KR102495443B1 - Dual-fuel engine and method for operating the same - Google Patents

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Abstract

복수의 실린더(2)를 포함하는 이중 연료 엔진(23)을 제공하며, 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서, 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)를 포함한 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)의 연소 챔버(9)에 연소를 위해 액체 연료가 공급될 수 있으며, 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 실린더(2)의 연소실(9)에는 한편으로는 연소를 위해 가스 연료가 공급되고 다른 한편으로는 그 가스 연료의 점화를 위해 점화 유체가 공급될 수 있으며, 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치(24)는, 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급한다.A dual fuel engine (23) comprising a plurality of cylinders (2) is provided, and in the liquid fuel operating mode of the dual fuel engine (23), a fuel supply device (24) comprising a plurality of fuel pumps (25a, 25b, 25c). ) through which liquid fuel can be supplied for combustion to the combustion chamber 9 of the cylinder 2, in the gas fuel operating mode of the dual fuel engine 23, the combustion chamber 9 of the cylinder 2 on the one hand can be supplied with gaseous fuel for combustion and on the other hand with ignition fluid for ignition of the gaseous fuel, in the gaseous fuel operating mode of the dual fuel engine 23, the fuel supply device 24 for liquid fuel ) supplies the ignition fluid to the combustion chamber 9 of the cylinder 2 in such a way that the fuel pumps 25a, 25b and 25c alternately supply the ignition fluid.

Figure 112018046954708-pat00002
Figure 112018046954708-pat00002

Description

이중 연료 엔진 및 그 작동 방법{DUAL-FUEL ENGINE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}Dual fuel engine and its operating method {DUAL-FUEL ENGINE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

본 발명은 이중 연료 엔진에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이중 연료 엔진의 작동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dual fuel engine. The invention also relates to a method of operating a dual fuel engine.

당업계로부터, 한편으로는 디젤 등의 액체 연료와 다른 한편으로는 천연 가스 등의 가스 연료가 연소될 수 있는 이중 연료 엔진가 공지되어 있다. 이중 연료 엔진의 가스 모드에서는 통상 희박 가스-공기 혼합물이 엔진의 실린더 내에 도입되어, 마찬가지로 실린더 내로 도입된 점화 유체의 점화 에너지에 의해 점화된다.From the art, dual fuel engines are known in which a liquid fuel, such as diesel, on the one hand, and a gaseous fuel, such as natural gas, on the other hand, can be combusted. In the gas mode of a dual fuel engine, a normally lean gas-air mixture is introduced into the cylinder of the engine and ignited by the ignition energy of an ignition fluid likewise introduced into the cylinder.

종래 기술로부터 공지된 이중 연료 엔진(1)의 조립체가 도 1에 도시되어 있으며, 도 1은 그러한 이중 연료 엔진(1)의 실린더(2)를 도시하고 있다. 실린더(2)는 실린더 헤드(3)를 포함한다. 그 실린더에서, 커넥팅 로드(5)에 의해 안내되는 피스톤(4)이 상하 이동한다. 실린더 헤드에는 연료 분사기(6)가 고정되어 있고, 이에 의해 연료 라인(7)을 통해 연료 펌프(8)로부터 온 액체 연료, 특히 디젤 연료가 실린더(2)의 연소실(9) 내로 분사될 수 있다. 연료 분사기(6), 연료 라인(7) 및 연료 펌프(9)는 실린더(2)의 연소실(9) 내로 액체 연료를 공급하는 기능을 하는 연료 공급 장치의 구성 요소들이다. 이 연료 공급 장치는 특히 이중 연료 엔진의 실린더(2) 내에서 액체 연료, 특히 디젤 연료가 연료로서 연소될 때에 작동된다. 액체 연료의 연소를 위해, 급기(10)가 유입 밸브(17)를 통해 이중 연료 엔진(1)의 해당 실린더(2) 내로 추가적으로 도입될 수 있고, 연료의 연소 중에 생성된 배기가스(5)는 배기 밸브(18)를 통해 이중 연료 엔진(1)의 해당 실린더(2)로부터 배출된다.An assembly of a dual fuel engine 1 known from the prior art is shown in FIG. 1 , which shows a cylinder 2 of such a dual fuel engine 1 . Cylinder 2 includes a cylinder head 3 . In that cylinder, the piston 4 guided by the connecting rod 5 moves up and down. A fuel injector 6 is fixed to the cylinder head, whereby liquid fuel, in particular diesel fuel, from the fuel pump 8 via the fuel line 7 can be injected into the combustion chamber 9 of the cylinder 2 . The fuel injector 6, fuel line 7 and fuel pump 9 are components of the fuel supply device that function to supply liquid fuel into the combustion chamber 9 of the cylinder 2. This fuel supply device operates especially when liquid fuel, in particular diesel fuel, is burned as fuel in the cylinder 2 of the dual fuel engine. For combustion of the liquid fuel, charge air 10 can additionally be introduced into the corresponding cylinder 2 of the dual fuel engine 1 through an inlet valve 17, and the exhaust gas 5 produced during combustion of the fuel is It is discharged from the corresponding cylinder 2 of the dual fuel engine 1 through the exhaust valve 18 .

