Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR102223486B1 - 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 그 제어 장치 - Google Patents

엔진을 작동시키기 위한 방법 및 그 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102223486B1
KR102223486B1 KR1020150162367A KR20150162367A KR102223486B1 KR 102223486 B1 KR102223486 B1 KR 102223486B1 KR 1020150162367 A KR1020150162367 A KR 1020150162367A KR 20150162367 A KR20150162367 A KR 20150162367A KR 102223486 B1 KR102223486 B1 KR 102223486B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
injection
cylinder
ignition fluid
engine
cylinders
Prior art date
Application number
KR1020150162367A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160060575A (ko
Inventor
마티아스 아우어
마르쿠스 바우어
파울 하글
마르쿠스-크리스티안 마이어
쥐르겐 메츠거
Original Assignee
만 에너지 솔루션즈 에스이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 만 에너지 솔루션즈 에스이 filed Critical 만 에너지 솔루션즈 에스이
Publication of KR20160060575A publication Critical patent/KR20160060575A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102223486B1 publication Critical patent/KR102223486B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B7/00—Engines characterised by the fuel-air charge being ignited by compression ignition of an additional fuel
    • F02B7/06—Engines characterised by the fuel-air charge being ignited by compression ignition of an additional fuel the fuel in the charge being gaseous
    • F02B7/08—Methods of operating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B11/00—Engines characterised by both fuel-air mixture compression and air compression, or characterised by both positive ignition and compression ignition, e.g. in different cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0689—Injectors for in-cylinder direct injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/10—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/04—Two-stroke combustion engines with electronic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 실린더(2)를 포함하여 바람직하게는 혼소 엔진으로서 형성되는 엔진을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이며, 기상 연료와 공기로 이루어진 가스-공기 혼합기의 연소를 위해, 가스-공기 혼합기는 실린더들(2) 내에서 점화 유체의 이용하에 점화되고, 각각의 실린더(2)의 영역에서 이 각각의 실린더의 하나의 작동 주기에 맨 먼저 기상 연료 및 가스-공기 혼합기의 공기가 각각의 실린더(2) 내로 유입되고, 그런 다음 점화 유체가 각각의 실린더(2) 내로 유입되며, 그리고 각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에 점화 유체는 2회 이상의 연속되는 분사로 각각의 실린더(2) 내로 유입된다.

Description

엔진을 작동시키기 위한 방법 및 그 제어 장치{METHOD FOR OPERATING AN ENGINE AND CONTROL DEVICE THEREOF}
본 발명은 엔진을 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
실제로는, 한편으로 액상 연료 작동 모드에서 경유와 같은 액상 연료가 연소될 수 있고 다른 한편으로 기상 연료 작동 모드에서는 천연가스와 같은 기상 연료가 연소될 수 있는 이른바 혼소 엔진들(dual fuel engine)은 공지되었다. 상기 혼소 엔진의 기상 연료 작동 모드에서 일반적으로는 희박한 가스-공기 혼합기가 엔진의 실린더들 내로 유입되어 마찬가지로 실린더들 내로 유입되는 점화 유체의 점화 에너지를 통해 점화된다. 따라서 혼소 엔진은 점화 유체 분사 시스템을 포함하며, 점화 유체 분사 시스템은 복수의 실린더를 위한 공통 점화 유체 이송 펌프와, 복수의 실린더를 위한 공통 점화 유체 저장 탱크와, 복수의 실린더를 위한 개별 점화 유체 인젝터들을 포함한다. 이 경우, 점화 유체는 실무에 따라서 각각의 실린더 내에서 각각의 실린더의 피스톤의 이른바 상사점 직전에 각각의 실린더의 연소실 내로 유입되며, 더욱 정확하게 말하면 각각의 실린더의 작동 주기마다 오직 1회의 분사로, 또는 그에 의해 유입된다.
