KR20220041067A - Marine diesel engine - Google Patents

Marine diesel engine Download PDF

Info

Publication number
KR20220041067A
KR20220041067A KR1020220035246A KR20220035246A KR20220041067A KR 20220041067 A KR20220041067 A KR 20220041067A KR 1020220035246 A KR1020220035246 A KR 1020220035246A KR 20220035246 A KR20220035246 A KR 20220035246A KR 20220041067 A KR20220041067 A KR 20220041067A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
injection
valve
urea water
pump
Prior art date
Application number
KR1020220035246A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102681937B1 (en
Inventor
가즈히사 이토
고지 에도
Original Assignee
가부시키가이샤 자판엔진코포레숀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀 filed Critical 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀
Publication of KR20220041067A publication Critical patent/KR20220041067A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102681937B1 publication Critical patent/KR102681937B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M43/00Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • F02M43/04Injectors peculiar thereto
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/14Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven relating to internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F02B25/04Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0607Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/061Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/242Arrangement of spark plugs or injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

The present invention relates to a marine diesel engine. According to the present invention, a urea water is directly sprayed into a combustion chamber without running out of a space for arranging components. The marine diesel engine (1) comprises: a cylinder (16) defining a combustion chamber (17); an exhaust valve (18) disposed on a cylinder cover (15) defining the ceiling surface of the combustion chamber (17) and opening and closing the combustion chamber (17); and a plurality of fuel spray valves (30) disposed on the cylinder cover (15). The plurality of fuel spray valves (30) are arranged to surround the exhaust valve (18) along the circumferential direction of the cylinder (16). All of the plurality of fuel spray valves (30) are configured to spray a fuel and the urea water in layers.

Description

선박용 디젤 엔진{MARINE DIESEL ENGINE}Marine diesel engine {MARINE DIESEL ENGINE}

여기에 개시하는 기술은 선박용 디젤 엔진에 관한 것이다.The technology disclosed herein relates to a marine diesel engine.

디젤 엔진의 배기가스에 포함되는 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 방법으로서, 연소실에 요소수를 분사하는 것이 널리 알려져 있다.As a method for removing nitrogen oxides (NO x ) contained in exhaust gas of a diesel engine, injecting urea water into a combustion chamber is widely known.

예를 들어, 특허문헌 1에 개시되어 있는 디젤 엔진은, 연소실에 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브(연료용 인젝터)와, 연소실 및 당해 연소실 근방의 배기 통로 중 어느 한쪽을 향하여 요소수를 분사하기 위한 요소수 분사 밸브(요소수용 인젝터)를 하나씩 구비한 구성으로 되어 있다.For example, the diesel engine disclosed in Patent Document 1 includes a fuel injection valve (fuel injector) for injecting fuel into a combustion chamber, and a combustion chamber and an exhaust passage in the vicinity of the combustion chamber to inject urea water. It has a configuration provided with one urea water injection valve (urea water injector) for

일본 특허공개 평3-213614호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 3-213614

그런데, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 요소수 분사 밸브를 연료 분사 밸브 근방에 배치함으로써, 연소실 내에 요소수를 직접 분사하는 것을 생각할 수 있다.By the way, by arranging the urea water injection valve as disclosed in Patent Document 1 in the vicinity of the fuel injection valve, it is conceivable to directly inject the urea water into the combustion chamber.

이 경우, 선박용 디젤 엔진과 같이 복수의 연료 분사 밸브를 구비한 엔진에서는, 연료 분사 밸브마다 요소수 분사 밸브를 준비하는 것이 요구되므로, 요소수 분사 밸브가 복수개 필요해진다. 따라서, 실린더 커버에서, 요소수 분사 밸브 등의 부품을 배치하는 공간이 부족해져버린다는 문제가 있었다.In this case, in an engine provided with a plurality of fuel injection valves such as a marine diesel engine, it is required to provide a urea water injection valve for each fuel injection valve, and therefore a plurality of urea water injection valves are required. Accordingly, there is a problem in that the space for arranging parts such as the urea water injection valve in the cylinder cover becomes insufficient.

여기에 개시하는 기술은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 부품을 배치하기 위한 공간이 부족해지는 일 없이, 연소실 내에 요소수를 직접 분사하는 데 있다.The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to directly inject urea water into the combustion chamber without running out of space for arranging parts.

본원 발명자들은, 일반적인 연료 분사 밸브 대신에, 연료와 물의 층상 분사가 가능한 연료 분사 밸브에 착안하였다. 본원 발명자들은, 이러한 연료 분사 밸브에 있어서, 물 대신에 요소수를 이용하는 것을 찾아내어, 여기에 개시하는 기술을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have focused on a fuel injection valve capable of layered injection of fuel and water instead of a general fuel injection valve. The inventors of the present application have found that urea water is used instead of water in such a fuel injection valve, and have completed the technique disclosed herein.

구체적으로, 여기에 개시하는 기술은 선박용 디젤 엔진에 관한 것이다. 이 선박용 디젤 엔진은, 연소실을 구획하는 실린더와, 상기 연소실의 천장면을 구획하는 실린더 커버에 배치되며 당해 연소실을 개폐하는 배기 밸브와, 상기 실린더 커버에 배치된 복수의 연료 분사 밸브를 구비하고, 상기 복수의 연료 분사 밸브는, 상기 실린더의 둘레 방향을 따라, 상기 배기 밸브를 둘러싸도록 배치되며, 상기 복수의 연료 분사 밸브는 모두, 연료와 요소수를 층상 분사하도록 구성된다.Specifically, the technology disclosed herein relates to marine diesel engines. The marine diesel engine includes a cylinder defining a combustion chamber, an exhaust valve disposed on a cylinder cover defining a ceiling surface of the combustion chamber and opening and closing the combustion chamber, and a plurality of fuel injection valves disposed on the cylinder cover, The plurality of fuel injection valves are arranged to surround the exhaust valve along the circumferential direction of the cylinder, and all of the plurality of fuel injection valves are configured to inject fuel and urea water in layers.

본 구성에 의하면, 복수의 연료 분사 밸브는 모두, 연료와 요소수를 층상 분사하도록 구성된다. 따라서, 연료 분사 밸브에 추가로, 요소수 분사 밸브를 준비할 필요가 없어지므로, 실린더 커버에서, 부품을 배치하기 위한 공간을 충분히 확보할 수 있다.According to this configuration, all of the plurality of fuel injection valves are configured to inject fuel and urea water in layers. Accordingly, since there is no need to prepare a urea water injection valve in addition to the fuel injection valve, it is possible to sufficiently secure a space for arranging parts in the cylinder cover.

또한, 연료와 요소수를 층상 분사함으로써, 연료가 분사되는 위치와 요소수가 분사되는 위치가 근접하기 때문에, 질소산화물을 효과적으로 제거할 수도 있다.Further, by layered injection of fuel and urea water, the position at which the fuel is injected and the position at which the urea water is injected are close to each other, so that nitrogen oxides can be effectively removed.

또한, 상기 선박용 디젤 엔진은, 상기 실린더 커버에 배치되며 상기 둘레 방향을 따라 나열된 복수의 밸브 부재를 구비하고, 상기 복수의 연료 분사 밸브는, 각각, 상기 밸브 부재끼리의 사이 공간에 배치되어도 된다.Further, the marine diesel engine may include a plurality of valve members arranged on the cylinder cover and arranged along the circumferential direction, and the plurality of fuel injection valves may be respectively disposed in a space between the valve members.

본 구성에 의하면, 각 밸브 부재와의 간섭을 초래하는 일 없이, 각 연료 분사 밸브를 배치할 수 있다. 이는, 연료 분사 밸브를 적절히 배치하는 데 있어서 유효하다.According to this structure, each fuel injection valve can be arrange|positioned, without causing interference with each valve member. This is effective in properly disposing the fuel injection valve.

또한, 상기 복수의 밸브 부재는, 상기 연소실에 공기를 공급하기 위한 시동 밸브와, 상기 연소실로부터 압력을 배출하기 위한 안전 밸브와, 상기 연소실의 연소 상황을 검출하기 위한 인디케이터 밸브를 구비하여도 된다.Further, the plurality of valve members may include a starting valve for supplying air to the combustion chamber, a safety valve for discharging pressure from the combustion chamber, and an indicator valve for detecting a combustion state of the combustion chamber.

또한, 상기 연료 분사 밸브는, 연료 및 요소수를 분사하기 위한 분사구를 구비하며, 상기 선박용 디젤 엔진은, 상기 연료 분사 밸브를 향하여 연료를 압송하는 연료 펌프와, 상기 연료 펌프로부터 상기 분사구에 이르는 연료 경로와, 상기 연료 경로에서의 소정 위치에 요소수를 주입하는 주입 계통과, 상기 주입 계통을 제어하는 제어부를 추가로 구비하고, 상기 연료 분사 밸브는, 상기 연료 펌프에 의해 압송되는 연료와, 상기 주입 계통에 의해 주입되는 요소수가, 번갈아 나열되어 이루어지는 층상 액체를 분사하여도 된다.In addition, the fuel injection valve includes an injection port for injecting fuel and urea water, the marine diesel engine includes a fuel pump for pumping fuel toward the fuel injection valve, and fuel from the fuel pump to the injection port a path, an injection system for injecting urea water to a predetermined position in the fuel path, and a control unit for controlling the injection system, wherein the fuel injection valve comprises: fuel pumped by the fuel pump; The urea water injected by the injection system may spray a layered liquid in which they are alternately arranged.

본 구성에 의하면, 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있다.According to this structure, nitrogen oxides can be effectively removed.

이상 설명한 바와 같이, 상기 선박용 디젤 엔진에 의하면, 부품을 배치하기 위한 공간이 부족해지는 일 없이, 연소실 내에 요소수를 직접 분사할 수 있다.As described above, according to the marine diesel engine, it is possible to directly inject urea water into the combustion chamber, without the space for arranging parts insufficient.

도 1은, 선박용 디젤 엔진의 구성을 예시하는 모식도이다.
도 2는, 선박용 디젤 엔진의 연소실을 예시하는 종단면도이다.
도 3은, 실린더 커버를 하방에서 보고 예시하는 모식도이다.
도 4는, 연료 분사 장치의 구성을 예시하는 개략도이다.
도 5는, 실린더 커버를 상방에서 보고 예시하는 도면이다.
1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a marine diesel engine.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view illustrating a combustion chamber of a marine diesel engine.
3 is a schematic diagram illustrating the cylinder cover viewed from below.
4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fuel injection device.
5 : is a figure which sees and exemplifies the cylinder cover from above.

이하, 본 개시의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 여기서, 이하의 설명은 예시이다. 도 1은 선박용 디젤 엔진(이하, 단순히 "엔진(1)"이라고도 함)의 구성을 예시하는 모식도이다. 또한, 도 2는 엔진(1)의 연소실(17)을 예시하는 종단면도이고, 도 3은 실린더 커버(15)를 하방에서 올려보고 나타내는 모식도이다. 여기서, 도 2는 도 3의 A-A 단면에 상당한다. 또한, 도 4는 엔진(1)의 연료 분사 장치(100)의 구성을 예시하는 개략도이고, 도 5는 실린더 커버(15)를 상방에서 보고 예시하는 도면이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this indication is described based on drawing. Here, the following description is an example. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a marine diesel engine (hereinafter simply referred to as "engine 1"). In addition, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view illustrating the combustion chamber 17 of the engine 1, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the cylinder cover 15 looking up from below. Here, FIG. 2 corresponds to the cross section A-A of FIG. 3 . 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the fuel injection device 100 of the engine 1 , and FIG. 5 is a diagram illustrating the cylinder cover 15 viewed from above.

엔진(1)은, 복수의 실린더(16)를 구비한 직렬 다기통식 디젤 엔진이다. 이 엔진(1)은, 단류소기식을 채용한 2행정 1사이클 기관으로서 구성되고, 유조선, 컨테이너 선박, 자동차 운반선 등, 대형 선박에 탑재된다.The engine 1 is an in-line multi-cylinder diesel engine provided with a plurality of cylinders 16 . This engine 1 is configured as a two-stroke, one-cycle engine employing a single flow scavenging method, and is mounted on a large vessel such as an oil tanker, a container ship, and an automobile carrier.

선박에 탑재된 엔진(1)은, 그 선박을 추진시키기 위한 주기관으로 이용된다. 즉, 엔진(1)의 출력축은, 프로펠러축(도시하지 않음)을 개재하고 선박의 프로펠러(도시하지 않음)에 연결된다. 엔진(1)이 운전됨에 따라, 그 출력이 프로펠러에 전달되어 선박이 추진되도록 구성된다.An engine 1 mounted on a ship is used as a main engine for propelling the ship. That is, the output shaft of the engine 1 is connected to the propeller (not shown) of a ship via a propeller shaft (not shown). As the engine 1 is operated, its output is transmitted to the propeller so that the vessel is propelled.

