KR20150108425A - 내연 기관 연소실의 세정 방법 및 내연 기관 - Google Patents

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베른하르트 슈틸러
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엠테우 프리드리히스하펜 게엠베하
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Abstract

내연 기관(1)의 연소실(7) 세정 방법이 제안되며, 상기 방법은 다음 단계, 즉 냉각 장치(25)의 적어도 상류에서 0% 보다 큰 상대 습도를 갖는 가스상 물질을 냉각 장치(25)의 내측으로 도입하는 단계와, 물 침전물이 형성되도록 상기 냉각 장치 내의 물질을 이슬점 아래로 냉각하는 단계와, 상기 침전물을 포함하는 물질을 내연 기관(1)의 연소실(7) 내측으로 도입하는 단계와, 연소 반응을 연소실(7) 내에서 수행하는 단계, 및 잔류물들을 연소실(7)로부터 방출하는 단계를 가진다.

Description

내연 기관 연소실의 세정 방법 및 내연 기관 {METHOD FOR CLEANING A COMBUSTION CHAMBER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구항 1에 따른 내연 기관 연소실의 세정 방법, 및 청구항 9에 따른 내연 기관에 관한 것이다.
내연 기관들에 있어서, 통상적으로 시간이 지나면서 하나 이상의 연소실에서 연속적으로 발생하는 연소 반응들의 결과로써, 예를 들어, 오일 회분 및/또는 연소 공기에 의해 공급되는 오염물들을 포함하는 퇴적물들이 연소실 내에 형성되는 문제점이 있다. 특히, 가스 엔진들로서 설계된 내연 기관들의 경우에 그와 같은 퇴적물들은 노킹을 초래할 수 있으며, 이는 차례로 최대 출력의 감소 및 내연 기관의 수명 단축을 초래한다. 그러므로, 예정된 간격으로 그렇지 않으면 요구에 따라서 상기 형태의 내연 기관들을 세정하거나, 연소실들로부터 퇴적물들을 제거할 필요가 있다. 이런 목적을 위해서, 통상적으로 내연기관을 운전정지시키고 분해하며 연소실들 내의 퇴적물들을 기계적으로 제거하기 위한 대비책이 마련된다. 이는 매우 귀찮고, 특히 시간-소모적이고 비용이 많이 들며, 세정을 수행하는데 드는 시간 동안 내연 기관이 작동 중지되어야 하며, 이는 차례로 비-가동시간 비용들 초래함을 의미한다. 영국 특허 출원 번호 GB 2 357 318 호는 우선적으로 내연 기관의 연소실 내에 퇴적물이 형성되는 것을 방지하고자 하는 방법을 개시한다. 이런 목적을 위해서, 물이 연소실 내측으로 도입, 특히 분사되며 거기에서 증발된다. 이런 경우에, 상기 물은 특히 연소 온도를 감소시키는 효과를 가지며, 따라서 실리콘 산화물들의 형성을 방지하는데, 그렇게 하지 않았다면 이는 연소실 내에 퇴적물을 초래할 것이다. 이러한 접근법의 단점은 물의 도입을 위한 복잡한 분사 장치를 요구한다는 점이다.
본 발명은 특히, 퇴적물을 제거하기 위해서 내연 기관의 하나 이상의 연소실에 대한 간단하고 저렴한 세정을 허용하는 방법 및 내연 기관을 제공하고자 하는 목적을 기본으로 한다.
