燃气发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种燃气发动机。只有从燃料喷射阀A(30)喷射的氢气聚集团(α)被火花塞A(32)点燃。之后，由氢气聚集团(α)燃烧而产生的火焰(α)在气缸(10)的缸内环绕半周，追上从燃料喷射阀B(31)喷射出的氢气聚集团(β)，并点燃氢气聚集团(β)，然后使氢气聚集团(β)也燃烧。本发明专利技术为一种使燃烧性良好的气体燃烧的燃气发动机，在气缸的缸内设置喷射燃料气体的多个燃料喷射阀而使燃烧性良好，并且不会对气缸等施加大的热负荷，从而不需要提高发动机自身的刚性，而且还能够抑制NOx的排放量。而且还能够抑制NOx的排放量。而且还能够抑制NOx的排放量。

【技术实现步骤摘要】
燃气发动机


[0001]本专利技术涉及一种使氢气等燃烧性良好的气体燃烧的燃气发动机。

技术介绍

[0002]近年来，由于地球变暖等问题，要求实现使二氧化碳的排放量为零的所谓的零排放。因此，在已有的使用重油等化石燃料作为燃料的发动机中难以实现零排放，所以最近对使用氢气等分子结构中不含碳的可燃气体的燃气发动机进行了大量开发。
[0003]例如，在下述专利文献1中，提出了使用氢气作为燃料的氢燃料发动机。在该专利文献1中记载了如下内容：在氢燃料发动机中，为了抑制火花塞附近的温度上升而使燃烧气体中的NOx浓度降低，在气缸的缸内设置对置的两个火花塞和两个燃料喷射阀，通过同时对这两个火花塞进行点火，由此缩短燃烧火焰的传播距离来抑制火花塞附近的温度上升。
[0004]当然，与现有的使用化石燃料作为燃料的发动机相比，在使氢气这样燃烧性良好的气体燃烧的情况下，燃料急剧燃烧，火花塞周围的温度急剧升高，因此燃烧气体(废气)中的NOx量增加，所以需要如专利文献1那样通过设置两个火花塞来减少各个火花塞周围的燃料总量，从而降低燃烧温度。
[0005]专利文献1：日本公开专利公报特公昭58
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12457号公报

技术实现思路

[0006]‑
专利技术要解决的技术问题
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[0007]如上述专利文献1所述，如果在气缸的缸内设置两个燃料喷射阀和两个火花塞，并同时对两个火花塞进行点火，则燃烧火焰的传播距离确实会变短。
[0008]但是，由于两个燃烧同时发生在一个缸内，因而缸内的压力急剧升高，有可能对气缸施加大的热负荷。如果像这样对气缸施加大的热负荷，则需要提高气缸或活塞等的缸内内表面的耐压性或火花塞的安装强度等，从而需要提高发动机自身的刚性，存在发动机制造成本增加的问题，而且，由于会急剧地燃烧，因此存在作为有害物质的NOx的排放量依然较多的问题。
[0009]本专利技术正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：提供一种使燃烧性良好的气体燃烧的燃气发动机，在该燃气发动机中，在气缸的缸内设置喷射燃料气体的多个燃料喷射阀而使燃烧性良好，并且不会对气缸等施加大的热负荷，从而不需要提高发动机自身的刚性，而且还能够抑制NOx的排放量。
[0010]‑
用于解决技术问题的技术方案
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[0011]为了实现该目的，本专利技术涉及一种使氢气等燃烧性良好的气体燃烧的燃气发动机，其特征在于：在气缸的缸内设置多个喷射燃料气体的燃料喷射阀，该燃气发动机包括点火部件，该点火部件使从所述多个燃料喷射阀喷射的多个气体聚集团内的一个气体聚集团比其他气体聚集团先燃烧。
[0012]具体而言，在第一方面的专利技术中，涉及一种使氢气等燃烧性良好的气体燃烧的燃
气发动机，其特征在于：在所述燃气发动机中设置气缸，该气缸呈圆筒状且内部成为燃烧室，在该气缸内的彼此分离开的位置处，设置喷射气体的多个燃料喷射阀，所述燃气发动机包括点火部件，该点火部件使从该多个燃料喷射阀喷射的多个气体聚集团内的至少一个气体聚集团比其他气体聚集团先燃烧。
[0013]根据该构成方式，通过在气缸内的彼此分离开的位置处，设置喷射气体的多个燃料喷射阀，并包括点火部件，该点火部件使从该多个燃料喷射阀喷射的多个气体聚集团内的一个气体聚集团比其他气体聚集团先燃烧，由此来让多个气体聚集团一个一个地依次燃烧。即，不是多个气体聚集团同时燃烧，而是一个气体聚集团先燃烧，然后其他气体聚集团受到先燃烧的气体聚集团的火焰的影响而燃烧。
[0014]因此，多个气体聚集团一个一个地依次燃烧，燃烧变得缓慢，由气缸缸内的燃烧引起的压力从而缓慢地上升。
[0015]需要说明的是，作为上述点火部件，可以是一般的火花塞，也可以是电热塞或热球(hot bulb)等促进气体燃烧的点火部件。
[0016]关于点火部件的数量，也不限于一个，也可以根据燃料喷射阀的数量等设置多个。在像这样设置多个点火部件的情况下，只要在一次燃烧循环中仅使一个点火部件工作即可。而且，在该情况下，也可以是每隔一定期间便切换进行工作的点火部件。
[0017]在第二方面的专利技术中，其特征在于：在所述燃气发动机中，设置回旋流生成部件，该回旋流生成部件使吸入所述气缸的缸内的空气产生回旋流，由所述燃料喷射阀喷射的气体聚集团在所述空气的回旋流的作用下产生回旋。
[0018]根据该构成方式，利用回旋流生成部件使吸入气缸的缸内的空气产生回旋流，利用该空气的回旋流使由燃料喷射阀喷射出的气体聚集团在气缸内产生回旋。
[0019]因此，在一个气体聚集团先燃烧、其他气体聚集团受到先燃烧的气体聚集团的影响而燃烧时，其他气体聚集团在空气回旋流的作用下更容易受到火焰的影响，从而能够缩短燃烧间隔。
[0020]因此，能够使多个气体聚集团依次燃烧时的各燃烧的间隔变短，伴随压力上升而平稳地产生压力变动，从而不会对发动机的旋转产生不良影响。
[0021]在第三方面的专利技术中，其特征在于：所述燃料喷射阀由第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀构成，所述第一燃料喷射阀喷射先燃烧的气体聚集团，所述第二燃料喷射阀喷射后燃烧的气体聚集团，所述燃气发动机包括控制部件，该控制部件使从所述第一燃料喷射阀喷射的气体聚集团的量比从所述第二燃料喷射阀喷射的气体聚集团的量少。
[0022]根据该构成方式，由于先燃烧的气体聚集团的气体量少，后燃烧的气体聚集团的量多，因此由燃烧产生的放热率、即由发动机内的燃烧产生的每单位时间的热量(ROHR
·
rate of heat release)的波形在燃烧的前半段较小而在燃烧的后半段变大。
[0023]因此，在活塞位于上止点附近且燃烧室小的燃烧初期，通过减少热量来抑制热能的损失，也抑制燃烧温度，由此减少了NOx的产生，并且在活塞离开上止点且燃烧室较大的燃烧后期，通过增加热量来最大限度地获得热能的效果，燃烧温度也不怎么上升，因而NOx也难以产生。
[0024]因此，能够得到发动机的更理想的燃烧状态。
[0025]‑
专利技术的效果
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[0026]如以上说明的那样，根据本专利技术，多个气体聚集团一个一个地依次燃烧，由气缸缸内的燃烧引起的压力上升就会缓慢地产生。
[0027]因此，在使燃烧性良好的气体燃烧的燃气发动机中，在气缸的缸内设置喷射燃料气体的多个燃料喷射阀而使燃烧性良好，并且不会对气缸等施加大的热负荷，从而能够不需要提高发动机自身的刚性。也能够抑制NOx的排放量。
附图说明
[0028]图1是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的燃气发动机的结构的示意简图；
[0029]图2是说明燃气发动机的直流扫气方式的图，图2(a)是气缸下部的详细剖视图，图2(b)是气缸下部的横向剖视图；
[0030]图3是第一实施方式的气缸盖的详细剖视图；
[0031]图4是示出第一实施方式的气缸盖的顶面的图；
[0032]图5是第一实施方式的燃气发动机的控制系统的系统框图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气发动机，该燃气发动机使氢气等燃烧性良好的气体燃烧，其特征在于：在所述燃气发动机中设置气缸，该气缸呈圆筒状且内部成为燃烧室，在该气缸内的彼此分离开的位置处，设置喷射气体的多个燃料喷射阀，所述燃气发动机包括点火部件，该点火部件使从该多个燃料喷射阀喷射的多个气体聚集团内的至少一个气体聚集团比其他气体聚集团先燃烧。2.根据权利要求1所述的燃气发动机，其特征在于：在所述燃气发动机中设置回旋流生成部件，该回旋流生成部件使吸入...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田哲司，
申请(专利权)人：日本发动机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：