KR102237207B1 - Ship Engine and Method for Ship Engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료를 연소시키기 위한 실린더, 상기 실린더에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤, 상기 실린더에 가스연료를 공급하기 위한 가스연료공급유닛, 상기 실린더에 액체연료를 공급하기 위한 액체연료공급유닛, 상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법에 관한 것이다.The present invention provides a cylinder for burning fuel, a piston installed to be movable in the vertical direction to the cylinder, a gas fuel supply unit for supplying gas fuel to the cylinder, and a liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the cylinder , A control unit for controlling the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit, wherein the control unit decreases the amount of gas fuel supplied to the cylinder in the excessive load reduction mode and increases the amount of liquid fuel. It relates to a marine engine control method.

Description

선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법{Ship Engine and Method for Ship Engine}Ship Engine and Method for Ship Engine

본 발명은 선박을 추진시키기 위한 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a marine engine and a marine engine control method for propulsion of a vessel.

일반적으로 선박용 엔진은 디젤엔진(Diesel Engine), 가스엔진(Gas Turbine Engine), 이중연료엔진(Dual Fuel Engine) 등 다양한 엔진을 포함한다. 특히, 이중연료엔진(Dual Fuel Engine)은 2가지 연료. 예컨대, 가스와 디젤을 병행하여 사용할 수 있는 장점으로 인해 선박에 많이 사용된다.In general, marine engines include various engines such as diesel engines, gas turbine engines, and dual fuel engines. In particular, dual fuel engines are two fuels. For example, it is widely used in ships due to the advantage of being able to use gas and diesel in parallel.

이러한 이중연료엔진이 설치된 선박(이하, '선박'이라 함)은 가스를 주연료로 이용하여 추진구동력을 발생시키는 가스모드와 디젤을 주연료로 이용하여 추진구동력을 발생시키는 디젤모드 중 하나를 이용하여 운전한다.Ships equipped with such dual fuel engines (hereinafter referred to as'ships') use one of the gas mode, which generates propulsion driving power using gas as the main fuel, and the diesel mode, which generates propulsion driving power using diesel as the main fuel. To drive.

이중연료엔진은 실린더, 실린더에서 상하방향으로 왕복운동하는 피스톤, 실린더의 상측에 설치되는 실린더커버, 실린더커버에 설치되어서 실린더에 디젤연료를 분사하는 디젤인젝터, 실린더커버에 설치되어서 실린더에서 연소된 배기가스를 배출시키기 위한 배기밸브, 실린더에서 배출되는 배기가스를 공급받는 배기가스리시버, 실린더의 하측에 설치되어서 실린더 내부로 공기를 공급하는 소기리시버, 실린더의 상측과 하측 사이에 설치되어서 실린더 내부에 가스연료를 공급하는 연료공급부를 포함한다. 또한, 이중연료엔진은 실린더에서 배출되는 배기가스를 이용하여 실린더에 공급되는 공기의 양을 증가시켜서 엔진의 출력을 높이는 터보차져를 포함한다. 터보차져가 압축한 공기는 소기리시버로 공급되어 실린더로 공급될 수 있다.The dual fuel engine is a cylinder, a piston that reciprocates in the vertical direction from the cylinder, a cylinder cover installed on the upper side of the cylinder, a diesel injector installed on the cylinder cover to inject diesel fuel into the cylinder, and the exhaust burned from the cylinder by being installed on the cylinder cover. An exhaust valve for discharging gas, an exhaust gas receiver that receives exhaust gas discharged from the cylinder, a scavenging receiver that is installed on the lower side of the cylinder to supply air into the cylinder, and the gas inside the cylinder is installed between the upper and lower sides of the cylinder. It includes a fuel supply unit for supplying fuel. In addition, the dual fuel engine includes a turbocharger that increases the output of the engine by increasing the amount of air supplied to the cylinder by using exhaust gas discharged from the cylinder. The air compressed by the turbocharger can be supplied to the scavenging receiver and supplied to the cylinder.

한편, 종래 선박은 가스모드 운전 시, 소기리시버로부터 실린더 내부로 소기를 공급한 후 피스톤이 상측으로 이동하는 중간에 연료공급부가 실린더의 하측과 상측 사이에서 실린더로 가스연료를 공급하고, 피스톤이 상측으로 더 이동하여서 실린더에 공급된 소기와 가스연료를 압축 연소시켜 추진력을 발생시켰다.On the other hand, in the gas mode operation, the fuel supply unit supplies gas fuel to the cylinder between the lower and upper sides of the cylinder while the piston moves upward after supplying scavenging air into the cylinder from the scavenging receiver. By moving further to the cylinder, the scavenging and gaseous fuel supplied to the cylinder were compressed and burned to generate a thrust.

그러나, 종래 기술에 따른 선박용 엔진은 부하가 급작스럽게 감소될 경우 실린더에서 배출되는 배기가스의 양이 순간적으로 감소되므로, 배기가스의 압력이 낮아진다. 여기서, 터보차져가 낮은 압력의 배기가스를 공급받아서 실린더에 공급하는 공기량을 감소시키기까지 소정 시간이 걸린다. 한편, 종래 기술에 따른 선박용 엔진은 부하가 급작스럽게 감소될 경우 실린더에 공급하는 가스연료의 양을 감소시키는데, 터보차져가 실린더에 공급하는 공기의 감소량 대비 가스연료의 감소량이 적어서 노킹 또는 조기점화가 발생하여서 엔진 효율이 저하되는 문제가 있다.However, in the marine engine according to the prior art, when the load is abruptly reduced, the amount of exhaust gas discharged from the cylinder is momentarily reduced, so that the pressure of the exhaust gas is lowered. Here, it takes a predetermined time for the turbocharger to reduce the amount of air supplied to the cylinder by receiving the low-pressure exhaust gas. On the other hand, marine engines according to the prior art reduce the amount of gas fuel supplied to the cylinder when the load is abruptly reduced.The reduction of gas fuel compared to the reduction of the air supplied to the cylinder by the turbocharger is small, so knocking or early ignition is not possible. As a result, there is a problem that engine efficiency is lowered.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 급작스러운 엔진의 부하 감소 시 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지할 수 있는 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been conceived to solve the above-described problem, and is to provide a marine engine and a marine engine control method capable of preventing knocking or premature ignition from occurring when the load of the engine is suddenly reduced.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to solve the problems as described above, the present invention may include the following configuration.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 연료를 연소시키기 위한 실린더; 상기 실린더에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 실린더에 가스연료를 공급하기 위한 가스연료공급유닛; 상기 실린더에 액체연료를 공급하기 위한 액체연료공급유닛; 상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다.A marine engine according to the present invention includes a cylinder for burning fuel; A piston installed to be movable in the vertical direction in the cylinder; A gas fuel supply unit for supplying gas fuel to the cylinder; A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the cylinder; It may include a control unit for controlling the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit. The control unit may reduce the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder and increase the amount of liquid fuel in the excessive load reduction mode.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 상기 실린더에 설치되고 요구된 엔진의 부하를 측정하기 위한 측정부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 측정부가 측정한 요구된 엔진의 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 상기 실린더에 대한 가스연료 공급량을 감소시키고, 액체연료 공급량을 증가시키도록 상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어할 수 있다.The marine engine according to the present invention may include a measuring unit installed in the cylinder and for measuring the required engine load. The control unit reduces the gas fuel supply amount to the cylinder and increases the liquid fuel supply amount when the requested engine load measured by the measurement unit is less than a preset reference engine load, the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit. Can be controlled.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 상기 요구된 엔진의 부하에 대응되는 연료량이 공급되었는지를 확인하기 위한 검지부를 포함할 수 있다.The marine engine according to the present invention may include a detection unit for checking whether an amount of fuel corresponding to the requested engine load is supplied.

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 엔진 운전 단계; 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부를 판단하는 단계; 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부에 따라 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계; 및 상기 요구된 엔진 부하에 대응하는 연료량이 공급되었는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.The engine control method for a ship according to the present invention comprises an engine operation step; Determining whether the requested engine load is less than a preset reference engine load; Adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder according to whether the requested engine load is less than a preset reference engine load; And checking whether an amount of fuel corresponding to the requested engine load is supplied.

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에 있어서, 상기 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계는 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 이상이면 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량을 실린더에 공급하는 단계; 및 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.In the marine engine control method according to the present invention, in the step of adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder, if the requested engine load is greater than or equal to a preset reference engine load, the amount of fuel corresponding to the preset reference engine load is supplied to the cylinder. The step of doing; And reducing the amount of gas fuel supplied to the cylinder and increasing the amount of liquid fuel when the requested engine load is less than a preset reference engine load.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.

본 발명은 과도 부하 감소 모드 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키도록 구현됨으로써, 실화가 발생하는 것을 방지하여서 엔진의 효율 및 엔진의 사용수명을 증대시킬 수 있다.The present invention is implemented to reduce the amount of gas fuel supplied to the cylinder and increase the amount of liquid fuel in the excessive load reduction mode, thereby preventing misfire, thereby increasing the efficiency of the engine and the service life of the engine.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 엔진의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 가스연료공급유닛, 액체연료공급유닛, 측정부 및 제어부를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 과도 부하 감소 모드 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 경우를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 과도 부하 감소 모드 시 시간에 따른 가스연료 및 액체연료 공급량을 나타낸 그래프
도 5는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 검지부를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 6은 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법의 개략적인 순서도1 is a schematic block diagram of a marine engine according to the present invention
2 is a schematic view for explaining a gas fuel supply unit, a liquid fuel supply unit, a measuring unit and a control unit in the marine engine according to the present invention
3 is a schematic view for explaining a case in which the amount of gas fuel supplied to the cylinder is reduced and the amount of liquid fuel is increased in the excessive load reduction mode in the marine engine according to the present invention
FIG. 4 is a graph showing the amount of gas fuel and liquid fuel supplied over time in the transient load reduction mode in the marine engine according to the present invention.
5 is a schematic view for explaining a detection unit in a marine engine according to the present invention
6 is a schematic flowchart of a marine engine control method according to the present invention

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. In the present specification, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, the same elements are to have the same number as much as possible.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. Meanwhile, the meaning of the terms described in the present specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.Singular expressions should be understood as including plural expressions unless clearly defined differently in context, and terms such as “first” and “second” are used to distinguish one element from other elements, The scope of rights should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that terms such as "comprises" or "have" do not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” is to be understood as including all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first item, the second item, and the third item” is 2 of the first item, the second item, and the third item, as well as each It means a combination of all items that can be presented from more than one.

