二冲程燃气发动机制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种通过促进燃料气体和空气的预混合化从而抑制NOx(氮氧化物)的产生的二冲程燃气发动机，该二冲程燃料发动机具备：气缸(2)及气缸盖(3)；活塞(4)，其在与气缸(2)的周壁(2a)和气缸盖(3)之间划分出燃烧室(c)；燃料气体喷射机构(8)，其向燃烧室(c)喷射燃料气体(8a、8b)；点火机构(10)，其对燃烧室内的燃料气体点火；扫气端口(6)，其在活塞(2)位于下止点附近时向燃烧室(c)供给空气；燃料气体喷射时机控制机构(12)，其构成为，在活塞(4)处于上升行程且活塞(4)位于上止点的10°～100°跟前时通过燃料气体喷射机构(8)喷射燃料气体(8b)，并且在活塞(4)位于上止点附近时通过燃料气体喷射机构(8)喷射燃料气体(8a)；点火时机控制机构(12)，其在活塞(4)位于上止点附近时通过点火机构(10)对燃烧室(c)内的燃料气体点火。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二冲程燃气发动机
本专利技术涉及二冲程燃气发动机。
技术介绍
一直以来，公知一种燃气发动机，其以天然气等燃料气体为主燃料，以压燃性良好的轻油等燃料油为先导燃料，通过向高温气氛下的燃烧室内喷射该燃料油使其自发点火，从而使作为主燃料的燃料气体燃烧。例如在专利文献1中，公开了一种以燃料气体等压燃性较差的十六烷值燃料为主燃料、以压燃性良好的燃料油为先导燃料的双燃料柴油发动机。该专利文献1的发动机具备设置于气缸盖的燃料气体喷射阀及先导燃料喷射阀，通过从该燃料气体喷射阀及先导燃料喷射阀朝向燃烧室喷射燃料气体及先导燃料，在高温的燃烧室内使先导燃料(燃料油)自发点火，由此使主燃料(燃料气体)燃烧。另外，例如在专利文献2中，公开了一种以压燃性较差的燃料气体为主燃料、以压燃性良好的轻油、灯油等柴油机燃料为先导燃料的燃气发动机。该专利文献2的燃气发动机具备设置于气缸盖的吸气端口及柴油机燃料喷射装置、设置于气缸周壁的燃料气体喷射装置。而且，在活塞下降的吸入行程时从吸气端口向燃烧室导入空气，在从吸入行程后期到压缩行程后期之间的适当的时期从燃料气体喷射装置向燃烧室喷射燃料气体。而且，在活塞上升至上止点附近的时机从柴油机燃料喷射装置向燃烧室喷射柴油机燃料，通过柴油机燃料在燃烧室内自发点火，从而使作为主燃料的燃料气体燃烧。在先技术文献专利文献专利文献1：日本实开昭62-45339号公报专利文献2：日本特开平6-137150号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在上述的专利文献1的发动机中，主燃料和先导燃料在上止点附近几乎同时地供给至燃烧室，因此喷射至燃烧室的主燃料没有搅拌的时间而直接燃烧。因此，该主燃料的燃烧方式为扩散燃烧。在扩散燃烧的情况下，与预混合燃烧的情况相比难以均匀燃烧，存在有在高温的燃烧区域内容易产生NOx(氮氧化物)的问题。另外，上述的专利文献2的燃气发动机是为了增大吸入到燃烧室内的空气量而完成的专利技术。即，一直以来从吸气端口导入燃料气体和空气的混合气，相对于此，专利文献2的专利技术构从吸气端口仅吸入空气，并另行具备燃料气体喷射装置。而且，通过利用该燃料气体喷射装置与吸入行程错开时机地向燃烧室喷射燃料气体，从而增大从吸气端口吸入到燃烧室内的空气量，由此实现发动机输出的提高。在上述专利文献2中，没有公开任何通过促进预混合化而抑制NOx(氮氧化物)的产生的技术思想。本专利技术是鉴于上述这样的现有技术的课题而完成的专利技术，其目的在于提供一种通过促进燃料气体和空气的预混合化而抑制NOx(氮氧化物)的产生的二冲程燃气发动机。用于解决课题的方案本专利技术的二冲程燃气发动机的特征在于，具备：气缸及气缸盖；活塞，其收容于所述气缸内，并且在其与所述气缸的周壁及所述气缸盖之间划分出燃烧室；燃料气体喷射机构，其设置于所述气缸盖，并向所述燃烧室喷射燃料气体；点火机构，其设置于所述气缸盖，并对所述燃烧室内的燃料气体点火；扫气端口，其开设在所述气缸的周壁上，并在所述活塞位于下止点附近时向所述燃烧室内供给空气；燃料气体喷射时机控制机构，其在所述活塞处于上升行程、且所述活塞位于上止点的10°～100°跟前时通过所述燃料气体喷射机构喷射燃料气体，进而在所述活塞位于上止点附近时通过所述燃料气体喷射机构喷射燃料气体；点火时机控制机构，其在所述活塞位于上止点附近时通过所述点火机构对所述燃烧室内的燃料气体点火。如此构成的本专利技术的二冲程燃气发动机具备：燃料气体喷射机构，其向燃烧室喷射燃料气体；点火机构，其对燃烧室内的燃料气体点火；扫气端口，其在活塞位于下止点附近时向燃烧室内供给空气；燃料气体喷射时机控制机构，其在活塞位于上止点的10°～100°跟前时通过燃料气体喷射机构喷射燃料气体，进而在活塞位于上止点附近时通过燃料气体喷射机构喷射燃料气体；点火时机控制机构，其在所述活塞位于上止点附近时通过所述点火机构对所述燃烧室内的燃料气体点火。根据这样的本专利技术，由于在活塞位于上止点的10°～100°跟前时喷射燃料气体，进而在活塞位于上止点附近时喷射燃料气体，并且通过点火机构对燃烧室内的燃料气体点火，因此促进了在活塞位于上止点的10°～100°跟前时所喷射出燃料气体与空气的预混合化。因此，扩散燃烧在整个燃烧中所占的比例降低，从而能够抑制NOx(氮氧化物)的产生。另外，这样的本专利技术的二冲程燃气发动机可以构成为，通过例如由发动机控制单元(ECU)等构成的燃料气体喷射时机控制机构来控制燃料气体的喷射时机。因此，无需新的追加装置等，能够容易地促进既有的二冲程燃气发动机中的预混合化。另外，在上述专利技术中，可以构成为，所述燃料气体喷射机构具有：在所述活塞位于上止点附近时向所述燃烧室喷射燃料气体的第一燃料气体喷射机构；与该第一燃料气体喷射机构分开构成的在所述活塞位于上止点的10°～100°跟前时向所述燃烧室喷射燃料气体的第二燃料气体喷射机构。如此，若燃料气体喷射机构分别构成为第一燃料气体喷射机构和第二燃料气体喷射机构，则通过第一燃料气体喷射机构和第二燃料气体喷射机构能够使燃料气体的喷射方向、压力条件等不同。即，在活塞位于上止点的10°～100°跟前时和在活塞位于上止点附近时，使燃料气体的优选喷射方向、其喷射压力不同。因此，通过如此构成本专利技术，在活塞位于任意位置时，都能够以最佳的喷射方向及喷射压力向燃烧室喷射燃料气体。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种如下的二冲程燃气发动机，其通过在活塞位于上止点的10°～100°跟前时喷射燃料气体，促进燃料气体和空气的预混合化降低扩散燃烧在整个燃烧中所占的比例，从而抑制NOx(氮氧化物)的产生。附图说明图1是用于说明本专利技术的二冲程燃气发动机的基本结构的简图。图2是用于说明本专利技术的二冲程燃气发动机的基本结构的简图。图3是用于说明本专利技术的第一实施方式所涉及的二冲程燃气发动机的简图。图4是用于说明本专利技术的第二实施方式所涉及的二冲程燃气发动机的简图。具体实施方式以下，基于附图详细地说明本专利技术的实施方式。但是，本专利技术的范围并不限定于以下的实施方式。在以下的实施方式中所记载构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等在没有特别记载的情况下并不表示将本专利技术的范围限定于此，而仅仅是说明例。图1、图2是用于说明本专利技术的二冲程燃气发动机的基本结构的简图，图1(a)、图2(a)是俯视图，图1(b)、图2(b)是剖视图。首先，使用图1及图2来说明本专利技术的二冲程燃气发动机的基本结构。如图1及图2所示，本专利技术的二冲程燃气发动机1具备圆筒状的气缸2、与该气缸2的上端侧结合的气缸盖3、进退自如地收容于气缸2的内部的活塞4。而且，在这些气缸2的周壁2a、气缸盖3、活塞4的顶面4a之间形成燃烧室c。需要说明的是，图中的符号5表示活塞环。另外，在气缸2的下方侧的周壁2a上开设有扫气端口6。该扫气端口6形成在与位于下止点附近的活塞4的顶面4a(图中用双点划线表示)相比靠上方的位置处，在活塞4位于下止点附近时，从扫气端口6向燃烧室c供给空气。另外，在气缸盖3的顶部开设有排气口，并且设置有对该排气口进行开闭的排气阀7。该排气阀7在活塞4处于上升行程的扫气行程时打开，直至活塞4到达上止点的跟前约100°的位置为止。而且，通过从扫气端口6供给到燃烧室c的空气，对残留于燃烧室c的前一行程的废气进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二冲程燃气发动机，其特征在于，具备：气缸及气缸盖；活塞，其收容于所述气缸内，并且在其与所述气缸的周壁及所述气缸盖之间划分出燃烧室；燃料气体喷射机构，其设置于所述气缸盖，并向所述燃烧室喷射燃料气体；点火机构，其设置于所述气缸盖，并对所述燃烧室内的燃料气体点火；扫气端口，其开设在所述气缸的周壁上，并在所述活塞位于下止点附近时向所述燃烧室内供给空气；燃料气体喷射时机控制机构，其在所述活塞处于上升行程、且所述活塞位于上止点的10°～100°跟前时通过所述燃料气体喷射机构喷射燃料气体，进而在所述活塞位于上止点附近时通过所述燃料气体喷射机构喷射燃料气体；点火时机控制机构，其在所述活塞位于上止点附近时通过所述点火机构对所述燃烧室内的燃料气体点火。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.11 JP 2012-0902311.一种二冲程燃气发动机，其特征在于，具备：气缸及气缸盖；活塞，其收容于所述气缸内，并且在其与所述气缸的周壁及所述气缸盖之间划分出燃烧室；燃料气体喷射机构，其设置于所述气缸盖，并向所述燃烧室喷射燃料气体；点火机构，其设置于所述气缸盖，通过向所述燃烧室喷射燃料油并使该燃料油自发点火从而对所述燃烧室内的燃料气体点火；扫气端口，其开设在所述气缸的周壁上，并在所述活塞位于下止点附近时向所述燃烧室内供给空气；燃料气体喷射时机控制机构，其在所述活塞处于上升行程、且所述活塞位于上止点附近的跟前时通过所述燃料气体喷射机构喷射燃料气体，进而...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田裕幸，柚木晃广，三柳晃洋，平冈直大，驹田耕之，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP