KR102564128B1

KR102564128B1 - 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템 및 그 작동 방법

Info

Publication number: KR102564128B1
Application number: KR1020180113691A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 히나
Original assignee: 만 에너지 솔루션즈 에스이
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2023-08-04
Also published as: CN109653832A; DE102017122115A1; FI20185783A1; JP2019060341A; KR20190035565A

Abstract

본 발명에 따른 선박용 디젤 내연 기관(10)의 윤활유 시스템은, 윤활유를 유지하기 위한 윤활유 저장조(12); 윤활유를 상기 윤활유 저장조(12)의 밖으로 전달하기 위해 선박용 디젤 내연 기관(10)에 의해 구동되거나 또는 구동될 수 있는 윤활유 펌프(13); 상기 윤활유 펌프(13)에 의해 제공되는 윤활유 압력을 제한하는 윤활유 밸브(14); 상기 윤활유 밸브(14)를 제어하는 제어 장치(15)를 포함하고, 상기 제어 장치(15)는, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 따라, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도의 함수로서 윤활유 압력 설정값을 결정하고, 상기 윤활유 압력 설정값에 따라, 상기 윤활유 압력 설정값을 제공하기 위해 상기 윤활유 밸브(14)를 작동시키는 것이다.

Description

선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템 및 그 작동 방법{LUBRICATING OIL SYSTEM OF A MARINE DIESEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

본 발명은 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템과 그 작동 방법에 관한 것이다.

실무에 따른 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템은, 윤활유를 제공하기 위한 윤활유 저장조와, 윤활유를 상기 윤활유 저장조의 밖으로 전달하기 위해 선박용 디젤 내연 기관에 의해 구동되는 윤활유 펌프, 그리고 상기 윤활유 펌프에 의해 제공되는 윤활유 압력을 제한하는 윤활유 밸브를 포함한다. 현재, 실제 알려진 윤활유 시스템에서, 상기 윤활유 펌프는 선박용 디젤 내연 기관에 의해 기계적으로 구동된다. 상기 윤활유 밸브는, 선박용 디젤 내연 기관의 전체 회전 속도 범위에 걸쳐서 일정한 윤활유 압력을 보장하는 기계식 밸브이다. 윤활유 압력이 너무 높은 경우, 윤활유를 내연 기관을 우회하여 윤활유 저장조 안으로 배출하기 위하여 기계식 윤활유 밸브가 개방되고, 이에 따라 윤활유 압력이 제한된다.

선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템을 보다 효과적으로 작동시키고 소비량 이점을 구현할 필요가 있다.

이러한 점으로부터 시작하여, 본 발명은 신규 타입의 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템과 그 작동 방법의 창출이라고 하는 과제에 기초한 것이다.

이러한 과제는 청구항 1에 따른 윤활유 시스템에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 상기 윤활유 시스템은 윤활유 밸브를 작동시키기 위한 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는, 선박용 디젤 내연 기관의 회전 속도에 따라, 선박용 디젤 내연 기관의 회전 속도에 좌우되는 윤활유 압력 설정값을 결정하며, 상기 윤활유 압력 설정값에 따라, 상기 윤활유 압력 설정값을 제공하기 위해 상기 윤활유 밸브를 작동시키는 것이다.

본 발명에 의하면, 요건을 충족시키는 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 압력 공급이 제공된다. 선박용 디젤 내연 기관의 회전 속도에 따라, 상기 제어 장치는 윤활유 압력 설정값을 결정하고, 상기 윤활유 압력 설정값에 따라, 상기 윤활유 압력 설정값을 조정하거나 또는 제공하기 위해 상기 윤활유 밸브를 작동시킨다. 특히, 선박용 디젤 내연 기관의 회전 속도가 낮은 경우, 이에 따라 소비량 이점이 가변적인 윤활유 압력을 통해 구현될 수 있다.

상기 윤활유 밸브는 전기적으로 조정 가능한 윤활유 밸브이다. 전기적으로 조정 가능한 윤활유 밸브를 이용함으로써, 상기 제어 장치로부터 발원하는 윤활유 밸브의 조정은, 회전 속도에 좌우되는 윤활유 압력 설정값에 특히 유익하게 맞춰질 수 있다.

유익한 개선예에 따르면, 선박용 디젤 내연 기관의 회전 속도의 함수로서 상기 윤활유 압력 설정값을 결정하고 상기 윤활유 압력 설정값의 함수로서 윤활유 밸브의 위치 설정값을 결정하기 위하여, 상기 제어 장치에 특성 곡선 또는 특성 맵이 저장되어 있고, 이를 통해 윤활유 압력 설정값이 제공될 수 있다. 이러한 방식에서, 적절한 윤활유 압력 설정값과 상기 윤활유 압력 설정값에 매칭되는 윤활유 밸브의 위치 설정값이, 선박용 디젤 내연 기관의 회전 속도의 함수로서 용이하게 그리고 신뢰 가능하게 결정될 수 있다. 유익한 추가적인 개선예에 따르면, 상기 제어 장치는 윤활유 밸브의 작동, 특히 윤활유 밸브의 위치 설정값을 기반으로 발현되는 실제 윤활유 압력을 상기 윤활유 압력 설정값과 비교하고, 상기 실제 윤활유 압력과 상기 윤활유 압력 설정값 사이에 편차가 있는 경우에, 상기 제어 장치는, 상기 실제 윤활유 압력이 상기 윤활유 압력 설정값에 가까워지도록, 상기 윤활유 밸브의 작동을 바람직하게는 폐루프 제어 방식으로 조정한다. 상기한 유익한 다른 개선예에 의하면, 윤활유 압력을 한층 더 정확하게 조정하기 위해, 윤활유 압력의 폐루프 제어가 제공된다.

