本發(fā)明涉及與天然氣等氣體燃料和重油等液體燃料中的任一種燃料均能夠?qū)?yīng)的多種燃料采用型的發(fā)動機裝置。

背景技術(shù)：

以往，例如在油輪、運輸船等船舶或陸地上的發(fā)電設(shè)備中，利用柴油發(fā)動機作為其驅(qū)動源。但是，柴油發(fā)動機的廢氣中包含有很多成為妨害環(huán)境保護的有害物質(zhì)的氮氧化物、硫氧化物和粒子狀物質(zhì)等。因而，近年來，作為代替柴油發(fā)動機的發(fā)動機，能夠降低有害物質(zhì)的產(chǎn)生量的燃氣發(fā)動機等被逐步普及。

而且，作為分別組合了柴油發(fā)動機的特性和燃氣發(fā)動機的特性的發(fā)動機，提供有能夠并用預(yù)混合燃燒方式和擴散燃燒方式的可用兩種燃料的發(fā)動機，該預(yù)混合燃燒方式為使天然氣等氣體燃料(燃料氣體)與空氣混合并向燃燒室供給而使其燃燒的方式，該擴散燃燒方式為向燃燒室內(nèi)噴射重油等液體燃料而使其燃燒的方式(參照專利文獻1和專利文獻2)。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-004899號公報

專利文獻2：日本特開2008-202545號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

可用兩種燃料的發(fā)動機在柴油模式下和燃氣模式下空燃比不同，相對于同一負載，與柴油模式相比，燃氣模式下需要的空氣流量少。因而，需要使增壓機與柴油模式的樣式相匹配，另一方面，在以燃氣模式動作時，必須使其能夠供給與燃氣模式的空燃比相匹配的空氣流量。另外，以往的可用兩種燃料的發(fā)動機在以燃氣模式運轉(zhuǎn)的情況下，空氣流量控制的響應(yīng)性差，難以相對于負載變動追隨性好地執(zhí)行適當(dāng)?shù)目杖急瓤刂啤?/p>

因此，本發(fā)明以研究上述那樣的現(xiàn)狀并提供一種施行改善的多種燃料采用型的發(fā)動機裝置為技術(shù)課題。

用于解決課題的手段

技術(shù)方案1的發(fā)明是一種發(fā)動機裝置，具備：吸氣歧管，所述吸氣歧管向作動缸內(nèi)供給空氣；排氣歧管，所述排氣歧管使來自所述作動缸的廢氣排氣；主燃料噴射閥，所述主燃料噴射閥向所述作動缸噴射液體燃料并使其燃燒；以及燃氣噴射器，所述燃氣噴射器使氣體燃料與從所述吸氣歧管供給的空氣混合，其中，所述發(fā)動機裝置還具備：增壓機，所述增壓機利用來自所述排氣歧管的廢氣來壓縮空氣；以及中間冷卻器，所述中間冷卻器冷卻被該增壓機壓縮的壓縮空氣并向所述吸氣歧管供給，在所述增壓機出口與所述中間冷卻器入口之間的連接部位設(shè)有主節(jié)流閥，所述發(fā)動機裝置具備連結(jié)所述排氣歧管出口和所述增壓機的排氣出口的排氣旁通流路，并且在所述排氣旁通流路上配置排氣旁通閥，另一方面，所述發(fā)動機裝置具備旁通所述增壓機的壓縮機的供氣旁通流路，并且在所述供氣旁通流路上配置供氣旁通閥，在低負載區(qū)域，在低于規(guī)定負載的情況下，對所述主節(jié)流閥進行反饋控制，另一方面，在高于該規(guī)定負載的情況下，對所述主節(jié)流閥進行基于數(shù)據(jù)圖表的映像控制。

技術(shù)方案2的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1所述的發(fā)動機裝置，其中，在所述低負載區(qū)域，在高于規(guī)定負載的情況下，在對所述排氣旁通閥進行反饋控制的同時，對所述供氣旁通閥進行映像控制。

技術(shù)方案3的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1或2所述的發(fā)動機裝置，其中，在所述低負載區(qū)域，在低于規(guī)定負載的情況下，在使所述排氣旁通閥為全開的同時，使所述供氣旁通閥為全閉。

技術(shù)方案4的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1～3中任一項所述的發(fā)動機裝置，其中，在中高負載區(qū)域，使所述主節(jié)流閥開度為全開，并且分別控制所述排氣旁通閥和所述供氣旁通閥，使所述吸氣歧管中的壓力為與負載相應(yīng)的目標值。

技術(shù)方案5的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案4所述的發(fā)動機裝置，其中，在所述中高負載區(qū)域，在對所述排氣旁通閥進行反饋控制的同時，對所述供氣旁通閥進行映像控制。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，發(fā)動機裝置具備：吸氣歧管，所述吸氣歧管向作動缸內(nèi)供給空氣；排氣歧管，所述排氣歧管使來自所述作動缸的廢氣排氣；主燃料噴射閥，所述主燃料噴射閥向所述作動缸噴射液體燃料并使其燃燒；以及燃氣噴射器，所述燃氣噴射器使氣體燃料與從所述吸氣歧管供給的空氣混合，其中，所述發(fā)動機裝置還具備：增壓機，所述增壓機利用來自所述排氣歧管的廢氣來壓縮空氣；以及中間冷卻器，所述中間冷卻器冷卻被該增壓機壓縮的壓縮空氣并向所述吸氣歧管供給，在所述增壓機出口與所述中間冷卻器入口之間的連接部位設(shè)有主節(jié)流閥，所述發(fā)動機裝置具備連結(jié)所述排氣歧管出口和所述增壓機的排氣出口的排氣旁通流路，并且在所述排氣旁通流路上配置排氣旁通閥，另一方面，所述發(fā)動機裝置具備旁通所述增壓機的壓縮機的供氣旁通流路，并且在所述供氣旁通流路上配置供氣旁通閥，在低負載區(qū)域，在低于規(guī)定負載的情況下，對所述主節(jié)流閥進行反饋控制，另一方面，在高于該規(guī)定負載的情況下，對所述主節(jié)流閥進行基于數(shù)據(jù)圖表的映像控制，因此，在使增壓機最適于基于液體燃料的燃燒模式樣式的情況下，即使在基于氣體燃料的燃燒模式時，通過與發(fā)動機負載的變動相匹配地控制所述排氣旁通閥和供氣旁通閥各自的開度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)最適合于發(fā)動機負載的空燃比。因而，能夠在負載變動時防止燃燒所需要的空氣量的不足，且在使用柴油模式下最適化的增壓機的狀態(tài)下，在燃氣模式下也能夠較佳地工作。

此外，在所述低負載區(qū)域，在高于規(guī)定負載的情況下，在對所述排氣旁通閥進行反饋控制的同時，對所述供氣旁通閥進行映像控制，從而能夠在利用所述供氣旁通閥補充基于所述排氣旁通閥的流量控制的響應(yīng)性的同時，利用所述排氣旁通閥補充所述供氣旁通閥的控制幅度。而且，在所述低負載區(qū)域，在低于規(guī)定負載的情況下，在使所述排氣旁通閥為全開的同時，使所述供氣旁通閥為全閉，從而即使是在低負載時吸氣歧管中的空氣壓力成為負壓的情況下，也能夠確保燃燒所需要的空氣量。

此外，在本發(fā)明中，在中高負載區(qū)域，分別控制所述排氣旁通閥和所述供氣旁通閥，使所述吸氣歧管中的壓力為與負載相應(yīng)的目標值，因此，在使增壓機最適于基于液體燃料的燃燒模式樣式的情況下，即使在基于氣體燃料的燃燒模式時，也能夠與發(fā)動機負載的變動相匹配地響應(yīng)性好地控制空燃比。在這一點上，也能夠在負載變動時防止燃燒所需要的空氣量的不足，且在使用柴油模式下最適化的增壓機的狀態(tài)下，在燃氣模式下也能夠以更佳的狀態(tài)工作。

此外，在所述中高負載區(qū)域，在對所述排氣旁通閥進行反饋控制的同時，對所述供氣旁通閥進行映像控制，從而能夠向發(fā)動機供給與氣體燃料的燃燒所需要的空燃比相匹配的空氣。通過與發(fā)動機負載的變動相匹配地控制所述排氣旁通閥的開度，從而能夠向發(fā)動機供給與氣體燃料的燃燒所需要的空燃比相匹配的空氣。另外，通過并用響應(yīng)性好的、基于所述供氣旁通閥的控制動作，能夠提高燃氣模式下的向負載變動的追隨性。而且，由于能夠利用所述供氣旁通閥和所述排氣旁通閥雙方來控制空氣壓力，所以能夠擴大其控制幅度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式的船舶的整體側(cè)視圖。

