[发明专利]燃料气体喷射阀、双燃料燃气发动机及燃料气体喷射阀的喷射方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于通过高压喷射能够使燃料油及燃料气体这双方燃烧的(双燃料二冲程)燃气发动机的燃料气体喷射阀、双燃料燃气发动机及燃料气体喷射方法。

背景技术

以往，公知有一种燃气发动机，其以天然气等燃料气体为主燃料，以压燃性良好的轻油等燃料油为先导燃料，并向高温气氛下的燃烧室内喷射轻油等燃料油而使该燃料油自发点火，由此使作为主燃料的燃料气体燃烧。

例如，在专利文献1中公开一种双燃料柴油发动机，其以燃料气体等压燃性差的低十六烷值燃料为主燃料，并以压燃性良好的燃料油为先导燃料。专利文献1的发动机具备在气缸盖上设置的燃料气体喷射阀及先导燃料喷射阀，通过从上述燃料气体喷射阀及先导燃料喷射阀朝向燃烧室喷射燃料气体及先导燃料，而在高温的燃烧室内使先导燃料(燃料油)自发点火，由此使主燃料(燃料气体)燃烧。

另外，例如，在专利文献2中公开一种燃气发动机，其以压燃性差的燃料气体为主燃料，并以压燃性良好的轻油或煤油等柴油燃料为先导燃料。专利文献2的燃气发动机具备在气缸盖上设置的吸气端口及柴油燃料喷射装置、在气缸周壁上设置的燃料气体喷射装置。并且，在活塞下降的吸入行程时从吸气端口向燃烧室导入空气，并在吸入行程后期至压缩行程后期之间的适当的时期从燃料气体喷射装置向燃烧室喷射燃料气体。而且，在活塞上升至上止点附近的时机从柴油燃料喷射装置向燃烧室喷射柴油燃料，在燃烧室内使柴油燃料自发点火，由此使作为主燃料的燃料气体燃烧。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭62-45339号公报

专利文献2：日本特开平6-137150号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，上述的专利文献1的发动机将主燃料和先导燃料在上止点附近大致同时向燃烧室供给，因此喷射到燃烧室中的主燃料没有搅拌的时间而直接燃烧。因此，该主燃料的燃烧方式成为扩散燃烧。在扩散燃烧的情况下，与预混合燃烧的情况相比，难以均匀燃烧，在高温的燃烧区域，存在容易产生NOx(氮氧化物)的问题。

另外，上述的专利文献2的燃气发动机是为了增大向燃烧室内吸入的空气量而作出的发明。即，相对于以往从吸气端口导入燃料气体与空气的混合气的情况，专利文献2的发明从吸气端口仅吸入空气，并另行具备燃料气体喷射装置。而且，通过该燃料气体喷射装置，与吸入行程的时机错开地向燃烧室喷射燃料气体，从而使从吸气端口向燃烧室内吸入的空气量增大，由此实现发动机输出的提高。

在这样的专利文献2中完全没有公开通过促进预混合化来抑制NOx(氮氧化物)的产生的技术思想。

本发明是鉴于上述那样的现有技术的课题而作出的发明，其目的在于提供一种通过促进燃料气体与空气的预混合化而能够抑制NOx(氮氧化物)的产生的燃料气体喷射阀、双燃料燃气发动机及燃料气体喷射方法。

用于解决课题的方案

本发明的燃料气体喷射阀适用于通过高压喷射能够使燃料油及燃料气体这双方燃烧的双燃料燃气发动机，其具备：支架，其具备第一喷孔和第二喷孔，该第一喷孔在构成所述双燃料燃气发动机的活塞位于上止点的40°～100°跟前的位置时，将作为预混合燃料的燃料气体喷出，该第二喷孔在所述活塞位于上止点的5°跟前的位置时，将作为扩散燃料的燃料气体喷出；第一针阀，其在所述支架内沿着轴向滑动自如地进行往复运动，在将所述第一喷孔打开时将所述第二喷孔关闭，在将所述第一喷孔关闭时将所述第二喷孔打开；第二针阀，其在前端设有与设于所述支架的针阀座抵接的密封面，在径向上的中央部沿着轴向设有供所述第一针阀滑动自如地穿过的贯通孔，且在所述支架内沿着轴向进行往复运动，在所述密封面与所述针阀座抵接时，切断燃料气体向所述第一喷孔及所述第二喷孔的流通，在所述密封面从所述针阀座分离时，允许燃料气体向所述第一喷孔或所述第二喷孔的流通。

另外，本发明的燃料气体喷射方法适用于通过高压喷射能够使燃料油及燃料气体这双方燃烧的双燃料燃气发动机，其中，在构成所述双燃料燃气发动机的活塞位于上止点的40°～100°跟前的位置时，将作为预混合燃料的燃料气体喷出，在所述活塞位于上止点的约5°跟前的位置时，将作为扩散燃料的燃料气体喷出。

根据本发明的燃料气体喷射阀及燃料气体喷射方法，能够促进燃料气体与空气的预混合化，能够抑制NOx(氮氧化物)的产生。

在上述燃料气体喷射阀中，还优选的是，所述第一针阀为通过所述双燃料燃气发动机的缸内压力而在所述支架内沿着轴向进行往复运动的滑阀。