二冲程发动机.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103180578 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103180578 A *CN103180578A* (21)申请号 201180051514.4 (22)申请日 2011.10.28 2010-241856 2010.10.28 JP F02D 13/02(2006.01) F02B 37/16(2006.01) F02D 19/06(2006.01) (71)申请人 株式会社 IHI 地址 日本东京都 (72)发明人 梅本义幸 森山功治 山田刚 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 朱美红 杨楷 (54)。

2、 发明名称 二冲程发动机 (57) 摘要 该二冲程发动机 （101、 102） 至少能够执行使 用可燃性气体作为主燃料的气体模式运转， 具备 多个汽缸 （1） 、 分别设在上述多个汽缸 （1） 上的排 气阀 （13） 、 和空燃比控制器 （70、 74） 。此外， 该空 燃比控制器 （70、 74） 在气体模式运转时， 具有 ： 计 算上述多个汽缸 （1） 内的平均空燃比、 并且通过 调节向上述多个汽缸 （1） 供给的空气量来控制上 述平均空燃比的功能 ； 分别计算各上述汽缸 （1） 内的空燃比、 并且通过调节上述排气阀 （13） 的关 闭时机来控制上述空燃比的功能。 (30)优先权数据 (8。

3、5)PCT申请进入国家阶段日 2013.04.25 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/074926 2011.10.28 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/057310 JA 2012.05.03 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 11 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书11页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103180578 A CN 103180578 A *CN103180578A* 1/2 页 2 1. 一种二冲程发动机， 至少能够执行使用可燃性气体作为主燃料的气体模式。

4、运转， 其 特征在于， 具备 ： 多个汽缸 ； 排气阀， 分别设在上述多个汽缸上 ； 空燃比控制器 ； 该空燃比控制器在气体模式运转时， 具有 ： 计算上述多个汽缸内的平均空燃比、 并且通过调节向上述多个汽缸供给的空气量来控 制上述平均空燃比的功能 ； 分别计算各上述汽缸内的空燃比、 并且通过调节上述排气阀的关闭时机来控制上述空 燃比的功能。 2. 如权利要求 1 所述的二冲程发动机， 其特征在于， 作为上述可燃性气体， 使用使 LNG 气化的气体 ； 上述空燃比控制器在气体模式运转时， 调节向上述多个汽缸供给的空气量以使计算出 的上述平均空燃比接近于 1.5， 并且调节上述排气阀的关闭时机以。

5、使计算出的上述空燃比 成为 1.0 2.5 的范围。 3. 如权利要求 1 所述的二冲程发动机， 其特征在于， 还具备 ： 排气支管， 分别连接在上述多个汽缸上 ； 排气主管， 将从上述多个汽缸送出的排气经由上述排气支管集中 ； 排气阀驱动部， 将上述排气阀开闭 ； 空气排散管， 空气流通方向上游端连通在向上述多个汽缸供给空气的空气供给管上 ； 空气排散阀， 装入在上述空气排散管中 ； 排气主管空燃比传感器， 计测上述排气主管内的空燃比 ； 排气支管空燃比传感器， 分别计测各上述排气支管内的空燃比 ； 曲柄角检测传感器， 检测曲柄角度 ； 上述空燃比控制器在气体模式运转时， 具有 ： 根据上述。

6、排气主管空燃比传感器的计测值计算上述平均空燃比、 并且通过调节上述空 气排散阀的开度来控制上述平均空燃比的功能 ； 根据上述排气支管空燃比传感器的计测值分别计算上述空燃比、 并且通过基于上述曲 柄角检测传感器的检测值调节由上述排气阀驱动部进行的上述排气阀的关闭时机、 来控制 上述空燃比的功能。 4. 如权利要求 3 所述的二冲程发动机， 其特征在于， 还具备 ： 增压器涡轮， 将集中到上述排气主管中的排气的能量变换为旋转运动 ； 增压器鼓风机， 被上述增压器涡轮驱动， 并且使空气升压， 向上述多个汽缸供给 ； 上述空气供给管的空气流通方向上游端连通在上述增压器鼓风机的空气出口上。 5. 如权利。

7、要求 4 所述的二冲程发动机， 其特征在于， 上述空气排散管的空气流通方向下游端连通在上述增压器鼓风机的空气入口上。 权 利 要 求 书 CN 103180578 A 2 2/2 页 3 6. 如权利要求 4 所述的二冲程发动机， 其特征在于， 上述空气排散管的空气流通方向下游端连通在上述增压器涡轮的排气入口上。 权 利 要 求 书 CN 103180578 A 3 1/11 页 4 二冲程发动机 技术领域 0001 本发明涉及二冲程发动机。 0002 本申请基于 2010 年 10 月 28 日在日本提出的特愿 2010 241856 号主张优先权， 这里引用其内容。 背景技术 0003 作。