본 발명의 과제는, 종래 기술에서 출발하여, 엔진을 작동시키기 위한 새로운 유형의 방법 및 그 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따르는 방법을 통해 해결된다. 본 발명에 따라서, 각각의 실린더의 각각의 작동 주기에서, 점화 유체는 2회 이상의 연속되는 분사로 각각의 실린더 내로 유입된다.
본 발명에 따라서, 점화 유체가 각각의 실린더의 각각의 작동 주기에서 2회 이상의 연속되는 분사로 각각의 실린더 내로 유입되는 것을 통해, 엔진의 각각의 실린더 내에서 가스-공기 혼합기의 연소는 개량될 수 있고 그에 따라 엔진의 효율은 증가될 수 있다.
본 발명의 바람직한 개선예에 따라서, 각각의 실린더의 각각의 작동 주기에, 점화 유체는, TDC(상사점) 이전의 90°CA(크랭크 샤프트 각도) 내지 TDC 이전의 30°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에, 바람직하게는 TDC 이전의 85°CA 내지 TDC 이전의 35°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에, 특히 바람직하게는 TDC 이전의 70°CA 내지 TDC 이전의 40°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 제1 분사 개시점을 갖는 제1 분사로, 그리고 TDC 이전의 40°CA 내지 TDC 이전의 20°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 제2 분사 개시점을 갖는 제2 분사로 각각의 실린더 내로 유입되며, 제2 분사의 제2 분사 개시점은 제1 분사의 제1 분사 종료점의 뒤에 위치한다. 이렇게 하여, 엔진의 각각의 실린더 내에서 가스-공기 혼합기의 연소는 계속하여 개량될 수 있고 그에 따라 엔진의 효율은 계속하여 증가될 수 있다.
본 발명의 바람직한 개선예에 따라서, 각각의 실린더의 각각의 작동 주기에서 점화 유체의 분사량은, 각각의 작동 주기를 위한 점화 유체의 총 분사량 중에서 제1 분사의 경우에는 60% 내지 80%, 그리고 제2 분사의 경우에는 20% 내지 40%가 각각의 실린더 내로 유입되는 방식으로, 분사들 간에 분배된다. 이렇게 하여, 가스-공기 혼합기의 연소는 계속하여 개량될 수 있고 엔진의 효율은 특히 계속하여 증가될 수 있다. 이렇게 하여, 엔진의 각각의 실린더 내에서 가스-공기 혼합기의 연소는 계속하여 개량될 수 있고 그에 따라 엔진의 효율은 계속하여 증가될 수 있다.
분사량은 실린더마다 서로 상이할 수 있다. 따라서, 특히 엔진이 실린더 개별의 폐회로 제어 장치를 포함한다면, 각각의 실린더는 최적의 조건에서 작동될 수 있다.
본 발명을 실행하기 위한 제어 장치는 청구항 제8항에서 정의된다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항들과 하기의 기재내용에서 제시된다. 본 발명의 실시예들은, 이 실시예들로 국한되지 않으면서, 도면에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 혼소 엔진으로서 형성된 엔진을 도시한 블록회로도이다.
도 2는 바람직하게는 혼소 엔진으로서 형성된 엔진을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법을 명확하게 설명하기 위한 그래프이다.
도 1에는 혼소 엔진의 모듈들이 도시되어 있으며, 특히 도 1은 상기 엔진의 하나의 실린더(2)를 도시하고 있다.
실린더(2)는 실린더 헤드(3)를 포함한다. 실린더(2) 내에서는 커넥팅 로드(5)에 의해 안내되는 피스톤(4)이 상하 이동된다. 실린더 헤드(3) 내에는 연료 인젝터(6)가 고정되며, 이 연료 인젝터를 통해 액상 연료, 특히 경유 연료가 연료 라인(7)을 경유하여, 그리고/또는 연료 저장 탱크에서 연료 펌프(8)로부터 실린더(2)의 연소실(9) 내로 직접 분사될 수 있다. 이 경우, 연료 펌프(8)는 바람직하게는 엔진의 크랭크 샤프트를 기반으로 구동된다. 연료 인젝터(6), 연료 라인(7) 및 연료 펌프(8)는, 실린더(2)의 연소실(9) 내로 액상 연료를 공급하는 역할을 하는 연료 공급 장치의 부재들이다. 이런 연료 공급 장치는, 혼소 엔진의 실린더(2) 내에서 연료로서 액상 연료, 특히 경유가 연소될 때, 다시 말하면 혼소 엔진의 액상 연료 작동 모드에서 활성화된다.