특히, 본 실시형태에 따른 엔진(1)은, 그 롱 스트로크화를 실현하기 위하여, 이른바 크로스헤드식 내연 기관으로서 구성된다. 즉, 이 엔진(1)에 있어서는, 하방에서 피스톤(21)을 지지하는 피스톤봉(22)과, 크랭크 샤프트(23)에 연접되는 연접봉(24)이, 크로스헤드(25)에 의해 연결된다.In particular, the engine 1 according to the present embodiment is configured as a so-called crosshead internal combustion engine in order to realize its long stroke. That is, in this engine 1, the piston rod 22 which supports the piston 21 from below, and the connecting rod 24 connected to the crankshaft 23 are connected by the crosshead 25. As shown in FIG.

(1) 주요 구성(1) Main composition

이하, 엔진(1)의 주요부에 대하여 설명한다.Hereinafter, the main part of the engine 1 is demonstrated.

도 1에 나타내는 바와 같이, 엔진(1)은, 하방에 위치하는 밑판(11)과, 밑판(11) 상에 배치되는 프레임(12)과, 프레임(12) 상에 배치되는 실린더재킷(13)을 구비한다. 밑판(11), 프레임(12), 및 실린더재킷(13)은, 상하 방향으로 연장되는 복수의 타이 볼트 및 너트에 의해 체결된다. 엔진(1)은 또한, 실린더재킷(13) 내에 배치되는 실린더(16)와, 실린더(16) 내에 배치되는 피스톤(21)과, 피스톤(21)의 왕복 운동에 연동되어 회전하는 출력축(예를 들어 크랭크 샤프트(23))을 구비한다.As shown in FIG. 1 , the engine 1 includes a base plate 11 positioned below, a frame 12 positioned on the base plate 11 , and a cylinder jacket 13 positioned on the frame 12 . to provide The base plate 11 , the frame 12 , and the cylinder jacket 13 are fastened by a plurality of tie bolts and nuts extending in the vertical direction. The engine 1 also includes a cylinder 16 disposed in the cylinder jacket 13 , a piston 21 disposed in the cylinder 16 , and an output shaft rotating in association with the reciprocating motion of the piston 21 (eg, For example, a crankshaft 23) is provided.

밑판(11)은, 엔진(1)의 크랭크케이스를 구성하는 것이고, 크랭크 샤프트(23)와, 크랭크 샤프트(23)를 회전 자유롭게 지지하는 베어링(26)을 수용한다. 크랭크 샤프트(23)에는, 크랭크(27)를 개재하고 연접봉(24)의 하측 끝단부가 연결된다.The base plate 11 constitutes the crankcase of the engine 1 and accommodates the crankshaft 23 and the bearing 26 that rotatably supports the crankshaft 23 . The lower end of the connecting rod 24 is connected to the crankshaft 23 via the crank 27 .

프레임(12)은, 한쌍의 가이드판(28), 연접봉(24), 및 크로스헤드(25)를 수용한다. 이 중, 한쌍의 가이드판(28)은, 피스톤 축 방향을 따라 배치된 한쌍의 판형 부재로 이루어지고, 엔진(1)의 폭 방향(도 1의 도면 좌우 방향)으로 간격을 두고 배치된다. 연접봉(24)은, 그 하측 끝단부가 크랭크 샤프트(23)에 연결된 상태로, 한쌍의 가이드판(28) 사이에 배치된다. 연접봉(24)의 상측 끝단부는, 크로스헤드(25)를 개재하고 피스톤봉(22)의 하측 끝단부에 연결된다.The frame 12 accommodates a pair of guide plates 28 , a connecting rod 24 , and a crosshead 25 . Among these, the pair of guide plates 28 are made of a pair of plate-shaped members arranged along the piston axis direction, and are arranged at intervals in the width direction of the engine 1 (the left-right direction in the drawing in FIG. 1 ). The connecting rod 24 is disposed between the pair of guide plates 28 with the lower end thereof connected to the crankshaft 23 . The upper end of the connecting rod 24 is connected to the lower end of the piston rod 22 via the crosshead 25 .

구체적으로, 크로스헤드(25)는, 한쌍의 가이드판(28) 사이에 배치되고, 각 가이드판(28)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩한다. 즉, 한쌍의 가이드판(28)은, 크로스헤드(25)의 슬라이딩을 안내하도록 구성된다. 크로스헤드(25)는, 크로스헤드 핀(29)을 개재하고 피스톤봉(22) 및 연접봉(24)과 접속된다. 크로스헤드 핀(29)은, 피스톤봉(22)에 대하여서는 일체적으로 상하 운동하도록 접속되는 한편, 연접봉(24)에 대하여서는 연접봉(24)의 상측 끝단부를 받침점(fulcrum)으로 연접봉(24)을 회동시키도록 접속된다.Specifically, the crosshead 25 is disposed between a pair of guide plates 28 and slides in the vertical direction along each guide plate 28 . That is, the pair of guide plates 28 are configured to guide the sliding of the crosshead 25 . The crosshead 25 is connected to the piston rod 22 and the connecting rod 24 via the crosshead pin 29 . The crosshead pin 29 is connected to move up and down integrally with respect to the piston rod 22, while with respect to the connecting rod 24, the upper end of the connecting rod 24 is a fulcrum. connected to rotate.

실린더재킷(13)은, 내통으로서의 실린더 라이너(14)가 배치되어 이루어진다. 실린더 라이너(14)의 내부에는, 전술한 피스톤(21)이 배치된다. 이 피스톤(21)은, 실린더 라이너(14)의 내벽을 따라 상하 방향으로 왕복 운동한다. 또한, 실린더 라이너(14)의 상부에는 실린더 커버(15)가 고정된다. 실린더 커버(15)는, 실린더 라이너(14)와 함께 실린더(16)를 구성한다.The cylinder jacket 13 is formed by arranging a cylinder liner 14 as an inner cylinder. Inside the cylinder liner 14, the aforementioned piston 21 is disposed. The piston 21 reciprocates in the vertical direction along the inner wall of the cylinder liner 14 . In addition, the cylinder cover 15 is fixed to the upper portion of the cylinder liner 14 . The cylinder cover 15 constitutes the cylinder 16 together with the cylinder liner 14 .

또한, 실린더 커버(15)에는, 도시하지 않는 밸브장치에 의해 작동되는 배기 밸브(18)가 배치된다. 배기 밸브(18)는, 실린더 라이너(14) 및 실린더 커버(15)로 구성되는 실린더(16), 그리고, 피스톤(21)의 정상면과 함께 연소실(17)을 구획한다. 배기 밸브(18)는, 그 연소실(17)과 배기관(19) 사이를 개폐하는 것이다. 배기관(19)은 연소실(17)로 통하는 배기구(19a)를 구비하며, 배기 밸브(18)는 그 배기구(19a)를 개폐하도록 구성된다.In addition, an exhaust valve 18 operated by a valve device not shown is disposed on the cylinder cover 15 . The exhaust valve 18 partitions the combustion chamber 17 together with the cylinder 16 constituted by the cylinder liner 14 and the cylinder cover 15 , and the top surface of the piston 21 . The exhaust valve 18 opens and closes between the combustion chamber 17 and the exhaust pipe 19 . The exhaust pipe 19 has an exhaust port 19a leading to the combustion chamber 17, and the exhaust valve 18 is configured to open and close the exhaust port 19a.

상세하게는, 도 2에 예시하는 바와 같이, 실린더 커버(15)(특히, 실린더 커버(15)의 하면)는, 연소실(17)의 천장면을 구획한다. 이 실린더 커버(15)의 중앙부에는, 배기관(19)의 배기구(19a)가 개구된다. 배기 밸브(18)는, 배기구(19a)와 마찬가지로 실린더 커버(15)의 중앙부에 배치되고, 배기구(19a), 더 나아가 연소실(17)을 개폐할 수 있다.In detail, as illustrated in FIG. 2 , the cylinder cover 15 (in particular, the lower surface of the cylinder cover 15 ) partitions the ceiling surface of the combustion chamber 17 . An exhaust port 19a of the exhaust pipe 19 is opened in the central portion of the cylinder cover 15 . The exhaust valve 18 is disposed in the central portion of the cylinder cover 15 , similarly to the exhaust port 19a , and can open and close the exhaust port 19a and furthermore the combustion chamber 17 .

구체적으로, 본 실시형태에 따른 배기 밸브(18)는, 피스톤 축방향으로 연장되는 축부(18a)와, 그 축부(18a)의 하측 끝단부에 배치된 우산형상부(18b)를 구비하며, 피스톤 축방향으로 왕복 운동하도록 구성된다. 배기 밸브(18)의 왕복 운동은, 당해 배기 밸브(18)의 축부(18a)에 연결된 구동기구(18c)에 의해 이루어진다(도 1도 참조). 이 구동기구(18c)는, 유압구동식 기구로 되어 있다.Specifically, the exhaust valve 18 according to the present embodiment includes a shaft portion 18a extending in the axial direction of the piston, and an umbrella-shaped portion 18b disposed at the lower end portion of the shaft portion 18a, and the piston configured to reciprocate in an axial direction. The reciprocating motion of the exhaust valve 18 is achieved by a drive mechanism 18c connected to the shaft portion 18a of the exhaust valve 18 (see also FIG. 1 ). This drive mechanism 18c is a hydraulic drive mechanism.

또한, 천장면을 구획하는 실린더 커버(15)에는, 복수의 연료 분사 밸브(30)가 배치된다. 도 3에 예시하는 바와 같이, 복수의 연료 분사 밸브(30)는, 실린더(16)의 둘레 방향(도 3의 화살표 B 참조)을 따라, 배기 밸브(18)를 둘러싸도록 배치된다.In addition, a plurality of fuel injection valves 30 are disposed on the cylinder cover 15 that partitions the ceiling surface. As illustrated in FIG. 3 , the plurality of fuel injection valves 30 are arranged to surround the exhaust valve 18 along the circumferential direction of the cylinder 16 (see arrow B in FIG. 3 ).

상세하게는, 본 실시형태에 따른 연료 분사 밸브(30)는, 각 실린더(16)에 3개씩 배치되고, 배기 밸브(18)를 중심으로, 실린더 커버(15)에서 대략 120°씩 등간격으로 배치된다. 이하, 3개의 연료 분사 밸브(30)를, 둘레 방향을 따라 차례로, 제 1 분사 밸브(30A), 제 2 분사 밸브(30B), 및 제 3 분사 밸브(30C)로 호칭하는 경우가 있다.In detail, three fuel injection valves 30 according to the present embodiment are arranged in each cylinder 16 at equal intervals of approximately 120° from the cylinder cover 15 with the exhaust valve 18 as the center. are placed Hereinafter, the three fuel injection valves 30 may be called 1st injection valve 30A, 2nd injection valve 30B, and 3rd injection valve 30C sequentially along the circumferential direction.

보다 상세하게는, 실린더 커버(15)에는, 실린더(16)의 둘레 방향을 따라 복수의 밸브 부재(101, 102, 103)가 배치되고, 각 연료 분사 밸브(30)는 각각, 밸브 부재(101, 102, 103) 끼리의 사이 공간에 배치된다. 여기서, 복수의 밸브 부재(101, 102, 103)는, 엔진(1)의 시동 시에 연소실(17)로 공기를 공급하기 위한 시동 밸브(101)와, 연소실(17)로부터 압력을 배출하기 위한 안전 밸브(102), 및 연소실(17)의 연소 상황을 검출하기 위한 인디케이터 밸브(103)를 구비한다. 시동 밸브(101), 안전 밸브(102), 및 인디케이터 밸브(103)는, 배기 밸브(18)를 중심으로, 실린더 커버(15)에서 대략 120°씩 등간격으로 배치된다.More specifically, in the cylinder cover 15 , a plurality of valve members 101 , 102 , 103 are disposed along the circumferential direction of the cylinder 16 , and each fuel injection valve 30 is a valve member 101 , respectively. , 102, 103) are arranged in the space between them. Here, the plurality of valve members 101 , 102 , 103 includes a starting valve 101 for supplying air to the combustion chamber 17 when the engine 1 is started, and a starting valve 101 for discharging pressure from the combustion chamber 17 . A safety valve (102) and an indicator valve (103) for detecting the combustion state of the combustion chamber (17) are provided. The starting valve 101 , the safety valve 102 , and the indicator valve 103 are arranged at equal intervals of approximately 120° in the cylinder cover 15 with the exhaust valve 18 as the center.

그리고, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 분사 밸브(30A)는, 인디케이터 밸브(103)와 시동 밸브(101) 사이의 공간에 배치되고, 제 2 분사 밸브(30B)는, 시동 밸브(101)와 안전 밸브(102) 사이의 공간에 배치되고, 제 3 분사 밸브(30C)는, 안전 밸브(102)와 인디케이터 밸브(103) 사이의 공간에 배치된다.And in the present embodiment, the first injection valve 30A is disposed in the space between the indicator valve 103 and the starting valve 101 , and the second injection valve 30B is connected to the starting valve 101 and It is arranged in the space between the safety valve 102 , and the third injection valve 30C is arranged in the space between the safety valve 102 and the indicator valve 103 .

