[發明專利]內燃發動機

有效

• 申請號: 201911154514.1
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111305976B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 詹斯·庫諾伊
• 申請（專利權）人: 曼能源解決方案公司（德國曼能源解決方案股份公司子公司）
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02B75/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 武晶晶

披露了一種具有多個氣缸的兩沖程內燃發動機，其中，該兩沖程內燃發動機被配置用于經由燃料氣體供應系統將燃料氣體注入這些氣缸中的至少一個。該燃料氣體供應系統包括用于這些氣缸中的至少一個氣缸的一個或多個燃料氣體閥，該一個或多個燃料氣體閥被配置用于在該壓縮沖程期間將燃料氣體注入該氣缸，使得該燃料氣體能夠與掃氣混合并且允許掃氣和燃料氣體的混合物在點燃之前被壓縮。該一個或多個燃料氣體閥具有燃料氣體噴嘴，該燃料氣體噴嘴具有用于向該氣缸的內部提供燃料氣體的一個或多個噴嘴出口，并且其中，該燃料氣體噴嘴被配置用于在該燃料氣體中引入旋轉運動。

技術領域

本發明涉及一種兩沖程內燃發動機以及一種用于兩沖程內燃發動機的燃料氣體閥。

背景技術

兩沖程內燃發動機在如集裝箱船、散裝貨船以及油輪等船舶中用作推進發動機。減少來自內燃發動機的不想要的排氣已經變得越來越重要。

減小不想要的排氣的量的有效方式是將例如重燃油(HFO)等燃油換成燃料氣體。可以在壓縮沖程結束時將燃料氣體注入氣缸，此時可以通過氣缸中的氣體被壓縮時所達到的高溫或通過點燃引燃燃料而將該燃料氣體立即點燃。然而，在壓縮沖程結束時將燃料氣體注入氣缸需要大型氣體壓縮機以便在注入之前對燃料氣體進行壓縮以克服氣缸中的較大壓力。

然而，大型氣體壓縮機的制造和維護是昂貴且復雜的。避免使用大型壓縮機的一種方法是具有被配置用于在氣缸中的壓力顯著較低的壓縮沖程開始時注入燃料氣體的燃料氣體閥。

EP 3015679披露了此類燃料氣體閥。

DE 102011003909披露了一種具有若干氣缸的發動機，這些氣缸的上區段設有用于排氣的排放閥以及為柴油模式供應燃料的主注入器。每個氣缸在用于氣體操作的燃料上方分配有進氣口、并且插入氣缸中。如果相應氣缸的活塞位于下死點處和/或位于與活塞死點相同的相鄰區域的位置區域中，則在相應氣缸的燃燒室中的壓力相對較低的增壓空氣中引入用于氣體操作的燃料。

然而，可能難以實現氣缸中的掃氣與燃料氣體之間快速且有效的混合。

燃料氣體和掃氣(scavenge air)的非均勻混合物可能導致燃料氣體燃燒不良或甚至提前點火而導致爆震。

一種解決方案可以是在壓縮沖程中很早的時候就注入燃料氣體以允許氣體進行更長時間的混合。然而，如果燃料氣體在關閉排放閥之前被注入氣缸，則可能導致不想要的燃料氣體泄露。

因而，改進燃料氣體與掃氣在氣缸中的混合仍然是一個問題。

發明內容

根據第一方面，本發明涉及一種具有多個氣缸的兩沖程單流掃氣十字頭內燃發動機，其中，該兩沖程內燃發動機被配置用于經由燃料氣體供應系統將燃料氣體注入這些氣缸中的至少一個，該燃料氣體供應系統包括用于該至少一個氣缸的一個或多個燃料氣體閥，該一個或多個燃料氣體閥被配置用于在壓縮沖程期間將燃料氣體注入該氣缸，使得該燃料氣體能夠與掃氣混合并且允許掃氣和燃料氣體的混合物在點燃之前被壓縮，該一個或多個燃料氣體閥具有燃料氣體噴嘴，該燃料氣體噴嘴具有用于向該氣缸的內部提供燃料氣體的一個或多個噴嘴出口，其中，該燃料氣體噴嘴被配置用于在該燃料氣體中引入旋轉運動。

通過在燃料氣體中引入旋轉運動(即渦流)，與沒有任何實質旋轉運動的相對應的一股燃料氣體相比，源自燃料氣體噴嘴的開口的一股燃料氣體在分解之前將會在氣缸內行進較短距離。這樣使得燃料氣體能夠沉積在氣缸內的期望位置上，由此可以實現更好的混合。這樣還將允許來自相對較大的燃料氣體出口的燃料氣體射流沉積在氣缸的中央部分中而不是沉積(deposition)在與燃料氣體出口相對的氣缸壁處，這樣使得燃料氣體能夠快速注入并且良好沉積。