RT-flexコモンレール式電子制御エンジン環境技術の最新動向...3 RT-flexコモンレール式電子制御エンジン環境技術の動向 1．RTRT--flexflexコモンレール式電子制御エンジンについて

RT-flexコモンレール式電子制御エンジン

環境技術の新動向

2013年5月

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はじめに

RTRT--flexflex機関、機関、WW--XX機関は、大型舶用低速機関で機関は、大型舶用低速機関で

唯一コモンレール技術を採用。唯一コモンレール技術を採用。

その開発の歴史と進化、そのユニークな技術によりその開発の歴史と進化、そのユニークな技術により

得られるメリット、また、環境対応技術について紹介。得られるメリット、また、環境対応技術について紹介。

2Copyright © 2013 DIESEL UNITED, LTD. All Rights Reserved.

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RT-flexコモンレール式電子制御エンジン環境技術の動向

１．１．RTRT--flexflexコモンレール式電子制御エンジンについてコモンレール式電子制御エンジンについて

２．２．flexflexテクノロジーテクノロジー開発の歴史開発の歴史

３．３．flexflexテクノロジーの進化テクノロジーの進化

４．４．flexflexテクノロジーの応用（１）テクノロジーの応用（１） IMOIMO NNOOxx規制への対応規制への対応

５．５．flexflexテクノロジーの応用（２）テクノロジーの応用（２）低負荷運転への対応低負荷運転への対応

６．６．IMOIMO NOxNOx TierTierⅢⅢ規制対応規制対応

目次

１．１．RTRT--flexflexコモンレール式電子制御エンジンについてコモンレール式電子制御エンジンについて


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１．１．RTRT--flexflexコモンレール式電子制御エンジンコモンレール式電子制御エンジンについて


世界初の電子制御大型舶用低速機関世界初の電子制御大型舶用低速機関であるである6RT6RT--flex58Tflex58T--BBが就航したのは、が就航したのは、20012001年年

全負荷域でのスモークレスオペレーションの実現全負荷域でのスモークレスオペレーションの実現低負荷域での燃費低減など低負荷域での燃費低減など

時代の要請に先駆けた機能、性能を証明。時代の要請に先駆けた機能、性能を証明。

その後の時代の要請に適切に対応その後の時代の要請に適切に対応

更なる環境対応の要請更なる環境対応の要請20012001年年 IMOIMO NOxNOx規制規制 TierTierⅠⅠ 対応対応20112011年年 IMO NOIMO NOxx規制規制 TierTierⅡⅡ 対応対応20162016年年 IMOIMO NONOxx規制規制 TierTierⅢⅢ 対応対応（未確定）（未確定）

更なる燃料消費量削減要請更なる燃料消費量削減要請低負荷域から高負荷域まで、全負荷域で連続運転可能。低負荷域から高負荷域まで、全負荷域で連続運転可能。低回転化低回転化 →→ ロングストローク化ロングストローク化