이중 연료 엔진(1)의 실린더(2)의 연소실(9)에서는 다른 작동 모드에서 가스가 연료로서 대안적으로 연소될 수 있다. 이를 위해, 이중 연료 엔진(1)은 혼합물 형성 유닛(20)을 포함하며, 여기서 연소 공기(10)와, 가스 공급 라인을 통해 혼합물 형성 유닛(20)에 제공되는 가스의 혼합물이 형성되며, 그 가스-공기 혼합물이 유입 밸브(17)를 통해 실린더(2)의 연소실(9) 내로 도입된다. 가스의 연소 중에, 배기 밸브(18)를 통해 실린더(2)로부터 배출될 수 있는 배기가스(15)가 역시 생성된다. 점화 유체 분사기(13)에 의해 실린더(2)의 추가적 연소실(11) 내로 도입될 수 있는 점화 유체가 이중 연료 엔진(1)의 가스 모드에서 가스-공기 혼합물을 점화시키는 기능을 하며, 실린더(2)의 그 추가적 연소실(11)은 적어도 하나의 접속 채널(12)을 통해 연소실(9)에 연결되어 있다. 대안적으로, 점화 유체는 연소실(9)에 바로 도입될 수도 있다. 도 1에 도시한 실린더(2)의 점화 유체 분사기(13)는 이중 연료 엔진의 점화 유체 분사 시스템의 일부이며, 이중 연료 엔진(1)의 각 실린더(2)를 위한 점화 유체 분사 시스템은 개개의 점화 유체 분사기(13)를 포함한다. 점화 유체 분사 시스템의 공통의 점화 유체 저장 유닛(22)에서 출발하여, 점화 유체가 점화 유체 라인(14)을 통해 점화 유체 분사기(13)에 공급될 수 있고, 점화 유체 저장 유닛(22)에는 점화 유체 저장 유닛(22)에 점화 유체를 공급하는 점화 유체 급송 펌프(16)가 할당되어 있다. 점화 유체 급송 펌프(16)는 바람직하게는 전기 작동식 고압 펌프이다. 여기서, 점화 유체 급송 펌프(16)에는 흡입 초크(suction choke)(19)가 할당된다.In the combustion chamber 9 of the cylinder 2 of the dual fuel engine 1, gases can alternatively be burned as fuel in different modes of operation. To this end, the dual fuel engine 1 comprises a mixture forming unit 20, in which a mixture of combustion air 10 and a gas supplied to the mixture forming unit 20 via a gas supply line is formed, A gas-air mixture is introduced into the combustion chamber 9 of the cylinder 2 through the inlet valve 17 . During combustion of the gas, exhaust gas 15 is also produced, which can be expelled from the cylinder 2 via the exhaust valve 18 . The ignition fluid, which can be introduced into the additional combustion chamber 11 of the cylinder 2 by means of the ignition fluid injector 13, serves to ignite the gas-air mixture in the gas mode of the dual fuel engine 1, and serves to ignite the gas-air mixture in the cylinder 2 ) is connected to the combustion chamber 9 via at least one connecting channel 12 . Alternatively, the ignition fluid may be introduced directly into the combustion chamber 9 . The ignition fluid injector 13 of the cylinder 2 shown in FIG. 1 is a part of the ignition fluid injection system of the dual fuel engine, and the ignition fluid injection system for each cylinder 2 of the dual fuel engine 1 is an individual ignition fluid injection system. Includes an ignition fluid injector (13). Starting from the common ignition fluid storage unit 22 of the ignition fluid injection system, ignition fluid can be supplied to the ignition fluid injector 13 through an ignition fluid line 14, to the ignition fluid storage unit 22 for ignition. An ignition fluid delivery pump 16 is assigned to supply ignition fluid to the fluid storage unit 22 . The ignition fluid feed pump 16 is preferably an electrically operated high pressure pump. Here, a suction choke 19 is assigned to the ignition fluid feed pump 16 .

