KR102172165B1 - Engine including knocking control system and knock controlling method of engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진 및 엔진의 노킹 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 엔진은, 적어도 하나 이상 설치되는 실린더; 상기 실린더 각각의 상부에 설치되는 흡기 포트에 흡기공기를 공급하는 흡기 매니폴드; 상기 흡기 포트 각각에 설치되는 연료 분사장치를 포함하는 연료 공급 시스템; 및 적어도 하나 이상의 상기 실린더 중에서, 노킹이 발생되었거나 또는 노킹 발생 가능성이 있는 해당 실린더에 공기를 추가 공급하여 노킹을 방지하는 노킹 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진 및 엔진의 노킹 제어 방법은, 노킹 검출부에서 각 실린더의 노킹 유발에 대한 가능성을 조기에 검출하고, 검출된 노킹 신호 값을 바탕으로 엔진 제어유닛에서 노킹 여부 판단 및 제어를 실시하여 해당 실린더에 공기를 추가 공급함으로써, 해당 실린더에 일시적인 공연비 증가를 통해 노킹을 조기에 차단할 수 있어 실린더의 연소 상황을 정상적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 따라 실린더 간의 밸런싱을 유지할 수 있고, 엔진의 출력 저하 방지 및 안정적인 운전이 가능해질 수 있다.The present invention relates to an engine equipped with a knocking control system and a knocking control method of the engine, wherein the engine includes at least one cylinder installed; An intake manifold for supplying intake air to an intake port installed above each of the cylinders; A fuel supply system including a fuel injection device installed at each of the intake ports; And a knocking control system for preventing knocking by additionally supplying air to a corresponding cylinder in which knocking has occurred or has a possibility of knocking, among at least one or more cylinders.
An engine equipped with a knocking control system according to the present invention and a knocking control method of the engine include, in the knock detection unit, the possibility of causing knocking of each cylinder to be detected early, and whether the engine control unit knocks on the basis of the detected knocking signal value. By performing judgment and control and additionally supplying air to the cylinder, knocking can be prevented early by temporarily increasing the air-fuel ratio to the cylinder, so that the combustion situation of the cylinder can be maintained normally, and the balance between the cylinders can be maintained accordingly. In addition, it is possible to prevent a decrease in engine output and to perform a stable operation.
Description
본 발명은 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진 및 엔진의 노킹 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine equipped with a knocking control system and a knocking control method of the engine.
액화천연가스(LNG) 등의 가스 운반선에서는, 저장 탱크 내에 저장되어 있는 가스연료를 쉽게 연료로 사용하는 한편 탱크 내에서 기화되는 가스를 재액화시키지 않고 선박 추진용 엔진의 연료로 활용하기 위해 가스 연료를 사용하는 가스 엔진을 탑재하거나, 오일연료와 가스연료를 선택적으로 또는 동시에 사용하는 이중 연료 엔진을 탑재하는 경우가 있다. 또한, LNG나 LPG와 같은 가스를 사용하는 해상 부유물, 해상 구조물, 또는 플랜트의 발전설비에서 사용하는 대형 디젤 엔진의 경우에도 가스 연료를 함께 쓸 수 있는 이중 연료 엔진을 도입하고 있다.In gas carriers such as liquefied natural gas (LNG), gas fuel stored in the storage tank is easily used as fuel, while gaseous fuel is used as fuel for ship propulsion engines without re-liquefying the gas vaporized in the tank. In some cases, a gas engine using a gas engine is mounted, or a dual fuel engine that selectively or simultaneously uses oil fuel and gas fuel is installed. In addition, in the case of large diesel engines used in offshore floats, offshore structures, or power generation facilities using gases such as LNG or LPG, dual fuel engines that can be used with gas fuel are being introduced.
이중 연료를 사용하는 대형 엔진(디젤 엔진)은, 가스연료를 사용하는 가스연료 운전 모드와 오일연료(예; Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil 등)를 사용하는 오일연료 운전 모드, 그리고 가스연료와 오일연료를 동시에 사용하는 혼합 운전 모드를 가진다. 가스 엔진(가솔린 엔진)의 경우는 가스 연료 운전 모드를 가짐은 물론이다.For large engines (diesel engines) using dual fuels, gas fuel operation mode using gas fuel, oil fuel operation mode using oil fuel (e.g. Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil, etc.), and gas fuel and oil. It has a mixed operation mode that uses fuel at the same time. It goes without saying that the gas engine (gasoline engine) has a gas fuel operation mode.
오일연료는 각각의 실린더 헤드에 구비된 오일연료 인젝터에 의해 연소실로 분사되고, 가스연료는 메인 피드 파이프로부터 각 실린더별 분배 파이프로 분배된 다음 가스 유입 밸브(GAV; Gas Admission Valve) 조립체에서 가스량이 조절되어 가스 인젝터를 통해 실린더 헤드의 흡기 포트에 분사된다.Oil fuel is injected into the combustion chamber by an oil fuel injector provided in each cylinder head, and gas fuel is distributed from the main feed pipe to the distribution pipe for each cylinder, and then the amount of gas in the gas admission valve (GAV) assembly It is adjusted and injected into the intake port of the cylinder head through a gas injector.
이중연료 엔진은, 점화플러그에 의해 연료를 불꽃 점화하는 가솔린 엔진과는 달리 흡기를 고온고압으로 압축하여 자발화(self-ignition, 자기착화) 시키는 디젤 엔진을 기반으로 하기 때문에, 가스연료의 착화를 유도하는 소형 오일연료 분사기로서 파일럿 인젝터(Micro Pilot Injector)를 더 구비한다.Unlike gasoline engines that spark fuel with spark plugs, dual-fuel engines are based on diesel engines that compress the intake air at high temperature and pressure to self-ignition, so gas fuel is not ignited. It is further equipped with a micro pilot injector as a guided small oil fuel injector.
