KR20230156682A - 엔진을 운전하기 위한 방법 및 제어 장치 - Google Patents

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크리스티안 쿤켈
마티아스 아우어
파울 하글
요한 블로카
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만 에너지 솔루션즈 에스이
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Abstract

복수의 실린더(2)를 포함하는, 우선적으로 이중 연료 엔진으로 설계되는, 엔진을 운전하기 위한 방법으로서, 기체상 연료 및 공기의 가스/공기 혼합물을 연소시키기 위해, 가스/공기 혼합물은, 점화 유체를 사용하여 실린더들(2) 내에서 점화되고, 실린더의 작동 사이클에서 각 실린더(2)의 구역 내에, 초기에 가스/공기 혼합물의 기체상 연료 및 공기가 도입되고, 후속적으로, 연소의 시작을 제어하기 위해, 점화 유체가, 메인 분사를 통해 개별적인 실린더(2) 내로 도입되며, 그리고 개별적인 작동 사이클에서, 개별적인 실린더(2) 내로의 가스/공기 혼합물의 도입 이후에 그리고 메인 분사 이전에, 점화 유체가, 마찬가지로, 적어도 한번의 사전-분사를 통해 개별적인 실린더(2) 내로 도입되고, 각각의 사전-분사의 분사량은, 실린더 압력의 함수로서 결정되는 것인, 엔진을 운전하기 위한 방법이 제공된다.

Description

엔진을 운전하기 위한 방법 및 제어 장치{METHOD AND CONTROL DEVICE FOR OPERATING AN ENGINE}
본 발명은, 엔진을 운전하기 위한 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.
실무적으로, 한편으로 액체 연료 작동 모드에서 디젤과 같은 액체 연료가 그리고 다른 한편으로 기체 연료 작동 모드에서 천연 가스와 같은 기체상 연료가 연소될 수 있는, 소위 이중 연료 엔진들이, 공지된다. 그러한 이중 연료 엔진의 기체 연료 작동 모드에서, 희박 가스/공기 혼합물이, 일반적으로 엔진의 실린더들 내로 도입되며 그리고, 마찬가지로 실린더들 내로 도입되는, 점화 유체의 점화 에너지에 의해 점화된다. 따라서, 이중 연료 엔진은, 점화 유체 분사 시스템을 포함하고, 점화 유체 분사 시스템은, 복수의 실린더에 대해 공통적인 점화 유체 공급 펌프, 복수의 실린더에 대해 공통적인 점화 유체 저장탱크, 및 복수의 실린더를 위한 개별적인 점화 유체 분사기들을 포함한다. 여기서, 실무에 따른 점화 유체는, 개별적인 실린더의 연소 챔버 내에서의 개별적인 실린더의 피스톤의 소위 상사점 직전에, 말하자면 개별적인 실린더의 각 작동 사이클을 위해 단일의 분사를 동반하도록, 개별적인 실린더 내로 도입된다.
DE 10 2014 017 124 A1으로부터, 개별적인 실린더의 개별적인 작동 사이클에서, 점화 유체는, 적어도 2회의 연속적인 분사로, 개별적인 실린더 내로 도입된다.
이로부터 시작하여, 본 발명은, 엔진을 운전하기 위한, 새로운 유형의 방법 및 제어 장치를 창출하는 목적에 기초하게 된다.
제1 양태에 따르면, 이러한 목적은 청구항 제 1항에 따른 방법을 통해 해소된다.
따라서, 개별적인 작동 사이클에서, 개별적인 실린더 내로의 가스/공기 혼합물의 도입 이후에 그리고 메인 분사의 이전에, 점화 유체가, 마찬가지로, 적어도 한번의 사전-분사를 통해 개별적인 실린더 내로 도입되고, 각 사전-분사의 분사량은, 실린더 압력의 함수로서 결정된다.
개별적인 실린더 내로의 점화 유체의 메인 분사는, 실린더의 연소 챔버 내에서 가스/공기 혼합물의 실제 점화 촉발 또는 점화 제어를 위해 역할을 한다. 개별적인 작동 사이클에서 메인 분사 이전에 일어나는 각 사전-분사는, 개별적인 실린더의 연소 챔버 내에 점화 유체를 최적으로 분포시키기 위해, 실제 점화 프로세스를 사전 조정하는 역할을 한다. 각 사전-분사의 분사량이 실린더 압력의 함수로서 결정된다는 사실 때문에, 점화 유체는, 엔진 운전에 부정적으로 영향을 미치지 않는 가운데, 연소 챔버 내에 최적으로 분포될 수 있다. 대체로, 가스/공기 혼합물의 연소는, 더 높은 효율 및 더 높은 연소 안정성을 갖도록, 영향을 받을 수 있다.
