JP5461039B2 - 長手方向掃気式2ストローク大型ディーゼルエンジンの掃気行程の行程パラメータを監視するための掃気性能監視システム及び方法 - Google Patents
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Description
1.掃気ポートの入口
2.ライナの周方向
3.ライナのストローク沿い
4.シリンダの出口
1.掃気行程の開始中にポートの周囲の逆流の継続時間
2.排気弁が閉じた瞬間にシリンダ内に捕捉された残留ガスの質量、すなわち圧縮の開始時のシリンダ純度
3.流動様式のタイプ、すなわちプラグフロー、シリンダを通る完全な混合及び/又は短絡、及びクランク角の関数としてのその継続時間、又はポート及び排気弁の開放部分
4.個々のシリンダ又は複数のシリンダにおける掃気性能のサイクル毎の変動
5.シリンダ内の燃焼延長及び排ガス中の未燃焼燃料の表示
6.複数の位置で入手した酸素シグネチャの輪郭が、シリンダを通る流れのいかなる脈動も表示する。
1.試験台上で、及び運転中の燃焼行程の監視及び最適化
2.燃料消費率
3.設計中の構成要素の磨耗率の最適化、及び運転中のリアルタイムの構成要素磨耗測定に基づく再最適化
4.運転中に遭遇する様々な燃料等級でのエンジンの熱力学的行程パラメータの最適化
5.試験台上及び運転中のエンジンの性能監視
6.シリンダ間の力の平衡
7.NOxとsfocとのトレードオフの最適化
8.無煙運転の達成
9.比較的大きい発電所の一部としてのエンジンのエネルギー節約
2 大型ディーゼルエンジン
3 ピストン
4 シリンダ
5 滑り面
6 掃気スロット
7 掃気
8 出口弁
9 シリンダカバー
10 燃焼ガス
12 排ガスターボ過給機
14 排ガスマニホールド
41 燃焼室
121 圧縮機ロータ
122 タービンロータ
130,131,132 酸素センサ
1200 ディフューザ
1201 給気冷却器
1202 水分離器
1203 給気受け
Claims (23)
- 長手方向掃気式2ストローク大型ディーゼルエンジン(2)の掃気行程の行程パラメータを最適化するために、シリンダ(4)内で滑り面(5)に沿って下死点(UT)と上死点(OT)の間で前後に動作可能であるように配置されているピストン(3)を有する掃気性能監視システムであって、燃料が、噴射ノズルによって前記大型ディーゼルエンジン(2)の前記シリンダ(4)に送り込まれ、所定の量の掃気(7)を供給するために、前記シリンダ(4)の給気領域に掃気スロット(6)が設けられ、燃焼ガス(10)を排出するために前記シリンダ(4)のシリンダカバー(9)に出口弁(8)が設けられ、運転状態で、新鮮な空気(11)が排ガスターボ過給機(12)によって吸引され、掃気(7)として所定の給気圧力で掃気スロット(6)を介してシリンダ(4)に供給され、それ故、点火混合気が前記シリンダ(4)内で前記掃気(7)及び前記燃料から生成され、前記大型ディーゼルエンジン(1)の前記シリンダ(4)の掃気性能を評価するために、前記シリンダ(4)の前記滑り面(5)に少なくとも第1の酸素センサ(130,131)及び第2の酸素センサ(130、132)を設けることを特徴とする掃気性能監視システム。
- 複数の酸素センサ(130,131,132)が、前記シリンダ(4)の前記滑り面(5)に周方向に設けられる、請求項1に記載の掃気性能監視システム。
- 複数の酸素センサ(130,131,132)が、前記シリンダ(4)の縦軸(A)に沿って前記シリンダ(4)の前記滑り面(5)に設けられる、請求項1又は2のいずれか1項に記載の掃気性能監視システム。
- 酸素センサ(130)が、前記掃気スロット(6)の入口に設けられる、請求項1から3のいずれか1項に記載の掃気性能監視システム。
- 前記酸素センサ(130)が、給気受け(1302)に設けられる、請求項4に記載の掃気性能監視システム。
- 酸素センサ(130)が、前記シリンダの出口に設けられる、請求項1から4のいずれか1項に記載の掃気性能監視システム。
- 酸素センサ(130)が、排ガスダクト(14)及び/又は排ガスマニホールド(14)に設けられる、請求項6に記載の掃気性能監視システム。
- シリンダ(4)の前記掃気性能を定量化するために、前記酸素センサ(130,131,132)からの信号を収集するデータ収集装置(1000)が設けられる、請求項1から7のいずれか1項に記載の掃気性能監視システム。
- 前記信号が、リアルタイム信号である、請求項8に記載の掃気性能監視システム。
- 前記大型ディーゼルエンジン(2)のクランク角に対して、前記シリンダ(4)の前記掃気性能が定量化される、請求項8又は9に記載の掃気性能監視システム。