圖2是發(fā)動機室的側(cè)視剖視圖。

圖3是發(fā)動機室的俯視說明圖。

圖4是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機裝置的燃料供給路的結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖5是表示該發(fā)動機裝置的吸排氣路的結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖6是該發(fā)動機裝置的控制框圖。

圖7是表示該發(fā)動機裝置的增壓機壓力比與空氣流量的關(guān)系的圖。

圖8是本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機裝置的右視圖。

圖9是該發(fā)動機裝置的左視圖。

圖10是該發(fā)動機裝置的俯視圖。

圖11是該發(fā)動機裝置的后視圖。

圖12是該發(fā)動機裝置的主視圖。

圖13是表示該發(fā)動機裝置的排氣歧管設(shè)置側(cè)(右側(cè)面)的立體圖。

圖14是表示該發(fā)動機裝置的燃料噴射泵設(shè)置側(cè)(左側(cè)面)的立體圖。

圖15是從該發(fā)動機裝置的增壓機上方(前方上側(cè))觀察的立體圖。

圖16是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機裝置的主節(jié)流閥的控制動作的流程圖。

圖17是表示該發(fā)動機裝置的排氣旁通閥的控制動作的流程圖。

圖18是表示該發(fā)動機裝置的供氣旁通閥的控制動作的流程圖。

圖19是用于說明針對使該發(fā)動機裝置以燃氣模式運轉(zhuǎn)時的負載的空燃比控制的圖。

具體實施方式

以下，基于將本發(fā)明具體化了的實施方式應(yīng)用于2臺2軸方式的被裝載在船舶上的一對推進兼發(fā)電機構(gòu)的情況的附圖而進行說明。

首先，對船舶的概要進行說明。如圖1～圖3所示，本實施方式的船舶1具備：船體2；船室3(駕駛臺)，該船室3設(shè)于船體2的船尾側(cè)；通風(fēng)筒4(煙囪)，該通風(fēng)筒4配置在船室3的后方；以及一對螺旋槳5和舵6，該一對螺旋槳5和舵6設(shè)于船體2的后方下部。該情況下，在船尾側(cè)的船底7上一體形成有一對尾鰭8。在各尾鰭8上樞軸支承有使螺旋槳5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的推進軸9。各尾鰭8以分割船體2的左右寬度方向的船體中心線CL(參照圖3)為基準而形成為左右對稱狀。即，在第1實施方式中，采用雙尾鰭作為船體2的船尾形狀。

在船體2內(nèi)的船首側(cè)和中央部設(shè)有船艙10，在船體2內(nèi)的船尾側(cè)設(shè)有發(fā)動機室11。在發(fā)動機室11中，在夾著船體中心線CL的左右，分開地配置有一對推進兼發(fā)電機構(gòu)12，該推進兼發(fā)電機構(gòu)12兼?zhèn)渎菪龢?的驅(qū)動源和船舶1的電力供給源。利用從各推進兼發(fā)電機構(gòu)12傳遞到推進軸9的旋轉(zhuǎn)動力，各螺旋槳5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。發(fā)動機室11的內(nèi)部被上甲板13、第2甲板14、第3甲板15和內(nèi)底板16上下地隔開。第1實施方式的各推進兼發(fā)電機構(gòu)12設(shè)置在發(fā)動機室11最下段的內(nèi)底板16上。需要說明的是，詳細結(jié)構(gòu)未進行圖示，但是船艙10被分割成多個區(qū)間。

如圖2和圖3所示，各推進兼發(fā)電機構(gòu)12是組合中速發(fā)動機裝置21(在實施方式中是可用兩種燃料的發(fā)動機)、減速器22和軸驅(qū)動發(fā)電機23而成的機構(gòu)，該中速發(fā)動機裝置21是螺旋槳5的驅(qū)動源，該減速器22向推進軸9傳遞發(fā)動機裝置21的動力，該軸驅(qū)動發(fā)電機23利用發(fā)動機裝置21的動力來發(fā)電。在此，“中速”的發(fā)動機是意味著以每分鐘500～1000轉(zhuǎn)左右的旋轉(zhuǎn)速度進行驅(qū)動。隨便說一下，“低速”的發(fā)動機是以每分鐘500轉(zhuǎn)以下的旋轉(zhuǎn)速度進行驅(qū)動，“高速”的發(fā)動機是以每分鐘1000轉(zhuǎn)以上的旋轉(zhuǎn)速度進行驅(qū)動。本實施方式的發(fā)動機裝置21構(gòu)成為在中速的范圍內(nèi)(每分鐘700～750轉(zhuǎn)左右)恒速驅(qū)動。

發(fā)動機裝置21具備：缸體25，該缸體25具有發(fā)動機輸出軸24(曲柄軸)；以及缸蓋26，該缸蓋26裝載在缸體25上。在發(fā)動機室11最下段的內(nèi)底板16上，直接安裝或經(jīng)由防振體(省略圖示)地安裝有基座27。在基座27上裝載有發(fā)動機裝置21的缸體25。發(fā)動機輸出軸24向沿著船體2的前后長度方向的朝向延伸。即，發(fā)動機裝置21在使發(fā)動機輸出軸24的朝向沿著船體2的前后長度方向的狀態(tài)下，被配置在發(fā)動機室11內(nèi)。

減速器22和軸驅(qū)動發(fā)電機23被配置在相比于發(fā)動機裝置21靠船尾側(cè)的位置。發(fā)動機輸出軸24的后端側(cè)從發(fā)動機裝置21的后面?zhèn)韧怀?。在發(fā)動機輸出軸的后端側(cè)，能夠傳遞動力地連結(jié)有減速器22。在夾著減速器22的發(fā)動機裝置21的相反側(cè)，配置有軸驅(qū)動發(fā)電機23。從發(fā)動機室11內(nèi)的前方起，依次排列地配置有發(fā)動機裝置21、減速器22、軸驅(qū)動發(fā)電機23。該情況下，在位于船尾側(cè)的尾鰭8內(nèi)或在其附近配置有減速器22和軸驅(qū)動發(fā)電機23。因此，能夠不拘束于船舶1的圍場線(日文：バドックライン)的制約，將發(fā)動機裝置21盡可能靠近船尾側(cè)地配置，有助于發(fā)動機室11的緊湊化。

在減速器22的動力傳遞下游側(cè)設(shè)有推進軸9。減速器22的外形相比于發(fā)動機裝置21和軸驅(qū)動發(fā)電機23靠下側(cè)伸出。在該伸出部分的后面?zhèn)?，能夠傳遞動力地連結(jié)有推進軸9的前端側(cè)。發(fā)動機輸出軸24(軸心線)與推進軸9在俯視下位于同軸狀的位置。推進軸9在相對于發(fā)動機輸出軸24(軸心線)沿鉛垂方向不同心的狀態(tài)下，在船體2的前后長度方向上延伸。在該情況下，推進軸9在側(cè)視下低于軸驅(qū)動發(fā)電機23和發(fā)動機輸出軸24(軸心線)地被安置于靠近內(nèi)底板16的位置。即，軸驅(qū)動發(fā)電機23和推進軸9被上下地分開，且不會相互干涉。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)各推進兼發(fā)電機構(gòu)12的緊湊化。

發(fā)動機裝置21的恒速動力從發(fā)動機輸出軸24的后端側(cè)經(jīng)由減速器22，被分支地傳遞到軸驅(qū)動發(fā)電機23和推進軸9。發(fā)動機裝置21的恒速動力的一部分被減速器22減速到例如每分鐘100～120轉(zhuǎn)前后的旋轉(zhuǎn)速度，并向推進軸9傳遞。利用來自減速器22的減速動力，螺旋槳5進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。需要說明的是，螺旋槳5采用能夠通過螺旋槳葉片的槳距角變更來調(diào)節(jié)船速的可變間距螺旋槳。另外，發(fā)動機裝置21的恒速動力的一部分被減速器22加速到例如每分鐘1200或1800轉(zhuǎn)左右的旋轉(zhuǎn)速度，并向PTO軸傳遞，該PTO軸被減速器22能夠旋轉(zhuǎn)地樞軸支承。該減速器22的PTO軸的后端側(cè)能夠傳遞動力地連結(jié)在軸驅(qū)動發(fā)電機23上，軸驅(qū)動發(fā)電機23基于來自減速器22的旋轉(zhuǎn)動力進行發(fā)電驅(qū)動。由軸驅(qū)動發(fā)電機23的驅(qū)動產(chǎn)生的發(fā)電電力被供給到船體2內(nèi)的電氣系統(tǒng)中。