이하에서는 본 발명에 따른 선박용 엔진에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a ship engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜서 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 과도 부하 감소 모드 시는 요구하는 엔진의 부하가 급격하게 감소할 때를 의미한다. 가스연료량을 감소시킨다는 것은 엔진 부하가 급격하게 감소되기 직전에 실린더에 공급되는 가스연료량 대비 적은 양의 가스연료를 공급하는 것을 의미한다. 액체연료량을 증가시킨다는 것은 가스연료를 주연료로 운항하는 가스운전 모드에서, 착화용 연료로 공급하는 액체연료량보다 더 많은 양을 실린더에 공급한다는 것을 의미한다. 상기 노킹(Knocking)은 실린더 내에서의 이상연소에 의해 망치로 두드리는 것과 같은 소리가 나는 현상이다. 상기 조기점화는 이상연소의 하나로 피스톤이 상사점에 도달하기 전에 점화되는 현상이다.1 to 6, the marine engine 1 according to the present invention is for preventing knocking or premature ignition from occurring by reducing the amount of gas fuel supplied to the cylinder and increasing the amount of liquid fuel in the excessive load reduction mode. . Here, in the transient load reduction mode, it means when the requested engine load is rapidly reduced. Reducing the amount of gas fuel means supplying a small amount of gas fuel compared to the amount of gas fuel supplied to the cylinder just before the engine load is drastically reduced. Increasing the amount of liquid fuel means that in the gas operation mode in which gas fuel is operated as the main fuel, a larger amount of liquid fuel is supplied to the cylinder than the amount of liquid fuel supplied as fuel for ignition. Knocking is a phenomenon in which a sound like a hammer is generated due to abnormal combustion in a cylinder. The pre-ignition is a phenomenon in which the piston is ignited before reaching top dead center as one of abnormal combustion.

이를 위해, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 크게 실린더(2), 피스톤(3), 가스연료공급유닛(4), 액체연료공급유닛(5) 및 제어부(6)를 포함한다.To this end, the marine engine 1 according to the present invention largely includes a cylinder 2, a piston 3, a gas fuel supply unit 4, a liquid fuel supply unit 5, and a control unit 6.

상기 실린더(2)는 연료를 연소시키기 위한 것이다. 상기 피스톤(3)은 상기 실린더(2)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더(2)에 액체연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)는 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)는 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다. 여기서, 상기 과도 부하 감소는 요구하는 엔진의 부하가 급격하게 감소하는 것을 의미한다. 예컨대, 상기 과도 부하 감소는 외부적 요인과 내부적 요인을 포함할 수 있다. 상기 외부적 요인은 파고가 높거나 풍속이 빠른 경우 등을 포함한다. 예컨대, 높은 파고에 의해 프로펠러가 바다로부터 이격된 경우, 선박 운항 시 선박 운항방향과 동일한 방향으로 빠른 풍속이 부는 경우 등을 포함한다. 상기 내부적 요인은 항해사와 같은 작업자가 의도적으로 엔진 출력을 급격히 낮추는 경우 등을 포함한다. 따라서, 상기 과도 부하 감소는 내외부 요인에 따라 급격하게 엔진 부하가 낮아지는 경우를 의미할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양을 감소시키고 액체연료의 양을 증가시킴으로써 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 급격하게 감소하도록 요구된 엔진 부하를 만족시킬 수 있다.The cylinder 2 is for burning fuel. The piston 3 is installed in the cylinder 2 so as to be movable in the vertical direction. The gas fuel supply unit 4 is for supplying gas fuel to the cylinder 2. The liquid fuel supply unit 5 is for supplying liquid fuel to the cylinder 2. The control unit 6 is for controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. The control unit 6 may reduce the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 and increase the amount of liquid fuel in the excessive load reduction mode. Here, the excessive load reduction means that the required engine load is rapidly reduced. For example, the excessive load reduction may include external factors and internal factors. The external factors include high wave height or high wind speed. For example, this includes a case where a propeller is separated from the sea due to a high wave height, and a case where a fast wind speed blows in the same direction as the vessel operation direction during operation of the vessel. The internal factor includes a case where an operator such as a navigator intentionally lowers the engine power sharply. Accordingly, the excessive load reduction may mean a case where the engine load is rapidly decreased according to internal and external factors. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can prevent knocking or premature ignition from occurring by reducing the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 and increasing the amount of liquid fuel in the excessive load reduction mode. In addition, it is possible to satisfy the required engine load to be drastically reduced.

이하에서는 상기 실린더(2), 상기 피스톤(3), 상기 가스연료공급유닛(4), 상기 액체연료공급유닛(5) 및 상기 제어부(6)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the cylinder 2, the piston 3, the gas fuel supply unit 4, the liquid fuel supply unit 5, and the control unit 6 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 실린더(2)는 연료를 연소시키기 위한 것이다. 상기 실린더(2)는 엔진블록(미도시)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 실린더(2)는 공기, 연료 등이 공급될 수 있는 연소실을 갖는다. 상기 연소실은 내부가 비어있는 원통형태로 형성될 수 있다. 실린더(2)와 엔진블록 사이에는 실린더라이너(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 실린더(2)의 상측에는 실린더커버(2a)가 설치될 수 있다. 상기 실린더(2)에는 피스톤이 이동 가능하게 설치될 수 있다. 예컨대, 피스톤은 상기 연소실의 내부에서 상하방향으로 왕복운동할 수 있다. 상기 상하방향은 중력방향과 평행한 방향일 수 있으나, 다른 방향일 수도 있다. 상기 실린더(2)에는 가스연료를 공급하기 위한 가스연료공급유닛(4), 및 액체연료를 공급하기 위한 액체연료공급유닛(5)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 실린더(2)는 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)으로부터 가스연료 및 액체연료 중 적어도 하나를 공급받을 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더(2)의 하측에 설치되는 소기공(미도시)을 통해 외부공기인 소기(掃氣)가 공급된 후에 상기 실린더(2)에 가스연료, 액체연료를 공급할 수 있다. 이 때, 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 가스연료가 공급된 후에 액체연료를 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기공기, 가스연료 및 액체연료를 상기 실린더(2)에 순차적으로 공급할 수 있다. 상기 소기공은 상기 실린더(2)의 하측에서 상기 실린더(2)를 관통하여 형성된 구멍으로, 공기가 충진되어 있는 소기리시버(10)에 연결되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 소기리시버(10)에 충진된 공기는 상기 소기공을 통해 상기 실린더로 공급될 수 있다. 상기 소기리시버(10)는 터보차져(미도시)가 상기 실린더에서 배출되는 배기가스를 이용하여 공기를 압축하여 공급함으로써, 공기를 충진할 수 있다. 엔진의 부하가 급격하게 변동하면 실린더에서 배출되는 배기가스의 양이 달라지므로, 터보차져 및 소기리시버(10)를 통해 실린더에 공급되는 공기의 양이 달라지게 된다. 이 때, 터보차져가 실린더에 달라진 공기량을 공급하기까지 소정 시간이 걸리는 문제가 있다. 이러한 터보차져의 가속성 지연 또는 응답성 지연문제로 인해 실린더에서 실화(Misfiring)가 발생하게 된다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 이러한 문제를 해결하기 위해 엔진의 부하가 급격하게 변동하면 실린더(2)에 공급하는 연료의 양을 신속하게 조절함으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 상기 실린더(2)의 연소실은 피스톤이 왕복 운동함에 따라 체적이 증감될 수 있다. 예컨대, 연소실은 피스톤이 상측방향으로 이동하면, 체적이 감소될 수 있다. 이 경우, 연소실에 공급된 연료와 공기는 압축될 수 있다. 상기 피스톤이 하사점(P1, 도 2에 도시됨)에서 이동하여 상사점(P2, 도 2에 도시됨)에 도달하면, 실린더(2)의 상측에 설치된 디젤인젝터(5a)가 디젤을 공급하여 압축된 연료를 착화시킴으로써 가스연료와 공기가 혼합된 연료가 연소 및 폭발하여 피스톤을 하측방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 구동력이 발생되고, 연소실에는 배기가스가 발생될 수 있다. 연소실은 피스톤이 하측방향으로 이동하면, 체적이 증가될 수 있다. 피스톤이 하사점(P1) 쪽으로 이동하면, 상기 소기리시버(10)에 충진된 공기가 상기 연소실로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 연소실에서 연료의 연소에 의해 발생된 배기가스는 상기 소기리시버(10)에서 공급된 공기에 의해 상기 연소실의 외부로 배출될 수 있다. 배기가스는 소기리시버(10)와 배기가스를 저장하는 배기가스리시버(미도시)와의 압력 차이에 의해 상기 연소실의 외부로 배출될 수도 있다. 상기 연소실에서 배출된 배기가스는 상기 실린더(2)의 상측에 결합된 배기관을 따라 배출되어서 배기가스리시버로 공급될 수 있다.1 to 6, the cylinder 2 is for burning fuel. The cylinder 2 may be formed inside an engine block (not shown). The cylinder 2 has a combustion chamber through which air, fuel, and the like can be supplied. The combustion chamber may be formed in a cylindrical shape with an empty inside. A cylinder liner (not shown) may be installed between the cylinder 2 and the engine block. A cylinder cover 2a may be installed on the upper side of the cylinder 2. A piston may be installed to be movable in the cylinder 2. For example, the piston may reciprocate in the vertical direction inside the combustion chamber. The vertical direction may be a direction parallel to the direction of gravity, but may be a different direction. A gas fuel supply unit 4 for supplying gaseous fuel and a liquid fuel supply unit 5 for supplying liquid fuel may be coupled to the cylinder 2. Accordingly, the cylinder 2 may receive at least one of gas fuel and liquid fuel from the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. The gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 are provided with external air, which is a small air hole (not shown), installed at the lower side of the cylinder 2, and then the cylinder Gas fuel and liquid fuel can be supplied to (2). In this case, the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 may supply liquid fuel after the gas fuel is supplied. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can sequentially supply scavenger air, gas fuel and liquid fuel to the cylinder 2. The small pore is a hole formed from the lower side of the cylinder 2 through the cylinder 2, and may be installed to be connected to the small gas receiver 10 filled with air. Accordingly, the air filled in the scavenging receiver 10 may be supplied to the cylinder through the scavenging hole. The scavenging receiver 10 may be filled with air by a turbocharger (not shown) compressing and supplying air using exhaust gas discharged from the cylinder. When the load of the engine changes rapidly, the amount of exhaust gas discharged from the cylinder varies, and thus the amount of air supplied to the cylinder through the turbocharger and scavenging receiver 10 varies. At this time, there is a problem that it takes a predetermined time for the turbocharger to supply a different amount of air to the cylinder. Misfiring occurs in the cylinder due to the acceleration delay or responsiveness delay problem of the turbocharger. In order to solve this problem, the marine engine 1 according to the present invention can prevent misfire by rapidly adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder 2 when the engine load changes rapidly. A detailed description of this will be described later. The volume of the combustion chamber of the cylinder 2 may be increased or decreased as the piston reciprocates. For example, the volume of the combustion chamber may be reduced when the piston moves upward. In this case, the fuel and air supplied to the combustion chamber can be compressed. When the piston moves from the bottom dead center (P1, shown in Fig. 2) and reaches the top dead center (P2, shown in Fig. 2), the diesel injector 5a installed on the upper side of the cylinder 2 supplies diesel. By igniting the compressed fuel, a mixture of gaseous fuel and air is burned and exploded, and the piston can be moved downward. Accordingly, driving force may be generated, and exhaust gas may be generated in the combustion chamber. The volume of the combustion chamber can be increased when the piston moves downward. When the piston moves toward the bottom dead center P1, air filled in the scavenging receiver 10 may be supplied to the combustion chamber. Accordingly, exhaust gas generated by combustion of fuel in the combustion chamber may be discharged to the outside of the combustion chamber by the air supplied from the scavenging receiver 10. The exhaust gas may be discharged to the outside of the combustion chamber due to a pressure difference between the scavenging receiver 10 and an exhaust gas receiver (not shown) that stores exhaust gas. The exhaust gas discharged from the combustion chamber may be discharged along an exhaust pipe coupled to the upper side of the cylinder 2 and supplied to the exhaust gas receiver.

