JP2012021460A - Cylinder bore corrosion prevention system of diesel engine - Google Patents

Cylinder bore corrosion prevention system of diesel engine Download PDF

Info

Publication number
JP2012021460A
JP2012021460A JP2010159731A JP2010159731A JP2012021460A JP 2012021460 A JP2012021460 A JP 2012021460A JP 2010159731 A JP2010159731 A JP 2010159731A JP 2010159731 A JP2010159731 A JP 2010159731A JP 2012021460 A JP2012021460 A JP 2012021460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder bore
temperature
sulfuric acid
diesel engine
acid concentration
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2010159731A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5499969B2 (en
Inventor
Tomoya Muramoto
知哉 村本
Katsuaki Matsuzawa
克明 松澤
Hiroaki Ohara
宏明 大原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2010159731A priority Critical patent/JP5499969B2/en
Publication of JP2012021460A publication Critical patent/JP2012021460A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5499969B2 publication Critical patent/JP5499969B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder bore corrosion prevention system of a diesel engine having a simple structure which can efficiently prevent corrosion of a cylinder bore by appropriately controlling a surface temperature of the cylinder bore and controlling the generation of highly concentrated sulfuric acid which causes corrosion of the cylinder bore.SOLUTION: The cylinder bore corrosion prevention system of a diesel engine includes: an output device 6 which outputs temperature information of a surface of the cylinder bore; a temperature regulating device 3 which regulates a temperature of the surface of the cylinder bore 11; a storage device 8 which stores the sulfuric acid concentration for corroding the surface of the cylinder bore 11 by a liquid material generated in the cylinder bore 11 as highly concentrated sulfuric acid; and a control device 5 which regulates temperature the surface of the cylinder bore 11 using the temperature regulating device 3 preventing generation of a liquid material of the highly concentrated sulfuric acid.

Description

本発明は、高濃度硫酸が原因でシリンダボアに発生する腐食を防止するためのディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システムに関するものである。   The present invention relates to a cylinder bore corrosion prevention system for a diesel engine for preventing corrosion generated in a cylinder bore due to high-concentration sulfuric acid.

内燃機関のシリンダジャケットのための冷却機構が特許文献１に開示されている。この冷却機構は、亜硫酸等を燃焼することにより得られる生成物（硫酸）が凝縮するような温度低下を回避するものである。この機構は、腐食の原因となる硫酸の凝縮を防ぐために、シリンダボア（シリンダライナ）の表面温度を亜硫酸の露点温度である１３０℃〜１４０℃よりも高くするものである。   A cooling mechanism for a cylinder jacket of an internal combustion engine is disclosed in Patent Document 1. This cooling mechanism avoids a temperature drop that causes a product (sulfuric acid) obtained by burning sulfurous acid or the like to condense. This mechanism makes the surface temperature of the cylinder bore (cylinder liner) higher than 130 ° C. to 140 ° C., which is the dew point temperature of sulfurous acid, in order to prevent the condensation of sulfuric acid that causes corrosion.

しかしながら、特許文献１の機構は、一律に温度制御をするものであり、シリンダボア内の圧力や燃料中の硫黄濃度によってシリンダボア内のガスの露点が変わることを考慮していないものである。このため、効率的な腐食防止を図ることができなかった。   However, the mechanism of Patent Document 1 performs uniform temperature control, and does not consider that the dew point of the gas in the cylinder bore changes depending on the pressure in the cylinder bore or the sulfur concentration in the fuel. For this reason, efficient corrosion prevention could not be achieved.

特開２００８−５７５４６号公報JP 2008-57546 A

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、シリンダボアの表面温度を適切に制御してシリンダボアの腐食の原因となる高濃度硫酸の発生を抑制し、簡単な構造で且つ効率よくシリンダボアの腐食を防止することができるディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システムを提供することを目的とする。   The present invention takes the above-mentioned conventional technology into consideration, and appropriately controls the surface temperature of the cylinder bore to suppress the generation of high-concentration sulfuric acid that causes corrosion of the cylinder bore. An object of the present invention is to provide a cylinder bore corrosion prevention system for a diesel engine capable of preventing corrosion.

