JP6391253B2 - Engine equipment - Google Patents

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Description

本願発明は、駆動源となるエンジン装置に関するもので、特に、燃料ガスによる燃焼に基づき出力軸を回転させるエンジン装置に関するものである。   The present invention relates to an engine device serving as a drive source, and more particularly to an engine device that rotates an output shaft based on combustion by fuel gas.

従来より、例えばタンカーや輸送船等の船舶や陸上の発電施設においては、その駆動源としてディーゼルエンジンが利用されている。しかしながら、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、環境保全の妨げになる有害物質となる、窒素酸化物、硫黄酸化物及び粒子状物質等が多く含まれている。そのため、近年では、ディーゼルエンジンの代替となるエンジンとして、有害物質の発生量を低減できるガスエンジン装置などが普及されつつある。   Conventionally, for example, in a ship such as a tanker or a transport ship or an onshore power generation facility, a diesel engine has been used as a drive source. However, exhaust gas from a diesel engine is rich in nitrogen oxides, sulfur oxides, particulate matter, and the like that are harmful substances that hinder environmental conservation. Therefore, in recent years, gas engine devices that can reduce the amount of harmful substances generated are becoming widespread as engines that can replace diesel engines.

天然ガスといった燃料ガスを用いて動力を発生させるいわゆるガスエンジン装置は、空気に燃料ガスを混合した混合ガスをシリンダに供給して燃焼させる(特許文献1参照)。特許文献1のガスエンジン装置は、過給機で圧縮された空気に燃料ガスを混合させてシリンダに供給させている。このようなガスエンジン装置において、シリンダへ吸気させる吸気マニホールドと過給機との間にスロットル弁を設けて、スロットル弁の開度を制御することで、空燃比を調整するものがある。   A so-called gas engine apparatus that generates power using fuel gas such as natural gas supplies a cylinder with a mixed gas obtained by mixing a fuel gas with air and burns it (see Patent Document 1). In the gas engine device of Patent Document 1, fuel gas is mixed with air compressed by a supercharger and supplied to a cylinder. In such a gas engine device, there is one that adjusts an air-fuel ratio by providing a throttle valve between an intake manifold that sucks into a cylinder and a supercharger and controlling the opening of the throttle valve.

特開2003−262139号公報JP 2003-262139 A

ところで、この種のガスエンジン装置では、例えば何らかの要因でガスエンジンが無負荷状態になって出力が急減した場合、これに伴いスロットル弁の開度が急減する(スロットル弁が急激に閉じ作動する)。そうすると、過給機におけるコンプレッサの過給圧が異常上昇して、部分的な逆流によって過給機にサージング(脈動)が発生する。当該サージングの発生は、コンプレッサの圧力バランスを崩して、燃料質量に対する吸気質量の比である空燃比に異常(リッチ化)をきたし、ガスエンジンの異常燃焼を招来することになる。   By the way, in this type of gas engine device, for example, when the gas engine is in a no-load state due to some factor and the output is suddenly reduced, the opening of the throttle valve is suddenly reduced (the throttle valve is suddenly closed and operated). . If it does so, the supercharging pressure of the compressor in a supercharger will raise abnormally, and surging (pulsation) will generate | occur | produce in a supercharger by a partial backflow. The occurrence of the surging destroys the pressure balance of the compressor, causes an abnormality (riching) in the air-fuel ratio that is the ratio of the intake mass to the fuel mass, and causes abnormal combustion of the gas engine.

また、低負荷から高負荷に負荷投入された場合、ガスインジェクタによる燃料ガス噴射量の増加タイミングに対して、スロットル弁の開度制御に基づく吸気流入量の増加タイミングに遅れが生じる。そのため、高負荷への負荷投入時においても、スロットル弁の開度制御に基づく空気流量制御の応答性が悪いことから、吸気流入量に不足が生じることとなり、空燃比異常(リッチ化)による異常燃焼を発生させる恐れがある。   Further, when a load is applied from a low load to a high load, the increase timing of the intake air inflow amount based on the throttle valve opening control is delayed with respect to the increase timing of the fuel gas injection amount by the gas injector. For this reason, even when the load is applied to a high load, the air flow rate control based on the throttle valve opening control is poorly responsive, resulting in a shortage in the intake air flow rate. May cause combustion.

そこで、本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題とするものである。   Therefore, the present invention has a technical problem to provide an engine device that has been improved by examining the above-described present situation.

請求項1の発明は、シリンダ内へ空気を供給させる吸気マニホールドと、前記シリンダからの排気ガスを排気させる排気マニホールドと、前記吸気マニホールドから供給される空気に燃料ガスを混合させて前記シリンダに吸気するガスインジェクタと、前記排気マニホールドからの排気ガスにより空気を圧縮する過給器と、該過給器で圧縮された圧縮空気を冷却して前記吸気マニホールドに供給するインタークーラとが備えられたエンジン装置において、前記過給器の空気排出口と前記インタークーラ入口との接続箇所にメインスロットル弁が設けられており、前記過給器の空気流入口と前記インタークーラ入口とを結ぶ給気バイパス流路が備えられるとともに、前記給気バイパス流路にバイパス弁が配置されており、前記バイパス弁の開度制御が実行されているか否が確認され、前記バイパス弁の開度制御が実行されていない場合で、前記エンジン負荷が第1閾値以下である場合に、前記メインスロットル弁の開度制御が実行され、前記エンジン負荷が第1閾値を超えると、前記メインスロットル弁が所定開度に固定され、前記メインスロットル弁の開度制御から前記バイパス弁の開度制御に切り換えられる一方、前記バイパス弁の開度制御が実行されている場合で前記エンジンの負荷が減少するとき、前記エンジン負荷が前記第1閾値より低い第2閾値以上である場合は、前記バイパス弁の開度制御が継続して実行され、前記エンジン負荷が第2閾値を下回ると、前記バイパス弁の開度が所定開度に固定され、前記バイパス弁の開度制御から前記メインスロットル弁の開度制御に切り換えられるというものである。 According to the first aspect of the present invention, an intake manifold that supplies air into the cylinder, an exhaust manifold that exhausts exhaust gas from the cylinder, and a fuel gas mixed with the air supplied from the intake manifold to intake air into the cylinder. An engine comprising: a gas injector that compresses air with exhaust gas from the exhaust manifold; and an intercooler that cools compressed air compressed by the supercharger and supplies the compressed air to the intake manifold In the apparatus, a main throttle valve is provided at a connection point between the air discharge port of the supercharger and the intercooler inlet, and an air supply bypass flow connecting the air inlet of the supercharger and the intercooler inlet A bypass valve is disposed in the supply air bypass flow path, and the opening degree of the bypass valve Your is whether being executed is confirmed, in the case where the opening degree control of the bypass valve is not running, if prior SL engine load is not higher than the first threshold, opening control execution of the main throttle valve When the engine load exceeds the first threshold value, the main throttle valve is fixed at a predetermined opening, and the opening control of the main throttle valve is switched to the opening control of the bypass valve. If the opening control is being performed, when the load of the engine is reduced, the case where the engine load is greater than or equal to lower than said first threshold second threshold, continues opening control of the bypass valve When the engine load falls below the second threshold value, the opening degree of the bypass valve is fixed at a predetermined opening degree, and the opening degree control of the main throttle valve is controlled from the opening degree control of the bypass valve. Is that is switched on.

本願発明によると、シリンダ内へ空気を供給させる吸気マニホールドと、前記シリンダからの排気ガスを排気させる排気マニホールドと、前記吸気マニホールドから供給される空気に燃料ガスを混合させて前記シリンダに吸気するガスインジェクタと、前記排気マニホールドからの排気ガスにより空気を圧縮する過給器と、該過給器で圧縮された圧縮空気を冷却して前記吸気マニホールドに供給するインタークーラとを、備えたエンジン装置において、前記過給器の空気排出口と前記インタークーラ入口との接続箇所にメインスロットル弁を設けており、前記過給器の空気流入口と前記インタークーラ入口とを結ぶ給気バイパス流路を備えるとともに、前記給気バイパス流路にバイパス弁を配置しており、前記エンジンの負荷が増加するとき、前記エンジン負荷が第1閾値より低い場合に、前記メインスロットル弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第1閾値を超えると、前記メインスロットル弁の開度制御から前記バイパス弁の開度制御に切り換える一方、前記エンジンの負荷が減少するとき、前記エンジン負荷が前記第1閾値より低い第2閾値以上である場合は、前記バイパス弁の開度制御を実行しており、前記エンジン負荷が第2閾値を下回ると、前記バイパス弁の開度制御から前記メインスロットル弁の開度制御に切り換えるというものであるので、前記メインスロットル弁と前記バイパス弁とを備えた構造として、前記吸気マニホールドの空気流量を高精度に制御できるため、負荷変動に対しても、応答性よく空気流量を制御できる。   According to the present invention, an intake manifold that supplies air into the cylinder, an exhaust manifold that exhausts exhaust gas from the cylinder, and a gas that mixes fuel gas with the air supplied from the intake manifold and intakes the cylinder In an engine apparatus comprising: an injector; a supercharger that compresses air using exhaust gas from the exhaust manifold; and an intercooler that cools compressed air compressed by the supercharger and supplies the compressed air to the intake manifold. A main throttle valve is provided at a connection point between the air discharge port of the supercharger and the intercooler inlet, and a supply air bypass passage connecting the air inlet of the supercharger and the intercooler inlet is provided. In addition, when a bypass valve is arranged in the supply air bypass flow path and the engine load increases When the engine load is lower than the first threshold value, the opening control of the main throttle valve is executed. When the engine load exceeds the first threshold value, the opening control of the main throttle valve is used to control the bypass valve. While switching to opening control, when the engine load decreases, if the engine load is greater than or equal to a second threshold lower than the first threshold, the bypass valve opening control is executed, and the engine When the load falls below the second threshold value, the opening control of the bypass valve is switched to the opening control of the main throttle valve. Therefore, the intake air intake system has the structure including the main throttle valve and the bypass valve. Since the air flow rate of the manifold can be controlled with high accuracy, the air flow rate can be controlled with high responsiveness to load fluctuations.

本発明によれば、前記給気バイパス流路が前記過給器と前記吸気マニホールドに対する緩衝流路として機能するため、前記バイパス弁を開度制御することで、負荷の増減にあわせて最適に空気流量を設定する応答速度を速めることができる。特に、負荷変動による影響の大きい高負荷領域において、応答性の良いバイパス弁制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足が少なく、最適な空燃比を設定できる。更に、制御切換のための閾値にヒステリシスを設けることにより、制御切換を円滑に実行できる。   According to the present invention, since the air supply bypass flow path functions as a buffer flow path for the supercharger and the intake manifold, the opening of the bypass valve is controlled to optimally adjust the air in accordance with the increase or decrease of the load. The response speed for setting the flow rate can be increased. In particular, since the bypass valve control with good responsiveness is executed in a high load region where the influence of the load change is large, the air flow rate is less excessive and insufficient with respect to the load change, and the optimum air-fuel ratio can be set. Furthermore, by providing hysteresis for the threshold for control switching, control switching can be executed smoothly.

また、前記吸気マニホールド内の空気圧力を測定する圧力センサと、前記エンジンの負荷を検出する負荷検出センサと、前記メインスロットル弁及び前記バイパス弁それぞれの開度を制御するエンジン制御部とを更に有し、前記エンジン制御部は、前記負荷検出センサで検出された前記エンジン負荷に基づく目標空気圧力と該圧力センサで検出された測定圧力との差によって、前記メインスロットル弁又は前記バイパス弁の開度を設定することで、検出した負荷に応じて目標圧力を設定し、フィードバック制御によるバルブ開度を制御するため、実負荷に対して適正な空気流量を提供することが可能となる。従って、負荷変動に対しても応答性よく最適な空燃比を設定できる。   And a pressure sensor that measures the air pressure in the intake manifold, a load detection sensor that detects a load of the engine, and an engine control unit that controls the opening degree of each of the main throttle valve and the bypass valve. The engine control unit may determine whether the main throttle valve or the bypass valve is open according to a difference between a target air pressure based on the engine load detected by the load detection sensor and a measured pressure detected by the pressure sensor. Since the target pressure is set according to the detected load and the valve opening degree is controlled by feedback control, an appropriate air flow rate can be provided for the actual load. Therefore, the optimum air-fuel ratio can be set with good responsiveness to load fluctuations.

また、本発明によれば、前記吸気マニホールドに供給する空気流量を設定することにより前記メインスロットル弁を通過させる空気流量を最適に制御できるため、前記吸気マニホールドに供給する空気流量の不足を防止できる。これにより、負荷の急上昇に対しても応答性よく空気流量を制御できるため、適正な空燃比を提供することが可能となり、前記エンジン装置の運転を安定なものとできる。   Further, according to the present invention, since the air flow rate that passes through the main throttle valve can be optimally controlled by setting the air flow rate that is supplied to the intake manifold, it is possible to prevent shortage of the air flow rate that is supplied to the intake manifold. . As a result, the air flow rate can be controlled with high responsiveness even when the load suddenly increases, so that an appropriate air-fuel ratio can be provided, and the operation of the engine device can be stabilized.

また、本発明によれば、前記エンジン制御部は、前記エンジンの負荷が減少したときに、前記バイパス弁の開度を制御することで、前記吸気マニホールドから供給する空気流量を設定するものとすることで、負荷減少時において、前記メインスロットル弁とともに前記バイパス弁も同時に制御することで、前記過給器における空気出入口の空気圧力を安定させることができ、サージングの発生を防止できる。   According to the present invention, the engine control unit sets the air flow rate supplied from the intake manifold by controlling the opening degree of the bypass valve when the load of the engine decreases. Thus, when the load is decreased, the bypass valve is controlled simultaneously with the main throttle valve, so that the air pressure at the air inlet / outlet in the supercharger can be stabilized and the occurrence of surging can be prevented.