피스톤(3)은 상기 연소실에 공급된 공기 및 연료를 압축하기 위한 것이다. 상기 피스톤(3)은 상기 연소실에 이동 가능하게 설치된다. 예컨대, 피스톤(3)은 상기 연소실의 내부에서 하사점(P1)와 상사점(P2) 사이를 왕복 이동할 수 있다. 상기 피스톤(3)은 원기둥형태로 형성될 수 있으나, 상기 연소실에서 이동하면서 연료와 공기를 압축할 수 있으면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 피스톤(3)은 구동력을 전달하는 크랭크축(미도시)에 의해 상측방향으로 이동할 수 있다. 피스톤(3)은 막대형태인 피스톤로드와 커넥팅로드를 통해 크랭크축에 연결될 수 있다. 상기 피스톤(3)은 크랭크축이 회전함에 따라 상측방향으로 이동할 수 있다. 피스톤(3)은 크랭크축에 의해 상측방향으로 이동하는 경우 연료 및 공기를 압축시킬 수 있다. 피스톤(3)은 상사점(P2)에서 실린더(2)에 공급된 연료 및 공기가 혼합 연소되어 폭발함에 따라 하측방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 피스톤(3)은 실린더(2)의 내부에서 하사점(P1)과 상사점(P2) 사이를 왕복 운동할 수 있다. 하사점(P1)은 Y축방향을 기준으로 피스톤(3)이 실린더(2)의 내부에서 가장 낮은 위치에 위치되는 지점이다. 상사점(P2)은 Y축방향을 기준으로 피스톤(3)이 실린더(2)의 내부에서 가장 높은 위치에 위치되는 지점이다. 피스톤(3)이 상사점(P2)에 도달하면, 구동력을 발생시키기 위해 압축된 연료를 폭발시킬 수 있다.The piston 3 is for compressing air and fuel supplied to the combustion chamber. The piston 3 is installed to be movable in the combustion chamber. For example, the piston 3 may reciprocate between the bottom dead center P1 and the top dead center P2 in the combustion chamber. The piston 3 may be formed in a cylindrical shape, but may be formed in another shape as long as it can compress fuel and air while moving in the combustion chamber. The piston 3 can move upward by a crankshaft (not shown) that transmits a driving force. The piston 3 can be connected to the crankshaft through a rod-shaped piston rod and a connecting rod. The piston 3 may move upward as the crankshaft rotates. When the piston 3 moves upward by the crankshaft, it can compress fuel and air. The piston 3 may move downwardly as the fuel and air supplied to the cylinder 2 are mixed and burned at the top dead center P2 and exploded. Accordingly, the piston 3 can reciprocate between the bottom dead center P1 and the top dead center P2 inside the cylinder 2. The bottom dead center P1 is a point where the piston 3 is located at the lowest position inside the cylinder 2 with respect to the Y-axis direction. The top dead center point P2 is a point where the piston 3 is located at the highest position inside the cylinder 2 based on the Y-axis direction. When the piston 3 reaches the top dead center P2, the compressed fuel may explode to generate a driving force.

상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)은 각각 상기 실린더(2)에 가스연료 및 액체연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)의 상사점(P2)과 하사점(P1) 사이에 위치하도록 상기 실린더(2)에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더(2)의 측벽에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에, 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에, 상기 실린더(2)에 가스연료 및 공기를 혼합하여 공급할 수도 있다. 예컨대, 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 상기 실린더(2)로 가스연료를 공급할 때 보조공기공급유닛(미도시)으로부터 추가 공기를 공급받아서 함께 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 실린더(2)에 가스연료와 공기를 혼합하여 공급할 수 있으므로, 실린더(2)에 가스연료만 공급하는 경우에 비해 공기와 연료를 더 균일하게 혼합시켜서 노킹, 조기점화와 같은 이상연소가 발생하는 것을 줄이거나 방지할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 소기공을 통해 상기 실린더(2)에 소기공기가 공급된 후에 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다.The gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 are for supplying gas fuel and liquid fuel to the cylinder 2, respectively. The gas fuel supply unit 4 may be coupled to the cylinder 2 so as to be positioned between the top dead center P2 and the bottom dead center P1 of the piston 3. For example, the gas fuel supply unit 4 may be coupled to a side wall of the cylinder 2. Accordingly, the gas fuel supply unit 4 may supply gas fuel to the cylinder 2 while the piston 3 moves from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. The gas fuel supply unit 4 may mix and supply gas fuel and air to the cylinder 2 while the piston 3 moves from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. For example, when the gas fuel supply unit 4 supplies gas fuel to the cylinder 2 while the piston 3 moves from the bottom dead center point P1 to the top dead center point P2, the auxiliary air supply unit (not shown) ), it can be supplied with additional air. Therefore, in the marine engine 1 according to the present invention, gas fuel and air can be mixed and supplied to the cylinder 2 in the middle of the piston 3 moving from the bottom dead center point P1 to the top dead center point P2. Compared to the case of supplying only gas fuel to (2), the occurrence of abnormal combustion such as knocking and pre-ignition can be reduced or prevented by mixing air and fuel more evenly. The gas fuel supply unit 4 may supply gas fuel to the cylinder 2 after the small air is supplied to the cylinder 2 through the small pores.

상기 가스연료공급유닛(4)은 실린더(2)에 가스연료(GF, 도 2에 도시됨)를 공급하기 위한 것이다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 가스연료를 실린더(2)에 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 배기밸브(미도시)에 의해 폐쇄된 경우일 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 선박이 LNG선일 경우, LNG저장탱크(미도시)에 저장된 LNG를 기화시켜서 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 LNG저장탱크에서 발생되는 BOG(Boil off gas)를 상기 실린더(2)에 공급할 수도 있다. 가스연료공급유닛(4)은 상기 보조공기공급유닛과 연결되게 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 실린더(2)에 가스연료와 공기가 혼합된 공기혼합가스연료를 공급할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)이 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료의 압력은 엔진 부하에 따라 약 3바(bar)에서 30바(bar) 사이일 수 있으나, 바람직하게 5바(bar)에서 22바(bar) 사이일 수 있다. 이 경우, 상기 보조공기공급유닛이 추가로 공급하는 공기의 압력은 상기 가스연료공급유닛(4)이 공급하는 가스연료의 공급압력보다 상대적으로 낮을 수 있다. 왜냐하면, 상기 실린더(2)에 가스연료(GF)의 공급을 원활하게 하기 위함이다. 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료의 압력이 30바(bar)를 초과하면, 실린더(2)에 공기를 공급하기 위한 가스연료공급유닛(4) 및 보조공기공급유닛 각각의 용량이 커져야 하므로 전체적인 엔진의 크기가 커지는 문제가 있다. 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료의 압력이 3바(bar) 미만이면, 실린더(2)에 공급된 소기공기의 압력으로 인해 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료가 실린더(2)에 원활하게 공급되지 못하는 문제가 있다. 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 Y축방향을 기준으로 상기 가스연료공급유닛(4)가 실린더(2)의 측벽에 결합된 지점을 지나면, 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하지 않을 수 있다. 실린더(2)와 가스연료공급유닛(4)의 연통이 차단되기 때문이다. 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더라이너에 설치되는 연료분사노즐과 연결되는 가스연료공급배관의 개도를 개폐함으로써, 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하거나 차단할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 가스연료공급배관의 개도가 개방되는 크기, 또는 상기 가스연료공급배관의 개도가 개방되는 개방시간을 조절함으로써 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 가스연료공급배관의 개도를 크게 개방하거나 개방시간을 증가시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 증가시킬 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 가스연료공급배관의 개도를 작게 개방하거나 개방시간을 감소시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 감소시킬 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하기 위한 가스연료이송장치의 이송력을 증감시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 조절할 수도 있다. 상기 가스연료이송장치는 압축기, 임펠러, 블로워 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 제어부(6)에 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 제어부(6)에 의해 제어됨으로써, 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양을 조절할 수 있다.The gas fuel supply unit 4 is for supplying gas fuel (GF, shown in FIG. 2) to the cylinder 2. The gas fuel supply unit 4 may supply gas fuel to the cylinder 2 while the piston 3 moves from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. In this case, the cylinder 2 may be closed by an exhaust valve (not shown). When the ship is an LNG carrier, the gas fuel supply unit 4 may supply gas fuel to the cylinder 2 by vaporizing LNG stored in an LNG storage tank (not shown). The gas fuel supply unit 4 may supply BOG (Boil off gas) generated from the LNG storage tank to the cylinder 2. The gas fuel supply unit 4 may be installed to be connected to the auxiliary air supply unit. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can supply an air mixed gas fuel in which gas fuel and air are mixed to the cylinder 2. The pressure of the gas fuel (GF) or the air mixed gas fuel supplied by the gas fuel supply unit 4 to the cylinder 2 may be between about 3 bar and 30 bar, depending on the engine load. , Preferably it may be between 5 bar (bar) to 22 bar (bar). In this case, the pressure of the air additionally supplied by the auxiliary air supply unit may be relatively lower than the supply pressure of the gas fuel supplied by the gas fuel supply unit 4. This is to facilitate the supply of gas fuel (GF) to the cylinder (2). When the pressure of the gas fuel (GF) or the air mixed gas fuel exceeds 30 bar, the capacity of each of the gas fuel supply unit 4 and the auxiliary air supply unit for supplying air to the cylinder 2 must be increased. There is a problem that the size of the overall engine increases. If the pressure of the gas fuel (GF) or the air mixed gas fuel is less than 3 bar, the gas fuel (GF) or the air mixed gas fuel is transferred to the cylinder 2 due to the pressure of the scavenger air supplied to the cylinder (2). There is a problem that it cannot be supplied smoothly. The gas fuel supply unit 4 passes gas fuel to the cylinder 2 when the piston 3 passes through the point where the gas fuel supply unit 4 is coupled to the side wall of the cylinder 2 based on the Y-axis direction. May not be supplied. This is because communication between the cylinder 2 and the gas fuel supply unit 4 is blocked. The gas fuel supply unit 4 can supply or block gas fuel to the cylinder 2 by opening and closing the opening of the gas fuel supply pipe connected to the fuel injection nozzle installed in the cylinder liner. The gas fuel supply unit 4 controls the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 by adjusting the size at which the opening degree of the gas fuel supply pipe is opened or the opening time at which the opening degree of the gas fuel supply pipe is opened. Can be adjusted. For example, the gas fuel supply unit 4 may increase the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 by greatly opening the opening of the gas fuel supply pipe or increasing the opening time. The gas fuel supply unit 4 may reduce the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 by opening the gas fuel supply pipe to a small opening or reducing the opening time. The gas fuel supply unit 4 may adjust the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 by increasing or decreasing the conveying force of the gas fuel transfer device for supplying gas fuel to the cylinder 2. The gas fuel transfer device may be at least one of a compressor, an impeller, and a blower. The gas fuel supply unit 4 may be connected to the control unit 6 by at least one of wireless communication and wired communication. Accordingly, the gas fuel supply unit 4 is controlled by the control unit 6 to adjust the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2.