천연가스와 같은 가스연료는 인화점은 낮지만 자발화(self-ignition, 자기착화) 온도가 550℃ 부근으로 높기 때문에, 가스연료 운전 모드에서 주연료인 가스연료를 분사(main injection 과정)하기 직전에 파일럿 인젝터를 통해 파일럿 오일(예; Marine Diesel Oil, Marine Gas Oil 등)을 미량 분사하여 점화를 유도하여(pilot injection 과정), 가스연료의 안정적인 점화를 도모할 수 있다.Gas fuel such as natural gas has a low flash point but a high self-ignition (self-ignition) temperature of around 550°C, so just before the main fuel is injected (main injection process) in the gas fuel operation mode. A small amount of pilot oil (e.g., Marine Diesel Oil, Marine Gas Oil, etc.) is injected through the pilot injector to induce ignition (pilot injection process), and stable ignition of gas fuel can be achieved.
또한, 오일연료 운전 모드에서도, 주연료인 디젤연료를 분사하기 직전에 파일럿 인젝터를 통해 파일럿 오일을 미량 분사하여 연소실의 연소환경을 개선함으로써 NOx 개선 및 연소 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, even in the oil fuel operation mode, a small amount of pilot oil is injected through a pilot injector immediately before injection of the main fuel, diesel fuel, thereby improving the combustion environment of the combustion chamber, thereby improving NOx and improving combustion performance.
위와 같이 이중연료 엔진에 있어서, 두 가지의 주연료와 파일럿 오일의 공급을 위해 각각 별도의 공급 계통을 설비하여야 하는 한편 두 가지 운전 모드 이상으로 운전하여야 하기 때문에, 장치가 복잡할 뿐만 아니라 이를 제어하기 위한 제어 시스템도 매우 복잡하다.As described above, in a dual-fuel engine, a separate supply system must be installed for supplying two main fuels and pilot oil, while operating in more than two operation modes, the device is complex and can be controlled. The control system for this is also very complex.
특히, 이중연료 엔진은 디젤 엔진을 기반으로 하기 때문에 가스연료 모드에서의 정밀한 운전 제어는 가스연료 모드로 운전할 수 있는지의 여부를 결정하는 매우 중요한 요소이다. 예를 들어, 오일연료 운전 모드에서는 일반적인 디젤엔진과 같이 연료의 압축착화를 통해 연소가 일어나지만, 가스연료 운전 모드에서는 파일럿 인젝션을 미리 수행하여 가스연료의 점화를 유도하여야 한다. 그 때문에 가스연료 운전 모드에서는 가스연료에 의한 점화시기를 동일하게 설정하더라도 연소(폭발)의 진행, 연소 압력, 최고압력 발생 시점 등이 실린더마다 차이가 발생하게 된다.In particular, since a dual fuel engine is based on a diesel engine, precise operation control in the gas fuel mode is a very important factor in determining whether or not the gas fuel mode can be operated. For example, in the oil fuel operation mode, combustion occurs through compression ignition of the fuel like a general diesel engine, but in the gas fuel operation mode, pilot injection must be performed in advance to induce ignition of the gas fuel. Therefore, in the gas fuel operation mode, even if the ignition timing by the gas fuel is set to be the same, the progress of combustion (explosion), combustion pressure, peak pressure generation time, etc. differ for each cylinder.
따라서, 위와 같은 이중연료 엔진에서는, 엔진의 운전 특성을 안정적으로 유지하기 위해서 각 실린더에서 실시간으로 발생하는 노크 상황을 모니터링하고 조기에 노킹 발생 요인을 제거하는 노킹 제어가 매우 중요하고, 노킹 제어에 따른 실린더 간의 밸런싱 유지도 매우 중요하다.Therefore, in the dual fuel engine as described above, it is very important to control knocking that occurs in real time in each cylinder and eliminate the cause of knocking early in order to stably maintain the driving characteristics of the engine. It is also very important to maintain balance between cylinders.
이처럼 노킹 제어나 실린더 밸런싱 제어를 통해 운전의 안정성을 기하기 위해서는, 각 실린더의 연소상황을 실시간을 모니터링하고 노킹 유발의 우려가 있는 연소상황의 여부를 조기에 포착하고 신속하고 적절한 조치에 의해 노킹 유발 가능성을 미연에 차단하여 실린더 간의 밸런싱을 유지하여야 한다.In order to ensure operational stability through knocking control or cylinder balancing control, the combustion situation of each cylinder is monitored in real time, and whether there is a combustion situation that may cause knocking is detected early, and knocking is induced by prompt and appropriate measures. The possibility must be blocked in advance to maintain balance between cylinders.
그런데 기존에는 노킹 발생을 억제하기 위하여, 노킹 발생 실린더에 대한 공급 연료량 감소, 점화 시기 지연 등으로 해당 실린더에서의 총 발열량 저하 또는 연소상 지각에 따른 실린더 내부 연소압 저하를 이용하고 있으며, 이러한 기존의 노킹 제어 방식은 노킹 억제 제어 과정 중에 해당 실린더의 출력 및 최고 연소실 압력이 낮아지게 되어 전체 엔진의 실린더 밸런싱이 나빠지게 되고, 노킹 발생 시 제어 방식이 해당 실린더의 출력 저하를 기반으로 하기 때문에 엔진 전체의 효율 및 성능이 저하되는 문제가 있다.However, conventionally, in order to suppress the occurrence of knocking, a reduction in the total amount of heat generated in the corresponding cylinder due to a reduction in the amount of fuel supplied to the knocking cylinder, delay in the ignition timing, etc., or a decrease in the combustion pressure inside the cylinder according to the perception of combustion is used. In the knocking control method, the output of the corresponding cylinder and the maximum combustion chamber pressure are lowered during the knocking suppression control process, which deteriorates the cylinder balance of the entire engine.When knocking occurs, the control method is based on the decrease in the output of the corresponding cylinder. There is a problem that efficiency and performance are deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 각 실린더의 노킹 유발에 대한 가능성을 조기에 인지하여 효과적으로 대처함으로써, 노킹 발생을 억제하여 실린더의 연소 상황을 정상적으로 유지할 수 있도록 하며, 그에 따라 실린더 간의 밸런싱 유지에도 도움을 주는 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진 및 엔진의 노킹 제어 방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to recognize the possibility of causing knocking of each cylinder early and effectively cope with it, thereby suppressing the occurrence of knocking and thereby preventing the combustion of the cylinder. To provide an engine and a knocking control method of the engine provided with a knocking control system that enables normal maintenance and thus helps maintain balance between cylinders.