本発明の実施形態における船舶の全体側面図である。1 is an overall side view of a ship according to an embodiment of the present invention. 機関室の平面説明図である。It is plane explanatory drawing of an engine room. 機関室の平面説明図である。It is plane explanatory drawing of an engine room. 本発明の実施形態におけるエンジン装置の吸排気路の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the intake / exhaust path of the engine apparatus in embodiment of this invention. 同エンジン装置におけるシリンダヘッド内の模式的に表した概略図である。FIG. 2 is a schematic view schematically showing the inside of a cylinder head in the engine device. 同エンジン装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the engine device. 同エンジン装置の側面図である。It is a side view of the engine device. 同エンジン装置の平面図である。It is a top view of the engine apparatus. 同エンジン装置の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the engine device. 同エンジン装置における空気流量制御の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the air flow rate control in the engine apparatus. 同エンジン装置における空気流量制御の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the air flow rate control in the engine apparatus. 燃料ガス噴射量制御の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation | movement of fuel gas injection amount control. 目標吸気マニホールド圧力マップ補正制御の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of target intake manifold pressure map correction control. 目標吸気マニホールド圧力マップ補正制御の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation | movement of target intake manifold pressure map correction | amendment control. 目標副燃料ガス圧マップ補正制御の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of target sub fuel gas pressure map correction | amendment control. エンジン制御装置による負荷投入時の制御動作フローチャートである。It is a control operation | movement flowchart at the time of load injection by an engine control apparatus. 同タイムチャートである。It is the same time chart. 負荷減少時のメインスロットル弁に対する開度制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the opening degree control operation | movement with respect to the main throttle valve at the time of load reduction. 同タイムチャートである。It is the same time chart.

以下に、本願発明を具体化した実施形態を、電気推進船に搭載される発電機構に適用した場合の図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied will be described with reference to the drawings in the case where the invention is applied to a power generation mechanism mounted on an electric propulsion ship.

まず始めに、船舶の概要について説明する。図1〜図3に示すように、本実施形態の船舶1は、船体2と、船体2の船尾側に設けられたキャビン3(船橋)と、キャビン3の後方に配置されたファンネル4(煙突)と、船体2の後方下部に設けられた一対のプロペラ5及び舵6とを備えている。この場合、船尾側の船底7に一対のスケグ8が一体形成されている。各スケグ8には、プロペラ5を回転駆動させる推進軸9が軸支される。各スケグ8は、船体2の左右幅方向を分割する船体中心線CL(図3参照)を基準にして左右対称状に形成されている。すなわち、第1実施形態では、船体2の船尾形状としてツインスケグが採用されている。   First, the outline of the ship will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the ship 1 of the present embodiment includes a hull 2, a cabin 3 (bridge) provided on the stern side of the hull 2, and a funnel 4 (chimney behind the cabin 3). ) And a pair of propellers 5 and a rudder 6 provided at the lower rear part of the hull 2. In this case, a pair of skegs 8 are integrally formed on the stern side bottom 7. A propeller shaft 9 that rotates the propeller 5 is supported on each skeg 8. Each skeg 8 is formed symmetrically with respect to a hull center line CL (see FIG. 3) that divides the hull 2 in the left-right width direction. That is, in the first embodiment, twin skeg is adopted as the stern shape of the hull 2.

船体2内の船首側及び中央部には船倉10が設けられており、船体2内の船尾側には機関室11が設けられている。機関室11には、プロペラ5の駆動源なる推進機構12が船体中心線CLを挟んだ左右に振り分けて一対配置されている。各推進機構12から推進軸9に伝達された回転動力にて、各プロペラ5は回転駆動する。機関室11には、各推進機構12等への電力供給を制御する電力制御盤13と、電力制御盤13を通じて供給する電力を発生させる複数基(本実施形態では3基)の発電機構14とが設けられている。機関室11の内部は、甲板及び内底板にて上下に仕切られている。第1実施形態の推進機構12、電力制御板13、及び発電機構14、機関室11最下段の内底板上に設置されている。なお、詳細は図示していないが、船倉10は複数の区画に分割されている。   A hold 10 is provided on the bow side and the center of the hull 2, and an engine room 11 is provided on the stern side of the hull 2. In the engine room 11, a pair of propulsion mechanisms 12 serving as a driving source for the propeller 5 are arranged on the left and right sides of the hull center line CL. Each propeller 5 is rotationally driven by the rotational power transmitted from each propulsion mechanism 12 to the propulsion shaft 9. The engine room 11 includes a power control panel 13 that controls power supply to each propulsion mechanism 12 and the like, and a plurality of (three in this embodiment) power generation mechanisms 14 that generate power to be supplied through the power control panel 13. Is provided. The interior of the engine room 11 is partitioned vertically by a deck and an inner bottom plate. The propulsion mechanism 12, the power control plate 13, the power generation mechanism 14, and the engine room 11 of the first embodiment are installed on the innermost bottom plate. Although not shown in detail, the hold 10 is divided into a plurality of sections.

図2及び図3に示すように、推進機構12は、プロペラ5の駆動源である推進モータ装置15(実施形態ではデュアルフューエルエンジン)と、推進モータ装置15の動力を推進軸9に伝達する減速機22とを組み合わせたものである。また、発電機構14は、供給する電力を発電する発電機23と、発電機23の駆動源である中速エンジン装置21とを組み合わせたものである。ここで、「中速」のエンジンとは、毎分500〜1000回転程度の回転速度で駆動するものを意味している。ちなみに、「低速」のエンジンは毎分500回転以下の回転速度で駆動し、「高速」のエンジンは毎分1000回転以上の回転速度で駆動する。実施形態のエンジン装置21は中速の範囲内(毎分700〜750回転程度)で定速駆動するように構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the propulsion mechanism 12 is a propulsion motor device 15 (dual fuel engine in the embodiment) that is a drive source of the propeller 5 and a deceleration that transmits the power of the propulsion motor device 15 to the propulsion shaft 9. The machine 22 is combined. The power generation mechanism 14 is a combination of a generator 23 that generates electric power to be supplied and a medium-speed engine device 21 that is a drive source of the generator 23. Here, the “medium speed” engine means one that is driven at a rotational speed of about 500 to 1000 revolutions per minute. Incidentally, a “low speed” engine is driven at a rotational speed of 500 revolutions per minute, and a “high speed” engine is driven at a rotational speed of 1000 revolutions per minute. The engine device 21 of the embodiment is configured to be driven at a constant speed within a medium speed range (about 700 to 750 revolutions per minute).

エンジン装置21の後面側からエンジン出力軸24の後端側が突出している。エンジン出力軸24の後端側に発電機23が動力伝達可能に連結されている。発電機構14では、エンジン装置21により発電機23を回転駆動することで、発電機23が発電電力を電力制御盤13に送電する。電力制御盤13は、各発電機23から送電された電力の一部を、推進モータ装置15に供給し、推進モータ装置15を回転駆動させる。また、電力制御盤13は、各発電機23による発電電力を、推進モータ装置15以外の船体2内の電気系統にも供給する。   The rear end side of the engine output shaft 24 protrudes from the rear surface side of the engine device 21. A generator 23 is connected to the rear end side of the engine output shaft 24 so that power can be transmitted. In the power generation mechanism 14, the generator 23 transmits the generated power to the power control panel 13 by rotating the generator 23 with the engine device 21. The power control panel 13 supplies a part of the electric power transmitted from each generator 23 to the propulsion motor device 15 to drive the propulsion motor device 15 to rotate. The power control panel 13 also supplies the power generated by each generator 23 to the electrical system in the hull 2 other than the propulsion motor device 15.

推進モータ装置15は、電力制御盤13からの電力に基づいて、回転駆動する推進モータ装置15の動力は、モータ出力軸16の後端側から減速機22を介して、推進軸9に伝達される。推進モータ装置15の動力の一部は、減速機22によって減速されて、推進軸9に伝達される。減速機22からの減速動力にてプロペラ5が回転駆動する。なお、プロペラ5には、プロペラ羽根の翼角変更によって船速を調節可能な可変ピッチプロペラが採用されている。   In the propulsion motor device 15, the power of the propulsion motor device 15 that is rotationally driven based on the electric power from the power control panel 13 is transmitted from the rear end side of the motor output shaft 16 to the propulsion shaft 9 via the speed reducer 22. The Part of the power of the propulsion motor device 15 is decelerated by the reduction gear 22 and transmitted to the propulsion shaft 9. The propeller 5 is rotationally driven by the deceleration power from the speed reducer 22. The propeller 5 employs a variable pitch propeller capable of adjusting the ship speed by changing the blade angle of the propeller blades.

次に、上記船舶1における発電機構14として用いられるエンジン装置であるガスエンジン装置の構成について、図3〜図9を参照して説明する。ガスエンジン装置21(以下、単に「エンジン装置21」と呼ぶ)は、天然ガス等の燃料ガスを空気に混合させて燃焼させる予混合燃焼方式により駆動する。図4は、エンジン装置21における吸排気系統を示す図であり、図5は、エンジン装置21におけるシリンダヘッド内の模式的に表した概略図であり、図6は、エンジン装置21における制御ブロック図である。   Next, the structure of the gas engine apparatus which is an engine apparatus used as the electric power generation mechanism 14 in the said ship 1 is demonstrated with reference to FIGS. The gas engine device 21 (hereinafter simply referred to as “engine device 21”) is driven by a premixed combustion method in which a fuel gas such as natural gas is mixed with air and burned. 4 is a diagram showing an intake / exhaust system in the engine device 21, FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the inside of a cylinder head in the engine device 21, and FIG. 6 is a control block diagram in the engine device 21. It is.

図3に示すように、エンジン装置21は、船舶2に設けられたガス燃料タンク32と気化装置34及びガスバルブユニット35を介して接続しており、燃料ガス供給路を構成している。ガス燃料タンク32は、気体である燃料ガスを液化させた液化燃料ガスを貯蔵している。気化装置34は、ガス燃料タンク32の液化燃料(燃料ガス)を気化させ、ガスバルブユニット35を介してエンジン装置21に送る。なお、ガスバルブユニット35では、エンジン装置21から戻る一部の燃料ガスを回収しており、ユニット内のガス圧を検出することで、ガス漏れなどを確認している。   As shown in FIG. 3, the engine device 21 is connected to a gas fuel tank 32 provided in the ship 2 via a vaporizer 34 and a gas valve unit 35 to constitute a fuel gas supply path. The gas fuel tank 32 stores a liquefied fuel gas obtained by liquefying a gaseous fuel gas. The vaporizer 34 vaporizes the liquefied fuel (fuel gas) in the gas fuel tank 32 and sends it to the engine device 21 via the gas valve unit 35. In the gas valve unit 35, a part of the fuel gas returning from the engine device 21 is collected, and a gas leak or the like is confirmed by detecting the gas pressure in the unit.

エンジン装置21は、主燃料ガス流路30及び副燃料ガス流路31によりガスバルブユニット35と接続している。主燃料ガス流路30は、主燃料ガス圧力調整器110を具備しており、主燃料ガス圧力調整器110で、ガスバルブユニット35からエンジン装置21に供給する燃料ガスのガス圧を調整している。主燃料ガス流路30は、主燃料ガス圧力調整器110を具備しており、主燃料ガス圧力調整器110で、後述のガスインジェクタ98(図4参照)より主室M(図6参照)に供給する燃料ガスのガス圧を調整している。また、副燃料ガス流路31は、副燃料ガス圧力調整器111を具備しており、副燃料ガス圧力調整器110で、後述のチェックバルブ89(図6参照)より副室S(図6参照)に供給する燃料ガスのガス圧を調整している。   The engine device 21 is connected to the gas valve unit 35 through a main fuel gas passage 30 and a sub fuel gas passage 31. The main fuel gas flow path 30 includes a main fuel gas pressure regulator 110, and the main fuel gas pressure regulator 110 adjusts the gas pressure of the fuel gas supplied from the gas valve unit 35 to the engine device 21. . The main fuel gas flow path 30 includes a main fuel gas pressure regulator 110, and the main fuel gas pressure regulator 110 moves from a gas injector 98 (see FIG. 4) described later to the main chamber M (see FIG. 6). The gas pressure of the supplied fuel gas is adjusted. Further, the auxiliary fuel gas flow path 31 includes an auxiliary fuel gas pressure regulator 111, and the auxiliary fuel gas pressure regulator 110 is connected to the auxiliary chamber S (see FIG. 6) from a check valve 89 (see FIG. 6) described later. The gas pressure of the fuel gas supplied to) is adjusted.

エンジン装置21は、図4に示すように、後述のシリンダブロック25に複数の気筒(シリンダ)36(本実施形態では6気筒)を直列に並べた構成を有している。各気筒36は、シリンダブロック25内に構成される吸気マニホールド(吸気流路)67と吸気ポート37を介して連通している。各気筒36は、後述のシリンダヘッド26上方に配置される排気マニホールド(排気流路)44と排気ポート38を介して連通している。各気筒36における吸気ポート37に、ガスインジェクタ98を配置する。   As shown in FIG. 4, the engine device 21 has a configuration in which a plurality of cylinders (cylinders) 36 (6 cylinders in this embodiment) are arranged in series on a cylinder block 25 described later. Each cylinder 36 communicates with an intake manifold (intake passage) 67 configured in the cylinder block 25 via an intake port 37. Each cylinder 36 communicates with an exhaust manifold (exhaust flow path) 44 disposed above a cylinder head 26 described later via an exhaust port 38. A gas injector 98 is disposed in the intake port 37 of each cylinder 36.