前記目的を達成するため、請求項１の発明では、ディーゼルエンジンのシリンダボア表面の温度情報を出力する出力器と、前記シリンダボア表面の温度を調整する温度調整装置と、前記シリンダボア内の圧力に対応し、前記シリンダボア内に発生するガスの露点温度データを実際に供給されている燃料中の硫黄濃度ごとに格納した露点温度データベースと、前記シリンダボアの表面温度に対応し、前記シリンダボア内の圧力変化範囲を格納した圧力範囲データベースと、前記シリンダボア内に発生する液状物が前記シリンダボア表面を腐食させるときの硫酸濃度を高硫酸濃度として記憶している記憶装置と、前記高硫酸濃度の液状物が発生しないように前記温度調整装置を用いて前記シリンダボア表面の温度を調整するための制御装置とを備え、前記制御装置は、前記出力器から前記シリンダボアの表面温度が入力される入力器と、前記表面温度から前記シリンダボア内の圧力変化範囲を前記圧力範囲データベースを用いて抽出する圧力範囲抽出手段と、前記表面温度且つ前記シリンダボア内の圧力変化の範囲内で前記高硫酸濃度の前記液状物が前記シリンダボア内に発生するか否かを前記露点温度データベースと前記記憶装置とを参照して判定する高硫酸濃度判定手段と、前記高硫酸濃度の液状物が発生する場合に、前記高硫酸濃度の前記液状物が発生しないような前記シリンダボア表面温度を腐食防止温度として決定する温度決定手段と、前記シリンダボア表面温度が前記腐食防止温度となるように、前記温度調整装置を操作する操作手段とを含むことを特徴とするディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システムを提供する。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 corresponds to an output device that outputs temperature information of the cylinder bore surface of the diesel engine, a temperature adjusting device that adjusts the temperature of the cylinder bore surface, and a pressure in the cylinder bore. A dew point temperature database storing dew point temperature data of gas generated in the cylinder bore for each sulfur concentration in the fuel that is actually supplied, and a pressure change range in the cylinder bore corresponding to the surface temperature of the cylinder bore. A stored pressure range database, a storage device that stores the sulfuric acid concentration as a high sulfuric acid concentration when the liquid material generated in the cylinder bore corrodes the cylinder bore surface, and the liquid material having the high sulfuric acid concentration is prevented from being generated. And a control device for adjusting the temperature of the cylinder bore surface using the temperature adjusting device. The control device includes an input device to which the surface temperature of the cylinder bore is input from the output device, and a pressure range extraction unit that extracts a pressure change range in the cylinder bore from the surface temperature using the pressure range database, High sulfuric acid that determines whether the liquid material having the high sulfuric acid concentration is generated in the cylinder bore within the range of the surface temperature and the pressure change in the cylinder bore with reference to the dew point temperature database and the storage device A concentration determining means; a temperature determining means for determining, as a corrosion prevention temperature, the cylinder bore surface temperature at which the liquid material with the high sulfuric acid concentration does not occur when the liquid material with the high sulfuric acid concentration is generated; and the cylinder bore surface And an operation means for operating the temperature adjusting device so that the temperature becomes the corrosion prevention temperature. Providing bores corrosion prevention system engine.

また、請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記温度調整装置は、前記ディーゼルエンジンに備わる冷却液を用いた冷却機構であり、前記ディーゼルエンジンの内外を循環するように配設され、前記冷却液が流通する冷却配管と、該冷却配管内の冷却液流量を調整するためのバルブとを有し、前記操作手段は前記バルブの開度を調節することを特徴としている。   In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the temperature adjusting device is a cooling mechanism using a coolant provided in the diesel engine, and is arranged so as to circulate inside and outside the diesel engine. And a cooling pipe through which the cooling liquid flows, and a valve for adjusting a flow rate of the cooling liquid in the cooling pipe, and the operation means adjusts the opening of the valve.

本発明によれば、ディーゼルエンジン運転中におけるシリンダボア表面の温度と、当該温度におけるシリンダボア内の圧力変化、さらには供給している燃料中の硫黄濃度を考慮して、シリンダボアを腐食させる高硫酸濃度の液状物を発生させないように、シリンダボア表面温度を調整するため、シリンダボアに腐食が発生することを確実に防止できる。   According to the present invention, in consideration of the temperature of the cylinder bore surface during operation of the diesel engine, the pressure change in the cylinder bore at the temperature, and the sulfur concentration in the fuel being supplied, the high sulfuric acid concentration that corrodes the cylinder bore is high. Since the cylinder bore surface temperature is adjusted so as not to generate a liquid material, corrosion of the cylinder bore can be reliably prevented.

本発明に係るディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システムの概略図である。1 is a schematic view of a cylinder bore corrosion prevention system for a diesel engine according to the present invention. エンジン負荷とシリンダボアの表面温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an engine load and the surface temperature of a cylinder bore. エンジン負荷とシリンダボアの最大圧力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an engine load and the maximum pressure of a cylinder bore. 露点温度データベースが有するグラフの例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the graph which a dew point temperature database has. 制御装置が行う制御の説明に用いるための概略図である。It is the schematic for using for description of the control which a control apparatus performs.

