[發明專利]內燃發動機

有效

• 申請號: 202010530839.1
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN112081687B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 西蒙·巴赫·邁樂嘎德
• 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;F02D41/00;F02D41/22;F02D41/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新;張啟程

披露了一種具有多個氣缸的二沖程單流掃氣式十字頭型內燃發動機。該二沖程單流掃氣式內燃發動機被配置為經由可流體地連接至燃料氣體箱的燃料氣體供應系統將燃料氣體注入該多個氣缸中的每個氣缸，該燃料氣體供應系統對于每個氣缸包括一個或多個燃料氣體閥的第一集合，該一個或多個燃料氣體閥的第一集合被配置為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。該燃料氣體供應系統對于每個氣缸進一步包括安全閥，該安全閥布置在該一個或多個燃料氣體閥的第一集合的上游，該一個或多個燃料氣體閥的第一集合可經由該安全閥流體地連接至該燃料氣體箱。

技術領域

本發明涉及二沖程內燃發動機和閥組件。

背景技術

二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高壓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高壓力。

然而，高壓氣體壓縮機的制造和維護是昂貴且復雜的。避免需要高壓壓縮機的一種方法是具有被配置為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披露了這種燃料氣體閥。

對于二沖程單流掃氣式內燃發動機，這要求燃料氣體閥在氣缸中布置得相對較低，使得燃料氣體閥的失效成為非常大的問題，因為燃料氣體可能被釋放到活塞下方的掃氣空間中。這可能會導致氣缸壓力過高，從而使得氣缸蓋在下一發動機循環中升起，或者導致打不著火或爆震。此外，可能難以檢測到燃料氣體閥泄漏，特別是在例如由于閥座區域輕微損壞而使得泄漏較小的情況下。未檢測到的較小泄漏還會增加對環境有害的甲烷漏失。

因此，提供更安全的內燃發動機仍然是個難題。

發明內容

根據第一方面，本發明涉及一種具有多個氣缸的二沖程單流掃氣式十字頭型內燃發動機，該多個氣缸中的每個氣缸具有氣缸壁和布置在該氣缸的底部區段中的掃氣入口，其中，該二沖程單流掃氣式內燃發動機被配置為經由可流體地連接至燃料氣體箱的燃料氣體供應系統將燃料氣體注入該多個氣缸中的每個氣缸，該燃料氣體供應系統對于每個氣缸包括一個或多個燃料氣體閥的第一集合，該一個或多個燃料氣體閥的第一集合至少部分地布置在該氣缸壁中并且被配置為在壓縮沖程期間允許燃料氣體進入該氣缸中，使得該燃料氣體能夠與掃氣混合，并且允許來自該掃氣入口的掃氣和燃料氣體的混合物在點燃之前被壓縮，其中，該燃料氣體供應系統對于每個氣缸進一步包括安全閥，該安全閥布置在該一個或多個燃料氣體閥的第一集合的上游，該一個或多個燃料氣體閥的第一集合可經由該安全閥流體地連接至該燃料氣體箱。

因此，可以有效且快速地停止向燃料氣體閥輸送燃料氣體。因此，被允許流過損壞的燃料氣體閥的燃料氣體的量可以受到限制，由此降低了發動機損壞的風險。

內燃發動機優選地是用于推進功率為每缸至少400kW的船舶的大型低速帶渦輪增壓式二沖程單流掃氣式十字頭型內燃發動機。內燃發動機系統可以包括渦輪增壓器，該渦輪增壓器由內燃發動機產生的排氣驅動并且被配置為對掃氣進行壓縮。內燃發動機可以是雙燃料發動機，該雙燃料發動機具有在使用燃料氣體運行時的奧托循環(Otto?Cycle)模式以及在使用替代性燃料(例如重燃油或船用柴油)運行時的狄塞爾循環(Diesel?Cycle)模式。此類雙燃料發動機具有其自己的用于注入替代性燃料的專用燃料供應系統，并且這種燃料供應系統還可以用于在以奧托循環模式運行時注入引燃燃料以用于點燃燃料氣體和掃氣的混合物。