8、为内燃机之一， 有二冲程发动机 （二循环发动机） ， 所述二冲程发动机 （二循环发 动机） 是活塞每在汽缸内进行 1 次往复、 完成吸气、 压缩、 燃烧、 及排气的 1 个循环的往复式 发动机。在该二冲程发动机中有二冲程双燃料机， 所述二冲程双燃料机能够选择使用可燃 性气体 （气体燃料） 作为主燃料的气体模式运转、 和仅使用重油 （液体燃料） 作为燃料的柴油 机模式运转。 另外， 在以下的说明中， 说明作为可燃性气体而使用液化天然气 （LNG） 的情况。 0004 图 5 是表示以往的二冲程双燃料机的一例的概略图。该二冲程双燃料机 100 具备 筒状的汽缸套 1 （汽缸） 、 上部壁 2a 从。

9、外侧嵌合在汽缸套 1 的长度方向中间部分上而保持汽 缸套 1 的中空构造的壳体 2、 安装在设于该壳体 2 的侧方的开口部 2b 上的空气储存筒 3、 安 装在汽缸套 1 的上端上、 形成燃烧室 10 并且在中央安装有排气阀壳 5 的汽缸盖 4。另外， 在 图 5 中， 汽缸套 1 在上下方向上延伸而配置。 0005 在汽缸套 1 内可在上下方向上往复运动地插入有活塞 6。从该活塞 6 朝向下方突 出的活塞棒 7 经由填料盒 8 可滑动地保持在形成于壳体 2 的下部的凸缘部 2c 上。 0006 此外， 在汽缸套 1 的下端部上， 以面对壳体 2 的中空部 2d 的方式形成有在径向上 贯通的多。

10、个扫气口 1a。该扫气口 1a 如图 5 所示， 是在活塞 6 处于下死点时使壳体 2 的中空 部 2d 与汽缸套 1 内部连通、 用来从空气储存筒 3 向汽缸套 1 内部取入空气 A 的贯通孔。 0007 在汽缸盖4上， 倾斜地安装着用来朝向形成在其下方的燃烧室10喷射液体燃料的 先导喷射阀 12。经由燃料高压管 23 向该先导喷射阀 12 供给燃料喷射泵 21 从液体燃料箱 22 吸引的重油 （液体燃料） 。通过燃料凸轮 41 与凸轮轴 39 一起旋转来驱动燃料喷射泵 21 的活塞。 0008 在排气阀壳5上， 形成有下端连通到燃烧室10并且上端连接到发动机排气路径的 排气通路 5a， 装。

11、入有圆周上缘部分接触在排气阀壳 5 的下端上、 能够将排气通路 5a 的下端 部分封闭的排气阀 13。 0009 在排气阀 13 的中心部分上， 连接着朝向上方突出的排气阀棒 14。该排气阀棒 14 将排气阀壳 5 可滑动地贯通。排气阀棒 14 通过排气阀驱动部 15 升降， 排气阀 13 将排气通 路 5a 的下端封闭或开放。 0010 在汽缸套 1 的长度方向中间部分上， 安装着多个气体喷射阀 11， 以使其喷射口朝 向汽缸套 1 的中心并且位于扫气口 1a 的上方。将由 LNG 泵 31 从 LNG 箱 16 吸引 LNG 后在蒸 发器 32 中气化的气体燃料经由压力调整阀 33 及气体。

12、控制器 34 向各气体喷射阀 11 供给。 该气体控制器 34 承担将对于气体喷射阀 11 的气体燃料的供给开启、 关闭控制的作用。此 外， LNG 泵 31 由电动机 35 驱动。 说 明 书 CN 103180578 A 4 2/11 页 5 0011 进而， 图5所示的二冲程双燃料机100具备扫气压力传感器36、 曲柄角检测传感器 37 和控制器 38。扫气压力传感器 36 安装在空气储存筒 3 上， 检测该空气储存筒 3 内的空 气压。曲柄角检测传感器 37 与曲柄角检测齿轮 40 对置设置， 所述曲柄角检测齿轮 40 安装 在驱动燃料喷射泵 21 的凸轮轴 39 的一端上。曲柄角检测。

13、传感器 37 根据曲柄角检测齿轮 40 的旋转位置检测曲柄角， 输出曲柄角检测信号。 0012 控制器38构成为， 能够基于曲柄角检测传感器37发出的曲柄角检测信号， 判断从 气体喷射阀11喷射气体燃料的时间， 并且向气体控制器34发送指令信号， 控制气体燃料的 喷射开始和喷射停止。 0013 进而， 控制器 38 构成为， 能够根据扫气压力传感器 36 检测出的空气储存筒 3 内的 空气压的变动推定向汽缸套 1 流入的空气 A 的重量， 并且使气体控制器 34 动作， 调整从气 体喷射阀 11 向汽缸套 1 内供给的气体燃料的供给量。 0014 接着， 说明图 5 所示的二冲程双燃料机 10。