유리한 다른 개선예에 따르면, 각 사전-분사의 분사량은, 점화 유체가, 실린더의 실린더 라이너(cylinder liner)를 젖게 하지 않는 가운데, 개별적인 실린더의 연소 챔버 내에 최대한으로 분산되는 방식으로, 실린더 압력의 함수로서 결정된다. 이러한 다른 개선예는, 실린더 라이너가 점화 유체에 의해 젖지 않아야 한다는 인식에 기초하게 된다. 실린더 라이너의 벽 상에 체류하는 점화 유체는, 바람직하지 않은 오일 희석을 초래할 수 있다. 이는, 실린더 압력의 함수로서의 분사량의 규정된 결정을 통해 회피될 수 있다. 대체로, 가스/공기 혼합물의 연소는, 더 높은 효율 및 더 높은 연소 안정성을 갖도록, 영향을 받을 수 있다.
유리한 다른 개선예에 따르면, 개별적인 사전-분사의 분사량은, 개별적인 사전-분사의 시점에 개별적인 실린더 내에 존재하는, 실린더 압력의 함수로서 결정된다. 가스/공기 혼합물의 연소는, 더 높은 효율 및 더 높은 연소 안정성을 갖도록, 영향을 받을 수 있다.
유리한 다른 개선예에 따르면, 점화 유체는, 개별적인 작동 사이클에서, 적어도 2회의 연속적인 사전-분사로 개별적인 실린더 내로 도입된다. 실제 메인 분사 이전에 적어도 2회의 연속적인 사전-분사로 점화 유체를 도입함에 의해, 실린더의 연소 챔버 내에서의 점화 유체의 분포는, 더욱 개선될 수 있다. 대체로, 가스/공기 혼합물의 연소는, 더 높은 효율 및 더 높은 연소 안정성을 갖도록, 영향을 받을 수 있다.
본 발명의 유리한 다른 개선예에 따르면, 개별적인 작동 사이클에서의 각 사전-분사는, 240° 크랭크 각도 BTDC(before top dead center: 상사점 전) 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이, 바람직하게 200° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이, 특히 바람직하게 160° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이의, 크랭크 각도 범위에서, 일어난다. 이상의 크랭크 각도 범위의 각 사전-분사에서의 점화 유체의 도입은, 특히 바람직하다. 특히 TDC 훨씬 이전에, 예를 들어 240° 크랭크 각도 BTDC에서, 실린더 압력은 비교적 낮기 때문에, 비교적 낮은 분사량이 이때, 점화 유체에 의한 실린더 라이너의 젖음(wetting)을 확실히 배제하기 위해, 실린더 내로 개별적인 사전-분사에서 도입된다. 가스/공기 혼합물의 연소는, 더 높은 효율 및 더 높은 연소 안정성을 갖도록, 영향을 받을 수 있다.
제2 양태에 따르면, 이러한 목적은 청구항 제 8항에 따른 방법을 통해 해소된다. 상기 방법을 수행하기 위한 제어 장치가, 청구항 10에 한정된다.
본 발명의 바람직한 다른 개선예들이, 종속 청구항들 및 뒤따르는 설명으로부터 달성된다. 본 발명의 예시적인 실시예들이, 이에 제한되지 않는, 도면을 통해, 더욱 상세하게 설명된다.
도 1: 이중 연료 엔진으로 설계되는 엔진의 블록도;
도 2: 우선적으로 이중 연료 엔진으로 설계되는 엔진을 운전하는 방법을 예시하는 선도.
도 1에서, 이중 연료 엔진의 조립체들이 도시되고, 도 1은, 그러한 엔진의 실린더(2)를 도시한다.
