直流掃氣式二沖程發動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種直流掃氣式二沖程發動機，該直流掃氣式二沖程發動機使預混合氣體燃燒，前述預混合氣體通過向從掃氣口吸入的活性氣體噴射燃料氣體來生成。
[0002]本申請基于2013年5月10日在日本申請的日本特愿2013-100528號主張優先權，將其內容引用于此。
【背景技術】
[0003]在也作為船舶的發動機使用的直流掃氣式二沖程發動機中，在壓力缸的活塞沖程方向一端部上設置有掃氣口，在壓力缸的活塞沖程方向另一端部側設置有排氣口。若在吸氣(進氣)行程中從掃氣口將活性氣體吸入至燃燒室，則由燃燒作用產生的廢氣被吸入的活性氣體從排氣口壓出而排出。這時，向吸入的活性氣體噴射燃料氣體，生成預混合氣體，壓縮生成的預混合氣體，由此獲得燃燒作用，活塞借助由該燃燒作用產生的爆炸壓力在壓力缸內往復運動。
[0004]在這樣的直流掃氣式二沖程發動機中，在燃料氣體和活性氣體的混合不充分的情況下，局部燃料氣體的濃度過高，產生過早點火和未燃燒氣體的排出等問題。因此，例如如專利文獻I中所述，在掃氣口的內壁上設置有連通孔，使噴嘴管從連通孔向掃氣口突出。并且，公開了下述技術:從噴嘴管向掃氣口內噴射燃料氣體，在活性氣體被吸入至壓力缸內之前，開始和燃料氣體的混合，由此確保壓力缸內的燃料氣體和活性氣體的混合時間。
[0005]專利文獻1:日本特許第3908855號公報。
[0006]另外，為了抑制燃料氣體的偏聚，使燃料氣體向活性氣體均勻地擴散，考慮下述方案:將從連通孔向掃氣口突出的噴嘴管的噴射口在活塞的沖程方向上以間隔開的方式設置多個。另外，并不局限于該方案，也可以設想下述情況:在壓力缸的外側，將噴射燃料氣體的噴射口在活塞的沖程方向上以間隔開的方式設置多個。
[0007]在這種情況下，根據掃氣口內的位置，被導入掃氣口的活性氣體的流速不同，因此，根據多個噴射口的位置，燃料氣體的濃度變得不均勻。結果，有下述可能:招致燃燒室中的燃料氣體的濃度的不均，在濃度稀薄的部分，由熄火(消炎)引起未燃燒的燃料氣體殘留，在濃度過高的部分，誘發異常燃燒。
【發明內容】
[0008]本發明鑒于這樣的問題，將提供一種直流掃氣式二沖程發動機作為目的，該直流掃氣式二沖程發動機能夠使從掃氣口到達燃燒室的燃料氣體的濃度均勻化，抑制熄火和異常燃燒。
[0009]為了解決前述問題，涉及本發明的第一技術方案的直流掃氣式二沖程發動機具有壓力缸、活塞、掃氣口和噴射部，前述壓力缸在內部形成有燃燒室，前述活塞在壓力缸內滑動，前述掃氣口設置于壓力缸的一端側，前述一端側為活塞的沖程方向的一端側，前述掃氣口對應活塞的滑動動作向燃燒室吸入活性氣體，前述噴射部朝被向掃氣口吸入的活性氣體噴射燃料氣體，設置于掃氣口的內周面或比內周面更靠壓力缸的外側的位置上，和噴射部在沖程方向的一端側的燃料氣體噴射量相比，噴射部在沖程方向的另一端側的燃料氣體噴射量較多。
[0010]在前述第一技術方案中，也可以是，噴射部以沖程方向的位置不同的方式設置多個，和配置于沖程方向的一端側的噴射部相比，配置于沖程方向的另一端側的噴射部的開口面積較大。
[0011 ] 在前述第一及第二技術方案中，也可以是，噴射部以沖程方向的位置不同的方式設置多個，和配置于沖程方向的一端側的噴射部與在沖程方向上相鄰的噴射部之間的間隔相比，配置于沖程方向的另一端側的噴射部與在沖程方向上相鄰的噴射部之間的間隔較窄。
[0012]在前述第一至第三技術方案中，也可以是，噴射部以沖程方向的位置不同的方式設置多個，多個噴射部分成至少第I噴射部群和第2噴射部群這兩個組，第I噴射部群是在沖程方向的另一端側的I個或多個噴射部的組，第2噴射部群是比第I噴射部群更靠沖程方向的一端側的I個或多個噴射部的組，相對于第2噴射部群和第I噴射部群，分別獨立地形成有燃料氣體的流道。
[0013]在前述第四技術方案中，也可以是，向第I噴射部群供給的燃料氣體的供給壓比向第2噴射部群供給的燃料氣體的供給壓高。
[0014]在前述第四及第五技術方案中，也可以是，向第I噴射部群供給的燃料氣體的濃度比向第2噴射部群供給的燃料氣體濃度高。
[0015]在前述第一技術方案中，也可以是，噴射部由在沖程方向上延伸的長孔形成，和噴射部在沖程方向的一端側開口的寬度相比，噴射部在沖程方向的另一端側開口的寬度較寬。
[0016]根據本發明的直流掃氣式二沖程發動機，能夠使從掃氣口到達燃燒室的燃料氣體的濃度均勻化，抑制熄火和異常燃燒的情況。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發明的第I實施方式中的直流掃氣式二沖程發動機的整體結構的圖。
[0018]圖2A是用來說明本實施方式中的燃料噴射部的、和圖1相同的剖面中的壓力缸的一部分和燃料噴射部的剖視圖。
[0019]圖2B是沿圖2A的II (b)-1I (b)線的剖視圖。
[0020]圖2C是沿圖2B的箭頭II (C)方向的視圖。
[0021]圖3A是用來說明本實施方式中的噴射部的、圖2C的虛線部分的放大圖。
[0022]圖3B是本實施方式的流通管中的、沿圖3A的111(b)方向的視圖。
[0023]圖3C是表示作為本實施方式的第一變形例的流通管的圖。
[0024]圖3D是表示作為本實施方式的第二變形例的流通管的圖。
[0025]圖4是用來說明壓力缸內的預混合氣體的流動的圖。
[0026]圖5是表示本實施方式中的各控制部的動作的圖。
[0027]圖6A是用來說明第2實施方式中的燃料噴射部的、本發明的第2實施方式中的壓力缸及燃料噴射部的對應圖2A的位置的剖視圖。
[0028]圖6B是本實施方式中的壓力缸及燃料噴射部的對應圖3A的位置的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖，關于本發明的優選實施方式詳細地進行說明。在該實施方式中表示的尺寸、材料和其他具體的數值等，只是用來使發明的理解更容易的例示，除了特別注明的情況，并不限定本發明。此外，在本說明書及附圖中，對于具有實質上相同的功能、結構的要素，附加相同的附圖標記，由此省略重復說明，另外省略和本發明沒有直接關系的要素的圖示。
[0030](第I實施方式)
圖1是表示本發明的第I實施方式中的直流掃氣式二沖程發動機100的整體結構的圖。本實施方式的直流掃氣式二沖程發動機100例如用于船舶等。具體來說，直流掃氣式二沖程發動機100構成為包含壓力缸110 (壓力缸頭110a、壓力缸體110b)、活塞112、先導噴射閥114、排氣口 116、排氣閥驅動裝置118、排氣閥120、掃氣口 122、掃氣室124、燃料噴射部126、旋轉編碼器130和燃燒室140，借助調速器150、燃料噴射控制部152和排氣控制部154等控制部進行控制。
[0031]在直流掃氣式二沖程發動機100中，通過吸氣(進氣)、壓縮、燃燒、排氣這4個連續的行程，連接于沒有圖示的十字頭的活塞112在壓力缸110內滑動自如地往復移動。利用這樣的十字頭型的活塞112，能夠使壓力缸110內的沖程形成得比較長，能夠使作用于活塞112的側壓被十字頭承受，因此，能夠實現直流掃氣式二沖程發動機100的高輸出化。進而，壓力缸110與收納十字頭的沒有圖示的曲柄箱隔離，因此即使在使用劣質燃油的情況下也能夠防止曲柄箱的污損老化。
[0032]先導噴射閥114設置于比活塞112的上止點更靠上方的壓力缸頭IlOa上，在發動機沖程中的所期望的時間點噴射適量的燃油。該燃油由于燃燒室140的熱而自燃，在短暫的時間內燃燒，使燃燒室140的溫度變得極高，前述燃燒室140被壓力缸頭110a、壓力缸體IlOb中的壓力缸套和活塞112包圍。因此，能夠使包含燃料氣體的預混合氣體按照