KR20190045803A - Ship Engine and Method for Ship Engine - Google Patents

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KR20190045803A
KR20190045803A KR1020180003039A KR20180003039A KR20190045803A KR 20190045803 A KR20190045803 A KR 20190045803A KR 1020180003039 A KR1020180003039 A KR 1020180003039A KR 20180003039 A KR20180003039 A KR 20180003039A KR 20190045803 A KR20190045803 A KR 20190045803A
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gaseous fuel
pressure
injection pressure
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KR1020180003039A
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Inventor
고성훈
최항섭
김기두
표준호
백은성
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현대중공업 주식회사
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

The present invention relates to a ship engine and a control method for a ship engine, wherein the control method includes: a step of measuring combustion pressure of a cylinder; a step of calculating IMEP from the combustion pressure of the cylinder; a step of calculating injection pressure of gas fuel to be supplied to the cylinder; a step of correcting the injection pressure of the gas fuel from an injection period of the gas fuel supplied to the cylinder; and a step of supplying the gas fuel to the cylinder with the injection pressure of the corrected gas fuel.

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 효율적으로 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 efficiently 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 가스모드 시 가스연료를 착화시키기 위해 소량의 디젤연료를 분사하는 파일럿인젝터, 실린더커버에 설치되어서 실린더에서 연소된 배기가스를 배출시키기 위한 배기밸브, 실린더의 하측에 설치되어서 실린더 내부로 공기를 공급하는 소기리시버, 실린더의 상측과 하측 사이에 설치되어서 실린더 내부에 가스연료를 공급하는 가스공급부를 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 vertically in the cylinder, a cylinder cover mounted on the cylinder, a pilot injector provided on the cylinder cover for injecting a small amount of diesel fuel to ignite the gaseous fuel in the gas mode, An exhaust valve installed on the cover for discharging the exhaust gas burned in the cylinder, a scavenging receiver provided on the lower side of the cylinder for supplying air into the cylinder, and an exhaust valve provided between the upper and lower sides of the cylinder, And a gas supply unit. 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, 실린더의 하측에서 내부로 소기를 공급한 후 피스톤이 상측으로 이동하는 중간에 가스공급부가 실린더의 하측과 상측 사이에서 실린더로 가스연료를 공급하고, 피스톤이 상측으로 더 이동하여서 실린더에 공급된 소기와 가스연료를 압축 연소시켜 추진력을 발생시킨다.On the other hand, in the conventional vessel, the gas supply unit feeds the gaseous fuel to the cylinder between the lower side and the upper side of the cylinder while the piston is moved upward from the lower side of the cylinder to the upper side during the gas mode operation, So as to generate propulsion by compressing and burning the gas and the gas fuel supplied to the cylinder.

여기서, 가스공급부가 실린더에 공급하는 가스연료의 압력, 가스공급 시기 및 가스공급 시간은 적정 엔진의 출력을 유지하기 위해서 중요한 요소이다. 이 중에서도 실린더에 공급하는 가스연료의 압력은 엔진의 출력과 직결되므로 가스연료의 압력을 조절하는 것은 매우 중요하다. 예컨대, 실린더에 공급하는 가스연료의 압력이 높으면 가스연료 분사주기 변동에 공급되는 가스량이 급격히 변동하여 가스연료 공급에 대한 정밀한 제어가 어려운 문제가 있다. 반면, 실린더에 공급하는 가스연료의 압력이 낮으면 분사주기 변동에 공급되는 가스량의 변동이 적어서 정밀한 제어는 가능하나 한정된 분사시간으로 인하여 제어 가능한 출력 범위가 제한되는 문제가 있다. 따라서, 엔진 부하 및 환경 변화를 빠르게 계산하여서 최적 압력으로 실린더에 가스연료를 공급함으로써, 신속하고 정밀하게 엔진의 출력을 제어할 수 있는 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법에 대한 개발이 절실히 필요하다.Here, the pressure of the gas fuel supplied to the cylinder, the gas supply timing and the gas supply time are important factors for maintaining the output of the proper engine. Among them, it is very important to regulate the pressure of the gaseous fuel because the pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder is directly connected with the output of the engine. For example, if the pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder is high, there is a problem that the amount of gas supplied to the gaseous fuel spraying period fluctuates abruptly and it is difficult to precisely control the gaseous fuel supply. On the other hand, when the pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder is low, the amount of gas supplied to the fluctuation of the spraying period is small, so that precise control is possible, but there is a problem that the controllable output range is limited due to the limited injection time. Therefore, it is urgently required to develop a marine engine and a marine engine control method capable of quickly and precisely controlling the output of the engine by rapidly calculating the engine load and environment changes and supplying the gaseous fuel to the cylinder at the optimum pressure.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 엔진의 부하에 따라 가스연료의 압력을 신속하게 계산하여서 실린더에 최적 압력의 가스연료를 공급할 수 있는 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above problems and provides a marine engine and a marine engine control method capable of quickly calculating the gas fuel pressure according to the load of the engine and supplying the gas fuel with the optimum pressure to the cylinder. .

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; 엔진의 크랭크축에 연결되고, 상기 실린더에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 실린더의 하측에서 소기공기를 공급하기 위한 소기리시버; 상기 실린더의 측벽에 마련되어 상기 실린더에 가스연료를 공급하기 위한 가스공급부; 상기 실린더에서 가스연료가 연소됨에 따라 발생하는 연소압력을 측정하기 위한 압력측정부; 및 상기 가스공급부를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 압력측정부가 측정한 연소압력에 따라 상기 실린더에 공급하는 가스연료의 분사압력이 조절되도록 상기 가스공급부를 제어할 수 있다.The marine engine according to the present invention comprises: a cylinder for burning fuel; A piston connected to a crankshaft of the engine and installed in the cylinder so as to be movable up and down; A scavenging receiver for supplying scavenged air from below the cylinder; A gas supply unit provided on a side wall of the cylinder to supply gaseous fuel to the cylinder; A pressure measuring unit for measuring a combustion pressure generated as the gaseous fuel is burned in the cylinder; And a control unit for controlling the gas supply unit. The control unit may control the gas supply unit so that the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder is controlled in accordance with the combustion pressure measured by the pressure measurement unit.