따라서, 한편으로는 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진(1)은 이중 연료 엔진(1)의 액체 연료 모드에서 액체 연료를 공급하기 위한 연료 공급 장치를 포함하는 반면, 다른 한편으로는 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진(1)은 이중 연료 엔진(1)의 가스 모드에서 가스 연료를 연소시키기 위해 이중 연료 엔진(1)의 실린더(2) 내로 점화 유체를 도입하기 위해 별도의 점화 유체 분사 시스템을 포함하고 있다.Thus, on the one hand, the dual fuel engine 1 known from the art includes a fuel supply device for supplying liquid fuel in the liquid fuel mode of the dual fuel engine 1, while on the other hand it is known from the art. The dual fuel engine (1) with dual fuel engine (1) includes a separate ignition fluid injection system for introducing ignition fluid into the cylinder (2) of the dual fuel engine (1) to combust the gaseous fuel in the gas mode of the dual fuel engine (1). are doing

따라서, 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진은 2개의 분사 시스템, 즉 액체 연료를 위한 연료 공급 장치와 점화 유체 분사 시스템을 포함한다. 이는 이중 연료 엔진의 복잡한 구조를 요구한다. 따라서, 보다 간단한 구조를 갖는 신규한 이중 연료 엔진 및 이의 작동 방법에 대한 필요성이 존재한다.Thus, the dual fuel engine known from the art comprises two injection systems, namely a fuel supply device for liquid fuel and an ignition fluid injection system. This requires a complex structure of the dual fuel engine. Accordingly, there is a need for a novel dual fuel engine having a simpler structure and a method of operating the same.

이로부터 시작하여, 본 발명은 이중 연료 엔진 및 이중 연료 엔진의 작동 방법의 신규한 타입을 창안한다는 과제에 기초한다. 이 과제는 청구항 1에 따른 이중 연료 엔진에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치는, 연료 공급 장치의 연료 펌프들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 이중 연료 엔진의 가스 연료 작동 모드에서 액체 연료를 실린더의 연소 챔버에 공급하다.Starting from this, the present invention is based on the task of creating a new type of dual fuel engine and method of operating the dual fuel engine. This problem is solved by the dual fuel engine according to claim 1 . According to the invention, a fuel supply device for liquid fuel supplies liquid fuel to the combustion chamber of a cylinder in a gaseous fuel operating mode of a dual fuel engine in such a way that fuel pumps of the fuel supply device alternately deliver ignition fluid.

본 발명에 따른 이중 연료 엔진에서, 연료 공급 장치, 즉 액체 연료를 위한 분사 시스템은 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 이중 연료 엔진의 실린더에 점화 유체를 공급하는 임무도 추가로 떠맡는다. 본 발명에 따르면, 당업계로부터 공지된 이중 연료 엔진에 필요로 하였던 별도의 점화 유체 분사 시스템은 생략될 수 있다. 이는 이중 연료 엔진의 복잡성을 감소시키고, 또한 그 이중 연료 엔진은 보다 간단하면서 보다 비용 효율적으로 제조될 수 있다. 연료 공급 장치의 연료 펌프들 중, 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 실린더에 점화 유체를 공급하기 위해 모든 펌프들이 동시에 활성화되는 것이 아니라, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치는, 연료 공급 장치의 연료 펌프들이 번갈아가면서 실린더의 방향으로 점화 유체를 급송하는 식으로, 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 실린더의 연소실에 점화 유체를 공급한다. 가스 모드에서 현재 급송을 행하고 있지 않은 연료 펌프는 가스 모드에서 정지 상태에 있다. 이로 인해, 급송 유량과 관련하여 많은 양의 약체 연료를 위해 설계된 연료 공급 장치의 연료 펌프가 이중 연료 엔진의 가스 모드에서 소량의 점화 유체를 급송할 때에 과열되지 않아 손상될 우려가 없다.In the dual fuel engine according to the invention, the fuel supply device, ie the injection system for liquid fuel, additionally takes on the task of supplying ignition fluid to the cylinders of the dual fuel engine in the gas mode of the dual fuel engine. According to the present invention, the separate ignition fluid injection system required in dual fuel engines known from the art can be omitted. This reduces the complexity of the dual fuel engine, and also allows the dual fuel engine to be manufactured more simply and more cost effectively. Of the fuel pumps of the fuel supply, not all pumps are activated simultaneously to supply ignition fluid to the cylinders in the gas mode of the dual fuel engine, but in the fuel supply for liquid fuel, the fuel pumps of the fuel supply are alternately activated. It supplies ignition fluid to the combustion chamber of the cylinder in the gas mode of the dual-fuel engine by feeding ignition fluid in the direction of the cylinder as it goes. A fuel pump that is not currently feeding in gas mode is at rest in gas mode. Due to this, the fuel pump of the fuel supply device designed for a large amount of weak fuel in relation to the delivery flow rate does not overheat and is not damaged when delivering a small amount of ignition fluid in the gas mode of a dual fuel engine.

