KR20160051607A - Control method for a fast reversal of a reciprocating piston internal combustion engine - Google Patents

Control method for a fast reversal of a reciprocating piston internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
KR20160051607A
KR20160051607A KR1020150145002A KR20150145002A KR20160051607A KR 20160051607 A KR20160051607 A KR 20160051607A KR 1020150145002 A KR1020150145002 A KR 1020150145002A KR 20150145002 A KR20150145002 A KR 20150145002A KR 20160051607 A KR20160051607 A KR 20160051607A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
piston internal
reciprocating piston
crank angle
Prior art date
Application number
KR1020150145002A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102390243B1 (en
Inventor
악셀 헤우쓸러
에드빈 풀라가르
Original Assignee
빈터투르 가스 앤 디젤 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 빈터투르 가스 앤 디젤 아게 filed Critical 빈터투르 가스 앤 디젤 아게
Publication of KR20160051607A publication Critical patent/KR20160051607A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102390243B1 publication Critical patent/KR102390243B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/02Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for reversing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/06Cutting-out cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/028Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation for two-stroke engines
    • F02D13/0284Variable control of exhaust valves only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/06Reverse rotation of engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

The present invention relates to a control method to rapidly reverse or brake a rotation in the first rotation direction of a crank shaft in a reciprocal type piston internal combustion engine which is a uniflow scavenging type large two-stroke diesel engine which operates at a low speed. The reciprocal type piston internal combustion engine includes a cylinder where a reciprocating piston is arranged to move back and forth between a top dead center corresponding to the crank angle of 180° and a bottom dead center corresponding to the crank angle ranging from 0° or 360°. The reciprocal type piston internal combustion engine also includes an outlet valve which is able to operate hydraulically through hydraulic valve devices by a hydraulic medium and desirably by hydraulic oil under a predetermined opening pressure. According to the present invention, a first outlet valve is automatically opened by the hydraulic valve devices at a second crank angle when penetrating a first cylinder through the top dead center of a first piston by stopping a fuel supply into the reciprocal type piston internal combustion engine in a brake step and providing the hydraulic medium under a predetermined maximum opening pressure of the hydraulic valve devices of the first outlet valve of the first cylinder at a first crank angle in a section of the top head center of the first piston related to the first cylinder.

Description

왕복 피스톤 내연 기관의 신속한 역전을 위한 제어 방법{CONTROL METHOD FOR A FAST REVERSAL OF A RECIPROCATING PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control method for rapidly reversing a reciprocating piston internal combustion engine,

본 발명은, 독립 청구항 1 의 전제부에 따라, 특히 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관인 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control for rapidly reversing or braking a rotation in a first rotation direction of a crankshaft of a reciprocating piston internal combustion engine, which is a single-sweep large two-stroke diesel engine operating in particular at low speed, according to the preamble of independent claim 1 ≪ / RTI >

대형 디젤 기관은 선박용 구동 유닛으로서 주로 사용되거나, 고정 작동에서, 예를 들어 전기 에너지의 발생을 위한 대형 발전기의 구동을 위해 주로 사용된다. 이 점에 있어서, 기관은 일반적으로 영구 작동으로 상당한 기간에 걸쳐 작동하여서, 작동 확실성 및 유효성을 매우 요구하게 된다. 그러므로, 특히 긴 서비스 간격, 낮은 마모, 및 연료와 작동 재료의 경제적인 핸들링은 작동자에게 기계의 작동에 대한 주요한 기준이 된다. 이러한 대형 보어의 저속으로 작동하는 디젤 기관의 피스톤 작동 거동은, 그 중에서도, 서비스 간격의 기간 및 유효성에 대하여 그리고 윤활유 소비에 걸쳐, 또한 작동 비용에 대하여, 따라서 작동 효율에 대하여 결정 요인이 된다.Large-size diesel engines are mainly used as marine drive units, or mainly in fixed operation, for example for driving large generators for generating electrical energy. In this regard, the organs typically operate over a significant period of time with permanent operation, requiring a high degree of operational reliability and effectiveness. Therefore, especially the long service intervals, low wear, and economical handling of fuel and working materials are the primary criteria for the operator to operate the machine. The piston operating behavior of such a large bore low speed diesel engine is, amongst other things, a determinant of the duration and effectiveness of the service interval, and of lubricating oil consumption, as well as of operating costs and thus of operating efficiency.

원양 선박에는, 언제나, 긴급 상황에서 가능한 한 단시간 내에, 따라서 가능한 한 단거리에 걸쳐 최고 속도의 선박을 제동하거나, 또는 프로펠러가 가능한 한 빨리 반대 방향으로 회전하여서 선박이 가능한 한 즉시 반대 방향으로 항해를 계속할 수 있도록 가능한 한 신속하게 기관을 역전시킬 필요 및 요구가 있다. 다양한 시도 및 시험 프로세스가 이러한 목적을 위해 오랫동안 비교적 작은 모터선박 또는 모터보트에 대해 이용가능했고, 역전은 주로 트랜스미션을 통해 간단하게 달성될 수 있지만, "긴급 제동", 즉 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관과 같은 대형 왕복 피스톤 내연 기관이 장착된 대형 선박으로 최고 속도에서의 신속한 제동은 이전에 크게 해결되지 않은 문제이다. 선박의 제동에 더하여, 이는 일 회전 방향으로부터 반대의 회전 방향으로의 기관의 신속한 역전의 문제와 면밀하게 관련된 문제에 관한 것이다.At all times, in marine vessels, in the event of an emergency, in the shortest possible time, and therefore braking the vessel at the maximum speed as short as possible, or the propeller is rotated in the opposite direction as soon as possible and the vessel continues its voyage in the opposite direction as soon as possible There is a need and desire to reverse the institution as quickly as possible. Although various trial and test processes have been available for this purpose for a relatively long time for a relatively small motor vessel or motor boat and the reversal can be achieved simply through the predominantly transmission, the "emergency braking" Rapid braking at full speed with large ships equipped with a large reciprocating piston internal combustion engine, such as a large two-stroke diesel engine, has not been largely solved before. In addition to the braking of the ship, this concerns a problem that is closely related to the problem of a rapid reversal of the engine in the opposite direction of rotation from one rotation direction to the other.

이러한 기관에 의하면 기관의 거대한 크기 및 전력으로 인해, 기관과 프로펠러 사이의 클러치 및/또는 트랜스미션의 합리적인 사용은, 프로펠러가 샤프트를 통해 이러한 기관을 구비하는 선박 내에서 대형 디젤 기관의 크랭크 샤프트에 회전적으로 고정되어 연결되도록 실질적으로 배제되므로, 이는 특히 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관이 갖는, 과소평가되어서는 안될 문제이다.The reason for this is that due to the enormous size and power of the engine, the rational use of the clutch and / or transmission between the engine and the propeller is such that the propeller rotates in a crankshaft of a large- This is a problem that should not be underestimated, especially with a single-swage large two-stroke diesel engine operating at low speeds, since it is virtually excluded to be fixedly connected.