본 발명에 따른 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템의 작동 방법은 청구항 6에 규정되어 있다.

본 발명의 다른 개선예는, 종속 청구항과 이하의 상세한 설명을 통해 확보된다. 도면을 통해 본 발명의 예시적인 실시형태를 보다 상세히 설명하지만, 이 도면에 제한되는 것은 아니다.

도면에서, 도 1은 선박용 내연 기관의 윤활유 시스템의 블럭도이다.

본 발명은 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템과 이러한 윤활유 시스템의 작동 방법에 관한 것이다.

도 1은 윤활유 시스템의 어셈블리와 함께 실린더(11)를 구비하는 내연 기관(10)을 보여준다. 따라서, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 윤활유 시스템은, 윤활유를 유지하기 위한 윤활유 저장조(12)를 포함한다. 또한, 윤활유 시스템은, 윤활유를 윤활유 저장조(12)의 밖으로 전달하기 위한 윤활유 펌프(13)로서, 선박용 디젤 내연 기관(10)에 의해 기계적으로 구동되는 윤활유 펌프(13)를 포함한다. 윤활유 펌프(13)는 소위 공급 라인(16)을 통하여 윤활유를 윤활유 저장조(12)에서부터 선박용 디젤 내연 기관(10)을 향해 전달하고, 선박용 디젤 내연 기관(10)에 대해 온도가 제어되고 여과된 윤활유를 제공하기 위하여, 윤활유의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치와 윤활유를 여과하기 위한 필터 장치(21)가, 공급 라인(16)에 있어서 윤활유 펌프(13)의 하류측에 도입되어 있다. 복귀 라인(17)을 통하여, 선박용 디젤 내연 기관(10)에서 나오는 윤활유가, 윤활유 저장조(12)를 향해 다시 안내될 수 있다.

또한, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 윤활유 시스템은, 공급 라인(16)에 있어서 윤활유 펌프(13)의 하류측에서 분기되는 우회 라인(18)에 통합되어 있는 윤활유 밸브(14)를 포함한다. 윤활유 밸브(14)를 통하여, 윤활유 펌프(13)에 의해 제공되는 공급 라인(16)에 있어서의 윤활유 압력이, 제한될 수 있다.

본 발명에 따른 윤활유 시스템은 제어 장치(15)를 또한 포함한다. 제어 장치(16)는 윤활유 밸브(14)를 작동시키는 역할을 한다. 제어측 입력 변수로서 제어 장치(15)에 제공되는 내연 기관(10)의 회전 속도에 따라, 제어 장치(15)는 윤활유 압력의 설정값을 내연 기관(10)의 회전 속도의 함수로서 결정한다. 이와 같이 회전 속도에 좌우되는 윤활유 압력 설정값의 함수로서, 공급 라인(16)에 있어서의 윤활유 압력 설정값을 제공하기 위해, 제어 장치(15)는 윤활유 밸브(14)를 작동시킨다.

바람직하게는, 내연 기관(10)의 회전 속도의 함수로서 윤활유 압력 설정값을 결정하고 상기 윤활유 압력 설정값의 함수로서 윤활유 밸브(14)의 위치 설정값을 결정하기 위하여, 제어 장치(15)에 특성 곡선 또는 특성 맵이 저장되어 있고, 이를 통해 윤활유 압력 설정값이 공급 라인(16)에 제공될 수 있다.

윤활유 밸브(14)는 전기 액추에이터(19)를 포함하는 전기적으로 조정 가능한 윤활유 밸브이다. 제어 장치(15)는 윤활유 밸브(14)의 위치에 영향을 주기 위해 윤활유 밸브(14)의 전기 액추에이터(19)를 작동시킨다.

일 실시형태에서는, 제어 장치(15)는, 바람직하게는 도시 생략된 공급 라인(16)에 배속된 압력 센서에 의해 검출되는, 윤활유 밸브(14)의 작동을 기반으로 발현되는 실제 윤활유 압력을 상기 윤활유 압력 설정값과 비교하고, 이 경우, 상기 실제 윤활유 압력과 상기 윤활유 압력 설정값 사이의 편차에 따라, 제어 장치(15)는, 공급 라인(16)에 있어서의 상기 실제 윤활유 압력이 상기 윤활유 압력 설정값에 가까워지도록, 윤활유 밸브(14)의 작동을 바람직하게는 폐루프 제어 방식으로 조정하는 구성이 제공될 수 있다. 상기한 압력 센서는 예를 들어 윤활유 펌프(16)의 하류측 또는 여과 장치(21)의 하류측에서 공급 라인(16)에 배속될 수 있다.