본 발명의 일 측면에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진은, 적어도 하나 이상 설치되는 실린더; 상기 실린더 각각의 상부에 설치되는 흡기 포트에 흡기공기를 공급하는 흡기 매니폴드; 상기 흡기 포트 각각에 설치되는 연료 분사장치를 포함하는 연료 공급 시스템; 및 적어도 하나 이상의 상기 실린더 중에서, 노킹이 발생되었거나 또는 노킹 발생 가능성이 있는 해당 실린더에 공기를 추가 공급하여 노킹을 방지하는 노킹 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.An engine equipped with a knocking control system according to an aspect of the present invention includes at least one cylinder installed; An intake manifold for supplying intake air to an intake port installed above each of the cylinders; A fuel supply system including a fuel injection device installed at each of the intake ports; And a knocking control system for preventing knocking by additionally supplying air to a corresponding cylinder in which knocking has occurred or has a possibility of knocking, among at least one or more cylinders.
구체적으로, 상기 노킹 제어 시스템은, 압축공기 공급부; 상기 흡기 포트 각각에 설치되는 공기 분사장치; 상기 압축공기 공급부로부터 상기 공기 분사장치 각각과 연결하는 공기 공급관; 상기 실린더 각각에 설치되는 노킹 검출부; 및 상기 노킹 검출부 각각에서 검출된 노킹 신호 값을 기 설정된 노킹 한계 값과 비교하고, 상기 공기 분사장치를 통해 상기 해당 실린더의 상부에 설치된 상기 흡기 포트에 공기를 추가 공급하도록 제어하는 엔진 제어유닛을 포함할 수 있다.Specifically, the knocking control system, the compressed air supply unit; An air injection device installed at each of the intake ports; An air supply pipe connected to each of the air injection devices from the compressed air supply unit; A knock detection unit installed in each of the cylinders; And an engine control unit that compares the knocking signal value detected by each of the knocking detection units with a preset knocking limit value, and controls to additionally supply air to the intake port installed on the upper part of the cylinder through the air injector. can do.
구체적으로, 상기 공기 공급관은, 상기 공기 공급부에 연결되는 메인관; 및Specifically, the air supply pipe, the main pipe connected to the air supply; And
상기 메인관으로부터 분지되어 상기 공기 분사장치 각각을 연결하는 분기관을 포함할 수 있다.It may include a branch pipe branched from the main pipe to connect each of the air injector.
구체적으로, 상기 메인관에는, 상기 분기관 각각을 통해 상기 공기 분사장치 각각으로 공급되는 공기 압력을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 압력 레귤레이터가 더 구비될 수 있다.Specifically, the main pipe may be further provided with a pressure regulator configured to maintain a constant air pressure supplied to each of the air injection devices through each of the branch pipes.
구체적으로, 상기 분기관 각각에는, 공기 밸브가 마련되고, 상기 공기 밸브 각각은, 상기 엔진 제어유닛에 의해 개폐되도록 제어될 수 있다.
Specifically, an air valve is provided in each of the branch pipes, and each of the air valves may be controlled to be opened or closed by the engine control unit.
본 발명의 일 측면에 따른 엔진의 노킹 제어 방법은, 엔진 제어유닛이, 실린더 각각에 설치된 노킹 검출부로부터 노킹 신호 값을 수신하는 단계; 상기 엔진 제어유닛이, 수신된 상기 노킹 신호 값과 기 설정된 노킹 한계 값을 비교하여 상기 실린더 중에서 노킹이 발생되었거나 노킹 발생 가능성이 있는 해당 실린더를 인지하는 단계; 및 상기 엔진 제어유닛이, 인지된 적어도 하나 이상의 해당 실린더에 공기가 추가 공급되도록 노킹 제어 시스템을 제어하여 노크 제거 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.An engine knocking control method according to an aspect of the present invention includes: receiving, by an engine control unit, a knocking signal value from a knocking detection unit installed in each cylinder; The engine control unit comparing the received knocking signal value with a preset knocking limit value to recognize a corresponding cylinder in which knocking has occurred or has a possibility of knocking; And performing, by the engine control unit, a knocking control system so that air is additionally supplied to at least one recognized cylinder.
구체적으로, 상기 엔진 제어유닛이 노킹 제어 시스템을 제어하여 노크 제거 처리를 수행하는 단계는, 상기 엔진 제어유닛이, 압력 레귤레이터를 제어하여 압축공기 공급부로부터 상기 해당 실린더로 공급되는 공기의 압력을 조절하는 단계; 상기 엔진 제어유닛이, 상기 해당 실린더에서 연료 분사가 끝난 시점 이후에 공기 분사장치를 통해 상기 해당 실린더에 공기가 추가 공급될 수 있도록 공기 밸브를 개방하는 단계; 및 상기 엔진 제어유닛이, 상기 해당 실린더의 흡기 밸브가 닫히기 전까지 상기 해당 실린더에 공기를 추가 공급하고, 상기 공기 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the step of performing the knock removal process by the engine control unit controlling the knock control system, wherein the engine control unit controls a pressure regulator to adjust the pressure of air supplied from the compressed air supply unit to the corresponding cylinder. step; Opening, by the engine control unit, an air valve so that air may be additionally supplied to the corresponding cylinder through an air injection device after a point in time when fuel injection from the corresponding cylinder is finished; And the engine control unit additionally supplying air to the corresponding cylinder until the intake valve of the corresponding cylinder is closed, and closing the air valve.
구체적으로, 상기 해당 실린더에 공급되는 추가 공기의 양은, 상기 엔진 제어 유닛이, 공기의 압력이 상기 해당 실린더의 흡기 포트 내부 압력에 비하여 높도록 상기 압력 레귤레이터의 압력을 제어하면서, 상기 공기 밸브의 개방 기간 변화를 제어함에 의해 조절될 수 있다.Specifically, the amount of additional air supplied to the corresponding cylinder is controlled by the engine control unit so that the pressure of the air is higher than the internal pressure of the intake port of the corresponding cylinder, while the air valve is opened. It can be adjusted by controlling the period change.
구체적으로, 상기 추가 공기 공급량은, 엔진 회전 속도, 부하, 노킹 신호 값에 따라 설정된 기준 값을 바탕으로 결정될 수 있다.Specifically, the additional air supply amount may be determined based on a reference value set according to an engine rotation speed, a load, and a knock signal value.
