CN113803151B - 内燃发动机 - Google Patents

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Abstract

披露了一种二冲程单流扫气式十字头内燃发动机，该二冲程单流扫气式十字头内燃发动机包括至少一个气缸、气缸盖、活塞、燃料气体供应系统、以及扫气系统。发动机进一步包括引燃预燃室单元，该引燃预燃室单元包括至少一个预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀。该至少一个预燃室具有预燃室壁，并且通过第一开口通入气缸，引燃预燃室单元被配置为点燃气缸中的扫气和燃料气体的混合物，并且其中，引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，并且其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。

Description

内燃发动机
技术领域
本发明涉及一种二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机以及一种用于二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元。
背景技术
二冲程内燃发动机在如集装箱船、散装货船以及油轮等船舶中用作推进发动机。减少来自内燃发动机的不利排气已经变得越来越重要。
减少不利排气的量的有效方式是将例如重燃油(HFO)的燃油换成燃料气体。可以在压缩冲程结束时将燃料气体注入气缸，此时可以通过气缸中的气体被压缩时所达到的高温或通过点燃引燃燃料而将燃料气体立即点燃。然而，在压缩冲程结束时将燃料气体注入气缸中需要在注入之前压缩燃料气体以克服气缸中的高压的高压压缩机。
然而，高压气体压缩机的制造和维护是昂贵且复杂的。避免使用高压压缩机的一种方式是将发动机配置成在压缩冲程开始时(其中，气缸中的压力显著较低)注入燃料气体。
WO 2013007863披露了这种发动机。为了确保燃料气体的正确点燃，在气缸盖中设置了引燃预燃室。将一定量的引燃燃油注入引燃预燃室中，然后引燃燃油由于引燃预燃室中的温度和压力而自燃。这产生了火焰，火焰点燃气缸的主室中的燃料气体。
然而，获得对预燃室适当的冷却是困难的。附加地，防止冷却流体泄漏并且实现易于维护可能具有挑战性。
因此，提供一种改进的方式来冷却预燃室仍是问题。
发明内容
根据第一方面，本发明涉及一种二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，该二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机包括至少一个气缸、气缸盖、活塞、燃料气体供应系统、以及扫气系统，气缸具有气缸壁，气缸盖布置在该气缸的顶部上并且具有排气门(exhaustvalve)，活塞沿着中心轴线可移动地布置在气缸内下止点(bottom dead center)与上止点(top dead center)之间；扫气系统具有布置在气缸的底部的扫气入口；燃料气体供应系统包括燃料气体阀，燃料气体阀至少部分地布置在气缸壁中并且被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入气缸中，使得燃料气体能够与扫气混合并且允许扫气和燃料气体的混合物在被点燃之前被压缩；
其中，发动机进一步包括引燃预燃室单元，该引燃预燃室单元包括至少一个预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀，其中，该至少一个预燃室具有预燃室壁，引燃预燃室单元被配置为点燃气缸中的扫气和燃料气体的混合物，并且其中，引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，并且其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。
因此，通过给引燃预燃室单元设置入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中的换热通道(exchange channel)，实现有效温度调节并且易于维护。
内燃发动机优选地是用于功率为每缸至少400kW的推进船舶的大型低速带涡轮增压式二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机。内燃发动机系统可以包括涡轮增压器，该涡轮增压器由内燃发动机产生的废气驱动并且被配置为对扫气进行压缩。内燃发动机可以是双燃料发动机，该双燃料发动机具有在使用燃料气体运行时的奥托循环(Otto Cycle)模式以及在使用替代性燃料(例如重燃油或船用柴油)运行时的狄塞尔循环(Diesel Cycle)模式。这种双燃料发动机具有其自己的用于注入替代性燃料的专用燃料供应系统。
内燃发动机优选地包括多个气缸，例如4至14个气缸。内燃发动机进一步包括用于该多个气缸中的每个气缸的气缸盖、排气门、活塞、燃料气体阀、以及扫气入口。
燃料气体供应系统被优选地配置为在音速条件下(即，与声速相等的速度、即恒定速度)经由一个或多个燃料气体阀注入燃料气体。当跨喷嘴喉部(最小截面面积)的压降比大于大约二时，可以实现音速条件。
在一些实施例中，一个或多个燃料气体阀被配置为在压缩冲程期间、在与下止点成0度至160度、与下止点成0度至130度或与下止点成0度至90度时将燃料气体注入气缸。
一个或多个燃料气体阀至少部分地布置在上止点与下止点之间的气缸壁中，优选地布置在扫气入口上方的位置。一个或多个燃料气体阀可以包括布置在气缸壁中的用于将燃料气体注入气缸中的喷嘴。燃料气体阀的其他部分(除喷嘴外)可以布置在气缸壁的外部。
燃料气体的示例为液化天然气(LNG)、甲烷、氨气、乙烷、以及液化石油气(LPG)。
引燃燃料阀可以被配置为将引燃燃料注入到至少一个预燃室中。该至少一个预燃室可以被配置成使得引燃燃料由于该至少一个预燃室中的温度和压力而自燃。替代性地，可以通过包括火花塞或激光点燃器的装置来点燃该至少一个预燃室中的引燃燃料。引燃燃料可以是重燃油或船用柴油、或具有适当可燃性的任何其他燃料，它们被准确地测量出，以使其量刚好能够点燃气缸中燃料气体和扫气的混合物。与替代性燃料的专用燃料供应系统相比，引燃燃料系统在尺寸上可以小得多并且更适合于注入精确用量的引燃燃料，该专用燃料供应系统由于部件尺寸大而可能不适合于这种目的。引燃燃料阀可以被配置为接近上止点成适合于最佳点燃主充入物的曲柄角注入一定量的引燃油。引燃燃料点燃在引燃油注入之后立即进行，主充入物点燃在引燃油点燃之后立即进行。
引燃预燃室单元可以布置在气缸壁或气缸盖中。引燃预燃室单元的至少一部分可以延伸出其插入的发动机部分，例如，引燃预燃室的至少一部分可以延伸出气缸壁或气缸盖。第一换热通道的入口和出口均可以布置在引燃预燃室单元延伸出其插入发动机部分的部分。引燃预燃室单元可拆卸地连接到其插入的发动机部分，允许取出引燃预燃室单元达到维护目的。
第一换热通道可以是被配置为用于冷却至少一个预燃室的预燃室冷却系统的一部分，例如预燃室冷却系统可以被配置为在给第一温度调节通道提供换热流体之前冷却换热流体。
预燃室冷却系统可以包括控制单元，该控制单元被配置为控制换热流体的流动和/或换热流体的流入温度。控制单元可以被配置为根据发动机负荷、发动机转速和/或扫气和燃料气体的混合物的空气燃料当量比λ来控制换热流体的流动和/或换热流体的流入温度。
替代性地，第一换热通道可以是被配置为冷却或加热该至少一个预燃室的加热与冷却组合系统的一部分，例如加热与冷却组合系统可以被配置为在给第一温度调节通道提供换热流体之前冷却或加热换热流体。加热与冷却组合系统可以被配置为从完成发动机停机或者当从重燃油或船用柴油切换到燃料气体时作为气体启动程序的一部分来加热该至少一个预燃室。加热与冷却组合系统可以被配置为在已经完成气体启动程序之后、即在正常气体操作期间冷却该至少一个预燃室，以防止损坏该至少一个预燃室和/或周围的发动机部件。
换热流体的示例是水、空气和系统油。
在一些实施例中，第一换热通道在预燃室壁的一部分和引燃燃料阀壳体的一部分这两者内部延伸。
因此，通过具有直接布置在预燃室壁内部的第一换热通道，该至少一个预燃室的温度可以有效且精确地被调节。
第一换热通道延伸到预燃室壁内部的部分可以在形成该至少一个预燃室的同时例如使用添加制造(additive manufacturing)技术形成。第一换热通道延伸到预燃室壁内部的部分以及延伸到引燃燃料阀壳体内部的部分可以通过两个单独的工艺形成并随后连接。替代性地，第一换热通道延伸到预燃室壁内部的部分以及延伸到引燃燃料阀壳体内部的部分可以在单工艺中、例如使用添加制造而形成。
在一些实施例中，该至少一个预燃室和引燃燃料阀壳体是两个连接在一起的单独的元件。
该至少一个预燃室和引燃燃料阀壳体可以使用任何合适的连接方法连接，例如使用螺栓连接或焊接。该至少一个预燃室和引燃阀壳体可以可拆卸地连接或不可拆卸地连接。
在一些实施例中，该至少一个预燃室和该引燃燃料阀壳体形成为一个在单工艺中创造的元件。
该至少一个预燃室和引燃燃料阀壳体可以通过在单铸造工艺中铸造在一起或使用添加制造而形成为一个元件。
在一些实施例中，该至少一个预燃室包括通入气缸的第一开口，第一换热通道包括第一部分和第二部分，该第一部分用于将换热流体引导朝向该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，该第二部分用于远离该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，其中，第一部分的形状基本上对应于第二部分的形状。
因此，引燃预燃室单元可以实现更均匀的温度调节。这样可以保证更有效的温度调节，并且防止引燃预燃室单元内的张力。
在一些实施例中，引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第二换热通道，该第二换热通道具有入口和出口，并且延伸穿过引燃燃料阀壳体和预燃室壁，并且其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。
因此，通过具有多个温度调节通道，可以实现更均匀的温度调节。这样可以进一步降低换热流体的所需流动速度，进而可以允许温度调节通道具有较小直径，由此被布置成更靠近预燃室，实现更精确的温度调节。
第二换热通道可以包括第一部分和第二部分，该第一部分用于朝向该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，该第二部分用于远离该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，其中，第一部分的形状基本上对应于与第二部分的形状。
在一些实施例中，引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第三换热通道，该第三换热通道具有入口和出口，并且延伸穿过引燃燃料阀壳体和预燃室壁，并且其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。
第三换热通道可以包括第一部分和第二部分，该第一部分用于朝向该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，该第二部分用于远离该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，其中，第一部分的形状基本上对应于第二部分的形状。
在一些实施例中，第一换热通道、第二换热通道和第三换热通道旋转地对称布置。
在一些实施例中，发动机进一步包括预燃室壳体，该至少一个预燃室被布置在预燃室壳体中，该至少一个预燃室至少具有第一接触部分和第二接触部分，该第一接触部分和该第二接触部分用于抵接预燃室壳体并且将该至少一个预燃室固定在预燃室壳体中，其中，预燃室壳体具有形成在第一接触部分与第二接触部分之间的第一隔热体积，以限制该至少一个预燃室与发动机之间的热交换。
因此，通过将该至少一个预燃室与其插入的发动机部分隔热，可以更精确地控制该至少一个预燃室的温度。这还可以允许在该至少一个预燃室附近的发动机的部件由具有低耐热性的材料(比如铸铁)制成。
在一些实施例中，该至少一个预燃室进一步具有用于抵接预燃室壳体的第三接触部分，其中，预燃室壳体进一步具有形成在第二接触部分与第三接触部分之间的第二隔热体积。
在一些实施例中，该至少一个预燃室和这些温度调节通道在单添加制造工艺中生产。
在一些实施例中，该至少一个气缸具有基部构件和预燃室构件，该预燃室构件布置在基部构件的顶部上，并且气缸盖布置在预燃室构件的顶部上，并且其中，引燃预燃室单元至少部分地布置在预燃室构件的气缸壁中，第一开口通过形成在预燃室构件的气缸壁中的开口通入气缸。
这允许预燃室构件被特别地设计为例如通过选择合适的材料来应付预燃室中的高温和高压。这可以进一步使得在预燃室上执行维护更加容易。预燃室构件可以是在基部构件与气缸盖之间的插入物(insert)，具有或不具有朝向基部构件和气缸盖中任一者的垫圈布置。在安装气缸盖之前，可以将预燃室构件与基部构件预先组装在一起。
在一些实施例中，气缸的预燃室构件由与气缸的基部构件不同的材料制成。
气缸的基部构件可以由铸铁制成，而预燃室构件可以由钢制成。
在一些实施例中，预燃室经由沿着第一轴线延伸的通道连接至第一开口，其中，第一轴线与垂直于中心轴线布置的参考平面之间的角度在0度至85度、0度至80度、0度至60度、0度至45度、或0度至30度之间。
因此，从预燃室延伸到气缸内的火焰可以与扫气和燃料气体的混合物的大部分直接发生接触。
发动机可以设有更多预燃室构件，例如每个气缸至少两个、三个或四个预燃室。
根据第二方面，本发明涉及一种用于二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元，该二冲单流扫气式十字头型内燃发动机包括至少一个气缸(如与本发明第二方面结合披露的)，其中，引燃预燃室单元包括至少一个预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀，其中，该至少一个预燃室具有预燃室壁，引燃预燃室单元被配置为点燃该气缸中的扫气和燃料气体的混合物，并且其中，该引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，并且其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。
本发明的不同方面可以以不同方式实现，包括如上下文描述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机和引燃预燃室单元，各自均产生结合上文描述的方面中的至少一个方面而描述的益处和优点中的一个或多个、并且均具有与结合上文描述的方面中的至少一个方面而描述的和/或在所附权利要求中披露的优选实施例相对应的一个或多个优选实施例。此外，应理解的是，结合本文所描述的方面之一所描述的实施例可以等同地应用于其他方面。
在两条轴线、两个平面、或轴线与平面之间始终存在两个角：小角V1和大角V2，其中V2＝180度-V1。在本披露中，将始终是指定的小角V1。
附图说明
将通过以下参照附图对本发明的实施例进行的说明性且非限制性的详细说明进一步阐述本发明的上述和/或附加的目的、特征和优点，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的二冲程内燃发动机的截面。
图2示出了根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的一部分的示意性截面。
图3示出了根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的一部分的示意性截面。
图4示出了根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的一部分的示意性截面。
图5示出了用于根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元114的示意图。
图6示出了用于根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元114的示意图。
图7a和图7b示出了根据本发明的实施例的用于推进船舶的大型低速涡轮增压二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的截面。
具体实施方式
在以下描述中参考了附图，这些附图通过图示的方式示出了可以如何实践本发明。
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的用于推进船舶的大型低速涡轮增压二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机100的截面。发动机100包括扫气系统111、废气接收器108、燃料气体供应系统、以及涡轮增压器109。发动机具有多个气缸101(在截面中仅示出单个气缸)。每个气缸101具有气缸壁115，并且包括布置在气缸101的底部的扫气入口102。发动机进一步包括用于每个气缸的气缸盖112和活塞103。气缸盖112布置在气缸101的顶部上并且具有排气门104。活塞103沿着中心轴线113可移动地布置在气缸内下止点与上止点之间。燃料气体供应系统包括一个或多个燃料气体阀105(仅示意性地示出)，该一个或多个燃料气体阀被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入气缸101中，使得该燃料气体能够与扫气混合并且允许扫气和燃料气体的混合物在点燃之前被压缩。燃料气体阀105至少部分地布置在气缸壁中位于气缸盖112与扫气入口102之间。发动机进一步包括至少部分地布置在气缸壁115中的引燃预燃室单元114(仅示意性地示出)。引燃预燃室单元114包括预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀，其中，预燃室具有预燃室壁，并且通过第一开口通入气缸中。预燃室被配置为点燃气缸101中的扫气和燃料气体的混合物。预燃室引燃单元114进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口。第一换热通道的入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。扫气入口102流体地连接至扫气系统。活塞103被示出为位于其最低位置(下止点)。活塞103具有连接至曲轴(未示出)的活塞杆。燃料气体阀105被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入气缸中，使得燃料气体能够与扫气混合并且允许扫气和燃料气体的混合物在点燃之前被压缩。燃料气体阀105被优选地配置为在压缩冲程开始时、在与下止点成0度至130度时(即，当曲轴在与其下止点处的取向成0度到130度之间旋转时)将燃料气体注入气缸101中。优选地，燃料气体阀105被配置为在曲轴的轴线已经从下止点旋转了几度而使得活塞已经移动经过扫气入口102之后开始注入燃料气体，以防止燃料气体穿过排气门104和扫气入口102离开。扫气系统111包括扫气接收器110和空气冷却器106。
发动机100优选地是双燃料发动机，该双燃料发动机具有在使用燃料气体运行时的奥托循环模式以及在使用替代性燃料(例如重燃油或船用柴油)运行时的狄塞尔循环模式。这种双燃料发动机具有其自己专用的用于注入替代性燃料的可替换燃料供应系统。因此，可选地，发动机100进一步包括布置在气缸盖112中的一个或多个燃料喷射器116，形成替代性燃料供应系统的一部分。当发动机100使用替代性燃料运行时，燃料喷射器116被配置为在高压下在压缩冲程结束时注入替代性燃料(例如重燃油)。
图2示出了根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的一部分的示意性截面。示出了气缸101、气缸盖112、活塞103、以及排气门104。活塞103位于上止点。气缸101具有气缸壁115，该气缸壁设置有第一引燃预燃室单元114和第二引燃预燃室单元116，第一引燃预燃室单元114和第二引燃预燃室单元116均包括预燃室、引燃燃料阀壳体、布置在引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀以及用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，其中，入口和出口均布置在引燃燃料阀壳体中。第一引燃预燃室单元114和第二引燃预燃室单元116的预燃室均通过形成在气缸壁115中的开口通入气缸101，这些预燃室被配置为点燃气缸中的扫气和燃料气体的混合物。
图3示出了根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的一部分的示意性截面。该部分对应于图2中所示的部分，不同之处在于，气缸101具有基部构件117和预燃室构件118，预燃室构件118布置在基部构件117的顶部上，并且气缸盖112布置在预燃室构件118的顶部上。第一引燃预燃室单元114和第二引燃预燃室单元116布置在预燃室构件118的气缸壁中。这允许预燃室构件被特别地设计为例如通过选择合适的材料来应付预燃室中的高温和高压。
图4示出了根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的一部分的示意性截面。该部分对应于图2中所示的部分，不同之处在于，第一引燃预燃室单元114和第二引燃预燃室单元116布置在气缸盖112中。
图5示出了用于根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元114的示意图。引燃预燃室单元114包括预燃室134、引燃燃料阀壳体130、以及布置在引燃燃料阀壳体130中的引燃燃料阀132。预燃室134具有预燃室壁和第一开口，该第一开口用于通入发动机的气缸中。预燃室134被配置为点燃气缸中的扫气和燃料气体的混合物。预燃室引燃单元114进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道133，该第一换热通道具有入口136和出口137。入口136和出口137均布置在引燃燃料阀壳体130中。在本实施例中，预燃室134和引燃燃料阀壳体130是两个连接在一起的单独的元件。预燃室134和引燃燃料阀壳体130可以使用任何合适的连接方法连接，例如使用螺栓连接或焊接。
图6示出了用于根据本发明的实施例的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元114的示意图。引燃预燃室单元114对应于结合图5披露的引燃预燃室单元，不同之处在于，预燃室134和引燃燃料阀壳体130形成为一个在单工艺中创造的元件。预燃室134和引燃燃料阀壳体130可以通过在单铸造工艺铸造在一起或使用添加制造而形成为一个元件。
图7a示出了根据本发明的实施例的用于推进船舶的大型低速涡轮增压二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的截面。发动机是双燃料发动机，该双燃料发动机具有在使用燃料气体运行时的奥托循环模式以及在使用替代性燃料(例如重燃油或船用柴油)运行时的狄塞尔循环模式。每个气缸具有气缸壁，并且包括布置在气缸的底部的扫气入口(未示出)。发动机进一步包括用于每个气缸的气缸盖112和活塞103。气缸盖112布置在气缸的顶部上并且具有排气门104。活塞103沿着中心轴线可移动地布置在气缸内下止点与上止点之间。在该图中，活塞103布置在上止点。燃料气体供应系统包括一个或多个燃料气体阀(未示出)，该一个或多个燃料气体阀被配置为(在发动机处于气体模式时)在压缩冲程期间将燃料气体注入气缸中，使得该燃料气体能够与扫气混合并且允许扫气和燃料气体的混合物在点燃之前被压缩。燃料气体阀至少部分地布置在气缸壁中位于气缸盖112与扫气入口之间。发动机进一步包括两个引燃预燃室单元131，每个引燃预燃室单元131包括预燃室114、引燃燃料阀壳体130、以及布置在引燃燃料阀壳体130中的引燃燃料阀132。气缸具有基部构件117和预燃室构件118，预燃室构件118布置在基部构件117的顶部上，并且气缸盖112布置在预燃室构件118的顶部上。预燃室114布置在预燃室构件118的气缸壁中。预燃室114通过形成在预燃室构件118的气缸壁中的开口通入气缸。扫气入口流体地连接至扫气系统。活塞103经由活塞杆、十字头和连杆连接至曲轴(未示出)。引燃燃料阀132被配置为至少当发动机处于气体模式时将少量引燃燃料注入预燃室114中。引燃燃料阀132还可以被配置为当使用纯柴油运行发动机时将少量引燃燃料注入预燃室114中，以防止堵住引燃燃料阀。预燃室114被配置为使得引燃燃料由于预燃室114中的温度和压力而自燃。引燃燃油可以是重燃油、船用柴油、或具有适当自燃性的任何其他燃料。
发动机进一步包括布置在气缸盖112中的一个或多个燃料喷射器116，形成替代性燃料供应系统的一部分。当发动机100使用替代性燃料运行时，燃料喷射器116被配置为在高压下在压缩冲程结束时注入替代性燃料(例如重燃油)。
图7b示出了图7a所示的右引燃预燃室单元131的特写。预燃室引燃单元131包括用于循环换热流体的第一换热通道145，该第一换热通道具有入口136和出口(未示出)，并且其中，入口136和出口均布置在引燃燃料阀壳体130中。预燃室引燃单元131进一步包括用于循环换热流体的第二换热通道146，该第二换热通道具有入口138和出口(未示出)，并且其中，入口138和出口均布置在引燃燃料阀壳体130中。第一换热通道145和第二换热通道146在预燃室114的壁的一部分和引燃燃料阀壳体130的一部分的内部。第一换热通道145和第二换热通道146包括用于朝向预燃室的第一开口144引导换热流体的第一部分、以及用于远离预燃室的第一开口引导换热流体的第二部分(在此截面中只可以看到第一部分)。第一部分的形状基本上对应于第二部分的形状。在此实施例中，预燃室构件118充当预燃室壳体，预燃室114布置在预燃室壳体中，预燃室114具有第一接触部分143和第二接触部分142，以抵接预燃室壳体并且将预燃室固定在预燃室壳体中。在此实施例中，第一接触部分143和第二接触部分142均具有环形形状。预燃室壳体具有形成在第一接触部分143与第二接触部分142之间用于限制预燃室114与发动机之间的热交换的第一隔热体积141(例如，填充有空气)。预燃室进一步具有用于抵接预燃室壳体的第三接触部分147。在此实施例中，第三接触部分147具有环形形状。预燃室壳体进一步具有形成在第二接触部分142与第三接触部分147之间的第二隔热体积140。
虽然已经详细描述并示出了一些实施例，但是本发明不局限于此、还可以以落入所附权利要求中所限定的主题范围的其他方式来实施。具体而言，应理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以做出结构和功能改变。
在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由同一件硬件来实施。在相互不同的从属权利要求中引用的或在不同实施例中描述的某些措施的这种单纯事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
应强调的是，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises/comprising)”被用于指定所陈述的特征、整体、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、部件或其群组。

Claims (11)

1.一种二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，该二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机包括至少一个气缸、气缸盖、活塞、燃料气体供应系统以及扫气系统，该气缸具有气缸壁，该气缸盖布置在该气缸的顶部并且具有排气门，该活塞沿着中心轴线可移动地布置在该气缸内在下止点与上止点之间，该扫气系统具有布置在该气缸的底部的扫气入口，该燃料气体供应系统包括燃料气体阀，该燃料气体阀至少部分地布置在该气缸壁中并且被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入该气缸中，使得该燃料气体能够与扫气混合并且允许扫气和燃料气体的混合物在点燃之前被压缩，其中，该发动机进一步包括引燃预燃室单元，该引燃预燃室单元包括至少一个预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在该引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀，其中，该至少一个预燃室具有预燃室壁，该引燃预燃室单元被配置为点燃该气缸中的扫气和燃料气体的混合物，并且其中，该引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，并且其中，该入口和该出口均布置在该引燃燃料阀壳体中。
2.根据权利要求1所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，其中，该第一换热通道在该预燃室壁的一部分和该引燃燃料阀壳体的一部分的内部延伸。
3.根据权利要求1或2所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，该至少一个预燃室和该引燃燃料阀壳体是两个连接在一起的单独的元件。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，其中，该至少一个预燃室和该引燃燃料阀壳体形成为一个在单工艺中创造的元件。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，该至少一个预燃室包括通入该气缸的第一开口，其中，该第一换热通道包括第一部分和第二部分，该第一部分用于朝向该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，该第二部分用于远离该至少一个预燃室的第一开口引导换热流体，其中，该第一部分的形状基本上对应于该第二部分的形状。
6.根据权利要求5所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，其中，该引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第二换热通道，该第二换热通道具有入口和出口，并且延伸穿过该引燃燃料阀壳体和该预燃室壁，并且其中，该入口和该出口均布置在该引燃燃料阀壳体中。
7.根据权利要求6所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，其中，该引燃预燃室单元还包括用于循环换热流体的第三换热通道，该第三换热通道具有入口和出口，并且延伸穿过该引燃燃料阀壳体和该预燃室壁，并且其中，该入口和该出口均布置在该引燃燃料阀壳体中。
8.根据权利要求7所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，其中，该第一换热通道、该第二换热通道和该第三换热通道旋转地对称布置。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，其中，该发动机还包括预燃室壳体，该至少一个预燃室布置在该预燃室壳体中，该至少一个预燃室至少具有第一接触部分和第二接触部分，该第一接触部分和该第二接触部分用于抵接该预燃室壳体并且将该至少一个预燃室固定在该预燃室壳体中，其中，该预燃室壳体具有形成在该第一接触部分与该第二接触部分之间的第一隔热体积，以限制该至少一个预燃室与该发动机之间的热交换。
10.根据权利要求9所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，其中，该至少一个预燃室和该第一换热通道在单个添加制造工艺中生产。
11.一种用于根据权利要求1至10中任一项所述的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机的引燃预燃室单元，其中，该引燃预燃室单元包括预燃室、引燃燃料阀壳体、以及布置在该引燃燃料阀壳体中的引燃燃料阀，其中，该至少一个预燃室具有预燃室壁，该引燃预燃室单元被配置为点燃该气缸中的扫气和燃料气体的混合物，并且其中，该引燃预燃室单元进一步包括用于循环换热流体的第一换热通道，该第一换热通道具有入口和出口，并且其中，该入口和该出口均布置在该引燃燃料阀壳体中。
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