KR20190045801A - Ship Engine and Method for Ship Engine - Google Patents

Ship Engine and Method for Ship Engine Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a ship engine and a control method for a ship engine, wherein the ship engine includes: a cylinder for combusting fuel; a piston installed to be vertically movable in the cylinder; a gas fuel supply unit for supplying gas fuel to the cylinder; a liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the cylinder; and a control unit controlling the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit, wherein the control unit reduces the amount of the gas fuel supplied to the cylinder and increases the amount of the liquid fuel in a transient load reduction mode.

Description

선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법{Ship Engine and Method for Ship Engine}Technical Field [0001] The present invention relates to a ship engine,

본 발명은 선박을 추진시키기 위한 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a marine engine and a marine engine control method for propelling a marine vessel.

일반적으로 선박용 엔진은 디젤엔진(Diesel Engine), 가스엔진(Gas Turbine Engine), 이중연료엔진(Dual Fuel Engine) 등 다양한 엔진을 포함한다. 특히, 이중연료엔진(Dual Fuel Engine)은 2가지 연료. 예컨대, 가스와 디젤을 병행하여 사용할 수 있는 장점으로 인해 선박에 많이 사용된다.Generally, marine engines include various engines such as diesel engine, gas turbine engine and dual fuel engine. In particular, the Dual Fuel Engine has two fuels. For example, it is widely used in ships due to its advantage of being able to use gas and diesel in parallel.

이러한 이중연료엔진이 설치된 선박(이하, '선박'이라 함)은 가스를 주연료로 이용하여 추진구동력을 발생시키는 가스모드와 디젤을 주연료로 이용하여 추진구동력을 발생시키는 디젤모드 중 하나를 이용하여 운전한다.A ship equipped with such a dual fuel engine (hereinafter referred to as a "ship") uses one of a gas mode for generating propulsion driving force using gas as the main fuel and a diesel mode for generating propulsion driving force using diesel as the main fuel .

이중연료엔진은 실린더, 실린더에서 상하방향으로 왕복운동하는 피스톤, 실린더의 상측에 설치되는 실린더커버, 실린더커버에 설치되어서 실린더에 디젤연료를 분사하는 디젤인젝터, 실린더커버에 설치되어서 실린더에서 연소된 배기가스를 배출시키기 위한 배기밸브, 실린더에서 배출되는 배기가스를 공급받는 배기가스리시버, 실린더의 하측에 설치되어서 실린더 내부로 공기를 공급하는 소기리시버, 실린더의 상측과 하측 사이에 설치되어서 실린더 내부에 가스연료를 공급하는 연료공급부를 포함한다. 또한, 이중연료엔진은 실린더에서 배출되는 배기가스를 이용하여 실린더에 공급되는 공기의 양을 증가시켜서 엔진의 출력을 높이는 터보차져를 포함한다. 터보차져가 압축한 공기는 소기리시버로 공급되어 실린더로 공급될 수 있다.The dual fuel engine includes a cylinder, a piston reciprocating in the cylinder in the vertical direction, a cylinder cover mounted on the cylinder, a diesel injector mounted on the cylinder cover for injecting diesel fuel into the cylinder, An exhaust valve for exhausting the gas, an exhaust gas receiver for exhaust gas exhausted from the cylinder, a scavenging receiver installed at the lower side of the cylinder for supplying air into the cylinder, And a fuel supply unit for supplying fuel. The dual fuel engine also includes a turbocharger that increases the output of the engine by increasing the amount of air supplied to the cylinders using the exhaust gas discharged from the cylinders. The air compressed by the turbocharger can be supplied to the scavenging receiver and supplied to the cylinder.

한편, 종래 선박은 가스모드 운전 시, 소기리시버로부터 실린더 내부로 소기를 공급한 후 피스톤이 상측으로 이동하는 중간에 연료공급부가 실린더의 하측과 상측 사이에서 실린더로 가스연료를 공급하고, 피스톤이 상측으로 더 이동하여서 실린더에 공급된 소기와 가스연료를 압축 연소시켜 추진력을 발생시켰다.On the other hand, in the conventional ship, when the gas is fed into the cylinder from the scavenging receiver during the gas mode operation, the fuel supply portion supplies the gaseous fuel to the cylinder between the lower side and the upper side of the cylinder in the middle of the piston moving upward, To generate propulsion force by compressing and burning the gas and fuel supplied to the cylinder.

그러나, 종래 기술에 따른 선박용 엔진은 부하가 급작스럽게 감소될 경우 실린더에서 배출되는 배기가스의 양이 순간적으로 감소되므로, 배기가스의 압력이 낮아진다. 여기서, 터보차져가 낮은 압력의 배기가스를 공급받아서 실린더에 공급하는 공기량을 감소시키기까지 소정 시간이 걸린다. 한편, 종래 기술에 따른 선박용 엔진은 부하가 급작스럽게 감소될 경우 실린더에 공급하는 가스연료의 양을 감소시키는데, 터보차져가 실린더에 공급하는 공기의 감소량 대비 가스연료의 감소량이 적어서 노킹 또는 조기점화가 발생하여서 엔진 효율이 저하되는 문제가 있다.However, in the marine engine according to the related art, when the load is suddenly reduced, the amount of the exhaust gas discharged from the cylinder is instantaneously reduced, so that the pressure of the exhaust gas is lowered. Here, it takes a predetermined time to reduce the amount of air supplied to the cylinder after the turbocharger is supplied with the exhaust gas of low pressure. On the other hand, the marine engine according to the related art reduces the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder when the load is suddenly decreased. Since the amount of decrease of the gaseous fuel is small compared with the amount of air supplied to the cylinder by the turbocharger, knocking or early ignition There is a problem that the engine efficiency is lowered.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 급작스러운 엔진의 부하 감소 시 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지할 수 있는 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a marine engine and a marine engine control method capable of preventing knocking or early ignition from occurring when a sudden engine load is reduced.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention can include the following configuration.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 연료를 연소시키기 위한 실린더; 상기 실린더에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 실린더에 가스연료를 공급하기 위한 가스연료공급유닛; 상기 실린더에 액체연료를 공급하기 위한 액체연료공급유닛; 상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다.The marine engine according to the present invention comprises: a cylinder for burning fuel; A piston installed to the cylinder so as to be movable up and down; A gas fuel supply unit for supplying gaseous fuel to the cylinder; A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the cylinder; And a control unit for controlling the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit. The control unit may reduce the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder in the transient load reduction mode and increase the liquid fuel amount.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 상기 실린더에 설치되고 요구된 엔진의 부하를 측정하기 위한 측정부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 측정부가 측정한 요구된 엔진의 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 상기 실린더에 대한 가스연료 공급량을 감소시키고, 액체연료 공급량을 증가시키도록 상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어할 수 있다.The marine engine according to the present invention may include a measurement unit installed in the cylinder and measuring a load of a required engine. Wherein the control unit decreases the gas fuel supply amount for the cylinder and increases the liquid fuel supply amount when the load of the required engine measured by the measurement unit is less than a preset reference engine load, Can be controlled.

본 발명에 따른 선박용 엔진은 상기 요구된 엔진의 부하에 대응되는 연료량이 공급되었는지를 확인하기 위한 검지부를 포함할 수 있다.The marine engine according to the present invention may include a detection unit for checking whether the amount of fuel corresponding to the required load of the engine is supplied.

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 엔진 운전 단계; 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부를 판단하는 단계; 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부에 따라 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계; 및 상기 요구된 엔진 부하에 대응하는 연료량이 공급되었는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.A method for controlling a marine engine according to the present invention includes: an engine operation step; Determining whether the requested engine load is less than a predetermined reference engine load; Adjusting an amount of fuel supplied to the cylinder depending on whether the required engine load is less than a predetermined reference engine load; And confirming that the fuel amount corresponding to the requested engine load is supplied.

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에 있어서, 상기 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계는 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 이상이면 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량을 실린더에 공급하는 단계; 및 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.In the method for controlling an engine for a ship according to the present invention, the step of adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder may include supplying a fuel amount corresponding to a predetermined reference engine load to the cylinder when the required engine load is equal to or greater than a predetermined reference engine load ; And reducing the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder and increasing the amount of the liquid fuel when the required engine load is less than a predetermined reference engine load.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.

본 발명은 과도 부하 감소 모드 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키도록 구현됨으로써, 실화가 발생하는 것을 방지하여서 엔진의 효율 및 엔진의 사용수명을 증대시킬 수 있다.The present invention is implemented to reduce the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder in the transient load reduction mode and to increase the amount of the liquid fuel, thereby preventing the occurrence of misfire, thereby increasing the efficiency of the engine and the useful life of the engine.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 엔진의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 가스연료공급유닛, 액체연료공급유닛, 측정부 및 제어부를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 과도 부하 감소 모드 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 경우를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 과도 부하 감소 모드 시 시간에 따른 가스연료 및 액체연료 공급량을 나타낸 그래프
도 5는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 검지부를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 6은 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법의 개략적인 순서도1 is a schematic block diagram of a marine engine according to the present invention;
2 is a schematic drawing for explaining a gas fuel supply unit, a liquid fuel supply unit, a measurement unit and a control unit in a marine engine according to the present invention
3 is a schematic drawing for explaining the case of reducing the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder in the transient load reduction mode and increasing the amount of the liquid fuel in the marine engine according to the present invention
4 is a graph showing the amounts of the gaseous fuel and the liquid fuel supplied over time in the transient load reduction mode in the marine engine according to the present invention
5 is a schematic view for explaining a detection unit in a marine engine according to the present invention;
6 is a schematic flowchart of a marine engine control method according to the present invention

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. It should be noted that, in the specification of the present invention, the same reference numerals as in the drawings denote the same elements, but they are numbered as much as possible even if they are shown in different drawings.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. Meanwhile, the meaning of the terms described in the present specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, " " second, " and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term " at least one " includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of " at least one of the first item, the second item and the third item " means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.