따라서, 드라이브의 구성은, 트랜스미션이 프로펠러와 기관 사이에 제공되는 드라이브에 비해, 명백히 실질적으로 더 간단하다. 하지만, 트랜스미션 및 클러치를 구비하지 않는 이러한 구성의 단점은, 프로펠러가 항상, 즉 모든 작동 상태에서, 기관에 회전적으로 고정되어 연결되어 적어도 기관의 작동 상태에서, 즉 기관이 완전히 정지 상태가 되지 않는 한, 기관으로부터 분리될 수 없다는 것이다. 즉, 실제로 기관으로의 연료 공급이 중단되는 것을 본질적으로 의미하는, 선박을 제동하기 위해 기관이 정지되는 작동 상태에서, 선박은 바로 즉시 정지하는 것이 아니라, 초기에는 선박의 거대한 관성 질량으로 인해 항해를 계속할 것이고, 단지 점진적으로 서서히 속도를 줄일 것이다.Thus, the configuration of the drive is obviously substantially simpler than the drive in which the transmission is provided between the propeller and the engine. However, a disadvantage of such a configuration without the transmission and clutch is that the propeller is permanently fixedly connected to the engine at all times, i. E. In every operating state, so that at least in the operating state of the engine, , And can not be separated from the organ. That is, in the operating state where the engine is stopped to stop the braking of the ship, which essentially means that the fuel supply to the engine is actually stopped, the ship does not immediately stop, but is initially stopped due to the massive inertial mass of the ship. It will continue, and will only slow down gradually.

이 점에 있어서, 프로펠러는 더 이상 기관에 의해 명백히 구동되지 않지만, 프로펠러는 프로펠러와 물 사이의 지속적인 상대 속도에 의해 물을 통한 진행에 의해 구동된다. 하지만, 프로펠러는 기관에 회전적으로 고정되어 연결되어 기관으로부터 또한 분리될 수 없으므로, 기관은 이러한 작동 상태에서 프로펠러에 의해 또한 구동된다. 이는 그럼에도 불구하고, 기관이 프로펠러에 의해 구동되기 때문에, 연료 공급의 정지 이후에, 모터가 상당한 기간 동안 원래 방향으로 계속해서 회전한다는 것을 의미한다.At this point, the propeller is no longer driven explicitly by the engine, but the propeller is driven by progression through the water at a constant relative speed between the propeller and the water. However, since the propeller is rotatably fixed to the engine and can not be connected and separated from the engine, the engine is also driven by the propeller in this operating state. This nevertheless means that since the engine is driven by the propeller, after the stop of the fuel supply, the motor continues to rotate in its original direction for a considerable period of time.

선박의 제동의 가속 또는 선박의 이동 방향의 역전은 기관이 역전된 회전 방향으로 재시동된다는 점에서 단지 달성될 수 있다. 대부분의 공지된 선박의 기관에 의하면 그리고 특히 거대한 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관에 의하면, 단지 적합한 시점에서, 즉 적합한 크랭크 각에서, 압축 공기 (또한, 전문어로 시동 공기라 함) 는 기관이 피스톤에 작용하는 시동 공기에 의해 원하는 역전된 회전 방향으로 재시동되도록 충분히 높은 압력에서 실린더 라이너 내로 가압된다는 점에서 이는 단지 달성될 수 있다.Acceleration of the braking of the ship or inversion of the direction of movement of the ship can only be achieved in that the engine is restarted in the reversed rotational direction. According to most known marine engines, and especially in the case of a large single-sweep large two-stroke diesel engine, compressed air (also referred to as start-up air), at the appropriate time, i.e. at a suitable crank angle, This is only achieved in that it is pressurized into the cylinder liner at a pressure sufficiently high so as to be restarted in the desired reversed rotational direction by the starting air acting on the cylinder liner.

전술한 바와 같이, 정지된 연료 공급에도 불구하고 기관이 원래의 방향으로 계속해서 회전하도록 프로펠러가 크랭크 샤프트를 통해 기관의 실린더 라이너 내의 피스톤에 가하는 막대한 힘으로 인해, 시동 공기의 최대 이용가능한 압력이 피스톤에 작용하는 프로펠러로부터의 힘을 보상하기에 매우 충분하여, 기관이 시동 공기에 의해 반대 방향으로 충분히 빠른 회전으로 설정될 수 있어서, 기관이 궁극적으로 연료 공급의 재활성화시에 반대 방향으로 독립적으로 재시동될 수 있을 때에, 기관은 가장 이르게 반대 방향으로 재시동될 수 있다. 기관이 반대 회전 방향으로 재시동될 때에, 기관에 회전적으로 고정되어 연결된 프로펠러는 자연적으로 기관에 의해 반대 방향으로 마찬가지로 구동되고, 이에 선박의 제동은 따라서 선박의 이동이 마침내 정지하게 될 때까지, 또는, 원할 경우, 선박이 반대 방향으로 이동하기 시작할 때까지, 점점 더 가속될 수 있다.As described above, due to the enormous force exerted by the propeller through the crankshaft to the piston in the cylinder liner of the engine so that the engine continues to rotate in its original direction despite the stationary fuel supply, the maximum available pressure of the starting air, So that the engine can be set to rotate sufficiently fast in the opposite direction by the starting air so that the engine can eventually be restarted independently in the opposite direction upon reactivation of the fuel supply , The organs can be restarted as soon as possible in the opposite direction. When the engine is restarted in the opposite direction of rotation, the propeller rotatably fixed to the engine is naturally driven in the opposite direction by the engine, so that the braking of the ship can be continued until the movement of the ship finally stops, If desired, it can be accelerated more and more until the ship starts to move in the opposite direction.

선박의 제동 및 역전을 위한 전술한 그리고 이전의 통상적인 프로세스의 단점은 명백하다. 한편으로는, 기관이 반대 방향으로 재시동될 수 있기 전에, 프로펠러를 통한 기관의 구동이 시동 공기에 의해 보상될 수 있도록 선박이 속도를 충분히 줄여서 충분히 느려질 때까지 오랫동안 대기할 필요가 있기 때문에, 선박, 특히 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관을 구비하는 선박의 제동은 많은 시간이 요구된다. 이는 여전히 상당한 기간을 소요하고, 이러한 시간 소요는, 예를 들어 긴급 상황에서 다른 선박, 빙산, 또는 다른 장애물과의 충돌을 신뢰가능하게 그리고 호적기에 방지하기 위하여 선박이 매우 신속하게 제동되어야 할 때에 특히 큰 단점이 된다. 그 중에서도 호적기에 더 이상 선박을 제동할 수 없었던 유명한 타이타닉호의 재난은 오늘날까지 대중의 마음에 남아 있다. 타이타닉호가 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관에 의해 구동되지 않았지만, 문제는 원칙적으로 동일하다.The disadvantages of the above and previous conventional processes for braking and reversing the vessel are obvious. On the one hand, since it is necessary to wait for a long time until the ship is sufficiently slowed down sufficiently to allow the drive of the engine through the propeller to be compensated by the starting air, before the engine can be restarted in the opposite direction, In particular, the braking of a ship equipped with a single-sweep type large two-stroke diesel engine operating at low speed requires much time. This still takes a considerable amount of time, and this time requirement is particularly important when the ship is to be braked very quickly, for example in an emergency, in order to reliably and effectively prevent collisions with other ships, icebergs or other obstacles It becomes a big disadvantage. Among them, the famous Titanic disaster, which was unable to stop the ship anymore in the family register, remains in the hearts of the public to this day. Although the Titanic was not driven by a single-stage, large-scale two-stroke diesel engine operating at low speeds, the problem is principally the same.