본 발명에 따른 선박용 엔진에 있어서, 상기 제어부는 상기 실린더의 연소압력으로부터 지시평균유효압력을 계산하기 위한 IMEP계산유닛, 상기 IMEP계산유닛이 계산한 지시평균유효압력을 이용하여 상기 실린더에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산하기 위한 가스분사압력계산유닛, 및 상기 실린더에 공급하는 가스연료의 분사주기로부터 상기 가스분사압력계산유닛이 계산한 가스연료의 분사압력을 보정하기 위한 가스분사압력보정유닛을 포함할 수 있다.In the marine engine according to the present invention, the control unit may include an IMEP calculation unit for calculating the indicated average effective pressure from the combustion pressure of the cylinder, an IMEP calculation unit for calculating the indicated average effective pressure, A gas injection pressure calculation unit for calculating the injection pressure of the gaseous fuel and a gas injection pressure correction unit for correcting the injection pressure of the gaseous fuel calculated by the gas injection pressure calculation unit from the injection period of the gaseous fuel supplied to the cylinder, . ≪ / RTI >

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 실린더의 연소압력을 측정하는 단계; 상기 실린더의 연소압력으로부터 IMEP를 계산하는 단계; 상기 실린더에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계; 상기 실린더에 공급하는 가스연료의 분사주기로부터 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계; 및 상기 보정된 가스연료의 분사압력으로 실린더에 가스연료를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.A method for controlling an engine for a ship according to the present invention includes the steps of: measuring a combustion pressure of a cylinder; Calculating IMEP from the combustion pressure of the cylinder; Calculating an injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder; Correcting the injection pressure of the gaseous fuel from the injection period of the gaseous fuel supplied to the cylinder; And supplying the gaseous fuel to the cylinder with the corrected injection pressure of the gaseous fuel.

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에 있어서, 상기 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계는 계산된 IMEP로부터 기설정된 맵핑테이블 또는 기설정된 계산수식을 이용하여 엔진 부하를 계산하는 단계, 및 상기 계산된 엔진 부하에 따라 실린더에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.In the method for controlling a marine engine according to the present invention, the step of calculating the injection pressure of the gaseous fuel may include calculating an engine load using a predetermined mapping table or a predetermined calculation formula from the calculated IMEP, And calculating the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder in accordance with the load.

본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에 있어서, 상기 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계는 기설정된 출력제어로직으로부터 분사주기를 계산하는 단계, 및 상기 계산된 분사주기로부터 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.In the method for controlling a marine engine according to the present invention, the step of correcting the injection pressure of the gaseous fuel includes the steps of calculating the injection period from the predetermined output control logic and correcting the injection pressure of the gaseous fuel from the calculated injection period Step < / RTI >

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

본 발명은 엔진의 부하에 따라 가스연료의 압력을 신속하게 계산하여서 실린더에 최적 압력의 가스연료를 공급할 수 있도록 구현됨으로써, 엔진 출력의 신속하면서도 정밀한 제어가 가능할 뿐만 아니라 엔진 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention can quickly calculate the pressure of the gaseous fuel according to the load of the engine and supply the gaseous fuel with the optimum pressure to the cylinder, thereby enabling quick and accurate control of the engine output as well as improving the engine efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 엔진의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 선박용 엔진에서 제어부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법의 개략적인 순서도
도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에서 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 순서도
도 5는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에서 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 순서도1 is a schematic block diagram of a marine engine according to the present invention;
2 is a schematic block diagram for explaining a control unit in a marine engine according to the present invention.
3 is a schematic flowchart of a marine engine control method according to the present invention.
4 is a schematic flowchart for explaining the step of calculating the injection pressure of the gaseous fuel in the marine engine control method according to the present invention
5 is a schematic flowchart for explaining the step of correcting the injection pressure of the gaseous fuel in the 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 5를 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 엔진 부하에 따라 실린더에 공급하는 가스연료의 분사압력을 신속하면서도 정밀하게 조절하기 위한 것이다. 상기 엔진 부하는 실린더에서 발생하는 연소압력을 측정함으로써 알 수 있다.Referring to Figs. 1 to 5, the marine engine 1 according to the present invention is for rapidly and precisely regulating the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder in accordance with the engine load. The engine load can be found by measuring the combustion pressure generated in the cylinder.

이를 위해, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2), 피스톤(3), 가스공급부(4), 압력측정부(5), 제어부(6) 및 소기리시버(7)를 포함한다.To this end, the marine engine 1 according to the present invention includes a cylinder 2, a piston 3, a gas supply unit 4, a pressure measurement unit 5, a control unit 6, and a scavenging receiver 7.