상기 액체연료공급유닛(5)은 실린더(2)에 액체연료(LF, 도 5에 도시됨)를 공급하기 위한 것이다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 상기 실린더(2)에 가스연료(GF)가 공급된 후에 액체연료(LF)를 실린더(2)에 공급할 수 있다. 바람직하게 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 피스톤(3)이 상사점(P2) 부근에 도달하였을 때 액체연료(LF)를 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 배기밸브(미도시)에 의해 폐쇄된 경우일 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 액체연료(LF)가 저장된 액체연료저장탱크(미도시)로부터 액체연료(LF)를 공급받아서 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. 상기 액체연료(LF)는 디젤일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더커버(2a)에 설치된 디젤인젝터(5a)에 결합되어서 상기 실린더(2)의 상측에서 액체연료(LF)를 상기 실린더(2)에 공급할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 피스톤(3)이 상사점(P2) 부근에 위치하였을 때 액체연료(LF)를 실린더(2)에 공급할 수 있으면 파일럿인젝터 등 실린더커버(2a) 또는 실린더(2)의 다른 위치에 설치되어서 상기 실린더(2)에 액체연료(LF)를 공급할 수도 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 가스연료를 주연료로 이용하여 추진하는 가스모드 운전에서 공급하는 디젤연료량보다 더 많은 액체연료량을 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 디젤인젝터(5a)가 상기 실린더(2)에 액체연료(LF)를 분사하는 분사기간을 증대시키거나 분사압력을 증가시킴으로써, 가스모드 운전에서 공급하는 디젤연료량보다 더 많은 액체연료량을 실린더(2)에 공급할 수 있다. 액체연료공급유닛(5)은 상기 디젤인젝터(5a)에 연결되는 액체연료공급배관의 개도를 개폐함으로써, 상기 실린더(2)에 액체연료를 공급하거나 차단할 수도 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 액체연료공급배관의 개도가 개방되는 크기, 또는 개도가 개방되는 시간을 조절함으로써 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 액체연료공급배관의 개도를 크게 개방하거나 개도가 개방되는 개방시간을 증가시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 증가시킬 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 액체연료공급배관의 개도를 작게 개방하거나 개방시간을 감소시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 감소시킬 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더(2)에 액체연료를 공급하기 위한 액체연료이송장치의 이송력을 증감시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 조절할 수도 있다. 상기 액체연료이송장치는 임펠러, 펌프 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 가스연료공급유닛(4)이 실린더(2)의 측벽 쪽에서 공급한 가스연료(GF)와 상기 소기리시버(10)가 공급한 소기공기가 피스톤(3)이 상사점(P2) 쪽으로 이동하여서 압축된 경우에 상기 실린더(2)의 상측에서 상기 실린더(2)에 액체연료(LF)를 공급하여서 착화시킬 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 제어부(6)에 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 제어부(6)에 의해 제어됨으로써, 상기 실린더(2)에 공급하는 액체연료(LF)의 양을 조절할 수 있다.The liquid fuel supply unit 5 is for supplying liquid fuel (LF, shown in FIG. 5) to the cylinder 2. The liquid fuel supply unit 5 is liquid fuel (LF) after the gas fuel (GF) is supplied to the cylinder (2) while the piston (3) moves from the bottom dead center (P1) to the top dead center (P2). Can be supplied to the cylinder (2). Preferably, the liquid fuel supply unit 5 may supply liquid fuel LF when the piston 3 reaches the vicinity of the top dead center P2. In this case, the cylinder 2 may be closed by an exhaust valve (not shown). The liquid fuel supply unit 5 may receive the liquid fuel LF from a liquid fuel storage tank (not shown) in which the liquid fuel LF is stored and supply the liquid fuel LF to the cylinder 2. The liquid fuel LF may be diesel, but is not limited thereto. The liquid fuel supply unit 5 is coupled to the diesel injector 5a installed on the cylinder cover 2a to supply the liquid fuel LF to the cylinder 2 from the upper side of the cylinder 2, but this It is not limited, and if liquid fuel (LF) can be supplied to the cylinder (2) when the piston (3) is located near the top dead center (P2), it is installed in a cylinder cover (2a) such as a pilot injector or another position of the cylinder (2). As a result, liquid fuel LF may be supplied to the cylinder 2. The liquid fuel supply unit 5 may supply a larger amount of liquid fuel to the cylinder 2 than the amount of diesel fuel supplied in a gas mode operation in which gas fuel is used as the main fuel. The liquid fuel supply unit 5 increases the injection period during which the diesel injector 5a injects the liquid fuel LF into the cylinder 2 or increases the injection pressure, so that the amount of diesel fuel supplied in the gas mode operation is increased. A larger amount of liquid fuel can be supplied to the cylinder 2. The liquid fuel supply unit 5 may supply or block the liquid fuel to the cylinder 2 by opening and closing the opening of the liquid fuel supply pipe connected to the diesel injector 5a. The liquid fuel supply unit 5 may control the amount of liquid fuel supplied to the cylinder 2 by adjusting the size of the opening degree of the liquid fuel supply pipe or the time the opening degree is open. For example, the liquid fuel supply unit 5 may increase the amount of liquid fuel supplied to the cylinder 2 by opening the opening of the liquid fuel supply pipe largely or increasing the opening time for the opening of the liquid fuel supply pipe. The liquid fuel supply unit 5 can reduce the amount of liquid fuel supplied to the cylinder 2 by opening a small opening degree of the liquid fuel supply pipe or reducing the opening time. The liquid fuel supply unit 5 may adjust the amount of liquid fuel supplied to the cylinder 2 by increasing or decreasing the conveying force of the liquid fuel transfer device for supplying the liquid fuel to the cylinder 2. The liquid fuel transfer device may be at least one of an impeller and a pump. In the liquid fuel supply unit 5, the gas fuel GF supplied by the gas fuel supply unit 4 from the side wall side of the cylinder 2 and the scavenging air supplied by the scavenging receiver 10 are provided by the piston 3 When compressed by moving toward the top dead center P2, liquid fuel LF may be supplied to the cylinder 2 from the upper side of the cylinder 2 to ignite it. The liquid fuel supply unit 5 may be connected to the control unit 6 by at least one of wireless communication and wired communication. Accordingly, the liquid fuel supply unit 5 is controlled by the control unit 6, so that the amount of the liquid fuel LF supplied to the cylinder 2 can be adjusted.

상기 제어부(6)는 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어함에 따라 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료 및 액체연료의 양이 각각 달라질 수 있다. 상기 제어부(6)는 배기밸브가 실린더(2)를 폐쇄한 후에 실린더(2)에 가스연료 및 액체연료 중 적어도 하나가 공급되도록 배기밸브, 가스연료공급유닛(4) 및 액체연료공급유닛(5)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 엔진 부하가 급격하게 감소 시 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시. 즉, 요구하는 엔진 부하가 급격하게 감소된 것으로 판단되면 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다. The control unit 6 is for controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. As the control unit 6 controls the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5, the amounts of gas fuel and liquid fuel supplied to the cylinder 2 may vary. The control unit 6 includes an exhaust valve, a gas fuel supply unit 4 and a liquid fuel supply unit 5 so that at least one of gas fuel and liquid fuel is supplied to the cylinder 2 after the exhaust valve closes the cylinder 2. ) Can be controlled. The control unit 6 may reduce the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 and increase the amount of liquid fuel when the engine load is rapidly decreased. The marine engine 1 according to the present invention is in the transient load reduction mode. That is, when it is determined that the required engine load is rapidly reduced, the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 can be reduced and the amount of liquid fuel can be increased.

본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 측정부(7)를 더 포함할 수 있다.The marine engine 1 according to the present invention may further include a measuring unit 7.

