KR102548535B1

KR102548535B1 - 디젤엔진

Info

Publication number: KR102548535B1
Application number: KR1020237004518A
Authority: KR
Inventors: 아키라 시미즈; 타카아키 쿠와하라
Original assignee: 제이에프이 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2022-01-20
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2023-06-29
Also published as: WO2023139716A1; CN116324141A; EP4253748A1; JP7160226B1; JPWO2023139716A1; EP4253748A4; CN116324141B

Abstract

연소실과, 상기 연소실 내에 점화원이 되는 연료유와 가스 상태의 암모니아를 투입하는 연료투입수단을 가지며, 상기 연료 투입수단에 의해 상기 연소실 내에 투입되는 연료유와 가스 상태의 암모니아에 의해 상기 연소실 내에서 암모니아 예혼합기를 형성하여 혼합 연소시키는 디젤엔진으로, 복수의 다른 암모니아 혼합비율값을 설정 가능한 설정수단과, 상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율값에 기초하여 상기 투입수단에서 투입되는 연료유 및 암모니아의 총합에 있어서의 공기 과잉률값을 조정하는 제어수단을 구비한다.

Description

디젤엔진

본 발명은 디젤엔진에 관한 것으로, 특히 중유(重油)나 경유(輕油) 등의 연료유를 주연료로 하는 선박용 디젤엔진에 사용하기에 적합한, 종래에 연료로 사용되지 않았던, 탄소(C)를 포함하지 않는 카본 프리(carbon-free)인 암모니아(NH₃)를 연소시켜 온실효과가스인 이산화탄소(CO₂) 삭감에 특히 유효한 디젤엔진에 관한 것이다.

암모니아는 연소시킨 경우 카본(탄화물)이 발생하지 않으며, CO₂의 발생을 수반하지 않기 때문에 내연기관, 특히 디젤엔진에서의 연소가 시도되어 왔다. 그러나 암모니아는 착화온도가 예를 들어 중유의 250~380℃에 비해 651℃로 높아 난연성이기 때문에 연소율이 나빠서 투입 암모니아의 20% 이상이 미연분으로 배출되는 것이 현실이었다.

이를 해결하기 위해 암모니아의 일부를 촉매 등을 이용하여 개질, 수소로 하고, 이를 암모니아와 동시에 연소실에 투입하여 연소성이 뛰어난 수소를 착화원으로 하여 암모니아 연소 효율을 높이려는 시도가 이루어지고 있다.

예를 들어 특허문헌 1에서는 고온 수소 리치(rich) 암모니아와 연소용 공기를 연소시키기 위해 수소 리치 암모니아의 원료로서 요소수를 공급하고, 요소수에서 고온의 암모니아를 생성함과 동시에, 암모니아의 일부를 수소와 질소에 첨가하여 고온의 수소 리치 가스를 생성함으로써 카본 프리 동력장치를 구성하고 있다. 즉, 요소수에서 고온의 암모니아를 생성함과 동시에, 암모니아의 일부를 수소와 질소에 첨가하여 고온의 수소 리치 가스를 생성하는 수소 리치 암모니아 생성 리액터를 제공하고 있다.

또 특허문헌 2에서는 암모니아를 개질하여 수소를 포함한 개질가스를 생성하고, 암모니아에 더하여 개질가스를 암모니아 연소 내연기관의 연소실 내에 공급하도록 하고 있다.

또한 특허문헌 3에는 연소실 내 공간에서 중심부에서 벽면 측의 암모니아 농도가 높아지도록 조정함으로써 수소 등을 혼합연소시키지 않고 바람직하게 CO₂를 삭감 가능한 디젤엔진이 기재되어 있으며, 암모니아의 투입량을 소정비율로 조정하는 것, 구체적으로는 열량비율에 있어 연료유 공급량의 15% 이상 25% 이하로 하는 것이 기재되어 있다.

일본 등록특허 제5315493호 공보 일본 등록특허 제5310945호 공보 일본 등록특허 제6702475호 공보

최근 탈탄소가 점점 더 요구되고 있어, 보다 암모니아 비율이 높은 연료, 예를 들면 암모니아를 포함한 연료 전체에 대한 암모니아의 열량 비율이 50% 이상, 더 나아가 80%의 연료 혼합비율을 사용한 디젤엔진의 출현이 기대되고 있다.

그러나 여기에는 과제가 있다. 예를 들어 특허문헌 3에 기재된 발명에서 상기와 같이 암모니아의 열량 비율(여기서는 암모니아 혼합비율이라 함)을 높여가면 미연(未燃) 암모니아 배출이 증가하는 문제가 있고, 또 암모니아 혼합비율을 높여가면 배기가스(NOx) 값과 미연 암모니아 배출은 트레이드 오프(trade-off: 양립할 수 없는 두 가지 기능 간의 균형) 관계로 변화하기 때문에 양자를 낮게 억제하기 위해서는 어떠한 조건 조정이 필요할 가능성이 있음을 알게 되었다.

그리고 이러한 조건 설정은 암모니아 혼합비율을 가변적으로 설정 가능한 디젤엔진의 경우 더욱 어렵다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 암모니아 혼합비율을 넓은 범위로 조정 가능하게 하면서, 배기가스(NOx) 값과 미연 암모니아 모두를 낮게 억제하여 CO₂배출을 절감할 수 있는 디젤엔진을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 제1 형태는 연소실과, 상기 연소실 내에 점화원이 되는 연료유와 가스 상태의 암모니아를 투입하는 연료투입수단을 구비하고, 상기 연료투입수단에 의해 상기 연소실 내에 투입되는 연료유와 가스 상태의 암모니아에 의해 상기 연소실 내에서 암모니아 예혼합기(pre-mixed gas)를 형성하여 혼합 연소시키는 디젤엔진으로, 복수의 다른 암모니아 혼합비율값을 설정 가능한 설정수단과, 상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율값에 기초하여 상기 투입수단에서 투입되는 연료유 및 암모니아의 총합에서의 공기 과잉률값을 조정하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이에 따라 암모니아 혼합비율이 넓은 범위로 배기가스(NOx) 값을 억제하면서 미연소되는 암모니아를 감소시켜 CO₂를 삭감할 수 있다.