상기 목적은 청구항 1의 단계들을 갖는 방법의 제공을 통해서 달성된다. 여기서, 가스상 물질이 냉각 장치의 내측으로 도입된다. 가스상 물질은 적어도 냉각 장치의 상류에서 0% 보다 큰 상대 습도를 가지며, 즉 가스상 물질은 수증기의 0이 아닌 특정 농도를 포함한다. 냉각 장치에서, 가스상 물질은 이슬점 아래로 냉각된다. 따라서 물 침전물들이 형성된다. 물 침전물들을 포함하는 가스상 물질이 내연 기관의 연소실 내측으로 도입되며, 연소실 내에서 연소 반응이 수행된다. 연소 반응 동안의 압력 및 온도의 증가의 결과로써, 침전물 내에 포함된 물이 증발하며, 그러한 상 변태는 특히 체적의 급격한 변화를 초래한다. 이는 코팅 및 퇴적물이 연소실 벽으로부터 박리되게 한다. 그 후에 잔류물들이 연소실로부터 방출된다. 이런 경우에, 표현 "잔류물"은 연소 반응 동안에 생성된 배기 가스들뿐만 아니라 특히, 출구 밸브를 통해 배기 가스들과 함께 연소실을 빠져나올 수 있는 박리 코팅들도 포함한다. 따라서 연소실은 매우 효과적인 방식으로 세정된다. 상기 방법은 물의 도입을 위한 복잡한 장치를 요구하지 않기 때문에 저렴하다. 오히려, 가스상 물질 내의 이미 존재하는 수분이 어떤 경우라도 통상적으로 제공되는 냉각 장치 내에 침전물을 형성하는데 바람직하게 사용되며, 그 후에 침전물이 하나 이상의 연소실을 세정하는 역할을 한다. 상기 방법의 맥락에서, 내연 기관을 분해하고 기계적으로 세정할 필요가 또한 없다. 오히려, 세정은 내연 기관의 작동 중에, 그리고 특히 충분한 출력에서 수행될 수 있다. 상기 세정 방법의 효율성 때문에, 최대 출력은 더 긴 작동 주기 동안 이용될 수 있으며, 노킹으로 인한 구성요소-손상 효과는 최소로 감소될 수 있다.
상기 방법은 연소실 내에서 증발하는 물 때문에, 내연 기관의 배출물들에 대해 긍정적인 효과를 가지는 낮은 연소 온도들이 주류를 이루는 효과를 추가로 가질 수 있다. 유사하게, 연소실 내에서 증발하는 물은 바람직하게, 실리콘 산화물들이 형성되지 않거나 단지 낮은 정도로만 형성되어서, 새로운 퇴적물의 형성이 방지되거나 적어도 늦춰지는 효과를 가질 수 있다.
상기 방법의 맥락에서, 침전물이 냉각 장치 내에 형성되는 것이 가능하다. 침전물이 이송 라인 내에 형성되며 이송 라인을 통해서 가스상 물질이 냉각 장치로부터 하나 이상의 연소실로 안내되는 것이 대안으로 또는 추가로 가능하다. 냉각 장치 내에서 및/또는 이송 라인 내에서, 물방울 연무가 가스상 잔류 물질 내에 형성되는 것이 바람직한 경우이다.
상기 방법의 맥락에서, 냉각 장치 내의 온도는 바람직하게, 가스상 물질의 상대 습도가 냉각 장치 내에서 및/또는 냉각 장치의 하류에서 100% 초과의 값으로 증가하도록 목표를 정해 선택된다. 이는 통상적으로, 공지된 내연 기관들 및 그의 작동 방법들의 경우에 의도적으로 피하게 되는 접근법이다. 대조적으로, 일반적인 냉각 장치들에서 온도는 통상적으로, 침전물이 구체적으로 냉각 장치 내에 또는 냉각 장치의 하류에 형성되지 않도록 항상 선택된다. 예를 들어, 대응 냉각 장치 내의 온도는 상대적으로 낮은 공기 습도를 갖는 지역들에서 작동되는 내연 기관들의 경우에서보다 상대적으로 높은 공기 습도를 갖는 열대 지역들에서 작동되는 내연 기관들의 경우에 더 높게 되도록 선택된다. 대조적으로, 상기 방법의 맥락에서 상기 냉각 장치의 목표로 설정된 온도에 걸쳐서 냉각 장치 내에 있는 또는 냉각 장치 하류에 있는 가스상 물질 내의 습기로부터 침전물을 형성할 가능성이 내연 기관의 하나 이상의 연소실을 세정하는데 의도적으로 사용된다.
연소 공기와 연료로 구성되는 가스 혼합물이 가스상 물질로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법이 바람직하다. 이런 경우에, 혼합물 냉각기가 냉각 장치로서 바람직하게 사용되며, 그 혼합물 냉각기는 연소 공기가 연료, 바람직하게 가스와 혼합되는 가스 혼합기의 하류에 바람직하게 배열된다. 이런 맥락에서, 오토 사이클(Otto-cycle) 원리를 기본으로 작동하는 내연 기관이 특히 바람직하다. 본 발명의 맥락에서, 이런 경우에 연소 공기 내의 잔류 습기 그리고 가능하게는 또한 연료 내의 잔류 습기가 혼합물 냉각기를 거쳐서 침전물을 생성하는데 사용되며, 그 후에 그 침전물이 연소실을 세정하는 역할을 한다.
