(57)【要約】システムはエンジンを有する。エンジンは、燃焼チャンバと、燃焼チャンバから離れた予燃焼チャンバと、燃焼チャンバと予燃焼チャンバとをつなぐ開口とを有する。エンジンは、また、予燃焼チャンバに液体燃料を供給するように構成された第１の燃料供給システムと、燃焼チャンバに異なる第２の燃料を供給するように構成された第２の燃料供給システムとを有する。場合によっては、酸素供給システムは、予燃焼チャンバ内に酸素を供給する。
2017510745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼チャンバと、
前記燃焼チャンバから離れた予燃焼チャンバと、
前記燃焼チャンバと前記予燃焼チャンバとをつなぐ開口と、
前記予燃焼チャンバに液体燃料を供給するように構成された第１の燃料供給システムと、
前記燃焼チャンバに異なる第２の燃料を供給するように構成された第２の燃料供給システムと、
を備えるエンジンを備える、
システム。
【請求項２】
前記液体燃料はディーゼル燃料である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２の燃料供給システムは、前記予燃焼チャンバへの出口を有する燃料ガス燃料噴射器をさらに備える、
請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の燃料供給システムは、前記エンジンの吸気口を介して１．５以上のラムダで前記燃焼チャンバへ前記燃料ガスを供給するように構成されている、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２の燃料供給システムは、
前記エンジンの吸気口への燃料ガス出口と、
前記予燃焼チャンバへ酸素流を供給する酸素供給システムとを備える、
請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
燃料ガスは、天然ガス、バイオガス、ランドフィルガス、又はメタンを含む、
請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記予燃焼チャンバ内にグロープラグを備える、
請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の燃料供給システムは、前記予燃焼チャンバへの出口を有する液体燃料噴射器を備える、
請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の燃料供給システムは、前記燃料ガスを点火するためのパイロット燃料として前記液体燃料を供給するように構成され、
前記第２の燃料供給システムは、主燃料として前記燃料ガスを前記燃焼チャンバに供給するように構成されている、
請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２の燃料供給システムは、前記燃料ガスを前記燃焼チャンバに１．５以上のラムダで供給するように構成されている、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の燃料供給システムは、主燃料として前記液体燃料を供給するように構成されている、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の燃料供給システムは、
前記予燃焼チャンバ内に出口を有し、前記燃焼チャンバへは燃料ガスを供給しない燃料ガス燃料噴射器と、
前記予燃焼チャンバに酸素流を供給するように構成された酸素供給とを備える、
請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項１３】
前記燃焼チャンバと前記予燃焼チャンバとをつなぐ前記開口は噴流開口を備える、
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
エンジンの燃焼チャンバから離れて配置されている前記エンジンの予燃焼チャンバに直接供給された液体燃料で前記エンジンを作動させるステップと、
前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップとを備える、
方法。
【請求項１５】
前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された前記異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップは、前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記予燃焼チャンバを通じて前記燃焼チャンバに供給された前記異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記液体燃料はディーゼル燃料である、
請求項１４又は請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記予燃焼チャンバに直接供給された液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された前記第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップは、前記液体燃料で前記第２の燃料を着火させるステップを含む、
請求項１４乃至請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の燃料は燃料ガスを含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