도 1 및 도 2를 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. 상기 실린더(2)에는 피스톤(3)이 이동 가능하게 설치될 수 있다. 예컨대, 피스톤(3)은 상기 연소실의 내부에서 Y축방향(도 1에 도시됨)을 기준으로 상하방향으로 왕복운동할 수 있다. 상기 Y축방향은 중력방향과 평행한 방향일 수 있으나, 다른 방향일 수도 있다. 상기 실린더(2)에는 가스연료를 공급하기 위한 가스공급부(4)가 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연소실은 상기 가스공급부(4)로부터 가스연료를 공급받을 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 소기공(미도시)을 통해 소기(Scavenge Air)가 공급된 후에 상기 연소실에 가스연료를 공급할 수 있다. 상기 소기공은 상기 실린더(2)의 하측에서 상기 실린더(2)를 관통하여 형성된 구멍으로, 공기가 일정 압력으로 충진되어 있는 소기리시버(7)에 연결되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 소기리시버(7)에 충진된 공기는 상기 소기공이 개방되면 상기 연소실로 공급될 수 있다. 상기 소기리시버(7)는 터보차져(미도시)가 상기 연소실에서 배출되는 배기가스를 공급받아 공기를 압축하여 공급함으로써, 공기를 일정 압력으로 충진할 수 있다. 상기 연소실은 피스톤(3)이 왕복 운동함에 따라 체적이 증감될 수 있다. 예컨대, 연소실은 피스톤(3)이 상측방향으로 이동하면, 체적이 감소될 수 있다. 이 경우, 연소실에 공급된 가스연료와 공기는 압축될 수 있다. 상기 피스톤(3)이 제1위치(P1, 도 1에 도시됨)에서 이동하여 제2위치(P2, 도 1에 도시됨)에 도달하면, 실린더(2)의 상측에 설치된 파일럿인젝터(미도시)가 소량의 디젤을 공급하여 압축된 가스연료를 착화시킴으로써 가스연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 연소 및 폭발하여 피스톤(3)을 하측방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 제1위치(P1)는 피스톤(3)이 하사점에 위치되는 경우이다. 상기 제2위치(P2)는 피스톤(3)이 상사점에 위치되는 경우이다. 이에 따라, 크랭크축(미도시)를 회전시키기 위한 구동력이 발생되고, 연소실에는 배기가스가 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 실린더(2)에서 발생하는 연소압력을 측정함으로써 엔진 부하를 획득할 수 있다. 연소실은 피스톤(3)이 하측방향으로 이동하면, 체적이 증가될 수 있다. 피스톤(3)이 하사점 쪽으로 이동하면, 상기 소기리시버에 충진된 공기가 상기 연소실로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 연소실에서 연료의 연소에 의해 발생된 배기가스는 상기 소기리시버로부터 공기가 공급됨에 따라 연소실의 외부로 배출될 수 있다. 이 경우, 상기 실린더(2)는 배기밸브에 의해 개방된 상태일 수 있다. 배기가스는 고온으로 인해 자연적으로 상기 연소실의 외부로 배출될 수도 있다. 배기가스는 상기 실린더(2)에 결합된 배기관을 따라 배출되어서 배기리시버(미도시)로 공급될 수 있다.1 and 2, 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. The piston (3) can be movably installed in the cylinder (2). For example, the piston 3 can reciprocate in the Y-axis direction (shown in FIG. 1) in the up-and-down direction within the combustion chamber. The Y-axis direction may be parallel to the gravity direction, but may be another direction. The cylinder 2 may be coupled with a gas supply part 4 for supplying gaseous fuel. Accordingly, the combustion chamber can be supplied with the gaseous fuel from the gas supply unit 4. The gas supply unit 4 can supply gaseous fuel to the combustion chamber after scavenging air is supplied through a small hole (not shown). The small hole may be a hole formed through the cylinder 2 at a lower side of the cylinder 2 and connected to a scavenging receiver 7 filled with air at a certain pressure. Accordingly, the air filled in the scavenging receiver 7 can be supplied to the combustion chamber when the small holes are opened. The scavenging receiver 7 is capable of filling the air with a predetermined pressure by supplying exhaust gas discharged from the combustion chamber and compressing and supplying the air by a turbocharger (not shown). The volume of the combustion chamber can be increased or decreased as the piston 3 reciprocates. For example, when the piston 3 moves upward in the combustion chamber, the volume can be reduced. In this case, the gaseous fuel and air supplied to the combustion chamber can be compressed. When the piston 3 moves in the first position P1 (shown in Fig. 1) and reaches the second position P2 (shown in Fig. 1), a pilot injector (not shown) provided on the upper side of the cylinder 2 Supplies a small amount of diesel to ignite the compressed gaseous fuel so that the mixed gas in which the gaseous fuel and the air are mixed is combusted and exploded to move the piston 3 in the downward direction. The first position P1 is a case where the piston 3 is positioned at the bottom dead center. The second position P2 is a case where the piston 3 is located at the top dead center. Thereby, a driving force for rotating the crankshaft (not shown) is generated, and exhaust gas can be generated in the combustion chamber. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can acquire the engine load by measuring the combustion pressure generated in the cylinder 2. [ The volume of the combustion chamber can be increased when the piston 3 moves downward. When the piston 3 moves toward the bottom dead center, the air filled in the scavenging receiver 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 as air is supplied from the scavenging receiver. In this case, the cylinder 2 may be in an open state by an exhaust valve. The exhaust gas may be discharged to the outside of the combustion chamber naturally due to the high temperature. The exhaust gas may be exhausted along the exhaust pipe coupled to the cylinder 2 and supplied to an exhaust receiver (not shown).

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 크랭크축에 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. 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 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 transmitting 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. The marine engine 1 according to the present invention can detonate the compressed fuel to generate a driving force when the piston 3 reaches the top dead center P2.

