FI110201B - Polttomoottori - Google Patents

Polttomoottori Download PDF

Info

Publication number
FI110201B
FI110201B FI991436A FI991436A FI110201B FI 110201 B FI110201 B FI 110201B FI 991436 A FI991436 A FI 991436A FI 991436 A FI991436 A FI 991436A FI 110201 B FI110201 B FI 110201B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fuel
temperature
internal combustion
combustion engine
load
Prior art date
Application number
FI991436A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI991436A0 (fi
FI991436A (fi
Inventor
Kjeld Aabo
Original Assignee
Man B & W Diesel As
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7872258&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI110201(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Man B & W Diesel As filed Critical Man B & W Diesel As
Publication of FI991436A0 publication Critical patent/FI991436A0/fi
Publication of FI991436A publication Critical patent/FI991436A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI110201B publication Critical patent/FI110201B/fi

Links

Classifications

    • 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
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • 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
    • F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/0634—Determining a density, viscosity, composition or concentration
    • 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
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0657—Heavy or light fuel oils; Fuels characterised by their impurities such as sulfur content or differences in grade, e.g. for ships
    • 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
    • F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0064—Layout or arrangement of systems for feeding fuel for engines being fed with multiple fuels or fuels having special properties, e.g. bio-fuels; varying the fuel composition
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/007—Layout or arrangement of systems for feeding fuel characterised by its use in vehicles, in stationary plants or in small engines, e.g. hand held tools
    • 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
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines
    • 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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • 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

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)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