그 밖에, 액상 연료의 연소를 위해, 혼소 엔진의 각각의 실린더(2) 내로는 과급 공기(10)가 흡기 밸브(17)를 통해 유입될 수 있으며, 연료의 연소 동안 발생하는 배기가스(15)는 배기 밸브(18)를 통해 실린더(2)로부터 배출될 수 있다.
기상 연료 작동 모드에서 혼소 엔진의 실린더(2)의 연소실(9) 내에서는 연료로서 가스도 연소될 수 있다. 이를 위해, 혼소 엔진은 혼합기 형성 유닛(20)을 포함하고, 이 혼합기 형성 유닛 내에서는 가스 공급 라인(21)을 통해 혼합기 형성 유닛(20)으로 공급되는 가스와 연소 공기(10)로 이루어진 혼합기가 형성되며, 이런 가스-공기 혼합기는 흡기 밸브(17)를 통해 실린더(2)의 연소실(9) 내로 유입된다. 가스의 연소 동안에도 배기가스(15)가 발생하며, 이 배기가스는 배기 밸브(18)를 통해 실린더(2)로부터 배출될 수 있다.
혼소 엔진의 실린더(2)의 기상 연료 작동 모드에서 가스-공기 혼합기의 점화를 위해, 점화 유체 인젝터(13)에 의해 실린더의 추가 연소실(11) 내로 유입될 수 있는 점화 유체가 이용되며, 실린더(2)의 상기 추가 연소실(11)은 하나 이상의 연결 채널(12)을 통해 연소실(9)과 연결된다. 여기서 주지할 사항은, 점화 유체가 연소실(9) 내로 직접적으로도 유입될 수 있다는 점이다.
도 1에 도시된 실린더(2)의 점화 유체 인젝터(13)는 엔진의 점화 유체 분사 시스템의 부품이며, 점화 유체 분사 시스템은 엔진의 각각의 실린더(2)를 위해 개별 점화 유체 인젝터(13)를 포함한다. 점화 유체 인젝터들(13)은 점화 유체 분사 시스템의 공통 점화 유체 저장 탱크(22)로부터 출발하여 점화 유체 라인(14)을 통해 점화 유체를 공급받을 수 있으며, 점화 유체 저장 탱크(22)에는, 이 점화 유체 저장 탱크(22)에 점화 유체를 공급하는 점화 유체 이송 펌프(16)가 할당된다. 점화 유체 이송 펌프(16)는 바람직하게는 전기 작동식 고압 펌프이다. 이 경우, 점화 유체 이송 펌프(16)에는 흡입 스로틀(19)(suction throttle)이 할당된다.
이제부터, 본 발명은 혼소 엔진의 기상 연료 작동 모드에서 최적의 조건에서 높은 효율로 가스 또는 가스-공기 혼합기를 연소할 수 있는 상세내용에 관한 것이다.
혼소 엔진의 기상 연료 작동 모드에서, 실린더(2)의 각각의 작동 주기에서 맨 먼저 각각의 실린더(2)의 연소실(9) 내로 가스-공기 혼합기가 유입되고, 그런 다음 점화 유체가 각각의 실린더(2) 내로 유입된다. 이 경우, 본 발명에 따라서 점화 유체는 각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기마다 2회 이상의 연속되는 분사로 각각의 실린더(2) 내로 유입되지만, 그러나 실제로 통상적인 것처럼 각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기마다 오직 1회의 분사로는 유입되지 않는다.