제동시에 또는 이동의 반대 방향으로의 역전시에 선박에 의해 커버되는 거리가 최소화되도록, 실린더 라이너로의 시동 공기의 공급에 의해 가능한 가장 이른 시간에 기관을 역전시키려는 시도가 빈번하게 행해져왔다. 하지만, 기관이 프로펠러에 의해 구동되어 이전 방향으로 더 빨리 작동할수록, 더 많은 시동 공기 또는 시동 공기 에너지가 반대 방향으로 역전을 개시하는데 요구될 수 있다. 우선, 시동 공기가 상응하는 압축기를 이용하여 생성되어 압력 저장소 내에 저장 되어야 하기 때문에, 이는 비용 및 에너지 집약적이다. 뿐만 아니라, 상기 방법은, 전체 저장된 시동 공기가 다소 소비되고, 그럼에도 불구하고 기관이 반대 방향으로 시동되는 것은 불가능해지는 위험을 생성한다. 이러한 상황에서, 새로운 시동 공기가 다시 제공되어야 하고 기관이 다시 그 사이에서 더 이상 시동될 수 없고, 이는 선박이 이러한 상황에서 구동되지 않으므로 특정 상황 하에서 치명적인 결과를 가질 수도 있기 때문에, 이는 제동을 추가로 연기할 뿐만 아니라, 안전에 위험이 될 수 있다.Attempts have been frequently made to reverse the engine at the earliest possible time by the supply of the starting air to the cylinder liner so that the distance covered by the vessel at rest or reversal of travel is minimized. However, as the engine is driven by the propeller and is operating earlier in the forward direction, more starter air or starter air energy may be required to initiate the reverse in the opposite direction. First, this is costly and energy intensive since the starting air must be generated using the corresponding compressor and stored in the pressure reservoir. In addition, the method creates the risk that the total stored startup air is somewhat consumed and nevertheless it is impossible for the engine to start in the opposite direction. In this situation, it may be necessary to provide additional braking, as new starting air must be provided again and the engine can no longer be started between them again, which can have catastrophic consequences under certain circumstances, Not only can it postpone, it can be a safety hazard.

그러므로, 본 발명의 목적은 특히 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관인 기관이 반대 방향으로 더 효과적으로 그리고 더 신속하게 역전될 수 있고, 종래 기술로부터 설명된 문제가 매우 크게 회피되고, 특히 종래 기술로부터 공지된 치명적인 안전 문제가 무시될 수 있으며, 기관의 역전도 보다 경제적으로 그리고 보다 많은 에너지 절감들로 매우 일반적으로 실시될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for an internal combustion engine which is capable of reversing the engine in a reverse direction more effectively and more quickly, especially in a single-swage large two-stroke diesel engine operating at a low speed, It is to provide a method which can be carried out very generally with economical and more energy savings than the reversal of the engine can be ignored and the lethal safety problems known from the technology can be ignored.

이러한 목적을 만족시키는 본 발명의 주제는 독립 청구항 1 의 특징부에 의해 특징지어진다.The subject matter of the present invention which meets this objective is characterized by the features of independent claim 1.

종속 청구항들은 본 발명의 특히 유리한 실시형태들에 관한 것이다.The dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the present invention.

따라서, 본 발명은 특히 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관인 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법에 관한 것으로, 상기 왕복 피스톤 내연 기관은 180°의 크랭크 각에 상응하는 상사점과 0°또는 360°의 크랭크 각에 각각 상응하는 하사점 사이에서 앞뒤로 이동가능한 피스톤이 배치되는 실린더를 구비하고, 또한 상기 왕복 피스톤 내연 기관은 밸브 유압 장치를 통해 미리 정해진 개방 압력에서 유압 매체, 바람직하게는 유압 오일에 의해 유압식으로 작동될 수 있는 출구 밸브를 구비한다. 본 발명에 따라, 왕복 피스톤 내연 기관으로의 연료 공급은 제동 단계에서 중단되고, 유압 매체는 제 1 실린더와 관련된 제 1 피스톤의 상사점 위치의 구역에서의 제 1 크랭크 각도에서 제 1 실린더의 제 1 출구 밸브의 밸브 유압 장치의 미리 정해진 최대 개방 압력에서 제공되어, 제 1 출구 밸브는 일러도 제 1 피스톤의 상사점 위치를 통한 제 1 피스톤의 통과시에 제 2 크랭크 각에서 밸브 유압 장치에 의해 자동적으로 개방된다.Accordingly, the present invention relates to a control method for quickly reversing or braking a rotation in a first rotation direction of a crankshaft of a reciprocating piston internal combustion engine, which is a single-sweep type large two-stroke diesel engine operating at a low speed, The internal combustion engine has a cylinder in which a piston which is movable back and forth between a top dead center corresponding to a crank angle of 180 ° and a bottom dead center corresponding to a crank angle of 0 ° or 360 ° respectively, And an outlet valve capable of being hydraulically operated by a hydraulic medium, preferably hydraulic oil, at a predetermined opening pressure through the hydraulic device. According to the present invention, the fuel supply to the reciprocating piston internal combustion engine is stopped in the braking step, and the hydraulic medium is supplied to the first cylinder at the first crank angle at the region of the top dead center position of the first piston associated with the first cylinder At a predetermined maximum opening pressure of the valve hydraulic device of the outlet valve such that the first outlet valve is automatically opened by the valve hydraulic device at the second crank angle upon passage of the first piston through the top dead center position of the first piston Lt; / RTI >

특히 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관인 기관이 반대 회전 방향으로 더 효과적으로 그리고 더 신속하게 역전될 수 있으면서, 동시에 유용한 시동 공기가 추가로 절약될 수 있는 방법이 본 발명에 의해 처음으로 제공된다. 본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시형태에서, 심지어 반대 회전 방향으로의 재시동은, 예를 들어 프로펠러에 의해 기관에 제공된 제동 에너지를 활용하면서, 선박 내에서 어떠한 시동 공기도 없이 완전하게 개시될 수 있고, 이는 본 발명에 따른 방법이 선박의 기관을 역전 또는 제동시키기 위해 사용되는 때에, 경제적인 측면에서 과소평가될 수 없는 개선을 자연적으로 나타낼 뿐만 아니라, 안전 기술적인 측면에서 큰 발전을 특히 나타낸다.A method whereby the engine, which is a single-sweep large two-stroke diesel engine operating at low speeds, can be reversed more effectively and more rapidly in the opposite direction of rotation, while at the same time providing additional useful startup air savings. do. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, a re-start in the opposite direction of rotation can be completely initiated without any starting air in the vessel, for example utilizing the braking energy provided to the engine by the propeller , Which not only naturally represents an improvement that can not be underestimated in terms of economy when the method according to the invention is used to reverse or brake the engine of the ship, but also represents a great improvement in terms of safety technology.

실행을 위한 특히 바람직한 실시형태에서, 왕복 피스톤 내연 기관은 선박의, 예를 들어 엄청나게 큰 기관을 구비하는 컨테이너 선박의 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관이고, 이러한 기관은 예를 들어 실린더들을 12 개 이상까지 구비하고 또한 실린더 당 최대 10,000 ㎾ 의 전력 또는 더 큰 전력을 가질 수 있다.In a particularly preferred embodiment for the implementation, the reciprocating piston internal combustion engine is a low-speed, single-flow, large two-stroke diesel engine operating on the vessel of a vessel, for example a container ship with an enormously large engine, Up to 10,000 kW per cylinder or more power per cylinder.

