船舶用柴油发动机的制作方法

在此公开的技术涉及船舶用柴油发动机。

背景技术：

作为用于去除柴油发动机的废气所包含的氮氧化物(nox)的方法，向燃烧室喷射尿素水的方法广为人知。

例如，专利文献1所公开的柴油发动机具备一个用于向燃烧室喷射燃料的燃料喷射阀(燃料用喷射器)、以及用于向燃烧室和该燃烧室附近的排气通路中的任一方喷射尿素水的尿素水喷射阀(尿素水用喷射器)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-213614号公报

但是，考虑通过将所述专利文献1所公开的尿素水喷射阀布置于燃料喷射阀的附近，从而直接向燃烧室内直接喷射尿素水。

在该情况下，在如船舶用柴油发动机那样具备多个燃料喷射阀的发动机中，要求针对每个燃料喷射阀准备尿素水喷射阀，因此需要多个尿素水喷射阀。因此，在工作缸盖中，存在设置尿素水喷射阀等部件的空间不足这样的问题。

技术实现要素：

在此公开的技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于在使用于配置部件的空间不足的情况下，向燃烧室内直接喷射尿素水。

本申请发明人等着眼于代替通常的燃料喷射阀，能够将燃料和水呈层状喷射的燃料喷射阀。本申请发明人等发现，在这样的燃料喷射阀中，代替水而使用尿素水，从而完成在此公开的技术。

具体而言，在此公开的技术涉及一种船舶用柴油发动机。该船舶用柴油发动机具备：工作缸，其划分出燃烧室；排气阀，其设置于划分出所述燃烧室的顶面的工作缸盖，并对该燃烧室进行开闭；以及多个燃料喷射阀，它们设置于所述工作缸盖，所述多个燃料喷射阀沿着所述工作缸的周向以包围所述排气阀的方式配置，所述多个燃料喷射阀均构成为将燃料和尿素水呈层状地喷射。

根据该结构，多个燃料喷射阀构成为均将燃料和尿素水呈层状喷射。因此，除了燃料喷射阀之外，不需要准备尿素水喷射阀，因此在工作缸盖中，能够充分确保用于配置部件的空间。

另外，通过呈层状喷射燃料和尿素水，喷射燃料的位置与喷射尿素水的位置接近，因此也能够有效地去除氮氧化物。

另外，也可以是，所述船舶用柴油发动机具备多个阀构件，该多个阀构件设置于所述工作缸盖并沿着所述周向排列，所述多个燃料喷射阀分别配置于所述阀构件彼此之间的空间。

根据该结构，能够在不导致与各阀构件的干涉的情况下对各燃料喷射阀进行布置。这在适当地配置燃料喷射阀的方面是有效的。

另外，也可以是，所述多个阀构件具有：起动阀，其用于向所述燃烧室吹入空气；安全阀，其用于从所述燃烧室释放压力；以及指示阀，其用于对所述燃烧室中的燃烧状况进行检测。

另外，也可以是，所述燃料喷射阀具有用于喷射燃料和尿素水的喷射口，所述船舶用柴油发动机还具备：燃料泵，其向所述燃料喷射阀加压输送燃料；燃料路径，其从所述燃料泵到达所述喷射口；注入系统，其向所述燃料路径中的规定位置注入尿素水；以及控制部，其对所述注入系统进行控制，所述燃料喷射阀喷射由所述燃料泵加压输送的燃料和由所述注入系统注入的尿素水交替地排列而成的层状液体。

根据该结构，能够有效地去除氮氧化物。

发明效果

如上所说明的那样，根据所述船舶用柴油发动机，能够在不会使用于配置部件的空间不足的情况下，向燃烧室内直接喷射尿素水。

附图说明

图1是例示船舶用柴油发动机的结构的示意图。

图2是例示船舶用柴油发动机的燃烧室的纵剖视图。

图3是从下方观察工作缸盖而例示的示意图。

图4是例示燃料喷射装置的结构的概要图。

图5是从上方观察工作缸盖而例示的图。

附图标记说明：

1...发动机(船舶用柴油发动机)；

15...工作缸盖；

16...工作缸；

17...燃烧室；

18...排气阀；

30...燃料喷射阀；

31...喷射口；

32...第一内部路径(燃料路径)；

41...燃料泵；

42...燃料喷射管(燃料路径)；

42a...分支管(燃料路径)；

50...下游侧注入系统(注入系统)；

60...上游侧注入系统(注入系统)；

71...起动阀(阀构件)；

92...控制部；

72...安全阀(阀构件)；

73...指示阀(阀构件)；

b...工作缸的周向。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下的说明是示例。图1是例示船舶用柴油发动机(以下，简称为“发动机1”)的结构的示意图。另外，图2是例示发动机1的燃烧室17的纵剖视图，图3是从下方观察工作缸盖15而示出的示意图。在此，图2相当于图3中的a-a剖面。另外，图4是例示发动机1中的燃料喷射装置100的结构的概要图，图5是从上方观察工作缸盖15而例示的图。