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 연료 분사 밸브(30)는 각각, 연료 및 요소수를 분사하기 위한 분사구(31)를 구비한다. 각 분사구(31)는, 연료 분사 밸브(30)의 선단부 측면에 개구된다. 그리고, 복수의 연료 분사 밸브(30)는 모두, 연소실(17) 내로 분사구(31)를 향하게 한 자세로 구성되며, 연료와 요소수를 번갈아 나열한 상태로 층상 분사하도록 구성된다.Moreover, as shown in FIG. 2, the some fuel injection valve 30 is equipped with the injection port 31 for injecting a fuel and urea water, respectively. Each injection port 31 is opened in the side surface of the front end of the fuel injection valve 30 . And, all of the some fuel injection valves 30 are comprised in the attitude|position which turned the injection port 31 into the combustion chamber 17, and are comprised so that the fuel and urea water may be layered-injected in the state alternately arranged.

특히, 본 실시형태에 따른 연료 분사 밸브(30)는, 그 길이 방향이, 각 밸브 부재(101, 102, 103)의 나열 방향(즉, 실린더(16)의 둘레 방향)에 대하여 수직이 되도록 배치된다(즉, 연료 분사 밸브(30)의 길이 방향이, 실린더(16)의 직경 방향을 따르도록 배치된다).In particular, the fuel injection valve 30 according to the present embodiment is arranged so that its longitudinal direction is perpendicular to the arranging direction of each of the valve members 101 , 102 , 103 (that is, the circumferential direction of the cylinder 16 ). (that is, the longitudinal direction of the fuel injection valve 30 is disposed along the radial direction of the cylinder 16).

여기서, 연료는, 예를 들어 화석연료로서의 디젤 연료로 이루어지고, 그 연소에 수반하여 엔진(1)의 동력을 발생시킬 수 있다. 한편, 요소수는, 이른바 요소우레아 수용액으로 이루어지고, 배기가스에 포함되는 질소산화물(NOx)을 제거할 수 있다.Here, the fuel consists of diesel fuel as a fossil fuel, for example, and can generate the motive power of the engine 1 with the combustion. On the other hand, urea water consists of a so-called urea urea aqueous solution, and can remove nitrogen oxides (NO x ) contained in exhaust gas.

상세하게는 후술하나, 본 실시형태에 따른 엔진(1)은, 연료 분사 밸브(30)에 연료를 압송하는 연료 펌프(41)와, 연료가 압송되는 경로 내에 요소수를 주입하는 제 1 주입 펌프(51) 및 제 2 주입 펌프(61)를 구비한다.Although described later in detail, the engine 1 according to the present embodiment includes a fuel pump 41 for pressurizing fuel to the fuel injection valve 30 and a first injection pump for injecting urea water into a path through which fuel is pressurized. (51) and a second infusion pump (61).

도 1에 나타내는 바와 같이, 연료 펌프(41), 제 1 주입 펌프(51), 및 제 2 주입 펌프(61)는, 실린더(16) 근방에 배치되며, 각각, 내부 경로(32), 연료 분사관(42), 하류측 주입관(52), 및 상류측 주입관(62) 등을 개재하고 연료 분사 밸브(30)와 유체적으로 접속된다.As shown in FIG. 1 , the fuel pump 41 , the first injection pump 51 , and the second injection pump 61 are disposed near the cylinder 16 , and respectively, the internal path 32 , the fuel component It is fluidly connected to the fuel injection valve 30 via the pipe 42 , the downstream injection pipe 52 , the upstream injection pipe 62 , and the like.

이 중 연료 펌프(41)는, 연료 펌프(41)로부터 분사구(31)에 이르는 연료 경로(L)를 개재하고 연료 분사 밸브(30)와 접속되고, 이 연료 분사 밸브(30)를 향하여 연료를 압송한다. 이 연료 경로(L)는, 제 1 내부 경로(32) 및 연료 분사관(42)(후술하는 분기관(42a)도 포함)으로 이루어지고, 연료 펌프(41)와 분사구(31)를 연결하는 경로로서 구성된다. 또한, 제 1 주입 펌프(51) 및 제 2 주입 펌프(61)는 각각, 하류측 주입관(52) 및 상류측 주입관(62)을 개재하고 연료 경로(L)와 접속되고, 이 연료 경로(L) 내에 요소수를 주입한다.Among them, the fuel pump 41 is connected to the fuel injection valve 30 via a fuel path L from the fuel pump 41 to the injection port 31 , and injects fuel toward the fuel injection valve 30 . pressurize This fuel path L consists of the 1st internal path 32 and the fuel injection pipe 42 (including the branch pipe 42a mentioned later), and connects the fuel pump 41 and the injection port 31. It is configured as a path. Further, the first injection pump 51 and the second injection pump 61 are respectively connected to the fuel path L via the downstream injection pipe 52 and the upstream injection pipe 62, and this fuel path In (L), urea water is injected.

이와 같이 구성함으로써, 연료 분사 밸브(30)는, 연료 펌프(41)로부터 압송되는 연료와, 제 1 주입 펌프(51) 및 제 2 주입 펌프(61)에 의해 주입되는 요소수를, 연료 펌프(41)의 압송 작용에 의해 연소실(17)로 번갈아(즉, 층상으로) 분사할 수 있다.By configuring in this way, the fuel injection valve 30 converts the fuel pumped from the fuel pump 41 and the urea water injected by the first injection pump 51 and the second injection pump 61 to the fuel pump ( 41), it is possible to alternately (ie, in layers) inject into the combustion chamber 17 by the pressure feeding action.

이와 같이 하여, 연료 분사 밸브(30)는, 연소실(17)에 연료 및 요소수를 공급하여 연소실(17) 내에서 연소를 발생시킨다. 이 연소에 의해, 피스톤(21)이 상하 방향으로 왕복 운동을 한다. 이때, 배기 밸브(18)가 작동하여 연소실(17)이 개방되면, 연소로 인해 발생한 배기가스가 배기관(19)으로 압출됨과 더불어, 도시하지 않는 소기포트로부터 연소실(17)로 가스가 도입된다.In this way, the fuel injection valve 30 supplies fuel and urea water to the combustion chamber 17 to generate combustion in the combustion chamber 17 . By this combustion, the piston 21 reciprocates in the vertical direction. At this time, when the exhaust valve 18 operates and the combustion chamber 17 is opened, the exhaust gas generated by combustion is extruded into the exhaust pipe 19 and gas is introduced into the combustion chamber 17 from a scavenging port (not shown).

또한, 연소에 의해 피스톤(21)이 왕복 운동을 하면, 피스톤(21)과 함께 피스톤봉(22)이 상하 방향으로 왕복 운동을 한다. 이로써, 피스톤봉(22)에 연결된 크로스헤드(25)가 상하 방향으로 왕복 운동을 한다. 이 크로스헤드(25)는, 연접봉(24)의 회동을 허용하도록 구성되어, 크로스헤드(25)와의 접속 부위를 받침점으로 하여 연접봉(24)을 회동시킨다. 그리고, 연접봉(24)의 하측 끝단부에 접속되는 크랭크(27)가 크랭크 운동하고, 그 크랭크 운동에 따라 크랭크 샤프트(23)가 회전한다. 이와 같이 하여, 크랭크 샤프트(23)는, 피스톤(21)의 왕복 운동을 회전 운동으로 변환시키고, 프로펠러축과 함께 선박의 프로펠러를 회전시킨다. 이로써, 선박이 추진된다.In addition, when the piston 21 reciprocates by combustion, the piston rod 22 reciprocates in the vertical direction together with the piston 21 . Accordingly, the crosshead 25 connected to the piston rod 22 reciprocates in the vertical direction. The crosshead 25 is configured to allow rotation of the connecting rod 24 , and the connecting rod 24 is rotated by using the connecting portion with the crosshead 25 as a fulcrum. Then, the crank 27 connected to the lower end of the connecting rod 24 cranks, and the crankshaft 23 rotates according to the crank motion. In this way, the crankshaft 23 converts the reciprocating motion of the piston 21 into rotational motion, and rotates the propeller of a ship together with a propeller shaft. Thereby, the ship is propelled.

(2) 연료 분사 장치에 관한 구성(2) Configuration regarding fuel injection device

이하, 연료 분사 밸브(30)와, 이 연료 분사 밸브(30)에 연료 및 요소수를 공급하기 위한 각종 장치를 아울러 연료 분사 장치로 호칭하고, 이에 부호 "100"을 붙여 설명한다. 여기서, 도 4에서 실선으로 나타낸 화살표는 연료 및 요소수의 유통을 나타내고, 파선으로 나타낸 화살표는 전기 신호의 송수신을 나타낸다.Hereinafter, the fuel injection valve 30 and various devices for supplying fuel and urea water to the fuel injection valve 30 are collectively referred to as a fuel injection device, and the reference numeral "100" is attached thereto for description. Here, an arrow indicated by a solid line in FIG. 4 indicates the flow of fuel and urea water, and an arrow indicated by a broken line indicates transmission and reception of electric signals.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 연료 분사 장치(100)는, 주요 구성 요소로서, 복수(본 실시형태에서는 3개)의 연료 분사 밸브(30)와, 연료를 압송하기 위한 압송 계통(40)과, 요소수를 주입하기 위한 주입 계통(50, 60)과, 압송 계통(40), 및 주입 계통(50, 60)을 제어하기 위한 제어부(92)를 구비한다.As shown in FIG. 4 , the fuel injection device 100 according to the present embodiment has a plurality of (three in this embodiment) fuel injection valves 30 as main components, and a pressure-feeding system for supplying fuel by pressure. 40, and injection systems 50 and 60 for injecting urea water, a pressure feeding system 40, and a control unit 92 for controlling the injection systems 50 and 60 are provided.

이 중, 연료 분사 밸브(30)는, 전술한 바와 같이, 연료와 요소수를 분사하기 위한 분사구(31)를 구비하며, 연료 경로(L)를 개재하고 연료 펌프(41)와 접속된다.Among these, the fuel injection valve 30 is provided with the injection port 31 for injecting fuel and urea water as mentioned above, and is connected with the fuel pump 41 via the fuel path L.

한편, 주입 계통(50, 60)은, 그 연료 경로(L)에서의 소정 위치(P1, P2)에 요소수를 주입하도록 구성된다. 특히, 본 실시형태에 따른 주입 계통(50, 60)은, 연료 경로(L)에서의 소정의 제 1 주입 위치(P1)에 요소수를 주입하는 하류측 주입 계통(50)과, 연료 경로(L)에서 제 1 주입 위치(P1)보다 상류측의 제 2 주입 위치(P2)에 요소수를 주입하는 상류측 주입 계통(60)을 구비한다.On the other hand, the injection systems 50 and 60 are configured to inject urea water into the predetermined positions P1 and P2 in the fuel path L. In particular, the injection systems 50 and 60 according to the present embodiment include a downstream injection system 50 for injecting urea water into a predetermined first injection position P1 in the fuel path L, and a fuel path ( In L), an upstream injection system 60 for injecting urea water into a second injection position P2 on the upstream side of the first injection position P1 is provided.

연료 분사 장치(100)는 또한, 그 밖의 구성 요소로서, 주입 계통(50, 60)에 요소수를 공급하는 요소수 공급 펌프(71)와, 압송 계통(40), 및 주입 계통(50, 60)을 작동시키기 위한 축압부(81)와, 제어부(92)에 검출 신호를 입력하기 위한 검출부(91)를 구비한다.The fuel injection device 100 also includes, as other components, a urea water supply pump 71 for supplying urea water to the injection systems 50 and 60 , the pressure feeding system 40 , and the injection systems 50 , 60 . ), a pressure accumulator 81 for operating, and a detection unit 91 for inputting a detection signal to the control unit 92 .

이하, 연료 분사 밸브(30), 압송 계통(40), 하류측 주입 계통(50), 상류측 주입 계통(60), 요소수 공급 펌프(71), 축압부(81), 검출부(91), 및 제어부(92)의 구성에 대하여, 차례로 설명한다.Hereinafter, the fuel injection valve 30 , the pressure feeding system 40 , the downstream injection system 50 , the upstream injection system 60 , the urea water supply pump 71 , the pressure accumulator 81 , the detection unit 91 , and the configuration of the control unit 92 will be described sequentially.

(연료 분사 밸브(30))(fuel injection valve (30))

복수의 연료 분사 밸브(30)는, 전술한 바와 같이, 실린더(16) 내의 연소실(17)에 연료와 요소수를 층상 분사하기 위한 분사 밸브이다. 각 연료 분사 밸브(30)는, 전술한 바와 같이, 엔진(1)의 각 실린더(16)에 3개씩 배치된다. 이들 복수의 연료 분사 밸브(30)는, 각각, 마찬가지로 구성된다. 그래서, 이하에서는, 이들 복수의 연료 분사 밸브(30) 중 하나(제 1 분사 밸브(30A))를 예로 들어, 연료 분사 밸브(30)에 관한 구성을 설명한다.The plurality of fuel injection valves 30 are injection valves for layered injection of fuel and urea water into the combustion chamber 17 in the cylinder 16 as described above. Each fuel injection valve 30 is arrange|positioned three each in each cylinder 16 of the engine 1, as mentioned above. Each of these plurality of fuel injection valves 30 is configured similarly. Then, below, the structure regarding the fuel injection valve 30 is demonstrated taking one (1st injection valve 30A) of these some fuel injection valves 30 as an example.

도 4에 나타내는 바와 같이, 연료 분사 밸브(30)는, 압송 계통(40)의 연료 펌프(41)와, 연료 분사관(42) 등을 개재하고 접속된다. 또한, 연료 분사 밸브(30)는, 주입 계통(50, 60)의 제 1 주입 펌프(51) 및 제 2 주입 펌프(61)와, 각각, 상류측 주입관(62) 및 하류측 주입관(52) 등을 개재하고 접속된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 연료 분사 밸브(30)는, 연료 펌프(41)에 의해 압송된 연료, 하류측 주입 계통(50)에 의해 주입된 요소수, 연료 펌프(41)에 의해 압송된 연료, 상류측 주입 계통(60)에 의해 주입된 요소수 및 연료 펌프(41)에 의해 압송된 연료의 상기 순서로 나열되어 이루어지는 층상 액체(200)를, 분사구(31)로부터 연소실(17) 내로 분사한다.As shown in FIG. 4 , the fuel injection valve 30 is connected to the fuel pump 41 of the pressure feeding system 40 and the fuel injection pipe 42 or the like. In addition, the fuel injection valve 30 includes a first injection pump 51 and a second injection pump 61 of the injection systems 50 and 60, an upstream injection pipe 62 and a downstream injection pipe ( 52) and the like. As shown in FIG. 2 , the fuel injection valve 30 includes the fuel pumped by the fuel pump 41 , the urea water injected by the downstream injection system 50 , and the fuel pumped by the fuel pump 41 . , the layered liquid 200 arranged in the above order of the urea water injected by the upstream injection system 60 and the fuel pumped by the fuel pump 41 is injected from the injection port 31 into the combustion chamber 17 . do.

상세하게는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연료 분사 밸브(30)는, 전술한 바와 같이 구성된 분사구(31)와, 이 분사구(31)로 통하는 2개의 내부 경로(32, 33)와, 2개의 체크 밸브(34a, 34b)를 구비한다.Specifically, as shown in FIG. 4 , the fuel injection valve 30 includes the injection port 31 configured as described above, two internal paths 32 and 33 leading to the injection port 31 , and two It has check valves 34a and 34b.

2개의 내부 경로(32, 33) 중 한쪽의 내부 경로(32)는, 주로 연료를 유통시키기 위한 경로이고, 연료 분사관(42)의 분기관(42a)과 분사구(31)를 접속한다. 이하, 한쪽의 내부 경로(32)를 "제 1 내부 경로(32)"로 호칭한다. 이 제 1 내부 경로(32)에는, 상류측 주입 계통(60)의 상류측 주입관(62)(구체적으로는, 상류측 주입관(62)의 분기관(62a))이, 체크 밸브(34a)를 개재하고 접속된다. 상류측 주입관(62)은, 제 2 주입 펌프(61)로부터 연장되고, 이 제 2 주입 펌프(61)로부터 압송된 요소수를 유통시키는 배관이다. 따라서, 제 1 내부 경로(32)에는, 연료뿐만 아니라 상류측 주입관(62)으로부터 주입된 요소수도 흐르게 된다.One internal path 32 of the two internal paths 32 and 33 is a path for mainly allowing fuel to flow, and connects the branch pipe 42a of the fuel injection pipe 42 and the injection port 31 . Hereinafter, one inner path 32 is referred to as a "first inner path 32". In the first internal path 32 , an upstream injection pipe 62 of the upstream injection system 60 (specifically, a branch pipe 62a of the upstream injection pipe 62 ) is connected to a check valve 34a ) through which it is connected. The upstream injection pipe 62 extends from the second injection pump 61 and is a pipe through which the urea water pressure-feed from the second injection pump 61 flows. Accordingly, not only fuel but also urea injected from the upstream injection pipe 62 flows through the first internal path 32 .

여기서, 제 1 내부 경로(32)에 대하여 제 2 내부 경로(33)가 접속되는 부위는, 연료 경로(L)에 있어서, 하류측 주입 계통(50)에 의해 요소수가 주입되는 위치를 나타낸다. 이 위치는, 전술한 "제 1 주입 위치(P1)"와 동등하다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 주입 위치(P2)는, 연료 경로(L)에서 제 1 주입 위치(P1)보다 상류측에 형성된다. 그리고, 여기서 말하는 "상류측"이란, 연료의 유통 방향의 상류측을 나타낸다. 또한, "연료의 유통 방향"이란, 연료 펌프(41)로부터 연료 분사관(42) 등을 개재하고 분사구(31)를 향하는 방향을 나타낸다.Here, the portion where the second internal path 33 is connected to the first internal path 32 indicates a position in the fuel path L where the urea water is injected by the downstream injection system 50 . This position is equivalent to the "first injection position P1" described above. As shown in FIG. 4 , the second injection position P2 is formed on the upstream side of the first injection position P1 in the fuel path L. As shown in FIG. In addition, the "upstream side" as used herein indicates the upstream side of the fuel flow direction. In addition, the "circulation direction of fuel" shows the direction which goes to the injection port 31 via the fuel injection pipe 42 etc. from the fuel pump 41 .

2개의 체크 밸브(34a, 34b) 중 한쪽의 체크 밸브(34a)는, 상류측 주입 계통(60)으로부터 제 1 내부 경로(32)를 향하는 요소수의 유통을 허용함과 더불어, 그 요소수의 역류를 방지한다. 다른 쪽의 체크 밸브(34b)는, 제 2 내부 경로(33)의 도중 부위에 형성된다. 이 다른 쪽의 체크 밸브(34b)는, 하류측 주입 계통(50)으로부터 제 2 내부 경로(33)를 경유하여 제 1 내부 경로(32)를 향하는 요소수의 유통을 허용함과 더불어, 그 요소수의 역류를 방지한다.One of the check valves 34a and 34b of the two check valves 34a permits circulation of the urea water from the upstream injection system 60 to the first internal path 32, and the urea water prevent backflow. The other check valve 34b is formed in the middle portion of the second internal path 33 . The other check valve 34b permits the flow of urea water from the downstream injection system 50 to the first internal path 32 via the second internal path 33, and the urea prevent reflux of water.

(압송 계통(40))(Pressure system (40))

압송 계통(40)은, 연료 분사 밸브(30)로 연료를 압송하기 위한 설비이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 압송 계통(40)은, 연료 펌프(41)와, 연료 분사관(42)과, 제어 밸브(45)를 구비한다.The pressure feeding system 40 is a facility for feeding fuel by pressure to the fuel injection valve 30 . As shown in FIG. 4 , the pressure feeding system 40 includes a fuel pump 41 , a fuel injection pipe 42 , and a control valve 45 .

연료 펌프(41)는, 작동유의 압력을 이용하여 연료를 압송하는 유압구동식 펌프이다. 상세하게는, 연료 펌프(41)는, 배관 등을 통하여, 연료가 저류된 연료 탱크(도시하지 않음)와 접속되고, 이 연료 탱크로부터 연료를 공급 받는다. 연료 펌프(41)는, 연료 탱크로부터 공급 받은 연료를, 연료 분사관(42)을 통하여 연료 분사 밸브(30)로 압송한다. 또한, 연료 펌프(41)의 압송 작용은, 연료 분사 밸브(30)가 연료 및 요소수를 층상 분사할 수 있게도 한다.The fuel pump 41 is a hydraulically driven pump that pumps fuel by using the pressure of hydraulic oil. Specifically, the fuel pump 41 is connected to a fuel tank (not shown) in which fuel is stored through a pipe or the like, and is supplied with fuel from the fuel tank. The fuel pump 41 pressurizes the fuel supplied from the fuel tank to the fuel injection valve 30 through the fuel injection pipe 42 . In addition, the pressure feeding action of the fuel pump 41 also enables the fuel injection valve 30 to inject fuel and urea water in layers.

연료 분사관(42)은, 연료 펌프(41)와 연료 분사 밸브(30) 사이에서 연료를 유통시키기 위한 배관이다. 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연료 분사관(42)의 일측 끝단부는, 연료 펌프(41)의 토출구에 접속된다. 또한, 연료 분사관(42)의 중간부에는, 분기부(43)가 형성된다. 연료 분사관(42)은, 이 분기부(43)로부터 타측 끝단부를 향하여 복수의 분기관으로 분기된다. 구체적으로, 본 실시형태에 따른 연료 분사관(42)은, 분기부(43)로부터 3개의 분기관(42a, 42b, 42c)으로 분기된다. 이들 분기관(42a, 42b, 42c) 중, 제 1 분기관(42a)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하나의 연료 분사 밸브(30)의 제 1 내부 경로(32)에 접속된다. 연료 분사관(42)은, 분기관(42a)을 개재하고, 이 연료 분사 밸브(30)의 제 1 내부 경로(32)와 연료 펌프(41)를 연통시킨다. 이와 마찬가지로, 나머지 분기관(42b, 42c)은, 각각, 다른 연료 분사 밸브(30)에 접속된다.The fuel injection pipe 42 is a pipe for allowing fuel to flow between the fuel pump 41 and the fuel injection valve 30 . For example, as shown in FIG. 4 , one end of the fuel injection pipe 42 is connected to a discharge port of the fuel pump 41 . Moreover, the branch part 43 is formed in the intermediate part of the fuel injection pipe 42 . The fuel injection pipe 42 branches from this branch part 43 into a plurality of branch pipes toward the other end. Specifically, the fuel injection pipe 42 according to the present embodiment branches from the branch portion 43 into three branch pipes 42a, 42b, and 42c. Among these branch pipes 42a, 42b, and 42c, the first branch pipe 42a is connected to the first internal path 32 of one fuel injection valve 30, as shown in FIG. The fuel injection pipe 42 communicates with the fuel pump 41 with the first internal path 32 of the fuel injection valve 30 via a branch pipe 42a. Similarly, the remaining branch pipes 42b and 42c are respectively connected to the other fuel injection valves 30 .

제어 밸브(45)는, 축압부(81)로부터 연료 펌프(41)로 작동유가 공급되는 것을 제어하기 위한 밸브이다. 구체적으로, 제어 밸브(45)는, 솔레노이드밸브(solenoid valve) 등의 전동식 개폐 밸브에 의해 구성되고, 도시하지는 않지만, 제어 밸브(34)에 의해 구동되는 로직 밸브의 개폐에 의해, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연료 펌프(41)와 축압부(81)가 연통 가능하게 배치된다. 제어 밸브(45)는, 연료를 분사하는 기간(이하, 단순히 "분사 기간"이라고 함)에 개방 상태가 되어, 축압부(81) 내의 작동유를 연료 펌프(41)에 공급한다. 연료 펌프(41)는, 이 공급된 작동유의 압력을 이용하여, 연료 분사 밸브(30)로 연료를 압송한다. 한편, 제어 밸브(45)는, 연료의 분사 기간 이외의 기간에 폐쇄 상태가 되어, 축압부(81)로부터 연료 펌프(41)로 작동유가 공급되는 것을 정지한다. 이러한 제어 밸브(45)의 개폐는, 제어부(92)에 의해 제어된다.The control valve 45 is a valve for controlling supply of hydraulic oil from the pressure accumulator 81 to the fuel pump 41 . Specifically, the control valve 45 is constituted by an electric on/off valve such as a solenoid valve, and although not shown, by opening and closing a logic valve driven by the control valve 34 , as shown in FIG. 4 . As shown, the fuel pump 41 and the pressure accumulator 81 are disposed so as to be able to communicate. The control valve 45 is in an open state during a fuel injection period (hereinafter simply referred to as an "injection period"), and supplies the hydraulic oil in the pressure accumulator 81 to the fuel pump 41 . The fuel pump 41 pressurizes fuel to the fuel injection valve 30 using the pressure of this supplied hydraulic oil. On the other hand, the control valve 45 is in a closed state in a period other than the fuel injection period, and stops supply of hydraulic oil from the pressure accumulator 81 to the fuel pump 41 . The opening/closing of the control valve 45 is controlled by the control unit 92 .

(하류측 주입 계통(50))(Downstream injection system (50))

하류측 주입 계통(50)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전술한 제 1 주입 펌프(51)와, 하류측 주입관(52)과, 체크 밸브(54)와, 제 1 제어 밸브(55)를 구비한다. 하류측 주입 계통(50)은, 본 실시형태의 "제 1 주입 계통"의 예시이다.The downstream injection system 50 is, as shown in FIG. 4, the 1st injection pump 51 mentioned above, the downstream injection pipe 52, the check valve 54, and the 1st control valve 55. to provide The downstream injection system 50 is an example of the "first injection system" of this embodiment.