상기 소기리시버(7)는 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급하기 위한 것이다. 상기 소기리시버(7)는 상기 터보차져로부터 압축된 공기를 공급받아서 저장할 수 있다. 상기 소기리시버(4)는 상기 실린더(2)의 하측에 설치된 소기공을 통해 상기 실린더(2)에 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 관 또는 파이프 등을 통해 상기 실린더(2)에 연결될 수도 있다. 상기 소기리시버(7)는 상기 소기공이 열리면, 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급할 수 있다. 상기 소기리시버(4)는 상기 소기공이 폐쇄되면, 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급할 수 없다. 상기 소기공은 상기 실린더(2)에서 이동하는 피스톤의 위치에 따라 열리거나 폐쇄될 수 있다. 상기 소기리시버(7)는 상기 소기공이 개방되면 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급하여야 하므로 소정의 압력으로 소기공기를 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 소기리시버(7)는 1바(bar)에서 8바(bar)의 압력으로 소기공기를 저장하고 있을 수 있다. 상기 소기리시버(7)는 상기 터보차져로부터 공기를 공급받으므로 상기 터보차져가 압축하는 공기의 양이 적으면, 낮은 압력으로 소기공기를 저장하게 된다. 반대로, 상기 소기리시버(7)는 상기 터보차져가 압축하는 공기의 양이 많으면, 높은 압력으로 소기공기를 저장하게 된다. 상기 터보차져는 배기가스를 이용하여 공기를 압축한다. 따라서, 상기 소기리시버(7)는 배기가스의 압력. 즉, 엔진의 부하에 따라 저장하는 공기의 압력이 달라질 수 있다. 예컨대, 엔진의 부하가 커지면 배기가스의 압력이 높아지므로 상기 소기리시버(7)는 높은 압력으로 소기공기를 저장할 수 있다. 예컨대, 엔진의 부하가 작아지면 배기가스의 압력이 낮아지므로 상기 소기리시버(7)는 낮은 압력으로 소기공기를 저장할 수 있다.The scavenging receiver (7) is for supplying scavenging air to the cylinder (2). The scavenging receiver 7 can receive and store compressed air from the turbocharger. The scavenging receiver 4 may be connected to the cylinder 2 through a small hole provided on the lower side of the cylinder 2 but may be connected to the cylinder 2 through a pipe or pipe. The scavenging receiver (7) can supply scavenging air to the cylinder (2) when the small hole is opened. The scavenging receiver 4 can not supply scavenged air to the cylinder 2 when the small pores are closed. The small holes may be opened or closed depending on the position of the piston moving in the cylinder (2). Since the scavenging receiver 7 is to supply scavenged air to the cylinder 2 when the small pores are opened, the scavenging receiver 7 can store the scavenged air at a predetermined pressure. For example, the scavenging receiver 7 may store scavenged air at a pressure of 8 bar at one bar. Since the scavenging receiver 7 receives air from the turbocharger, if the amount of air compressed by the turbocharger is small, the scavenging air is stored at a low pressure. In contrast, the scavenging receiver 7 stores the scavenged air at a high pressure when the amount of air compressed by the turbocharger is large. The turbocharger compresses air using exhaust gas. Accordingly, the scavenging receiver 7 is capable of controlling the pressure of the exhaust gas. That is, the pressure of air to be stored may vary depending on the load of the engine. For example, when the load of the engine is increased, the pressure of the exhaust gas is increased, so that the scavenging receiver 7 can store the scavenging air at a high pressure. For example, when the load of the engine becomes small, the pressure of the exhaust gas becomes low, so that the scavenging receiver 7 can store the scavenged air at a low pressure.

상기 가스공급부(4)는 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급하기 위한 것이다. 상기 가스공급부(4)는 상기 실린더(2)의 측벽에 마련될 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 피스톤(3)의 상사점(P2)과 하사점(P1) 사이에 위치하도록 상기 실린더(2)의 측벽에 결합될 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에, 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에, 상기 실린더(2)에 가스연료와 공기를 혼합하여 공급할 수도 있다. 예컨대, 상기 가스공급부(4)는 피스톤(3)이 하사점(P1)에서 상사점(P2)으로 이동하는 중간에 상기 실린더(2)로 가스연료를 공급할 때 보조공기공급부(미도시)로부터 추가 공기를 공급받아서 함께 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 실린더(2)에 가스연료와 공기를 혼합한 혼합연료를 공급할 수 있으므로, 실린더(2)에 가스연료만 공급하는 경우에 비해 공기와 가스연료를 더 균일하게 혼합시켜서 노킹, 조기점화와 같은 이상연소가 발생하는 것을 줄이거나 방지할 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 상기 소기리시버(7)가 소기공을 통해 상기 실린더(2)에 소기공기를 공급한 후에 상기 실린더(2)에 가스연료 또는 혼합연료를 공급할 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 선박이 LNG선일 경우, 가스저장탱크(미도시)에 저장된 LNG를 기화시켜서 상기 실린더(2)에 공급할 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 가스저장탱크에서 발생되는 BOG(Boil off gas)를 상기 실린더(2)에 공급할 수도 있다. 상기 가스공급부(4)는 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사압력을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 가스공급부(4)는 컴프레서, 임펠러, 블로워, 펌프 등과 같은 압축장치가 가스연료를 압축하는 압축률을 높이거나 감소시킴으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 분사압력을 조절할 수 있다. 상기 가스공급부(4)는 상기 실린더(2)에 설치되는 가스분사노즐의 개도를 조절하는 밸브를 제어함으로써, 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 분사압력을 조절할 수도 있다. 상기 가스공급부(4)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(6)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 가스공급부(4)는 상기 제어부(6)에 의해 제어되어서 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사압력을 조절할 수 있다.The gas supply unit 4 is for supplying the gaseous fuel to the cylinder 2. The gas supply part 4 may be provided on the side wall of the cylinder 2. [ The gas supply unit 4 may be coupled to the side wall of the cylinder 2 so as to be positioned between the top dead center P2 and the bottom dead center P1 of the piston 3. The gas 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 supply unit 4 may mix the gas 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. For example, the gas supply unit 4 may be additionally provided from an auxiliary air supply unit (not shown) when supplying the gaseous fuel to the cylinder 2 in the middle of the movement of the piston 3 from the bottom dead center P 1 to the top dead center P 2. Air can be supplied and supplied together. Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can supply the mixed fuel in which the gas fuel and the air are mixed to the cylinder 2, so that the air and the gaseous fuel are supplied to the cylinder 2 It is possible to reduce or prevent the occurrence of abnormal combustion such as knocking or early ignition by uniformly mixing them. The gas supply unit 4 can supply gaseous fuel or mixed fuel to the cylinder 2 after the scavenging receiver 7 supplies scavenged air to the cylinder 2 through a small hole. The gas supply unit 4 may vaporize the LNG stored in the gas storage tank (not shown) and supply it to the cylinder 2 when the ship is an LNG line. The gas supply unit 4 may supply a boil off gas (BOG) generated in the gas storage tank to the cylinder 2. The gas supply unit 4 can regulate the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2. For example, the gas supply unit 4 may adjust the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 by increasing or decreasing the compression rate at which the compression unit such as a compressor, an impeller, a blower, a pump, etc. compresses the gaseous fuel . The gas supply unit 4 may control the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 by controlling a valve that controls the opening degree of the gas injection nozzle provided in the cylinder 2. [ The gas supply unit 4 may be connected to the control unit 6 through at least one of wireless communication and wire communication. Therefore, the gas supply unit 4 can control the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 by the control unit 6.