- 前記行程パラメータが、前記掃気性能そのもの、燃焼行程、燃料消費率、構成要素の磨耗率、エンジンの熱力学的行程パラメータ、2つのシリンダ(4)間の力の平衡、NOxと燃料消費率のトレードオフ、煤煙の発生、エネルギー消費及び/又は前記大型ディーゼルエンジン(2)の前記掃気行程の別の行程パラメータであり、及び/又は前記行程パラメータが、前記掃気性能に従って最適化される、請求項1から10のいずれか1項に記載の掃気性能監視システム。
- 長手方向掃気式2ストローク大型ディーゼルエンジン(2)の掃気行程の行程パラメータを掃気性能監視システム(1)によって最適化するための方法であって、前記2ストローク大型ディーゼルエンジン(2)が、シリンダ(4)内で滑り面(5)に沿って下死点(UT)と上死点(OT)の間で前後に動作するように配置されているピストン(3)を含み、燃料が、噴射ノズルによって前記大型ディーゼルエンジン(2)の前記シリンダ(4)へと送り込まれ、所定の量の掃気(7)を供給するために前記シリンダ84の給気領域に掃気スロット(6)が設けられ、燃焼ガス(10)を排出するために前記シリンダ(4)のシリンダカバー(9)に出口弁(8)が設けられ、運転状態で、新鮮な空気(11)が排ガスターボ過給機(12)によって吸引され、掃気(7)として所定の給気圧力で掃気スロット(6)を介してシリンダ(4)に供給され、それ故、点火混合気が前記シリンダ(4)内で前記掃気(7)及び前記燃料から生成され、酸素濃度が、前記シリンダ(4)の前記滑り面(5)に設けられている第1の酸素センサ(130,131)及び第2の酸素センサ(130、132)によって検出され、前記大型ディーゼルエンジン(1)の前記シリンダ(4)の掃気性能が前記酸素濃度から評価されることを特徴とする方法。
- 酸素濃度及び/又は前記掃気の流れの脈動及び/又は酸素シグネチャの輪郭が、前記シリンダ(4)の前記滑り面(5)に周方向に設けられた複数の酸素センサ(130,131,132)によって、前記シリンダ(4)の複数の位置で入手される、請求項12に記載の方法。
- 酸素濃度及び/又は前記掃気の流れの脈動及び/又は酸素シグネチャの輪郭が、前記シリンダ(4)の縦軸(A)に沿って前記シリンダ(4)の前記滑り面(5)に設けられた複数の酸素センサ(130,131,132)によって、前記シリンダ(4)の複数の位置で入手される、請求項12又は13に記載の方法。
- 酸素濃度及び/又は前記掃気の流れの脈動及び/又は酸素シグネチャの輪郭が、前記掃気スロット(6)の入口に設けられた酸素センサ(130)によって入手される、請求項12から14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記酸素センサ(130)が、給気受け(1302)に設けられる、請求項15に記載の方法。
- 酸素濃度及び/又は前記掃気の流れの脈動及び/又は酸素シグネチャの輪郭が、前記シリンダ(4)の出口に設けられた酸素センサ(130)によって入手される、請求項12から16のいずれか1項に記載の方法。
- 酸素センサ(130)が、排ガスダクト(14)及び/又は排ガスマニホールド(14)に設けられる、請求項17に記載の方法。
- 前記酸素センサ(130,131,132)からの信号がデータ収集装置(1000)によって収集され、シリンダ(4)の前記掃気性能が定量化される、請求項12から18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記信号が、リアルタイム信号である、請求項19に記載の方法。
- 前記大型ディーゼルエンジン(2)のクランク角に対して、前記シリンダ(4)の前記掃気性能が定量化される、請求項19又は20に記載の方法。
- 前記行程パラメータが前記掃気性能そのもの、燃焼行程、燃料消費率、構成要素の磨耗率、エンジンの熱力学的行程パラメータ、2つのシリンダ(4)間の力の平衡、NOxと燃料消費率のトレードオフ、煤煙の発生、エネルギー消費及び/又は前記大型ディーゼルエンジンの前記掃気行程の別の行程パラメータであり、及び/又は前記行程パラメータが、前記掃気性能に従って最適化される、請求項12から21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記掃気スロット(6)周辺の逆流の継続時間及び/又は前記シリンダ(4)内に捕捉された残留ガスの質量及び/又は流動様式のタイプ及び/又は前記掃気性能のサイクル毎の変動及び/又は未燃焼燃料の表示が、前記掃気性能監視システム(1)によって識別される、請求項12から22のいずれか1項に記載の方法。
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