상기 측정부(7)는 요구된 엔진의 부하를 측정하기 위한 것이다. 상기 측정부(7)는 실린더(2)에서 연료의 연소 시 발생하는 연소압력을 측정함으로써, 요구된 엔진의 부하를 측정할 수 있다. 상기 측정부(7)는 상기 실린더의 상측에 결합되는 실린더커버에 설치되어서 상기 실린더의 내부. 즉, 연소실에서 연료 연소 시 발생하는 연소압력을 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 측정부(7)는 압력센서일 수 있다. 상기 측정부(7)는 크랭크축에 설치되어서 상기 크랭크축의 비틀림을 측정함으로써 요구된 엔진의 부하를 측정할 수도 있다. 상기 크랭크축의 비틀림이 클수록 엔진의 부하가 큰 것을 의미한다. 이 경우, 상기 측정부(7)는 토크미터일 수 있다. 상기 측정부(7)는 1개일 수 있으나, 측정하는 요구 엔진 부하 값에 대한 신뢰성을 높이기 위해 복수개가 실린더커버, 실린더라이너, 크랭크축 등 서로 다른 위치에 설치될 수 있다. 상기 측정부(7)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(6)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 측정부(7)는 측정한 엔진 부하 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다.The measurement unit 7 is for measuring the required engine load. The measurement unit 7 can measure the required engine load by measuring the combustion pressure generated during combustion of the fuel in the cylinder 2. The measuring unit 7 is installed on the cylinder cover coupled to the upper side of the cylinder, so that the inside of the cylinder. That is, it is possible to measure the combustion pressure generated during fuel combustion in the combustion chamber. In this case, the measuring unit 7 may be a pressure sensor. The measuring unit 7 may be installed on the crankshaft to measure the torsion of the crankshaft to measure the required engine load. The larger the torsion of the crankshaft is, the larger the load on the engine is. In this case, the measuring unit 7 may be a torque meter. The measuring unit 7 may be one, but a plurality of measuring units 7 may be installed at different positions such as a cylinder cover, a cylinder liner, and a crankshaft in order to increase the reliability of the measured engine load value. The measurement unit 7 may be connected to the control unit 6 through at least one of wireless communication and wired communication. Accordingly, the measurement unit 7 can provide the measured engine load information to the control unit 6.

상기 제어부(6)는 상기 측정부(7)로부터 요구된 엔진 부하 정보를 제공받거나 엔진의 제어로직으로부터 작업자가 요구하는 엔진 부하 정보를 제공받아서 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만. 즉, 과도 부하 감소이면 실린더(2)에 대한 가스연료 공급량을 감소시키고, 액체연료 공급량을 증가시키도록 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)를 제어할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)에 공급되는 연료의 총량은 급격한 부하 감소 이전의 연료 총량에 비해 적을 수 있다. 상기 기준엔진부하는 노킹 또는 조기점화를 발생시키지 않는 엔진의 부하를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 액체연료 공급량은 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기와 동일한 에너지 크기를 발생시킬 수 있는 양일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 노킹 또는 조기점화를 발생시키지 않을 수 있으면 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기에 대응되는 양보다 적거나 많을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양을 감소시키고 액체연료의 양을 증가시킴으로써 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 급격하게 감소하도록 요구된 엔진 부하를 만족시킬 수 있다. 상기 제어부(6)가 과도 부하 감소 모드 시 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)를 상기와 같이 제어하는 것에 대해 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.The control unit 6 receives engine load information requested from the measurement unit 7 or receives engine load information requested by an operator from the control logic of the engine, so that the requested engine load is less than a preset reference engine load. That is, when the excessive load is reduced, the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 can be controlled to reduce the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 and increase the amount of liquid fuel supplied. In this case, the total amount of fuel supplied to the cylinder 2 may be less than the total amount of fuel before the sudden load reduction. The reference engine load refers to a load of an engine that does not cause knocking or premature ignition, and may be set in advance by an operator. The amount of liquid fuel supplied may be an amount capable of generating the same energy size as the amount of energy generated by the reduced gas fuel amount, but is not limited thereto, and if knocking or pre-ignition can not occur, the amount of energy generated by the reduced gas fuel amount It may be less or more than the amount corresponding to. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can prevent knocking or premature ignition from occurring by reducing the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 and increasing the amount of liquid fuel in the excessive load reduction mode. In addition, it is possible to satisfy the required engine load to be drastically reduced. A detailed look at how the control unit 6 controls the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 as described above in the excessive load reduction mode will be described below.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 과도 부하 감소 모드 시. 즉, 급격한 부하 감소 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 경우를 나타낸 것으로, 가로축은 공연비(λ)이고, 세로축은 평균유효압력(MEP)이다. λ0는 최적공연비 영역을 의미한다. 최적공연비 영역(λ0)을 기준으로 좌측 상단 부분은 노킹(Knocking) 또는 조기점화(Pre-ignition)가 발생하는 영역(이하, '노킹영역'이라 함)이다. 최적공연비 영역(λ0)를 기준으로 우측 부분은 실화(Misfiring)가 발생하는 영역(이하, '실화영역'이라 함)이다. 상기 그래프에서 노킹영역과 실화영역을 제외한 영역은 가스운전 안전영역이다. 따라서, 상기 가스운전 안전영역에는 상기 최적공연비 영역(λ0)이 포함될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 과도 부하 감소 모드 시 종래 선박용 엔진과 같이 실린더에 공급하는 가스연료 감소량이 공기 감소량보다 적으면, 종래 공연비는 좌하향 방향으로 이동하게 되어서 D3위치에 위치하게 되어 노킹영역에 가까워지게 된다. 이 경우, 종래 공연비는 최적공연비 영역(λ0)을 벗어나서 좌측에 위치하게 되므로 노킹 또는 조기점화가 발생할 가능성이 높아질 뿐만 아니라 공연비가 낮아진다.First, Figure 3 is a case of a transient load reduction mode in the marine engine according to the present invention. That is, it shows a case in which the amount of gas fuel supplied to the cylinder is decreased and the amount of liquid fuel is increased when the load is abruptly decreased. The horizontal axis is the air-fuel ratio (λ), and the vertical axis is the average effective pressure (MEP). λ 0 means the optimum air-fuel ratio area. The upper left part of the optimum air fuel ratio area λ 0 is an area where knocking or pre-ignition occurs (hereinafter referred to as a “knocking area”). The right portion of the optimum air fuel ratio region λ 0 is a region where misfiring occurs (hereinafter referred to as a “misfiring region”). In the graph, the area excluding the knocking area and the misfire area is a gas operation safety area. Accordingly, the optimum air fuel ratio region λ 0 may be included in the gas operation safety region. As shown in FIG. 3, when the reduction amount of gas fuel supplied to the cylinder like a conventional marine engine in the excessive load reduction mode is less than the reduction amount of air, the conventional air-fuel ratio moves in the left-down direction and is located at the position D3, so that it is located in the knocking area. It gets closer. In this case, since the conventional air-fuel ratio is located on the left side outside the optimum air-fuel ratio region λ 0 , the possibility of knocking or premature ignition is increased, and the air-fuel ratio is lowered.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜 실린더(2)에 공급함으로써, 공연비를 우하향 방향으로 이동시켜서 D4위치에 위치시킬 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 공연비는 최적공연비 영역(λ0) 안에서 우하향 방향으로 이동하게 되므로 노킹영역에서 더 멀어져서 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 더욱 방지할 수 있을 뿐만 아니라 실화가 발생하는 것도 함께 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 다음과 같은 과정으로 상기 공연비를 D4위치로 이동시킬 수 있다. 먼저, 요구되는 엔진 부하가 급격히 감소되면, 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 종래에 가스연료 감소량에 비해 더 감소시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공연비를 노킹영역에서 더 이격시킬 수 있으므로, 노킹 및 조기점화가 발생하는 것을 더 방지할 수 있다. 다음, 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 무한정 감소시키게 되면 상대적으로 공기량이 더 많아져서 실화가 발생할 수 있다. 상기 실화(Misfiring)는 연료량 대비 공기량이 많아서 연소가 잘 일어나지 않는 현상이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실화가 발생하는 것을 방지하기 위해 실린더(2)에 공급하는 액체연료량을 증가시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공연비가 실화영역에 진입하는 것을 방지함으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킴으로써, 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 더 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 실화가 발생하는 것도 방지할 수 있다. 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 실린더(2)에 공급되는 소기공기의 압력인 소기압을 감소시킴으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기바이패스밸브 및 배기가스바이패스밸브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 소기바이패스밸브는 상기 소기리시버(10)와 이코노마이저 또는 연돌(Stack)을 연결하는 파이프의 개도를 개방함으로써, 상기 소기리시버가 저장하는 소기 공기의 압력을 낮춤으로써 상기 실린더(2)에 공급되는 소기압을 낮출 수 있다. 상기 배기가스바이패스밸브는 배기가스리시버와 이코노마이저 또는 연돌(Stack)을 연결하는 배기가스파이프의 개도를 개방함으로써, 배기가스리시버에서 상기 이코노마이저 또는 연돌(Stack)로 배기가스가 배출되도록 하여서 상기 배기가스리시버가 저장하는 배기가스의 압력을 낮출 수 있다. 이에 따라, 터보차져가 상기 배기가스리시버로부터 공급받는 배기가스의 압력이 낮아지므로 상기 소기리시버(10)에 공급하는 공기의 압력이 낮아져서 상기 실린더(2)에 공급하는 소기압을 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 소기바이패스밸브 및 상기 배기가스바이패스밸브 중 적어도 하나를 이용해서 상기 실린더(2)에 공급되는 소기압을 감소시킴으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공연비를 최적공연비 영역(λ0) 안에서 D4위치로 이동시킴으로써 종래 D3위치로 이동되는 경우에 비해 노킹마진(NM, 도 3에 도시됨)을 더 증가시킬 수 있다. 상기 노킹마진(NM)은 현재 공연비에서 노킹, 조기점화가 발생하기까지 여유를 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 요구하는 엔진 부하에 대응하도록 가스연료량을 감소시킴과 동시에 액체연료량을 증가시킴으로써, 요구 엔진부하를 만족시킴과 동시에 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3, the marine engine 1 according to the present invention reduces the amount of gas fuel and increases the amount of liquid fuel and supplies it to the cylinder 2 in the excessive load reduction mode, thereby moving the air-fuel ratio in the right-down direction to D4. Can be placed in any position. In this case, since the air-fuel ratio according to the present invention moves in a downward-right direction within the optimum air-fuel ratio region (λ 0 ), it is possible to further prevent knocking or early ignition from occurring further away from the knocking region, as well as the occurrence of misfire. Can be prevented. The marine engine 1 according to the present invention can move the air-fuel ratio to the D4 position in the following process. First, when the required engine load is rapidly reduced, the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 is further reduced compared to the conventionally reduced amount of gas fuel. Accordingly, since the marine engine 1 according to the present invention can further separate the air-fuel ratio from the knocking area, it is possible to further prevent knocking and early ignition from occurring. Next, if the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 is indefinitely reduced, the amount of air is relatively larger, and a misfire may occur. The misfiring is a phenomenon in which combustion does not occur well due to the amount of air compared to the amount of fuel. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention increases the amount of liquid fuel supplied to the cylinder 2 in order to prevent misfire from occurring. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can prevent the occurrence of misfire by preventing the air-fuel ratio from entering the misfire area. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can further prevent knocking or pre-ignition by reducing the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 and increasing the amount of liquid fuel in the excessive load reduction mode. In addition, it is also possible to prevent misfires from occurring. Although not shown, the marine engine 1 according to the present invention can prevent misfire by reducing the scavenging pressure, which is the pressure of scavenging air supplied to the cylinder 2. To this end, the marine engine 1 according to the present invention may include at least one of a scavenging bypass valve and an exhaust gas bypass valve. The scavenging bypass valve is supplied to the cylinder 2 by lowering the pressure of scavenging air stored by the scavenging receiver by opening the opening of the pipe connecting the scavenging receiver 10 and the economizer or stack. It can lower the scavenging pressure. The exhaust gas bypass valve allows the exhaust gas to be discharged from the exhaust gas receiver to the economizer or stack by opening the opening of the exhaust gas pipe connecting the exhaust gas receiver and the economizer or stack. The pressure of the exhaust gas stored by the receiver can be reduced. Accordingly, since the pressure of the exhaust gas supplied from the exhaust gas receiver of the turbocharger is lowered, the pressure of the air supplied to the scavenging receiver 10 is lowered, thereby reducing the scavenging pressure supplied to the cylinder 2. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention prevents misfire by reducing the scavenging pressure supplied to the cylinder 2 by using at least one of the scavenging bypass valve and the exhaust gas bypass valve. can do. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention moves the air-fuel ratio to the position D4 within the optimum air-fuel ratio region (λ 0 ) to further increase the knocking margin (NM, shown in FIG. 3) compared to the case of moving to the conventional D3 position. Can be increased. The knocking margin (NM) refers to a margin from the current air-fuel ratio until knocking and early ignition occur. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention reduces the amount of gas fuel and increases the amount of liquid fuel to respond to the required engine load in the transient load reduction mode, thereby satisfying the required engine load, knocking, early ignition, and Misfire can be prevented from occurring.