이하에서는 본 발명에 따른 선박용 엔진에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a marine engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜서 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 과도 부하 감소 모드 시는 요구하는 엔진의 부하가 급격하게 감소할 때를 의미한다. 가스연료량을 감소시킨다는 것은 엔진 부하가 급격하게 감소되기 직전에 실린더에 공급되는 가스연료량 대비 적은 양의 가스연료를 공급하는 것을 의미한다. 액체연료량을 증가시킨다는 것은 가스연료를 주연료로 운항하는 가스운전 모드에서, 착화용 연료로 공급하는 액체연료량보다 더 많은 양을 실린더에 공급한다는 것을 의미한다. 상기 노킹(Knocking)은 실린더 내에서의 이상연소에 의해 망치로 두드리는 것과 같은 소리가 나는 현상이다. 상기 조기점화는 이상연소의 하나로 피스톤이 상사점에 도달하기 전에 점화되는 현상이다.Referring to Figs. 1 to 6, the marine engine 1 according to the present invention is for reducing the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder in the transient load reduction mode and increasing the amount of the liquid fuel to prevent knocking or early ignition . Here, in the transient load decreasing mode, it means that the load of the required engine decreases sharply. Reducing the amount of gaseous fuel means supplying a small amount of gaseous fuel relative to the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder just before the engine load is abruptly reduced. Increasing the liquid fuel amount means supplying, in the gas operation mode for operating the gaseous fuel to the main fuel, a larger amount of the liquid fuel than the amount of liquid fuel supplied to the fuel for ignition. The knocking is a phenomenon that sounds like a hammer knocking by abnormal combustion in a cylinder. The early ignition is a phenomenon in which one of the abnormal combustion is ignited before the piston reaches the top dead center.

이를 위해, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 크게 실린더(2), 피스톤(3), 가스연료공급유닛(4), 액체연료공급유닛(5) 및 제어부(6)를 포함한다.For this purpose, the marine engine 1 according to the present invention mainly includes a cylinder 2, a piston 3, a gaseous fuel supply unit 4, a liquid fuel supply unit 5 and a control unit 6.

상기 실린더(2)는 연료를 연소시키기 위한 것이다. 상기 피스톤(3)은 상기 실린더(2)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더(2)에 액체연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)는 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)는 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다. 여기서, 상기 과도 부하 감소는 요구하는 엔진의 부하가 급격하게 감소하는 것을 의미한다. 예컨대, 상기 과도 부하 감소는 외부적 요인과 내부적 요인을 포함할 수 있다. 상기 외부적 요인은 파고가 높거나 풍속이 빠른 경우 등을 포함한다. 예컨대, 높은 파고에 의해 프로펠러가 바다로부터 이격된 경우, 선박 운항 시 선박 운항방향과 동일한 방향으로 빠른 풍속이 부는 경우 등을 포함한다. 상기 내부적 요인은 항해사와 같은 작업자가 의도적으로 엔진 출력을 급격히 낮추는 경우 등을 포함한다. 따라서, 상기 과도 부하 감소는 내외부 요인에 따라 급격하게 엔진 부하가 낮아지는 경우를 의미할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양을 감소시키고 액체연료의 양을 증가시킴으로써 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 급격하게 감소하도록 요구된 엔진 부하를 만족시킬 수 있다.The cylinder 2 is for burning fuel. The piston 3 is installed in the cylinder 2 so as to be movable up and down. The gas fuel supply unit 4 is for supplying gaseous fuel to the cylinder 2. The liquid fuel supply unit 5 is for supplying the liquid fuel to the cylinder 2. The control unit 6 is for controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. The control unit 6 can reduce the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 in the transient load reduction mode and increase the amount of the liquid fuel. Here, the transient load reduction means that the demand of the engine is drastically reduced. For example, the transient load reduction may include external and internal factors. Such external factors include high wave height, high wind speed, and the like. For example, when the propeller is separated from the sea due to a high crest, a rapid wind speed is blown in the same direction as the direction of the ship when the ship is operated. The internal factors include a case where an operator such as a sailor intentionally lowers the engine output sharply. Accordingly, the transient load reduction may mean a case where the engine load is suddenly lowered due to internal and external factors. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can reduce the amount of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 in the excessive load reduction mode and increase the amount of the liquid fuel, thereby preventing the occurrence of knocking or early ignition In addition, it is possible to satisfy the engine load required to reduce sharply.

이하에서는 상기 실린더(2), 상기 피스톤(3), 상기 가스연료공급유닛(4), 상기 액체연료공급유닛(5) 및 상기 제어부(6)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the cylinder 2, the piston 3, the gas fuel supply unit 4, the liquid fuel supply unit 5 and the control unit 6 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 실린더(2)는 연료를 연소시키기 위한 것이다. 상기 실린더(2)는 엔진블록(미도시)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 실린더(2)는 공기, 연료 등이 공급될 수 있는 연소실을 갖는다. 상기 연소실은 내부가 비어있는 원통형태로 형성될 수 있다. 실린더(2)와 엔진블록 사이에는 실린더라이너(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 실린더(2)의 상측에는 실린더커버(2a)가 설치될 수 있다. 상기 실린더(2)에는 피스톤이 이동 가능하게 설치될 수 있다. 예컨대, 피스톤은 상기 연소실의 내부에서 상하방향으로 왕복운동할 수 있다. 상기 상하방향은 중력방향과 평행한 방향일 수 있으나, 다른 방향일 수도 있다. 상기 실린더(2)에는 가스연료를 공급하기 위한 가스연료공급유닛(4), 및 액체연료를 공급하기 위한 액체연료공급유닛(5)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 실린더(2)는 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)으로부터 가스연료 및 액체연료 중 적어도 하나를 공급받을 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더(2)의 하측에 설치되는 소기공(미도시)을 통해 외부공기인 소기(掃氣)가 공급된 후에 상기 실린더(2)에 가스연료, 액체연료를 공급할 수 있다. 이 때, 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 가스연료가 공급된 후에 액체연료를 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기공기, 가스연료 및 액체연료를 상기 실린더(2)에 순차적으로 공급할 수 있다. 상기 소기공은 상기 실린더(2)의 하측에서 상기 실린더(2)를 관통하여 형성된 구멍으로, 공기가 충진되어 있는 소기리시버(10)에 연결되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 소기리시버(10)에 충진된 공기는 상기 소기공을 통해 상기 실린더로 공급될 수 있다. 상기 소기리시버(10)는 터보차져(미도시)가 상기 실린더에서 배출되는 배기가스를 이용하여 공기를 압축하여 공급함으로써, 공기를 충진할 수 있다. 엔진의 부하가 급격하게 변동하면 실린더에서 배출되는 배기가스의 양이 달라지므로, 터보차져 및 소기리시버(10)를 통해 실린더에 공급되는 공기의 양이 달라지게 된다. 이 때, 터보차져가 실린더에 달라진 공기량을 공급하기까지 소정 시간이 걸리는 문제가 있다. 이러한 터보차져의 가속성 지연 또는 응답성 지연문제로 인해 실린더에서 실화(Misfiring)가 발생하게 된다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 이러한 문제를 해결하기 위해 엔진의 부하가 급격하게 변동하면 실린더(2)에 공급하는 연료의 양을 신속하게 조절함으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 상기 실린더(2)의 연소실은 피스톤이 왕복 운동함에 따라 체적이 증감될 수 있다. 예컨대, 연소실은 피스톤이 상측방향으로 이동하면, 체적이 감소될 수 있다. 이 경우, 연소실에 공급된 연료와 공기는 압축될 수 있다. 상기 피스톤이 하사점(P1, 도 2에 도시됨)에서 이동하여 상사점(P2, 도 2에 도시됨)에 도달하면, 실린더(2)의 상측에 설치된 디젤인젝터(5a)가 디젤을 공급하여 압축된 연료를 착화시킴으로써 가스연료와 공기가 혼합된 연료가 연소 및 폭발하여 피스톤을 하측방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 구동력이 발생되고, 연소실에는 배기가스가 발생될 수 있다. 연소실은 피스톤이 하측방향으로 이동하면, 체적이 증가될 수 있다. 피스톤이 하사점(P1) 쪽으로 이동하면, 상기 소기리시버(10)에 충진된 공기가 상기 연소실로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 연소실에서 연료의 연소에 의해 발생된 배기가스는 상기 소기리시버(10)에서 공급된 공기에 의해 상기 연소실의 외부로 배출될 수 있다. 배기가스는 소기리시버(10)와 배기가스를 저장하는 배기가스리시버(미도시)와의 압력 차이에 의해 상기 연소실의 외부로 배출될 수도 있다. 상기 연소실에서 배출된 배기가스는 상기 실린더(2)의 상측에 결합된 배기관을 따라 배출되어서 배기가스리시버로 공급될 수 있다.Referring to Figs. 1 to 6, the cylinder 2 is for burning fuel. The cylinder 2 may be formed inside an engine block (not shown). The cylinder (2) has a combustion chamber in which air, fuel and the like can be supplied. The combustion chamber may be formed in a hollow cylindrical shape. A cylinder liner (not shown) may be provided between the cylinder 2 and the engine block. A cylinder cover (2a) may be provided on the cylinder (2). The piston 2 may be movably installed in the cylinder 2. For example, the piston can reciprocate in the vertical direction within the combustion chamber. The up-and-down direction may be a direction parallel to the gravity direction, but may be another direction. The cylinder 2 may be combined with a gas fuel supply unit 4 for supplying gaseous fuel and a liquid fuel supply unit 5 for supplying liquid fuel. Thus, the cylinder 2 can be supplied with at least one of the gaseous fuel and the liquid fuel from the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. The gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 are supplied with sweeping air which is outside air through a small hole (not shown) provided below the cylinder 2, The gas fuel and the liquid fuel can be supplied to the combustion chamber 2. At this time, the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 can supply the liquid fuel after the gaseous fuel is supplied. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can sequentially supply the scavenging air, the gaseous fuel, and the liquid fuel to the cylinder 2. The small hole may be a hole formed through the cylinder 2 on the lower side of the cylinder 2 and connected to a scavenging receiver 10 filled with air. Accordingly, the air filled in the scavenging receiver 10 can be supplied to the cylinder through the small holes. The scavenging receiver 10 can fill the air by compressing and supplying air using exhaust gas discharged from the cylinder by a turbocharger (not shown). The amount of the exhaust gas discharged from the cylinder is changed when the load of the engine is abruptly changed, so that the amount of air supplied to the cylinder through the turbo charger and the scavenging receiver 10 is different. At this time, there is a problem that the turbocharger takes a predetermined time to supply the air amount changed to the cylinder. Misfiring occurs in the cylinder due to the acceleration delay or the response delay of the turbocharger. In order to solve such a problem, the marine engine 1 according to the present invention can quickly prevent the occurrence of misfire by rapidly adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder 2 when the load of the engine is abruptly changed. A detailed description thereof will be given later. The volume of the combustion chamber of the cylinder 2 can be increased or decreased as the piston reciprocates. For example, the volume of the combustion chamber can be reduced when the piston moves upward. In this case, the fuel and air supplied to the combustion chamber can be compressed. When the piston moves from the bottom dead center P1 (shown in Fig. 2) to the top dead center P2 (shown in Fig. 2), the diesel injector 5a installed on the upper side of the cylinder 2 supplies diesel By igniting the compressed fuel, the fuel mixed with the gaseous fuel and air can be burned and exploded to move the piston in the downward direction. Thereby, a driving force is generated, and exhaust gas can be generated in the combustion chamber. The volume of the combustion chamber can be increased when the piston moves downward. When the piston moves toward bottom dead center (P1), the air filled in the scavenging receiver (10) can be supplied to the combustion chamber. Therefore, the exhaust gas generated by the combustion of the fuel in the combustion chamber can be discharged to the outside of the combustion chamber by the air supplied from the scavenging receiver 10. The exhaust gas may be discharged to the outside of the combustion chamber by a pressure difference between the scavenge type receiver 10 and an exhaust gas receiver (not shown) for storing the exhaust gas. The exhaust gas discharged from the combustion chamber may be discharged along the exhaust pipe coupled to the upper side of the cylinder 2 and supplied to the exhaust gas receiver.