110201
Polttomoottori. - Förbränningsmotor.
Keksintö kohdistuu polttomoottoriin, etenkin suurdieselmoottoriin, jossa on 5 polttoaineensyöttöjärjestelmä, jossa on kierrätysjohto, jossa on liitännät asi anomaisia kuluttajia varten, johon kierrätysjohtoon syötetään polttoainetta syöttölaitteella, jossa on useita säiliöitä vaihtoehtoisesti käytettäviä polttoaineita varten, ja kierrätysjohdon syöttöhaaraan liittyvä käsittelylaite polttoaineen lämpötilan muuttamiseksi.
10
Johdannossa mainitun kaltaisia polttomoottoreita, joita käytetään erikoisesti laivakäyttöinä, voidaan ajaa vaihtoehtoisesti erilaatuisilla polttoaineilla, esimerkiksi raskasöljyllä ja kevytöljyllä. Raskasöljy sopii käytettäväksi avomerellä. Rannikon lähellä tai satamassa on käytettävä kevytöljyä. Tämän vuoksi 15 tarvitaan usein toistuvia vaihtoja polttoainelaadusta toiseen, jotka on tähän asti tehty manuaalisesti.
Ruiskutuspumpuille syötetty polttoaine lämmitetään kierrätysjohdon alueella olevalla käsittelylaitteella hyvän hajotuksen saavuttamiseksi, jolloin raskasöljy • · · : ;* 20 on lämmitettävä halutun viskositeetin saavuttamiseksi huomattavasti korke- • · · [’ . ampaan lämpötilaan kuin kevyt dieselöljy. Tämä kuitenkin vaikeuttaa vaihdon suorittamista, koska liian korkean viskositeetin tapauksessa tilavuusvirtaus « · tulee epätarkaksi ja liian alhaisen viskositeetin tapauksessa on olemassa suuri kulumisvaara, josta seuraa pumpun männän kiinnileikkautuminen. Myös 25 lämpötilan nopea muuttuminen on epäsuotavaa, koska ruiskutuspumput ovat erittäin herkkiä paitsi viskositeetin alittumiselle myös nopeille lämpötilan : muutoksille. Manuaalinen vaihto polttoaineen laadusta toiseen vie tämän vuoksi paljon aikaa ja edellyttää kokenutta henkilöstöä. Kumpaakaan ei ole . enää käytettävissä nykyaikaisissa laivoissa. Tämän vuoksi vaarana on, että :*·.· 30 mainittuja polttoainepumppujen kulumisilmiöitä ja vikaantumisia saattaa esiintyä.
2 110201 että toiminnan korkea luotettavuus voidaan taata.
Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan siten, että käsittelylaitteeseen liittyy ohjelmoitava, aina polttoainelaadusta toiseen vaihdettaessa aktivoitava 5 ohjauslaite, jonka avulla polttoaineen lämpötila voidaan ohjata jokaisessa vaihdossa kyseiselle vaihdolle ennakolta määrätyn ohjelman mukaan sen sisältämää pengerfunktiota pitkin vanhaan polttoainelaatuun liittyvältä tasolta uuteen polttoainelaatuun liittyvälle tasolle, jolloin asianomaisen pengerfunktion mukaan tapahtuvaan lämpötilanmuutokseen on yhdistetty polttoaineen vis-10 kositeetin ja lämpötilagradienttien valvonta ja säätö.
Näillä toimenpiteillä voidaan saavuttaa edullisella tavalla automaattinen, ilman valvontaa toimiva vaihto polttoainelaadusta toiseen. Vaihdon automaattisella toiminnalla päästää suhteellisen lyhyisiin vaihtoaikoihin turvallisuusrajoja 15 ylittämättä. Kun lämpötilan muutosta ohjaavaan pengerfunktioon on lisätty viskositeetin ja lämpötilagradienttien valvonta ja säätö, voidaan varmistaa luotettavasti, että kulumisilmiöt ja vauriot ruiskutuslaitteissa vältetään lyhyistä vaihtoajoista huolimatta. Keksinnön mukaiset toimenpiteet ratkaisevat tämän : vuoksi luotettavasti johdannossa kuvatut ongelmat.
:v: 20 « · .,;: * Edellä esitettyjen toimenpiteiden edullisia suoritusmuotoja ja tarkoituksenmu- ‘:: kaisia kehitysmuotoja on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa.
I · I • · ‘ Ohjauslaite voi siten sisältää edullisesti käsittelylaitteen energiasyöttöä ohjaa- 25 van säätösignaalin kehittävän, edullisimmin tietokoneena toteutetun säätäjän, johon liittyy ohjelmamuistilaite, johon voidaan sijoittaa lämpötilanohjausohjel-! mat ja niihin liittyvät pengerfunktiot ja viskositeetin ja lämpötilagradienttien * · · · ’ asetusarvot, sekä lämpötila-anturi, johon liittyy differentiointilaite, ja viskositee- tinmittauslaite. Tämän ansiosta keksinnön mukaisen laitteen sovittamiseksi 30 erilaisiin olosuhteisiin, esimerkiksi erilaisiin polttoainelaatuihin, tarvitaan muu- • * toksia vain ohjelmistopuolella. Tällaiset muutokset voidaan tämän vuoksi tehdä suhteellisen yksinkertaisesti.
3 110201
Edellä esitettyjen toimenpiteiden eräässä kehitysmuodossa ohjelmamuistilaite sisältää ainakin yhtä vaihtomahdollisuutta varten useampia kuormasta riippuvia pengerfunktioita, jotka voidaan valita ohjauslaitteelle syötetystä kuormi-tussignaalista riippuvaisesti. Tämän avulla varmistetaan, että ainakin yksi 5 vaihtotoimitus, esimerkiksi vaihto raskasöljystä kevytöljyyn, voidaan suorittaa viiveittä sekä täydellä nopeudella että pysähdyksissä.
Ohjauslaitteen avulla voidaan ohjata edullisesti myös polttoainesäiliöihin liittyviä lämmityslaitteita. Tämä mahdollistaa polttoaineen esikäsittelyn, mikä ke-10 ventää kierrätysjohdon käsittelylaitteen kuormitusta.
Eräänä toisena erityisen edullisena toimenpiteenä voi olla, että syöttölaitteessa on sekoitusventtiili, jonka tulot on yhdistetty polttoainesäiliöihin ja jota voidaan ohjata ohjauslaitteen avulla siten, että vanhan polttoaineen osuus kierrä-15 tysjohtoon syötetystä kokonaismäärästä laskee vähitellen, samalla kun uuden polttoaineen osuus kasvaa vastaavasti. Kun kierrätysjohtoon syötetty poltto-aineseos on jo sekoituslämpötilassa, voidaan saavuttaa erittäin lyhyet vaihto-ajat, mikä merkitsee sitä, että asianomainen pengerfunktio voi muuttua : suhteellisen nopeasti. Kun osuudet muuttuvat asteittain arvosta O arvoon • I t :' · *: 20 100 % tai arvosta 100% arvoon 0, viskositeetin ja lämpötilagradienttien halutut ;: · raja-arvot voidaan tästä huolimatta säilyttää suhteellisen yksinkertaisesti.
:: Sekoitusventtiilin jälkeen voi olla edullisesti sijoitettu sekoitussäiliö. Tällä toi- * »· :: menpiteellä saadaan erittäin hyvä sekoittuminen, koska tällöin sekoitusta- 25 pahtumaan on käytettävissä paljon aikaa.
» · · ’ ·' Edellä esitettyjen toimenpiteiden muita edullisia toteutusmuotoja ja tarkoituk- senmukaisia kehitysmuotoja on esitetty muissa epäitsenäisissä vaatimuksissa ja niitä ilmee lähemmin seuraavasta piirustukseen liittyvästä esimerkkien seli-30 tyksestä.
Seuraavassa selitettävä piirustus sisältää kaaviollisen esityksen kaksitahti- 4 110201 suurdieselmoottorista ja siihen liittyvästä polttoaineensyöttöjärjestelmästä.
Dieselmoottorien, erikoisesti suurdieselmoottorien periaatteellinen rakenne ja toimintatapa ovat sinänsä tunnettuja eikä niitä tarvitse tämän vuoksi selittää 5 lähemmin tässä yhteydessä. Piirustuksessa esitetty esimerkki perustuu kaksitahti-suurdieselmoottoriin 1. Tämän tyyppisiä moottoreita käytetään yleensä laivakäyttöinä. Moottorin 1 jokaiseen sylinteriin 2 liittyy ruiskutuspum-pun 3 ja ruiskutussuuttimen 4 sisältävä ruiskutuslaite. Kaikille ruiskutuspum-puille 3 syötetään polttoainetta yhteisestä polttoaineen syöttöjärjestelmästä.
10
Polttoaineensyöttöjärjestelmä sisältää kierrätysjohdon 5, jossa on syöttöhaara 5a ja paluuhaara 5b, jolloin kaikki ruiskutuslaitteet on yhdistetty kierrätysjohdon syöttö-ja paluupuolelle, kuten on osoitettu liitännöillä 6a,6b. Syöttöhaa-rassa 5a on kierrätyspumppujärjestely 7, käsittelylaite 8 ja suodatinlaite 9.
15 Kierrätyspumppulaitteessa 7 on rinnan kaksi pumppua, jotka voidaan asettaa toimintaan vuorotellen, mikä helpottaa huoltoa.
Käsittelylaitteen 8 tehtävänä on syöttöhaaran 5a kautta virtaavan polttoaineen . . ·. lämpötilan säätäminen. Polttoainetta voidaan lämmittää ja erikoistapauksissa • * · *: 20 myös jäähdyttää käsittelylaitteen avulla. Tämän mukaisesti käsittelylaitteelle 8 • · :· voidaan syöttää valinnaisesti lämmitys- tai jäähdytysainetta. Käsittelylaite 8 on •: * *: käytännössä tehty lämmönvaihtimeksi, jonka läpi kulkee syöttöhaarasta 5a v : haarautuva polttoainesilmukka 10 ja lämmitys- tai jäähdytysaineella syötetty I I · :: käsittelyainesilmukka 11. Normaalitoiminnassa tarvitaan vain syöttöhaaran 5a 25 kautta kulkevan polttoaineen lämmitystä. Siirryttäessä polttoainelajista toiseen • · * ' ’ saatetaan tarvita lämmityksen keskeyttämistä tai jäähdytystä, kuten myöhem- ’ min selitetään lähemmin.
