JP2017015072A - 往復動ピストン内燃エンジンを運転するための低荷重運転方法、コンピュータ・プログラム製品、並びに往復動ピストン内燃エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンは、シリンダを備え、シリンダ内で、ピストンは、0°又は360°のクランク角度に対応する上死点と180°のクランク角度に対応する下死点との間で往復式に可動であるよう配置され、エンジンは、出口弁を有し、出口弁は、弁油圧システムによって、油圧媒体による予め規定された開口圧力において、油圧式に作動可能である。本発明によれば、最大エンジン荷重の0%と25%との間の低荷重範囲内で、内燃エンジンは、ガス・モードで運転され、内燃エンジンの排気弁を開口するためのクランク角度は、最大エンジン荷重の25%を超える荷重範囲内で排気弁を開口するための通常クランク角度から15°と90°との間の値に減少する。
【選択図】図1
Description
a)eEVOがない場合、ガス・エンジンは、低荷重で、特に15%未満で動作できない。eEVOが適用される場合にだけ、ガス・エンジンは、10%未満でも、また、5%未満でも動作できる。
b)eEVOの適用は、ECA(:Emission Control Area、排出制御エリア)内ばかりでなく、ECAの外でも、港(harbour)の中で船が操縦することを可能にすることになる。その理由は、eEVOの適用がこうした運転中に排出量を減少させるからである。NOx及び煤煙の排出量は、ディーゼル・モードの操縦中に放出される排出量より低い。
c)eEVOの適用は、波荷重に対するエンジンのより迅速で且つよりよい応答によって、荒い海(波)において船がよりスムーズな、したがってより安全な運転を有することを可能にすることになる。
この分野は、本説明において先により詳細に既に述べられている。eEVO技法は、現在のところ、ガス・モードにおいて10%未満の全ての荷重でDFの安定した運転を可能にできる唯一の方法である。
船の操縦運転は、テレグラフのレバーが、1つの規定された速度/荷重位置から別の速度/荷重位置に(例えば、「デッドスロー」から「スロー」にまたその逆に)シフトされることを意味する。エンジンの運転ポイントのこの瞬時シフトは、推進制御システム内で速度/荷重ランプに変換される。ランプの勾配は、エンジンが新しい設定ポイントに達するために必要とされる時間によって規定される。この過渡的エンジン運転中に、空気燃料比は、異常燃焼を回避するため、ガス燃焼について許容可能な「運転窓」内に維持されなければならない。
その速い応答時間のせいで、eEVO技法は、同様に、突然の荷重変化中に使用される可能性があり、突然の荷重変化は、海の波によって生成される可能性があり、また、エンジンが低荷重レジメン(<15%の荷重)で運転しているときに起こる可能性がある。プロペラが水から(部分的に)出る可能性があるこうした条件(例えば、荒い海/波)下で、プロペラに関する抵抗、したがって、要求されるエンジン・トルクは著しく減少する。これは、エンジン回転を維持するため、注入される燃料の量を速度コントローラが減少するようにさせる。同時にeEVOを適用することによって、エンジン効率は、人工的にペナルティを科され、(速度コントローラから要求される)注入される燃料の量の要求される減少をより少量にする。これは、十分な空気燃料比を同時に提供しながら、ブースト圧力についての後続の要求される変化(減少)を減少させるのに役立ち、したがって、希薄混合気の形成によって失火サイクルが起こることを防止する。突然の荷重変化に対するT/Cの応答が全体的にゆっくりであるため、この比較的高いT/C速度は、プロペラが数秒後に元通り水に浸るとすぐのエンジンの応答の改善にとって有益である。
Claims (15)
- 往復動ピストン内燃エンジン、特に単流掃気式2元燃料2ストローク大型ディーゼル・エンジンを運転するための低荷重運転方法において、前記エンジンは、シリンダを備え、前記シリンダ内で、ピストンは、0°又は360°それぞれのクランク角度に対応する上死点と180°のクランク角度に対応する下死点との間で往復式に可動であるよう配置され、前記エンジンは、出口弁を有し、前記出口弁は、弁油圧システムによって、油圧媒体による予め規定された開口圧力において、油圧式に作動可能である、方法であって、最大エンジン荷重の0%と25%との間の低荷重範囲内で、前記内燃エンジンは、ガス・モードで運転され、前記ガス・モードにおいて、前記内燃エンジンの排気弁を開口するためのクランク角度は、前記最大エンジン荷重の25%を超える荷重範囲内で前記排気弁を開口するための通常クランク角度から15°と90°との間の値に減少することを特徴とする、低荷重運転方法。
- 前記低荷重範囲内で、前記排気弁を開口するための前記クランク角度は、荷重が減少するのに伴って減少する、請求項1に記載の低荷重運転方法。