在發(fā)動機裝置21上連接有空氣引進用的吸氣路徑(省略圖示)和廢氣排出用的排氣路徑28。通過吸氣路徑引進的空氣被移送到發(fā)動機裝置21的各氣缸36內(nèi)(吸氣行程的氣缸內(nèi))。另外，由于發(fā)動機裝置21有2臺，所以排氣路徑28存在2條。各排氣路徑28分別連接于延長路徑29。延長路徑29構(gòu)成為延伸至通風(fēng)筒4并與外部直接連通。來自各發(fā)動機裝置21的廢氣經(jīng)由各排氣路徑28和延長路徑29而被放出到船舶1外部。

如從以上說明可明確的那樣，本實施方式具備一對推進兼發(fā)電機構(gòu)12，該推進兼發(fā)電機構(gòu)12組合有：發(fā)動機裝置21；減速器22，該減速器22向使船舶推進用的螺旋槳5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的推進軸9傳遞所述發(fā)動機裝置21的動力；以及軸驅(qū)動發(fā)電機23，該軸驅(qū)動發(fā)電機23利用所述發(fā)動機裝置21的動力進行發(fā)電，由于一對推進兼發(fā)電機構(gòu)12在船體2內(nèi)的發(fā)動機室11內(nèi)被分開地配置在夾著船體中心線CL的左右，所以與將多臺發(fā)動機(主發(fā)動機和輔助發(fā)動機)配置在發(fā)動機室內(nèi)的以往構(gòu)造相比，能夠縮小發(fā)動機室11的發(fā)動機設(shè)置空間。因此，能夠縮短發(fā)動機室11的前后長度而緊湊地構(gòu)成發(fā)動機室11，進而，易于確保船體2的船艙空間(發(fā)動機室11以外的空間)。利用兩個螺旋槳5的驅(qū)動，還能夠謀求船舶1的推進效率的提高。

此外，由于作為主發(fā)動機的發(fā)動機裝置21具備2臺，所以即使例如1臺發(fā)動機裝置21發(fā)生故障而不能驅(qū)動，利用另1臺發(fā)動機裝置21也能夠航行，并能夠確保船船用原動機裝置乃至船舶1的冗余性。在此基礎(chǔ)上，如前所述，能夠利用發(fā)動機裝置21進行螺旋槳5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和軸驅(qū)動發(fā)電機23的驅(qū)動，所以在通常航行時，能夠使任一方的軸驅(qū)動發(fā)電機23預(yù)備。因此，例如在由于1臺發(fā)動機裝置21或軸驅(qū)動發(fā)電機23的故障而電力供給停止的情況下，使另1臺軸驅(qū)動發(fā)電機23起動，并確定頻率和電壓而使供電恢復(fù)即可。另外，在只憑1臺發(fā)動機裝置21的航行時使發(fā)動機裝置21停止的情況下，使另1臺停止中的發(fā)動機裝置21、乃至使與其對應(yīng)的軸驅(qū)動發(fā)電機23起動，并確定頻率和電壓而使供電恢復(fù)即可。

接下來，參照圖4～圖7對作為上述船舶1的主發(fā)動機而使用的可用兩種燃料的發(fā)動機21的概略結(jié)構(gòu)進行說明?？捎脙煞N燃料的發(fā)動機21(以下僅稱為“發(fā)動機裝置21”)擇一地選擇預(yù)混合燃燒方式和擴散燃燒方式進行驅(qū)動，該預(yù)混合燃燒方式為使天然氣等燃料氣體與空氣混合并使其燃燒的方式，該擴散燃燒方式為使重油等液體燃料(燃料油)擴散并使其燃燒的方式。圖4是表示相對于發(fā)動機裝置21的燃料系統(tǒng)的圖，圖5是表示發(fā)動機裝置21的吸排氣系統(tǒng)的圖，圖6是發(fā)動機裝置21的控制框圖。

如圖4所示，發(fā)動機裝置21從兩系統(tǒng)的燃料供給路徑30、31供給燃料，在一方的燃料供給路徑30上連接有氣體燃料罐32，并在另一方的燃料供給路徑31上連接有液體燃料罐33。即，發(fā)動機裝置21從燃料供給路徑30向發(fā)動機裝置21供給燃料氣體，另一方面，從燃料供給路徑31向發(fā)動機裝置21供給燃料油。燃料供給路徑30具備：氣體燃料罐32，該氣體燃料罐32儲藏液化狀態(tài)的氣體燃料；氣化裝置34，該氣化裝置34使氣體燃料罐32的液化燃料(燃料氣體)氣化；以及燃氣閥單元35，該燃氣閥單元35調(diào)整從氣化裝置34向發(fā)動機裝置21的燃料氣體的供給量。即，燃料供給路徑30構(gòu)成為從氣體燃料罐32朝向發(fā)動機裝置21依次配置氣化裝置34和燃氣閥單元35。

如圖5所示，發(fā)動機裝置21具有在缸體25上直列地排列多個氣缸36(在本實施方式中是6個氣缸)的結(jié)構(gòu)。各氣缸36經(jīng)由吸氣端口37與在缸體25內(nèi)構(gòu)成的吸氣歧管(吸氣流路)67(參照圖20)連通。各氣缸36經(jīng)由排氣端口38與配置在缸蓋26上方的排氣歧管(排氣流路)44連通。在各氣缸36的吸氣端口37處配置燃氣噴射器98。因此，來自吸氣歧管67的空氣經(jīng)由吸氣端口37向各氣缸36供給，另一方面，來自各氣缸36的廢氣經(jīng)由排氣端口38向排氣歧管44排出。另外，在使發(fā)動機裝置21以燃氣模式運轉(zhuǎn)的情況下，從燃氣噴射器98向吸氣端口37供給燃料氣體，并將燃料氣體與來自吸氣歧管67的空氣混合，而向各氣缸35供給預(yù)混合燃氣。

在排氣歧管44的排氣出口側(cè)連接有增壓機49的渦輪49a的排氣入口，在吸氣歧管67的空氣入口側(cè)(新氣入口側(cè))連接有中間冷卻器51的空氣排出口(新氣出口)。在中間冷卻器51的空氣吸入口(新氣入口)連接有增壓機49的壓縮機49b的空氣排出口(新氣出口)。在壓縮機49b與中間冷卻器51之間配置有主節(jié)流閥V1，調(diào)節(jié)主節(jié)流閥V1的閥開度，調(diào)整向吸氣歧管44供給的空氣流量。

使從壓縮機49b出口排出的空氣的一部分向壓縮機49b入口再循環(huán)的供氣旁通流路17連結(jié)壓縮機49b的空氣吸入口(新氣入口)側(cè)和中間冷卻器51的空氣排出口側(cè)。即，供氣旁通流路17在相比于壓縮機49b的空氣吸入口靠上游側(cè)的位置被開放到外氣中，另一方面，供氣旁通流路17連接于中間冷卻器51與吸氣歧管67的連接部分。在該供氣旁通流路17上配置有供氣旁通閥V2，調(diào)節(jié)供氣旁通閥V2的閥開度，調(diào)整從中間冷卻器51下游側(cè)向吸氣歧管67流動的空氣流量。

使渦輪49a旁通的排氣旁通流路18連結(jié)渦輪49a的排氣出口側(cè)和排氣歧管44的排氣出口側(cè)。即，排氣旁通流路18在相比于渦輪49a的排氣出口靠下游側(cè)的位置被開放到外氣中，另一方面，排氣旁通流路18連接于渦輪49a的排氣出口與渦輪49a的排氣入口的連接部分。在該排氣旁通流路18上配置有排氣旁通閥V3，通過調(diào)節(jié)排氣旁通閥V3的閥開度，從而調(diào)整流向渦輪49a的廢氣流量，調(diào)整壓縮機49b的空氣壓縮量。

