KR100240609B1 - 디젤 기관용 파일로트 및 주연료 분사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주 연료인 가스의 분사와 이 주 연료의 연소를 개시시키기 위한 보조 연료인 액체 연료의 파일로트 분사를 이용하는 디젤 내연 기관용 연료 분사 방법에 관한 것이다. 상기 액체 연료는, 이 액체 연료만으로 상기 기관이 최대 동력을 얻을수 있도록 설계된 분사 펌프에 의하여 분사된다. 파일로트 분사는 물과 액체 연료의 혼합물로 이루어진다.

Description

디젤 기관용 파일로트 및 주 연료 분사 방법
본 발명은 주 연료인 가스의 주 분사와 이 주 연료의 연소를 개시시키는 보조 연료인 액체 연료의 파일로트 분사를 사용하는 디젤 내연 기관용의 연료 분사 방법에 관한 것이다. 이것은 이중 연료 분사로 알려져 있다.
하나는 가스이고 다른 하나는 액체인 두가지 연료로 작동되는 종래 기술의 이중 연료 디젤 기관의 분사 방법은 분사 펌프에 의하여 분사될 수 있는 최대 체적의 5 내지 10%에 상당하는 액체 연료를 분사함으로써 주 연료(즉, 가스)의 연소를 개시시키려는 것이다. 상기 분사 펌프는 가스 연료가 일시적으로 없을 경우 단지 액체 연료만으로 상기 디젤 기관이 최대 동력을 얻을 수 있도록 설계되었다.
분사되는 액체 연료의 최소 체적은 제조되는 분사 펌프 및 분사 구성 요소의 기하학적 정밀성에 제한을 받는다. 이 정밀성은 하한치를 결정하는데, 이 하한치 이하에서는 실린더들 간의 균형을 보장할 수 없으며 또한 연소를 개시시키기에 충분한 체적(최대 에너지 입력의 약 2%에 상당함)의 일정한 분사(regular injection)를 보장하는 것이 불가능하다. 분사되는 액체 연료의 최소 체적은 최대 기관 동력에서 정확한 분무(at omization)를 위해 최적화된 분사기 분무 구멍의 치수에 의하여 또한 제한된다. 상기 구멍의 치수는 최대 유량의 수 퍼센트로 적절하게 분무하기에 너무 크다.
경험상 파일로트 분사 체적의 감소는 일산화탄소 및 산화 질소의 배출을 감소시킨다는 것을 알고 있다. 더욱이 액체 연료는 고가이므로 그 사용을 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명은 액체 연료 파일로트 분사 체적을, 분사 펌프가 제조되는 정밀도에 무관하게 그리고 분무기 구멍의 치수에 무관하게, 열역학적으로 충분한 최소치로 감소시키는 것을 제안한다. 이것은 물을 액체 연료와 혼합시킴으로써 달성될 수 있다.
본 발명은 주 연료인 가스의 주 분사 및 이 주 연료의 연소를 개시시키기 위한 보조 연료인 액체의 파일로트 분사를 사용하며, 상기 액체 연료는 이 액체 연료만으로 상기 기관이 최대 동력을 성취할 수 있도록 설계된 분사 펌프에 의해 그리고 최대 기관 동력에서 액체 연료의 정확한 분무를 위해 최적화된 분사 구멍들을 포함하는 분사기에 의해 분사되는 디젤 내연 기관용 연료 분사 방법에 있어서, 물과 액체 연료의 혼합물은 파일로트 분사가 연소를 개시시킬 수 있게 하는 비율로 제공되며, 상기 혼합물은 상기 분사기의 상기 분사 구멍들을 통해서 상기 분사 펌프로부터 분사되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 방법으로 이루어진다.
제한적이지 않은 실시예인 하기의 설명으로부터 본 발명은 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이며 기타의 장점도 명백해질 것이다.
통상 이중 연료 기관은 이 기관의 실린더마다 하나의 액체 연료용 분사 펌프를 사용하며, 이 각각의 실린더는 자체의 그 분사기를 가지고 있다. 가스는 실린더 자체의 분배 시스템을 통하여 실린더에 공급된다.
이러한 종류의 기관에서 액체 연료는, 액체 연료만으로 상기 기관이 최대 동력을 얻을 수 있도록 설계된 분사 펌프에 의하여 분사된다.
파일로트 분사가 연소를 개시시킬 수 있게 하는 비율로 액체 연료와 물을 혼합시키면, 상기 펌프에 의하여 분사되는 혼합물의 체적이 적당하게 되므로(일예로, 상기 펌프에 의하여 분사될 수 있는 최대 체적의 5% 내지 10%) 상기 펌프에 의하여 분사되는 체적의 일정성(regularity)의 문제를 해결한다. 분사기 내에서의 보다 양호한 분무도 성취된다.
본 발명의 장점은 기관에 대한 변경이 필요치 않으며, 연료와 물의 혼합물이 공지 방법에 의하여 기관 외부에서 제조되는 것이다.
상기 혼합물에 함유된 액체 연료의 체적은, 분사 펌프의 정밀도 및 분사기 분무구멍의 치수에 적합한 열역학적으로 필요한 최소 체적까지 감소될 수 있다. 이 최소 체적은 실험에 의하여 쉽게 결정된다.
상기 펌프에 의하여 분사될 수 있는 최대 체적의 약 2% 내지 7%인, 혼합물 내의 액체 연료의 체적은 기관의 올바른 작동에 있어서 아주 만족스럽다.
분사되는 혼합물의 양인, 파일로트 분사의 체적은 펌프에 의하여 분사될 수 있는 최대 체적의 5% 내지 10%에 상당한다.

Claims (4)

  1. 주 연료인 가스의 주 분사 및 이 주 연료의 연소를 개시시키기 위한 보조 연료인 액체의 파일로트 분사를 사용하며, 상기 액체 연료는 이 액체 연료만으로 상기 기관이 최대 동력을 성취할 수 있도록 설계된 분사 펌프에 의해 그리고 최대 기관 동력에서 액체 연료의 정확한 분무를 위해 최적화된 분사 구멍들을 포함하는 분사기에 의해 분사되는 디젤 내연 기관용 연료 분사 방법에 있어서, 물과 액체 연료의 혼합물은 파일로트 분사가 연소를 개시시킬 수 있게 하는 비율로 제공되며, 상기 혼합물은 상기 분사기의 상기 분사 구멍들을 통해서 상기 분사 펌프로부터 분사되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합물에 함유된 액체 연료의 체적은 분사 펌프의 정밀도 및 분사기 분무 구멍의 치수에 적합한 열역학적으로 필요한 최소 체적인 것을 특징으로 하는 연료 분사방법.
  3. 제1항에 있어서, 파일로트 분사에서 혼합물의 체적은 펌프에 의하여 분사될 수 있는 최대 체적의 5% 내지 10%에 상당하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 파일로트 분사에서 액체 연료의 체적은 펌프에 의하여 분사될 수 있는 최대 체적의 2% 내지 7%에 상당하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 방법.
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