機種別初号機就航の歴史機種別初号機就航の歴史

20020033年年 RTRT--flex58TBflex58TB(DU(DU建造の建造のflexflex初号機）初号機）

20002000 20052005 20102010 20152015

20012001年年RTRT--flex58Tflex58T--BB

20032003年年RTRT--flex60Cflex60C


20052005年年RTRT--flex50flex50

20062006年年RTRT--flex84Tflex84T--DD

20062006年年RTRT--flex68flex68--BB

20092009年年RTRT--flex82Tflex82T


20122012年年WW--X35X35

20132013年年flex58Tflex58T--DD ERER--33

20142014年年WW--X82X82

20142014年年WW--X72X72

20132013年年22月時点月時点就航数就航数 ((合計合計653653隻）隻）

DUDUDUDU

DUDU

DUDU

7



バルチラ低速機関は、バルチラ低速機関は、20122012年以降の受注は、年以降の受注は、100%100%電子制御機関となっています。電子制御機関となっています。

RTRT--flexflex機関の信頼性、高性能、使いやすさの証！機関の信頼性、高性能、使いやすさの証！

累積受注数 1029台

22．．flexflexテクノロジーテクノロジー開発の歴史開発の歴史




個別の油圧駆動個別の油圧駆動電子制御燃料噴射ポンプ電子制御燃料噴射ポンプ

第第11世代世代第２世代第２世代

技術

の進

化技

術の

進化

第第33世代世代RTRT--flexflex機関機関

一歩先を行く技術！一歩先を行く技術！



FOFOの昇圧と噴射タイミングは個別に制御の昇圧と噴射タイミングは個別に制御

それぞれのそれぞれの FOVFOVのの

噴射タイミングを個別に制御噴射タイミングを個別に制御

FOPFOPによりによりFOFOレール圧レール圧（＝（＝FOFO噴射圧力）を制御噴射圧力）を制御

精度の良い精度の良いFOFO噴射量の制御噴射量の制御

第１，２世代第１，２世代

第２世代から、第３世代（第２世代から、第３世代（flexflexコモンレール）への飛躍コモンレール）への飛躍

第３世代第３世代RTRT--flexflex機関機関

FOVFOVの噴射タイミングの噴射タイミング

は全て同じは全て同じ

精密な精密なFOFO噴射圧力は噴射圧力は

制御不可制御不可

プランジャーのプランジャーの動作を電子制御動作を電子制御

サーボ油の脈動防止にサーボ油の脈動防止にアキュムレータが必要アキュムレータが必要



サプライユニットのシンプル化サプライユニットのシンプル化

コントロールポンプ不要コントロールポンプ不要

制御システムの進化制御システムの進化

FASTFAST弁開発＆適用弁開発＆適用

その他その他



サプライユニット配置の変遷サプライユニット配置の変遷(RT(RT--flex58Tflex58T--DD機関）機関）

RTRT--flex58Tflex58T--DD RTRT--flex58Tflex58T--D V1D V1 RTRT--flex58Tflex58T--D V2D V2

サプライユニット（油圧源ユニット）をシンプル化、部品点数削減サプライユニット（油圧源ユニット）をシンプル化、部品点数削減

オリジナルオリジナルオリジナル 201020102010 201120112011VV型サプライユニット型サプライユニット

直列型直列型サプライユニットサプライユニット



コントロールポンプ不要コントロールポンプ不要

サーボ油源を利用できるようにし、サーボ油源を利用できるようにし、コントロール油不要！コントロール油不要！

コントロールポンプ（電動）不要コントロールポンプ（電動）不要コントロールレール不要コントロールレール不要コントロール圧力監視不要コントロール圧力監視不要

低メンテナンス費用低メンテナンス費用起動前のポンプ起動不要起動前のポンプ起動不要

廃廃止止



制御システムの進化制御システムの進化

UNICUNIC

WW--X35,40,62,72X35,40,62,72

電源モジュール不要電源モジュール不要シリンダ注油制御一体シリンダ注油制御一体

などなど更に利便性向上更に利便性向上

55種類あった制御用モジュールが、種類あった制御用モジュールが、11種類に削減。種類に削減。

→高機能化、シンプル化を実現し、利便性を大幅に向上→高機能化、シンプル化を実現し、利便性を大幅に向上

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燃料噴射系の進化燃料噴射系の進化

FASTFAST ノズルの適用ノズルの適用(( FuelFuel Actuated Sacless Technology )Actuated Sacless Technology )

サックボリューム内の燃料の燃焼室への漏れを防止サックボリューム内の燃料の燃焼室への漏れを防止

燃焼室の清浄度燃焼室の清浄度向上向上

燃料消費率の改善燃料消費率の改善

flexflexコモンレール＋コモンレール＋FASTFAST弁弁＝＝先端燃料噴射先端燃料噴射

現在適用可能機種現在適用可能機種

WW--XXシリーズシリーズRTRT--flex58Tflex58T--DD ERER--33

RTRT--flex50flex50--B/DB/D

今後、各機種へ順次展開今後、各機種へ順次展開

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RTRT--flexflex機関のコモンレールテクノロジーは、機関のコモンレールテクノロジーは、