연소 공기가 가스상 물질로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법이 또한 바람직하다. 이런 경우에, 연소 공기 냉각기가 냉각 장치로서 바람직하게 사용된다. 상기 방법의 이런 실시예는 디젤 원리를 기본으로 작동하고/하거나 연료가 연소 공기와 미리 혼합됨이 없이 연소실 내측으로 직접 도입되는 내연 기관과 연관하여 특히 바람직하게 실시된다. 상기 방법의 이런 실시예에서, 연소 공기의 상대 습도가 사용되며, 연소 공기 냉각기에서 또는 그의 하류에서 침전물이 생성되며 그 침전물은 그 후에 연소실을 세정하기 위해 사용된다.
내연 기관의 순환 배기 가스가 가스상 물질로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법이 또한 바람직하다. 이런 경우에, 내연 기관은 특히, 내연 기관의 배출물들을 낮추거나 상기 내연 기관의 효율성을 증가시키기 위해서 바람직하게, 배기 가스 재순환 장치를 가지며, 그 재순환 장치를 통해서 배기 가스가 연소 공기와 함께 하나 이상의 연소실로 공급된다. 상기 방법의 이런 실시예에서, 배기 가스 재순환 냉각기가 냉각 장치로서 바람직하게 사용된다. 연소 공기 냉각기가 냉각 장치로서 사용되는 것이 대안으로 또는 추가로 가능하며, 연소 공기 냉각기 내에서 재순환된 배기 가스가 연소 공기와 함께 냉각된다. 따라서, 연소실을 세정하는데 후에 사용되는 침전물을 배기-가스 재순환 냉각기 및/또는 연소 공기 냉각기 내에 또는 그 하류에 생성하기 위해서 재순환된 배기 가스의 상대 습도를 사용하는 것이 또한 가능하다.
가스상 물질이 냉각 장치의 상류에서 압축되는 것을 특징으로 하는 방법이 또한 바람직하다. 이런 목적을 위해서 압축기가 바람직하게 제공된다. 가스상 물질을 압축하기 위해서 터보차저(turbocharger)를 사용하는 것이 대안으로 또는 추가로 가능하다. 가스상 물질은 바람직하게, 냉각 장치로 공급되기 이전에 압축된다. 이런 방식으로, 압축 동안에 생성되는 열을 분산시키고 따라서 특히 하나 이상의 연소실의 충전을 증가시키는 것이 냉각 장치에 의해서 가능하다.
냉각 장치 내의 온도가 한번 이슬점 아래로 낮아지는 것을 특징으로 하는 방법이 또한 바람직하다. 이는 내연 기관의 정상 작동 동안에 냉각 장치 내의 온도가 이슬점 위에서 유지되는 것을 의미하며, 이는 전술한 바와 같은 종래 접근법에 대응한다. 단지, 내연 기관을 세정하기 위해서 냉각 장치의 온도는 하나 이상의 연소실을 세정하기 위해서, 예정된 수의 작동 시간들 이후에, 내연 기관의 예정된 총 출력에 도달된 이후에, 또는 내연 기관에 의해 구동되는 차량이 예정된 운행 거리를 커버한 이후에, 예정된 지점에서 적시에 한번 이슬점 아래로 낮아진다. 특히, 내연 기관의 시동 시에 또는 시동 직후에 상기 방법을 실행하는 것이 가능하다.
냉각 장치 내의 온도가 이슬점 아래로 주기적으로 낮아지는 것이 대안으로 가능하다. 특히, 이것은 내연 기관의 재시동 이후에, 예정된 시간 주기 이후에, 예정된 수의 작동 시간들 이후에, 내연 기관의 출력의 예정된 간격 이후에, 또는 내연 기관에 의해 구동되는 차량이 예정된 운행 거리를 커버한 이후에 정기적으로 수행될 수 있다.
냉각 장치 내의 온도를 이슬점 아래로 영구적으로 낮추거나, 이슬점 아래의 값에서 영구적으로 유지하는 것도 대안으로 가능하다. 이는 하나 이상의 연소실에 대한 연속적인 세정을 제공할 뿐만 아니라, 특히 새로운 퇴적물들의 형성을 감소 및 심지어 제거와 관련하여, 이미 전술한 장점들을 초래한다.