发动机1是具备多个工作缸16的串联多缸式的柴油发动机。该发动机1构成为采用了单向流扫气方式的二冲程一循环机构，搭载于油轮、集装箱船、汽车搬运船等大型的船舶。

搭载于船舶的发动机1作为用于推进该船舶的主要机构来使用。即，发动机1的输出轴经由螺旋桨轴(未图示)与船舶的螺旋桨(未图示)连结。发动机1运转，将其输出传递至螺旋桨，从而推进船舶。

特别是，本实施方式的发动机1构成为所谓的十字头式的内燃机，以实现其长冲程化。即，在该发动机1中，从下方支承活塞21的活塞杆22与连接于曲轴23的连接杆24通过十字头25连结。

(1)主要结构

以下，对发动机1的主要部分进行说明。

如图1所示，发动机1具备位于下方的台板11、在台板11上设置的框架12、以及在框架12上设置的工作缸罩13。台板11、框架12及工作缸罩13通过沿上下方向延伸的多个系紧螺栓及螺母紧固。发动机1还具备在工作缸罩13内设置的工作缸16、在工作缸16内设置的活塞21、以及与活塞21的往复运动连动地旋转的输出轴(例如曲轴23)。

台板11构成发动机1的曲轴箱，对曲轴23、以及将曲轴23支承为旋转自如的轴承26进行收容。连接杆24的下端部经由曲柄27与曲轴23连结。

框架12对一对引导板28、连接杆24、以及十字头25进行收容。其中，一对引导板28由沿着活塞轴向设置的一对板状构件构成，在发动机1的宽度方向(图1的纸面左右方向)上隔开间隔地配置。连接杆24在其下端部与曲轴23连结的状态下配置在一对引导板28之间。连接杆24的上端部经由十字头25与活塞杆22的下端部连结。

具体而言，十字头25配置在一对引导板28之间，沿着各引导板28在上下方向上滑动。即，一对引导板28构成为对十字头25的滑动进行引导。十字头25经由十字头销29与活塞杆22及连接杆24连接。十字头销29相对于活塞杆22以一体地上下移动的方式连接，另一方面，相对于连接杆24以连接杆24的上端部为支点使连接杆24转动的方式连接。

在工作缸罩13中，配置有作为内筒的工作缸套14。在工作缸套14的内部配置有前述的活塞21。该活塞21沿着工作缸套14的内壁在上下方向上往复运动。另外，在工作缸套14的上部固定有工作缸盖15。工作缸盖15与工作缸套14一起构成工作缸16。

另外，在工作缸盖15设置有借助未图示的气门传动装置而动作的排气阀18。排气阀18与由工作缸套14及工作缸盖15构成的工作缸16、以及活塞21的顶面一起划分出燃烧室17。排气阀18在该燃烧室17与排气管19之间开闭。排气管19具有与燃烧室17连通的排气口19a，排气阀18构成为开闭该排气口19a。

详细而言，如图2所例示的那样，工作缸盖15(特别是，工作缸盖15的下表面)划分出燃烧室17的顶面。在该工作缸盖15的中央部开设有排气管19的排气口19a。排气阀18与排气口19a同样地设置于工作缸盖15的中央部，能够对排气口19a、进而燃烧室17进行开闭。

具体而言，本实施方式的排气阀18具有沿活塞轴向延伸的轴部18a、以及在该轴部18a的下端部设置的伞部18b，构成为沿活塞轴向往复运动。排气阀18的往复运动通过与该排气阀18的轴部18a连结的驱动机构18c来进行(也参照图1)。该驱动机构18c为液压驱动式的机构。

另外，在划分顶面的工作缸盖15设置有多个燃料喷射阀30。如图3所例示的那样，多个燃料喷射阀30沿着工作缸16的周向(参照图3的箭头b)，以包围排气阀18的方式配置。

详细而言，本实施方式的燃料喷射阀30针对每个工作缸16各设置有三个，且以排气阀18为中心，在工作缸盖15上以大致120°的间隔等间隔地配置。以下，有时沿着周向将三个燃料喷射阀30依次称为第一喷射阀30a、第二喷射阀30b、以及第三喷射阀30c。