次世代の次世代の超ロングストローク機関超ロングストローク機関である、である、WW--XXシリーズで更なる進化シリーズで更なる進化

を遂げます。を遂げます。

WW--X35X35

WW--X40X40

WW--X62X62

WW--X72X72

WW--X82X82

WW--X92X92

４．４．flexflexテクノロジーの応用（１）テクノロジーの応用（１）


IMOIMO NOxNOx規制への対応規制への対応


４．４．flexflexテクノロジーの応用（１）テクノロジーの応用（１） IMOIMO NOx NOx 規制対応規制対応

NOxNOx排出率規制を満足し、かつ、燃料消費率を小限に抑えることが求められる。排出率規制を満足し、かつ、燃料消費率を小限に抑えることが求められる。

第第33世代電子制御機関（コモンレール）技術をフルに活用し、実現！世代電子制御機関（コモンレール）技術をフルに活用し、実現！

NOxNOx排出率排出率

TierTierⅠⅠ：：17 17 g/kWhrg/kWhrTierTierⅡⅡ：：14.4 14.4 g/kWhrg/kWhrTierTierⅢⅢ：：3.4 3.4 g/kWhrg/kWhr(<130(<130rpm)rpm)

（（ECAECA外は、外は、TierIITierII規制適用）規制適用）

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燃料消費率と燃料消費率とNONOxx排出率は、相反するものですが、排出率は、相反するものですが、RTRT--flexflex機関では、燃料消費率機関では、燃料消費率の悪化を小限に抑えつつ、の悪化を小限に抑えつつ、NONOxx排出率規制をクリアできます。排出率規制をクリアできます。

SFOCSFOC

機械式機械式機関機関

NONOXX

FlexFlex機関機関

SFO

C

SFO

C （

燃料

消費

率）

（燃

料消

費率

）

Flame temperatureFlame temperature ((火炎温度火炎温度))

NO

x Em

issi

ons

NO

x Em

issi

ons


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シーケンシャル燃料噴射シーケンシャル燃料噴射：：燃料弁毎の燃料噴射開始時期をずら燃料弁毎の燃料噴射開始時期をずらしし、、

燃焼高温度を抑える燃焼高温度を抑える。。((細かな噴射圧力制御も併用）細かな噴射圧力制御も併用）

燃料弁燃料弁入口圧力入口圧力

針弁リフト針弁リフト

各燃料弁を個別に制御可能各燃料弁を個別に制御可能


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シーケンシャル燃料噴射シーケンシャル燃料噴射熱発生率例熱発生率例

7RT-flex84TD (R1) 100%L [ 0°/6°/2°(#1 / #2 / #3) ]

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

Pcyl

. ( b

ar )

Tier 1 spec

Tier 2 Pre-test

従来の噴射パターン従来の噴射パターンシーケンシャル燃料噴射シーケンシャル燃料噴射

シリンダ内圧シリンダ内圧

なだらかなシリンダ圧力上昇なだらかなシリンダ圧力上昇

0

50

100

150

200

250

300

-20 -10 0 10 20 30 40 50 60

Crank Angle (deg.)