최종적으로, 냉각 장치 내의 온도를 요구에 따라서 이슬점 아래로 낮추는 것이 가능하다. 이런 경우에, 퇴적물들의 형성이 적합한 수단에 의해 직간접적으로 검출되는 것이 바람직하게 제공되며, 여기서 세정 방법이 실행되며 그 후에 퇴적물들이 예정된 양을 초과하면 온도가 이슬점 아래로 낮아진다.
가스상 물질에 대한 하나 이상의 변수가 냉각 장치의 상류 또는 하류에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법이 또한 바람직하다. 이런 경우에, 물질의 이슬점은 하나 이상의 변수로부터 결정된다. 이런 방식으로, 연소실 세정 방법을 실행할 것인지 실행하지 않을 것인지에 따라서 냉각 장치 내의 온도를 항상 이슬점 위로 또는 이슬점 아래로 목표한 값으로 유지하는 것이 가능하다. 이런 방식으로, 상기 방법을 목표된 대로 실행하거나 상기 방법을 의도적으로 실행하지 않으면서 내연 기관을 상이한 대기 조건들 하에서, 특히 상이한 공기 습도의 지역들 또는 시간들에서 작동시키는 것이 또한 가능하다.
이런 맥락에서, 이슬점을 결정하는 변수가 물질의 압력, 온도 및 상대 습도를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법이 바람직하다. 물질의 압력, 온도 및 상대 습도를 측정하는 것이 특히 바람직하며, 여기서 이슬점은 모든 측정값으로부터 종합하여 결정된다. 따라서, 연소실 세정 방법을 실행하거나 의도적으로 실행하지 않도록 냉각 장치 내의 온도를 목표한 방식으로 선택하는 것이 항상 그리고 임의의 사용 조건들 하에서 매우 신뢰성 있게 가능하다.
상기 목적은 청구항 9의 특징들을 갖는 내연 기관의 제공을 통해서 또한 달성된다. 상기 내연 기관은 하나 이상의 연소실 및 상기 연소실로 공급될 수 있는 물질을 냉각시키기 위한 냉각 장치를 포함한다. 상기 내연 기관은 연소실로 공급하기 위한 물질의 이슬점을 결정하도록 설계되는 제어 장치를 특징으로 하며, 여기서 제어 장치는 냉각 장치 내의 온도가 상기 제어 장치를 경유하여 이슬점 아래로 낮아질 수 있도록, 설계되고 냉각 장치에 작동가능하게 연결된다. 특히, 내연 기관은 전술한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 방법을 실행하도록 바람직하게 설계된다.
내연 기관은 바람직하게 왕복-피스톤 엔진의 형태이며, 여기서 상기 방법은 내연 기관의 정상 작동 중에 실행되며, 특히 심지어 전 부하 하에서 실행될 수 있으며, 여기서 연소 공기와 연료의 가스 혼합물, 그 자체의 연소 공기, 그 자체의 재순환된 배기 가스, 또는 재순환된 배기 가스와 연소 공기의 혼합물은 상기 방법을 실행할 때 냉각 장치를 경유하여 이슬점 아래로 냉각된다.
내연 기관은 바람직하게, 이송 라인을 포함하며, 이송 라인을 통해서 물질이 냉각 장치로부터 하나 이상의 연소실로 안내될 수 있다. 제어 장치는 냉각 장치를 제어하도록 바람직하게 설계되며, 냉각 장치 내의 온도가 제어 장치를 경유하여 제어 및/또는 조절될 수 있도록 냉각 장치에 작동가능하게 연결된다.
냉각 장치는 바람직하게, 엔진 제어 유닛의 형태이거나 엔진 제어 유닛으로 구성된다. 제어 장치에 있어서, 연소실로 공급될 수 있는 물질의 이슬점을 결정할 수 있고/있거나 냉각 장치용 설정 온도를 계산할 수 있는 알고리즘이 바람직하게 실행되며, 상기 설정 온도는 연소실 세정 방법을 실행하거나 실행하지 않는가에 따라서 물질의 이슬점 아래에 또는 심지어 위에 놓일 수 있다.
연소실로 공급하기 위한 물질의 이슬점을 결정할 수 있는 하나 이상의 변수를 검출하기 위해 제공되는 하나 이상의 검출 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 내연 기관이 또한 바람직하다. 검출 수단은 이슬점을 결정하기 위한 제어 장치에 작동가능하게 연결된다.
예시적인 실시예에서, 검출 수단은 냉각 장치의 상류 또는 하류에 배열되는 압력 센서의 형태이다. 다른 예시적인 실시예에서, 검출 수단은 냉각 장치의 상류 또는 하류에 배열되는 온도 센서의 형태이다. 추가의 예시적인 실시예에서, 검출 수단은 냉각 장치의 상류 또는 하류에 배열되는 습도 센서의 형태이다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 냉각 장치의 상류 또는 하류에 각각 배열될 수 있는 검출 수단으로서 압력 센서, 온도 센서 및 습도 센서가 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명은 도면을 기본으로 하여 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
여기서, 도 1은 본 발명의 방법을 실행하기 위해 설정되는 내연 기관의 개략적인 예시이다.
도 1은 내연 기관(1)의 예시적인 실시예의 개략도이다. 내연 기관은 이런 경우에 제 1 실린더 뱅크(3) 및 제 2 실린더 뱅크(5)를 갖춘 12-실린더 V-구성 엔진의 형태이며, 각각의 엔진 뱅크(3,5)들은 6 개의 연소실들을 포함하며, 여기서 더 양호한 간략함을 위해 상기 연소실들 중의 단지 하나만이 도면 부호 7로 표시되어 있다. 가스상 물질이 이송 라인(9)을 통해 연소실(7)로 공급된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 상기 물질은 연소 공기(13)와 연료(15)로부터 가스 혼합기(11) 내에서 준비되는 혼합물 형태이다.
공지된 방식으로, 연소 반응이 연소실(7)들에서 발생하며, 방출 라인(17)을 통해 방출되는 잔류물들, 특히 배기 가스들이 생성된다.
가스 혼합기(11)의 하류에서, 가스 혼합물은 이런 경우에 터빈(23)에 의해 샤프트(21)를 통해 구동되는 압축기(19) 내에서 압축되며, 상기 터빈은 차례로 방출 라인(17) 내에서 유동하는 배기 가스에 의해 구동된다. 내연 기관(1)의 예시된 예시적인 실시예에서, 따라서 압축기(19), 샤프트(21) 및 터빈(23)을 포함하는 터보차저가 제공된다. 가스 혼합물을 압축하기 위해서, 가스 혼합기(11)의 하류에 터보차저를 제공하는 것이 대안적으로 제공될 수 있으며, 여기서 터보차저는 예를 들어, 내연 기관의 크랭크 샤프트에 의해 또는 보조모터에 의해 구동된다.
압축기(19)의 하류에는 냉각 장치(25)가 배열되며, 냉각 장치를 통해서 가스 혼합물이 유동하며, 여기서 상기 가스 혼합물은 압축 이후에 냉각된다. 이런 방식으로, 연소실(7)들의 충전을 증가시키는 것이 일반적으로 가능하다.
예시된 예시적인 실시예에서, 냉각 장치(25)는 제어 장치(27)에 의해서 제어되며, 특히 냉각 장치(25) 내의 온도는 제어 장치(27)를 경유하여 제어 및/또는 조절된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 제어 장치(25) 하류의 이송 라인(9)에는 가스 혼합물의 변수를 검출하기 위한 3 개의 검출 수단이 제공되며, 그 변수로부터 상기 가스 혼합물의 이슬점이 결정될 수 있다. 상기 검출 수단은 이런 경우에 압력 센서(29), 온도 센서(31) 및 습도 센서(33)이다. 압력 센서(29), 온도 센서(31) 및 습도 센서(33)는 바람직하게, 센서(29,31,33)들을 경유하여 측정된 값들을 기본으로, 상기 제어 장치가 가스 혼합물의 이슬점을 결정할 수 있도록 제어 장치(27)에 작동가능하게 연결되고/되거나 상기 온도가 이슬점 위 또는 아래에 있도록 제어 장치(25) 내의 온도를 조절한다. 더 양호한 간결함을 위해서, 대응 작동 연결부들은 여기서 명시적으로 예시되지 않았다.