피스톤(3)은 상기 연소실에 공급된 공기 및 연료를 압축하기 위한 것이다. 상기 피스톤(3)은 상기 연소실에 이동 가능하게 설치된다. 예컨대, 피스톤(3)은 상기 연소실의 내부에서 하사점(P1)와 상사점(P2) 사이를 왕복 이동할 수 있다. 상기 피스톤(3)은 원기둥형태로 형성될 수 있으나, 상기 연소실에서 이동하면서 연료와 공기를 압축할 수 있으면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 피스톤(3)은 구동력을 전달하는 크랭크축(미도시)에 의해 상측방향으로 이동할 수 있다. 피스톤(3)은 막대형태인 피스톤로드와 커넥팅로드를 통해 크랭크축에 연결될 수 있다. 상기 피스톤(3)은 크랭크축이 회전함에 따라 상측방향으로 이동할 수 있다. 피스톤(3)은 크랭크축에 의해 상측방향으로 이동하는 경우 연료 및 공기를 압축시킬 수 있다. 피스톤(3)은 상사점(P2)에서 실린더(2)에 공급된 연료 및 공기가 혼합 연소되어 폭발함에 따라 하측방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 피스톤(3)은 실린더(2)의 내부에서 하사점(P1)과 상사점(P2) 사이를 왕복 운동할 수 있다. 하사점(P1)은 Y축방향을 기준으로 피스톤(3)이 실린더(2)의 내부에서 가장 낮은 위치에 위치되는 지점이다. 상사점(P2)은 Y축방향을 기준으로 피스톤(3)이 실린더(2)의 내부에서 가장 높은 위치에 위치되는 지점이다. 피스톤(3)이 상사점(P2)에 도달하면, 구동력을 발생시키기 위해 압축된 연료를 폭발시킬 수 있다.The piston 3 is for compressing air and fuel supplied to the combustion chamber. The piston (3) is movably installed in the combustion chamber. For example, the piston 3 can reciprocate between the bottom dead center P 1 and the top dead center P 2 within the combustion chamber. The piston 3 may be formed in a cylindrical shape, but may be formed in other shapes as long as the fuel and the air can be compressed while moving in the combustion chamber. The piston 3 can move upward by a crankshaft (not shown) that transmits a driving force. The piston (3) can be connected to the crankshaft via a rod-shaped piston rod and a connecting rod. The piston (3) can move upward as the crankshaft rotates. The piston (3) can compress the fuel and the air when moving upward by the crankshaft. The piston 3 can move downward as the fuel and air supplied to the cylinder 2 at the top dead center P2 are mixed and combusted and exploded. Therefore, the piston 3 can reciprocate between the bottom dead center P1 and the top dead center P2 within the cylinder 2. [ The bottom dead center point P1 is a point at which the piston 3 is located at the lowest position in the cylinder 2 with respect to the Y-axis direction. The top dead center point P2 is a point at which the piston 3 is located at the highest position inside the cylinder 2 with respect to the Y-axis direction. When the piston 3 reaches the top dead center P2, the compressed fuel can be exploded to generate the driving force.

상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)은 각각 상기 실린더(2)에 가스연료 및 액체연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)의 상사점(P2)과 하사점(P1) 사이에 위치하도록 상기 실린더(2)에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더(2)의 측벽에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에, 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에, 상기 실린더(2)에 가스연료 및 공기를 혼합하여 공급할 수도 있다. 예컨대, 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 상기 실린더(2)로 가스연료를 공급할 때 보조공기공급유닛(미도시)으로부터 추가 공기를 공급받아서 함께 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 실린더(2)에 가스연료와 공기를 혼합하여 공급할 수 있으므로, 실린더(2)에 가스연료만 공급하는 경우에 비해 공기와 연료를 더 균일하게 혼합시켜서 노킹, 조기점화와 같은 이상연소가 발생하는 것을 줄이거나 방지할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 소기공을 통해 상기 실린더(2)에 소기공기가 공급된 후에 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다.The gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 are for supplying gas fuel and liquid fuel to the cylinder 2, respectively. The gas fuel supply unit 4 may be coupled to the cylinder 2 so as to be positioned between the top dead center P2 and the bottom dead center P1 of the piston 3. For example, the gas fuel supply unit 4 may be coupled to the side wall of the cylinder 2. Therefore, the gas fuel supply unit 4 can supply the gaseous fuel to the cylinder 2 in the middle of the movement of the piston 3 from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. The gas fuel supply unit 4 may mix and supply the gaseous fuel and air to the cylinder 2 in the middle of the movement of the piston 3 from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. For example, when the gas fuel supply unit 4 supplies the gaseous fuel to the cylinder 2 in the middle of the movement of the piston 3 from the bottom dead center P1 to the top dead center P2, The air can be supplied together with the air. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can mix and supply the gaseous fuel and the air to the cylinder 2 in the middle of the movement of the piston 3 from the bottom dead center P1 to the top dead center P2, It is possible to reduce or prevent the occurrence of abnormal combustion such as knocking and early ignition by mixing air and fuel more uniformly as compared with the case where only the gaseous fuel is supplied to the combustion chamber 2. The gas fuel supply unit 4 can supply the gaseous fuel to the cylinder 2 after the scavenging air is supplied to the cylinder 2 through the small holes.