바람직하게는, 연료 펌프는 이중 연료 엔진의 캠샤프트에 의해 구동되는 펌프, 특히 플러그인 펌프(plug-in pump)로서 구현되며, 각 연료 펌프에는 해당 연료 펌프의 급송 유량을 조절하도록 조절 가능한 조절 가능 초크가 할당된다. 이는 이중 연료 엔진의 특히 간단한 구조를 가능하게 한다.Preferably, the fuel pump is implemented as a pump driven by the camshaft of the dual fuel engine, in particular as a plug-in pump, each fuel pump having an adjustable choke adjustable to regulate the delivery flow of that fuel pump. is assigned This enables a particularly simple structure of the dual fuel engine.

바람직하게는, 연료 공급 장치는 커먼 레일 연료 공급 장치로서 설계된다. 본 발명은 이중 연료 엔진 및 그러한 이중 연료 엔진의 작동 방법에 관한 것이다. 특히, 연료 공급 장치가 커먼 레일 연료 공급 장치로서 구현되는 경우, 유리하게는 이중 연료 엔진의 액체 연료와 이중 연료 엔진의 점화 유체는 액체 연료 작동 모드와 가스 연료 작동 모드 각각에서 이중 연료 엔진의 실린더의 방향으로 급송되어 그 실린더의 연소실 내에 도입될 수 있다.Preferably, the fuel supply is designed as a common rail fuel supply. The present invention relates to dual fuel engines and methods of operating such dual fuel engines. In particular, when the fuel supply is implemented as a common rail fuel supply, the liquid fuel of the dual-fuel engine and the ignition fluid of the dual-fuel engine are advantageously supplied to the cylinders of the dual-fuel engine in each of the liquid fuel operating mode and the gas fuel operating mode. direction and introduced into the combustion chamber of that cylinder.

이중 연료 엔진의 작동 방법은 도 6에 정의되어 있다.The method of operation of the dual fuel engine is defined in FIG. 6 .

본 발명의 다른 바람직한 개선점들은 종속 청구항 및 이하의 상세한 설명으로부터 얻어진다. 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 이에 한정되는 일 없이 보다 상세하게 설명한다. 여기서,
도 1은 종래 기술에 따른 이중 연료 엔진의 블록도이며,
도 2는 본 발명에 따른 이중 연료 엔진의 블록도이다.Other advantageous refinements of the invention emerge from the dependent claims and the detailed description below. Preferred embodiments of the present invention will be described in more detail without being limited thereto with reference to the drawings. here,
1 is a block diagram of a dual fuel engine according to the prior art;
2 is a block diagram of a dual fuel engine according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)의 조립체가 도 1에 도시되어 있으며, 도 1은 그러한 이중 연료 엔진(23)의 실린더(2)를 도시하고 있다.FIG. 2 shows an assembly of a dual fuel engine 23 according to the present invention in FIG. 1 , which shows a cylinder 2 of such a dual fuel engine 23 .

도 1에 도시한 실린더(2)는 실린더 헤드(3)를 포함한다. 실린더 헤드(3)에서, 피스톤(4)이 상하 이동할 수 있고, 그 피스톤(4)은 커넥팅 로드(5)에 의해 안내된다.The cylinder 2 shown in FIG. 1 includes a cylinder head 3. In the cylinder head 3, a piston 4 can move up and down, and the piston 4 is guided by a connecting rod 5.