당업자가 그 자체로 인식하고 있는 바와 같이, 피스톤은 왕복 피스톤 내연 기관의 정상 작동 상태에서 실린더 라이너 내의 상사점과 하사점 사이에서 앞뒤로 이동하고, 피스톤 및 프로펠러에 작동식으로 고정되어 연결되는 크랭크 샤프트를 통해 프로펠러를 구동한다. 실린더 라이너의 실린더 커버에서 출구 밸브는 유압 디바이스 및 전자 디바이스를 특히 포함할 수 있는 프로그램가능한 제어 디바이스에 의해 밸브 유압 장치를 통해 유압식으로 작동된다. 이 점에 있어서, 출구 밸브가 작동되는 크랭크 각이 특히 프로그램가능한 제어 디바이스에 의해 원하는 대로 미리 정해질 수 있다. 기관은 시동 공기 밸브를 작동시킴으로써 또는 충분히 더 작은 회전 속도에서 정지로부터 시동될 수 있고, 기관의 회전 방향이 변경될 수 있다.As the person skilled in the art perceives, the piston moves back and forth between the top dead center and the bottom dead center in the cylinder liner in the normal operating state of the reciprocating piston internal combustion engine, and a crankshaft which is operatively fixed and connected to the piston and the propeller Drive the propeller through. In the cylinder cover of the cylinder liner, the outlet valve is hydraulically operated through a valve hydraulic device by a programmable control device, which may in particular include a hydraulic device and an electronic device. In this regard, the crank angle at which the outlet valve is actuated can be predetermined as desired, in particular by the programmable control device. The engine can be started from the standstill by operating the starter air valve or at sufficiently small rotational speeds and the direction of rotation of the engine can be changed.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 그 자체가 공지되어 있는 왕복 피스톤 내연 기관의 정상 작동 상태에서 일반적인 작동 모드는 다시 이하에서 간략하고 개략적이게 상기될 것이다. 본 출원의 범위 내에서, 각각 0°또는 360°의 크랭크 각은 하사점 (UT) 과 동일하고, 180°의 크랭크 각은 상사점 (OT) 과 동일하다.For a better understanding of the present invention, the normal operating mode of the reciprocating piston internal combustion engine, which is known per se, will again be briefly and schematically recalled below. Within the scope of the present application, the crank angle of 0 DEG or 360 DEG is the same as the bottom dead center (UT), and the crank angle of 180 DEG is the same as the top dead center (OT).

0°의 크랭크 각에 상응하는 하사점으로부터 개시하면, 피스톤은 우선 작동 상태에서 180°의 크랭크 각에 상응하는 방향 (OT) 으로 이동한다. 피스톤이 하사점에 근접한 위치에 위치되는 때에, 소기 슬릿들은 실린더 라이너의 하부 구역에서 해제되고, 출구 밸브 (5) 는 정상 작동 상태에서 개방된다. 소기 슬릿들이 피스톤에 의해 해제되는 한, 신선한 공기는 소기 슬릿들을 통해 실린더 라이너의 연소 공간에 공급되고, 연소 잔류물들은 동시에 상사점을 향하는 방향으로의 피스톤의 이동에 의해 출구 밸브를 통해 연소 공간의 밖으로 플러싱된다. 연소 공간과 소기 슬릿들 사이에 더 이상 어떠한 연통이 있을 수 없도록 피스톤이 소기 슬릿들을 완전하게 통과했을 때, 출구 밸브는 크랭크 각이 증가함에 따라 미리 정해진 크랭크 각에서 제어 디바이스에 의해 또한 폐쇄될 것이다. 추가의 프로세스에서, 연료는 주입 밸브에 의해 상부 실린더 구역, 실린더 구역 위에 위치된 실린더 커버 및 피스톤 베이스로부터 형성되는 기관의 연소 공간에 공급되고, 상기 연료는 상사점의 구역에서 압축에 의해 가열된 공기 내에서 점화되고, 후속하여 연소되며, 이러한 에너지 방출에 의해 연소 공간 내의 압력 증가를 생성한다.Starting from the bottom dead center corresponding to a crank angle of 0 DEG, the piston first moves in the direction OT corresponding to a crank angle of 180 DEG in the operating state. When the piston is located at a position close to the bottom dead center, the scarring slits are released in the lower region of the cylinder liner, and the outlet valve 5 is opened in the normal operating state. Fresh air is supplied to the combustion space of the cylinder liner through the desired slits and the combustion residues are simultaneously discharged out of the combustion space through the outlet valve by the movement of the piston in the direction toward the top dead center as long as the desired slits are released by the piston And is flushed. When the piston completely passes the scavenging slits so that there is no more communication between the combustion space and the desired slits, the outlet valve will also be closed by the control device at a predetermined crank angle as the crank angle increases. In a further process, the fuel is supplied by the injection valve to the combustion space of the engine, which is formed from the upper cylinder zone, the cylinder cover located above the cylinder zone and the piston base, And subsequently combusted, resulting in an increase in pressure in the combustion space by this energy release.

상사점을 통과한 후에, 피스톤은 다시 360°의 크랭크 각에 상응하는 하사점을 향하는 방향으로 이동한다. 선박의 정상 작동 및 이동 상태에서, 출구 밸브는 그 후에 다시 개방되고, 실린더의 새로운 작업 사이클이 180°보다 훨씬 더 큰 크랭크 각에서 개시된다.After passing the top dead center, the piston again moves in a direction toward the bottom dead center corresponding to a crank angle of 360 [deg.]. In normal operating and moving conditions of the ship, the outlet valve is then opened again and the new working cycle of the cylinder is initiated at a crank angle much greater than 180 °.

선박이 제동되어야 하는 경우에, 특히 비상시에 가능한 한 단거리 내에서 선박이 제동되어야 하는 때에, 왕복 피스톤 내연 기관은 또한 이미 공지된 방법들로 제동 또는 역전을 위해 상이한 작동 상태로 설정될 것이다. 제 1 단계에서, 왕복 피스톤 내연 기관의 실린더 라이너들 내로의 연료 공급을 중단하는 것이 공지되어 있다. 우선 연료 공급의 중단에 의해 기관의 회전 속도가 떨어져, 선박의 제 1 의 완만한 감속을 생성하는 것이 달성된다. 추가의 조치가 취해지지 않으면, 선박의 속도는 물에서의 선박의 마찰로 인해 실질적으로 감소된다. 이러한 마찰은 일반적으로 선박의 속도를 단지 매우 천천히 줄이도록 비교적 작다. 연료 공급이 중단된 이후에 왕복 피스톤 내연 기관에 의해 더 이상 구동되지 않는 프로펠러는 터빈과 마찬가지로 선박의 여전이 존재하는 운동 에너지에 의해 구동되어 작동하고 크랭크 샤프트를 통해 회전적으로 고정되어 연결되는 기관을 구동한다.When the ship is to be braked, the reciprocating piston internal combustion engine will also be set to a different operating state for braking or reversing in previously known ways, particularly when the ship must be braked within a short distance as far as possible in an emergency. In the first step, it is known to interrupt the supply of fuel into the cylinder liners of the reciprocating piston internal combustion engine. It is first achieved that the rotation speed of the engine is lowered by the interruption of the fuel supply and the first gentle deceleration of the ship is generated. If no further action is taken, the speed of the ship is substantially reduced due to the friction of the ship in water. This friction is generally relatively small to only reduce the speed of the ship very slowly. The propeller, which is no longer driven by the reciprocating piston internal combustion engine after the fuel supply has been stopped, is driven by the kinetic energy present in the vessel, as in the case of a turbine, and is rotationally fixed via a crankshaft do.