바람직하게는 제2 형태로서 상기 설정수단에서 설정되는 암모니아 혼합비율값은 15% 이상 85% 이하 사이에서 설정 가능하도록 해도 된다.

또 바람직하게는 제3 형태로서 상기 제1 또는 제2 형태에 있어서, 상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율값이 상기 제1 값에서 상기 제1 값보다 암모니아 혼합비율이 높은 제2 값으로 변경된 경우, 상기 제어수단은 상기 제1 값에 대응하여 조정되는 제1 상기 공기 과잉률값에서 상기 제1 상기 공기 과잉률값보다 작은 제2 상기 공기 과잉률값으로 변경하도록 해도 된다.

또한 바람직하게는 제4 형태로서 상기 제1 내지 제3 형태에 있어서, 상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율값이 65% 이상의 값으로 설정된 경우, 상기 공기 과잉률값을 1.0 이하로 조정하도록 해도 된다.

또 바람직하게는 제5 형태로서 상기 제1 내지 제4 형태에 있어서, 상기 제어수단은 상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율값이 15% 이상 25% 이하의 값으로 설정된 경우, 상기 공기 과잉률값을 연료유만을 사용하여 운전할 때의공기 과잉률값에 대해 1.0 내지 1.5 낮게 조정하도록 해도 좋다.

또한 바람직하게는 제6 형태로서, 상기 제1 내지 제5 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 공기 과잉률의 제어는 과급기의 배기 바이패스에 마련된 조정수단에 의한 공기량의 조정에 따라 실시하도록 해도 된다.

또 바람직하게는 제7 형태로서, 상기 제1 내지 제6 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 암모니아의 투입은 연소실 입구측(inlet-side)의 급기 포트에 대해 암모니아를 분사함으로써 실시하도록 해도 된다.

또한 바람직하게는 제8 형태로서, 상기 제1 내지 제6 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 암모니아의 투입은 연소실 내에 암모니아를 직접 분사함으로써 실시하도록 해도 된다.

또, 본 발명의 제9 형태에 따르면, 상기 제1 내지 제8 형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 설정수단에 의해 설정된 암모니아 혼합비율값에 기초하여 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 제어하는 유량제어수단과, 상기 유량제어수단에서 조정된 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 연산 또는 검출하는 유량연산수단과, 상기 유량연산수단의 연산 결과로부터 암모니아의 혼합비율을 연산하는 혼합비율 연산수단과, 상기 설정수단에서 설정된 암모니아 혼합비율값 혹은 상기 혼합비율 연산수단에서 연산하여 얻어진 상기 암모니아 혼합비율값 중 어느 하나에 대응하는 공기 과잉률값을 출력하는 공기 과잉률 출력수단과, 부하율을 검출하는 부하율 검출수단과, 공기 과잉률마다 상기 부하율 검출수단에서 검출된 부하율과 상기 부하율에 대응하는 급기 압력값을 대응시킨 테이블을 복수 구비하는 테이블 기억수단과, 상기 공기 과잉률 출력수단으로부터 출력되는 공기 과잉률값에 기초하여 상기 테이블 기억수단 중에서 선택되는 테이블을 이용하여, 상기 부하율 검출수단에서 검출된 부하율에 대응하는 급기 압력을 결정하는 급기 압력 결정수단과, 상기 급기 압력 결정수단에서 결정한 급기 압력이 되도록 공기량을 조정하는 수단을 구비하는 것이다.

또한 바람직하게는 제10 형태로서 상기 제9 형태에 있어서, 상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률마다 임의의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력을 결정 가능한 곡선으로 하여도 좋다.

또 바람직하게는 제11 형태로서 상기 제9 형태에 있어서, 상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률마다 소정의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력을 결정 가능한 룩업 테이블(lookup table)이 되도록 해도 좋다.

도 1은 암모니아 혼합비율이 20%일 때와 80%일 때의 혼합기 상태를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 2는 발명자의 실험 결과 얻어진 데이터의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 데이터에서 얻어진 암모니아 혼합비율과 공기 과잉률 및 미연 암모니아의 관계의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 암모니아 혼합비율이 20%일 때와 80%일 때의 공기 과잉률 차이에서의 혼합기 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태의 전체 구성을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태의 엔진 연소실 주변을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 7A는 본 발명의 제1 실시형태의 급기 포트에 암모니아가스를 분사하기 위한 스페이서 주변의 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 7B는 본 발명의 제1 실시형태의 스페이서 형상을 나타낸 확대 사시도이다.
도 7C는 본 발명의 제1 실시형태의 가스밸브의 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시형태의 암모니아 분사 타이밍의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시형태의 제어 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시형태의 공기 과잉률과 부하율에서 급기 압력을 결정하는 방법의 설명도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에서의 선회류의 발생 예를 나타낸 확대 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시형태의 전체 구성을 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시형태의 엔진 연소실 주변을 나타낸 단면도이다.
도 14A는 본 발명의 제4 실시형태의 암모니아 공급계통을 위에서 비스듬히 내려다 본 사시도이다.
도 14B는 본 발명의 제4 실시형태의 암모니아 공급계통을 아래에서 비스듬히 올려다 본 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시형태의 암모니아 분사구멍의 배치 예를 나타낸 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하의 실시형태 및 실시예에 기재한 내용에 의해 한정되는 것은 아니다. 또 이하에 기재한 실시형태 및 실시예의 구성 요건에는 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위의 것이 포함된다. 또한 이하에 기재한 실시형태 및 실시예에 개시한 구성 요소는 적절히 조합해도 되고, 적절히 선택하여 사용해도 된다.

암모니아를 포함하는 연료 디젤엔진에 있어서 미연소 암모니아의 배출을 최대한 억제하기 위해서는 암모니아와 공기의 혼합기를, 암모니아를 점화원인 기름 연소(油燃燒)가 이루어지는 고온부에 집중시킬 필요가 있다. 이러한 점은 특허문헌 3에 기재된 발명에는 고온부가 되는 연소실 벽면 부근에 암모니아가 집중되도록 하고 있다.

그러나 이러한 방법으로는 암모니아 혼합비율을 더욱 높여간 경우에 미연 암모니아의 배출을 억제하기 어렵다. 왜냐하면 도 1에 나타낸 바와 같이 암모니아 혼합비율이 높아지면 암모니아 분포가 변화하기 때문이다. 도 1 좌측은 암모니아 혼합비율 20%인 경우의 암모니아 분포를 나타내고 있는데, 이 경우 고온부가 벽면 부근에 집중되고, 그 벽면 부근에 +70%의 층상(層狀)으로 암모니아를 집중시키는 것이 가능하며, 이에 따라 미연 암모니아의 배출을 억제할 수 있다.

그런데 도 1 우측과 같이 암모니아 혼합비율을 더 높은 혼합비율, 여기서는 암모니아 혼합비율 80%인 경우를 나타내고 있는데, 이 경우, 혼합비율 증가로 인해 암모니아의 층상도(層狀度)가 감소하여 균일 혼합기에 가까워지고 있다.

이는 암모니아를 고온부인 벽면에 집중시키는 비율이 감소하는 것을 의미하며, 그 결과 미연 암모니아가 많이 남는 결과가 된다.

즉 암모니아 혼합비율을 증가시킴으로써 층상도가 감소한 암모니아를 포함하는 연료를 이용하는 경우에는 점화원이 되는 연료유를 정상적으로 연소시키면서, 연소실 벽면부뿐만 아니라 연소실 전체를 고온화, 즉 암모니아와 공기의 혼합기를 열분해 촉진에 유효한 온도 레벨(약 1500℃~약 2000℃)에 두기 위해 적정한 공기 과잉률로 조정할 필요가 있다.

본 발명에서는 그러한 연료의 암모니아 혼합비율에 적합한 공기 과잉률을 실시예로부터 검증했다. 이하에 그 실시예, 비교예를 설명한다.

또한 실시예, 비교예 모두 대상이 되는 디젤엔진은 암모니아를 도 6과 같이 급기 포트에 분사하는 형식이거나 도 13과 같이 암모니아를 엔진 연소실 내에 직접 분사하는 형식 중 하나이며, 각각 이하의 장치 조건에서 암모니아 혼합비율을 변화시킨 경우 투입한 암모니아에 대한 미연 암모니아의 비율을 시뮬레이션하여 도 2와 같이 평가했다.

수치 해석 장치 조건으로는 실린더 지름 400mm, 스트로크 500mm, 행정용적 62.8L, 압축비 14.5, 회전수 600rpm, 4 스트로크 엔진의 급배기계(給排氣系), 연소실을 모델화하여 해석을 실시했다.

또, 시뮬레이션에서는 암모니아 혼합비율, 공기 과잉률, 암모니아 투입 시기, 기간, 투입 위치, 연료유 분사량, 분사 시기, 분사 압력, 암모니아와 공기 예혼합기의 성층화 정도 등의 파라미터를 변경하여 실시하고, 출력으로서 표시된 열효율, 미연 NH₃, NOx, CO, THC, PM, Pmax(최대 연소압력) 등을 산출했다.

또한 산출되는 값의 평가 기준은, NOx는 IMO 해양 NOx 규제 Tier II 레벨에 의거하여 농도 900ppm 이하를, 미연 암모니아 비율에 대해서는 일본국 내각부 국가 프로젝트인 전략적 이노베이션 창조 프로그램(SIP)의 과제명 '에너지 캐리어', 연구개발 테마 '암모니아 직접 연소'에서의 목표치인 5% 이하를 '◎'(우수)로 하고, 그에 준하는 레벨인 NOx 농도가 1000ppm 이하, 미연 암모니아 비율 7% 이하를 '○'(양호), 이에도 미치지 못하는 것은 '×'(불가)로 했다.

또한 CO₂에 대해서는 암모니아는 연료로서 이용할 경우, 탄소(C)를 포함하지 않는 카본 프리이기 때문에 중유와의 혼합비율에 상당하는 CO₂ 감축 효과를 얻을 수 있으므로 여기서의 평가치 산출은 생략했다. 즉 암모니아를 열량비 80%로 중유와 혼합 연소시킨 경우, 80%의 CO₂가삭감이 되어 암모니아 혼합비율을 높이면 높일수록 CO₂ 삭감 효과가 증대하기 때문이다.

<참고예, 실시예 1~15>

(참고예) 상기 장치 조건 하에서 연료로 중유 100%, 즉 암모니아를 혼합시키지 않은 연료로 하고, 연료유의 분사 시기를 상사점(TDC)에 대해 -9.5, 공기 과잉률을 3.2가 되도록 급기 압력을 설정하여 그 때의 NOx 농도, 미연 암모니아 비율을 산출했다. 그 결과는 도 2의 표와 같았다.

(실시예 1~3) 상기 참고예와 동일한 장치 조건 하에서 연료로 중유 80%, 암모니아 20%로 하고, 암모니아 열량 혼합비율 20%로 조제한 연료를 실시예 1, 3에서는 도 6에 나타낸 급기 포트에 분사하는 형식으로 투입하고, 실시예 2에서는 도 13에 나타낸 연소실에 직접 분사하는 형식으로 투입했다. 각 실시예의 연료유 분사 시기를 상사점(TDC)에 대해 실시예 1: -19.5, 실시예 2: -19.0, 실시예 3: -18.0에서 각각 분사하여 공기 과잉률을 2.0이 되도록 급기 압력을 설정하고, 참고예와 동일한 방법으로 NOx 농도, 미연 암모니아 비율을 산출했다. 그 결과는 도 2의 실시예 1~3과 같았다.

(실시예 4~6) 상기 참고예와 동일한 장치 조건 하에서 연료로 중유 50%, 암모니아 50%로 하고, 암모니아 열량 혼합비율 50%로 조제한 연료를 실시예 4~6 모두 도 6에 나타낸 급기 포트에 분사하는 형식으로 투입했다. 각 실시예의 연료유 분사 시기를 상사점(TDC)에 대해 실시예 4: -21.5, 실시예 5: -19.0, 실시예 6: -17.5에서 각각 분사하여 공기 과잉률을 실시예 1~3보다 낮춘 1.6이 되도록 급기 압력을 설정하고, 참고예와 동일한 방법으로 NOx 농도, 미연 암모니아 비율을 산출했다. 그 결과는 도 2의 실시예 4~6과 같았다.