실린더(2)는 연소실(9)을 포함한다. 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 모드에서, 액체 연료는 실린더(2)의 연소실(9) 내로, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치인 도 2에 도시한 연료 공급 장치(24)에 의해 도입된다. 커먼 레일 연료 공급 장치(24)는 이중 연료 엔진(23)의 각 실린더에 대해 적어도 하나의 연료 분사기(28)를 포함하며, 이 연료 분사기(28)를 통해, 액체 연료 모드에서 액체 연료가 해당 실린더(2)의 연소실(9) 내로 도입될 수 있다. 커먼 레일 연료 공급 장치(24) 중, 고압 연료 펌프로서 구현된 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 또한 도시되어 있으며, 이들 펌프는 연료를 커먼 레일 연료 공급 장치의 저압 영역에서부터 시작하여 그 고압 영역 내로, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치(24)의 축압기 시스템(26) 내로 급송한다. 액체 연료는 축압기 시스템(26)에서 시작하여 고압 연료 라인(29)을 통해 실린더(2)의 분사기(28)에 공급될 수 있다. 도 2에 따르면, 커먼 레일 연료 공급 장치(24)의 각 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에는 조절 가능 초크(27a, 27b, 27c)가 할당되어 있다.Cylinder 2 includes a combustion chamber 9 . In the liquid fuel mode of the dual fuel engine 23, liquid fuel is introduced into the combustion chamber 9 of the cylinder 2, i.e. by the fuel supply device 24 shown in FIG. 2 which is a common rail fuel supply device. The common rail fuel supply system 24 includes at least one fuel injector 28 for each cylinder of the dual fuel engine 23, through which fuel injectors 28, in liquid fuel mode, liquid fuel is injected into the corresponding cylinder. It can be introduced into the combustion chamber 9 of (2). Of the common rail fuel supply 24, a plurality of fuel pumps 25a, 25b, 25c embodied as high-pressure fuel pumps are also shown, which pump fuel starting from the low-pressure region of the common rail fuel supply and into the high pressure region, ie into the accumulator system 26 of the common rail fuel supply 24. Liquid fuel may be supplied from the accumulator system 26 to the injector 28 of the cylinder 2 via the high pressure fuel line 29 . According to FIG. 2 , adjustable chokes 27a , 27b and 27c are assigned to each of the high-pressure fuel pumps 25a , 25b and 25c of the common rail fuel supply system 24 .

액체 연료 모드에서, 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)에 공급된 액체 연료는 연소되며, 이를 위해, 급기(10)가 해당 실린더(2)의 적절한 유입 밸브(17)를 통해 실린더(2)에 추가적으로 공급된다. 액체 연료의 연소 중에 생성된 배기가스는 배기 밸브(18)를 통해 해당 실린더(2)의 연소실(9)로부터 배출될 수 있다.In the liquid fuel mode, the liquid fuel supplied to the cylinder 2 via the fuel supply device 24 is combusted; 2) is additionally supplied. Exhaust gases produced during combustion of the liquid fuel can be discharged from the combustion chamber 9 of the corresponding cylinder 2 through the exhaust valve 18 .

이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 가스 연료, 즉 혼합물 형성 유닛(20)에서 형성되는 연소 공기(10)와 가스의 혼합물이 연소를 위해 실린더(2)의 연소실에 공급될 수 있다. 가스는 가스 공급 라인(21)을 통해 혼합물 형성 유닛(20)에 제공된다. 가스-공기 혼합물은 유입 밸브(17)를 통해 해당 실린더(2)의 연소실(9)에 들어가며, 그 가스의 연소 중에 생성된 배기가스(15)는 배기 밸브(18)를 통해 해당 실린더(2)로부터 배출될 수 있다.In the gaseous fuel mode of operation of the dual fuel engine 23, gaseous fuel, ie a mixture of gases with combustion air 10 formed in the mixture forming unit 20, can be supplied to the combustion chamber of the cylinder 2 for combustion. . Gas is supplied to the mixture forming unit 20 through a gas supply line 21 . The gas-air mixture enters the combustion chamber (9) of the corresponding cylinder (2) through the inlet valve (17), and the exhaust gas (15) produced during the combustion of the gas enters the corresponding cylinder (2) through the exhaust valve (18). can be emitted from