다음, 도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)에서 과도 부하 감소 모드 시 시간에 따른 가스연료 및 액체연료 공급량을 나타낸 그래프이다. 가로축은 시간이고, 세로축은 다양한 변수들의 높낮이이다. 여기서, C영역은 고부하영역이고, RD영역은 과도영역이며, D영역은 저부하영역이다. 과도영역은 급격한 엔진의 부하 변동 영역을 의미하는 것이고, 도 4에서 RD영역은 엔진의 부하가 고부하에서 저부하로 급격하게 감소하는 영역을 나타낸 것이다. RD영역은 터보차져의 응답성이 지연되는 RD1영역과 터보차져가 정상적으로 공기를 일정비율로 감소시켜서 공급하는 RD2영역을 포함한다. D영역은 저부하에 완전하게 진입한 저부하안전영역인 D2영역과, D2영역에 진입하기 전 저부하진입영역인 D1영역을 포함한다. D1영역은 RD2영역과 D2영역 사이에 위치할 수 있다.Next, FIG. 4 is a graph showing the amount of gas fuel and liquid fuel supplied over time in the transient load reduction mode in the marine engine 1 according to the present invention. The horizontal axis is time, and the vertical axis is the height of various variables. Here, region C is a high load region, region RD is a transient region, and region D is a low load region. The transient region refers to a region of sudden change in the load of the engine, and the RD region in FIG. 4 indicates a region in which the load of the engine rapidly decreases from a high load to a low load. The RD area includes an RD1 area in which the responsiveness of the turbocharger is delayed, and an RD2 area in which the turbocharger normally reduces and supplies air at a certain rate. Area D includes area D2, which is a low-load safety area that has completely entered the low-load area, and area D1, which is a low-load access area before entering the D2 area. The D1 area may be located between the RD2 area and the D2 area.

우선, 엔진 부하 그래프를 살펴보면, 엔진 부하는 고부하에서 저부하로 급격하게 감소한다. 엔진 부하는 C영역, RD영역, D영역을 순차적으로 거친다. 엔진 부하는 C영역 및 D영역에서 모두 수평이고, C영역이 D영역보다 높은 위치에 위치한다. 엔진 부하는 RD영역에서 우하향 방향으로 일정한 각도로 경사져 있다. 이는 엔진 부하가 고부하에서 저부하로 급격하게 하강하지만 일정한 비율로 하강하는 것을 의미한다.First, looking at the engine load graph, the engine load rapidly decreases from high load to low load. The engine load goes through the C area, the RD area, and the D area in sequence. The engine load is horizontal in both the C area and the D area, and the C area is located at a higher position than the D area. The engine load is inclined at a certain angle in the right-down direction in the RD area. This means that the engine load drops sharply from high load to low load, but drops at a constant rate.

다음, 실린더(2)에 공급하는 공기공급량을 살펴보면, 공기공급량은 C영역 및 D영역에서 모두 수평이고, C영역이 D영역보다 높은 위치에 위치한다. 실린더(2)에 대한 공기공급량은 RD영역에서 우하향 방향으로 경사져 있다. 이 때, RD1영역의 우하향 경사는 RD2영역의 우하향 경사보다 더 완만하다. 이는 터보차져의 가속성 지연으로 인해 실린더(2)에 공급하는 공기량이 RD1영역에서 서서히 감소하다가 RD2영역에서 터보차져가 감소된 배기가스의 양에 적응하여 실린더(2)에 일정 비율로 공기 공급량을 감소시키는 것을 의미한다.Next, looking at the amount of air supplied to the cylinder 2, the amount of air supplied is horizontal in both the C region and the D region, and the C region is located at a higher position than the D region. The amount of air supplied to the cylinder 2 is inclined in a downward-right direction in the RD area. At this time, the downward right slope of the RD1 region is more gentle than the right downward slope of the RD2 region. This is because the amount of air supplied to the cylinder 2 gradually decreases in the RD1 area due to the acceleration delay of the turbocharger, and then the turbocharger adapts to the reduced amount of exhaust gas in the RD2 area and reduces the air supply to the cylinder 2 at a certain rate It means letting go.

다음, 엔진 요구 총 에너지를 살펴보면, 엔진 요구 총 에너지는 상기 엔진 부하 그래프와 동일한 패턴을 가지는 것을 알 수 있다.Next, looking at the total energy required for the engine, it can be seen that the total energy required for the engine has the same pattern as the engine load graph.

다음, 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양에 대한 그래프를 살펴보면, 가스연료량은 C영역에서 수평을 유지하고 RD영역에서 하강한다. 이 때, 가스연료량은 RD영역에서 엔진요구 총 에너지보다 더 낮은 기울기로 하강한다. 이는, 기설정된 기준엔진부하에 따른 가스연료의 감소량(점선부분)(이하, '기준가스감소량'이라 함)보다 가스연료 공급량을 더 감소시키는 것을 의미한다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 RD영역에서 가스연료 공급량을 상기 기준가스감소량보다 더 감소시킴으로써 노킹 또는 조기점화 발생을 방지하고, 상기 더 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기만큼 액체연료량을 증가시킴으로써, 실화가 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 따라서, 실린더(2)에 공급하는 액체연료의 양에 대한 그래프를 살펴보면, 액체연료량은 C영역에서 수평을 유지하고 RD영역에서 상승한 후 D1영역에서 하강한다. 이 경우, 상기 액체연료공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 공급하는 액체연료 공급량은, 상기 가스연료공급유닛(4)이 상기 기준가스감소량에서 더 감소시킨 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기와 동일한 크기의 에너지를 발생시키는 양일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 기설정된 가스연료 감소비율보다 더 감소시킨 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기만큼 액체연료량을 증가시켜 공급함으로써, 가스연료량 감소에 따른 출력 저하 또는 실화 발생을 액체연료량 증대로 보상할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 도 3에 도시된 바와 같이 최적공연비영역(λ0)을 유지하면서 노킹 또는 조기점화가 발생하기까지 여유를 더 확보할 수 있는 것. 즉, 노킹마진(NM)을 높일 수 있으므로, 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 감소시키거나 방지할 수 있다.Next, looking at the graph of the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2, the amount of gas fuel remains horizontal in the C region and falls in the RD region. At this time, the amount of gas fuel falls at a lower slope than the total energy required by the engine in the RD region. This means that the amount of gas fuel supplied is further reduced than the amount of gas fuel reduction (dotted line portion) according to the preset reference engine load (hereinafter referred to as “reference gas reduction amount”). Because, the marine engine 1 according to the present invention prevents knocking or premature ignition by reducing the gas fuel supply amount in the RD area more than the reference gas reduction amount, and the amount of liquid fuel by the amount of energy generated by the further reduced gas fuel amount. This is to prevent misfire from occurring by increasing. Accordingly, looking at the graph of the amount of liquid fuel supplied to the cylinder 2, the amount of liquid fuel remains horizontal in the C region and rises in the RD region and then falls in the D1 region. In this case, the amount of liquid fuel supplied by the liquid fuel supply unit 5 to the cylinder 2 is determined by the amount of energy generated by the gas fuel supply unit 4 further reduced from the reference gas reduction amount. It may be an amount that generates the same amount of energy. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention increases and supplies the amount of liquid fuel as much as the amount of energy generated by the amount of gas fuel reduced more than the preset gas fuel reduction ratio, thereby reducing the output or generating misfire due to the decrease in the amount of gas fuel. Can be compensated for by increasing the amount of liquid fuel. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can further secure a margin until knocking or early ignition occurs while maintaining the optimum air fuel ratio region λ 0 as shown in FIG. 3. That is, since the knocking margin NM can be increased, the occurrence of knocking or pre-ignition can be reduced or prevented.