(실시예 7~9) 상기 참고예와 동일한 장치 조건 하에서 연료로 중유 40%, 암모니아 60%로 하고, 암모니아 열량 혼합비율 60%로 조제한 연료를 상술한 실시예 4~6과 같이 모두 도 6에 나타낸 급기 포트에 분사하는 형식으로 투입했다. 각 실시예의 연료유 분사 시기를 상사점(TDC)에 대해 실시예 7: -19.0, 실시예 8: -16.0, 실시예 9: -13.0에서 각각 분사하여 공기 과잉률을 실시예 4~6보다 낮춰서 실시예 7: 1.1, 실시예 8: 1.2, 실시예 9: 1.3이 되도록 급기 압력을 설정하고, 참고예와 동일한 방법으로 NOx 농도, 미연 암모니아 비율을 산출했다. 그 결과는 도 2의 실시예 7~9와 같았다.

(실시예 10~12) 상기 참고예와 동일한 장치조건 하에서 연료로 중유 30%, 암모니아 70%로 하고, 암모니아 열량 혼합비율 70%로 조제한 연료를 상술한 실시예 4~6과 같이 모두 도 6에 나타낸 급기 포트에 분사하는 형식으로 투입했다. 각 실시예의 연료유 분사 시기를 상사점(TDC)에 대해 실시예 10: -16.5, 실시예 11: -16.0, 실시예 12: -15.0에서 각각 분사하고, 공기 과잉률을 실시예 7~9보다 더 낮춰서 실시예 10: 1.0, 실시예 11: 0.9, 실시예 12: 1.0이 되도록 급기 압력을 설정하고, 동일한 방법으로 NOx 농도, 미연 암모니아 비율을 산출했다. 그 결과는 도 2의 실시예 10~12와 같았다.

(실시예 13~15) 상기 참고예와 동일한 장치조건 하에서 연료로 중유 20%, 암모니아 80%로 하고, 암모니아 열량 혼합비율 80%로 조제한 연료를 상술한 실시예 4~6과 같이 모두 도 6에 나타낸 급기 포트에 분사하는 형식으로 투입했다. 각 실시예의 연료유 분사 시기를 상사점(TDC)에 대해 실시예 13: -17.0, 실시예 14: -16.0, 실시예 15: -15.0에서 각각 분사하고, 공기 과잉률을 실시예 10~12보다 더 낮춰서 실시예 13~15는 모두 0.8이 되도록 급기 압력을 설정하고, 동일한 방법으로 NOx 농도, 미연 암모니아 비율을 산출했다. 그 결과는 도 2의 실시예 10~12와 같았다.

덧붙여서 말하면 상기 실시예 1~6과 같이 암모니아를 포함하는 연료로 암모니아의 열량 혼합비율을 20%, 50%로 변경한 경우라도 공기 과잉률을 2.0으로 고정한 경우, 암모니아 혼합비율 20%에서는 미연 NH₃가 0.7%, NOx가 890ppm이 되는 데 반해, 암모니아 혼합비율 50%에서는 미연 NH₃가 23%로 상기 평가기준을 크게 밑도는 형태가 되며, 이것으로는 비록 NOx는 350ppm 정도까지 저감할 수 있었다 하더라도 엔진을 운전할 수 없다.

발명자가 시뮬레이션 한 실시예 1~15에 의해 얻어진 도 2에 근거하여 NOx 값을 900ppm 이하로 하기 위한 암모니아와 연료유의 혼합비율에 대한 공기 과잉률(λ)의 최적 조건을 도 3에 나타낸다. 도 3의 세로축에 공기 과잉률(λ), 가로축에 암모니아 열량비 혼합비율을 나타낸다.

이에 따르면 암모니아의 연소는 도 3에 나타낸 바와 같이 암모니아 혼합비율 50% 정도까지는 연료유가 정상적으로 연소하는 범주에서 연소장(燃燒場)을 고온이 되도록 공기 과잉률은 점차 낮추는 것이 바람직하다.

단, 암모니아 혼합비율이 50%를 초과하는 범위에서 95% 이상의 연소율을 얻기 위해서는 암모니아와 공기의 혼합기를 1500℃~2000℃ 수준의 고온 환경에 두어 암모니아의 열분해 반응을 우선시키는 것이 필요하며, 암모니아 혼합비율이 65% 이상에서는 도 4에 나타낸 바와 같이 공기 과잉률을 예를 들어 1.0 이하의 과농(過濃) 상태로 하고 연료유의 점화 및 이후의 연료유, 암모니아의 연소에 의한 연소실 온도를 고온으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있었다.

이것은 모든 암모니아가 완전 연소인 다음 식

４ＮＨ₃＋３Ｏ₂＝２Ｎ₂＋６Ｈ₂Ｏ

을 따라가지 않고 소반응(素反應/elementary reaction)식 상, 중간 생성물로 남는 것이라도 발열 반응에 의해 에너지는 회수할 수 있기 때문으로 생각되며, 암모니아가 상기 식처럼 완전히 모두 반응하지 않더라도 열분해 반응으로 분해되어 암모니아로 남지 않아 미연 암모니아가 되지 않는 것으로 추정된다. 즉 암모니아와 연료유의 혼합비율을 가변으로 하여 그 비율에 최적의 공기 과잉률이 되도록 제어를 실시하는데, 암모니아 혼합비율을 높일수록 공기 과잉률을 낮추고 특히 암모니아 혼합비율이 65% 이상인 것에 있어서는 통상은 연료유를 완전 연소시키는데 필요한 공기 과잉률 1.0보다 낮추는, 즉 암모니아의 열분해 반응의 촉진을 우선시키기 위해 공기 과잉률을 1.0 이하로 하는 것이 미연 암모니아를 억제하기 위해서는 필요한 조건이 된다.

