バイパス弁70を閉じることが好ましい。
また、一実施形態によれば、排ガス循環制御弁80を開いて排気再循環装置の機能を発揮させるとき、排気バイパス弁70を閉じることが、NOxの排出を抑制する点から好ましい。
Therefore, according to one embodiment, when the load factor of the
Moreover, according to one embodiment, when the exhaust gas
また、一実施形態によれば、内燃機関1の負荷率が、予め定めた上限値以上になると、例えば50%以上になると、コントローラ50は、排ガス循環制御弁80を閉じて、排気再循環装置の機能を停止することが好ましい。これにより、排気バイパス弁70の開度の制御により、内燃機関1の駆動に必要な油圧の必要量だけを油圧ポンプ10は生成することができる。この場合、上記上限値は、排気バイパス弁70の開閉を制御する閾値となる内燃機関1の負荷率の上記第1の値と同じであることが好ましい。
Further, according to one embodiment, when the load factor of the
このように、第1実施形態では、コントローラ50が、内燃機関1の負荷率が第1の値以上、例えば50%以上のとき、油圧ポンプ10により生成される油圧生成量が、内燃機関1の駆動に必要な油圧の必要量に対応するように、過給機5のタービン7へ送る排ガス流量を制御する排気バイパス弁70の開度を制御する。
Thus, in the first embodiment, when the
このような排気バイパス弁70の制御は、具体的には、以下のように行うことが好ましい。
内燃機関1の駆動のために必要な油圧の必要量は、内燃機関1の負荷率に応じて定まるので、コントローラ50は、油圧ポンプ10が油圧を生成するための過給機5における、油圧の必要量に対応する目標掃気圧と、内燃機関1の負荷率との対応関係の情報を保持しておく。コントローラ50は、内燃機関1の負荷率が第1の値以上、例えば50%以上のとき、過給機5における排ガスの掃気圧が目標掃気圧に一致するように、バイパス制御弁70の開度を制御する。過給機5で作られる掃気圧は、例えば、吸気マニホールド62に設けられた図示されない給気の圧力を計測するセンサ(圧力計)から取得することができる。掃気圧は、過給機5のタービン7及び圧縮機8の回転速度によって定まり、タービン7の回転速度は、排気バイパス弁70の開度によって定まるので、掃気圧は、排気バイパス弁70の開度によって定まる。一方、過給機5により回転駆動する油圧ポンプ10で油圧は生成される。このため、コントローラ50は、計測した掃気圧が、内燃機関1の負荷率に応じて定まる、内燃機関1の駆動に必要な油圧の必要量に対応した目標掃気圧になるように、排気バイパス弁70の開度を制御することが好ましい。
一実施形態によれば、内燃機関1の駆動のために必要な油圧の必要量は、内燃機関1の負荷率に応じて定まるので、コントローラ50は、この油圧の必要量と、内燃機関1の負荷率との対応関係の情報を保持しておく。この場合、コントローラ50は、内燃機関1の負荷率が第1の値以上、例えば50%以上のとき、油圧ポンプ10で生成される油圧の量が、油圧の必要量に一致するように、バイパス制御弁70の開度を制御することが好ましい。
Specifically, the control of the
Since the required amount of hydraulic pressure required for driving the
According to one embodiment, since the required amount of hydraulic pressure required for driving the
本実施形態では、排気バイパス弁70の開度を制御することにより、油圧ポンプ10により生成される油圧生成量を、内燃機関1の駆動のために必要な油圧の必要量に対応させるが、開度を制御対象とする制御弁は、排気バイパス弁70に限られない。例えば、一実施形態として、内燃機関1のタービン7に接続される排ガス路64の途中に、排ガスの流路の面積を可変に制御する流量調整弁を上記制御弁とすることも好ましい。流量調整弁の開度を絞ることにより、タービン7を回転させる排ガスの圧力は高まり、タービン7の回転速度を上昇させることができ、油圧ポンプ10による油圧生成量を増大させることができる。流量調整弁の開度を大きくすることにより、タービン7を回転させる排ガスの圧力は低くなり、タービン7の回転速度を低下させることができ、油圧ポンプ10による油圧生成量を減少させることができる。
In the present embodiment, by controlling the opening degree of the
(第2実施形態)
図6は、過給機5の周辺の装置構成の好ましい他の一形態を模式的に示す図である。
図6に示す形態では、1つの内燃機関1に過給機5(第1過給機)と過給機150(第2過給機)が設けられている。過給機150は、過給機50に比べてサイズが小さい。サイズが小さいとは、過給機の過給能力が低いことをいう。この構成は、船舶に適用される内燃機関の一例の構成である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram schematically showing another preferred embodiment of the device configuration around the
In the form shown in FIG. 6, a supercharger 5 (first supercharger) and a supercharger 150 (second supercharger) are provided in one
図6に示す過給機5は、図5に示す過給機5と同じ構成であり、図6に示す排気レシーバ60、吸気マニホールド62、排ガス路64、外部排ガス路66、バイパス排ガス路68、バイパス排ガス弁70、外気導入路72、給気路74、冷却器76は、図5に示す排気レシーバ60、吸気マニホールド62、排ガス路64、外部排ガス路66、バイパス排ガス路68、バイパス排ガス弁70、外気導入路72、給気路74、冷却器76と同じ構成であるので、その説明は省略する。ここで、図6に示す過給機5周りの構成において、図5に示す過給機5周りの構成と異なる部分は、排気レシーバ60から延びる排ガス循環路178が後述する過給機150に設けられる冷却器176に接続されていることである。すなわち、排気レシーバ60内の排ガスの一部は、過給機150で過給された給気と合流されて内燃機関1に供給されることである。
The
過給機150には、圧縮機160とタービン170を備え、圧縮機160とタービン170は、回転軸180で連結される。内燃機関1の排ガスによりタービン170が回転駆動され、タービン170によって圧縮機160が回転する。これにより内燃機関1の給気密度が高められ、エンジンの出力が向上する。