각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에서, 점화 유체는, TDC 이전의 90°CA 내지 TDC 이전의 30°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 제1 분사 개시점을 갖는 제1 분사로 각각의 실린더(2) 내로 유입된다. 바람직하게는 제1 점화 유체 분사의 제1 분사 개시점은 TDC 이전의 85°CA 내지 TDC 이전의 35°CA에 위치한다. 특히 바람직하게는 제1 점화 유체 분사의 제1 분사 개시점은 TDC 이전의 80°CA 내지 TDC 이전의 40°CA에 위치한다. CA는 크랭크 샤프트 각도를 나타내고 TDC는 각각의 실린더(2)의 피스톤(4)의 상사점을 나타낸다.
각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에서, 그 다음, 점화 유체는, TDC 이전의 40°CA 내지 TDC 이전의 20°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 제2 분사 개시점을 갖는 제2 분사로 각각의 실린더(2) 내로 유입되며, 제2 점화 유체 분사의 제2 분사 개시점은 제1 점화 유체 분사의 제1 분사 종료점의 뒤에 위치한다.
점화 유체 분사의 분사 개시점과 그 분사 종료점 사이의 크랭크 샤프트 각도는 전형적으로 2°CA 내지 15°CA이다. 따라서 TDC 이전의 40°CA에서 개시되는 점화 유체 분사는 전형적으로 TDC 이전의 36°CA 내지 TDC 이전의 32°CA에서 종료된다.
각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에서 점화 유체의 분사량은 바람직하게는 각각의 작동 주기를 위한 점화 유체의 총 분사량 중에서 제1 점화 유체 분사의 경우에는 60% 내지 80%, 그리고 제2 점화 유체 분사의 경우에는 20% 내지 40%가 각각의 실린더(2) 내로 유입되는 방식으로, 점화 유체 분사들 간에, 요컨대 점화 유체를 위한 제1 분사와 점화 유체를 위한 제2 분사 간에 분배되거나 분할된다.
본 발명에 의해, 엔진의 각각의 실린더(2) 내에서 가스-공기 혼합기의 연소는 개량될 수 있고 그에 따라 엔진의 효율은 증가될 수 있다. 이렇게 도 2에는, 곡선 파형(23)으로, 실무에 따라서 하나의 작동 주기 동안, 다시 말하면 점화 유체가 각각의 작동 주기마다 오직 1회의 분사에 의해 실린더(2) 내로 유입될 때 실린더(2) 내에서 설정되는 가스-공기 혼합기의 연소 특성곡선이 도시되어 있다. 도 2의 연소 특성곡선(24)은, 본 발명에 따라서, 하나의 작동 주기 동안, 다시 말하면 점화 유체가 각각의 작동 주기마다 2회 이상의 연속되는 분사로 실린더(2) 내로 유입될 때 실린더(2) 내에서 설정되는 가스-공기 혼합기의 연소를 도시하고 있으며, 제1 분사의 분사 개시점은 크랭크 샤프트 각도 α1에 위치하고 제2 분사의 분사 개시점은 크랭크 샤프트 각도 α2에 위치한다. 도 2에는 [°CA] 단위의 크랭크 샤프트 각도(α)에 걸쳐서 [KJ] 단위의 공급되는 연소 에너지(E)가 도시되어 있다. 도 2에서는, 본 발명을 이용할 경우 연소가 상대적으로 더 신속하면서도 더 안정적이며, 연소는 상대적으로 더 높은 최대 전환율 및 개량된 전소(burnout)를 나타낸다는 점을 알 수 있다. 전체적으로 엔진의 효율은 증가될 수 있다.