제 1 주입 펌프(51)는, 작동유의 압력을 이용하여 요소수를 주입하는 유압구동식 펌프이다. 상세하게는, 제 1 주입 펌프(51)는, 공급관(72) 등을 통하여, 요소수 공급 펌프(71)로부터 요소수를 공급 받는다. 제 1 주입 펌프(51)는, 이 공급 받은 요소수를 압송한다. 제 1 주입 펌프(51)로부터 압송된 요소수는, 하류측 주입관(52) 및, 연료 분사 밸브(30)의 제 2 내부 경로(33)를 통하여, 당해 연료 분사 밸브(30)의 제 1 내부 경로(32)에 이른다. 이와 같이 하여, 제 1 주입 펌프(51)는, 연료 경로(L)의 제 1 주입 위치(P1)에 요소수를 주입한다.The first injection pump 51 is a hydraulically driven pump that injects urea water using the pressure of hydraulic oil. In detail, the first injection pump 51 receives urea water from the urea water supply pump 71 through the supply pipe 72 or the like. The first injection pump 51 pressurizes the supplied urea water. The urea water pumped by the pressure from the first injection pump 51 passes through the downstream injection pipe 52 and the second internal path 33 of the fuel injection valve 30 to the first of the fuel injection valve 30 . An inner path 32 is reached. In this way, the first injection pump 51 injects the urea water into the first injection position P1 of the fuel path L.

하류측 주입관(52)은, 제 1 주입 펌프(51)에 의해 연료 경로(L)에 주입되는 요소수를 유통시키기 위한 배관이다. 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하류측 주입관(52)의 일측 끝단부는, 제 1 주입 펌프(51)의 토출구에 접속된다. 또한, 하류측 주입관(52)의 중간부에는, 분기부(53)가 형성된다. 하류측 주입관(52)은, 이 분기부(53)로부터 타측 끝단부를 향하여 복수의 분기관으로 분기된다. 구체적으로, 본 실시형태에 따른 하류측 주입관(52)은, 분기부(53)로부터 3개의 분기관(52a, 52b, 52c)으로 분기된다. 이들 분기관(52a, 52b, 52c) 중, 제 1 분기관(52a)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하나의 연료 분사 밸브(30)의 제 2 내부 경로(33)에 접속된다. 하류측 주입관(52)은, 분기관(52a)을 개재하고, 이 연료 분사 밸브(30)의 제 2 내부 경로(33)와 제 1 주입 펌프(51)를 연통시킨다. 이와 마찬가지로, 나머지 분기관(52b, 52c)은, 각각 다른 연료 분사 밸브(30)에 접속된다.The downstream injection pipe 52 is a pipe for circulating the urea water injected into the fuel path L by the first injection pump 51 . For example, as shown in FIG. 4 , one end of the downstream injection pipe 52 is connected to a discharge port of the first injection pump 51 . In addition, a branching portion 53 is formed in an intermediate portion of the downstream injection pipe 52 . The downstream injection pipe 52 branches from this branch part 53 into a plurality of branch pipes toward the other end part. Specifically, the downstream injection pipe 52 according to the present embodiment branches from the branch portion 53 into three branch pipes 52a, 52b, and 52c. Among these branch pipes 52a, 52b, and 52c, the first branch pipe 52a is connected to the second internal path 33 of one fuel injection valve 30, as shown in FIG. The downstream injection pipe 52 communicates with the second internal path 33 of the fuel injection valve 30 and the first injection pump 51 via a branch pipe 52a. Similarly, the remaining branch pipes 52b and 52c are respectively connected to the different fuel injection valves 30 .

체크 밸브(54)는, 하류측 주입관(52)에서의 요소수 유통 방향을 일방향으로 규제하고, 요소수의 역류를 방지하기 위한 밸브이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 체크 밸브(54)는, 하류측 주입관(52)의 중간 부위, 예를 들어 제 1 주입 펌프(51)와 분기부(53) 사이의 부위에 배치된다. 체크 밸브(54)는, 제 1 주입 펌프(51)로부터 분기부(53)를 경유하여 제 2 내부 경로(33)를 향하는 요소수의 유통을 허용함과 더불어, 그 요소수의 역류를 방지한다.The check valve 54 is a valve for regulating the flow direction of the urea water in the downstream injection pipe 52 in one direction and preventing a reverse flow of the urea water. As shown in FIG. 4 , the check valve 54 is disposed at an intermediate portion of the downstream injection pipe 52 , for example, between the first injection pump 51 and the branching portion 53 . The check valve 54 allows the flow of urea water from the first injection pump 51 to the second internal path 33 via the branch 53 and prevents a reverse flow of the urea water. .

제 1 제어 밸브(55)는, 축압부(81)로부터 제 1 주입 펌프(51)로 작동유가 공급되는 것을 제어하기 위한 밸브이다. 구체적으로는, 제 1 제어 밸브(55)는, 전자 밸브 등의 전동식 개폐 밸브에 의해 구성되고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 주입 펌프(51)와 축압부(81)가 연통 가능하게 배치된다. 제 1 제어 밸브(55)는, 제 1 주입 펌프(51)로부터 압송되는 요소수가 연료 경로(L)에 주입되는 기간(이하, "제 1 주입 기간"이라고 함)에 개방 상태가 되어, 축압부(81) 내의 작동유를 제 1 주입 펌프(51)에 공급한다. 제 1 주입 펌프(51)는, 이 공급된 작동유의 압력을 이용하여, 연료 경로(L)의 제 1 주입 위치(P1)로 요소수를 압송하여 주입한다. 한편, 제 1 제어 밸브(55)는, 하류측 주입 계통(50)에 의한 제 1 주입 기간 이외의 기간에 폐쇄 상태가 되어, 축압부(81)로부터 제 1 주입 펌프(51)로 작동유가 공급되는 것을 정지한다. 이러한 제 1 제어 밸브(55)의 개폐는, 제어부(92)에 의해 제어된다.The first control valve 55 is a valve for controlling supply of hydraulic oil from the pressure accumulator 81 to the first injection pump 51 . Specifically, the first control valve 55 is constituted by an electric on/off valve such as a solenoid valve, and as shown in FIG. 4 , the first injection pump 51 and the pressure accumulator 81 are disposed so that communication is possible. do. The first control valve 55 is in an open state during a period in which the urea water pumped from the first injection pump 51 is injected into the fuel path L (hereinafter referred to as a "first injection period"), and the pressure accumulating unit The hydraulic oil in (81) is supplied to the 1st injection pump (51). The first injection pump 51 pressurizes and injects urea water to the first injection position P1 of the fuel path L by using the pressure of the supplied hydraulic oil. On the other hand, the first control valve 55 is closed during a period other than the first injection period by the downstream injection system 50 , and hydraulic oil is supplied from the pressure accumulator 81 to the first injection pump 51 . stop being The opening and closing of the first control valve 55 is controlled by the control unit 92 .

(상류측 주입 계통(60))(Upstream injection system (60))

상류측 주입 계통(60)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전술한 제 2 주입 펌프(61)와, 상류측 주입관(62)과, 체크 밸브(64)와, 제 2 제어 밸브(65)를 구비한다. 상류측 주입 계통(60)은, 본 실시형태의 "제 2 주입 계통"의 예시이다.As shown in FIG. 4 , the upstream injection system 60 includes the above-described second injection pump 61 , the upstream injection pipe 62 , the check valve 64 , and the second control valve 65 . to provide The upstream injection system 60 is an example of the "second injection system" of this embodiment.

제 2 주입 펌프(61)는, 작동유의 압력을 이용하여 요소수를 주입하는 유압구동식 펌프이다. 상세하게는, 제 2 주입 펌프(61)는, 공급관(72) 등을 통하여, 요소수 공급 펌프(71)로부터 대체 연료를 공급 받는다. 제 2 주입 펌프(61)는, 이 공급 받은 요소수를 압송한다. 제 2 주입 펌프(61)로부터 압송된 요소수는, 상류측 주입관(62)을 통하여, 연료 분사 밸브(30)의 제 1 내부 경로(32)에 이른다. 이와 같이, 제 2 주입 펌프(61)는, 연료 경로(L)의 제 2 주입 위치(P2)에, 요소수를 주입한다.The second injection pump 61 is a hydraulically driven pump that injects urea water using the pressure of hydraulic oil. In detail, the second injection pump 61 receives the replacement fuel from the urea water supply pump 71 through the supply pipe 72 or the like. The second injection pump 61 pressurizes the supplied urea water. The urea water pressurized from the second injection pump 61 reaches the first internal path 32 of the fuel injection valve 30 through the upstream injection pipe 62 . In this way, the second injection pump 61 injects the urea water into the second injection position P2 of the fuel path L.

상류측 주입관(62)은, 제 2 주입 펌프(61)에 의해 연료 경로(L)에 주입되는 요소수를 유통시키기 위한 배관이다. 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상류측 주입관(62)의 일측 끝단부는, 제 2 주입 펌프(61)의 토출구에 접속된다. 또한, 상류측 주입관(62)의 중간부에는, 분기부(63)가 형성된다. 상류측 주입관(62)은, 이 분기부(63)로부터 타측 끝단부를 향하여 복수의 분기관으로 분기된다. 구체적으로, 본 실시형태에 따른 상류측 주입관(62)은, 분기부(63)로부터 3개의 분기관(62a, 62b, 62c)으로 분기된다. 이들 분기관(62a, 62b, 62c) 중, 제 1 분기관(62a)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 체크 밸브(34a)를 개재하고 하나의 연료 분사 밸브(30)의 제 1 내부 경로(32)에 접속된다. 상류측 주입관(62)은, 분기관(62a)을 개재하고, 이 연료 분사 밸브(30)의 제 1 내부 경로(32)와 제 2 주입 펌프(61)를 연통시킨다. 이와 마찬가지로, 나머지 분기관(62b, 62c)은 각각, 다른 연료 분사 밸브(30)에 접속된다.The upstream injection pipe 62 is a pipe for circulating the urea water injected into the fuel path L by the second injection pump 61 . For example, as shown in FIG. 4 , one end of the upstream injection pipe 62 is connected to a discharge port of the second injection pump 61 . In addition, a branching portion 63 is formed in the middle portion of the upstream injection pipe 62 . The upstream injection pipe 62 branches from the branch 63 toward the other end into a plurality of branch pipes. Specifically, the upstream injection pipe 62 according to the present embodiment branches from the branch portion 63 into three branch pipes 62a, 62b, and 62c. Of these branch pipes 62a, 62b, and 62c, the first branch pipe 62a is, as shown in FIG. 4, a first internal path ( 32) is connected. The upstream injection pipe 62 communicates with the first internal path 32 of the fuel injection valve 30 and the second injection pump 61 via a branch pipe 62a. Similarly, the remaining branch pipes 62b and 62c are respectively connected to the other fuel injection valves 30 .

체크 밸브(64)는, 상류측 주입관(62)에서의 요소수 유통 방향을 일방향으로 규제하고, 요소수의 역류를 방지하기 위한 밸브이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 체크 밸브(64)는, 상류측 주입관(62)의 중간 부위, 예를 들어 제 2 주입 펌프(61)와 분기부(63) 사이의 부위에 배치된다. 체크 밸브(64)는, 제 2 주입 펌프(61)로부터 분기부(63)를 경유하여 제 1 내부 경로(32)를 향하는 요소수의 유통을 허용함과 더불어, 그 요소수의 역류를 방지한다.The check valve 64 is a valve for regulating the flow direction of the urea water in the upstream injection pipe 62 in one direction and preventing a reverse flow of the urea water. As shown in FIG. 4 , the check valve 64 is disposed at an intermediate portion of the upstream injection pipe 62 , for example, between the second injection pump 61 and the branching portion 63 . The check valve 64 permits the flow of urea water from the second infusion pump 61 to the first internal path 32 via the branch 63 and prevents a reverse flow of the urea water. .

제 2 제어 밸브(65)는, 축압부(81)로부터 제 2 주입 펌프(61)로 작동유가 공급되는 것을 제어하기 위한 밸브이다. 구체적으로는, 제 2 제어 밸브(65)는, 전자 밸브 등의 전동식 개폐 밸브에 의해 구성되고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 주입 펌프(61)와 축압부(81)가 연통 가능하게 배치된다. 제 2 제어 밸브(65)는, 제 2 주입 펌프(61)로부터 압송되는 요소수가 연료 경로(L)에 주입되는 기간(이하, "제 2 주입 기간"이라고 함)에 개방 상태가 되어, 축압부(81) 내의 작동유를 제 2 주입 펌프(61)에 공급한다. 제 2 주입 펌프(61)는, 이 공급된 작동유의 압력을 이용하여, 연료 경로(L)의 제 2 주입 위치(P2)로 요소수를 압송하여 주입한다. 한편, 제 2 제어 밸브(65)는, 상류측 주입 계통(60)에 의한 제 2 주입 기간 이외의 기간에 폐쇄 상태가 되어, 축압부(81)로부터 제 2 주입 펌프(61)로 작동유가 공급되는 것을 정지한다. 이러한 제 2 제어 밸브(65)의 개폐는, 제어부(92)에 의해 제어된다.The second control valve 65 is a valve for controlling supply of hydraulic oil from the pressure accumulator 81 to the second injection pump 61 . Specifically, the second control valve 65 is constituted by an electric on/off valve such as a solenoid valve, and as shown in FIG. 4 , the second injection pump 61 and the pressure accumulator 81 are disposed so that communication is possible. do. The second control valve 65 is in an open state during a period in which the urea water pumped from the second injection pump 61 is injected into the fuel path L (hereinafter referred to as a "second injection period"), and the pressure accumulating unit The hydraulic oil in (81) is supplied to the 2nd injection pump (61). The second injection pump 61 pressurizes and injects the urea water to the second injection position P2 of the fuel path L by using the pressure of the supplied hydraulic oil. On the other hand, the second control valve 65 is closed in a period other than the second injection period by the upstream injection system 60 , and hydraulic oil is supplied from the pressure accumulator 81 to the second injection pump 61 . stop being The opening and closing of the second control valve 65 is controlled by the control unit 92 .