發(fā)動機裝置21具有：增壓機49，該增壓機49利用來自排氣歧管44的廢氣壓縮空氣；以及中間冷卻器51，該中間冷卻器51冷卻被增壓機49壓縮的壓縮空氣并向吸氣歧管67供給。發(fā)動機裝置21在增壓機49出口與中間冷卻器51入口的連接部位設(shè)有主節(jié)流閥V1。發(fā)動機裝置21具備連結(jié)排氣歧管44出口和增壓機49的排氣出口的排氣旁通流路18，并在排氣旁通流路18上配置排氣旁通閥V3。在使增壓機49最適于柴油模式樣式的情況下，即使在燃氣模式時，通過與發(fā)動機負載的變動相匹配地控制排氣旁通閥V3的開度，也能夠?qū)崿F(xiàn)最適于發(fā)動機負載的空燃比。因而，能夠在負載變動時防止燃燒所需要的空氣量的過與不足，且發(fā)動機裝置21在使用柴油模式下最適化的增壓機的狀態(tài)下，在燃氣模式下也能夠最佳地工作。

發(fā)動機裝置21具備旁通增壓機49的供氣旁通流路17，并在供氣旁通流路17上配置供氣旁通閥V2。通過與發(fā)動機負載的變動相匹配地控制供氣旁通閥V2的開度，能夠向發(fā)動機供給與燃料氣體的燃燒所需要的空燃比相匹配的空氣。另外，通過并用響應(yīng)性好的、基于供氣旁通閥V2的控制動作，能夠加快燃氣模式下的對負載變動的響應(yīng)速度。

發(fā)動機裝置21在中間冷卻器51入口與主節(jié)流閥V1之間的位置上連接供氣旁通流路17，并使從壓縮機49b排出的壓縮空氣返回壓縮機49b入口。由此，能夠在利用供氣旁通閥V2來彌補基于排氣旁通閥V3的流量控制的響應(yīng)性的同時，利用排氣旁通閥V3彌補供氣旁通閥V2的控制幅度。因此，在船用用途中的負載變動、運轉(zhuǎn)模式的切換時，能夠使燃氣模式的空燃比控制的追隨性良好。

如圖6所示，發(fā)動機裝置21具有控制發(fā)動機裝置21的各部的發(fā)動機控制裝置73。發(fā)動機裝置21在每個氣缸36上設(shè)有先導(dǎo)燃料噴射閥82、燃料噴射泵89和燃氣噴射器98。發(fā)動機控制裝置73分別給予先導(dǎo)燃料噴射閥82、燃料噴射泵89和氣噴射器98控制信號，分別控制基于先導(dǎo)燃料噴射閥82的先導(dǎo)燃料噴射、基于燃料噴射泵89的燃料油供給和基于燃氣噴射器98的氣體燃料供給。

發(fā)動機控制裝置73分別給予主節(jié)流閥V1、供氣旁通閥V2和排氣旁通閥V3控制信號，分別調(diào)節(jié)閥開度，并調(diào)整吸氣歧管67中的空氣壓力(吸氣歧管壓力)。發(fā)動機控制裝置73利用測量吸氣歧管65中的空氣壓力的壓力傳感器39來接收測量信號，并檢測吸氣歧管的壓力。發(fā)動機控制裝置73接收基于電功率傳感器、扭矩傳感器等負載測量器19的測量信號，并算出施加于發(fā)動機裝置21的負載。發(fā)動機控制裝置73接收基于測量曲柄軸24的轉(zhuǎn)數(shù)的脈沖傳感器等發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器20的測量信號，并檢測發(fā)動機裝置21的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)。

在以柴油模式運轉(zhuǎn)發(fā)動機裝置21的情況下，發(fā)動機控制裝置73對燃料噴射泵89中的控制閥進行開閉控制，使各氣缸36中的燃燒在規(guī)定時刻產(chǎn)生。即，通過與各氣缸36的噴射時刻相匹配地打開燃料噴射泵89的控制閥，從而通過主燃料噴射閥79使燃料油噴射到各氣缸36內(nèi)，并使其在氣缸36內(nèi)點火。另外，在柴油模式下，發(fā)動機控制裝置73使先導(dǎo)燃料和燃料氣體的供給停止。

在柴油模式下，發(fā)動機控制裝置73基于用負載測量器19測量的發(fā)動機負載(發(fā)動機輸出)和用發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器20測量的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)，對各氣缸36中的主燃料噴射閥79的噴射時刻進行反饋控制。由此，發(fā)動機21在輸出推進兼發(fā)電機構(gòu)12中所需要的發(fā)動機負載的同時，以與船舶的推進速度相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)進行旋轉(zhuǎn)。另外，發(fā)動機控制裝置73基于用壓力傳感器39測量的吸氣歧管壓力來控制主節(jié)流閥V1的開度，從而使成為與必要的發(fā)動機輸出相應(yīng)的空氣流量的壓縮空氣從增壓機49向吸氣歧管67供給。

在以燃氣模式運轉(zhuǎn)發(fā)動機裝置21的情況下，發(fā)動機控制裝置73調(diào)節(jié)燃氣噴射器98中的閥開度，設(shè)定向各氣缸36內(nèi)供給的燃料氣體流量。此外，發(fā)動機控制裝置73對先導(dǎo)燃料噴射閥82進行開閉控制，使各氣缸36中的燃燒在規(guī)定的時刻產(chǎn)生。即，燃氣噴射器98向吸氣端口37供給與閥開度相應(yīng)的流量的燃料氣體，使其與來自吸氣歧管67的空氣混合，將預(yù)混合燃料向氣缸36供給。此外，通過與各氣缸36的噴射時刻相匹配地打開先導(dǎo)燃料噴射閥82的控制閥，從而產(chǎn)生基于先導(dǎo)燃料的噴射的點火源，并使其在供給預(yù)混合燃氣的氣缸36內(nèi)點火。另外，在燃氣模式下，發(fā)動機控制裝置73使燃料油的供給停止。

在燃氣模式下，發(fā)動機控制裝置73基于用負載測量器19測量的發(fā)動機負載和用發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器20測量的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)，對基于燃氣噴射器98的燃料氣體流量、和基于各氣缸36中的引導(dǎo)噴射閥82的噴射時刻進行反饋控制。另外，發(fā)動機控制裝置73基于用壓力傳感器39測量的吸氣歧管壓力，調(diào)節(jié)主節(jié)流閥V1、供氣旁通閥V2和排氣旁通閥V3各自的開度。由此，能夠?qū)⑽鼩馄绻軌毫φ{(diào)節(jié)成與需要的發(fā)動機輸出相應(yīng)的壓力，并能夠?qū)⑴c從燃氣噴射器98供給的燃料氣體的空燃比調(diào)整成與發(fā)動機輸出相應(yīng)的值。

增壓機49具備與柴油模式運轉(zhuǎn)時的發(fā)動機裝置21對應(yīng)的容量。因而，在以燃氣模式運轉(zhuǎn)發(fā)動機裝置21的情況下，需要使增壓機49的容量模擬地與燃氣模式運轉(zhuǎn)時的發(fā)動機裝置21對應(yīng)。圖7表示增壓機49中的壓力比(壓縮機49b的排出壓力與吸入壓力的比)與空氣流量(壓縮機49b的排出流量或向吸氣歧管67的供氣流量)的關(guān)系。如圖7所示，在使發(fā)動機負載相同的情況下，燃氣模式下的運轉(zhuǎn)點P2的壓縮比和空氣流量各自都低于柴油模式下的運轉(zhuǎn)點P1。

在發(fā)動機裝置21從柴油模式向燃氣模式切換運轉(zhuǎn)時，在只控制排氣旁通閥V3來改變運轉(zhuǎn)點的情況下，通過打開排氣旁通閥V3，從而減小渦輪49a的轉(zhuǎn)數(shù)，降低壓縮機49b的壓縮比和空氣流量。該情況下，如圖7所示，柴油模式和燃氣模式各自的運轉(zhuǎn)點P1、P2的矢量變大，向燃氣模式的運轉(zhuǎn)點的切換需要時間。

相對于此，在共同控制供氣旁通閥V2和排氣旁通閥V3來改變運轉(zhuǎn)點的情況下，在打開供氣旁通閥V2、使從壓縮機49b排出的壓縮空氣經(jīng)由供氣旁通流路17向壓縮機49b的吸入口旁通的同時，打開排氣旁通閥V3，使渦輪49a的轉(zhuǎn)數(shù)減小。即，利用供氣旁通流路17使壓縮空氣從壓縮機49b的排出口向吸入口循環(huán)，從而如圖7所示，降低壓縮機49b的壓縮比。因此，能夠減少由排氣旁通閥V3的控制引起的壓縮機49b的壓縮比的下降量，并能夠縮短向燃氣模式的運轉(zhuǎn)點的切換時間。