１．５以上の全体ラムダを生成するために前記エンジンの吸気口に前記燃料ガスを供給するステップを含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記予燃焼チャンバへ酸素流を直接供給するステップを含む、
請求項１４乃至請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップは、前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバへ供給された前記異なる第２の燃料と、前記予燃焼チャンバへ直接供給された前記異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップを含む、
請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１４年３月１７日に出願された米国特許出願第１４／２１５，４５０号に基づく優先権を主張し、当該米国特許出願のすべての記載内容を援用する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスエンジンをより薄い（よりリーンな）空燃比で運転することにより、高い出力密度、熱効率の改善、低い窒素酸化物（ＮＯｘ）排出量を達成する試みが盛んに行われている。混合気が薄くなるほど、点火システムへの負担は重くなる。プレチャンバスパークプラグ技術は、主シリンダ内の均質な希薄混合気も確実に点火するために有効である。プレチャンバプラグ内での確実な燃焼は、主燃焼チャンバ内での乱流噴流燃焼を作動させるのに必要な圧力を発生させる。しかし、このようなシステムは、空燃比が薄すぎる（リーンすぎる）とプレチャンバ内で確実な燃焼ができないという限界があり、それゆえ主チャンバ内でも同様である。こうした限界を克服するため、多くの製造者が燃料供給プレチャンバ（燃料ＦＰＣ、掃気プレチャンバ、又はリッチ化プレチャンバとしても知られる）を生産し（かつ使用し）ている。この場合、プレチャンバへ少量の燃料を正確に送給することで、より濃い（よりリッチな）空燃比がプレチャンバ内で生成される。一般に、燃料ＦＰＣの容積は著しく大きく、プレチャンバスパークプラグよりもはるかに多くのエネルギー噴流を送給する。プレチャンバ内のより濃い（リッチな）混合気は確実な点火と燃焼を生成し、次いで急速な圧力上昇を発生して乱流噴流を主チャンバへ送り込む。
【０００３】
しかし、内燃エンジン内の燃料ＦＰＣは、通常、エンジンの総ＮＯｘ排出量の大部分を産出する。これは、プレチャンバ内で燃料を燃焼するのに用いられる時間と、温度と、空気中の窒素の存在との組み合わせに起因する。他方、主シリンダ内で非常に希薄な混合気を確実に点火することは、プレチャンバから放出される高エネルギー噴流がなければかなり困難である。本発明の課題は、著しいＮＯｘを生成せずにプレチャンバ内で確実な燃焼を得ることである。
【０００４】
デュアルフューエルエンジンは、異なる２種類の燃料で作動するように構成されたエンジンである。例えば、デュアルフューエルエンジンは、天然ガスとディーゼルの両方で作動する。デュアルフューエルエンジンを、主燃料としての単一燃料で作動してもよいし、２種類の燃料の混合燃料で作動してもよい。しかし、デュアルフューエルエンジンは効率を制限するような問題をかかえている。例えば、天然ガスを火花点火して運転するエンジンは、主としてノッキングの問題ゆえに、ディーゼルエンジンと同じ圧縮比では運転しない。このようなエンジンの圧縮比は、ノッキングを防ぐためにディーゼルエンジンの圧縮比よりも低い。このため、天然ガスでの運転のために低い圧縮比としたデュアルフューエルエンジンは、ディーゼルでの運転中に効率が低下してしまうことになる。
【発明の概要】
【０００５】
第１の一般的態様に係るシステムは、エンジンを備え、前記エンジンは、燃焼チャンバと、前記燃焼チャンバから離れた予燃焼チャンバと、前記燃焼チャンバと前記予燃焼チャンバとをつなぐ開口と、前記予燃焼チャンバに液体燃料を供給するように構成された第１の燃料供給システムと、前記燃焼チャンバに異なる第２の燃料を供給するように構成された第２の燃料供給システムと、を備える。
【０００６】
第１の態様に準ずる第２の態様では、前記液体燃料はディーゼル燃料である。
【０００７】
第１の態様又は第２の態様に準ずる第３の態様では、前記第２の燃料供給システムは、前記予燃焼チャンバへの出口を有する燃料ガス燃料噴射器をさらに備える。
【０００８】
第３の態様に準ずる第４の態様では、前記第２の燃料供給システムは、前記エンジンの吸気口を介して１．５以上のラムダで前記燃焼チャンバへ前記燃料ガスを供給するように構成されている。
【０００９】
第１の態様又は第２の態様に準ずる第５の態様では、前記第２の燃料供給システムは、前記エンジンの吸気口への燃料ガス出口と、前記予燃焼チャンバへ酸素流を供給する酸素供給システムとを備える。
【００１０】
第３の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に準ずる第６の態様では、燃料ガスは、天然ガス、バイオガス、ランドフィルガス、又はメタンを含む。
【００１１】
第３の態様乃至第６の態様のいずれか１つの態様に準ずる第７の態様では、前記予燃焼チャンバ内にグロープラグを備える。
【００１２】
第３の態様乃至第７の態様のいずれか１つの態様に準ずる第８の態様では、前記第１の燃料供給システムは、前記予燃焼チャンバへの出口を有する液体燃料噴射器を備える。
【００１３】
第３の態様乃至第８の態様のいずれか１つの態様に準ずる第９の態様では、前記第１の燃料供給システムは、前記燃料ガスを点火するためのパイロット燃料として前記液体燃料を供給するように構成され、前記第２の燃料供給システムは、主燃料として前記燃料ガスを前記燃焼チャンバに供給するように構成されている。
【００１４】
第９の態様に準ずる第１０の態様では、前記第２の燃料供給システムは、前記燃料ガスを前記燃焼チャンバに１．５以上のラムダで供給するように構成されている。
【００１５】
第１の態様乃至第１０の態様のいずれか１つの態様に準ずる第１１の態様では、前記第１の燃料供給システムは、主燃料として前記液体燃料を供給するように構成されている。
【００１６】
第１の態様又は第２の態様に準ずる第１２の態様では、前記第２の燃料供給システムは、前記予燃焼チャンバ内に出口を有し、前記燃焼チャンバへは燃料ガスを供給しない燃料ガス燃料噴射器と、前記予燃焼チャンバに酸素流を供給するように構成された酸素供給とを備える。
【００１７】
第１の態様乃至第１２の態様のいずれか１つの態様に準ずる第１３の態様では、前記燃焼チャンバと前記予燃焼チャンバとをつなぐ前記開口は噴流開口を備える。
【００１８】
第１４の一般的態様に係る方法は、エンジンの燃焼チャンバから離れて配置されている前記エンジンの予燃焼チャンバに直接供給された液体燃料で前記エンジンを作動させるステップと、前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップとを備える。
【００１９】
第１４の態様に準ずる第１５の態様では、前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された前記異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップは、前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記予燃焼チャンバを通じて前記燃焼チャンバに供給された前記異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップを含む。
【００２０】
第１４の態様又は第１５の態様に準ずる第１６の態様では、前記液体燃料はディーゼル燃料である。
【００２１】
第１４の態様乃至第１６の態様のいずれか１つの態様に準ずる第１７の態様では、前記予燃焼チャンバに直接供給された液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された前記第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップは、前記液体燃料で前記第２の燃料を着火させるステップを含む。
【００２２】
第１７の態様に準ずる第１８の態様では、前記第２の燃料は燃料ガスを含む。
【００２３】
第１８の態様に準ずる第１９の態様では、１．５以上の全体ラムダを生成するために前記エンジンの吸気口に前記燃料ガスを供給するステップを含む。
【００２４】
第１４の態様乃至第１９態様のいずれか１つの態様に準ずる第２０の態様では、前記予燃焼チャンバへ酸素流を直接供給するステップを含む。
【００２５】
第１４の態様に準ずる第２１の態様では、前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバに供給された異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップは、前記エンジンの前記予燃焼チャンバに直接供給された前記液体燃料と、前記燃焼チャンバへ供給された前記異なる第２の燃料と、前記予燃焼チャンバへ直接供給された前記異なる第２の燃料とで前記エンジンを作動させるステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】例示のエンジンシステムの模式図である。
【００２７】
【図１Ｂ】スパークプラグを有する酸素及び燃料供給プレチャンバの詳細な模式図である。
【００２８】
【図２】低温での酸素及び窒素の蒸気圧のプロット図である。
【００２９】
【図３Ａ】グロープラグの付いた酸素供給及び液体燃料供給プレチャンバの詳細な模式図である。
【００３０】
【図３Ｂ】酸素供給、燃料ガス供給及び液体燃料供給プレチャンバの詳細な模式図である。
【００３１】
これらの図面における同様の符号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１Ａは、例示のエンジン１０２をエンジンシステム１００と共に示す。例示のエンジンシステム１００は、エンジン１０２に酸素を供給するシステムを含む。例示のエンジン１０２は、天然ガスを燃料とする往復ピストンエンジンであるが、その他のエンジン構成はここに記載する概念の範囲内にある。このエンジンシステム１００は、エンジン１０２を担持する若しくはエンジン１０２に連設されるスキッド上に一体化でき、又はエンジン１０２を動力源とする若しくは動力源としない車両に一体化できる。エンジン１０２は、１つ以上の燃焼チャンバ１０４（図では１つが示されている）を含み、各燃焼室１０４は、液体燃料、気体燃料、及び酸素のうち１つ以上が供給される供給プレチャンバ（ＦＰＣ）１０６を有する。場合によっては、ＦＰＣ１０６はＦＰＣイグナイタ（点火装置）（例えば、スパークプラグ、レーザーイグナイタ、高温面イグナイタ、高温ガスイグナイタ、及び／又はその他の種類のイグナイタ）の形式を取る。しかし、その他の構成はここに記載する概念の範囲内にある。
【００３３】