상기 가스연료공급유닛(4)은 실린더(2)에 가스연료(GF, 도 2에 도시됨)를 공급하기 위한 것이다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 가스연료를 실린더(2)에 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 배기밸브(미도시)에 의해 폐쇄된 경우일 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 선박이 LNG선일 경우, LNG저장탱크(미도시)에 저장된 LNG를 기화시켜서 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 LNG저장탱크에서 발생되는 BOG(Boil off gas)를 상기 실린더(2)에 공급할 수도 있다. 가스연료공급유닛(4)은 상기 보조공기공급유닛과 연결되게 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 실린더(2)에 가스연료와 공기가 혼합된 공기혼합가스연료를 공급할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)이 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료의 압력은 엔진 부하에 따라 약 3바(bar)에서 30바(bar) 사이일 수 있으나, 바람직하게 5바(bar)에서 22바(bar) 사이일 수 있다. 이 경우, 상기 보조공기공급유닛이 추가로 공급하는 공기의 압력은 상기 가스연료공급유닛(4)이 공급하는 가스연료의 공급압력보다 상대적으로 낮을 수 있다. 왜냐하면, 상기 실린더(2)에 가스연료(GF)의 공급을 원활하게 하기 위함이다. 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료의 압력이 30바(bar)를 초과하면, 실린더(2)에 공기를 공급하기 위한 가스연료공급유닛(4) 및 보조공기공급유닛 각각의 용량이 커져야 하므로 전체적인 엔진의 크기가 커지는 문제가 있다. 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료의 압력이 3바(bar) 미만이면, 실린더(2)에 공급된 소기공기의 압력으로 인해 가스연료(GF) 또는 공기혼합가스연료가 실린더(2)에 원활하게 공급되지 못하는 문제가 있다. 가스연료공급유닛(4)은 피스톤(3)이 Y축방향을 기준으로 상기 가스연료공급유닛(4)가 실린더(2)의 측벽에 결합된 지점을 지나면, 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하지 않을 수 있다. 실린더(2)와 가스연료공급유닛(4)의 연통이 차단되기 때문이다. 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더라이너에 설치되는 연료분사노즐과 연결되는 가스연료공급배관의 개도를 개폐함으로써, 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하거나 차단할 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 가스연료공급배관의 개도가 개방되는 크기, 또는 상기 가스연료공급배관의 개도가 개방되는 개방시간을 조절함으로써 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 가스연료공급배관의 개도를 크게 개방하거나 개방시간을 증가시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 증가시킬 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 가스연료공급배관의 개도를 작게 개방하거나 개방시간을 감소시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 감소시킬 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하기 위한 가스연료이송장치의 이송력을 증감시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 양을 조절할 수도 있다. 상기 가스연료이송장치는 압축기, 임펠러, 블로워 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 제어부(6)에 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스연료공급유닛(4)은 상기 제어부(6)에 의해 제어됨으로써, 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양을 조절할 수 있다.The gas fuel supply unit 4 is for supplying gaseous fuel GF (shown in Fig. 2) to the cylinder 2. The gas fuel supply unit 4 can supply the gaseous fuel to the cylinder 2 in the middle of the movement of the piston 3 from the bottom dead center P1 to the top dead center P2. In this case, the cylinder 2 may be closed by an exhaust valve (not shown). The gas fuel supply unit 4 can supply the gaseous fuel to the cylinder 2 by vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank (not shown) when the ship is an LNG line. The gas fuel supply unit 4 may supply a boil off gas (BOG) generated in the LNG storage tank to the cylinder 2. The gas fuel supply unit 4 may be installed to be connected to the auxiliary air supply unit. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can supply the air-mixed gas fuel mixed with the gaseous fuel and the air to the cylinder 2. The pressure of the gaseous fuel GF or the air-mixture gas fuel supplied to the cylinder 2 by the gas fuel supply unit 4 may be between about 3 bar and 30 bar depending on the engine load , Preferably between 5 bar and 22 bar. In this case, the air pressure further supplied by the auxiliary air supply unit may be relatively lower than the supply pressure of the gaseous fuel supplied by the gas fuel supply unit 4. [ This is because the gas fuel GF is supplied smoothly to the cylinder 2. When the pressure of the gas fuel GF or the air-mixture gas fuel exceeds 30 bar, the capacity of each of the gas fuel supply unit 4 and the auxiliary air supply unit for supplying air to the cylinder 2 must be large There is a problem that the size of the whole engine becomes large. When the pressure of the gas fuel GF or the air-mixture gas fuel is less than 3 bar, the gas fuel GF or the air-mixture gas fuel is supplied to the cylinder 2 due to the pressure of the purged air supplied to the cylinder 2 There is a problem that it can not be supplied smoothly. The gas fuel supply unit 4 is configured such that when the piston 3 passes through a point where the gas fuel supply unit 4 is coupled to the side wall of the cylinder 2 with respect to the Y axis direction, It may not supply. This is because the communication between the cylinder 2 and the gas fuel supply unit 4 is cut off. The gas fuel supply unit 4 can supply or block the gaseous fuel to the cylinder 2 by opening and closing the opening of the gas fuel supply pipe connected to the fuel injection nozzle provided in the cylinder liner. The gas fuel supply unit 4 controls the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 by adjusting the opening degree of the gas fuel supply pipe or the opening time of opening the opening of the gas fuel supply pipe Can be adjusted. For example, the gas fuel supply unit 4 can increase the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 by largely opening the opening of the gas fuel supply pipe or increasing the opening time. The gas fuel supply unit 4 can reduce the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 by opening the opening of the gas fuel supply pipe small or by reducing the opening time. The gas fuel supply unit 4 may adjust the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 by increasing or decreasing the transfer force of the gaseous fuel transfer device for supplying the gaseous fuel to the cylinder 2. The gas fuel transfer device may be at least one of a compressor, an impeller, and a blower. The gas fuel supply unit 4 may be connected to the control unit 6 by at least one of wireless communication and wire communication. Accordingly, the gas fuel supply unit 4 can regulate the amount of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 by being controlled by the control unit 6.

상기 액체연료공급유닛(5)은 실린더(2)에 액체연료(LF, 도 5에 도시됨)를 공급하기 위한 것이다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 상기 실린더(2)에 가스연료(GF)가 공급된 후에 액체연료(LF)를 실린더(2)에 공급할 수 있다. 바람직하게 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 피스톤(3)이 상사점(P2) 부근에 도달하였을 때 액체연료(LF)를 공급할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 배기밸브(미도시)에 의해 폐쇄된 경우일 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 액체연료(LF)가 저장된 액체연료저장탱크(미도시)로부터 액체연료(LF)를 공급받아서 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. 상기 액체연료(LF)는 디젤일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더커버(2a)에 설치된 디젤인젝터(5a)에 결합되어서 상기 실린더(2)의 상측에서 액체연료(LF)를 상기 실린더(2)에 공급할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 피스톤(3)이 상사점(P2) 부근에 위치하였을 때 액체연료(LF)를 실린더(2)에 공급할 수 있으면 파일럿인젝터 등 실린더커버(2a) 또는 실린더(2)의 다른 위치에 설치되어서 상기 실린더(2)에 액체연료(LF)를 공급할 수도 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 가스연료를 주연료로 이용하여 추진하는 가스모드 운전에서 공급하는 디젤연료량보다 더 많은 액체연료량을 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 디젤인젝터(5a)가 상기 실린더(2)에 액체연료(LF)를 분사하는 분사기간을 증대시키거나 분사압력을 증가시킴으로써, 가스모드 운전에서 공급하는 디젤연료량보다 더 많은 액체연료량을 실린더(2)에 공급할 수 있다. 액체연료공급유닛(5)은 상기 디젤인젝터(5a)에 연결되는 액체연료공급배관의 개도를 개폐함으로써, 상기 실린더(2)에 액체연료를 공급하거나 차단할 수도 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 액체연료공급배관의 개도가 개방되는 크기, 또는 개도가 개방되는 시간을 조절함으로써 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 액체연료공급배관의 개도를 크게 개방하거나 개도가 개방되는 개방시간을 증가시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 증가시킬 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 액체연료공급배관의 개도를 작게 개방하거나 개방시간을 감소시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 감소시킬 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 실린더(2)에 액체연료를 공급하기 위한 액체연료이송장치의 이송력을 증감시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 액체연료의 양을 조절할 수도 있다. 상기 액체연료이송장치는 임펠러, 펌프 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 가스연료공급유닛(4)이 실린더(2)의 측벽 쪽에서 공급한 가스연료(GF)와 상기 소기리시버(10)가 공급한 소기공기가 피스톤(3)이 상사점(P2) 쪽으로 이동하여서 압축된 경우에 상기 실린더(2)의 상측에서 상기 실린더(2)에 액체연료(LF)를 공급하여서 착화시킬 수 있다. 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 제어부(6)에 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 액체연료공급유닛(5)은 상기 제어부(6)에 의해 제어됨으로써, 상기 실린더(2)에 공급하는 액체연료(LF)의 양을 조절할 수 있다.The liquid fuel supply unit 5 is for supplying the liquid fuel (LF, shown in Fig. 5) to the cylinder 2. The liquid fuel supply unit 5 is configured to supply the liquid fuel LF after the gaseous fuel GF is supplied to the cylinder 2 in the middle of the movement of the piston 3 from the bottom dead center P1 to the top dead center P2, To the cylinder (2). Preferably, the liquid fuel supply unit 5 can supply the liquid fuel LF when the piston 3 reaches near the top dead center P2. In this case, the cylinder 2 may be closed by an exhaust valve (not shown). The liquid fuel supply unit 5 can supply the liquid fuel LF to the cylinder 2 from a liquid fuel storage tank (not shown) in which the liquid fuel LF is stored. The liquid fuel (LF) may be, but is not necessarily limited to, diesel. The liquid fuel supply unit 5 may be connected to the diesel injector 5a provided in the cylinder cover 2a so that the liquid fuel LF may be supplied to the cylinder 2 from the upper side of the cylinder 2. However, And the liquid fuel LF can be supplied to the cylinder 2 at a different position of the cylinder cover 2a or the cylinder 2 such as a pilot injector when the piston 3 is positioned near the top dead center P2. And may supply the liquid fuel (LF) to the cylinder (2). The liquid fuel supply unit 5 can supply the cylinder 2 with a liquid fuel amount larger than the diesel fuel amount supplied in the gas mode operation in which the gas fuel is used as the main fuel. The liquid fuel supply unit 5 is configured to increase the injection period for injecting the liquid fuel LF into the cylinder 2 or increase the injection pressure so that the amount of diesel fuel supplied from the diesel injector 5a More liquid fuel amount can be supplied to the cylinder 2. [ The liquid fuel supply unit 5 may supply or block the liquid fuel to or from the cylinder 2 by opening or closing the opening of the liquid fuel supply pipe connected to the diesel injector 5a. The liquid fuel supply unit 5 can regulate the amount of liquid fuel supplied to the cylinder 2 by adjusting the opening degree of the liquid fuel supply pipe or adjusting the opening time of the opening degree. For example, the liquid fuel supply unit 5 can increase the amount of the liquid fuel supplied to the cylinder 2 by largely opening the opening of the liquid fuel supply pipe or increasing the opening time when the opening is opened. The liquid fuel supply unit 5 can reduce the amount of the liquid fuel supplied to the cylinder 2 by opening the opening of the liquid fuel supply pipe small or reducing the opening time. The liquid fuel supply unit 5 may adjust the amount of the liquid fuel supplied to the cylinder 2 by increasing or decreasing the transfer force of the liquid fuel transfer device for supplying the liquid fuel to the cylinder 2. [ The liquid fuel transfer device may be at least one of an impeller and a pump. The liquid fuel supply unit 5 is configured such that the gas fuel GF supplied from the side wall of the cylinder 2 by the gas fuel supply unit 4 and the scavenged air supplied by the scavenging receiver 10 are supplied to the piston 3 The liquid fuel LF can be supplied to the cylinder 2 from the upper side of the cylinder 2 to be ignited when it moves toward the top dead center P2 and is compressed. The liquid fuel supply unit 5 may be connected to the control unit 6 by at least one of wireless communication and wire communication. Accordingly, the liquid fuel supply unit 5 can regulate the amount of the liquid fuel LF to be supplied to the cylinder 2 by being controlled by the control unit 6.