출구 밸브의 제어가 정상 작동에서와 같이 그리고 종래 기술에서 이전에 실행된 바와 같이 변경없이 유지되면, 선박의 운동 에너지의 일부는 0°~ 180°의 크랭크 각에서 실린더의 압축 에너지로 확실하게 전환되지만, 이러한 압축 에너지는 상사점으로부터 하사점으로의 피스톤의 이동 동안 실린더 라이너 내에서 에워싸인 소기 공기의 후속 팽창에서 운동 에너지의 형태로 프로펠러를 통해 다시 선박으로 거의 완전하게 복귀된다.If the control of the outlet valve is maintained unchanged as in normal operation and as previously done in the prior art, some of the kinetic energy of the vessel is reliably switched to the compression energy of the cylinder at a crank angle of 0 DEG to 180 DEG , This compression energy is almost completely returned back to the ship via the propeller in the form of kinetic energy at the subsequent expansion of the desired air enclosed in the cylinder liner during the movement of the piston from the top dead center to the bottom dead center.

본 발명은 이러한 점으로부터 출발하고, 기관의 신속한 역전 또는 제동이 실질적으로 단지 출구 밸브의 적합한 제어에 의해 가능하다는 인식에 기초하고 있으며, 또한 실제로 프로펠러를 통해 기관에 전달된 제동 에너지가 본 발명에 따라 숙련되게 사용된다면, 구체적으로 시동 공기없이 그리고 적어도 종래 기술에서 이전에 요구된 시동 공기보다 더 적은 시동 공기로도 반대 방향으로 재시동될 수 있다.The present invention is based on this recognition and is based on the recognition that the rapid inversion or braking of the engine is only possible by the proper control of the outlet valve and that the braking energy actually delivered to the engine via the propeller is in accordance with the invention If used skillfully, it can be specifically restarted in the opposite direction with no starting air and with at least as little starting air than the startup air previously required in the prior art.

본 발명에 따른 제어 프로세스의 바람직한 실시형태에서, 제 2 크랭크 각은, 제 1 피스톤의 상사점과 하사점 사이의 범위 내에서, 제 1 피스톤의 상사점 이후에, 180°~ 360°의 값에서, 바람직하게는 180°~ 225°또는 180°~ 200°의 값에서, 특히 바람직하게는 180°~ 190°에 놓이는 제 2 크랭크 각에서 선택된다.In a preferred embodiment of the control process according to the present invention, the second crank angle is in the range between the top dead center and the bottom dead center of the first piston, after the top dead center of the first piston, at a value of 180 ° to 360 ° Preferably 180 DEG to 225 DEG or 180 DEG to 200 DEG, and particularly preferably 180 DEG to 190 DEG.

역전시에 제동 효과의 추가의 개선을 얻기 위하여, 제 1 출구 밸브는 제 1 실린더 내에서 미리 정해진 진공을 생성하기 위하여 제 1 피스톤의 하사점과 제 2 크랭크 각 사이의 구역에서의 제 3 크랭크 각에서 다시 폐쇄된다.To obtain a further improvement of the braking effect at the time of reversal, the first outlet valve has a third crank angle in the region between the bottom dead center of the first piston and the second crank angle to produce a predetermined vacuum in the first cylinder Lt; / RTI >

이러한 조치가 취해지는 기관의 역전 단계에 따라, 2 개의 포지티브한 효과들이 실질적으로 야기될 수 있다.Depending on the reversal phase of the organ in which this action is taken, two positive effects can be substantially caused.

제 1 회전 방향에서의 왕복 피스톤 내연 기관의 회전의 제동 단계에서 제 1 실린더 내에 진공이 생성되면, 그리고 제 3 크랭크 각이 따라서 선택되면, 제 1 회전 방향에서의 왕복 피스톤 내연 기관의 회전의 제동이 진공의 형성에 의해 보조되도록 제 3 크랭크 각의 적합한 선택으로 출구 밸브의 폐쇄에 의해 제 1 실린더 내에서 진공이 형성될 수 있다. 그럼으로써, 피스톤에 대한 적어도 약간의 흡입 효과는 따라서 피스톤 이동의 상응하는 제동이 초래되도록 발생하고, 이는 기관으로부터 운동 에너지를 추가로 제거하며, 따라서 제동을 가속시킨다.When a vacuum is generated in the first cylinder in the braking step of the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine in the first rotational direction and the third crank angle is selected accordingly, the braking of the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine in the first rotational direction Vacuum can be created in the first cylinder by closing the outlet valve with a suitable choice of the third crank angle to assist by the formation of the vacuum. Thereby, at least some suction effect on the piston occurs so as to result in corresponding braking of the piston movement, which further removes kinetic energy from the engine and thus accelerates braking.

다른 한편으로, 제 3 크랭크 각이 제동 단계에 후속하는 왕복 피스톤 내연 기관의 역전 단계에서, 제 3 크랭크 각에서 제 1 출구 밸브의 폐쇄에 의해 제 1 실린더 내에서 진공이 형성되도록 선택되어서, 연료 공급에 의해 제 2 실린더 내에서 개시된, 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동이 제 1 실린더 내의 진공의 형성에 의해 보조되는 것이 또한 가능하다. 이는, 제동 흡입 효과가 기관의 제 1 회전 방향에 관하여 제 1 실린더 내에서 생성되기 때문에, 기관의 재시동, 즉 제 1 회전 방향에 반대되는 기관의 새로운 제 2 회전 방향으로의 기관의 역전은, 더 이른 역전이 가능해지거나 또는 가능하게는 여전히 필요한 시동 공기가 최소화될 수 있거나 심지어 완전히 절약될 수 있도록 용이해지거나 보조된다는 것을 의미한다.On the other hand, in the reversal phase of the reciprocating piston internal combustion engine in which the third crank angle follows the braking phase, a vacuum is created in the first cylinder by the closing of the first outlet valve at the third crank angle, It is also possible that the restart of the reciprocating piston internal combustion engine in the second rotation direction, which is initiated in the second cylinder by the second rotation direction, is assisted by the formation of the vacuum in the first cylinder. This is because the braking suction effect is generated in the first cylinder with respect to the first rotational direction of the engine, so that the re-start of the engine, i.e. the inversion of the engine in the new second rotational direction of the engine, Which means that an early reversal is possible or possibly still necessary, or that the necessary starting air can be minimized or even fully saved.

본 발명에 따른 방법의 추가의 또는 대안의 조치는, 제 1 출구 밸브가 하사점과 상사점 사이의 제 4 크랭크 각에서, 바람직하게는 실린더 안으로의 소기 공기의 공급을 종료한 이후에 도달되는 제 4 크랭크 각에서 폐쇄되는 것을 포함한다.A further or alternative measure of the method according to the invention is that the first outlet valve is provided at a fourth crank angle between the bottom dead center and the top dead center, preferably after reaching the end of the supply of scavenged air into the cylinder Lt; RTI ID = 0.0 > crank angle. ≪ / RTI >

심지어 마지막에 지정된 조치로, 출구 밸브의 폐쇄가 제 4 크랭크 각에서 실시되는 기관의 역전 단계에 따라, 실질적으로 2 개의 추가의 포지티브한 효과들이 초래될 수 있는 상황이 된다.Even with the last specified action, there will be a situation in which substantially two additional positive effects can result, depending on the reversal phase of the engine in which the closing of the outlet valve is effected at the fourth crank angle.

