KR20180125400A - 이중 연료 엔진 및 그 작동 방법 - Google Patents

이중 연료 엔진 및 그 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180125400A
KR20180125400A KR1020180054764A KR20180054764A KR20180125400A KR 20180125400 A KR20180125400 A KR 20180125400A KR 1020180054764 A KR1020180054764 A KR 1020180054764A KR 20180054764 A KR20180054764 A KR 20180054764A KR 20180125400 A KR20180125400 A KR 20180125400A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
dual
engine
pumps
gas
Prior art date
Application number
KR1020180054764A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102495443B1 (ko
Inventor
루드비그 마이어
요한 블로카
게롤트 바서만
Original Assignee
만 디젤 앤 터보 에스이
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 만 디젤 앤 터보 에스이 filed Critical 만 디젤 앤 터보 에스이
Publication of KR20180125400A publication Critical patent/KR20180125400A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102495443B1 publication Critical patent/KR102495443B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0613—Switch-over from one fuel to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • F02B69/02—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel
    • F02B69/04—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel for gaseous and non-gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0684—High pressure fuel injection systems; Details on pumps, rails or the arrangement of valves in the fuel supply and return systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3082—Control of electrical fuel pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/04—Gas-air mixing apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0064—Layout or arrangement of systems for feeding fuel for engines being fed with multiple fuels or fuels having special properties, e.g. bio-fuels; varying the fuel composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

복수의 실린더(2)를 포함하는 이중 연료 엔진(23)을 제공하며, 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서, 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)를 포함한 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)의 연소 챔버(9)에 연소를 위해 액체 연료가 공급될 수 있으며, 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 실린더(2)의 연소실(9)에는 한편으로는 연소를 위해 가스 연료가 공급되고 다른 한편으로는 그 가스 연료의 점화를 위해 점화 유체가 공급될 수 있으며, 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치(24)는, 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급한다.

Description

이중 연료 엔진 및 그 작동 방법{DUAL-FUEL ENGINE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 발명은 이중 연료 엔진에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이중 연료 엔진의 작동 방법에 관한 것이다.
당업계로부터, 한편으로는 디젤 등의 액체 연료와 다른 한편으로는 천연 가스 등의 가스 연료가 연소될 수 있는 이중 연료 엔진가 공지되어 있다. 이중 연료 엔진의 가스 모드에서는 통상 희박 가스-공기 혼합물이 엔진의 실린더 내에 도입되어, 마찬가지로 실린더 내로 도입된 점화 유체의 점화 에너지에 의해 점화된다.
종래 기술로부터 공지된 이중 연료 엔진(1)의 조립체가 도 1에 도시되어 있으며, 도 1은 그러한 이중 연료 엔진(1)의 실린더(2)를 도시하고 있다. 실린더(2)는 실린더 헤드(3)를 포함한다. 그 실린더에서, 커넥팅 로드(5)에 의해 안내되는 피스톤(4)이 상하 이동한다. 실린더 헤드에는 연료 분사기(6)가 고정되어 있고, 이에 의해 연료 라인(7)을 통해 연료 펌프(8)로부터 온 액체 연료, 특히 디젤 연료가 실린더(2)의 연소실(9) 내로 분사될 수 있다. 연료 분사기(6), 연료 라인(7) 및 연료 펌프(9)는 실린더(2)의 연소실(9) 내로 액체 연료를 공급하는 기능을 하는 연료 공급 장치의 구성 요소들이다. 이 연료 공급 장치는 특히 이중 연료 엔진의 실린더(2) 내에서 액체 연료, 특히 디젤 연료가 연료로서 연소될 때에 작동된다. 액체 연료의 연소를 위해, 급기(10)가 유입 밸브(17)를 통해 이중 연료 엔진(1)의 해당 실린더(2) 내로 추가적으로 도입될 수 있고, 연료의 연소 중에 생성된 배기가스(5)는 배기 밸브(18)를 통해 이중 연료 엔진(1)의 해당 실린더(2)로부터 배출된다.