본 발명에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진 및 엔진의 노킹 제어 방법은, 노킹 검출부에서 각 실린더의 노킹 유발에 대한 가능성을 조기에 검출하고, 검출된 노킹 신호 값을 바탕으로 엔진 제어유닛에서 노킹 여부 판단 및 제어를 실시하여 해당 실린더에 공기를 추가 공급함으로써, 해당 실린더에 일시적인 공연비 증가를 통해 노킹을 조기에 차단할 수 있어 실린더의 연소 상황을 정상적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 따라 실린더 간의 밸런싱을 유지할 수 있고, 엔진의 출력 저하 방지 및 안정적인 운전이 가능해질 수 있다.An engine equipped with a knocking control system according to the present invention and a knocking control method of the engine include, in the knock detection unit, the possibility of causing knocking of each cylinder to be detected early, and whether the engine control unit knocks on the basis of the detected knocking signal value. By performing judgment and control and additionally supplying air to the cylinder, knocking can be prevented early by temporarily increasing the air-fuel ratio to the cylinder, so that the combustion situation of the cylinder can be maintained normally, and the balance between the cylinders can be maintained accordingly. In addition, it is possible to prevent a decrease in engine output and to perform a stable operation.
또한, 본 발명에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진 및 엔진의 노킹 제어 방법은, 가스 엔진 또는 디젤 엔진을 기반으로 하는 이중연료 엔진의 가스연료 운전 모드에서의 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the engine equipped with the knocking control system and the engine knocking control method according to the present invention can improve stability and reliability in a gas fuel operation mode of a gas engine or a dual fuel engine based on a diesel engine.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 노킹 제어 시스템이 설치된 실린더의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 노킹 제어 시스템에 의해 추가 공기를 실린더에 공급하는 시점을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진의 노킹 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진의 노킹 제어 방법을 설명하기 위한 부분 순서도이다.1 is a block diagram of an engine equipped with a knocking control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a cylinder equipped with a knocking control system according to the present invention.
3 is a graph for explaining the timing of supplying additional air to the cylinder by the knocking control system according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a knocking control method of an engine equipped with a knocking control system according to an embodiment of the present invention.
5 is a partial flowchart illustrating a knocking control method of an engine equipped with a knocking control system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 노킹 제어 시스템이 설치된 실린더의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 노킹 제어 시스템에 의해 추가 공기를 실린더에 공급하는 시점을 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a configuration diagram of an engine equipped with a knocking control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a cylinder equipped with a knocking control system according to the present invention, and FIG. 3 is a knocking control according to the present invention. This is a graph for explaining the timing of supplying additional air to the cylinder by the system.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진(1)은, 흡기 매니폴드(100), 배기 매니폴드(200), 실린더(300), 연료 공급 시스템(400), 노킹 제어 시스템(500)을 포함한다.
1 and 2, an
엔진(1)은, 디젤기관 등의 내연기관이 사용되는 선박용 엔진, 예를 들어, 선박에 탑재되는 고압엔진인 MEGI 엔진, 저압엔진인 이중연료 엔진(DFDE), 발전을 위한 엔진, 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진, 가스 엔진 등일 수 있다.
The
흡기 매니폴드(100)는, 후술할 실린더(300)에 흡기공기를 공급할 수 있으며, 흡기 포트(310)에 의해 후술할 실린더(300)와 연결될 수 있다.
The
배기 매니폴드(200)는, 후술할 실린더(300)에서 연소된 가스를 배출할 수 있으며, 배기 포트(320)에 의해 후술할 실린더(300)와 연결될 수 있다.
The
실린더(300)는, 엔진(1)의 특성이나 크기 등에 따라 다양한 개수 즉, 적어도 하나 이상이 엔진 블록을 따라 설치될 수 있다.The number of
이러한 실린더(300)의 연소실 내 상부에는, 혼합기(fuel-air mixture, 混合氣)가 유입되는 흡기 밸브(330)가 구비된 흡기 포트(310)와, 연소된 가스를 배출하는 배기 밸브(340)가 구비된 배기 포트(320)가 각각 설치될 수 있다. 여기서, 혼합기는 흡기 매니폴드(100)로부터 공급되는 흡기공기와 후술할 연료 공급 시스템(400)으로부터 공급되는 가스연료 또는 오일연료가 일정비율로 혼합된 것을 의미한다. 이하에서, 혼합기를 편의상 '연료'라고 표현하고, '연료'가 반드시 혼합기임을 의미하는 것이 아닐 수 있다.An
또한, 실린더(300)에는, 가솔린 엔진의 경우 연소실 내의 연료를 폭발 행정에서 점화시킬 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 점화장치(350)가 설치될 수 있으며, 이중연료 엔진의 경우 흡기공기를 고온고압으로 압축하여 자발화(self-ignition, 자기착화) 시키는 디젤 엔진을 기반으로 하기 때문에, 가스연료의 착화를 유도하는 소형 오일연료 분사기로서 파일럿 인젝터(Micro Pilot Injector)를 더 구비될 수 있다.In addition, in the case of a gasoline engine, an
점화장치(350)는, 실린더(300)의 연소실 내 상부에 설치될 수 있으며, 피스톤(360)이 연소실 내에서 상승하여 상사점에 이르렀을 때 연료를 점화시켜 폭발을 유도하게 되는 것이다.The
이때, 연료는 연소실 상부에서 흡기 밸브(330)가 개방되면서 하향 분사된 후, 점화장치(350)에 의해 연소실 상단에서 점화가 이루어지는 구조이므로, 피스톤(360) 상부에는 소정의 엔드 가스영역(end gas area; 370)이 존재하게 된다.At this time, the fuel is injected downward while the
따라서, 각 실린더(300)는 점화장치(350)에 의해 연료가 연소실 상부에서 발화되어 화염이 발생하게 되고, 이와 동시에 화염은 연소실 상단에서 하측 방향으로 전파됨으로써, 폭발 행정을 수행하게 되는 것이다.Accordingly, in each
이때, 연소실 내부는 화염 전파과정에서 부가적인 압력이 발생하게 되고, 이러한 압력으로 인해 엔드 가스영역(370) 내의 연료가 순간적으로 고온 고압으로 압축되어 이상착화가 발생하게 되는 것이다.In this case, an additional pressure is generated inside the combustion chamber during the flame propagation process, and due to this pressure, the fuel in the
이러한 이상착화는 순간적으로 또 다른 화염을 발생시키게 됨으로써, 연소실 상부에서 전파되는 화염과 엔드 가스영역(370)에서의 이상 착화로 인한 화염이 서로 충돌하게 되어 노킹이 발생됨과 동시에 매연도 증가하게 되고, 또한 엔진(1)의 출력 효율도 떨어지게 되는 것이다.This abnormal ignition instantaneously generates another flame, so that the flame propagating from the upper part of the combustion chamber and the flame due to the abnormal ignition in the
이에 따라, 본 발명은 후술할 노킹 제어 시스템(500)을 엔진(1)에 구비시켜, 노킹 유발에 대한 가능성이 있는 해당 실린더(300)에 공기를 추가 공급하도록 하여, 연료의 공기 비율을 높임으로써, 해당 실린더(300)의 엔드 가스영역(370)에서 이상 착화가 방지되도록 하는 것이다.