接下來，參照圖8～圖20，對具有上述概略結(jié)構(gòu)的可用兩種燃料的發(fā)動機21(發(fā)動機裝置21)的詳細結(jié)構(gòu)進行說明。在以下的說明中，以發(fā)動機裝置21與減速器22的連接側(cè)為后側(cè)，來指定發(fā)動機裝置21的結(jié)構(gòu)中的前后左右的位置關(guān)系。

如圖8～圖15所示，發(fā)動機裝置21在安放在基座27(參照圖2)上的缸體25上具備發(fā)動機輸出軸24，并將前后一列地排列有多個蓋罩40的缸蓋26裝載在缸體25上。發(fā)動機裝置21在缸蓋26的右側(cè)面，與蓋罩40列平行地延伸設(shè)置燃氣歧管(氣體燃料配管)41，另一方面，在缸體25的左側(cè)面配置覆蓋與蓋罩40列平行地延伸設(shè)置的燃料油管(液體燃料配管)42的側(cè)罩43。另外，在燃氣歧管41的上側(cè)，與蓋罩40列平行地延伸設(shè)置有后述的排氣歧管(排氣流路)44，該排氣歧管44的外周被遮熱罩45覆蓋。

在蓋罩40列與遮熱罩45之間，與蓋罩40列平行地延伸設(shè)置有缸蓋上冷卻水配管46，該缸蓋上冷卻水配管46與缸蓋26內(nèi)的冷卻水路連結(jié)。在冷卻水配管46的上側(cè)，與冷卻水配管46相同，與蓋罩40列平行地延伸設(shè)置有共軌管(先導(dǎo)燃料配管)47，該共軌管47供給基于輕油等的先導(dǎo)燃料。此時，冷卻水配管46與缸蓋26連結(jié)而被支承，并且共軌管47與冷卻水配管46連結(jié)而被支承。另外，遮熱罩45與冷卻水配管46和缸體25連結(jié)而被支承。

排氣歧管44的前端(排氣出口側(cè))經(jīng)由排氣轉(zhuǎn)接管48與增壓機49連接。因此，通過排氣歧管44而被排氣的廢氣經(jīng)由排氣轉(zhuǎn)接管48流入增壓機49的渦輪49a，從而渦輪49a旋轉(zhuǎn)，使與渦輪49a成為同軸的壓縮機49b旋轉(zhuǎn)。增壓機49被配置在發(fā)動機裝置21的前端上側(cè)，且分別在其右側(cè)具有渦輪49a、在其左側(cè)具有壓縮機49b。此外，排氣出口管50被配置在增壓機49的右側(cè)，且與渦輪49a的排氣出口連結(jié)，并使來自渦輪49a的廢氣向排氣路徑28(參照圖2)排氣。

在增壓機49的下側(cè)配置有中間冷卻器51，該中間冷卻器51使來自增壓機49的壓縮機49b的壓縮空氣冷卻。即，在缸體25的前端側(cè)設(shè)置有中間冷卻器51，并且在該中間冷卻器51的上部載置有增壓機49。在增壓機49的左右中層位置，壓縮機49b的空氣排出口以朝向后方(缸體25側(cè))開口的方式被設(shè)置。另一方面，在中間冷卻器51上表面設(shè)有朝向上方開口的空氣吸入口，通過該空氣吸入口，從壓縮機49b排出的壓縮空氣流入中間冷卻器51內(nèi)部。此外，壓縮機49b的空氣排出口和中間冷卻器51的空氣吸入口被連接它們一端的吸氣轉(zhuǎn)接管52連通。該吸氣轉(zhuǎn)接管52具有上述的主節(jié)流閥V1(參照圖5)。

在發(fā)動機裝置21的前端面(正面)上，在發(fā)動機輸出軸24的外周側(cè)，分別設(shè)置有冷卻水泵53、先導(dǎo)燃料泵54、潤滑油泵(引液泵)55和燃料油泵56。此時，冷卻水泵53和燃料油泵56分別被配置在靠左側(cè)面的上下，先導(dǎo)燃料泵54和潤滑油泵55分別被配置在靠右側(cè)面的上下。另外，在發(fā)動機裝置21的前端部分上設(shè)有旋轉(zhuǎn)傳遞機構(gòu)(省略圖示)，該旋轉(zhuǎn)傳遞機構(gòu)傳遞發(fā)動機輸出軸24的旋轉(zhuǎn)動力。由此，經(jīng)由所述旋轉(zhuǎn)傳遞機構(gòu)傳遞來自發(fā)動機輸出軸24的旋轉(zhuǎn)動力，從而設(shè)于發(fā)動機輸出軸24外周的冷卻水泵53、先導(dǎo)燃料泵54、潤滑油泵55和燃料油泵56也分別旋轉(zhuǎn)。而且，在缸體25內(nèi)，在冷卻水泵53的上側(cè)樞軸支承有以前后為軸方向的凸輪軸(省略圖示)，該凸輪軸也通過所述旋轉(zhuǎn)傳遞機構(gòu)傳遞發(fā)動機輸出軸24的旋轉(zhuǎn)動力而旋轉(zhuǎn)。

在缸體25的下側(cè)設(shè)有油盤57，在該油盤57中儲存流過缸體25的潤滑油。潤滑油泵55經(jīng)由潤滑油配管而與油盤57在下側(cè)的吸引口連接，并吸引儲存在油盤57中的潤滑油。另外，通過上側(cè)的排出口經(jīng)由潤滑油配管與潤滑油冷卻器58的潤滑油入口連接，潤滑油泵55向潤滑油冷卻器58供給從油盤57吸引的潤滑油。潤滑油冷卻器58以其前方為潤滑油入口，另一方面，以后方為潤滑油出口，并經(jīng)由潤滑油配管使?jié)櫥统隹谂c潤滑油濾器59連結(jié)。潤滑油濾器59以其前方為潤滑油入口，另一方面，以后方為潤滑油出口，并將潤滑油出口與缸體25連接。因此，從潤滑油泵55移送的潤滑油被潤滑油冷卻器58冷卻后，被潤滑油濾器59凈化。

潤滑油冷卻器58和潤滑油濾器59分別被固定在缸體25的右側(cè)面上。此外，在缸體25右側(cè)面，潤滑油冷卻器58和潤滑油濾器59前后直列地配置成潤滑油冷卻器58為前方(潤滑油泵55側(cè))。另外，在前后方向上延伸設(shè)置的缸體右冷卻水配管60離開缸體25的右側(cè)面地配置在燃氣歧管41與潤滑油冷卻器58之間的位置上。該冷卻水配管60從缸體25的前方沿著燃氣歧管41而被延伸設(shè)置至潤滑油冷卻器58與潤滑油濾器59之間的位置。

另外，以沿著燃氣歧管41的方式被延伸設(shè)置的冷卻水配管60與從中間冷卻器51排出的中間冷卻器排出側(cè)冷卻水配管61連結(jié)，并使從中間冷卻器51流出的冷卻水向潤滑油冷卻器58供水。需要說明的是，中間冷卻器51分別插入有在其右側(cè)面上下地設(shè)置的排出側(cè)冷卻水配管61和供水側(cè)冷卻水配管62，冷卻來自增壓機49的壓縮機49b的壓縮空氣。

增壓機49以同軸的方式樞軸支承各自分開地配置在左右的壓縮機49b和渦輪49a，且壓縮機49b基于通過排氣轉(zhuǎn)接管48從排氣歧管44導(dǎo)入的渦輪49a的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。另外，增壓機49在成為新氣引進側(cè)的壓縮機49b的左側(cè)具備吸氣過濾器63和新氣通路管64，該吸氣過濾器63對導(dǎo)入的外氣除塵，該新氣通路管64連接吸氣過濾器63與壓縮機49b。由此，通過壓縮機49b與渦輪49a同步地旋轉(zhuǎn)，被吸氣過濾器63吸引的外氣(空氣)通過增壓機49而導(dǎo)入壓縮機49b。此外，壓縮機49b壓縮從左側(cè)吸引的空氣，向設(shè)置于后側(cè)的吸氣轉(zhuǎn)接管52排出壓縮空氣。