실린더(2)는, 실린더 헤드(3)를 포함한다. 실린더(2) 내에서, 커넥팅 로드(5)에 의해 안내되는 피스톤(4)이, 상하로 이동한다. 실린더 헤드(3) 내에, 액체 연료가, 특히 디젤 연료가, 연료 라인(7)을 경유하여, 연료 펌프(8)로부터, 실린더(2)의 연소 챔버(9) 내로, 그를 통해 직접적으로 분사될 수 있는, 연료 분사기(6)가, 고정된다. 여기서, 연료 펌프(8)는, 우선적으로, 엔진의 크랭크 샤프트로부터 나오는 동력에 의해 구동된다. 연료 분사기(6), 연료 라인(7) 및 연료 펌프(8)는, 실린더(2)의 연소 챔버(9) 내로 액체 연료를 공급하는 역할을 하는, 연료 공급 장치의 요소들이다. 이러한 연료 공급 장치는, 특히 이중 연료 엔진의 실린더(2) 내에서, 액체 연료가, 특히 디젤이, 연료로서 연소될 때, 즉 이중 연료 엔진의 액체 연료 작동 모드에서, 활성화된다.
액체 연료를 연소시키기 위해, 충전 공기(10)가 부가적으로, 유입 밸브(17)를 통해 이중 연료 엔진(1)의 개별적인 실린더(2) 내로 도입될 수 있고,
연료의 연소 도중에 생성되는 배기 가스(15)가, 배기 밸브(18)를 통해 실린더(2)로부터 방출될 수 있다.
이중 연료 엔진의 실린더(2)의 연소 챔버(9)에서, 가스가 또한, 기체 연료 작동 모드에서 연료로서 연소될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 이중 연료 엔진은, 연소 공기(10)와, 가스 공급 라인(21)을 통해 혼합물 형성 유닛(20)에 제공되는, 가스의 혼합물이, 그 내부에서 형성되는 것인, 혼합물 형성 유닛(20)을 포함하고, 이러한 가스-공기 혼합물은, 유입 밸브(17)를 통해 실린더(2)의 연소 챔버(9) 내로 도입된다. 가스의 연소 도중에, 배기 밸브(18)를 통해 실린더(2)로부터 방출될 수 있는, 배기 가스(15)가 또한, 생성된다.
점화 유체 분사기(13)에 의해 실린더의 추가적 연소 챔버(11) 내로 도입될 수 있는, 점화 유체가, 이중 연료 엔진의 실린더(2)의 기체 연료 작동 모드에서 가스-공기 혼합물을 점화시키는 역할을 하고, 실린더(2)의 이러한 추가적 연소 챔버(11)는, 적어도 하나의 연통 통로(12)를 통해 연소 챔버(9)에 연결된다. 점화 유체는 또한, 연소 챔버(9) 내로 직접적으로 도입될 수 있다는 것이, 언급된다.
도 1에 도시되는 실린더(2)의 점화 유체 분사기(13)는, 엔진의 점화 유체 분사 시스템의 일부이고, 엔진의 각 실린더(2)를 위한 점화 유체 분사 시스템은, 개별적인 점화 유체 분사기(13)를 구비한다. 점화 유체 분사기들(13)은, 점화 유체 라인(14)을 통해, 점화 유체 분사 시스템의 공통적 점화 유체 저장탱크(22)로부터 나오는, 점화 유체를 공급 받을 수 있고, 점화 유체 저장탱크(22)에는, 점화 유체 저장탱크(22)에 점화 유체를 공급하는, 점화 유체 공급 펌프(16)가 할당된다. 점화 유체 공급 펌프(16)는 우선적으로, 전기적으로 작동되는 고압 펌프이다. 점화 유체 공급 펌프(16)에는, 흡입 초크(suction choke: 19)가 할당된다.
본 명세서에 제시되는 본 발명은, 이제부터, 이중 연료 엔진의 기체 연료 작동 모드에서, 가스 또는 가스/공기 혼합물이, 높은 효율을 동반하는 가운데 최적으로 연소될 수 있도록 하는, 그러한 세부사항에 관련된다.
이중 연료 엔진의 기체 연료 작동 모드에서, 초기에 가스/공기 혼합물이, 개별적인 실린더(2)의 연소 챔버(9) 내로 도입되며, 그리고 후속적으로, 점화 유체가, 개별적인 실린더(2) 내로 도입된다.