更详细而言，在工作缸盖15上，沿着工作缸16的周向设置有多个阀构件71、72、73，各燃料喷射阀30分别配置于阀构件71、72、73彼此之间的空间。在此，多个阀构件71、72、73具有：起动阀71，其用于在发动机1起动时向燃烧室17吹入空气；安全阀72，其用于从燃烧室17释放压力；以及指示阀73，其用于对燃烧室17中的燃烧状况进行检测。起动阀71、安全阀72及指示阀73以排气阀18为中心而在工作缸盖15上以大致120°的间隔等间隔地配置。

并且，在本实施方式中，第一喷射阀30a配置在指示阀73与起动阀71之间的空间，第二喷射阀30b配置在起动阀71与安全阀72之间的空间，第三喷射阀30c配置在安全阀72与指示阀73之间的空间。

另外，如图2所示，多个燃料喷射阀30分别具有用于喷射燃料和尿素水的喷射口31。各喷射口31在燃料喷射阀30的前端部的侧面开口。并且，多个燃料喷射阀30均为使喷射口31朝向燃烧室17内的姿态，构成为将燃料和尿素水以交替排列的状态层状地喷射。

特别是，本实施方式的燃料喷射阀30配置成其长度方向与各阀构件71、72、73的排列方向(也就是说，工作缸16的周向)垂直(也就是说，燃料喷射阀30的长度方向沿着工作缸16的径向配置)。

在此，燃料例如由作为化石燃料的柴油燃料构成，随着其燃烧，能够产生发动机1的动力。另一方面，尿素水由所谓的尿素水溶液构成，能够去除废气所包含的氮氧化物(nox)。

详细情况如下所述，本实施方式的发动机1具备：燃料泵41，其向燃料喷射阀30加压输送燃料；以及第一注入泵51和第二注入泵61，它们向加压输送燃料的路径内注入尿素水。

如图1所示，燃料泵41、第一注入泵51及第二注入泵61布置在工作缸16的附近，分别经由内部路径32、燃料喷射管42、下游侧注入管52及上游侧注入管62等与燃料喷射阀30流体连接。

其中，燃料泵41经由从燃料泵41到喷射口31的燃料路径l与燃料喷射阀30连接，朝向该燃料喷射阀30加压输送燃料。该燃料路径l由第一内部路径32和燃料喷射管42(也包括后述的分支管42a)构成，构成为连结燃料泵41与喷射口31的路径。另外，第一注入泵51及第二注入泵61分别经由下游侧注入管52及上游侧注入管62与燃料路径l连接，向该燃料路径l内注入尿素水。

通过这样构成，燃料喷射阀30能够通过燃料泵41的加压输送作用，向燃烧室17交替地(即呈层状地)喷射从燃料泵41加压输送的燃料以及由第一注入泵51及第二注入泵61注入的尿素水。

这样，燃料喷射阀30向燃烧室17供给燃料和尿素水，在燃烧室17内产生燃烧。通过该燃烧，活塞21在上下方向上进行往复运动。此时，当排气阀18工作而打开燃烧室17时，由燃烧产生的废气被推出到排气管19，并且气体从未图示的扫气端口被导入到燃烧室17。

另外，当通过燃烧而活塞21进行往复运动时，活塞杆22与活塞21一起在上下方向上进行往复运动。由此，与活塞杆22连结的十字头25在上下方向上进行往复运动。该十字头25允许连接杆24的转动，使连接杆24以与十字头25的连接部位为支点转动。并且，与连接杆24的下端部连接的曲柄27进行曲柄运动，曲轴23与该曲柄运动相应地旋转。这样，曲轴23将活塞21的往复运动转换为旋转运动，与螺旋桨轴一起使船舶的螺旋桨旋转。由此，推进船舶。

(2)燃料喷射装置的结构

以下，将燃料喷射阀30和用于向该燃料喷射阀30供给燃料和尿素水的各种装置一并称为燃料喷射装置，并对其标注附图标记“100”来进行说明。需要说明的是，在图4中用实线示出的箭头表示燃料和尿素水的流通，用虚线示出的箭头表示电信号的收发。

如图4所示，本实施方式的燃料喷射装置100作为主要结构要素而具备多个(在本实施方式中为三个)燃料喷射阀30、用于加压输送燃料的加压输送系统40、用于注入尿素水的注入系统50、60、以及用于控制加压输送系统40及注入系统50、60的控制部92。