對于吸氣轉(zhuǎn)接管52，使其上部前方開口，經(jīng)由蛇腹管65與壓縮機49b后方的排出口連接，另一方面，使其下側(cè)開口，與中間冷卻器51上表面的吸氣口連接。另外，在設(shè)在前面的通氣路上的分支口處，中間冷卻器51與供氣旁通管66(供氣旁通流路17)的一端連接，并將在中間冷卻器51內(nèi)冷卻的壓縮空氣的一部分向供氣旁通管66排出。供氣旁通管66的另一端連接在設(shè)于新氣通路管64的前面的分支口，被中間冷卻器51冷卻的壓縮空氣的一部分通過供氣旁通管66而向新氣通路管64循環(huán)流動，并與來自供氣過濾器63的外氣匯合。另外，供氣旁通管66在其中途部分配置有供氣旁通閥V2。

若中間冷卻器51通過吸氣轉(zhuǎn)接管52而使來自壓縮機49b的壓縮空氣從左側(cè)后方流入，則基于與從供水配管62供水的冷卻水的熱交換作用，使壓縮空氣冷卻。在中間冷卻器51內(nèi)部，在被左室冷卻的壓縮空氣流過前方的通氣路而導(dǎo)入到右室后，通過設(shè)于右室后方的排出口向吸氣歧管67排出。吸氣歧管67設(shè)于缸體25的右側(cè)面，并在燃氣歧管41的下側(cè)，與蓋罩40列平行地沿前后延伸設(shè)置。需要說明的是，通過與供氣旁通閥V2的開度相應(yīng)地確定從中間冷卻器51向壓縮機49b循環(huán)流動的壓縮空氣的流量，從而設(shè)定向吸氣歧管67供給的壓縮空氣的流量。

另外，增壓機49的渦輪49a使后方的吸入口與排氣轉(zhuǎn)接管48連接，并使右側(cè)的排出口與排氣出口管50連接。由此，增壓機49經(jīng)由排氣轉(zhuǎn)接管48使廢氣從排氣歧管44導(dǎo)入渦輪49a內(nèi)部，在使渦輪49a旋轉(zhuǎn)的同時，使壓縮機49b旋轉(zhuǎn)，并使廢氣從排氣出口管50向排氣路徑28(參照圖2)排氣。對于排氣轉(zhuǎn)接管48，使其后方開口，經(jīng)由蛇腹管68與排氣歧管44的排出口連接，另一方面，使其前方開口，與渦輪49a后方的吸入口連接。

另外，在排氣轉(zhuǎn)接管48的中途位置，在右側(cè)面?zhèn)仍O(shè)有分支口，且在該排氣轉(zhuǎn)接管48的分支口處連接有排氣旁通管69(排氣旁通流路18)的一端。對于排氣旁通管69，其另一端與設(shè)于排氣出口管50的后方的匯合口連接，并使從排氣歧管44排出的廢氣的一部分不經(jīng)過增壓機49地與排氣出口管50旁通。另外，排氣旁通管69在其中途部分配置有排氣旁通閥V3，且與排氣旁通閥V3的開度相應(yīng)地設(shè)定從排氣歧管44向排氣出口管50旁通的廢氣的流量，并調(diào)節(jié)向渦輪49a供給的廢氣流量。需要說明的是，排氣旁通管69具有蛇腹管70，該蛇腹管70位于排氣旁通管69和排氣轉(zhuǎn)接管48的連接部與排氣旁通閥V3之間。

進行發(fā)動機裝置21的起動、停止等控制的機側(cè)操作用控制裝置71經(jīng)由支承架(支承構(gòu)件)72固定于中間冷卻器51的左側(cè)面。機側(cè)操作用控制裝置71具備接受基于操作者的發(fā)動機裝置21的起動、停止的開關(guān)，并且具備顯示發(fā)動機裝置21各部的狀態(tài)的顯示器。在缸體25的左側(cè)面后端側(cè)固定有起動發(fā)動機裝置21的發(fā)動機起動裝置75。

另外，控制發(fā)動機裝置21各部的動作的發(fā)動機控制裝置73經(jīng)由支承架(支承構(gòu)件)74固定于缸體25的后端面。在缸體25的后端側(cè)設(shè)置有與減速器22連結(jié)而旋轉(zhuǎn)的慣性輪76，在慣性輪76的上部配置有發(fā)動機控制裝置73。該發(fā)動機控制裝置73與發(fā)動機裝置21各部中的傳感器(壓力傳感器、溫度傳感器)電連接，收集發(fā)動機裝置21各部的溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)等，并且將信號給予發(fā)動機裝置21各部中的電磁閥等，并控制發(fā)動機裝置21的各種動作(燃料油噴射、先導(dǎo)燃料噴射、燃氣噴射、冷卻水溫度調(diào)整等)。

對于缸體25，在其左側(cè)面上側(cè)設(shè)有臺階部，在該缸體25的臺階部25a上表面上設(shè)置有與蓋罩40和缸蓋26同樣數(shù)量的燃料噴射泵89。燃料噴射泵89沿著缸體25的左側(cè)面排列成一列，其左側(cè)面與燃料油管(液體燃料配管)42連結(jié)，并且其上端經(jīng)由燃料排出管90與右前方的缸蓋26的左側(cè)面連結(jié)。上下2根燃料油管42的一方是向燃料噴射泵89供給燃料油的供油管，另一方是使燃料油從燃料噴射泵89返回的回油管。另外，燃料排出管90經(jīng)由缸蓋26內(nèi)的燃料流路而與主燃料噴射閥79連接，從而向主燃料噴射閥79供給來自燃料噴射泵89的燃料油。

在缸體25的臺階部上，燃料噴射泵89相對于蓋罩40列在左側(cè)被并列設(shè)置在由燃料排出管90連接的缸蓋26的左側(cè)后方的位置。另外，燃料噴射泵89在被缸蓋26與燃料油管42夾著的位置排列成一列。如圖9～圖11所示，該燃料噴射泵89和燃料油管42一起被設(shè)置在缸體25的臺階部25a上的側(cè)罩43覆蓋。燃料噴射泵89利用缸體25內(nèi)的凸輪軸(省略圖示)中的泵用凸輪的旋轉(zhuǎn)而進行柱塞的推舉動作。此外，燃料噴射泵89利用柱塞的推舉而使從燃料油管42供給的燃料油上升為高壓，并經(jīng)由燃料排出管90向缸蓋26內(nèi)的燃料噴射泵89供給高壓燃料油。

如圖9和圖12～圖15所示，將共軌管47的前端經(jīng)由先導(dǎo)燃料轉(zhuǎn)接管96與先導(dǎo)燃料泵54的排出側(cè)連接，向共軌管47供給從先導(dǎo)燃料泵54排出的先導(dǎo)燃料。在缸體25的前面，為了使先導(dǎo)燃料泵54的排出口與共軌管47的前端連接，先導(dǎo)燃料轉(zhuǎn)接管96具有如下形狀：在從先導(dǎo)燃料泵54的排出口朝向缸體25的左側(cè)面的上方延伸后彎曲，并在缸蓋26的前端面從缸蓋26左側(cè)面朝向共軌管47的前端伸長。

如圖8、圖13和圖15所示，在缸體25的右側(cè)面的前方，燃氣歧管41與燃氣入口管97連接而壓送燃料氣體，該燃氣入口管97是與燃氣閥單元35(參照圖4)連接的燃氣配管管路的一部分。即，燃氣歧管41的前端與燃氣入口管97連結(jié)，并向燃氣歧管41供給來自燃氣閥單元35的燃料氣體。在排氣歧管44與吸氣歧管67之間的高度位置，燃氣歧管41沿著蓋罩40列地被延伸設(shè)置。

燃氣歧管41具備：燃氣主管41a，該燃氣主管41a的前端與燃氣入口管97連接并沿前后延伸；以及多個燃氣支管41b，該多個燃氣支管41b從燃氣主管41a的上表面朝向缸蓋26地分支。燃氣主管41a在其上表面等間隔地具備連接用凸緣，并與燃氣支管41b的入口側(cè)凸緣緊固連接。燃氣支管41b將與燃氣主管41a的連結(jié)部分的相反側(cè)的端部與套筒的右側(cè)面連結(jié)，該套筒從上側(cè)插入有燃氣噴射器98。