한편으로는, 제 4 크랭크 각에서 제 1 출구 밸브의 폐쇄에 의해 제 1 실린더 내에 초과압이 형성되도록, 제 4 크랭크 각이 왕복 피스톤 내연 기관의 회전의 제동 단계에서 선택될 때에, 제 1 회전 방향에서의 왕복 피스톤 내연 기관의 회전의 제동이 초과압의 형성에 의해 보조된다. 그리고, 실제로 운동 에너지가 압력 에너지로 전환되는 실린더 내에서 형성되는 압력으로 인해 운동 에너지가 기관으로부터 제거되기 때문에, 이로 인해 제 1 회전 방향에서의 기관의 제동이 매우 효과적으로 보조된다.On the other hand, when the fourth crank angle is selected in the braking phase of the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine so that the excess pressure is formed in the first cylinder by closing the first outlet valve at the fourth crank angle, The braking of the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine in the engine is assisted by the formation of excess pressure. And, since the kinetic energy is removed from the engine due to the pressure actually generated in the cylinder in which the kinetic energy is converted into the pressure energy, the braking of the engine in the first rotational direction is very effectively assisted.

다른 한편으로, 제 4 크랭크 각이 제동 단계에 후속하는 왕복 피스톤 내연 기관의 역전 단계에서, 제 4 크랭크 각에서 제 1 출구 밸브의 폐쇄에 의해 제 1 실린더 내에서 초과압이 형성되도록 선택되어서, 제 1 실린더 내에서 형성되는 초과압이 연료 공급에 의해 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 개시된, 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동과 적절하게 조정될 때에, 반대 회전 방향으로의 재시동이 제 1 실린더 내의 초과압의 형성에 의해 효과적으로 보조될 수 있다.On the other hand, in the reversing phase of the reciprocating piston internal combustion engine in which the fourth crank angle follows the braking phase, the excess pressure is selected to be formed in the first cylinder by the closing of the first outlet valve at the fourth crank angle, When the excess pressure formed in one cylinder is properly adjusted with the restarting of the reciprocating piston internal combustion engine in the second rotation direction opposite to the first rotation direction by the fuel supply, By the formation of excess pressure in the fluid.

제동 압력 효과가 기관의 제 1 회전 방향에 대하여 제 1 실린더 내에서 생성되기 때문에, 기관의 재시동, 즉 제 1 회전 방향에 반대되는 기관의 새로운 제 2 회전 방향으로의 기관의 역전은, 이전의 역전이 가능해지거나 또는 가능하게는 추가의 필요한 시동 공기가 최소화될 수 있거나 심지어 완전히 절약될 수 있도록 용이해지거나 또는 보조된다.Since the braking pressure effect is generated in the first cylinder with respect to the first rotational direction of the engine, the re-start of the engine, i.e., the inversion of the engine in the new second rotational direction of the engine opposite to the first rotational direction, Or possibly further, the necessary starting air can be minimized or even facilitated or assisted to be fully saved.

특히, 역전이 특히 신속하게 일어나야 하는 때에 또는 예를 들어 선박의 긴급한 제동이 필요할 때에 또는 본 발명에 따른 방법의 매우 신속한 실행을 위해 다른 필요성이 존재하는 경우, 역전 단계 동안 개시된 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동이 자연스럽게 왕복 피스톤 내연 기관의 적어도 하나의 실린더 내에 시동 공기의 미리 정해진 최소량을 도입시킴으로써 추가로 보조될 수 있고, 이에 제 1 회전 방향으로부터의 제동 또는 제 2 회전 방향으로의 역전이 추가로 가속될 수 있다.In particular, when a reversal has to occur particularly quickly or when there is a need for urgent braking of the ship, for example, or for a very rapid implementation of the method according to the invention, The restoration of the reciprocating piston internal combustion engine in the second rotation direction can be further assisted by naturally introducing a predetermined minimum amount of the starting air into at least one cylinder of the reciprocating piston internal combustion engine, The inversion in the second rotational direction can be further accelerated.

특히, 비상시에서와 같이 매우 신속한 절차에 대한 필요성이 없을 때뿐만 아니라, 시동 공기는 또한 역전 단계 동안 제 2 회전 방향으로의 재시동을 보조하기 위하여 단지 왕복 피스톤 내연 기관의 실린더들 중 일부 내로, 바람직하게는 심지어 단지 임의의 다른 실린더가 아닌 선택된 단 하나의 실린더 내로 순차적으로 도입될 수 있다.In particular, as well as when there is no need for a very rapid procedure, such as in an emergency, the start-up air is also fed into only part of the cylinders of the reciprocating piston internal combustion engine, preferably in order to assist in restarting in the second rotational direction during the reversing phase May be introduced sequentially into only one selected cylinder, not just any other cylinder.

심지어 본 발명에 따른 방법은, 이미 전술된 바와 같이, 운동 에너지가 이상적으로 사용되어 프로펠러에 의해 기관에 피드백되도록 출구 밸브가 능숙하게 제어된다는 점에서, 시동 공기의 사용없이 역전 단계 동안 개시된, 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동이 완전하게 일어날 수 있는 것을 허용한다.Even the method according to the invention is advantageous in that, as already mentioned above, the first valve, which is initiated during the reversal phase without the use of startup air, in that the kinetic energy is ideally used and the outlet valve is well controlled so as to be fed back to the engine by the propeller Allowing the restart of the reciprocating piston internal combustion engine in the second rotational direction opposite to the rotational direction to occur completely.

실제로, 왕복 피스톤 내연 기관이 동시에 상이한 크랭크 각들로 각각의 경우에 적어도 부분적으로 그 자체가 공지된 방식으로 위치되는 복수의 실린더들을 구비하여, 상이한 조치들의 누적 효과가 생성되도록 기관의 역전 또는 제동을 가속시키기 위해 본 명세서에서 지정된 조치들은 동시에 취해질 수 있다.In practice, the reciprocating piston internal combustion engine is provided with a plurality of cylinders which are simultaneously located at different crank angles at least partially in a manner known per se, thereby accelerating or reversing the engine so as to produce a cumulative effect of different actions The measures specified herein may be taken at the same time.

본 명세서에 개시된 본 발명의 실시형태들은 명세서에 의존하여 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있고 개시된 특정한 실시형태들이 단지 한 예로서 이해되어야 한다는 것이 이해된다. 당업자는 본 발명의 개시된 실시형태들의 추가의 유리한 개발들을 즉시 간단하게 인식하고, 간단한 추가의 개발들이 또한 자연적으로 본 발명에 의해 커버된다는 것을 이해한다.It is understood that the embodiments of the invention disclosed herein may be combined in any suitable manner depending on the specification and that the specific embodiments disclosed should be understood as merely exemplary. Those skilled in the art will readily appreciate the additional advantageous developments of the disclosed embodiments of the present invention and understand that simple additional developments are also naturally covered by the present invention.

Claims (12)

