DE102008025803A1

DE102008025803A1 - Schiffsbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008025803A1
Application number: DE102008025803A
Authority: DE
Inventors: Georg Dr. Tinschmann
Original assignee: MAN Diesel SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-10
Also published as: FI127247B; CN101590906A; FI20095473A; KR20090124930A; FI20095473A0; JP5334669B2; JP2009286389A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schiffsbrennkraftmaschine, mit einer Steuerungseinrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs der Schiffsbrennkraftmaschine (1). Erfindungsgemäß bestimmt die Steuerungseinrichtung (2) auf Grundlage einer Schiffsposition, die eine Einrichtung (3) zur Bestimmung einer Position eines die Schiffsbrennkraftmaschameter für die Schiffsbrennkraftmaschine (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffsbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Auf Schiffen kommen als Schiffsbrennkraftmaschinen typischerweise Großdieselmotoren zum Einsatz. In Zukunft ist mit immer strengeren und auch lokal unterschiedlichen Anforderungen an den Betrieb von Schiffsbrennkraftmaschinen, insbesondere an einen zulässigen Schwefelgehalt eines zum Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine verwendeten Kraftstoffs und an sich beim Betrieb einstellende Emissionswerte, zu rechnen. So dürfen bereits auf der Ostsee sowie der Nordsee nur Kraftstoffe mit einem bestimmten Schwefelanteil zum Betrieb von Schiffsbrennkraftmaschinen verwendet werden. Auf dem Atlantik und Pazifik sind hingegen höhere Schwefelgehalte erlaubt. Ferner sind dann, wenn ein Schiff in Küstennähe oder im Hafen betrieben wird, sowohl verschärfte Grenzwerte hinsichtlich des Schwefelgehalts des Kraftstoffs als auch der NO_x-Emissionen einzuhalten. Beim Betrieb eines Schiffs bzw. einer Schiffsbrennkraftmaschine muss jederzeit sichergestellt werden, dass nationale Vorschriften sowie Grenzwerte, insbesondere für den Schwefelgehalt des verwendeten Kraftstoffs sowie für zulässige Emissionen, eingehalten werden. Dies ist bislang der Aufmerksamkeit und dem Geschick des Schiffspersonals überlassen. Mit der Zunahme national abweichender Vorschriften besteht die Gefahr, dass ungewollt Schiffsbrennkraftmaschinen von Schiffen mit Betriebsparametern betrieben werden, mit Hilfe derer die nationalen Vorschriften z. B. hinsichtlich des zulässigen Schwefelgehalts des Kraftstoffs sowie zulässiger Emissionen nicht eingehalten werden. Es besteht daher ein Bedarf, an einer Schiffsbrennkraftmaschine, mit Hilfe derer sicher und zuverlässig ein effizienter Betrieb einer Schiffsbrennkraftmaschine unter Einhaltung nationaler Vorschriften gewährleistet werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Schiffsbrennkraftmaschine zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Schiffsbrennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß bestimmt eine Steuerungseinrichtung auf Grundlage einer Schiffsposition, die eine Einrichtung zur Bestimmung einer Position eines die Schiffsbrennkraftmaschine aufweisendes Schiffs ermittelt, Sollbetriebsparameter für die Schiffsbrennkraftmaschine.
Bei der erfindungsgemäßen Schiffsbrennkraftmaschine bestimmt die Steuerungseinrichtung auf Grundlage einer ermittelten Schiffsposition Sollbetriebsparameter für die Schiffsbrennkraftmaschine, und zwar derart, dass nationale Vorschriften bzw. Gesetzgebungen, die den Betrieb von Schiffsbrennkraftmaschinen regulieren, eingehalten werden.
Hierbei werden als Sollbetriebsparameter insbesondere ein zulässiger Schwefelgehalt für den zum Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine verwendeten Kraftstoff sowie zulässige Emissionsgrenzwerte bestimmt, wobei abhängig von diesen Sollbetriebsparametern ein Betriebsmodus bestimmt wird, bei welchem unter Einhaltung der nationalen Vorschriften ein wirtschaftlicher bzw. effizienter Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine möglich ist.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1: ein Blockschaltbild einer Steuerungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Schiffsbrennkraftmaschine.
1 zeigt stark schematisiert eine Schiffsbrennkraftmaschine 1, bei der es sich typischerweise um einen Großdieselmotor handelt, der als Kraftstoff Schweröl verwendet. Der Schiffsbrennkraftmaschine 1 ist eine Steuerungseinrichtung 2 zugeordnet, die den Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine 1 steuert und/oder regelt, und zwar auf Basis von durch die Steuerungseinrichtung 2 vorgegebenen Betriebsparametern.