상기 제어부(6)는 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어함에 따라 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료 및 액체연료의 양이 각각 달라질 수 있다. 상기 제어부(6)는 배기밸브가 실린더(2)를 폐쇄한 후에 실린더(2)에 가스연료 및 액체연료 중 적어도 하나가 공급되도록 배기밸브, 가스연료공급유닛(4) 및 액체연료공급유닛(5)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 엔진 부하가 급격하게 감소 시 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시. 즉, 요구하는 엔진 부하가 급격하게 감소된 것으로 판단되면 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킬 수 있다. The control unit 6 is for controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. The amount of the gaseous fuel and the liquid fuel supplied to the cylinder 2 may be varied as the control unit 6 controls the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5, respectively. The control unit 6 controls the exhaust valve, the gaseous fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 so that at least one of the gaseous fuel and the liquid fuel is supplied to the cylinder 2 after the exhaust valve closes the cylinder 2. [ Can be controlled. The control unit 6 can reduce the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 and increase the amount of the liquid fuel when the engine load sharply decreases. The marine engine (1) according to the present invention is in a transient load reduction mode. That is, if it is determined that the required engine load is rapidly reduced, the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 can be decreased and the liquid fuel amount can be increased.

본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 측정부(7)를 더 포함할 수 있다.The marine engine (1) according to the present invention may further include a measurement unit (7).

상기 측정부(7)는 요구된 엔진의 부하를 측정하기 위한 것이다. 상기 측정부(7)는 실린더(2)에서 연료의 연소 시 발생하는 연소압력을 측정함으로써, 요구된 엔진의 부하를 측정할 수 있다. 상기 측정부(7)는 상기 실린더의 상측에 결합되는 실린더커버에 설치되어서 상기 실린더의 내부. 즉, 연소실에서 연료 연소 시 발생하는 연소압력을 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 측정부(7)는 압력센서일 수 있다. 상기 측정부(7)는 크랭크축에 설치되어서 상기 크랭크축의 비틀림을 측정함으로써 요구된 엔진의 부하를 측정할 수도 있다. 상기 크랭크축의 비틀림이 클수록 엔진의 부하가 큰 것을 의미한다. 이 경우, 상기 측정부(7)는 토크미터일 수 있다. 상기 측정부(7)는 1개일 수 있으나, 측정하는 요구 엔진 부하 값에 대한 신뢰성을 높이기 위해 복수개가 실린더커버, 실린더라이너, 크랭크축 등 서로 다른 위치에 설치될 수 있다. 상기 측정부(7)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(6)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 측정부(7)는 측정한 엔진 부하 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다.The measuring section 7 is for measuring a load of a required engine. The measuring section 7 can measure the load of the required engine by measuring the combustion pressure generated when the fuel is combusted in the cylinder 2. [ The measuring unit 7 is installed in a cylinder cover which is coupled to the upper side of the cylinder, and the inside of the cylinder. That is, it is possible to measure the combustion pressure generated when the fuel is burned in the combustion chamber. In this case, the measuring unit 7 may be a pressure sensor. The measuring section 7 may be installed on the crankshaft and measure the load of the engine required by measuring the twist of the crankshaft. The larger the twist of the crankshaft, the greater the load on the engine. In this case, the measuring unit 7 may be a torque meter. The number of the measuring units 7 may be one, but a plurality of the measuring units 7 may be installed at different positions such as a cylinder cover, a cylinder liner, and a crankshaft in order to increase the reliability with respect to the required engine load value to be measured. The measuring unit 7 may be connected to the control unit 6 through at least one of wireless communication and wire communication. Therefore, the measuring section 7 can provide the measured engine load information to the control section 6. [

상기 제어부(6)는 상기 측정부(7)로부터 요구된 엔진 부하 정보를 제공받거나 엔진의 제어로직으로부터 작업자가 요구하는 엔진 부하 정보를 제공받아서 상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만. 즉, 과도 부하 감소이면 실린더(2)에 대한 가스연료 공급량을 감소시키고, 액체연료 공급량을 증가시키도록 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)를 제어할 수 있다. 이 경우, 실린더(2)에 공급되는 연료의 총량은 급격한 부하 감소 이전의 연료 총량에 비해 적을 수 있다. 상기 기준엔진부하는 노킹 또는 조기점화를 발생시키지 않는 엔진의 부하를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 액체연료 공급량은 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기와 동일한 에너지 크기를 발생시킬 수 있는 양일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 노킹 또는 조기점화를 발생시키지 않을 수 있으면 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기에 대응되는 양보다 적거나 많을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양을 감소시키고 액체연료의 양을 증가시킴으로써 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 급격하게 감소하도록 요구된 엔진 부하를 만족시킬 수 있다. 상기 제어부(6)가 과도 부하 감소 모드 시 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)를 상기와 같이 제어하는 것에 대해 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.The control unit 6 receives the engine load information requested by the measurement unit 7 or receives the engine load information requested by the operator from the control logic of the engine so that the requested engine load is less than the preset reference engine load. That is, it is possible to control the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 so as to reduce the gas fuel supply amount to the cylinder 2 and to increase the liquid fuel supply amount in the case of a transient load decrease. In this case, the total amount of fuel supplied to the cylinder 2 may be smaller than the total amount of fuel before the abrupt load reduction. The reference engine load means a load of the engine which does not cause knocking or early ignition, and can be preset by the operator. The liquid fuel supply amount may be an amount capable of generating an energy magnitude equal to an energy magnitude generated by the reduced gaseous fuel amount. However, the present invention is not limited to this, and if the knocking or early ignition may not occur, May be less than or equal to the amount corresponding to. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can reduce the amount of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 in the excessive load reduction mode and increase the amount of the liquid fuel, thereby preventing the occurrence of knocking or early ignition In addition, it is possible to satisfy the engine load required to reduce sharply. Hereinafter, the control unit 6 controls the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5 as described above in a transient load reduction mode.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 과도 부하 감소 모드 시. 즉, 급격한 부하 감소 시 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 경우를 나타낸 것으로, 가로축은 공연비(λ)이고, 세로축은 평균유효압력(MEP)이다. λ0는 최적공연비 영역을 의미한다. 최적공연비 영역(λ0)을 기준으로 좌측 상단 부분은 노킹(Knocking) 또는 조기점화(Pre-ignition)가 발생하는 영역(이하, '노킹영역'이라 함)이다. 최적공연비 영역(λ0)를 기준으로 우측 부분은 실화(Misfiring)가 발생하는 영역(이하, '실화영역'이라 함)이다. 상기 그래프에서 노킹영역과 실화영역을 제외한 영역은 가스운전 안전영역이다. 따라서, 상기 가스운전 안전영역에는 상기 최적공연비 영역(λ0)이 포함될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 과도 부하 감소 모드 시 종래 선박용 엔진과 같이 실린더에 공급하는 가스연료 감소량이 공기 감소량보다 적으면, 종래 공연비는 좌하향 방향으로 이동하게 되어서 D3위치에 위치하게 되어 노킹영역에 가까워지게 된다. 이 경우, 종래 공연비는 최적공연비 영역(λ0)을 벗어나서 좌측에 위치하게 되므로 노킹 또는 조기점화가 발생할 가능성이 높아질 뿐만 아니라 공연비가 낮아진다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an overload reduction mode in a marine engine according to the present invention. That is, when the abrupt load is reduced, the amount of gas fuel supplied to the cylinder is reduced and the liquid fuel amount is increased. The abscissa is the air-fuel ratio (?) And the ordinate is the mean effective pressure (MEP). ? 0 denotes an optimum air-fuel ratio region. The left upper portion with respect to the optimum air-fuel ratio region? 0 is a region where knocking or pre-ignition occurs (hereinafter referred to as a knocking region). The right portion based on the optimum air-fuel ratio region (λ 0 ) is a region where misfiring occurs (hereinafter referred to as a "misfire region"). In the graph, a region excluding the knocking region and the misfire region is a gas operation safe region. Therefore, the gas operation safe zone may include the optimum air-fuel ratio zone (? 0 ). As shown in FIG. 3, when the amount of decrease in the amount of gas fuel supplied to the cylinder is smaller than the amount of decrease in the amount of air supplied to the cylinder as in the conventional marine engine, the conventional air-fuel ratio moves leftward and downward to be positioned at D3, It comes close. In this case, since the conventional air-fuel ratio is located on the left side outside the optimum air-fuel ratio zone (? 0 ), the possibility of knocking or early ignition is increased and the air-

