[发明专利]内燃发动机

说明书

披露了一种二冲程直流扫气式十字头内燃发动机，该二冲程直流扫气式十字头内燃发动机包括至少一个气缸、气缸盖、活塞、燃料气体供应系统、以及扫气系统。该气缸具有气缸壁，该气缸盖布置在该气缸的顶部上并具有排气门，该燃料气体供应系统包括燃料气体阀，该燃料气体阀被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入该气缸中。该发动机进一步包括至少部分地布置在该气缸壁中的预燃室，该预燃室通过形成在该气缸壁中的第一开口通向该气缸，该预燃室被配置为点燃该气缸中的扫气和燃料气体的混合物。

技术领域

本发明涉及一种二冲程直流扫气式十字头内燃发动机和气缸的预燃室构件。

背景技术

二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将发动机配置为在气缸中的压力明显较低的压缩冲程开始时注入燃料气体。

WO 2013007863披露了此类发动机。为了确保燃料气体的正确点燃，在气缸盖中设置了引燃点燃预燃室。将一定量的引燃燃油注入引燃预燃室中，然后引燃燃油由于引燃预燃室中的温度和压力而自燃。这产生了火焰，该火焰点燃气缸的主室中的燃料气体。

然而，为气缸盖设置预燃室是有问题的，因为由于存在比如排气门、用于双燃料发动机的液体燃料阀以及可能用于三燃料发动机的附加燃料阀等其他发动机部件，气缸盖中的空间资源稀缺。气缸盖中有限的空间也限制了可以布置在气缸盖中的单独预燃室的数量。

此外，将很难控制和优化布置在气缸盖中的预燃室的温度，因为在设计冷却系统以确保所有部件接受足够的冷却时还必须考虑复杂形状的气缸盖中的所有其他部件。

因此，提供一种点燃燃料气体的替代方式仍然是问题。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种二冲程直流扫气式十字头内燃发动机，该二冲程直流扫气式十字头内燃发动机包括至少一个气缸、气缸盖、活塞、燃料气体供应系统、以及扫气系统，该气缸具有气缸壁，该气缸盖布置在该气缸的顶部上并且具有排气门，该活塞沿下止点与上止点之间的中心轴线可移动地布置在该气缸内，该扫气系统具有布置在该气缸的底部的扫气入口，该燃料气体供应系统包括燃料气体阀，该燃料气体阀至少部分地布置在该气缸壁中并且被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入该气缸中，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被点燃之前被压缩，其中，该发动机进一步包括至少部分地布置在该气缸壁中的预燃室，该预燃室通过形成在该气缸壁中的第一开口通向该气缸，该预燃室被配置为点燃该气缸中的扫气和燃料气体的混合物。

因此，通过为气缸壁设置预燃室，气缸中的扫气和燃料气体的混合物将被有效地点燃，而无需占用气缸盖中的空间。

通过为气缸壁设置预燃室，还获得了在气缸盖中布置必要的部件的更大灵活性，此外，这些部件(例如排气门)也可以扩大。此外，将可以在气缸壁的圆周上布置若干预燃室。

关于实际的燃烧过程，布置在气缸壁中的预燃室提供了更容易点燃靠近缸套壁的燃料气体的优点。将预燃室布置在气缸壁中还可以使所形成的火焰在更水平的方向上定向，从而使火焰与扫气和燃料气体的混合物的较大部分发生接触。

此外，将预燃室布置在气缸壁中确保了预燃室温度不受气缸盖中温度的影响，使得可以通过例如在发动机的负载范围内区分预燃室的温度而更有效地冷却预燃室。