*: ‘ : Paluuhaara 5b johtaa ylipainesäiliön 12 kautta takaisin syöttöhaaraan 5a.
•: · ·: 30 Ylipainesäiliö 12 on varustettu ylipaineventtiilillä 13, joka on yhdistetty toiseen myöhemmin lähemmin selitettävään kannen alle sijoitettuun säiliöjärjestelyyn.
5 110201
Kierrätysjohtoon 5 syötetään polttoainetta kokonaisuutena viitenumerolla 14 merkityn syöttölaitteen avulla. Syöttölaite 14 käsittää jo aikaisemmin mainitun säiliöjärjestelyn, joka sisältää tässä säiliön 15 raskasöljyä varten ja säiliön 16 kevytöljyä varten sekä säiliöiden lähtöihin yhdistetyn syöttöpumppujärjestelyn 5 17, jossa on jälleen kaksi valinnaisesti käyttöönotettavaa pumppua. Syöttölaite 14 liittyy syöttöpumppujärjestelyn 17 painenysien avulla kiertopumppujärjeste-lyä 7 edeltävään kierrätysjohdon 5 haaraan.
Syöttölaite 14 sisältää tässä kolmitie-sekoitusventtiilin 18, jonka tulot on yhdis-10 tetty säiliöiden 15, 16 lähtöihin ja lähtö syöttöpumppujärjestelyn 17 painepuo-lelle. Kolmitie-sekoitusventtiilin 18 avulla kierrätysjohtoon 5 voidaan syöttää valinnaisesti jompaa kumpaa polttoainetta tai molempien polttoaineiden sekoitusta.
15 Raskasöljylle tarkoitettu säiliö 15 on varustettu lämmityslaitteella 19. Myös kevytöljylle tarkoitettu säiliö 16 on varustettu lämmityslaitteella 20. Asianomaisten säiliöiden 15 ja 16 sisältöjä voidaan esilämmittää jo lämmityslaittei-den 19, 20 avulla, mikä keventää käsittelylaitteen 8 toimintaa sekä normaalitoi-. minnassa että vaihdettaessa polttoainelaadusta toiseen.
;··*: 20 ··· Moottorin 1 käyttämän laivan sijaintipaikasta riippuen moottoria ajetaan joko ·:·: raskasöljyllä tai kevytöljyllä. Raskasöljy syötetään ruiskutuslaitteelle noin '· 150°C ja kevytöljy noin 50°C lämpötilassa. Lämmityslaitteiden 19 tai 20 avulla : asetetaan tietty peruslämpötila. Tarkka lämpötilan asetus suoritetaan käsittely- 25 laitteen 8 avulla. Pitkäaikaisessa normaalikäytössä myös polttoainejohdot ja ’ ruiskutuslaitteet asettuvat polttoaineen lämpötilaan. Kun polttoainelaatu vaih- ’' detaan toiseen, ruiskutuslaitteelle syötetyn polttoaineen lämpötila on muutetta- :va vanhaan polttoaineeseen liittyvältä tasolta uuteen polttoaineeseen liittyvälle ’: : tasolle. Tällöin on täytettävä tietyt reunaehdot. Siten lämpötilan muutos ei saa ♦ :··: 30 olla suurempi kuin 2°C/min. Viskositeetti ei saa laskea arvon 2 cst alapuolelle.
Jotta vaihto voitaisiin suorittaa ilman valvontaa, käsittelylaitteeseen 8 liittyy 6 110201 kokonaisuutena viitenumerolla 19 merkitty ohjauslaite, joka voidaan ohjelmoida siten, että aina polttoainelaadusta toiseen vaihdettaessa polttoaineen lämpötila muutetaan asianomaiselle vaihdolle ennakolta määrätyn ohjelman mukaan siihen sisältyvää matemaattista pengerfunktiota seuraten vanhaan poltto-5 ainelaatuun liittyvältä lämpötiiatasolta uuteen polttoainelaatuun liittyvälle läm-pötilatasolle ja siten että samanaikaisesti viskositeetti ja lämpötilagradientti pidetään sallittujen rajojen sisällä.
Tätä varten ohjauslaite 19 sisältää edullisesti tietokoneena toteutetun säätäjän 10 21, joka kehittää käsittelylaitteen 8 käsittelysilmukan 11 energiasyötön säätösignaalin, kuten on osoitettu signaalijohdolla 22. Tämän signaalin avulla käsittelysilmukan 11 kautta voidaan johtaa enemmän tai vähemmän lämmitystä! jäähdytysainetta tai sen syöttö voidaan katkaista kokonaan. Edullisesti tietokoneena toteutettuun säätäjään 21 liittyy ohjelmamuisti 23, johon voidaan 15 tallentaa yksityisten vaihtotoimitusten kulku sekä niihin kuuluvat pengerfunktiot sisältävät polttoainelaadusta toiseen suoritettavan vaihdon lämpötilanoh-jausohjelmat sekä viskositeetin ja lämpötilagradienttien asetusarvot.