其中，如前所述，燃料喷射阀30具有用于喷射燃料和尿素水的喷射口31，并经由燃料路径l与燃料泵41连接。

另一方面，注入系统50、60构成为向该燃料路径l中的规定位置p1、p2注入尿素水。特别是，本实施方式的注入系统50、60具有在燃料路径l中的规定的第一注入位置p1注入尿素水的下游侧注入系统50、以及在燃料路径l中的比第一注入位置p1靠上游侧的第二注入位置p2注入尿素水的上游侧注入系统60。

燃料喷射装置100作为其他构成要素还具备向注入系统50、60供给尿素水的尿素水供给泵71、用于使加压输送系统40及注入系统50、60动作的蓄压部81、以及用于向控制部92输入检测信号的检测部91。

以下，依次说明燃料喷射阀30、加压输送系统40、下游侧注入系统50、上游侧注入系统60、尿素水供给泵71、蓄压部81、检测部91及控制部92的结构。

(燃料喷射阀30)

如前所述，多个燃料喷射阀30是用于向工作缸16内的燃烧室17呈层状喷射燃料和尿素水的喷射阀。如前所述，各燃料喷射阀30针对发动机1的各工作缸16各设置有三个。这些多个燃料喷射阀30分别同样地构成。因此，以下，以这些多个燃料喷射阀30中的一个(第一喷射阀30a)为例，对燃料喷射阀30的结构进行说明。

如图4所示，燃料喷射阀30经由燃料喷射管42等与加压输送系统40中的燃料泵41连接。另外，燃料喷射阀30分别经由上游侧注入管62及下游侧注入管52等与注入系统50、60中的第一注入泵51及第二注入泵61连接。如图2所示，燃料喷射阀30从喷射口31向燃烧室17内喷射层状液体200，该层状液体200由由燃料泵41加压输送的燃料、由下游侧注入系统50注入的尿素水、由燃料泵41加压输送的燃料、由上游侧注入系统60注入的尿素水、以及由燃料泵41加压输送的燃料按照所列顺序排列而成。

详细而言，如图4所示，燃料喷射阀30具有如前所述构成的喷射口31、与该喷射口31连通的两条内部路径32、33、以及两个止回阀34a、34b。

两条内部路径32、33中的一方的内部路径32是主要用于使燃料流通的路径，将燃料喷射管42中的分支管42a与喷射口31连接。以下，将一方的内部路径32称为“第一内部路径32”。上游侧注入系统60中的上游侧注入管62(具体而言，上游侧注入管62中的分支管62a)经由止回阀34a而与该第一内部路径32连接。上游侧注入管62是从第二注入泵61延伸，并使从该第二注入泵61加压输送的尿素水流通的配管。因此，不仅燃料，从上游侧注入管62注入的尿素水也流向第一内部路径32。

需要说明的是，第二内部路径33与第一内部路径32连接的部位表示在燃料路径l中由下游侧注入系统50注入尿素水的位置。该位置与前述的“第一注入位置p1”等同。如图4所示，第二注入位置p2在燃料路径l中设置在比第一注入位置p1靠上游侧的位置。需要说明的是，这里所说的“上游侧”是指燃料的流通方向上的上游侧。另外，“燃料的流通方向”是指从燃料泵41经由燃料喷射管42等而朝向喷射口31的方向。

两个止回阀34a、34b中的一方的止回阀34a允许从上游侧注入系统60朝向第一内部路径32的尿素水的流通，并且防止该尿素水的逆流。另一方的止回阀34b设置在第二内部路径33的中途部位。该另一方的止回阀34b允许从下游侧注入系统50经由第二内部路径33而朝向第一内部路径32的尿素水的流通，并且防止该尿素水的逆流。

(加压输送系统40)

加压输送系统40是用于向燃料喷射阀30加压输送燃料的设备。如图4所示，加压输送系统40具有燃料泵41、燃料喷射管42、以及控制阀45。

燃料泵41是利用工作油的压力加压输送燃料的液压驱动式的泵。详细而言，燃料泵41通过配管等与贮存有燃料的燃料箱(未图示)连接，并从该燃料箱接受燃料。燃料泵41将从燃料箱接受的燃料通过燃料喷射管42加压输送到燃料喷射阀30。另外，燃料泵41的加压输送作用也可以使燃料喷射阀30进行燃料和尿素水的层状喷射。

