KR102442206B1 - Ship Engine and Method for Ship Engine - Google Patents

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KR102442206B1
KR102442206B1 KR1020180003035A KR20180003035A KR102442206B1 KR 102442206 B1 KR102442206 B1 KR 102442206B1 KR 1020180003035 A KR1020180003035 A KR 1020180003035A KR 20180003035 A KR20180003035 A KR 20180003035A KR 102442206 B1 KR102442206 B1 KR 102442206B1
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백은성
김기두
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한국조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 엔진이 작동하면 실린더에 소기공기를 공급하는 단계, 피스톤이 하사점에서 상사점으로 이동하는 중간에 가스연료와 보조공기가 혼합된 공기혼합가스연료를 상기 실린더에 공급하는 단계, 실린더의 연소압력 또는 배기가스의 가속도를 측정하는 단계, 상기 측정한 연소압력 또는 배기가스의 가속도로부터 노킹 또는 조기점화를 감지하는 단계, 및 상기 노킹 또는 조기점화가 감지되면 상기 실린더에 공급되는 공기의 양이 증가하도록 상기 실린더에 공기를 공급하는 분사기간을 증가시키는 단계를 포함하는 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법에 관한 것이다.The present invention provides a step of supplying scavenging air to a cylinder when the engine is operating, supplying an air mixed gas fuel in which gas fuel and auxiliary air are mixed to the cylinder while the piston moves from bottom dead center to top dead center, to the cylinder Measuring combustion pressure or acceleration of exhaust gas, detecting knocking or pre-ignition from the measured combustion pressure or acceleration of exhaust gas, and when knocking or pre-ignition is detected, the amount of air supplied to the cylinder is It relates to a marine engine and a marine engine control method comprising the step of increasing an injection period for supplying air to the cylinder to increase.

Description

선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법{Ship Engine and Method for Ship Engine}Marine engine and ship engine control method {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 for propelling a vessel and a method for controlling the marine engine.

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 a diesel engine, a gas turbine engine, and a dual fuel engine. In particular, the dual fuel engine has two fuels. For example, it is widely used in ships due to the advantage that gas and diesel can be used in parallel.

이러한 엔진은 실린더 내에 가스를 공급하는 압력에 따라 저압형 엔진과 고압형 엔진으로 구분된다.Such an engine is divided into a low pressure type engine and a high pressure type engine according to the pressure at which gas is supplied to the cylinder.

저압형 엔진은 실린더 중간에 가스를 저압. 예컨대, 5 - 30바(Bar)로 공급할 수 있는 가스공급밸브를 설치하고, 공기 압축 중간과정에서 가스를 분사하여 착화 전에 공기와 가스가 미리 혼합되게 함으로써, 예혼합 연소가 가능하다.Low-pressure engines have low pressure gas in the middle of the cylinder. For example, by installing a gas supply valve capable of supplying 5 to 30 bar, and injecting gas in the middle of air compression to allow air and gas to be mixed in advance before ignition, pre-mixed combustion is possible.

고압형 엔진은 실린더 상측에 가스를 고압. 예컨대, 300바(Bar)로 공급할 수 있는 연료분사밸브를 설치하고, 공기를 압축시킨 후 상측에서 연료를 분사하여 확산 연소시킴으로써, 고출력을 발생시킨다.In high-pressure engines, high-pressure gas is applied to the upper part of the cylinder. For example, a high output is generated by installing a fuel injection valve capable of supplying 300 Bar, compressing air, and then injecting fuel from the upper side for diffusion combustion.

그러나, 종래 기술에 따른 엔진은 공기를 압축시키는 중간과정에서 가스를 공급하므로, 가스와 공기가 균일하게 혼합되지 못한다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 엔진은 출력이 저하될 뿐만 아니라 노킹(Knocking) 및 조기점화(Pre-ignition) 등 이상연소가 발생하고, 환경오염물질인 질소산화물(NOx)의 배출량이 증대되는 문제가 있다. 또한, 예혼합 연소에 따른 노킹 발생을 억제하기 위해 엔진 압축비를 낮추어 엔진 효율이 저하되는 문제가 있다. 특히, 이중연료엔진에서 가스를 연료로 하는 가스모드의 노킹을 억제하기 위해 낮아진 압축비는 디젤을 연료로 하는 디젤모드에서 엔진 효율을 악화시키는 문제가 있다. 따라서, 노킹이나 조기점화 발생 시 신속하게 실린더에 공기를 추가 공급하여서 노킹 또는 조기점화가 계속하여 발생하는 것을 방지하여 엔진 효율을 개선하고, 엔진 사용 수명을 증대시킬 수 있는 선박용 엔진의 개발이 절실히 필요하다.However, since the engine according to the prior art supplies gas in an intermediate process of compressing air, the gas and air are not uniformly mixed. Accordingly, in the engine according to the prior art, not only the output is lowered, but abnormal combustion such as knocking and pre-ignition occurs, and the emission of nitrogen oxide (NOx), an environmental pollutant, is increased. have. In addition, there is a problem in that the engine efficiency is lowered by lowering the engine compression ratio in order to suppress the occurrence of knocking due to the premixed combustion. In particular, there is a problem in that the compression ratio lowered to suppress knocking in the gas mode using gas as fuel in the dual fuel engine deteriorates engine efficiency in the diesel mode using diesel as fuel. Therefore, it is urgently needed to develop a marine engine that can improve engine efficiency and increase engine service life by rapidly supplying additional air to the cylinder when knocking or pre-ignition occurs to prevent knocking or pre-ignition from occurring continuously. do.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 노킹 또는 조기점화 발생 시 신속하게 실린더에 공기를 추가로 공급할 수 있는 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and to provide a marine engine and a marine engine control method capable of rapidly supplying additional air to a cylinder when knocking or pre-ignition occurs.

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 실린더; 상기 실린더에서 왕복이동하는 피스톤; 상기 실린더에 연료를 공급하기 위한 연료공급유닛; 상기 연료공급유닛의 연료와 함께 보조 공기를 공급하는 보조공기공급유닛; 상기 실린더에서 발생하는 노킹 또는 조기점화를 감지하기 위한 감지부; 및 상기 연료공급유닛과 상기 보조공기공급유닛을 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 감지부가 노킹 또는 조기점화를 감지하면 상기 보조공기공급유닛이 상기 실린더에 공기를 공급하는 분사기간이 증가하도록 상기 보조공기공급유닛을 제어할 수 있다.A marine engine according to the present invention includes a cylinder; a piston reciprocating in the cylinder; a fuel supply unit for supplying fuel to the cylinder; an auxiliary air supply unit for supplying auxiliary air together with the fuel of the fuel supply unit; a sensing unit for detecting knocking or pre-ignition occurring in the cylinder; and a control unit for controlling the fuel supply unit and the auxiliary air supply unit. The control unit may control the auxiliary air supply unit to increase the injection period during which the auxiliary air supply unit supplies air to the cylinder when the sensing unit detects knocking or early ignition.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 상기 감지부는 상기 실린더의 연소압력을 측정한 연소압력 값을 상기 제어부에 제공할 수 있다. 상기 제어부는 상기 감지부가 측정한 연소압력 값이 기설정된 기준연소압력범위를 초과하면 상기 실린더에 공급되는 공기량이 증가하도록 상기 보조공기공급유닛의 공기공급 분사기간을 증가시킬 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the sensing unit may provide a combustion pressure value obtained by measuring the combustion pressure of the cylinder to the control unit. The control unit may increase the air supply injection period of the auxiliary air supply unit to increase the amount of air supplied to the cylinder when the combustion pressure value measured by the sensing unit exceeds a preset reference combustion pressure range.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 상기 감지부는 상기 실린더에서 배출되는 배기가스의 가속도를 측정한 가속도 값을 상기 제어부에 제공할 수 있다. 상기 제어부는 상기 감지부가 측정한 가속도 값이 기설정된 기준가속도범위를 초과하면 상기 실린더에 공급되는 공기량이 증가하도록 상기 보조공기공급유닛의 공기공급 분사기간을 증가시킬 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the sensing unit may provide an acceleration value obtained by measuring the acceleration of the exhaust gas discharged from the cylinder to the control unit. The control unit may increase the air supply injection period of the auxiliary air supply unit to increase the amount of air supplied to the cylinder when the acceleration value measured by the sensing unit exceeds a preset reference acceleration range.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 실린더의 하측에서 상기 실린더에 공기를 공급하는 소기공기공급유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 보조공기공급유닛은 상기 소기공기공급유닛이 상기 실린더에 공기를 공급한 후에 상기 실린더에 공기를 공급할 수 있다.The marine engine according to the present invention may further include a scavenging air supply unit for supplying air to the cylinder from the lower side of the cylinder. The auxiliary air supply unit may supply air to the cylinder after the scavenging air supply unit supplies air to the cylinder.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 상기 연료공급유닛은 상기 보조공기공급유닛에 결합될 수 있다. 상기 보조공기공급유닛은 상기 실린더에 공기와 연료가 혼합된 공기혼합가스연료가 공급되도록 상기 연료공급유닛에서 공급되는 연료에 공기를 공급할 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the fuel supply unit may be coupled to the auxiliary air supply unit. The auxiliary air supply unit may supply air to the fuel supplied from the fuel supply unit so that the air mixture gas fuel in which air and fuel are mixed is supplied to the cylinder.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 상기 보조공기공급유닛은 상기 실린더에 공기를 공급하기 위한 공기공급수단, 상기 공기공급수단과 상기 실린더를 연결하는 공기공급배관, 및 상기 공기공급배관에 설치되고 상기 실린더에 공기가 공급되도록 상기 공기공급배관을 개폐하는 공기공급밸브를 포함할 수 있다. 상기 연료공급유닛은 상기 실린더에 연료를 공급하기 위한 연료공급수단, 상기 연료공급수단과 상기 공기공급배관을 연결하는 연료공급배관, 및 상기 연료공급배관에 설치되고 상기 공기공급배관에 연료가 공급되도록 상기 연료공급배관을 개폐하는 연료공급밸브를 포함할 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the auxiliary air supply unit is installed in an air supply means for supplying air to the cylinder, an air supply pipe connecting the air supply means and the cylinder, and the air supply pipe, and It may include an air supply valve that opens and closes the air supply pipe so that air is supplied to the cylinder. The fuel supply unit is installed in a fuel supply means for supplying fuel to the cylinder, a fuel supply pipe connecting the fuel supply means and the air supply pipe, and the fuel supply pipe to supply fuel to the air supply pipe. It may include a fuel supply valve for opening and closing the fuel supply pipe.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 상기 제어부는 상기 피스톤에 연결되게 설치되는 크랭크축의 회전각도에 따라 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브 각각이 상기 공기공급배관 및 상기 연료공급배관을 개폐하도록 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브를 제어할 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the control unit allows the air supply valve and the fuel supply valve to respectively open and close the air supply pipe and the fuel supply pipe according to a rotation angle of a crankshaft installed to be connected to the piston. A supply valve and the fuel supply valve may be controlled.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 제7항에 있어서, 상기 제어부는 상기 크랭크축의 회전각도를 획득하는 획득모드, 및 상기 획득모드에서 획득한 크랭크축의 회전각도에 따라 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브 각각의 개폐타이밍을 조절하는 제어모드를 포함할 수 있다.In the marine engine according to the present invention, according to claim 7, wherein the control unit supplies the air supply valve and the fuel according to the acquisition mode for acquiring the rotation angle of the crankshaft, and the rotation angle of the crankshaft acquired in the acquisition mode It may include a control mode for adjusting the opening/closing timing of each valve.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 상기 제어부는 상기 공기공급배관에서 상기 실린더로 공급되는 공기가 상기 연료공급배관에서 상기 공기공급배관으로 공급되는 연료보다 더 늦게 공급이 중단되도록 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브를 제어할 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the controller is the air supply valve and the air supply valve so that the air supplied to the cylinder from the air supply pipe is stopped later than the fuel supplied from the fuel supply pipe to the air supply pipe. The fuel supply valve can be controlled.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 상기 제어부는 상기 공기공급배관에서 상기 실린더로 공급되는 공기가 상기 연료공급배관에서 상기 공기공급배관으로 공급되는 연료보다 적어도 먼저 공급되도록 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브를 제어할 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the control unit is the air supply valve and the fuel supply so that the air supplied from the air supply pipe to the cylinder is supplied at least earlier than the fuel supplied from the fuel supply pipe to the air supply pipe. You can control the valve.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 상기 실린더의 상측에 위치하도록 상기 실린더에 결합되고, 상기 실린더에서 연료가 연소되어 발생하는 배기가스가 배출되도록 상기 실린더를 개폐하는 배기밸브를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 배기밸브 및 상기 공급부를 제어하되, 상기 실린더가 폐쇄된 후에 상기 실린더에 공기혼합가스연료가 공급되도록 상기 배기밸브 및 상기 공급부를 제어할 수 있다.The marine engine according to the present invention may include an exhaust valve coupled to the cylinder to be positioned above the cylinder, and opening and closing the cylinder so that exhaust gas generated by burning fuel in the cylinder is discharged. The controller may control the exhaust valve and the supply unit, but control the exhaust valve and the supply unit so that the air mixed gas fuel is supplied to the cylinder after the cylinder is closed.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 상기 실린더의 상측에 위치하도록 상기 실린더에 결합되고, 상기 실린더에서 연료가 연소되어 발생하는 배기가스가 배출되도록 상기 실린더를 개폐하는 배기밸브를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 배기밸브를 제어하되, 연료가 가스인 가스모드일 경우, 연료가 디젤인 디젤모드에 비해 상기 배기밸브가 상기 실린더를 폐쇄하는 폐쇄타이밍이 더 늦도록 상기 배기밸브를 제어할 수 있다.The marine engine according to the present invention may include an exhaust valve coupled to the cylinder to be positioned above the cylinder, and opening and closing the cylinder so that exhaust gas generated by burning fuel in the cylinder is discharged. The control unit controls the exhaust valve, but in a gas mode in which the fuel is gas, the exhaust valve may control the exhaust valve such that the closing timing of closing the cylinder is later than in the diesel mode in which the fuel is diesel .

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 엔진이 작동하면 실린더에 소기공기를 공급하는 단계; 피스톤이 하사점에서 상사점으로 이동하는 중간에 가스연료와 보조공기가 혼합된 공기혼합가스연료를 상기 실린더에 공급하는 단계; 실린더의 연소압력을 측정 또는 배기가스의 가속도를 측정하는 단계; 상기 측정한 연소압력 또는 배기가스의 가속도로부터 노킹 또는 조기점화를 감지하는 단계; 및 상기 노킹 또는 조기점화가 감지되면, 상기 실린더에 공급되는 공기의 양이 증가하도록 상기 실린더에 공기를 공급하는 분사기간을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.A marine engine control method according to the present invention includes the steps of supplying scavenging air to a cylinder when the engine is operated; supplying an air mixture gas fuel in which gas fuel and auxiliary air are mixed to the cylinder while the piston moves from bottom dead center to top dead center; measuring the combustion pressure of the cylinder or measuring the acceleration of exhaust gas; detecting knocking or pre-ignition from the measured combustion pressure or acceleration of exhaust gas; and when the knocking or pre-ignition is sensed, increasing an injection period for supplying air to the cylinder to increase the amount of air supplied to the cylinder.

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

본 발명은 노킹 또는 조기점화와 같은 이상연소 발생 시 신속하게 실린더에 공기를 추가 공급할 수 있도록 구현됨으로써, 실린더 내부의 공기와 연료를 균일하게 혼합시킬 수 있어서 노킹(Knocking), 조기점화(Pre-ignition)의 발생을 억제하고, 질소산화물(NOx)과 같은 환경오염물질의 배출량을 감소시킬 수 있다.The present invention is implemented to quickly additionally supply air to the cylinder when abnormal combustion such as knocking or pre-ignition occurs, so that the air and fuel inside the cylinder can be uniformly mixed, resulting in knocking and pre-ignition ) can be suppressed and the emission of environmental pollutants such as nitrogen oxides (NOx) can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 엔진의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서의 개략적인 도면
도 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 연료공급유닛, 보조공기공급유닛, 감지부 및 제어부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 연료공급밸브 및 공기공급밸브를 설명하기 위한 도 2의 A부분의 확대단면도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 공기를 연료보다 먼저 공급하는 것을 설명하기 위한 개략적인 작동상태도
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 공기를 연료보다 나중에 공급 중단하는 것을 설명하기 위한 개략적인 작동상태도
도 9는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 제어부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 10은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 공기공급밸브 및 연료공급밸브의 개폐타이밍을 나타낸 개략적인 그래프
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 배기밸브가 실린더를 폐쇄한 후에 공기혼합가스연료를 공급하는 것을 설명하기 위한 개략적인 작동상태도
도 13은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 배기밸브, 공기공급밸브 및 연료공급밸브의 개폐타이밍을 나타낸 개략적인 그래프
도 14는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 가스모드 및 디젤모드에 따른 배기밸브의 개폐타이밍을 나타낸 개략적인 그래프
도 15는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도
1 is a schematic block diagram of a marine engine according to the present invention;
2 is a schematic view of a marine engine according to the present invention;
3 is a schematic block diagram for explaining a fuel supply unit, an auxiliary air supply unit, a sensing unit, and a control unit in a marine engine according to the present invention;
4 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 2 for explaining a fuel supply valve and an air supply valve in a marine engine according to the present invention;
5 and 6 are schematic operating state diagrams for explaining the supply of air before fuel in the marine engine according to the present invention
7 and 8 are schematic operating state diagrams for explaining that the supply of air is stopped later than fuel in the marine engine according to the present invention.
9 is a schematic block diagram for explaining a control unit in a marine engine according to the present invention;
10 is a schematic graph showing the opening and closing timings of the air supply valve and the fuel supply valve in the marine engine according to the present invention;
11 and 12 are schematic operation state diagrams for explaining the supply of air mixture gas fuel after the exhaust valve closes the cylinder in the marine engine according to the present invention.
13 is a schematic graph showing the opening and closing timings of an exhaust valve, an air supply valve, and a fuel supply valve in a marine engine according to the present invention;
14 is a schematic graph showing the opening/closing timing of the exhaust valve according to the gas mode and the diesel mode in the marine engine according to the present invention;
15 is a schematic flowchart for explaining a method for controlling a marine engine 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. It should be noted that in the present specification, in adding reference numbers to the components of each drawing, the same numbers are used for the same components, even if they are indicated on different drawings, as much as possible.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. On the other hand, the meaning of the terms described in this 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.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly defines otherwise, and the terms "first", "second", etc. are used to distinguish one element from another, 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 should be understood that terms such as “comprise” or “have” do not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, 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” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first, second, and third items" means 2 of the first, second, and third items as well as each of the first, second, or third items. 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 marine engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 16을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 노킹 또는 조기점화와 같은 이상연소 발생 시 신속하게 실린더에 공기를 추가 공급함으로써, 실린더 내부의 공기와 연료를 균일하게 혼합시킬 수 있어서 노킹(Knocking), 조기점화(Pre-ignition)의 발생을 억제하고, 질소산화물(NOx)과 같은 환경오염물질의 배출량을 감소시킬 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 2행정 이중연료엔진일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 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 16, the marine engine 1 according to the present invention rapidly supplies air to the cylinder when abnormal combustion such as knocking or premature ignition occurs, thereby uniformly mixing the air and fuel inside the cylinder. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of knocking and pre-ignition, and to reduce the emission of environmental pollutants such as nitrogen oxides (NOx). The marine engine 1 according to the present invention may be a two-stroke dual fuel engine, but is not necessarily limited thereto. The knocking is a phenomenon in which a sound similar to 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), 연료공급유닛(4), 보조공기공급유닛(5), 제어부(6), 및 감지부(7)를 포함한다.To this end, the marine engine (1) according to the present invention is largely a cylinder (2), a piston (3), a fuel supply unit (4), an auxiliary air supply unit (5), a control unit (6), and a sensing unit (7) includes