Bei der erfindungsgemäßen Schiffsbrennkraftmaschine bestimmt die Steuerungseinrichtung 2 auf Grundlage einer Schiffsposition, die eine Einrichtung 3 zur Bestimmung einer Position eines die Schiffsbrennkraftmaschine aufweisenden Schiffs ermittelt, Sollbetriebsparameter für die Schiffsbrennkraftmaschine 1. Bei der Einrichtung 3, welche die Schiffsposition bestimmt, handelt es sich vorzugsweise um ein satellitengestütztes Navigationssystem.
Auf Grundlage der mit Hilfe der Einrichtung 3 ermittelten Schiffsposition sucht die Steuerungseinrichtung 2 in einer Datenbank 4 für die jeweilige Schiffsposition hinterlegte Sollbetriebsparameter, die nationale Vorschriften und damit Gesetzgebungen für den Betrieb von Schiffsbrennkraftmaschinen berücksichtigen. Die Datenbank 4 ist, wie in 1 gestrichelt dargestellt, vorzugsweise über einen Fernzugriff von einer Einrichtung 8 aus aktualisierbar, wobei es sich bei der Einrichtung 8 z. B. um eine rechnergestützte Datenbank handeln kann, in der in einer Reederei zentral für alle Schiffe der Reederei nationale Vorschriften und Gesetzgebungen für den Betrieb von Schiffsbrennkraftmaschinen hinterlegt sind.
Die auf Grundlage der Schiffsposition bestimmten Sollbetriebsparameter sind in einer ersten Variante der Erfindung an einer Anzeigeeinrichtung 5 für das Betriebspersonal des Schiffs visualisierbar, damit dann das Betriebspersonal auf Basis der ermittelten Sollbetriebsparameter den Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine anpasst.
Bevorzugt ist jedoch eine Variante, in welcher die Steuerungseinrichtung 2 die auf Grundlage der ermittelten Schiffsposition bestimmten Sollbetriebsparameter automatisch zur Anpassung des Betriebs der Schiffsbrennkraftmaschine 1 verwendet.
Vorzugsweise bestimmt die Steuerungseinrichtung 2 auf Grundlage der mit Hilfe der Einrichtung 3 bestimmten Schiffsposition durch Abgleich mit der Datenbank 4 einen für den Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine zulässigen Kraftstoffschwefelgehalt sowie einen zulässigen Emissionswert.
Hieraus bestimmt dann die Steuerungseinrichtung 2 ein Betriebsmodus für die Schiffsbrennkraftmaschine 1, der unter Einhaltung des zulässigen Kraftstoffschwefelgehalts sowie des zulässigen Emissionswerts einen effizienten und wirtschaftlichen Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine 1 ermöglicht. Hierbei wird der wirtschaftlichste Betriebsmodus vorgeschlagen, der gleichzeitig lokale oder regionale Vorschriften einhält. Wie bereits erwähnt, wird hierbei vorzugsweise der Betriebsmodus der Schiffsbrennkraftmaschine 1 automatisch zum Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine 1 verwendet.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung speichert die Speichereinrichtung 2 in einem Speicher 6 über eine definierte Betriebsdauer ermittelte Schiffspositionen, abhängig von den Schiffspositionen ermittelte Sollbetriebsparameter und tatsächlich zum Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine 1 verwendete Istbetriebsparameter.
Hiermit kann dann gegebenenfalls der Nachweis für Behörden erbracht werden, dass die Schiffbrennkraftmaschine eines Schiffes stets unter Einhaltung nationaler Vorschriften, insbesondere nationaler Emissionsvorschriften, betrieben wurde. Dabei ist es möglich, dass der Speicher 6, wie in 1 gestrichelt dargestellt, über einen Fernzugriff von der Einrichtung 8 ausgelesen wird.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine 1 mit Hilfe mindestens eines Sensors 7 überwacht, und zwar derart, ob im durch die Steuerungseinrichtung 2 ermittelten und für den Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine 1 vorgegebenen Betriebsmodus der von der Schiffsposition abhängige, zulässige Emissionswert tatsächlich eingehalten wird. Dann, wenn hierbei festgestellt wird, dass der zulässige Emissionswert nicht eingehalten wird, passt erfindungsgemäß die Steuerungseinrichtung 2 den Betriebsmodus automatisch an, nämlich derart, dass von der Schiffsposition abhängige, zulässige Emissionswerte nachfolgend eingehalten werden.
Anstelle der Emissionskontrolle über Sensoren ist es auch möglich, über Algorithmen Emissionswerte, die sich im abhängig von der Schiffsposition ermittelten Betriebsmodus einstellen, rechnerisch abzuschätzen und hiervon abhängig ein Anpassung des Betriebsmodus vorzunehmen.