점화 유체의 제1 분사와 점화 유체의 제2 분사 사이에, 그리고/또는 점화 유체의 제2 분사 후에 추가의 점화 유체 분사가 수행될 수 있으며, 이 추가의 점화 유체 분사의 분사 개시점은 각각 선행하는 점화 유체 분사의 분사 종료점의 뒤에 위치한다. 이런 경우에, 점화 유체는 각각의 작동 주기마다 3회 이상의 분사로 엔진의 각각의 실린더(2) 내로 유입될 수 있다. 이렇게 하여, 엔진의 각각의 실린더(2) 내에서 가스-공기 혼합기의 연소는 계속하여 개량될 수 있고 그에 따라 엔진의 효율은 계속하여 증가될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 혼소 엔진들의 경우 기상 연료 작동 모드에서 이용된다. 그러나 본 발명은 기상 연료만이 점화 유체의 이용하에 연소되는 엔진들, 다시 말하면 혼소 엔진들과 달리 액상 연료 작동 모드를 이용하지 않는 상기 엔진들의 경우에서도 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법의 실행을 위한 엔진의 제어 장치에도 관한 것이다. 제어 장치는 바람직하게는 엔진 제어 유닛이다. 이런 엔진 제어 유닛은 본원의 방법의 실행을 위한 수단들을 포함하며, 이런 수단들은 하드웨어 측 수단들 및 소프트웨어 측 수단들이다. 하드웨어 측 수단들은 본 발명에 따른 방법의 실행에 관여하는 모듈들과 데이터를 교환하기 위해 데이터 인터페이스들을 포함한다. 또한, 하드웨어 측 수단들은 데이터 저장을 위한 저장 장치와 데이터 처리를 위한 프로세서를 포함한다. 소프트웨어 측 수단들은 본 발명에 따른 방법의 실행을 위한 프로그램 모듈들이다.

Claims (8)

  1. 복수의 실린더(2)를 포함하는 엔진을 작동시키기 위한 엔진 작동 방법으로서, 기상 연료와 공기로 이루어진 가스-공기 혼합기의 연소를 위해 가스-공기 혼합기는 실린더들(2) 내에서 점화 유체의 이용하에 점화되고, 각각의 실린더(2)의 영역에서 그 각각의 실린더의 하나의 작동 주기에, 먼저 가스-공기 혼합기의 기상 연료 및 공기가 각각의 실린더(2) 내로 유입되고, 그 후 점화 유체가 상기 각각의 실린더(2) 내로 유입되는, 엔진 작동 방법에 있어서,
    상기 각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에 상기 점화 유체는 2회 이상의 연속되는 분사로 상기 각각의 실린더(2) 내로 유입되는 것이며,
    상기 각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에 상기 점화 유체는 TDC 이전의 90°CA 내지 TDC 이전의 30°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 제1 분사 개시점을 갖는 제1 분사로 상기 각각의 실린더(2) 내로 유입되는 것이며,
    상기 각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에 상기 점화 유체는 TDC 이전의 40°CA 내지 TDC 이전의 20°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 제2 분사 개시점을 갖는 제2 분사로 상기 각각의 실린더(2) 내로 유입되며, 상기 제2 분사의 제2 분사 개시점은 상기 제1 분사의 제1 분사 종료점의 뒤에 위치하는 것을 특징으로 하는 엔진 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 분사 개시점은 TDC 이전의 85°CA 내지 TDC 이전의 35°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 것을 특징으로 하는 엔진 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 분사 개시점은 TDC 이전의 80°CA 내지 TDC 이전의 40°CA의 크랭크 샤프트 각도 범위에 위치하는 것을 특징으로 하는 엔진 작동 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점화 유체를 위한 제1 분사와 상기 점화 유체를 위한 제2 분사 사이에 또는 상기 점화 유체를 위한 제2 분사 후에 상기 점화 유체를 위한 추가 분사가 수행되며, 이 추가 분사의 분사 개시점은 각각 선행하는 분사의 분사 종료점의 뒤에 위치하는 것을 특징으로 하는 엔진 작동 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 실린더(2)의 각각의 작동 주기에 점화 유체의 분사량은, 각각의 작동 주기를 위한 점화 유체의 총 분사량 중에서 상기 점화 유체를 위한 제1 분사의 경우에는 60% 내지 80%, 그리고 상기 점화 유체를 위한 제2 분사의 경우에는 20% 내지 40%가 상기 각각의 실린더(2) 내로 유입되는 방식으로, 분사들 간에 분배되는 것을 특징으로 하는 엔진 작동 방법.