従って、吸気マニホールド67からの空気が、吸気ポート37を介して各気筒36に供給される一方、各気筒36からの排ガスが、排気ポート38を介して排気マニホールド44に吐出される。ガスインジェクタ98から燃料ガスを吸気ポート37に供給し、吸気マニホールド67からの空気に燃料ガスを混合して、各気筒36に予混合ガスを供給する。また、吸気マニホールド67には、吸気マニホールド67内の空気圧力を測定する吸気マニホールド圧力センサ39を配置している。   Accordingly, air from the intake manifold 67 is supplied to each cylinder 36 via the intake port 37, while exhaust gas from each cylinder 36 is discharged to the exhaust manifold 44 via the exhaust port 38. The fuel gas is supplied from the gas injector 98 to the intake port 37, the fuel gas is mixed with the air from the intake manifold 67, and the premixed gas is supplied to each cylinder 36. The intake manifold 67 is provided with an intake manifold pressure sensor 39 that measures the air pressure in the intake manifold 67.

なお、本実施形態では、吸気マニホールド67における空気量を吸気マニホールド圧力によるものとするが、これに限定されるものではない。例えば、吸気マニホールド67に供給される空気流量をマスフローメータ又はオリフィス流量計によって検知し、検知した空気流量を吸気マニホールド67の空気量としても良い。   In this embodiment, the amount of air in the intake manifold 67 is determined by the intake manifold pressure, but is not limited to this. For example, the flow rate of air supplied to the intake manifold 67 may be detected by a mass flow meter or an orifice flow meter, and the detected air flow rate may be used as the air amount of the intake manifold 67.

排気マニホールド44の排気出口側に、過給機49のタービン49aの排気入口を接続しており、吸気マニホールド67の空気入口側(新気入口側)に、インタークーラ51の空気吐出口(新気出口)を接続している。インタークーラ51の空気吸入口(新気入口)に、過給機49のコンプレッサ49bの空気吐出口(新気出口)を接続している。コンプレッサ49b及びインタークーラ51の間に、メインスロットル弁V1を配置しており、メインスロットル弁V1の弁開度を調節して、吸気マニホールド67に供給する空気流量を調整する。   The exhaust inlet of the turbine 49a of the supercharger 49 is connected to the exhaust outlet side of the exhaust manifold 44, and the air outlet (new air) of the intercooler 51 is connected to the air inlet side (new air inlet side) of the intake manifold 67. Outlet) is connected. The air discharge port (fresh air outlet) of the compressor 49 b of the supercharger 49 is connected to the air intake port (fresh air inlet) of the intercooler 51. A main throttle valve V1 is arranged between the compressor 49b and the intercooler 51, and the flow rate of air supplied to the intake manifold 67 is adjusted by adjusting the valve opening degree of the main throttle valve V1.

コンプレッサ49bをバイパスさせる給気バイパス流路17が、コンプレッサ49bの空気吸入口(新気入口)側とインタークーラ51の空気吸入口側とを連結している。すなわち、給気バイパス流路17は、コンプレッサ49bの空気吸入口よりも上流側で外気に解放される一方で、インタークーラ51とメインスロットル弁V1との接続部分に接続される。この給気バイパス流路17上に、給気バイパス弁V2を配置しており、給気バイパス弁V2の弁開度を調節して、メインスロットル弁V1下流側から給気バイパス流路17を介して外気へ流れる空気流量を調整する。   An air supply bypass passage 17 for bypassing the compressor 49b connects the air inlet (fresh air inlet) side of the compressor 49b and the air inlet side of the intercooler 51. That is, the air supply bypass passage 17 is connected to the connection portion between the intercooler 51 and the main throttle valve V1 while being released to the outside air upstream of the air intake port of the compressor 49b. An air supply bypass valve V2 is disposed on the air supply bypass flow path 17, and the valve opening degree of the air supply bypass valve V2 is adjusted to pass through the air supply bypass flow path 17 from the downstream side of the main throttle valve V1. Adjust the flow rate of air flowing to the outside air.

上記のように、エンジン装置21の吸気系統は、吸気マニホールド67と、インタークーラ51と、メインスロットル弁V1と、コンプレッサ49bと、給気バイパス弁V2とを具備している。エンジン装置21の吸気系統では、吸気マニホールド67から空気の流れの上流側に向かって、インタークーラ51と、メインスロットル弁V1と、コンプレッサ49bと、が順に配置されている。給気バイパス弁V2は、コンプレッサ49bをバイパスするバイパス経路である給気バイパス流路17上に設けられている。また、エンジン装置21の排気系統は、排気マニホールド44と、タービン49aとを具備しており、排気マニホールド44から排気ガス流れの下流側に向かって、タービン49aが配置されている。   As described above, the intake system of the engine device 21 includes the intake manifold 67, the intercooler 51, the main throttle valve V1, the compressor 49b, and the air supply bypass valve V2. In the intake system of the engine device 21, an intercooler 51, a main throttle valve V1, and a compressor 49b are sequentially arranged from the intake manifold 67 toward the upstream side of the air flow. The air supply bypass valve V2 is provided on the air supply bypass passage 17 which is a bypass path that bypasses the compressor 49b. The exhaust system of the engine device 21 includes an exhaust manifold 44 and a turbine 49a. The turbine 49a is disposed from the exhaust manifold 44 toward the downstream side of the exhaust gas flow.

エンジン装置21は、図6に示すように、シリンダブロック25内に気筒36を設置しており、気筒36内にピストン78を摺動可能に収納している。シリンダブロック25上部にシリンダヘッド26を配置し、シリンダヘッド26には、着火装置79を挿入しており、着火装置79の外周側に吸気弁80及び排気バルブ81を摺動可能に設置している。そして、着火装置79内における、着火装置79下端側に副室Sを形成している。また、着火装置79に、スパークプラグ82及びチェックバルブ89を、各先端が副室Sの上方に位置するように挿入している。気筒36内には、シリンダブロック25下側とピストン78頂部で囲まれる主室Mを形成する。   As shown in FIG. 6, the engine device 21 has a cylinder 36 installed in the cylinder block 25, and a piston 78 is slidably accommodated in the cylinder 36. A cylinder head 26 is disposed above the cylinder block 25, and an ignition device 79 is inserted into the cylinder head 26. An intake valve 80 and an exhaust valve 81 are slidably installed on the outer peripheral side of the ignition device 79. . A sub chamber S is formed on the lower end side of the ignition device 79 in the ignition device 79. In addition, a spark plug 82 and a check valve 89 are inserted into the ignition device 79 so that each tip is positioned above the sub chamber S. In the cylinder 36, a main chamber M surrounded by the lower side of the cylinder block 25 and the top of the piston 78 is formed.

すなわち、シリンダブロック25内には、円筒形状の気筒36が挿入されており、気筒36内を上下方向にピストン78が往復動することで、気筒36下側のエンジン出力軸24を回転させる。シリンダブロック25上のシリンダヘッド26それぞれには、スパークプラグ82及びチェックバルブ89を装填している着火装置79が、気筒36に先端を向けて挿入されている。この着火装置79は、気筒36の上端面の中心位置に先端を配置しており、チェックバルブ89が副燃料ガス流路31と接続されている。従って、エンジン装置21が駆動するとき、着火装置79の副室Sでチェックバルブ89から噴射される燃料ガスをスパークプラグ82の火花で引火させ、気筒36内の主室Mの中心位置に着火火炎(燃焼ガス)を発生させる。   That is, a cylindrical cylinder 36 is inserted into the cylinder block 25, and the engine output shaft 24 below the cylinder 36 is rotated by reciprocating the piston 78 in the vertical direction in the cylinder 36. In each cylinder head 26 on the cylinder block 25, an ignition device 79 loaded with a spark plug 82 and a check valve 89 is inserted into the cylinder 36 with its tip directed. The ignition device 79 has a tip disposed at the center position of the upper end surface of the cylinder 36, and a check valve 89 is connected to the auxiliary fuel gas passage 31. Therefore, when the engine device 21 is driven, the fuel gas injected from the check valve 89 in the sub chamber S of the ignition device 79 is ignited by the spark of the spark plug 82, and an ignition flame is formed at the center position of the main chamber M in the cylinder 36. (Combustion gas) is generated.

吸気ポート37には、ガスインジェクタ89を配置しており、吸気ポート37内の空気流路にガスインジェクタ89のガス噴射ノズルが挿入されている。また、ガスインジェクタ89が主燃料ガス流路30と接続されている。吸気ポート37内の空気流路では、ガス噴射ノズル103から噴射された燃料ガスが、吸気マニホールド67から流入する空気に混合される。従って、吸気弁80を開いたとき、吸気マニホールド67からの空気にガスインジェクタ89からの燃料ガスを混合した予混合ガスを、主室Mに流入させる。   A gas injector 89 is disposed in the intake port 37, and a gas injection nozzle of the gas injector 89 is inserted into an air flow path in the intake port 37. A gas injector 89 is connected to the main fuel gas flow path 30. In the air flow path in the intake port 37, the fuel gas injected from the gas injection nozzle 103 is mixed with the air flowing in from the intake manifold 67. Therefore, when the intake valve 80 is opened, the premixed gas in which the fuel gas from the gas injector 89 is mixed with the air from the intake manifold 67 flows into the main chamber M.

各シリンダヘッド26において、吸気弁80を上下動させることで、吸気ポート37を開閉し、吸気弁80を上下動させることで、排気ポート38を開閉する。すなわち、吸気弁80が開くことで、吸気ポート37を通じて吸気マニホールド67からの空気を気筒36内の主燃焼室に吸気させる一方で、排気弁81が開くことで、排気ポート38を通じて気筒36内の主燃焼室での燃焼ガス(排気ガス)を排気マニホールド44へ排気させる。従って、エンジン装置21が駆動するとき、着火装置79による着火火炎(燃焼ガス)が発生することで、吸気弁80を介して気筒36内の主室Mに供給される予混合ガスが反応し、予混合燃焼を発生させる。   In each cylinder head 26, the intake port 37 is opened and closed by moving the intake valve 80 up and down, and the exhaust port 38 is opened and closed by moving the intake valve 80 up and down. That is, when the intake valve 80 is opened, the air from the intake manifold 67 is sucked into the main combustion chamber in the cylinder 36 through the intake port 37, while the exhaust valve 81 is opened so that the air in the cylinder 36 is opened through the exhaust port 38. The combustion gas (exhaust gas) in the main combustion chamber is exhausted to the exhaust manifold 44. Therefore, when the engine device 21 is driven, an ignition flame (combustion gas) is generated by the ignition device 79, so that the premixed gas supplied to the main chamber M in the cylinder 36 via the intake valve 80 reacts. Generate premixed combustion.

すなわち、エンジン装置21が駆動しているとき、ガスインジェクタ98が燃料ガスを吸気ポート37内に噴射する。そのため、吸気ポート37内では、ガスインジェクタ98から噴射された燃料ガスが、吸気マニホールド67から流入する空気に混合される。そして、この空気に燃料ガス混合させた混合ガスは、吸気ポート37を通じて吸気弁80に向かって流れることとなる。このとき、吸気弁80を開くことで、気筒36内の主室Mに混合ガスを吸気させる。そして、吸気弁80を閉じるとともにピストン78をスライドさせて主室M内の混合ガスを圧縮させた後、着火装置79により着火火炎を主室M内に噴出させて、主室M内で混合ガスを燃焼させる。その後、排気弁81を開くことで、主室M内の燃焼ガス(排ガス)をシリンダヘッド26内の排気ポート38を通じて排気マニホールド44に排気する。   That is, when the engine device 21 is driven, the gas injector 98 injects fuel gas into the intake port 37. Therefore, in the intake port 37, the fuel gas injected from the gas injector 98 is mixed with the air flowing from the intake manifold 67. The mixed gas obtained by mixing the fuel gas with the air flows toward the intake valve 80 through the intake port 37. At this time, by opening the intake valve 80, the mixed gas is sucked into the main chamber M in the cylinder 36. Then, after closing the intake valve 80 and sliding the piston 78 to compress the mixed gas in the main chamber M, an ignition flame 79 is jetted into the main chamber M by the ignition device 79, and the mixed gas in the main chamber M is discharged. To burn. Thereafter, by opening the exhaust valve 81, the combustion gas (exhaust gas) in the main chamber M is exhausted to the exhaust manifold 44 through the exhaust port 38 in the cylinder head 26.

主燃料ガス流路30には、流路内の燃料ガスのガス圧力及びガス温度を測定する主燃料ガス圧センサ112及び主燃料ガス温度センサ113が設置されている。主燃料ガス圧センサ112の測定結果に基づいて、ガスインジェクタ98から吸気ポート37に供給される燃料ガスの流量が計測される。また、主燃料ガス圧センサ113により、ガスインジェクタ89から供給する燃料ガスの温度が測定される。副燃料ガス流路31には、流路内の燃料ガスのガス圧力を測定する副燃料ガス圧センサ114が設置されており、副燃料ガス圧センサ114の測定結果に基づいて、チェックバルブ89に供給される燃料ガスの流量が計測される。   The main fuel gas flow path 30 is provided with a main fuel gas pressure sensor 112 and a main fuel gas temperature sensor 113 for measuring the gas pressure and gas temperature of the fuel gas in the flow path. Based on the measurement result of the main fuel gas pressure sensor 112, the flow rate of the fuel gas supplied from the gas injector 98 to the intake port 37 is measured. Further, the temperature of the fuel gas supplied from the gas injector 89 is measured by the main fuel gas pressure sensor 113. An auxiliary fuel gas pressure sensor 114 that measures the gas pressure of the fuel gas in the passage is installed in the auxiliary fuel gas channel 31, and based on the measurement result of the auxiliary fuel gas pressure sensor 114, a check valve 89 is provided. The flow rate of the supplied fuel gas is measured.