이중 연료 엔진(1)의 실린더(2)의 연소실(9)에서는 다른 작동 모드에서 가스가 연료로서 대안적으로 연소될 수 있다. 이를 위해, 이중 연료 엔진(1)은 혼합물 형성 유닛(20)을 포함하며, 여기서 연소 공기(10)와, 가스 공급 라인을 통해 혼합물 형성 유닛(20)에 제공되는 가스의 혼합물이 형성되며, 그 가스-공기 혼합물이 유입 밸브(17)를 통해 실린더(2)의 연소실(9) 내로 도입된다. 가스의 연소 중에, 배기 밸브(18)를 통해 실린더(2)로부터 배출될 수 있는 배기가스(15)가 역시 생성된다. 점화 유체 분사기(13)에 의해 실린더(2)의 추가적 연소실(11) 내로 도입될 수 있는 점화 유체가 이중 연료 엔진(1)의 가스 모드에서 가스-공기 혼합물을 점화시키는 기능을 하며, 실린더(2)의 그 추가적 연소실(11)은 적어도 하나의 접속 채널(12)을 통해 연소실(9)에 연결되어 있다. 대안적으로, 점화 유체는 연소실(9)에 바로 도입될 수도 있다. 도 1에 도시한 실린더(2)의 점화 유체 분사기(13)는 이중 연료 엔진의 점화 유체 분사 시스템의 일부이며, 이중 연료 엔진(1)의 각 실린더(2)를 위한 점화 유체 분사 시스템은 개개의 점화 유체 분사기(13)를 포함한다. 점화 유체 분사 시스템의 공통의 점화 유체 저장 유닛(22)에서 출발하여, 점화 유체가 점화 유체 라인(14)을 통해 점화 유체 분사기(13)에 공급될 수 있고, 점화 유체 저장 유닛(22)에는 점화 유체 저장 유닛(22)에 점화 유체를 공급하는 점화 유체 급송 펌프(16)가 할당되어 있다. 점화 유체 급송 펌프(16)는 바람직하게는 전기 작동식 고압 펌프이다. 여기서, 점화 유체 급송 펌프(16)에는 흡입 초크(suction choke)(19)가 할당된다.
따라서, 한편으로는 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진(1)은 이중 연료 엔진(1)의 액체 연료 모드에서 액체 연료를 공급하기 위한 연료 공급 장치를 포함하는 반면, 다른 한편으로는 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진(1)은 이중 연료 엔진(1)의 가스 모드에서 가스 연료를 연소시키기 위해 이중 연료 엔진(1)의 실린더(2) 내로 점화 유체를 도입하기 위해 별도의 점화 유체 분사 시스템을 포함하고 있다.
따라서, 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진은 2개의 분사 시스템, 즉 액체 연료를 위한 연료 공급 장치와 점화 유체 분사 시스템을 포함한다. 이는 이중 연료 엔진의 복잡한 구조를 요구한다. 따라서, 보다 간단한 구조를 갖는 신규한 이중 연료 엔진 및 이의 작동 방법에 대한 필요성이 존재한다.
이로부터 시작하여, 본 발명은 이중 연료 엔진 및 이중 연료 엔진의 작동 방법의 신규한 타입을 창안한다는 과제에 기초한다. 이 과제는 청구항 1에 따른 이중 연료 엔진에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치는, 연료 공급 장치의 연료 펌프들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 이중 연료 엔진의 가스 연료 작동 모드에서 액체 연료를 실린더의 연소 챔버에 공급하다.
본 발명에 따른 이중 연료 엔진에서, 연료 공급 장치, 즉 액체 연료를 위한 분사 시스템은 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 이중 연료 엔진의 실린더에 점화 유체를 공급하는 임무도 추가로 떠맡는다. 본 발명에 따르면, 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진에 필요로 하였던 별도의 점화 유체 분사 시스템은 생략될 수 있다. 이는 이중 연료 엔진의 복잡성을 감소시키고, 또한 그 이중 연료 엔진은 보다 간단하면서 보다 비용 효율적으로 제조될 수 있다. 연료 공급 장치의 연료 펌프들 중, 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 실린더에 점화 유체를 공급하기 위해 모든 펌프들이 동시에 활성화되는 것이 아니라, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치는, 연료 공급 장치의 연료 펌프들이 번갈아가면서 실린더의 방향으로 점화 유체를 급송하는 식으로, 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 실린더의 연소실에 점화 유체를 공급한다. 가스 모드에서 현재 급송을 행하고 있지 않은 연료 펌프는 가스 모드에서 정지 상태에 있다. 이로 인해, 급송 유량과 관련하여 많은 양의 약체 연료를 위해 설계된 연료 공급 장치의 연료 펌프가 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 소량의 점화 유체를 급송할 때에 과열되지 않아 손상될 우려가 없다.