14、0 的气体模式运转时的动作。在活塞 6 位于下死点的状态下， 从增压器 （未图示） 供给到空气储存筒 3 中的空气 A 经过壳体 2 的中 空部 2d、 汽缸套 1 的扫气口 1a 被取入到该汽缸套 1 的内部。此时， 排气阀驱动部 15 使排气 阀 13 下降而将排气通路 5a 开放， 向汽缸套 1 流入的空气 A 将残留在燃烧室 10 内的燃烧气 体作为排气经由排气通路 5a 向外部送出。 0015 如果活塞6上升而将汽缸套1的扫气口1a堵塞， 则控制器38基于曲柄角检测传感 器37发出的曲柄角检测信号， 判断从气体喷射阀11喷射气体燃料的时间， 并且向气体控制 器 34 发送指令信号， 。

15、开始由气体喷射阀 11 进行的气体燃料的喷射， 在汽缸套 1 的内部将空 气 A 与气体燃料混合。此外， 排气阀驱动部 15 使排气阀 13 上升， 将排气通路 5a 堵塞。由 于气体燃料随着活塞 6 的上升而被压缩， 所以也可以不使向汽缸套 1 内的气体燃料的喷射 压变高。 0016 当活塞 6 通过汽缸套 1 的气体喷射阀 11 安装部位时， 控制器 38 基于曲柄角检测 传感器37发出的曲柄角检测信号， 判断从气体喷射阀11喷射气体燃料的时间， 并且向气体 控制器 34 发送指令信号， 将由气体喷射阀 11 进行的气体燃料的喷射停止。 0017 当活塞6到达上死点、 空气A与气体燃料的混。

16、合气体被压缩最多时， 如果从先导喷 射阀12朝向燃烧室10喷射液体燃料， 则该液体燃料在燃烧室10的内部自燃。 通过该火焰， 空气 A 与气体燃料的混合气体着火爆炸， 通过此时的爆炸压力， 活塞 6 下降， 该活塞 6 到达 下死点。 0018 如果活塞 6 到达下死点， 则成为从增压器 （未图示） 供给到空气储存筒 3 中的空气 A 经由壳体 2 的中空部 2d、 汽缸套 1 的扫气口 1a 被取入到该汽缸套 1 的内部的状态， 并且 排气阀驱动部 15 使排气阀 13 下降， 将排气通路 5a 开放。然后， 重复上述那样的预混合燃 烧。 0019 进而， 在图 5 所示的二冲程双燃料机 1。

17、00 中， 如果将气体喷射阀 11 中的气体燃料 的喷射停止， 仅执行由先导喷射阀 12 进行的液体燃料的喷射， 则进行柴油机模式运转。 0020 即， 当活塞 6 到达上死点， 空气 A 被压缩最多时， 如果从先导喷射阀 12 将液体燃料 朝向燃烧室10喷射， 则该液体燃料在燃烧室10的内部自燃而着火爆炸， 通过此时的爆炸压 力， 活塞 6 下降。 0021 另外， 作为与二冲程发动机中的二冲程双燃料机关联的先行技术文献信息， 有下 说 明 书 CN 103180578 A 5 3/11 页 6 述的专利文献 1。 0022 专利文献 1 ： 特开 2008 202545 号公报。 发明内容。

18、 0023 在图 5 所示的二冲程双燃料机 100 中， 采用在将供给到汽缸套 1 内的空气 A 与气 体燃料的混合气用活塞 6 压缩后、 从先导喷射阀 12 向燃烧室 10 喷射液体燃料而使该混合 气着火爆炸的预混合燃烧。因此， 有也可以不使向汽缸套 1 的气体燃料的喷射压变高的优 点。但是， 为了进行正常的燃烧， 需要使混合气的空燃比合适。另外， 所谓空燃比， 是汽缸套 1 内的空气 A 与气体燃料的重量比， 一般表示将空气 A 的重量用气体燃料的重量除的值， 但 以下， 该重量比有是供给到发动机中的实际的燃料与空气的混合比 （空燃比） 与理论空燃比 （完全燃烧时的空燃比） 的比率 （空气。

19、过剩率） 、 表示将吸入到发动机中的混合气的空燃比用 理论空燃比除的值的情况。 0024 作为一例， 在作为气体燃料而使用 LNG 的情况下， 合适的空燃比的范围是完全燃 烧时的理论空燃比的 1 2 倍左右。 0025 但是， 经过空气储存筒 3 向汽缸套 1 流入的空气 A 的重量受配置在比空气储存筒 3 靠空气流通方向上游侧的增压器 （未图示） 的吸入空气温度、 及将从增压器吐出的空气冷 却的空气冷却器的出口空气温度的影响而变化。因此， 在上述那样的根据空气储存筒 3 内 的空气压的变动推定向汽缸套 1 流入的空气 A 的重量的方法中， 有可能不能正确地推定该 空气 A 的重量。由此， 在。

20、作为目标的空燃比与实际的空燃比间发生背离， 有可能难以维持效 率而稳定的燃烧 （发电机的运转） 。 0026 本发明是鉴于上述实际情况而做出的， 目的是提供一种在气体模式运转时能够得 到合适的空燃比的二冲程发动机。 0027 根据本发明， 二冲程发动机至少能够执行使用可燃性气体作为主燃料的气体模式 运转， 具备多个汽缸、 分别设在上述多个汽缸上的排气阀、 和空燃比控制器。 0028 此外， 该空燃比控制器在气体模式运转时， 具有 ： 计算上述多个汽缸内的平均空燃 比、 并且通过调节向上述多个汽缸供给的空气量来控制上述平均空燃比的功能 ； 分别计算 各上述汽缸内的空燃比、 并且通过调节上述排气阀。

21、的关闭时机来控制上述空燃比的功能。 0029 在此情况下， 也可以是， 作为上述可燃性气体， 使用使 LNG 气化的气体 ； 上述空燃 比控制器在气体模式运转时， 调节向上述多个汽缸供给的空气量以使计算出的上述平均空 燃比接近于1.5， 并且调节上述排气阀的关闭时机以使计算出的上述空燃比成为1.02.5 的范围。另外， 上述空燃比 （上述平均空燃比） 是将汽缸内的混合气的空燃比 （一般的空燃 比） 用理论空燃比除的比率。 0030 此外， 本发明的二冲程发动机也可以还具备 ： 排气支管， 分别连接在上述多个汽缸 上 ； 排气主管， 将从上述多个汽缸送出的排气经由上述排气支管集中 ； 排气阀驱动。

22、部， 将上 述排气阀开闭 ； 空气排散管， 空气流通方向上游端连通在向上述多个汽缸供给空气的空气 供给管上 ； 空气排散阀， 装入在上述空气排散管中 ； 排气主管空燃比传感器， 计测上述排气 主管内的空燃比 ； 排气支管空燃比传感器， 分别计测各上述排气支管内的空燃比 ； 曲柄角 检测传感器， 检测曲柄角度。 0031 此外， 也可以是， 上述空燃比控制器在气体模式运转时， 具有 ： 根据上述排气主管 说 明 书 CN 103180578 A 6 4/11 页 7 空燃比传感器的计测值计算上述平均空燃比、 并且通过调节上述空气排散阀的开度来控制 上述平均空燃比的功能 ； 根据上述排气支管空燃比。

23、传感器的计测值分别计算上述空燃比、 并且通过基于上述曲柄角检测传感器的检测值调节由上述排气阀驱动部进行的上述排气 阀的关闭时机、 来控制上述空燃比的功能。 0032 此外， 本发明的二冲程发动机也可以还具备 ： 增压器涡轮， 将集中到上述排气主管 中的排气的能量变换为旋转运动 ； 增压器鼓风机， 被上述增压器涡轮驱动， 并且使空气升 压， 向上述多个汽缸供给。 0033 此外， 上述空气供给管的空气流通方向上游端也可以连通在上述增压器鼓风机的 空气出口上。 0034 此外， 上述空气排散管的空气流通方向下游端也可以连通在上述增压器鼓风机的 空气入口上。 0035 此外， 上述空气排散管的空气流。

24、通方向下游端也可以连通在上述增压器涡轮的排 气入口上。 0036 根据本发明的二冲程发动机， 能够得到下述这样的良好的作用效果。 0037 （1） 在气体模式运转时， 根据排气主管空燃比传感器的计测值计算多个汽缸内的 平均空燃比， 通过调节空气排散阀的开度来控制该平均空燃比， 能够将作为发动机整体的 空燃比保持为合适的值。 0038 （2） 此外， 根据排气支管空燃比传感器的计测值计算各汽缸内的空燃比， 通过调节 由排气阀驱动部进行的排气阀的关闭时机来控制该空燃比， 能够将各汽缸的空燃比保持为 合适的值。 附图说明 0039 图 1 是本发明的第 1 实施方式的二冲程双燃料机的概略图。 004。

25、0 图 2 是表示对应于曲柄角的扫气口的开闭时机与排气阀的开闭时机的关系的曲 线图。 0041 图 3 是表示柴油机模式运转时及气体模式运转时的空燃比的曲线图。 0042 图 4 是本发明的第 2 实施方式的二冲程双燃料机的概略图。 0043 图 5 是表示以往的二冲程双燃料机的一例的概略图。 具体实施方式 0044 以下， 基于附图说明本发明的实施方式。 0045 第 1 实施方式 图 1 是本发明的第 1 实施方式的二冲程双燃料机的概略图。在本实施方式的二冲程双 燃料机 101（二冲程发动机） 中， 由汽缸套 1、 壳体 2、 空气储存筒 3、 汽缸盖 4、 排气阀壳 5、 活 塞 6、 。