Die Algorithmen können auch dazu genutzt werden, die Sensorsignale auf Plausibilität zu prüfen (On Board Diagnose).
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung 2 überwacht, ob von derselben auf Basis der Schiffsposition ermittelte Sollbetriebsparameter tatsächlich zum Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine 1 verwendet werden, ob also die Istbetriebsparameter den abhängig von der Schiffsposition ermittelten Sollbetriebsparametern entsprechen. Dann, wenn hierbei festgestellt wird, dass die Istbetriebsparameter nicht den Sollbetriebsparametern entsprechen, dass also der Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine nationale Vorschriften nicht einhält, kann z. B. über einen Fernzugriff eine entsprechende Mitteilung an die Einrichtung 8 übermittelt werden, um so z. B. der Reederei anzuzeigen, dass beim Betrieb eines Schiffs bzw. einer Schiffsbrennkraftmaschine nationale Vorschriften nicht eingehalten werden. Unter Umständen können über diesen Fernzugriff auch automatisch nationale Behörden informiert werden. Auch kann in diesem Fall eine Warnmeldung generiert werden, die an der Anzeigeeinrichtung 5 angezeigt wird.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird demnach stets die aktuelle Schiffsposition ermittelt, wobei abhängig von der Schiffsposition Betriebsparameter für den Betrieb einer Schiffsbrennkraftmaschine des Schiffs ermittelt werden, um so nationale oder internationale Vorschriften für den Betrieb von Schiffsbrennkraftmaschinen einzuhalten. Vorzugsweise erfolgt abhängig von den so ermittelten Betriebsparametern eine automatische Einstellung des Betriebs der Schiffsbrennkraftmaschine. Bei Nichteinhaltung nationaler Vorschriften kann über Fernabfrage die Reederei oder eine Behörde informiert werden. Über die Speicherung der Schiffspositionen sowie der ermittelten Sollbetriebsparameter in einem Speicher kann über längere Zeit ein Nachweis erfolgen, dass Vorschriften beim Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine eingehalten wurden.

1: Schiffsbrennkraftmaschine
2: Steuerungseinrichtung
3: Einrichtung
4: Datenbank
5: Anzeigeeinrichtung
6: Speicher
7: Sensor
8: Einrichtung

Claims

Schiffsbrennkraftmaschine, mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs der Schiffsbrennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) auf Grundlage einer Schiffsposition, die eine Einrichtung (3) zur Bestimmung einer Position eines die Schiffsbrennkraftmaschine aufweisendes Schiffs ermittelt, Sollbetriebparameter für die Schiffsbrennkraftmaschine (1) bestimmt.
Schiffsbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) auf Grundlage der bestimmten Schiffsposition in einer Datenbank (4) für die jeweilige Schiffsposition hinterlegte Sollbetriebparameter sucht.
Schiffsbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank (4) über Fernzugriff aktualisierbar ist.
Schiffsbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Grundlage der bestimmten Schiffsposition bestimmten Sollbetriebparameter an einer Anzeigeeinrichtung (5) visualisierbar sind.
Schiffsbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) die auf Grundlage der bestimmten Schiffsposition bestimmten Sollbetriebparameter zur automatischen Anpassung des Betriebsmodus der Schiffsbrennkraftmaschine (1) verwendet.
Schiffsbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) auf Grundlage der bestimmten Schiffsposition einen zulässigen Kraftstoffschwefelgehalt bestimmt.
Schiffsbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) auf Grundlage der bestimmten Schiffsposition einen zulässigen Emissionswert bestimmt.
Schiffsbrennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) einen Betriebmodus bestimmt, der unter Einhaltung des zulässigen Kraftstoffschwefelgehalts und/oder des zulässigen Emissionswerts einen wirtschaftlichen Betrieb der Schiffsbrennkraftmaschine ermöglicht.
Schiffsbrennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (7) überwacht, ob im ermittelten Betriebmodus der zulässige Emissionswert eingehalten wird, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass der der zulässige Emissionswert nicht eingehalten wird, die Steuerungseinrichtung (2) des Betriebmodus anpasst.
Schiffsbrennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) überwacht, ob die bestimmten Sollbetriebparameter, insbesondere der zulässige Kraftstoffschwefelgehalt und/oder der zulässige Emissionswert, eingehalten werden, wobei die Steuerungseinrichtung (2) dann, wenn die Sollbetriebparameter nicht eingehalten werden, eine Warnmeldung generiert.
Schiffsbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (2) in einem Speicher (6) über eine definierte Betriebsdauer ermittelte Schiffspositionen, abhängig von den Schiffspositionen ermittelte Sollbetriebparameter und tatsächlich verwendete Istbetriebparameter speichert.