여기서, 개별적인 실린더(2)의 각 작동 사이클을 위한 점화 유체는, 가스/공기 혼합물의 점화 촉발 또는 점화 제어를 위해 역할을 하는, 메인 분사에서, 개별적인 실린더(2) 내로 도입된다. 메인 분사를 위한, 분사의 시작은, 40° 크랭크 각도 BTDC 내지 20° 크랭크 각도 BTDC 사이의 크랭크 각도 범위에서, 이루어진다. KW는, 크랭크 각도에 대한 약어이며 그리고 OT는, 개별적인 실린더(2)의 피스톤(4)의 상사점에 대한 약어이다.
일반적으로, 4° 크랭크 샤프트 각도 내지 8° 크랭크 샤프트 각도가, 점화 유체 메인 분사의 분사의 시작과 분사의 종료 사이에 통과하거나 또는 그 사이에 놓인다. 40° 크랭크 각도 BTDC에서 시작하는 점화 유체 메인 분사는 그에 따라, 일반적으로 36° 크랭크 각도 BTDC 내지 32° 크랭크 각도 BTDC 사이에서 종료한다.
개별적인 메인 분사의 개별적인 작동 사이클에서, 점화 유체가 마찬가지로, 적어도 한번의 사전-분사를 통해, 개별적인 실린더 내로 도입된다.
개별적인 작동 사이클에서, 각 사전-분사는, 240° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이의 크랭크 각도 범위에서, 바람직하게 200° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이의 크랭크 각도 범위에서, 특히 바람직하게 160° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이의 크랭크 각도 범위에서 일어나고, 이상의 크랭크 각도 범위들은, 각각의 경우에, 차례로, 개별적인 사전-분사의 분사의 시작에 관련된다. 개별적인 마지막 사전-분사의 분사의 종료는 그에 따라, 하나의 동일한 작동 사이클에서, 메인 분사의 분사의 시작 이전에 놓인다.
개별적인 사전-분사의 분사량은, 이 경우에, 개별적인 사전-분사의 시점에 개별적인 실린더 내에 존재하는, 실린더 압력의 함수로서 결정된다. 여기서, 분사량은, 점화 유체가, 최적의 효율 및 최적의 연소 안정성을 동반하는 가스/공기 혼합물의 연소를 보장하기 위해, 개별적인 실린더(2)의 연소 챔버(9) 내에 최적으로 분포되는 방식으로, 결정된다. 여기서, 실린더 압력의 함수로서 각 사전-분사에 대한 분사량을 결정함에 의해, 특히, 점화 유체가 실린더(2)의 피스톤(4)을 위한 실린더 라이너의 활주 표면을 젖게 하는 것이, 회피된다. 이 때문에, 특히, 오일 희석이, 회피될 수 있다. 가스/공기 혼합물은, 개별적인 실린더(2)의 연소 챔버(9) 내에서 최적으로 연소될 수 있다.
압력에 의존하는 개별적인 사전-분사에서의 점화 유체 분사량의 결정은, 도 2에 의해 도시된다. 따라서, 분사량(M)에 대한 실린더(2)의 연소 챔버(9) 내에서의 점화 유체의 도입 깊이(T)가, 말하자면 상이한 실린더 압력들(p)에 대해, 도 2에 도시된다. 실린더(2) 내의 실린더 압력(p)이 더 낮으면, 더 낮은 분사량(M)이, 실린더 라이너의 활주 표면에 대한 젖음을 회피하기 위해, 선택된다.
여기서, 상대적인 또는 표준화된 도입 깊이(T)가, 도 2에서 분사량(M)에 대해 도시되고, 1의 표준화된 도입 깊이(T)는, 점화 유체에 의한 실린더 라이너의 젖음을 막 야기할 것이다.
그러한 젖음이 회피되어야 하기 때문에, 분사량(M)은 항상, 상대적인 또는 표준화된 도입 깊이(T)가 1보다 더 작도록, 실린더 압력(p)의 함수로서 선택된다. 실제 점화 프로세스를 촉발하는 메인 분사에 부가하여, 점화 유체는, 바람직하게, 연속적으로 일어나는 복수의 사전-분사에서, 개별적인 실린더(2)의 연소 챔버 내로 도입되고, 이러한 사전-분사들 각각에 대해, 분사량은, 존재하는 개별적인 실린더 압력의 함수로서, 개별적으로 결정된다.
