[发明专利]内燃发动机

说明书

披露了一种二冲程单流扫气式十字头内燃发动机，该二冲程单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。发动机进一步包括引燃预燃室单元，该引燃预燃室单元包括至少一个预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀。该至少一个预燃室具有预燃室壁，并且通过第一开口通入气缸，引燃预燃室单元被配置为点燃气缸中的扫气和燃料气体的混合物，并且其中，引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，并且其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。

技术领域

本发明涉及一种二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机以及一种用于二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元。

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利排气已经变得越来越重要。

减少不利排气的量的有效方式是将例如重燃油(HFO)的燃油换成燃料气体。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中需要在注入之前压缩燃料气体以克服气缸中的高压的高压压缩机。

然而，高压气体压缩机的制造和维护是昂贵且复杂的。避免使用高压压缩机的一种方式是将发动机配置成在压缩冲程开始时(其中，气缸中的压力显著较低)注入燃料气体。

WO 2013007863披露了这种发动机。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，火焰点燃气缸的主室中的燃料气体。

然而，获得对预燃室适当的冷却是困难的。附加地，防止冷却流体泄漏并且实现易于维护可能具有挑战性。

因此，提供一种改进的方式来冷却预燃室仍是问题。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，该二冲程单流扫气式十字头型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，气缸具有气缸壁，气缸盖布置在该气缸的顶部上并且具有排气门(exhaustvalve)，活塞沿着中心轴线可移动地布置在气缸内下止点(bottom dead center)与上止点(top dead center)之间；扫气系统具有布置在气缸的底部的扫气入口；燃料气体供应系统包括燃料气体阀，燃料气体阀至少部分地布置在气缸壁中并且被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入气缸中，使得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，发动机进一步包括引燃预燃室单元，该引燃预燃室单元包括至少一个预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀，其中，该至少一个预燃室具有预燃室壁，引燃预燃室单元被配置为点燃气缸中的扫气和燃料气体的混合物，并且其中，引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，并且其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。

因此，通过给引燃预燃室单元设置入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中的换热通道(exchange channel)，实现有效温度调节并且易于维护。

内燃发动机优选地是用于功率为每缸至少400kW的推进船舶的大型低速带涡轮增压式二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机。内燃发动机系统可以包括涡轮增压器，该涡轮增压器由内燃发动机产生的废气驱动并且被配置为对扫气进行压缩。内燃发动机可以是双燃料发动机，该双燃料发动机具有在使用燃料气体运行时的奥托循环(Otto Cycle)模式以及在使用替代性燃料(例如重燃油或船用柴油)运行时的狄塞尔循环(Diesel Cycle)模式。这种双燃料发动机具有其自己的用于注入替代性燃料的专用燃料供应系统。