26、活塞棒 7、 填料盒 8、 气体喷射阀 11、 先导喷射阀 12、 排气阀 13、 排气阀棒 14 及排气阀 驱动部 15 构成的发动机主体与图 5 所示的二冲程双燃料机 100 是同样的。在图 1 中， 有对 于与图5所示的二冲程双燃料机100的构成元件相同的元件赋予相同的附图标记并省略其 说明的情况。 0046 向气体喷射阀 11 供给气体燃料的机构的结构与以往的二冲程双燃料机是同样 说 明 书 CN 103180578 A 7 5/11 页 8 的。将通过图 5 的 LNG 泵 31 从 LNG 箱 16 吸引 LNG 后、 在蒸发器 32 中气化的气体燃料经由 压力调整阀 33 及气体。

27、控制器 34 对气体喷射阀 11 供给。 0047 此外， 向先导喷射阀 12 供给液体燃料的机构的结构也与以往的二冲程双燃料机 是同样的。将图 5 的燃料喷射泵 21 从液体燃料箱 22 吸引的液体燃料 （重油） 经由燃料高压 管 23 向先导喷射阀 12 供给。 0048 图 1 所示的二冲程双燃料机 101 具备多个汽缸套 1。在多个汽缸套 1 上， 分别设有 排气阀壳 5。此外， 二冲程双燃料机 101 具有将从燃烧室 10 经由排气通路 5a 向外部送出的 排气G集中的排气主管51、 用集中在该排气主管51中的排气G的能量使空气A升压的增压 器 52、 和将该增压器 52 升压后的空。

28、气 A 冷却的空气冷却器 53。 0049 排气主管51是多个排气阀壳5共用的排气管。 在各排气阀壳5的排气通路5a上， 分别连接着多个排气支管 54 的排气流通方向上游端。在排气主管 51 上， 连接着各排气支 管 54 的排气流通方向下游端。 0050 增压器52具备将集中在排气主管51中的排气G的能量向旋转运动变换的涡轮55 （增压器涡轮） 、 和受该涡轮 55 驱动且使空气 A 升压的鼓风机 56（增压器鼓风机） 。 0051 在涡轮55的排气入口上， 连接着涡轮入口管57的排气流通方向下游端， 该涡轮入 口管 57 的排气流通方向上游端连接在排气主管 51 上。此外， 在涡轮 55 。

29、的排气出口上， 连 接着涡轮出口管 58 的排气流通方向上游端， 该涡轮出口管 58 的排气流通方向下游端经由 消声器 （未图示） 被向大气开放。 0052 在鼓风机56的空气入口上， 连接着鼓风机入口管59的空气流通方向下游端， 该鼓 风机入口管 59 的空气流通方向上游端经由空气过滤器 （未图示） 向大气开放。此外， 在鼓风 机 56 的空气出口上， 连接着鼓风机出口管 60（空气供给管） 的空气流通方向上游端。 0053 该增压器 52 具有能够确保与柴油机机构同样的仅通过液体燃料的运转 （柴油机 模式运转） 时所需要的空气量的功能。 0054 空气冷却器 53 以空气出口朝向壳体 2 。

30、侧的方式内装在空气储存筒 3 中。空气冷 却器 53 的空气入口与鼓风机出口管 60 的空气流通方向下游端经由冷却器入口管 61 连接。 0055 图 1 所示的二冲程双燃料机 101 的特征部分是， 构成为， 在气体模式运转时， 将从 增压器 52 的鼓风机 56 的空气出口送出的空气 A 的一部分向该鼓风机 56 的空气入口送回， 并且使排气阀 13 的关闭时机比柴油机模式运转时延迟， 能够得到合适的空燃比。 0056 二冲程双燃料机 101 具备空气流通方向上游端连通到增压器 52 的鼓风机 56 的空 气出口且空气流通方向下游端连通到增压器 52 的鼓风机 56 的空气入口的空气排散管。

31、 62、 装入在该空气排散管 62 中的空气排散阀 63、 驱动该空气排散阀 63 的阀体来调整开度的马 达 64、 计测排气主管 51 内的空燃比的排气主管空燃比传感器 65、 和计测各排气支管 54 内 的空燃比的排气支管空燃比传感器 66。进而， 二冲程双燃料机 101 具备嵌合安装在曲柄轴 上的曲柄角检测齿轮 67、 根据该曲柄角检测齿轮 67 的旋转位置检测曲柄角并输出曲柄角 检测信号的曲柄角检测传感器 68、 用来选择柴油机模式运转或气体模式运转的指令器 69、 和空燃比控制器 70。 0057 指令器 69 构成为， 向空燃比控制器 70 择一地输出柴油机模式运转信号或气体模 式。