- 前記内燃エンジンの前記排気弁は、30°と80°との間、好ましくは、40°と70°との間のクランク角度で、最も好ましくは、約40°のクランク角度で開口する、請求項1又は2に記載の低荷重運転方法。
- 前記内燃エンジンは、前記最大エンジン荷重の0.5%と20%との間、好ましくは5%と15%との間の低荷重範囲内で、特に約10%で運転される、請求項1から3までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 予め決定可能な量の燃料、特にガスは、前記シリンダの燃焼チャンバ内に供給されるため、42.7MJ/Kgにおける正味燃料消費率(BSFC)は、前記最大エンジン荷重の約0.5%における450g/kWhと前記最大エンジン荷重の約20%における150g/kWh、特に180g/kWhとの間にある、請求項1から4までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 前記ガス運転モードにおいて、窒素酸化物排出量(NOx wet)は、前記最大エンジン荷重の約0.5%と前記最大エンジン荷重の約25%との間の荷重範囲内で約1g/kWhと約4g/kWhとの間にある、請求項1から5までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 前記ガス運転モードにおいて、炭化水素排出量(THC)は、前記最大エンジン荷重の約0.5%と前記最大エンジン荷重の約25%との間の荷重範囲内で約20g/kWhと約3g/kWhとの間にある、請求項1から6までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 前記ガス運転モードにおいて、酸化炭素排出量(CO)は、前記最大エンジン荷重の約0.5%と前記最大エンジン荷重の約25%との間の荷重範囲内で約350vol ppm dryと約150vol ppm dryとの間にある、請求項1から7までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 前記ガス運転モードにおいて、前記燃焼エンジンの排気ポート内の平均排気ガス温度(Exh temp.a.cycl avg、t4)は、前記最大エンジン荷重の約0.5%と前記最大エンジン荷重の約25%との間の荷重範囲内で約280℃と約220℃との間にある、請求項1から8までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 前記ガス運転モードにおいて、前記燃焼エンジンのターボ・チャージャ・タービン内に入る前の平均排気ガス温度(Exh temp.b.TC、t5)は、前記最大エンジン荷重の約0.5%と前記最大エンジン荷重の約25%との間の荷重範囲内で約330℃と約300℃との間にある、請求項1から9までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 前記シリンダ内のガス圧力(シリンダ圧力)は、0°に対応する上死点に対して約−30°と約30°との間のクランク角度範囲内で約0.6MPa(6バール)と約6MPa(60バール)との間で変動する、請求項1から10までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 前記最大エンジン荷重の約25%未満の前記低荷重モードにおいて、前記排気弁を作動させるためのサーボ油圧力は、100%エンジン荷重に等しいほぼ前記最大エンジン荷重において要求されるレベルと同様のレベル、好ましくは約28MPa(280バール)まで増加する、請求項1から11までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 好ましくは前記最大エンジン荷重の約10%未満の定常低荷重運転ガス・モードで、又は、好ましくは前記最大エンジン荷重の約5%と25%との間の操縦運転モードで使用される、請求項1から12までのいずれか一項に記載の低荷重運転方法。
- 往復動ピストン内燃エンジン、特に単流掃気式2元燃料2ストローク大型ディーゼル・エンジンのエンジン制御システム内に実装され、請求項1から12までのいずれか一項に従って低荷重運転モードで前記燃焼エンジンを運転するためのコンピュータ・プログラム製品。
- 請求項1から13のいずれか一項に従って低荷重運転モードで前記燃焼エンジンを運転するため、請求項14に記載のコンピュータ・プログラム製品を含むエンジン制御システムを備える、往復動ピストン内燃エンジン、特に単流掃気式2元燃料2ストローク大型ディーゼル・エンジン。
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