Accordingly, the present invention provides a knocking
연료 공급 시스템(400)은, 실린더(300)의 흡기 포트(310)에 가스연료 또는 오일연료를 공급할 수 있도록, 연료 공급부(410), 연료 공급관(420), 연료 분사장치(430)를 포함하여 구성될 수 있다. 연료 공급 시스템(400)에서 실린더(300)로 공급되는 가스연료 또는 오일연료의 공급량은 최적의 공연비가 되도록 기 설정된 값에 따라 정해질 수 있다.The
연료 공급부(410)는, 가스연료 또는 오일연료를 저장하는 연료 탱크를 포함할 수 있으며, 후술할 연료 공급관(420)을 통해 후술할 연료 분사장치(430)에 가스연료 또는 오일연료를 공급할 수 있다.The
연료 공급관(420)은, 연료 공급부(410)와 후술할 연료 분사장치(430)를 연결할 수 있도록 구비되어, 가스연료 또는 오일연료를 연료 분사장치(430)에 공급하는 통로를 제공할 수 있으며, 연료 메인관(421)과 연료 분기관(422)으로 구성될 수 있다.The
연료 메인관(421)은, 연료 공급부(410)에 연결되어 엔진블록을 따라 실린더(300) 일측부에 배치될 수 있으며, 연료 메인관(421)에는 각 실린더(300)의 위치에 대응되도록 연료 분기관(422)이 일정 간격으로 이격 설치될 수 있다. 이때, 각 연료 분기관(422)에는 내부 유로를 개폐시킬 수 있는 연료 밸브(423)가 설치될 수 있고, 단부에 후술할 연료 분사장치(430)가 연결될 수 있다.The fuel
연료 분사장치(430)는, 각 연료 분기관(422)의 단부에 연결되어 연료 메인관(421)과 연료 분기관(422)을 통해 공급되는 가스연료 또는 오일연료를 흡기 포트(310) 내부로 분사할 수 있도록 구성될 수 있다.
The
노킹 제어 시스템(500), 노킹 발생 또는 노킹 발생 가능성이 있는 실린더(300)에 압축공기를 추가 공급하여 노킹을 방지할 수 있도록, 압축공기 공급부(510), 공기 공급관(520), 공기 분사장치(530), 노킹 검출부(540), 엔진 제어유닛(550)을 포함하여 구성될 수 있다.In order to prevent knocking by additionally supplying compressed air to the knocking
상기한 노킹 제어 시스템(500)은, 엔진(1)에 단독으로 구비되어 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 노킹 제어 방식, 예를 들어 점화시기 지연, 가스 연료 분사 기간 감소를 이용하는 노킹 저감 제어 방식에 추가적으로 적용할 수 있음은 물론이다.The knocking
압축공기 공급부(510)는, 공기를 저장하는 가압 공기 탱크를 포함할 수 있으며, 후술할 공기 공급관(520)을 통해 후술할 공기 분사장치(530)에 압축공기를 공급할 수 있다.The compressed
이러한 압축공기 공급부(510)는, 중형 엔진 또는 대형 엔진의 가압 공기 시동에 이용되는 시동 공기 시스템을 이용할 수 있다.The compressed
공기 공급관(520)은, 압축공기 공급부(510)와 후술할 공기 분사장치(530)를 연결할 수 있도록 구비되어, 압축공기를 공기 분사장치(530)에 공급하는 통로를 제공할 수 있으며, 공기 메인관(521)과 공기 분기관(522)으로 구성될 수 있다.The
공기 메인관(521)은, 압축공기 공급부(510)에 연결되어 엔진블록을 따라 실린더(300) 일측부에 배치될 수 있으며, 공기 메인관(521)에는 각 실린더(300)의 위치에 대응되도록 공기 분기관(522)이 일정 간격으로 이격 설치될 수 있고, 공기 압력을 제어할 수 있도록 후술할 압력 레귤레이터(524)가 마련될 수 있다. 이때, 공기 분기관(522) 각각에는 내부 유로를 개폐시킬 수 있는 공기 밸브(523)가 설치될 수 있고, 단부에 후술할 공기 분사장치(530)가 연결될 수 있다.The
압력 레귤레이터(524)는, 공기 분기관(522) 각각을 통해 후술할 공기 분사장치(530) 각각으로 공급되는 공기 압력을 일정하게 유지할 수 있도록, 공기 메인관(521)의 상류에 마련될 수 있다.The
압력 레귤레이터(524)와 공기 밸브(523) 각각은, 후술할 엔진 제어유닛(550)에 의해 제어될 수 있다.Each of the
공기 분사장치(530)는, 각 공기 분기관(522)의 단부에 연결되어 공기 메인관(521)과 공기 분기관(522)을 통해 공급되는 압축공기를 흡기 포트(310) 내부로 분사할 수 있도록 구성될 수 있다.The
상기한 공기 분사장치(530)는, 흡기 포트(310)에 설치될 수 있으며, 흡기 포트(310)에 설치되는 연료 분사장치(430)의 전단 또는 후단에 배치될 수 있다.The
또한, 공기 분사장치(530)는, 전자 제어 솔레노이드 밸브일 수 있으며, 이 경우 후술할 엔진 제어유닛(550)에 의해 제어되어 원하는 시기에 공기를 분사할 수 있다. 공기 분사장치(530)가 전자 제어 솔레노이드 밸브일 경우에는 공기 분사장치(530)가 후술할 엔진 제어유닛(550)에 의해 직접 제어되므로, 각 공기 분기관(522)에 공기 밸브(523)를 별도로 설치할 필요가 없다.In addition, the
노킹 검출부(540)는, 실린더(300)에 설치될 수 있으며, 각 실린더(300)의 노킹 유발에 대한 가능성을 조기에 검출하고, 검출된 노킹 신호 값을 후술할 엔진 제어유닛(550)에 송신할 수 있다.The knock detection unit 540 may be installed in the
노킹 검출부(540)는, 실린더(300)에 발생될 수 있는 노킹 현상을 검출할 수 있는 센서 또는 실린더 내부 압력 분석 장치일 수 있다.The knock detection unit 540 may be a sensor capable of detecting a knocking phenomenon that may occur in the
엔진 제어유닛(550)은, 노킹 검출부(540)로부터 수신된 노킹 신호 값을 기 설정된 노킹 한계 값과 비교하여 노킹 여부를 판단하고, 압력 레귤레이터(524)와 공기 밸브(523)를 제어하여 해당 실린더(300)에 공기를 추가 공급할 수 있도록 한다. 이러한 엔진 제어유닛(550)은, 이하에서 설명될 노킹 제어 시스템(500)의 작동을 통해 구체적으로 설명될 것이다.
The
상기한 구성을 갖는 노킹 제어 시스템(500)의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the knocking
엔진(1)의 구동과 함께 노킹 검출부(540)는 각 실린더(300)의 노킹 유발에 대한 가능성을 검출하고, 검출된 노킹 신호 값을 엔진 제어유닛(550)에 실시간으로 송신한다.With the
엔진 제어유닛(550)은 노킹 검출부(540)로부터 수신된 노킹 신호 값을 바탕으로 기 설정된 노킹 한계 값을 비교하여 노킹 유무 판단하고, 적어도 어느 하나의 실린더(300)에서 노킹이 발생되었거나 노킹 발생 가능성이 있다고 판단되면, 적어도 어느 하나의 해당 실린더(300)에 공기를 추가 공급하기 위해 해당 공기 밸브(523)가 개방되도록 제어할 수 있다.The
이때, 추가 공기 공급은 적어도 어느 하나의 해당 실린더(300)에서 연료 분사가 시작된 이후 해당 실린더(300)의 흡기 밸브(330)가 닫히기 이전에, 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 연료 분사가 끝난 시점으로부터 해당 실린더(300)의 흡기 밸브(330) 닫힘(IVC) 전까지 수행될 수 있다. 이와 같이 연료 분사가 끝난 시점부터 공기를 추가 공급하는 것은 추가 압축 공기로 인한 흡기 포트(310) 내 압력 변화가 연료 공급에 영향을 미치지 않도록 하기 위함이다.At this time, the additional air supply is performed after fuel injection from at least one of the corresponding
또한, 엔진 제어유닛(550)은, 해당 실린더(300)에 한정된 기간 동안 원하는 양의 공기를 추가 공급하기 위해, 공기의 압력이 흡기 포트(310) 내부 압력에 비하여 충분히 높도록 압력 레귤레이터(524)의 압력을 제어하고, 해당 공기 밸브(523)의 개방 기간 변화를 제어함에 의해 추가 공기 공급량을 조절할 수 있다.In addition, the
추가 공기 공급량은 엔진 회전 속도, 부하, 노킹 신호 값 등에 따라 설정된 기준 값을 바탕으로 결정될 수 있는데, 해당 실린더(300)에 1회 분사 후에 엔진 제어유닛(550)은 해당 실린더(300)의 노킹 신호 값의 변화를 피드백 받아 재 분사할 지를 결정할 수 있다.
The amount of additional air supplied may be determined based on a reference value set according to the engine rotation speed, load, and knocking signal value. After injection to the
이하, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진의 노킹 제어 방법을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a knocking control method of an engine equipped with a knocking control system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진의 노킹 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템이 구비된 엔진의 노킹 제어 방법을 설명하기 위한 부분 순서도이다.
4 is a flowchart illustrating a knocking control method of an engine equipped with a knocking control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a knocking control of an engine equipped with a knocking control system according to an embodiment of the present invention. This is a partial flow chart to explain the method.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 노킹 제어 시스템(500)이 구비된 엔진(1)의 노킹 제어 방법은, 엔진 제어유닛(550)이, 실린더(300) 각각에 설치된 노킹 검출부(540)로부터 노킹 신호 값을 수신하는 단계(S610), 엔진 제어유닛(550)이, 수신된 노킹 신호 값과 기 설정된 노킹 한계 값을 비교하여 실린더(300) 중에서 노킹이 발생되었거나 노킹 발생 가능성이 있는 해당 실린더(300)를 인지하는 단계(S620), 및 엔진 제어유닛(550)이, 인지된 적어도 하나 이상의 해당 실린더(300)에 공기가 추가 공급되도록 노킹 제어 시스템(500)을 제어하여 노크 제거 처리를 수행하는 단계(S630)를 포함한다.
As shown in Figure 4, the knocking control method of the
단계 S610에서는, 엔진 제어유닛(550)이, 실린더(300) 각각에 설치된 노킹 검출부(540)로부터 노킹 신호 값을 수신한다.In step S610, the
상기에서, 노킹 검출부(540)는 각 실린더(300)의 노킹 신호 값을 엔진 제어유닛(550)에 실시간으로 송신할 수 있으며, 이때 노킹 신호 값은 각 실린더(300)마다 다를 수 있다. 즉, 어떤 실린더(300)에서는 노킹 신호 값이 기 설정된 노킹 한계 값에 해당될 수 있을 것이고, 다른 어떤 실린더(300)에서는 노킹 신호 값이 기 설정된 노킹 한계 값과 다를 수 있을 것이다.