32、运转信号的某个。 0058 空燃比控制器70具有在从指令器69接收到柴油机模式运转信号时使驱动空气排 说 明 书 CN 103180578 A 8 6/11 页 9 散阀63的阀体的马达64动作而将空气排散阀63关闭的功能、 和基于曲柄角检测传感器68 的检测值、 将使排气阀 13 在稳定状态下开闭用的信号向排气阀驱动部 15 发送的功能。 0059 这里所述的稳定状态， 如图2所示， 表示以距活塞6的上死点的曲柄角度为80以 上 300以下的范围为排气阀 13 的开区间的状态。另外， 在图 2 中， 表示曲柄轴的旋转 方向。 0060 此外， 空燃比控制器 70 具有下述功能 ： 在从指令器。

33、 69 接收到气体模式运转信号 时， 根据排气主管空燃比传感器 65 的计测值 （排气主管 51 内的空燃比） 使用预先通过实验 得到的计算式计算与计测值相应的多个汽缸套 1 内的平均空燃比， 并且通过使驱动空气排 散阀 63 的阀体的马达 64 动作、 调节空气排散阀 63 的开度， 来控制上述平均空燃比。 0061 进而， 空燃比控制器 70 具有下述功能 ： 根据排气支管空燃比传感器 66 的计测值 （排气支管 54 内的空燃比） 使用预先通过实验得到的计算式计算与计测值相应的各汽缸套 1内的空燃比， 并且通过基于曲柄角检测传感器68的检测值向排气阀驱动部15发送用来调 节排气阀 13 。

34、的关闭时机的信号， 来控制上述空燃比。 0062 另外， 排气主管空燃比传感器 65 及排气支管空燃比传感器 66 也可以是直接计测 空燃比的传感器， 但也可以是取得空燃比控制器 70 计算空燃比用的信息的传感器、 即计测 排气中的排气浓度 （例如 O2浓度） 的传感器。 0063 更详细地讲， 空燃比控制器70具有下述功能 ： 在从指令器69接收到气体模式运转 信号时， 根据排气主管空燃比传感器 65 的计测值使用预先通过实验得到的计算式计算与 计测值相应的多个汽缸套 1 内的平均空燃比， 并且使驱动空气排散阀 63 的阀体的马达 64 动作而调节空气排散阀 63 的开度， 以使该平均空燃比。

35、接近于 1.5。 0064 进而， 空燃比控制器70具有下述功能 ： 根据排气支管空燃比传感器66的计测值使 用预先通过实验得到的计算式计算与计测值相应的各汽缸套 1 内的空燃比， 并且基于曲柄 角检测传感器 68 的检测值向排气阀驱动部 15 发送调节排气阀 13 的关闭时机的信号， 以使 该空燃比成为 1.0 2.5 的范围。 0065 另外， 上述空燃比 （上述平均空燃比） 是将汽缸套1内的混合气的空燃比 （一般的空 燃比） 用理论空燃比除的比率 （空气过剩率） 。即， 为了适当地控制汽缸套 1 内的空燃比 （一 般的空燃比） ， 使用空气过剩率作为控制指标。 0066 如图 2 所示，。

36、 扫气口 1a 的开区间在柴油机模式运转时或气体模式运转时的哪种 中， 都是距活塞 6 的上死点的曲柄角度为 100以上 260以下的范围。 0067 排气阀 13 的开区间在柴油机模式运转时是距活塞 6 的上死点的曲柄角度为 80 以上 300以下的范围。此外， 在气体模式运转时， 通过排气阀驱动部 15 将排气阀 13 的闭 时机设为曲柄角度最大 320， 将排气阀 13 的开区间比柴油机模式运转时扩大。 0068 图 3 是表示与柴油机模式运转时的空燃比的负荷对应的空气量、 和与气体模式运 转时的空燃比的负荷对应的空气量的曲线图。 气体模式运转时的空燃比设定为比柴油机模 式运转时的空燃比。

37、低的 1.0 2.5 的范围。 0069 接着， 说明图 1 所示的二冲程双燃料机 101 的动作。 0070 空燃比控制器 70 如果从指令器 69 发送来柴油机模式运转信号， 则使驱动空气排 散阀 63 的阀体的马达 64 动作， 将空气排散阀 63 关闭。由此， 增压器 52 的鼓风机 56 送出 的空气 A 的全部量从空气储存筒 3 经由壳体 2 向汽缸套 1 内流入。 说 明 书 CN 103180578 A 9 7/11 页 10 0071 进而， 如果从先导喷射阀 12 朝向燃烧室 10 喷射液体燃料， 则如图 3 所示， 柴油机 模式运转时的空燃比变得比气体模式运转时的空燃比的。

