本公開(kāi)涉及將燃料氣體與活性氣體一同從掃氣端口吸入缸內(nèi)的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。

本申請(qǐng)基于在日本于2014年11月4日申請(qǐng)的日本特愿2014-224455號(hào)及日本特愿2014-224456號(hào)而要求優(yōu)先權(quán)，并將它們的內(nèi)容援引于此。

背景技術(shù)：

在也作為船舶的內(nèi)燃機(jī)使用的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中，在缸中的活塞沖程方向一端側(cè)設(shè)有掃氣端口，且在另一端側(cè)設(shè)有排氣端口。而且，若在吸氣(供氣)行程中將活性氣體從掃氣端口吸入燃燒室，則通過(guò)燃燒作用而產(chǎn)生的排氣氣體以被所吸入的活性氣體從排氣端口推出的方式被排氣。

在此種單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中，開(kāi)發(fā)有將為氣體燃料的燃料氣體作為燃料，并從掃氣端口側(cè)對(duì)缸內(nèi)供給燃料氣體，而非直接對(duì)燃燒室噴射燃料氣體的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在缸的外壁中的掃氣端口的上側(cè)，形成有沿缸的周向方向延伸的環(huán)狀腔。另外，噴嘴管從腔貫穿掃氣端口的內(nèi)壁延伸到掃氣端口的內(nèi)部。若與腔連通的控制閥打開(kāi)，則通過(guò)控制閥對(duì)腔內(nèi)供給燃料氣體，并從腔通過(guò)噴嘴管對(duì)掃氣端口內(nèi)噴射燃料氣體。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特許第3908855號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在專利文獻(xiàn)1所記載的構(gòu)成中，通過(guò)關(guān)閉控制閥來(lái)停止燃料氣體的噴射。但是，殘留于腔、噴嘴管內(nèi)的燃料氣體在關(guān)閉控制閥之后也從掃氣端口噴射。即，從控制閥關(guān)閉到燃料氣體的噴射實(shí)際上完全停止，產(chǎn)生延遲。

本公開(kāi)鑒于此種問(wèn)題，其目的在于提供能夠迅速地停滯燃料氣體噴射的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。

用于解決問(wèn)題的方案

本公開(kāi)的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)所涉及的第一方式具備：缸，其在內(nèi)部形成有燃燒室；活塞，其在缸內(nèi)滑動(dòng)；掃氣端口，其在缸內(nèi)的活塞的沖程方向的一端側(cè)設(shè)置，與活塞的滑動(dòng)動(dòng)作對(duì)應(yīng)地將活性氣體吸入燃燒室；以及燃料噴射部，其與掃氣端口相比設(shè)于缸的徑向方向外側(cè)，且對(duì)被掃氣端口吸入的活性氣體噴射燃料氣體，另外，燃料噴射部具備：內(nèi)管，其具有貫穿內(nèi)部和外部的內(nèi)孔，燃料氣體被引導(dǎo)到內(nèi)部；外管，其具有貫穿內(nèi)部和外部的外孔，在內(nèi)部容納內(nèi)管以與內(nèi)管一同形成雙重管；以及驅(qū)動(dòng)部，其使內(nèi)管和外管的相對(duì)位置變化，以使開(kāi)口量變化，開(kāi)口量為內(nèi)孔和外孔重疊的面積。

發(fā)明效果

根據(jù)本公開(kāi)的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠迅速地停止燃料氣體的噴射。

附圖說(shuō)明

圖1是示出單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體構(gòu)成的圖；

圖2是示出圖1中的掃氣端口附近的構(gòu)成的圖；

圖3是用于說(shuō)明氣體噴射閥的圖；

圖4是圖2的ⅳ-ⅳ線截面圖；

圖5a是用于說(shuō)明燃料噴射部的圖；

圖5b是用于說(shuō)明燃料噴射部的圖；

圖6a是內(nèi)管及外管的截面圖；

圖6b是內(nèi)管及外管的截面圖；

圖7是用于說(shuō)明內(nèi)孔和外孔的位置關(guān)系的第一圖；

圖8是用于說(shuō)明內(nèi)孔和外孔的位置關(guān)系的第二圖；

圖9a是階段性地示出內(nèi)管和外管的相對(duì)位置變化的圖；

圖9b是階段性地示出內(nèi)管和外管的相對(duì)位置變化的圖；

圖9c是階段性地示出內(nèi)管和外管的相對(duì)位置變化的圖；

圖9d是階段性地示出內(nèi)管和外管的相對(duì)位置變化的圖；

圖10a是用于說(shuō)明本公開(kāi)中的掃氣端口的開(kāi)度和混合氣濃度的關(guān)系的圖；

圖10b是用于說(shuō)明比較例中的掃氣端口的開(kāi)度和混合氣濃度的關(guān)系的圖；

圖11a是用于說(shuō)明第一變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖11b是用于說(shuō)明第一變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖12a是用于說(shuō)明第二變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖12b是用于說(shuō)明第二變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖13a是用于說(shuō)明第三變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖13b是用于說(shuō)明第三變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖14a是用于說(shuō)明第四變形例中的燃料噴射部的圖；

圖14b是用于說(shuō)明第四變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖15a是用于說(shuō)明第五變形例中的燃料噴射部的圖；

圖15b是用于說(shuō)明第五變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖16a是用于說(shuō)明第六變形例中的燃料噴射部的圖；

圖16b是用于說(shuō)明第六變形例中的內(nèi)孔和外孔的圖；

圖17是示出單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體構(gòu)成的圖；

圖18是圖17的ii-ii線截面圖；

圖19是圖17的虛線部分的放大圖；

圖20是示出圖19中的燃料配管及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)的圖；

圖21a是用于說(shuō)明燃料噴射口的開(kāi)閉的圖；

圖21b是用于說(shuō)明燃料噴射口的開(kāi)閉的圖；

圖21c是用于說(shuō)明燃料噴射口的開(kāi)閉的圖；

圖22a是用于說(shuō)明本公開(kāi)中的掃氣端口的開(kāi)度和混合氣濃度的關(guān)系的圖；

圖22b是用于說(shuō)明比較例中的掃氣端口的開(kāi)度和混合氣濃度的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式。此種實(shí)施方式中所示的尺寸、材料、其他具體數(shù)值等只不過(guò)是用于使本公開(kāi)的理解容易的例示，除特別事先聲明的情況以外，不限定本公開(kāi)。此外，在本說(shuō)明書(shū)及附圖中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能、構(gòu)成的要素，通過(guò)附以相同的符號(hào)來(lái)省略重復(fù)說(shuō)明，另外對(duì)與本公開(kāi)無(wú)直接關(guān)系的要素省略圖示。

圖1是示出單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)100的整體構(gòu)成的圖。本實(shí)施方式的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)100例如用于船舶等。具體而言，單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)100包含以下部分而構(gòu)成：缸110、活塞112、排氣端口114、排氣閥116、掃氣端口118、掃氣室120、氣體供給管122、氣體噴射閥124、及燃料噴射部126。

在單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)100中，在活塞112的上升行程及下降行程這兩個(gè)行程之間，進(jìn)行排氣、吸氣、壓縮、燃燒、膨脹，活塞112在缸110內(nèi)滑動(dòng)。活塞桿112a的一端固定于活塞112。另外，未圖示的十字頭連結(jié)于活塞桿112a的另一端，十字頭與活塞112一同往復(fù)移動(dòng)。若隨著活塞112的往復(fù)移動(dòng)，十字頭往復(fù)移動(dòng)，則與該往復(fù)移動(dòng)連動(dòng)，未圖示的曲柄軸旋轉(zhuǎn)。

排氣端口114是在與活塞112的上死點(diǎn)相比上方的缸頭110a設(shè)置的開(kāi)口部，其開(kāi)閉以用于對(duì)在燃燒室128內(nèi)產(chǎn)生的燃燒后的排氣氣體進(jìn)行排氣。排氣閥116通過(guò)排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置116a而以既定的定時(shí)上下地滑動(dòng)，以使排氣端口114開(kāi)閉。在排氣端口114打開(kāi)時(shí)，排氣氣體經(jīng)由排氣端口114從缸110排氣。