바람직하게는, 연료 펌프는 이중 연료 엔진의 캠샤프트에 의해 구동되는 펌프, 특히 플러그인 펌프(plug-in pump)로서 구현되며, 각 연료 펌프에는 해당 연료 펌프의 급송 유량을 조절하도록 조절 가능한 조절 가능 초크가 할당된다. 이는 이중 연료 엔진의 특히 간단한 구조를 가능하게 한다.
바람직하게는, 연료 공급 장치는 커먼 레일 연료 공급 장치로서 설계된다. 본 발명은 이중 연료 엔진 및 그러한 이중 연료 엔진의 작동 방법에 관한 것이다. 특히, 연료 공급 장치가 커먼 레일 연료 공급 장치로서 구현되는 경우, 유리하게는 이중 연료 엔진의 액체 연료와 이중 연료 엔진의 점화 유체는 액체 연료 작동 모드와 가스 연료 작동 모드 각각에서 이중 연료 엔진의 실린더의 방향으로 급송되어 그 실린더의 연소실 내에 도입될 수 있다.
이중 연료 엔진의 작동 방법은 도 6에 정의되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 개선점들은 종속 청구항 및 이하의 상세한 설명으로부터 얻어진다. 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 이에 한정되는 일 없이 보다 상세하게 설명한다. 여기서,
도 1은 종래 기술에 따른 이중 연료 엔진의 블록도이며,
도 2는 본 발명에 따른 이중 연료 엔진의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)의 조립체가 도 1에 도시되어 있으며, 도 1은 그러한 이중 연료 엔진(23)의 실린더(2)를 도시하고 있다.
도 1에 도시한 실린더(2)는 실린더 헤드(3)를 포함한다. 실린더 헤드(3)에서, 피스톤(4)이 상하 이동할 수 있고, 그 피스톤(4)은 커넥팅 로드(5)에 의해 안내된다.
실린더(2)는 연소실(9)을 포함한다. 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 모드에서, 액체 연료는 실린더(2)의 연소실(9) 내로, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치인 도 2에 도시한 연료 공급 장치(24)에 의해 도입된다. 커먼 레일 연료 공급 장치(24)는 이중 연료 엔진(23)의 각 실린더에 대해 적어도 하나의 연료 분사기(28)를 포함하며, 이 연료 분사기(28)를 통해, 액체 연료 모드에서 액체 연료가 해당 실린더(2)의 연소실(9) 내로 도입될 수 있다. 커먼 레일 연료 공급 장치(24) 중, 고압 연료 펌프로서 구현된 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 또한 도시되어 있으며, 이들 펌프는 연료를 커먼 레일 연료 공급 장치의 저압 영역에서부터 시작하여 그 고압 영역 내로, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치(24)의 축압기 시스템(26) 내로 급송한다. 액체 연료는 축압기 시스템(26)에서 시작하여 고압 연료 라인(29)을 통해 실린더(2)의 분사기(28)에 공급될 수 있다. 도 2에 따르면, 커먼 레일 연료 공급 장치(24)의 각 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에는 조절 가능 초크(27a, 27b, 27c)가 할당되어 있다.
액체 연료 모드에서, 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)에 공급된 액체 연료는 연소되며, 이를 위해, 급기(10)가 해당 실린더(2)의 적절한 유입 밸브(17)를 통해 실린더(2)에 추가적으로 공급된다. 액체 연료의 연소 중에 생성된 배기가스는 배기 밸브(18)를 통해 해당 실린더(2)의 연소실(9)로부터 배출될 수 있다.
