二冲程发动机制造技术

该二冲程发动机（101、102）至少能够执行使用可燃性气体作为主燃料的气体模式运转，具备多个汽缸（1）、分别设在上述多个汽缸（1）上的排气阀（13）、和空燃比控制器（70、74）。此外，该空燃比控制器（70、74）在气体模式运转时，具有：计算上述多个汽缸（1）内的平均空燃比、并且通过调节向上述多个汽缸（1）供给的空气量来控制上述平均空燃比的功能；分别计算各上述汽缸（1）内的空燃比、并且通过调节上述排气阀（13）的关闭时机来控制上述空燃比的功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及二冲程发动机。本申请基于2010年10月28日在日本提出的特愿2010 — 241856号主张优先权，这里引用其内容。
技术介绍
作为内燃机之一，有二冲程发动机(二循环发动机)，所述二冲程发动机(二循环发动机)是活塞每在汽缸内进行I次往复、完成吸气、压缩、燃烧、及排气的I个循环的往复式发动机。在该二冲程发动机中有二冲程双燃料机，所述二冲程双燃料机能够选择使用可燃性气体(气体燃料)作为主燃料的气体模式运转、和仅使用重油(液体燃料)作为燃料的柴油机模式运转。另外，在以下的说明中，说明作为可燃性气体而使用液化天然气(LNG)的情况。图5是表示以往的二冲程双燃料机的一例的概略图。该二冲程双燃料机100具备筒状的汽缸套I (汽缸)、上部壁2a从外侧嵌合在汽缸套I的长度方向中间部分上而保持汽缸套I的中空构造的壳体2、安装在设于该壳体2的侧方的开口部2b上的空气储存筒3、安装在汽缸套I的上端上、形成燃烧室10并且在中央安装有排气阀壳5的汽缸盖4。另外，在图5中，汽缸套I在上下方向上延伸而配置。在汽缸套I内可在上下方向上往复运动地插入有活塞6。从该活塞6朝向下方突出的活塞棒7经由填料盒8可滑动地保持在形成于壳体2的下部的凸缘部2c上。此外，在汽缸套I的下端部上，以面对壳体2的中空部2d的方式形成有在径向上贯通的多个扫气口 la。该扫气口 Ia如图5所示，是在活塞6处于下死点时使壳体2的中空部2d与汽缸套I内部连通、用来从空气储存筒3向汽缸套I内部取入空气A的贯通孔。在汽缸盖4上，倾斜地安装着用来朝向形成在其下方的燃烧室10喷射液体燃料的先导喷射阀12。经由燃料高压管23向该先导喷射阀12供给燃料喷射泵21从液体燃料箱22吸引的重油(液体燃料)。通过燃料凸轮41与凸轮轴39 —起旋转来驱动燃料喷射泵21的活塞。在排气阀壳5上，形成有下端连通到燃烧室10并且上端连接到发动机排气路径的排气通路5a，装入有圆周上缘部分接触在排气阀壳5的下端上、能够将排气通路5a的下端部分封闭的排气阀13。在排气阀13的中心部分上，连接着朝向上方突出的排气阀棒14。该排气阀棒14将排气阀壳5可滑动地贯通。排气阀棒14通过排气阀驱动部15升降，排气阀13将排气通路5a的下端封闭或开放。在汽缸套I的长度方向中间部分上，安装着多个气体喷射阀11，以使其喷射口朝向汽缸套I的中心并且位于扫气口 Ia的上方。将由LNG泵31从LNG箱16吸引LNG后在蒸发器32中气化的气体燃料经由压力调整阀33及气体控制器34向各气体喷射阀11供给。该气体控制器34承担将对于气体喷射阀11的气体燃料的供给开启、关闭控制的作用。此夕卜，LNG泵31由电动机35驱动。 进而，图5所示的二冲程双燃料机100具备扫气压力传感器36、曲柄角检测传感器37和控制器38。扫气压力传感器36安装在空气储存筒3上，检测该空气储存筒3内的空气压。曲柄角检测传感器37与曲柄角检测齿轮40对置设置，所述曲柄角检测齿轮40安装在驱动燃料喷射泵21的凸轮轴39的一端上。曲柄角检测传感器37根据曲柄角检测齿轮40的旋转位置检测曲柄角，输出曲柄角检测信号。控制器38构成为，能够基于曲柄角检测传感器37发出的曲柄角检测信号，判断从气体喷射阀11喷射气体燃料的时间，并且向气体控制器34发送指令信号，控制气体燃料的喷射开始和喷射停止。进而，控制器38构成为，能够根据扫气压力传感器36检测出的空气储存筒3内的空气压的变动推定向汽缸套I流入的空气A的重量，并且使气体控制器34动作，调整从气体喷射阀11向汽缸套I内供给的气体燃料的供给量。接着，说明图5所示的二冲程双燃料机100的气体模式运转时的动作。在活塞6位于下死点的状态下，从增压器(未图示)供给到空气储存筒3中的空气A经过壳体2的中空部2d、汽缸套I的扫气口 Ia被取入到该汽缸套I的内部。此时，排气阀驱动部15使排气阀13下降而将排气通路5a开放，向汽缸套I流入的空气A将残留在燃烧室10内的燃烧气体作为排气经由排气通路5a向外部送出。如果活塞6上升而将汽缸套I的扫气口 Ia堵塞，则控制器38基于曲柄角检测传感器37发出的曲柄角检测信号，判断从气体喷射阀11喷射气体燃料的时间，并且向气体控制器34发送指令信号，开始由气体喷射阀11进行的气体燃料的喷射，在汽缸套I的内部将空气A与气体燃料混合。此外，排气阀驱动部15使排气阀13上升，将排气通路5a堵塞。由于气体燃料随着活塞6的上升而被压缩，所以也可以不使向汽缸套I内的气体燃料的喷射压变闻。当活塞6通过汽缸套I的气体喷射阀11安装部位时，控制器38基于曲柄角检测传感器37发出的曲柄角检测信号，判断从气体喷射阀11喷射气体燃料的时间，并且向气体控制器34发送指令信号，将由气体喷射阀11进行的气体燃料的喷射停止。当活塞6到达上死点、空气A与气体燃料的混合气体被压缩最多时，如果从先导喷射阀12朝向燃烧室10喷射液体燃料，则该液体燃料在燃烧室10的内部自燃。通过该火焰，空气A与气体燃料的混合气体着火爆炸，通过此时的爆炸压力，活塞6下降，该活塞6到达下死点。如果活塞6到达下死点，则成为从增压器(未图示)供给到空气储存筒3中的空气A经由壳体2的中空部2d、汽缸套I的扫气口 Ia被取入到该汽缸套I的内部的状态，并且排气阀驱动部15使排气阀13下降，将排气通路5a开放。然后，重复上述那样的预混合燃Jyti ο进而，在图5所示的二冲程双燃料机100中，如果将气体喷射阀11中的气体燃料的喷射停止，仅执行由先导喷射阀12进行的液体燃料的喷射，则进行柴油机模式运转。即，当活塞6到达上死点，空气A被压缩最多时，如果从先导喷射阀12将液体燃料朝向燃烧室10喷射，则该液体燃料在燃烧室10的内部自燃而着火爆炸，通过此时的爆炸压力，活塞6下降。另外，作为与二冲程发动机中的二冲程双燃料机关联的先行技术文献信息，有下述的专利文献I。专利文献1:特开2008 - 202545号公报。
技术实现思路
在图5所示的二冲程双燃料机100中，采用在将供给到汽缸套I内的空气A与气体燃料的混合气用活塞6压缩后、从先导喷射阀12向燃烧室10喷射液体燃料而使该混合气着火爆炸的预混合燃烧。因此，有也可以不使向汽缸套I的气体燃料的喷射压变高的优点。但是，为了进行正常的燃烧，需要使混合气的空燃比合适。另外，所谓空燃比，是汽缸套I内的空气A与气体燃料的重量比，一般表示将空气A的重量用气体燃料的重量除的值，但以下，该重量比有是供给到发动机中的实际的燃料与空气的混合比(空燃比)与理论空燃比(完全燃烧时的空燃比)的比率(空气过剩率)、表示将吸入到发动机中的混合气的空燃比用理论空燃比除的值的情况。作为一例，在作为气体燃料而使用LNG的情况下，合适的空燃比的范围是完全燃烧时的理论空燃比的I 2倍左右。但是，经过空气储存筒3向汽缸套I流入的空气A的重量受配置在比空气储存筒3靠空气流通方向上游侧的增压器(未图示)的吸入空气温度、及将从增压器吐出的空气冷却的空气冷却器的出口空气温度的影响而变化。因此，在上述那样的根据空气储存筒3内的空气压的变动推定向汽缸套I流入的空气A的重量的方法中，有可能不能正确地推定该空气A的重量。由此，在作为目标的空燃比与实际的空燃比间发生背离，有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.28 JP 2010-2418561.一种二冲程发动机，至少能够执行使用可燃性气体作为主燃料的气体模式运转，其特征在于， 具备: 多个汽缸； 排气阀，分别设在上述多个汽缸上； 空燃比控制器； 该空燃比控制器在气体模式运转时，具有: 计算上述多个汽缸内的平均空燃比、并且通过调节向上述多个汽缸供给的空气量来控制上述平均空燃比的功能； 分别计算各上述汽缸内的 空燃比、并且通过调节上述排气阀的关闭时机来控制上述空燃比的功能。2.如权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于， 作为上述可燃性气体，使用使LNG气化的气体； 上述空燃比控制器在气体模式运转时，调节向上述多个汽缸供给的空气量以使计算出的上述平均空燃比接近于1.5，并且调节上述排气阀的关闭时机以使计算出的上述空燃比成为1.0 2.5的范围。3.如权利要求1所述的二冲程发动机，其特征在于， 还具备: 排气支管，分别连接在上述多个汽缸上； 排气主管，将从上述多个汽缸送出的排气经由上述排气支管集中； 排气阀驱动部，将上述排气阀开闭； 空气排散管，空气流通方向上游端连通在向上述多个汽缸供给空气的空气供...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅本义幸，森山功治，山田刚，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：
国别省市：