다음, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜 실린더(2)에 공급함으로써, 공연비를 우하향 방향으로 이동시켜서 D4위치에 위치시킬 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 공연비는 최적공연비 영역(λ0) 안에서 우하향 방향으로 이동하게 되므로 노킹영역에서 더 멀어져서 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 더욱 방지할 수 있을 뿐만 아니라 실화가 발생하는 것도 함께 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 다음과 같은 과정으로 상기 공연비를 D4위치로 이동시킬 수 있다. 먼저, 요구되는 엔진 부하가 급격히 감소되면, 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 종래에 가스연료 감소량에 비해 더 감소시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공연비를 노킹영역에서 더 이격시킬 수 있으므로, 노킹 및 조기점화가 발생하는 것을 더 방지할 수 있다. 다음, 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 무한정 감소시키게 되면 상대적으로 공기량이 더 많아져서 실화가 발생할 수 있다. 상기 실화(Misfiring)는 연료량 대비 공기량이 많아서 연소가 잘 일어나지 않는 현상이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실화가 발생하는 것을 방지하기 위해 실린더(2)에 공급하는 액체연료량을 증가시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공연비가 실화영역에 진입하는 것을 방지함으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시킴으로써, 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 더 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 실화가 발생하는 것도 방지할 수 있다. 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 실린더(2)에 공급되는 소기공기의 압력인 소기압을 감소시킴으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 소기바이패스밸브 및 배기가스바이패스밸브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 소기바이패스밸브는 상기 소기리시버(10)와 이코노마이저 또는 연돌(Stack)을 연결하는 파이프의 개도를 개방함으로써, 상기 소기리시버가 저장하는 소기 공기의 압력을 낮춤으로써 상기 실린더(2)에 공급되는 소기압을 낮출 수 있다. 상기 배기가스바이패스밸브는 배기가스리시버와 이코노마이저 또는 연돌(Stack)을 연결하는 배기가스파이프의 개도를 개방함으로써, 배기가스리시버에서 상기 이코노마이저 또는 연돌(Stack)로 배기가스가 배출되도록 하여서 상기 배기가스리시버가 저장하는 배기가스의 압력을 낮출 수 있다. 이에 따라, 터보차져가 상기 배기가스리시버로부터 공급받는 배기가스의 압력이 낮아지므로 상기 소기리시버(10)에 공급하는 공기의 압력이 낮아져서 상기 실린더(2)에 공급하는 소기압을 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 소기바이패스밸브 및 상기 배기가스바이패스밸브 중 적어도 하나를 이용해서 상기 실린더(2)에 공급되는 소기압을 감소시킴으로써, 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 공연비를 최적공연비 영역(λ0) 안에서 D4위치로 이동시킴으로써 종래 D3위치로 이동되는 경우에 비해 노킹마진(NM, 도 3에 도시됨)을 더 증가시킬 수 있다. 상기 노킹마진(NM)은 현재 공연비에서 노킹, 조기점화가 발생하기까지 여유를 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 요구하는 엔진 부하에 대응하도록 가스연료량을 감소시킴과 동시에 액체연료량을 증가시킴으로써, 요구 엔진부하를 만족시킴과 동시에 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3, the marine engine 1 according to the present invention reduces the gas fuel amount and increases the liquid fuel amount in the excessive load reducing mode and supplies the increased amount to the cylinder 2, thereby moving the air- Position. In this case, since the air-fuel ratio according to the present invention moves in the downward direction within the optimum air-fuel ratio region (λ 0 ), knocking or early ignition can be further prevented from being further distanced from the knocking region, . The marine engine 1 according to the present invention can move the air-fuel ratio to the position D4 by the following procedure. First, when the required engine load is rapidly reduced, the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 is reduced more than the conventional amount of reducing the gas fuel. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can further separate the air-fuel ratio from the knocking region, thereby further preventing occurrence of knocking and early ignition. Next, when the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 is reduced indefinitely, the amount of air becomes relatively larger, and misfire can occur. Misfiring is a phenomenon in which combustion is not performed well because of a large amount of air relative to the amount of fuel. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention increases the amount of the liquid fuel supplied to the cylinder 2 in order to prevent the occurrence of misfire. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can prevent the air-fuel ratio from entering the misfire region, thereby preventing misfire. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can further reduce the occurrence of knocking or early ignition by decreasing the amount of gas fuel supplied to the cylinder 2 in the excessive load reducing mode and increasing the liquid fuel amount However, it is also possible to prevent misfiring. Although not shown, the marine engine 1 according to the present invention can prevent misfire by reducing the small air pressure, which is the pressure of the scavenging air supplied to the cylinder 2. [ To this end, the marine engine 1 according to the present invention may include at least one of a scavenging bypass valve and an exhaust gas bypass valve. The scavenging bypass valve opens the opening of the pipe connecting the scavenging receiver 10 and the economizer or the stack to supply the scavenging gas to the cylinder 2 by lowering the pressure of the scavenging air stored in the scavenging receiver The atmospheric pressure can be lowered. The exhaust gas bypass valve opens the exhaust gas pipe connecting the exhaust gas receiver and the economizer or the stack so that the exhaust gas is discharged from the exhaust gas receiver to the economizer or the stack, The pressure of the exhaust gas stored by the receiver can be lowered. Accordingly, since the pressure of the exhaust gas supplied from the exhaust gas receiver is lowered by the turbocharger, the pressure of the air supplied to the scavenging receiver 10 is lowered, and the small pressure supplied to the cylinder 2 can be lowered. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention reduces atmospheric pressure supplied to the cylinder 2 by using at least one of the scavenge bypass valve and the exhaust gas bypass valve, thereby preventing misfire can do. Thus, the more the marine engine (1) is the knocking margin (NM, as shown in FIG. 3) as compared with the case being moved to the prior D3 position by moving the D4 position the air-fuel ratio in the optimum air-fuel ratio region (λ 0) in accordance with the present invention . The knock margin NM means a margin until knocking and early ignition occurs at the present air-fuel ratio. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can increase the liquid fuel amount while decreasing the gas fuel amount so as to correspond to the required engine load in the excessive load reducing mode, thereby satisfying the required engine load and at the same time, Occurrence of misfire can be prevented.

다음, 도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)에서 과도 부하 감소 모드 시 시간에 따른 가스연료 및 액체연료 공급량을 나타낸 그래프이다. 가로축은 시간이고, 세로축은 다양한 변수들의 높낮이이다. 여기서, C영역은 고부하영역이고, RD영역은 과도영역이며, D영역은 저부하영역이다. 과도영역은 급격한 엔진의 부하 변동 영역을 의미하는 것이고, 도 4에서 RD영역은 엔진의 부하가 고부하에서 저부하로 급격하게 감소하는 영역을 나타낸 것이다. RD영역은 터보차져의 응답성이 지연되는 RD1영역과 터보차져가 정상적으로 공기를 일정비율로 감소시켜서 공급하는 RD2영역을 포함한다. D영역은 저부하에 완전하게 진입한 저부하안전영역인 D2영역과, D2영역에 진입하기 전 저부하진입영역인 D1영역을 포함한다. D1영역은 RD2영역과 D2영역 사이에 위치할 수 있다.Next, FIG. 4 is a graph showing the amounts of the gaseous fuel and the liquid fuel supplied over time in the transient load reduction mode in the marine engine 1 according to the present invention. The horizontal axis is time and the vertical axis is the height of various variables. Here, the C region is a high load region, the RD region is a transient region, and the D region is a low load region. The transient region means a region where the engine load fluctuates abruptly. In Fig. 4, the RD region shows a region where the load of the engine is rapidly reduced from a high load to a low load. The RD region includes the RD1 region in which the response of the turbocharger is delayed and the RD2 region in which the turbocharger normally supplies air at a certain rate. The D region includes the D2 region, which is a low-load safety region completely entering the low load, and the D1 region, which is a low-load entry region before entering the D2 region. The D1 region may be located between the RD2 region and the D2 region.

우선, 엔진 부하 그래프를 살펴보면, 엔진 부하는 고부하에서 저부하로 급격하게 감소한다. 엔진 부하는 C영역, RD영역, D영역을 순차적으로 거친다. 엔진 부하는 C영역 및 D영역에서 모두 수평이고, C영역이 D영역보다 높은 위치에 위치한다. 엔진 부하는 RD영역에서 우하향 방향으로 일정한 각도로 경사져 있다. 이는 엔진 부하가 고부하에서 저부하로 급격하게 하강하지만 일정한 비율로 하강하는 것을 의미한다.First, when looking at the engine load graph, the engine load sharply decreases from a high load to a low load. The engine load sequentially passes through the C region, the RD region, and the D region. The engine load is horizontal in both the C region and the D region, and the C region is located at a position higher than the D region. The engine load is inclined at a constant angle in the downward direction in the RD area. This means that the engine load falls sharply from a high load to a low load, but falls at a constant rate.