(요소수 공급 펌프(71))(Urea water supply pump (71))

요소수 공급 펌프(71)는, 연료 경로(L)에 주입되는 요소수를, 제 1 주입 펌프(51) 및 제 2 주입 펌프(61)에 공급하기 위한 펌프이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 요소수 공급 펌프(71)는, 공급관(72) 등을 개재하고 제 1 주입 펌프(51) 및 제 2 주입 펌프(61)와 연통 가능하게 접속된다.The urea water supply pump 71 is a pump for supplying the urea water injected into the fuel path L to the first injection pump 51 and the second injection pump 61 . As shown in FIG. 4 , the urea water supply pump 71 is connected to the first injection pump 51 and the second injection pump 61 via a supply pipe 72 or the like so that communication is possible.

구체적으로, 공급관(72)의 일측 끝단부는 요소수 공급 펌프(71)에 접속되고, 공급관(72)의 타측 끝단부는 2개로 분기되어 제 1 주입 펌프(51) 및 제 2 주입 펌프(61)에 접속된다. 상세하게는, 공급관(72)은, 그 중간 부위에서 분기관(72a, 72b)으로 분기된다. 공급관(72)으로부터 분기된 한쪽 분기관(72a)은, 체크 밸브(73a)를 개재하고 제 1 주입 펌프(51)에 접속된다. 분기된 다른 한쪽 분기관(72b)은, 체크 밸브(73b)를 개재하고 제 2 주입 펌프(61)에 접속된다.Specifically, one end of the supply pipe 72 is connected to the urea water supply pump 71 , and the other end of the supply pipe 72 is branched into two to the first injection pump 51 and the second injection pump 61 . connected In detail, the supply pipe 72 branches into the branch pipes 72a and 72b at the intermediate part. One branch pipe 72a branched from the supply pipe 72 is connected to the first injection pump 51 via a check valve 73a. The other branched pipe 72b is connected to the second injection pump 61 via a check valve 73b.

본 실시형태에 따른 요소수 공급 펌프(71)는, 요소수를 저류하는 탱크(도시하지 않음)와 접속되고, 이 탱크에 저류되어 있는 요소수를, 분기관(72a, 72b) 등을 통하여 제 1 주입 펌프(51)와 제 2 주입 펌프(61)에 공급한다.The urea water supply pump 71 according to the present embodiment is connected to a tank (not shown) that stores urea water, and removes the urea water stored in the tank through branch pipes 72a and 72b or the like. The first infusion pump 51 and the second infusion pump 61 are supplied.

체크 밸브(73a)는, 요소수 공급 펌프(71)로부터 제 1 주입 펌프(51)를 향하는 요소수의 유통을 허용함과 더불어, 그 요소수의 역류를 방지한다. 체크 밸브(73b)는, 대체 연료 공급 펌프(71)로부터 제 2 주입 펌프(61)를 향하는 요소수의 유통을 허용함과 더불어, 그 요소수의 역류를 방지한다.The check valve 73a permits circulation of the urea water from the urea water supply pump 71 to the first injection pump 51 and prevents a reverse flow of the urea water. The check valve 73b allows the flow of urea water from the alternative fuel supply pump 71 to the second injection pump 61 and prevents a reverse flow of the urea water.

(축압부(81))(Pressure accumulator 81)

축압부(81)는, 압송 계통(40) 및 주입 계통(50, 60)을 각각 작동시키는 작동유를 축압하는 것이다. 축압부(81)는, 작동유를 저장 가능한 축압실을 구비하는 중공의 구조체이고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 고압 펌프(82)와 접속된다. 축압부(81)는, 고압 펌프(82)로부터 압송된 작동유를 저류하여, 이를 축압한다. 축압부(81)에서의 작동유의 압력은, 고압 펌프(82)로부터 축압부(81)로 토출되는 작동유의 토출량에 따라 조정된다. 축압부(81)에서의 작동유의 압력은, 압송 계통(40)의 연료 펌프(41)와, 하류측 주입 계통(50)의 제 1 주입 펌프(51)와, 상류측 주입 계통(60)의 제 2 주입 펌프(61)에서 공유된다.The pressure accumulator 81 accumulates hydraulic oil for operating the pressure feeding system 40 and the injection systems 50 and 60, respectively. The pressure accumulation part 81 is a hollow structure provided with the pressure accumulation chamber which can store hydraulic oil, and is connected with the high pressure pump 82 as shown in FIG. The pressure accumulating unit 81 stores the hydraulic oil pressure-fed from the high-pressure pump 82 and pressurizes it. The pressure of the hydraulic oil in the pressure accumulator 81 is adjusted according to the discharge amount of the hydraulic oil discharged from the high pressure pump 82 to the pressure accumulator 81 . The pressure of the hydraulic oil in the pressure accumulator 81 is the fuel pump 41 of the pressure feeding system 40 , the first injection pump 51 of the downstream injection system 50 , and the upstream injection system 60 . It is shared in the second infusion pump 61 .

(검출부(91))(detection unit 91)

검출부(91)는, 엔진(1)의 크랭크각을 검출하는 것이다. 본 실시형태에 따른 검출부(91)는, 피스톤(21)의 1사이클의 왕복 운동에 수반하여 회전하는 크랭크(27)의 회전 각도(이른바 "크랭크각")를 검출한다. 그때, 검출부(91)는, 크랭크(27)의 기준 상태로부터의 회전 각도를 크랭크각으로서 검출한다. 여기서, 크랭크(27)의 기준 상태로는, 예를 들어, 피스톤(21)이 하사점 또는 상사점에 위치할 때의 크랭크(27) 상태 등을 들 수 있다. 검출부(91)는, 시간의 경과에 따라 변화하는 크랭크각을 검출하고, 그때마다, 검출한 크랭크각을 나타내는 전기 신호를 제어부(92)에 송신한다.The detection unit 91 detects the crank angle of the engine 1 . The detection part 91 which concerns on this embodiment detects the rotation angle (so-called "crank angle") of the crank 27 which rotates with one cycle of reciprocating motion of the piston 21. As shown in FIG. In that case, the detection part 91 detects the rotation angle from the reference state of the crank 27 as a crank angle. Here, as a reference state of the crank 27, the crank 27 state when the piston 21 is located at bottom dead center or top dead center, etc. are mentioned, for example. The detection part 91 detects the crank angle which changes with time, and transmits the electric signal which shows the detected crank angle to the control part 92 each time.

(제어부(92))(control unit 92)

제어부(92)는, 압송 계통(40)의 제어 밸브(45), 하류측 주입 계통(50)의 제 1 제어 밸브(55), 및 상류측 주입 계통(60)의 제 2 제어 밸브(65)의 개폐를 제어한다. 이로써, 제어부(92)는, 연료 분사 밸브(30)에 의한 층상 분사 타이밍과, 하류측 주입 계통(50)이 요소수를 주입하는 타이밍과, 상류측 주입 계통(60)이 요소수를 주입하는 타이밍을 제어할 수 있다.The control unit 92 includes the control valve 45 of the pressure feeding system 40 , the first control valve 55 of the downstream injection system 50 , and the second control valve 65 of the upstream injection system 60 . control the opening and closing of Thereby, the control unit 92 controls the layered injection timing by the fuel injection valve 30, the timing at which the downstream injection system 50 injects urea water, and the upstream injection system 60 injects the urea water. You can control the timing.

여기서, 본 실시형태에 있어서, 연료 분사 밸브(30)에 의한 층상 분사 타이밍은, 연료 분사 밸브(30)로부터 연소실(17)로, 연료 및 요소수를 층상 분사하는 타이밍을 의미한다.Here, in this embodiment, the layered injection timing by the fuel injection valve 30 means the timing of layered injection of fuel and urea water from the fuel injection valve 30 to the combustion chamber 17 .

또한, 하류측 주입 계통(50)이 요소수를 주입하는 타이밍에는, 하류측 주입 계통(50)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍과, 하류측 주입 계통(50)이 요소수의 주입을 종료하는 타이밍이 포함된다. 마찬가지로, 상류측 주입 계통(60)이 요소수를 주입하는 타이밍에는, 상류측 주입 계통(60)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍과, 상류측 주입 계통(60)이 요소수의 주입을 종료하는 타이밍이 포함된다.In addition, the timing at which the downstream injection system 50 injects the urea water includes the timing at which the downstream injection system 50 starts injection of the urea water and the downstream injection system 50 ends the injection of the urea water. timing is included. Similarly, at the timing at which the upstream injection system 60 injects urea water, the upstream injection system 60 starts injection of the urea water, and the upstream injection system 60 finishes injection of the urea water. timing is included.

구체적으로, 제어부(92)는, 각종 프로그램을 실행시키기 위한 CPU, 메모리, 및 PLC(programmable logic controller) 등에 의해 구성된다. 제어부(92)는, 검출부(91)로부터 전기 신호를 수신하고, 수신한 전기 신호가 나타내는 크랭크각이 소정의 회전 각도가 되는 타이밍에 개방 상태가 되도록, 압송 계통(40)의 제어 밸브(45)의 개폐를 제어한다. 제어부(92)는, 제어 밸브(45)의 제어를 통하여, 연료 펌프(41)가 작동하는 타이밍을 제어한다. 이로써, 제어부(92)는, 연료 분사 밸브(30)에 의한 층상 분사 타이밍을 제어한다.Specifically, the control unit 92 is constituted by a CPU, a memory, and a programmable logic controller (PLC) for executing various programs. The control unit 92 receives the electric signal from the detection unit 91, and the control valve 45 of the pressure feeding system 40 becomes an open state at the timing at which the crank angle indicated by the received electric signal becomes a predetermined rotation angle. control the opening and closing of The control unit 92 controls the timing at which the fuel pump 41 operates through the control of the control valve 45 . Thereby, the control part 92 controls the layered injection timing by the fuel injection valve 30.

특히, 본 실시형태에 따른 제어부(92)는, 층상 분사 타이밍에 있어서 연소실(17)에 분사되는 연료 및 요소수 중, 연료로 이루어지는 층과, 요소수로 이루어지는 층이 양쪽 모두 2층 이상이 되도록, 주입 계통(50, 60)을 제어한다.In particular, the control unit 92 according to the present embodiment is configured so that, among the fuel and urea water injected into the combustion chamber 17 at the layered injection timing, both the fuel layer and the urea water layer are two or more. , to control the injection system (50, 60).

이 층상 분사 타이밍에서는, 연료 펌프(41)에 의해 연료 경로(L)로 압송된 연료 중 엔진 부하에 따른 필요량의 연료와, 제 1 주입 펌프(51)에 의해 연료 경로(L)의 제 1 주입 위치(P1)에 주입된 요소수와, 제 2 주입 펌프(61)에 의해 연료 경로(L)의 제 2 주입 위치(P2)에 주입된 요소수가, 연료 펌프(41)의 압송 작용에 의해 연료 분사 밸브(30)로부터 연소실(17)로 층상 분사된다.At this layered injection timing, a required amount of fuel according to the engine load among the fuel pumped to the fuel path L by the fuel pump 41 and the first injection of the fuel path L by the first injection pump 51 The urea water injected at the position P1 and the urea water injected into the second injection position P2 of the fuel path L by the second injection pump 61 are generated by the pressure feeding action of the fuel pump 41 . It is injected in layers from the injection valve 30 to the combustion chamber 17 .

그 결과, 본 실시형태에 따른 연료 분사 밸브(30)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 연료 펌프(41)에 의해 압송되는 연료, 하류측 주입 계통(50)에 의해 주입되는 요소수, 연료 펌프(41)에 의해 압송되는 연료, 상류측 주입 계통(60)에 의해 주입되는 요소수, 및 연료 펌프(41)에 의해 압송되는 연료가, 상기 순서로 나열되어 이루어지는 층상 액체(200)를, 연소실(17) 내에 분사하게 된다. 그 후, 도 2 및 도 4에 예시하는 연료 경로(L)는, 분사되지 않고 남은 연료로 가득찬 상태가 된다.As a result, the fuel injection valve 30 according to the present embodiment is, as shown in FIG. 2 , the fuel pumped by the fuel pump 41 , the urea water injected by the downstream injection system 50 , and the fuel pump The fuel pumped by pressure (41), the urea water injected by the upstream injection system (60), and the fuel pumped by the fuel pump (41) are arranged in the order described above in the combustion chamber. (17) will be sprayed within. Thereafter, the fuel path L illustrated in Figs. 2 and 4 is in a state filled with the fuel remaining without being injected.