構(gòu)成燃氣歧管41的燃氣主管41a和燃氣支管41a各自由二重管構(gòu)成，并且燃氣入口管97和套筒也由二重管構(gòu)成。即，使相比于燃氣閥單元35靠下游側(cè)的燃氣配管為用外側(cè)管覆蓋高壓的內(nèi)側(cè)管的二重管構(gòu)造，并利用其內(nèi)側(cè)管(內(nèi)側(cè)空間)，經(jīng)由燃氣歧管41使燃料氣體朝向燃氣噴射器98流動。另一方面，在相比于燃氣閥單元35靠下游側(cè)的燃氣配管中，利用外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管的空間(外側(cè)空間)，使泄漏的燃料氣體回收到燃氣閥單元35中。

如圖13和圖15所示，排氣歧管44使以一列交替地排列的排氣主管44a與蛇腹管44b連結(jié)，并使從排氣主管44a的下側(cè)分支的排氣支管44c(排氣端口38的一部分)與缸蓋26的右側(cè)面連結(jié)。排氣主管44a和排氣支管44c分別被設(shè)成與缸蓋26同樣數(shù)量，且在缸蓋26的右側(cè)面前側(cè)連結(jié)有排氣支管44c。即，在配置有排氣閥81的缸蓋26前側(cè)部分，排氣支管44c的排氣入口側(cè)與缸蓋26的右側(cè)面的排氣出口連接。另外，通過將排氣支管44c的排氣入口側(cè)凸緣緊固連接在缸蓋26的右側(cè)面，從而排氣歧管44被缸蓋26支承。

如圖8和圖13所示，吸氣歧管67設(shè)于缸體25的上方右側(cè)，其高度位置為相比于燃氣歧管41靠下側(cè)的位置且在前后方向上被延伸設(shè)置。另外，對于缸蓋26，如圖13所示，使其右側(cè)面中的后方部分朝向燃氣歧管41地突起，成為在內(nèi)部具有空氣流路的吸氣支部，該空氣流路使該右側(cè)面的突起部分在吸氣歧管67正上方連通。即，配置有吸氣閥80的缸蓋26后側(cè)部分經(jīng)由吸氣支部與吸氣歧管67連接。

接下來，參照圖5、圖6和圖16～圖19，對以燃氣模式運轉(zhuǎn)具有上述結(jié)構(gòu)的可用兩種燃料的發(fā)動機21(發(fā)動機裝置21)時的空氣流量控制的第2實施例進行說明。

如圖16所示，在發(fā)動機負載處于低于負載L2的低負載區(qū)域且低于規(guī)定負載L1(L1＜L2)的情況下(在步驟1中為“是”)，發(fā)動機控制裝置73對主節(jié)流閥V1的閥開度進行反饋控制(PID控制)(步驟2)。此時，發(fā)動機控制裝置73設(shè)定與發(fā)動機負載相應(yīng)的吸氣歧管壓力的目標值(目標壓力)。此外，發(fā)動機控制裝置73接收來自壓力傳感器39的測量信號，確認吸氣歧管壓力的測量值(測量壓力)，求出其與目標壓力的差。由此，發(fā)動機控制裝置73基于目標壓力與測量壓力之間的差值，執(zhí)行主節(jié)流閥V1的閥開度的PID控制，并使吸氣歧管67的空氣壓力接近目標壓力。

在發(fā)動機負載處于規(guī)定負載L1以上的低負載區(qū)域的情況下(在步驟1中為“否”、在步驟3中為“是”)，發(fā)動機控制裝置73對主節(jié)流閥V1的閥開度進行映像(マップ)控制(步驟4)。此時，發(fā)動機控制裝置73參照記錄針對發(fā)動機負載的主節(jié)流閥V1的閥開度的數(shù)據(jù)圖表DT1，設(shè)定與發(fā)動機負載對應(yīng)的主節(jié)流閥V1的閥開度。此外，在發(fā)動機負載處于負載L2以上的中高負載區(qū)域的情況下(在步驟3中為“否”)，發(fā)動機控制裝置73進行控制以使主節(jié)流閥V1為全開。

如圖17所示，在發(fā)動機負載低于規(guī)定負載L1的情況下(在步驟101中為“是”)，發(fā)動機控制裝置73進行控制以使排氣旁通閥V3為全開(步驟102)。在發(fā)動機負載成為規(guī)定負載L1以上的情況下(在步驟101中為“否”)，發(fā)動機控制裝置73對排氣旁通閥V3的閥開度進行反饋控制(PID控制)(步驟103)。此時，發(fā)動機控制裝置73基于與發(fā)動機負載相應(yīng)的目標壓力與利用壓力傳感器39測量的測量壓力之間的差值，執(zhí)行排氣旁通閥V3的閥開度的PID控制，并使吸氣歧管67的空氣壓力接近目標壓力。

如圖18所示，在發(fā)動機負載低于規(guī)定負載L1的情況下(在步驟201中為“是”)，發(fā)動機控制裝置73進行控制以使供氣旁通閥V2為全閉(步驟202)。在發(fā)動機負載成為規(guī)定負載L1以上的情況下(在步驟201中為“否”)，發(fā)動機控制裝置73對供氣旁通閥V2的閥開度進行映像控制(步驟203)。此時，發(fā)動機控制裝置73參照記錄針對發(fā)動機負載的供氣旁通閥V2的閥開度的數(shù)據(jù)圖表DT2，并設(shè)定與發(fā)動機負載對應(yīng)的供氣旁通閥V2的閥開度。

如圖19所示，在低于負載L2的低負載區(qū)域，在發(fā)動機負載低于規(guī)定負載L1(L1＜L2)的情況下，發(fā)動機控制裝置73通過基于由壓力傳感器39測量的吸氣歧管壓力的反饋控制(PID控制)，設(shè)定主節(jié)流閥V1的開度。此外，在發(fā)動機負載高于規(guī)定負載L1的情況下，通過基于數(shù)據(jù)圖表DT1的映像控制，設(shè)定主節(jié)流閥V1的開度。另一方面，在負載L2以上的中高負載區(qū)域，以規(guī)定開度(在本實施方式中為全開)打開主節(jié)流閥V1，并且分別控制供氣旁通閥V2和排氣旁通閥V3，將吸氣歧管壓力調(diào)整成與發(fā)動機負載相應(yīng)的目標值。

在使增壓機49最適于柴油模式樣式的情況下，在燃氣模式運轉(zhuǎn)時，即使處于與柴油模式的運轉(zhuǎn)點大不相同的中高負載區(qū)域，也能夠使吸氣歧管67的壓力控制響應(yīng)性良好。因而，能夠在負載變動時防止燃燒所需要的空氣量的過與不足，即使是使用在柴油模式下最適化的增壓機49的發(fā)動機裝置21，在燃氣模式下也能夠最佳地工作。

另外，在中高負載區(qū)域，在通過基于由壓力傳感器39測量的吸氣歧管壓力的反饋控制(PID控制)，設(shè)定排氣旁通閥V3的開度的同時，通過基于數(shù)據(jù)圖表DT1的映像控制，設(shè)定供氣旁通閥V2的開度。通過與發(fā)動機負載的變動相匹配地控制排氣旁通閥V3的開度，能夠向發(fā)動機裝置21供給與氣體燃料的燃燒所需要的空燃比相匹配的空氣。另外，通過并用響應(yīng)性好的、基于供氣旁通閥V2的控制動作，能夠加快對燃氣模式下的負載變動的響應(yīng)速度。

在低負載區(qū)域，在發(fā)動機負載高于規(guī)定負載L1的情況下，通過基于由壓力傳感器39測量的吸氣歧管壓力的反饋控制(PID控制)，設(shè)定排氣旁通閥V3的開度的同時，通過基于數(shù)據(jù)圖表DT2的映像控制，設(shè)定供氣旁通閥V2的開度。另一方面，在發(fā)動機負載低于規(guī)定負載L1的情況下，使供氣旁通閥V2為全閉，并且使排氣旁通閥V3為全開。

即，在排氣歧管壓力成為低于大氣壓的負壓的情況下，使排氣旁通閥V3為全開，使渦輪49a的驅(qū)動停止，從而能夠防止增壓機49中的喘振等。另外，通過使供氣旁通閥V2為全閉，能夠在低負載時使基于主節(jié)流閥V1的吸氣歧管壓力的控制的響應(yīng)性高。