図１に示すように、本発明に係るディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システム１は、ディーゼルエンジン２と、ディーゼルエンジンの冷却機構３と、露点温度データベース４と、制御装置５と、出力器６と、圧力範囲データベース７と、記憶装置８とを有している。ディーゼルエンジン２にはシリンダブロック１０が備わり、シリンダボア１１内をピストン９が摺動する。このディーゼルエンジン２は、主として舶用である。シリンダボア１１は、通常であればピストン９の摺動性を高めるためのシリンダライナを鋳包んで鋳造されている。ピストン９は、ピストンロッド１２と接続されている。ピストン９がシリンダボア１１内を上昇したときに、インジェクタ（不図示）から燃料が供給される。そして、燃料はシリンダボア１１内で自然発火し、ピストン９が押し下げられる。   As shown in FIG. 1, a cylinder bore corrosion prevention system 1 for a diesel engine according to the present invention includes a diesel engine 2, a diesel engine cooling mechanism 3, a dew point temperature database 4, a control device 5, an output device 6, It has a pressure range database 7 and a storage device 8. The diesel engine 2 is provided with a cylinder block 10, and a piston 9 slides in the cylinder bore 11. This diesel engine 2 is mainly used for ships. The cylinder bore 11 is usually cast by casting a cylinder liner for improving the slidability of the piston 9. The piston 9 is connected to the piston rod 12. When the piston 9 rises in the cylinder bore 11, fuel is supplied from an injector (not shown). The fuel spontaneously ignites in the cylinder bore 11 and the piston 9 is pushed down.

冷却機構３は、冷却配管１３を備えている。冷却配管１３には、ディーゼルエンジン２を冷却するための冷却液が流通している。冷却配管１３の一部はエンジン２内に配設され、シリンダボア１１付近を通り（不図示）、エンジン２の外側を通って再びエンジン２内に戻る。エンジン２の外側において、冷却配管１３にはラジエータ１４が取り付けられている。これにより、エンジン２内で温められた冷却液は冷やされる。冷却配管１３内を流通する冷却液の流量は、冷却配管１３に取り付けられたバルブ１５で調整される。以上より、冷却機構３はシリンダボア１１表面の温度を調整する温度調整装置の役割を果たす。   The cooling mechanism 3 includes a cooling pipe 13. A coolant for cooling the diesel engine 2 circulates in the cooling pipe 13. A part of the cooling pipe 13 is disposed in the engine 2, passes through the vicinity of the cylinder bore 11 (not shown), passes through the outside of the engine 2, and returns to the engine 2 again. A radiator 14 is attached to the cooling pipe 13 outside the engine 2. Thereby, the coolant heated in the engine 2 is cooled. The flow rate of the coolant flowing through the cooling pipe 13 is adjusted by a valve 15 attached to the cooling pipe 13. As described above, the cooling mechanism 3 serves as a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the surface of the cylinder bore 11.

出力器６は、ディーゼルエンジン２のシリンダボア１１表面の温度情報を出力するためのものである。したがって、シリンダボア１１表面、すなわちピストン９が摺動する孔の表面の温度は、温度情報として出力器６に伝達される。この温度情報は、シリンダボア１１の現在の表面温度を示し、例えばアクセル開度等のエンジン出力操作装置や、温度計や、エンジン負荷等の情報をもとにして得ることができる。例えばエンジン負荷と温度とは、図２に示すように、負荷が上がれば温度もほぼ比例して上がることが分かっている。また、エンジン運転中は、シリンダボア１１内をピストン９が摺動しているため、圧力が一定範囲で変化する。このときの最大圧力も、図３に示すように、エンジン負荷にほぼ比例している。   The output device 6 is for outputting temperature information on the surface of the cylinder bore 11 of the diesel engine 2. Therefore, the temperature of the cylinder bore 11 surface, that is, the surface of the hole through which the piston 9 slides is transmitted to the output device 6 as temperature information. This temperature information indicates the current surface temperature of the cylinder bore 11 and can be obtained based on information such as an engine output operation device such as an accelerator opening, a thermometer, an engine load, and the like. For example, as shown in FIG. 2, it is known that the engine load and the temperature increase almost proportionally as the load increases. Further, during engine operation, since the piston 9 slides in the cylinder bore 11, the pressure changes within a certain range. The maximum pressure at this time is also substantially proportional to the engine load, as shown in FIG.