エンジン装置21は、図6に示すように、エンジン装置21の各部を制御するエンジン制御装置73を有し、気筒36毎に、スパークプラグ82及びガスインジェクタ98を設けている。エンジン制御装置73は、スパークプラグ82及びガスインジェクタ98に制御信号を与えて、スパークプラグ82による点火、及びガスインジェクタ98によるガス燃料供給を制御する。   As shown in FIG. 6, the engine device 21 includes an engine control device 73 that controls each part of the engine device 21, and a spark plug 82 and a gas injector 98 are provided for each cylinder 36. The engine control device 73 gives control signals to the spark plug 82 and the gas injector 98 to control ignition by the spark plug 82 and gas fuel supply by the gas injector 98.

エンジン制御装置73は、主燃料ガス圧力調整器110及び副燃料ガス圧力調整器111を制御して、主燃料ガス流路30及び副燃料ガス流路31から供給する燃料ガスのガス圧力(ガス流量)を調整する。エンジン制御装置73は、メインスロットル弁V1及び給気バイパス弁V2それぞれに制御信号を与えて、それぞれ弁開度を調節し、吸気マニホールド67における空気圧力(吸気マニホールド圧力)を調整する。   The engine control device 73 controls the main fuel gas pressure regulator 110 and the sub fuel gas pressure regulator 111 to control the gas pressure (gas flow rate) of the fuel gas supplied from the main fuel gas passage 30 and the sub fuel gas passage 31. ). The engine control device 73 gives control signals to the main throttle valve V1 and the supply air bypass valve V2, respectively, and adjusts the valve opening degree to adjust the air pressure (intake manifold pressure) in the intake manifold 67.

エンジン制御装置73は、ワットトランスデューサやトルクセンサなどの負荷測定器(負荷検出センサ)19による測定信号を受け、エンジン装置21にかかる負荷を算出する。エンジン制御装置73は、クランク軸24の回転数を測定するパルスセンサなどのエンジン回転センサ20による測定信号を受け、エンジン装置21のエンジン回転数を検知する。エンジン制御装置73は、吸気マニホールド67における空気圧力を測定する吸気マニホールド圧力センサ(圧力センサ)39より測定信号を受け、吸気マニホールド圧力を検知する。エンジン制御装置73は、潤滑油温度センサ53より測定信号を受け、エンジン装置21内を循環させる潤滑油の潤滑油温度Tjを検知する。   The engine control device 73 receives a measurement signal from a load measuring device (load detection sensor) 19 such as a watt transducer or a torque sensor, and calculates a load applied to the engine device 21. The engine control device 73 receives a measurement signal from the engine rotation sensor 20 such as a pulse sensor that measures the rotation speed of the crankshaft 24 and detects the engine rotation speed of the engine device 21. The engine control device 73 receives the measurement signal from the intake manifold pressure sensor (pressure sensor) 39 that measures the air pressure in the intake manifold 67 and detects the intake manifold pressure. The engine control device 73 receives the measurement signal from the lubricating oil temperature sensor 53 and detects the lubricating oil temperature Tj of the lubricating oil circulating in the engine device 21.

エンジン制御装置73は、主室燃料ガス圧力Pmを検知する主燃料ガス圧センサ112、主燃料ガス温度Tmを検知する主燃料ガス温度センサ113、及び副室燃料流量としての副燃料ガス圧力Psを検知する副燃料ガス圧センサ114から測定信号を受ける。エンジン制御装置73は、主燃料ガス圧センサ112及び主燃料ガス温度センサ113それぞれからの測定信号に基づいて、主燃料ガス圧力調整器110を駆動制御し、各吸気ポート37のガスインジェクタ98に供給する主燃料ガス流量を調整する。エンジン制御装置73は、副燃料ガス圧センサ114からの測定信号に基づいて、副燃料ガス圧力調整器111を駆動制御し、各着火装置79のチェックバルブ89に供給する副燃料ガス流量を調整する。   The engine control device 73 includes a main fuel gas pressure sensor 112 that detects a main chamber fuel gas pressure Pm, a main fuel gas temperature sensor 113 that detects a main fuel gas temperature Tm, and a sub fuel gas pressure Ps as a sub chamber fuel flow rate. A measurement signal is received from the sub fuel gas pressure sensor 114 to be detected. The engine control device 73 drives and controls the main fuel gas pressure regulator 110 based on the measurement signals from the main fuel gas pressure sensor 112 and the main fuel gas temperature sensor 113, and supplies them to the gas injectors 98 of the intake ports 37. Adjust the main fuel gas flow rate. The engine control device 73 drives and controls the auxiliary fuel gas pressure regulator 111 based on the measurement signal from the auxiliary fuel gas pressure sensor 114 to adjust the flow rate of the auxiliary fuel gas supplied to the check valve 89 of each ignition device 79. .

エンジン制御装置73は、ガスインジェクタ98における弁開度を調節して、各気筒36の主室M内に供給する燃料ガス流量を設定する。そして、エンジン制御装置73は、スパークプラグ82の点火動作を制御して、各気筒36における燃焼を所定タイミングで発生させる。すなわち、ガスインジェクタ98が、弁開度に応じた流量の燃料ガスを吸気ポート37に供給して、吸気マニホールド67からの空気に混合して、予混合燃料を気筒36に供給させる。そして、各気筒36の噴射タイミングに合わせて、スパークプラグ82により、着火装置79における副室S内にチェックバルブ89から供給される副燃料ガスを着火させる。この着火装置79で発生した燃焼ガスが主室M内に噴射され、予混合ガスを供給した気筒36内で発火させる。   The engine control device 73 adjusts the valve opening degree in the gas injector 98 to set the flow rate of the fuel gas supplied into the main chamber M of each cylinder 36. Then, the engine control device 73 controls the ignition operation of the spark plug 82 to generate combustion in each cylinder 36 at a predetermined timing. That is, the gas injector 98 supplies fuel gas having a flow rate corresponding to the valve opening degree to the intake port 37, mixes it with air from the intake manifold 67, and supplies premixed fuel to the cylinder 36. Then, the sub fuel gas supplied from the check valve 89 is ignited in the sub chamber S of the ignition device 79 by the spark plug 82 in accordance with the injection timing of each cylinder 36. The combustion gas generated in the ignition device 79 is injected into the main chamber M and ignited in the cylinder 36 to which the premixed gas is supplied.

次に、ガスエンジン装置21(エンジン装置21)の外観構成について、図7〜図9を参照して説明する。以下の説明において、発電機23との接続側を後側として、エンジン装置21の構成における前後左右の位置関係を指定するものとする。   Next, the external configuration of the gas engine device 21 (engine device 21) will be described with reference to FIGS. In the following description, the front / rear / left / right positional relationship in the configuration of the engine device 21 is designated with the connection side with the generator 23 as the rear side.

エンジン装置21は、図7及び図8に示すように、ベース台27上に据置されるシリンダブロック25にエンジン出力軸24を備え、複数のヘッドカバー40が前後一列に配列されたシリンダヘッド26をシリンダブロック25上に搭載している。エンジン装置21は、シリンダヘッド26の右側面に、主燃料ガス流路30の一部である主燃料ガス配管41をヘッドカバー40列と平行に延設する一方、シリンダブロック25の左側面に、副燃料ガス流路31の一部である副燃料ガス配管42をヘッドカバー40列と平行に延設している。   As shown in FIGS. 7 and 8, the engine device 21 includes an engine output shaft 24 in a cylinder block 25 placed on a base table 27, and a cylinder head 26 in which a plurality of head covers 40 are arranged in a line in the front-rear direction. It is mounted on the block 25. The engine device 21 has a main fuel gas pipe 41, which is a part of the main fuel gas passage 30, extended in parallel to the head cover 40 row on the right side surface of the cylinder head 26, while A sub fuel gas pipe 42, which is a part of the fuel gas flow path 31, extends in parallel with the head cover 40 row.

主燃料ガス配管41の上側において、排気マニホールド(排気流路)44がヘッドカバー40列と平行に延設されており、この排気マニホールド44の外周が遮熱カバー45で覆われている。遮熱カバー45は、排気マニホールド44の外周面及び後端を覆うように構成されている。この遮熱カバー45と排気マニホールド44との間に形成される空気層が断熱層として機能するため、排気マニホールド44からの排熱による周囲の影響を低減させる。また、シリンダブロック25の左側面に、副燃料ガス配管42を覆うサイドカバー43を配置している。   On the upper side of the main fuel gas pipe 41, an exhaust manifold (exhaust flow path) 44 extends in parallel with the head cover 40 row, and the outer periphery of the exhaust manifold 44 is covered with a heat shield cover 45. The heat shield cover 45 is configured to cover the outer peripheral surface and the rear end of the exhaust manifold 44. Since the air layer formed between the heat insulating cover 45 and the exhaust manifold 44 functions as a heat insulating layer, the influence of the surroundings due to exhaust heat from the exhaust manifold 44 is reduced. A side cover 43 that covers the auxiliary fuel gas pipe 42 is disposed on the left side surface of the cylinder block 25.

図7〜図9に示すように、排気マニホールド44の前端(排気出口側)は、排気中継管48を介して、過給機49と接続されている。従って、排気マニホールド44を通じて排気される排気ガスが、排気中継管48を介して、過給機49のタービン49aに流入することで、タービン49aが回転して、タービン49aと同軸となるコンプレッサ49bを回転させる。過給機49は、エンジン装置21の前端上側に配置されており、その右側にタービン49aを、その左側にコンプレッサ49bをそれぞれ有する。そして、排気出口管50が、過給機49の右側に配置されるとともに、タービン49aの排気出口と連結し、タービン49aからの排気ガスを排気させる。   As shown in FIGS. 7 to 9, the front end (exhaust outlet side) of the exhaust manifold 44 is connected to the supercharger 49 via the exhaust relay pipe 48. Therefore, the exhaust gas exhausted through the exhaust manifold 44 flows into the turbine 49a of the supercharger 49 through the exhaust relay pipe 48, whereby the turbine 49a rotates and the compressor 49b that is coaxial with the turbine 49a is rotated. Rotate. The supercharger 49 is disposed on the upper side of the front end of the engine device 21, and includes a turbine 49a on the right side and a compressor 49b on the left side. The exhaust outlet pipe 50 is arranged on the right side of the supercharger 49 and is connected to the exhaust outlet of the turbine 49a to exhaust the exhaust gas from the turbine 49a.

過給機49の下側には、過給機49のコンプレッサ49bで圧縮空気を冷却させるインタークーラ51が配置されている。即ち、シリンダブロック25の前端側に、インタークーラ51が設置されるとともに、このインタークーラ51の上部に過給機49が載置される。過給機49の左右中層位置には、コンプレッサ49bの空気吐出口が、後方(シリンダブロック25側)に向かって開口するようにして設けられている。一方、インタークーラ51上面には、上方に向かって開口した空気吸入口が設けられており、この空気吸入口を通じて、コンプレッサ49bから吐出される圧縮空気が、インタークーラ51内部に流入する。そして、コンプレッサ49bの空気吐出口とインタークーラ51の空気吸入口とは、一端が接続されている給気中継管52により連通される。この給気中継管52内部には、メインスロットル弁V1を軸支している。   An intercooler 51 that cools compressed air by a compressor 49b of the supercharger 49 is disposed below the supercharger 49. That is, the intercooler 51 is installed on the front end side of the cylinder block 25, and the supercharger 49 is placed on the intercooler 51. An air discharge port of the compressor 49b is provided in the left and right middle layer position of the supercharger 49 so as to open toward the rear (cylinder block 25 side). On the other hand, the upper surface of the intercooler 51 is provided with an air suction port that opens upward, and the compressed air discharged from the compressor 49b flows into the intercooler 51 through the air suction port. The air discharge port of the compressor 49b and the air intake port of the intercooler 51 are communicated with each other by an air supply relay pipe 52 connected at one end. A main throttle valve V1 is pivotally supported in the air supply relay pipe 52.

過給機49は、左右それぞれに振り分けて配置されたコンプレッサ49b及びタービン49aを同軸で軸支し、排気中継管49を通じて排気マニホールド44から導入されるタービン49aの回転に基づき、コンプレッサ49bが回転する。また、過給機49は、新気取り入れ側となるコンプレッサ49bの左側に、導入する外気を除塵する吸気フィルタ63と、吸気フィルタ63とコンプレッサ49bとを接続する新気通路管64とを備える。これにより、タービン49aと同期してコンプレッサ49bが回転することにより、吸気フィルタ63により吸引された外気(空気)は、過給機49を通じてコンプレッサ49bに導入される。そして、コンプレッサ49bは、左側から吸引した空気を圧縮して、後側に設置されている給気中継管52に圧縮空気を吐出する。   The turbocharger 49 coaxially supports a compressor 49b and a turbine 49a that are arranged separately on the left and right, and the compressor 49b rotates based on the rotation of the turbine 49a introduced from the exhaust manifold 44 through the exhaust relay pipe 49. . Further, the supercharger 49 includes an intake filter 63 that removes outside air to be introduced, and a fresh air passage pipe 64 that connects the intake filter 63 and the compressor 49b on the left side of the compressor 49b on the fresh air intake side. As a result, the compressor 49 b rotates in synchronization with the turbine 49 a, so that outside air (air) sucked by the intake filter 63 is introduced into the compressor 49 b through the supercharger 49. The compressor 49b compresses the air sucked from the left side and discharges the compressed air to the air supply relay pipe 52 installed on the rear side.