다음, 실린더(2)에 공급하는 공기공급량을 살펴보면, 공기공급량은 C영역 및 D영역에서 모두 수평이고, C영역이 D영역보다 높은 위치에 위치한다. 실린더(2)에 대한 공기공급량은 RD영역에서 우하향 방향으로 경사져 있다. 이 때, RD1영역의 우하향 경사는 RD2영역의 우하향 경사보다 더 완만하다. 이는 터보차져의 가속성 지연으로 인해 실린더(2)에 공급하는 공기량이 RD1영역에서 서서히 감소하다가 RD2영역에서 터보차져가 감소된 배기가스의 양에 적응하여 실린더(2)에 일정 비율로 공기 공급량을 감소시키는 것을 의미한다.Next, the air supply amount to be supplied to the cylinder 2 is found to be horizontal in both the C region and the D region, and the C region is located at a position higher than the D region. The amount of air supplied to the cylinder 2 is inclined in the rightward and downward direction in the RD region. At this time, the downward slope of the RD1 area is more gentle than the downward slope of the RD2 area. This is because the amount of air supplied to the cylinder 2 is gradually reduced in the region RD1 due to the acceleration delay of the turbocharger, and the amount of air supplied to the cylinder 2 is reduced in proportion to the amount of exhaust gas whose turbocharger is reduced in the region RD2 .

다음, 엔진 요구 총 에너지를 살펴보면, 엔진 요구 총 에너지는 상기 엔진 부하 그래프와 동일한 패턴을 가지는 것을 알 수 있다.Next, when looking at the total required energy of the engine, it can be seen that the total required energy of the engine has the same pattern as the engine load graph.

다음, 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양에 대한 그래프를 살펴보면, 가스연료량은 C영역에서 수평을 유지하고 RD영역에서 하강한다. 이 때, 가스연료량은 RD영역에서 엔진요구 총 에너지보다 더 낮은 기울기로 하강한다. 이는, 기설정된 기준엔진부하에 따른 가스연료의 감소량(점선부분)(이하, '기준가스감소량'이라 함)보다 가스연료 공급량을 더 감소시키는 것을 의미한다. 왜냐하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 RD영역에서 가스연료 공급량을 상기 기준가스감소량보다 더 감소시킴으로써 노킹 또는 조기점화 발생을 방지하고, 상기 더 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기만큼 액체연료량을 증가시킴으로써, 실화가 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 따라서, 실린더(2)에 공급하는 액체연료의 양에 대한 그래프를 살펴보면, 액체연료량은 C영역에서 수평을 유지하고 RD영역에서 상승한 후 D1영역에서 하강한다. 이 경우, 상기 액체연료공급유닛(5)이 상기 실린더(2)에 공급하는 액체연료 공급량은, 상기 가스연료공급유닛(4)이 상기 기준가스감소량에서 더 감소시킨 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기와 동일한 크기의 에너지를 발생시키는 양일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 기설정된 가스연료 감소비율보다 더 감소시킨 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기만큼 액체연료량을 증가시켜 공급함으로써, 가스연료량 감소에 따른 출력 저하 또는 실화 발생을 액체연료량 증대로 보상할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 도 3에 도시된 바와 같이 최적공연비영역(λ0)을 유지하면서 노킹 또는 조기점화가 발생하기까지 여유를 더 확보할 수 있는 것. 즉, 노킹마진(NM)을 높일 수 있으므로, 노킹 또는 조기점화가 발생하는 것을 감소시키거나 방지할 수 있다.Next, a graph of the amount of gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 is shown. The gaseous fuel amount is kept horizontal in the region C and falls in the region RD. At this time, the gaseous fuel amount falls at a slope lower than the engine required total energy in the RD region. This means that the gas fuel supply amount is further reduced than the reduction amount (dotted line portion) of the gaseous fuel according to the predetermined reference engine load (hereinafter referred to as the " reference gas reduction amount "). This is because the marine engine 1 according to the present invention prevents the occurrence of knocking or early ignition by further reducing the gas fuel supply amount in the RD region to less than the reference gas reduction amount, In order to prevent misfiring. Accordingly, a graph of the amount of the liquid fuel to be supplied to the cylinder 2 will be described. The liquid fuel amount is kept horizontal in the region C, ascended in the RD region, and then falls in the region D1. In this case, the amount of the liquid fuel supplied to the cylinder 2 by the liquid fuel supply unit 5 is determined by the amount of the gas fuel generated by the gas fuel supply unit 4, It may be an amount that generates the same amount of energy. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention increases the amount of the liquid fuel by the amount of energy generated by the gas fuel amount which is reduced more than the predetermined gas fuel reduction ratio, Can be compensated by increasing the liquid fuel amount. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can secure a margin until knocking or early ignition occurs while maintaining the optimum air-fuel ratio zone (? 0 ) as shown in FIG. That is, since the knocking margin NM can be increased, the occurrence of knocking or early ignition can be reduced or prevented.

다음, D1영역에서 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 양은 기설정된 기준엔진부하에 대응하도록 증가시키고, 액체연료의 양은 감소시킨다. D영역은 엔진의 부하가 저부하로 안정화된 상태이기 때문에 터보차져의 응답성이 지연될 문제가 없기 때문이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 D1영역에서 엔진의 저부하에 대응하도록 가스연료의 양을 증가시킴과 동시에 액체연료의 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 저부하 영역인 D영역에서 가스연료에 비해 상대적으로 비싼 액체연료의 양을 줄일 수 있으므로, 선박 운항에 대한 운용 비용을 절감할 수 있다.Next, the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder 2 in the region D1 is increased to correspond to a predetermined reference engine load, and the amount of the liquid fuel is decreased. This is because there is no problem that the responsiveness of the turbocharger is delayed because the load on the engine is stabilized at a low load. Accordingly, the marine engine 1 according to the present invention can reduce the amount of the liquid fuel while increasing the amount of the gaseous fuel so as to correspond to the low load of the engine in the region D1. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can reduce the amount of the liquid fuel relatively expensive in comparison with the gaseous fuel in the region D, which is the low load region, so that the operation cost for the ship operation can be reduced.

도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 검지부(8)를 포함할 수 있다.Referring to Fig. 5, the marine engine 1 according to the present invention may include a detecting unit 8. Fig.

상기 검지부(8)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되었는지를 확인하기 위한 것이다. 상기 검지부(8)는 실린더에 공급되는 연료량에 대한 공기량의 비인 공연비를 측정함으로써, 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되었는지를 확인할 수 있다. 상기 검지부(8)는 배기관 또는 배기가스리시버에 설치될 수 있다. 상기 검지부(8)는 실린더(2)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하여서 공연비를 측정할 수 있다. 예컨대, 상기 검지부(8)는 공연비 센서일 수 있다. 상기 검지부(8)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(6)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 검지부(8)는 확인한 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다. 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급된 것으로 확인되면, 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량으로 상기 실린더(2)에 연료를 공급할 수 있다. 상기 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량은 D1영역에서 최종적으로 결정된 가스연료량 및 액체연료량일 수 있다. 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되지 않은 것으로 확인되면, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하를 초과하는지 여부를 다시 판단한다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 과도 부하 감소 모드 시 엔진 부하에 따라 가스연료 및 액체연료의 양을 조절하여 실린더(2)에 공급함으로써 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 실린더(2)에 공급한 가스연료 및 액체연료의 양이 엔진 부하에 대응되는 양으로 정확하게 공급되었는지를 확인함으로써 최적 공연비영역을 유지할 수 있어서 최적의 엔진 효율을 달성할 수 있다.The detecting unit 8 is for checking whether the fuel amount corresponding to the requested engine load is supplied to the cylinder 2. [ The detection unit 8 can check whether the fuel amount corresponding to the engine load is supplied to the cylinder 2 by measuring the air-fuel ratio which is the ratio of the air amount to the fuel amount supplied to the cylinder. The detecting unit 8 may be installed in an exhaust pipe or an exhaust gas receiver. The detecting unit 8 can measure the air-fuel ratio by detecting the concentration of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the cylinder 2. [ For example, the detecting unit 8 may be an air-fuel ratio sensor. The detecting unit 8 may be connected to the controller 6 through at least one of wireless communication and wire communication. Therefore, the detection unit 8 can provide the checked information to the control unit 6. The controller 6 can supply the fuel to the cylinder 2 at a fuel amount corresponding to a predetermined reference engine load at a low load if it is confirmed that the fuel amount corresponding to the requested engine load is supplied to the cylinder 2 . The amount of fuel corresponding to the reference engine load predetermined by the low load may be the gas fuel amount and the liquid fuel amount finally determined in the region D1. If the control unit 6 determines that the fuel amount corresponding to the requested engine load is not supplied to the cylinder 2, the control unit 6 again determines whether the requested engine load exceeds a preset reference engine load. Accordingly, in the marine engine 1 according to the present invention, the amount of the gaseous fuel and the liquid fuel is controlled in accordance with the engine load in the excessive load reduction mode and supplied to the cylinder 2 to prevent knocking, early ignition and misfire It is possible to maintain the optimum air-fuel ratio region by confirming that the amount of the gaseous fuel and the liquid fuel supplied to the cylinder 2 is accurately supplied in an amount corresponding to the engine load, thereby achieving the optimum engine efficiency.