또한 이것은 연소실 형상이나 유동 조건에 따라 약간 차이가 난다고 생각되며, 이 곡선 관계에는 예를 들면 암모니아 혼합비율에 ±5% 정도의 폭을 갖게 하는 것이 바람직한데, 이 곡선을 따른 공기 과잉률의 제어를 실시하는 것이 연소율 95% 이상을 얻기 위해 바람직하다.

제어 방법으로는 종래의 연소에서는 배기가스 중 잔존 O₂농도의 감시로 공기 과잉률의 제어를 실시하는 것이 가능하였으나, 본 발명의 연소 방법에서는 암모니아가 열분해의 중간 생성물로 남기 때문에 이론적인 배기가스 중 잔존 O₂농도는 되지 않는다. 예를 들어 공기 과잉률 0.8에서의 연소에서도 잔존 O₂는 존재한다.

이에 의해 필요한 공기량을 급기 압력값으로 산출하고 예를 들어 과급기의 배기 바이패스량의 제어에 의해 필요한 급기 압력으로 조정할 수 있다.

본 발명이 대상으로 하는 디젤엔진은 도 5에 도시된 바와 같이 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 내를 상하로 왕복운동하는 피스톤(12)과, 상기 실린더(10) 상부에 장착되는 실린더 헤드(14)와, 상기 실린더 헤드(14)에 장착되어 피스톤(12) 상부의 엔진 연소실(10A) 내에 급기를 공급하기 위한 급기밸브(16)와, 엔진 연소실(10A)에서 연소후의 배기가스를 배출하기 위한 배기밸브(18)와, 상기 실린더 헤드(14)에 급기를 공급하기 위한 급기관(20)과, 상기 실린더 헤드(14)로부터 배기가스를 배출하기 위한 배기관(22)과, 엔진 연소실(10A) 내에 연료유를 분사하기 위한 연료분사밸브(24)와, 상기 연료분사밸브(24)에 연료유를 공급하기 위한 연료유 라인(30)을 구성하는 연료유 탱크(32), 연료공급펌프(34) 및 솔레노이드 밸브(36)와, 상기 솔레노이드 밸브(36)를 개폐하기 위한 연료유 분사 제어장치(38)와, 상기 급기관(20)에 급기를 공급하는 동시에 상기 배기관(22)으로부터의 배기가스가 배출되는 급배기계(60)를 구성하는 급기 라인(62), 배기가스에 의해 회전되는 배기 터빈(64A)에 의해 상기 급기 라인(62)에 공급되는 공기를 압축하기 위한 급기 터빈(64B)을 구비한 과급기(64) 및 상기 배기관(22)으로부터 과급기(64)의 배기 터빈(64A)에 공급되는 배기가스를 바이패스 라인(67)을 통해 바이패스하는 용량을 조정하기 위한 배기 바이패스 밸브(68)를 주로 구비한다.

상기 디젤엔진에는 추가로 암모니아를 연소시키기 위한 암모니아 라인(80)이 마련되어 있다. 이 암모니아 라인(80)에는 암모니아 탱크(82)와, 암모니아가스 차단밸브(84)와, 암모니아가스 압력조절밸브(86)와, 상기 급기관(20) 내의 급기 포트(20A)에 암모니아가스를 분사하기 위한 암모니아가스 분사밸브(이하 단순히 가스밸브라고도 칭함,88)와, 암모니아가스 밸브 제어장치(90)가 구비된다.

그리고 상기 연료유 라인(30)의 연료유 분사 제어장치(38), 상기 급배기계(60)의 배기 바이패스 밸브(68), 및 상기 암모니아 라인(80)의 암모니아가스 밸브 제어장치(90)는 총괄제어장치(100)에 의해 제어된다.

여기서 상기 연료유 분사 제어장치(38), 상기 암모니아가스 밸브 제어장치(90), 상기 배기 바이패스 밸브(68), 상기 총괄제어장치(100)에 의해 제어수단이 구성된다.

상기 가스밸브(88)는 도 5에 나타낸 본 발명의 제1 실시형태에서는 도 6에 상세하게 도시된 바와 같이 기계식 또는 전자제어식 연료분사장치를 구비한 디젤엔진에 있어서, 암모니아를 가스밸브인 암모니아가스 분사밸브(88)에서 급기관(20) 내의 급기 포트(20A)에 분무하고 엔진 급기와 혼합시켜서 암모니아-공기 예혼합기(단순히 예혼합기(premixed gas)라고도 칭함)를 만들어 연료분사밸브(24)에서 분사된 주연료인 중유나 경유 등의 연료유를 점화원으로서 혼합 연소시킨다.

도 7A에 도시된 바와 같이 상기 급기관(20)과 상기 실린더 헤드(14) 사이에는 가스밸브(88)를 장착하기 위한 스페이서(92)가 설치되어 있다. 이 스페이서(92)에는 도 7B에 도시된 바와 같이 가스밸브 장착구멍(92A)과, 가스밸브(88)로부터 분사된 암모니아가 직접 급기 포트(20A) 내로 분사되지 않도록 하기 위한 간섭판(92B)이 설치되어 있다. 종래의 디젤엔진에서는 급기 포트 내에 잔류한 암모니아와 공기의 혼합기가 배기 행정에서 연소실 내의 미연 NH₃와 합산되어 배출될 수 있으나, 본 실시예에서는 가스밸브에서 급기 포트에 NH₃를 공급하는 기구에 간섭판(92B)을 설치하고 있기 때문에 NH₃를 급기 포트에 최대한 잔류시키지 않도록 하고 있다. 이에 의해 미연 NH₃는 대체로 연소 행정에서 발생하는 것으로 한정된다.

상기 가스밸브(88)는 도 7C에 나타낸 바와 같이 솔레노이드 밸브(88A)에 의해 개폐된다.

암모니아는 암모니아 탱크(82)에 액상(液狀)으로 저장되는데, 기화되어 가스 상태로 공급된다. 가스압력조절밸브(86)에서 가스압이 조정되고 가스밸브(88)에서 유량 조정되어, 도 8에 예시하는 소정의 급기 타이밍 내에 밸브 개방 기간이 조정되어 엔진에 공급된다.