In the above, the knocking detection unit 540 may transmit the knocking signal value of each
단계 S620에서는, 엔진 제어유닛(550)이, 수신된 노킹 신호 값과 기 설정된 노킹 한계 값을 비교하여 실린더(300) 중에서 노킹이 발생되었거나 노킹 발생 가능성이 있는 해당 실린더(300)를 인지한다.In step S620, the
상기에서, 인지된 해당 실린더(300)는 하나 또는 그 이상일 수 있다.In the above, the recognized
또한, 노킹 한계 값은 엔진(1)의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다.
Also, the knocking limit value may be set differently according to the type of
단계 S630에서는, 엔진 제어유닛(550)이, 인지된 적어도 하나 이상의 해당 실린더(300)에 공기가 추가 공급되도록 노킹 제어 시스템(500)을 제어하여 노크 제거 처리를 수행한다.In step S630, the
상기에서, 해당 실린더(300)는 노크 제거 처리가 노킹 제어 시스템(500)에 제어에 의해 이루어질 수 있는데, 그 과정을 도 5를 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다.In the above, in the
도 5에 도시된 바와 같이, 단계 S630은, 엔진 제어유닛(550)이, 압력 레귤레이터(524)를 제어하여 압축공기 공급부(510)로부터 해당 실린더(300)로 공급되는 공기의 압력을 조절하는 단계(S631), 엔진 제어유닛(550)이, 해당 실린더(300)에서 연료 분사가 끝난 시점 이후에 공기 분사장치(530)를 통해 해당 실린더(300)에 공기가 추가 공급될 수 있도록 공기 밸브(523)를 개방하는 단계(S632), 및 엔진 제어유닛(550)이, 해당 실린더(300)의 흡기 밸브(330)가 닫히기 전까지 해당 실린더(300)에 공기를 추가 공급하고, 공기 밸브(523)를 폐쇄하는 단계(S633)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5, in step S630, the
상기에서, 추가 공기 공급량은, 해당 실린더(300)에 한정된 기간 동안 공급되는 양이며, 노크를 제거할 수 있을 만큼 원하는 양의 공기가 추가 공급되는 것이 바람직한데, 이를 위해, 공기의 압력이 해당 실린더(300)의 흡기 포트(310) 내부 압력에 비하여 충분히 높도록 압력 레귤레이터(524)의 압력을 제어하면서, 해당 공기 밸브(523)의 개방 기간 변화를 제어함에 의해 조절될 수 있다.In the above, the additional air supply amount is an amount supplied to the
이러한 추가 공기 공급량은 엔진 회전 속도, 부하, 노킹 신호 값 등에 따라 설정된 기준 값을 바탕으로 결정될 수 있다.
This additional air supply amount may be determined based on a reference value set according to an engine rotation speed, a load, a knock signal value, and the like.
이와 같이 본 실시예는, 노킹 검출부(540)에서 각 실린더(300)의 노킹 유발에 대한 가능성을 조기에 검출하고, 검출된 노킹 신호 값을 바탕으로 엔진 제어유닛(550)에서 노킹 여부 판단 및 제어를 실시하여 해당 실린더(300)에 공기를 추가 공급함으로써, 해당 실린더(300)에 일시적인 공연비 증가를 통해 노킹을 조기에 차단할 수 있어 실린더(300)의 연소 상황을 정상적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 따라 실린더(300) 간의 밸런싱을 유지할 수 있고, 엔진(1)의 출력 저하 방지 및 안정적인 운전이 가능해질 수 있다.As described above, in this embodiment, the knock detection unit 540 detects the possibility of causing knocking of each
또한, 본 실시예는, 가스 엔진 또는 디젤 엔진을 기반으로 하는 이중연료 엔진의 가스연료 운전 모드에서의 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
In addition, the present embodiment can improve stability and reliability in a gas fuel operation mode of a gas engine or a dual fuel engine based on a diesel engine.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described centering on the embodiments of the present invention, but this is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs will not depart from the essential technical content of the present embodiment. It will be appreciated that various combinations or modifications and applications not illustrated in the embodiments are possible in the range. Accordingly, technical contents related to modifications and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention should be interpreted as being included in the present invention.
1: 엔진 100: 흡기 매니폴드
200: 배기 매니폴드 300: 실린더
310: 흡기 포트 320: 배기 포트
330: 흡기 밸브 340: 배기 밸브
350: 점화장치 360: 피스톤
370: 엔드 가스영역 400: 연료 공급 시스템
410: 연료 공급부 420: 연료 공급관
421: 연료 메인관 422: 연료 분기관
423: 연료 밸브 430: 연료 분사장치
500: 노킹 제어 시스템 510: 압축공기 공급부
520: 공기 공급관 521: 공기 메인관
522: 공기 분기관 523: 공기 밸브
524: 압력 레귤레이터 530: 공기 분사장치
540: 노킹 검출부 550: 엔진 제어유닛1: engine 100: intake manifold
200: exhaust manifold 300: cylinder
310: intake port 320: exhaust port
330: intake valve 340: exhaust valve
350: ignition device 360: piston
370: end gas zone 400: fuel supply system
410: fuel supply unit 420: fuel supply pipe
421: fuel main pipe 422: fuel branch pipe
423: fuel valve 430: fuel injector
500: knocking control system 510: compressed air supply
520: air supply pipe 521: air main pipe
522: air branch pipe 523: air valve
524: pressure regulator 530: air injector
540: knock detection unit 550: engine control unit
Claims (9)
상기 실린더 각각의 상부에 설치되는 흡기 포트에 흡기공기를 공급하는 흡기 매니폴드;
상기 흡기 포트 각각에 설치되는 연료 분사장치를 포함하는 연료 공급 시스템; 및
적어도 하나 이상의 상기 실린더 중에서, 노킹이 발생되었거나 또는 노킹 발생 가능성이 있는 해당 실린더에 공기를 추가 공급하도록 제어하는 엔진 제어유닛에 의해 노킹을 방지하는 노킹 제어 시스템을 포함하고,
상기 엔진 제어유닛은, 상기 노킹 제어 시스템을 제어하여 노크 제거 처리를 수행하되, 압력 레귤레이터를 제어하여 압축공기 공급부로부터 상기 해당 실린더로 공급되는 공기의 압력을 조절하고, 상기 해당 실린더에서 연료 분사가 끝난 시점 이후에 공기 분사장치를 통해 상기 해당 실린더에 공기가 추가 공급될 수 있도록 공기 밸브를 개방하고, 상기 해당 실린더의 흡기 밸브가 닫히기 전까지 상기 해당 실린더에 공기를 추가 공급하고, 상기 공기 밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 엔진.At least one cylinder installed;
An intake manifold for supplying intake air to an intake port installed above each of the cylinders;
A fuel supply system including a fuel injection device installed at each of the intake ports; And
A knocking control system for preventing knocking by an engine control unit controlling to additionally supply air to a corresponding cylinder in which knocking has occurred or is likely to be knocked, among at least one or more cylinders,
The engine control unit controls the knocking control system to perform knock removal processing, but controls the pressure regulator to adjust the pressure of air supplied to the cylinder from the compressed air supply unit, and the fuel injection is completed in the cylinder. Opening the air valve so that air can be additionally supplied to the corresponding cylinder through the air injection device after the point in time, additionally supplying air to the corresponding cylinder until the intake valve of the corresponding cylinder is closed, and closing the air valve Engine, characterized in that.