상기 실린더(2)는 연료를 연소시키기 위한 공간을 제공한다. 상기 피스톤(3)은 피스톤(3)은 상기 실린더(2)에서 하사점과 상사점을 왕복이동할 수 있다. 상기 연료공급유닛(4)은 상기 실린더(2)에 연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 보조공기공급유닛(5)은 상기 연료공급유닛(4)의 연료와 함께 보조 공기를 공급하기 위한 것이다. 상기 감지부(7)는 상기 실린더(2)에서 발생하는 노킹 또는 조기점화를 감지하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)는 상기 연료공급유닛(4)과 상기 보조공기공급유닛(5)을 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)가 노킹 또는 조기점화를 감지하면 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 공기를 공급하는 분사기간이 증가하도록 상기 보조공기공급유닛(5)을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 노킹 또는 조기점화 발생 시 신속하게 실린더(2)에 추가공기를 공급함으로써, 노킹 또는 조기점화가 계속적으로 발생하는 것을 방지함으로써 엔진의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 엔진의 사용수명을 연장시켜서 엔진에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용이 증대되는 것을 방지할 수 있다.The cylinder 2 provides space for burning fuel. The piston 3 may reciprocate between the bottom dead center and top dead center in the cylinder 2 . The fuel supply unit 4 is for supplying fuel to the cylinder 2 . The auxiliary air supply unit 5 is for supplying auxiliary air together with the fuel of the fuel supply unit 4 . The sensing unit 7 is for detecting knocking or pre-ignition occurring in the cylinder 2 . The control unit 6 is for controlling the fuel supply unit 4 and the auxiliary air supply unit 5 . The control unit 6 controls the auxiliary air supply unit ( 5) can be controlled. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention prevents the engine efficiency from being lowered by rapidly supplying additional air to the cylinder 2 when knocking or pre-ignition occurs, thereby preventing knocking or pre-ignition from occurring continuously. Not only can it be prevented, but also it is possible to prevent an increase in the maintenance cost and replacement cost of the engine by extending the service life of the engine.

이하에서는 상기 실린더(2), 상기 피스톤(3), 상기 연료공급유닛(4), 상기 보조공기공급유닛(5), 상기 제어부(6), 및 상기 감지부(7)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the accompanying drawings for the cylinder (2), the piston (3), the fuel supply unit (4), the auxiliary air supply unit (5), the control unit (6), and the sensing unit (7) It will be described in detail with reference.

실린더(2)는 연료를 연소시키기 위한 공간을 제공한다. 실린더(2)는 엔진블록(100, 도 4에 도시됨)의 내부에 형성될 수 있다. 실린더(2)는 내부가 비어있는 원통형태로 형성될 수 있다. 실린더(2)와 엔진블록(100)사이에는 실린더라이너(2a, 도 4에 도시됨)가 설치될 수 있다. 실린더(2)에는 피스톤(3)이 이동 가능하게 설치될 수 있다. 예컨대, 피스톤(3)은 실린더(2)의 내부에서 Y축 방향(도 2에 도시됨)을 기준으로 상하방향으로 왕복운동할 수 있다. 실린더(2)에는 연료를 공급하기 위한 연료공급유닛(4), 공기를 공급하기 위한 보조공기공급유닛(5) 및 후술할 소기공기공급유닛(8)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 실린더(2)는 연료공급유닛(4)으로부터 연료를 공급받고, 보조공기공급유닛(5) 및 소기공기공급유닛(8)으로부터 공기를 공급받을 수 있다. 상기 보조공기공급유닛(5)은 상기 소기공기공급유닛(8)이 상기 실린더(2)의 하측에서 상기 실린더(2)로 소기공기를 공급한 후에 상기 실린더(2)에 보조공기를 공급할 수 있다. 실린더(2)는 피스톤(3)이 왕복운동함에 따라 체적이 증감될 수 있다. 예컨대, 실린더(2)는 피스톤(3)이 상측방향으로 이동하면, 체적이 감소될 수 있다. 이 경우, 실린더(2)에 공급된 연료와 공기는 압축될 수 있다. 피스톤(3)이 제1위치(P1, 도 2에 도시됨)에서 이동하여 제2위치(P2, 도 2에 도시됨)에 도달하면, 실린더(2)의 상측에 설치된 마이크로파일럿인젝터(미도시)가 디젤을 공급하여 압축된 연료를 착화시킴으로써 연료와 공기가 연소 및 폭발하여 피스톤(3)을 하측방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 구동력이 발생되고, 실린더(2)에는 배기가스가 발생될 수 있다. 제1위치(P1)는 피스톤(3)이 하사점에 위치되는 경우이다. 제2위치(P2)는 피스톤(3)이 상사점에 위치되는 경우이다. 실린더(2)는 피스톤(3)이 하측방향으로 이동하면, 체적이 증가될 수 있다. 피스톤(3)이 하사점 쪽으로 이동하면, 소기공기공급유닛(8)에 의해 소기공기가 실린더(2)로 공급될 수 있다. 따라서, 실린더(2)에서 발생된 배기가스는 소기공기공급유닛(8)에서 공급한 소기공기에 의해 실린더(2)의 외부로 배출될 수 있다. 배기가스는 고온으로 인해 자연적으로 실린더(2)의 외부로 배출될 수도 있다. 배기가스는 실린더(2)에 결합된 배기관을 따라 외부로 배출될 수 있다.Cylinder 2 provides space for burning fuel. The cylinder 2 may be formed inside the engine block 100 (shown in FIG. 4 ). The cylinder 2 may be formed in a cylindrical shape with an empty interior. A cylinder liner 2a (shown in FIG. 4 ) may be installed between the cylinder 2 and the engine block 100 . A piston 3 may be movably installed in the cylinder 2 . For example, the piston 3 may reciprocate in the vertical direction based on the Y-axis direction (shown in FIG. 2 ) inside the cylinder 2 . A fuel supply unit 4 for supplying fuel, an auxiliary air supply unit 5 for supplying air, and a scavenging air supply unit 8 to be described later may be coupled to the cylinder 2 . Accordingly, the cylinder 2 may receive fuel from the fuel supply unit 4 , and may receive air from the auxiliary air supply unit 5 and the scavenging air supply unit 8 . The auxiliary air supply unit 5 may supply auxiliary air to the cylinder 2 after the scavenging air supply unit 8 supplies the scavenging air from the lower side of the cylinder 2 to the cylinder 2 . . The cylinder 2 may increase or decrease in volume as the piston 3 reciprocates. For example, the volume of the cylinder 2 may be reduced when the piston 3 moves upward. In this case, the fuel and air supplied to the cylinder 2 can be compressed. When the piston 3 moves from the first position (P1, shown in FIG. 2) to the second position (P2, shown in FIG. 2), a micropilot injector (not shown) installed on the upper side of the cylinder 2 ) by supplying diesel to ignite the compressed fuel, fuel and air are combusted and exploded to move the piston 3 downward. Accordingly, a driving force may be generated, and exhaust gas may be generated in the cylinder 2 . The first position P1 is when the piston 3 is located at the bottom dead center. The second position P2 is when the piston 3 is located at top dead center. The cylinder 2 can increase in volume when the piston 3 moves in the downward direction. When the piston 3 moves toward the bottom dead center, the scavenging air may be supplied to the cylinder 2 by the scavenging air supply unit 8 . Accordingly, the exhaust gas generated in the cylinder 2 may be discharged to the outside of the cylinder 2 by the scavenging air supplied from the scavenging air supply unit 8 . The exhaust gas may be naturally discharged to the outside of the cylinder 2 due to the high temperature. Exhaust gas may be discharged to the outside along the exhaust pipe coupled to the cylinder (2).

피스톤(3)은 실린더(2)에 공급된 연료와 공기를 압축하기 위한 것이다. 피스톤(3)은 실린더(2)에 이동 가능하게 설치된다. 피스톤(3)은 실린더(2)의 내부에서 상하방향으로 왕복 운동할 수 있다. 피스톤(3)은 원기둥형태로 형성될 수 있으나, 실린더(2)의 내부에서 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. 피스톤(3)은 크랭크축에 의해 상측방향으로 이동하는 경우 연료와 공기를 압축시킬 수 있다. 피스톤(3)은 상사점(P2)에서 실린더(2)에 공급된 연료와 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 Y축 방향을 기준으로 피스톤(3)이 실린더(2)의 내부에서 가장 낮은 위치에 위치되는 지점이다. 상사점(P2)은 Y축 방향을 기준으로 피스톤(3)이 실린더(2)의 내부에서 가장 높은 위치에 위치되는 지점이다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 피스톤(3)이 상사점(P2)에 도달하면, 구동력을 발생시키기 위해 압축된 연료를 폭발시킬 수 있다. The piston 3 is for compressing the fuel and air supplied to the cylinder 2 . The piston (3) is movably installed in the cylinder (2). The piston 3 may reciprocate in the vertical direction inside the cylinder 2 . 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 inside the cylinder 2 . The piston 3 may move upward by a crankshaft (not shown) that transmits a driving force. The piston 3 may be connected to the crankshaft through a rod-shaped piston rod and a connecting rod. The piston 3 can compress fuel and air when moving upward by the crankshaft. The piston 3 may move downward as the fuel and air supplied to the cylinder 2 are mixed and combusted at top dead center P2 and exploded. Accordingly, the piston 3 may 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 at which the piston (3) is located at the lowest position inside the cylinder (2) with respect to the Y-axis direction. The top dead center P2 is a point at which the piston 3 is located at the highest position inside the cylinder 2 with respect to the Y-axis direction. The marine engine 1 according to the present invention may explode the compressed fuel to generate a driving force when the piston 3 reaches top dead center P2.

연료공급유닛(4)과 보조공기공급유닛(5)은 각각 실린더(2)에 연료와 보조공기를 공급하기 위한 것이다. 연료공급유닛(4)과 보조공기공급유닛(5)은 각각 실린더(2)의 측벽에 결합될 수 있다. 공급부(4)는 피스톤(3)이 상사점(P2)에서 하사점(P1) 쪽으로 이동하면, 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있다. 이 경우, 공급부(4)는 실린더(2)의 하측에서 공기를 공급할 수 있다. 소기공기공급유닛(8)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하면, 실린더(2)에 소기공기를 공급할 수 있다. 상기 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)의 하측에서 소기공기를 공급할 수 있다. 연료공급유닛(4)과 보조공기공급유닛(5)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하면, 실린더(2)에 각각 연료 및 보조공기를 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)에는 보조공기와 연료가 혼합된 공기혼합가스연료(AF, 도 3에 도시됨)가 공급될 수 있다. 연료공급유닛(4)과 보조공기공급유닛(5)은 실린더(2)의 하측과 상측 사이에서 공기혼합가스연료(AF)를 실린더(2)에 공급할 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 피스톤(3)이 연료와 공기를 압축하는 과정. 즉, 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동되는 중간에 보조공기와 연료를 미리 혼합시킨 공기혼합가스연료(AF)를 실린더(2)에 공급할 수 있으므로, 압축과정에서 실린더(2)에 연료만 공급하는 경우에 비해 실린더(2) 내부의 공기와 연료를 균일하게 혼합시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공기혼합가스연료의 연소 효율을 향상시킬 수 있으므로, 선박을 추진시키기 위한 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 노킹(Knocking)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 연료공급유닛(4)은 연료공급수단(4a), 연료공급배관(4b) 및 연료공급밸브(4c)를 포함할 수 있다. 보조공기공급유닛(5)은 공기공급수단(5a), 공기공급배관(5b) 및 공기공급밸브(5c)를 포함할 수 있다. 상기 연료공급유닛(4)이 포함하는 상기 연료공급수단(4a), 상기 연료공급배관(4b), 상기 연료공급밸브(4c), 및 상기 보조공기공급유닛(5)이 포함하는 상기 공기공급수단(5a), 상기 공기공급배관(5b), 상기 공기공급밸브(5c)에 대한 설명은 소기공기공급유닛(8)에 대한 설명 후에 설명하기로 한다. The fuel supply unit 4 and the auxiliary air supply unit 5 are for supplying fuel and auxiliary air to the cylinder 2, respectively. The fuel supply unit 4 and the auxiliary air supply unit 5 may be coupled to the sidewall of the cylinder 2 , respectively. The supply unit 4 may supply air to the cylinder 2 when the piston 3 moves from the top dead center P2 to the bottom dead center P1. In this case, the supply unit 4 may supply air from the lower side of the cylinder 2 . The scavenging air supply unit 8 may supply scavenging air to the cylinder 2 when the piston 3 moves from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. The scavenging air supply unit 8 may supply scavenging air from the lower side of the cylinder 2 . The fuel supply unit 4 and the auxiliary air supply unit 5 may supply fuel and auxiliary air to the cylinder 2, respectively, when the piston 3 moves from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. In this case, the air mixture gas fuel (AF, shown in FIG. 3 ) in which auxiliary air and fuel are mixed may be supplied to the cylinder 2 . The fuel supply unit 4 and the auxiliary air supply unit 5 may supply the air mixed gas fuel AF to the cylinder 2 between the lower side and the upper side of the cylinder 2 . A marine engine (1) according to the present invention is a process in which the piston (3) compresses fuel and air. That is, since the air mixed gas fuel (AF) in which auxiliary air and fuel are mixed in advance can be supplied to the cylinder 2 in the middle of the piston 3 moving from the bottom dead center P1 to the top dead center P2, the compression process In comparison with the case where only fuel is supplied to the cylinder 2, the air and fuel inside the cylinder 2 can be uniformly mixed. Therefore, since the marine engine 1 according to the present invention can improve the combustion efficiency of the air mixture fuel, it is possible to prevent the output for propulsion of the ship from being lowered as well as to prevent the occurrence of knocking. can do. The fuel supply unit 4 may include a fuel supply means 4a, a fuel supply pipe 4b and a fuel supply valve 4c. The auxiliary air supply unit 5 may include an air supply means 5a, an air supply pipe 5b and an air supply valve 5c. The fuel supply means (4a) included in the fuel supply unit (4), the fuel supply pipe (4b), the fuel supply valve (4c), and the air supply means included in the auxiliary air supply unit (5) (5a), the description of the air supply pipe (5b), the air supply valve (5c) will be described after the description of the scavenging air supply unit (8).

도 2 내지 도 8을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기공급유닛(8)을 포함할 수 있다.2 to 8 , the marine engine 1 according to the present invention may include a scavenging air supply unit 8 .