例示のＦＰＣ１０６は、１種以上の気体燃料（例えば、気体メタン、天然ガス、バイオガス、ランドフィルガス（ごみ埋立地のガス）、プロパン他の気体燃料、若しくは燃料ガスと称される短鎖炭化水素）及び／又は液体燃料（例えば、ディーゼル、バイオディーゼル、ジメチルエーテル、バイオジメチルエーテル（バイオＤＭＥ）、ガソリン及び／又はその他）の供給及び気体酸素（ＧＯ２）の供給を受けて点火するように構成され、乱流噴流火炎を燃焼チャンバ１０４内に生成する。この噴流は、燃焼チャンバ１０４内で天然ガス又は他の燃料に着火する。エンジンシステム１００は、燃料ガス供給システム、液体燃料供給システム、及び酸素供給システムを含む。燃料ガス供給システム及び液体燃料供給システムは、エンジン１０２に燃料ガス及び液体燃料をそれぞれ供給する燃料供給システムである。例えば、燃料を、ＦＰＣ１０６、燃焼チャンバ１０４及び／又はエンジン１０２の吸気口に供給することができる。燃料ガス供給システム、液体燃料供給システム及び酸素供給システムは、それぞれ、燃料源（すなわち、液化天然ガスタンク１０８及びディーゼル燃料タンク１４４）、燃料配管、混合器及び／又は燃料噴射器を含む。燃料ガス供給システム、液体燃料供給システム、及び酸素供給システムと、これらの操作について、より詳細に後に説明する。天然ガスの燃焼性の部分の主たる成分はメタンであるが、天然ガスとしては６０％が非燃焼性のＣＯ２やＮ２であり得る。天然ガスは、Ｈ２及びＣＯなどの反応種と同様に、Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８等の短鎖炭化水素で増強することができ、なお天然ガスと称されている。用語「天然ガス」と「メタン」は、ここでの概念の範囲において本質的に互換性があるものとする。実施の形態によっては、液体燃料も、液体燃料供給システムを通じてタンク１４４からＦＰＣ１０６に供給される。液体燃料は、パイロット燃料としても主燃料としても燃焼することができる。プレチャンバへの燃料及び酸素の供給は、ＦＰＣ１０６から窒素（全量もしくは実質的に全量）を追い出すように作用する。
【００３４】
ＥＣＭ１４６は、エンジンシステム１００、燃料ガス供給システム、液体燃料供給システム、及び酸素供給システムの作動を制御する。ＥＣＭ１４６でエンジンシステム１００を調整することにより、加減速したり動力の供給を増減したりすることができる。
【００３５】
酸素供給システムは、酸素タンク、図１Ａに示すようなシステム、及び／又は他の供給源などの酸素源を含む。また、酸素供給システムは、関連する配管、噴射器（インジェクタ）、及びＥＣＭ１４６の酸素制御の態様を含む。エンジンの作動時には、酸素供給システムは、ＥＣＭ１４６の制御の下でエンジン１０２に酸素を供給する。例えば、酸素供給システムは、図１ＡのＦＰＣ１０６や、図１Ｂ、３Ａ、３Ｂのプレチャンバ容積部２０２などの予燃焼チャンバへ酸素流を供給するようにできる。
【００３６】
燃料ガス供給システム及び液体燃料供給システムは、それぞれ、燃料源（たとえば燃料タンク及び／又は他の燃料源）、燃料配管、燃料／空気混合器、及び／又は燃料噴射器、並びにＥＣＭ１４６の燃料制御の態様を含む。一例として、エンジンシステム１００は、エンジン１０２にディーゼル燃料を供給するディーゼル燃料供給システムである第１の燃料供給システムと、エンジン１０２に気体天然ガスを供給するシステムである第２の燃料供給システムとを有している。他に多くの実施例があるが、他の燃料もエンジン１０２へ供給可能である。液体燃料供給システムは、ＦＰＣ１０６又は燃焼チャンバ１０４へ、主燃料又はパイロット燃料として、液体燃料を供給することができるように構成されている。燃料ガス供給システムは、ＦＰＣ１０６又はエンジンの燃焼チャンバ１０４へ、主燃料として、燃料ガスを供給することができるように構成されている。例えば、燃料システムは、エンジン吸気口への燃料ガス出口を通じて、又はエンジンの燃焼チャンバ又はエンジンの予燃焼チャンバへの出口を有する噴射器を通じて、燃料ガスを燃焼チャンバへ供給することができるように構成されている。燃料ガス供給システム及び液体燃料供給システムは、ＥＣＭ１４６の制御の下で燃料を供給することができるように構成されている。ＥＣＭ１４６は、燃料噴射器や空気／燃料混合気を、それぞれの燃料供給システムと関連付けて制御できる。例えば、ＥＣＭ１４６は、酸素及びエンジン１０２へ供給される燃料の各種の比率及び量を制御することができる。すなわち、ＥＣＭ１４６はそれぞれの燃料の流量、圧力、量、タイミング、ラムダ等を制御することができる。
【００３７】
図１Ｂは、例示のエンジン２００の一部の断面図を示す。例示の内燃エンジン２００は、往復ピストンエンジンであり、ヘッド２２２、ブロック２２４、ピストン２２０を含む。ピストン２２０は、ブロック２２４の内側のシリンダ内に位置する。ピストン２２０は、エンジンの作動中、シリンダ内を往復動することができる。燃焼チャンバ１０４は、ヘッド２２２とピストン２２０との間のシリンダ内にある容積部であり、ブロック２２４により境界を成している。
【００３８】
エンジン２００は、ヘッド２２２内に配置されて燃焼チャンバ１０４に隣接する例示のＦＰＣ１０６を含む。ＦＰＣ１０６は、一連の通気孔２０４によってエンジン燃焼チャンバ１０４に連結されてシェル２０６により境界を成すプレチャンバ容積部２０２を含む。通気孔２０４は、プレチャンバ容積部２０２と燃焼室１０４との間をつなぎ、未燃焼燃料、酸素、火炎、及び部分的又は完全に燃焼した反応性ラジカル（例えば、ＯＨ−、ＣＯ）を、プレチャンバ容積部２０２から燃焼チャンバ１０４内へ排出するようにする。例示のＦＰＣ１０６は、酸素噴射器２０８及び燃料噴射器２１０を含む。酸素噴射器２０８は、酸素の流れ（この流れは完全に又は実質的に酸素である）をＦＰＣ１０６のプレチャンバ容積部２０２に直接供給する。酸素は、図１Ａを参照して以下に説明する酸素生成システムから酸素噴射器２０８に供給できる。燃料噴射器２１０は、プレチャンバ容積部２０２に燃料を直接供給し、これに伴って酸素の流れを供給し、プレチャンバ容積部２０２から窒素を追い出す。酸素と燃料は、プレチャンバ２０２内で混合し、点火される。