38、范围即 1.0 2.5 高。 0072 空燃比控制器 70 基于曲柄角检测传感器 68 的检测值向排气阀驱动部 15 发送信 号， 进行控制， 以便如图 2 所示使排气阀 13 在距活塞 6 的上死点的曲柄角度为 80以上 300以下的范围中打开。 0073 此外， 空燃比控制器70如果从指令器69发送来气体模式运转信号， 则根据排气主 管空燃比传感器 65 的计测值 （排气主管 51 内的空燃比） 使用预先通过实验得到的计算式计 算与计测值相应的多个汽缸套1内的平均空燃比， 并且使驱动空气排散阀63的阀体的马达 64 动作而扩大空气排散阀 63 的开度， 以使该平均空燃比接近于 1.5。 0。

39、074 如果扩大空气排散阀 63 的开度， 则增压器 52 的鼓风机 56 送出的空气 A 的一部分 从空气储存筒 3 经过壳体 2 向汽缸套 1 内流入， 但空气 A 的其余部分经过空气排散管 62 向 鼓风机56的空气入口返回。 因此， 如图3所示， 进行从柴油机模式运转向以平均空燃比1.5 为目标值的气体模式运转转移的 “空气排散控制” 。即， 使向各汽缸套 1 内流入的空气 A 的 量减少， 能够降低作为发动机整体的空燃比。 0075 另外， 有即使多个汽缸套 1 内的计算出的平均空燃比是 1.5、 在多个汽缸套 1 中的 一个中、 也超过作为气体模式运转时的空燃比的上限值的 2.5 。

40、的情况。 0076 所以， 空燃比控制器 70 根据排气支管空燃比传感器 66 的计测值 （排气支管 54 内 的空燃比） 使用预先通过实验得到的计算式计算与计测值相应的各汽缸套1内的空燃比， 并 且基于曲柄角检测传感器 68 的检测值， 向排气阀驱动部 15 发送使排气阀 13 的关闭时机延 迟的信号， 将空气A的一部分经由排气通路5a向汽缸套1外排出， 以使该空燃比成为1.0 2.5 的范围。 0077 在特定的汽缸套 1 内的计算出的空燃比超过 2.5 的情况下， 如图 2 所示， 将排气阀 13 的闭时机设为曲柄角度最大 320， 将排气阀 13 的开区间扩大。即， 如图 3 所示， 。

41、由于进 行使各个汽缸套 1 内的计算出的空燃比为 1.0 2.5 的 “排气阀闭时机延迟控制” ， 所以能 够将各汽缸套 1 内的空燃比保持为合适的值。 0078 进而， 在因干扰而发动机负荷变动的情况下， 仅通过进行上述 “空气排散控制” ， 有 可能到成为合适的空燃比的时间会变长 （响应性较低） ， 但通过进行上述 “排气阀闭时机延 迟控制” ， 能够将到成为合适的空燃比的时间缩短 （响应性较高） 。 0079 此外， 在排气主管空燃比传感器 65 故障的情况下， 能够仅通过排气支管空燃比传 感器 66 实现各汽缸套 1 内的空燃比的合适化。 0080 第 2 实施方式 图 4 是本发明的。

42、第 2 实施方式的二冲程双燃料机的概略图。在本实施方式的二冲程双 燃料机 102（二冲程发动机） 中， 由汽缸套 1、 壳体 2、 空气储存筒 3、 汽缸盖 4、 排气阀壳 5、 活 塞 6、 活塞棒 7、 填料盒 8、 气体喷射阀 11、 先导喷射阀 12、 排气阀 13、 排气阀棒 14 及排气阀 驱动部 15 构成的发动机主体与图 5 所示的二冲程双燃料机 100 是同样的。在图 4 中， 有对 于与图 5 所示的二冲程双燃料机 100 或图 1 所示的二冲程双燃料机 101 的构成元件相同的 元件赋予相同的附图标记并省略其说明的情况。 0081 向气体喷射阀 11 供给气体燃料的机构的。

43、结构与以往的二冲程双燃料机是同样 的。将由图 5 的 LNG 泵 31 从 LNG 箱 16 吸引 LNG 后、 在蒸发器 32 中气化的气体燃料经由压 说 明 书 CN 103180578 A 10 8/11 页 11 力调整阀 33 及气体控制器 34 对气体喷射阀 11 供给。 0082 此外， 向先导喷射阀 12 供给液体燃料的机构的结构也与以往的二冲程双燃料机 是同样的。将图 5 的燃料喷射泵 21 从液体燃料箱 22 吸引的液体燃料 （重油） 经由燃料高压 管 23 对先导喷射阀 12 供给。 0083 此外， 附属于发动机主体的排气主管51、 排气支管54、 增压器52的涡轮55。