掃氣端口118是從缸110下端側(cè)的內(nèi)周面(缸襯套110b的內(nèi)周面)貫穿到外周面的孔，且遍及缸110的整個(gè)周圍設(shè)有多個(gè)。而且，掃氣端口118與活塞112的滑動(dòng)動(dòng)作對(duì)應(yīng)地將活性氣體吸入缸110內(nèi)。該活性氣體包含氧、臭氧等氧化劑，或者其混合氣(例如空氣)。

圖2是示出圖1中的掃氣端口118附近的構(gòu)成的圖。如圖2所示，掃氣端口118設(shè)于缸110之中位于掃氣室120內(nèi)的部分。由未圖示的吹風(fēng)機(jī)壓縮的活性氣體(例如空氣)被引導(dǎo)到掃氣室120。

因此，若與活塞112的滑動(dòng)動(dòng)作對(duì)應(yīng)，掃氣端口118打開(kāi)，則通過(guò)掃氣室120與缸110內(nèi)的差壓，從掃氣室120通過(guò)掃氣端口118將活性氣體吸入缸110內(nèi)。被吸入缸110的活性氣體通過(guò)活塞112被引導(dǎo)到燃燒室128。

氣體供給管122與貯留有燃料氣體的未圖示的燃料儲(chǔ)罐及氣體噴射閥124分別連通，將燃料氣體從燃料儲(chǔ)罐引導(dǎo)到氣體噴射閥124。

圖3是用于說(shuō)明氣體噴射閥124的圖。如圖3所示，在氣體噴射閥124的本體124a內(nèi)部，配置有液壓活塞130，通過(guò)液壓活塞130來(lái)分隔在本體124a內(nèi)部形成的液壓室132和彈簧室134。而且，液壓活塞130能夠在本體124a的內(nèi)部向液壓室132側(cè)及彈簧室134側(cè)滑動(dòng)。

液壓室132與工作油管136連通，充滿了從工作油管136供給的工作油。液壓活塞130通過(guò)液壓室132內(nèi)的工作油而被向圖3中上方向推壓。

另外，在彈簧室134配置有彈簧部件138，彈簧部件138抵接于液壓活塞130之中彈簧室134側(cè)。而且，彈簧部件138的施力沿與因工作油引起的推壓力對(duì)抗的方向作用于液壓活塞130。

從而，若供給到液壓室132的工作油的液壓變強(qiáng)，則被工作油推壓的液壓活塞130在本體124內(nèi)向圖3中上側(cè)移動(dòng)，若液壓變?nèi)?，則通過(guò)彈簧部件138的施力，液壓活塞130在本體124a內(nèi)向圖3中下側(cè)移動(dòng)。

另外，工作油泄漏管140連通到液壓活塞130，隨著液壓活塞130的移動(dòng)而從液壓室132漏出的工作油通過(guò)工作油泄漏管140排出到本體124a的外部。

而且，在本體124a的內(nèi)部之中，與彈簧室134相比在圖3中上側(cè)，形成有氣體室142，氣體室142連結(jié)有與氣體供給管122連通的流通路徑122a，且被從氣體供給管122供給燃料氣體。

與燃料噴射部126連通的連通配管148連接于氣體噴射閥124的本體124a的一端側(cè)，氣體室142通過(guò)在本體124a的一端形成的連通口124b與連通配管148連通。

在軸144的一端形成有閥體部146，閥體部146位于連通口124b的外側(cè)。另外，軸144的另一端側(cè)固定于液壓活塞130，從氣體室142到彈簧室134貫穿本體124a。氣體泄漏管150與彈簧室134連通，從氣體室142漏出到彈簧室134的燃料氣體通過(guò)氣體泄漏管150排出到本體124a外部。

而且，若如上所述地，液壓活塞130與液壓對(duì)應(yīng)地移動(dòng)，則閥體部146使連通口124b開(kāi)閉。由此，氣體噴射閥124通過(guò)液壓使閥體部146工作，以開(kāi)始或停止從氣體供給管122去往連通配管148的燃料氣體供給。

另外，如圖2所示，燃料噴射部126具有燃料配管152和驅(qū)動(dòng)部154。燃料配管152與連通配管148連通，且流通從連通配管148供給的燃料氣體。驅(qū)動(dòng)部154通過(guò)使燃料配管152開(kāi)閉來(lái)控制來(lái)自燃料配管152的燃料氣體的噴射。

圖4是圖2的ⅳ-ⅳ線截面圖。在圖4中，為了容易理解，燃料配管152的截面簡(jiǎn)化示出，之后詳細(xì)說(shuō)明燃料配管152的內(nèi)部構(gòu)造。如圖4所示，燃料配管152與掃氣端口118相比設(shè)于缸110的徑向方向外側(cè)，對(duì)被掃氣端口118吸入的活性氣體噴射燃料氣體。

在圖4所示的例子中，燃料配管152配置在相鄰的掃氣端口118之間的缸110外表面的徑向方向外側(cè)，活性氣體的流動(dòng)變得難以被燃料配管152阻礙。

雖然在圖4所示的例子中，說(shuō)明了燃料配管152和掃氣端口118配置相同數(shù)目的情況，但燃料配管152和掃氣端口118的配置數(shù)也可以不同，例如，還可以對(duì)每?jī)蓚€(gè)掃氣端口118設(shè)置一個(gè)燃料配管152。

圖5a及b是用于說(shuō)明燃料噴射部126的圖。如圖5a及b所示，燃料配管152由內(nèi)管156和外管158構(gòu)成。燃料氣體被引導(dǎo)到內(nèi)管156的內(nèi)部，外管158在內(nèi)部容納內(nèi)管156并與內(nèi)管156一同形成雙重管。

內(nèi)管156的外徑比外管158的內(nèi)徑稍小，內(nèi)管156的外周面與外管158的內(nèi)周面大致遍及整個(gè)面抵接。另外，在內(nèi)管156之中，圖5a及b中下側(cè)的前端(先端)開(kāi)口，外管158的本體158a的內(nèi)部與內(nèi)管156的本體156a的內(nèi)部經(jīng)由該開(kāi)口而連通。

外管158與圖3所示的連通配管148連通，從連通配管148對(duì)外管158供給燃料氣體。被引導(dǎo)到外管158的本體158a內(nèi)部的燃料氣體從內(nèi)管156的前端(下端)流入內(nèi)管156的本體156a內(nèi)部。

驅(qū)動(dòng)部154具備兩個(gè)液壓室160、162和分隔兩個(gè)液壓室160、162的液壓活塞164。另外，軸166固定于液壓活塞164，內(nèi)管156的基端(上端)固定于軸166之中圖5a及b中下側(cè)的前端側(cè)。

若從圖5a所示的狀態(tài)開(kāi)始，供給到液壓室160的工作油的液壓變強(qiáng)，則如圖5b所示，軸166向圖5a及b中下側(cè)移動(dòng)，隨之，內(nèi)管156向圖5a及b中下側(cè)移動(dòng)。

相反，若從圖5b所示的狀態(tài)開(kāi)始，供給到液壓室162的工作油的液壓變強(qiáng)，則如圖5a所示，軸166向圖5a及b中上側(cè)移動(dòng)，隨之，內(nèi)管156向圖5a及b中上側(cè)移動(dòng)。如此，驅(qū)動(dòng)部154使內(nèi)管156向圖5a及b中上下方向(即，缸110內(nèi)的活塞112的沖程方向。以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為沖程方向)移動(dòng)，以使內(nèi)管156和外管158的相對(duì)位置變化。

圖6a及b是內(nèi)管156及外管158的截面圖，使圖5a及b中由虛線包圍的部位逆時(shí)針地旋轉(zhuǎn)90度示出。即，在圖6a及b中，右側(cè)為活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的一端側(cè))，左側(cè)為活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的另一端側(cè))。如圖6a及b所示，內(nèi)管156具有將內(nèi)管156的本體156a的內(nèi)部和外部貫穿的內(nèi)孔174，外管158具有將外管158的本體158a的內(nèi)部和外部貫穿的外孔176。內(nèi)孔174及外孔176分別在沖程方向(圖6a及b中左右方向)隔開(kāi)并設(shè)有多個(gè)。

如圖6a所示，若內(nèi)孔174和外孔176重疊，則在內(nèi)管156的內(nèi)部流通的燃料氣體通過(guò)內(nèi)孔174及外孔176從燃料配管152噴射，并與被掃氣端口118吸入的活性氣體合流。

然后，若內(nèi)管156沿沖程方向向圖6a及b中左側(cè)(活塞112的上死點(diǎn)側(cè))移動(dòng)，則如圖6b所示，變?yōu)閮?nèi)孔174和外孔176全部不重合的狀態(tài)，來(lái)自燃料配管152的燃料氣體的噴射停止。如此，驅(qū)動(dòng)部154使開(kāi)口量變化，開(kāi)口量為內(nèi)孔174和外孔176重疊的面積。結(jié)果，燃料配管152之中燃料氣體所噴射的開(kāi)口部開(kāi)閉，因而能夠在不延遲的情況下迅速地停止燃料氣體的噴射。

圖7是用于說(shuō)明內(nèi)孔174和外孔176的位置關(guān)系的第一圖，示出了將與圖6a及b相同的部位配置為與圖6a及b相同朝向的外觀。即，在圖7中，右側(cè)為活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的一端側(cè))，左側(cè)為活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的另一端側(cè))。圖7中虛線示出容納于外管158的內(nèi)管156的輪廓線。

如圖7所示，多個(gè)外孔176的與外管158的貫穿方向垂直的截面形狀為圓形且直徑相同，與此相對(duì)，多個(gè)內(nèi)孔174的沖程方向的長(zhǎng)度不同。具體而言，在活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(圖7中左側(cè))形成的內(nèi)孔174與在活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(圖7中右側(cè))形成的內(nèi)孔174相比，沖程方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)。而且，最右側(cè)的(圖7中，從左開(kāi)始第n個(gè))內(nèi)孔174的與內(nèi)管156的貫穿方向垂直的截面形狀與外孔176為同一形狀。

圖7中，從左邊開(kāi)始第1～(n－1)個(gè)內(nèi)孔174的沖程方向的兩端為直徑與外孔176相同的半圓弧的形狀，兩個(gè)半圓弧之間為直線形狀。該直線形狀的部分的沖程方向的長(zhǎng)度在每個(gè)內(nèi)孔174中不同。

而且，相鄰的外孔176的間隔p是一定的。另外，從內(nèi)孔174之中圖7中左側(cè)的半圓弧的中心到對(duì)應(yīng)的外孔176的中心的間隔a在任一內(nèi)孔174和對(duì)應(yīng)的外孔176中都是一定的。

而且，如圖7所示，在內(nèi)孔174與對(duì)應(yīng)的外孔176相比位于左側(cè)而不重合時(shí)，將從內(nèi)孔174之中圖7中右側(cè)的半圓弧的中心到外孔176的中心的間隔設(shè)為b。關(guān)于該間隔b，將圖7中從左邊開(kāi)始的順序以符號(hào)(b1、b2、b3...bn－1，bn)示出。此時(shí)，為b1＜b2＜b3＜...＜bn－1＜bn的關(guān)系。

圖8是用于說(shuō)明內(nèi)孔174和外孔176的位置關(guān)系的第二圖。在圖8中，為了容易理解，省略表示內(nèi)孔174和外孔176的符號(hào)，以影線示出內(nèi)孔174，且以交叉影線示出外孔176。另外，在圖8中，右側(cè)為活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的一端側(cè))，左側(cè)為活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的另一端側(cè))。另外，將外孔176的內(nèi)徑設(shè)為d，將內(nèi)孔174的沖程方向長(zhǎng)度設(shè)為l，在圖8中將從左邊開(kāi)始的順序以符號(hào)示出。

而且，內(nèi)孔174與圖8中左鄰的內(nèi)孔174相比長(zhǎng)度l短外孔176的內(nèi)徑d。此時(shí)，外孔176的間隔p比將外孔176的數(shù)量n加1的(n+1)與內(nèi)徑d之積大。

若從全部的內(nèi)孔174與外孔176完全重合的位置a的狀態(tài)開(kāi)始，內(nèi)孔174向活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(圖8中左側(cè))移動(dòng)外孔176的內(nèi)徑d而變?yōu)閎的狀態(tài)，則從左邊開(kāi)始第n個(gè)(最右側(cè))的內(nèi)孔174和外孔176變得不重疊。

若進(jìn)而像位置c、位置d這樣內(nèi)管156各移動(dòng)內(nèi)徑d，則從圖8中右側(cè)的內(nèi)孔174開(kāi)始依次變得不與外孔176重疊。最終，在位置x的狀態(tài)下，所有的內(nèi)孔174與外孔176變得不重疊。

圖9a～d是階段性地示出內(nèi)管156和外管158的相對(duì)位置變化的圖。在圖9a～d中，右側(cè)為活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的一端側(cè))，左側(cè)為活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的另一端側(cè))。若從如圖9a所示，全部的內(nèi)孔174與外孔176不重疊的狀態(tài)開(kāi)始，內(nèi)管156向活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(圖9a～d中右側(cè))移動(dòng)，則如圖9b所示，從活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(圖a~d9中左側(cè))開(kāi)始第一個(gè)內(nèi)孔174開(kāi)始與外孔176重疊。

若進(jìn)一步，內(nèi)管156向活塞112的下死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，則如圖9c所示，從活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(圖9a～d中左側(cè))開(kāi)始第一、二個(gè)內(nèi)孔174與外孔176重疊并完全地開(kāi)口，第三個(gè)內(nèi)孔174開(kāi)始與外孔176重疊。

若內(nèi)管156的移動(dòng)進(jìn)行，則最終如圖9d所示，全部的內(nèi)孔174與外孔176重疊并完全地開(kāi)口。之后，內(nèi)管156返回，朝活塞112的上死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，從圖9d階段性地過(guò)渡至圖9a的狀態(tài)。

如此，內(nèi)孔174和外孔176從活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(圖9a～d中左側(cè))開(kāi)始依次開(kāi)口，在全部的內(nèi)孔174與外孔176重疊并完全開(kāi)口之后，從活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(圖9a～d中右側(cè))依次閉口。

在此，將內(nèi)管156與外管158重合的部位之中，相對(duì)地位于沖程方向的一端側(cè)(圖9a～d中右側(cè))，且內(nèi)孔174和外孔176重疊而形成的開(kāi)口區(qū)域稱為小流量開(kāi)口區(qū)域os。

另外，將內(nèi)管156與外管158重合的部位之中，與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比位于活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(圖9a～d中左側(cè))的開(kāi)口區(qū)域稱為大流量開(kāi)口區(qū)域ob。在此，小流量開(kāi)口區(qū)域os及大流量開(kāi)口區(qū)域ob分別是包含外孔176的，外管158中的預(yù)先設(shè)定的大小的區(qū)域。

另外，形成大流量開(kāi)口區(qū)域ob的內(nèi)孔174及外孔176與形成小流量開(kāi)口區(qū)域os的內(nèi)孔174及外孔176分別在沖程方向上隔開(kāi)。

此時(shí)，形成大流量開(kāi)口區(qū)域ob的內(nèi)孔174及外孔176與形成小流量開(kāi)口區(qū)域os的內(nèi)孔174及外孔176相比位于活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(圖9a～d中左側(cè))。因此，大流量開(kāi)口區(qū)域ob與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比為內(nèi)孔174和外孔176長(zhǎng)時(shí)間重疊的狀態(tài)。另外，大流量開(kāi)口區(qū)域ob與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比，內(nèi)孔174和外孔176較早重疊，內(nèi)孔174和外孔176的重合較遲解除。

圖10a及b是用于說(shuō)明掃氣端口118的開(kāi)度和混合氣濃度的關(guān)系的圖。在圖10a及b中，上下方向表示活塞112的沖程方向，上側(cè)與活塞112的上死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的另一端側(cè))對(duì)應(yīng)，下側(cè)與活塞112的下死點(diǎn)側(cè)(沖程方向的一端側(cè))對(duì)應(yīng)。

掃氣端口118如在圖10a及b中以端口開(kāi)口面積的圖表所示，開(kāi)口面積通過(guò)活塞112的位置而變化。在掃氣端口118開(kāi)始開(kāi)口時(shí)，在掃氣端口118之中，從活塞112的上死點(diǎn)側(cè)開(kāi)始開(kāi)口，下死點(diǎn)側(cè)最后打開(kāi)。而且，在掃氣端口118開(kāi)始閉口時(shí)，在掃氣端口118之中，從活塞112的下死點(diǎn)側(cè)開(kāi)始閉口，上死點(diǎn)側(cè)最后閉合。

結(jié)果，掃氣空氣量(掃氣活性氣體量)如圖10a及b中以掃氣空氣量的圖表示出的那樣，與端口開(kāi)口面積成比例地變化。此時(shí)，在圖10b所示的比較例中，如氣體噴射量的圖表所示的那樣，燃料氣體的噴射量與端口開(kāi)口面積不成比例。因此，如圖10b中以混合氣濃度的圖表示出的那樣，從掃氣端口118流入的燃料氣體和活性氣體的混合氣的濃度局部地變濃。

在本實(shí)施方式中，如圖10a所示的那樣，內(nèi)管156與端口開(kāi)口面積配合地位移。結(jié)果，在掃氣端口118的開(kāi)口面積變大期間，如上所述，內(nèi)孔174及外孔176從活塞112的上死點(diǎn)側(cè)開(kāi)始依次開(kāi)口，若掃氣端口118的開(kāi)口面積變小，則內(nèi)孔174及外孔176從活塞112的下死點(diǎn)側(cè)開(kāi)始依次閉口。

因此，如在圖10a中以氣體噴射量的圖表所示的那樣，燃料氣體的噴射量與活性氣體的量大致成比例地增減。因此，能夠?qū)膾邭舛丝?18流入的燃料氣體和活性氣體的混合氣的濃度保持為大致一定的。

另外，如上所述，位于上死點(diǎn)側(cè)的大流量開(kāi)口區(qū)域ob與位于下死點(diǎn)側(cè)的小流量開(kāi)口區(qū)域os相比為內(nèi)孔174和外孔176長(zhǎng)時(shí)間重疊的狀態(tài)。因此，在掃氣端口118之中開(kāi)口時(shí)間長(zhǎng)的上死點(diǎn)側(cè)，增多來(lái)自大流量開(kāi)口區(qū)域ob的燃料氣體的噴射量，以謀求混合氣濃度的均勻化。

另外，如上所述，大流量開(kāi)口區(qū)域ob與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比，內(nèi)孔174和外孔176較早重疊，內(nèi)孔174和外孔176的重合較遲解除。因此，能夠在距掃氣端口118的開(kāi)閉更近的定時(shí)，使大流量開(kāi)口區(qū)域ob及小流量開(kāi)口區(qū)域os中的內(nèi)孔174和外孔176開(kāi)閉，以噴射燃料氣體。

圖11a及b是用于說(shuō)明第一變形例中的內(nèi)孔274和外孔276的圖。如圖11a及b所示，在第一變形例中，處于對(duì)應(yīng)關(guān)系的內(nèi)孔274及外孔276的與內(nèi)管156及外管158的貫穿方向垂直的截面形狀為相同形狀，分別是矩形。而且，內(nèi)孔274及外孔276的圖11a及b中上下方向的長(zhǎng)度(沿著與沖程方向垂直的方向的長(zhǎng)度)上死點(diǎn)側(cè)比下死點(diǎn)側(cè)長(zhǎng)，內(nèi)孔274及外孔276的圖11a及b中左右方向的長(zhǎng)度(沿著沖程方向的長(zhǎng)度)相同。

如圖11a所示，在從全部的內(nèi)孔274和外孔276閉合的狀態(tài)開(kāi)始，如圖11b所示，內(nèi)孔274和外孔276重合時(shí)，上死點(diǎn)側(cè)的開(kāi)口量變得較大。

即，大流量開(kāi)口區(qū)域ob與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比，從內(nèi)孔274和外孔276的重疊開(kāi)始到結(jié)束，開(kāi)口量始終大。因此，能夠增加對(duì)掃氣端口118之中所流入的活性氣體的流量相對(duì)多的上死點(diǎn)側(cè)噴射的燃料氣體的量，抑制對(duì)所流入的活性氣體的流量相對(duì)少的下死點(diǎn)側(cè)噴射的燃料氣體的量，以謀求混合氣濃度的均勻化。

圖12a及b是用于說(shuō)明第二變形例中的內(nèi)孔374和外孔376的圖。如圖12a及b所示，在第二變形例中，相對(duì)于形成圓形狀的一個(gè)外孔376，設(shè)有形成圓形狀的四個(gè)內(nèi)孔374。另外，在多個(gè)外孔376中，上死點(diǎn)側(cè)的內(nèi)徑最大，且內(nèi)徑朝下死點(diǎn)側(cè)慢慢變小。

而且，在圖12a所示的狀態(tài)下，在內(nèi)孔374中，從距對(duì)應(yīng)的外孔376近的內(nèi)孔374開(kāi)始內(nèi)徑慢慢變大。

若如12b所示，內(nèi)管156向下死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，則四個(gè)內(nèi)孔374中的一個(gè)與外孔376重合，若內(nèi)管156進(jìn)一步向下死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，則在暫時(shí)解除內(nèi)孔374和外孔376的重合之后，下個(gè)內(nèi)孔374和外孔376重合。如此，相對(duì)于一個(gè)外孔376，多個(gè)內(nèi)孔374依次重合，并噴射燃料氣體。

此時(shí)，外孔376的內(nèi)徑為上死點(diǎn)側(cè)較大，且與外孔376重合的內(nèi)孔374的內(nèi)徑隨著去往上死點(diǎn)而依次變大，因而，隨著內(nèi)管156向下死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，上死點(diǎn)側(cè)的大流量開(kāi)口區(qū)域ob與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比，開(kāi)口面積階梯性地變大。而且，隨著內(nèi)管156返回并向上死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，上死點(diǎn)側(cè)的開(kāi)口面積階梯性地變小。

圖13a及b是用于說(shuō)明第三變形例中的內(nèi)孔474和外孔476的圖。如圖13a及b所示，在第三變形例中，內(nèi)孔474及外孔476分別形成有各一個(gè)。

而且，外孔476之中圖13a及b中上下方向的幅度(與沖程方向垂直的方向的幅度)從上死點(diǎn)側(cè)朝下死點(diǎn)側(cè)漸減。另一方面，內(nèi)孔474之中圖13a及b中上下方向的幅度從上死點(diǎn)側(cè)到下死點(diǎn)側(cè)大致一定。

若從如圖13a所示，內(nèi)孔474和外孔476未重合的狀態(tài)開(kāi)始，如圖13b所示，內(nèi)管156向下死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，則內(nèi)孔474和外孔476慢慢地重合。

此時(shí)，由于外孔476的圖13a及b中上下方向的幅度之差，大流量開(kāi)口區(qū)域ob與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比開(kāi)口量大。另外，大流量開(kāi)口區(qū)域ob與上述實(shí)施方式同樣，與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比為內(nèi)孔474和外孔476長(zhǎng)時(shí)間重疊的狀態(tài)，因而能夠謀求混合氣濃度的均勻化。

而且，大流量開(kāi)口區(qū)域ob與小流量開(kāi)口區(qū)域os相比，內(nèi)孔474和外孔476較早重疊，內(nèi)孔474和外孔476的重合較遲解除，因而能夠以距掃氣端口118的開(kāi)閉更近的定時(shí)使大流量開(kāi)口區(qū)域ob及小流量開(kāi)口區(qū)域os中的內(nèi)孔474和外孔476開(kāi)閉。

圖14a及b是用于說(shuō)明第四變形例中的燃料噴射部526的圖。上述實(shí)施方式的燃料噴射部126通過(guò)內(nèi)管156的內(nèi)孔174和外管158的外孔176的重疊來(lái)使燃料氣體的噴射停止。另一方面，在第四變形例中，如圖14a所示，除了內(nèi)管156的內(nèi)孔174和外管158的外孔176的重疊之外，還通過(guò)閥體部572來(lái)停止燃料氣體的噴射。

具體而言，在燃料噴射部526中，在液壓室162與內(nèi)管156之間，形成有氣體室568，該氣體室568連通圖3所示的連通配管148的，且被從連通配管148供給燃料氣體。氣體室568與外管158的本體158a的內(nèi)部連通。

在軸166之中配置在氣體室568的部位形成有閥體部572，隨著軸166的移動(dòng)，閥體部572使氣體室568和外管158的連通部分開(kāi)閉。

另外，內(nèi)管156的基端側(cè)(上端側(cè))為錐面556b，錐面556b的外徑比外管158的內(nèi)徑小地形成。在錐面556b設(shè)有連通孔556c，經(jīng)由連通孔556c，外管158的本體158a的內(nèi)部與內(nèi)管156的本體156a的內(nèi)部連通。

如圖14b所示，若閥體部572打開(kāi)，則通過(guò)內(nèi)管156的連通孔556c，被引導(dǎo)到外管158的本體158a內(nèi)部的燃料氣體流入內(nèi)管156的本體156a內(nèi)部。

彈簧部件570配置在氣體室568，如圖14b所示，通過(guò)若閥體部572打開(kāi)則使施力沿關(guān)閉閥體部572的方向作用于閥體部572來(lái)輔助因液壓引起的軸166的移動(dòng)。

如此，在燃料噴射部526中，除了內(nèi)管156的內(nèi)孔174和外管158的外孔176的重疊之外，還通過(guò)閥體部572來(lái)停止燃料氣體的噴射。其結(jié)果，能夠可靠地避免來(lái)自燃料噴射部526的燃料氣體漏出。

圖15a及b是用于說(shuō)明第五變形例中的燃料噴射部626的圖。在上述第四變形例的燃料噴射部526中，相對(duì)于燃料配管152，氣體室568配置在與液壓室160、162相同的一側(cè)，通過(guò)一個(gè)軸166，內(nèi)管156和閥體部572同時(shí)移動(dòng)。

另一方面，在第五變形例中，如圖15a及b所示，分體地設(shè)有固定于內(nèi)管156及液壓活塞164的軸666a、以及設(shè)有閥體部672的軸666b。軸666b通過(guò)未圖示的液壓機(jī)構(gòu)與液壓活塞164獨(dú)立地沿圖15a及b中上下方向(沖程方向)移動(dòng)，以使閥體部672開(kāi)閉。

圖16a及b是用于說(shuō)明第六變形例中的燃料噴射部726的圖。上述實(shí)施方式的燃料噴射部126通過(guò)液壓使內(nèi)管156移動(dòng)。另一方面，在第六變形例中，如圖16a及b所示，未搭載液壓機(jī)構(gòu)。

在外管758之中圖16a及b中上側(cè)(沖程方向上方)的端部，形成有向內(nèi)部突出的突出部758a。突出部758a與外管758中容納有內(nèi)管756的部位相比配置在圖16a及b中上側(cè)。另外，突出部758a的一部分延伸到內(nèi)管756側(cè)，并與內(nèi)管756之中形成在圖16a及b中上側(cè)內(nèi)部的引導(dǎo)槽756a嵌合。雖然通過(guò)突出部758a及引導(dǎo)槽756a，內(nèi)管756相對(duì)于外管758相對(duì)地旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)受到限制，但內(nèi)管756能夠沿圖16a及b中上下方向移動(dòng)。

內(nèi)管756之中圖16a及b中下側(cè)的端部閉塞，且從內(nèi)管756的外側(cè)固定有彈簧部件770(施力體)的一端。彈簧部件的另一端固定于調(diào)整部件780，通過(guò)螺母n的緊固，對(duì)調(diào)整部件780的位置進(jìn)行調(diào)整，從而能夠調(diào)整沿著沖程方向(彈簧部件770的彈性變形的方向)的彈簧部件770的另一端的位置。

而且，彈簧部件770使沿與相對(duì)于外管758的相對(duì)位置的變化方向平行的方向(在此為圖16a及b中上側(cè))推壓(施力)內(nèi)管756的施力作用。

另外，配置彈簧部件770的彈簧室782與掃氣室120連通，通過(guò)被壓縮的活性氣體的壓力，內(nèi)管756被向圖16a及b中上側(cè)推壓。另一方面，對(duì)內(nèi)管756的內(nèi)部供給燃料氣體，內(nèi)管756通過(guò)燃料氣體的壓力而被向圖16a及b中下側(cè)推壓。

若從圖16a所示的狀態(tài)開(kāi)始，內(nèi)管756通過(guò)被引導(dǎo)到內(nèi)管756的燃料氣體的壓力而被沿與由彈簧部件770的施力及活性氣體的壓力引起的推壓力對(duì)抗的方向(圖16a及b中下方向)推壓，則通過(guò)燃料氣體的壓力變化，如圖16b所示，內(nèi)管756和外管758的相對(duì)位置變化。

如此，在第六變形例中，不需要在燃料噴射部726設(shè)置液壓機(jī)構(gòu)，能夠通過(guò)燃料氣體的壓力使內(nèi)管756和外管758的相對(duì)位置變化，能夠降低成本。

以上，參照附圖對(duì)本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但無(wú)需贅言，本公開(kāi)不限于此種實(shí)施方式。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在權(quán)利要求書(shū)所記載的范疇內(nèi)想到各種變更例或修正例，認(rèn)為它們也當(dāng)然屬于本公開(kāi)的技術(shù)范圍內(nèi)。

例如，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了使內(nèi)管156、756移動(dòng)以使內(nèi)管156、756和外管158、758的相對(duì)位置變化的情況。但是，還可以使外管158、758移動(dòng)以使內(nèi)管156、756和外管158、758的相對(duì)位置變化。

另外，在上述第三變形例中，說(shuō)明了內(nèi)孔474及外孔476分別設(shè)置各一個(gè)的情況。但是，若像上述實(shí)施方式及其他變形例那樣，將內(nèi)孔174、274、374、及外孔176、276、376分別沿沖程方向隔開(kāi)地設(shè)置多個(gè)，則能夠抑制內(nèi)管156、756、外管158、758的強(qiáng)度降低。

另外，雖然在上述實(shí)施方式及變形例中，說(shuō)明了驅(qū)動(dòng)部154使內(nèi)管156、756沿沖程方向移動(dòng)的情況，但還可以使內(nèi)管156、756或外管158、758沿沖程方向以外的方向，例如，內(nèi)管156、756的周向方向旋轉(zhuǎn)。但是通過(guò)使內(nèi)管156、756或外管158、758沿沖程方向移動(dòng)，能夠使構(gòu)造簡(jiǎn)化以削減成本。

另外，在掃氣端口的開(kāi)度隨著活塞的去往下死點(diǎn)側(cè)的沖程方向移動(dòng)而漸增之后，若活塞從下死點(diǎn)朝上死點(diǎn)側(cè)返回，則開(kāi)度漸減。如此，隨著掃氣端口的開(kāi)度變化，在掃氣端口的一次開(kāi)閉期間，從掃氣端口吸入缸內(nèi)的活性氣體的流量變化。然而，若如上述專利文獻(xiàn)1那樣，在掃氣端口的一次開(kāi)閉期間，以大致一定的噴射壓力噴射燃料氣體，則在燃料氣體和活性氣體的混合氣中產(chǎn)生局部的濃淡。

由于此種狀況，故優(yōu)選地提供能夠謀求在掃氣端口的一次開(kāi)閉期間吸入的燃料氣體和活性氣體的濃度的均勻化的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。

為了解決上述問(wèn)題，在本公開(kāi)中，提供一種單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其具備：缸，其在內(nèi)部形成有燃燒室；活塞，其在缸內(nèi)滑動(dòng)；掃氣空間，其包圍缸之中活塞沖程方向的一端側(cè)，且被引導(dǎo)壓縮的活性氣體；掃氣端口，其設(shè)于缸之中位于掃氣空間內(nèi)的部分，且與活塞的滑動(dòng)動(dòng)作對(duì)應(yīng)地將活性氣體從掃氣空間吸入燃燒室；燃料噴射口，其與掃氣端口相比設(shè)于缸的徑向方向外側(cè)，且對(duì)被掃氣端口吸入的活性氣體噴射燃料氣體；以及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)，其與伴隨掃氣端口的開(kāi)度而產(chǎn)生壓力變化的第一位置、以及壓力變化比第一位置小的第二位置的壓力差對(duì)應(yīng)地使燃料噴射口開(kāi)閉。

由此，能夠謀求在掃氣端口的一次開(kāi)閉期間吸入的燃料氣體和活性氣體的濃度的均勻化。

第一位置可位于掃氣端口內(nèi)。

第二位置可為與燃料噴射口相比從掃氣端口隔開(kāi)的位置。

該單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)還具備：內(nèi)管，其具有貫穿內(nèi)部和外部的內(nèi)孔，且內(nèi)部被引導(dǎo)燃料氣體；和外管，其具有貫穿內(nèi)部和外部的外孔，在內(nèi)部容納內(nèi)管并與內(nèi)管一同形成雙重管，燃料噴射口由內(nèi)孔和外孔重疊而形成，開(kāi)閉機(jī)構(gòu)通過(guò)因壓力差引起的推壓力來(lái)使內(nèi)管和外管的相對(duì)位置變化，從而使燃料噴射口的開(kāi)口面積變化也可。

若第二位置和第一位置的差壓增加，則內(nèi)管被朝沖程方向的一端側(cè)推壓，若差壓減少，則內(nèi)管被朝沖程方向的另一端側(cè)推壓也可。

以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明上述單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式。此種實(shí)施方式所示的尺寸、材料、其他具體數(shù)值等只不過(guò)是用于使本公開(kāi)的理解容易的例示，除特別事先聲明的情況以外，不限定本公開(kāi)。此外，在以下的記載中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能、構(gòu)成的要素，通過(guò)附以相同的符號(hào)來(lái)省略重復(fù)說(shuō)明，另外對(duì)與本公開(kāi)無(wú)直接關(guān)系的要素省略圖示。

圖17是示出單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1100的整體構(gòu)成的圖。

本實(shí)施方式的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1100例如用于船舶等。具體而言，單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1100包含以下部分而構(gòu)成：缸1110、活塞1112、排氣端口1114、排氣閥1116、掃氣端口1118、掃氣積存部1120(掃氣空間)、掃氣室1122(掃氣空間)、燃燒室1124、燃料配管1126、以及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128。

在單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1100中，在活塞1112的上升行程及下降行程這兩個(gè)行程之間，進(jìn)行排氣、吸氣、壓縮、燃燒、膨脹，活塞1112在缸1110內(nèi)滑動(dòng)。活塞桿1112a的一端固定于活塞1112。另外，未圖示的十字頭連結(jié)于活塞桿1112a的另一端，十字頭與活塞1112一同往復(fù)移動(dòng)。若隨著活塞1112的往復(fù)移動(dòng)，十字頭往復(fù)移動(dòng)，則與該往復(fù)移動(dòng)連動(dòng)，未圖示的曲柄軸旋轉(zhuǎn)。

排氣端口1114是在與活塞1112的上死點(diǎn)相比上方的缸頭1110a設(shè)置的開(kāi)口部，其開(kāi)閉以用于對(duì)在缸1110內(nèi)產(chǎn)生的燃燒后的排氣氣體進(jìn)行排氣。排氣閥1116通過(guò)排氣閥驅(qū)動(dòng)裝置1116a而以既定的定時(shí)上下地滑動(dòng)，以使排氣端口1114開(kāi)閉。在排氣端口114打開(kāi)時(shí)，排氣氣體通過(guò)排氣端口1114從缸1110排氣。

掃氣端口1118是從缸1110下端側(cè)的內(nèi)周面(缸襯套1110b的內(nèi)周面)貫穿到外周面的孔，且遍及缸1110的整個(gè)周圍設(shè)有多個(gè)。而且，掃氣端口1118與活塞1112的滑動(dòng)動(dòng)作對(duì)應(yīng)地將活性氣體吸入缸1110內(nèi)。該活性氣體包含氧、臭氧等氧化劑，或者其混合氣(例如空氣)。

由未圖示的吹風(fēng)機(jī)壓縮的活性氣體(例如空氣)由冷卻器1130冷卻且被封入掃氣積存部1120。壓縮及冷卻的活性氣體在通過(guò)配置在掃氣積存部1120內(nèi)的整流板1132整流之后，通過(guò)排泄分離器1134被除去水分。

掃氣室1122與掃氣積存部1120連通，并且包括缸1110之中活塞1112沖程方向(以下，有時(shí)簡(jiǎn)單地簡(jiǎn)稱為“沖程方向”)的一端側(cè)(圖17中下側(cè))，被引導(dǎo)進(jìn)行了壓縮、冷卻、以及水分除去的活性氣體。

在此，掃氣積存部1120及掃氣室1122構(gòu)成掃氣空間。掃氣空間是被引導(dǎo)壓縮的活性氣體，且包圍缸1110之中活塞1112沖程方向的一端側(cè)(圖17中下側(cè))的空間。在此，雖然作為掃氣空間的一例將掃氣積存部1120、掃氣室1122舉為例子，但掃氣空間若為被引導(dǎo)壓縮的活性氣體，且包圍缸1110之中活塞1112沖程方向的一端側(cè)的空間，則不限于掃氣積存部1120、掃氣室1122。

掃氣端口118設(shè)于缸1110(缸襯套1110b)之中位于掃氣室1122內(nèi)的部分，與活塞112的滑動(dòng)動(dòng)作對(duì)應(yīng)，通過(guò)掃氣室1122和缸1110內(nèi)的差壓來(lái)將活性氣體從掃氣室1122吸入缸1110內(nèi)。被吸入缸1110的活性氣體通過(guò)活塞112而被引導(dǎo)到燃燒室1124。

圖18是圖17的ii-ii線截面圖。在圖18中，為了容易理解，燃料配管1126的截面簡(jiǎn)化示出，之后詳細(xì)說(shuō)明燃料配管1126的內(nèi)部構(gòu)造。如圖18所示，燃料配管1126與掃氣端口1118相比設(shè)于缸1110(缸襯套1110b)的徑向方向外側(cè)。

在圖18所示的例子中，燃料配管1126配置在相鄰的掃氣端口1118之間的缸1110外表面的徑向方向外側(cè)，活性氣體的流動(dòng)變得難以被燃料配管1126阻礙。

雖然在圖18所示的例子中，說(shuō)明了燃料配管1126和掃氣端口1118配置相同數(shù)目的情況，但燃料配管1126和掃氣端口1118的配置數(shù)也可以不同，例如，還可以對(duì)每?jī)蓚€(gè)掃氣端口1118設(shè)置一個(gè)燃料配管1126。

在燃料配管1126之中排氣端口1114側(cè)(圖17中上側(cè))，配置有環(huán)狀配管1136。環(huán)狀配管1136是沿缸1110的周向方向環(huán)狀地包圍缸1110徑向方向外側(cè)的配管，且與燃料配管1126連通。通過(guò)燃料噴射閥1138，從貯留有燃料氣體的燃料儲(chǔ)罐1140對(duì)環(huán)狀配管1136引導(dǎo)燃料氣體。

環(huán)狀配管1136與各燃料配管1126連通，在燃料配管1126形成有后述燃料噴射口，從燃料儲(chǔ)罐1140經(jīng)由環(huán)狀配管1136流入燃料配管1126的燃料氣體被從燃料配管1126噴射到被掃氣端口1118吸入的活性氣體。結(jié)果，燃料氣體與活性氣體一同被從掃氣端口1118吸入缸1110內(nèi)，并被引導(dǎo)到燃燒室1124。

另外，如圖17所示，在缸頭1110a設(shè)有引燃噴射閥1142。而且，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的期望時(shí)間點(diǎn)從引燃噴射閥1142噴射適量的燃料油。該燃料油因燃燒室1124的熱而氣化，變?yōu)槿剂蠚怏w。而且，燃料油氣化的燃料氣體自然著火，在極短的時(shí)間內(nèi)燃燒，使燃燒室1124的溫度極高。其結(jié)果，能夠使被從掃氣端口1118引導(dǎo)到燃燒室1124的燃料氣體以期望的定時(shí)可靠地燃燒。活塞1112主要通過(guò)因從掃氣端口1118引導(dǎo)的燃料氣體的燃燒引起的膨脹壓力而往復(fù)移動(dòng)。

在此，燃料氣體例如使lng(液化天然氣)氣化而生成。另外，在燃料氣體中，不限于lng，例如，還能夠適用使lpg(液化石油氣)、輕油、重油等氣化的氣體。

圖19是圖17的虛線部分的放大圖。如圖19所示，燃料配管1126由內(nèi)管1144和外管1146構(gòu)成。內(nèi)管1144與環(huán)狀配管1136經(jīng)由圖19中上側(cè)的連通路徑1148而連通，以將燃料氣體從環(huán)狀配管1136引導(dǎo)到內(nèi)管1144的本體1144a內(nèi)部。外管1146在本體1146a的內(nèi)部容納內(nèi)管1144并與內(nèi)管1144一同形成雙重管。

內(nèi)管1144具有將本體1144a的內(nèi)部和外部連通的內(nèi)孔1150，外管1146具有將本體1146a的內(nèi)部和外部連通的外孔1152。內(nèi)管1144的圖19中下側(cè)的前端閉塞，被引導(dǎo)到內(nèi)管1144的本體1144a內(nèi)部的燃料氣體在本體1144a的內(nèi)部滯留，直到內(nèi)孔1150與外孔1152重合。而且，若內(nèi)孔1150和外孔1152重合，則燃料氣體通過(guò)內(nèi)孔1150及外孔1152噴射到燃料配管1126外。

即，通過(guò)內(nèi)孔1150及外孔1152重疊而形成燃料噴射口1154，燃料噴射口1154對(duì)被掃氣端口1118吸入的活性氣體噴射燃料氣體。如上所述，由于燃料配管1126與掃氣端口1118相比設(shè)于缸1110的徑向方向外側(cè)，故在燃料配管1126形成的燃料噴射口1154也與掃氣端口1118相比設(shè)于缸1110的徑向方向外側(cè)。

開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128使內(nèi)管1144和外管1146的相對(duì)位置向活塞1112的沖程方向(圖19中上下方向)變化，以使內(nèi)孔1150和外孔1152重疊，從而使燃料噴射口1154開(kāi)口，并通過(guò)使重疊解除來(lái)使燃料噴射口1154閉口。

具體而言，開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128具有固定于外管1146前端側(cè)(圖19中下側(cè)，且活塞1112的下死點(diǎn)側(cè))的本體1128a。在本體1128a的內(nèi)部配置彈簧部件1156。

彈簧部件1156的一端抵接于內(nèi)管1144的前端部，另一端抵接于在本體1128內(nèi)形成的分隔壁1158。而且，彈簧部件1156相對(duì)于內(nèi)管1144使向活塞1112的上死點(diǎn)側(cè)推壓的施力作用。

另外，在本體1128a的內(nèi)部，與彈簧部件1156相比在下死點(diǎn)側(cè)設(shè)有兩個(gè)壓力室1160、1162。兩個(gè)壓力室1160、1162沿活塞1112的沖程方向連續(xù)地設(shè)置并由分隔部件1164分隔，分隔部件1164通過(guò)兩個(gè)壓力室1160、1162之間的壓力差而彈性變形。

軸1166的一端固定于分隔部件1164，軸1166的另一端貫穿分隔壁1158并突出到彈簧部件1156側(cè)，面對(duì)內(nèi)管1144的前端部。通過(guò)兩個(gè)壓力室1160、1162之間的壓力差，隨著分隔部件1164的彈性變形，軸1166的另一端推壓內(nèi)管1144的前端，朝上死點(diǎn)側(cè)推壓內(nèi)管1144。

在下死點(diǎn)側(cè)的壓力室1160，在分隔部件1164與本體1128a之間，配置有彈簧部件1168，彈簧部件1168通過(guò)相對(duì)于分隔部件1164使向上死點(diǎn)側(cè)推壓的施力作用來(lái)支撐分隔部件1164。

而且，連通配管1170連結(jié)于下死點(diǎn)側(cè)的壓力室1160。另外，在缸1110，形成有從缸1110的外周面貫穿到掃氣端口1118內(nèi)的貫穿孔1110c。連通配管1170及貫穿孔1110c連結(jié)，通過(guò)連通配管1170及貫穿孔1110c，掃氣端口1118的內(nèi)部(第一位置)和壓力室1160連通。

另一方面，未圖示的配管連結(jié)于上死點(diǎn)側(cè)的壓力室1162，通過(guò)該配管，壓力室1162與和燃料噴射口1154相比從掃氣端口1118隔開(kāi)的位置，例如，掃氣積存部1120之中活性氣體的流小的位置(第二位置)連通。第二位置與第一位置相比活性氣體的流小，相應(yīng)地，靜壓的壓力變化小。

圖20是示出圖19中的燃料配管1126及開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128的圖。如圖20所示，內(nèi)孔1150及外孔1152分別沿沖程方向隔開(kāi)并設(shè)有多個(gè)，且沖程方向的間隔相等。另外，內(nèi)孔1150及外孔1152的與貫穿方向垂直的截面形狀為相同形狀。

在圖20中，內(nèi)管1144的基端側(cè)(上死點(diǎn)側(cè))抵接于定位部件1172。從而，內(nèi)管1144的相對(duì)于外管1146的相對(duì)位置與圖20所示的位置相比不向上死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)。

另外，內(nèi)管1144的去往下死點(diǎn)側(cè)的移動(dòng)被限制為直到內(nèi)管1144的前端側(cè)與開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128的本體1128a抵接的位置。因此，內(nèi)管1144的沖程方向的可移動(dòng)距離為在圖20中以符號(hào)m示出的長(zhǎng)度。

在圖20中，為在內(nèi)管1144相對(duì)于外管1146向下死點(diǎn)側(cè)相對(duì)地移動(dòng)距離m時(shí)，即，內(nèi)管1144移動(dòng)到最為下死點(diǎn)側(cè)時(shí)，內(nèi)孔1150和外孔1152變?yōu)橥耆刂睾系臓顟B(tài)的位置關(guān)系。

圖21a～c是用于說(shuō)明燃料噴射口1154的開(kāi)閉的圖。如圖21a所示，在內(nèi)管1144位于最為上死點(diǎn)側(cè)時(shí)，內(nèi)孔1150和外孔1152不重合，燃料噴射口1154全部閉合。

然后，若活塞1112從上死點(diǎn)側(cè)朝下死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)，掃氣端口1118開(kāi)始開(kāi)口，從掃氣端口1118將活性氣體開(kāi)始吸入缸1110內(nèi)，則掃氣端口1118內(nèi)的動(dòng)壓上升，靜壓降低。結(jié)果，壓力室1160的壓力開(kāi)始降低，如圖21b所示，內(nèi)管1144向下死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)。此時(shí)，內(nèi)孔1150和外孔1152部分地重合，燃料噴射口1154的一部分開(kāi)口。

進(jìn)而，若掃氣端口1118完全打開(kāi)，則從掃氣端口1118吸入缸1110內(nèi)的活性氣體的流速進(jìn)一步上升，與掃氣端口1118內(nèi)的動(dòng)壓上升同時(shí)，靜壓降低也變得明顯，壓力室1160的壓力進(jìn)一步降低。結(jié)果，如圖21c所示，內(nèi)管1144移動(dòng)到最為下死點(diǎn)側(cè)，內(nèi)孔1150和外孔1152完全地重合。即，燃料噴射口1154完全地開(kāi)口。

若活塞1112在下死點(diǎn)處返回，并去往上死點(diǎn)側(cè)，則配合掃氣端口1118的閉口，從圖21c所示的狀態(tài)朝圖21a所示的狀態(tài)，內(nèi)管1144向上死點(diǎn)側(cè)移動(dòng)。

圖22a及b是用于說(shuō)明掃氣端口1118的開(kāi)度和混合氣濃度的關(guān)系的圖。在圖22a及b中，上下方向表示活塞1112的沖程方向，上側(cè)與活塞1112的上死點(diǎn)側(cè)對(duì)應(yīng)，下側(cè)與活塞1112的下死點(diǎn)側(cè)對(duì)應(yīng)。

掃氣端口1118如在圖22a及b中以端口開(kāi)口面積的圖表所示，開(kāi)口面積通過(guò)活塞1112的位置而變化。在掃氣端口1118開(kāi)始開(kāi)口時(shí)，在掃氣端口1118之中，從活塞1112的上死點(diǎn)側(cè)開(kāi)始開(kāi)口，下死點(diǎn)側(cè)最后打開(kāi)。而且，在掃氣端口1118開(kāi)始閉口時(shí)，在掃氣端口1118之中，從活塞1112的下死點(diǎn)側(cè)開(kāi)始閉口，上死點(diǎn)側(cè)最后閉合。

結(jié)果，掃氣空氣量(掃氣活性氣體量)如圖22a及b中以掃氣空氣量的圖表示出的那樣，與端口開(kāi)口面積成比例地變化。此時(shí)，在圖22b所示的比較例中，如氣體噴射量的圖表所示的那樣，燃料氣體的噴射量與端口開(kāi)口面積不成比例。因此，如圖22b中以混合氣濃度的圖表示出的那樣，從掃氣端口1118流入的燃料氣體和活性氣體的混合氣的濃度局部地變濃。

另外，如上所述，與掃氣空氣量對(duì)應(yīng)，掃氣端口1118內(nèi)的靜壓降低，因而如圖22a所示，掃氣端口1118的內(nèi)部(第一位置)和掃氣積存部1120(第二位置)的壓力差δp變大。

因此，在本實(shí)施方式中，設(shè)置與壓力差δp對(duì)應(yīng)，內(nèi)管1144自動(dòng)地相對(duì)于外管1146使相對(duì)位置位移的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128，與掃氣端口1118的開(kāi)口面積對(duì)應(yīng)地，也使圖22a中以噴射口面積的圖表示出的燃料噴射口1154的開(kāi)口面積變化。

因此，如圖22a中以氣體噴射量的圖表示出的那樣，燃料氣體的噴射量與活性氣體的量大致成比例地增減，因而，能夠?qū)膾邭舛丝?118流入的燃料氣體和活性氣體的混合氣的濃度保持為大致一定。

雖然在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128將第一位置和第二位置的壓力差變?yōu)橥茐毫?，以開(kāi)閉燃料噴射口1154的情況，但開(kāi)閉機(jī)構(gòu)1128例如作為電信號(hào)取得第一位置和第二位置的壓力差，并與第一位置和第二位置的壓力差對(duì)應(yīng)地利用促動(dòng)器等使燃料噴射口1154開(kāi)閉也可。

另外，雖然在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了第一位置位于掃氣端口1118內(nèi)的情況，但第一位置若是隨著掃氣端口1118的開(kāi)度而產(chǎn)生壓力變化的位置，則也可以是掃氣端口1118外。但是，通過(guò)使第一位置為掃氣端口1118內(nèi)，掃氣端口1118的開(kāi)度所伴隨的壓力變化更高精度地反映于燃料噴射口1154的開(kāi)閉。

另外，雖然在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了第二位置為與燃料噴射口1154相比從掃氣端口1118隔開(kāi)的位置的情況，但第二位置若是與第一位置相比壓力變化小的位置，則可以是任意位置。但是，若使第二位置為例如掃氣積存部1120等與燃料噴射口1154相比從掃氣端口1118隔開(kāi)的位置，則難以受到被掃氣端口1118吸入的活性氣體的流動(dòng)的影響，能夠?qū)毫ψ兓种茷檩^小，以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行燃料噴射口1154的開(kāi)閉。

另外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了具備基于內(nèi)管1144和外管1146的雙重管，內(nèi)孔1150和外孔1152重合以形成燃料噴射口1154的情況。但是，雙重管不是必須的構(gòu)成，燃料噴射口1154還可以與第一位置和第二位置的壓力差對(duì)應(yīng)地通過(guò)另外的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)來(lái)開(kāi)閉。但是，通過(guò)采用設(shè)置基于內(nèi)管1144及外管1146的雙重管的構(gòu)成，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行燃料噴射口1154的開(kāi)閉。

另外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了若掃氣積存部1120(第二位置)和掃氣端口1118內(nèi)(第一位置)的差壓增加，則內(nèi)管11144被朝沖程方向的一端側(cè)(下死點(diǎn)側(cè))推壓，若差壓減少，則內(nèi)管1144被朝沖程方向的另一端(上死點(diǎn)側(cè))推壓的情況。然而，還可以與此相反，若掃氣積存部1120(第二位置)和掃氣端口1118內(nèi)(第一位置)的差壓增加，則內(nèi)管1144被朝沖程方向的上死點(diǎn)側(cè)推壓，若差壓減少，則內(nèi)管1144被朝沖程方向的下死點(diǎn)側(cè)推壓。

但是，若是內(nèi)管1144被沿上述實(shí)施方式的朝向推壓的構(gòu)成，則外孔1152和內(nèi)孔1150的開(kāi)始重合的部分為一個(gè)外孔1152之中的上死點(diǎn)側(cè)。由于掃氣端口1118之中的開(kāi)始開(kāi)口的部分也是上死點(diǎn)側(cè)，故能夠從距流入開(kāi)始開(kāi)口的掃氣端口118的活性氣體近的一側(cè)開(kāi)始燃料氣體的噴射，對(duì)燃料氣體的局部濃淡的抑制具有效果。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

本公開(kāi)能夠用于將燃料氣體與活性氣體一同從掃氣端口吸入缸內(nèi)的單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。

符號(hào)說(shuō)明

ob大流量開(kāi)口區(qū)域

os小流量開(kāi)口區(qū)域

100單流掃氣式雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)

110缸

112活塞

118掃氣端口

126燃料噴射部

154驅(qū)動(dòng)部

156、756內(nèi)管

158、758外管

174、274、374、474內(nèi)孔

176、276、376、476外孔

526、626、726燃料噴射部

770彈簧部件(施力體)