H. R

. [ d

Q/dθ

] （ k

J/C

.A ）

熱発生率熱発生率熱発生率ピークの低下熱発生率ピークの低下

シーケンシャル燃料噴射により、シーケンシャル燃料噴射により、高圧噴射による高圧噴射による良好な燃焼を維持したまま良好な燃焼を維持したまま、熱発生率を抑制し、、熱発生率を抑制し、低燃費と低低燃費と低NOxNOx排出率を両立します。排出率を両立します。

高圧噴射は、燃料噴霧を微細化し、噴射後の高圧噴射は、燃料噴霧を微細化し、噴射後の燃焼期間が短縮され、燃料消費率の低減に寄燃焼期間が短縮され、燃料消費率の低減に寄与します。与します。

噴射圧力噴射圧力を低く設定し、燃料噴射率を低下させ、を低く設定し、燃料噴射率を低下させ、

熱発生率を抑制熱発生率を抑制する方法もありますが、粗悪燃する方法もありますが、粗悪燃料使用時などは、後燃え期間がより長くなるなど料使用時などは、後燃え期間がより長くなるなどによる燃焼室の損傷リスクが増加します。による燃焼室の損傷リスクが増加します。


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RTRT--flexflex機関の排気弁駆動機関の排気弁駆動

排気弁開閉タイミングも電子制御化されており、フレキシブルな制御が可能排気弁開閉タイミングも電子制御化されており、フレキシブルな制御が可能


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排気弁開閉を的確に細かく制御できることにより、低排気弁開閉を的確に細かく制御できることにより、低NONOxx低燃費を実現低燃費を実現

RTRT--flexflex機関の排気弁駆動機関の排気弁駆動

排気弁遅開き排気弁遅開き膨張行程を長くとり、膨張膨張行程を長くとり、膨張仕事の増加を図る仕事の増加を図る

排気弁遅閉じ排気弁遅閉じ排気弁の閉じるタイミングを遅くする排気弁の閉じるタイミングを遅くする→→ 実圧縮工程の減少実圧縮工程の減少→→ 機械損失の減少機械損失の減少

掃気圧上昇掃気圧上昇実圧縮工程減少を補う実圧縮工程減少を補う((PcompPcomp..の計画はの計画はTier1Tier1と同レベルと同レベル))吹き抜け空気量が増加吹き抜け空気量が増加（燃焼室の温度低下）（燃焼室の温度低下）

圧縮比変更圧縮比変更実圧縮工程減少を補う実圧縮工程減少を補う

燃焼温度低減燃焼温度低減実圧縮工程減少により圧縮温度が実圧縮工程減少により圧縮温度が低下低下 →→ NOxNOx生成量が減少生成量が減少 Tier Tier ⅠⅠ

Tier Tier ⅡⅡ


５．５．flexflexテクノロジーの応用（２）テクノロジーの応用（２）

低負荷運転への対応低負荷運転への対応

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燃料噴射弁燃料噴射弁数の制限による良好な燃料噴霧の形成数の制限による良好な燃料噴霧の形成

低回転数の低減低回転数の低減：：R1R1回転数の回転数の1010--1212％％(6(6RTRT--flex50flex50：：13rpm)13rpm)

燃焼性改善により特別な対策燃焼性改善により特別な対策なしでなしで低負荷連続運転が可能低負荷連続運転が可能

機械的な前後進切替装置が無い機械的な前後進切替装置が無いためため前後進の切替がスムーズ前後進の切替がスムーズにに行われ港湾内等での操船が容易行われ港湾内等での操船が容易となるとなる

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RTRT--flexflex機関機関

機械式機関機械式機関

SSampleample

低負荷域でも、適切な圧縮圧力と良好な燃焼を確保低負荷域でも、適切な圧縮圧力と良好な燃焼を確保

負荷ごとに適な負荷ごとに適な排気弁排気弁開閉開閉タイミングタイミングを実現を実現

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FlexFlex機関のチューニング機関のチューニング Low Load Low Load チューニングチューニング