【００３９】
この例示のＦＰＣ１０６は、例示のイグナイタ２１２を含む。イグナイタ２１２は、プレチャンバ容積部２０２内で酸素／燃料混合気に点火する。点火後、燃焼中の酸素／燃料混合気は膨張し、プレチャンバ容積部２０２内の圧力を著しく高め、通気孔２０４から燃焼チャンバ１０４に向かって噴出し、エンジン燃焼チャンバ１０４内で燃料に着火する。通気孔２０４は、噴出開口であっても他のノズルであってもよく、プレチャンバ容積部２０２を出る燃焼混合気を、燃焼チャンバ１０４内へ延びる１つ以上の火炎噴流へと集中させる。この噴流は、場合によっては、燃焼チャンバ１０４の側壁に至るほとんどの経路に達し、燃焼チャンバ１０４内ですべての燃料／空気混合気への着火を促すことができる。
【００４０】
図１ＢのＦＰＣ１０６は一つの例であるが、多くの他の実施例を以下に示す。また、他の構成のＦＰＣ、ＦＰＣイグナイタ（点火のその他の方法（スパークプラグ、高温面イグナイタ、レーザーイグナイタ、及び／又はその他）を含む）を用いることができる。同様に、ＦＰＣ１０６を、必ずしもイグナイタと一体化する必要はなく、イグナイタ２１２に呼応して作動すれば、エンジンヘッド又は他の内部に形成されるチャンバであってもよい。あるいは、燃焼チャンバ１０４内の燃料が圧縮点火される（例えば、ディーゼルなど）場合には、イグナイタと呼応しなくてもよい。実施によっては、酸素のみがＦＰＣ１０６に供給される。実施によっては、燃料はプレチャンバ容積部２０２には噴射されず、燃焼チャンバ１０４からＦＰＣ１０６に入ってもよい。実施によっては、燃料は均質又は層状に主チャンバ１０４内に供給され、ピストンがシリンダヘッド側に動いてシリンダ容積が減少した時には、圧縮ストローク中にプレチェンバ容積部２０２近傍では濃い混合気となり、主チャンバ内で圧縮圧力を発生し、プレチャンバに混合気の流れが流入する。
【００４１】
例示の内燃エンジン２００は、吸気バルブ２３２を有する吸気通路２３０と、排気バルブ２３６を有する排気通路２３４とを含む。通路２３０、２３４は、燃焼チャンバ１０４に隣接するヘッド２２２内にあり、バルブ２３２、２３６は、燃焼チャンバ１０４の壁部の一部をなす。エンジン作動中に、吸気バルブ２３２が開き、吸気通路２３０から燃焼チャンバ１０４へ、空気／燃料混合気を新たに取り入れる。他の例では、吸気バルブ２３２は空気のみを受け入れ、燃焼チャンバ１０４内及び／又はプレチャンバ容積部２０２内に位置する燃料噴射器は燃料を受け入れ、燃焼チャンバ１０４内に空気／燃料混合気を形成する。燃焼後は、排気バルブ２３６が開いて、燃焼残渣を燃焼チャンバ１０４から排気通路２３４内に排出する。ここでは往復動ピストン内燃エンジンに関する概念について説明したが、他の構成の内燃エンジンにも適用できる。
【００４２】
図１Ａの例では、エンジン１０２に供給される燃料ガスは、ＬＮＧタンク１０８内に液化天然ガス（ＬＮＧ）として貯蔵されている。ＦＰＣ１０６に供給される酸素は、熱交換器１１０内で産出される。熱交換器１１０は、空気吸入口１１６から空気が供給される空気側１１２と、ＬＮＧタンク１０８からＬＮＧが供給されるＬＮＧ側１１４を含む。熱交換器１１０は、空気側１１２からＬＮＧ側１１４へ熱を移動し、これによって空気からＬＮＧへ熱を移動し、空気を冷却する。場合によっては、空気吸入口１１６からの空気は、空気側１１２に移動する前にコンプレッサ１１８により圧縮される。例えば、コンプレッサ１１８は、空気を６〜１５バール（０．６〜１．５ＭＰａ）の圧力範囲に圧縮することができる。場合によっては、ＬＮＧタンク１０８からのＬＮＧは、ＬＮＧ側１１４に移動する前にコンプレッサ１２０により圧縮される。例えば、コンプレッサ１２０は、ＬＮＧを６〜２０バール（０．６〜２．０ＭＰａ）の圧力範囲に圧縮することができる。
【００４３】
熱交換器１１０の設計と酸素及びＬＮＧの吸入条件は、熱交換器１１０が、空気内の窒素成分は気化したままであるが、空気内の酸素成分は液体として凝縮する温度に、空気側１１２内の圧縮空気を冷却できるように選択される。気化した窒素成分は、窒素の放出及び／又は他の気液分離技術により液体酸素成分から分離され、Ｎ２排気１２４を通じて排出される。液体酸素成分は、その後、点火及び燃焼に用いるためにＦＰＣ１０６に移動される。場合によっては、液体酸素（ＬＯ２）は、ＦＰＣ１０６に移動する前に、ＬＯ２熱交換器（液体酸素熱交換器）１２６で気化のために先に加熱される。ＬＯ２熱交換器１２６は、エンジンクーラントなどの熱源から液体酸素へ熱を移動させる。場合によっては、コンプレッサ１４０は、熱交換器１２６からの気体酸素を圧縮してＦＰＣ１０６へ供給する。例えば、コンプレッサ１４０は、気体酸素を２００バール（２０ＭＰａ）まで圧縮することができる。
【００４４】
熱交換器１１０のＬＮＧ側１１４の出口は、ＬＮＧ熱交換器１２２に接続される。ＬＮＧ熱交換器１２２は、エンジンクーラントなどの熱源からＬＮＧに熱を移動させる。熱交換器１１０で吸収される熱がＬＮＧを気化しない場合には、熱交換器１２２内の熱移動はＬＮＧからガスへ気化したり、ガスへの気化を促したりすることができる。次に、気体燃料ガスは、燃焼チャンバ１０４とＦＰＣ１０６とへ燃料として供給される。
【００４５】