; Käytännössä säätöpiiriksi muodostettu ohjauslaite 19 sisältää myös säätäjään 20 21 liittyvän mittausarvoanturin, jonka muodostavat kierrätysjohdon 5 syöttö- • :· haaran 5a moottorin puoleiseen päähän sijoitettu viskositeetinmittauslaite 24 ja lämpötila-anturi 25, johon liittyy differentiointilaite. Differentiointi tapahtuu : : : tällöin edullisesti säätäjän muodostavassa tietokoneessa. Lämpötila-anturi 25 : * · :voi olla integroitu viskositeetinmittauslaitteeseen 24, jonka lähtö on yhdistetty 25 signaalijohdon 26 välityksellä säätäjään 21. On myös ajateltavissa, että myös ’ ·' ' säätäjä 21 ja ohjelmamuistilaite 23 voidaan yhdistää viskositeetinmittauslait- ’ ’ teeseen 24. Viskositeetin ja lämpötilagradienttien valvonta ja säätö on yhdis- • * · •...: tetty ohjaukseen haluttuun lämpötilamuutokseen liittyvän pengerfunktion : * avulla.
:··: 30 :,1 > Ohjelmamuistiin 23 sijoitettujen ohjelmien lukumäärä määräytyy polttoaineen vaihdon suorituksessa mahdollisten yhdistelmien lukumäärään. Kun poltto- 7 110201 ainelajeja on kaksi, kuten esillä olevassa tapauksessa, ohjelmia on ainakin kaksi. Koska vaihto voi tapahtua erilaisissa kuormitustiloissa täyden kuorman ja seisontatilan välillä, jokainen ohjelma voi sisältää useita kuormasta riippuvia pengerfunktioita, jotka valitaan ja aktivoidaan hetkellisestä kuormituksesta 5 riippuen. Säätäjä 21 saa tämän vuoksi myös kuormitussignaalin, kuten on osoitettu signaalijohdolla 27, joka on yhdistetty esitetyssä esimerkissä samoin kuin lämpötila-anturin 25 lähtö signaalijohdon 26 välityksellä säätäjään 21 yhdistetyn viskositeetinmittauslaitteen 24 sopivaan tuloon. Yksinkertaisissa tapauksissa voi riittää, että vain raskasöljystä kevytöljyyn tapahtuvalle vaih-10 dolle on useita kuormasta riippuvia pengerfunktioita, koska vaihto kevytöljystä raskasöljyyn voi tapahtua aina ennalta määrätyllä kuormalla esimerkiksi 75 % osakuormalla.
Säätäjän 21 avulla voidaan myös valvoa säiliöiden 15 ja 16 lämpötilaa poltto- 15 ainelaadusta toiseen vaihdettaessa. Säätäjä 21 kehittää tätä varten säätösig- naalin, joka vaikuttaa lämmityslaitteen 19 tai 20 energiasyöttöön, kuten on esitetty signaalijohtojen 28, 29 avulla, ja säätäjä saa vastaavina mittausarvoina säiliöiden 15, 16 lähtöihin liittyvien lämpötila-antureiden 30, 31 signaalit, kuten : on esitetty signaalijohtojen 32, 33 avulla. Polttoaineen vaihto voidaan käynnis- j ’ · *: 20 tää komentosillalta tai konehuoneesta kauko-ohjauslaitteella ohjauslaitteelle • · ·:* 19 syötettävällä signaalilla. Tämä on esitetty kuvatussa esimerkissä säätäjään •:”i 21 liittyvän ylimääräisen signaalitulon 34 avulla.
« I · il· l I · ' I · \: : Kevytöljystä raskasöljyyn vaihdettaessa vastaava ohjelma huolehtii siitä, että 25 säätäjä 21 havaitsee ensin raskasöljyn säiliön 15 lämpötilan ja säätää • · ♦ » I · ‘; ‘ / lämmityslaitteen 19 siten, että säiliön 15 lämpötila nousee kyseisen raskasöl-
* » I
' Ί ‘ jyn laadusta riippuen arvoon 50°C - 100°C ja pysyy tällä tasolla. Jos lämpötila i I · :on korkeampi, sitä on vastaavasti laskettava. Säätäjä 21 havaitsee lisäksi hetkellisen kuormitustilanteen. Jos kuormitus ylittää 75 % normaalikuormasta, 30 se lasketaan 75 % osakuormitukseksi. Vastaavasti myös aktivoidaan 75 % :,'· i osakuormitukseen liittyvä pengerfunktio. 75 % osakuormituksen yläpuolella vaihtotoimitusta ei suoriteta. Jos signaalijohto 27 ei anna kuormitussignaalia, 8 110201 käytetään turvallisuussyistä 50 % osakuormitusta ja valitaan tähän osakuormi-tukseen liittyvä pengerfunktio. Mainittujen osakuormitusten asettamiseksi kuormitusta voidaan muuttaa säätäjän 21 avulla, kuten signaalijohdon 35 avulla on osoitettu.
5