低負荷の燃料消費率低減を目的としたチューニング方法低負荷の燃料消費率低減を目的としたチューニング方法

低負荷マッチング過給機低負荷マッチング過給機

７５％７５％負荷以下で掃気圧力上昇負荷以下で掃気圧力上昇

排ガスバイパス弁を８５％負荷以上で自排ガスバイパス弁を８５％負荷以上で自

動的に開とし、約動的に開とし、約４４％の排ガスをバイパ％の排ガスをバイパ

スさせる。スさせる。

各負荷最適な排気弁タイミングにより、各負荷最適な排気弁タイミングにより、

適切な圧縮圧力を確保適切な圧縮圧力を確保

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RTRT--flexflex機関のコモンレールテクノロジーにより機関のコモンレールテクノロジーにより

低負荷域でも、低負荷域でも、

・高圧噴射、噴射燃料弁数の制限・高圧噴射、噴射燃料弁数の制限

→良好な燃焼性を維持→良好な燃焼性を維持

・燃料消費率の悪化を小限にとどめることが可能・燃料消費率の悪化を小限にとどめることが可能

・安定した回転数を維持・安定した回転数を維持

６．IMO NOｘ TierⅢ規制対応

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６．IMO NOx TierⅢ規制対応

IMOIMO NOx TierNOx TierⅢⅢ規制について規制について

（（ECAECA外は、外は、TierTierⅡⅡ規制規制

TierTierⅢⅢ規制下でも、規制下でも、TierTierⅡⅡ性能も重要性能も重要

Tier1Tier1：：17 17 g/kWhrg/kWhrTier2Tier2：：14.4 14.4 g/kWhrg/kWhrTier3Tier3：：3.4 3.4 g/kWhrg/kWhr （（<130rpm)<130rpm)

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NOx 3NOx 3次規制対応：次規制対応： SCRSCR

・・選択接触触媒選択接触触媒 (SCR)(SCR)技術技術既に１０年以上の実績あり既に１０年以上の実績あり

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NOx 3NOx 3次規制対応：次規制対応： SCRSCR配置例配置例

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NOx 3NOx 3次規制対応：次規制対応： 22段過給段過給

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NOx 3NOx 3次規制対応：次規制対応：排気再循環（排気再循環（EGR)EGR)燃焼ガスを清浄後、給気と混合する。燃焼ガスを清浄後、給気と混合する。 CO2CO2の熱容量が大きいことを利用し、燃の熱容量が大きいことを利用し、燃焼温度を低減させ、焼温度を低減させ、NOxNOx生成を抑制する技術生成を抑制する技術

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NOx 3NOx 3次規制対応：次規制対応：水噴射水噴射燃焼室に水を噴射し、火炎温度を下げることで燃焼室に水を噴射し、火炎温度を下げることでNOxNOxの生成を抑制する技術の生成を抑制する技術


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・・WaCoReGWaCoReG (water(water--cooled residual gas)cooled residual gas)各種各種NOxNOx削減技術を組み合わせた技術削減技術を組み合わせた技術

NOx 3NOx 3次規制対応：次規制対応： WaCoReGWaCoReG

–– EGR: EGR: 内部内部EGREGR （小掃気ポート、小（小掃気ポート、小T/CT/C適用）適用）

–– DWI:DWI:直接水噴射直接水噴射

–– RTRT--flex: flex: コモンレール技術による適燃料噴コモンレール技術による適燃料噴射、射、EGREGR率に応じた排気弁タイミング制御率に応じた排気弁タイミング制御

–– NOx NOx 削減量削減量: : 大大70%70% （（ 5 g/kWh5 g/kWh））


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まとめ

RTRT--flexflex機関、機関、WW--XX機関は、大型舶用低速機関で唯一コモンレー機関は、大型舶用低速機関で唯一コモンレー

ル技術を採用しています。ル技術を採用しています。

コモンレールテクノロジーにより、シンプルな構造でありながら、フコモンレールテクノロジーにより、シンプルな構造でありながら、フ

レキシブルな制御、広い拡張性を持っています。レキシブルな制御、広い拡張性を持っています。

これにより、日々刻々と変化するニーズに、常により適切なソこれにより、日々刻々と変化するニーズに、常により適切なソ

リューションを提供できます。リューションを提供できます。

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