다음, D1영역에서 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양은 기설정된 기준엔진부하에 대응하도록 증가시키고, 액체연료의 양은 감소시킨다. D영역은 엔진의 부하가 저부하로 안정화된 상태이기 때문에 터보차져의 응답성이 지연될 문제가 없기 때문이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 D1영역에서 엔진의 저부하에 대응하도록 가스연료의 양을 증가시킴과 동시에 액체연료의 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 저부하 영역인 D영역에서 가스연료에 비해 상대적으로 비싼 액체연료의 양을 줄일 수 있으므로, 선박 운항에 대한 운용 비용을 절감할 수 있다.Next, the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 in the area D1 is increased to correspond to the preset reference engine load, and the amount of liquid fuel is decreased. This is because in the D area, the engine load is stabilized at a low load, so there is no problem of delaying the responsiveness of the turbocharger. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can increase the amount of gaseous fuel and reduce the amount of liquid fuel so as to respond to the low load of the engine in the area D1. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can reduce the amount of liquid fuel, which is relatively expensive compared to gas fuel, in the region D, which is a low load region, thereby reducing operating costs for ship operation.

도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 검지부(8)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the marine engine 1 according to the present invention may include a detection unit 8.

상기 검지부(8)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되었는지를 확인하기 위한 것이다. 상기 검지부(8)는 실린더에 공급되는 연료량에 대한 공기량의 비인 공연비를 측정함으로써, 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되었는지를 확인할 수 있다. 상기 검지부(8)는 배기관 또는 배기가스리시버에 설치될 수 있다. 상기 검지부(8)는 실린더(2)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하여서 공연비를 측정할 수 있다. 예컨대, 상기 검지부(8)는 공연비 센서일 수 있다. 상기 검지부(8)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(6)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 검지부(8)는 확인한 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다. 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급된 것으로 확인되면, 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량으로 상기 실린더(2)에 연료를 공급할 수 있다. 상기 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량은 D1영역에서 최종적으로 결정된 가스연료량 및 액체연료량일 수 있다. 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되지 않은 것으로 확인되면, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하를 초과하는지 여부를 다시 판단한다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 엔진 부하에 따라 가스연료 및 액체연료의 양을 조절하여 실린더(2)에 공급함으로써 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 실린더(2)에 공급한 가스연료 및 액체연료의 양이 엔진 부하에 대응되는 양으로 정확하게 공급되었는지를 확인함으로써 최적 공연비영역을 유지할 수 있어서 최적의 엔진 효율을 달성할 수 있다.The detection unit 8 is for checking whether the amount of fuel corresponding to the requested engine load is supplied to the cylinder 2. The detection unit 8 may determine whether the amount of fuel corresponding to the engine load is supplied to the cylinder 2 by measuring the air-fuel ratio, which is the ratio of the amount of air to the amount of fuel supplied to the cylinder. The detection unit 8 may be installed in an exhaust pipe or an exhaust gas receiver. The detection unit 8 may measure the air-fuel ratio by detecting the oxygen concentration contained in the exhaust gas discharged from the cylinder 2. For example, the detection unit 8 may be an air-fuel ratio sensor. The detection unit 8 may be connected to the control unit 6 through at least one of wireless communication and wired communication. Accordingly, the detection unit 8 can provide the checked information to the control unit 6. When it is confirmed that the amount of fuel corresponding to the requested engine load has been supplied to the cylinder 2, the control unit 6 may supply fuel to the cylinder 2 with the amount of fuel corresponding to a preset reference engine load at a low load. . The amount of fuel corresponding to the reference engine load preset as the low load may be the amount of gas fuel and the amount of liquid fuel finally determined in the area D1. When it is determined that the amount of fuel corresponding to the requested engine load is not supplied to the cylinder 2, the control unit 6 determines again whether the requested engine load exceeds a preset reference engine load. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can prevent knocking, premature ignition and misfire by controlling the amount of gas fuel and liquid fuel according to the engine load and supplying it to the cylinder 2 in the transient load reduction mode. In addition, by checking whether the amount of gas fuel and liquid fuel supplied to the cylinder 2 is accurately supplied in an amount corresponding to the engine load, the optimum air-fuel ratio region can be maintained, thereby achieving optimum engine efficiency.

이하에서는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method for controlling a marine engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법의 개략적인 순서도이다.6 is a schematic flowchart of a marine engine control method according to the present invention.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 상술한 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.1 to 6, the marine engine control method according to the present invention may be performed by the marine engine 1 according to the present invention described above. The marine engine control method according to the present invention includes the following configuration.

우선, 엔진을 운전시킨다(S100). 이러한 단계(S100)는 작업자가 엔진을 시동시킴으로써 이루어질 수 있다.First, the engine is operated (S100). This step (S100) may be accomplished by the operator starting the engine.

다음, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부. 즉, 요구된 엔진 부하가 과도 부하 감소 모드인지를 판단한다(S200). 이러한 단계(S200)는 상기 제어부(6)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 기준엔진부하는 노킹 또는 조기점화를 발생시키지 않는 엔진의 부하를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다.Next, whether the requested engine load is less than a preset reference engine load. That is, it is determined whether the requested engine load is the transient load reduction mode (S200). This step (S200) may be performed by the control unit 6. The reference engine load refers to a load of an engine that does not cause knocking or premature ignition, and may be set in advance by an operator.

다음, 실린더(2)에 공급하는 연료의 양을 조절한다(S300). 이러한 단계(S300)는 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 액체연료공급유닛(5)을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 단계(S300)는 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.Next, the amount of fuel supplied to the cylinder 2 is adjusted (S300). This step (S300) may be accomplished by the control unit 6 controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. This step (S300) may include the following configuration.

우선, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면, 가스연료량을 기설정된 기준엔진부하에 따른 가스연료 감소량. 즉, 기준가스감스량보다 더 감소시키고 액체연료량을 상기 기준가스감소량보다 더 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기만큼 증가시킨다(S310). 이러한 단계(310)는 상기 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)를 제어함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 과도 부하 감소 모드 시 요구하는 엔진 부하에 대응하는 연료로 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜서 요구 엔진부하를 만족시킴과 동시에 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.First, if the requested engine load is less than the preset reference engine load, the gas fuel amount is the gas fuel reduction amount according to the preset reference engine load. That is, the amount of liquid fuel is further reduced than the reference gas reduction amount, and the amount of liquid fuel is increased by the amount of energy generated by the gas fuel amount reduced more than the reference gas reduction amount (S310). This step 310 can be accomplished by the control unit 6 controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. Therefore, the marine engine control method according to the present invention is a fuel corresponding to the required engine load in the transient load reduction mode, reducing the amount of gas fuel and increasing the amount of liquid fuel to satisfy the required engine load, and at the same time, knocking, early ignition and misfire are reduced. It can be prevented from occurring.

다음, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이 아니면, 요구하는 엔진 부하에 대응하는 연료량을 실린더(2)에 공급한다(S320). 이러한 단계(320)는 상기 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(6)는 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량. 즉, 노킹 또는 조기점화의 발생을 방지함과 동시에 요구하는 엔진부하를 만족시키도록 가스연료량을 감소시켜서 실린더(2)에 공급하거나, 가스연료 및 액체연료 각각의 양을 감소시켜서 실린더(2)에 함께 공급할 수 있다.Next, if the requested engine load is not less than the preset reference engine load, the amount of fuel corresponding to the requested engine load is supplied to the cylinder 2 (S320). This step 320 may be accomplished by the control unit 6 controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. For example, the control unit 6 is a fuel amount corresponding to a preset reference engine load. In other words, to prevent the occurrence of knocking or premature ignition and at the same time reduce the amount of gas fuel to satisfy the required engine load and supply it to the cylinder 2, or reduce the amount of gas fuel and liquid fuel to the cylinder 2 Can be supplied together.

다음, 요구된 엔진 부하에 대응하는 연료량이 공급되었는지를 확인한다(S400). 이러한 단계(S400)는 상기 검지부(8)가 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하여서 공연비를 측정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 검지부(8)는 확인한 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다.Next, it is checked whether the amount of fuel corresponding to the requested engine load is supplied (S400). This step (S400) may be performed by the detection unit 8 measuring the air-fuel ratio by detecting the oxygen concentration contained in the exhaust gas. The detection unit 8 may provide the checked information to the control unit 6.

다음, 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급된 것으로 확인되면, 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량으로 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. 상기 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량은 D1영역에서 최종 결정된 가스연료 및 액체연료의 양일 수 있다.Next, when it is confirmed that the amount of fuel corresponding to the requested engine load has been supplied to the cylinder 2, the control unit 6 may supply the amount of fuel corresponding to the preset reference engine load to the cylinder 2 at a low load. . The amount of fuel corresponding to the reference engine load preset as the low load may be the amount of gas fuel and liquid fuel finally determined in the area D1.

다음, 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되지 않은 것으로 확인되면, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하를 초과하는지 여부(S200)를 다시 판단한다.Next, when it is confirmed that the amount of fuel corresponding to the requested engine load is not supplied to the cylinder 2, the controller 6 determines again whether the requested engine load exceeds a preset reference engine load (S200). .

따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 과도 부하 감소 모드 시 엔진 부하에 따라 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜서 실린더(2)에 공급함으로써, 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있어서 엔진 사용수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 실린더(2)에 공급한 가스연료 및 액체연료의 양이 엔진 부하에 대응되는 양으로 정확하게 공급되었는지를 확인함으로써 최적 공연비영역을 유지할 수 있어서 최적의 엔진 효율을 달성할 수 있다.Therefore, the marine engine control method according to the present invention reduces the amount of gas fuel according to the engine load in the transient load reduction mode and increases the amount of liquid fuel and supplies it to the cylinder 2, thereby preventing knocking, premature ignition, and misfire. As a result, it is possible to increase the service life of the engine and to maintain the optimum air-fuel ratio by checking whether the amount of gas fuel and liquid fuel supplied to the cylinder 2 is accurately supplied in an amount corresponding to the engine load. Efficiency can be achieved.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be obvious to those who have the knowledge of.