특히 저속으로 작동하는 단류 소기식 대형 2 행정 디젤 기관인 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법으로서,
상기 왕복 피스톤 내연 기관은 180°의 크랭크 각에 상응하는 상사점과 0°또는 360°의 크랭크 각에 각각 상응하는 하사점 사이에서 앞뒤로 이동가능한 피스톤이 배치되는 실린더를 포함하고, 또한 상기 왕복 피스톤 내연 기관은 미리 정해진 개방 압력에서 유압 매체, 바람직하게는 유압 오일에 의해 밸브 유압 장치들을 통해 유압식으로 작동가능한 출구 밸브를 구비하고,
상기 왕복 피스톤 내연 기관으로의 연료 공급이 제동 단계에서 중단되고, 상기 유압 매체가 제 1 실린더와 관련된 제 1 피스톤의 상사점 위치의 구역에서의 제 1 크랭크 각에서 상기 제 1 실린더의 제 1 출구 밸브의 밸브 유압 장치들의 미리 정해진 최대 개방 압력에서 제공되어, 상기 제 1 출구 밸브는 일러도 상사점 위치를 통한 상기 제 1 실린더의 통과시에 제 2 크랭크 각에서 상기 밸브 유압 장치들에 의해 자동적으로 개방되는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
A control method for quickly reversing or braking a rotation of a crankshaft in a first rotation direction of a reciprocating piston internal combustion engine, which is a single-sweep type large two-stroke diesel engine operating at a low speed,
Wherein the reciprocating piston internal combustion engine includes a cylinder in which a piston movable back and forth between a top dead center corresponding to a crank angle of 180 DEG and a bottom dead center corresponding to a crank angle of 0 DEG or 360 DEG is disposed, The engine is provided with an outlet valve which is hydraulically actuatable via valve hydraulic devices by a hydraulic medium, preferably hydraulic oil, at a predetermined opening pressure,
The fuel supply to the reciprocating piston internal combustion engine is stopped in the braking step and the hydraulic medium is supplied to the first outlet valve of the first cylinder at a first crank angle in the region of the top dead center position of the first piston associated with the first cylinder, Wherein said first outlet valve is automatically opened by said valve hydraulic devices at a second crank angle upon passage of said first cylinder through a top dead center position, Wherein the rotation of the crankshaft in the first rotation direction of the reciprocating piston internal combustion engine is reversed or braked.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 크랭크 각은, 상기 제 1 피스톤의 상사점과 하사점 사이의 범위 내에서, 상기 제 1 피스톤의 상기 상사점 이후에, 180°~ 360°의 값에, 바람직하게는 180°~ 225°또는 180°~ 200°의 값에, 특히 바람직하게는 180°~ 190°의 제 2 크랭크 각에 놓이는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
The method according to claim 1,
The second crank angle is set to a value of 180 ° to 360 °, preferably in a range of 180 ° to 225 °, in a range between the top dead center and the bottom dead point of the first piston after the top dead center of the first piston, Of the crankshaft of the reciprocating piston internal combustion engine is set at a second crank angle of 180 DEG to 190 DEG and particularly preferably 180 DEG to 190 DEG, A control method for reversing or braking.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 출구 밸브는 상기 제 1 실린더 내에 미리 정해진 진공을 생성하기 위하여 상기 제 1 피스톤의 하사점과 상기 제 2 크랭크 각 사이의 구역에서의 제 3 크랭크 각에서 다시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the first outlet valve is closed again at a third crank angle in the region between the bottom crank point of the first piston and the second crank angle to create a predetermined vacuum in the first cylinder A control method for rapidly reversing or braking a rotation of a crankshaft of a piston internal combustion engine in a first rotational direction.
제 3 항에 있어서,
상기 제 3 크랭크 각은 상기 제 1 회전 방향에서의 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 회전의 제동 단계에서, 상기 제 3 크랭크 각에서 상기 제 1 출구 밸브의 폐쇄에 의해 상기 제 1 실린더 내에 진공이 형성되도록 선택되어서, 상기 제 1 회전 방향에서의 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 상기 회전의 제동이 상기 진공의 형성에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
The method of claim 3,
Wherein said third crank angle is selected such that in said braking phase of rotation of said reciprocating piston internal combustion engine in said first rotational direction a vacuum is created in said first cylinder by closing said first outlet valve at said third crank angle Characterized in that the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine in the first rotation direction is assisted by the formation of the vacuum, characterized in that the rotation in the first rotation direction of the reciprocating piston internal combustion engine Control method for reversing or braking.
제 3 항에 있어서,
상기 제 3 크랭크 각은 상기 제동 단계에 후속하는 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 역전 단계에서, 상기 제 3 크랭크 각에서 상기 제 1 출구 밸브의 폐쇄에 의해 상기 제 1 실린더 내에서 진공이 형성되도록 선택되어서, 연료 공급에 의해 제 2 실린더 내에서 개시된, 상기 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동이 상기 제 1 실린더 내의 진공 형성에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
The method of claim 3,
The third crank angle is selected so that a vacuum is formed in the first cylinder by closing the first outlet valve at the third crank angle in the reversing phase of the reciprocating piston internal combustion engine following the braking step, Characterized in that the restart of the reciprocating piston internal combustion engine in the second rotational direction, which is initiated in the second cylinder by the fuel supply, and which is opposite to the first rotational direction, is assisted by the vacuum formation in the first cylinder A control method for rapidly reversing or braking a rotation of a crankshaft of a piston internal combustion engine in a first rotational direction.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 출구 밸브는 하사점과 상사점 사이의 제 4 크랭크 각에서, 바람직하게는 상기 실린더 안으로의 소기 공기의 공급을 종료한 이후에 도달되는 제 4 크랭크 각에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Characterized in that the first outlet valve is closed at a fourth crank angle between the bottom dead center and the top dead point, preferably at a fourth crank angle which is reached after the supply of scavenged air into the cylinder has been terminated. A control method for rapidly reversing or braking a rotation of a crankshaft of a piston internal combustion engine in a first rotational direction.
제 6 항에 있어서,
상기 제 4 크랭크 각은 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 상기 회전의 제동 단계에서, 상기 제 4 크랭크 각에서 상기 제 1 출구 밸브의 폐쇄에 의해 상기 제 1 실린더 내에 초과압이 형성되도록 선택되어서, 상기 제 1 회전 방향에서의 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 상기 회전의 제동이 상기 초과압의 형성에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
The method according to claim 6,
The fourth crank angle is selected so that excess pressure is formed in the first cylinder by closing of the first outlet valve at the fourth crank angle in the braking phase of the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine, Characterized in that the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine in the direction of rotation is assisted by the formation of the excess pressure so that the rotation in the first rotation direction of the reciprocating piston internal combustion engine can be quickly reversed or braked Lt; / RTI >
제 6 항에 있어서,
상기 제 4 크랭크 각은 상기 제동 단계에 후속하는 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 역전 단계에서, 상기 제 4 크랭크 각에서 상기 제 1 출구 밸브의 폐쇄에 의해 상기 제 1 실린더 내에 초과압이 형성되도록 선택되어서, 연료 공급에 의해 제 2 실린더 내에서 개시된, 상기 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동이 상기 제 1 실린더 내의 상기 초과압의 형성에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
The method according to claim 6,
The fourth crank angle is selected so that an excess pressure is formed in the first cylinder by the closing of the first outlet valve at the fourth crank angle in the reversing phase of the reciprocating piston internal combustion engine following the braking step, Characterized in that a restart of the reciprocating piston internal combustion engine in a second rotational direction, which is initiated in the second cylinder by the fuel supply, and which is opposite to the first rotational direction, is assisted by the formation of the excess pressure in the first cylinder Wherein the rotation of the reciprocating piston internal combustion engine in the first rotation direction of the crankshaft is reversed or braked.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
역전 단계 동안 개시된, 상기 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동은 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 적어도 하나의 실린더 내에 미리 정해진 최소 양의 시동 공기를 도입시킴으로써 보조되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The restarting of the reciprocating piston internal combustion engine in the second rotational direction, which is initiated during the reversing phase, and which is opposite to the first rotational direction, is assisted by introducing a predetermined minimum amount of the starting air into the at least one cylinder of the reciprocating piston internal combustion engine Wherein the control means is configured to quickly reverse or brake the rotation in the first rotation direction of the crankshaft of the reciprocating piston internal combustion engine.
제 9 항에 있어서,
상기 시동 공기는 상기 역전 단계 동안 상기 제 2 회전 방향으로의 재시동을 보조하기 위하여 단지 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 실린더들 중 일부 내로, 바람직하게는 단지 임의의 다른 실린더가 아닌 단 하나의 선택된 실린더 내로 순차적으로 도입되는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
10. The method of claim 9,
The startup air is introduced into only a portion of the cylinders of the reciprocating piston internal combustion engine only to assist in restarting in the second rotational direction during the reversing phase, preferably into only one selected cylinder, Wherein the internal combustion engine is introduced into the reciprocating piston internal combustion engine in a first rotation direction of the crankshaft of the reciprocating piston internal combustion engine.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
역전 단계 동안 개시된, 상기 제 1 회전 방향에 반대되는 제 2 회전 방향으로의 상기 왕복 피스톤 내연 기관의 재시동은 시동 공기의 사용 없이 일어나는 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the restarting of the reciprocating piston internal combustion engine in the second rotational direction, which is initiated during the reversing phase, and in the second rotational direction opposite to the first rotational direction, takes place without the use of the starting air. For quickly reversing or braking the rotation of the motor.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 왕복 피스톤 내연 기관은 선박의 드라이브 유닛인 것을 특징으로 하는, 왕복 피스톤 내연 기관의 크랭크 샤프트의 제 1 회전 방향에서의 회전을 신속하게 역전 또는 제동시키기 위한 제어 방법.
12. The method according to any one of claims 1 to 11,
Characterized in that the reciprocating piston internal combustion engine is a drive unit of the ship. A control method for quickly reversing or braking a rotation in a first rotation direction of a crankshaft of a reciprocating piston internal combustion engine.
KR1020150145002A 2014-10-31 2015-10-16 Control method for a fast reversal of a reciprocating piston internal combustion engine KR102390243B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14191349 2014-10-31
EP14191349.1 2014-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160051607A true KR20160051607A (en) 2016-05-11
KR102390243B1 KR102390243B1 (en) 2022-04-22