소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)에 공기를 공급하기 위한 것이다. 상기 소기공기공급유닛(8)이 상기 실리더(2)에 공급하는 공기를 소기공기라 한다. 소기공기공급유닛(8)은 외부 또는 엔진 주변의 공기를 흡입하여 실린더(2)에 공급할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있으면 공기를 저장하는 공기저장탱크에 저장된 공기를 실린더(2)에 공급할 수도 있다. 상기 소기공기공급유닛(8)은 소기공(8a, 도 3에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 소기공은 실린더의 하측에 형성된 구멍으로, 실린더라이너를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 소기공(8a)은 Y축 방향을 기준으로 보조공기공급유닛(5)보다 낮은 위치에 위치될 수 있다. 이에 따라, 피스톤(3)은 실린더(2)에서 공기와 연료를 압축시키기 위해 하사점(P1)에서 소기공(8a), 보조공기공급유닛(5) 및 상사점(P2)까지 순차적으로 이동할 수 있다. 이하에서는 피스톤(3)이 소기공(8a) 에 위치된 경우를 제3위치(P3, 도 4에 도시됨), 및 피스톤(3)이 보조공기공급유닛(5)에 위치된 경우를 제4위치(P4, 도 4에 도시됨)라 한다. 제1위치(P1), 제2위치(P2), 제3위치(P3), 제4위치(P4)에는 피스톤(3)의 상면이 위치될 수 있다. 상기 소기공(8a)은 실린더(2)를 형성하는 실린더라이너(2a)의 원주를 따라 복수개가 서로 이격되게 형성될 수 있다. 소기공기공급유닛(8)은 엔진 부하에 따라 약 1바(bar) - 8바(bar) 사이의 압력으로 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있다. 바람직하게 소기공기공급유닛(8)은 엔진 부하에 따라 약 1바(bar) - 5바(bar) 사이의 압력으로 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있다. 소기공기공급유닛(8)은 피스톤(3)의 이동에 따라 실린더(2)에 연통되거나 연통이 차단됨으로써, 실린더(2)에 공기를 공급하거나 공급하지 않을 수 있다. 예컨대, Y축 방향을 기준으로 피스톤(3)이 소기공(8a)보다 하사점 쪽으로 하측으로 이동하면, 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)에 연통될 수 있다. 즉, 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제1위치(P1) 사이에 위치되면, 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있다. 예컨대, Y축 방향을 기준으로 피스톤(3)이 소기공(8a)보다 상사점 쪽으로 상측으로 이동하면, 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)와의 연통이 차단될 수 있다. 즉, 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제2위치(P2) 사이에 위치되면, 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)에 연통될 수 없다. 이에 따라, 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)에 공기를 공급할 수 없다. 실린더(2)에는 소기공기공급유닛(8) 및 보조공기공급유닛(5)이 공기를 공급할 수 있다. 소기공기공급유닛(8), 및 보조공기공급유닛(5)은 실린더(2)에 공기를 나누어서 공급할 수 있다. 예컨대, 실린더(2)가 공급받는 공기의 총 양이 100이라고 할 경우, 소기공기공급유닛(8)이 90을 공급하고, 보조공기공급유닛(5)이 10을 공급할 수 있다. 보조공기공급유닛(5)이 공급하는 공기는 연료공급유닛(4)에서 공급하는 연료와 혼합되어 공기혼합가스연료(AF, 도 3에 도시됨)로 실린더(2)에 공급될 수 있다. 소기공기공급유닛(8)은 실린더(2)에 공기를 주입하기 위해 공기를 저장하는 공기저장챔버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 공기저장챔버에 대한 설명은 후술하기로 한다. The scavenging air supply unit 8 is for supplying air to the cylinder 2 . The air supplied by the scavenging air supply unit 8 to the cylinder 2 is referred to as scavenging air. The scavenging air supply unit 8 may supply air to the cylinder 2 by sucking air from the outside or around the engine, but is not limited thereto, and if air can be supplied to the cylinder 2, the air stored in the air storage tank for storing air may be supplied to the cylinder (2). The scavenging air supply unit 8 may include a small air hole 8a (shown in FIG. 3 ). The small pores are holes formed on the lower side of the cylinder, and may be formed through the cylinder liner. The small pores 8a may be located at a lower position than the auxiliary air supply unit 5 in the Y-axis direction. Accordingly, the piston (3) can sequentially move from the bottom dead center (P1) to the small pore (8a), the auxiliary air supply unit (5) and the top dead center (P2) to compress the air and fuel in the cylinder (2). have. Hereinafter, the case where the piston 3 is located in the small pore 8a is the third position (P3, shown in FIG. 4 ), and the case where the piston 3 is located in the auxiliary air supply unit 5 is the fourth case It is called a position (P4, shown in FIG. 4). The upper surface of the piston 3 may be located at the first position P1 , the second position P2 , the third position P3 , and the fourth position P4 . A plurality of the small pores 8a may be formed to be spaced apart from each other along the circumference of the cylinder liner 2a forming the cylinder 2 . The scavenging air supply unit 8 may supply air to the cylinder 2 at a pressure of about 1 bar - 8 bar depending on the engine load. Preferably, the scavenging air supply unit 8 may supply air to the cylinder 2 at a pressure of about 1 bar - 5 bar depending on the engine load. The scavenging air supply unit 8 may or may not supply air to the cylinder 2 by communicating with the cylinder 2 or blocking the communication according to the movement of the piston 3 . For example, when the piston 3 moves downward toward the bottom dead center rather than the small air hole 8a with respect to the Y-axis direction, the scavenging air supply unit 8 may communicate with the cylinder 2 . That is, when the piston 3 is positioned between the third position P3 and the first position P1 , the scavenging air supply unit 8 may communicate with the cylinder 2 . Accordingly, the scavenging air supply unit 8 may supply air to the cylinder 2 . For example, when the piston 3 moves upward toward the top dead center rather than the scavenge hole 8a in the Y-axis direction, the scavenging air supply unit 8 may block communication with the cylinder 2 . That is, when the piston 3 is positioned between the third position P3 and the second position P2 , the scavenging air supply unit 8 cannot communicate with the cylinder 2 . Accordingly, the scavenging air supply unit 8 cannot supply air to the cylinder 2 . A scavenging air supply unit 8 and an auxiliary air supply unit 5 may supply air to the cylinder 2 . The scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 may supply air to the cylinder 2 by dividing it. For example, if the total amount of air supplied to the cylinder 2 is 100, the scavenging air supply unit 8 may supply 90, and the auxiliary air supply unit 5 may supply 10. The air supplied by the auxiliary air supply unit 5 may be mixed with the fuel supplied from the fuel supply unit 4 and supplied to the cylinder 2 as an air mixture gas fuel (AF, shown in FIG. 3 ). The scavenging air supply unit 8 may further include an air storage chamber (not shown) for storing air to inject air into the cylinder 2 . A description of the air storage chamber will be described later.

보조공기공급유닛(5)은 실린더(2)에 공기를 공급하기 위한 것이다. 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 실리더(2)에 공급하는 공기를 보조공기라 한다. 보조공기공급유닛(5)은 외부 또는 엔진 주변의 공기를 흡입하여 실린더(2)에 공급할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있으면 공기를 저장하는 공기저장탱크에 저장된 공기를 실린더(2)에 공급할 수도 있다. 보조공기공급유닛(5)은 실린더(2)에 결합될 수 있다. 이 경우, 보조공기공급유닛(5)은 실린더(2)의 상측과 하측 사이에 위치하도록 엔진블록(22)에 설치될 수 있다. 따라서, 보조공기공급유닛(5)은 실린더(2)의 상측과 하측 사이에서 실린더(2)에 보조공기를 공급할 수 있다. 보조공기공급유닛(5)은 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제4위치(P4)로 이동될 때까지 실린더(2)에 보조공기를 공급할 수 있다. 소기공기공급유닛(8)은 피스톤(3)이 제1위치(P1)에서 제3위치(P3)로 이동될 때까지 실린더(2)에 소기공기를 공급할 수 있으므로, 보조공기공급유닛(5)은 소기공기공급유닛(8)이 실린더(2)에 소기공기를 공급한 후에 실린더(2)에 보조공기를 공급할 수 있다. 보조공기공급유닛(5)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 연료공급유닛(4)에서 실린더(2)로 연료가 공급될 때 보조공기도 함께 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 후술할 배기밸브(9)에 의해 폐쇄된 경우일 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기공기공급유닛(8)이 실린더(2)에 소기공기를 공급하는 타이밍과 보조공기공급유닛(5)이 실린더(2)에 보조공기를 공급하는 타이밍을 정확하게 구분할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기공기공급유닛(8) 및 보조공기공급유닛(5)이 실린더(2)에 공급하는 공기의 비율을 용이하게 조절할 수 있다. 보조공기공급유닛(5)은 피스톤(3)이 제2위치(P2) 쪽으로 제4위치(P4)를 초과하여 이동하면 실린더(2)에 보조공기를 공급하지 않을 수 있다. 이 경우, 보조공기공급유닛(5)은 피스톤(3)의 이동에 의해 실린더(2)와 연통이 차단되기 때문이다. 보조공기공급유닛(5)은 공기공급수단(5a), 공기공급배관(5b) 및 공기공급밸브(5c)를 포함할 수 있다.The auxiliary air supply unit (5) is for supplying air to the cylinder (2). The air supplied by the auxiliary air supply unit 5 to the cylinder 2 is referred to as auxiliary air. The auxiliary air supply unit 5 may supply air to the cylinder 2 by sucking air from the outside or around the engine, but is not limited thereto, and if air can be supplied to the cylinder 2, air stored in an air storage tank for storing air may be supplied to the cylinder (2). The auxiliary air supply unit 5 may be coupled to the cylinder 2 . In this case, the auxiliary air supply unit 5 may be installed in the engine block 22 so as to be located between the upper side and the lower side of the cylinder (2). Accordingly, the auxiliary air supply unit 5 may supply auxiliary air to the cylinder 2 between the upper and lower sides of the cylinder 2 . The auxiliary air supply unit 5 may supply auxiliary air to the cylinder 2 until the piston 3 moves from the third position P3 to the fourth position P4. Since the scavenging air supply unit 8 can supply scavenging air to the cylinder 2 until the piston 3 moves from the first position P1 to the third position P3, the auxiliary air supply unit 5 After the scavenging air supply unit 8 supplies the scavenging air to the cylinder 2 , auxiliary air may be supplied to the cylinder 2 . Auxiliary air supply unit (5) is also the auxiliary air when fuel is supplied from the fuel supply unit (4) to the cylinder (2) in the middle of the piston (3) moving from the bottom dead center (P1) to the top dead center (P2). can supply In this case, the cylinder 2 may be closed by an exhaust valve 9 to be described later. In the marine engine 1 according to the present invention, the timing at which the scavenging air supply unit 8 supplies scavenging air to the cylinder 2 and the timing at which the auxiliary air supply unit 5 supplies auxiliary air to the cylinder 2 are determined. can be accurately distinguished. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can easily adjust the ratio of the air supplied to the cylinder 2 by the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 . The auxiliary air supply unit 5 may not supply auxiliary air to the cylinder 2 when the piston 3 moves beyond the fourth position P4 toward the second position P2. In this case, the auxiliary air supply unit (5) is because the communication with the cylinder (2) is blocked by the movement of the piston (3). The auxiliary air supply unit 5 may include an air supply means 5a, an air supply pipe 5b and an air supply valve 5c.

본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 추가공기공급유닛(10, 도12에 도시됨)를 더 포함할 수 있다.The marine engine 1 according to the present invention may further include an additional air supply unit 10 (shown in FIG. 12 ).

추가공기공급유닛(10)은 실린더(2)에 공기를 공급하기 위한 것이다. 상기 추가공기공급유닛(10)은 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 하나에 공기를 추가 공급함으로써, 상기 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 실리더(2)에 공급하는 공기를 추가공기라 한다. 상기 추가공기공급유닛(10)은 상기 감지부(7)가 상기 실린더(2)에서 발생하는 노킹 또는 조기점화를 감지하면, 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 하나에 추가공기를 공급할 수 있다. 추가공기공급유닛(10)은 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5)에 호스 또는 파이프 등으로 결합될 수 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 소기공기공급유닛(8)에 추가공기를 공급할 경우, 상기 추가공기공급유닛(10)은 상기 소기공기공급유닛(8)이 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급할 때 추가공기를 함께 공급할 수 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 보조공기공급유닛(5)에 추가공기를 공급할 경우, 상기 추가공기공급유닛(10)은 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 보조공기를 공급할 때 추가공기를 함께 공급할 수 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)은 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 모두에 추가공기를 공급할 수도 있다. 이 경우, 상기 추가공기공급유닛(10)은 상기 소기공기공급유닛(8)에 추가공기를 공급한 후 상기 보조공기공급유닛(5)에 추가공기를 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 노킹 또는 조기점화 발생 시 상기 실린더(2)에 소기공기, 보조공기 및 추가공기 중 적어도 하나를 공급할 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)에 있어서, 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 보조공기공급유닛(5)에 추가공기를 공급할 경우, 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 소기공기공급유닛(8)에 공급하는 경우에 비해 응답성을 더 높일 수 있다. 상기 소기공기공급유닛(8)은 상기 실린더(2)의 하측에서 소기공기를 공급하는 반면, 상기 보조공기공급유닛(5)은 상기 실리더(2)의 중간 부분에서 보조공기를 공급하기 때문이다. 추가공기공급유닛(10)은 상기 엔진블록(100) 내부에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 한 곳에 추가공기를 공급할 수 있으면 상기 엔진블록(100) 외부에 설치되거나 다른 위치에 설치될 수도 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)은 압축기, 블로워 등과 같은 압축장치이거나 스타팅에어를 저장하는 스타팅에어리시버와 같은 압축공기저장탱크일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 한 곳에 추가공기를 공급할 수 있으면 다른 장치일 수도 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)이 스타팅에어리시버일 경우, 상기 추가공기공급유닛(10)은 스타팅에어리시버에 저장된 스타팅에어를 소기공기공급유닛(8) 및 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 하나에 공급하거나 차단하기 위한 개폐밸브를 더 포함할 수 있다. 스타팅에어리시버는 스타팅에어를 압축된 상태로 저장하고 있기 때문에 상기 개폐밸브의 개방 또는 폐쇄만으로 추가공기를 신속하게 공급하거나 차단할 수 있기 때문이다. 상기 추가공기공급유닛(10)은 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제4위치(P4)로 이동될 때까지 상기 보조공기공급유닛(5)에 추가공기를 공급함으로써, 상기 보조공기공급유닛(411)가 공급하는 보조공기와 함께 상기 실린더(2)에 추가공기를 공급할 수 있다. 소기공기공급유닛(8)은 피스톤(3)이 제1위치(P1)에서 제3위치(P3)로 이동될 때까지 실린더(2)에 소기공기를 공급할 수 있으므로, 보조공기공급유닛(5) 및 추가공기공급유닛(10)은 소기공기공급유닛(8)이 실린더(2)에 소기공기를 공급한 후에 실린더(2)에 보조공기 및 추가공기를 공급할 수 있다. 보조공기공급유닛(5) 및 추가공기공급유닛(10)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 연료공급유닛(4)에서 실린더(2)로 연료가 공급될 때 보조공기 및 추가공기도 함께 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 후술할 배기밸브에 의해 폐쇄된 경우일 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기공기공급유닛(8)이 실린더(2)에 소기공기를 공급하는 타이밍, 보조공기공급유닛(5)이 실린더(2)에 보조공기를 공급하는 타이밍, 및 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 실린더(2)에 추가공기를 공급하는 타이밍을 정확하게 구분할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기공기공급유닛(8), 보조공기공급유닛(5) 및 추가공기공급유닛(10)이 실린더(2)에 공급하는 공기의 비율을 용이하게 조절할 수 있다. 보조공기공급유닛(5) 및 추가공기공급유닛(10)은 피스톤(3)이 제2위치(P2) 쪽으로 제4위치(P4)를 초과하여 이동하면 실린더(2)에 보조공기 및 추가공기를 공급하지 않을 수 있다. 이 경우, 보조공기공급유닛(5)와 추가공기공급유닛(10)은 피스톤(3)의 이동에 의해 실린더(2)와 연통이 차단되기 때문이다. The additional air supply unit 10 is for supplying air to the cylinder 2 . The additional air supply unit 10 may supply air to the cylinder 2 by additionally supplying air to at least one of the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 . The air supplied by the additional air supply unit 10 to the cylinder 2 is referred to as additional air. The additional air supply unit (10) is one of the scavenging air supply unit (8) and the auxiliary air supply unit (5) when the sensing unit (7) detects knocking or pre-ignition occurring in the cylinder (2). At least one may be supplied with additional air. The additional air supply unit 10 may be coupled to the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 by a hose or a pipe. When the additional air supply unit 10 supplies the additional air to the scavenging air supply unit 8 , the additional air supply unit 10 allows the scavenging air supply unit 8 to supply the scavenging air to the cylinder 2 . Additional air can be supplied together with the supply. When the additional air supply unit 10 supplies additional air to the auxiliary air supply unit 5 , the additional air supply unit 10 provides the auxiliary air supply unit 5 to the cylinder 2 with auxiliary air. Additional air can be supplied together with the supply. The additional air supply unit 10 may supply additional air to both the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 . In this case, the additional air supply unit 10 may supply the additional air to the auxiliary air supply unit 5 after supplying the additional air to the scavenging air supply unit 8 . Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention may supply at least one of scavenging air, auxiliary air, and additional air to the cylinder 2 when knocking or early ignition occurs. In the marine engine (1) according to the present invention, when the additional air supply unit (10) supplies additional air to the auxiliary air supply unit (5), the additional air supply unit (10) is the scavenging air supply unit Responsiveness can be further improved compared to the case of supplying to (8). This is because the scavenging air supply unit 8 supplies scavenging air from the lower side of the cylinder 2, while the auxiliary air supply unit 5 supplies auxiliary air from the middle part of the cylinder 2 . The additional air supply unit 10 may be installed inside the engine block 100, but is not limited thereto and may supply additional air to at least one of the scavenge air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5. If possible, it may be installed outside the engine block 100 or installed at another location. The additional air supply unit 10 may be a compression device such as a compressor or blower or a compressed air storage tank such as a starting air receiver for storing starting air, but is not limited thereto, and the scavenge air supply unit 8 and the auxiliary As long as it can supply additional air to at least one of the air supply units 5, it may be another device. When the additional air supply unit 10 is a starting air receiver, the additional air supply unit 10 supplies the starting air stored in the starting air receiver to at least one of the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 . It may further include an on/off valve for supplying or shutting off the . Since the starting air receiver stores the starting air in a compressed state, it is possible to quickly supply or block additional air only by opening or closing the opening/closing valve. The additional air supply unit 10 supplies additional air to the auxiliary air supply unit 5 until the piston 3 moves from the third position P3 to the fourth position P4, whereby the auxiliary air Additional air may be supplied to the cylinder 2 together with the auxiliary air supplied by the supply unit 411 . Since the scavenging air supply unit 8 can supply scavenging air to the cylinder 2 until the piston 3 moves from the first position P1 to the third position P3, the auxiliary air supply unit 5 And the additional air supply unit 10 may supply auxiliary air and additional air to the cylinder 2 after the scavenging air supply unit 8 supplies the scavenging air to the cylinder 2 . The auxiliary air supply unit (5) and the additional air supply unit (10) are fueled from the fuel supply unit (4) to the cylinder (2) while the piston (3) moves from the bottom dead center (P1) to the top dead center (P2). Auxiliary air and additional air can be supplied together when is supplied. In this case, the cylinder 2 may be closed by an exhaust valve to be described later. In the marine engine 1 according to the present invention, the timing at which the scavenging air supply unit 8 supplies scavenging air to the cylinder 2, the timing at which the auxiliary air supply unit 5 supplies auxiliary air to the cylinder 2, And it is possible to accurately distinguish the timing at which the additional air supply unit 10 supplies the additional air to the cylinder (2). Therefore, the marine engine 1 according to the present invention easily adjusts the ratio of the air supplied to the cylinder 2 by the scavenging air supply unit 8 , the auxiliary air supply unit 5 and the additional air supply unit 10 . can The auxiliary air supply unit 5 and the additional air supply unit 10 supply auxiliary air and additional air to the cylinder 2 when the piston 3 moves beyond the fourth position P4 toward the second position P2. may not be supplied. In this case, this is because the auxiliary air supply unit 5 and the additional air supply unit 10 are blocked from communicating with the cylinder 2 by the movement of the piston 3 .