연소실들이 세정될 예정이면, 세정 장치(25) 내의 온도는 제어 장치(27)에 의해 가스 혼합물의 이슬점 아래로 목표된 방식으로 낮아져서, 냉각 장치(25)에 및/또는 이송 라인(9)에서 냉각 장치의 하류에 물 침전물이 형성된다. 상기 물 침전물은 가스 혼합물과 함께 이송 라인(9)을 경유하여 연소실(7)들의 내측으로 도입되며, 여기서 연소실들 내에서 수행된 연소 반응으로 인한 압력 및 온도의 증가의 결과로써 침전물이 급속히 증발한다. 따라서 연소실(7)들의 벽들 상의 퇴적물들은 박리되게 된다. 상기 퇴적물들은 방출 라인(17)을 경유하여 배기 가스와 함께 방출될 수 있다. 연소실(7)들이 세정될 예정이 아니면, 냉각 장치(25) 내의 온도는 제어 장치(27)를 통해서 가스 혼합물의 이슬점 위의 값으로 제어 및/또는 조절된다.
이런 경우에 혼합물 냉각기 형태인 냉각 장치(25) 대신에, 내연 기관(1)의 다른 예시적인 실시예에서 연소 공기 냉각기가 상기 방법을 실행하는데 사용되는 것이 가능하며, 여기서 연소 공기가 가스상 물질로서 사용된다. 내연 기관(1)의 다른 예시적인 실시예에서, 연소 공기와 함께 또는 연소 공기와는 별도로 내연 기관의 재순환 배기 가스를 냉각시키기 위해서 배기-가스 재순환 냉각기 또는 연소 공기 냉각기가 사용되는 것도 가능하다.
내연 기관의 예시적인 일 실시예에서, 하나 이상의 변수를 검출하기 위한 검출 수단이 가스상 물질의 이슬점을 검출하는데 제공되지 않는다면, 상기 방법을 실행하기 위한 제어 장치(27)가 연소실(7)들로 공급되는 가스상 물질의 상대 습도에 대한 통상적인 값으로 프로그램되는 것이 가능하며, 따라서 상기 값은 내연 기관(1)의 사용 조건들에 의존한다. 따라서 제어 장치(27)는 예를 들어, 상대적으로 낮은 공기 습도가 지배적인 지역들에서의 사용을 위한 것보다 높은 공기 습도를 갖는 열대 지역에서 사용을 위한 것과는 상이하게 프로그램된다. 이러한 가능성은 또한, 제어 장치가 이슬점을 결정하도록 설계된다는 표현을 포함하며, 이런 경우에 이슬점은 프로그래밍을 통해서 또는 판독될 메모리에 의해서 결정된다.
제어 장치(27)에 의해서 상기 방법이 한번, 주기적으로, 영구적으로 및/또는 요구에 따라서 실행되는 것이 가능하며, 결과적으로 냉각 장치(25)의 온도가 연소실(7)들로 공급되는 가스상 물질의 이슬점 아래로 한번, 주기적으로, 영구적으로 및/또는 요구에 따라서 낮아지는 것이 가능하다.
상기 방법이 어떤 경우이든 제공되는 단지, 내연 기관(1)의 구성요소들만을 사용하는 것이 분명하다. 특히, 물을 위한 추가의 분사 장치 또는 어느 한쪽의 보드에 갖추어질 특정 물 저장소가 필요 없게 되는데, 이는 연소실들을 세정하는데 사용되는 물이 공급된 가스상 물질의 습기로부터 얻어지기 때문이다. 상기 방법은 아주 효율적인 동시에 내연 기관(1)의 작동 중에, 심지어 전 부하 하에서도 실행될 수 있다. 따라서 내연 기관(1)을 분해하고 퇴적물들을 기계적으로 제거하는 것에 따른 성가시고 고비용의 세정이 불필요하게 된다.
전체적으로, 상기 방법 및 내연 기관이 퇴적물들의 제거를 위해 연소실(7)을 세정하기 위한 그리고 또한 궁극적으론 내연 기관(1)의 수명 및 최대 출력을 증가시키기 위한 특히 저렴하고, 시간-절약적이고 노력-절감형 수단을 제공하는 것이 분명하다.