  6. 엔진의 제어 장치에 있어서, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는 엔진의 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020150162367A 2014-11-20 2015-11-19 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 그 제어 장치 KR102223486B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014017124.8 2014-11-20
DE102014017124.8A DE102014017124B4 (de) 2014-11-20 2014-11-20 Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Motors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160060575A KR20160060575A (ko) 2016-05-30
KR102223486B1 true KR102223486B1 (ko) 2021-03-08

Family

ID=55914141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150162367A KR102223486B1 (ko) 2014-11-20 2015-11-19 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 그 제어 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10690068B2 (ko)
JP (1) JP6957129B2 (ko)
KR (1) KR102223486B1 (ko)
CN (1) CN105626288B (ko)
DE (1) DE102014017124B4 (ko)
FI (1) FI129986B (ko)
IT (1) ITUB20155782A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6679435B2 (ja) * 2016-07-14 2020-04-15 ヤンマー株式会社 エンジン
EP3336339A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-20 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Controlling a dual-fuel internal combustion engine operated at least partly on gaseous fuel
DE102017208160A1 (de) * 2017-05-15 2018-11-15 Man Diesel & Turbo Se Dual-Fuel-Motor und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102018106894A1 (de) * 2018-03-22 2019-09-26 Man Energy Solutions Se Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Motors
DE102018108715A1 (de) * 2018-04-12 2019-10-17 Man Energy Solutions Se Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Dual-Fuel-Motors
WO2020249845A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Wärtsilä Finland Oy Method of operating piston engine and control system for piston engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012157041A1 (ja) * 2011-05-13 2012-11-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置及び方法
JP2014029131A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 National Maritime Research Institute ガスエンジン用燃料噴射装置及びそれを搭載したガスエンジン装置
JP2014109199A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Isuzu Motors Ltd 天然ガスエンジン及び天然ガスエンジンの運転方法
US20140158088A1 (en) 2012-12-10 2014-06-12 Caterpillar Inc. Temperature-Controlled Exhaust Gas Recirculation System and Method for Dual Fuel Engine
JP2015187397A (ja) 2014-03-26 2015-10-29 大阪瓦斯株式会社 エンジンシステム、及びその制御方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1236205C (zh) 2000-02-11 2006-01-11 韦斯特波特研究公司 用于将双燃料喷射到内燃机中的方法和装置
CN100416065C (zh) 2000-02-11 2008-09-03 韦斯特波特动力股份有限公司 用于内燃机中气态燃料的引入及控制燃烧的方法和装置
JP3672805B2 (ja) 2000-08-17 2005-07-20 新潟原動機株式会社 パイロット着火ガスエンジンの起動装置
JP2003074403A (ja) 2001-09-04 2003-03-12 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの制御装置
JP3985602B2 (ja) 2002-06-25 2007-10-03 株式会社デンソー 内燃機関用噴射率制御装置
JP2005273492A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 副室式内燃機関
JP4365710B2 (ja) * 2004-03-23 2009-11-18 三菱重工業株式会社 燃料噴射弁状態検知、修正方法及びその装置を備えた内燃機関
EP2038540A1 (en) 2006-06-29 2009-03-25 The University of British Columbia Concurrent injection of liquid and gaseous fuels in an engine
JP4899955B2 (ja) 2007-03-15 2012-03-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4315218B2 (ja) 2007-06-12 2009-08-19 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射制御装置
