Man Me-Gi (가스 주입이있는 Me 엔진)
MAN ME-GI (가스 주입을 가진 ME 엔진) 이중 연료 전자 연료 분사 메인 엔진은 해양 전력 분야의 중요한 혁신입니다. . 고압 가스 직접 분사 기술을 지능형 전자 제어 시스템과 결합하여 환경 성능과 연료 유연성을 크게 향상시킵니다. 미래 개발 동향 .
一, 남자 me-gi
I . Man Me-Gi 이진 연료 엔진의 작업 원리
1. 디젤 사이클 고압 직접 주입 기술
연료 분사 : 압축 뇌졸중 (상단 데드 센터 근처)이 끝날 때, 소량의 디젤 (총 연료의 3-5%, 대략 8 g/(kw · h))가 압축 점화에 대한 디젤 자체 결합 특성을 사용하여 점화 소스로 주입됩니다. ..
고압 가스 주입 : 연료 분사의 점화 후, 천연 가스는 300 바의 고압으로 실린더에 직접 주입되어 점화원에 의해 점화되어 효율적인 연소를 달성하기 위해 .
연료 적응성 : LNG 및 LPG와 같은 다양한 가스 연료를 지원하며 메탄 함량에 대한 엄격한 요구 사항이 없으며 방해성 성능이 우수합니다 ..
그림 1 : 디젤 및 오토 사이클이 작동합니다
2. 작동 모드
가스 모드 : 부하가 25%에서 100% 사이 일 때 작동하며 연료 공급 속도는 일정하게 유지되고 천연 가스는 주요 연료로 사용됩니다 .
최소 연료 모드 : 연료 공급 속도를 최소화하고 가스 공급 속도는 부하 .에 따라 조정됩니다.
순수한 연료 모드 : 부하가 낮을 때 자동 으로이 모드로 전환됩니다 (<25%) or when the gas system fails.
II . 각 코어 구성 요소의 자세한 기능 설명
1. 새로운 가스 시스템 구성 요소
이중 벽 가스 파이프 :
내부 파이프는 250-300 막대 고압 가스를 전달하는 반면, 외부 파이프에는 환기 공기 또는 불활성 가스가 채워져 방벽 .
환기 시스템은 시간당 30-45 시간의 속도로 공기를 교환합니다. . HC 센서는 누출을 감지합니다 (농도가 60% LEL을 초과하면 자동으로 연료 모드로 다시 전환됩니다) ..
그림 2 : 이중 벽 파이프의 구조 다이어그램
가스 분사 밸브 (GIV) :
유압 서보 오일 드라이브 (압력 25-50 막대가 가스보다 높음), 가스 주입 타이밍을 정확하게 제어 .
그림 3 : 가스 주입 밸브
가스 제어 블록 :
압력 축적기 : 단일 사이클 분사 부피의 용량 20 배로 가스 압력을 안정화시킵니다 .
창 밸브 : Elwi 밸브에 의해 제어되며 특정 크랭크 샤프트 각도에서만 열리 며 최대 가스 흐름을 제한합니다 .
ELGI 밸브 : 정밀한 사출 타이밍을 달성하기 위해 서보 오일 구동 가스 분사 밸브를 제어합니다. .
그림 4 : 가스 블록
밀봉 오일 시스템 :
독립적 인 전기 펌프는 가스보다 높은 압력 20-25 막대에서 밀봉 오일을 공급하여 가스가 유압 시스템으로 튀는 것을 방지합니다 . 소량의 소비 된 밀봉 오일은 가스와 함께 연소됩니다 ..
그림 5 : 밀봉 오일
가스 밸브 그룹 (GVT) : 가스를 필터링하고 소량이지만 고압을 견딜 수 있지만 . 저온 고압 펌프 : LNG를 250-300 막대에 압력을 가해 안정적인 일반 레일 압력을 유지하기 위해 ..
2. 연료/점화 시스템으로 업그레이드합니다
점화 주입 밸브 :
가스 모드에서 점화 연료 인젝터 역할을하는 ME-C의 연료 분사 밸브를 계속 사용하고 있으며, 분사 구멍은 이중 크기 설계 (연료 소비를 줄이기위한 가스 모드의 작은 구멍) .에 최적화되어 있습니다.
Fiva 밸브 제어 :
전자 수분 값 비례 밸브는 점화 연료 분사의 타이밍과 양을 정확하게 조절합니다 .
3. 안전 및 보조 시스템
질소 퍼지 블록 :
폭발의 위험을 줄이기 위해 가스 모드에서의 트립 후 파이프 라인에 질소를 주입 .
그림 6 : 청소 블록
저압 시스템 오일 부스터 펌프 :
시스템 오일 압력을 2 bar에서 6 bar로 상승시키고 오일을 보충하여 공기를 대체하고 유압 제어 장치 (HCU) .에 안정적인 오일 공급을 보장합니다.
GI 확장 제어 시스템 :
SPCU (가스 제어 장치), SACU (보조 제어 장치) 주입 로직 관리;
SPSU (안전 장치), SCSU (실린더 안전 장치) 누출 및 비정상 유량을 모니터링하여 비상 스위칭을 유발합니다 .
그림 7 : 이중 연료 제어 시스템
III . 전통적인 ME-C 전자 연료 분사 컨트롤러와의 비교 분석
ME-GI는 ME-C를 기반으로 다음 시스템을 추가/수정했습니다.
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시스템 카테고리 |
ME-C 엔진 |
ME-GI 추가 구성 요소 |
기능적 차이 |
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연료 공급 |
단일 연료 유광 |
이중 벽 가스 파이프, GVT 밸브 그룹, 극저온 고압 펌프 |
300 바 고압 가스 공급을 지원합니다 |
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주입 시스템 |
단일 연료 분사 밸브 |
가스 분사 밸브 (GIV), 가스 제어 모듈 |
이중 연료 독립/동기화 된 주입 |
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밀봉 및 안전 |
밀봉 오일이 필요하지 않습니다 |
밀봉 오일 시스템, 수소 퍼지 블록 |
유압 시스템으로의 가스 누출을 방지합니다 |
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제어 시스템 |
기본 ECS 제어 |
GI Extension System (SPCU/SACU/SPSU/SCSU) |
가스 모드 안전 모니터링 및 중복 제어 |
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보조 시스템 |
기존의 윤활유 펌프 |
저압 시스템 오일 부스터 펌프 장치 |
안정적인 HCU 오일 압력을 보장합니다 |
주요 차이점 :
주입 로직 : ME-C는 연료 타이밍 만 제어하는 반면, ME-GI는 연료 분사 및 가스 주입의 타이밍을 조정하여 연료를 먼저 보장 한 다음 가스 .입니다.
안전 중복성 : ME-GI는 듀얼 센서와 독립 안전 장치 (SPSU/SCSU)가 장착되어 있으며, 이는 비정상적인 가스 흐름 (예 : 실시간으로 23MPa를 초과하는 어큐뮬레이터의 압력 강하)을 모니터링합니다 .
iv . 개발 동향 및 장점/단점 분석
트렌드
1. 기술 업그레이드 (Mark II) :
연료 분사의 연료 소비는 1 . 5%(원래 3-5%)로 감소되었으며 저하 용량은 5%로 확장되었습니다.
이중 벽 튜브 디자인이 단순화되었고 단일 파이프 흡입구와 콘센트가 채택되어 비용이 절감되고 질소 제거의 어려움 .
2. 연료 다각화 :
암모니아 연료의 연구 및 개발을 지원하는 ME-LGIM (메탄올 연료) 및 ME-LGIP (액화 석유 가스 연료) .
3. 저압 버전 보충 :
LNG 운송 선박 시장을 대상으로 한 Me-Ga Otto Cycle 저압 엔진 (16 Bar)을 발사하여 초기 투자 감소 .
장점과 단점의 비교 :
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장점 |
단점 |
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환경 적 이점: SOX 감소 ≈95%, CO₂ 감소 ≈23%. |
시스템 복잡성: 20+ 추가 구성 요소, 높은 유지 보수 난이도 . |
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경제 효율성: 50% 열 효율 (디젤에 해당), 연료 비용 25% . |
높은 초기 투자: 가스 공급 시스템에 대한 상당한 비용 (e . g ., 300 bar 압축 장비) . |
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연료 유연성: LNG/LPG/디젤과 호환, 메탄 수 요구 사항 없음 . |
저하 제한: 가스 모드는 25% 미만으로 사용할 수 없습니다 . |
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안전 기능: 이중 벽 파이프 + 밀봉 오일 + 다층 모니터링, 무시할만한 메탄 슬립 . |
배출 단점: nox 감소 만 12-15%, egr/scr이 계층 III 표준을 충족시키기 위해 .을 충족시켜야합니다. |
요약
ME-GI 엔진은 고압 직접 주입 및 디젤 사이클을 통한 천연 가스의 방해성 속성 문제를 극복합니다. . 디젤 엔진의 열 효율성을 유지하면서 배출량을 크게 줄입니다. . 미래에 Mark II 업그레이드 (낮은 연료 소비, 높은 중복성) 및 연료 다각화 (메탄올/암모니아)를 통해 ME-GI는 선박 전력의 저탄소 변환을 계속 이끌 것입니다. 특히 장기적인 운영 효율성과 준수를 추구하는 선박에 적합한 선박에 적합합니다 (전통적인 ME-C 엔진 {}} 전통적인 ME-C 엔진을 지불 할 수 있습니다. 업그레이드) 기술 반복 및 투자 수익의 균형 .