給気中継管52は、その上部前方を開口させて、コンプレッサ49b後方の吐出口と接続している一方で、その下側を開口させて、インタークーラ51上面の吸気口と接続している。また、インタークーラ51は、前面の通気路に設けた分岐口において、給気バイパス管66(給気バイパス流路17)の一端と接続しており、インタークーラ51で冷却した圧縮空気の一部を給気バイパス管66に吐出する。給気バイパス管66の他端が、新気通路管64の前面に設けた分岐口に接続して、インタークーラ51で冷却された圧縮空気の一部が、給気バイパス管66を通じて新気通路管64に環流し、給気フィルタ63からの外気と合流する。また、給気バイパス管66は、その中途部に、給気バイパス弁V2を軸支している。   The air supply relay pipe 52 is opened at the upper front and connected to the discharge port behind the compressor 49b, while the lower side is opened and connected to the intake port on the upper surface of the intercooler 51. The intercooler 51 is connected to one end of the air supply bypass pipe 66 (the air supply bypass passage 17) at a branch port provided in the front air passage, and a part of the compressed air cooled by the intercooler 51. Is discharged to the air supply bypass pipe 66. The other end of the supply air bypass pipe 66 is connected to a branch port provided in front of the new air passage pipe 64, and a part of the compressed air cooled by the intercooler 51 passes through the supply air bypass pipe 66. It circulates in the pipe 64 and merges with the outside air from the air supply filter 63. Further, the air supply bypass pipe 66 pivotally supports an air supply bypass valve V2 in the middle thereof.

インタークーラ51は、給気中継管52を通じてコンプレッサ49bからの圧縮空気を左側後方から流入させると、給水配管62から給水される冷却水との熱交換作用に基づいて、圧縮空気を冷却させる。インタークーラ51内部において、左室で冷却された圧縮空気は、前方の通気路を流れて右室に導入された後、右室後方に設けられた吐出口を通じて、吸気マニホールド67(図4参照)に吐出される。   When the intercooler 51 allows the compressed air from the compressor 49 b to flow from the rear left side through the air supply relay pipe 52, the intercooler 51 cools the compressed air based on the heat exchange action with the cooling water supplied from the water supply pipe 62. Inside the intercooler 51, the compressed air cooled in the left chamber flows through the front ventilation path and is introduced into the right chamber, and then, through the discharge port provided in the rear of the right chamber, the intake manifold 67 (see FIG. 4). Discharged.

また、過給機49のタービン49aは、後方の吸込口を排気中継管48と接続させており、右側の吐出口を排気出口管50と接続させている。これにより、過給機49は、排気中継管48を介して排気マニホールド44から排気ガスをタービン49a内部に導入させて、タービン49aを回転させると同時にコンプレッサ49bを回転させ、排気ガスを排気出口管50から排気する。排気中継管48は、その後方を開口させて、排気マニホールド44の吐出口と接続している一方で、その前方を開口させて、タービン49a後方の吸込口と接続している。   Further, the turbine 49 a of the supercharger 49 has a rear suction port connected to the exhaust relay pipe 48, and a right discharge port connected to the exhaust outlet pipe 50. Thus, the supercharger 49 introduces exhaust gas from the exhaust manifold 44 into the turbine 49a via the exhaust relay pipe 48, rotates the turbine 49a and simultaneously rotates the compressor 49b, and sends the exhaust gas to the exhaust outlet pipe. Exhaust from 50. The exhaust relay pipe 48 is opened at the rear and connected to the discharge port of the exhaust manifold 44, while the front is opened and connected to the suction port at the rear of the turbine 49a.

また、エンジン装置21各部の動作を制御するエンジン制御装置73が、支持ステー(支持部材)74を介して、シリンダブロック25の後端面に固定される。シリンダブロック25の後端側には、発電機23と連結して回転させるフライホイール76が設置されており、フライホイール76を覆うフライホイールハウジング76aの上部に、エンジン制御装置73が配置されている。このエンジン制御装置73は、エンジン装置21各部におけるセンサ(圧力センサや温度センサ)と電気的に接続して、エンジン装置21各部の温度データや圧力データ等を収集するとともに、エンジン装置21各部における電磁弁等に信号を与え、エンジン装置21の各種動作(プラグ点火、ガス圧調整、弁開度調整、ガス噴射、冷却水温度調整など)を制御する。   An engine control device 73 that controls the operation of each part of the engine device 21 is fixed to the rear end surface of the cylinder block 25 via a support stay (support member) 74. On the rear end side of the cylinder block 25, a flywheel 76 that is connected to the generator 23 and rotated is installed, and an engine control device 73 is disposed on the flywheel housing 76a that covers the flywheel 76. . The engine control device 73 is electrically connected to sensors (pressure sensors and temperature sensors) in each part of the engine device 21 to collect temperature data, pressure data, and the like of each part of the engine device 21, and electromagnetics in each part of the engine device 21. A signal is given to the valve or the like to control various operations of the engine device 21 (plug ignition, gas pressure adjustment, valve opening adjustment, gas injection, cooling water temperature adjustment, etc.).

上述したように、本実施形態のエンジン装置21は、過給器49の空気排出口とインタークーラ51入口との接続箇所にメインスロットル弁V1を設けている。また、エンジン装置21は、過給器49の空気流入口とインタークーラ51入口とを結ぶ給気バイパス流路66を備えるとともに、給気バイパス流路66に給気バイパス弁V2を配置している。メインスロットル弁V1と給気バイパス弁V2とを備えた構造とすることで、吸気マニホールド67の空気流量を高精度に制御できるため、負荷変動に対しても、応答性よく空気流量を制御できる。給気バイパス流路66が過給器49のコンプレッサ49bと吸気マニホールド67に対する緩衝流路として機能するため、給気バイパス弁V2の開度を制御することで、負荷の増減にあわせて最適に空気流量を設定する応答速度を速めることができる。   As described above, the engine device 21 of the present embodiment is provided with the main throttle valve V1 at the connection point between the air outlet of the supercharger 49 and the inlet of the intercooler 51. The engine device 21 includes an air supply bypass passage 66 that connects the air inlet of the supercharger 49 and the inlet of the intercooler 51, and an air supply bypass valve V <b> 2 is disposed in the air supply bypass passage 66. . By adopting a structure including the main throttle valve V1 and the air supply bypass valve V2, the air flow rate of the intake manifold 67 can be controlled with high accuracy, so that the air flow rate can be controlled with high responsiveness even to load fluctuations. Since the air supply bypass flow path 66 functions as a buffer flow path for the compressor 49b and the intake manifold 67 of the supercharger 49, by controlling the opening degree of the air supply bypass valve V2, the air is optimally adjusted in accordance with the increase or decrease of the load. The response speed for setting the flow rate can be increased.

エンジン制御装置73は、エンジン負荷が増加したときに、給気バイパス弁V2の開度制御を実行することで、吸気マニホールド67に供給する空気流量を設定する。負荷が高いときに、バイパス弁制御を実行することで、メインスロットル弁V1を通過させる空気流量を最適に制御できるため、吸気マニホールド67に供給する空気流量の不足を防止できる。これにより、負荷の急上昇に対しても応答性よく空気流量を制御できるため、適正な空燃比を提供することが可能となり、エンジン装置21の運転を安定なものとできる。   The engine control device 73 sets the air flow rate supplied to the intake manifold 67 by executing the opening degree control of the supply air bypass valve V2 when the engine load increases. By executing the bypass valve control when the load is high, the air flow rate that passes through the main throttle valve V1 can be optimally controlled, so that the shortage of the air flow rate supplied to the intake manifold 67 can be prevented. As a result, the air flow rate can be controlled with high responsiveness even in response to a sudden increase in load, so that an appropriate air-fuel ratio can be provided, and the operation of the engine device 21 can be stabilized.

エンジン制御装置73は、エンジン負荷が減少したときに、給気バイパス弁V2の開度制御を実行することで、吸気マニホールド67に供給する空気流量を設定する。低負荷時においてメインスロットル弁V1のみで制御する場合、過給機49のコンプレッサ49b出口側で急激に空気流量が減少することとなり、コンプレッサ49b内の空気が逆行するサージングが生じるが、給気バイパス弁V2も同時に制御することで、コンプレッサ49b出入口の空気圧力を安定させることができ、サージングの発生を防止できる。   The engine control device 73 sets the air flow rate supplied to the intake manifold 67 by executing the opening degree control of the air supply bypass valve V2 when the engine load decreases. When only the main throttle valve V1 is controlled at low load, the air flow rate suddenly decreases on the outlet side of the compressor 49b of the supercharger 49, and surging occurs in which the air in the compressor 49b reverses. By simultaneously controlling the valve V2, the air pressure at the inlet / outlet of the compressor 49b can be stabilized, and the occurrence of surging can be prevented.

また、本実施形態のエンジン装置21において、エンジン制御装置73は、エンジン負荷が低負荷域となるとき、メインスロットル弁V1に対して開度制御を実行する。一方、エンジン制御装置73は、エンジン負荷が中高負荷域となるとき、メインスロットル弁V1を所定開度とするとともに、給気バイパス弁V2に対して開度制御を実行する。負荷変動による影響の大きい中高負荷領域において、応答性の良いバイパスバルブ制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足を抑え、エンジン装置21を円滑に運転できる。   Further, in the engine device 21 of the present embodiment, the engine control device 73 performs opening degree control on the main throttle valve V1 when the engine load is in a low load range. On the other hand, the engine control device 73 sets the main throttle valve V1 to a predetermined opening when the engine load is in the middle / high load region, and performs opening control on the supply air bypass valve V2. Since the bypass valve control with good responsiveness is executed in the middle and high load region where the influence of the load fluctuation is large, the engine device 21 can be operated smoothly by suppressing the excess or deficiency of the air flow rate against the load fluctuation.

上記エンジン制御装置73による吸気マニホールド圧力制御の詳細について、図10のフローチャートを参照して以下に説明する。   Details of the intake manifold pressure control by the engine control device 73 will be described below with reference to the flowchart of FIG.

エンジン制御装置73は、図10に示すように、負荷測定器(負荷検出センサ)19による測定信号を受けると(STEP1)、給気バイパス弁V2の開度制御(バイパス弁制御)を実行しているか否かを確認する(STEP2)。バイパス弁制御を実行していない場合(STEP2でNo)、エンジン制御装置73は、STEP1で受けた測定信号に基づいて、エンジン負荷Acを所定負荷(第1閾値)Ac1と比較する(STEP3)。一方、バイパス弁制御を実行している場合(STEP2でYes)、エンジン制御装置73は、STEP1で受けた測定信号に基づいて、エンジン負荷Acを所定負荷(第2閾値)Ac2(0<Ac2<Ac1)と比較する(STEP4)。   As shown in FIG. 10, when receiving a measurement signal from the load measuring device (load detection sensor) 19 (STEP 1), the engine control device 73 executes the opening degree control (bypass valve control) of the supply air bypass valve V2. (STEP 2). When the bypass valve control is not executed (No in STEP 2), the engine control device 73 compares the engine load Ac with a predetermined load (first threshold) Ac1 based on the measurement signal received in STEP 1 (STEP 3). On the other hand, when the bypass valve control is being executed (YES in STEP 2), the engine control device 73 sets the engine load Ac to a predetermined load (second threshold) Ac2 (0 <Ac2 <) based on the measurement signal received in STEP1. Compare with Ac1) (STEP 4).

STEP3において、エンジン負荷Acが所定負荷Ac1以下の場合(No)、エンジン制御装置73は、エンジン負荷Acが低負荷域であるものとし、メインスロットル弁V1の弁開度に対してフィードバック制御(PID制御)を行う(STEP5)。このとき、エンジン制御装置73は、エンジン負荷に応じた吸気マニホールド圧力の目標値(目標圧力)を設定する。そして、エンジン制御装置73は、圧力センサ39からの測定信号を受け、吸気マニホールド圧力の測定値(測定圧力)を確認し、目標圧力との差分を求める。これにより、エンジン制御装置73は、目標圧力と測定圧力の差分値に基づき、メインスロットル弁V1の弁開度のPID制御を実行し、吸気マニホールド67の空気圧力を目標圧力に近づける。以下、メインスロットル弁V1の開度制御を「メイン弁制御」と呼ぶ。   In STEP 3, when the engine load Ac is equal to or less than the predetermined load Ac1 (No), the engine control device 73 assumes that the engine load Ac is in a low load range, and performs feedback control (PID) on the valve opening of the main throttle valve V1. Control) (STEP 5). At this time, the engine control device 73 sets a target value (target pressure) of the intake manifold pressure corresponding to the engine load. The engine control device 73 receives the measurement signal from the pressure sensor 39, confirms the measured value (measured pressure) of the intake manifold pressure, and obtains the difference from the target pressure. Thus, the engine control device 73 performs PID control of the valve opening degree of the main throttle valve V1 based on the difference value between the target pressure and the measured pressure, and brings the air pressure of the intake manifold 67 closer to the target pressure. Hereinafter, the opening control of the main throttle valve V1 is referred to as “main valve control”.