出力器６から出力されたシリンダボア１１の温度情報（表面温度）は、制御装置５の入力器１６に入力される。この表面温度に応じたシリンダボア１１内の圧力変化範囲は、圧力範囲データベース７に格納されている。制御装置５の圧力範囲抽出手段１７は、入力器１６に入力されたシリンダボア１１の温度情報をもとに圧力範囲データベース７を参照し、当該温度におけるシリンダボア１１内の圧力変化範囲を抽出する。そして、制御装置５の高硫酸濃度判定手段１８は、抽出されたシリンダボア１１内の圧力変化範囲で、シリンダボア１１内に高硫酸濃度の液状物が発生するか否かを判定する。この判定は、露点温度データベース４にアクセスし、現在供給されている燃料の硫黄濃度に該当する露点曲線を描く横軸が圧力、縦軸が温度のグラフ（図４）を参照する。なお、露点温度データベース４には、シリンダボア１１内の圧力に対応し、シリンダボア１１内に発生するガスの露点温度データが実際に供給されている燃料中の硫黄濃度ごとに格納されている。さらに、高硫酸濃度判定手段１８は、記憶装置８に記憶されているシリンダボア１１内に発生する液状物がシリンダボア１１表面を腐食させるときの硫酸濃度である高硫酸濃度を参照する。この高硫酸濃度は、例えば８０ｗｔ％以上である。そして、上記圧力変化範囲で高硫酸濃度の液状物が発生する場合は、温度決定手段１９にて高硫酸濃度の液状物が発生しないようなシリンダボア１１表面温度を腐食防止温度として決定する。この温度の決定も、露点温度データベース４と記憶装置８とを参照して行われる。そして、シリンダボア１１表面の温度が温度決定手段１９で決定された温度となるように、操作手段２０がバルブ１５の開度を調節して冷却液の流量を調整する。   The temperature information (surface temperature) of the cylinder bore 11 output from the output device 6 is input to the input device 16 of the control device 5. The pressure change range in the cylinder bore 11 corresponding to the surface temperature is stored in the pressure range database 7. The pressure range extraction means 17 of the control device 5 refers to the pressure range database 7 based on the temperature information of the cylinder bore 11 input to the input device 16 and extracts the pressure change range in the cylinder bore 11 at the temperature. Then, the high sulfuric acid concentration determination means 18 of the control device 5 determines whether or not a liquid material having a high sulfuric acid concentration is generated in the cylinder bore 11 within the extracted pressure change range in the cylinder bore 11. This determination is made by accessing the dew point temperature database 4 and referring to a graph (FIG. 4) in which the horizontal axis depicting the dew point curve corresponding to the sulfur concentration of the currently supplied fuel is pressure and the vertical axis is temperature. The dew point temperature database 4 stores the dew point temperature data of the gas generated in the cylinder bore 11 corresponding to the pressure in the cylinder bore 11 for each sulfur concentration in the fuel that is actually supplied. Further, the high sulfuric acid concentration determination means 18 refers to the high sulfuric acid concentration which is the sulfuric acid concentration when the liquid material generated in the cylinder bore 11 stored in the storage device 8 corrodes the surface of the cylinder bore 11. This high sulfuric acid concentration is, for example, 80 wt% or more. When a liquid material having a high sulfuric acid concentration is generated in the pressure change range, the temperature determining means 19 determines the surface temperature of the cylinder bore 11 at which the liquid material having a high sulfuric acid concentration is not generated as the corrosion prevention temperature. This temperature is also determined with reference to the dew point temperature database 4 and the storage device 8. Then, the operating means 20 adjusts the flow rate of the coolant by adjusting the opening of the valve 15 so that the temperature of the surface of the cylinder bore 11 becomes the temperature determined by the temperature determining means 19.

上述したように、露点温度データベース４には、シリンダボア１１内の圧力に対応した露点温度データが格納されている。すなわち、図４に示すように、温度と圧力との関係で変化する露点温度曲線を描くグラフが格納されている。このようなグラフが、実際に供給されている燃料中の硫黄濃度ごとにそれぞれ格納されている。なお、図４において、太線で描かれた曲線Ｒが露点曲線である。この曲線Ｒよりも下側の領域が液相である。この液相では、シリンダボア１１内の気体は液状物となって液体化する。さらに、その液状物中の硫酸濃度は、図４の領域Ａ〜Ｅに示されている。領域Ａは、硫酸濃度が８０％より高く、領域Ｂは６０％〜８０％、領域Ｃは４０％〜６０％、領域Ｄは２０％〜８０％、領域Ｅは２０％未満である。このように、シリンダボア１１内が低温かつ低圧であると、液状物中の硫酸濃度が高くなる。   As described above, the dew point temperature database 4 stores dew point temperature data corresponding to the pressure in the cylinder bore 11. That is, as shown in FIG. 4, a graph is drawn that draws a dew point temperature curve that varies depending on the relationship between temperature and pressure. Such a graph is stored for each sulfur concentration in the fuel that is actually supplied. In FIG. 4, a curve R drawn with a thick line is a dew point curve. The region below the curve R is the liquid phase. In this liquid phase, the gas in the cylinder bore 11 becomes a liquid and liquefies. Further, the sulfuric acid concentration in the liquid is shown in regions A to E in FIG. In the region A, the sulfuric acid concentration is higher than 80%, the region B is 60% to 80%, the region C is 40% to 60%, the region D is 20% to 80%, and the region E is less than 20%. Thus, when the inside of the cylinder bore 11 is at a low temperature and a low pressure, the sulfuric acid concentration in the liquid material becomes high.