상기 압력측정부(5)는 상기 실린더(2)에서 가스연료가 연소됨에 따라 발생하는 연소압력을 측정하기 위한 것이다. 상기 압력측정부(5)는 상기 피스톤(3)이 상사점(P2)에 위치한 후 파일럿인젝터가 파일럿연료인 디젤을 분사하였을 경우 압축된 공기와 연료가 폭발할 때의 압력을 측정함으로써 연소압력을 측정할 수 있다. 상기 압력측정부(5)는 실린더커버에 설치되고, 일부가 상기 연소실에 삽입되어서 상기 연소압력을 측정할 수 있다. 상기 압력측정부(5)는 압력센서일 수 있다. 상기 압력측정부(5)는 1개가 설치될 수 있으나, 측정한 연소압력의 신뢰성을 높이기 위해 복수개가 상기 실린더(2)의 서로 다른 위치에 설치될 수도 있다. 상기 압력측정부(5)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(6)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 압력측정부(5)는 측정한 연소압력 정보를 상기 제어부(6)에 제공할 수 있다.The pressure measuring unit 5 measures the combustion pressure generated as the gaseous fuel is burned in the cylinder 2. The pressure measuring unit 5 measures the pressure when the compressed air and the fuel are exploded when the pilot injector injects the pilot fuel after the piston 3 is positioned at the top dead center P2, Can be measured. The pressure measuring unit 5 is installed in a cylinder cover, and a part of the pressure measuring unit 5 is inserted into the combustion chamber to measure the combustion pressure. The pressure measuring unit 5 may be a pressure sensor. One pressure measuring unit 5 may be provided, but a plurality of pressure measuring units 5 may be installed at different positions of the cylinder 2 to increase the reliability of the measured combustion pressure. The pressure measuring unit 5 may be connected to the controller 6 through at least one of wireless communication and wire communication. Therefore, the pressure measuring unit 5 can provide the measured combustion pressure information to the control unit 6. [

상기 제어부(6)는 상기 가스공급부(4)를 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(6)가 상기 가스공급부(4)를 제어함에 따라 상기 실린더(2)에 공급되는 가스연료의 분사압력이 달라질 수 있다. 상기 제어부(6)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 가스공급부(4)에 연결됨으로써, 상기 가스공급부(4)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 배기밸브가 실린더(2)를 폐쇄한 후에 실린더(2)에 가스연료가 공급되도록 배기밸브, 및 상기 가스공급부가 갖는 가스연료공급밸브(미도시)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 엔진 부하. 즉, 상기 압력측정부(5)가 측정한 연소압력에 따라 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사압력이 조절되도록 상기 가스공급부(4)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(6)는 상기 압력측정부(5)가 측정한 연소압력이 기설정된 기준연소압력을 초과하면 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사압력이 낮아지도록 가스공급부(4)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 상기 압력측정부(5)가 측정한 연소압력이 기설정된 기준연소압력 미만이면 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사압력이 높아지도록 가스공급부(4)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 상기 압력측정부(5)가 측정한 연소압력을 산술적으로 계산하여서 미리 실린더(2)에 공급해야 할 가스연료의 분사압력을 신속하게 결정할 수 있다. 상기 제어부(6)는 지시평균유효압력(IMEP) 계산기구(61), 가스분사압력계산유닛(62) 및 가스분사압력보정유닛(63)를 포함할 수 있다.The control unit (6) is for controlling the gas supply unit (4). As the control unit 6 controls the gas supply unit 4, the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 may be varied. The control unit 6 may control the gas supply unit 4 by being connected to the gas supply unit 4 by at least one of wireless communication and wire communication. The control unit 6 can control the exhaust valve and the gas fuel supply valve (not shown) of the gas supply unit so that the gas fuel is supplied to the cylinder 2 after the exhaust valve closes the cylinder 2. [ The control unit (6) controls the engine load. That is, the gas supply unit 4 may be controlled such that the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 is controlled in accordance with the combustion pressure measured by the pressure measurement unit 5. For example, when the combustion pressure measured by the pressure measuring unit 5 exceeds a preset reference combustion pressure, the control unit 6 controls the gas supply unit 4 so that the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 is lowered Can be controlled. The control unit 6 can control the gas supply unit 4 so that the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 becomes higher if the combustion pressure measured by the pressure measurement unit 5 is less than the preset reference combustion pressure have. The control unit 6 can calculate the combustion pressure measured by the pressure measuring unit 5 arithmetically to quickly determine the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 in advance. The control unit 6 may include an indication average effective pressure (IMEP) calculation mechanism 61, a gas injection pressure calculation unit 62 and a gas injection pressure correction unit 63.

상기 IMEP계산유닛(61)는 상기 실린더(2)의 연소압력으로부터 지시평균유효압력(IMEP)을 계산하기 위한 것이다. 상기 IMEP계산유닛(61)는 상기 압력측정부(5)로부터 제공받은 실린더(2)의 연소압력을 이용하여 IMEP를 계산할 수 있다. 상기 IMEP계산유닛(61)는 직전 사이클에서 측정된 연소압력 값과 이전에 다수 사이클에서 측정된 연소압력 값을 평균하여서 IMEP를 계산할 수 있다.The IMEP calculation unit 61 is for calculating the indicated average effective pressure IMEP from the combustion pressure of the cylinder 2. [ The IMEP calculation unit 61 may calculate the IMEP using the combustion pressure of the cylinder 2 supplied from the pressure measurement unit 5. [ The IMEP calculation unit 61 can calculate the IMEP by averaging the combustion pressure values measured in the immediately preceding cycle and the combustion pressure values measured in a plurality of cycles previously.