Heti kun edellä mainitut ehdot toteutuvat, kierrätysjohdossa 5 viilaavan kevyt-öljyn lämpötilaa kasvatetaan valitun penger-funktion mukaan lämpötilaan 60° -80°C ohjaamalla vastaavasti käsittelylaitetta 8. Valitun pengerfunktion avulla suoritettavaan lämpötilaohjaukseen yhdistetään tällöin viskositeetin ja 10 lämpötilagradienttien valvonta ja säätö. Käsittelylaitetta 8 ohjataan tämän mukaisesti siten, että viskositeetti ei laske 2 cst alapuolelle eikä lämpötilagra-dientti ylitä 2°C/min. Vastaavat viskositeetin ja lämpötilan mittausarvot saadaan viskositeetinmittauslaitteelta ja lämpötila-anturilta 25. Säätäjän 21 muodostava tietokone muodostaa lämpötilagradientin peräkkäisistä lämpötilasig-15 naaleista.
Mainittu ohjelma valvoo lisäksi säiliön 15 ja kierrätysjohdon 5 syöttöhaaran 5a lämpötilojen eroa. Heti kun tämä lämpötilaero ei enää ylitä arvoa 25°C, esi-. merkiksi kun säiliön 15 lämpötila on 95°C ja kierrätysjohdon 5 syöttöhaaran 5a 20 lämpötila on 70°C, säätäjä 21 antaa vaihtosignaalin, kuten on osoitettu sig-·· naalijohdon 36 avulla. Vaihto kevytöljystä raskasöljyyn tapahtuu tällöin siten, •: · i että säiliön 16 lähtö suljetaan ja säiliön 15 lähtö avataan.
I · · I t # :: Jos raskasöljystä on siirryttävä kevytöljyyn, vastaava ohjelma huolehtii siitä, 25 että ensin havaitaan kevytöljyn säiliön 16 lämpötila ja tähän säiliöön liittyvää < · · ‘ ‘ lämmityslaitetta 20 ohjataan siten, että tämä lämpötila asetetaan arvoon noin • · · ‘ ·[ ’ 50°C ja pidetään siinä. Samanaikaisesti lopetetaan lämmitysaineen syöttö :: käsittelylaitteen 8 käsittelyainesilmukkaan 11 ja mahdollisesti aktivoidaan ’: ’ ’: jäähdytysaineen syöttö. Käytännössä riittää usein, kun pelkästään lämmitysai- -:· i 30 neen syöttö voidaan lopettaa. Jäähdytysaineen syöttömahdollisuutta tarvitaan :: vain erityisen käyttömukavissa laitteissa. Jos signaalijohdon 27 välityksellä tuleva kuormitussignaali ilmoittaa kuormitukseksi yli 75 % normaalikuormituk- 9 110201 sesta, signaalijohdon 35 välityksellä suoritetaan kuormituksen vähentäminen 75 % osakuormitukseen sekä siihen liittyvän pengerfunktion valinta. Jos mitään kuormitussignaalia ei ole olemassa, asetetaan 50 % osakuormitus ja valitaan vastaava pengerfunktio. Näiltä osin toiminta on sama kuin edellä.
5
Samanaikaisesti valvotaan säiliön 16 lämpötilan ja kierrätysjohdon 5 syöttö-haaran 5a lämpötilan lämpötilaeroa. Signaalijohdolla 36 siirrettävä vaihtosig-naali annetaan, kun tämä lämpötilaero ei enää ylitä arvoa 25°C, jolloin ras-kasöljyn lämpötila, eli kierrätysjohdon 5 syöttöhaaran 5a lämpötila ei saa olla 10 ennen vaihtoa alle 75°C.
Esitetyssä suoritusesimerkissä syöttölaite 14 on varustettu aikaisemmin mainitulla sekoitusventtiilillä 18, jonka tulot on yhdistetty säiliöihin 15, 16 ja lähtö syöttöpumppujärjestelyn 17 imupuolelle. Vaihtotoimituksessa sekoitusventtiilin 15 18 avulla vanhaan polttoaineeseen voidaan sekoittaa uutta polttoainetta. Se koitussuhdetta voidaan ohjata säätäjällä 21, kuten on osoitettu signaalijohdolla 37. Tämän avulla vanhan polttoaineen osuutta voidaan laskea vaihdon aikana hitaasti ja samassa suhteessa voidaan hitaasti suurentaa uuden polttoaineen . osuutta.
:v. 20 • · ·;· Sekoitussuhteen muutos tapahtuu edullisesti asteittain noin 20 % portain.
•: · ·: Tämän sekoituksen avulla voidaan lyhentää vaihtoon tarvittavaa aikaa, koska : : sekoituksen avulla saavutetaan suhteellisen korkea kevytöljyn viskositeetti ja I * : : lämpötila. Toisaalta raskasöljy ohenee. Näiden toimenpiteiden ansiosta kuor- 25 mituksen pienentämisestä tai käsittelylaitteen 8 lämmityksestä voidaan joissain i · ’ : * tapauksissa luopua tai ne voidaan pitää suhteellisen pieninä.
> I
I · · * * · · :Esitetyssä suoritusesimerkissä sekoitusventtiilin 18 jälkeen on sijoitettu sekoi-‘: ‘': tussäiliö 38. Tämän avulla voidaan tehostaa sekoittumista.
t * « I t
• I
s * t • >