燃料喷射管42是用于使燃料在燃料泵41与燃料喷射阀30之间流通的配管。例如，如图4所示，燃料喷射管42的一端部与燃料泵41的喷出口连接。另外，在燃料喷射管42的中途部分设置有分支部43。燃料喷射管42从该分支部43朝向另一端部分支成多个分支管。具体而言，本实施方式的燃料喷射管42从分支部43分支成三个分支管42a、42b、42c。如图4所示，这些分支管42a、42b、42c中的第一分支管42a与一个燃料喷射阀30的第一内部路径32连接。燃料喷射管42经由分支管42a使该燃料喷射阀30的第一内部路径32与燃料泵41连通。与此同样地，其余的分支管42b、42c分别与其他燃料喷射阀30连接。

控制阀45是用于对从蓄压部81朝向燃料泵41的工作油的供给进行控制的阀。具体而言，控制阀45由电磁阀等电动式的开闭阀构成，虽然未图示，但设置为能够通过由控制阀34驱动的逻辑阀的开闭，而如图4所示那样将燃料泵41与蓄压部81连通。控制阀45在喷射燃料的期间(以下，简称为“喷射期间”)成为打开状态，将蓄压部81内的工作油向燃料泵41供给。燃料泵41利用该供给的工作油的压力，向燃料喷射阀30加压输送燃料。另一方面，控制阀45在燃料的喷射期间以外的期间成为关闭状态而停止从蓄压部81向燃料泵41供给工作油。这样的控制阀45的开闭由控制部92控制。

(下游侧注入系统50)

如图4所示，下游侧注入系统50具有前述的第一注入泵51、下游侧注入管52、止回阀54、以及第一控制阀55。下游侧注入系统50是本实施方式的“第一注入系统”的示例。

第一注入泵51是利用工作油的压力注入尿素水的液压驱动式的泵。详细而言，第一注入泵51通过供给管72等从尿素水供给泵71接受尿素水。第一注入泵51加压输送该接受到的尿素水。被从第一注入泵51加压输送出的尿素水通过下游侧注入管52、及燃料喷射阀30中的第二内部路径33而到达该燃料喷射阀30中的第一内部路径32。这样，第一注入泵51向燃料路径l的第一注入位置p1注入尿素水。

下游侧注入管52是用于使由第一注入泵51注入到燃料路径l的尿素水流通的配管。例如，如图4所示，下游侧注入管52的一端部与第一注入泵51的喷出口连接。另外，在下游侧注入管52的中途部分设置有分支部53。下游侧注入管52从该分支部53朝向另一端部分支成多个分支管。具体而言，本实施方式的下游侧注入管52从分支部53分支成三个分支管52a、52b、52c。如图4所示，这些分支管52a、52b、52c中的第一分支管52a与一个燃料喷射阀30的第二内部路径33连接。下游侧注入管52经由分支管52a使该燃料喷射阀30中的第二内部路径33与第一注入泵51连通。与此同样地，其余的分支管52b、52c分别与其他燃料喷射阀30连接。

止回阀54是用于将下游侧注入管52中的尿素水的流通方向限制为一个方向而防止尿素水的逆流的阀。如图4所示，止回阀54设置在下游侧注入管52中的中途部位、例如设置在第一注入泵51与分支部53之间的部位。止回阀54允许尿素水从第一注入泵51经由分支部53朝向第二内部路径33的流通，并且防止该尿素水的逆流。

第一控制阀55是用于控制从蓄压部81向第一注入泵51供给工作油的阀。具体而言，第一控制阀55由电磁阀等电动式的开闭阀构成，如图4所示那样，以能够连通第一注入泵51与蓄压部81的方式设置。第一控制阀55在从第一注入泵51被加压输送的尿素水注入到燃料路径l的期间(以下，将其称为“第一注入期间”)成为打开状态，将蓄压部81内的工作油向第一注入泵51供给。第一注入泵51利用该供给的工作油的压力，向燃料路径l中的第一注入位置p1加压输送并注入尿素水。另一方面，第一控制阀55在由下游侧注入系统50进行的第一注入期间以外的期间成为关闭状态而停止从蓄压部81向第一注入泵51供给工作油。这样的第一控制阀55的开闭由控制部92控制。

(上游侧注入系统60)

如图4所示，上游侧注入系统60具有前述的第二注入泵61、上游侧注入管62、止回阀64、以及第二控制阀65。上游侧注入系统60是本实施方式的“第二注入系统”的示例。

第二注入泵61是利用工作油的压力注入尿素水的液压驱动式的泵。详细而言，第二注入泵61通过供给管72等从尿素水供给泵71接受替代燃料。第二注入泵61加压输送该接受到的尿素水。从第二注入泵61被加压输送的尿素水通过上游侧注入管62到达燃料喷射阀30中的第一内部路径32。这样，第二注入泵61向燃料路径l的第二注入位置p2注入尿素水。