이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 가스 연료, 즉 혼합물 형성 유닛(20)에서 형성되는 연소 공기(10)와 가스의 혼합물이 연소를 위해 실린더(2)의 연소실에 공급될 수 있다. 가스는 가스 공급 라인(21)을 통해 혼합물 형성 유닛(20)에 제공된다. 가스-공기 혼합물은 유입 밸브(17)를 통해 해당 실린더(2)의 연소실(9)에 들어가며, 그 가스의 연소 중에 생성된 배기가스(15)는 배기 밸브(18)를 통해 해당 실린더(2)로부터 배출될 수 있다.
이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 모드에서 점화 유체가 가스-공기 혼합물을 점화하는 기능을 한다. 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)에서, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치(24)가 또한 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서 점화 유체도 역시 실린더(2)의 연소실(9)에 공급한다. 따라서, 커먼 레일 연료 공급 장치로서 구현된 이중 연료 엔진(23)의 연료 공급 장치(24)는 액체 연료 모드에서는 실린더(2)의 연소실(9)에 액체 연료를 공급하고 가스 연료 모드에서는 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급하는 기능을 한다. 따라서, 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)에서는 액체 연료와 점화 유체를 위한 별개의 분사 시스템을 필요로 하지 않는다.
이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서 비교적 많은 양의 액체 연료를 급송하도록 설계된 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 가스 연료 작동 모드에서 소량의 점화 유체를 공급할 때에 과열되는 것을 피하기 위해, 연료 공급 장치(24)는, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 가스 연료 작동 모드에서 실린더의 연소실(9)에 점화 유체를 공급한다. 따라서, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 가스 연료 작동 모드에서 동시에 작동하는 것이 아니라 번갈아가면서 작동한다.
고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 이중 연료 엔진(23)의 캠샤프트(도시 생략)에 의해 구동되는 펌프이다. 이미 설명한 바와 같이, 각 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에는 조절 가능 초크(27a, 27b, 27c)가 할당되어 있고, 이들 초크는 해당 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 급송 유량을 조절하도록 조절될 수 있다.
이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 모드에서, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 또한 캠샤프트에 의해 구동되며 또한 그에 의존한 회전 속도를 갖는 한편, 급송 유량은 초크(27a, 27b, 27c)에 의해 조절된다. 여기서, 초크(27a, 27b, 27c)는 가스 연료 작동 모드에서 비교적 적은 급송 유량의 점화 유체를 제공하기 위해 비교적 많이 닫혀, 해당 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 비교적 적은 점화 유체를 급송하도록 되며, 이 자체는 점화 유체의 비교적 적은 급송 유량으로 인해 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 가열될 우려가 있다. 하지만, 본 발명에 따른 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들은 가스 연료 작동 모드에서 동시에 작동하는 것이 아니라 반갈 아가면서 점화 유체를 급송하기 때문에, 가스 연료 작동 모드에서 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 과열의 우려가 없다. 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 바람직하게는 소위 플러그인 펌프이다.
따라서, 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)에 있어서, 액체 연료 작동 모드에서 액체 연료의 연료 분사량과 가스 연료 작동 모드에서 점화 유체의 분사량의 급송이 하나의 동일 분사 시스템을 통해, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치(24)를 통해 발생한다. 각각의 필요한 급송 유량은 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에 할당된 조절 가능 초크(27a, 27b, 27c)를 통해 조절된다.
가스 연료 작동 모드에서 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 감소된 급송 유량의 경우에 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 과열을 피하기 위해, 점화 유체의 급송은 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에 의해 번갈가면서 실현된다. 따라서, 각 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 단지 정해진 시간 인터벌 동안 작동하며, 이어서 해당 연료 펌프가 정지되고 그 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c) 중 다른 하나가 정해진 시간 인터벌 동안 작동한다. 가스 연료 작동 모드에서 현재 어떠한 점화 유체도 급송하고 있지 않는 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 가스 연료 작동 모드에서 정지 상태에 있다. 따라서, 현재에 점화 유체를 급송하고 있는 특정 고압 연료 펌프(25a, 25b, 또는 25c) 하나만이 가스 연료 작동 모드에 임의의 시간에 작동하고 있다. 반면, 나머지 모든 고압 연료 펌프(25b와 25c, 또는 25a와 25c, 또는 25a와 25b)는 정지 상태에 있다. 가스 연료 작동 모드에서, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들은 그러한 전환 인터벌 및 아이들 상태의 측면에서 임의의 순서로 작동할 수 있다.