一方、STEP3において、エンジン負荷Acが所定負荷Ac1を超えた場合(Yes)、エンジン制御装置73は、エンジン負荷Acが中高負荷域であるものとし、メインスロットル弁V1の弁開度を所定開度に固定する(STEP6)。そして、エンジン制御装置73は、給気バイパス弁V2の弁開度に対してフィードバック制御(PID制御)を行う(STEP7)。このとき、エンジン制御装置73は、メイン弁制御の場合と同様、圧力センサ39からの測定信号を受け、目標圧力と測定圧力の差分値に基づき、給気バイパス弁V2の弁開度のPID制御を実行し、吸気マニホールド67の空気圧力を目標圧力に近づける。   On the other hand, when the engine load Ac exceeds the predetermined load Ac1 in STEP 3 (Yes), the engine control device 73 assumes that the engine load Ac is in the middle / high load range, and sets the valve opening of the main throttle valve V1 to the predetermined opening. (STEP 6). And the engine control apparatus 73 performs feedback control (PID control) with respect to the valve opening degree of the air supply bypass valve V2 (STEP 7). At this time, as in the case of the main valve control, the engine control device 73 receives the measurement signal from the pressure sensor 39, and based on the difference value between the target pressure and the measured pressure, PID control of the valve opening degree of the air supply bypass valve V2 And the air pressure of the intake manifold 67 is brought close to the target pressure.

すなわち、エンジン負荷Acが上昇している場合において、所定負荷Ac1を超えたときには、エンジン制御装置73は、吸気マニホールド圧力の圧力制御として、メイン弁制御からバイパス弁制御に切り換える。また、本実施形態では、負荷上昇時に所定負荷Ac1を超えたとき、STEP4において、エンジン制御装置73は、メインスロットル弁V1を全開とし、給気バイパス弁V2の開度制御により、給気バイパス流路17の空気流量を制御して、給気マニホールド圧力を調整する。負荷変動による影響の大きい中高負荷領域において、応答性の良いバイパス弁制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足を抑え、最適な空燃比を設定できる。   That is, when the engine load Ac is increasing and the predetermined load Ac1 is exceeded, the engine control device 73 switches from main valve control to bypass valve control as pressure control of the intake manifold pressure. Further, in this embodiment, when the predetermined load Ac1 is exceeded when the load increases, in STEP 4, the engine control device 73 fully opens the main throttle valve V1 and controls the opening of the supply bypass valve V2, thereby controlling the supply air bypass flow. The air flow rate in the passage 17 is controlled to adjust the supply manifold pressure. Since the bypass valve control with good responsiveness is executed in the middle and high load region where the influence of the load fluctuation is large, it is possible to suppress the excess or deficiency of the air flow rate with respect to the load fluctuation and set the optimum air-fuel ratio.

STEP4において、エンジン負荷Acが所定負荷Ac2以上の場合(No)、エンジン制御装置73は、エンジン負荷Acが中高負荷域であるものとし、給気バイパス弁V2の弁開度に対するフィードバック制御(バイパス弁制御)を継続させる(STEP8)。一方、STEP4において、エンジン負荷Acが所定負荷Ac2を下回った場合(Yes)、エンジン制御装置73は、エンジン負荷Acが低負荷域であるものとし、給気バイパス弁V2の弁開度を所定開度に固定する(STEP9)。そして、エンジン制御装置73は、メインスロットル弁V1の弁開度に対してフィードバック制御(メイン弁制御)を行う(STEP10)。   In STEP 4, when the engine load Ac is equal to or greater than the predetermined load Ac2 (No), the engine control device 73 assumes that the engine load Ac is in the middle and high load range, and performs feedback control (bypass valve) with respect to the valve opening degree of the supply air bypass valve V2. Control) is continued (STEP 8). On the other hand, when the engine load Ac falls below the predetermined load Ac2 in STEP 4 (Yes), the engine control device 73 assumes that the engine load Ac is in a low load region, and opens the valve opening of the air supply bypass valve V2 as predetermined. (STEP 9). Then, the engine control device 73 performs feedback control (main valve control) on the valve opening of the main throttle valve V1 (STEP 10).

すなわち、エンジン負荷Acが下降している場合において、所定負荷Ac1より低い所定負荷Ac2を下回ったときには、エンジン制御装置73は、吸気マニホールド圧力の圧力制御として、メイン弁制御からバイパス弁制御に切り換える。このように、吸気マニホールド圧力の圧力制御の切換について、負荷上昇時と負荷下降時それぞれの閾値にヒステリシスを与えることで、切換動作を円滑に実行できる。 That is, when the engine load Ac are lowered, when less than a predetermined load Ac2 lower than a predetermined load Ac1, the engine control device 73, the pressure control of the intake manifold pressure, switches to the bypass valve control from the main valve control. As described above, the switching operation of the intake manifold pressure can be smoothly performed by giving hysteresis to the respective threshold values when the load is increased and when the load is decreased.

図11に示すように、本実施形態のエンジン装置21において、エンジン制御装置73は、エンジン負荷Acが増加するとき、エンジン負荷Acが第1閾値Ac1より低い場合に、メインスロットル弁V1の開度制御を実行しており、エンジン負荷Acが第1閾値Ac1を超えると、メインスロットル弁の開度制御から給気バイパス弁V2の開度制御に切り換える。一方、エンジン制御装置73は、エンジン負荷Acが減少するとき、エンジン負荷Acが第1閾値Ac1より低い第2閾値Ac2以上である場合は、給気バイパス弁V2の開度制御を実行しており、エンジン負荷Acが第2閾値Ac2を下回ると、給気バイパス弁V2の開度制御からメインスロットル弁V1の開度制御に切り換える。   As shown in FIG. 11, in the engine device 21 of the present embodiment, the engine control device 73 determines that the opening degree of the main throttle valve V1 when the engine load Ac is lower than the first threshold value Ac1 when the engine load Ac increases. When the control is executed and the engine load Ac exceeds the first threshold value Ac1, the opening degree control of the main throttle valve is switched to the opening degree control of the supply air bypass valve V2. On the other hand, when the engine load Ac decreases, the engine control device 73 executes the opening degree control of the supply air bypass valve V2 when the engine load Ac is equal to or higher than the second threshold value Ac2 lower than the first threshold value Ac1. When the engine load Ac falls below the second threshold Ac2, the opening control of the supply air bypass valve V2 is switched to the opening control of the main throttle valve V1.

メインスロットル弁V1と給気バイパス弁V2とを備えた構造とすることで、吸気マニホールド67の空気流量を高精度に制御できるため、負荷変動に対しても、応答性よく空気流量を制御できる。また、負荷変動による影響の大きい高負荷領域において、応答性の良いバイパス弁制御を実行するため、負荷変動に対して空気流量の過不足が少なく、安定して運転できる。更に、制御切換のための閾値にヒステリシスを設けることにより、制御切換を円滑に実行できる。   By adopting a structure including the main throttle valve V1 and the air supply bypass valve V2, the air flow rate of the intake manifold 67 can be controlled with high accuracy, so that the air flow rate can be controlled with high responsiveness even to load fluctuations. In addition, since the bypass valve control with good responsiveness is executed in a high load region where the influence of the load change is large, the air flow is not excessive or insufficient with respect to the load change, and the operation can be stably performed. Furthermore, by providing hysteresis for the threshold for control switching, control switching can be executed smoothly.

次に、エンジン制御装置73による燃料噴射量(主燃料ガス噴射量)制御について、以下に説明する。エンジン制御装置73は、図12に示すように、燃料噴射量マップM1を記憶しており、この燃料噴射量マップM1に基づいて、ガスインジェクタ42より噴射させる主燃料ガス流量を決定する。なお、燃料噴射量マップM1は、エンジン回転数Neとエンジン負荷Acと燃料流量としての指令燃料噴射量Qとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ne及びエンジン負荷Acに対して指令燃料噴射量Qを決定するものである。   Next, fuel injection amount (main fuel gas injection amount) control by the engine control device 73 will be described below. As shown in FIG. 12, the engine control device 73 stores a fuel injection amount map M1, and determines the main fuel gas flow rate to be injected from the gas injector 42 based on the fuel injection amount map M1. Note that the fuel injection amount map M1 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the command fuel injection amount Q as the fuel flow rate, and the command fuel for the engine speed Ne and the engine load Ac. The injection amount Q is determined.

エンジン制御装置73は、負荷測定器(負荷検出センサ)19で測定されたエンジン負荷Acと、エンジン回転センサ20で測定されたエンジン回転数Neとを受けると、燃料噴射量マップM1を参照して、指令燃料噴射量Qを決定する。そして、エンジン制御装置73は、決定した指令燃料噴射量Qに対して、主室燃料ガス圧力Pmによる第1補正量ΔQp、主燃料ガス温度Ptによる第2補正量ΔQt、又は潤滑油温度Tjによる第3補正量ΔQtjによる補正演算を実行し、補正噴射量Q1を算出する。従って、ガスインジェクタ42から噴射される主燃料ガス流量が、エンジン制御装置73により決定された補正噴射量Q1となるように流量制御される。   Upon receiving the engine load Ac measured by the load measuring device (load detection sensor) 19 and the engine speed Ne measured by the engine rotation sensor 20, the engine control device 73 refers to the fuel injection amount map M1. The command fuel injection amount Q is determined. Then, the engine control device 73 uses the first correction amount ΔQp based on the main chamber fuel gas pressure Pm, the second correction amount ΔQt based on the main fuel gas temperature Pt, or the lubricating oil temperature Tj on the determined command fuel injection amount Q. A correction calculation using the third correction amount ΔQtj is executed to calculate a corrected injection amount Q1. Accordingly, the flow rate of the main fuel gas injected from the gas injector 42 is controlled so as to be the corrected injection amount Q1 determined by the engine control device 73.

エンジン装置21は、主燃料ガス圧力Pmが上昇すると、主燃料ガスの密度が上昇し、所定エンジン回転数Neで同じエンジン負荷Acに対応するための必要な燃料噴射量が減少する。そのため、エンジン制御装置73は、主燃料ガス圧センサ112で測定された主燃料ガス圧力Pmを受けると、上記補正噴射量Q1算出のための補正演算において、主燃料ガス圧力Pmの上昇に比例させた第一補正量ΔQpによって指令燃料噴射量Qを減少させて、補正噴射量Q1を算出する。すなわち、第一補正量ΔQpは、主燃料ガス圧力Pmの上昇に比例して減少する補正量である。   In the engine device 21, when the main fuel gas pressure Pm increases, the density of the main fuel gas increases, and the amount of fuel injection necessary to cope with the same engine load Ac at a predetermined engine speed Ne decreases. Therefore, when the engine control device 73 receives the main fuel gas pressure Pm measured by the main fuel gas pressure sensor 112, the engine control device 73 makes it proportional to the increase in the main fuel gas pressure Pm in the correction calculation for calculating the corrected injection amount Q1. The corrected fuel injection amount Q1 is calculated by reducing the command fuel injection amount Q by the first correction amount ΔQp. That is, the first correction amount ΔQp is a correction amount that decreases in proportion to the increase in the main fuel gas pressure Pm.

エンジン装置21は、主燃料ガス温度Tmが上昇すると、主燃料ガスの密度が低下し、所定エンジン回転数Neで同じエンジン負荷Acに対応するための必要な燃料噴射量が増加する。そのため、エンジン制御装置73は、主燃料ガス温度センサ113で測定された主燃料ガス温度Tmを受けると、上記補正噴射量Q1算出のための補正演算において、主燃料ガス温度Ptの上昇に比例させた第二補正量ΔQtによって指令燃料噴射量Qを増加させて、補正噴射量Q1を算出する。つまり、第二補正量ΔQtは、主室燃料ガス温度Ptの上昇に比例して増加する補正量である。   When the main fuel gas temperature Tm rises, the engine device 21 decreases the density of the main fuel gas, and increases the fuel injection amount necessary to cope with the same engine load Ac at the predetermined engine speed Ne. Therefore, when the engine control device 73 receives the main fuel gas temperature Tm measured by the main fuel gas temperature sensor 113, the engine control device 73 makes it proportional to the increase in the main fuel gas temperature Pt in the correction calculation for calculating the corrected injection amount Q1. The command fuel injection amount Q is increased by the second correction amount ΔQt to calculate the correction injection amount Q1. That is, the second correction amount ΔQt is a correction amount that increases in proportion to the increase in the main chamber fuel gas temperature Pt.

エンジン装置21は、潤滑油温度Tjが上昇すると、潤滑油の粘度が低下して、所定エンジン回転数Neで同じエンジン負荷Acに対応するための必要な燃料噴射量が減少する。そのため、エンジン制御装置73は、潤滑油温度センサ115で測定された潤滑油温度Tjを受けると、上記補正噴射量Q1算出のための補正演算において、潤滑油温度Tjの上昇に比例させた第三補正量ΔQtjによって指令燃料噴射量Qを減少させて、補正噴射量Q1を算出する。つまり、第三補正量ΔQtjは、潤滑油温度Tjの上昇に比例して減少する補正量である。   When the lubricating oil temperature Tj rises, the engine device 21 decreases the viscosity of the lubricating oil, and the amount of fuel injection required to cope with the same engine load Ac at the predetermined engine speed Ne decreases. Therefore, when the engine control device 73 receives the lubricating oil temperature Tj measured by the lubricating oil temperature sensor 115, the engine control device 73 makes a third proportional to the increase in the lubricating oil temperature Tj in the correction calculation for calculating the corrected injection amount Q1. The command fuel injection amount Q is decreased by the correction amount ΔQtj to calculate the correction injection amount Q1. That is, the third correction amount ΔQtj is a correction amount that decreases in proportion to an increase in the lubricating oil temperature Tj.