上游侧注入管62是用于使由第二注入泵61注入到燃料路径l的尿素水流通的配管。例如，如图4所示，上游侧注入管62的一端部与第二注入泵61的喷出口连接。另外，在上游侧注入管62的中途部分设置有分支部63。上游侧注入管62从该分支部63朝向另一端部分支成多个分支管。具体而言，本实施方式的上游侧注入管62从分支部63分支成三个分支管62a、62b、62c。如图4所示，这些分支管62a、62b、62c中的第一分支管62a经由止回阀34a与一个燃料喷射阀30的第一内部路径32连接。上游侧注入管62经由分支管62a使该燃料喷射阀30中的第一内部路径32与第二注入泵61连通。与此同样地，其余的分支管62b、62c分别与其他燃料喷射阀30连接。

止回阀64是用于将上游侧注入管62中的尿素水的流通方向限制为一个方向而防止尿素水的逆流的阀。如图4所示，止回阀64设置在上游侧注入管62中的中途部位、例如设置在第二注入泵61与分支部63之间的部位。止回阀64允许尿素水从第二注入泵61经由分支部63朝向第一内部路径32的流通，并且防止该尿素水的逆流。

第二控制阀65是用于对从蓄压部81朝向第二注入泵61的工作油的供给的阀。具体而言，第二控制阀65由电磁阀等电动式的开闭阀构成，并如图4所示那样，以能够连通第二注入泵61与蓄压部81的方式设置。第二控制阀65在从第二注入泵61被加压输送的尿素水注入到燃料路径l的期间(以下，将其称为“第二注入期间”)成为打开状态，将蓄压部81内的工作油向第二注入泵61供给。第二注入泵61利用该供给的工作油的压力，向燃料路径l中的第二注入位置p2加压输送并注入尿素水。另一方面，第二控制阀65在由上游侧注入系统60进行的第二注入期间以外的期间成为关闭状态而停止从蓄压部81向第二注入泵61供给工作油。这样的第二控制阀65的开闭由控制部92控制。

(尿素水供给泵71)

尿素水供给泵71是用于将注入到燃料路径l的尿素水向第一注入泵51及第二注入泵61供给的泵。如图4所示，尿素水供给泵71经由供给管72等与第一注入泵51及第二注入泵61可连通地连接。

具体而言，供给管72的一端部与尿素水供给泵71连接，供给管72的另一端部分支成两根而与第一注入泵51及第二注入泵61连接。详细而言，供给管72在其中途的部位分支成分支管72a、72b。从供给管72分支的一方的分支管72a经由止回阀73a与第一注入泵51连接。分支的另一方的分支管72b经由止回阀73b与第二注入泵61连接。

本实施方式的尿素水供给泵71与贮存尿素水的储存箱(未图示)连接，并将贮存于该储存箱的尿素水通过分支管72a、72b等向第一注入泵51和第二注入泵61供给。

止回阀73a允许尿素水从尿素水供给泵71朝向第一注入泵51的流通，并且防止该尿素水的逆流。止回阀73b允许尿素水从替代燃料供给泵71朝向第二注入泵61的流通，并且防止该尿素水的逆流。

(蓄压部81)

蓄压部81对使加压输送系统40及注入系统50、60分别工作的工作油进行蓄压。蓄压部81是具有能够储存工作油的蓄压室的中空结构体，并如图4所示那样，与高压泵82连接。蓄压部81贮存从高压泵82加压输送来的工作油，并对其进行蓄压。蓄压部81中的工作油的压力通过从高压泵82向蓄压部81喷出工作油的喷出量进行调整。蓄压部81中的工作油的压力由加压输送系统40中的燃料泵41、下游侧注入系统50中的第一注入泵51、以及上游侧注入系统60中的第二注入泵61共有。

(检测部91)

检测部91对发动机1的曲柄角度进行检测。本实施方式的检测部91对伴随着活塞21的一个循环的往复运动而旋转的曲柄27的旋转角度(所谓的“曲柄角度”)进行检测。此时，检测部91将曲柄27的从基准状态起的旋转角度作为曲柄角度进行检测。需要说明的是，作为曲柄27的基准状态，例如可以列举活塞21位于下止点或上止点时的曲柄27的状态等。检测部91对随着时间的经过而变化的曲柄角度进行检测，并每次将表示所检测出的曲柄角度的电信号发送到控制部92。