여기서, 압력 센서에 의한 측정에 의해 개별적인 실린더 압력을 검출하는 것이, 그리고 이어서, 측정된 실린더 압력에 의존하여, 개별적인 사전-분사에 대한 개별적인 점화 유체 분사량을 결정하는 것이, 가능하다.
그러나, 이와 대조적으로, 개별적인 충전 압력 및 개별적인 피스톤 위치의 함수로서 실린더 압력을 결정하는 것이, 또한 가능하고, 충전 압력 및 피스톤 위치는 이때, 측정 변수들로서 존재한다. 충전 압력 및 피스톤 위치에 의존하여, 실린더 압력은, 이후에 계산된 실린더 압력의 함수로서 개별적인 사전-분사에 대한 개별적인 점화 유체 분사량을 결정하기 위해, 계산될 수 있다.
각 사전-분사에 대한 상응하는 분사량을 제공하기 위해, 개별적인 실린더(2)의 점화 유체 분사기(13)는, 제어 유닛에 의해, 그에 따라, 말하자면 점화 유체 분사기(13)의 액추에이터를 활성화함에 의해, 활성화된다. 각 사전-분사에 대한 활성화 지속시간 및 그에 따른 궁극적인 점화 유체 분사량은, 개별적인 실린더(2)의 실린더 압력에 의존한다.
실린더의 개별적인 작동 사이클에서 실제 점화 프로세스를 촉발하는 메인 분사 이전의 본 발명에 따른 각 사전-분사를 통해, 실린더(2) 내에서의 가스/공기 혼합물의 연소가, 개선될 수 있으며, 특히, 효율 및 연소 안정성이 증대된다.
모든 사전-분사에 대한 총 분사량을 사전 설정하는 것이 그리고 복수의 사전-분사에 걸친 폐쇄-루프 제어의 관점에서 총 분사량을 제공하는 것이, 가능하고, 이때, 각 사전-분사에 대한 분사량은, 실린더 압력에 의존한다. 특히, 여전히 낮은 실린더 압력들을 동반하는 경우에, 낮은 사전-분사량들이, 점화 유체에 의한 실린더 라이너의 젖음을 회피하기 위해, 개별적인 실린더 내로 도입된다.
본 발명은, 우선적으로, 이중 연료 엔진들과 함께, 기체 연료 작동 모드에서 활용된다. 그러나, 본 발명은 또한, 점화 유체를 활용하는 기체상 연료가 독점적으로 연소되는, 즉 이중 연료 엔진들과 대조적으로 액체 연료 작동 모드를 갖지 않는, 엔진들에서도 사용될 수 있다.
더불어, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 제어 장치에 관련된다. 제어 장치는 바람직하게, 엔진 제어 유닛이다. 제어 장치는, 상기 방법을 수행하기 위한 수단을 포함하고, 이러한 수단은, 하드웨어 수단 및 소프트웨어 수단이다. 하드웨어 수단은, 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 연관되는 조립체들과 데이터를 교환하기 위한, 데이터 인터페이스들을 포함한다. 더불어, 하드웨어 수단은, 데이터 저장을 위한 메모리 및 데이터 처리를 위한 프로세서를 포함한다. 소프트웨어 수단은, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 모듈들이다.

