[发明专利]内燃发动机

说明书

披露了一种具有多个气缸的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内燃发动机被配置为经由可流体地连接至燃料气体箱的燃料气体供应系统将燃料气体注入该多个气缸中的每个气缸，该燃料气体供应系统对于每个气缸包括一个或多个燃料气体阀的第一集合，该一个或多个燃料气体阀的第一集合被配置为在压缩冲程期间将燃料气体注入该气缸，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。该燃料气体供应系统对于每个气缸进一步包括安全阀，该安全阀布置在该一个或多个燃料气体阀的第一集合的上游，该一个或多个燃料气体阀的第一集合可经由该安全阀流体地连接至该燃料气体箱。

技术领域

本发明涉及二冲程内燃发动机和阀组件。

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想要的排气已经变得越来越重要。

减小不想要的排气的量的有效方式是将例如重燃油(HFO)等燃油换成燃料气体。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该燃料气体立即点燃。然而，在压缩冲程结束时将燃料气体注入气缸需要高压气体压缩机以便在注入之前对燃料气体进行压缩以克服气缸中的较高压力。

然而，高压气体压缩机的制造和维护是昂贵且复杂的。避免需要高压压缩机的一种方法是具有被配置为在气缸中的压力显著较低的压缩冲程开始时注入燃料气体的燃料气体阀。

EP 3015679披露了这种燃料气体阀。

对于二冲程单流扫气式内燃发动机，这要求燃料气体阀在气缸中布置得相对较低，使得燃料气体阀的失效成为非常大的问题，因为燃料气体可能被释放到活塞下方的扫气空间中。这可能会导致气缸压力过高，从而使得气缸盖在下一发动机循环中升起，或者导致打不着火或爆震。此外，可能难以检测到燃料气体阀泄漏，特别是在例如由于阀座区域轻微损坏而使得泄漏较小的情况下。未检测到的较小泄漏还会增加对环境有害的甲烷漏失。

因此，提供更安全的内燃发动机仍然是个难题。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种具有多个气缸的二冲程单流扫气式十字头型内燃发动机，该多个气缸中的每个气缸具有气缸壁和布置在该气缸的底部区段中的扫气入口，其中，该二冲程单流扫气式内燃发动机被配置为经由可流体地连接至燃料气体箱的燃料气体供应系统将燃料气体注入该多个气缸中的每个气缸，该燃料气体供应系统对于每个气缸包括一个或多个燃料气体阀的第一集合，该一个或多个燃料气体阀的第一集合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允许燃料气体进入该气缸中，使得该燃料气体能够与扫气混合，并且允许来自该扫气入口的扫气和燃料气体的混合物在点燃之前被压缩，其中，该燃料气体供应系统对于每个气缸进一步包括安全阀，该安全阀布置在该一个或多个燃料气体阀的第一集合的上游，该一个或多个燃料气体阀的第一集合可经由该安全阀流体地连接至该燃料气体箱。

因此，可以有效且快速地停止向燃料气体阀输送燃料气体。因此，被允许流过损坏的燃料气体阀的燃料气体的量可以受到限制，由此降低了发动机损坏的风险。

内燃发动机优选地是用于推进功率为每缸至少400kW的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排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。此类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，并且这种燃料供应系统还可以用于在以奥托循环模式运行时注入引燃燃料以用于点燃燃料气体和扫气的混合物。