実験により、シリンダボア１１を腐食させる原因が液状物中の硫酸であることがわかっている。特に、８０％より高い高硫酸濃度の液状物が発生したときに腐食することがわかっている。このため、この硫酸濃度は高硫酸濃度として、記憶装置８に記憶されている。制御装置５は、このような高硫酸濃度の液状物がシリンダボア１１内に発生しないようにするものであり、そのために後述するようにバルブ１５を制御する。なお、ディーゼルエンジン２には運転温度範囲があり、シリンダボア１１内の温度もこれに応じて温度変化の範囲がある。この温度範囲における最低運転温度をＴＬ、最高運転温度をＴＨとする。さらに、運転温度ごとに、シリンダボア１１内の圧力変化にも一定の範囲がある。例えば、ＴＬでは圧力変化は少ないが、ＴＨでは圧力変化は多い。図４に示すように、運転中の温度と圧力の範囲は領域Ｚとして表わされている。ディーゼルエンジン２では、この領域Ｚの範囲内で、シリンダボア１１内の温度と圧力は変化する。   Experiments have shown that the cause of corrosion of the cylinder bore 11 is sulfuric acid in the liquid. In particular, it has been found that corrosion occurs when a liquid material having a high sulfuric acid concentration higher than 80% is generated. For this reason, this sulfuric acid concentration is stored in the storage device 8 as a high sulfuric acid concentration. The control device 5 prevents the liquid material having such a high sulfuric acid concentration from being generated in the cylinder bore 11, and for that purpose controls the valve 15 as will be described later. The diesel engine 2 has an operating temperature range, and the temperature in the cylinder bore 11 also has a temperature change range according to this. The minimum operating temperature in this temperature range is TL, and the maximum operating temperature is TH. Furthermore, the pressure change in the cylinder bore 11 has a certain range for each operating temperature. For example, the pressure change is small in TL, but the pressure change is large in TH. As shown in FIG. 4, the range of temperature and pressure during operation is represented as region Z. In the diesel engine 2, the temperature and pressure in the cylinder bore 11 change within the range Z.

出力器６から現在のシリンダボア１１の表面温度が制御装置５の入力器１６に入力されたとする。図５に示すように、このときの温度はＴ１だったとする。温度Ｔ１のときの、シリンダボア１１内の圧力変化がＰ１〜Ｐ２であることは、上述したように、予め圧力範囲データベース７に記憶されている。圧力範囲抽出手段１７はこの圧力範囲の情報を抽出する。一方で、制御装置５には、実際に供給されている燃料の硫黄濃度も入力されている。これにより、制御装置５の高硫酸濃度判定手段１８は、露点温度データベース４から現在供給されている燃料における硫黄濃度の露点曲線を描くグラフを参照し、現在のシリンダボア１１の表面温度Ｔ１における圧力変化の範囲（Ｐ１〜Ｐ２）で、高硫酸濃度の液状物が発生するか否かを判定する。図５の例では、温度Ｔ１で圧力がＰ１からＰ２まで変化したときの補助線Ｈを引き、この補助線Ｈが圧力Ｐｘから圧力Ｐｙまでの範囲のときに領域Ａを横断する。このため、圧力Ｐｘ〜Ｐｙの範囲のときに高硫酸濃度の液状物が発生することになる。この圧力Ｐｘ〜Ｐｙのときに発生する液状物がシリンダボア１１を腐食させる原因となるため、これが発生しないように、制御装置５は以下のような制御を行う。   It is assumed that the current surface temperature of the cylinder bore 11 is input from the output device 6 to the input device 16 of the control device 5. As shown in FIG. 5, it is assumed that the temperature at this time is T1. As described above, the pressure change in the cylinder bore 11 at the temperature T1 is stored in the pressure range database 7 in advance as described above. The pressure range extraction means 17 extracts information on this pressure range. On the other hand, the sulfur concentration of the fuel that is actually supplied is also input to the control device 5. Thereby, the high sulfuric acid concentration determination means 18 of the control device 5 refers to the graph depicting the dew point curve of the sulfur concentration in the fuel currently supplied from the dew point temperature database 4, and the pressure change at the current surface temperature T 1 of the cylinder bore 11. In the range (P1 to P2), it is determined whether or not a liquid material having a high sulfuric acid concentration is generated. In the example of FIG. 5, an auxiliary line H is drawn when the pressure changes from P1 to P2 at the temperature T1, and the region A is crossed when the auxiliary line H is in the range from the pressure Px to the pressure Py. For this reason, a liquid substance with a high sulfuric acid concentration is generated when the pressure is in the range of Px to Py. Since the liquid material generated at the pressures Px to Py causes the cylinder bore 11 to corrode, the control device 5 performs the following control so that this does not occur.