Claims (10)

1. Polttomoottori, etenkin suurdieselmoottori, jossa on polttoaineen syöttöjär-jestelmä, jossa on kierrätysjohto (5), joka on varustettu liitännöillä (6a, 6b) asi- 5 anomaisia kuluttajia varten, johon kierrätysjohtoon syötetään polttoainetta syöttölaitteella (14), jossa on useita säiliöitä (15, 16) vaihtoehtoisesti käytettäville polttoaineille, ja kierrätysjohdon (5) syöttöhaaraan (5a) liittyvä käsittelylaite (8) polttoaineen lämpötilan muuttamiseksi, tunnettu siitä, että käsittelylaitteeseen (8) liittyy ohjelmoitava, aina polttoainelaadusta toiseen vaihdetta-10 essa aktivoitava ohjauslaite (19), jonka avulla polttoaineen lämpötila voidaan ohjata jokaisessa vaihdossa kyseiselle vaihdolle ennakolta määrätyn ohjelman mukaan sen sisältämää pengerfunktiota pitkin vanhaan polttoainelaatuun liittyvältä tasolta uuteen polttoainelaatuun liittyvälle tasolle, jolloin asianomaisen pengerfunktion mukaan tapahtuvaan lämpötilanmuutokseen on yhdistetty 15 polttoaineen viskositeetin ja lämpötilagradienttien valvonta ja säätö.
1° 110201
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että ohjauslaite (19) sisältää käsittelylaitteen (8) energiasyöttöä ohjaavan säätösignaalin kehittävän säätäjän (21), johon liittyy ohjelmamuistilaite (23), johon voidaan . 20 sijoittaa lämpötilanohjausohjelmat ja niihin liittyvät pengerfunktiot ja viskositee- «« · tin ja lämpötilagradienttien asetusarvot, sekä lämpötila-anturi (25), johon liittyy diffentiointilaite, ja viskositeetinmittauslaite (24). v
: 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että säätäjä v * 25 (21) on toteutettu tietokoneena.
4. Jomman kumman patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen polttomoottori, • » T tunnettu siitä, että ohjelmamuistilaite (23) sisältää ainakin yhtä vaihtomahdol- :(: lisuutta varten useampia kuormasta riippuvia pengerfunktioita, jotka voidaan ';·’ 30 valita ohjauslaitteelle (19) syötetystä kuormitussignaalista riippuvaisesti.
··* 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen polttomoottori, tunnet- 11 110201 tu siitä, että kuormitusta voidaan asetella ohjauslaitteen (19) avulla ja että kun polttoaineen vaihto käynnistetään 75 % osakuormituksen yläpuolella, kuormitus pienennetään ainakin arvoon 75% täydestä kuormituksesta ja tähän osa-kuormitukseen liittyvä pengerfunktio aktivoidaan. 5
6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että kuormitussignaalin puuttuessa ohjauslaite (19) suorittaa lämpötilan ohjauksen pengerfunktion mukaan, joka liittyy osakuormitukseen, joka on 50 % täydestä kuormituksesta. 10
7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että käsittelylaitteen (8) energiasyötön ohjaus suoritetaan siten, että lämpötilagradientti ei ylitä arvoa 2°C minuutissa ja että viskositeetti ei alita arvoa 2 cst. 15
8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että ohjauslaitteen (19) avulla voidaan säätää myös polttoainesäiliöiden (15 ja 16) lämpötilaa.
9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen polttomoottori, tunnet- • · · : ;* tu siitä, että syöttölaitteessa (14) on sekoitusventtiili (18), jonka tulot on yh- • · · distetty polttoainesäiliöihin (15, 16) ja jota ohjataan ohjauslaitteen (19) avulla I · , ·: ·. siten, että vanhan polttoaineen osuus kierrätysjohtoon (5) syötetyssä . *: ·. kokonaismäärässä vähenee asteittain ja uuden polttoaineen osuus vastaavasti • · 25 kasvaa.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että sekoi-. ·. tusventtiilin (18) jälkeen on sijoitettu sekoitusastia (38). • I ) M I 4 • t 4 · 4 12 110201
FI991436A 1998-06-27 1999-06-24 Polttomoottori FI110201B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19828772 1998-06-27
DE19828772A DE19828772B4 (de) 1998-06-27 1998-06-27 Brennkraftmaschine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI991436A0 FI991436A0 (fi) 1999-06-24
FI991436A FI991436A (fi) 1999-12-28
FI110201B true FI110201B (fi) 2002-12-13