또한, 제어부(92)는, 전술한 연료 및 요소수의 층상 분사 타이밍 이외의 기간에서는, 연료로 가득찬 상태에 있는 연료 경로(L), 특히, 연료 경로(L)의 제 1 주입 위치(P1) 및 제 2 주입 위치(P2) 각각에 요소수를 주입하도록, 하류측 주입 계통(50)이 요소수를 주입하는 타이밍 및 상류측 주입 계통(60)이 요소수를 주입하는 타이밍을 제어한다.In addition, the control part 92 controls the fuel path L which is in a state full of fuel, especially the 1st injection position P1 of the fuel path L in the period other than the above-mentioned layered injection timing of fuel and urea water. ) and the second injection position P2, the downstream injection system 50 injects the urea water and the upstream injection system 60 controls the timing of injecting the urea water so as to inject the urea water into each.

이때, 제어부(92)는, 엔진(1)의 부하(이하, 단순히 "엔진 부하"라고 함)에 따라, 하류측 주입 계통(50)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍과, 상류측 주입 계통(60)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍을 제어한다.At this time, according to the load of the engine 1 (hereinafter simply referred to as "engine load"), the control unit 92 determines the timing at which the downstream injection system 50 starts injection of urea water, and the upstream injection system. (60) controls the timing of starting the injection of the urea water.

상세하게는, 제어부(92)는, 엔진 부하에 기초하여 소정의 대기 시간을 산출함과 더불어, 산출된 대기 시간분만큼, 하류측 주입 계통(50)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍을, 상류측 주입 계통(60)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍보다 늦게 한다.Specifically, the control unit 92 calculates a predetermined waiting time based on the engine load and determines the timing at which the downstream injection system 50 starts injection of urea water by the calculated waiting time, It is made later than the timing at which the upstream injection system 60 starts injection|pouring of urea water.

더 상세하게는, 제어부(92)는, 엔진 부하에도 불구하고, 하류측 주입 계통(50)에 의한 요소수의 주입량과, 상류측 주입 계통(60)에 의한 요소수의 주입량의 비가 일정해지도록, 하류측 주입 계통(50) 및 상류측 주입 계통(60)을 제어한다.In more detail, the control unit 92 controls the ratio of the injection amount of urea water by the downstream injection system 50 to the injection amount of urea water by the upstream injection system 60 to be constant, despite the engine load. , controls the downstream injection system 50 and the upstream injection system 60 .

또한, 제어부(92)는, 층상 액체(200)에 있어서, 하류측 주입 계통(50)에 의해 형성되는 요소수의 층과, 상류측 주입 계통(60)에 의해 형성되는 요소수의 층 사이에 위치하는 연료층의 양이, 엔진 부하에 따라 정해지는 연료 분사량(연료의 1회당 분사량)에 대하여 일정한 비율이 되도록, 하류측 주입 계통(50)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍과, 상류측 주입 계통(60)이 요소수의 주입을 개시하는 타이밍을 제어한다.In addition, in the layered liquid 200 , the control unit 92 is disposed between the layer of urea water formed by the downstream injection system 50 and the layer of urea water formed by the upstream injection system 60 . The timing at which the downstream injection system 50 starts injection of urea water, the upstream The injection system 60 controls the timing of starting injection of the urea water.

(3) 연료 분사 밸브 배치의 구체예(3) Specific example of fuel injection valve arrangement

도 5는, 실린더 커버(15)를 상방에서 보고 예시하는 도면이다. 이하, 도 5의 도면 상측을 "우"로 호칭하고, 도면 하측을 "좌"로 호칭하며, 도면 좌측을 "전"으로 호칭하고, 도면 우측을 "후"로 호칭한다. 또한, 도 1 및 도 2의 상하 방향은, 도 5의 도면을 관통하는 방향에 상당한다.5 : is a figure which sees and exemplifies the cylinder cover 15 from above. Hereinafter, the upper side of the drawing of FIG. 5 is referred to as "right", the lower side of the drawing is referred to as "left", the left side of the drawing is referred to as "before", and the right side of the drawing is referred to as "after". In addition, the up-down direction of FIGS. 1 and 2 corresponds to the direction penetrating the figure of FIG.

전술한 바와 같이, 3개의 연료 분사 밸브(30)는, 실린더(16)의 둘레 방향을 따라, 배기 밸브(18)를 둘러싸도록 배치됨과 동시에, 각각, 밸브 부재(101, 102, 103)끼리의 사이 공간에 배치된다. 이하, 이러한 배치의 구체예에 대하여, 도 5를 이용하여 설명한다.As described above, the three fuel injection valves 30 are arranged so as to surround the exhaust valve 18 along the circumferential direction of the cylinder 16 , and are respectively disposed between the valve members 101 , 102 , 103 . placed in the space between them. Hereinafter, the specific example of this arrangement|positioning is demonstrated using FIG.

도 5에 예시하는 바와 같이, 실린더 커버(15)의 중앙부에는, 배기 밸브(18)를 이루는 구동기구(18c) 및 체결 부재(18d)가 배치된다. 구체적으로, 체결 부재(18d)는, 좌우 방향으로 연장되며, 또, 상하 방향으로 두께를 갖는 두꺼운 판상으로 형성되고, 좌우 한쌍의 체결구(18F, 18A)에 의해 실린더 커버(15)의 상면에 고정된다. 좌우 한쌍의 체결구(18F, 18A)는, 각각, 상하 방향으로 연장되는 축 형상 부재이다. 체결 부재(18d)의 상면에는, 구동기구(18c)가 배치된다. 구체적으로, 체결 부재(18d)의 좌우 방향의 중앙부 상면에, 구동기구(18c)가 탑재된다.As illustrated in FIG. 5 , in the central portion of the cylinder cover 15 , a driving mechanism 18c constituting the exhaust valve 18 and a fastening member 18d are disposed. Specifically, the fastening member 18d extends in the left-right direction, is formed in a thick plate shape having a thickness in the up-down direction, and is attached to the upper surface of the cylinder cover 15 by a pair of left and right fasteners 18F and 18A. is fixed The pair of left and right fasteners 18F and 18A are shaft-shaped members extending in the vertical direction, respectively. A driving mechanism 18c is disposed on the upper surface of the fastening member 18d. Specifically, the driving mechanism 18c is mounted on the upper surface of the central portion in the left-right direction of the fastening member 18d.

실린더 커버(15)의 상면에는, 전술한 배기관(19)이 접속된다. 구체적으로, 이 배기관(19)은, 실린더 커버(15)의 상면으로부터 우향으로 연장된다.The exhaust pipe 19 described above is connected to the upper surface of the cylinder cover 15 . Specifically, the exhaust pipe 19 extends from the upper surface of the cylinder cover 15 to the right.

또한, 3개의 연료 분사 밸브(30) 중 제 1 분사 밸브(30A)는, 실린더 커버(15) 상면의 우측 경사진 후측에 배치되고, 제 2 분사 밸브(30B)는, 실린더 커버(15) 상면의 우측 경사진 전측에 배치되고, 제 3 분사 밸브(30C)는, 실린더 커버(15) 상면의 좌측에 배치된다.Further, among the three fuel injection valves 30 , the first injection valve 30A is disposed on the right side inclined rear side of the upper surface of the cylinder cover 15 , and the second injection valve 30B is disposed on the upper surface of the cylinder cover 15 . is disposed on the right side inclined front side, and the third injection valve 30C is disposed on the left side of the upper surface of the cylinder cover 15 .

그리고, 복수의 밸브 부재(101, 102, 103) 중 안전 밸브(102)는, 실린더 커버(15) 상면의 좌측 경사진 전측에 배치되고, 인디케이터 밸브(103)는, 실린더 커버(15) 상면의 좌측 경사진 후측에 배치된다.And, the safety valve 102 among the plurality of valve members 101 , 102 , 103 is disposed on the left inclined front side of the upper surface of the cylinder cover 15 , and the indicator valve 103 is disposed on the upper surface of the cylinder cover 15 . It is placed on the left inclined rear.

여기서, 3개의 연료 분사 밸브(30) 각각에 접속되는 분기관(42a, 52a, 62a, 42b, 52b, 62b, 42c, 52c, 62c)은, 연료 분사 밸브(30)마다 다발로 구성되며, 모두, 도 5의 왼쪽에서 오른쪽을 향하여 연장된다.Here, the branch pipes 42a, 52a, 62a, 42b, 52b, 62b, 42c, 52c, 62c connected to each of the three fuel injection valves 30 are bundled for each fuel injection valve 30 , and all , extending from the left to the right in FIG. 5 .

이 중, 제 3 분사 밸브(30C)에 접속되는 분기관(42c, 52c, 62c)을 "제 3 분기관(35C)"으로 호칭하면, 이 제 3 분기관(35C)은, 대략 좌우 방향을 따라 연장되고, 그 우측 끝단부가 제 3 분사 밸브(30C)에 접속된다.Among these, when the branch pipes 42c, 52c, 62c connected to the third injection valve 30C are called "third branch pipe 35C", this third branch pipe 35C is substantially in the left-right direction. , and its right end is connected to the third injection valve 30C.

한편, 제 1 분사 밸브(30A)에 접속되는 분기관(42a, 52a, 62a)을 "제 1 분기관(35A)"으로 호칭하면, 이 제 1 분기관(35A)은, 인디케이터 밸브(103)의 바로 위쪽을 통과하면서, 배기 밸브(18)(구체적으로는, 배기 밸브(18)의 체결 부재(18d) 및 체결구(18A))를 후측에서 우회하도록 연장된다.On the other hand, if the branch pipes 42a, 52a, 62a connected to the first injection valve 30A are called "first branch pipes 35A", this first branch pipe 35A is the indicator valve 103 . It extends so as to bypass the exhaust valve 18 (specifically, the fastening member 18d and the fastener 18A of the exhaust valve 18) from the rear side while passing directly above the .

구체적으로, 제 1 분기관(35A)은, 대략 좌우 방향을 따라 연장된 후, 우측 경사진 후방으로 휘어지며 연장된다. 이때, 제 1 분기관(35A)은, 인디케이터 밸브(103)의 바로 위쪽을 통과하게 된다. 그 후, 제 1 분기관(35A)은, 배기 밸브(18)의 후측 끝단부(구체적으로는, 배기밸브(18)의 체결구(18A)) 부근 부위에서 우측 경사진 전방으로 다시 휘어지고, 제 1 분사 밸브(30A)에 접속된다.Specifically, the first branch pipe 35A extends approximately in the left-right direction, and then extends while being bent backwards inclined to the right. At this time, the first branch pipe 35A passes directly above the indicator valve 103 . After that, the first branch pipe 35A is bent again inclined forward to the right at a site near the rear end of the exhaust valve 18 (specifically, the fastener 18A of the exhaust valve 18), It is connected to the 1st injection valve 30A.

또한, 제 2 분사 밸브(30B)에 접속되는 분기관(42b, 52b, 62b)을 "제 2 분기관(35B)"으로 호칭하면, 이 제 2 분기관(35B)은, 안전 밸브(102)의 바로 위쪽을 통과하면서, 배기 밸브(18)(구체적으로는, 배기 밸브(18)의 체결 부재(18d) 및 체결구(18F))를 전측에서 우회하도록 연장된다.In addition, when the branch pipes 42b, 52b, 62b connected to the second injection valve 30B are called "second branch pipe 35B", this second branch pipe 35B is the safety valve 102 . It extends so as to bypass the exhaust valve 18 (specifically, the fastening member 18d and the fastener 18F of the exhaust valve 18) from the front side while passing directly above the .

구체적으로, 제 2 분기관(35B)은, 대략 좌우 방향을 따라 연장된 후, 우측 경사진 전방으로 휘어지며 연장된다. 이때, 제 2 분기관(35B)은, 안전 밸브(102)의 바로 위쪽을 통과하게 된다. 그 후, 제 2 분기관(35B)은, 배기 밸브(18)의 전측 끝단부(구체적으로는, 배기밸브(18)의 체결구(18F)) 부근의 부위에서 우측 경사진 후방으로 다시 휘어지며 연장되고, 제 2 분사 밸브(30B)에 접속된다.Specifically, the second branch pipe 35B extends approximately in the left-right direction, and then extends while being bent forwardly inclined to the right. At this time, the second branch pipe 35B passes directly above the safety valve 102 . After that, the second branch pipe 35B is bent back inclined to the right at a site near the front end of the exhaust valve 18 (specifically, the fastener 18F of the exhaust valve 18). extended and connected to the second injection valve 30B.

여기서, 제 1 분기관(35A), 제 2 분기관(35B), 및 제 3 분기관(35C)의 높이 위치는, 대략 동일하게 설정된다. 구체적으로, 제 1 분기관(35A) 중, 배기 밸브(18), 특히 체결구(18A)를 후측에서 우회하는 부위의 높이 위치는, 이 체결구(18A)와 대략 동일하다. 마찬가지로, 제 2 분기관(35B) 중, 배기 밸브(18), 특히 체결구(18F)를 전측에서 우회하는 부위의 높이 위치는, 이 체결구(18F)와 대략 동일하다.Here, the height positions of the first branch pipe 35A, the second branch pipe 35B, and the third branch pipe 35C are set to be substantially the same. Specifically, the height position of a portion of the first branch pipe 35A that bypasses the exhaust valve 18 , particularly the fastener 18A from the rear side, is substantially the same as that of the fastener 18A. Similarly, a height position of a portion of the second branch pipe 35B that bypasses the exhaust valve 18 , particularly the fastener 18F from the front side, is substantially the same as that of the fastener 18F.