공기공급수단(5a)은 실린더(2)에 보조공기를 공급하기 위한 것이다. 공기공급수단(5a)은 공기공급배관(5b)에 결합될 수 있다. 공기공급수단(5a)은 공기공급배관(5b)을 통해 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있다. 공기공급수단(5a)은 외부의 공기를 흡입하여 실린더(2)에 보조공기를 공급할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 실린더(2)에 보조공기를 공급할 수 있으면 공기를 저장하는 공기저장탱크에 저장된 공기를 실린더(2)에 공급할 수도 있다. 예컨대, 공기공급수단(5a)은 컴프레셔, 임펠러, 펌프 중 적어도 하나일 수 있다. 공기저장탱크는 공기를 압축 저장함으로써, 공기공급배관(5b)을 통해 실린더(2)에 보조공기를 공급할 수도 있다. 상기 공기공급수단(5a)은 호스 또는 파이프 등으로 상기 추가공기공급유닛(10)에 연결될 수 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 공기공급수단(5a)에 추가공기를 공급할 경우, 상기 공기공급수단(5a)은 보조공기와 추가공기를 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. The air supply means (5a) is for supplying auxiliary air to the cylinder (2). The air supply means (5a) may be coupled to the air supply pipe (5b). The air supply means (5a) may supply air to the cylinder (2) through the air supply pipe (5b). The air supply means (5a) may supply auxiliary air to the cylinder (2) by sucking in external air, but is not limited thereto, and if auxiliary air can be supplied to the cylinder (2), the air stored in the air storage tank for storing air may be supplied to the cylinder (2). For example, the air supply means 5a may be at least one of a compressor, an impeller, and a pump. The air storage tank may supply auxiliary air to the cylinder 2 through the air supply pipe 5b by compressing and storing air. The air supply means 5a may be connected to the additional air supply unit 10 by a hose or a pipe. When the additional air supply unit 10 supplies additional air to the air supply means 5a , the air supply means 5a may supply auxiliary air and additional air to the cylinder 2 .

공기공급배관(5b)은 일측이 공기공급수단(5a)에 결합되고, 타측이 실린더(2)에 결합될 수 있다. 공기공급배관(5b)은 보조공기, 또는 보조공기와 추가공기가 혼합된 추가공기혼합보조공기를 이동시키기 위한 것으로, 관 또는 파이프와 같은 유로일 수 있다. 공기공급배관(5b)은 실린더(2)에 연통되도록 실린더라이너(2a)에 결합될 수 있다. 따라서, 공기공급배관(5b)은 공기공급수단(5a)에서 공급되는 보조공기, 또는 추가공기와 보조공기가 혼합된 추가공기혼합보조공기를 실린더(2)로 이동시킬 수 있다. 공기공급배관(5b)에는 공기공급밸브(5c)가 설치될 수 있다. The air supply pipe (5b) may have one side coupled to the air supply means (5a), and the other side coupled to the cylinder (2). The air supply pipe (5b) is for moving auxiliary air or auxiliary air mixed with auxiliary air and auxiliary air mixed with additional air, and may be a flow path such as a pipe or a pipe. The air supply pipe 5b may be coupled to the cylinder liner 2a to communicate with the cylinder 2 . Accordingly, the air supply pipe (5b) can move the auxiliary air supplied from the air supply means (5a), or the additional air mixed with the auxiliary air mixed with the auxiliary air to the cylinder (2). An air supply valve 5c may be installed in the air supply pipe 5b.

공기공급밸브(5c)는 공기공급배관(5b)을 개폐하기 위한 것이다. 공기공급밸브(5c)는 회전식 밸브인 볼밸브일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 공기공급배관(5b)을 개폐할 수 있으면 배관에 밸브를 밀어넣어서 잠그는 게이트밸브, 배관에 밸브를 덮거나 막아서 잠그는 글로브 밸브 등 다른 밸브일 수도 있다. 공기공급밸브(5c)는 공기공급배관(5b)을 개폐하도록 엔진블록(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 공기공급밸브(5c)가 볼밸브일 경우, 공기공급밸브(5c)는 X축 방향(도 4에 도시됨)과 평행한 방향을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다. X축 방향은 바닥과 평행한 방향일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 공기공급밸브(5c)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 후술할 제어부(6)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 공기공급밸브(5c)는 제어부(6)에 의해 회전됨으로써, 공기공급배관(5b)을 개폐할 수 있다. 예컨대, 공기공급밸브(5c)는 시계방향으로 회전되면, 공기공급배관(5b)을 개방할 수 있다. 이에 따라, 공기공급수단(5a)에서 실린더(2)로 보조공기가 공급될 수 있다. 이 경우, 공기공급수단(5a)은 실린더(2)로 보조공기가 공급되도록 실린더(2)의 내부 압력보다 더 큰 압력으로 공기를 공급할 수 있다. 공기공급밸브(5c)는 반시계방향으로 회전되면, 공기공급배관(5b)을 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, 실린더(2)에는 보조공기가 공급되지 않을 수 있다. 공기공급밸브(5c)는 시계방향으로 회전하여 공기공급배관(5b)을 폐쇄하고, 반시계방향으로 회전하여 공기공급배관(5b)을 개방할 수도 있다. The air supply valve (5c) is for opening and closing the air supply pipe (5b). The air supply valve 5c may be a ball valve which is a rotary valve, but is not limited thereto, and if the air supply pipe 5b can be opened and closed, a gate valve that closes the valve by pushing the valve into the pipe, a globe that closes or closes the valve on the pipe It may be another valve, such as a valve. The air supply valve 5c may be rotatably coupled to the engine block 100 to open and close the air supply pipe 5b. When the air supply valve 5c is a ball valve, the air supply valve 5c may be rotated clockwise or counterclockwise based on a direction parallel to the X-axis direction (shown in FIG. 4 ). The X-axis direction may be a direction parallel to the floor, but is not limited thereto. The air supply valve 5c may be connected to the control unit 6 to be described later by at least one of wired communication and wireless communication. Accordingly, the air supply valve (5c) is rotated by the control unit (6), it is possible to open and close the air supply pipe (5b). For example, when the air supply valve 5c rotates clockwise, the air supply pipe 5b may be opened. Accordingly, auxiliary air can be supplied from the air supply means (5a) to the cylinder (2). In this case, the air supply means 5a may supply air at a pressure greater than the internal pressure of the cylinder 2 so that auxiliary air is supplied to the cylinder 2 . When the air supply valve (5c) is rotated counterclockwise, it can close the air supply pipe (5b). Accordingly, auxiliary air may not be supplied to the cylinder 2 . The air supply valve 5c may rotate clockwise to close the air supply pipe 5b, and rotate counterclockwise to open the air supply pipe 5b.

도 3 내지 도 6을 참고하면, 연료공급유닛(4)은 실린더(2)에 연료를 공급하기 위한 것이다. 연료공급유닛(4)은 보조공기공급유닛(5)에 결합될 수 있다. 따라서, 연료공급유닛(4)은 보조공기공급유닛(5)에 연료를 공급함으로써, 실린더(2)에 연료를 공급할 수 있다. 연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제4위치(P4)로 이동될 때까지 연료를 실린더(2)에 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 후술할 배기밸브(9)에 의해 폐쇄된 경우일 수 있다. 연료공급유닛(4)이 보조공기공급유닛(5)에 연료를 공급함으로써, 실린더(2)에는 보조공기공급유닛(5)이 공급하는 보조공기와 연료공급유닛(4)이 공급하는 연료가 혼합된 공기혼합가스연료(AF)가 공급될 수 있다. 상기 추가공기공급유닛(10)이 추가공기를 상기 보조공기공급유닛(5)에 공급할 경우, 상기 실린더(2)에는 상기 연료공급유닛(4)이 공급하는 연료, 상기 보조공기공급유닛(5)이 공급하는 보조공기, 및 상기 추가공기공급유닛(10)이 공급하는 추가공기가 혼합된 공기혼합가스연료(AF)가 공급될 수 있다. 이 경우, 실린더(2)에 공급되는 공기혼합가스연료(AF)의 압력은 엔진 부하에 따라 약 3바(bar)에서 30바(bar) 사이일 수 있으나, 바람직하게 5바(bar)에서 22바(bar) 사이일 수 있다. 이 경우, 보조공기공급유닛(5)이 공급하는 보조공기의 압력은 상기 연료공급유닛(4)이 공급하는 가스연료의 공급압력보다 상대적으로 낮을 수 있다. 왜냐하면, 상기 실린더(2)에 가스연료 공급을 원활하게 하기 위함이다. 공기혼합가스연료(AF)의 압력이 30바(bar)를 초과하면, 보조공기공급유닛(5), 추가공기공급유닛(10) 및 연료공급유닛(4) 각각의 용량이 커져야 하므로 전체적인 엔진의 크기가 커지는 문제가 있다. 공기혼합가스연료(AF)의 압력이 3바(bar) 미만이면, 실린더(2)에 공급된 소기공기의 압력으로 인해 공기혼합가스연료(AF)가 실린더(2)에 원활하게 공급되지 못하는 문제가 있다. 연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 제4위치(P4)에 위치되면, 보조공기공급유닛(5)에 연료를 공급하지 않을 수 있다. 실린더(2)와 공기공급배관(5b)의 연통이 차단되기 때문이다. 연료공급유닛(4)은 연료공급수단(4a), 연료공급배관(4b) 및 연료공급밸브(4c)를 포함할 수 있다.3 to 6 , the fuel supply unit 4 is for supplying fuel to the cylinder 2 . The fuel supply unit 4 may be coupled to the auxiliary air supply unit 5 . Accordingly, the fuel supply unit 4 may supply fuel to the cylinder 2 by supplying fuel to the auxiliary air supply unit 5 . The fuel supply unit 4 may supply fuel to the cylinder 2 until the piston 3 moves from the third position P3 to the fourth position P4 . In this case, the cylinder 2 may be closed by an exhaust valve 9 to be described later. By supplying fuel to the auxiliary air supply unit 5 by the fuel supply unit 4 , the auxiliary air supplied by the auxiliary air supply unit 5 and the fuel supplied by the fuel supply unit 4 are mixed in the cylinder 2 . Air mixed gas fuel (AF) may be supplied. When the additional air supply unit (10) supplies additional air to the auxiliary air supply unit (5), the fuel supplied by the fuel supply unit (4) to the cylinder (2), the auxiliary air supply unit (5) The auxiliary air supplied, and the additional air supplied by the additional air supply unit 10 are mixed air mixed gas fuel (AF) may be supplied. In this case, the pressure of the air mixture fuel (AF) supplied to the cylinder 2 may be between about 3 bar and 30 bar depending on the engine load, but preferably between 5 bar and 22 bar. It may be between bars. In this case, the pressure of the auxiliary air supplied by the auxiliary air supply unit 5 may be relatively lower than the supply pressure of the gas fuel supplied by the fuel supply unit 4 . This is to facilitate the supply of gas fuel to the cylinder 2 . When the pressure of the air mixed gas fuel (AF) exceeds 30 bar (bar), the capacity of each of the auxiliary air supply unit 5, the additional air supply unit 10 and the fuel supply unit 4 must be increased, so that the overall engine There is a problem with increasing the size. When the pressure of the air mixed gas fuel (AF) is less than 3 bar (bar), the problem that the air mixed gas fuel (AF) is not smoothly supplied to the cylinder (2) due to the pressure of the scavenging air supplied to the cylinder (2) there is The fuel supply unit 4 may not supply fuel to the auxiliary air supply unit 5 when the piston 3 is positioned at the fourth position P4 . This is because the communication between the cylinder 2 and the air supply pipe 5b is blocked. The fuel supply unit 4 may include a fuel supply means 4a, a fuel supply pipe 4b and a fuel supply valve 4c.

연료공급수단(4a)은 실린더(2)에 연료를 공급하기 위한 것이다. 연료공급수단(4a)은 연료공급배관(4b)에 결합될 수 있다. 연료공급배관(4b)은 공기공급배관(5b)에 결합될 수 있다. 따라서, 연료공급수단(4a)은 연료공급배관(4b)을 통해 공기공급배관(5b)으로 연료를 공급함으로써, 실린더(2)에 연료를 공급할 수 있다. 연료공급수단(4a)은 연료를 저장하는 연료저장탱크, 및 연료저장탱크에 저장된 연료를 이송하기 위한 이송력을 발생시키는 연료이송장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 연료는 천연가스(NG)일 수 있다. 연료이송장치는 연료를 압축함으로써 연료공급배관(4b)에 연료를 공급할 수 있다. 이 경우, 연료공급수단(4a)은 컴프레셔, 임펠러, 펌프 중 적어도 하나일 수 있다. 연료저장탱크는 연료를 압축 저장함으로써, 연료공급배관(4b)으로 연료를 공급할 수도 있다. 이 경우, 연료공급수단(4a)은 연료이송장치를 포함하지 않을 수도 있다. The fuel supply means 4a is for supplying fuel to the cylinder 2 . The fuel supply means (4a) may be coupled to the fuel supply pipe (4b). The fuel supply pipe (4b) may be coupled to the air supply pipe (5b). Accordingly, the fuel supply means 4a may supply fuel to the cylinder 2 by supplying fuel to the air supply pipe 5b through the fuel supply pipe 4b. The fuel supply means 4a may include a fuel storage tank for storing fuel, and a fuel transfer device for generating a transfer force for transferring the fuel stored in the fuel storage tank. For example, the fuel may be natural gas (NG). The fuel transfer device may supply fuel to the fuel supply pipe 4b by compressing the fuel. In this case, the fuel supply means 4a may be at least one of a compressor, an impeller, and a pump. The fuel storage tank may supply fuel to the fuel supply pipe 4b by compressing and storing fuel. In this case, the fuel supply means 4a may not include a fuel transfer device.

연료공급배관(4b)은 일측이 연료공급수단(4a)에 결합되고, 타측이 공기공급배관(5b)에 결합될 수 있다. 연료공급배관(4b)은 연료를 이동시키기 위한 것으로, 관 또는 파이프와 같은 유로일 수 있다. 연료공급배관(4b)은 공기공급배관(5b)에 연통되도록 공기공급배관(5b)에 결합될 수 있다. 따라서, 연료공급배관(4b)은 연료공급수단(4a)에서 공급되는 연료를 공기공급배관(5b)으로 이동시킬 수 있다. 연료공급배관(4b)은 공기공급배관(5b)보다 상측에 위치하도록 공기공급배관(5b)에 결합될 수 있다. 상측은 중력 방향에 반대되는 방향을 의미할 수 있으나, 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)으로 연료가 용이하게 이동할 수 있으면 다른 방향일 수도 있다. 연료공급배관(4b)은 공기공급배관(5b)의 상측에서 제1각도로 공기공급배관(5b)에 결합될 수 있다. 제1각도는 0ㅀ를 초과하고 180ㅀ 미만일 수 있다. 이에 따라, 연료공급배관(4b)을 통해 이동되는 연료는 중력에 의해 공기공급배관(5b)으로 공급될 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 연료공급수단(4a)이 공기공급배관(5b)으로 연료를 이동시키기 위해 연료를 압축하는 부하를 낮출 수 있으므로, 연료공급수단(4a)의 사용 수명을 연장시킬 수 있다. 연료공급배관(4b)에는 연료공급밸브(4c)가 결합될 수 있다. One side of the fuel supply pipe 4b may be coupled to the fuel supply means 4a, and the other side may be coupled to the air supply pipe 5b. The fuel supply pipe 4b is for moving fuel, and may be a flow path such as a pipe or a pipe. The fuel supply pipe (4b) may be coupled to the air supply pipe (5b) to communicate with the air supply pipe (5b). Therefore, the fuel supply pipe (4b) can move the fuel supplied from the fuel supply means (4a) to the air supply pipe (5b). The fuel supply pipe (4b) may be coupled to the air supply pipe (5b) so as to be located above the air supply pipe (5b). The upper side may mean a direction opposite to the direction of gravity, but may be in another direction as long as the fuel can easily move from the fuel supply pipe 4b to the air supply pipe 5b. The fuel supply pipe (4b) may be coupled to the air supply pipe (5b) at a first angle from the upper side of the air supply pipe (5b). The first angle may be greater than 0° and less than 180°. Accordingly, the fuel moved through the fuel supply pipe 4b may be supplied to the air supply pipe 5b by gravity. Therefore, in the marine engine 1 according to the present invention, the fuel supply means 4a can lower the load for compressing the fuel in order to move the fuel to the air supply pipe 5b, so the service life of the fuel supply means 4a can be extended. A fuel supply valve 4c may be coupled to the fuel supply pipe 4b.

연료공급밸브(4c)는 연료공급배관(4b)을 개폐하기 위한 것이다. 연료공급밸브(4c)는 엔진블록(100)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 연료공급밸브(4c)는 연료공급배관(4b)에 밸브를 밀어넣어서 잠그는 게이트 밸브일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 연료공급배관(4b)을 개폐할 수 있으면 회전식 밸브인 볼밸브, 배관에 밸브를 덮거나 막아서 잠그는 글로브 밸브 등 다른 밸브일 수도 있다. 연료공급밸브(4c)가 게이트 밸브일 경우, 연료공급밸브(4c)는 Y축을 기준으로 상하방향으로 이동될 수 있다. 연료공급밸브(4c)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 후술할 제어부(6)에 연결되어, 제어부(6)에 의해 제어될 수 있다. 연료공급밸브(4c)는 제어부(6)에 의해 상하방향으로 이동됨으로써, 연료공급배관(4b)을 개폐할 수 있다. 예컨대, 연료공급밸브(4c)는 하측방향으로 이동되면, 연료공급배관(4b)을 개방할 수 있다. 이 경우, 연료공급배관(4b)과 공기공급배관(5b)이 연통됨으로써, 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)으로 연료가 공급될 수 있다. 연료공급밸브(4c)는 상측방향으로 이동되면, 연료공급배관(4b)을 폐쇄할 수 있다. 이 경우, 연료공급배관(4b)과 공기공급배관(5b)은 연통이 차단될 수 있다. 이에 따라, 공기공급배관(5b)에는 연료가 공급되지 않을 수 있다. The fuel supply valve 4c is for opening and closing the fuel supply pipe 4b. The fuel supply valve 4c may be movably coupled to the engine block 100 . The fuel supply valve (4c) may be a gate valve that locks by pushing the valve into the fuel supply pipe (4b), but is not limited thereto. It could be another valve, such as a globe valve that shuts off or shuts off. When the fuel supply valve 4c is a gate valve, the fuel supply valve 4c may move up and down based on the Y-axis. The fuel supply valve 4c may be connected to the control unit 6 to be described later by at least one of wired communication and wireless communication, and may be controlled by the control unit 6 . The fuel supply valve 4c is moved in the vertical direction by the control unit 6 to open and close the fuel supply pipe 4b. For example, when the fuel supply valve 4c is moved downward, the fuel supply pipe 4b may be opened. In this case, the fuel supply pipe 4b and the air supply pipe 5b communicate with each other, so that fuel can be supplied from the fuel supply pipe 4b to the air supply pipe 5b. When the fuel supply valve 4c moves upward, it can close the fuel supply pipe 4b. In this case, communication between the fuel supply pipe 4b and the air supply pipe 5b may be blocked. Accordingly, fuel may not be supplied to the air supply pipe 5b.

도 2 내지 도 12를 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 감지부(7)를 포함할 수 있다.2 to 12 , the marine engine 1 according to the present invention may include a sensing unit 7 .

상기 감지부(7)는 상기 실린더(2)에서 발생하는 노킹 또는 조기점화를 감지하기 위한 것이다. 상기 감지부(7)는 상기 실린더(2)에서 연료의 연소 시 발생하는 연소압력을 측정함으로써, 상기 실린더(2)에서 발생하는 노킹 또는 조기점화를 감지할 수 있다. 상기 감지부(7)는 상기 실린더(2)의 상측에 결합되는 실린더커버에 설치되어서 상기 실린더(2)의 내부. 즉, 연소실에서 연료 연소 시 발생하는 연소압력을 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 감지부(7)는 압력센서일 수 있다. 상기 감지부(7)는 상기 실린더커버에 설치되어서 상기 실린더(2)로부터 배출되는 배기가스의 가속도 값을 측정함으로써, 상기 실린더(2)에서 발생하는 노킹 또는 조기점화를 감지할 수 있다. 이 경우, 상기 감지부(7)는 가속도 센서일 수 있다. 상기 감지부(7)는 1개일 수 있으나, 상기 연소압력 또는 가속도 값에 대한 신뢰성을 높이기 위해 복수개가 실린더커버, 실린더라이너 등 서로 다른 위치에 설치될 수 있다. 상기 감지부(7)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(6)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 감지부(7)는 측정한 연소압력 또는 가속도 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다.The sensing unit 7 is for detecting knocking or pre-ignition occurring in the cylinder 2 . The sensing unit 7 may detect knocking or pre-ignition occurring in the cylinder 2 by measuring a combustion pressure generated when fuel is burned in the cylinder 2 . The sensing unit (7) is installed on the cylinder cover coupled to the upper side of the cylinder (2) inside the cylinder (2). That is, it is possible to measure the combustion pressure generated during fuel combustion in the combustion chamber. In this case, the sensing unit 7 may be a pressure sensor. The sensing unit 7 is installed on the cylinder cover to measure the acceleration value of the exhaust gas discharged from the cylinder 2 to detect knocking or pre-ignition occurring in the cylinder 2 . In this case, the sensing unit 7 may be an acceleration sensor. There may be one sensing unit 7, but a plurality of sensing units 7 may be installed at different positions such as a cylinder cover and a cylinder liner in order to increase the reliability of the combustion pressure or acceleration value. The sensing unit 7 may be connected to the control unit 6 by at least one of wireless communication and wired communication. Accordingly, the sensing unit 7 may provide the measured combustion pressure or acceleration information to the control unit 6 .

도 4 내지 도 12를 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 제어부(6)를 포함할 수 있다.4 to 12 , the marine engine 1 according to the present invention may include a control unit 6 .

상기 제어부(6)는 연료공급밸브(4c), 공기공급밸브(5c) 및 추가공기공급유닛(10)을 제어하기 위한 것이다.The control unit 6 is for controlling the fuel supply valve 4c, the air supply valve 5c and the additional air supply unit 10 .

먼저, 제어부(6)가 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c)를 제어하는 것을 살펴보면, 제어부(6)는 피스톤(3)에 연결되게 설치되는 크랭크축의 회전각도(Crank Angle)에 따라 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c)를 제어할 수 있다. 제어부(6)는 크랭크축의 회전각도에 따라 연료공급밸브(4c)를 제어하여 연료공급배관(4b)을 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다. 제어부(6)는 크랭크축의 회전각도에 따라 공기공급밸브(5c)를 제어하여 공기공급배관(5b)을 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다. 제어부(6)는 획득모드(61) 및 제어모드(62)를 포함할 수 있다.First, looking at how the control unit 6 controls the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c, the control unit 6 is connected to the piston 3 according to the rotation angle of the crankshaft. The fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c can be controlled. The control unit 6 may open or close the fuel supply pipe 4b by controlling the fuel supply valve 4c according to the rotation angle of the crankshaft. The control unit 6 may open or close the air supply pipe 5b by controlling the air supply valve 5c according to the rotation angle of the crankshaft. The control unit 6 may include an acquisition mode 61 and a control mode 62 .

획득모드(61)는 크랭크축의 회전각도를 획득하는 모드이다. 예컨대, 획득모드(61)일 경우, 제어부(6)는 크랭크축에 설치되는 각도센서를 통해서 크랭크축의 회전각도를 획득할 수 있다. 제어부(6)는 크랭크축의 회전속도를 검출하는 가버너(Governor)를 통해서 크랭크축의 회전각도를 획득할 수도 있으나, 이에 한정되지 않으며 다른 장치를 통해서 크랭크축의 회전각도를 획득할 수도 있다. 제어부(6)는 유선장치 및 무선장치 중 적어도 하나의 방법을 통해 각도센서, 가버너 등에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제어부(6)는 획득모드(61)일 경우, 각도센서, 가버너 등으로부터 크랭크축의 회전각도를 획득할 수 있다. The acquisition mode 61 is a mode for acquiring the rotation angle of the crankshaft. For example, in the acquisition mode 61, the control unit 6 may acquire the rotation angle of the crankshaft through an angle sensor installed on the crankshaft. The control unit 6 may acquire the rotation angle of the crankshaft through a governor that detects the rotational speed of the crankshaft, but is not limited thereto, and may acquire the rotation angle of the crankshaft through another device. The control unit 6 may be connected to an angle sensor, a governor, or the like through at least one of a wired device and a wireless device. Accordingly, in the case of the acquisition mode 61, the control unit 6 may acquire the rotation angle of the crankshaft from an angle sensor, a governor, or the like.

제어모드(62)는 획득모드(61)에서 획득한 크랭크축의 회전각도에 따라 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각의 개폐타이밍을 조절하는 모드이다. 예컨대, 제어모드(62)일 경우, 제어부(6)는 획득모드(61)에서 획득한 크랭크축의 회전각도 정보를 제공받아서 연료공급밸브(4c)를 제어하여 연료공급배관(4b)을 개폐할 수 있다. 연료공급배관(4b)이 개방되면, 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)으로 연료(Fuel)가 공급될 수 있다. 이 경우, 연료는 천연가스(NG)일 수 있다. 연료공급배관(4b)이 폐쇄되면, 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)으로 연료 공급이 차단될 수 있다. 예컨대, 제어모드(62)일 경우, 제어부(6)는 획득모드(61)에서 획득한 크랭크축의 회전각도 정보를 제공받아서 공기공급밸브(5c)를 제어하여 공기공급배관(5b)을 개폐할 수 있다. 공기공급배관(5b)이 개방되면, 공기공급수단(5a)에서 공기공급배관(5b)을 따라 실린더(2)로 공기(Air)가 공급될 수 있다. 공기공급배관(5b)이 폐쇄되면, 공기공급수단(5a)에서 공기공급배관(5b)을 따라 실린더(2)로 공급되는 공기가 차단될 수 있다. 제어부(6)는 획득모드(61)일 경우, 크랭크축의 회전각도를 획득하고 제어모드(62)일 경우, 획득모드(61)에서 획득한 크랭크축의 회전각도에 따라 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각의 개폐타이밍을 조절할 수 있다. 제어부(6)는 제어모드(62)일 경우, 획득모드(61)에서 획득한 크랭크축의 회전각도를 기설정된 크랭크축의 회전각도에 따른 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각의 개폐타이밍 데이터에 적용함으로써, 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각의 개폐타이밍을 조절할 수 있다. 크랭크축의 회전각도에 따른 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각의 개폐타이밍 데이터는 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 제어부(6)는 제어모드(62)에서 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 연료와 공기가 혼합된 공기혼합가스연료가 실린더(2)에 공급되도록 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(6)는 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상측방향으로 이동하여 소기공기공급유닛(8)에서 실린더(2)로 공급되는 공기가 차단되면 공기공급배관(5b)을 통해 실린더(2)에 공기혼합가스연료 공급을 시작하고, 피스톤(3)이 상측방향으로 더 이동하여 실린더(2)와 공기공급배관(5b)의 연통이 차단되면 공기혼합가스연료의 공급을 중단하도록 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(6)는 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제4위치(P4)로 이동되기 전까지 실린더(2)에 공기혼합가스연료를 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 피스톤(3)이 연료와 공기를 압축하는 과정에서 공기와 연료를 미리 혼합시킨 공기혼합가스연료를 실린더(2)에 공급할 수 있으므로, 압축과정에서 실린더(2)에 연료만 공급하는 경우에 비해 실린더(2) 내부의 공기와 연료를 균일하게 혼합시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공기혼합가스연료의 연소 효율을 향상시킬 수 있으므로, 선박을 추진시키기 위한 출력이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 노킹(Knocking)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2)의 중간 부분에서 공기와 연료가 혼합된 공기혼합가스연료를 공급할 수 있으므로, 실린더(2)의 하측에서 공기와 연료가 따로 공급되는 경우에 비해 압축비를 높일 수 있으므로 엔진 효율을 향상시킬 수 있다. The control mode 62 is a mode for adjusting the opening/closing timing of each of the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c according to the rotation angle of the crankshaft obtained in the acquisition mode 61 . For example, in the control mode 62, the control unit 6 receives the rotation angle information of the crankshaft acquired in the acquisition mode 61 and controls the fuel supply valve 4c to open and close the fuel supply pipe 4b. have. When the fuel supply pipe 4b is opened, fuel may be supplied from the fuel supply pipe 4b to the air supply pipe 5b. In this case, the fuel may be natural gas (NG). When the fuel supply pipe (4b) is closed, the fuel supply from the fuel supply pipe (4b) to the air supply pipe (5b) may be blocked. For example, in the control mode 62, the control unit 6 receives the rotation angle information of the crankshaft acquired in the acquisition mode 61 and controls the air supply valve 5c to open and close the air supply pipe 5b. have. When the air supply pipe 5b is opened, air may be supplied from the air supply means 5a to the cylinder 2 along the air supply pipe 5b. When the air supply pipe (5b) is closed, the air supplied to the cylinder (2) from the air supply means (5a) along the air supply pipe (5b) can be blocked. The control unit 6 acquires the rotation angle of the crankshaft in the acquisition mode 61, and in the control mode 62, the fuel supply valve 4c and the air according to the rotation angle of the crankshaft acquired in the acquisition mode 61. The opening/closing timing of each of the supply valves 5c can be adjusted. When the control mode 62, the control unit 6 opens and closes each of the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c according to the preset rotation angle of the crankshaft, the rotation angle of the crankshaft acquired in the acquisition mode 61. By applying the timing data, the opening/closing timing of each of the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c can be adjusted. The opening/closing timing data of each of the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c according to the rotation angle of the crankshaft may be preset by an operator. The control unit 6 controls the air mixture gas fuel in which fuel and air are mixed to be supplied to the cylinder 2 while the piston 3 moves from the bottom dead center P1 to the top dead center P2 in the control mode 62 . The fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c can be controlled. Specifically, when the piston 3 moves upward from the bottom dead center P1 and the air supplied from the scavenging air supply unit 8 to the cylinder 2 is blocked, the control unit 6 closes the air supply pipe 5b. The air mixture gas fuel supply to the cylinder 2 is started through the It is possible to control the fuel supply valve (4c) and the air supply valve (5c) to do so. That is, the control unit 6 may supply the air mixture gas fuel to the cylinder 2 until the piston 3 moves from the third position P3 to the fourth position P4 . Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can supply the air mixed gas fuel in which the air and fuel are mixed in advance to the cylinder 2 in the process of the piston 3 compressing the fuel and air, so that in the compression process Compared to a case where only fuel is supplied to the cylinder 2 , the air and fuel inside the cylinder 2 can be uniformly mixed. Therefore, since the marine engine 1 according to the present invention can improve the combustion efficiency of the air mixture fuel, it is possible to prevent the output for propulsion of the ship from being lowered as well as to prevent the occurrence of knocking. can do. In addition, since the marine engine 1 according to the present invention can supply air-mixed gas fuel in which air and fuel are mixed in the middle part of the cylinder 2, when air and fuel are separately supplied from the lower side of the cylinder 2 Since the compression ratio can be increased, engine efficiency can be improved.

도 4 내지 도 12를 참고하면, 제어부(6)는 공기공급배관(5b)에서 실린더(2)로 공급되는 공기가 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)로 공급되는 연료보다 더 늦게 공급이 중단되도록 공기공급밸브(5c) 및 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 여기서, 연료는 가스일 수 있다. 도 10은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 공기공급밸브 및 연료공급밸브의 개폐타이밍을 나타낸 개략적인 그래프이다. 가로축은 크랭크축의 회전각도(Crank Angle)를 나타낸다. 세로축은 밸브의 이동(Valve Lift)을 타나낸다. 제1라인(L1)은 공기공급밸브(5c)의 개폐타이밍을 나타낸 그래프이다. 제2라인(L2)은 연료공급밸브(4c)의 개폐타이밍을 나타낸 그래프이다. 그래프에서 세로축의 상측방향은 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각이 연료공급배관(4b) 및 공기공급배관(5b)을 개방하는 것이다. 그래프에서 세로축의 하측방향은 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각이 연료공급배관(4b) 및 공기공급배관(5b)을 폐쇄하는 것이다. 제어부(6)는 크랭크축의 회전각도에 따라 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c) 각각이 주기적으로 연료공급배관(4b) 및 공기공급배관(5b)을 개폐하도록 연료공급밸브(4c) 및 공기공급밸브(5c)를 제어할 수 있다. 도 10을 참고하면, 제2라인(L2)은 제1라인(L1)의 내부에 위치하고 있다. 이는 공기공급밸브(5c)가 공기공급배관(5b)을 먼저 개방한 후에 연료공급밸브(4c)가 연료공급배관(4b)을 개방하고, 연료공급밸브(4c)가 연료공급배관(4b)을 폐쇄한 후에 공기공급밸브(5c)가 공기공급배관(5b)을 폐쇄하는 것을 의미한다.4 to 12, the control unit 6 controls the air supplied from the air supply pipe 5b to the cylinder 2 later than the fuel supplied from the fuel supply pipe 4b to the air supply pipe 5b. The air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c can be controlled so that the supply is stopped. Here, the fuel may be a gas. 10 is a schematic graph showing the opening and closing timings of the air supply valve and the fuel supply valve in the marine engine according to the present invention. The horizontal axis represents the crank angle of the crankshaft. The vertical axis represents the valve lift. The first line L1 is a graph showing the opening/closing timing of the air supply valve 5c. The second line L2 is a graph showing the opening/closing timing of the fuel supply valve 4c. In the graph, the upper direction of the vertical axis indicates that the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c respectively open the fuel supply pipe 4b and the air supply pipe 5b. In the graph, the downward direction of the vertical axis means that the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c close the fuel supply pipe 4b and the air supply pipe 5b, respectively. The control unit 6 controls the fuel supply valve 4c so that each of the fuel supply valve 4c and the air supply valve 5c periodically opens and closes the fuel supply pipe 4b and the air supply pipe 5b according to the rotation angle of the crankshaft. And it is possible to control the air supply valve (5c). Referring to FIG. 10 , the second line L2 is located inside the first line L1 . This means that after the air supply valve 5c opens the air supply pipe 5b first, the fuel supply valve 4c opens the fuel supply pipe 4b, and the fuel supply valve 4c opens the fuel supply pipe 4b. It means that the air supply valve (5c) closes the air supply pipe (5b) after closing.

먼저, 공기공급밸브(5c)와 연료공급밸브(4c)의 폐쇄타이밍을 살펴보면, 제어부(6)는 기설정된 크랭크축의 회전각도에 따라 연료공급배관(4b)이 폐쇄된 후에 공기공급배관(5b)이 폐쇄되도록 공기공급밸브(5c)와 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 따라서, 공기공급배관(5b)에서 실린더(2)로 공급되는 공기는 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)으로 공급되는 연료보다 나중에 중단될 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2)에 공급되는 공기혼합가스연료의 공급 중단 시, 연료 공급을 먼저 중단하고 공기 공급을 나중에 중단시킴으로써, 공기공급배관(5b)에 연료가 남는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공기공급배관(5b)에 남아있는 연료가 실린더(2)에 추가로 공급되는 것을 방지함으로써, 조기점화(Preignition)가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)과 같은 유해물질을 포함하는 미연소 연료가 외부로 배출되는 것을 방지하여 환경 보호에 기여할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2)에 공급되는 공기혼합가스연료의 공급 중단 시, 연료 공급을 먼저 중단하고 공기 공급을 나중에 중단시킴으로써, 공기공급배관(5b)에 연료가 남게 되는 것을 방지하여 엔진의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.First, looking at the closing timings of the air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c, the control unit 6 closes the fuel supply pipe 4b according to a preset rotation angle of the crankshaft and then the air supply pipe 5b. The air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c can be controlled so that this is closed. Accordingly, the air supplied to the cylinder 2 from the air supply pipe 5b can be stopped later than the fuel supplied from the fuel supply pipe 4b to the air supply pipe 5b. When the supply of the air mixture gas fuel supplied to the cylinder 2 is stopped, the marine engine 1 according to the present invention stops the fuel supply first and stops the air supply later, so that the fuel remains in the air supply pipe 5b can be prevented Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention prevents the fuel remaining in the air supply pipe 5b from being additionally supplied to the cylinder 2, thereby preventing preignition from occurring. However, it can contribute to environmental protection by preventing the unburned fuel containing harmful substances such as nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) from being discharged to the outside. In addition, in the marine engine 1 according to the present invention, when the supply of the air mixed gas fuel supplied to the cylinder 2 is stopped, the fuel supply is first stopped and the air supply is stopped later, so that the fuel is supplied to the air supply pipe 5b. It is possible to prevent the engine efficiency from being lowered by preventing it from remaining.

다음, 공기공급밸브(5c)와 연료공급밸브(4c)의 개방타이밍을 살펴보면, 제어부(6)는 공기공급배관(5b)에서 실린더(2)로 공급되는 공기가 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)으로 공급되는 연료보다 적어도 먼저 공급되도록 공기공급밸브(5c) 및 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 제어부(6)는 기설정된 크랭크축의 회전각도에 따라 공기공급배관(5b)이 개방된 후에 연료공급배관(4b)이 개방되도록 공기공급밸브(5c)와 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 따라서, 공기공급배관(5b)에서 실린더(2)로 공급되는 공기는 연료공급배관(4b)에서 공기공급배관(5b)으로 공급되는 연료보다 먼저 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2)에 공기혼합가스연료 공급 시 연료보다 공기를 먼저 공급함으로써, 공기의 유속으로 인해 공기공급배관(5b)의 압력을 낮추어서 연료공급배관(4b)의 연료가 공기공급배관(5b)을 이동하는 공기 쪽으로 흡입되도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공기공급배관(5b)에서 공기와 연료를 미리 혼합시켜서 실린더(2)에 공급함으로써, 실린더(2)에서 연료와 공기 혼합을 균일하게 할 수 있어 배기가스 오염물질인 질소산화물(NOx)의 생성을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 노킹(Knocking)과 조기점화(Pre-ignition)를 개선할 수 있다.Next, looking at the opening timing of the air supply valve (5c) and the fuel supply valve (4c), the control unit (6) is the air supplied from the air supply pipe (5b) to the cylinder (2) is air from the fuel supply pipe (4b) The air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c may be controlled to be supplied at least earlier than the fuel supplied to the supply pipe 5b. The control unit 6 may control the air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c so that the fuel supply pipe 4b is opened after the air supply pipe 5b is opened according to the preset rotation angle of the crankshaft. . Accordingly, the air supplied from the air supply pipe 5b to the cylinder 2 may be supplied before the fuel supplied from the fuel supply pipe 4b to the air supply pipe 5b. The marine engine 1 according to the present invention supplies air before fuel when supplying air mixed gas fuel to the cylinder 2, thereby lowering the pressure of the air supply pipe 5b due to the flow rate of the air, thereby reducing the fuel supply pipe 4b. of the fuel may be sucked toward the air moving through the air supply pipe (5b). Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can uniformly mix fuel and air in the cylinder 2 by mixing air and fuel in advance in the air supply pipe 5b and supplying it to the cylinder 2, It is possible not only to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx), which is an exhaust gas pollutant, but also to improve knocking and pre-ignition.

제어부(6)는 공기공급배관(5b)과 연료공급배관(4b)이 동시에 개방되도록 공기공급밸브(5c)와 연료공급밸브(4c)를 제어할 수도 있다. 제어부(6)는 기설정된 크랭크축의 회전각도에 따라 공기공급배관(5b)과 연료공급배관(4b)이 동시에 개방되도록 공기공급밸브(5c)와 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 이 경우, 공기공급배관(5b)으로 연료와 공기가 동시에 공급됨으로써, 공기와 연료가 동시에 혼합되어 실린더(2)로 공급될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2)에 공급되는 공기와 연료를 균일하게 혼합시킬 수 있으므로, 배기가스 오염물질인 질소산화물(NOx)의 생성을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 노킹(Knocking)과 조기점화(Pre-ignition)를 개선하여 엔진의 효율을 향상시킬 수 있다. The controller 6 may control the air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c so that the air supply pipe 5b and the fuel supply pipe 4b are simultaneously opened. The control unit 6 may control the air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c so that the air supply pipe 5b and the fuel supply pipe 4b are simultaneously opened according to a preset rotation angle of the crankshaft. In this case, since fuel and air are simultaneously supplied to the air supply pipe 5b, air and fuel may be mixed and supplied to the cylinder 2 at the same time. Therefore, since the marine engine 1 according to the present invention can uniformly mix the air and fuel supplied to the cylinder 2, it is possible to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx), which is an exhaust gas pollutant, Engine efficiency can be improved by improving knocking and pre-ignition.

다음, 제어부(6)가 추가공기공급유닛(10)을 제어하는 것을 살펴보면, 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)가 노킹 또는 조기점화를 감지하는 것에 따라 상기 추가공기공급유닛(10)을 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)가 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화를 감지하면, 상기 추가공기공급유닛(10)을 제어하여 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 하나에 추가공기를 공급하여서 상기 실린더(2)에 공급되는 전체적인 공기량을 증가시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)로부터 상기 실린더(2)의 연소압력을 제공받고, 상기 연소압력 값이 기설정된 기준연소압력범위를 초과하면 압축장치를 작동시키거나 개폐밸브를 개방시킴으로써 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 하나에 추가공기를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 감지부(7)는 압력센서일 수 있다. 상기 기준연소압력범위는 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화가 발생하지 않는 연소압력범위를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)로부터 상기 실린더(2)로부터 배출되는 배기가스의 가속도 정보를 제공받고, 상기 가속도 값이 기설정된 기준가속도범위를 초과하면 압축장치를 작동시키거나 개폐밸브를 개방시킴으로써 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 하나에 추가공기를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 감지부(7)는 가속도 센서일 수 있다. 상기 기준가속도범위는 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화가 발생하지 않는 가속도범위를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)가 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화를 감지하면, 상기 소기공기공급유닛(8)이 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급할 때 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 소기공기공급유닛(8)에 추가공기를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 실린더(2)는 상기 소기공기공급유닛(8)로부터 소기공기와 추가공기를 공급받을 수 있다. 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)가 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화를 감지하면, 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 보조공기를 공급할 때 상기 추가공기공급유닛(10)이 상기 보조공기공급유닛(5)에 추가공기를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 실린더(2)는 상기 보조공기공급유닛(5)로부터 보조공기와 추가공기를 공급받을 수 있다. 상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)가 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화를 감지하면, 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 모두에 추가공기를 공급할 수도 있다. 이 경우, 상기 실린더(2)는 상기 소기공기공급유닛(8)로부터 소기공기와 추가공기를 공급받고, 상기 보조공기공급유닛(5)로부터 보조공기와 추가공기를 공급받을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 노킹 또는 조기점화 발생 시 신속하게 실린더(2)에 추가공기를 공급함으로써, 노킹 또는 조기점화가 계속적으로 발생하는 것을 방지함으로써 엔진의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 엔진의 사용수명을 연장시켜서 엔진에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용이 증대되는 것을 방지할 수 있다.Next, looking at how the control unit 6 controls the additional air supply unit 10, the control unit 6 controls the additional air supply unit 10 according to the detection unit 7 detecting knocking or pre-ignition. can be controlled. When the sensing unit 7 detects knocking or early ignition in the cylinder 2, the control unit 6 controls the additional air supply unit 10 to control the scavenge air supply unit 8 and the auxiliary air By supplying additional air to at least one of the supply units (5), it is possible to increase the overall amount of air supplied to the cylinder (2). For example, the control unit 6 receives the combustion pressure of the cylinder 2 from the sensing unit 7 , and operates the compression device or opens the on/off valve when the combustion pressure value exceeds a preset reference combustion pressure range. By opening it, it is possible to supply additional air to at least one of the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 . In this case, the sensing unit 7 may be a pressure sensor. The reference combustion pressure range means a combustion pressure range in which knocking or pre-ignition does not occur in the cylinder 2, and may be preset by an operator. For example, the control unit 6 receives acceleration information of the exhaust gas discharged from the cylinder 2 from the sensing unit 7 , and operates the compression device when the acceleration value exceeds a preset reference acceleration range. By opening the on/off valve, additional air may be supplied to at least one of the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 . In this case, the sensing unit 7 may be an acceleration sensor. The reference acceleration range means an acceleration range in which knocking or pre-ignition does not occur in the cylinder 2, and may be preset by an operator. When the sensing unit 7 detects knocking or pre-ignition in the cylinder 2 , the control unit 6 controls the additional air when the scavenging air supply unit 8 supplies the scavenging air to the cylinder 2 . The supply unit 10 may supply additional air to the scavenging air supply unit 8 . Accordingly, the cylinder 2 may receive the scavenging air and additional air from the scavenging air supply unit 8 . When the sensing unit 7 detects knocking or pre-ignition in the cylinder 2 , the control unit 6 controls the auxiliary air supply unit 5 to supply auxiliary air to the cylinder 2 when the auxiliary air is supplied to the cylinder 2 . The supply unit 10 may supply additional air to the auxiliary air supply unit 5 . Accordingly, the cylinder 2 may receive auxiliary air and additional air from the auxiliary air supply unit 5 . The control unit 6 supplies additional air to both the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 when the sensing unit 7 detects knocking or early ignition in the cylinder 2 . may be In this case, the cylinder 2 may receive scavenging air and additional air from the scavenging air supply unit 8 , and may receive auxiliary air and additional air from the auxiliary air supply unit 5 . Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention prevents the engine efficiency from being lowered by rapidly supplying additional air to the cylinder 2 when knocking or pre-ignition occurs, thereby preventing knocking or pre-ignition from occurring continuously. Not only can it be prevented, but also it is possible to prevent an increase in the maintenance cost and replacement cost of the engine by extending the service life of the engine.

상기 제어부(6)는 상기 감지부(7)가 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화를 감지하지 않으면, 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5)에 추가공기를 공급하지 않도록 상기 추가공기공급유닛(10)을 제어할 수 있다.The control unit 6 supplies additional air to the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 when the sensing unit 7 does not detect knocking or pre-ignition in the cylinder 2 . It is possible to control the additional air supply unit 10 so as not to do so.

본 발명에 따른 선박용 엔진(1)에 있어서, 소기공기공급유닛(8)은 공기저장챔버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 공기저장챔버는 실린더(2)에 공기를 공급하기 위해 공기를 저장할 수 있다. 공기저장챔버는 실린더(2)의 하측에 위치하도록 엔진블록(100)에 형성될 수 있다. 공기저장챔버는 실린더(2)가 내측에 위치하도록 실린더(2)보다 크기가 크게 형성될 수 있다. 공기저장챔버는 실린더(2)의 하측에서 실린더(2)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 공기저장챔버는 실린더(2)에 공기를 공급할 수 있다. 공기저장챔버는 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제1위치(P1)로 이동할 때, 공기저장챔버와 실린더(2)가 연통됨으로써 실린더(2)에 공기 공급을 시작할 수 있다. 공기저장챔버는 피스톤(3)이 제1위치(P1)에서 제3위치(P3) 쪽으로 이동할 때까지 공기저장챔버와 실린더(2)가 연통됨으로써 실린더(2)에 공기 공급할 수 있다. 공기저장챔버는 피스톤(3)이 제3위치(P3)에 도달하면, 공기저장챔버와 실린더(2)의 연통이 차단됨으로써 실린더(2)에 공기를 공급할 수 없다. 공기저장챔버는 터보차저의 압축기, 에어쿨러, 및 에어리시버를 순차적으로 거친 공기를 공급받을 수 있다. 터보차저의 압축기는 엔진의 배기가스를 구동력으로 공기를 압축할 수 있다. 에어쿨러는 압축기로부터 압축된 공기를 공급받아 냉각시킬 수 있다. 에어쿨러는 냉각매체와 압축공기를 열교환시켜서 압축공기를 냉각시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 냉각장치를 이용하는 등 다른 방법으로 압축공기를 냉각시킬 수도 있다. 에어리시버는 에어쿨러로부터 냉각된 공기를 공급받을 수 있다. 공기저장챔버는 에어리시버로부터 공급되는 공기를 저장할 수 있다. 예컨대, 공기저장챔버는 엔진 부하에 따라 약 1바(bar) - 8바(bar)의 압력으로 공기를 저장할 수 있다. 따라서, 상기 공기저장챔버는 상기 실린더(2)에 약 1바(bar) - 8바(bar)의 압력으로 공기를 공급할 수 있다. 바람직하게 상기 공기저장챔버는 상기 실린더(2)에 1바(bar) - 5바(bar)의 압력으로 공기를 공급할 수 있다.In the marine engine 1 according to the present invention, the scavenging air supply unit 8 may further include an air storage chamber (not shown). The air storage chamber may store air to supply air to the cylinder 2 . The air storage chamber may be formed in the engine block 100 to be located below the cylinder (2). The air storage chamber may be formed to be larger in size than the cylinder 2 so that the cylinder 2 is located inside. The air storage chamber may be in communication with the cylinder (2) at the lower side of the cylinder (2). Accordingly, the air storage chamber can supply air to the cylinder (2). When the piston 3 moves from the third position P3 to the first position P1 in the air storage chamber, the air storage chamber and the cylinder 2 communicate with each other to start supplying air to the cylinder 2 . The air storage chamber may supply air to the cylinder 2 by communicating with the air storage chamber and the cylinder 2 until the piston 3 moves from the first position P1 to the third position P3. When the piston 3 reaches the third position P3 in the air storage chamber, the communication between the air storage chamber and the cylinder 2 is blocked, so that air cannot be supplied to the cylinder 2 . The air storage chamber may receive air that has been sequentially passed through the compressor of the turbocharger, the air cooler, and the air receiver. The compressor of the turbocharger may compress air using engine exhaust gas as driving force. The air cooler may receive compressed air from a compressor to cool it. The air cooler may cool the compressed air by exchanging heat between the cooling medium and the compressed air, but is not limited thereto, and the compressed air may be cooled by other methods such as using a cooling device. The air receiver may receive cooled air from the air cooler. The air storage chamber may store air supplied from the air receiver. For example, the air storage chamber may store air at a pressure of about 1 bar - 8 bar depending on the engine load. Accordingly, the air storage chamber may supply air to the cylinder 2 at a pressure of about 1 bar - 8 bar. Preferably, the air storage chamber may supply air to the cylinder 2 at a pressure of 1 bar - 5 bar.

도 11 내지 도 14을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 배기밸브(9)를 포함할 수 있다.11 to 14 , the marine engine 1 according to the present invention may include an exhaust valve 9 .

배기밸브(9)는 Y축 방향을 기준으로 실린더(2)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 배기밸브(9)는 실린더(2)의 상측에 위치하도록 엔진블록(100)에 결합될 수 있다. 배기밸브(9)는 연료와 공기가 연소되어 발생하는 배기가스가 실린더(2)로부터 배출되도록 실린더(2)를 개폐하기 위한 것이다. 배기밸브(9)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 제어부(6)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 배기밸브(9)는 제어부(6)에 의해 이동됨으로써 실린더(2)를 개폐할 수 있다. 예컨대, 배기밸브(9)는 제어부(6)에 의해 하측방향으로 이동됨으로써, 실린더(2)와 배기관을 연통시킬 수 있다. 배기관은 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 유로이다. 이에 따라, 배기밸브(9)는 실린더(2)를 개방할 수 있다. 이 경우, 배기가스는 고온으로 인해 자연적으로 배기관을 통해 외부로 배출되거나 실린더(2)의 내부로 공기가 공급되면 공기의 압력에 의해 인위적으로 배기관을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기밸브(9)는 제어부(6)에 의해 상측방향으로 이동됨으로써, 실린더(2)와 배기관을 차단시킬 수 있다. 이에 따라, 배기밸브(9)는 실린더(2)를 폐쇄할 수 있다. 배기밸브(9)가 실린더(2)를 폐쇄하고 피스톤(3)이 상사점 쪽으로 이동하면 실린더(2)에 공기혼합가스연료가 공급되고, 피스톤(3)이 상사점 쪽으로 더 이동하면 공급된 공기혼합가스연료가 압축될 수 있다. The exhaust valve 9 may be movably coupled to the cylinder 2 based on the Y-axis direction. The exhaust valve 9 may be coupled to the engine block 100 so as to be located above the cylinder 2 . The exhaust valve 9 is for opening and closing the cylinder 2 so that exhaust gas generated by combustion of fuel and air is discharged from the cylinder 2 . The exhaust valve 9 may be connected to the control unit 6 by at least one of wired communication and wireless communication. Accordingly, the exhaust valve 9 can open and close the cylinder 2 by being moved by the control unit 6 . For example, the exhaust valve 9 is moved downward by the control unit 6 , so that the cylinder 2 and the exhaust pipe can communicate with each other. The exhaust pipe is a flow path for discharging exhaust gas to the outside. Accordingly, the exhaust valve 9 can open the cylinder 2 . In this case, the exhaust gas may be naturally discharged to the outside through the exhaust pipe due to high temperature, or when air is supplied to the inside of the cylinder 2, may be artificially discharged to the outside through the exhaust pipe by the pressure of the air. The exhaust valve 9 is moved upward by the control unit 6 , thereby blocking the cylinder 2 and the exhaust pipe. Accordingly, the exhaust valve 9 can close the cylinder 2 . When the exhaust valve 9 closes the cylinder 2 and the piston 3 moves toward top dead center, the air mixed gas fuel is supplied to the cylinder 2, and when the piston 3 moves further toward top dead center, the supplied air Mixed gas fuel can be compressed.

