[发明专利]内燃发动机

说明书

披露了一种具有多个气缸的两冲程内燃发动机，其中，该两冲程内燃发动机被配置用于经由燃料气体供应系统将燃料气体注入这些气缸中的至少一个。该燃料气体供应系统包括用于这些气缸中的至少一个气缸的一个或多个燃料气体阀，该一个或多个燃料气体阀被配置用于在该压缩冲程期间将燃料气体注入该气缸，使得该燃料气体能够与扫气混合并且允许扫气和燃料气体的混合物在点燃之前被压缩。该一个或多个燃料气体阀具有燃料气体喷嘴，该燃料气体喷嘴具有用于向该气缸的内部提供燃料气体的一个或多个喷嘴出口，并且其中，该燃料气体喷嘴被配置用于在该燃料气体中引入旋转运动。

技术领域

本发明涉及一种两冲程内燃发动机以及一种用于两冲程内燃发动机的燃料气体阀。

背景技术

两冲程内燃发动机在如集装箱船、散装货船以及油轮等船舶中用作推进发动机。减少来自内燃发动机的不想要的排气已经变得越来越重要。

减小不想要的排气的量的有效方式是将例如重燃油(HFO)等燃油换成燃料气体。可以在压缩冲程结束时将燃料气体注入气缸，此时可以通过气缸中的气体被压缩时所达到的高温或通过点燃引燃燃料而将该燃料气体立即点燃。然而，在压缩冲程结束时将燃料气体注入气缸需要大型气体压缩机以便在注入之前对燃料气体进行压缩以克服气缸中的较大压力。

然而，大型气体压缩机的制造和维护是昂贵且复杂的。避免使用大型压缩机的一种方法是具有被配置用于在气缸中的压力显著较低的压缩冲程开始时注入燃料气体的燃料气体阀。

EP 3015679披露了此类燃料气体阀。

DE 102011003909披露了一种具有若干气缸的发动机，这些气缸的上区段设有用于排气的排放阀以及为柴油模式供应燃料的主注入器。每个气缸在用于气体操作的燃料上方分配有进气口、并且插入气缸中。如果相应气缸的活塞位于下死点处和/或位于与活塞死点相同的相邻区域的位置区域中，则在相应气缸的燃烧室中的压力相对较低的增压空气中引入用于气体操作的燃料。

然而，可能难以实现气缸中的扫气与燃料气体之间快速且有效的混合。

燃料气体和扫气(scavenge air)的非均匀混合物可能导致燃料气体燃烧不良或甚至提前点火而导致爆震。

一种解决方案可以是在压缩冲程中很早的时候就注入燃料气体以允许气体进行更长时间的混合。然而，如果燃料气体在关闭排放阀之前被注入气缸，则可能导致不想要的燃料气体泄露。

因而，改进燃料气体与扫气在气缸中的混合仍然是一个问题。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种具有多个气缸的两冲程单流扫气十字头内燃发动机，其中，该两冲程内燃发动机被配置用于经由燃料气体供应系统将燃料气体注入这些气缸中的至少一个，该燃料气体供应系统包括用于该至少一个气缸的一个或多个燃料气体阀，该一个或多个燃料气体阀被配置用于在压缩冲程期间将燃料气体注入该气缸，使得该燃料气体能够与扫气混合并且允许扫气和燃料气体的混合物在点燃之前被压缩，该一个或多个燃料气体阀具有燃料气体喷嘴，该燃料气体喷嘴具有用于向该气缸的内部提供燃料气体的一个或多个喷嘴出口，其中，该燃料气体喷嘴被配置用于在该燃料气体中引入旋转运动。

通过在燃料气体中引入旋转运动(即涡流)，与没有任何实质旋转运动的相对应的一股燃料气体相比，源自燃料气体喷嘴的开口的一股燃料气体在分解之前将会在气缸内行进较短距离。这样使得燃料气体能够沉积在气缸内的期望位置上，由此可以实现更好的混合。这样还将允许来自相对较大的燃料气体出口的燃料气体射流沉积在气缸的中央部分中而不是沉积(deposition)在与燃料气体出口相对的气缸壁处，这样使得燃料气体能够快速注入并且良好沉积。