發(fā)動機裝置21具備：吸氣閥80，該吸氣閥80使空氣向作動缸77內(nèi)的主燃燒室吸氣；排氣閥81，該排氣閥81使燃燒燃氣從主燃燒室排氣；主燃料噴射閥79，該主燃料噴射閥79向主燃燒室噴射液體燃料并使其燃燒；以及燃氣噴射器98，該燃氣噴射器98使氣體燃料與向主燃燒室吸氣的空氣混合。此外，發(fā)動機裝置21在排列成一列的蓋罩40列的兩側(cè)分開地配置有氣體燃料配管41和液體燃料配管42，該氣體燃料配管41向燃氣噴射器98供給氣體燃料，該液體燃料配管42向主燃料噴射閥79供給液體燃料。另外，發(fā)動機裝置21在缸體25內(nèi)使吸氣歧管67相對于蓋罩40列平行地延伸設(shè)置，并在蓋罩40列的同一側(cè)方排列地配置氣體燃料配管41和吸氣歧管67，該吸氣歧管67朝向吸氣閥80供給向主燃燒室吸氣的空氣。

發(fā)動機裝置21相對于蓋罩40分開地配置氣體燃料配管41和液體燃料配管42，能夠以節(jié)省空間的方式在缸蓋26周邊進行配管，所以成為緊湊的配管結(jié)構(gòu)。另外，由于氣體燃料配管41和吸氣歧管67配置于蓋罩40列的同一側(cè)方，所以能夠縮短配置于吸氣側(cè)的燃氣噴射器98與氣體燃料配管41之間的配管距離，并能夠抑制氣體燃料配管41內(nèi)的壓力損失。

發(fā)動機裝置21相對于蓋罩40列平行地延伸設(shè)置有使來自主燃燒室的燃燒燃氣排氣的排氣歧管44，并在蓋罩40列的同一側(cè)方，將排氣歧管44和吸氣歧管67分開地配置在氣體燃料配管41的上下。由此，發(fā)動機裝置21在缸蓋26的同一側(cè)方對氣體燃料配管41和排氣歧管44集中地配管，所以在缸蓋26的另一側(cè)方，能夠?qū)⑾蛑魅剂蠂娚溟y79壓送高壓的液體燃料的燃料噴射泵89與液體燃料配管42一起集中地設(shè)置。

發(fā)動機裝置21具備使著火火焰向主燃燒室噴出的先導(dǎo)燃料噴射閥82，并相對于蓋罩40列平行地延伸設(shè)置先導(dǎo)燃料配管47，該先導(dǎo)燃料配管47向先導(dǎo)燃料噴射閥82供給先導(dǎo)燃料。此外，在缸體25上方，在蓋罩40列與排氣歧管44之間的位置上，使冷卻水配管46相對于蓋罩40列平行地延伸設(shè)置，并在冷卻水配管46的上方支承先導(dǎo)燃料配管47。由于在冷卻水配管46上支承先導(dǎo)燃料配管47，所以能夠抑制先導(dǎo)燃料配管47因高溫的排氣溫度的升溫。因此，能夠?qū)⑾葘?dǎo)燃料配管47配置于排氣歧管44側(cè)，并能夠?qū)⒏髋涔芫o湊地集中配置。

發(fā)動機裝置21的氣體燃料配管41為基于內(nèi)側(cè)管和外側(cè)管的二重管構(gòu)造，該內(nèi)側(cè)管朝向燃氣噴射器98供給氣體燃料，該外側(cè)管從燃氣噴射器98流入氣體燃料。像這樣使氣體燃料配管41為二重管構(gòu)造，從而能夠使泄漏的氣體燃料返回燃氣閥單元35等燃料源側(cè)，并能夠?qū)怏w燃料配管41的壓力保持一定。

發(fā)動機裝置21在其一端上部配置增壓機49，并在增壓機49的下側(cè)配置中間冷卻器51，該增壓機49利用來自排氣歧管44的廢氣壓縮空氣，該中間冷卻器51冷卻被增壓機49壓縮的壓縮空氣并將其向吸氣歧管67供給。發(fā)動機裝置21在其一端重疊地配置增壓機49和中間冷卻器51，所以能夠使裝置結(jié)構(gòu)緊湊。另外，與排氣歧管44和吸氣歧管67的配置對應(yīng)地使增壓機49和中間冷卻器51上下地配置，從而能夠容易地將排氣歧管44和吸氣歧管67以最短的方式進行配管。

發(fā)動機裝置21在缸體25的氣體燃料配管41側(cè)的一側(cè)面上，直列排列地配置潤滑油冷卻器58和潤滑油濾器59。此外，在氣體燃料配管41與潤滑油冷卻器58之間的位置上，使?jié)櫥屠鋮s用冷卻水配管(第1冷卻水配管)60在從缸體25的上述一側(cè)面分開的狀態(tài)下沿著潤滑油冷卻器58延伸設(shè)置，在該潤滑油冷卻用冷卻水配管60中流動有向潤滑油冷卻器58供給的冷卻水。在缸體25上方，在蓋罩40與氣體燃料配管41之間的位置，使與缸蓋26連接的缸蓋冷卻用冷卻水配管(第2冷卻水配管)46與蓋罩40列平行地延伸設(shè)置。

發(fā)動機裝置21在氣體燃料配管41側(cè)的發(fā)動機裝置21的側(cè)面配置潤滑油冷卻器58和潤滑油濾器59，并在發(fā)動機裝置21的同一側(cè)面配置潤滑油冷卻用冷卻水配管(第1冷卻水配管)60，該潤滑油冷卻用冷卻水配管60向潤滑油冷卻器58供給冷卻水。由此，能夠緊湊地集中而配置發(fā)動機裝置21中的潤滑油循環(huán)系統(tǒng)，并且能夠使其維護作業(yè)簡單化。而且，在發(fā)動機裝置21的上方，將缸蓋冷卻用冷卻水配管(第2冷卻水配管)46也配置在與潤滑油冷卻用冷卻水配管(第1冷卻水配管)60同側(cè)方，所以能夠?qū)ε渲糜诎l(fā)動機裝置21的外側(cè)的冷卻水配管集中地配管，并能夠縮短其長度。

發(fā)動機裝置21在相對于發(fā)動機輸出軸24垂直的缸體25的一端面，在發(fā)動機輸出軸24的外周側(cè)且設(shè)置潤滑油冷卻器58的缸體25的一側(cè)面(右側(cè)面)側(cè)，配置有潤滑油泵55，并向潤滑油冷卻器58供給用潤滑油泵55抽起的潤滑油。由于潤滑油泵55設(shè)置在潤滑油冷卻器58的附近，所以能夠用短的配管連結(jié)潤滑油泵55和潤滑油冷卻器58。

此外，各部的結(jié)構(gòu)并不被限定于圖示的實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變更。另外，本實施方式的發(fā)動機裝置也能夠應(yīng)用在用于向船體內(nèi)的電氣系統(tǒng)供給電力的發(fā)電裝置、構(gòu)成為陸地上的發(fā)電設(shè)備中的驅(qū)動源等上述推進兼發(fā)電機構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)中。

附圖標記的說明

1 船舶

2 船體

4 通風(fēng)筒

5 螺旋槳

9 推進軸

11 發(fā)動機室

12 推進兼發(fā)電機構(gòu)

17 供氣旁通流路

18 排氣旁通流路

19 負載測量器

20 發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器

21 發(fā)動機裝置(可用兩種燃料的發(fā)動機)

22 減速器

23 軸驅(qū)動發(fā)電機

24 輸出軸(曲柄軸)

25 缸體

26 缸蓋

36 氣缸

37 吸氣端口

38 排氣端口

39 壓力傳感器

40 蓋罩

41 燃氣歧管(氣體燃料配管)

42 燃料油管(液體燃料配管)

43 側(cè)罩

44 排氣歧管

45 遮熱罩

46 冷卻水配管

47 共軌管(先導(dǎo)燃料配管)

48 排氣轉(zhuǎn)接管

49 增壓機

51 中間冷卻器

53 冷卻水泵

54 先導(dǎo)燃料泵

55 潤滑油泵

56 燃料油泵

57 油盤

58 潤滑油冷卻器

59 潤滑油濾器

67 吸氣歧管

79 主燃料噴射閥

80 吸氣閥

81 排氣閥

82 先導(dǎo)燃料噴射閥

89 燃料噴射泵

98 燃氣噴射器