본 발명에 따르면, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 따라, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 좌우되는 윤활유 압력 설정값이 결정되고, 상기 윤활유 압력 설정값에 따라, 상기 윤활유 압력 설정값을 조정하기 위해 윤활유 시스템의 윤활유 밸브(14)가 작동된다.

이를 통해, 요건을 충족시키며 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 좌우되는 윤활유 압력 공급이 달성된다.

본 발명에 의하면, 소비량 이점이 구현될 수 있다. 상기 윤활유 시스템은 보다 효율적으로 작동될 수 있다.

유익한 추가적인 개선예에 따르면, 상기 윤활유 밸브의 위치를 기반으로 발현되는 실제 윤활유 압력을 검출하고 상기 윤활유 압력 설정값과 비교하며, 그 후에, 상기 실제 윤활유 압력과 상기 윤활유 압력 설정값 사이의 편차에 따라, 상기 실제 윤활유 압력이 상기 윤활유 압력 설정값에 가까워지도록, 윤활유 밸브(14)의 작동이 바람직하게는 폐루프 제어 방식으로 조정된다. 이 경우, 이로써, 요건을 충족시키는 한층 더 효율적인 선박용 디젤 내연 기관(10)에서의 윤활유 압력 공급이 허용된다.

본 발명은, 특히 1,200 rpm 이하의 회전 속도 범위에서 작동되는 소위 중속 운전 디젤 내연 기관에 채용된다.

10 : 선박용 디젤 내연기관 11 : 실린더
12 : 윤활유 저장조 13 : 윤활유 펌프
14 : 윤활유 밸브 15 : 제어 장치
16 : 공급 라인 17 : 복귀 라인
18 : 우회 라인 19 : 액추에이터
20 : 온도 제어 장치 21 : 필터 장치

Claims

1,200 rpm 까지의 회전 속도 범위에서 작동되는 선박용 디젤 내연 기관(10)의 윤활유 시스템으로서,
윤활유를 유지하기 위한 윤활유 저장조(12);
윤활유를 상기 윤활유 저장조(12)의 밖으로 전달하기 위해 선박용 디젤 내연 기관(10)과 연동된 속도에서 선박용 디젤 내연 기관(10)에 의해 구동되거나 또는 구동될 수 있는 윤활유 펌프(13);
상기 윤활유 펌프(13)에 의해 제공되는 윤활유 압력을 제한하는 윤활유 밸브(14);
상기 윤활유 밸브(14)를 제어하는 제어 장치(15)
를 포함하고, 상기 제어 장치(15)는, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 따라, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 좌우되는 윤활유 압력 설정값을 결정하고, 상기 윤활유 압력 설정값에 따라, 상기 윤활유 압력 설정값을 제공하기 위해 상기 윤활유 밸브(14)를 작동시키는 것인 윤활유 시스템.

제1항에 있어서, 선박용 디젤 내연 기관의 회전 속도의 함수로서 상기 윤활유 압력 설정값을 결정하고 상기 윤활유 압력 설정값의 함수로서 윤활유 밸브를 제어하기 위한 윤활유 밸브(14)의 위치 설정값을 결정하기 위하여, 상기 제어 장치(15)에 특성 곡선 또는 특성 맵이 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 윤활유 시스템.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 윤활유 밸브(14)는 전기적으로 조정 가능한 윤활유 밸브인 것을 특징으로 하는 윤활유 시스템.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치(15)는 상기 윤활유 밸브(14)의 제어를 기반으로 발현되는 실제 윤활유 압력을 상기 윤활유 압력 설정값과 비교하는 것을 특징으로 하는 윤활유 시스템.

제4항에 있어서, 상기 실제 윤활유 압력과 상기 윤활유 압력 설정값 사이에 편차가 있을 때, 상기 제어 장치(15)는, 상기 실제 윤활유 압력이 상기 윤활유 압력 설정값에 가까워지도록, 상기 윤활유 밸브(14)의 제어를 폐루프 제어 방식으로 조정하는 것을 특징으로 하는 윤활유 시스템.

제1항 또는 제2항에 따른 선박용 디젤 내연 기관의 윤활유 시스템의 작동 방법으로서;
선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 따라, 선박용 디젤 내연 기관(10)의 회전 속도에 좌우되는 윤활유 압력 설정값이 결정되고, 상기 윤활유 압력 설정값에 따라, 상기 윤활유 압력 설정값을 제공하기 위해 상기 윤활유 밸브(14)가 작동되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.

제6항에 있어서, 상기 윤활유 밸브(14)의 제어를 기반으로 실현되는 실제 윤활유 압력이 검출되고, 상기 윤활유 압력 설정값과 비교되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.

제7항에 있어서, 상기 실제 윤활유 압력과 상기 윤활유 압력 설정값 사이에 편차가 있을 때, 상기 실제 윤활유 압력이 상기 윤활유 압력 설정값에 가까워지도록, 상기 윤활유 밸브(14)의 제어가, 폐루프 제어 방식으로 조정되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.