JP2009167821A (ja) 2008-01-11 2009-07-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
DE102008007325A1 (de) 2008-02-02 2009-08-13 Man Diesel Se Prüfverfahren für Zündfluid-Injektoren
GB2457925B (en) 2008-02-28 2012-06-13 Volution Ltd G Multi-fuelling an engine
DE102008042933B4 (de) 2008-10-17 2016-06-16 Hyundai Motor Company Verfahren und Vorrichtung zum Dosieren von in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors einzuspritzendem Kraftstoff
DE102009051137A1 (de) 2009-06-26 2011-01-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
US8944027B2 (en) 2011-06-21 2015-02-03 Caterpillar Inc. Dual fuel injection compression ignition engine and method of operating same
US8733326B2 (en) 2011-06-24 2014-05-27 Caterpillar Inc. Dual fuel injector for a common rail system
JP2013217335A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ２サイクルガスエンジン
DK177476B1 (en) 2012-06-29 2013-07-01 Man Diesel & Turbo Deutschland An internal combustion engine with variable fuel injection profile
JP5986858B2 (ja) * 2012-09-20 2016-09-06 積水化学工業株式会社 電力管理システム、電力管理装置、電力管理方法及びプログラム
DE102013013755A1 (de) 2013-08-17 2015-02-19 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012157041A1 (ja) * 2011-05-13 2012-11-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置及び方法
JP2014029131A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 National Maritime Research Institute ガスエンジン用燃料噴射装置及びそれを搭載したガスエンジン装置
JP2014109199A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Isuzu Motors Ltd 天然ガスエンジン及び天然ガスエンジンの運転方法
US20140158088A1 (en) 2012-12-10 2014-06-12 Caterpillar Inc. Temperature-Controlled Exhaust Gas Recirculation System and Method for Dual Fuel Engine
JP2015187397A (ja) 2014-03-26 2015-10-29 大阪瓦斯株式会社 エンジンシステム、及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105626288B (zh) 2021-05-28
JP2016098831A (ja) 2016-05-30
ITUB20155782A1 (it) 2017-05-20
FI129986B (fi) 2022-12-15
CN105626288A (zh) 2016-06-01
US20160146133A1 (en) 2016-05-26
JP6957129B2 (ja) 2021-11-02
US10690068B2 (en) 2020-06-23
FI20155842A (fi) 2016-05-21
DE102014017124B4 (de) 2024-11-07
DE102014017124A1 (de) 2016-05-25
KR20160060575A (ko) 2016-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102223486B1 (ko) 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 그 제어 장치
EP2748446B1 (en) Pilot injection of dual fuel engines
CN109983213B (zh) 在气体模式下操作活塞发动机的方法和活塞发动机
CN106968776B (zh) 用于运行发动机的方法和控制装置
JP5922830B1 (ja) ガスエンジン
RU2012102607A (ru) Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания
US20170241368A1 (en) Ducted combustion system
KR102134942B1 (ko) 연료 분사 시스템 및 멀티-연료 피스톤 기관의 작동 방법
JP2009138568A (ja) 内燃機関
KR102495443B1 (ko) 이중 연료 엔진 및 그 작동 방법
US20160061095A1 (en) Fuel injection system for an engine
JP7221771B2 (ja) 二元燃料エンジンを動作させるための方法及び制御装置
EP3460223A1 (en) Internal combustion engine control device
JP2011038417A (ja) 燃料噴射制御装置
JP2016164414A (ja) 二元燃料エンジンを運転するための方法および制御装置
KR101579680B1 (ko) Gdi 엔진의 가스연료 분사 제어방법
WO2015022445A1 (en) Method for injecting liquid fuel and fuel injection system
KR20230156682A (ko) 엔진을 운전하기 위한 방법 및 제어 장치
FI129130B (fi) Menetelmä polttovoimakoneen käyttämiseksi
JP2018021457A (ja) 燃料噴射制御装置
JP2015175311A (ja) デュアルフューエルエンジン
JP2016183670A (ja) 点火流体インジェクタを機能点検するための方法および制御装置
JP2015200304A (ja) エンジン
GB729383A (en) Improvements in or relating to the method of operating a reciprocating internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right