상기 가스분사압력계산유닛(62)는 상기 실린더(2)에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산하기 위한 것이다. 상기 가스분사압력계산유닛(62)는 상기 IMEP계산유닛(61)가 계산한 IMEP를 이용하여 상기 실린더(2)에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산할 수 있다. 예컨대, 상기 가스분사압력계산유닛(62)는 기설정된 맵핑테이블에서 계산된 IMEP 값에 대응하는 엔진 부하 값을 검출하고, 검출한 엔진 부하 값에 따라 실린더(2)에 공급해야 할 가스연료의 분사압력 값을 계산할 수 있다. 상기 맵핑테이블은 엔진 테스트 시에 엔진 부하에 따른 IMEP 값을 저장해 놓은 것으로, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 가스연료의 분사압력 값은 엔진 테스트 시에 엔진 부하에 따른 가스연료의 분사압력을 기록한 가스분사압력 맵핑테이블을 이용하여 계산될 수 있다. 상기 가스분사압력계산유닛(62)는 기설정된 계산 수식에 계산된 IMEP 값을 대입하여서 엔진 부하 값을 검출하고, 검출한 엔진 부하 값에 따라 실린더(2)에 공급해야 할 가스연료의 분사압력 값을 계산할 수도 있다. 상기 계산수식은 엔진 부하와 IMEP 값에 대한 수식으로, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다.The gas injection pressure calculation unit 62 is for calculating the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2. The gas injection pressure calculation unit 62 can calculate the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 by using the IMEP calculated by the IMEP calculation unit 61. [ For example, the gas injection pressure calculation unit 62 detects the engine load value corresponding to the IMEP value calculated in the pre-set mapping table, and determines the injection amount of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 according to the detected engine load value The pressure value can be calculated. The mapping table stores IMEP values according to the engine load at the time of engine test, and can be set in advance by the operator. The injection pressure value of the gaseous fuel can be calculated using the gas injection pressure mapping table recording the injection pressure of the gaseous fuel according to the engine load at the time of the engine test. The gas injection pressure calculation unit 62 calculates the injection pressure value of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 in accordance with the detected engine load value by substituting the IMEP value calculated in the predetermined calculation formula . The calculation formula may be preset by the operator as an expression for the engine load and the IMEP value.

상기 가스분사압력보정유닛(63)는 상기 가스분사압력계산유닛(62)가 계산한 가스연료의 분사압력을 보정하기 위한 것이다. 상기 가스분사압력보정유닛(63)는 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사주기를 이용하여 상기 가스연료의 분사압력을 보정할 수 있다. 상기 가스연료의 분사주기는 상기 가스공급부(4)를 통하여 가스가 공급되는 시간을 의미하며, 작업자에 의해 설정된 출력제어로직으로부터 도출할 수 있다. 예컨대, 상기 가스분사압력보정유닛(63)는 상기 가스공급부(4)가 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사주기가 짧으면 상기 가스분사압력계산유닛(62)가 계산한 가스연료의 분사압력보다 낮아지도록 가스연료의 분사압력을 보정할 수 있다. 상기 가스분사압력보정유닛(63)는 상기 가스공급부(4)가 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사주기가 크면 상기 가스분사압력계산유닛(62)가 계산한 가스연료의 분사압력보다 높아지도록 가스연료의 분사압력을 보정할 수 있다.The gas injection pressure correction unit 63 is for correcting the injection pressure of the gaseous fuel calculated by the gas injection pressure calculation unit 62. The gas injection pressure correcting unit 63 can correct the injection pressure of the gaseous fuel by using the injection period of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2. [ The spraying period of the gaseous fuel means a time during which the gas is supplied through the gas supply unit 4 and can be derived from the output control logic set by the operator. For example, the gas injection pressure correcting unit 63 corrects the gas injection pressure of the gas fuel supplied to the cylinder 2 by the gas injection pressure calculating unit 62, The injection pressure of the gaseous fuel can be corrected so as to be lower than the pressure. The gas injection pressure correcting unit 63 corrects the gas injection pressure of the gas fuel supplied to the cylinder 2 from the gas injection pressure of the gas fuel supplied to the cylinder 2 The injection pressure of the gaseous fuel can be corrected so as to be increased.

본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 상기 가스분사압력보정유닛(63)가 보정한 가스연료의 분사압력으로 상기 실린더(2)에 가스연료를 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진(1)은 엔진의 부하에 따라 상기 실린더(2)에 공급해야 할 가스연료의 분사압력을 신속하게 계산하여서 최적의 압력으로 가스연료를 공급할 수 있으므로, 엔진 출력의 신속하면서도 정밀한 제어가 가능할 뿐만 아니라 엔진 효율을 향상시킬 수 있다.The marine engine 1 according to the present invention can supply the gaseous fuel to the cylinder 2 with the injection pressure of the gaseous fuel corrected by the gas injection pressure correction unit 63. [ Therefore, the marine engine 1 according to the present invention can quickly calculate the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 in accordance with the load of the engine and supply the gaseous fuel with the optimum pressure, Not only rapid and precise control is possible, but also the engine efficiency can be improved.

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 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법의 개략적인 순서도, 도 4는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에서 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 순서도, 도 5는 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법에서 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계를 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.FIG. 3 is a schematic flow chart of a method for controlling a marine engine according to the present invention, FIG. 4 is a schematic flowchart for explaining a step of calculating an injection pressure of a gaseous fuel in a marine engine control method according to the present invention, Fig. 5 is a schematic flowchart for explaining the step of correcting the injection pressure of the gaseous fuel in the marine engine control method according to the first embodiment.

도 1 내지 도 5를 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 5, 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, 실린더(2)의 연소압력을 측정한다(S100). 이러한 단계(S100)는 압력측정부(5)가 상기 실린더(2)에 주입된 연료와 공기가 압축 연소될 때의 압력을 측정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 압력측정부(5)는 측정한 연소압력 정보를 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 제어부(6)에 제공할 수 있다.First, the combustion pressure of the cylinder 2 is measured (S100). This step S100 may be performed by measuring the pressure of the fuel injected into the cylinder 2 and the pressure when the air is compressed and combusted by the pressure measuring unit 5. [ The pressure measuring unit 5 may provide the measured combustion pressure information to the control unit 6 through at least one of wireless communication and wire communication.