이하에서는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a marine engine control method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법의 개략적인 순서도이다.6 is a schematic flow chart of a marine engine control method according to the present invention.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 상술한 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.1 to 6, a marine engine control method according to the present invention can be performed by the marine engine 1 according to the present invention described above. The marine engine control method according to the present invention includes the following configuration.

우선, 엔진을 운전시킨다(S100). 이러한 단계(S100)는 작업자가 엔진을 시동시킴으로써 이루어질 수 있다.First, the engine is operated (S100). This step (SlOO) may be accomplished by the operator starting the engine.

다음, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부. 즉, 요구된 엔진 부하가 과도 부하 감소 모드인지를 판단한다(S200). 이러한 단계(S200)는 상기 제어부(6)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 기준엔진부하는 노킹 또는 조기점화를 발생시키지 않는 엔진의 부하를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다.Next, whether the requested engine load is below a predetermined reference engine load. That is, it is determined whether the requested engine load is the excessive load reduction mode (S200). The step S200 may be performed by the control unit 6. The reference engine load means a load of the engine which does not cause knocking or early ignition, and can be preset by the operator.

다음, 실린더(2)에 공급하는 연료의 양을 조절한다(S300). 이러한 단계(S300)는 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 액체연료공급유닛(5)을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 단계(S300)는 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.Next, the amount of fuel supplied to the cylinder 2 is adjusted (S300). This step S300 may be performed by the control unit 6 controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. [ This step S300 may include the following configuration.

우선, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면, 가스연료량을 기설정된 기준엔진부하에 따른 가스연료 감소량. 즉, 기준가스감스량보다 더 감소시키고 액체연료량을 상기 기준가스감소량보다 더 감소된 가스연료량이 발생시키는 에너지 크기만큼 증가시킨다(S310). 이러한 단계(310)는 상기 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)를 제어함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 과도 부하 감소 모드 시 요구하는 엔진 부하에 대응하는 연료로 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜서 요구 엔진부하를 만족시킴과 동시에 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.First, if the required engine load is less than the preset reference engine load, the amount of gas fuel reduction is calculated based on the predetermined reference engine load. That is, the amount of the liquid fuel is further reduced by the amount of energy generated by the amount of the gaseous fuel reduced to be smaller than the reference gas reduction amount (S310). This step 310 may be performed by the control unit 6 by controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. [ Therefore, the marine engine control method according to the present invention reduces the amount of gaseous fuel as the fuel corresponding to the engine load required in the transient load reduction mode and increases the liquid fuel amount to satisfy the demanded engine load, and at the same time, knocking, Can be prevented.

다음, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이 아니면, 요구하는 엔진 부하에 대응하는 연료량을 실린더(2)에 공급한다(S320). 이러한 단계(320)는 상기 제어부(6)가 상기 가스연료공급유닛(4) 및 상기 액체연료공급유닛(5)을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(6)는 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량. 즉, 노킹 또는 조기점화의 발생을 방지함과 동시에 요구하는 엔진부하를 만족시키도록 가스연료량을 감소시켜서 실린더(2)에 공급하거나, 가스연료 및 액체연료 각각의 양을 감소시켜서 실린더(2)에 함께 공급할 수 있다.Next, if the required engine load is not less than the predetermined reference engine load, the fuel amount corresponding to the required engine load is supplied to the cylinder 2 (S320). This step 320 may be performed by the control unit 6 by controlling the gas fuel supply unit 4 and the liquid fuel supply unit 5. [ For example, the control unit 6 calculates a fuel amount corresponding to a predetermined reference engine load. That is, it is possible to prevent the occurrence of knocking or early ignition and to reduce the amount of gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 so as to satisfy the required engine load, or to reduce the amount of each of the gaseous fuel and the liquid fuel, Can be supplied together.

다음, 요구된 엔진 부하에 대응하는 연료량이 공급되었는지를 확인한다(S400). 이러한 단계(S400)는 상기 검지부(8)가 배기가스에 포함된 산소농도를 검출하여서 공연비를 측정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 검지부(8)는 확인한 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다.Next, it is confirmed whether or not the fuel amount corresponding to the requested engine load is supplied (S400). In this step S400, the detection unit 8 may detect the oxygen concentration included in the exhaust gas and measure the air-fuel ratio. The detection unit 8 can provide the control unit 6 with the confirmed information.

다음, 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급된 것으로 확인되면, 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량으로 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. 상기 저부하로 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량은 D1영역에서 최종 결정된 가스연료 및 액체연료의 양일 수 있다.Next, when it is confirmed that the fuel amount corresponding to the requested engine load is supplied to the cylinder 2, the control unit 6 can supply the cylinder 2 with the fuel amount corresponding to the predetermined reference engine load at a low load . The amount of fuel corresponding to the reference engine load predetermined by the low load may be the amount of the gaseous fuel and the liquid fuel finally determined in the region D1.

다음, 상기 제어부(6)는 요구된 엔진 부하에 대응되는 연료량이 실린더(2)에 공급되지 않은 것으로 확인되면, 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하를 초과하는지 여부(S200)를 다시 판단한다.Next, when it is confirmed that the fuel amount corresponding to the requested engine load is not supplied to the cylinder 2, the control unit 6 again determines whether or not the requested engine load exceeds the predetermined reference engine load (S200) .

따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 과도 부하 감소 모드 시 엔진 부하에 따라 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시켜서 실린더(2)에 공급함으로써, 노킹, 조기점화 및 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있어서 엔진 사용수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 실린더(2)에 공급한 가스연료 및 액체연료의 양이 엔진 부하에 대응되는 양으로 정확하게 공급되었는지를 확인함으로써 최적 공연비영역을 유지할 수 있어서 최적의 엔진 효율을 달성할 수 있다.Therefore, the marine engine control method according to the present invention reduces the gas fuel amount and increases the liquid fuel amount according to the engine load in the overload reducing mode, and supplies the increased amount to the cylinder 2 to prevent knocking, early ignition, and misfire So that it is possible to increase the service life of the engine and to ensure that the amount of the gaseous fuel and the liquid fuel supplied to the cylinder 2 is supplied accurately in an amount corresponding to the engine load, Efficiency can be achieved.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.

1 : 선박용 엔진
2 : 실린더 3 : 피스톤
4 : 가스연료연료공급유닛 5 : 액체연료공급유닛
6 : 제어부 7 : 측정부
8 : 검지부1: Marine engine
2: cylinder 3: piston
4: gas fuel fuel supply unit 5: liquid fuel supply unit
6: control unit 7: measuring unit
8: Detector

Claims (5)

연료를 연소시키기 위한 실린더;
상기 실린더에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤;
상기 실린더에 가스연료를 공급하기 위한 가스연료공급유닛;
상기 실린더에 액체연료를 공급하기 위한 액체연료공급유닛;
상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 과도 부하 감소 모드 시 상기 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.A cylinder for burning fuel;
A piston installed to the cylinder so as to be movable up and down;
A gas fuel supply unit for supplying gaseous fuel to the cylinder;
A liquid fuel supply unit for supplying liquid fuel to the cylinder;
And a control unit for controlling the gas fuel supply unit and the liquid fuel supply unit,
Wherein the control unit decreases the amount of the gaseous fuel supplied to the cylinder in the transient load reduction mode and increases the amount of the liquid fuel. 제1항에 있어서,
상기 실린더에 설치되고 요구된 엔진의 부하를 측정하기 위한 측정부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 측정부가 측정한 요구된 엔진의 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 상기 실린더에 대한 가스연료 공급량을 감소시키고, 액체연료 공급량을 증가시키도록 상기 가스연료공급유닛 및 상기 액체연료공급유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.The method according to claim 1,
And a measuring unit installed in the cylinder and measuring a load of a required engine,
Wherein the control unit decreases the gas fuel supply amount for the cylinder and increases the liquid fuel supply amount when the load of the required engine measured by the measurement unit is less than a preset reference engine load, Is controlled by the control means. 제2항에 있어서,
상기 요구된 엔진의 부하에 대응되는 연료량이 공급되었는지를 확인하기 위한 검지부를 포함하는 선박용 엔진.3. The method of claim 2,
And a detecting unit for checking whether or not a fuel amount corresponding to the requested load of the engine is supplied. 엔진 운전 단계;
요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부를 판단하는 단계;
상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만인지 여부에 따라 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계; 및
상기 요구된 엔진 부하에 대응하는 연료량이 공급되었는지 확인하는 단계를 포함하는 선박용 엔진 제어방법.Engine operating phase;
Determining whether the requested engine load is less than a predetermined reference engine load;
Adjusting an amount of fuel supplied to the cylinder depending on whether the required engine load is less than a predetermined reference engine load; And
And confirming whether or not the fuel amount corresponding to the requested engine load is supplied. 제4항에 있어서, 상기 실린더에 공급하는 연료의 양을 조절하는 단계는
상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 이상이면 기설정된 기준엔진부하에 대응하는 연료량을 실린더에 공급하는 단계; 및
상기 요구된 엔진 부하가 기설정된 기준엔진부하 미만이면 실린더에 공급하는 가스연료량을 감소시키고 액체연료량을 증가시키는 단계를 포함하는 선박용 엔진 제어방법.5. The method of claim 4, wherein adjusting the amount of fuel supplied to the cylinder
Supplying a fuel amount corresponding to a predetermined reference engine load to the cylinder when the required engine load is equal to or greater than a predetermined reference engine load; And
And decreasing the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder and increasing the amount of the liquid fuel when the required engine load is less than a predetermined reference engine load.
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