[发明专利]船舶用柴油发动机

说明书

本发明的船舶用柴油发动机的一个方案为，具备：发动机主体，该发动机主体将由气缸内的燃料燃烧引起的活塞的往复运动转换为产生推进力的旋转轴的旋转运动；喷射部，该喷射部向气缸内的燃烧室喷射燃料和水；NOx降低装置，该NOx降低装置使从发动机主体排出的废气中的氮氧化物降低；以及控制部。在喷射部的动作期间，控制部根据作为发动机主体的负荷的发动机负荷来可变地控制喷射部的水添加率，在NOx降低装置的动作期间，控制部根据发动机负荷来可变地控制表示由NOx降低装置进行的氮氧化物降低的程度的降低参数。

技术领域

本发明涉及一种搭载于船舶的船舶用柴油发动机。

背景技术

以往，在船舶的领域中，作为使从船舶用柴油发动机的发动机主体排出的废气中的氮氧化物(NOx)降低的方法之一，水技术是公知的。该水技术向发动机主体的气缸内的燃烧室添加水，由此降低燃烧温度来降低NOx的排放量。作为这样的水技术，例如可列举向燃烧室导入将水混合于燃料而乳化了的水乳化燃料的技术、向在燃料喷射后的燃烧室产生的火焰单独喷射水的技术等。

另外，作为使来自发动机主体的废气中的NOx降低的其他方法，废气再循环(EGR：Expst Gas Recirculation)系统、以及选择性催化还原(SCR)系统这两个NOx降低技术是公知的。EGR系统将来自发动机主体的废气的一部分与空气混合并再循环至发动机主体，由此抑制由燃烧引起的NOx的生成来降低NOx的排放量。SCR系统对来自发动机主体的废气喷射还原剂，促进该废气中的NOx与还原剂的还原反应，由此降低NOx的排放量。

另外，还公开了将上述的水技术和EGR系统进行了组合的柴油发动机(例如参照专利文献1～3)。在专利文献1～3所公开的技术中，根据在发动机负荷较低的状态与较高的状态间可变的EGR率而将水添加至向气缸内的燃烧室喷射的燃料流。或者，被控制为相对于燃料的水添加率与实用的发动机负荷无关而成为恒定的目标值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第5014516号公报

专利文献2：专利第5886356号公报

专利文献3：专利第5908636号公报

发明要解决的课题

可是，对于船舶用柴油发动机所要求的NOx的排放限制，根据国际海事机关的海洋污染防止条约附录VI，现状是具有二次限制(Tier II)和三次限制(Tier III)。二次限制是对在一般海域(Global Area)中航行的船舶上所搭载的船舶用柴油发动机的NOx排放量进行限制的排放限制。三次限制是比二次限制极其强化的NOx排放限制，是对在排放限制海域(ECA：Emission Control Area)中航行的船舶上所搭载的船舶用柴油发动机的NOx排放量进行限制的排放限制。

二次限制的水平，如果将上述的水技术、EGR系统和SCR系统中的任一个单独地采用于船舶用柴油发动机则就能够满足。另一方面，三次限制的水平，在向船舶用柴油发动机单独采用水技术时难以满足。为了应对基于这种三次限制的NOx排放限制的强化，近年来，在船舶用柴油发动机采用水技术和EGR系统或SCR系统的NOx降低技术，期望既抑制船舶用柴油发动机的燃料效率(以下称为发动机燃料效率)变差，又能通过这些NOx降低技术的组合来降低来自发动机主体的NOx的排放量。

然而，在上述的现有技术中，难以既将来自发动机主体的NOx的排放量降低至能够满足所要求的NOx排放限制的水平、又为了抑制发动机燃料效率变差而高效地控制水技术和其他NOx降低技术。特别地，在专利文献1所记载的现有技术中，即使发动机负荷变化为相互不同的状态，EGR率有时也成为相同的值，在该情况下，EGR率和相对于燃料的水添加率不是唯一确定的，因此多数情况下难以控制与EGR率相对应的水添加率。另外，在专利文献2、3所记载的现有技术中，难以根据发动机负荷来灵活地控制针对气缸内的燃烧室的水添加率。

发明内容