JP2024502858A - ２ストロークピストンエンジンの作動方法、燃料噴射システム、ピストンエンジン、及び２ストロークピストンエンジンの改造方法 - Google Patents

Abstract

２ストロークピストンエンジン（１）を作動させる方法は、液化ガス燃料をエンジン（１）の各シリンダ（２）に供給するステップと、シリンダ（２）の壁に配置された少なくとも１つの燃料噴射ノズル（２３）を介して燃料を液相で各シリンダ（２）内に噴射するステップとを含む。

Description

本発明は、請求項１に記載の２ストロークピストンエンジンの作動方法に関する。本発明はまた、請求項１３に記載の２ストロークピストンエンジンのための燃料噴射システム、請求項１５に記載の２ストロークピストンエンジン、及び請求項１６に記載の２ストロークピストンエンジンの改造方法に関する。

船舶用エンジン等の多くの大型２ストロークエンジンは、気体燃料（典型的に、天然ガス）を使用して作動させることができる。多くの場合、気体燃料で作動可能なエンジンは、気体燃料又は液体燃料のいずれかを使用して作動できる、いわゆる二元燃料エンジンと呼ばれる。天然ガスは、圧縮ガス（ＣＮＧ）又は液化ガス（ＬＮＧ）として貯蔵することができる。圧縮天然ガスは、貯蔵中、ガス噴射器への供給中、及び燃料噴射中に気相になる。液化天然ガスは、約－１６２℃の温度において液相で貯蔵されるが、シリンダ内には気相で噴射される。気体燃料は、エンジンの吸気ダクトに導入することも、エンジンのシリンダ内に直接噴射することもできる。

温室効果ガスの排出は、事実上あらゆる技術分野で懸念が高まっている。エンジンの温室効果ガスの排出量は、主にエンジンの効率、使用燃料の種類、排気ガス中の未燃焼燃料の量という３つの要因によって決まる。

エンジンの効率はいくつかの要因に依存するが、重要な要因の１つは、圧縮比、つまりピストンが下死点位置にあるときのシリンダと燃焼チャンバの容積と、ピストンが上死点位置にあるときの燃焼チャンバの容積との比である。一般に、圧縮比が高いほどエンジン効率は向上するが、最大圧縮比は燃料の自己着火によって制限されることがよくある。

エンジンからの未燃焼燃料の漏出は、排気バルブが閉じる前に排気バルブを介して燃料が漏出すること、予燃焼チャンバ内での不完全燃焼、燃焼チャンバ表面での火炎の消失、火炎が燃焼チャンバ内の小さな隙間に侵入することによる能力低下、及び激しい乱流による局所的な火炎の消滅等、いくつかの要因の結果として起こる。

排気ガス中の未燃焼燃料の量はエンジンの総燃料消費量に比べて少ないが、メタン等の地球温暖化係数（ＧＷＰ）が二酸化炭素のそれよりも大きい非常に高いため、未燃焼燃料は依然として温室効果ガス排出の重大な原因となる可能性がある。

本発明の目的は、２ストロークピストンエンジンを作動させる改良した方法を提供することである。本発明による方法の特徴は、請求項１に記載される。本発明の別の目的は、２ストロークピストンエンジンのための改良した燃料噴射システムを提供することである。燃料噴射システムの特徴は、請求項１３に記載される。本発明の更なる目的は、改良した２ストロークピストンエンジン及び２ストロークピストンエンジンを改造する方法を提供することである。エンジンの特徴及びエンジンを改造する方法は、それぞれ請求項１５及び１６に記載される。

本発明による方法は、液化ガス燃料をエンジンの各シリンダに供給するステップと、シリンダの壁に配置された少なくとも１つの燃料噴射ノズルを介して燃料を液相で各シリンダに噴射するステップとを含む。