Claims (10)

  1. 복수의 실린더(2)를 포함하는, 우선적으로 이중 연료 엔진으로 설계되는, 엔진을 운전하기 위한 방법으로서, 기체상 연료 및 공기의 가스/공기 혼합물을 연소시키기 위해, 가스/공기 혼합물은, 점화 유체를 사용하여 실린더들(2) 내에서 점화되고, 실린더의 작동 사이클에서 각 실린더(2)의 구역 내에, 초기에 가스/공기 혼합물의 기체상 연료 및 공기가 도입되고, 후속적으로, 연소의 시작을 제어하기 위해, 점화 유체가, 메인 분사를 통해 개별적인 실린더(2) 내로 도입되는 것인, 엔진을 운전하기 위한 방법에 있어서,
    개별적인 작동 사이클에서, 개별적인 실린더(2) 내로의 가스/공기 혼합물의 도입에 뒤따라 그리고 상기 메인 분사 이전에, 점화 유체가, 마찬가지로, 적어도 한번의 사전-분사를 통해 개별적인 실린더(2) 내로 도입되고, 각각의 사전-분사의 분사량은, 실린더 압력의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    개별적인 사전-분사의 분사량은, 개별적인 사전-분사의 시점에 개별적인 실린더 내에 존재하는, 실린더 압력의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    개별적인 작동 사이클에서, 점화 유체는, 적어도 2회의 연속적인 사전-분사로 개별적인 실린더(2) 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별적인 사전-분사의 분사량은, 개별적인 측정된 실린더 압력의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별적인 사전-분사의 분사량은, 개별적인 충전 압력 및 개별적인 피스톤 위치에 의존하여 결정되는, 개별적인 실린더 압력의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별적인 사전-분사의 분사량은, 개별적인 사전-분사 도중에, 점화 유체가, 실린더의 실린더 라이너를 젖게 하지 않는 가운데, 개별적인 실린더의 연소 챔버 내에 최대한으로 분산되는 방식으로, 개별적인 실린더 압력의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별적인 작동 사이클에서, 각 사전-분사는, 240° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이, 바람직하게 200° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이, 특히 바람직하게 160° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이의, 크랭크 각도 범위에서, 일어나는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  8. 복수의 실린더(2)를 포함하는, 우선적으로 이중 연료 엔진으로 설계되는, 엔진을 운전하기 위한 방법으로서, 기체상 연료 및 공기의 가스/공기 혼합물의 연소를 위해, 가스/공기 혼합물은, 점화 유체를 사용하여 실린더들(2) 내에서 점화되고, 실린더의 작동 사이클에서 각 실린더(2)의 구역 내에, 초기에 가스/공기 혼합물의 기체상 연료 및 공기가 도입되고, 후속적으로, 연소의 시작을 제어하기 위해, 점화 유체가, 메인 분사를 통해 개별적인 실린더(2) 내로 도입되는 것인, 엔진을 운전하기 위한 방법에 있어서,
    개별적인 작동 사이클에서, 개별적인 실린더(2) 내로의 가스/공기 혼합물의 도입에 뒤따라 그리고 상기 메인 분사 이전에, 점화 유체가, 마찬가지로, 적어도 한번의 사전-분사를 통해 개별적인 실린더(2) 내로 도입되고, 개별적인 작동 사이클에서의 각 사전-분사는, 240° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이, 바람직하게 200° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이, 특히 바람직하게 160° 크랭크 각도 BTDC 내지 40° 크랭크 각도 BTDC 사이의, 크랭크 각도 범위에서, 일어나는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 방법은, 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따라, 더 개선되는 것을 특징으로 하는 엔진을 운전하기 위한 방법.
  10. 엔진의 제어 장치로서,
    제어의 관점에서, 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어 장치.
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Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5983630A (en) * 1997-07-01 1999-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injecting device for an engine
JP3760583B2 (ja) * 1997-07-31 2006-03-29 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射装置
JP3817977B2 (ja) * 1999-07-06 2006-09-06 株式会社日立製作所 圧縮着火式エンジンの制御方法
JP3807293B2 (ja) * 2001-11-21 2006-08-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
DE10315149A1 (de) * 2003-04-03 2004-10-14 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit Selbstzündung
JP4232818B2 (ja) * 2006-11-29 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の点火制御システム
JP2009167821A (ja) * 2008-01-11 2009-07-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
US8616177B2 (en) * 2010-02-11 2013-12-31 Wisconsin Alumni Research Foundation Engine combustion control via fuel reactivity stratification
US8944027B2 (en) * 2011-06-21 2015-02-03 Caterpillar Inc. Dual fuel injection compression ignition engine and method of operating same
US9169794B2 (en) * 2012-12-10 2015-10-27 Caterpillar Inc. Temperature-controlled exhaust gas recirculation system and method for dual fuel engine
US20150285178A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Caterpillar Inc. Reactivity controlled compression ignition engine and method of combustion phasing control
DE102014017124A1 (de) * 2014-11-20 2016-05-25 Man Diesel & Turbo Se Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Motors
JP2016223387A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のｐｍ発生量推定装置
JP5922830B1 (ja) * 2015-06-18 2016-05-24 三井造船株式会社 ガスエンジン
EP3542043B1 (en) * 2016-11-17 2020-09-30 Wärtsilä Finland Oy Method for operating piston engine in gas mode and piston engine
EP3336339A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-20 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Controlling a dual-fuel internal combustion engine operated at least partly on gaseous fuel

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