1 : 선박용 엔진
2 : 실린더 3 : 피스톤
4 : 가스연료연료공급유닛 5 : 액체연료공급유닛
6 : 제어부 7 : 측정부
8 : 검지부1: marine engine
2: cylinder 3: piston
4: gas fuel supply unit 5: liquid fuel supply unit
6: control unit 7: measurement unit
8: detection unit

Claims (5)

가스연료를 주연료로 이용하되 액체연료를 공급해 가스연료를 착화시켜 구동력을 발생시키는 가스모드와 액체연료를 주연료로 이용하여 구동력을 발생시키는 디젤모드 중 하나로 운전하는 이중연료엔진으로서,
연료를 연소시키기 위한 실린더;
상기 실린더에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤;
상기 실린더에 가스연료를 공급하기 위한 가스연료공급유닛;
상기 실린더에 액체연료를 공급하기 위한 액체연료공급유닛;
상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
가스모드에서 엔진의 부하가 고부하에서 저부하로 급격하게 감소하는 과도영역에서, 급격하게 감소하도록 요구된 부하를 만족시키기 위해 상기 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키되, 터보차져의 응답성 지연으로 인해 공연비가 증가하여 실화가 발생하는 것을 방지하기 위해 액체연료량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.It is a dual fuel engine that uses gas fuel as the main fuel, but operates in one of the gas mode to generate driving power by supplying liquid fuel to ignite the gas fuel and the diesel mode to generate driving power by using liquid fuel as the main fuel.
A cylinder for burning fuel;
A piston installed to be movable in the vertical direction in the cylinder;
A gas fuel supply unit for supplying gas fuel to the cylinder;
A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the cylinder;
And a control unit for controlling the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit,
The control unit,
In the transient region in which the load of the engine in the gas mode rapidly decreases from high load to low load, the amount of gas fuel supplied to the cylinder is reduced to satisfy the load required to rapidly decrease, but due to the delay in responsiveness of the turbocharger. Marine engine, characterized in that to increase the amount of liquid fuel to prevent misfire due to an increase in air-fuel ratio. 제1항에 있어서,
상기 실린더에 설치되고 요구된 엔진의 부하를 측정하기 위한 측정부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 측정부가 측정한 요구된 엔진의 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 상기 실린더에 대한 가스연료 공급량을 감소시키고, 액체연료 공급량을 증가시키도록 상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.The method of claim 1,
It is installed in the cylinder and includes a measuring unit for measuring the required load of the engine,
The control unit reduces the gas fuel supply amount to the cylinder and increases the liquid fuel supply amount when the requested engine load measured by the measurement unit is less than a preset reference engine load, the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit. Marine engine, characterized in that to control the. 제2항에 있어서,
상기 요구된 엔진의 부하에 대응되는 연료량이 공급되었는지를 확인하기 위한 검지부를 포함하는 선박용 엔진.The method of claim 2,
Marine engine comprising a detection unit for checking whether the amount of fuel corresponding to the load of the requested engine is supplied. 가스연료를 주연료로 이용하되 액체연료를 공급해 가스연료를 착화시켜 구동력을 발생시키는 가스모드와 액체연료를 주연료로 이용하여 구동력을 발생시키는 디젤모드 중 하나로 운전하는 이중연료엔진을 제어하는 방법으로서,
엔진 운전 단계;
요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부를 판단하는 단계;
상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부에 따라 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계; 및
상기 요구된 엔진 부하에 대응하는 연료량이 공급되었는지 확인하는 단계를 포함하며,
연료의 양을 조절하는 단계는,
가스모드에서 엔진의 부하가 고부하에서 저부하로 급격하게 감소하는 과도영역에서, 급격하게 감소하도록 요구된 부하를 만족시키기 위해 상기 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키되, 터보차져의 응답성 지연으로 인해 공연비가 증가하여 실화가 발생하는 것을 방지하기 위해 액체연료량을 증가시키는 선박용 엔진 제어방법.This is a method of controlling a dual fuel engine that uses gas fuel as the main fuel, but operates in one of the gas mode to generate driving power by supplying liquid fuel to ignite the gas fuel and the diesel mode to generate driving power by using liquid fuel as the main fuel. ,
Engine driving stage;
Determining whether the requested engine load is less than a preset reference engine load;
Adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder according to whether the requested engine load is less than a preset reference engine load; And
And checking whether an amount of fuel corresponding to the requested engine load is supplied,
The step of controlling the amount of fuel,
In the transient region in which the load of the engine in the gas mode rapidly decreases from high load to low load, the amount of gas fuel supplied to the cylinder is reduced to satisfy the load required to rapidly decrease, but due to the delay in responsiveness of the turbocharger. A marine engine control method that increases the amount of liquid fuel to prevent misfire due to an increase in air-fuel ratio. 제4항에 있어서, 상기 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계는
상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 이상이면 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량을 실린더에 공급하는 단계; 및
상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 단계를 포함하는 선박용 엔진 제어방법.The method of claim 4, wherein adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder
If the requested engine load is greater than or equal to a preset reference engine load, supplying a fuel amount corresponding to a preset reference engine load to the cylinder; And
And reducing the amount of gas fuel supplied to the cylinder and increasing the amount of liquid fuel when the requested engine load is less than a preset reference engine load.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220022347A (en) 2020-08-18 2022-02-25 현대중공업 주식회사 The device for evaluating a control status of a engine
CN112096526B (en) * 2020-09-02 2022-09-13 济南天易迅达电气科技有限公司 External air supply method for scavenging system of free piston power mechanism
KR102451249B1 (en) 2021-04-29 2022-10-06 한국해양대학교 산학협력단 Marine even firing variable cylinder engine device and its operation method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004108153A (en) * 2002-09-13 2004-04-08 Tokyo Gas Co Ltd Dual fuel engine
JP2013007320A (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Low-speed 2-cycle gas engine

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0626342A (en) * 1992-07-08 1994-02-01 Mazda Motor Corp Fuel injection device for uniflow type two-cycle engine
JP2924510B2 (en) * 1992-11-10 1999-07-26 トヨタ自動車株式会社 Fuel supply control device for internal combustion engine
JP3942234B2 (en) * 1997-05-28 2007-07-11 ヤマハマリン株式会社 Exhaust system for outboard engine
JPH11303713A (en) * 1998-04-17 1999-11-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Starter device for internal combustion engine
JP2001295684A (en) * 2000-04-13 2001-10-26 Sanshin Ind Co Ltd Exhaust emission control method for cylinder injection engine
KR20090017305A (en) * 2007-08-14 2009-02-18 (주)메덱스 Flame arrester and flame arrest method
JP5403648B2 (en) * 2008-07-17 2014-01-29 独立行政法人海上技術安全研究所 Ship jet gas supply method and jet gas control device
JP4528339B2 (en) * 2008-05-16 2010-08-18 エムエーエヌ・ディーゼル・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・エスイー・ティスクランド Large two-cycle diesel engine with multiple variable turbochargers
US8950182B2 (en) * 2009-03-18 2015-02-10 Borgwarner Inc. Knock-responsive adjustment of an external EGR mixture
JP5331613B2 (en) * 2009-08-21 2013-10-30 本田技研工業株式会社 In-cylinder gas amount estimation device for internal combustion engine
JP5403277B2 (en) * 2010-06-15 2014-01-29 三菱自動車工業株式会社 Internal combustion engine
JP5452730B2 (en) * 2010-10-28 2014-03-26 株式会社Ｉｈｉ 2-stroke engine
KR20120003431U (en) * 2010-11-09 2012-05-17 현대중공업 주식회사 Turning gear with hydraulic assembling device for mounting on marine diesel engine
JP2012132420A (en) * 2010-12-24 2012-07-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd Apparatus and method for detecting failure of fuel supply valve in gas engine
JP5811538B2 (en) * 2011-01-24 2015-11-11 株式会社Ihi 2-cycle engine
KR20130104922A (en) * 2012-03-16 2013-09-25 삼성중공업 주식회사 Dual-fuel engine and controlling method for the same
JP5294135B1 (en) * 2012-03-22 2013-09-18 西芝電機株式会社 Ship compressed air supply system and apparatus
DK177566B1 (en) * 2012-06-29 2013-10-21 Man Diesel & Turbo Deutschland An internal combustion engine with control of fuel gas injection pressure
JP5965234B2 (en) * 2012-07-18 2016-08-03 川崎重工業株式会社 Uniflow 2-stroke engine
JP6069062B2 (en) * 2013-03-22 2017-01-25 川崎重工業株式会社 Fuel supply control device for sub-chamber gas engine
KR20140127455A (en) * 2013-04-24 2014-11-04 현대중공업 주식회사 CYLINDER BALANCING SYSTEM AND METHOD BY CONTROLLING Pmax AND IMEP OF DUAL FUEL ENGINE
JP6373578B2 (en) * 2013-12-26 2018-08-15 三菱重工業株式会社 Gaseous fuel supply system and abnormality detection method for gaseous fuel supply system
KR20150092916A (en) * 2014-02-06 2015-08-17 현대중공업 주식회사 Active SCR System for 2-Stroke Diesel Engine
KR102297863B1 (en) * 2014-09-23 2021-09-03 대우조선해양 주식회사 System And Method For Exhaust Gas Recirculation Of Ship Engine
KR101855067B1 (en) * 2014-12-22 2018-06-25 바르실라 핀랜드 오이 A method of calibrating a cylinder pressure sensor and an internal combustion piston engine
KR20160133987A (en) * 2015-05-14 2016-11-23 대우조선해양 주식회사 Diesel engine air supply system and method in drilling ship
KR101744807B1 (en) * 2015-06-15 2017-06-08 현대자동차 주식회사 Apparatus and method for controlling engine
KR102172165B1 (en) * 2015-06-18 2020-10-30 한국조선해양 주식회사 Engine including knocking control system and knock controlling method of engine
KR20170035483A (en) * 2015-09-23 2017-03-31 대우조선해양 주식회사 NOx Reduction Method and System of Engine
JP6178825B2 (en) * 2015-10-27 2017-08-09 川崎重工業株式会社 Marine propulsion system
DE102015015343A1 (en) * 2015-11-26 2017-06-01 Man Diesel & Turbo Se Method and control device for operating an engine
JP6650762B2 (en) * 2016-01-15 2020-02-19 三菱重工業株式会社 Internal combustion engine, control apparatus and method for internal combustion engine
JP2017145730A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 新潟原動機株式会社 Engine system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004108153A (en) * 2002-09-13 2004-04-08 Tokyo Gas Co Ltd Dual fuel engine
JP2013007320A (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Low-speed 2-cycle gas engine

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