エンジン制御装置73は、上述のメイン弁制御又はバイパス弁制御を実行する際に、エンジン負荷に応じた吸気マニホールド圧力の目標値(目標圧力)Pimを設定する。このとき、エンジン制御装置73は、記憶している目標吸気マニホールド圧力マップM2を参照し、目標圧力Pimを決定する。目標吸気マニホールド圧力マップM2は、エンジン回転数Neとエンジン負荷Acと目標圧力Pimとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ne及びエンジン負荷Acに対して目標圧力Pimを決定するものである。   The engine control device 73 sets a target value (target pressure) Pim of the intake manifold pressure corresponding to the engine load when the above-described main valve control or bypass valve control is executed. At this time, the engine control device 73 refers to the stored target intake manifold pressure map M2 to determine the target pressure Pim. The target intake manifold pressure map M2 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target pressure Pim, and determines the target pressure Pim with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. .

また、エンジン制御装置73は、図13に示すように、決定した燃料噴射量以上の燃料噴射量が必要とされる場合に、目標吸気マニホールド圧力マップM2の記憶内容を書き換える。すなわち、エンジン制御装置73は、負荷測定器19で測定されたエンジン負荷Acと、エンジン回転センサ20で測定されたエンジン回転数Neとにより、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量が不足しているか否かを判定する(STEP101)。そして、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量が不足していると判定した場合(STEP101でYes)、エンジン制御装置73は、目標吸気マニホールド圧力マップM2における目標圧力Pimが小さくなるように補正して(書き換えて)記憶する(STEP102)。   Further, as shown in FIG. 13, the engine control device 73 rewrites the stored content of the target intake manifold pressure map M2 when a fuel injection amount that is equal to or greater than the determined fuel injection amount is required. That is, the engine control device 73 determines whether or not the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient based on the engine load Ac measured by the load measuring device 19 and the engine speed Ne measured by the engine rotation sensor 20. (STEP 101). If it is determined that the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient (Yes in STEP 101), the engine control device 73 corrects the target pressure Pim in the target intake manifold pressure map M2 to be small ( Rewrite and store (STEP 102).

ガスインジェクタ98からの燃料噴射量が設定した燃料噴射量に対して多く必要な場合とは、例えば、設定した燃料噴射量ではエンジン負荷Acに対して目標エンジン回転数Nemに到達しない、或いは、所定のエンジン回転数Neと所定のエンジン負荷Acにおいて、燃料噴射量マップによって算出された燃料噴射量Qよりも多くの燃料噴射量が必要とされる等の場合である。   The case where the fuel injection amount from the gas injector 98 is required to be larger than the set fuel injection amount is, for example, that the target engine speed Nem is not reached with respect to the engine load Ac at the set fuel injection amount, or a predetermined amount This is a case where a larger fuel injection amount than the fuel injection amount Q calculated by the fuel injection amount map is required at the engine speed Ne and the predetermined engine load Ac.

このような場合に、目標吸気マニホールド圧力マップM2における目標圧力Pimが小さくなるように、目標吸気マニホールド圧力マップM2内の記憶要素を書き換える。従って、燃料噴射量不足となった場合でも、所定のエンジン回転数Neと所定のエンジン負荷Acにおける吸気マニホールド圧力を低下させて、必要な燃焼効果が得られる空燃比とできる。すなわち、エンジン装置21に組成の異なる燃料ガスが供給されると、組成の異なる燃料ガスの発熱量が低いため、通常よりも燃料噴射量が多く必要となる。このとき、目標圧力Pimが小さくなるように補正することによって、適正な空気過剰率を実現し、燃料消費の悪化を防止できる。   In such a case, the storage element in the target intake manifold pressure map M2 is rewritten so that the target pressure Pim in the target intake manifold pressure map M2 becomes small. Therefore, even when the fuel injection amount becomes insufficient, the air-fuel ratio can be obtained such that the required combustion effect can be obtained by reducing the intake manifold pressure at the predetermined engine speed Ne and the predetermined engine load Ac. That is, when fuel gas having a different composition is supplied to the engine device 21, the amount of heat generated by the fuel gas having a different composition is low, so that a larger fuel injection amount is required than usual. At this time, by correcting the target pressure Pim to be small, an appropriate excess air ratio can be realized, and deterioration of fuel consumption can be prevented.

また、エンジン制御装置78は、図14に示すように、目標吸気マニホールド圧力マップM2に基づいて決定した目標圧力Pimを、潤滑油温度Tjに基づく補正量ΔPtjにより補正演算を実行し、補正目標圧力Pim1を算出する。従って、エンジン制御装置78は、圧力センサ39からの測定圧力と補正目標圧力Pim1との差分により、メインスロットル弁V1又は給気バイパス弁V2の弁開度に対してPID制御を実行する。   Further, as shown in FIG. 14, the engine control device 78 performs a correction operation on the target pressure Pim determined based on the target intake manifold pressure map M2 by using a correction amount ΔPtj based on the lubricating oil temperature Tj, thereby correcting the target pressure. Pim1 is calculated. Therefore, the engine control device 78 performs PID control on the valve opening degree of the main throttle valve V1 or the supply air bypass valve V2 based on the difference between the measured pressure from the pressure sensor 39 and the corrected target pressure Pim1.

エンジン装置21は、潤滑油温度Tjが上昇すると、冷態(潤滑油温度Tjが低下している状態)では、空気過剰率がリッチ側にシフトするため、燃焼が不安定となって、調速制御ができなくなってエンジンストールに至るおそれがある。そのため、エンジン制御装置73は、潤滑油温度センサ115で測定された潤滑油温度Tjを受けると、上記補正目標圧力Pim1算出のための補正演算において、潤滑油温度Tjの下降に比例させた補正量ΔPtjによって目標圧力Pimを増加させて、補正目標圧力Pim1を算出する。この補正目標圧力Pim1に基づき吸気マニホールド67の圧力制御を実行することで、冷態時であっても適正な空気過剰率を維持できる。   When the lubricating oil temperature Tj rises, the engine device 21 is in a cold state (a state where the lubricating oil temperature Tj is lowered), and the excess air ratio shifts to the rich side. There is a risk of engine stalling due to loss of control. Therefore, when the engine control device 73 receives the lubricating oil temperature Tj measured by the lubricating oil temperature sensor 115, the correction amount proportional to the decrease in the lubricating oil temperature Tj in the correction calculation for calculating the corrected target pressure Pim1. The corrected target pressure Pim1 is calculated by increasing the target pressure Pim by ΔPtj. By executing the pressure control of the intake manifold 67 based on the corrected target pressure Pim1, it is possible to maintain an appropriate excess air ratio even in the cold state.

エンジン制御装置73は、上述のメイン弁制御又はバイパス弁制御を実行する際に、エンジン負荷に応じた吸気マニホールド圧力の目標値(目標圧力)Pimを設定する。このとき、エンジン制御装置73は、記憶している目標吸気マニホールド圧力マップM2を参照し、目標圧力Pimを決定する。目標吸気マニホールド圧力マップM2は、エンジン回転数Neとエンジン負荷Acと目標圧力Pimとの相関を表すものであって、エンジン回転数Ne及びエンジン負荷Acに対して目標圧力Pimを決定するものである。   The engine control device 73 sets a target value (target pressure) Pim of the intake manifold pressure corresponding to the engine load when the above-described main valve control or bypass valve control is executed. At this time, the engine control device 73 refers to the stored target intake manifold pressure map M2 to determine the target pressure Pim. The target intake manifold pressure map M2 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target pressure Pim, and determines the target pressure Pim with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. .

エンジン制御装置73は、図15に示すように、負荷測定器19で測定されたエンジン負荷Acと、エンジン回転センサ20で測定されたエンジン回転数Neとを受けると、目標副燃料ガス圧マップM3を参照して、目標副燃料ガス圧Psmを決定する。目標副燃料ガス圧マップM3は、エンジン回転数Neとエンジン負荷Acと目標副燃料ガス圧Psmとの相関を表すものであり、エンジン回転数Ne及びエンジン負荷Acに対して目標副燃料ガス圧Psmを決定するものである。   As shown in FIG. 15, when receiving the engine load Ac measured by the load measuring device 19 and the engine speed Ne measured by the engine speed sensor 20, the engine control device 73 receives the target auxiliary fuel gas pressure map M3. The target auxiliary fuel gas pressure Psm is determined with reference to FIG. The target sub fuel gas pressure map M3 represents the correlation between the engine speed Ne, the engine load Ac, and the target sub fuel gas pressure Psm, and the target sub fuel gas pressure Psm with respect to the engine speed Ne and the engine load Ac. Is to determine.

また、エンジン制御装置73は、図15に示すように、決定した燃料噴射量以上の燃料噴射量が必要とされる場合に、目標副燃料ガス圧マップM3の記憶内容を書き換える。すなわち、エンジン制御装置73は、図13のSTEP101と同様、負荷測定器19で測定されたエンジン負荷Acと、エンジン回転センサ20で測定されたエンジン回転数Neとにより、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量が不足しているか否かを判定する(STEP201)。そして、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量が不足していると判定した場合(STEP201でYes)、エンジン制御装置73は、目標副燃料ガス圧マップM3における目標副燃料ガス圧Psmが大きくなるように補正して(書き換えて)記憶する(STEP202)。   Further, as shown in FIG. 15, the engine control device 73 rewrites the stored contents of the target auxiliary fuel gas pressure map M3 when a fuel injection amount equal to or greater than the determined fuel injection amount is required. That is, the engine control device 73 performs fuel injection from the gas injector 98 based on the engine load Ac measured by the load measuring device 19 and the engine rotational speed Ne measured by the engine rotation sensor 20 as in STEP 101 of FIG. It is determined whether or not the amount is insufficient (STEP 201). When it is determined that the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient (YES in STEP 201), the engine control device 73 increases the target sub fuel gas pressure Psm in the target sub fuel gas pressure map M3. It is corrected (rewritten) and stored (STEP 202).

エンジン制御装置73は、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量の不足を判定したときに、目標副燃料ガス圧Psmを増加させるように補正する。すなわち、エンジン装置21に組成の異なる燃料ガスが供給されると、組成の異なる燃料ガスの発熱量が低いため、通常よりも燃料噴射量が多く必要となる。このとき、目標副燃料ガス圧Psmが大きくなるように補正することによって、適正な空燃比を実現し、燃料消費の悪化を防止することができる。   When the engine control device 73 determines that the fuel injection amount from the gas injector 98 is insufficient, the engine control device 73 corrects the target auxiliary fuel gas pressure Psm to increase. That is, when fuel gas having a different composition is supplied to the engine device 21, the amount of heat generated by the fuel gas having a different composition is low, so that a larger fuel injection amount is required than usual. At this time, by correcting the target auxiliary fuel gas pressure Psm so as to increase, an appropriate air-fuel ratio can be realized, and deterioration of fuel consumption can be prevented.

エンジン制御装置73は、低負荷運転状態から高負荷運転状態に遷移する場合に、吸気マニホールド67の吸気マニホールド圧力が目標圧力Pimに達した後に、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量を増加させる。以下では、エンジン制御装置73が、負荷投入時において、メインスロットル弁V1に対する開度制御(メイン弁制御)を実行する場合を例に挙げて、制御動作について説明する。図16は、エンジン制御装置73による負荷投入時の制御動作を示すフローチャートであり、図17は、エンジン制御装置73による負荷投入時の制御動作を示すタイムチャートである。   The engine control device 73 increases the fuel injection amount from the gas injector 98 after the intake manifold pressure of the intake manifold 67 reaches the target pressure Pim when transitioning from the low load operation state to the high load operation state. Hereinafter, the control operation will be described by taking as an example a case where the engine control device 73 performs opening degree control (main valve control) on the main throttle valve V1 when a load is applied. FIG. 16 is a flowchart showing the control operation when the engine control device 73 applies a load. FIG. 17 is a time chart showing the control operation when the engine control device 73 applies a load.

エンジン制御装置73は、図16に示すように、負荷測定器19で測定されたエンジン負荷Acが所定負荷Ac10以下で運転しており、かつ、外部より負荷投入指令を受信し、かつ、指令された負荷投入が所定負荷投入率rAc1以上であるかを確認する(STEP301)。なお、負荷投入率rAcとは、エンジン定格負荷に対する投入された負荷の割合である。また、負荷投入指令は、例えば、アクセルレバーなどによりエンジン制御装置73に入力される。   As shown in FIG. 16, the engine control device 73 is operated with the engine load Ac measured by the load measuring device 19 being equal to or less than a predetermined load Ac10, receives a load input command from the outside, and is commanded. It is confirmed whether the applied load is equal to or higher than a predetermined load application rate rAc1 (STEP 301). The load input rate rAc is the ratio of the input load to the engine rated load. The load application command is input to the engine control device 73 by, for example, an accelerator lever.

エンジン制御装置73は、STEP301における条件が成立したことを確認すると(Yes)、メインスロットル弁V1の開度Dを所定開度ΔDだけ増加させる(STEP302)。なお、エンジン制御装置73は、エンジン回転センサ20で測定されたエンジン回転数Neと、外部から入力される負荷投入率rAcとによって、所定開度ΔDを決定する。そして、エンジン制御装置73は、圧力センサ39により測定した吸気マニホールド圧力(測定圧力)Piが目標吸気マニホールド圧力(目標圧力)Pim以上となったか否かを確認する(STEP303)。   When the engine control device 73 confirms that the condition in STEP 301 is satisfied (Yes), the engine control device 73 increases the opening D of the main throttle valve V1 by a predetermined opening ΔD (STEP 302). The engine control device 73 determines the predetermined opening degree ΔD based on the engine speed Ne measured by the engine speed sensor 20 and the load application rate rAc input from the outside. Then, the engine control device 73 checks whether or not the intake manifold pressure (measured pressure) Pi measured by the pressure sensor 39 is equal to or higher than the target intake manifold pressure (target pressure) Pim (STEP 303).