압축공기 공급부;
상기 흡기 포트 각각에 설치되는 상기 공기 분사장치;
상기 압축공기 공급부로부터 상기 공기 분사장치 각각과 연결하는 공기 공급관;
상기 실린더 각각에 설치되는 노킹 검출부; 및
상기 노킹 검출부 각각에서 검출된 노킹 신호 값을 기 설정된 노킹 한계 값과 비교하고, 상기 공기 분사장치를 통해 상기 해당 실린더의 상부에 설치된 상기 흡기 포트에 공기를 추가 공급하도록 제어하는 상기 엔진 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.The method of claim 1, wherein the knocking control system,
Compressed air supply;
The air injector installed at each of the intake ports;
An air supply pipe connected to each of the air injection devices from the compressed air supply unit;
A knock detection unit installed in each of the cylinders; And
Comprising the engine control unit for comparing the knocking signal value detected by each of the knocking detection units with a preset knocking limit value, and controlling to additionally supply air to the intake port installed on the upper part of the cylinder through the air injector. Engine, characterized in that.
상기 압축공기 공급부에 연결되는 메인관; 및
상기 메인관으로부터 분지되어 상기 공기 분사장치 각각을 연결하는 분기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.The method of claim 2, wherein the air supply pipe,
A main pipe connected to the compressed air supply unit; And
And a branch pipe branched from the main pipe to connect each of the air injectors.
상기 메인관에 구비되며, 상기 분기관 각각을 통해 상기 공기 분사장치 각각으로 공급되는 공기 압력을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진.The method of claim 3, wherein the pressure regulator,
An engine provided in the main pipe and configured to maintain a constant air pressure supplied to each of the air injection devices through each of the branch pipes.
상기 분기관 각각에 마련되고,
상기 공기 밸브 각각은, 상기 엔진 제어유닛에 의해 개폐되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 엔진.The method of claim 3, wherein the air valve,
It is provided in each of the branch pipes,
Each of the air valves is controlled to be opened and closed by the engine control unit.
상기 엔진 제어유닛이, 수신된 상기 노킹 신호 값과 기 설정된 노킹 한계 값을 비교하여 상기 실린더 중에서 노킹이 발생되었거나 노킹 발생 가능성이 있는 해당 실린더를 인지하는 단계; 및
상기 엔진 제어유닛이, 인지된 적어도 하나 이상의 해당 실린더에 공기가 추가 공급되도록 노킹 제어 시스템을 제어하여 노크 제거 처리를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 엔진 제어유닛이 노킹 제어 시스템을 제어하여 노크 제거 처리를 수행하는 단계는,
상기 엔진 제어유닛이, 압력 레귤레이터를 제어하여 압축공기 공급부로부터 상기 해당 실린더로 공급되는 공기의 압력을 조절하는 단계;
상기 엔진 제어유닛이, 상기 해당 실린더에서 연료 분사가 끝난 시점 이후에 공기 분사장치를 통해 상기 해당 실린더에 공기가 추가 공급될 수 있도록 공기 밸브를 개방하는 단계; 및
상기 엔진 제어유닛이, 상기 해당 실린더의 흡기 밸브가 닫히기 전까지 상기 해당 실린더에 공기를 추가 공급하고, 상기 공기 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 노킹 제어 방법.Receiving, by the engine control unit, a knocking signal value from a knocking detection unit installed in each cylinder;
The engine control unit comparing the received knocking signal value with a preset knocking limit value to recognize a corresponding cylinder in which knocking has occurred or has a possibility of knocking; And
And performing, by the engine control unit, a knocking control system so that air is additionally supplied to the recognized at least one corresponding cylinder,
The engine control unit controlling the knocking control system to perform knock removal processing,
Controlling, by the engine control unit, a pressure regulator to adjust the pressure of air supplied from the compressed air supply unit to the corresponding cylinder;
Opening, by the engine control unit, an air valve so that air may be additionally supplied to the corresponding cylinder through an air injection device after a point in time when fuel injection from the corresponding cylinder is finished; And
And the engine control unit additionally supplying air to the corresponding cylinder until the intake valve of the corresponding cylinder is closed, and closing the air valve.
상기 엔진 제어 유닛이, 공기의 압력이 상기 해당 실린더의 흡기 포트 내부 압력에 비하여 높도록 상기 압력 레귤레이터의 압력을 제어하면서, 상기 공기 밸브의 개방 기간 변화를 제어함에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 엔진의 노킹 제어 방법.The method of claim 6, wherein the amount of additional air supplied to the corresponding cylinder is
Wherein the engine control unit controls the pressure of the pressure regulator so that the pressure of the air is higher than the pressure inside the intake port of the corresponding cylinder, while controlling the change in the opening period of the air valve. Knock control method.
엔진 회전 속도, 부하, 노킹 신호 값에 따라 설정된 기준 값을 바탕으로 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진의 노킹 제어 방법.The method of claim 8, wherein the additional air supply amount is
An engine knock control method, characterized in that it is determined based on a reference value set according to an engine rotation speed, a load, and a knock signal value.
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