(4) 연료 분사 밸브 배치에 있어서 특유의 효과(4) Specific effects in fuel injection valve arrangement

이상 설명할 바와 같이, 복수의 연료 분사 밸브(30)는, 모두 연료와 요소수를 층상 분사하도록 구성된다. 따라서, 연료 분사 밸브(30)와 더불어, 요소수 전용 분사 밸브를 준비할 필요가 없어지므로, 연소실(17)의 실내에서, 부품을 배치하기 위한 공간을 충분히 확보할 수 있다.As described above, all of the plurality of fuel injection valves 30 are configured to inject fuel and urea water in layers. Accordingly, since it is not necessary to prepare an injection valve for exclusive use of urea water together with the fuel injection valve 30 , it is possible to sufficiently secure a space for arranging components in the interior of the combustion chamber 17 .

또한, 도 2에 예시한 바와 같이, 연료와 요소수를 층상 분사함으로써, 연료가 분사되는 위치와 요소수가 분사되는 위치가 근접하므로, 질소산화물을 효과적으로 제거할 수도 있다.In addition, as illustrated in FIG. 2 , by layered injection of fuel and urea water, the position at which the fuel is injected and the position at which the urea water is injected are close to each other, so that nitrogen oxides can be effectively removed.

또한, 도 3에 예시한 바와 같이, 밸브 부재(101, 102, 103)끼리의 사이 공간에 각 연료 분사 밸브(30)를 배치함으로써, 각 밸브 부재(101, 102, 103)와의 간섭을 초래하는 일 없이, 각 연료 분사 밸브(30)를 배치할 수 있다. 이는, 연료 분사 밸브(30)를 적절히 배치하는 데 있어서 유효하다.In addition, as illustrated in FIG. 3 , by arranging each fuel injection valve 30 in the space between the valve members 101 , 102 , 103 , interference with each of the valve members 101 , 102 , 103 is caused. Each fuel injection valve 30 can be arranged without work. This is effective in properly disposing the fuel injection valve 30 .

(5) 그 밖의 실시형태(5) Other embodiments

상기 실시형태에서는, 실린더(16)마다 3개의 연료 분사 밸브(30)를 구비한 연료 분사 장치(100)를 예시하였으나, 본 개시는 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 연료 분사 밸브(30)는, 2개 이상의 임의의 수로 하여도 된다.In the above embodiment, the fuel injection device 100 provided with three fuel injection valves 30 for each cylinder 16 was exemplified, but the present disclosure is not limited thereto. For example, the number of fuel injection valves 30 may be two or more arbitrary.

또한 상기 실시형태에서는, 시동 밸브(101), 안전 밸브(102), 및 인디케이터 밸브(103)는, 배기 밸브(18)를 중심으로, 실린더 커버(15)에서 대략 120°씩 등간격으로 배치되었으나, 본 개시는, 이러한 배치에 한정되지 않는다. 실린더 커버(15)의 치수 등에 따라, 다른 배치를 채용하여도 된다.In addition, in the above embodiment, the starting valve 101, the safety valve 102, and the indicator valve 103 are arranged at equal intervals of approximately 120° from the cylinder cover 15 with the exhaust valve 18 as the center. , the present disclosure is not limited to this arrangement. Depending on the dimensions of the cylinder cover 15 and the like, other arrangements may be employed.

또한 상기 실시형태에서는, 연료 분사 밸브(30)는, 그 길이 방향이 실린더(16)의 직경 방향을 따르도록 배치되었으나, 본 개시는 이러한 배치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실린더(16)의 직경 방향에 대하여 경사지게 배치하여도 된다.Further, in the above embodiment, the fuel injection valve 30 is arranged so that its longitudinal direction is along the radial direction of the cylinder 16, but the present disclosure is not limited to this arrangement. For example, you may arrange|position inclined with respect to the radial direction of the cylinder 16. As shown in FIG.

1 : 엔진(선박용 디젤 엔진)
15 : 실린더 커버
16 : 실린더
17 : 연소실
18 : 배기 밸브
30 : 연료 분사 밸브
31 : 분사구
32 : 제 1 내부 경로(연료 경로)
41 : 연료 펌프
42 : 연료 분사관(연료 경로)
42a : 분기관(연료 경로)
50 : 하류측 주입 계통(주입 계통)
60 : 상류측 주입 계통(주입 계통)
92 : 제어부
101 : 시동 밸브(밸브 부재)
102 : 안전 밸브(밸브 부재)
103 : 인디케이터 밸브(밸브 부재)
B : 실린더의 둘레 방향
1: Engine (Diesel engine for ships)
15: cylinder cover
16: cylinder
17: combustion chamber
18 : exhaust valve
30: fuel injection valve
31: nozzle
32: first internal path (fuel path)
41: fuel pump
42: fuel injection pipe (fuel path)
42a: branch pipe (fuel path)
50: downstream injection system (injection system)
60: upstream injection system (injection system)
92: control unit
101: starting valve (valve member)
102: safety valve (valve member)
103: indicator valve (valve member)
B: circumferential direction of the cylinder

Claims (4)

연소실을 구획하는 실린더와,
상기 연소실의 천장면을 구획하는 실린더 커버에 배치되며, 당해 연소실을 개폐하는 배기 밸브와,
상기 실린더 커버에 배치된 복수의 연료 분사 밸브를 구비하고,
상기 복수의 연료 분사 밸브는, 상기 실린더의 둘레 방향을 따라, 상기 배기 밸브를 둘러싸도록 배치되며,
상기 복수의 연료 분사 밸브는 모두, 연료와 요소수를 층상 분사하도록 구성되는
것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진.
a cylinder partitioning the combustion chamber;
an exhaust valve disposed on a cylinder cover defining a ceiling surface of the combustion chamber and opening and closing the combustion chamber;
a plurality of fuel injection valves disposed on the cylinder cover;
The plurality of fuel injection valves are arranged to surround the exhaust valve along a circumferential direction of the cylinder,
All of the plurality of fuel injection valves are configured to inject fuel and urea water in layers
Marine diesel engine, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 실린더 커버에 배치되며, 상기 둘레 방향을 따라 나열된 복수의 밸브 부재를 구비하고,
상기 복수의 연료 분사 밸브는 각각, 상기 밸브 부재끼리의 사이 공간에 배치되는
것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진.
The method of claim 1,
It is disposed on the cylinder cover and has a plurality of valve members arranged along the circumferential direction,
Each of the plurality of fuel injection valves is disposed in a space between the valve members.
Marine diesel engine, characterized in that.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 밸브 부재는, 상기 연소실에 공기를 공급하기 위한 시동 밸브와, 상기 연소실로부터 압력을 배출하기 위한 안전 밸브와, 상기 연소실의 연소 상황을 검출하기 위한 인디케이터 밸브를 구비하는
것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진.
3. The method of claim 2,
The plurality of valve members include a starting valve for supplying air to the combustion chamber, a safety valve for discharging pressure from the combustion chamber, and an indicator valve for detecting a combustion state of the combustion chamber.
Marine diesel engine, characterized in that.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연료 분사 밸브는, 연료 및 요소수를 분사하기 위한 분사구를 구비하며,
상기 선박용 디젤 엔진은,
상기 연료 분사 밸브를 향하여 연료를 압송하는 연료 펌프와,
상기 연료 펌프로부터 상기 분사구에 이르는 연료 경로와,
상기 연료 경로에서의 소정 위치에 요소수를 주입하는 주입 계통과,
상기 주입 계통을 제어하는 제어부를 추가로 구비하고,
상기 연료 분사 밸브는, 상기 연료 펌프에 의해 압송되는 연료와, 상기 주입 계통에 의해 주입되는 요소수가, 번갈아 나열되어 이루어지는 층상 액체를 분사하는
것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The fuel injection valve includes an injection port for injecting fuel and urea water,
The marine diesel engine,
a fuel pump for pumping fuel toward the fuel injection valve;
a fuel path from the fuel pump to the injection port;
an injection system for injecting urea water to a predetermined position in the fuel path;
Further comprising a control unit for controlling the injection system,
The fuel injection valve injects a layered liquid in which the fuel pumped by the fuel pump and the urea water injected by the injection system are alternately arranged.
Marine diesel engine, characterized in that.
KR1020220035246A 2019-06-14 2022-03-22 Marine diesel engine KR102681937B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019111480A JP7465634B2 (en) 2019-06-14 2019-06-14 Marine Diesel Engines
JPJP-P-2019-111480 2019-06-14
KR1020200061440A KR20200143251A (en) 2019-06-14 2020-05-22 Marine diesel engine

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200061440A Division KR20200143251A (en) 2019-06-14 2020-05-22 Marine diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220041067A true KR20220041067A (en) 2022-03-31
KR102681937B1 KR102681937B1 (en) 2024-07-04

Family

ID=73735885

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200061440A KR20200143251A (en) 2019-06-14 2020-05-22 Marine diesel engine
KR1020220035246A KR102681937B1 (en) 2019-06-14 2022-03-22 Marine diesel engine

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200061440A KR20200143251A (en) 2019-06-14 2020-05-22 Marine diesel engine

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7465634B2 (en)
KR (2) KR20200143251A (en)
CN (1) CN112081689B (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03213614A (en) 1990-01-18 1991-09-19 Fuel Tec Japan Kk Exhaust gas disposing device for diesel engine
JPH05288129A (en) * 1992-04-08 1993-11-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Water injection type diesel engine
JPH06257530A (en) * 1993-03-04 1994-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stratified injection device for fuel and water
JP2002317622A (en) * 2001-04-23 2002-10-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Black smoke removing system of internal combustion engine provided with two-fluid injection valve
KR20110112445A (en) * 2006-04-12 2011-10-12 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 Large uniflow two-stroke diesel engine of the crosshead type

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6128521Y2 (en) * 1981-03-02 1986-08-23
JPS6063026U (en) * 1983-10-06 1985-05-02 三菱重工業株式会社 Diesel engine fuel injection system
JP3021212B2 (en) * 1992-10-09 2000-03-15 三菱重工業株式会社 Water injection diesel engine
JPH1150927A (en) * 1997-08-05 1999-02-23 Mitsubishi Motors Corp Fuel-water injection system
JP4597264B2 (en) 2010-05-07 2010-12-15 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド Crosshead type large uniflow 2-cycle diesel engine
JP2012102631A (en) * 2010-11-08 2012-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel injection device for internal combustion engine
JP5713769B2 (en) * 2011-04-07 2015-05-07 三菱重工業株式会社 Cylinder jacket
DK178149B1 (en) 2013-10-30 2015-06-29 Man Diesel & Turbo Deutschland A Fuel Valve for Pilot Oil Injection and for Injecting Gaseous Fuel into the Combustion Chamber of a Self-Igniting Internal Combustion Engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03213614A (en) 1990-01-18 1991-09-19 Fuel Tec Japan Kk Exhaust gas disposing device for diesel engine
JPH05288129A (en) * 1992-04-08 1993-11-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Water injection type diesel engine
JPH06257530A (en) * 1993-03-04 1994-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stratified injection device for fuel and water
JP2002317622A (en) * 2001-04-23 2002-10-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Black smoke removing system of internal combustion engine provided with two-fluid injection valve
KR20110112445A (en) * 2006-04-12 2011-10-12 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 Large uniflow two-stroke diesel engine of the crosshead type

Also Published As

Publication number Publication date
JP7465634B2 (en) 2024-04-11
KR102681937B1 (en) 2024-07-04
CN112081689B (en) 2022-06-28
KR20200143251A (en) 2020-12-23
JP2020204277A (en) 2020-12-24
CN112081689A (en) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2071177B1 (en) Large uniflow two-stroke diesel engine of the crosshead type
KR102382129B1 (en) Diesel engine for ship
CN101970812B (en) Large two-stroke diesel engine with electronically controlled exhaust valve actuation system
DK179162B1 (en) An internal combustion engine of two-stroke crosshead type, and a method of direct injection of fuel and water into a combustion chamber
KR20220041067A (en) Marine diesel engine
CN112805469B (en) Water injection pump
CN111684147B (en) Hydraulic drive device
KR102375343B1 (en) fuel injector
JP7190860B2 (en) Water injection pump
DK180164B1 (en) Multi-lubricant cylinder lubrication system for a large two-stroke internal combustion engine
KR102701929B1 (en) Fuel injection system
KR20130027996A (en) Fuel injection system for an internal combustion engine, method for injecting fuel, as well as an internal combustion engine
CN102251895A (en) Crosshead-shaped large uniflow-type dual-stroke diesel engine
KR20140047411A (en) Cylinder lubricator with a venting device

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right