まず、温度決定手段１９が露点温度データベース４及び記憶装置８を参照し、圧力が変化しても高硫酸濃度の液状物が発生しない温度を決定する。具体的には、当該温度における圧力変化の範囲内で高硫酸濃度の液状物が発生しない条件を満たす温度を決定する。図５を参照すると、温度Ｔ２では、圧力変化範囲がＰ１〜Ｐ２’であることを示す補助線Ｈ’は領域Ａを横断しない。すなわち、温度Ｔ２でエンジン２を運転すると、高硫酸濃度の液状物は発生しない。したがって、温度決定手段１９は、シリンダボア１１の表面温度を、現在のＴ１からＴ２まで上昇させることを決定する。そして、操作手段２０がバルブ１５を調節し、冷却配管１３内の冷却液流量を調整する。具体的には、流量を絞って冷却能力を低下させ、シリンダボア１１の表面温度をＴ２まで上昇させる。この例では、Ｔ２より高い温度であれば高硫酸濃度の液状物が発生することはない。しかしながら、高硫酸濃度の液状物が発生しない温度のうち、最低の温度にすることで、エンジン２の負担を最小限にとどめることができる。このように、燃料中の硫黄濃度とシリンダボア１１表面温度、さらにはシリンダボア１１内の圧力変化範囲とを考慮して温度制御を行うことで、効率のよいエンジンの運転を行うことができる。
なお、上述した例ではシリンダボア１１の表面温度を変更するために、冷却液の流量を調整したが、ヒーター等を用いて直接シリンダボア１１の表面温度を上昇させてもよい。 First, the temperature determining means 19 refers to the dew point temperature database 4 and the storage device 8 to determine a temperature at which a liquid material having a high sulfuric acid concentration is not generated even if the pressure changes. Specifically, a temperature that satisfies a condition that does not generate a liquid material having a high sulfuric acid concentration within a range of pressure change at the temperature is determined. Referring to FIG. 5, the auxiliary line H ′ indicating that the pressure change range is P1 to P2 ′ does not cross the region A at the temperature T2. That is, when the engine 2 is operated at the temperature T2, a liquid material having a high sulfuric acid concentration is not generated. Therefore, the temperature determination means 19 determines to increase the surface temperature of the cylinder bore 11 from the current T1 to T2. Then, the operating means 20 adjusts the valve 15 to adjust the coolant flow rate in the cooling pipe 13. Specifically, the cooling capacity is reduced by reducing the flow rate, and the surface temperature of the cylinder bore 11 is increased to T2. In this example, a liquid material having a high sulfuric acid concentration is not generated at a temperature higher than T2. However, the load on the engine 2 can be kept to a minimum by setting the temperature to the lowest among the temperatures at which a liquid material having a high sulfuric acid concentration is not generated. Thus, efficient engine operation can be performed by controlling the temperature in consideration of the sulfur concentration in the fuel, the cylinder bore 11 surface temperature, and the pressure change range in the cylinder bore 11.
In the above-described example, the flow rate of the coolant is adjusted to change the surface temperature of the cylinder bore 11, but the surface temperature of the cylinder bore 11 may be directly increased using a heater or the like.

以下では、発明者が高硫酸濃度の液状物が発生する条件について得た知見について説明する。
シリンダボアに腐食が発見され、実験室にて硫酸濃度の液状物による腐食実験を行ったところ、８０ｗｔ％以上の高硫酸濃度の液状物が作用していることが分かった。そこで、このような高硫酸濃度の液状物がどのような条件で発生するかを調べた。燃料中には硫黄成分が含まれている。この燃料中の硫黄が燃焼し、二酸化硫黄（ＳＯ２）や三酸化硫黄（ＳＯ３）が生成される。二酸化硫黄の一部はさらに酸化され、三酸化硫黄となる。三酸化硫黄は水蒸気と反応し、硫酸となる。したがって、硫酸の生成量を検討するに当たっては、三酸化硫黄の生成量を調べればよいことが分かる。二酸化硫黄については、燃焼前の燃料中の酸素濃度と、燃焼後のガス中の酸素濃度から求められる。三酸化硫黄については、直接測定が難しいため、ＳＯ３／ＳＯ２を示す値を０．０５と想定した。この値については、硫酸が発生しやすい条件を想定するのであればもう少し大きい値を取ってもよいが、今回は０．０５とした。そして、温度と圧力とを変化させて液状物を発生させると、８０ｗｔ％以上の高硫酸濃度の液状物は、低温かつ低圧条件で発生することが確認された。 Below, the knowledge which the inventor acquired about the conditions where the liquid substance of high sulfuric acid concentration generate | occur | produces is demonstrated.
Corrosion was found in the cylinder bore, and a corrosion experiment using a liquid material having a sulfuric acid concentration was conducted in the laboratory. As a result, it was found that a liquid material having a high sulfuric acid concentration of 80 wt% or more was acting. Therefore, the conditions under which such a high-sulfuric acid liquid was generated were investigated. The fuel contains a sulfur component. Sulfur in the fuel burns and sulfur dioxide (SO 2 ) and sulfur trioxide (SO 3 ) are generated. Part of the sulfur dioxide is further oxidized to sulfur trioxide. Sulfur trioxide reacts with water vapor to form sulfuric acid. Therefore, it can be seen that in examining the amount of sulfuric acid produced, the amount of sulfur trioxide produced should be examined. About sulfur dioxide, it calculates | requires from the oxygen concentration in the fuel before combustion, and the oxygen concentration in the gas after combustion. Since direct measurement is difficult for sulfur trioxide, the value indicating SO 3 / SO 2 was assumed to be 0.05. This value may be a little larger as long as the conditions under which sulfuric acid is likely to be generated are assumed, but this time it was set to 0.05. It was confirmed that when a liquid material was generated by changing temperature and pressure, a liquid material having a high sulfuric acid concentration of 80 wt% or more was generated under low temperature and low pressure conditions.

１ ディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システム
２ ディーゼルエンジン
３ 冷却機構（温度調整装置）
４ 露点温度データベース
５ 制御装置
６ 出力器
７ 圧力範囲データベース
８ 記憶装置
９ ピストン
１０ シリンダブロック
１１ シリンダボア
１２ ピストンロッド
１３ 冷却配管
１４ ラジエータ
１５ バルブ
１６ 入力器
１７ 圧力範囲抽出手段
１８ 高硫酸濃度判定手段
１９ 温度決定手段
２０ 操作手段 1 Diesel engine cylinder bore corrosion prevention system 2 Diesel engine 3 Cooling mechanism (temperature control device)
4 Dew point temperature database 5 Control device 6 Output device 7 Pressure range database 8 Storage device 9 Piston 10 Cylinder block 11 Cylinder bore 12 Piston rod 13 Cooling pipe 14 Radiator 15 Valve 16 Input device 17 Pressure range extraction means 18 High sulfuric acid concentration judgment means 19 Temperature Determination means 20 Operation means

Claims (2)

ディーゼルエンジンのシリンダボア表面の温度情報を出力する出力器と、
前記シリンダボア表面の温度を調整する温度調整装置と、
前記シリンダボア内の圧力に対応し、前記シリンダボア内に発生するガスの露点温度データを実際に供給されている燃料中の硫黄濃度ごとに格納した露点温度データベースと、
前記シリンダボアの表面温度に対応し、前記シリンダボア内の圧力変化範囲を格納した圧力範囲データベースと、
前記シリンダボア内に発生する液状物が前記シリンダボア表面を腐食させるときの硫酸濃度を高硫酸濃度として記憶している記憶装置と、
前記高硫酸濃度の液状物が発生しないように前記温度調整装置を用いて前記シリンダボア表面の温度を調整するための制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記出力器から前記シリンダボアの表面温度が入力される入力器と、
前記表面温度から前記シリンダボア内の圧力変化範囲を前記圧力範囲データベースを用いて抽出する圧力範囲抽出手段と、
前記表面温度且つ前記シリンダボア内の圧力変化の範囲内で前記高硫酸濃度の前記液状物が前記シリンダボア内に発生するか否かを前記露点温度データベースと前記記憶装置とを参照して判定する高硫酸濃度判定手段と、
前記高硫酸濃度の液状物が発生する場合に、前記高硫酸濃度の前記液状物が発生しないような前記シリンダボア表面温度を腐食防止温度として決定する温度決定手段と、
前記シリンダボア表面温度が前記腐食防止温度となるように、前記温度調整装置を操作する操作手段と
を含むことを特徴とするディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システム。 An output device for outputting temperature information of the cylinder bore surface of the diesel engine;
A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the cylinder bore surface;
A dew point temperature database that stores the dew point temperature data of the gas generated in the cylinder bore corresponding to the pressure in the cylinder bore for each sulfur concentration in the fuel that is actually supplied;
Corresponding to the surface temperature of the cylinder bore, a pressure range database storing the pressure change range in the cylinder bore;
A storage device storing a sulfuric acid concentration as a high sulfuric acid concentration when the liquid material generated in the cylinder bore corrodes the cylinder bore surface;
A controller for adjusting the temperature of the cylinder bore surface using the temperature adjusting device so as not to generate the liquid material of high sulfuric acid concentration,
The controller is
An input device to which the surface temperature of the cylinder bore is input from the output device;
Pressure range extraction means for extracting a pressure change range in the cylinder bore from the surface temperature using the pressure range database;
High sulfuric acid that determines whether the liquid material having the high sulfuric acid concentration is generated in the cylinder bore within the range of the surface temperature and the pressure change in the cylinder bore with reference to the dew point temperature database and the storage device Density determination means;
A temperature determining means for determining, as the corrosion prevention temperature, the cylinder bore surface temperature at which the liquid material having the high sulfuric acid concentration is not generated when the liquid material having the high sulfuric acid concentration is generated;
A cylinder bore corrosion prevention system for a diesel engine, comprising: operating means for operating the temperature adjusting device so that the cylinder bore surface temperature becomes the corrosion prevention temperature. 前記温度調整装置は、
前記ディーゼルエンジンに備わる冷却液を用いた冷却機構であり、
前記ディーゼルエンジンの内外を循環するように配設され、前記冷却液が流通する冷却配管と、
該冷却配管内の冷却液流量を調整するためのバルブとを有し、
前記操作手段は前記バルブの開度を調節することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンのシリンダボア腐食防止システム。 The temperature adjusting device is:
A cooling mechanism using a coolant provided in the diesel engine,
A cooling pipe arranged to circulate inside and outside the diesel engine, and through which the coolant flows;
A valve for adjusting the coolant flow rate in the cooling pipe,
2. The cylinder bore corrosion prevention system for a diesel engine according to claim 1, wherein the operating means adjusts the opening of the valve.
JP2010159731A 2010-07-14 2010-07-14 Diesel engine cylinder bore corrosion prevention system Active JP5499969B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010159731A JP5499969B2 (en) 2010-07-14 2010-07-14 Diesel engine cylinder bore corrosion prevention system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010159731A JP5499969B2 (en) 2010-07-14 2010-07-14 Diesel engine cylinder bore corrosion prevention system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012021460A true JP2012021460A (en) 2012-02-02
JP5499969B2 JP5499969B2 (en) 2014-05-21