Family

ID=7872258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI991436A FI110201B (fi) 1998-06-27 1999-06-24 Polttomoottori

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP3792073B2 (fi)
CH (1) CH693459A5 (fi)
DE (1) DE19828772B4 (fi)
FI (1) FI110201B (fi)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4312803B2 (ja) 2007-02-22 2009-08-12 エムエーエヌ・ディーゼル・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・エスイー・ティスクランド 大型２ストローク２元燃料ディーゼルエンジン
JP4893466B2 (ja) * 2007-05-18 2012-03-07 株式会社Ｉｈｉ 舶用内燃機関の燃料供給方法及び装置
DE102007056819A1 (de) * 2007-11-23 2009-05-28 Thomas Porep - Bernd Mamerow GbR (vertretungsberechtiger Gesellschafter: Thomas Porep, 23775 Großenbrode) Verfahren zum Umschalten eines Schiffsmotors von Schweröl- auf Dieselölbetrieb
DE102009040917A1 (de) * 2009-09-11 2011-04-07 Porep Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Schiffsdieselmotors
DE102009058220A1 (de) * 2009-12-15 2011-04-07 Jowa Technology Ab, Kallered Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
WO2011088830A1 (en) 2010-01-25 2011-07-28 York Industries International Hk. Ltd Dual fuel supply system, methods for switching between different fuel types and method for retro-fitting a heavy fuel system
DE102010008097A1 (de) * 2010-02-15 2011-08-18 Porep GmbH, 23775 Verfahren zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff und System zum Durchführen des Verfahrens
DE102010026151A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-05 Porep Gmbh Steuerung zum Umschalten der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine von einem ersten Kraftstoff auf einen zweiten Kraftstoff
CN101979854A (zh) * 2010-08-31 2011-02-23 吉姆斯·哈伍士·欧雷森 双重燃料供给系统及不同燃料间转换的方法和翻新方法
KR101463285B1 (ko) 2010-12-24 2014-11-18 현대중공업 주식회사 선박엔진의 연료공급 시스템
DE102011012977B4 (de) * 2011-03-03 2014-11-20 Porep Gmbh Kraftstoffanlage und Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Kraftstoff/Wasser-Gemisch
FI20115212A (fi) * 2011-03-03 2012-09-04 Waertsilae Finland Oy Mäntäpolttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä ja menetelmä sen käyttämiseksi
WO2012136208A1 (en) 2011-04-05 2012-10-11 York Industries International Hk. Ltd Triple fuel supply system, methods for switching between different fuel types and method for retro-fitting an existing fuel supply system
JP6141585B2 (ja) * 2011-04-21 2017-06-07 川崎重工業株式会社 供給燃料の圧力制御装置及び内燃機関の燃料供給装置
RU2524484C2 (ru) * 2012-05-30 2014-07-27 Василий Фёдорович Атаманюк Способ управления двигателем внутреннего сгорания c самовоспламенением
DE102012025022A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Man Diesel & Turbo Se Kraftstoffversorgungsanlage
DE102012025021A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Man Diesel & Turbo Se Kraftstoffversorgungsanlage und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102012025020A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Man Diesel & Turbo Se Kraftstoffversorgungsanlage und Verfahren zum Betreiben derselben
ITMI20131599A1 (it) * 2013-09-27 2015-03-28 Alfa Laval Corp Ab Sistema di alimentazione del combustibile per un motore a combustione interna e relativa procedura di commutazione dell'alimentazione
TW201527635A (zh) * 2013-10-21 2015-07-16 Gane Energy & Resources Pty Ltd 用來控制黏度的引擎操作技術
AU2016384575B2 (en) * 2016-01-06 2019-04-18 Micro Motion, Inc. Characterizing a mixed fuel flow period
DE102016206870B4 (de) * 2016-04-22 2023-09-14 Man Energy Solutions Se Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP2019044780A (ja) * 2018-12-20 2019-03-22 株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー 船舶の機関運転方式

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH647847A5 (en) * 1980-05-08 1985-02-15 Jury Lvovich Astansky Fuel feed device on a diesel engine
FR2483525A1 (fr) * 1980-06-03 1981-12-04 Astansky Jury Dispositif d'alimentation en combustible pour moteur diesel

Also Published As

Publication number Publication date
DE19828772B4 (de) 2005-11-24
CH693459A5 (de) 2003-08-15
DE19828772A1 (de) 1999-12-30
FI991436A0 (fi) 1999-06-24
FI991436A (fi) 1999-12-28
JP2000064867A (ja) 2000-02-29
JP3792073B2 (ja) 2006-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI110201B (fi) Polttomoottori
JP7181196B2 (ja) 船舶用燃料油の転換システム及び転換方法
US8584657B2 (en) Fuel supply apparatus and fuel supply method
US10060779B2 (en) Device and method for continuous measurement of the dynamic fuel consumption of an internal combustion engine
KR101345905B1 (ko) 연료 절환 기능을 가진 연료 공급 장치
CN205532897U (zh) 轻重油稳压快速切换系统
JP4763770B2 (ja) 往復ピストン式内燃機関及びその運転方法
US5979564A (en) Fluid additive supply system for fire fighting mechanisms
WO2011088830A1 (en) Dual fuel supply system, methods for switching between different fuel types and method for retro-fitting a heavy fuel system
JPS5858562B2 (ja) 燃料混合装置
KR101805508B1 (ko) 선박용 연료유 전환 시스템 및 방법
CN103883445A (zh) 燃料供应设备和用于运行该燃料供应设备的方法
US10280873B2 (en) Fuel tank system
WO2016026496A1 (en) Fuel system for marine vessels
KR20200102098A (ko) 선박의 연료유 전환 시스템 및 방법
EP2664771A1 (en) Multi-fuel operation of an internal combustion engine
KR101805509B1 (ko) 선박용 연료유 전환 시스템 및 방법
KR19990037335A (ko) 디젤엔진
KR100647503B1 (ko) 디젤기관의 에멀션연료 공급장치
CN106930799A (zh) 一种船用低速柴油机的双碱值气缸油自动调和装置
JP4414565B2 (ja) ディーゼル機関のエマルジョン燃料供給装置
US5286175A (en) Dye injection apparatus for a fuel terminal
KR102140228B1 (ko) 선박용 연료유 전환 방법 및 시스템
US20030216093A1 (en) Oil pressure monitoring system for two- stroke engines
KR102632392B1 (ko) 선박용 연료유 전환 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed