单流扫气式二冲程发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及单流扫气式二冲程发动机，其使向从扫气端口吸入的活性气体喷射燃料气体而形成的预混合气燃烧。
[0002]本申请基于2012年8月31日在日本申请的日本特愿2012-191121号而主张优先权，将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]例如，如专利文献I所示，作为船舶的装置使用的单流扫气式二冲程发动机(2冲程发动机)，在汽缸中的活塞的冲程方向的一端部设置有排气端口，在汽缸中的活塞的冲程方向的另一端部侧设置有扫气端口。如果在吸气(进气)行程中从扫气端口向燃烧室吸入活性气体，那么通过燃烧作用产生的排气由吸入的活性气体从排气端口压出从而排出。
[0004]这种情况下，向吸入的活性气体喷射燃料气体而形成预混合气，通过压缩形成的预混合气而获得燃烧作用，这种燃烧作用产生的爆炸压力导致活塞在汽缸内进行往复运动。这样，在汽缸中设置喷射燃料气体的燃料喷射阀，在船舶用的二冲程发动机等汽缸的直径大的二冲程发动机中，在汽缸的周向方向上设置有多个燃料喷射阀，从这些多个燃料喷射阀同时喷射燃料气体。
[0005]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特开2012-77742号公报。
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
但是，在设置有多个燃料喷射阀的现有的二冲程发动机中，由于从全部的燃料喷射阀向着汽缸的中心同时喷射燃料气体，因而存在不能广泛地使燃料气体扩散至汽缸内整体的情况。在二冲程发动机中，如果能够广泛地使燃料扩散至汽缸内整体，那么能够进一步提高运转性能，关于燃料气体的喷射可期望进一步改良。
[0007]于是，本发明的目的在于提供通过广泛地使燃料气体扩散至汽缸内整体而能够进一步提高运转性能的单流扫气式二冲程发动机。
[0008]用于解决课题的方案
本发明涉及的单流扫气式二冲程发动机具备:汽缸，其在内部形成有燃烧室；活塞，其在汽缸内滑动；排气端口，其设置于汽缸中的活塞的冲程方向一端部；排气阀，其开闭排气端口 ；扫气端口，其设置于汽缸中的活塞的冲程方向另一端部侧的内周面，根据活塞的滑动动作将活性气体吸入至燃烧室；多个燃料喷射阀，其向从扫气端口吸入至燃烧室的活性气体喷射燃料气体而形成预混合气，多个燃料喷射阀至少含有:第一燃料喷射阀，其在沿着吸入至汽缸内的活性气体的回旋流的方向上喷射燃料气体；和第二燃料阀，其比该第一燃料喷射阀更向汽缸的中心轴侧喷射燃料气体。
[0009]而且，进一步具备通过控制燃料喷射阀使燃料气体从该燃料喷射阀喷射的燃料喷射控制部，燃料喷射控制部可在第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀中使燃料气体的喷射控制不同。
[0010]而且，燃料喷射控制部可在第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀中使燃料气体的喷射开始时间不同。
[0011]而且，燃料喷射控制部可根据发动机的运转情况使喷射燃料气体的燃料喷射阀的数量不同。
[0012]而且，燃料喷射控制部可在发动机的负荷未达到预先设定的阈值的情况下，使燃料气体从第一燃料喷射阀喷射，在发动机的负荷为预先设定的阈值以上的情况下，使燃料气体从第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀喷射。
[0013]而且，通过第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀喷射的燃料气体的喷射方向可相对汽缸的中心轴是对称的。
[0014]而且，第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀可使相对活塞的冲程方向的燃料气体的喷射角度彼此不同。
[0015]发明的效果
根据本发明的单流扫气式二冲程发动机，能够使燃料气体广泛地扩散至汽缸内整体，从而进一步提尚运转性能。
【附图说明】
[0016]图1是示出单流扫气式二冲程发动机的整体构成的说明图。
[0017]图2是示出各个控制部的动作的说明图。
[0018]图3A是说明燃料气体的喷射方向的图。
[0019]图3B是说明燃料气体的喷射方向的图。
[0020]图3C是说明燃料气体的喷射方向的图。
[0021]图4是说明燃料喷射控制部对燃料喷射阀的控制的一个实例的流程图。
[0022]图5是说明燃料喷射控制部对燃料喷射阀的控制的另一实例的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图，详细地说明本发明的优选实施方式。本发明的实施方式所示的尺寸、材料、其它具体的数值等仅仅是为了使本发明的理解容易的示例，除非特别说明的情况下，不限制本发明。而且，在本说明书和附图中，关于具有实质上相同的作用、构成的要素，通过标注相同的符号而省略重复说明，而且，与本发明无直接关系的要素省略图示。
[0024]图1是示出单流扫气式二冲程发动机100的整体构成的示意图。本实施方式的单流扫气式二冲程发动机100使用于例如船舶等。具体而言，单流扫气式二冲程发动机100含有如下部件而构成:汽缸110 (汽缸头110a、汽缸体110b)、活塞112、先导喷射阀114、排气端口 116、喷射阀驱动装置118、排气阀120、扫气端口 122、扫气室124、燃料喷射端口 126、燃料喷射阀128、旋转编码器130、燃烧室140，通过调节器(调速器)150、燃料喷射控制部152、排气控制部154等控制部控制。
[0025]在单流扫气式二冲程发动机100中，通过称为吸气(进气)、压缩、燃烧、排气的4个连续的行程，连接于未图示的十字头的活塞112在汽缸110内滑动自如地往复移动。在这种十字头型的活塞112中能够使在汽缸110内的冲程比较长地形成，可使十字头承受作用于活塞112的侧压，因而能够谋求单流扫气式二冲程发动机100的高输出化。此外，由于汽缸110和十字头与配合入的未图示的曲柄室隔离，因而即使在使用劣质燃料油的情况下也能够防止污损恶化。
[0026]先导喷射阀114设置于汽缸110的冲程方向的一端部、比活塞112的上死点更上方的汽缸IlOa中，在发动机循环中的希望的时机喷射适量的燃料油。该燃料油通过由汽缸头110a、汽缸体IlOb中的汽缸衬套、活塞112围绕的燃烧室140的热而自然点火，在很短的时间内燃烧，使燃烧室140的温度变得极高，因而能够在期望的时机可靠地燃烧含有燃料气体的预混合气。
[0027]排气端口 116是在汽缸110中的活塞112的冲程方向的一端侧即比活塞112的上死点更上方的汽缸头IlOa的顶部设置的开口部，为了排出在汽缸110内产生的燃烧后的排气而开闭。排气阀驱动装置118在规定的时机使排气阀120上下滑动，从而开闭排气端口116。这样，借助排气端口 116排出的排气在向例如未图示的增压器的涡轮侧供给后，向外部排出。
[0028]扫气端口 122是在汽缸110中的活塞112的冲程方向的另一端侧的内周面(汽缸体IlOb的内周面)上设置的开口部，根据活塞112的滑动动作而将活性气体吸入至汽缸110内。该活性气体含有:氧气、臭氧等氧化剂、或者它们的混合气(例如空气)。在扫气室124中，封入有通过未图示的增压器的压缩机加压的活性气体(例如空气)，具有扫气室124与汽缸110内的压差而从扫气端口 122吸入活性气体。扫气室124的压力能够为基本一定。但是，在扫气室124的压力变化的情况下，可在扫气端口 122上设置压力计，根据其测量值而控制燃料气体的喷射量等、其它的参数。
[0029]燃料喷射端口 126是在汽缸110的内周面(排气端口 116和扫气端口 122之间)上在大致周向方向(不仅是严格的周向方向，也容许向冲程方向的移位)上分开规定的间隔设置的多个(在本实施方式中为8个)开口部。
[0030]燃料喷射阀128配置于各个燃料喷射端口 126内，接受来自燃料喷射控制部152的指令，从而喷射例如将LNG(液化天然气)气化的燃料气体。这样地，向汽缸110内供给燃料气体。而且，燃料气体不限于LNG，也能够适用例如将LPG (液化石油气)、轻油、重油等气化的产物。
[0031]旋转编码器130设置于未图示的曲柄机构上，检测曲柄的角度信号(下面，称为曲柄角度信号)。
[0032]调节器150根据从上位的控制装置输入的发动机输出指令值、和来自旋转编码器130的曲柄角度信号所得的发动机转速，导出燃料喷射量，输出至燃料喷射控制部152。
[0033]燃料喷射控制部152基于表示从调节器150输入的