[发明专利]内燃机

说明书

本发明提供一种内燃机，其能够在较宽的运转范围内实现利用改性燃料生成的稀薄预混合气的正常燃烧。内燃机(1)具备燃料改性部(2)，该燃料改性部(2)用液体燃料生成辛烷值比所述液体燃料高的改性燃料并将其导入输出气缸，其中，燃料改性部(2)具备：第一燃料改性器(2A)，其包括使活塞(22)在缸体(21)内往复运动的往复式机构；第二燃料改性器(2B)，其包括改性催化剂；以及改性气体通路(51)，其将第一燃料改性器(2A)和第二燃料改性器(2B)连接起来，从第一燃料改性器(2A)排出的第一改性气体经由改性气体通路(51)而被导入所述第二燃料改性器(2B)。

技术领域

本发明涉及一种内燃机，其具备由含烃液体燃料生成辛烷值比液体燃料高的改性燃料的燃料改性部。

背景技术

以往，公知有一种内燃机，其具备往复式机构的燃料改性气缸和输出气缸，该燃料改性气缸用于对液体燃料进行改性而生成点火性低的(辛烷值高的)改性燃料，该输出气缸通过吸入含有改性后的改性燃料的混合气并使其燃烧而获得内燃机输出(例如参照专利文献1)。此外，已知有如下内燃机：将利用改性催化器改性后的点火性低的改性燃料与空气一同预混合而向气缸内供给，并且使该预混合气燃烧(例如，参照专利文献2、3)。

在上述专利文献1所记载的内燃机中，向燃料改性气缸供给轻油、汽油、重油等含烃液体燃料，在燃料改性气缸内对当量比高的混合气进行绝热压缩。由此，在高温高压环境下，由液体燃料生成氢气(H₂)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)等抗爆性高的改性燃料，即生成辛烷值高的气态的改性燃料。并且，将该改性燃料与空气一同预混合而形成稀薄预混合气并向输出气缸供给，在被供给了该稀薄预混合气的输出气缸中执行稀薄预混合气的燃烧(均匀稀薄预混合燃烧)，得到内燃机输出。

为了在上述输出气缸中实现良好的均匀稀薄预混合燃烧，在输出气缸吸入了含有改性燃料的稀薄预混合气后，在压缩上止点附近的点火时机，喷射点火性比改性燃料高的燃料(例如轻油)来作为引燃燃料(双燃料内燃机)。由此，能够实现点火性低的改性燃料的稀薄预混合气的良好的点火，能够实现最佳时机的燃烧。

根据上述双燃料内燃机，由于在输出气缸中进行均匀稀薄预混合燃烧，所以能够减少NOx的排出量，并且能够实现烟尘(煤烟)排出量的减少。此外，由于使用抗爆性高的改性燃料作为燃料进行燃烧，所以能够抑制爆震，并且由于可以通过喷射点火用的燃料来实现最佳时机的燃烧，所以还能够谋求燃烧效率的提高。

专利文献

专利文献1：日本特开2014－136978号公报

专利文献2：日本特开2015－040506号公报

专利文献3：日本特开2003－293867号公报

发明内容

在如上述那样向输出气缸供给含有改性燃料的稀薄预混合气并使其点火的情况下，发现了如下问题。

在上述专利文献1所记载的内燃机中，对燃料改性气缸仅供给改性反应(部分氧化反应等)所需的氧气，形成高当量比的过浓预混合气。在该燃料改性气缸中，在高温高压环境下进行绝热压缩，将高级烃热分解为抗爆性高的低级烃，从而得到改性燃料。在此，在燃料改性气缸中形成高当量比的混合气而使其改性时，存在如下情况：投入的燃料没有全部被完全热分解，部分燃料仍保持高级烃燃料的形态而直接与改性燃料一同从燃料改性气缸排出。若该高级烃燃料与改性燃料一同排出并被导入输出气缸，则由于高级烃点火性高，因此，在内燃机处于高负荷运转状态时，有可能引起过早点火(早燃)等不希望发生的异常燃烧，从而损伤内燃机。