The supercharger 150 includes a compressor 160 and a turbine 170, and the compressor 160 and the turbine 170 are connected by a rotating shaft 180. The turbine 170 is rotationally driven by the exhaust gas of the
排気レシーバ60には、排気レシーバ60から過給機150のタービン170に接続する排ガス路164が設けられ、タービン170には、タービン170から外気に排ガスを排出する外部排ガス路166が設けられている。
圧縮機160には、外気から空気を導入する外気導入路172が設けられ、さらに、圧縮機160には、圧縮された空気を冷却器176に導く給気路174が設けられている。冷却器176には、排気レシーバ60から延びる排ガス循環路178が設けられ、排ガス循環路178は、冷却器176に接続される。冷却器176で冷却された気体は、給気調整機構182を介して給気として吸気マニホールド162に供給され、さらに、内燃機関1に供給される。給気調整機構182は、過給機150で過給された給気を、過給機5で過給された給気と混合するために調整する部分で、圧力調整のためのブロアを設けた調整路、ブロアを迂回したバイパス路、及び、調整路及びバイパス路の流量を制御する制御弁等を備える。
The
The compressor 160 is provided with an outside air introduction path 172 that introduces air from outside air, and the compressor 160 is further provided with an air supply path 174 that guides the compressed air to the cooler 176. The cooler 176 is provided with an exhaust gas circulation path 178 extending from the
排ガス循環路178には、排ガス循環遮断弁180が設けられ、排ガス路164及び給気路174には、過給遮断弁169,175が設けられている。排ガス循環遮断弁180及び過給遮断弁169,175は、コントローラ50と電気的に接続され、コントローラ50により、弁の開閉(遮断、開放)が制御される。過給遮断弁169は、タービン170への排ガスの供給を遮断する弁であり、過給遮断弁175は、圧縮機160で取り込んだ給気の吸気マニホールド62への供給を遮断する弁である。
排ガス循環路178及び排ガス循環遮断弁180は、過給機150に並列配置され、排ガスの一部を、過給機150へ送らず、内燃機関1の吸気管(吸気マニホールド62)に供給する排気再循環装置として機能する。排ガス循環路178には、集塵器や圧縮機等が設けられてもよい。
過給機150には、過給機5のように油圧を生成する油圧ポンプ10は設けられていない。
The exhaust gas circulation path 178 is provided with an exhaust gas circulation cutoff valve 180, and the exhaust gas path 164 and the air supply path 174 are provided with supercharge cutoff valves 169 and 175. The exhaust gas circulation cutoff valve 180 and the supercharging cutoff valves 169, 175 are electrically connected to the
The exhaust gas circulation path 178 and the exhaust gas circulation shut-off valve 180 are arranged in parallel to the supercharger 150 and do not send a part of the exhaust gas to the supercharger 150 but supply exhaust gas to the intake pipe (intake manifold 62) of the
The supercharger 150 is not provided with the
油圧ポンプ10を用いた排気エネルギ回収処理を行わない場合、過給機5だけでは内燃機関1の負荷率100%を達成できないため、過給機150が補助的に用いられる。
When the exhaust energy recovery process using the
サイズの異なる過給機5,150において、内燃機関1の負荷率が第1の値以上であって、第2の値以下、例えば50%以上で合って65%以下の場合、コントローラ50は、排ガス循環路178及び排ガス循環遮断弁180により構成される排気再循環装置の動作を停止した状態で、過給遮断弁169,175の開状態から閉じる(遮断する)ことにより、過給機150の給気を停止するよう制御する。この状態では、内燃機関1の負荷率は第1の値以上となっているので、排ガス循環処理を停止するために排ガス循環遮断弁180は閉じられており、バイパス排ガス弁70は、排気エネルギ回収処理を行うために開いて、第1実施形態と同様に、バイパス排ガス弁70の開度がコントローラ50で制御されている。
このように、排気エネルギ回収処理を行う油圧ポンプ10が接続されている過給機5に排ガスを集中させるので、排気エネルギ回収処理の効果により、内燃機関1の燃費を向上させることができる。
In the
Thus, exhaust gas is concentrated on the
第1実施形態及び第2実施形態の回収装置は、例えば、船舶に搭載され、内燃機関1は、この船舶の推進用エンジンであることが好ましい。この船舶は、排気エネルギ回収処理を行うので、内燃機関1の燃費を向上させる他、生成する油圧の量を制御することができるので、無駄なエネルギを生成しない。
The recovery devices of the first and second embodiments are preferably mounted on a ship, for example, and the
上述の回収装置100は一例にすぎず、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。また、上述の回収装置100においては、負荷35%までを低負荷とし、負荷35〜50%を中負荷とし、また負荷50%以上を高負荷としたが、あくまでも一例であって内燃機関の種類や利用形態等により異なるものであり、これらに限定されるものではない。
The
1 内燃機関
2 クランク軸
3 変速機
4 排ガス路
5,150 過給機
6,160 圧縮機
7,170 タービン
8,180 回転軸
9 変速機
10 油圧ポンプ
10a,10b,11a,11b 吐出口
11 機関駆動油圧ポンプ
20 油圧機構
21,22,23,24,26,27 油路
30 第1逆止弁機構
44 電磁開閉弁機構
35 第2逆止弁機構
50 コントローラ
51 油圧制御ユニット
52 電動機
53 スタートアップ用油圧ポンプ
60 排気レシーバ
62 吸気マニホールド
64,164 排ガス路
66,166 外部排ガス路
68, バイパス排ガス路
70 排気バイパス弁
72,172 外気導入路
74,174 給気路
76,176 冷却器
78 排ガス循環路
80 排ガス循環制御弁
100 過給機余剰動力回収装置
169,175 過給遮断弁
178 排ガス循環路
180 排ガス循環遮断弁
182 給気調整機構
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記内燃機関の排ガス路に配設されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関の吸気管に過給された給気を供給する第1過給機と、
前記第1過給機に連結されて前記第1過給機により回転駆動されて油圧を発生させる油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記作動機器へ油圧を供給する油路と、
前記作動機器を電子制御するコントローラと、
前記第1過給機のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁と、を有し、
前記コントローラは、前記内燃機関の負荷率が第1の値以上のとき、前記油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、前記作動機器を作動するための油圧を含む前記内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応するように、前記内燃機関の負荷率に応じて前記制御弁の開度を制御する、ことを特徴とする内燃機関の過給機余剰動力回収装置。 An internal combustion engine driven by electronically controlling hydraulically actuated operating equipment;
A first supercharger that is disposed in an exhaust gas path of the internal combustion engine and is rotationally driven by the exhaust gas of the internal combustion engine to supply supercharged air to an intake pipe of the internal combustion engine;
A hydraulic pump connected to the first supercharger and driven to rotate by the first supercharger to generate hydraulic pressure;
An oil passage for supplying hydraulic pressure from the hydraulic pump to the operating device;
A controller for electronically controlling the operating device;
A control valve for controlling an exhaust gas flow rate sent to the turbine of the first supercharger,
When the load factor of the internal combustion engine is equal to or greater than a first value, the controller generates a hydraulic pressure generated by the hydraulic pump for driving the internal combustion engine including a hydraulic pressure for operating the operating device. A supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine, wherein the opening degree of the control valve is controlled in accordance with a load factor of the internal combustion engine so as to correspond to a required amount of required hydraulic pressure.
前記コントローラは、前記内燃機関の負荷率が前記第1の値以上のとき、前記第1過給機における掃気圧が前記目標掃気圧に一致するように、あるいは前記油圧ポンプの油圧生成量が前記油圧の必要量に一致するように、前記内燃機関の負荷率に応じて、前記制御弁の開度を制御する、請求項1に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。 The controller includes information on a correspondence relationship between a target scavenging pressure corresponding to the required amount of the hydraulic pressure of the exhaust gas in the first supercharger and a load factor of the internal combustion engine, or a required amount of the hydraulic pressure, Holds information on the correspondence with the load factor of the internal combustion engine,
The controller is configured such that when the load factor of the internal combustion engine is equal to or greater than the first value, a scavenging air pressure in the first supercharger matches the target scavenging air pressure, or a hydraulic pressure generation amount of the hydraulic pump is The supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the opening degree of the control valve is controlled in accordance with a load factor of the internal combustion engine so as to match a required amount of hydraulic pressure.
前記バイパス排ガス路における排ガス流量を制御する排気バイパス弁と、有し、
前記制御弁は、前記排気バイパス弁である、請求項1または2に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。 A bypass exhaust gas path arranged in parallel with the first supercharger of the internal combustion engine and exhausting a part of the exhaust gas to the outside without passing through the turbine of the first supercharger;
An exhaust bypass valve for controlling the exhaust gas flow rate in the bypass exhaust gas path,
The supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the control valve is the exhaust bypass valve.
前記第1排気再循環装置を駆動するとき、前記バイパス制御弁を閉じる、請求項3または4に記載の内燃機関の過給機余剰動力回収装置。 A first exhaust gas recirculation device that supplies a part of the exhaust gas to the intake pipe of the internal combustion engine without sending the exhaust gas to the first supercharger;
The supercharger surplus power recovery apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein when the first exhaust gas recirculation device is driven, the bypass control valve is closed.
前記内燃機関の排ガス路に配設されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関の吸気管に過給された給気を供給する第1過給機と、
前記第1過給機に連結されて前記第1過給機により回転駆動されて油圧を発生させる油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記作動機器へ油圧を供給する油路と、
前記作動機器を電子制御するコントローラと、
前記第1過給機のタービンへ送る排ガス流量を制御する制御弁と、
前記第1過給機とは別に、前記内燃機関の排ガス路に並列配置されて前記内燃機関の排ガスにより回転駆動されて前記内燃機関に過給された給気を供給する、前記第1過給機に比べてサイズの小さい第2過給機と、
前記第2過給機に並列配置され、前記排ガスの一部を、前記第2過給機へ送らず、前記内燃機関の前記吸気管に供給する第2排気再循環装置と、
前記第2過給機のタービンへの排ガスの供給を遮断する遮断弁と、を有し、
前記コントローラは、
前記内燃機関の負荷率が第1の値以上のとき、前記油圧ポンプにより生成される油圧生成量が、前記作動機器を作動するための油圧を含む前記内燃機関の駆動のために必要な油圧の必要量に対応するように、前記制御弁の開度を制御し、
前記内燃機関の負荷率が、前記第1の値以上第2の値以下の場合、前記第2排気再循環装置の動作を停止した状態で、前記遮断弁を閉じることにより、前記第2過給機による給気を停止するよう制御する、ことを特徴とする内燃機関の過給機余剰動力回収装置。 An internal combustion engine driven by electronically controlling hydraulically actuated operating equipment;
A first supercharger that is disposed in an exhaust gas path of the internal combustion engine and is rotationally driven by the exhaust gas of the internal combustion engine to supply supercharged air to an intake pipe of the internal combustion engine;
A hydraulic pump connected to the first supercharger and driven to rotate by the first supercharger to generate hydraulic pressure;
An oil passage for supplying hydraulic pressure from the hydraulic pump to the operating device;
A controller for electronically controlling the operating device;
A control valve for controlling an exhaust gas flow rate to be sent to the turbine of the first supercharger;
Separately from the first supercharger, the first supercharger is arranged in parallel with the exhaust gas path of the internal combustion engine and is rotationally driven by the exhaust gas of the internal combustion engine to supply the supercharged air to the internal combustion engine A second turbocharger that is smaller in size than the machine,
A second exhaust gas recirculation device that is arranged in parallel to the second supercharger and that supplies a part of the exhaust gas to the intake pipe of the internal combustion engine without sending it to the second supercharger;
A shutoff valve for shutting off the supply of exhaust gas to the turbine of the second supercharger,
The controller is
When the load factor of the internal combustion engine is greater than or equal to a first value, the amount of hydraulic pressure generated by the hydraulic pump is a hydraulic pressure required for driving the internal combustion engine, including the hydraulic pressure for operating the operating device. Control the opening of the control valve to correspond to the required amount,
When the load factor of the internal combustion engine is not less than the first value and not more than the second value, the second supercharging is performed by closing the shutoff valve while the operation of the second exhaust gas recirculation device is stopped. A supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine, characterized in that control is performed so as to stop supply of air by the compressor.
前記内燃機関は、船舶の推進用エンジンである、ことを特徴とする船舶。 The supercharger surplus power recovery device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, is mounted,
The ship, wherein the internal combustion engine is a ship propulsion engine.
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