제어부(6)는 배기밸브(9)가 실린더(2)를 폐쇄한 후에 실린더(2)에 공기혼합가스연료가 공급되도록 배기밸브(9), 공기공급밸브(5c) 및 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 제어부(6)는 획득모드(61) 및 제어모드(62)에 따라 배기밸브(9), 공기공급밸브(5c) 및 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 제어부(6)는 기설정된 크랭크축의 회전각도에 따라 배기밸브(9), 공기공급밸브(5c) 및 연료공급밸브(4c)를 제어할 수 있다. 제3라인(L3, 도 13에 도시됨)은 배기밸브(9)가 실린더(2)를 개폐하는 개폐타이밍을 나타낸 그래프이다. 제3라인(L3)은 연료가 가스인 가스모드일 경우 배기밸브(9)가 실린더(2)를 개폐하는 개폐타이밍, 및 연료가 디젤인 디젤모드일 경우 배기밸브(9)가 실린더(2)를 개폐하는 개폐타이밍을 모두 포괄한 그래프이다. 제3라인(L3)은 제1라인(L1) 및 제2라인(L2)보다 좌측에 위치한다. 이는 배기밸브(9)가 실린더(2)를 개폐한 후에 공기공급밸브(5c)와 연료공급밸브(4c)가 공기공급배관(5b) 및 연료공급배관(4b)을 각각 개폐하는 것을 의미한다. 제어부(6)는 실린더(2)에 있는 배기가스가 외부로 배출된 경우에 배기밸브(9)를 제어하여 실린더(2)를 폐쇄할 수 있다. 예컨대, 제어부(6)는 피스톤(3)이 제2위치(P2)에서 제1위치(P1)까지 이동하는 동안 실린더(2)가 개방하도록 배기밸브(9)를 제어할 수 있다. 제어부(6)는 피스톤(3)이 제1위치(P1)에서 제3위치(P3)에 위치되기 전까지 실린더(2)를 개방할 수 있다. 따라서, 실린더(2)에서 생성된 배기가스는 고온에 의해 자연적으로 배출되거나 소기공기공급유닛(8)을 통해 공급되는 소기공기에 의해 인위적으로 배기관을 통해 외부로 배출될 수 있다. 제어부(6)는 피스톤(3)이 제3위치(P3)에 위치되면, 실린더(2)를 폐쇄할 수 있다. 제어부(6)는 실린더(2)가 폐쇄되면, 공기공급밸브(5c) 및 연료공급밸브(4c)를 제어하여 공기공급배관(5b) 및 연료공급배관(4b)을 각각 개방할 수 있다. 이에 따라, 실린더(2)에는 연료와 공기가 혼합된 공기혼합가스연료(AF)가 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2)를 폐쇄시킨 후에 실린더(2)에 공기혼합가스연료(AF)를 공급할 수 있으므로, 실린더(2)의 외부로 연료가 유출되는 메탄슬립(Methane Slip)을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 연료에 포함된 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)과 같은 환경오염물질이 선박의 외부로 유출되는 것을 방지함으로써 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 엄격한 환경규제를 만족시킬 수 있다. 제6라인(L6, 도 13에 도시됨)은 상기 감지부(7)가 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화를 감지하면, 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 공기를 공급하는 분사기간을 증가시키는 것을 나타낸 그래프이다. 상기 제6라인(L6)은 노킹 또는 조기점화가 발생하지 않는 경우의 공기 공급 분사기간을 나타낸 제1라인(L1)보다 크기가 크다. 이는 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 노킹 또는 조기점화가 발생하지 않는 경우의 공기 공급 분사시기보다 분사시기를 더 당기고, 공기 분사 종료 시기를 더 늦춤으로써 상기 실린더(2)에 공기를 공급하는 분사기간을 증가시키는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 노킹 또는 조기점화 발생 시 상기 실린더(2)에 공기를 공급하는 분사기간을 증가시켜서 공기량을 증대시킬 수 있으므로, 노킹 또는 조기점화가 계속적으로 발생하는 것을 방지할 수 있어 엔진의 사용수명을 증대시킬 수 있다. The control unit 6 includes an exhaust valve 9, an air supply valve 5c and a fuel supply valve 4c so that the air mixed gas fuel is supplied to the cylinder 2 after the exhaust valve 9 closes the cylinder 2 can control The controller 6 may control the exhaust valve 9 , the air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c according to the acquisition mode 61 and the control mode 62 . The control unit 6 may control the exhaust valve 9, the air supply valve 5c, and the fuel supply valve 4c according to a preset rotation angle of the crankshaft. The third line L3 (shown in FIG. 13 ) is a graph showing the opening/closing timing at which the exhaust valve 9 opens and closes the cylinder 2 . The third line (L3) is the opening/closing timing for the exhaust valve 9 to open and close the cylinder 2 in the gas mode in which the fuel is gas, and the exhaust valve 9 to the cylinder 2 in the diesel mode in which the fuel is diesel. It is a graph that includes all the opening/closing timings for opening and closing the . The third line L3 is positioned to the left of the first line L1 and the second line L2 . This means that after the exhaust valve 9 opens and closes the cylinder 2 , the air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c open and close the air supply pipe 5b and the fuel supply pipe 4b, respectively. The control unit 6 may close the cylinder 2 by controlling the exhaust valve 9 when the exhaust gas in the cylinder 2 is discharged to the outside. For example, the controller 6 may control the exhaust valve 9 to open the cylinder 2 while the piston 3 moves from the second position P2 to the first position P1 . The controller 6 may open the cylinder 2 until the piston 3 is positioned from the first position P1 to the third position P3. Accordingly, the exhaust gas generated in the cylinder 2 may be naturally discharged by high temperature or artificially discharged through the exhaust pipe by the scavenging air supplied through the scavenging air supply unit 8 . The control unit 6 may close the cylinder 2 when the piston 3 is positioned at the third position P3. When the cylinder 2 is closed, the controller 6 may control the air supply valve 5c and the fuel supply valve 4c to open the air supply pipe 5b and the fuel supply pipe 4b, respectively. Accordingly, the air mixture gas fuel (AF) in which fuel and air are mixed may be supplied to the cylinder 2 . Since the marine engine 1 according to the present invention can supply the air mixed gas fuel AF to the cylinder 2 after the cylinder 2 is closed, the methane slip through which the fuel flows to the outside of the cylinder 2 (Methane) slip) can be prevented. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can prevent environmental pollution by preventing environmental pollutants such as nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) contained in fuel from leaking to the outside of the ship. Not only that, but it can also satisfy strict environmental regulations. In the sixth line (L6, shown in FIG. 13 ), when the sensing unit 7 detects knocking or pre-ignition in the cylinder 2 , the auxiliary air supply unit 5 sends air to the cylinder 2 . It is a graph showing increasing the injection period for supplying The sixth line L6 is larger than the first line L1 indicating the air supply injection period when knocking or pre-ignition does not occur. This means that the auxiliary air supply unit 5 supplies air to the cylinder 2 by pulling the injection timing more than the air supply injection timing when the knocking or pre-ignition does not occur, and delaying the air injection termination timing. This means that the injection period is increased. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can increase the amount of air by increasing the injection period for supplying air to the cylinder 2 when knocking or pre-ignition occurs, so that knocking or pre-ignition continuously occurs. This can be prevented, thereby prolonging the service life of the engine.

도 14를 참고하면, 제어부(6)는 연료가 가스인 가스모드, 및 연료가 디젤인 디젤모드에 따라 다르게 설정된 크랭크축의 회전각도에 따라 배기밸브(9)를 제어함으로써, 실린더(2)를 폐쇄하는 배기밸브(9)의 폐쇄타이밍을 조절할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 이중연료엔진(Dual Fuel Engine)일 수 있다. 이중연료엔진은 2가지 연료. 예컨대, 천연가스(NG)와 디젤(MDO)을 혼용하여 선박을 추진시키기 위한 출력을 발생시킬 수 있다. 이중연료엔진은 디젤인젝터(Diesel Injector) 및 마이크로파일럿인젝터(Micro-Pilot Injector)를 포함할 수 있다. 디젤인젝터와 마이크로파일럿인젝터는 실린더(2)의 서로 다른 위치에 설치될 수 있다. 디젤인젝터는 연료가 디젤(MDO)인 디젤모드인 경우, 공기가 압축된 실린더(2)에 디젤(MDO)연료를 분사하기 위한 것이다. 이에 따라, 이중연료엔진은 압축공기로 인해 디젤연료가 착화되어서 구동력을 발생시킬 수 있다. 마이크로파일럿인젝터는 연료가 천연가스인 가스모드인 경우, 디젤유를 실린더(2)에 분사하여 실린더(2)에서 압축된 가스연료를 착화시키기 위한 것이다. 마이크로파일럿인젝터는 가스연료와 공기가 압축되면 소량의 디젤유를 실린더 내부로 분사함으로써, 압축된 가스연료를 착화시킬 수 있다. 디젤인젝터는 디젤모드인 경우 실린더(2)에 디젤연료를 공급하기 위한 것이고, 마이크로파일럿인젝터는 가스모드인 경우 실린더(2)에 압축된 가스연료를 착화시키기 위한 것이다. 따라서, 디젤인젝터가 실린더(2)에 공급하는 디젤의 양이 마이크로파일럿인젝터가 실린더(2)에 공급하는 디젤의 양보다 더 많다. 도 14를 참고하면, 제4라인(L4)은 연료가 디젤인 디젤모드일 경우 배기밸브(9)가 실린더(2)를 개폐하는 개폐타이밍을 나타낸 그래프이다. 제5라인(L5)은 연료가 가스인 가스모드일 경우 배기밸브(9)가 실린더(2)를 개폐하는 개폐타이밍을 나타낸 그래프이다. 제5라인(L5)은 제4라인(L4)보다 더 우측에서 그래프가 하향한다. 이는 가스모드일 경우, 배기밸브(9)가 실린더(2)를 폐쇄하는 폐쇄타이밍이 디젤모드에 비해 더 늦는 것을 의미한다. 제어부(6)는 가스모드일 경우, 배기밸브(9)가 디젤모드일 경우에 비해 실린더(2)를 폐쇄하는 폐쇄타이밍이 더 늦도록 배기밸브(9)를 제어할 수 있다. 실린더(2)의 폐쇄타이밍은 실린더(2)에 공급되는 연료와 공기의 압축압력 및 압축온도와 관련이 있다. 즉, 실린더(2)의 폐쇄타이밍은 실린더(2)에 공급된 연료와 공기의 유효압축비와 관련된다. 유효압축비는 엔진에서 실제 압축비를 말하며, 2 Stroke 엔진에서 소기(掃氣) 구멍이 닫히는 순간의 실린더(2) 체적과 피스톤(3)이 상사점에 도달했을 때 실린더(2)의 체적비이다. 실린더(2)의 폐쇄타이밍이 빠르면, 피스톤(3)이 실린더(2)에 공급된 연료와 공기를 압축하는 압축시점이 빨라지므로 공기와 연료의 압축압력이 커져서 압축온도가 높아질 수 있다. 실린더(2)의 폐쇄타이밍이 느리면, 실린더(2)의 폐쇄타이밍이 빠른 경우에 비해 피스톤(3)이 실린더(2)에 공급된 연료와 공기를 압축하는 압축시점이 느려지므로 공기와 연료의 압축압력이 더 낮아서 압축온도가 더 낮아질 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)에 있어서, 가스모드와 디젤모드의 형상 압축비(Geometrical Compression Ratio)는 동일할 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 가스모드일 경우 디젤모드에 비해 실린더(2)의 폐쇄타이밍을 늦춤으로써, 디젤모드에 비해 실린더(2) 내의 압축압력을 낮추어서 압축온도를 더 낮출 수 있다. 이 경우, 제어부(6)는 실린더(2)에 공급되는 공기혼합가스연료의 공급타이밍을 늦출 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 가스모드일 경우 디젤모드에 비해 유효압축비를 낮춤으로써, 실린더(2)의 압축온도를 낮추어 피스톤(3)이 상사점에 도달하기 전에 조기점화(Preignition)되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 가스모드 및 디젤모드에 따라 각각의 유효압축비를 다르게 할 수 있으므로, 가스모드 및 디젤모드에서 각각 엔진의 효율을 향상시킬 수 있다. 제어부(6)는 선박이 배출제한구역(ECA)을 운항하는 경우, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)과 같은 유해물질이 적게 배출되는 가스모드로 전환할 수 있다. 제어부(6)는 선박이 배출완화구역(Global)을 운항하는 경우, 디젤모드로 전환할 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 가스모드 및 디젤모드에 따라 배기밸브(9)의 실린더(2) 폐쇄타이밍을 다르게 조절함으로써, 실린더(2)의 구조적 변경없이 엔진의 효율을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 14 , the control unit 6 closes the cylinder 2 by controlling the exhaust valve 9 according to the crankshaft rotation angle set differently depending on the gas mode in which the fuel is gas and the diesel mode in which the fuel is diesel. It is possible to adjust the closing timing of the exhaust valve (9). In this case, the marine engine 1 according to the present invention may be a dual fuel engine. Dual fuel engines have two fuels. For example, natural gas (NG) and diesel (MDO) may be mixed to generate an output for propelling a vessel. The dual fuel engine may include a diesel injector and a micro-pilot injector. The diesel injector and the micropilot injector may be installed in different positions of the cylinder 2 . The diesel injector is for injecting diesel (MDO) fuel into the compressed air cylinder 2 when the fuel is diesel (MDO) in the diesel mode. Accordingly, in the dual fuel engine, diesel fuel is ignited by compressed air to generate driving force. The micropilot injector is to ignite the gas fuel compressed in the cylinder (2) by injecting diesel oil into the cylinder (2) when the fuel is natural gas in the gas mode. The micropilot injector can ignite the compressed gas fuel by injecting a small amount of diesel oil into the cylinder when gas fuel and air are compressed. The diesel injector is for supplying diesel fuel to the cylinder 2 in the diesel mode, and the micropilot injector is for igniting the compressed gas fuel in the cylinder 2 in the gas mode. Accordingly, the amount of diesel supplied by the diesel injector to the cylinder 2 is greater than the amount of diesel supplied by the micropilot injector to the cylinder 2 . Referring to FIG. 14 , the fourth line L4 is a graph showing the opening/closing timing at which the exhaust valve 9 opens and closes the cylinder 2 in the diesel mode in which the fuel is diesel. The fifth line L5 is a graph showing the opening/closing timing at which the exhaust valve 9 opens and closes the cylinder 2 in the gas mode in which the fuel is gas. The fifth line L5 has a graph downward from the right side of the fourth line L4. This means that in the gas mode, the closing timing at which the exhaust valve 9 closes the cylinder 2 is later than in the diesel mode. In the gas mode, the controller 6 may control the exhaust valve 9 so that the closing timing for closing the cylinder 2 is later than when the exhaust valve 9 is in the diesel mode. The closing timing of the cylinder (2) is related to the compression pressure and compression temperature of the fuel and air supplied to the cylinder (2). That is, the closing timing of the cylinder 2 is related to the effective compression ratio of the fuel and air supplied to the cylinder 2 . The effective compression ratio refers to the actual compression ratio in the engine, and in a two-stroke engine, the volume ratio of the cylinder 2 at the moment when the scavenging air hole is closed and the volume ratio of the cylinder 2 when the piston 3 reaches top dead center. If the closing timing of the cylinder 2 is fast, the compression time at which the piston 3 compresses the fuel and air supplied to the cylinder 2 becomes faster, so that the compression pressure of the air and the fuel increases, and thus the compression temperature may be increased. When the closing timing of the cylinder 2 is slow, compared to the case where the closing timing of the cylinder 2 is fast, the compression time at which the piston 3 compresses the fuel and air supplied to the cylinder 2 becomes slower. The lower the pressure, the lower the compression temperature can be. In the marine engine 1 according to the present invention, the geometrical compression ratio of the gas mode and the diesel mode may be the same. The marine engine 1 according to the present invention can lower the compression temperature by lowering the compression pressure in the cylinder 2 compared to the diesel mode by delaying the closing timing of the cylinder 2 compared to the diesel mode when in the gas mode. In this case, the control unit 6 may delay the supply timing of the air mixture gas fuel supplied to the cylinder (2). Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention lowers the effective compression ratio compared to the diesel mode in the gas mode, thereby lowering the compression temperature of the cylinder 2 and pre-igniting the piston 3 before reaching top dead center ( Preignition) can be prevented. Accordingly, since the marine engine 1 according to the present invention may have different effective compression ratios according to the gas mode and the diesel mode, the efficiency of the engine may be improved in the gas mode and the diesel mode, respectively. The control unit 6 may switch to a gas mode in which less harmful substances such as nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) are emitted when the ship operates in the emission limiting area (ECA). The control unit 6 may switch to the diesel mode when the vessel operates the emission mitigation zone (Global). By adjusting the closing timing of the cylinder 2 of the exhaust valve 9 differently according to the gas mode and the diesel mode in the marine engine 1 according to the present invention, the efficiency of the engine can be improved without structural change of the cylinder 2 . .

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 15는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.15 is a schematic flowchart for explaining a method for controlling a marine engine according to the present invention.

도 1 내지 도 15를 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 15 , 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. A marine engine control method according to the present invention includes the following configuration.

우선, 실린더(2)에 소기공기를 공급한다(S100). 이러한 단계(S100)는 소기공기공급유닛(8)이 상기 제어부(6)의 제어에 따라 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 단계(S100)는 엔진이 시동된 후에 이루어질 수 있다. 상기 소기공기공급유닛(8)은 상기 피스톤(3)이 제3위치(P3)에 도달하기 전까지 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 피스톤(3)은 압축공정을 수행하기 위해 제2위치(P2)로 이동하는 경우일 수 있다.First, scavenging air is supplied to the cylinder 2 (S100). This step (S100) may be accomplished by the scavenging air supply unit 8 supplying the scavenging air to the cylinder 2 under the control of the controller 6 . This step ( S100 ) may be performed after the engine is started. The scavenging air supply unit 8 may supply scavenging air to the cylinder 2 until the piston 3 reaches the third position P3. In this case, the piston 3 may be moved to the second position P2 to perform the compression process.

다음, 실린더(2)에 공기혼합가스연료(AF)를 공급한다(S200). 이러한 단계(S200)는 보조공기공급유닛(5)과 연료공급유닛(4)이 제어부(6)의 제어에 따라 상기 실린더(2)에 공기혼합가스연료(AF)를 공급함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 단계(S200)는 실린더(2)에 소기공기가 공급된 후 상기 피스톤(3)이 하측에서 상측을 향하는 방향으로 이동하는 중간에 이루어질 수 있다. 즉, 피스톤(3)이 제3위치(P3)에서 제4위치(P4)에 도달하기 전까지 이루어질 수 있다.Next, the air mixture gas fuel (AF) is supplied to the cylinder (2) (S200). This step (S200) may be accomplished by the auxiliary air supply unit 5 and the fuel supply unit 4 supplying the air mixed gas fuel AF to the cylinder 2 under the control of the controller 6 . This step (S200) can be made in the middle of the piston (3) moving in the direction from the lower side to the upper side after the scavenging air is supplied to the cylinder (2). That is, the piston 3 can be made until it reaches the fourth position P4 from the third position P3.