이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 모드에서 점화 유체가 가스-공기 혼합물을 점화하는 기능을 한다. 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)에서, 액체 연료를 위한 연료 공급 장치(24)가 또한 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서 점화 유체도 역시 실린더(2)의 연소실(9)에 공급한다. 따라서, 커먼 레일 연료 공급 장치로서 구현된 이중 연료 엔진(23)의 연료 공급 장치(24)는 액체 연료 모드에서는 실린더(2)의 연소실(9)에 액체 연료를 공급하고 가스 연료 모드에서는 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급하는 기능을 한다. 따라서, 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)에서는 액체 연료와 점화 유체를 위한 별개의 분사 시스템을 필요로 하지 않는다.In the gas fuel mode of the dual fuel engine 23 the ignition fluid serves to ignite the gas-air mixture. In the dual fuel engine 23 according to the present invention, the fuel supply device 24 for liquid fuel is also provided to the combustion chamber 9 of the cylinder 2 in the gas fuel operating mode of the dual fuel engine 23 as well as the ignition fluid. supply Therefore, the fuel supply device 24 of the dual fuel engine 23 implemented as a common rail fuel supply device supplies liquid fuel to the combustion chamber 9 of the cylinder 2 in the liquid fuel mode and the cylinder 2 in the gas fuel mode. ) serves to supply ignition fluid to the combustion chamber 9. Thus, the dual fuel engine 23 according to the present invention does not require separate injection systems for liquid fuel and ignition fluid.

이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서 비교적 많은 양의 액체 연료를 급송하도록 설계된 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 가스 연료 작동 모드에서 소량의 점화 유체를 공급할 때에 과열되는 것을 피하기 위해, 연료 공급 장치(24)는, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 가스 연료 작동 모드에서 실린더의 연소실(9)에 점화 유체를 공급한다. 따라서, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 가스 연료 작동 모드에서 동시에 작동하는 것이 아니라 번갈아가면서 작동한다.In order to avoid overheating of the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c designed to deliver a relatively large amount of liquid fuel in the liquid fuel operating mode of the dual fuel engine 23 when supplying a small amount of ignition fluid in the gas fuel operating mode. , The fuel supply device 24 supplies ignition fluid to the combustion chamber 9 of the cylinder in the gas fuel operating mode in such a way that the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, and 25c alternately feed the ignition fluid. Accordingly, the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, and 25c operate alternately, rather than simultaneously, in the gas fuel operating mode.

고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 이중 연료 엔진(23)의 캠샤프트(도시 생략)에 의해 구동되는 펌프이다. 이미 설명한 바와 같이, 각 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에는 조절 가능 초크(27a, 27b, 27c)가 할당되어 있고, 이들 초크는 해당 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 급송 유량을 조절하도록 조절될 수 있다.The high-pressure fuel pumps 25a, 25b, and 25c are pumps driven by a camshaft (not shown) of the dual fuel engine 23. As already explained, each high-pressure fuel pump 25a, 25b, 25c is assigned an adjustable choke 27a, 27b, 27c, which controls the delivery flow of the corresponding high-pressure fuel pump 25a, 25b, 25c. can be adjusted to adjust.

이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 모드에서, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 또한 캠샤프트에 의해 구동되며 또한 그에 의존한 회전 속도를 갖는 한편, 급송 유량은 초크(27a, 27b, 27c)에 의해 조절된다. 여기서, 초크(27a, 27b, 27c)는 가스 연료 작동 모드에서 비교적 적은 급송 유량의 점화 유체를 제공하기 위해 비교적 많이 닫혀, 해당 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 비교적 적은 점화 유체를 급송하도록 되며, 이 자체는 점화 유체의 비교적 적은 급송 유량으로 인해 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)가 가열될 우려가 있다. 하지만, 본 발명에 따른 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들은 가스 연료 작동 모드에서 동시에 작동하는 것이 아니라 반갈 아가면서 점화 유체를 급송하기 때문에, 가스 연료 작동 모드에서 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 과열의 우려가 없다. 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 바람직하게는 소위 플러그인 펌프이다.In the gas fuel mode of the dual fuel engine 23, the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c are also driven by the camshaft and have a rotational speed dependent thereon, while the feed flow rate is controlled by the chokes 27a, 27b, 27c. ) is controlled by Here, the chokes 27a, 27b, 27c are relatively closed to provide a relatively low delivery flow of ignition fluid in the gas fuel operating mode, so that the corresponding high-pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c deliver relatively little ignition fluid. This itself may cause the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, and 25c to heat up due to the relatively small delivery flow rate of the ignition fluid. However, since the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, and 25c according to the present invention do not operate simultaneously in the gas fuel operation mode but supply the ignition fluid alternately, the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, There is no concern of overheating in 25c). The high-pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c are preferably so-called plug-in pumps.