STEP303において、測定圧力Piが目標圧力Pim以上となると(Yes)、エンジン制御装置73は、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量を増加させて、噴射させる(STEP304)。実際には、負荷が投入されて、エンジン回転数Neが低下することにより、ガスインジェクタ98からの主燃料ガスの噴射量が増加することとなる。なお、測定圧力Piの状態を確認するSTEP303の制御動作に代わりに、STEP302において、メインスロットル弁V1を所定開度ΔDだけ増加させた後に、所定時間だけ待機させるものとしても構わない。   In STEP 303, when the measured pressure Pi becomes equal to or higher than the target pressure Pim (Yes), the engine control device 73 increases the fuel injection amount from the gas injector 98 and injects it (STEP 304). Actually, when the load is applied and the engine speed Ne decreases, the injection amount of the main fuel gas from the gas injector 98 increases. Instead of the control operation of STEP 303 for confirming the state of the measured pressure Pi, it is possible to wait for a predetermined time after increasing the main throttle valve V1 by the predetermined opening ΔD in STEP 302.

エンジン制御装置73が、図16のフローチャートに従って各部を制御することで、図17のタイムチャートに示すように、アクセルレバーなどにより、外部から負荷投入指令が入力されると、まず、メインスロットル弁V1の開度をΔDだけ増加させる。そして、エンジン制御装置73が、メイン弁制御を実行した後に、吸気マニホールド圧力Piが目標吸気マニホールド圧力Pimに到達したことを確認すると、ガスインジェクタ98からの主燃料ガスの噴射量Qを増加させる。   When the engine control device 73 controls each part according to the flowchart of FIG. 16 and a load input command is input from the outside by an accelerator lever or the like, as shown in the time chart of FIG. 17, first, the main throttle valve V1. Is increased by ΔD. When the engine control device 73 confirms that the intake manifold pressure Pi has reached the target intake manifold pressure Pim after executing the main valve control, the injection quantity Q of the main fuel gas from the gas injector 98 is increased.

なお、説明を簡単にするために、負荷投入時にメイン弁制御により吸気マニホールド67の圧力が調整される例をあげて説明したが、吸気マニホールド67の圧力調整のために、メインスロットル弁V1又は給気バイパス弁V2を制御する場合であっても、負荷投入指令を受けてから測定圧力が目標圧力以上となった後に、ガスインジェクタ98からの燃料噴射量を増加させるものとすればよい。   In order to simplify the description, the example in which the pressure of the intake manifold 67 is adjusted by the main valve control when the load is applied has been described. However, in order to adjust the pressure of the intake manifold 67, the main throttle valve V1 or the supply pressure is adjusted. Even when the air bypass valve V2 is controlled, the fuel injection amount from the gas injector 98 may be increased after the measured pressure becomes equal to or higher than the target pressure after receiving the load input command.

エンジン制御装置73は、負荷を減少したときにメインスロットル弁V1の開度を閉じる場合に、メインスロットル弁V1の開度を段階的に閉じるようにして、メインスロットル弁V1に対する開度制御を実行する。図18は、エンジン制御装置73によるメインスロットル弁V1に対する開度制御動作を示すフローチャートであり、図19は、エンジン制御装置73による負荷低下時の制御動作を示すタイムチャートである。   When the opening of the main throttle valve V1 is closed when the load is reduced, the engine control device 73 performs the opening control on the main throttle valve V1 by gradually closing the opening of the main throttle valve V1. To do. FIG. 18 is a flowchart showing an opening control operation for the main throttle valve V1 by the engine control device 73, and FIG. 19 is a time chart showing a control operation when the load is reduced by the engine control device 73.

エンジン制御装置73は、図18に示すように、メイン弁制御時において、メインスロットル弁V1の開度Dを目標開度Dmまで減少させる負荷低下指令を受けると(STEP401)、メインスロットル弁V1の開度Dを目標開度Dmに向けて段階的に減少させる(STEP402)。例えば、メインスロットル弁V1の開度Dを段階的に減少させるとは、開度Dを10%/sの速度で減少させるものとする。なお、本例における10%/sの速度とは、1秒間に全開を100%としたとき10%の開度だけ開度Dを減少させる速さである。また、STEP401において、エンジン制御装置73は、例えば、アクセルレバーによって負荷が軽減され、上記負荷低下指令を受信する。   As shown in FIG. 18, when the main control is performed, the engine control device 73 receives a load reduction command for reducing the opening D of the main throttle valve V1 to the target opening Dm (STEP 401). The opening degree D is decreased stepwise toward the target opening degree Dm (STEP 402). For example, reducing the opening degree D of the main throttle valve V1 stepwise means that the opening degree D is reduced at a speed of 10% / s. The speed of 10% / s in this example is a speed at which the opening degree D is decreased by an opening degree of 10% when the full opening is 100% in one second. Further, in STEP 401, the engine control device 73 receives the load reduction command after the load is reduced by, for example, an accelerator lever.

エンジン制御装置73は、メインスロットル弁V1の開度Dを段階的に減少させると、圧力センサ39により測定した吸気マニホールド圧力(測定圧力)Piが所定圧力値Pi1以下となったか否かを確認する(STEP403)。そして、吸気マンホールド67における測定圧力Piが所定圧力値Pi1まで低下したことを確認すると(STEP403でYes)、エンジン制御装置73は、メインスロットル弁V1に対する開度制御を終了する。   When the opening degree D of the main throttle valve V1 is decreased stepwise, the engine control device 73 checks whether or not the intake manifold pressure (measured pressure) Pi measured by the pressure sensor 39 has become equal to or less than a predetermined pressure value Pi1. (STEP403). When it is confirmed that the measured pressure Pi in the intake manhold 67 has decreased to the predetermined pressure value Pi1 (YES in STEP 403), the engine control device 73 ends the opening degree control for the main throttle valve V1.

エンジン制御装置73が、図18のフローチャートに従って各部を制御することで、図19のタイムチャートに示すように、アクセルレバーなどにより、外部から負荷低下指令が入力されると、メインスロットル弁V1の開度を段階的に閉じていく。そして、エンジン制御装置73は、吸気マニホールド圧力Piが徐々に低下して、所定圧力値Pi1に到達したことを確認すると、メインスロットル弁V1の開度を固定して、メインスロットル弁V1に対する開度制御を終了する。このように、負荷低下時にメインスロットル弁V1の開度を徐々に閉じることで、コンプレッサ49bにおける空気の通過流量を段階的に減少させるため、過給機49におけるサージングの発生を防止できる。   When the engine control device 73 controls each part in accordance with the flowchart of FIG. 18, when a load reduction command is input from the outside by an accelerator lever or the like as shown in the time chart of FIG. 19, the main throttle valve V1 is opened. Close the degree step by step. When the engine control device 73 confirms that the intake manifold pressure Pi has gradually decreased to reach the predetermined pressure value Pi1, the opening of the main throttle valve V1 is fixed and the opening relative to the main throttle valve V1 is fixed. End control. As described above, by gradually closing the opening of the main throttle valve V1 when the load is reduced, the flow rate of air passing through the compressor 49b is reduced stepwise, so that surging in the supercharger 49 can be prevented.

その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。また、本実施形態のエンジン装置は、船体内の電気系統に電力を供給するための発電装置や陸上の発電施設における駆動源として構成するなど、上述の推進兼発電機構以外の構成においても適用可能である。   In addition, the structure of each part is not limited to embodiment of illustration, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. The engine device of the present embodiment can also be applied to configurations other than the propulsion and power generation mechanism described above, such as a power generation device for supplying power to the electrical system in the hull and a drive source in a power generation facility on land. It is.

1 船舶
2 船体
4 ファンネル
5 プロペラ
9 推進軸
11 機関室
12 推進兼発電機構
17 給気バイパス流路
19 負荷測定器
20 エンジン回転センサ
21 エンジン装置(ガスエンジン装置)
22 減速機
23 発電機
24 出力軸(クランク軸)
25 シリンダブロック
26 シリンダヘッド
30 主燃料ガス流路
31 副燃料ガス流路
36 気筒
37 吸気ポート
38 排気ポート
39 圧力センサ
40 ヘッドカバー
41 主燃料ガス配管
42 副燃料ガス配管
43 サイドカバー
44 排気マニホールド
45 遮熱カバー
48 排気中継管
49 過給機
49a タービン
49b コンプレッサ
51 インタークーラ
63 吸気フィルタ
64 新気通路管
66 給気バイパス管
67 吸気マニホールド
73 エンジン制御装置
79 着火装置
80 吸気弁
81 排気弁
82 スパークプラグ
89 チェックバルブ
98 ガスインジェクタ
110 主燃料ガス圧力調整器
111 副燃料ガス圧力調整器
112 主燃料ガス圧センサ
113 主燃料ガス温度センサ
114 副燃料ガス圧センサ
115 潤滑油温度センサ
V1 吸気スロットル弁
V2 給気バイパス弁
V3 排気バイパス弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ship 2 Hull 4 Funnel 5 Propeller 9 Propulsion shaft 11 Engine room 12 Propulsion and power generation mechanism 17 Supply bypass flow path 19 Load measuring device 20 Engine rotation sensor 21 Engine device (gas engine device)
22 Reducer 23 Generator 24 Output shaft (crankshaft)
25 Cylinder block 26 Cylinder head 30 Main fuel gas flow path 31 Sub fuel gas flow path 36 Cylinder 37 Intake port 38 Exhaust port 39 Pressure sensor 40 Head cover 41 Main fuel gas pipe 42 Sub fuel gas pipe 43 Side cover 44 Exhaust manifold 45 Heat shield Cover 48 Exhaust relay pipe 49 Supercharger 49a Turbine 49b Compressor 51 Intercooler 63 Intake filter 64 New air passage pipe 66 Air supply bypass pipe 67 Intake manifold 73 Engine control device 79 Ignition device 80 Intake valve 81 Exhaust valve 82 Spark plug 89 Check Valve 98 Gas injector 110 Main fuel gas pressure regulator 111 Sub fuel gas pressure regulator 112 Main fuel gas pressure sensor 113 Main fuel gas temperature sensor 114 Sub fuel gas pressure sensor 115 Lubricating oil temperature sensor V1 Intake throttle Valve V2 Air supply bypass valve V3 Exhaust bypass valve

Claims (1)

シリンダ内へ空気を供給させる吸気マニホールドと、前記シリンダからの排気ガスを排気させる排気マニホールドと、前記吸気マニホールドから供給される空気に燃料ガスを混合させて前記シリンダに吸気するガスインジェクタと、前記排気マニホールドからの排気ガスにより空気を圧縮する過給器と、該過給器で圧縮された圧縮空気を冷却して前記吸気マニホールドに供給するインタークーラとが備えられたエンジン装置において、
前記過給器の空気排出口と前記インタークーラ入口との接続箇所にメインスロットル弁が設けられており、
前記過給器の空気流入口と前記インタークーラ入口とを結ぶ給気バイパス流路が備えられるとともに、前記給気バイパス流路にバイパス弁が配置されており、
前記バイパス弁の開度制御が実行されているか否が確認され、
前記バイパス弁の開度制御が実行されていない場合で、前記エンジン負荷が第1閾値以下である場合に、前記メインスロットル弁の開度制御が実行され、前記エンジン負荷が第1閾値を超えると、前記メインスロットル弁が所定開度に固定され、前記メインスロットル弁の開度制御から前記バイパス弁の開度制御に切り換えられる一方、
前記バイパス弁の開度制御が実行されている場合で、前記エンジン負荷が前記第1閾値より低い第2閾値以上である場合は、前記バイパス弁の開度制御が継続して実行され、前記エンジン負荷が第2閾値を下回ると、前記バイパス弁の開度が所定開度に固定され、前記バイパス弁の開度制御から前記メインスロットル弁の開度制御に切り換えられることを特徴とするエンジン装置。
An intake manifold that supplies air into the cylinder, an exhaust manifold that exhausts exhaust gas from the cylinder, a gas injector that mixes fuel gas into the air supplied from the intake manifold and intakes the cylinder, and the exhaust In an engine apparatus comprising: a supercharger that compresses air using exhaust gas from a manifold; and an intercooler that cools compressed air compressed by the supercharger and supplies the compressed air to the intake manifold.
A main throttle valve is provided at a connection point between the air outlet of the supercharger and the intercooler inlet,
An air supply bypass passage connecting the air inlet of the supercharger and the intercooler inlet is provided, and a bypass valve is arranged in the air supply bypass passage,
It is confirmed whether or not opening control of the bypass valve is being executed,
If the opening control of the bypass valve is not running, if prior SL engine load is equal to or less than the first threshold value, the control of the opening degree of the main throttle valve is performed, the engine load exceeds the first threshold value And the main throttle valve is fixed at a predetermined opening, while the opening control of the main throttle valve is switched to the opening control of the bypass valve,
Wherein when the opening control of the bypass valve is running, before SL when the engine load is above said lower than the first threshold second threshold value, the opening degree control of the bypass valve is continuously performed, the When the engine load falls below a second threshold, the opening degree of the bypass valve is fixed to a predetermined opening degree, and the opening degree control of the bypass valve is switched to the opening degree control of the main throttle valve. .
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