44、、 增压器 52 的鼓风机 56、 空气冷却器 53 与图 1 所示的二冲程双燃料机 101 是同样的。 0084 图 4 所示的二冲程双燃料机 102 的特征部分是， 构成为， 在气体模式运转时， 将从 增压器 52 的鼓风机 56 的空气出口送出的空气 A 的一部分向相同的增压器 52 的涡轮 55 的 排气入口 （动作气体入口） 引导， 并使排气阀 13 的关闭时机比柴油机模式运转时延迟， 能够 得到合适的空燃比。 0085 二冲程双燃料机 102 具备空气流通方向上游端连通到增压器 52 的鼓风机 56 的空 气出口且空气流通方向下游端连通到增压器 52 的涡轮 55 的排气入口 （动。

45、作气体入口） 的空 气排散管 71、 装入在该空气排散管 71 中的空气排散阀 72、 驱动该空气排散阀 72 的阀体而 调整开度的马达73、 计测排气主管51内的空燃比的排气主管空燃比传感器65、 和计测各排 气支管54内的空燃比的排气支管空燃比传感器66。 进而， 二冲程双燃料机102具备嵌合安 装在曲柄轴上的曲柄角检测齿轮 67、 根据该曲柄角检测齿轮 67 的旋转位置检测曲柄角并 输出曲柄角检测信号的曲柄角检测传感器 68、 用来选择柴油机模式运转或气体模式运转的 指令器 69、 和空燃比控制器 74。 0086 指令器 69 构成为， 向空燃比控制器 74 择一地输出柴油机模式运转信。

46、号或气体模 式运转信号的某个。 0087 空燃比控制器 74 具有在从指令器 69 接收到柴油机模式运转信号时、 使驱动空气 排散阀 72 的阀体的马达 73 动作而将空气排散阀 72 关闭的功能、 和基于曲柄角检测传感器 68 的检测值将使排气阀 13 在稳定状态下开闭用的信号向排气阀驱动部 15 发送的功能。 0088 这里所述的稳定状态， 如图2所示， 表示以距活塞6的上死点的曲柄角度为80以 上 300以下的范围为排气阀 13 的开区间的状态。另外， 在图 2 中， 表示曲柄轴的旋转 方向。 0089 此外， 空燃比控制器 74 具有下述功能 ： 在从指令器 69 接收到气体模式运转信。

47、号 时， 根据排气主管空燃比传感器 65 的计测值 （排气主管 51 内的空燃比） 使用预先通过实验 得到的计算式计算与计测值相应的多个汽缸套 1 内的平均空燃比， 并且通过使驱动空气排 散阀 72 的阀体的马达 73 动作而调节空气排散阀 72 的开度， 来控制上述平均空燃比。 0090 进而， 空燃比控制器 74 具有下述功能 ： 根据排气支管空燃比传感器 66 的计测值 （排气支管 54 内的空燃比） 使用预先通过实验得到的计算式计算与计测值相应的各汽缸套 1内的空燃比， 并且通过基于曲柄角检测传感器68的检测值向排气阀驱动部15发送用来调 节排气阀 13 的关闭时机的信号， 来控制上述。

48、空燃比。 0091 更详细地讲， 空燃比控制器74具有下述功能 ： 在从指令器69接收到气体模式运转 信号时， 根据排气主管空燃比传感器 65 的计测值使用预先通过实验得到的计算式计算与 计测值相应的多个汽缸套 1 内的平均空燃比， 并且使驱动空气排散阀 72 的阀体的马达 73 动作而调节空气排散阀 72 的开度， 以使该平均空燃比接近于 1.5。 0092 进而， 空燃比控制器74具有下述功能 ： 根据排气支管空燃比传感器66的计测值使 说 明 书 CN 103180578 A 11 9/11 页 12 用预先通过实验得到的计算式计算与计测值相应的各汽缸套 1 内的空燃比， 并且基于曲柄 。

49、角检测传感器 68 的检测值向排气阀驱动部 15 发送调节排气阀 13 的关闭时机的信号， 以使 该空燃比成为 1.0 2.5 的范围。 0093 另外， 上述空燃比 （上述平均空燃比） 是将汽缸套1内的混合气的空燃比 （一般的空 燃比） 用理论空燃比除的比率。 0094 如图 2 所示， 扫气口 1a 的开区间在柴油机模式运转时或气体模式运转时的哪种， 都是距活塞 6 的上死点的曲柄角度为 100以上 260以下的范围。 0095 排气阀13的开区间在柴油机模式运转时， 是距活塞6的上死点的曲柄角度为80 以上 300以下的范围。此外， 在气体模式运转时， 通过排气阀驱动部 15 使排气阀 13 的闭 时机为曲柄角度最大 320， 将排气阀 13 的开区间比柴油机模式运转时扩大。 0096 图 3 是表示与柴油机模。