單流掃氣式二沖程發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及單流掃氣式二沖程發(fā)動機，其使向從掃氣端口吸入的活性氣體噴射燃料氣體而形成的預(yù)混合氣燃燒。
[0002]本申請基于2012年8月31日在日本申請的日本特愿2012-191121號而主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]例如，如專利文獻I所示，作為船舶的裝置使用的單流掃氣式二沖程發(fā)動機(2沖程發(fā)動機)，在汽缸中的活塞的沖程方向的一端部設(shè)置有排氣端口，在汽缸中的活塞的沖程方向的另一端部側(cè)設(shè)置有掃氣端口。如果在吸氣(進氣)行程中從掃氣端口向燃燒室吸入活性氣體，那么通過燃燒作用產(chǎn)生的排氣由吸入的活性氣體從排氣端口壓出從而排出。
[0004]這種情況下，向吸入的活性氣體噴射燃料氣體而形成預(yù)混合氣，通過壓縮形成的預(yù)混合氣而獲得燃燒作用，這種燃燒作用產(chǎn)生的爆炸壓力導(dǎo)致活塞在汽缸內(nèi)進行往復(fù)運動。這樣，在汽缸中設(shè)置噴射燃料氣體的燃料噴射閥，在船舶用的二沖程發(fā)動機等汽缸的直徑大的二沖程發(fā)動機中，在汽缸的周向方向上設(shè)置有多個燃料噴射閥，從這些多個燃料噴射閥同時噴射燃料氣體。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-77742號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
但是，在設(shè)置有多個燃料噴射閥的現(xiàn)有的二沖程發(fā)動機中，由于從全部的燃料噴射閥向著汽缸的中心同時噴射燃料氣體，因而存在不能廣泛地使燃料氣體擴散至汽缸內(nèi)整體的情況。在二沖程發(fā)動機中，如果能夠廣泛地使燃料擴散至汽缸內(nèi)整體，那么能夠進一步提高運轉(zhuǎn)性能，關(guān)于燃料氣體的噴射可期望進一步改良。
[0007]于是，本發(fā)明的目的在于提供通過廣泛地使燃料氣體擴散至汽缸內(nèi)整體而能夠進一步提高運轉(zhuǎn)性能的單流掃氣式二沖程發(fā)動機。
[0008]用于解決課題的方案
本發(fā)明涉及的單流掃氣式二沖程發(fā)動機具備:汽缸，其在內(nèi)部形成有燃燒室；活塞，其在汽缸內(nèi)滑動；排氣端口，其設(shè)置于汽缸中的活塞的沖程方向一端部；排氣閥，其開閉排氣端口 ；掃氣端口，其設(shè)置于汽缸中的活塞的沖程方向另一端部側(cè)的內(nèi)周面，根據(jù)活塞的滑動動作將活性氣體吸入至燃燒室；多個燃料噴射閥，其向從掃氣端口吸入至燃燒室的活性氣體噴射燃料氣體而形成預(yù)混合氣，多個燃料噴射閥至少含有:第一燃料噴射閥，其在沿著吸入至汽缸內(nèi)的活性氣體的回旋流的方向上噴射燃料氣體；和第二燃料閥，其比該第一燃料噴射閥更向汽缸的中心軸側(cè)噴射燃料氣體。
[0009]而且，進一步具備通過控制燃料噴射閥使燃料氣體從該燃料噴射閥噴射的燃料噴射控制部，燃料噴射控制部可在第一燃料噴射閥和第二燃料噴射閥中使燃料氣體的噴射控制不同。
[0010]而且，燃料噴射控制部可在第一燃料噴射閥和第二燃料噴射閥中使燃料氣體的噴射開始時間不同。
[0011]而且，燃料噴射控制部可根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)情況使噴射燃料氣體的燃料噴射閥的數(shù)量不同。
[0012]而且，燃料噴射控制部可在發(fā)動機的負荷未達到預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，使燃料氣體從第一燃料噴射閥噴射，在發(fā)動機的負荷為預(yù)先設(shè)定的閾值以上的情況下，使燃料氣體從第一燃料噴射閥和第二燃料噴射閥噴射。
[0013]而且，通過第一燃料噴射閥和第二燃料噴射閥噴射的燃料氣體的噴射方向可相對汽缸的中心軸是對稱的。
[0014]而且，第一燃料噴射閥和第二燃料噴射閥可使相對活塞的沖程方向的燃料氣體的噴射角度彼此不同。
[0015]發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的單流掃氣式二沖程發(fā)動機，能夠使燃料氣體廣泛地擴散至汽缸內(nèi)整體，從而進一步提尚運轉(zhuǎn)性能。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出單流掃氣式二沖程發(fā)動機的整體構(gòu)成的說明圖。
[0017]圖2是示出各個控制部的動作的說明圖。
[0018]圖3A是說明燃料氣體的噴射方向的圖。
[0019]圖3B是說明燃料氣體的噴射方向的圖。
[0020]圖3C是說明燃料氣體的噴射方向的圖。
[0021]圖4是說明燃料噴射控制部對燃料噴射閥的控制的一個實例的流程圖。
[0022]圖5是說明燃料噴射控制部對燃料噴射閥的控制的另一實例的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本發(fā)明的實施方式所示的尺寸、材料、其它具體的數(shù)值等僅僅是為了使本發(fā)明的理解容易的示例，除非特別說明的情況下，不限制本發(fā)明。而且，在本說明書和附圖中，關(guān)于具有實質(zhì)上相同的作用、構(gòu)成的要素，通過標注相同的符號而省略重復(fù)說明，而且，與本發(fā)明無直接關(guān)系的要素省略圖示。
[0024]圖1是示出單流掃氣式二沖程發(fā)動機100的整體構(gòu)成的示意圖。本實施方式的單流掃氣式二沖程發(fā)動機100使用于例如船舶等。具體而言，單流掃氣式二沖程發(fā)動機100含有如下部件而構(gòu)成:汽缸110 (汽缸頭110a、汽缸體110b)、活塞112、先導(dǎo)噴射閥114、排氣端口 116、噴射閥驅(qū)動裝置118、排氣閥120、掃氣端口 122、掃氣室124、燃料噴射端口 126、燃料噴射閥128、旋轉(zhuǎn)編碼器130、燃燒室140，通過調(diào)節(jié)器(調(diào)速器)150、燃料噴射控制部152、排氣控制部154等控制部控制。
[0025]在單流掃氣式二沖程發(fā)動機100中，通過稱為吸氣(進氣)、壓縮、燃燒、排氣的4個連續(xù)的行程，連接于未圖示的十字頭的活塞112在汽缸110內(nèi)滑動自如地往復(fù)移動。在這種十字頭型的活塞112中能夠使在汽缸110內(nèi)的沖程比較長地形成，可使十字頭承受作用于活塞112的側(cè)壓，因而能夠謀求單流掃氣式二沖程發(fā)動機100的高輸出化。此外，由于汽缸110和十字頭與配合入的未圖示的曲柄室隔離，因而即使在使用劣質(zhì)燃料油的情況下也能夠防止污損惡化。
[0026]先導(dǎo)噴射閥114設(shè)置于汽缸110的沖程方向的一端部、比活塞112的上死點更上方的汽缸IlOa中，在發(fā)動機循環(huán)中的希望的時機噴射適量的燃料油。該燃料油通過由汽缸頭110a、汽缸體IlOb中的汽缸襯套、活塞112圍繞的燃燒室140的熱而自然點火，在很短的時間內(nèi)燃燒，使燃燒室140的溫度變得極高，因而能夠在期望的時機可靠地燃燒含有燃料氣體的預(yù)混合氣。
[0027]排氣端口 116是在汽缸110中的活塞112的沖程方向的一端側(cè)即比活塞112的上死點更上方的汽缸頭IlOa的頂部設(shè)置的開口部，為了排出在汽缸110內(nèi)產(chǎn)生的燃燒后的排氣而開閉。排氣閥驅(qū)動裝置118在規(guī)定的時機使排氣閥120上下滑動，從而開閉排氣端口116。這樣，借助排氣端口 116排出的排氣在向例如未圖示的增壓器的渦輪側(cè)供給后，向外部排出。
[0028]掃氣端口 122是在汽缸110中的活塞112的沖程方向的另一端側(cè)的內(nèi)周面(汽缸體IlOb的內(nèi)周面)上設(shè)置的開口部，根據(jù)活塞112的滑動動作而將活性氣體吸入至汽缸110內(nèi)。該活性氣體含有:氧氣、臭氧等氧化劑、或者它們的混合氣(例如空氣)。在掃氣室124中，封入有通過未圖示的增壓器的壓縮機加壓的活性氣體(例如空氣)，具有掃氣室124與汽缸110內(nèi)的壓差而從掃氣端口 122吸入活性氣體。掃氣室124的壓力能夠為基本一定。但是，在掃氣室124的壓力變化的情況下，可在掃氣端口 122上設(shè)置壓力計，根據(jù)其測量值而控制燃料氣體的噴射量等、其它的參數(shù)。
[0029]燃料噴射端口 126是在汽缸110的內(nèi)周面(排氣端口 116和掃氣端口 122之間)上在大致周向方向(不僅是嚴格的周向方向，也容許向沖程方向的移位)上分開規(guī)定的間隔設(shè)置的多個(在本實施方式中為8個)開口部。
[0030]燃料噴射閥128配置于各個燃料噴射端口 126內(nèi)，接受來自燃料噴射控制部152的指令，從而噴射例如將LNG(液化天然氣)氣化的燃料氣體。這樣地，向汽缸110內(nèi)供給燃料氣體。而且，燃料氣體不限于LNG，也能夠適用例如將LPG (液化石油氣)、輕油、重油等氣化的產(chǎn)物。
[0031]旋轉(zhuǎn)編碼器130設(shè)置于未圖示的曲柄機構(gòu)上，檢測曲柄的角度信號(下面，稱為曲柄角度信號)。
[0032]調(diào)節(jié)器150根據(jù)從上位的控制裝置輸入的發(fā)動機輸出指令值、和來自旋轉(zhuǎn)編碼器130的曲柄角度信號所得的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，導(dǎo)出燃料噴射量，輸出至燃料噴射控制部152。
[0033]燃料噴射控制部152基于表示從調(diào)節(jié)器150輸入的