본 실시형태에서는 추가로 상기 연료유 라인(30)의 도중에 설치된 연료유 유량계(102)와, 상기 유량계(102)의 출력에 근거하여 연료유 유량을 연산하는 유류량(油流量) 연산기(104)와, 상기 암모니아 라인(80)의 도중에 배치된 암모니아 유량계(106)와, 상기 암모니아 유량계(106)의 출력에 근거하여 암모니아 유량을 연산하는 암모니아 유량 연산기(108)와, 상기 유류량 연산기(104)에서 연산된 연료유 유량 및 상기 암모니아 유량 연산기(108)에서 연산된 암모니아 유량으로부터 암모니아 혼합비율을 연산하는 암모니아 혼합비율 연산기(110)와, 상기 암모니아 혼합비율 연산기(110)의 출력에 근거하여 필요한 급기 압력을 연산하고 급기관(20)의 도중에 배치된 급기 압력센서(122)에서 검출되는 급기 압력이 목표값이 되도록 상기 배기 바이패스 밸브(68)를 제어하는 급기 압력 연산기(120)를 구비한다.

상기 총괄제어장치(100)는 미리 설정된 암모니아 혼합비율의 설정비율값과 암모니아 혼합비율 연산기(110)에 의한 연산 비율값을 비교하여 소정 범위 밖이면 연료유 분사 제어장치(38)와 암모니아가스 밸브 제어장치(90)에 의해 연료유 유량 및/또는 암모니아 유량을 피드백 제어하여 실제의 비율(실비율이라 칭한다)이 설정비율의 소정범위 내에 들어갈 수 있도록 한다.

이하, 도 9를 참조하여 제어 순서를 설명한다.

먼저 스텝 1000에서 총괄제어장치(100)에 암모니아 혼합비율 목표값(설정비율)을 설정하고 이 설정비율에 대응하는 연료유 유량, 암모니아 유량을 각각 산출함과 동시에 엔진 부하를 검출하여 가스밸브(88)와 연료분사밸브(24)의 제어를 실시한다. 또한 설정하는 암모니아 혼합비율은 변경 가능하게 구성되어 있다.

다음으로 스텝 1100에서 연료 유량, 즉 연료유와 암모니아의 유량을 검출한다. 여기서 연료유의 유량은 연료유 유량계(102)의 출력에서 검출하고 암모니아의 유량은 암모니아 유량계(106)의 출력에서 검출한다.

스텝 1100에서 검출된 연료유와 암모니아의 유량으로부터 스텝 1200에서 암모니아 혼합비율을 산정한다.

스텝 1200에서 연산하여 얻어진 암모니아 혼합비율값의 실제 값(실비율)과, 최초 설정에서 설정한 암모니아 혼합비율값(설정비율)을 스텝 1210에서 비교하고 소정 범위 내이면 연산한 실비율을 스텝 1300에서 이용한다. 반면, 소정 범위를 초과하는 차이가 발생한다면 스텝 1220에서 다시 한 번 연료유 유량과 암모니아 유량을 소정 범위 내에 두도록 피드백 제어한다. 예를 들어 검출한 연료유 유량과 암모니아 유량이 설정한 암모니아 70%, 연료유 30% 등의 암모니아 혼합비율이 되도록 조정을 한다. 또한 스텝 1210에서 소정 범위 내라고 판단된 경우, 연료유 유량과 암모니아 유량의 추가 조정은 필요없기 때문에 최초로 설정한 암모니아 혼합비율값(설정비율)을 이용해도 되지만, 실측 연산값(실비율)이 보다 정확하다고 생각되므로 연산 비율값(실비율)이 보다 바람직하다.

이어서 스텝 1300으로 진행하고 그 때의 부하율에 따라 도 10과 같은 관계를 이용해서 스텝 1200에서 산정되거나 스텝 1000에서 설정된, 그 때의 암모니아 혼합비율(실비율 또는 설정비율)에 대응하는 공기 과잉률(λ)에 필요한 급기 압력을 설정한다. 예를 들어 부하율이 a인 경우에서 공기 과잉률(λ)이 1.0인 경우, 필요한 급기 압력은 b가 된다. 또한 도면 내에 화살표 A로 나타낸 것과 같이 부하율 상승에 따라 동일 공기 과잉률(λ)을 취할 경우, 필요한 급기 압력은 상승한다. 반면, 공기량 감소, 공기 과잉률(λ) 감소에 따라 도면 내에 화살표 B로 나타낸 것과 같이 필요한 급기 압력은 하강한다. 제어에 필요한 도 10과 같은 데이터는 미리 테이블로 급기 압력 연산기(120)에 기억(저장)해 둘 수 있다. 또한 여기서 기억되는 테이블은 공기 과잉률마다 임의의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력을 결정 가능한 곡선 데이터를 기억하는 것이어도 되고, 공기 과잉률마다 소정의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력을 결정 가능한 값을 LUT(룩업 테이블) 형태로 기억해 두는 것이어도 된다. 전자의 경우, 곡선 데이터이기 때문에 임의의 부하율에 대해 대응하는 공기 과잉률을 결정할 수 있다는 점에서 바람직하고, 후자는 어느 정도 정해진 이산적(離散的)인 부하율에 대해 대응하는 공기 과잉률을 기억 수단의 기억 용량을 절약하면서 결정할 수 있다는 점에서 바람직하다.

그리고 스텝 1400으로 진행하여 배기 바이패스 밸브(68)의 열림량을 제어하고 급기 압력센서(122)에서 검출되는 급기 압력이 설정값이 되도록 조정한다.

최종적인 설정 출력, 회전수 유지의 가버닝(governing)은 암모니아 혼합비율이 낮을 때에는 연료유 유량의 조정으로, 또 암모니아 혼합비율이 높을 때에는 암모니아 유량의 조정으로 실시하여 어느 연료로 최종 가버닝할지는 임의로 설정할 수 있다.

또한 상기 제1 실시형태에서는 급기관(20)에 직교하는 방향에서 암모니아가스를 분사하였으나, 도 11에 나타낸 제2 실시형태와 같이 급기 포트(20A)로 암모니아가스를 분사할 때 급기관(20)과 평행한 방향에서 암모니아가스를 분사하여 엔진 연소실(10A) 내에 선회류(C)를 발생 강화시키도록 하여 급기 포트(20A) 내로의 암모니아 잔류를 감소시킬 수 있다.