따라서, 본 발명에 따른 이중 연료 엔진(23)에 있어서, 액체 연료 작동 모드에서 액체 연료의 연료 분사량과 가스 연료 작동 모드에서 점화 유체의 분사량의 급송이 하나의 동일 분사 시스템을 통해, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치(24)를 통해 발생한다. 각각의 필요한 급송 유량은 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에 할당된 조절 가능 초크(27a, 27b, 27c)를 통해 조절된다.Therefore, in the dual fuel engine 23 according to the present invention, the fuel injection amount of liquid fuel in the liquid fuel operation mode and the injection amount of ignition fluid in the gas fuel operation mode are fed through one and the same injection system, i.e. common rail fuel This takes place via the supply device 24 . Each required feed flow rate is regulated via adjustable chokes 27a, 27b, 27c assigned to fuel pumps 25a, 25b, 25c.

가스 연료 작동 모드에서 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 감소된 급송 유량의 경우에 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 과열을 피하기 위해, 점화 유체의 급송은 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에 의해 번갈가면서 실현된다. 따라서, 각 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 단지 정해진 시간 인터벌 동안 작동하며, 이어서 해당 연료 펌프가 정지되고 그 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c) 중 다른 하나가 정해진 시간 인터벌 동안 작동한다. 가스 연료 작동 모드에서 현재 어떠한 점화 유체도 급송하고 있지 않는 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 가스 연료 작동 모드에서 정지 상태에 있다. 따라서, 현재에 점화 유체를 급송하고 있는 특정 고압 연료 펌프(25a, 25b, 또는 25c) 하나만이 가스 연료 작동 모드에 임의의 시간에 작동하고 있다. 반면, 나머지 모든 고압 연료 펌프(25b와 25c, 또는 25a와 25c, 또는 25a와 25b)는 정지 상태에 있다. 가스 연료 작동 모드에서, 고압 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들은 그러한 전환 인터벌 및 아이들 상태의 측면에서 임의의 순서로 작동할 수 있다.In order to avoid overheating of the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c in case of a reduced delivery flow rate of the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c in the gas fuel operating mode, the delivery of the ignition fluid is carried out by the high-pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c. 25b, 25c) alternately realized. Thus, each high pressure fuel pump 25a, 25b, 25c only operates for a set time interval, then that fuel pump is stopped and the other one of its high pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c operates for a set time interval. . High pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c, which are not currently delivering any ignition fluid in the gas fuel operating mode, are at rest in the gas fuel operating mode. Thus, only one particular high-pressure fuel pump 25a, 25b, or 25c currently delivering ignition fluid is operating at any time in the gaseous fuel operating mode. On the other hand, all other high-pressure fuel pumps 25b and 25c, or 25a and 25c, or 25a and 25b are in a stopped state. In the gas fuel mode of operation, the high pressure fuel pumps 25a, 25b, 25c may operate in any order in terms of such switching intervals and idle conditions.

Claims (8)