本発明による燃料噴射システムは、上で規定した方法を実施するように構成される。

本発明による方法及び燃料噴射システムにより、エンジンの温室効果ガス排出は、いくつかのメカニズムによって削減される。液相の燃料の噴射は、燃焼チャンバの壁付近の燃料濃度を低下させるのに役立つ。こうして、燃焼チャンバ表面の火炎の消滅が減少し、未燃焼燃料が排気ガスとともに漏れるのを減少させる。燃料を液相で噴射することにより、気相での燃料の噴射と比較して噴射の質量流量を増大させることができる。これにより、燃料噴射の開始を遅らせることができ、未燃焼燃料が開いた排気バルブから漏れるリスクが軽減される。液相での噴射の更なる利点は、燃料の蒸発により燃焼チャンバ内の温度が低下することである。こうして、燃料の自己点火のリスクが軽減され、これは、圧縮比を増大させ、エンジン効率が向上する。

本発明の一実施形態によれば、燃料は１０～５０バール（ｂａｒ）の圧力で噴射される。圧力は、例えば、２０～４０ｂａｒの範囲であり得る。噴射圧力が上記範囲内にあると、噴射時間が十分に短くなり、燃料ジェットが燃焼チャンバ内に深く侵入し過ぎたり、燃料噴射器の反対側の燃焼チャンバ壁に燃料ジェットが過剰に接触したりすることが回避される。

本発明の一実施形態によれば、燃料噴射の期間はクランク角５～２０度である。燃料噴射の期間は、例えば、クランク角７～１３度にすることができる。こうして、この期間は、対応する量の燃料を気相で噴射する期間よりも大幅に短くなり、その結果、燃料噴射を遅延させることができる。

本発明の一実施形態によれば、燃料噴射は、上死点前のクランク角１４０～４０度で開始される。

本発明の一実施形態によれば、燃料噴射は、上死点前のクランク角１２０～９５度で開始される。この領域で噴射を開始すると、排気バルブが略閉じた状態となり、燃焼開始前の未燃焼燃料の漏出が最小限に抑えられる。

本発明の一実施形態によれば、燃料は、噴射圧力における燃料の沸点より少なくとも５℃低い温度で燃料噴射ノズルに供給される。温度が十分に低いと、燃料噴射システム内で蒸気泡が形成されるリスクが軽減される。

本発明の一実施形態によれば、燃料は、噴射圧力における燃料の沸点より最大でも５０℃低い温度で燃料噴射ノズルに供給される。噴射温度を低くし過ぎるのを回避することで、燃料が燃焼チャンバ内で効果的に蒸発するのを確実にする。

本発明の一実施形態によれば、燃料は、水平方向からシリンダの上端に向けて傾斜した角度でシリンダ内に噴射される。これは、燃料噴射ノズルの反対側の燃焼チャンバ壁と燃料ジェットとの接触を回避するのに役立つ。

本発明の一実施形態によれば、燃料は、少なくとも２つの燃料噴射ノズルを通じて各シリンダ内に噴射される。これにより、噴射時間を短くし、噴射圧力を比較的低く保つことができるため、燃焼チャンバ内への燃料ジェットの侵入が減少し、燃料噴射の遅延が可能になる。

本発明の一実施形態によれば、燃料は、液化天然ガス又はバイオガスである。

本発明による２ストロークピストンエンジンは、上で規定した燃料噴射システムを含む。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの燃料噴射ノズルは、上死点前のクランク角１００～３０度のピストンの位置に対応する位置に配置される。

本発明による方法は、２ストロークピストンエンジンを改造するための方法を提供し、エンジンの各シリンダの壁には、気相の燃料をシリンダ内に導入するための少なくとも１つの孔が設けられており、この方法は、液相の燃料の燃料噴射ノズルとして機能するように構成されたプラグを各孔に配置するステップを含む。これにより、既存のエンジンを液相の気体燃料の噴射を利用したエンジンに簡単に変換することができる。

本発明の実施形態について、添付の図面を参照して以下でより詳細に説明する。
２ストロークピストンエンジンとそのエンジンの燃料噴射システムとを概略的に示す図である。 シリンダライナと燃料噴射ノズルとの一部を示す図である。 燃料噴射ノズルを形成するためのプラグを示す図である。 図１のエンジンの異なるクランク角度における１つのシリンダを概略的に示す図である。 図１のエンジンの異なるクランク角度における１つのシリンダを概略的に示す図である。 図１のエンジンの異なるクランク角度における１つのシリンダを概略的に示す図である。

図１は、ピストンエンジン１、すなわち往復動内燃エンジンを概略的に示す。エンジン１は、船舶用エンジン等の大型低速２サイクルエンジンである。エンジンのシリンダボア、すなわちシリンダの内径は少なくとも２６０ｍｍ（ミリメートル）である。エンジンは、船舶のプロペラの駆動に使用することができる。あるいはまた、エンジン１は、発電用の発電所で使用することもできる。エンジンの最大回転速度は５０～２２０ｒｐｍ（回／分）の範囲にあり得る。図の実施形態では、エンジン１はクロスヘッドエンジンである。エンジンのシリンダボアは２６～１１０ｃｍの範囲にあり得る。エンジンの定格出力は１～１００ＭＷの範囲になり得る。エンジン１は、気体燃料を使用して作動できるガスエンジン、或いは１つ又は複数の異なる種類の気体燃料又は液体燃料を使用して作動できる二元燃料又は多元燃料エンジンのいずれかであり得る。こうして、二元燃料又は多元燃料エンジンは、気体燃料を使用する気体モード、又は液体燃料を使用する液体燃料モードで作動することができる。気体モードでは、オットーサイクルを用いてエンジン１を作動させることができる。液体燃料モードでは、ディーゼルサイクルを用いてエンジン１を作動させることができる。液体パイロット燃料をシリンダ２又は予燃焼チャンバ内に噴射することによって、気体燃料を点火させることができる。パイロット燃料の量は、気体燃料の量に比べて少量である。パイロット燃料の量は、例えば、燃料の総発熱量の３パーセント未満に相当し得る。気体燃料は、点火プラグによって点火することもできる。ここでの「気体燃料」という用語は、温度２０℃、圧力１ａｔｍ（１０１．３２５ｋＰａ）で気相である燃料を指す。

エンジン１は複数のシリンダ２を含む。図１の実施形態では、エンジン１は５つのシリンダ２を含むが、エンジン１は任意の妥当な数のシリンダ２、例えば４～１６個のシリンダを含むことができる。エンジン１は、気体燃料の燃料噴射システムを含む。気体燃料用の燃料噴射システムは、気体燃料が液相で貯蔵される燃料タンク４に接続される。こうして、燃料タンク４は、燃料の大部分が液相となる温度及び圧力で気体燃料を貯蔵するように構成される。気体燃料は液化天然ガス（ＬＮＧ）とすることができる。天然ガスの主成分はメタンである。天然ガスには、エタン、プロパン、及びブタンだけでなく、水及び二酸化炭素も含まれる場合がある。液化天然ガスを製造するために、水、二酸化炭素、重炭化水素、及び他の成分がそのガスから除去されるが、望ましくない成分を除去した後でも少量の不純物が残る場合がある。

液化天然ガスの沸点はその組成に依存するが、典型的に、天然ガスは、液化のために約－１６２℃まで冷却され、大気圧に近い圧力、例えば絶対圧力２５０ｋＰａ未満で貯蔵される。

燃料は液化バイオガスであってもよい。ここでの「バイオガス」という用語は、液化天然ガスと同様の組成を有するが、化石資源由来ではないガスを指す。こうして、バイオガスは、主成分がメタンであり、再生可能な資源に由来するガスである。バイオガスは、例えば有機廃棄物から生成される可能性がある。

あるいはまた、ガス燃料は、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）であってもよい。大気圧におけるアンモニアの沸点は約－３３．３℃である。こうして、アンモニアは、大気圧に近い圧力で液相に保つために、約－３４℃以下の温度で貯蔵され得る。

気体燃料の燃料噴射システムは、燃料供給ライン３と燃料供給ポンプ５とを含む。燃料供給ポンプ５は、燃料を燃料タンク４から燃料供給ライン３を介してエンジン１の各シリンダ２に供給する。エンジン１の各シリンダ２には、シリンダ２内への燃料の噴射を制御する燃料供給バルブ６が設けられる。燃料供給バルブ６は、燃料供給バルブ６の作動を制御する制御ユニット２４に接続される。燃料噴射システムは、図１に示していない多くの追加の構成要素を含むことができる。例えば、燃料噴射システムは、いくつかの燃料供給ポンプを含むことができる。燃料は、直列に配置された燃料供給ポンプによって２段階以上で加圧することができ、燃料噴射システムには、冗長性のために並列に配置された複数の燃料供給ポンプを設けることができ、及び／又は別個の燃料供給ポンプがシリンダの特定のグループに燃料を供給することができる。

図１のエンジン１は、パイロット燃料噴射システムをさらに含む。パイロット燃料噴射システムは、液体パイロット燃料が貯蔵されるパイロット燃料タンク１２に接続される。ここで「液体燃料」という表現は、温度２０℃、圧力１ａｔｍ（１０１．３２５ｋＰａ）で液相にある燃料を意味する。パイロット燃料は、例えば、軽油燃料又は船舶用ディーゼル油であり得る。パイロット燃料噴射システムは、エンジン１の各シリンダ２に対して少なくとも１つのパイロット燃料噴射器７を含む。図１の実施形態では、パイロット燃料噴射システムはコモンレール燃料噴射システムである。こうして、パイロット燃料噴射器７は燃料レール８に接続されており、そこから加圧パイロット燃料がパイロット燃料噴射器７に供給される。パイロット燃料噴射システムは、燃料レール８に燃料を供給する高圧ポンプ１０と、燃料を高圧ポンプ１０に供給するパイロット燃料供給ポンプ９とを含む。パイロット燃料供給ライン１１は、燃料レール８をパイロット燃料タンク１２に接続する。パイロット燃料噴射システムは、多くの異なる方法で実現することができる。例えば、単一の燃料レールの代わりに、システムはいくつかの燃料レールを含むことができ、或いは各パイロット燃料噴射器７に独自の燃料アキュムレータを設けることができる。パイロット燃料噴射システムは、２つ以上の高圧ポンプ１０及び／又はパイロット燃料供給ポンプ９を含むこともできる。コモンレールシステムの代わりに、各シリンダ２に独自のパイロット燃料噴射ポンプを設けてもよい。パイロット燃料噴射器７は、燃料供給バルブ６と同じ又は異なる制御ユニットによって制御することができる。

エンジン１は、重油燃料、軽油燃料、船舶用ディーゼル油等の液体主燃料をエンジン１のシリンダ２内に噴射するための燃料噴射システムを含むこともできる。パイロット燃料噴射システムと液体主燃料用の燃料噴射システムとは、単一の燃料噴射システムに統合することも、共通部品を共有することもできる。例えば、同じ液体燃料がパイロット燃料と液体主燃料との両方として使用される場合に、共通の燃料供給ポンプが、パイロット燃料噴射システムと液体主燃料噴射システムとの両方の高圧ポンプに燃料を供給することができる。燃料噴射システムは、高圧ポンプ、燃料レール、及び／又は燃料噴射器を共有することもできる。例えば、共通の燃料噴射器本体に、パイロット燃料及び液体主燃料用に別個の燃料噴射ノズル及び燃料噴射器ニードルを設けてもよい。エンジン１は、液体主燃料をエンジンのシリンダ内に噴射するための２つ以上の燃料噴射システムを含むことができる。例えば、エンジン１は、重油と軽油用に別々の燃料噴射システムを設けてもよい。燃料噴射システムは、構成要素のいくつかを互いに共有することができる。

図４Ａ～図４Ｃは、図１のエンジン１のシリンダ２のうちの１つのシリンダの簡略図を示す。各シリンダ２にはピストン１３が設けられ、ピストン１３はシリンダ２内で往復運動するように配置される。図４Ａでは、ピストン１３は上死点（ＴＤＣ）位置にある。図４Ｂでは、ピストンは下死点（ＢＤＣ）位置にある。ピストン１３のＴＤＣ位置はクランク角０度に相当し、ＢＤＣ位置はクランク角１８０度に相当する。図４Ｃでは、ピストン１３は下死点と上死点の間の位置にあり、ＴＤＣ位置に向けて移動している。図４Ｃでは、クランク角度は約２７０度であり、ＴＤＣ前の９０度、又はＢＤＣ後の９０度としても表すこともできる。

図４Ａ～図４Ｃのエンジン１はクロスヘッドエンジンである。こうして、ピストン１３は、ピストンロッド１４を介してクロスヘッド１５に接続される。クロスヘッド１５はピストン１３と同期して移動する。クロスヘッド１５はクロスヘッドガイド１６によって案内される。クロスヘッド１５は、接続ロッド１７を介してクランクシャフト１８に接続される。クロスヘッド構造によりロングストロークを実現する。エンジン１のストローク／ボア比は、例えば少なくとも３．０、又は少なくとも３．５とすることができる。

シリンダ２の壁は、エンジンブロックの内部に配置されるシリンダライナによって形成される。シリンダヘッドは、シリンダ２の上端を閉じる。シリンダライナ、ピストン１３及びシリンダヘッドは、燃焼チャンバ２４を画定する。シリンダ２には、少なくとも１つの排気バルブ２０が設けられる。図４Ａ～図４Ｃの実施形態では、シリンダ２には１つの排気バルブ２０が設けられるが、各シリンダ２に対して複数の排気バルブ２０があってもよい。排気バルブ２０はシリンダヘッド内に配置される。排気バルブ２０は、排気ポート２５を開閉する。排気ポート２５を介して、排気ガスは、燃焼チャンバ２４から排気ダクト２１内に排出される。図４Ａ及び図４Ｃでは、排気バルブ２０は閉じられており、図４Ｂでは、排気バルブ２０は開いている。

排気バルブ２０は、例えば電気油圧アクチュエータ又はカムによって操作することができる。エンジンには、可変排気バルブタイミング手段を設けることができる。こうして、排気バルブ２０の開閉タイミングを可変とすることができる。

シリンダ１には、シリンダライナの周囲に沿って分散された複数の吸気ポート１９が設けられる。吸気ポート１９は、ピストン１３のＢＤＣ（下死点）位置より上のシリンダ２の下部に配置される。吸気ポート１９は、ピストン１３が吸気ポート１９の上端よりも下にあるときに、燃焼チャンバ２４への新鮮な給気の流れを可能にする。ピストンの頂部が吸気ポート１９の下にあり、排気バルブ２０が開いたときに、シリンダ２内への新鮮な給気の実質的な流れが始まる。燃焼チャンバ２４への新たな給気の制限された流れは、ピストン１３の最上部のピストンリングが吸気ポート１９の上端よりも下にあるときに既に始まっている可能性がある。しかしながら、通常、この流れは、ピストン１３とシリンダ２の壁のとの間の隙間が小さいため、及びピストン１３が吸気ポート１９に近いときのシリンダ圧力と新鮮な給気の圧力との間の差が小さいため重要ではない。「新鮮な給気（fresh charge）」という表現は、吸気ポート１９が開いているときに、シリンダ２に流入するガスを指す。新鮮な給気は、加圧した吸気から構成することができるが、例えば、再循環した排気ガス及び／又は吸気と混合した気体燃料を含むこともできる。

シリンダ２は、シリンダ２の壁に配置された少なくとも１つの燃料噴射ノズル２３をさらに含む。図４Ａ～図４Ｃは、２つの燃料噴射ノズル２３を示す。図の実施形態では、燃料噴射ノズル２３は、互いに反対側に配置される。燃料噴射ノズル２３は、互いに同じ高さにある。燃料噴射ノズル２３は、ＴＤＣ（上死点）後約２７５度、ＴＤＣ前約８５度のクランク角におけるピストン１３の位置に対応する位置に配置される。ここで、「ピストンの位置」という表現は、あるクランク角におけるピストン１３の上端の位置を指す。ここで、燃料噴射ノズル２３の位置とは、燃料噴射ノズル２３の中心軸が位置する高さを指す。燃料噴射ノズル２３の位置は、例えば、ＴＤＣ前１００～３０度の範囲のピストン１３の位置に対応する高さであり得る。燃料噴射ノズル２３を異なる高さに配置することも可能である。

本発明による方法では、気体燃料は液相でシリンダ２内に噴射される。こうして、気体燃料の燃料噴射システムは、燃料を液相で燃料噴射ノズル２３に供給するように構成される。液相での燃料の噴射にはいくつかの利点がある。これは、燃料を燃焼チャンバの表面から遠ざけるのに役立ち、火炎の消滅を防ぎ、燃焼後の未燃焼燃料の漏出を減らす。それはまた、燃焼チャンバ２４の小さな隙間への燃料の流れを減少させ、その隙間内に火炎が容易に侵入しない。さらに、噴射される燃料の質量流量が大きくなると、後での噴射が可能となり、燃焼前の未燃焼燃料の漏出を減らすのに役立つ。さらに、燃焼チャンバ内で燃料が蒸発すると温度が下がり、燃料の自己点火の危険性が減る。これにより圧縮比を高めることができ、エンジン効率が向上する。

気体燃料の温度を十分に低く、圧力を十分に高く保つことによって、燃料を液相に保つことができる。燃料供給ライン３には、燃料を十分に低い温度に保つために適切な断熱材を設けることができる。燃料供給ポンプ５は、燃料タンク４内の圧力よりも燃料を昇圧して燃料の沸点を上昇させるように構成される。

燃料は、１０～５０ｂａｒの圧力で噴射させることができる。燃料噴射圧力は、例えば２０～４０ｂａｒとすることができる。大気圧におけるＬＮＧの沸点は、ガスの組成に応じて約－１６２℃である。圧力を４０ｂａｒまで上げると、沸点は約－８７℃まで上昇する。こうして、上記範囲の圧力は、噴射まで燃料を液相に保つのに役立つ。また、燃料噴射時間を短く抑えることができる。一方、液体燃料の典型的な噴射圧力と比較して圧力を比較的低く保つことによって、燃焼チャンバ２４内への燃料ジェットの過度に深い侵入が回避される。これにより、燃料噴射ノズル２３の反対側の燃焼チャンバ壁と燃料との接触が低減される。

燃料は、好ましくは、噴射圧力における燃料の沸点より少なくとも５℃低い温度で燃料噴射ノズル２３に供給される。これにより、沸騰による蒸気泡の形成のリスクが軽減される。しかしながら、噴射前に燃料の温度をある程度まで上昇させることが望ましい場合がある。例えば、燃料は、噴射圧力における燃料の沸点より最大で５０℃低い温度で燃料噴射ノズル２３に供給することができる。沸点から離れ過ぎない（違い過ぎない）温度であれば、燃料は噴射後に確実に急速に蒸発する。

燃料噴射の期間は、例えば、クランク角５～２０度とすることができる。燃料噴射期間は、例えば７～１３度にすることができる。液相での噴射により、気相での噴射よりも大きな燃料の質量流量が可能になる。こうして、燃料噴射期間は、気相中の同量の燃料の燃料噴射期間よりも短くなり得る。これにより、燃料噴射を遅らせることができる。対応する量の気相燃料に必要な噴射時間は、クランク角約２０度になり得る。

上死点前のクランク角１４０度～４０度の範囲で燃料噴射を開始することができる。有利には、燃料噴射は上死点前の１２０～９５度で開始される。燃料噴射の開始を遅らせることにより、排気バルブ２０を少なくとも略閉じる前に燃料が噴射されないようにすることができる。これにより、燃焼前に排気ダクト２１内への未燃焼燃料の流れが減少する。

燃料噴射は、ピストン１３が燃料噴射ノズル２３の高さ（レベル）まで移動する前に終了しなければならない。図のエンジン１では、燃料噴射はＴＤＣ（上死点）の８５度前で終了しなければならない。しかしながら、燃料噴射ノズル２３がピストン１３のＴＤＣ位置に近い位置に位置付けされれば、燃料噴射はより長く継続することができる。

燃料は、水平方向からシリンダ２の上端に向けて傾斜した角度でシリンダ２内に噴射することができる。こうして、燃料の噴射方向は水平ではなく、わずかにシリンダ上端に向かう方向となる。これは、燃料ジェットが燃焼チャンバ壁に接触するのを回避するのに役立つ。

本発明によるエンジンの作動方法は、エンジンを改造することによりシリンダ内に気相燃料を噴射するように構成された燃料噴射ノズルが設けられた既存のエンジンにも適用することができる。２ストロークピストンエンジンを改造する方法では、エンジン１の各シリンダ２の壁に、気相の燃料をシリンダ２内に導入するための少なくとも１つの孔２８が設けられ、各孔２８にはプラグ２９が設けられ、プラグ２９は液相の燃料の噴射ノズル２３として機能するように構成される。

図２は、エンジンのシリンダライナ２７の一部の断面図を示す。シリンダライナ２７は孔２８を含み、その孔２８を通して気相の燃料をエンジン１のシリンダ２内に導入することができる。プラグ２９が孔２８に挿入される。プラグ２９は、液相の気体燃料の噴射ノズル２３として機能するように構成される。従って、プラグ２９は、燃料をシリンダ２内に噴射することができる少なくとも１つの孔３０を含む。燃料の密度が、気相よりも液相の方が遥かに大きいため、プラグ２９の孔３０は、シリンダライナ２７の孔２８より遥かに小さい直径を有し得る。図３は、プラグ２９の概略正面図を示す。図の実施形態では、プラグ２９は、燃料を液相で噴射するための３つの孔３０を含む。しかしながら、プラグ２９には、１つの孔、２つの孔、又は３つ以上の孔を設けることもできる。プラグ２９の孔３０は、燃料ジェットをピストン１３のＢＤＣ（下死点）位置よりもＴＤＣ（上死点）位置の方に向ける角度で配置することができる。２つの孔３０の場合に、孔３０は、互いに異なる角度で配置することができる。３つ以上の孔３０の場合に、孔３０は少なくとも２つの異なる角度で配置することができる。これにより、シリンダ２内で燃料を好適に分配することができる。

本発明は上述の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲内で変更できることが当業者には理解されよう。例えば、本発明は、クロスヘッドエンジン以外の他のタイプのエンジンにも適用することができる。

Claims (16)

1. ２ストロークピストンエンジン（１）を作動させる方法であって、当該方法は、
   液化ガス燃料をエンジン（１）の各シリンダ（２）に供給するステップと、
   前記シリンダ（２）の壁に配置された少なくとも１つの燃料噴射ノズル（２３）を介して前記燃料を液相で各シリンダ（２）内に噴射するステップと、を含む
   方法。
2. 前記燃料は１０～５０バール（ｂａｒ）の圧力で噴射される、請求項１に記載の方法。
3. 前記圧力は２０～４０バールである、請求項２に記載の方法。
4. 燃料噴射の期間がクランク角５～２０度である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記期間はクランク角７～１３度である、請求項４に記載の方法。
6. 燃料噴射は、上死点前のクランク角１４０～４０度で開始される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記燃料噴射は、上死点前のクランク角１２０度～９５度で開始される、請求項６に記載の方法。
8. 前記燃料は、噴射圧力における前記燃料の沸点より少なくとも５℃低い温度で前記燃料噴射ノズル（２３）に供給される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記燃料は、噴射圧力における前記燃料の沸点より最大で５０℃低い温度で前記燃料噴射ノズル（２３）に供給される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記燃料は、水平方向から前記シリンダ（２）の上端に向けて傾斜した角度で前記シリンダ（２）内に噴射される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記燃料は、少なくとも２つの燃料噴射ノズル（２３）を通じて各シリンダ（２）内に噴射される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記燃料は、液化天然ガス又はバイオガスである、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
13. ２ストロークピストンエンジン（１）のための燃料噴射システムであって、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成された燃料噴射システム。
14. 前記少なくとも１つの燃料噴射ノズル（２３）は、上死点前のクランク角１００～３０度のピストン（１３）の位置に対応する位置に配置される、請求項１３に記載の燃料噴射システム。
15. 請求項１３又は１４に記載の燃料噴射システムを含む２ストロークピストンエンジン（１）。
16. ２ストロークピストンエンジン（１）を改造する方法であって、
    エンジン（１）の各シリンダ（２）の壁には、気相の燃料を前記シリンダ（２）内に導入するための少なくとも１つの孔（２８）が設けられ、この方法は、液相の燃料の燃料噴射ノズル（２３）として機能するように構成されたプラグ（２９）を各孔（２８）内に配置するステップを含む、
    方法。

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