(控制部92)

控制部92对加压输送系统40的控制阀45、下游侧注入系统50中的第一控制阀55、以及上游侧注入系统60的第二控制阀65的开闭进行控制。由此，控制部92能够对由燃料喷射阀30进行层状喷射的时机、下游侧注入系统50注入尿素水的时机、以及上游侧注入系统60注入尿素水的时机进行控制。

需要说明的是，在本实施方式中，由燃料喷射阀30进行层状喷射的时机是指从燃料喷射阀30向燃烧室17呈层状地喷射燃料和尿素水的时机。

另外，下游侧注入系统50注入尿素水的时机包括下游侧注入系统50开始注入尿素水的时机和下游侧注入系统50结束注入尿素水的时机。同样地，上游侧注入系统60注入尿素水的时机包括上游侧注入系统60开始注入尿素水的时机和上游侧注入系统60结束注入尿素水的时机。

具体而言，控制部92由用于执行各种程序的cpu、存储器及序列发生器等构成。控制部92从检测部91接收电信号，以在接收到的电信号所表示的曲柄角度成为规定的旋转角度的时机成为打开状态的方式，对加压输送系统40的控制阀45的开闭进行控制。控制部92通过控制阀45的控制来对燃料泵41工作的时机进行控制。由此，控制部92对由燃料喷射阀30进行层状喷射的时机进行控制。

特别是，本实施方式的控制部92以在层状喷射时机向燃烧室17喷射的燃料和尿素水中的由燃料构成的层和由尿素水构成的层这两者均为两层以上的方式对注入系统50、60进行控制。

在该层状喷射时机，通过燃料泵41的加压输送作用，从燃料喷射阀30向燃烧室17呈层状地喷射由燃料泵41加压输送到燃料路径l的燃料中的对应于发动机负载的所需量的燃料、由第一注入泵51向燃料路径l的第一注入位置p1注入的尿素水、以及由第二注入泵61向燃料路径l的第二注入位置p2注入的尿素水。

其结果是，如图2所示，本实施方式的燃料喷射阀30向燃烧室17内喷射层状液体200，该层状液体200通过由燃料泵41加压输送的燃料、由下游侧注入系统50注入的尿素水、由燃料泵41加压输送的燃料、由上游侧注入系统60注入的尿素水、以及由燃料泵41加压输送的燃料按照所列顺序排列而成。然后，图2及图4所例示的燃料路径l成为被未喷射而残留的燃料充满的状态。

另外，控制部92在前述的燃料和尿素水的层状喷射时机以外的期间，以向处于被燃料充满的状态的燃料路径l、特别是燃料路径l中的第一注入位置p1及第二注入位置p2分别注入尿素水的方式，对下游侧注入系统50注入尿素水的时机、以及上游侧注入系统60注入尿素水的时机进行控制。

此时，控制部92根据发动机1的负载(以下，简称为“发动机负载”)，对下游侧注入系统50开始注入尿素水的时机和上游侧注入系统60开始注入尿素水的时机进行控制。

详细而言，控制部92基于发动机负载计算规定的待机时间，并且使下游侧注入系统50开始注入尿素水的时机比上游侧注入系统60开始注入尿素水的时机延迟与所计算出的待机时间相应的量。

进一步详细而言，控制部92与发动机负载无关地对下游侧注入系统50及上游侧注入系统60进行控制，以使由下游侧注入系统50注入尿素水的注入量与由上游侧注入系统60注入尿素水的注入量之比恒定。

另外，控制部92以在层状液体200中，位于由下游侧注入系统50形成的尿素水的层与由上游侧注入系统60形成的尿素水的层之间的燃料层的量相对于根据发动机负载而确定的燃料喷射料(燃料的每一次的喷射量)成为恒定的比例的方式，对下游侧注入系统50开始注入尿素水的时机和上游侧注入系统60开始注入尿素水的时机进行控制。

(3)燃料喷射阀的布置的具体例

图5是从上方观察工作缸盖15而例示的图。以下，将图5的纸面上侧称为“右”，将纸面下侧称为“左”，将纸面左侧称为“前”，将纸面右侧称为“后”。另外，图1及图2中的上下方向相当于贯穿图5的纸面的方向。

如前所述，三个燃料喷射阀30沿着工作缸16的周向以包围排气阀18的方式配置，同时分别配置于阀构件71、72、73彼此之间的空间。以下，使用图5对这样的布置的具体例进行说明。