또 상기 제1 실시형태에서는 연료유의 유량은 연료유 유량계(102)를 이용해서, 그리고 암모니아의 유량은 암모니아 유량계(106)를 이용해서 각각 직접 검출하였는데, 도 12에 도시된 제3 실시형태와 같이 유류량 연산기(104)에서 연료유 분사 제어장치(38) 출력의 연료분사신호를 적산(積算)해서 연료유 유량을 계산하거나, 암모니아 라인(80)에 설치한 암모니아의 압력을 검출하는 암모니아 압력센서(130) 및 암모니아 온도센서(132)와, 암모니아가스 밸브 제어장치(90)에서 입력되는 가스밸브(88)의 개도에 따라 암모니아 유량 연산기(108)에서 암모니아 유량을 연산해도 된다.

이 제3 실시형태에 따르면 유량계를 설치하지 않고 연료유 유량과 암모니아 유량을 연산할 수 있다. 또한 어느 한쪽 라인에 제1 실시형태와 같은 유량계(102 또는 106)를 설치하여 한쪽의 유량을 직접 검출하도록 구성하는 것도 가능하다.

또 상기 실시형태에 있어서는 모두 암모니아가스가 급기 포트(20A)에 공급되었으나, 암모니아가스를 엔진 연소실(10A)에 공급하는 방법은 이에 한정되지 않고, 특허문헌 3과 동일한 도 13에 도시된 제 4 실시형태와 같이 암모니아 라인(80)의 출력측에 도 14A, 도 14B에 나타낸 바와 같은 파이프(200), 체크밸브(202), 커넥터(204)를 설치하여 엔진 연소실(10A)의 내측 벽면측의 복수 개소(실시형태에서는 도 15에 나타낸 2개소)에 형성된 암모니아 분사구멍(206)으로부터 기화한 암모니아가스를 엔진 연소실(10A) 내에 직접 투입할 수도 있다.

본 실시형태의 가스밸브(88)는 각 실린더(10)에 장착되고 상기 가스밸브(88)에 의해 제어되는 암모니아는 도 14A, 도 14B에 도시된 파이프(200)에서 분배되어 커넥터(204)를 통해서 복수의 분사구멍(206)으로 보내진다. 상기 커넥터(204) 부분에는 연소시에 연소가스가 역류하지 않도록 체크밸브(202)가 설치되어 있다.

또한 상기 실시형태에서는 본 발명이 중유를 연료로 하는 선박용 디젤엔진에 이용되었으나, 본 발명의 적용 대상은 이에 한정되지 않으며, 경유를 연료로 하는 디젤엔진이나 디젤엔진과 같은 압축 착화(壓縮着火)와, 가솔린엔진과 같은 점화 착화(불꽃 점화)를 조합한 엔진에도 동일하게 적용할 수 있다. 연료유 라인, 암모니아 라인, 급배기계 구성도 실시형태에 한정되지 않는다.

암모니아를 수송하는 암모니아 탱커의 엔진으로 이용하는데 특히 유효하지만, 적용 대상은 이에 한정되지 않는다.

10…실린더
10A…엔진 연소실
12…피스톤
14…실린더 헤드
16…급기밸브
18…배기밸브
20…급기관
20A…급기 포트
22…배기관
24…연료분사밸브
30…연료유 라인
32…연료유 탱크
34…연료공급펌프
36…솔레노이드 밸브
38…연료유 분사 제어장치
60…급배기계
62…급기 라인
64…과급기
64A…배기 터빈
64B…급기 터빈
66…배기 라인
68…배기 바이패스 밸브
80…암모니아 라인
82…암모니아 탱크
84…가스차단밸브
86…가스압력조절밸브
88…가스밸브(암모니아 분사밸브)
90…암모니아가스 밸브 제어장치
100…통괄제어장치
102…연료유 유량계
104…유류량 연산기
106…암모니아 유량계
108…암모니아 유량 연산기
110…암모니아 혼합비율 연산기
120…급기 압력 연산기
122…급기 압력센서
130…암모니아 압력센서
132…암모니아 온도센서