Claims (10)

  1. 내연 기관(1)의 연소실(7) 세정 방법에 있어서,
    냉각 장치(25)의 적어도 상류에서 0% 보다 큰 상대 습도를 갖는 가스상 물질을 냉각 장치(25)의 내측으로 도입하는 단계와,
    물 침전물이 형성되도록 상기 냉각 장치 내의 물질을 이슬점 아래로 냉각하는 단계와,
    상기 침전물을 포함하는 물질을 내연 기관(1)의 연소실(7) 내측으로 도입하는 단계와,
    연소 반응을 연소실(7) 내에서 수행하는 단계, 및
    잔류물들을 연소실(7)로부터 방출하는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스상 물질로서 연소 공기와 연료로 구성된 가스 혼합물이 사용되며, 상기 냉각 장치(25)로서 혼합물 냉각기가 바람직하게 사용되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연소 공기가 가스상 물질로서 사용되며, 냉각 장치(25)로서 연소 공기 냉각기가 바람직하게 사용되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스상 물질로서 내연 기관(1)의 재순환된 배기 가스가 사용되며, 상기 냉각 장치(25)로서 배기-가스 재순환 냉각기 또는 연소 공기 냉각기가 사용되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스상 물질이 바람직하게, 압축기 또는 터보차저를 통해서 냉각 장치(25)의 상류에서 압축되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 장치(25) 내의 온도는 바람직하게, 내연 기관(1)의 시동시 한번, 주기적으로, 영구적으로 또는 요구에 따라서 이슬점 아래로 하강되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질의 하나 이상의 변수가 냉각 장치(25)의 상류 또는 하류에서 측정되며, 상기 이슬점이 하나 이상의 변수로부터 결정되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 변수가 상기 물질의 압력, 온도 및 상대 습도를 포함하는 집단으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관의 연소실 세정 방법.
  9. 하나 이상의 연소실(7) 및 상기 연소실(7)로 공급될 수 있는 물질을 냉각하기 위한 냉각 장치(25)를 가지는 내연 기관(1)에 있어서,
    상기 연소실(7)로 공급하기 위한 물질의 이슬점을 결정하도록 설계되는 제어 장치(27)를 포함하며,
    상기 냉각 장치(25) 내의 온도가 상기 제어 장치를 통해서 이슬점 아래로 하강될 수 있도록 상기 제어 장치(27)가 설계되고 그리고 냉각 장치(25)에 작동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 내연 기관(1)이 연소실(7)로 공급하기 위한 물질의 이슬점을 결정할 수 있는 하나 이상의 변수를 검출하기 위한 하나 이상의 검출 수단을 가지며, 상기 검출 수단이 이슬점을 검출하기 위해 제어 장치(27)에 작동가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는,
    내연 기관.

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015016160A1 (de) * 2015-12-12 2017-06-14 Man Diesel & Turbo Se System zum Zuführen von Luft zu Zylindern einer Brennkraftmaschine
EP3397846B1 (en) * 2015-12-30 2019-11-13 Wärtsilä Finland Oy A method of cleaning a charge air cooler and an internal combustion engine
FR3064026B1 (fr) * 2017-03-20 2019-03-22 Flex Fuel-Energy Development (Ffed) Amelioration d'une installation de nettoyage d'un moteur a combustion interne
FR3064025B1 (fr) * 2017-03-20 2019-03-22 Flex Fuel-Energy Development (Ffed) Amelioration d'une installation de nettoyage d'un moteur a combustion interne
JP2019148222A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN112555023B (zh) * 2020-12-16 2021-11-30 江西龙威环保科技发展有限公司 一种发动机燃烧室动静态结合的清洗工艺

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61159630U (ko) * 1985-03-25 1986-10-03
DE19945813A1 (de) * 1999-09-24 2001-03-29 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
GB2357318B (en) 1999-12-15 2003-06-18 Anthony Mark Downing Improvements in and relating to gas engines
US6301887B1 (en) * 2000-05-26 2001-10-16 Engelhard Corporation Low pressure EGR system for diesel engines
US6715473B2 (en) * 2002-07-30 2004-04-06 Infineum International Ltd. EGR equipped diesel engines and lubricating oil compositions
CN101389839B (zh) * 2006-02-23 2010-12-15 马克卡车公司 具有冷却器旁路的中冷器配置结构和方法
US7349792B2 (en) * 2006-05-31 2008-03-25 Caterpillar Inc. System for a virtual liquid sensor
JP4798497B2 (ja) * 2006-11-27 2011-10-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関におけるセンサ洗浄装置
FR2921103B1 (fr) * 2007-09-19 2009-11-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de gestion des condensats dans un systeme egr
AT507794B1 (de) * 2009-01-30 2010-08-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Verfahren und vorrichtung zum reinigen eines brennraums
DE102011018958B4 (de) * 2011-04-29 2014-12-31 Audi Ag Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit Ausleitung von gefrorenem Kondenswasser aus dem Ansaugtrakt
US20140046511A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 Electro-Motive Diesel, Inc. System for controlling engine inlet air temperature

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