복수의 실린더(2)를 포함하는 이중 연료 엔진(23)으로서, 상기 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서, 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)를 포함한 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)의 연소 챔버(9)에 연소를 위해 액체 연료가 공급될 수 있으며, 상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 상기 실린더(2)의 연소실(9)에는 한편으로는 연소를 위해 가스 연료가 공급되고 다른 한편으로는 그 가스 연료의 점화를 위해 점화 유체가 공급될 수 있는, 이중 연료 엔진(23)에 있어서,
상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 액체 연료를 위한 상기 연료 공급 장치(24)는, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 상기 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.A dual fuel engine (23) comprising a plurality of cylinders (2), in a liquid fuel operating mode of the dual fuel engine (23), a fuel supply device (24) comprising a plurality of fuel pumps (25a, 25b, 25c) Liquid fuel can be supplied to the combustion chamber 9 of the cylinder 2 for combustion through, and in the gas fuel operating mode of the dual fuel engine 23, the combustion chamber 9 of the cylinder 2 In a dual fuel engine (23), in which gaseous fuel can be supplied for combustion on the one hand and ignition fluid can be supplied for ignition of the gaseous fuel on the other hand,
In the gas fuel operating mode of the dual fuel engine 23, the fuel supply device 24 for liquid fuel is such that the fuel pumps 25a, 25b and 25c alternately deliver ignition fluid to the cylinder ( 2) A dual fuel engine characterized in that an ignition fluid is supplied to the combustion chamber (9). 제1항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 이중 연료 엔진(23)의 캠샤프트에 의해 구동될 수 있는 펌프로서 구현되며, 각 연료 펌프(25a, 25b, 25c)에는 해당 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 급송 유량을 조절하도록 조절될 수 있는 조절 가능 초크(adjustable choke)(27a, 27b, 27c)가 할당되는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.2. The fuel pump (25a, 25b, 25c) is embodied as a pump that can be driven by a camshaft of the dual fuel engine (23), each fuel pump (25a, 25b, 25c) has a corresponding A dual fuel engine characterized in that adjustable chokes (27a, 27b, 27c) are assigned which can be adjusted to adjust the delivery flow rate of the fuel pumps (25a, 25b, 25c). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 플러그인 펌프로서 구현되는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.3. Dual fuel engine according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel pump (25a, 25b, 25c) is implemented as a plug-in pump. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 커먼 레일 연료 공급 장치(24)의 고압 연료 펌프인 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.3. The dual fuel engine according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel pump (25a, 25b, 25c) is a high pressure fuel pump of a common rail fuel supply system (24). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가스 연료 작동 모드에서 현재 어떠한 점화 유체도 급송하고 있지 않는 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 가스 연료 작동 모드에서 아이들 상태에 있는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진.3. Double according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel pump (25a, 25b, 25c), which is not currently delivering any ignition fluid in the gas fuel mode of operation, is at idle in the gas fuel mode of operation. fuel engine. 복수의 실린더(2)를 포함하는 이중 연료 엔진(23)을 작동하는 방법으로서, 상기 이중 연료 엔진(23)의 액체 연료 작동 모드에서, 복수의 연료 펌프(25a, 25b, 25c)를 포함한 연료 공급 장치(24)를 통해 실린더(2)의 연소 챔버(9)에 연소를 위해 액체 연료가 공급될 수 있으며, 상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 상기 실린더(2)의 연소실(9)에는 한편으로는 연소를 위해 가스 연료가 공급되고 다른 한편으로는 그 가스 연료의 점화를 위해 점화 유체가 공급될 수 있는, 것인 방법에 있어서,
상기 이중 연료 엔진(23)의 가스 연료 작동 모드에서, 액체 연료를 위한 상기 연료 공급 장치(24)는, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)들이 번갈아가면서 점화 유체를 급송하는 식으로 상기 실린더(2)의 연소실(9)에 점화 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진의 작동 방법.A method of operating a dual fuel engine (23) comprising a plurality of cylinders (2), wherein in a liquid fuel operating mode of the dual fuel engine (23), a fuel supply comprising a plurality of fuel pumps (25a, 25b, 25c) Liquid fuel can be supplied for combustion to the combustion chamber 9 of the cylinder 2 via the device 24, in the gas fuel operating mode of the dual fuel engine 23, the combustion chamber of the cylinder 2 ( 9) can be supplied with gaseous fuel for combustion on the one hand and an ignition fluid for ignition of the gaseous fuel on the other hand,
In the gas fuel operating mode of the dual fuel engine 23, the fuel supply device 24 for liquid fuel is such that the fuel pumps 25a, 25b and 25c alternately deliver ignition fluid to the cylinder ( 2) A method of operating a dual fuel engine, characterized in that the ignition fluid is supplied to the combustion chamber (9). 제6항에 있어서, 상기 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 이중 연료 엔진(23)의 캠샤프트에 의해 구동되며, 각 연료 펌프(25a, 25b, 25c)의 급송 유량은 각 연료 펌프에 할당된 초크(27a, 27b, 27c)를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진의 작동 방법.7. The method of claim 6, wherein the fuel pumps (25a, 25b, 25c) are driven by the camshaft of the dual fuel engine (23), and the delivery flow rate of each fuel pump (25a, 25b, 25c) is Method of operation of a dual fuel engine, characterized in that it is regulated through assigned chokes (27a, 27b, 27c). 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 가스 연료 작동 모드에서 현재 어떠한 점화 유체도 급송하고 있지 않는 연료 펌프(25a, 25b, 25c)는 상기 가스 연료 작동 모드에서 정지 상태에 있는 것을 특징으로 하는 이중 연료 엔진의 작동 방법.8. Double according to claim 6 or 7, characterized in that the fuel pumps (25a, 25b, 25c) which are not currently delivering any ignition fluid in the gas fueled mode of operation are at rest in the gaseous fueled mode of operation. How fuel engines work.
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