다음, 실린더(2)의 연소압력으로부터 IMEP를 계산한다(S200). 이러한 단계(S200)는 IMEP계산유닛(61)가 상기 압력측정부(5)로부터 제공받은 연소압력 정보를 이용하여 IMEP를 계산함으로써 이루어질 수 있다. 상기 IMEP계산유닛(61)는 직전 사이클에서 측정된 연소압력 값과 이전에 다수 사이클에서 측정된 연소압력 값을 평균하여서 IMEP를 계산할 수 있다.Next, IMEP is calculated from the combustion pressure of the cylinder 2 (S200). This step (S200) may be performed by calculating the IMEP using the combustion pressure information provided from the pressure measurement unit (5) by the IMEP calculation unit (61). The IMEP calculation unit 61 can calculate the IMEP by averaging the combustion pressure values measured in the immediately preceding cycle and the combustion pressure values measured in a plurality of cycles previously.

다음, 실린더(2)에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산한다(S300). 이러한 단계(S300)는 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.Next, the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 is calculated (S300). This step S300 may include the following configuration.

우선, 상기 IMEP계산유닛(61)가 계산한 IMEP로부터 기설정된 맵핑테이블 또는 기설정된 계산 수식을 이용하여 엔진부하를 계산한다(S310). 이러한 단계(S310)는 가스분사압력계산유닛(62)가 기설정된 맵핑테이블에서 상기 IMEP계산유닛(61)가 계산한 IMEP 값에 대응하는 엔진 부하 값을 검출함으로써 이루어질 수 있다. 상기 맵핑테이블은 엔진 초기 테스트 시에 엔진 부하에 따른 IMEP 값을 기록 저장해 놓은 것으로, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 또는 이러한 단계(S310)는 상기 가스분사압력계산유닛(62)가 기설정된 계산 수식에 계산된 IMEP 값을 대입하여서 엔진 부하 값을 검출함으로써 이루어질 수도 있다.First, the engine load is calculated from the IMEP calculated by the IMEP calculation unit 61 using a predetermined mapping table or a predetermined calculation formula (S310). This step S310 may be performed by detecting the engine load value corresponding to the IMEP value calculated by the IMEP calculation unit 61 in the predetermined mapping table by the gas injection pressure calculation unit 62. [ The mapping table stores the IMEP value according to the engine load at the time of engine initial test and can be set in advance by the operator. Alternatively, this step S310 may be performed by the gas injection pressure calculation unit 62 substituting the IMEP value calculated in the predetermined calculation formula to detect the engine load value.

다음, 계산된 엔진 부하에 따라 가스연료의 분사압력을 계산한다(S320). 이러한 단계(S320)는 가스분사압력계산유닛(62)가 기설정된 가스분사압력 맵핑테이블에서 상기 계산된 엔진 부하 값에 대응하는 가스연료의 분사압력을 검출함으로써 이루어질 수 있다. 상기 가스분사압력 맵핑테이블은 엔진 초기 테스트 시에 엔진 부하에 따른 가스분사압력 값을 기록 저장해 놓은 것으로, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다.Next, the injection pressure of the gaseous fuel is calculated according to the calculated engine load (S320). This step S320 may be performed by detecting the injection pressure of the gaseous fuel corresponding to the calculated engine load value in the predetermined gas injection pressure mapping table by the gas injection pressure calculation unit 62. [ The gas injection pressure mapping table records the gas injection pressure value corresponding to the engine load at the time of the initial engine test and can be preset by the operator.

다음, 가스연료의 분사압력을 보정한다(S400). 이러한 단계(S400)는 상기 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사주기를 이용하여 가스연료의 분사압력을 보정할 수 있다. 이러한 단계(S400)는 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.Next, the injection pressure of the gaseous fuel is corrected (S400). In this step S400, the injection pressure of the gaseous fuel can be corrected by using the injection period of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2. [ This step (S400) may include the following configuration.

우선, 기설정된 출력제어로직으로부터 분사주기를 계산한다(S410). 이러한 단계(S410)는 상기 가스분사압력보정유닛(63)가 엔진 테스트 시 작업자에 의해 미리 설정된 출력제어로직으로부터 분사주기를 도출함으로써 이루어질 수 있다.First, the spraying period is calculated from the preset output control logic (S410). This step S410 may be performed by deriving the gas injection pressure correction unit 63 from the output control logic preset by the operator in the engine test.

다음, 계산된 분사주기로부터 가스연료의 분사압력을 보정한다(S420). 이러한 단계(S420)는 상기 가스분사압력보정유닛(63)에 의해 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 가스분사압력보정유닛(63)는 가스공급부(4)가 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사주기가 짧으면 가스분사압력계산유닛(62)가 계산한 가스연료의 분사압력보다 낮아지도록 가스연료의 분사압력을 보정할 수 있다. 상기 가스분사압력보정유닛(63)는 가스공급부(4)가 실린더(2)에 공급하는 가스연료의 분사주기가 크면 가스분사압력계산유닛(62)가 계산한 가스연료의 분사압력보다 높아지도록 가스연료의 분사압력을 보정할 수 있다.Next, the injection pressure of the gaseous fuel is corrected from the calculated injection period (S420). This step S420 may be performed by the gas injection pressure correction unit 63. [ For example, the gas injection pressure correcting unit 63 corrects the gas injection pressure to be lower than the injection pressure of the gaseous fuel calculated by the gas injection pressure calculating unit 62 when the gas supply unit 4 is short of the injection period of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 The injection pressure of the gaseous fuel can be corrected. The gas injection pressure correcting unit 63 corrects the gas injection pressure so that the gas injection pressure correction unit 63 corrects the gas injection pressure to be higher than the injection pressure of the gaseous fuel calculated by the gas injection pressure calculation unit 62 when the gas injection rate of the gaseous fuel supplied to the cylinder 2 by the gas supply unit 4 is large The injection pressure of the fuel can be corrected.