Claims

연소실과, 상기 연소실 내에 점화원이 되는 연료유와 가스 상태의 암모니아를 투입하는 연료투입수단을 가지며, 상기 연료투입수단에 의해 상기 연소실 내에 투입되는 연료유와 가스 상태의 암모니아에 의해 상기 연소실 내에서 암모니아 예혼합기를 형성하여 혼합 연소시키는 디젤엔진으로,
암모니아를 포함하는 연료 전체에 대한 암모니아의 열량비율인 암모니아 혼합비율을 서로 다른 복수의 값으로 설정 가능한 설정수단과,
급기 압력을, 상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율의 값에 대응시킨 상기 연료투입수단에서 투입되는 연료유 및 암모니아의 총합에서의 공기 과잉률값과, 소정의 부하율에 기초하여 결정되는 급기 압력값이 되도록 제어하는 제어수단을 구비하고,
상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율의 값은 15% 이상 85% 이하 사이에서 설정되는 것으로,
상기 제어수단은,
상기 설정수단에서 설정되는 상기 복수의 값 중, 제1 값으로 상기 암모니아 혼합비율의 값이 15% 이상 25% 이하의 값으로 설정된 경우에는 상기 급기 압력을, 상기 공기 과잉률값을 연료유에만 의지하는 운전시의 공기 과잉률값에 대해 1.0 내지 1.5 낮추는 값으로 대응시킨 제1 공기 과잉률값과 상기 소정의 부하율에 기초하여 결정되는 상기 급기 압력값이 되도록 제어하며,
상기 설정수단에서 설정되는 상기 복수의 값 중, 상기 제1 값과는 다른 제2 값으로 상기 암모니아 혼합비율의 값이 65% 이상의 값으로 설정된 경우에는 상기 급기 압력을, 상기 공기 과잉률값을 1.0 이하의 값으로 대응시킨 제2 공기 과잉률값과 상기 소정의 부하율에 기초하여 결정되는 상기 급기 압력값이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제1항에 있어서,
상기 제어수단은 상기 설정수단에서 설정되는 상기 암모니아 혼합비율의 값이 상기 제1 값에서 상기 제2 값으로 상기 제1 값보다 암모니아 혼합비율이 높은 값으로 변경된 경우, 상기 급기 압력을, 상기 제1 공기 과잉률값으로부터 상기 제1 공기 과잉률값보다 작은 값으로 대응시킨 상기 제2 공기 과잉률값과 상기 소정의 부하율에 기초하여 결정되는 상기 급기 압력값이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제1항에 있어서,
상기 급기 압력의 제어는 과급기의 배기 바이패스에 설치된 조정수단에 의한 공기량의 조정에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제2항에 있어서,
상기 급기 압력의 제어는 과급기의 배기 바이패스에 설치된 조정수단에 의한 공기량의 조정에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암모니아의 투입은 연소실 입구측의 급기 포트에 대해 암모니아를 분사함으로써 실시하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암모니아의 투입은 연소실 내에 암모니아를 직접 분사함으로써 실시하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 설정수단에 의해 설정된 암모니아 혼합비율의 값에 기초하여 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 제어하는 유량제어수단과,
상기 유량제어수단에서 조정된 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 연산 또는 검출하는 유량연산수단과,
상기 유량연산수단의 연산 결과로부터 암모니아의 혼합비율을 연산하는 혼합비율 연산수단과,
상기 설정수단에서 설정된 암모니아 혼합비율의 값 혹은 상기 혼합비율 연산수단에서 연산하여 얻어진 상기 암모니아 혼합비율의 값 중 어느 하나에 대응하는 공기 과잉률값을 출력하는 공기 과잉률 출력수단과,
부하율을 검출하는 부하율 검출수단과,
공기 과잉률마다 상기 부하율 검출수단에서 검출되는 부하율과 상기 부하율에 대응하는 급기 압력의 값을 대응시킨 테이블을 복수 개 갖는 테이블 기억수단과,
상기 공기 과잉률 출력수단으로부터 출력되는 공기 과잉률값에 기초하여 상기 테이블 기억수단 중에서 선택되는 테이블을 이용하고, 상기 부하율 검출수단에서 검출된 부하율에 대응하는 급기 압력의 값을 결정하는 급기 압력 결정수단과,
상기 급기 압력 결정수단에서 결정된 급기 압력의 값이 되도록 공기량을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 설정수단에 의해 설정된 암모니아 혼합비율의 값에 기초하여 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 제어하는 유량제어수단과,
상기 유량제어수단에서 조정된 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 연산 또는 검출하는 유량연산수단과,
상기 유량연산수단의 연산 결과로부터 암모니아의 혼합비율을 연산하는 혼합비율 연산수단과,
상기 설정수단에서 설정된 암모니아 혼합비율의 값 혹은 상기 혼합비율 연산수단에서 연산하여 얻어진 상기 암모니아 혼합비율의 값 중 어느 하나에 대응하는 공기 과잉률값을 출력하는 공기 과잉률 출력수단과,
부하율을 검출하는 부하율 검출수단과,
공기 과잉률마다 상기 부하율 검출수단에서 검출되는 부하율과 상기 부하율에 대응하는 급기 압력의 값을 대응시킨 테이블을 복수 개 갖는 테이블 기억수단과,
상기 공기 과잉률 출력수단으로부터 출력되는 공기 과잉률값에 기초하여 상기 테이블 기억수단 중에서 선택되는 테이블을 이용하고, 상기 부하율 검출수단에서 검출된 부하율에 대응하는 급기 압력의 값을 결정하는 급기 압력 결정수단과,
상기 급기 압력 결정수단에서 결정된 급기 압력의 값이 되도록 공기량을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제5항에 있어서,
상기 설정수단에 의해 설정된 암모니아 혼합비율의 값에 기초하여 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 제어하는 유량제어수단과,
상기 유량제어수단에서 조정된 연료유의 유량 및 암모니아의 유량을 각각 연산 또는 검출하는 유량연산수단과,
상기 유량연산수단의 연산 결과로부터 암모니아의 혼합비율을 연산하는 혼합비율 연산수단과,
상기 설정수단에서 설정된 암모니아 혼합비율의 값 혹은 상기 혼합비율 연산수단에서 연산하여 얻어진 상기 암모니아 혼합비율의 값 중 어느 하나에 대응하는 공기 과잉률값을 출력하는 공기 과잉률 출력수단과,
부하율을 검출하는 부하율 검출수단과,
공기 과잉률마다 상기 부하율 검출수단에서 검출되는 부하율과 상기 부하율에 대응하는 급기 압력의 값을 대응시킨 테이블을 복수 개 갖는 테이블 기억수단과,
상기 공기 과잉률 출력수단으로부터 출력되는 공기 과잉률값에 기초하여 상기 테이블 기억수단 중에서 선택되는 테이블을 이용하고, 상기 부하율 검출수단에서 검출된 부하율에 대응하는 급기 압력의 값을 결정하는 급기 압력 결정수단과,
상기 급기 압력 결정수단에서 결정된 급기 압력의 값이 되도록 공기량을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제7항에 있어서,
상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률값마다 임의의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력의 값을 결정 가능한 곡선 데이터에 대응하는 값을 기억한 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제8항에 있어서,
상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률값마다 임의의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력의 값을 결정 가능한 곡선 데이터에 대응하는 값을 기억한 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제9항에 있어서,
상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률값마다 임의의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력의 값을 결정 가능한 곡선 데이터에 대응하는 값을 기억한 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제7항에 있어서,
상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률값마다 소정의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력의 값을 결정 가능한 룩업 테이블인 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제8항에 있어서,
상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률값마다 소정의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력의 값을 결정 가능한 룩업 테이블인 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제9항에 있어서,
상기 테이블 기억수단에 기억되는 테이블은 공기 과잉률값마다 소정의 부하율에 대해 대응하는 급기 압력의 값을 결정 가능한 룩업 테이블인 것을 특징으로 하는 디젤엔진.