如图5所例示，在工作缸盖15的中央部设置有构成排气阀18的驱动机构18c及紧固构件18d。具体而言，紧固构件18d形成为在左右方向上延伸且在上下方向上具有厚度的厚板状，通过左右一对紧固件18f、18a固定于工作缸盖15的上表面。左右一对紧固件18f、18a分别是沿上下方向延伸的轴状构件。在紧固构件18d的上表面设置有驱动机构19。具体而言，在紧固构件18d的左右方向的中央部的上表面载置有驱动机构18c。

在工作缸盖15的上表面连接有前述的排气管19。具体而言，该排气管19从工作缸盖15的上表面朝向右方延伸。

另外，三个燃料喷射阀30中的第一喷射阀30a配置于工作缸盖15的上表面的右斜后侧，第二喷射阀30b配置于工作缸盖15的上表面的右斜前侧，第三喷射阀30c配置于工作缸盖15的上表面的左侧。

并且，多个阀构件71、72、73中的安全阀72配置于工作缸盖15的上表面的左斜前侧，指示阀73配置于工作缸盖15的上表面的左斜后侧。

在此，分别与三个燃料喷射阀30连接的分支管42a、52a、62a、42b、52b、62b、42c、52c、62c针对每个燃料喷射阀30成束，且均从图5的左方朝向右方延伸。

其中，当将与第三喷射阀30c连接的分支管42c、52c、62c称为“第三分支管35c”时，该第三分支管35c沿大致左右方向延伸，其右端部与第三喷射阀30c连接。

另一方面，若将与第一喷射阀30a连接的分支管42a、52a、62a称为“第一分支管35a”，则该第一分支管35a以通过指示阀73的正上方、且从后侧绕过排气阀18(具体而言，排气阀18的紧固构件18d及紧固件18a)的方式延伸。

具体而言，第一分支管35a沿大致左右方向延伸后，向右斜后方弯曲而延伸。此时，第一分支管35a通过指示阀73的正上方。然后，第一分支管35a在排气阀18的后端部(具体而言，排气阀18的紧固件18a)附近的部位再次向右斜前方弯曲，与第一喷射阀30a连接。

另外，若将与第二喷射阀30b连接的分支管42b、52b、62b称为“第二分支管35b”，则该第二分支管35b以通过安全阀72的正上方、且从前侧绕过排气阀18(具体而言，排气阀18的紧固构件18d及紧固件18f)的方式延伸。

具体而言，第二分支管35b沿大致左右方向延伸后，向右斜前方弯曲而延伸。此时，第二分支管35b通过安全阀72的正上方。然后，第二分支管35b在排气阀18的前端部(具体而言，排气阀18的紧固件18f)附近的部位再次向右斜后方弯曲而延伸，与第二喷射阀30b连接。

需要说明的是，第一分支管35a、第二分支管35b及第三分支管35c的高度位置设定为大致相同。具体而言，第一分支管35a中的从后侧绕过排气阀18、特别是紧固件18a的部位的高度位置与该紧固件18a大致相同。同样地，第二分支管35b中的从前侧绕过排气阀18、特别是紧固件18f的部位的高度位置与该紧固件18f大致相同。

(4)燃料喷射阀的布置所特有的效果

如上所说明的那样，多个燃料喷射阀30均构成为呈层状喷射燃料和尿素水。因此，除了燃料喷射阀30之外，不需要尿素水专用的喷射阀，因此在燃烧室17的室内，能够充分确保用于配置部件的空间。

另外，如图2所例示，通过将燃料和尿素水呈层状地喷射，从而喷射燃料的位置与喷射尿素水的位置接近，因此也能够有效地去除氮氧化物。

另外，如图3所例示，通过在阀构件71、72、73彼此之间的空间配置各燃料喷射阀30，从而能够在不引起与各阀构件71、72、73的干涉的情况下对各燃料喷射阀30进行布置。这在适当地配置燃料喷射阀30的方面是有效的。

(5)其他实施方式

在所述实施方式中，例示了每个工作缸16具备三个燃料喷射阀30的燃料喷射装置100，但本发明并不限定于此。例如，燃料喷射阀30也可以为两个以上的任意数量。

另外，在所述实施方式中，起动阀71、安全阀72及指示阀73以排气阀18为中心，在工作缸盖15上以大致120°的间隔等间隔地配置，但本发明并不限定于这样的配置。也可以根据工作缸盖15的尺寸等而采用其他配置。

另外，在所述实施方式中，燃料喷射阀30以其长度方向沿着工作缸16的径向的方式配置，但本发明并不限定于这样的配置。例如，也可以相对于工作缸16的径向倾斜地配置。