다음, 보정된 가스연료의 분사압력으로 실린더(2)에 가스연료를 공급한다(S500). 이러한 단계(S500)는 상기 가스공급부(4)가 제어부(6)의 제어에 따라 압축장치 및 밸브 중 적어도 하나를 이용하여 보정된 분사압력으로 가스연료를 실린더(2)에 공급함으로써 이루어질 수 있다.Next, the gaseous fuel is supplied to the cylinder 2 with the corrected injection pressure of the gaseous fuel (S500). This step S500 may be performed by supplying the gaseous fuel to the cylinder 2 at a corrected injection pressure using at least one of the compression device and the valve in accordance with the control of the control part 6 by the gas supply part 4. [

따라서, 본 발명에 따른 선박용 엔진 제어방법은 엔진의 부하로부터 계산된 IMEP 값에 따라 다음 사이클에서 실린더(2)에 공급해야 할 가스연료의 분사압력을 미리 계산하여서 최적의 압력으로 가스연료를 공급할 수 있으므로, 엔진 출력의 신속하면서도 정밀한 제어가 가능할 뿐만 아니라 엔진 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the marine engine control method according to the present invention, the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder 2 in the next cycle is calculated in advance according to the IMEP value calculated from the load of the engine, Therefore, not only quick and precise control of the engine output is possible, but also the engine efficiency can be improved.

도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 선박용 엔진 및 선박용 엔진 제어방법은 IMEP를 대신하여 크랭크축의 토크로부터 계산된 제동평균유효압력(Brake Mean Eeffective Pressure)을 이용하여 실린더(2)에 공급해야 할 가스연료의 분사압력을 미리 계산하여서 최적의 압력으로 가스연료를 공급할 수도 있다.Although not shown, in the marine engine and marine engine control method according to the present invention, the IMEP is used instead of the IMEP to calculate the braking mean effective pressure, which is calculated from the torque of the crankshaft, It is also possible to calculate the injection pressure in advance and supply the gaseous fuel at the optimum pressure.

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 : 가스공급부 5 : 압력측정부
6 : 제어부 7 : 소기리시버
61 : IMEP계산유닛 62 : 가스분사압력계산유닛
62 : 가스분사압력보정유닛1: Marine engine
2: cylinder 3: piston
4: gas supply part 5: pressure measurement part
6: control unit 7: scavenge receiver
61: IMEP calculation unit 62: gas injection pressure calculation unit
62: Gas injection pressure correction unit

Claims (5)

연료를 연소시키기 위한 실린더;
엔진의 크랭크축에 연결되고, 상기 실린더에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤;
상기 실린더의 하측에서 소기공기를 공급하기 위한 소기리시버;
상기 실린더의 측벽에 마련되어 상기 실린더에 가스연료를 공급하기 위한 가스공급부;
상기 실린더에서 가스연료가 연소됨에 따라 발생하는 연소압력을 측정하기 위한 압력측정부; 및
상기 가스공급부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 압력측정부가 측정한 연소압력에 따라 상기 실린더에 공급하는 가스연료의 분사압력이 조절되도록 상기 가스공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진.A cylinder for burning fuel;
A piston connected to a crankshaft of the engine and installed in the cylinder so as to be movable up and down;
A scavenging receiver for supplying scavenged air from below the cylinder;
A gas supply unit provided on a side wall of the cylinder to supply gaseous fuel to the cylinder;
A pressure measuring unit for measuring a combustion pressure generated as the gaseous fuel is burned in the cylinder; And
And a control unit for controlling the gas supply unit,
Wherein the control unit controls the gas supply unit so that the injection pressure of the gaseous fuel supplied to the cylinder is adjusted in accordance with the combustion pressure measured by the pressure measurement unit. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 실린더의 연소압력으로부터 지시평균유효압력을 계산하기 위한 IMEP계산유닛;
상기 IMEP계산유닛이 계산한 지시평균유효압력을 이용하여 상기 실린더에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산하기 위한 가스분사압력계산유닛; 및
상기 실린더에 공급하는 가스연료의 분사주기로부터 상기 가스분사압력계산유닛이 계산한 가스연료의 분사압력을 보정하기 위한 가스분사압력보정유닛을 포함하는 선박용 엔진.The apparatus of claim 1, wherein the control unit
An IMEP calculation unit for calculating an indicated average effective pressure from the combustion pressure of the cylinder;
A gas injection pressure calculation unit for calculating an injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder by using the indicated average effective pressure calculated by the IMEP calculation unit; And
And a gas injection pressure correction unit for correcting the injection pressure of the gaseous fuel calculated by the gas injection pressure calculation unit from the injection period of the gaseous fuel supplied to the cylinder. 실린더의 연소압력을 측정하는 단계;
상기 실린더의 연소압력으로부터 IMEP를 계산하는 단계;
상기 실린더에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계;
상기 실린더에 공급하는 가스연료의 분사주기로부터 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계; 및
상기 보정된 가스연료의 분사압력으로 실린더에 가스연료를 공급하는 단계를 포함하는 선박용 엔진 제어방법.Measuring the combustion pressure of the cylinder;
Calculating IMEP from the combustion pressure of the cylinder;
Calculating an injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder;
Correcting the injection pressure of the gaseous fuel from the injection period of the gaseous fuel supplied to the cylinder; And
And supplying gaseous fuel to the cylinder with the corrected injection pressure of the gaseous fuel. 제3항에 있어서, 상기 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계는
계산된 IMEP로부터 기설정된 맵핑테이블 또는 기설정된 계산수식을 이용하여 엔진 부하를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 엔진 부하에 따라 실린더에 공급해야 하는 가스연료의 분사압력을 계산하는 단계를 포함하는 선박용 엔진 제어방법.4. The method of claim 3, wherein calculating the injection pressure of the gaseous fuel comprises:
Calculating an engine load from the calculated IMEP using a predetermined mapping table or a predetermined calculation formula; And
And calculating the injection pressure of the gaseous fuel to be supplied to the cylinder in accordance with the calculated engine load. 제3항에 있어서, 상기 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계는
기설정된 출력제어로직으로부터 분사주기를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 분사주기로부터 가스연료의 분사압력을 보정하는 단계를 포함하는 선박용 엔진 제어방법.4. The method of claim 3, wherein correcting the injection pressure of the gaseous fuel comprises:
Calculating a power divider from the preset output control logic; And
And correcting the injection pressure of the gaseous fuel from the calculated injection period.
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