Family

ID=45775918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010159731A Active JP5499969B2 (en) 2010-07-14 2010-07-14 Diesel engine cylinder bore corrosion prevention system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5499969B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5978407B1 (en) * 2015-07-24 2016-08-24 日本郵船株式会社 Apparatus, program, and recording medium for identifying the likelihood of low temperature corrosion in an engine cylinder
WO2018203361A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-08 日産自動車株式会社 Control method for internal combustion engine and control device for internal combustion engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6123820A (en) * 1984-07-11 1986-02-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Regulating controlling mechanism for temperature of cylinder liner
JPS62189354A (en) * 1986-02-15 1987-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Temperature control method for cylinder liner
JPH02105530U (en) * 1989-02-09 1990-08-22
JPH08177489A (en) * 1994-12-22 1996-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Cylinder liner temperature control system of internal combustion engine
JPH11183360A (en) * 1997-12-17 1999-07-09 Hitachi Ltd Acid dew point corrosion life estimating method
JP2001158992A (en) * 1999-11-30 2001-06-12 Honda Motor Co Ltd Piston engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6123820A (en) * 1984-07-11 1986-02-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Regulating controlling mechanism for temperature of cylinder liner
JPS62189354A (en) * 1986-02-15 1987-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Temperature control method for cylinder liner
JPH02105530U (en) * 1989-02-09 1990-08-22
JPH08177489A (en) * 1994-12-22 1996-07-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Cylinder liner temperature control system of internal combustion engine
JPH11183360A (en) * 1997-12-17 1999-07-09 Hitachi Ltd Acid dew point corrosion life estimating method
JP2001158992A (en) * 1999-11-30 2001-06-12 Honda Motor Co Ltd Piston engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5978407B1 (en) * 2015-07-24 2016-08-24 日本郵船株式会社 Apparatus, program, and recording medium for identifying the likelihood of low temperature corrosion in an engine cylinder
WO2017017717A1 (en) * 2015-07-24 2017-02-02 日本郵船株式会社 Device for specifying ease of occurrence of low-temperature corrosion in engine cylinder, program and recording medium
WO2018203361A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-08 日産自動車株式会社 Control method for internal combustion engine and control device for internal combustion engine
CN110603374A (en) * 2017-05-01 2019-12-20 日产自动车株式会社 Method for controlling internal combustion engine and control device for internal combustion engine
US10837347B2 (en) 2017-05-01 2020-11-17 Nissan Motor Co., Ltd. Control method for internal combustion engine and control device for internal combustion engine
CN110603374B (en) * 2017-05-01 2021-01-12 日产自动车株式会社 Method for controlling internal combustion engine and control device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP5499969B2 (en) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4864952B2 (en) Diesel engine operation control method, operation control device, and diesel engine
JP5055883B2 (en) Hydrogen supply device
JP4137018B2 (en) Heating device for liquefied gas fuel supply system
EP1846701B1 (en) Method for maximum efficiency of non-condensing boiler
JP5499969B2 (en) Diesel engine cylinder bore corrosion prevention system
JP2022517667A (en) Space-intensive LNG fuel supply system for small vessels
JP5459503B2 (en) Diesel engine cylinder bore corrosion prevention system
US20170361296A1 (en) Fuel reformer
JP2008157090A (en) Exhaust heat recovery system for internal combustion engine
WO2012120612A1 (en) Working gas circulation engine
JP6197408B2 (en) Cooling device for internal combustion engine and cooling method for internal combustion engine
JP5975427B2 (en) Hot water supply device and hot water storage type hot water supply system provided with the same
US11105225B2 (en) Binary power generation system and control apparatus
JP5481867B2 (en) Engine cooling system
JP5621760B2 (en) Working gas circulation engine
US20210156344A1 (en) Control apparatus and method for preventing boiling of egr cooler
JP2007154747A (en) Cooling device for internal combustion engine of hybrid vehicle
JP2005273577A (en) Liquefied gas fuel supply device
JP2010144659A (en) Vaporizing device for liquefied fuel vehicle
JP4823242B2 (en) Combustion control method and apparatus for liquid fuel combustion apparatus
IT201800010216A1 (en) SPILL CONTROL SYSTEM FOR A FUEL TANK
JP6672716B2 (en) Marine boiler system
JP2016145556A (en) Cooling water control device
JP2007297951A (en) Gas fuel internal combustion engine
JP2016205340A (en) Internal Combustion Engine System

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130529

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140225

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5499969

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250