다음, 실린더(2)의 연소압력을 측정한다(S300). 이러한 단계(S300)는 감지부(7)가 실린더(2)에 주입된 공기혼합가스연료와 소기공기가 압축 연소될 때의 압력을 측정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 감지부(7)는 측정한 연소압력 정보를 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 제어부(6)에 제공할 수 있다. 이러한 단계(S300)는 감지부(7)가 실린더(2)에서 배출되는 배기가스의 가속도 값을 측정함으로써 이루어질 수도 있다. 상기 감지부(7)는 측정한 배기가스의 가속도 정보를 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 제어부(6)에 제공할 수 있다.Next, the combustion pressure of the cylinder 2 is measured (S300). This step (S300) may be accomplished by the sensing unit 7 measuring the pressure when the air mixture gas fuel injected into the cylinder 2 and the scavenging air are compressed and combusted. The sensing unit 7 may provide the measured combustion pressure information to the control unit 6 by at least one of wireless communication and wired communication. This step (S300) may be accomplished by the sensing unit 7 measuring the acceleration value of the exhaust gas discharged from the cylinder (2). The sensing unit 7 may provide the measured acceleration information of the exhaust gas to the control unit 6 by at least one of wireless communication and wired communication.

다음, 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화가 발생하였는지를 여부를 판단한다(S400). 이러한 단계(S400)는 상기 제어부(6)가 상기 감지부(7)로부터 제공받은 실린더(2)의 연소압력 값과 기설정된 기준연소압력범위를 비교하거나 상기 감지부(7)로부터 제공받은 배기가스의 가속도 값과 기설정된 기준가속도범위를 비교함으로써 이루어질 수 있다.Next, it is determined whether knocking or pre-ignition has occurred in the cylinder 2 (S400). In this step (S400), the control unit 6 compares the combustion pressure value of the cylinder 2 provided from the sensing unit 7 with a preset reference combustion pressure range or the exhaust gas provided from the sensing unit 7 This can be achieved by comparing the acceleration value of , and a preset reference acceleration range.

다음, 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화가 발생한 것으로 판단되지 않으면, 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급하는 단계(S100)로 복귀한다. 따라서, 상기 단계들(S200, S300)이 반복적으로 수행될 수 있다. 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화가 발생하지 않은 것은, 상기 제어부(6)가 상기 감지부(7)로부터 제공받은 실린더(2)의 연소압력 값이 기설정된 기준연소압력범위에 속하거나 미만인 경우이거나 상기 감지부(7)로부터 제공받은 배기가스의 가속도 값이 기설정된 기준가속도범위에 속하거나 미만인 경우일 수 있다.Next, if it is not determined that knocking or pre-ignition has occurred in the cylinder 2, the process returns to the step of supplying scavenging air to the cylinder 2 (S100). Accordingly, the steps S200 and S300 may be repeatedly performed. The reason that knocking or pre-ignition did not occur in the cylinder 2 is that the combustion pressure value of the cylinder 2 provided by the control unit 6 from the sensing unit 7 is within or less than a preset reference combustion pressure range. case or the acceleration value of the exhaust gas provided from the sensing unit 7 may be within or less than a preset reference acceleration range.

다음, 상기 실린더(2)에서 노킹 또는 조기점화가 발생한 것으로 판단되면, 보조공기 공급 분사기간을 증가시킨다(S500). 이러한 단계(S500)는 상기 제어부(6)가 상기 감지부(7)로부터 제공받은 실린더(2)의 연소압력 값이 기설정된 기준연소압력범위를 초과하거나 배기가스의 가속도 값이 기설정된 기준가속도범위를 초과하면 노킹 또는 조기점화가 발생한 것으로 판단하여서, 상기 제어부(6)가 보조공기공급유닛(5)을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(6)는 노킹 또는 조기점화가 발생한 것으로 판단되면, 노킹 또는 조기점화가 발생하지 않은 경우보다 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 공급하는 보조공기 공급 분사기간을 증가시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 공기의 양을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 노킹 또는 조기점화 발생 시 신속하게 실린더(2)에 보조공기를 공급함으로써, 노킹 또는 조기점화가 계속적으로 발생하는 것을 방지함으로써 엔진의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 엔진의 사용수명을 연장시켜서 엔진에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용이 증대되는 것을 방지할 수 있다.Next, if it is determined that knocking or premature ignition has occurred in the cylinder 2, the auxiliary air supply injection period is increased (S500). In this step (S500), the control unit 6 determines that the combustion pressure value of the cylinder 2 provided from the sensing unit 7 exceeds a preset reference combustion pressure range or the acceleration value of the exhaust gas is within a preset reference acceleration range. When it exceeds, it is determined that knocking or early ignition has occurred, and the control unit 6 controls the auxiliary air supply unit 5 . Specifically, when it is determined that knocking or pre-ignition has occurred, the control unit 6 injects auxiliary air supplied by the auxiliary air supply unit 5 to the cylinder 2 rather than when knocking or pre-ignition does not occur. By increasing the period, it is possible to increase the amount of air supplied to the cylinder 2 . Therefore, the marine engine control method according to the present invention prevents the engine efficiency from being lowered by rapidly supplying auxiliary air to the cylinder 2 when knocking or pre-ignition occurs, thereby preventing knocking or pre-ignition from continuously occurring. In addition, it is possible to prevent an increase in maintenance cost and replacement cost for the engine by extending the service life of the engine.

본 발명에 따른 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법은 노킹 또는 조기점화 발생 시 상기 보조공기공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 공기를 공급하는 공기공급 분사기간을 증대시킴으로써 상기 실린더(2)에 공급되는 공기의 양을 증대시키는 것으로 설명하였으나, 상기 추가공기공급유닛(10)을 이용하여 상기 소기공기공급유닛(8) 및 상기 보조공기공급유닛(5) 중 적어도 하나에 추가공기를 공급함으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 공기의 양을 증대시킬 수도 있다.A marine engine and a marine engine control method according to the present invention increase the air supply injection period during which the auxiliary air supply unit 5 supplies air to the cylinder 2 when knocking or early ignition occurs, thereby providing the cylinder 2 with Although it has been described as increasing the amount of supplied air, by supplying additional air to at least one of the scavenging air supply unit 8 and the auxiliary air supply unit 5 using the additional air supply unit 10, It is also possible to increase the amount of air supplied to the cylinder (2).

또한, 본 발명에 따른 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법은 1개의 실린더를 예로 들어 설명하였으나, 복수개의 실린더일 경우 각 실린더마다 감지부(7), 보조공기공급유닛(5) 및 추가공기공급유닛(10)을 설치하여서 노킹 또는 조기점화가 발생하는 실린더에 한해서 보조공기 및 추가공기 중 적어도 하나를 더 공급하도록 구현될 수도 있다.In addition, the marine engine and the marine engine control method according to the present invention have been described with one cylinder as an example, but in the case of a plurality of cylinders, the sensing unit 7, the auxiliary air supply unit 5 and the additional air supply unit ( 10) may be installed to further supply at least one of auxiliary air and additional air only to a cylinder in which knocking or pre-ignition occurs.

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 it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications, and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of

1 : 선박용 엔진
2 : 실린더 3 : 피스톤
4 : 연료공급유닛 5 : 보조공기공급유닛
6 : 제어부 7 : 감지부
8 : 소기공기공급유닛 9 : 배기밸브
10 : 추가공기공급유닛 61 : 획득모드
62 : 제어모드
1: Marine engine
2: cylinder 3: piston
4: fuel supply unit 5: auxiliary air supply unit
6: control unit 7: sensing unit
8: scavenging air supply unit 9: exhaust valve
10: additional air supply unit 61: acquisition mode
62: control mode

Claims (13)

실린더;
상기 실린더에서 왕복이동하는 피스톤;
상기 실린더에 연료를 공급하기 위한 연료공급유닛;
상기 연료공급유닛의 연료와 함께 보조 공기를 공급하는 보조공기공급유닛;
상기 실린더에서 발생하는 노킹 또는 조기점화를 감지하기 위한 감지부; 및
상기 연료공급유닛과 상기 보조공기공급유닛을 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 감지부가 노킹 또는 조기점화를 감지하면 상기 보조공기공급유닛이 상기 실린더에 공기를 공급하는 분사기간이 증가하도록 상기 보조공기공급유닛을 제어하며,
실린더의 하측에서 상기 실린더에 공기를 공급하는 소기공기공급유닛을 더 포함하고,
상기 보조공기공급유닛은 상기 소기공기공급유닛이 상기 실린더에 공기를 공급한 후에 상기 실린더에 공기를 공급하며,
상기 소기공기공급유닛 및 상기 보조공기공급유닛이 상기 실린더에 공급하는 공기의 비율을 조절하기 위해, 상기 소기공기공급유닛이 상기 실린더에 소기공기를 공급하는 타이밍과 상기 보조공기공급유닛이 상기 실린더에 보조공기를 공급하는 타이밍이 정확하게 구분되도록 하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
cylinder;
a piston reciprocating in the cylinder;
a fuel supply unit for supplying fuel to the cylinder;
an auxiliary air supply unit for supplying auxiliary air together with the fuel of the fuel supply unit;
a sensing unit for detecting knocking or pre-ignition occurring in the cylinder; and
a control unit for controlling the fuel supply unit and the auxiliary air supply unit;
The control unit controls the auxiliary air supply unit to increase the injection period during which the auxiliary air supply unit supplies air to the cylinder when the sensing unit detects knocking or early ignition,
Further comprising a scavenging air supply unit for supplying air to the cylinder from the lower side of the cylinder,
The auxiliary air supply unit supplies air to the cylinder after the scavenging air supply unit supplies air to the cylinder,
In order to adjust the ratio of the air supplied to the cylinder by the scavenging air supply unit and the auxiliary air supply unit, the timing at which the scavenging air supply unit supplies the scavenging air to the cylinder and the auxiliary air supply unit to the cylinder A marine engine, characterized in that the timing of supplying auxiliary air is accurately distinguished.
제1항에 있어서,
상기 감지부는 상기 실린더의 연소압력을 측정한 연소압력 값을 상기 제어부에 제공하고,
상기 제어부는 상기 감지부가 측정한 연소압력 값이 기설정된 기준연소압력범위를 초과하면 상기 실린더에 공급되는 공기량이 증가하도록 상기 보조공기공급유닛의 공기공급 분사기간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
According to claim 1,
The sensing unit provides a combustion pressure value measured by the combustion pressure of the cylinder to the control unit,
The control unit increases the air supply injection period of the auxiliary air supply unit to increase the amount of air supplied to the cylinder when the combustion pressure value measured by the sensing unit exceeds a preset reference combustion pressure range.
제1항에 있어서,
상기 감지부는 상기 실린더에서 배출되는 배기가스의 가속도를 측정한 가속도 값을 상기 제어부에 제공하고,
상기 제어부는 상기 감지부가 측정한 가속도 값이 기설정된 기준가속도범위를 초과하면 상기 실린더에 공급되는 공기량이 증가하도록 상기 보조공기공급유닛의 공기공급 분사기간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
According to claim 1,
The sensing unit provides an acceleration value obtained by measuring the acceleration of the exhaust gas discharged from the cylinder to the control unit,
The control unit increases the air supply injection period of the auxiliary air supply unit to increase the amount of air supplied to the cylinder when the acceleration value measured by the sensing unit exceeds a preset reference acceleration range.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연료공급유닛은 상기 보조공기공급유닛에 결합되고,
상기 보조공기공급유닛은 상기 실린더에 공기와 연료가 혼합된 공기혼합가스연료가 공급되도록 상기 연료공급유닛에서 공급되는 연료에 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
According to claim 1,
The fuel supply unit is coupled to the auxiliary air supply unit,
The auxiliary air supply unit is a marine engine, characterized in that for supplying air to the fuel supplied from the fuel supply unit so that the air mixture gas fuel in which air and fuel are mixed is supplied to the cylinder.
제1항에 있어서,
상기 보조공기공급유닛은 상기 실린더에 공기를 공급하기 위한 공기공급수단, 상기 공기공급수단과 상기 실린더를 연결하는 공기공급배관, 및 상기 공기공급배관에 설치되고 상기 실린더에 공기가 공급되도록 상기 공기공급배관을 개폐하는 공기공급밸브를 포함하고,
상기 연료공급유닛은 상기 실린더에 연료를 공급하기 위한 연료공급수단, 상기 연료공급수단과 상기 공기공급배관을 연결하는 연료공급배관, 및 상기 연료공급배관에 설치되고 상기 공기공급배관에 연료가 공급되도록 상기 연료공급배관을 개폐하는 연료공급밸브를 포함하는 선박용 엔진.
According to claim 1,
The auxiliary air supply unit is installed in an air supply means for supplying air to the cylinder, an air supply pipe connecting the air supply means and the cylinder, and the air supply pipe to supply air to the cylinder. Including an air supply valve for opening and closing the pipe,
The fuel supply unit is installed in a fuel supply means for supplying fuel to the cylinder, a fuel supply pipe connecting the fuel supply means and the air supply pipe, and the fuel supply pipe to supply fuel to the air supply pipe. Marine engine including a fuel supply valve for opening and closing the fuel supply pipe.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 피스톤에 연결되게 설치되는 크랭크축의 회전각도에 따라 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브 각각이 상기 공기공급배관 및 상기 연료공급배관을 개폐하도록 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
7. The method of claim 6,
The control unit controls the air supply valve and the fuel supply valve so that each of the air supply valve and the fuel supply valve opens and closes the air supply pipe and the fuel supply pipe according to a rotation angle of a crankshaft installed to be connected to the piston. Marine engine, characterized in that.
제6항에 있어서, 상기 제어부는
크랭크축의 회전각도를 획득하는 획득모드; 및
상기 획득모드에서 획득한 크랭크축의 회전각도에 따라 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브 각각의 개폐타이밍을 조절하는 제어모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
The method of claim 6, wherein the control unit
an acquisition mode for acquiring the rotation angle of the crankshaft; and
and a control mode for adjusting the opening and closing timings of each of the air supply valve and the fuel supply valve according to the rotation angle of the crankshaft acquired in the acquisition mode.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 공기공급배관에서 상기 실린더로 공급되는 공기가 상기 연료공급배관에서 상기 공기공급배관으로 공급되는 연료보다 더 늦게 공급이 중단되도록 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
7. The method of claim 6,
The control unit controls the air supply valve and the fuel supply valve so that the air supplied from the air supply pipe to the cylinder is stopped later than the fuel supplied from the fuel supply pipe to the air supply pipe. marine engine.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 공기공급배관에서 상기 실린더로 공급되는 공기가 상기 연료공급배관에서 상기 공기공급배관으로 공급되는 연료보다 적어도 먼저 공급되도록 상기 공기공급밸브 및 상기 연료공급밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
7. The method of claim 6,
The control unit controls the air supply valve and the fuel supply valve so that the air supplied from the air supply pipe to the cylinder is supplied at least earlier than the fuel supplied from the fuel supply pipe to the air supply pipe. engine.
제1항에 있어서,
상기 실린더의 상측에 위치하도록 상기 실린더에 결합되고, 상기 실린더에서 연료가 연소되어 발생하는 배기가스가 배출되도록 상기 실린더를 개폐하는 배기밸브를 포함하고,
상기 제어부는 상기 배기밸브, 상기 연료공급유닛 및 상기 보조공기공급유닛을 제어하되, 상기 실린더가 폐쇄된 후에 상기 실린더에 공기혼합가스연료가 공급되도록 상기 배기밸브, 상기 연료공급유닛 및 상기 보조공기공급유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
According to claim 1,
and an exhaust valve coupled to the cylinder so as to be located above the cylinder, and opening and closing the cylinder so that exhaust gas generated by combustion of fuel in the cylinder is discharged,
The control unit controls the exhaust valve, the fuel supply unit, and the auxiliary air supply unit, but the exhaust valve, the fuel supply unit and the auxiliary air supply so that the air mixed gas fuel is supplied to the cylinder after the cylinder is closed. A marine engine, characterized in that it controls the unit.
제1항에 있어서,
상기 실린더의 상측에 위치하도록 상기 실린더에 결합되고, 상기 실린더에서 연료가 연소되어 발생하는 배기가스가 배출되도록 상기 실린더를 개폐하는 배기밸브를 포함하고,
상기 제어부는 상기 배기밸브를 제어하되, 연료가 가스인 가스모드일 경우, 연료가 디젤인 디젤모드에 비해 상기 배기밸브가 상기 실린더를 폐쇄하는 폐쇄타이밍이 더 늦도록 상기 배기밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.
According to claim 1,
and an exhaust valve coupled to the cylinder so as to be located above the cylinder, and opening and closing the cylinder so that exhaust gas generated by combustion of fuel in the cylinder is discharged,
The control unit controls the exhaust valve, and when the fuel is a gas mode, the exhaust valve controls the exhaust valve so that the closing timing for closing the cylinder is later than that of the diesel mode in which the fuel is diesel marine engine.
엔진이 작동하면 실린더의 하측에서 상기 실린더에 소기공기를 공급하는 단계;
피스톤이 하사점에서 상사점으로 이동하는 중간에 가스연료와 보조공기가 혼합된 공기혼합가스연료를 상기 실린더에 공급하는 단계;
실린더의 연소압력을 측정 또는 배기가스의 가속도를 측정하는 단계;
상기 측정한 연소압력 또는 배기가스의 가속도로부터 노킹 또는 조기점화를 감지하는 단계; 및
상기 노킹 또는 조기점화가 감지되면, 상기 실린더에 공급되는 공기의 양이 증가하도록 상기 실린더에 공기를 공급하는 분사기간을 증가시키는 단계를 포함하며,
상기 공기혼합가스연료를 공급하는 단계는,
상기 실린더에 소기공기가 공급된 후 보조공기가 공급되도록 하며,
소기공기 및 보조공기가 상기 실린더에 공급되는 비율을 조절하기 위해, 상기 실린더에 소기공기를 공급하는 타이밍과 상기 실린더에 보조공기를 공급하는 타이밍이 정확하게 구분되도록 하는 선박용 엔진 제어방법.
supplying scavenging air to the cylinder from the lower side of the cylinder when the engine operates;
supplying an air mixture gas fuel in which gas fuel and auxiliary air are mixed to the cylinder while the piston moves from bottom dead center to top dead center;
measuring the combustion pressure of the cylinder or measuring the acceleration of exhaust gas;
detecting knocking or pre-ignition from the measured combustion pressure or acceleration of exhaust gas; and
When the knocking or pre-ignition is detected, increasing the injection period for supplying air to the cylinder to increase the amount of air supplied to the cylinder;
The step of supplying the air mixed gas fuel,
After the scavenging air is supplied to the cylinder, auxiliary air is supplied,
In order to control the rate at which the scavenging air and the auxiliary air are supplied to the cylinder, the timing of supplying the scavenging air to the cylinder and the timing of supplying the auxiliary air to the cylinder are accurately distinguished.
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