Family

ID=51868037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150145002A KR102390243B1 (en) 2014-10-31 2015-10-16 Control method for a fast reversal of a reciprocating piston internal combustion engine

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3015663B1 (en)
JP (1) JP6807150B2 (en)
KR (1) KR102390243B1 (en)
CN (1) CN105569760B (en)
DK (1) DK3015663T3 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4226216A (en) * 1976-09-30 1980-10-07 Societe D'etudes De Machines Thermiques S.E.M.T. Method of quick pneumatic braking of a diesel engine
JPH0521139U (en) * 1991-09-03 1993-03-19 三菱重工業株式会社 Rotational braking system for 2-cycle large diesel engine
DE19825411C1 (en) * 1998-06-06 1999-10-07 Daimler Chrysler Ag Reversible reciprocating internal combustion engine, e.g. for motor vehicles esp. in reverse gear
JP2000320437A (en) * 1999-04-30 2000-11-21 Waertsilae Nsd Schweiz Ag Method and device for starting, braking and reversing two stroke diesel engine
JP2002332881A (en) * 2001-04-26 2002-11-22 Man B & W Diesel As Processes for making internal combustion engine brake and reverse
EP1445481A1 (en) * 2001-10-24 2004-08-11 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Engine start control method and device
KR20050060985A (en) * 2003-12-17 2005-06-22 정영섭 Method for braking a ship utilizing engine and braking device thereof
JP2009008025A (en) * 2007-06-28 2009-01-15 Denso Corp Control device for internal combustion engine
US20090158832A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Honda Motor Co., Ltd Method and apparatus for detecting a stroke of a 4-cycle internal combustion engine, based on changes in rotary engine speed

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB190927736A (en) * 1909-11-29 1910-07-21 Alexander Pearson Maclaren Improvements relating to Motor Boats.
DE895550C (en) * 1943-01-05 1953-11-05 Fried Krupp Germaniawerft Ag Device for braking internal combustion engines, in particular reversible marine propulsion engines
GB722568A (en) * 1951-09-27 1955-01-26 Suedwerke Motoren Und Kraftwag Valve gear for two-stroke uniflow scavenging engines to facilitate braking
EP1880095B1 (en) * 2005-05-13 2008-10-08 Daimler AG Two-stroke engine braking process for a supercharged internal combustion engine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4226216A (en) * 1976-09-30 1980-10-07 Societe D'etudes De Machines Thermiques S.E.M.T. Method of quick pneumatic braking of a diesel engine
JPH0521139U (en) * 1991-09-03 1993-03-19 三菱重工業株式会社 Rotational braking system for 2-cycle large diesel engine
DE19825411C1 (en) * 1998-06-06 1999-10-07 Daimler Chrysler Ag Reversible reciprocating internal combustion engine, e.g. for motor vehicles esp. in reverse gear
JP2000320437A (en) * 1999-04-30 2000-11-21 Waertsilae Nsd Schweiz Ag Method and device for starting, braking and reversing two stroke diesel engine
JP2002332881A (en) * 2001-04-26 2002-11-22 Man B & W Diesel As Processes for making internal combustion engine brake and reverse
EP1445481A1 (en) * 2001-10-24 2004-08-11 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Engine start control method and device
KR20050060985A (en) * 2003-12-17 2005-06-22 정영섭 Method for braking a ship utilizing engine and braking device thereof
JP2009008025A (en) * 2007-06-28 2009-01-15 Denso Corp Control device for internal combustion engine
US20090158832A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Honda Motor Co., Ltd Method and apparatus for detecting a stroke of a 4-cycle internal combustion engine, based on changes in rotary engine speed

Also Published As

Publication number Publication date
CN105569760B (en) 2019-11-12
EP3015663B1 (en) 2018-11-07
JP2016089825A (en) 2016-05-23
CN105569760A (en) 2016-05-11
JP6807150B2 (en) 2021-01-06
KR102390243B1 (en) 2022-04-22
EP3015663A1 (en) 2016-05-04
DK3015663T3 (en) 2019-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102478754B1 (en) Ship propulsion system
JP2006144792A (en) System and method for controlling crank shaft position by use of cylinder pressure during stop of internal combustion engine
KR102385770B1 (en) Reversing method for a fast reversal of an engine, computer program product and engine
KR100635441B1 (en) Method and apparatus for the starting, braking and reversing of a two stroke diesel engine
KR20160051607A (en) Control method for a fast reversal of a reciprocating piston internal combustion engine
CN107269442A (en) Method and apparatus for controlling internal combustion engine
JP6104964B2 (en) Engine starter, starter method, and ship equipped with starter
JP3795425B2 (en) Process for braking and reversing an internal combustion engine
JP2016160787A5 (en)
JP3878572B2 (en) Method for facilitating starting of an internal combustion engine
JPH062520A (en) Diesel engine having brake function
JPH05332228A (en) Drive device for starting valve for diesel engine
JPS6237208B2 (en)
JP5051115B2 (en) Internal combustion engine with direct start function
US1216895A (en) Internal-combustion engine.
JP2017066881A (en) Starting device for internal combustion engine
JPH0521139U (en) Rotational braking system for 2-cycle large diesel engine
JPS60240836A (en) Rapidly decelerating method of internal-combustion engine
JP2004324624A (en) Improved fuel economy type slide movable cam with straight slide surface
JP2009057887A (en) Diesel engine starting method and its starting device
RU2016141365A (en) METHOD FOR CONTROLLING AXIAL PISTON ENGINE AND AXIAL PISTON ENGINE
JPS5584832A (en) Brake system for self-reversible diesel engine
RU2016141368A (en) METHOD FOR CONTROLLING AXIAL PISTON ENGINE AND AXIAL PISTON ENGINE
JPS6075726A (en) Quick deceleration of internal-combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant