FI127022B - Kaksitahtipolttomoottorikone ja menetelmä sen käyttämiseksi - Google Patents

Kaksitahtipolttomoottorikone ja menetelmä sen käyttämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI127022B
FI127022B FI20125117A FI20125117A FI127022B FI 127022 B FI127022 B FI 127022B FI 20125117 A FI20125117 A FI 20125117A FI 20125117 A FI20125117 A FI 20125117A FI 127022 B FI127022 B FI 127022B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
gas
cylinder
fuel
diesel
cylinders
Prior art date
Application number
FI20125117A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20125117L (fi
Inventor
Friedrich Wirz
Original Assignee
Man Diesel & Turbo Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Man Diesel & Turbo Se filed Critical Man Diesel & Turbo Se
Publication of FI20125117L publication Critical patent/FI20125117L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI127022B publication Critical patent/FI127022B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/02—Engines characterised by means for increasing operating efficiency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • F02B69/02—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel
    • F02B69/04—Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel for gaseous and non-gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

Kaksitahtipolttomoottorikone ja menetelmä sen käyttämiseksi
Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen kaksitahtipolttomoottorikoneeseen. Lisäksi keksintö kohdistuu menetelmään patenttivaatimuksen 2 johdanto-osan mukaisen kaksitahtipolttomoottorikoneen käyttämiseksi.
Julkaisusta DE 20 2004 002 185 U1 on tunnettu useilla sylintereillä varustettu kaksitahtipolttomoottorikone, joka on sopiva dieselkäyttöön. Jokaisessa sylinterissä on kulkuholkki varustettuna kulkuholkissa liikkuvalla männällä, jolloin mäntä on asennettu männäntankoon, joka on yhdistetty ristikappa-leella ja liitostangolla kampiakselin tappiin. Tekniikan tämän tason mukaan jokaisen sylinterin kulkuholkin alaosaan on sovitettu ahtoilman tuloaukkoja, joita nimitetään myös huuhteluaukoiksi, jolloin ahtoilman tuloaukkojen kautta silloin, kun kulloisenkin sylinterin mäntä vapauttaa kulloisetkin ahtoilman tuloaukot alakuolokohdassa tai männän alakuolokohdan viereisellä alueella, ahtoilmaa on vietävissä kulloisenkin sylinterin kulkuholkin määrittelemään kulloisenkin sylinterin palamistilaan. Lisäksi tekniikan tasosta on jo tunnettua, että jokaisen sylinterin yläosaan, erityisesti kulkuholkin yläosaan tai kulloisenkin sylinterin kulkuholkin sulkevaan sylinterikanteen on sovitettu toisaalta ainakin yksi pääs-töventtiili pakokaasua varten ja toisaalta ainakin yksi pääinjektori polttoaineen syöttämiseksi dieselkäyttöä varten, jolloin pääinjektorin tai jokaisen pääsektorin kautta voidaan tuoda polttoainetta dieselkäyttöä varten jo kokoon puristettuun ahtoilmaan suhteellisen korkeassa paineessa kulloisenkin sylinterin kulloisessakin palamistilassa, täten silloin, kun mäntä sijaitsee männän yläkuolo-kohdan viereisellä tämän alueella. Tapahtuu polttoaineen itsesytytys dieselkäyttöä varten. Tällaista dieselkäyttöä varten sopivat kaksitahtipolttomoottorikoneet, jotka käyttävät dieselkäytössä erityisesti raskasta polttoöljyä polttoaineena ja tyypillisesti tulevat käyttöön niin kutsuttuina suurdieselpolttomoottorikoneina konttilaivoissa tai niiden tapaisissa, päästävät käytössä suhteellisen paljon typpioksideja ja nokea, niin että ankarien päästöraja-arvojen noudattaminen tällaisilla kaksitahtipolttomoottorikoneilla tuottaa vaikeuksia. Sen vuoksi on tarvetta kaksitahtipolttomoottorikoneesta, joka päästää vähemmän typpioksideja ja nokea ja sen mukaan voi noudattaa myös ankarampia päästöraja-arvoja. Tästä lähtien keksintö perustuu tehtävään luoda uudenlainen kaksitahtipolttomoottorikone ja menetelmä sen käyttämiseksi. Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella kaksi-tahtipolttomoottorikoneella. Keksinnön mukaan sylinterit ovat dieselkäytön lisäksi käytettävissä tai ainakin vaihtoehtoisesti puhtaassa kaasukäytössä, jolloin tätä varten jokaiseen sylinteriin on sovitettu ainakin yksi kaasuntuloaukko, jonka kautta on syötettävissä polttoainetta kaasukäyttöä varten, erityisesti maakaasua, kulloiseenkin sylinteriin silloin, kun kulloisenkin sylinterin mäntä sijaitsee männän alakuolokohdassa ja/tai alakuolokohdan läheisellä sijoitus-alueella, niin että polttoainetta kaasukäyttöä varten on tuotavissa ahtoilmaan suhteellisen alhaisessa paineessa kulloisenkin sylinterin kulloiseenkin palamis-tilaan.
Keksinnön mukainen kaksitahtipolttomoottorikone ei täten ole käytettävissä vain dieselkäyttöä varten vaan dieselkäytön lisäksi vaihtoehtoisesti myös puhtaassa kaasukäytössä. Kaasukäytössä voidaan varsinkin maakaasua käyttää polttoaineena, joka voidaan polttaa puhtaammin kuin esimerkiksi raskas polttoöljy, minkä johdosta kaasukäytössä voidaan pienentää kaksitahtipolt-tomoottorikoneen päästöjä verrattuna dieselkäyttöön.
Kaasukäytön takaamiseksi jokaiseen sylinteriin on sovitettu ainakin yksi kaasuntuloaukko, jonka kautta polttoainetta on syötettävissä kaasukäyttöä varten kulloiseenkin sylinteriin, nimittäin silloin, kun kulloisenkin sylinterin mäntä sijaitsee männän alakuolokohdassa ja/tai alakuolokohdan läheisellä alueella. Polttoaine kaasukäyttöä varten on tuotavissa ahtoilmaan suhteellisen vähäisessä paineessa kulloisenkin sylinterin kulloisessakin palamistilassa. Tästä on se etu, että seoksen muodostuminen kaasukäyttöä varten kulloisenkin sylinterin palamistilassa tapahtuu suhteellisen alhaisessa paineessa, niin että sen mukaisesti polttoainetta kaasukäyttöä varten ei ole pakko puristaa kokoon sylinterin ulkopuolella korkeaan paineeseen. Polttoaineen syöttö-järjestelmä kaasukäytön polttoainetta varten täytyy silloin antaa käytettäväksi vain suhteellisen alhaisia paineita, minkä johdosta järjestelmän verrattuna polt-toaineensyöttöjärjestelmään, joka toimii suhteellisen korkeilla sisäänruiskutus-paineilla ja toisi sisään polttoaineen kaasukäyttöä varten analogisesti dieselkäyttöä varten olevan polttoaineen suhteen kulloisenkin sylinterin männän ylä-kuolokohdan lähellä suhteellisen korkeassa paineessa kulloisenkin sylinterin kulloisessakin palamistilassa palamistilaan, täytyy täyttää alhaisempia turvallisuusvaatimuksia, ja se on yksinkertaisempi tekniseltä toteutukseltaan.
Kaasuntuloaukko tai jokainen kaasuntuloaukko, jonka kautta polttoainetta kaasukäyttöä varten on syötettävissä kulloiseenkin sylinteriin, sovitettu kulloisenkin sylinterin kulkuholkin alaosaan.
Silloin kun kaasuntuloaukko tai jokainen kaasuntuloaukko on sovitettu kulkuholkin alaosaan, aukko ei ota tai aukot eivät ota kulloisenkin sylinterin yläalueella, johon jo on sovitettu ainakin yksi poistoventtiili ja ainakin yksi pääinjektori, yhtään rakennetilaa, minkä johdosta yksinkertaistetaan keksinnön rakenteellista muuntamista.
Jokaiseen sylinteriin on lisäksi sovitettu ainakin yksi pilotti-injektori, jonka välityksellä kaasukäytössä kokoon puristetun ahtoilma-polttoaine-seoksen ulkopuoliseksi sytytykseksi kaasukäyttöä varten dieselpolttoainetta on tuotavissa suhteellisen korkeassa paineessa kulloisenkin sylinterin palamisti-laan kaasukäyttöä varten olevaan ahtoilma-polttoaine-seokseen.
Kaasukäytössä ahtoilma-polttoaine-seoksen sytyttäminen tapahtuu ulkoisella sytytyksellä, jota varten tuodaan dieselpolttoainetta ainakin yhden pi-lotti-injektorin kautta suhteellisen korkeassa paineessa kulloisenkin sylinterin kulloisessakin palamistilassa ahtoilma-polttoaine-seokseen kaasukäyttöä varten. Pilotti-injektorin tai jokaisen pilotti-injektorin välityksellä voidaan ulkoista sytytystä varten tarvittu dieselpolttoaine annostella tarkemmin kuin dieselkäyt-töä varten esillä olevan pääinjektorin tai jokaisen pääinjektorin välityksellä. Täten on mahdollista ulkoista sytytystä varten pilotti-injektorin tai jokaisen pilotti-injektorin kautta tuotu dieselpolttoaine annostella tarkasti ja näin pienentää kaasukäytössä päästöt minimiin.
Keksinnön mukainen menetelmä kaksitahtipolttomoottorikoneen käyttämiseksi on määritelty patenttivaatimuksessa 2.
Keksinnön edullisia suoritusmuotoja ilmenee epäitsenäisissä patenttivaatimuksista ja seuraavasta selostuksesta. Keksinnön suoritusmuotoja selostetaan, olematta niihin rajoittunut, lähemmin piirustuksen avulla. Tällöin esittää kuvio 1 keksinnön mukaisen kaksitahtipolttomoottorikoneen ensimmäisen suoritusesimerkin kaavamaistettua kuvausta, kuvio 2 kaavamaistettua poikkileikkausta kuvion 1 mukaisesta kaksi-tahtipolttomoottorikoneesta kuvion 1 leikkausviivaa A - A pitkin ja kuvio 3 keksinnön mukaisen kaksitahtipolttomoottorikoneen toisen suoritusesimerkin kaavamaistettua kuvausta.
Kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisen kaksitahtipolttomoottorikoneen 10 kaavamaistettuja kuvia sen sylinterin 11 alueella, jolloin kaksitahti-polttomoottorikone 10 tai sen sylinterit 11 toisaalta ovat käytettävissä diesel- käyttöä varten ja dieselkäytön lisäksi tai vaihtoehtoisesti puhtaassa kaasukäy-tössä. Keksinnön mukaisen kaksitahtipolttomoottorikoneen 10 jokaisessa sylinterissä 11 on kulkuholkki 12, johon mäntä 13 on vastaanotettuna liikkuvasti. Mäntä 13 liikkuu kulkuholkissa 12 männän yläkuolokohdan ja alakuolokohdan välillä edestakaisin. Mäntä 13 on asennettu männäntankoon 14 ja kytkeytyy männäntangon 14 välityksellä tyypillisesti julkaisun DE 20 2004 002 185 U1 analogian mukaisesti liitostankoon ja liitostangon välityksellä kampiakselin tappiin.
Kuviosta 1 voidaan nähdä, että kulkuholkin 12 alaosaan 15 on sovitettu useita ahtoilman tuloaukkoja 16. Ahtoilman tuloaukot 16 on jaettu tällöin kulkuholkin 12 kehän yli. Ahtoilman tuloaukkojen 16 kautta on silloin, kun kulloisenkin sylinterin 11 mäntä 13 vapauttaa ahtoilman tuloaukot 16 männän 13 alakuolokohdassa tai alakuolokohdan viereisellä sijaintialueella, ahtoilma kulloisenkin sylinterin 11 kulkuholkin määrittelemään kulloisenkin sylinterin pala-mistilaan 17 vietävissä, jolloin ahtoilman tuloaukkojen 16 kautta kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan 17 sisään tuotava ahtoilma asetetaan käytettäväksi (yhden tai usean) yksityiskohdissaan esittämättömän pakokaasuahtimen ahtoilman keräimestä 18.
Kaksitahtipolttomoottorikoneen 10 jokaisen sylinterin 11 yläosaan 19, erityisesti kulkuholkin 12 tai kulkuholkin 12 sulkevat sylinterikannen 28 yläosaan on sovitettu ainakin yksi poistoventtiili 20 pakokaasua varten ja ainakin yksi pääinjektori 21 polttoaineen syöttämiseksi dieselkäyttöä varten kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan 17. Pääinjektorin tai jokaiseen pääinjektorin 21 välityksellä polttoainetta dieselkäyttöä varten on tuotavissa jo kokoon puristettuun ahtoilmaan suhteellisesti korkeassa paineessa kulloisenkin sylinterin 11 palamistilassa 17, täten silloin, kun mäntä 13 sijaitsee yläkuolokohdassa tai yläkuolokohdan läheisellä sijaintialueella.
Dieselkäytössä tapahtuu korkeassa paineessa kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan 17 ruiskutetun polttoaineen itsesytytys dieselkäyttöä varten, jolloin polttoaineen dieselkäyttöä varten toimii erityisesti raskas polttoöljy.
Keksinnön mukainen kaksitahtipolttomoottorikone, nimittäin sen sylinterit 11, eivät ole vain dieselkäyttöä varten vaan dieselkäytön lisäksi vaihtoehtoisesti käytettävissä kaasukäytössä. Tätä varten jokaiseen sylinteriin 11 on sovitettu ainakin yksi kaasuntuloaukko 22, jonka kautta polttoainetta kaasu-käyttöä varten, erityisesti maakaasua, on syötettävissä kulloiseenkin sylinteriin 11, nimittäin kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan 17, nimittäin keksinnön mukaisesti silloin, kun kulloisenkin sylinterin 11 mäntä 13 sijaitsee männän 13 alakuolokohdassa ja/tai alakuolokohdan viereisellä sijaintialueella, niin että polttoaine kaasukäyttöä varten on tuotavissa ahtoilmaan suhteellisen vähäisessä paineessa kulloisenkin sylinterin 11 kulloisessakin palamistilassa 17.
Polttoaineen syöttöjärjestelmä kaasukäyttöä varten tulee tämän mukaisesti toimeen suhteellisen vähäisillä sisäänruiskutuspaineilla kaasukäytön polttoainetta varten, erityisesti maakaasua varten, koska, kuten jo on mainittu, polttoaine kaasukäyttöä varten tuodaan sisään männän alakuolokohdassa ja/tai alakuolokohdan läheisellä sijaintialueella kulloiseenkin sylinteriin. Täten polttoaineen syöttöjärjestelmän kaasukäyttöä varten täytyy täyttää vain vähäiset turvallisuusvaatimukset, ja se voidaan toteuttaa myös yksinkertaisemmin kuin tähän saakka.
Keksinnön edullisen edelleenkehityksen mukaan kaasuntuloaukko tai jokainen kaasuntuloaukko 22, jonka kautta kaasukäyttöä varten kaksitahti-polttomoottorikoneen 10 kulloiseenkin sylinteriin 11 on syötettävissä polttoainetta, on sovitettu kulloisenkin sylinterin 11 kulkuholkin 12 alaosaan, nimittäin kuvion 1 ja 2 suoritusesimerkissä sillä tavalla, että jokainen kaasuntuloaukko 22 korvaa tai vastaanottaa ahtoilman tuloaukon 16. Kulkuholkin 12 alaosa 29 vastaa silloin kulkuholkin 12 alaosaa 15.
Niinpä kuvio 2 esittää suoritusesimerkkiä, jossa kolme kulkuholkin 12 kehälle jaettua ahtoilman tuloaukkojen 16 toimintaa on muutettu kaasuntu-loaukkoina 22, nimittäin siten, että jokaiseen nyt kaasuntuloaukkona 22 toimivaan ahtoilman tuloaukkoon 16 on sovitettu erillinen kaasuventtiili 23. Nämä kaasuventtiilit 23 on pantu edullisesti nyt kaasuntuloaukkoina 22 toimiviin ahtoilman tuloaukkoihin 16 ja yhdistetty tämän kulloistakin sylinteriä 11 tai kulkuholkkia 12 säteittäisesti ulkona ympäröivään kaasukanavaan 24, jonka kautta voidaan syöttää polttoainetta kaasukäyttöä varten lähtien kaasu-käyttöä varten olevasta kaksitahtipolttomoottorikoneen 10 polttoaineen syöttö-järjestelmästä 25.
Jokaiseen sylinteriin 11 sovitettu kaasukanava 24 on yhteydessä kaikille sylintereille 11 yhteisen kaasukäyttöä varten olevan polttoaineen syöttöjärjestelmän 24 kanssa kaasujohdon 26 välityksellä.
Erona kuvioissa 1 ja 2 esitettyyn suoritusesimerkkiin on myös mahdollista, että jokaisen sylinterin 11 kaasuntuloaukkoihin 22 on sovitettu kulloinkin yhteinen kaasuventtiili, joka sitten voi olla integroitu esimerkiksi kaasujoh- toon 26.
Silloin kun, kuten kuvioiden 1 ja 2 suoritusesimerkissä, jotkin ahtoil-man tuloaukkojen 16 toimintaa on muutettu toiminnassa kaasuntuloaukkoina 22, tosin jääneiden ahtoilman tuloaukkojen 16 kautta kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan 17 tuleva ahtoilmamäärä pienenee jonkin verran, kuitenkin olemassa olevia kaksitahtipolttomoottorikoneita voidaan vähäisin kustannuksin varustaa keksinnön mielessä. Tätä varten täytyy vain joihinkin ahtoilman tulo-aukkoihin 16, jotka sitten toimivat kaasuntuloaukkoina 22, asentaa kaasuvent-tiilejä 23 ja kytkeä kaasukäyttöä varten olevaan polttoaineen syöttöjärjestel-mään 25.
Ahtoilma-polttoaine-seoksen sytyttäminen kaasukäyttöä varten tapahtuu, päinvastoin kuin dieselkäytössä, ei tämän itsesytytyksen kautta vaan päinvastoin ulkoisen sytytyksen kautta, mitä varten jokaiseen sylinteriin 11 on lisäksi sovitettu ainakin yksi pilotti-injektori 27, jonka kautta kaasukäytössä kokoon puristetun ahtoilma-polttoaine-seoksen ulkoiseksi sytyttämiseksi dieselpolttoainetta on tuotavissa suhteellisen korkeassa paineessa kulloisenkin sylinterin 11 kulloiseenkin palamistilaan 17 kaasukäytön kokoon puristettuun ah-toilma-polttoaine-seokseen.
Kuviossa 1 pilotti-injektori 27 on tällöin sovitettu sylinterin 11 yläosaan 19, jolloin pilotti-injektorin tai jokaisen pilotti-injektorin 27 kautta voidaan polttoainetta, nimittäin dieselpolttoainetta, annostella tarkemmin pääinjektorin tai jokaisen pääinjektorin 21 kautta. Täten ahtoilma-polttoaine-seoksen ulkoiseksi sytyttämiseksi kaasukäytössä kokoon puristettuun ahtoilma-polttoaine-seokseen voidaan syöttää tarkasti määritelty, vähäinen dieselpoltto-ainemäärä, minkä johdosta ulkoista sytyttämistä varten tarvittu dieselpolttoai-nemäärä pienennetään absoluuttiseen minimiin. Täten voidaan lisäksi myös pienentää päästöjä kaasukäytössä.
Kuvio 3 esittää kaksitahtipolttomoottorikoneen 10’ toista suoritus-esimerkkiä, jonka periaatteellinen rakenne vastaa kuvioiden 1 ja 2 kaksitahti-polttomoottorikonetta 10, minkä vuoksi tarpeettomien toistojen välttämiseksi samoja koneenosaryhmiä varten käytetään samoja viitenumerolta.
Seuraavassa mennään vain sellaisiin yksityiskohtiin, joilla kuvion 3 suoritusesimerkki poikkeaa kuvioiden 1 ja 2 suoritusesimerkistä. Kaikkien muiden yksityiskohtien osalta viitataan kuvioiden 1 ja 2 suoritusesimerkin toteutukseen.
Kuvion 3 suoritusesimerkissä kaasuntuloaukkoja 22 on puolestaan sovitettu kulloisenkin sylinterin 11 kulkuholkin 12 alaosaan, kuitenkaan kaasuntuloaukkoja 22 ei aseteta käyttöön toiminnaltaan muutetuilla ahtoilman tuloau-koilla 16 vaan kuvion 3 suoritusesimerkissä on erillisiä kaasuntuloaukkoja 22, jotka on tuotu välittömästi ahtoilman tuloaukkojen 16 ja siten osan 15 yläpuolelle kulloisenkin sylinterin 11 kulkuholkkiin 15. Tässä suoritusesimerkissä on se etu, että kaikki ahtoilman tuloaukot 16 ovat käytettävissä ahtoilman syöttämiseen, niin että ahtoilmamäärää, joka voidaan tuoda kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan 17, ei rajoiteta kaasuntu-loaukoilla 22. Tämän muodostamisen lisäetu muodostuu siitä, että kaasu tuodaan kaasuntuloaukon tai kaasun jokaisen kaasuntuloaukon 22 kautta vasta sitten palamistilaan 17 suhteellisen vähäisessä paineessa tämän sisäpuolelle, kun ahtoilman tuloaukot 16 on jälleen suljettu männillä 13, niin että siten ei ole mi-käänlaista vaaraa siitä, että kaasu voi päästä kaasuntuloaukkojen 16 kautta palamistilasta 17ahtoilmakeräimen 18 alueelle. Kuitenkaan myös kuvioiden 1 ja 2 suoritusesimerkissä ei ole juuri lainkaan vaaraa, että kaasu pääsee palamistilasta 17 ahtoilmakeräimen 18 alueelle.
Keksinnön mukainen polttomoottorikone 10 tai 10’ on tämän mukaisesti käytettävissä sekä dieselkäytössä että myös kaasukäytössä.
Kaksitahtipolttomoottorikoneen 10 tai 10’ dieselkäytössä polttoainetta dieselkäyttöä varten, erityisesti raskasta polttoöljyä, tuodaan jo kokoon puristettuun ahtoilmaan suhteellisen korkean paineen yhteydessä tai suhteellisen korkealla paineella sylinteriin 11 dieselkäyttöä varten olevan ahtoilma-polttoaine-seoksen itsesytytyksen yhteydessä, nimittäin kulloisenkin sylinterin 11 pääinjektorin tai jokaisen pääinjektorin 21 kautta.
Kaksitahtipolttomoottorikoneen 10 tai 10’ kaasukäytössä polttoainetta kaasukäyttöä varten, erityisesti maakaasua, tuodaan ei vielä tai vain riittämättömästi kokoon puristettuun ahtoilmaan suhteellisen vähäisen paineen yhteydessä tai suhteellisen vähäisellä paineella sylinteriin 11.
Dieselkäytössä sylinterin 11 kaasuntuloaukot 22 on suljettu toimettomiksi tai kulloisenkin sylinterin 11 kaasuventtiili tai jokainen kaasuventtiili 11 on suljettu. Dieselkäytössä polttoainetta dieselkäyttöä varten tuodaan edullisesti lisäksi pääinjektoreihin 21 myös kulloisenkin sylinterin 11 pilotti-injektorin tai jokaisen pilotti-injektorin 27 kautta kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan näin sen estämiseksi, että pilotti-injektorit 27 sulkeutuvat dieselkäytössä.
Kaasukäytössä kaasuntuloaukot 22 ovat aktiivisia, sylintereiden 11 pääinjektorit 21 sitä vastoin ovat toimettomia. Vain sylintereiden 11 pilotti-injektorit 27 ovat kaksitahtipolttomoottorikoneen 10 tai 10’ kaasukäytössä aktiivisia ahtoilma-polttoaine-seoksen ulkoista sytytystä varten kaasukäyttöä varten dieselpolttoaineen tuomiseksi sylintereiden palamistilaan 17. Dieselpolttoaine ulkoista sytytystä varten tuodaan edullisesti korkean paineen yhteydessä tai korkealla paineella kulloisenkin sylinterin 11 palamistilaan kaasukäytön ahtoil-ma-polttoaine-seokseen.
Keksinnön mukaan tämän mukaisesti kaasukäytössä polttoainetta kaasukäyttöä varten, erityisesti maakaasua, tuodaan kulloisenkin männän 13 alakuolokohdan alueelle tai alakuolokohdan viereisellä alueella kulloiseenkin sylinteriin 11. Tämä voi tapahtua suhteellisen vähäisellä paineella, koska silloin, kun kulloisenkin sylinterin 11 mäntä 13 sijaitsee tämän alakuolokohdan alueella, kulloisenkin sylinterin palamistilassa 17 vallitsee suhteellisen vähäinen paine. Lisäksi täten varmistetaan kaasukäyttöä varten olevan polttoaineen hyvä jakautuminen ahtoilmassa männän 13 liikkuessa yläkuolokohtaan olevassa suunnassa näin ahtoilma-polttoaine-seoksen sytyttämiseksi homogeenisen seoksen asettamiseksi käyttöön. Kuten edellä jo on mainittu, homogeeniseen, kokoon puristettuun ahtoilma-polttoaine-seokseen kaasukäyttöä varten tuodaan ainakin yhden pilotti-injektorin 27 kautta dieselpolttoainetta ulkoista sytytystä varten, nimittäin kulloisenkin männän 13 yläkuolokohdan alueelle tai yläkuolokohdan läheisyyteen.
Polttoaineen tuomiseksi kaasukäyttöä varten tarvittava ruiskutus-paine on tosin jonkin verran korkeampi kuin ahtoilman paine, niin että turvallisuusvaatimukset kaasukäyttöä varten olevaan polttoaineen syöttöjärjestel-mään 25 ovat vähäiset.
Sylintereiden 11 kulkuholkin 12 alaosassa 15 tai 29 olevien kaasun-tuloaukkojen 22 ja kaasuventtiilien 23 geometrisesta sovituksesta on se etu, että kulloisenkin sylinterin 11 yläosassa 29, johon on sijoitettu jo poistoventtiili 20 tai jokainen poistoventtiili 20, pääinjektori tai jokainen pääinjektori 21 sekä pilotti-injektori tai jokainen pilotti-injektori 27, ei tarvita lisätilaa polttoaineen tuomiseksi kaasukäyttöä varten, erityisesti maakaasun tuomiseksi.

Claims (2)

1. Useilla dieselkäytössä käytettävillä sylintereillä (11) varustettu kak-sitahtipolttomoottorikone, jolloin jokainen sylinteri (11) käsittää kulkuholkin (12) varustettuna kulkuholkissa (12) liikkuvalla männällä (13), jolloin jokaisen sylinterin (11) kulkuholkin (12) alaosaan on sovitettu ahtoilman tuloaukkoja (16), joiden kautta silloin, kun sylinterin (11) mäntä (13) vapauttaa ahtoilman tuloaukot (16) männän (13) alakuolokohdassa tai alakuolokohdalla läheisellä sijaintialueella, ahtoilmaa on syötettävissä sylinterin (11) kulkuholkin (12) määrittelemään sylinterin palamistilaan ja jolloin jokaisen sylinterin (11) yläosaan (19) on sovitettu ainakin yksi poistoventtiili (20) pakokaasua varten ja ainakin yksi pääinjektori (21) polttoaineen syöttämiseksi dieselkäyttöä varten, esimerkiksi raskasöljyä, jo kokoon puristettuun ahtoilmaan suhteellisen korkeassa paineessa sylinterin pa-lamistilassa, tunnettu siitä, että sylinterit (11) ovat käytettävissä dieselkäyttöä varten tai vaihtoehtoisesti kaasukäytössä, jolloin tätä varten jokaiseen sylinteriin on johdettu ainakin yksi kaasuntuloaukko (22), jonka kautta polttoainetta kaasukäyttöä varten, erityisesti maakaasua, on syötettävissä sylintereihin (12) silloin, kun sylinterin mäntä sijaitsee männän (13) alakuolokohdassa ja/tai ala-kuolokohdan läheisellä alueella, niin että polttoainetta kaasukäyttöä varten on tuotavissa ahtoilmaan suhteellisen vähäisessä paineessa sylinterin palamisti-lassa, että kaasuntuloaukko tai jokainen kaasuntuloaukko (22), jonka kautta polttoainetta on tuotavissa kaasukäyttöä varten sylinteriin (11), on sovitettu sylinterin (11) kulkuholkin (12) alaosaan (29), että jokaiseen sylinteriin (11) on lisäksi sovitettu ainakin yksi pilotti-injektori (27), jonka kautta kaasukäytössä kokoon puristetun ahtoilma-polttoaine-seoksen ulkoiseksi sytyttämiseksi dieselpolttoaine suhteellisen korkeassa paineessa on vietävissä sylinterin (11) pala-mistilassa (17) ahtoilma-polttoaine-seokseen että kaasuntuloaukko tai jokainen kaasuntuloaukko (22), jonka kautta polttoainetta kaasukäyttöä varten on syötettävissä sylinteriin (11), ahtoilman tuloaukkojen (16) yläpuolella, joiden kautta ahtoilmaa on syötettävissä sylinterin kulkuholkin määrittelemään sylinterin palamistilaan, on asennettu sylinterin kulkuholkkiin (12), ja että jokaisen sylinterin jokaiseen kaasuntuloaukkoon (22) on sovitettu erillinen kaasuventtiili (23).
2. Menetelmä useilla sylintereillä varustetun kaksitahtipolttomoottori-koneen, erityisesti patenttivaatimuksen 1 mukaisen kaksitahtipolttomoottoriko-neen, käyttämiseksi, jolloin kaksitahtipolttomoottorikoneen diesel käytössä polttoainetta dieselkäyttöä varten, erityisesti raskasta polttoöljyä, tuodaan jo kokoon puristettuun ahtoilmaan suhteellisen korkeassa paineessa sylintereihin ah-toilma-polttoaine-seoksen itsesytytyksen yhteydessä, tunnettu siitä, että kaasukäytössä polttoainetta kaasukäyttöä varten, erityisesti maakaasua, tuodaan ei vielä tai vain vähäisesti kokoon puristettua ahtoilmaa suhteellisen vähäisessä paineessa sylintereihin, että kaasukäytössä ahtoilma-polttoaine-seoksen ulkoiseksi sytyttämiseksi dieselpolttoainetta tuodaan suhteellisen korkeassa paineessa sylinterin palamistilassa ahtoilma-polttoaine-seokseen, ja että diesel-käytössä inaktiivisten kaasuntuloaukkojen yhteydessä polttoainetta dieselkäyttöä varten tuodaan pääinjektoreiden kautta ja edullisesti myös pilotti-injektorei-den kautta sylintereihin, mitä vastoin kaasukäytössä inaktiivisten pääinjektoreiden yhteydessä polttoainetta kaasukäyttöä varten tuodaan kaasuntuloaukkojen kautta ja ulkoiseksi sytyttämiseksi dieselpolttoainetta pilotti-injektoreiden kautta sylintereihin. Patentkrav
FI20125117A 2011-02-10 2012-02-03 Kaksitahtipolttomoottorikone ja menetelmä sen käyttämiseksi FI127022B (fi)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011003909.0A DE102011003909B4 (de) 2011-02-10 2011-02-10 Zweitaktbrennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20125117L FI20125117L (fi) 2012-08-11
FI127022B true FI127022B (fi) 2017-09-29

Family

ID=46579452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20125117A FI127022B (fi) 2011-02-10 2012-02-03 Kaksitahtipolttomoottorikone ja menetelmä sen käyttämiseksi

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5813521B2 (fi)
KR (1) KR101385248B1 (fi)
CN (1) CN102635437B (fi)
DE (1) DE102011003909B4 (fi)
FI (1) FI127022B (fi)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6115045B2 (ja) * 2012-08-31 2017-04-19 株式会社Ihi ユニフロー掃気式２サイクルエンジン
JP6075086B2 (ja) 2013-01-28 2017-02-08 株式会社Ihi ユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法
JP6061026B2 (ja) * 2013-05-10 2017-01-18 株式会社Ihi ユニフロー掃気式２サイクルエンジン
JP6065974B2 (ja) * 2013-05-10 2017-01-25 株式会社Ihi ユニフロー掃気式２サイクルエンジン
JP5974379B2 (ja) * 2013-05-10 2016-08-23 株式会社Ihi ユニフロー掃気式２サイクルエンジン
JP6460114B2 (ja) * 2014-09-18 2019-01-30 株式会社Ihi レシプロエンジン
KR101982658B1 (ko) 2014-11-04 2019-05-27 가부시키가이샤 아이에이치아이 유니플로 소기식 2사이클 엔진
US9581113B2 (en) 2015-04-10 2017-02-28 Electro-Motive Diesel, Inc. Fuel injection nozzle having an anti-leakage device
US9732713B2 (en) 2015-04-10 2017-08-15 Electro-Motive Diesel, Inc. Purge system for a dual-fuel engine
DK3147477T3 (en) * 2015-09-23 2019-01-21 Winterthur Gas & Diesel Ag Gas supply system and cylinder liner for a piston combustion engine, piston combustion engine and method of operation of a piston combustion engine
DE102016207743A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Zumessung eines gasförmigen Brennstoffs zu einem Injektor
GB2549350B (en) 2016-09-12 2018-04-18 Amaroq Ltd Two-stroke compression ignition internal combustion engines
CN110821639B (zh) * 2018-08-07 2022-04-05 大连理工大学 一种具有高能点火燃料的多模式发动机及其控制方法
CN110821662A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的双燃料压燃式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821663A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的单一燃料压燃式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821643B (zh) * 2018-08-07 2022-04-05 大连理工大学 一种具有高能点火燃料的点火室式发动机
CN110821652A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的双燃料点火室式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821659A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的单一燃料点火室式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821666A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种双燃料火花塞式四冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821665A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的双燃料等离子电嘴式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821664A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种双燃料点火室式四冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821638B (zh) * 2018-08-07 2022-04-05 大连理工大学 一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法
CN110821660A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的单一燃料火花塞式四冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821640A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法
CN110821650A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种双燃料点火室式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821651A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种双燃料等离子电嘴式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821658A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的单一燃料点火室式四冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821641A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法
CN110821661B (zh) * 2018-08-07 2022-04-01 大连理工大学 一种基于重整气的双燃料压燃式四冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821642A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种具有高能点火燃料的点火室式发动机及其控制方法
CN110821655B (zh) * 2018-08-07 2022-04-05 大连理工大学 一种基于重整气的单一燃料等离子电嘴式二冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821654B (zh) * 2018-08-07 2022-04-01 大连理工大学 一种基于重整气的双燃料火花塞式四冲程发动机及燃烧控制方法
CN110821653A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 大连理工大学 一种基于重整气的双燃料点火室式四冲程发动机及燃烧控制方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE481188C (de) 1927-12-31 1929-08-16 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Spuel- und Ladeverfahren fuer Zweitakt-Gasmaschinen
DE522826C (de) 1928-08-23 1931-04-16 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Steuerung fuer Zweitaktgasmaschinen mit Schlitzspuelung
US4907544A (en) * 1989-04-06 1990-03-13 Southwest Research Institute Turbocharged two-stroke internal combustion engine with four-stroke capability
US5136986A (en) * 1991-04-26 1992-08-11 Energy Conversions, Inc. Dual fuel injection structure
DE59308450D1 (de) * 1993-11-12 1998-05-28 Waertsilae Nsd Schweiz Ag Verfahren zum Vermindern der Stickoxydmenge im Abgas eines Zweitakt-Grossdieselmotors und Motor zum Durchführen des Verfahrens
JPH08291769A (ja) * 1995-04-19 1996-11-05 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk ２サイクル改質ガスエンジン
DE19848418A1 (de) * 1998-10-21 2000-04-27 Asea Brown Boveri Verfahren zum Betrieb einer Dieselbrennkraftmaschine
JP4075165B2 (ja) * 1998-11-24 2008-04-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼装置
AU2001233533A1 (en) 2000-02-11 2001-08-20 Westport Research Inc. Method and apparatus for dual fuel injection into an internal combustion engine
EP1380738B1 (de) * 2002-07-09 2008-03-19 Wärtsilä Schweiz AG Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE202004002185U1 (de) 2004-01-28 2004-07-22 Man B & W Diesel A/S Zweitakt-Verbrennungsmaschine mit Turboladung, konstantem Druck und 14 Zylindern in einer einzigen Reihe
CN201390146Y (zh) * 2009-03-24 2010-01-27 重庆恒通客车有限公司 柴油/天然气混合燃烧环保客车

Also Published As

Publication number Publication date
JP5813521B2 (ja) 2015-11-17
FI20125117L (fi) 2012-08-11
JP2012167666A (ja) 2012-09-06
CN102635437A (zh) 2012-08-15
CN102635437B (zh) 2016-01-20
KR20120092009A (ko) 2012-08-20
DE102011003909A1 (de) 2012-08-16
KR101385248B1 (ko) 2014-04-16
DE102011003909B4 (de) 2018-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI127022B (fi) Kaksitahtipolttomoottorikone ja menetelmä sen käyttämiseksi
US7185614B2 (en) Double bowl piston
KR101665077B1 (ko) 유니플로 소기식 2사이클 엔진
EP2729682A2 (en) A two-stroke internal combustion engine, method operating a two-stroke internal combustion engine and method of converting a two-stroke engine
JP2009108778A (ja) 圧縮着火式内燃機関の燃料噴射装置
US20150300284A1 (en) Dual-fuel diesel engine
US20150020765A1 (en) Combustion bowl of piston
JP4457054B2 (ja) 予混合の燃焼制御装置
CN103080509A (zh) 内燃机
CN110318891A (zh) 一种天然气/柴油双燃料发动机多模式燃烧组织方法
CN109026412B (zh) 一种双燃料发动机稀薄燃烧组织方法
CN106968776A (zh) 用于运行发动机的方法和控制装置
JP6232767B2 (ja) 排気ガス再循環装置を備えた内燃機関
US11319904B2 (en) Supply of an active prechamber for turbocharged gasoline engines with an air extraction downstream of an exhaust gas turbocharger
CN101684761B (zh) 具有高挤流活塞的内燃机
EP1947325B1 (en) Fuel injector, internal combustion engine and method
EP2063081B1 (en) Piston crown with double re-entrant piston bowl
US11359590B1 (en) Igniter for dual fuel engine having liquid fuel outlet checks and spark ignition source
US6827059B2 (en) Fuel injection method for high injection sensitivity internal-combustion engine and engine using such a method
KR101912910B1 (ko) 왕복 엔진
US10830173B2 (en) Engine and systems for an engine
JP2015507141A (ja) 特に自動車用の内燃機関及びそのような内燃機関の作動方法
US20070266978A1 (en) Self-Igniting Petrol Internal Combustion Engine
KR102314994B1 (ko) 가스-작동형 내연 엔진 및 그 작동 방법
US20040103875A1 (en) Method and apparatus for suppressing diesel engine emissions

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127022

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: MAN ENERGY SOLUTIONS SE