Claims (8)

  1. 복수의 실린더(2)를 포함하는 이중 연료 엔진(23)으로서, 상기 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서, 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)를 포함한 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)의 연소 챔버(9)에 연소를 위해 액체 연료가 공급될 수 있으며, 상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 상기 실린더(2)의 연소실(9)에는 한편으로는 연소를 위해 가스 연료가 공급되고 다른 한편으로는 그 가스 연료의 점화를 위해 점화 유체가 공급될 수 있는, 이중 연료 엔진(23)에 있어서,
    상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 액체 연료를 위한 상기 연료 공급 장치(24)는, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 상기 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 이중 연료 엔진(23)의 캠샤프트에 의해 구동될 수 있는 펌프로서 구현되며, 각 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에는 해당 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 급송 유량을 조절하도록 조절될 수 있는 조절 가능 초크(adjustable choke)(27a, 27b, 27c)가 할당되는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 플러그인 펌프로서 구현되는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 커먼 레일 연료 공급 장치(24)의 고압 연료 펌프인 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 연료 작동 모드에서 현재 어떠한 점화 유체도 급송하고 있지 않는 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 가스 연료 작동 모드에서 아이들 상태에 있는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.
  6. 복수의 실린더(2)를 포함하는 이중 연료 엔진(23)을 작동하는 방법으로서, 상기 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서, 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)를 포함한 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)의 연소 챔버(9)에 연소를 위해 액체 연료가 공급될 수 있으며, 상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 상기 실린더(2)의 연소실(9)에는 한편으로는 연소를 위해 가스 연료가 공급되고 다른 한편으로는 그 가스 연료의 점화를 위해 점화 유체가 공급될 수 있는, 것인 방법에 있어서,
    상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 액체 연료를 위한 상기 연료 공급 장치(24)는, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 상기 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진의 작동 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 이중 연료 엔진(23)의 캠샤프트에 의해 구동되며, 각 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 급송 유량은 각 연료 펌프에 할당된 초크(27a, 27b, 27c)를 통해 조절되는 것인 이중 연료 엔진의 작동 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 가스 연료 작동 모드에서 현재 어떠한 점화 유체도 급송하고 있지 않는 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 가스 연료 작동 모드에서 정지 상태에 있는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진의 작동 방법.
KR1020180054764A 2017-05-15 2018-05-14 이중 연료 엔진 및 그 작동 방법 KR102495443B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017208160.0 2017-05-15
DE102017208160.0A DE102017208160A1 (de) 2017-05-15 2017-05-15 Dual-Fuel-Motor und Verfahren zum Betreiben desselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180125400A true KR20180125400A (ko) 2018-11-23
KR102495443B1 KR102495443B1 (ko) 2023-02-02

Family

ID=63962423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180054764A KR102495443B1 (ko) 2017-05-15 2018-05-14 이중 연료 엔진 및 그 작동 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2018194000A (ko)
KR (1) KR102495443B1 (ko)
CN (1) CN108869061B (ko)
DE (1) DE102017208160A1 (ko)
FI (1) FI130532B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110700954A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 中车戚墅堰机车有限公司 液体双燃料中速柴油机系统及其调速控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10196481A (ja) * 1997-01-10 1998-07-28 Toyota Motor Corp 燃料ポンプの制御装置
JP2003056422A (ja) * 2001-08-10 2003-02-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd 複数気筒内燃機関の燃料供給装置
JP2009501866A (ja) * 2005-07-19 2009-01-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関の燃料噴射系のための高圧燃料ポンプ
JP2013545027A (ja) * 2010-12-13 2013-12-19 ロラーンジェ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 液状燃料および／またはガス状燃料で運転される内燃機関

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4742801A (en) * 1987-08-13 1988-05-10 Erik Kelgard Dual fuel mobil engine system
DE19621297C1 (de) * 1996-05-28 1997-12-04 Man B & W Diesel Ag Einrichtung zur Steuerung/Regelung der Zündöl-Einspritzung eines Gasmotors
DE10023033A1 (de) * 2000-05-11 2001-11-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffzumesssystems einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine
JP4117263B2 (ja) * 2004-04-15 2008-07-16 ヤンマー株式会社 発電システム
DE102011112947B3 (de) * 2011-09-13 2012-12-20 L'orange Gmbh Hochdruckpumpensystem
FI124880B (fi) * 2013-01-16 2015-03-13 Wärtsilä Finland Oy Kaasukäyttöisen mäntäpolttomoottorin polttoainejärjestelmä
DE102013204549A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine
EP2806140B1 (en) * 2013-05-24 2016-03-23 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Dual fuel engine and method of operating the same
DE102013212237A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe
DE102014223597B4 (de) * 2014-10-08 2019-02-07 Continental Automotive Gmbh Rolle für einen Rollenstößel einer Kraftstoffhochdruckpumpe, Rollenstößel, Kraftstoffhochdruckpumpe und Brennkraftmaschine
DE102014017124A1 (de) * 2014-11-20 2016-05-25 Man Diesel & Turbo Se Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Motors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10196481A (ja) * 1997-01-10 1998-07-28 Toyota Motor Corp 燃料ポンプの制御装置
JP2003056422A (ja) * 2001-08-10 2003-02-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd 複数気筒内燃機関の燃料供給装置
JP2009501866A (ja) * 2005-07-19 2009-01-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関の燃料噴射系のための高圧燃料ポンプ
JP2013545027A (ja) * 2010-12-13 2013-12-19 ロラーンジェ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 液状燃料および／またはガス状燃料で運転される内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017208160A1 (de) 2018-11-15
CN108869061A (zh) 2018-11-23
FI20185370A1 (en) 2018-11-16
FI20185370A (fi) 2018-11-16
JP2018194000A (ja) 2018-12-06
FI130532B (en) 2023-11-03
CN108869061B (zh) 2022-03-18
KR102495443B1 (ko) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10598079B2 (en) Charge-fed pre-chamber assembly
KR102231547B1 (ko) 멀티-실린더 피스톤 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 피스톤 엔진
CN105626288B (zh) 用于运行发动机的方法和控制设备
CN103717858A (zh) 喷射装置、内燃机和运行内燃机的方法
CN103080509A (zh) 内燃机
CN105518284B (zh) 用于运行多燃料活塞式发动机的燃料喷射系统和方法
US20160160742A1 (en) Engine system having enriched pre-chamber spark plug
CN109555626B (zh) 用于双燃料发动机的注射喷嘴和双燃料发动机
KR102495443B1 (ko) 이중 연료 엔진 및 그 작동 방법
JP2009138568A (ja) 内燃機関
KR20120074505A (ko) 이중 연료분사 밸브 및 이를 사용한 이중 연료분사 장치
CN105473843B (zh) 燃料喷射回路和操作多燃料活塞发动机的方法
JP2008045407A (ja) コモンレール式燃料噴射装置
KR20050032332A (ko) 가솔린 직접 분사 엔진 시스템
CN109690059B (zh) 用于向内燃活塞式发动机供给气体燃料的燃料系统和操作内燃活塞式发动机的方法
JP7221771B2 (ja) 二元燃料エンジンを動作させるための方法及び制御装置
US9938944B2 (en) System including duel fuel injection engine and method of operation
CN104755742B (zh) 燃料喷射装置
CN117780534A (zh) 双燃料发动机的喷射喷嘴、双燃料发动机及其操作方法
CN105937469A (zh) 用于对点火流体喷射器进行功能检查的方法和控制装置
CN117295888A (zh) 对于每个燃烧室具有两个气体喷射器的改进的氢气吹入机构
CN102762829A (zh) 控制引燃燃料注入以限制增压式发动机的NOx排放的方法和装置
WO2021214511A1 (en) Ignition system
CN112412634A (zh) 用于运行内燃机的喷射装置的方法和喷射装置以及内燃机
KR20190111787A (ko) 엔진을 운전하기 위한 방법 및 제어 장치

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