熱交換器１１０から放出された気体窒素（ＧＮ２）は、大気よりも冷たい。場合によっては、Ｎ２排気１２４は、ヒートシンクとして、Ｎ２排気を用いてコンプレッサ１１８に入る空気を予冷し除湿するように構成した別の熱交換器１２８に接続される。場合によっては、圧縮空気は、空気対空気熱交換器１３０を用いて予冷される。このように、熱交換器１１０に入る空気は、ある程度予冷され、熱交換器１１０の負荷を減らすことができる。熱交換器１１０は、空気を除湿することもできる。
【００４６】
上記の空気用極低温分離工程は、ヒートシンクとしてＬＮＧを用いて実現され、例えば図１Ａの熱交換器１１０などの空気／ＬＮＧ熱交換器で実現される。図２は、酸素と窒素の蒸気圧のグラフ３００である。グラフ３００のｘ軸は温度（℃）を示す。グラフ３００のｙ軸は蒸気圧（バール）を示す。曲線３１０ａは酸素の蒸気圧を示し、曲線３１０ｂは窒素の蒸気圧を示す。通常、一定の温度では、蒸気圧を下回る圧力では物質は気体の形をとり、蒸気圧を上回る圧力では物質は液体の形をとる。グラフ３００の線３２０は、約−１６２℃の温度を示す。−１６２℃という温度は、ＬＮＧが酸素供給プレチャンバシステムにおける空気／ＬＮＧ熱交換器に入るおおよその温度であり、ここでは温度の一例として用いる。ここでの例示のシステムでは、約−１６２℃のＬＮＧが用いられているが、この方法は、空気の極低温分離にとって充分低い貯蔵温度を有する燃料であれば、他の燃料でも用いることができる。例えば、要求空気圧は−１６２℃のそれより高くなるが、−１２０℃以下で貯蔵される燃料を用いることができる。
【００４７】
線３３０ａ及び３３０ｂは、−１６２℃での酸素と窒素それぞれの平衡蒸気圧の値を示す。線３３０ａは、−１６２℃での酸素の蒸気圧が約６バール（０．６ＭＰａ）であることを示す。線３３０ｂは、−１６２℃での窒素の蒸気圧が約１５バール（１．５ＭＰａ）であることを示す。
【００４８】
−１６２℃の温度（線３２０）で、線分３２０ｂ、３２０ｃで示す通り、酸素は６バール（０．６ＭＰａ）を超える圧力で液化する。線分３２０ａで示す通り、酸素は６バール（０．６ＭＰａ）より低い圧力では気体である。同様に、窒素は、線分３２０ａ、３２０ｂで示す通り、約１５バール（１．５ＭＰａ）より低い圧力で気体となり、線分３２０ｃで示す通り、約１５バール（１．５ＭＰａ）を超える圧力で液体となる。したがって、−１６２℃に冷却された窒素と酸素（すなわち空気）の気化混合気に対して、気圧が約６〜１５バール（０．６〜１．５ＭＰａ）間に保たれる場合には、酸素成分は液体として凝縮する一方、窒素成分は気体状態のままである。これは線分３２０ｂで示される。
【００４９】
図１Ａに示す例示のエンジンシステム１００において、空気は、ＬＮＧとの熱交換で冷却される。空気は、熱交換器に至る前に、適切な圧力（例えば６〜１５バール（０．６〜１．５ＭＰａ））に圧縮されている。したがって、図２に示す通り、空気中の酸素成分は液体として凝縮させることができ、空気中の窒素成分は気体のままとすることができる。
【００５０】
場合によっては、ここで説明するエンジンシステム１００は、従来のプレチャンバシステム以上に、燃焼時に産出されるＮＯｘ量を削減することができる。プレチャンバ内の窒素量が少ないことにより、この酸素供給システムはＮＯｘの産出を削減する。酸素を供給することで、プレチャンバから空気の全部又は一部を追い出し、プレチャンバ／燃焼チャンバ容積部内の空気量を少なくする。プレチャンバ内の窒素が減ることは、ＮＯｘ形成のための窒素が減ることを意味する。場合によっては、エンジン排気を後処理する必要性をなくすために、ＮＯｘ産出を減らすことができる。
【００５１】
また、（酸素単体がプレチャンバに供給される場合に）特定の酸化剤／燃料比を達成するために供給される酸素の必要質量は、空気を利用する場合に同等の酸化剤／燃料比とするために必要な空気の質量よりも少なくすることが可能で、これは空気内の希釈剤（主として窒素）を除外できるからである。したがって、酸素が供給されるプレチャンバは、空気を用いるプレチャンバよりも、一定の燃料充填を行うための容積部をより小さくできる。特に、酸素の質量及び体積が少なくなるため、酸素が供給されるプレチャンバへ噴射する前の酸素を圧縮するために必要な動力は、空気が充填されるプレチャンバへ噴射する前の空気を圧縮するために必要な動力よりも少なくできる。例えば、酸素が充填されるプレチャンバへの酸素の質量流量は、空気が充填されるプレチャンバへの空気の質量流量よりも９０％も少なくできる。
【００５２】
空気が供給されるプレチャンバは、ＮＯｘ形成を減らすために希薄な空燃比とする必要がある。窒素の量が減ることで、酸素が供給されるプレチャンバは、空気が供給されるプレチャンバよりもストイキ酸素−炭化水素比に近づけることができ、点火の信頼性と燃焼の安定性とを改善することができる。特定の燃料に対する空燃比は、ラムダのパラメータで説明できる。ラムダは、実際の空燃比をストイキ比で除算したものとして定義される。例えば、希薄な空気／燃料混合気は、ラムダが１より大きくなければならない。
【００５３】
場合によっては、プレチャンバ容積部２０２へ、酸素又は燃料のどちらかを必要以上に充填することが有益である。酸素量が多ければ、燃焼チャンバ内への乱流噴流を発生させることにより噴流内で燃焼が始まり、必要であれば燃焼時間を短縮できる。メタンが多ければ、濃い噴流を生成し、ディーゼルエンジンと同様の拡散炎で燃焼するが、燃料は既に気化しているため、より短時間での燃焼が好ましい。
【００５４】
ここで述べるエンジンシステム１００は酸素の供給を発生するので、定期的に補充せねばならない液体酸素貯蔵槽などの別個の酸素源を必要としない。別個の酸素源が不要であることから、スペースの制約（例えば車両）又は利便性（例えば遠隔地）と言った別個の貯蔵槽を持つことが実行できないとしても、システムをより容易に一体化できる。酸素供給のその他の方策としては、ＬＮＧタンク付の冷貯蔵庫を用いることなく十分に大気を冷却する貯蔵槽や極低温システムであってもよい。
【００５５】
図３Ａは、例示の間接噴射式（ＩＤＩ）ディーゼルエンジン４００を示す。エンジン４００は、図１Ｂに示すエンジン２００とほぼ同じであり、燃焼チャンバ１０４、ＦＰＣ１０６、プレチャンバ容積部２０２を含む。例示のエンジン４００は、酸素噴射器２０８と、プレチャンバ容積部２０２への出口を持つ液体燃料噴射器２１４とをも含む。プレチャンバ容積部２０２内に位置する液体燃料噴射器２１４は、間接噴射式システムとして作用し、液体燃料は直接噴射式よりも早期に、より低い圧力で噴射できる。例示のエンジン４００はまた、プレチャンバ容積部２０２内にグロープラグ２１６を含む。グロープラグ２１６は、その他の実施の形態には含まれなくてもよい。液体燃料噴射器２１４は、図１Ａのディーゼル燃料供給システムなどの燃料供給システムと結合できる。一の実施例であるエンジン４００はまた、エンジンのプレチャンバ容積部２０２に酸素流（全部又は実質的に酸素）を供給する酸素供給システム（不図示）を含む。酸素噴射器２０８は、図１Ａで示すような酸素供給システムに結合できる。酸素噴射器２０８と、酸素供給システムとは、他の実施の形態には含まれなくてもよい。
【００５６】
例示のエンジン４００はまた、エンジンの吸気通路２３０に燃料ガスを供給する燃料ガス供給システム（不図示）を含む。例えば、燃料ガスは、燃料／空気混合器又は吸気口の燃料噴射器を介して供給できる。燃料ガス供給システムは、図１Ａで示したようなシステムでもよい。その他の実施の形態では、燃料ガス供給システムは、例えば別個の燃料ガス噴射器を介して、燃料ガスを燃焼チャンバ１０４に直接供給する。例によっては、燃料ガス供給システムは、包括的（又は全体の）ラムダが１．５以上で、燃料ガスを燃焼チャンバに供給することができる。
【００５７】
例示のエンジン４００は、デュアルフューエルエンジンとして作動することができる。エンジン４００には、第１の燃料（液体燃料）がプレチャンバ容積部２０２に供給され、第２の燃料（燃料ガス）が燃焼室１０４に供給される。エンジン４００は液体燃料だけでも作動可能である。エンジン４００はまた、主燃料を燃料ガスとし、パイロット燃料を液体燃料として、ほとんどすべてを燃料ガスだけで作動可能である。エンジン４００はまた、燃料ガスと液体燃料がどのような比率でも作動可能である。エンジン４００に供給される燃料を、時間で以って変更することができる。例えば、エンジン４００は、一定期間は液体燃料のみで作動し、その後、燃料ガスが導入されて液体燃料と燃料ガスの両方で作動することが可能である。燃料ガスと液体燃料の比率も変更可能である。例えば、燃料ガスと液体燃料の比率を、エンジン作動の現状又は予測状況に合わせて、動的に（例えばＥＣＭ１４６により）調整できる。
【００５８】
例示のエンジン４００は、液体燃料噴射器２１４を介してプレチャンバ容積部２０２に供給される液体燃料のみでの単一燃料エンジンとしても作動可能である。例示の単一燃料作動では、液体燃料噴射器２１４がプレチャンバ容積部２０２に液体燃料の全充填量を供給する。燃焼チャンバ１０４内とプレチャンバ容積部２０２内の液体燃料は、圧縮及び／又はグロープラグ２１６を用いた点火によって点火することができる。エンジン始動時、又は燃料ガスの供給ができない場合や不十分な場合には、エンジン４００は液体燃料のみ用いて作動させることが望ましい。エンジンの始動後、エンジンは、液体燃料のみでも作動し続けることが可能であるし、液体燃料と燃料ガスの組み合わせでも作動可能である。例示のエンジン４００は、液体燃料、燃料ガス、又は両者のいかなる比率に対しても、同じ単一のＦＰＣ１０６を使用できる。例示のエンジン４００は、既にスペースに制約のあるエンジン・パッケージに全面的な燃料ガス機能を付加しながら、液体燃料での作動を全面的に要するデュアルフューエル対応として用いることができる。
【００５９】
上述の通り、場合によっては、例示のエンジン４００は、主燃料として供給される燃料ガスと、燃料ガスに点火するパイロット燃料として供給される液体燃料を用いるデュアルフューエルエンジンとしても作動可能である。パイロット燃料は、主燃料より前に点火され、その後、主燃料に着火する燃料である。液体パイロット燃料が働く場合、シリンダ内で生成された温度と圧力は、プレチャンバ容積部２０２内又は燃焼チャンバ１０４内に存在する液体燃料が自然発火するのには十分であるが、存在する燃料ガスが自然発火するのには不十分である。燃料ガスは、液体燃料の着火により生成された火炎核により、その後に着火することができる。プレチャンバの燃料が燃焼することで、火炎はプレチャンバ容積部２０２から燃焼チャンバ１０４に噴き出し、燃焼チャンバ１０４内に存在するいずれの主燃料も発火させる。いくつかの例では、液体燃料は、マイクロパイロット又はナノパイロット装置で使用したり、別個のスパークプラグとともに使用したりすることができる。いくつかの例では、グロープラグ２１６は、エンジン始動時などに、液体燃料の点火を促進するために追加の熱を与えることができる。デュアルフューエルに転換されたディーゼルエンジンなどの高圧縮比のエンジンでは、パイロット液体燃料以前に又はパイロット液体燃料と共に、主燃焼チャンバで潤滑油が自然着火する可能性がある。純ディーゼル又は非常に希薄なデュアルフューエルエンジンでは、主混合気が希薄すぎて燃焼を支援しないため、オイルの自然発火は心配しなくてよい。しかし、混合気が火炎を支援するのに充分に濃い（ラムダ＜２．０）デュアルフューエルエンジンでは、オイルの自然発火が、制御できない燃焼を生じさせ、油滴に代表される追加の着火部位から発生する燃焼段階と燃焼率とによる潜在的なノッキングと過度の圧力を引き起こす。しかし、プレチャンバへのパイロット噴射により、プレチャンバ内の自然発火条件は主チャンバよりも好ましく、主チャンバの油滴が自然発火するのに十分な高い圧縮比にならないように、プレチャンバ内でパイロット燃料を点火するようにエンジンを設計することが可能である。
【００６０】
図３Ｂは、例示の間接噴射式ディーゼルエンジン５００を示す。エンジン５００は、図１Ｂに示すエンジン２００及び図３Ａに示すエンジン４００とほぼ同じであり、燃焼チャンバ１０４、ＦＰＣ１０６、及びプレチャンバ容積部２０２を含む。例示のエンジン５００はまた、酸素噴射器２０８、液体燃料噴射器２１４及び燃料ガス噴射器２１０を含む。噴射器２０８、２１４、２１０は、プレチャンバ容積部２０２への出口を有する。例示のエンジン５００は、プレチャンバ容積部２０２内にグロープラグ２１６を含まない。グロープラグ２１６は、他の実施の形態においては存在してもよい。液体燃料噴射器２１４は、図１Ａのディーゼル供給システムなどの燃料供給システムに接続することができる。燃料ガス噴射器２１０は、図１Ａに示すような燃料ガス供給システムに接続することができる。酸素噴射器２０８は、図１Ａに示すような酸素供給システムに接続することができる。酸素噴射器２０８及び酸素供給システムは、他の実施の形態には存在しなくてもよい。
【００６１】
例示のエンジン５００に接続された燃料ガス供給システムは、また、エンジンの吸気通路２３０に、例えば燃料／空気混合器、燃料ガス噴射器、及び／又はその他を通じて、燃料ガスを供給できる。他の実施の形態では、燃料ガス供給システムは、燃焼チャンバ１０４に、別の燃料ガス噴射器などにより、直接に燃料ガスを供給する。例によっては、燃料ガス供給システムは、燃焼チャンバに１．５以上の包括的ラムダで燃料ガスを供給できる。
【００６２】
例示のエンジン５００は、デュアルフューエルエンジンとして作動できる。エンジン５００には、第１の燃料（液体燃料）がプレチャンバ容積部２０２に供給され、第２の燃料（燃料ガス）がプレチャンバ容積部２０２と燃焼チャンバ１０４とに供給される。エンジン５００は、主燃料として液体燃料を用いて、液体燃料のみで作動することができる。液体燃料は、エンジンのプレチャンバ容積部２０２内に噴射器２１４を介して供給される。そして、液体燃料は、圧縮及び／又は、付帯していれば、グロープラグ２１６により点火される。エンジン５００はまた、前述したとおり、主燃料として燃料ガスを使用し、パイロット燃料として液体燃料を用いて、ほぼすべて燃料ガスで作動することもできる。エンジン５００はまた、燃料ガスと液体燃料とのどのような比率でも作動することが可能である。実施の形態によっては、燃焼チャンバ１０４に供給されるすべての燃料ガスは、ＦＰＣ１０６内の通気孔を通じて噴射器２１０を介して供給される。
【００６３】
例示のエンジン５００は、パイロット点火として酸素と共に液体燃料を用いる、燃料ガスのデュアルフューエルエンジンとして作動することができる。例えば、空気は吸気通路２３０を通じてチャンバ１０４に供給され、すべての燃料ガスはプレチャンバ容積部２０２に噴射器２１０を介して供給される。噴射器２１０を介して供給された燃料ガスの充填は、プレチャンバ容積部２０２又は燃焼チャンバ１０４内に特定のラムダを与えるように調整することができる。他の例では、燃料ガスはエンジンの吸気通路２３０に供給される、又は、別の燃料ガス噴射器（不図示）を介して燃焼チャンバ１０４に直接噴射される。プレチャンバ容積部２０２及び／又は燃焼チャンバ１０４の要求ラムダに達した後、噴射器２１４により液体燃料がプレチャンバ容積部２０２に噴射され、噴射器２０８により酸素がプレチャンバ容積部２０２に噴射される。プレチャンバ容積部２０２内の酸素を加えた液体燃料は、圧縮（及び／又はグロープラグ２１６）により点火され、前述した通り、その結果である火炎核がプレチャンバ容積部２０２内と燃焼チャンバ１０４内とで燃料ガスに着火する。
【００６４】
前述した通り、プレチャンバ容積部２０２への酸素の供給は、産出されるＮＯｘ量と煤を削減し、より小さいプレチャンバ容積部２０２の利用を可能にする。酸素供給を制御することで、酸素が燃焼工程を強化し全燃焼時間を短縮できるため、着火遅れを制御することができる。プレチャンバ容積部２０２へ供給する酸素を減らすことで、存在する酸素が少ないことによりプレチャンバ容積部２０２内での燃焼がより遅くなるため、着火工程を遅らせることができる。プレチャンバ容積部２０２へ供給する酸素を多くすることで、主燃焼チャンバに着火する火炎噴流がより早期に生成されるため、着火工程を早めることができる。プレチャンバ容積部２０２へ供給する酸素を多くすることで、プレチャンバ容積部２０２内での全体圧力を高めることができ、それにより火炎噴流を主燃焼チャンバのより深くまで届かせることができ、燃焼チャンバ内の燃料への着火をより均等かつ完全に行うことができる。例えば加速時など、エンジン負荷過渡時の性能を高めるために、酸素を供給してもよい。より多くの動力を一時的に生成し、同時に煤の産出を抑えるために、より多くの酸素を、数エンジンサイクルの間、プレチャンバに供給してもよい。これにより、酸素供給は動的に制御され（例えばＥＣＭ１４６により）、エンジン効率と性能を改善することができる。
【００６５】
プレチャンバ容積部２０２へ酸素と燃料の両方を供給することで、プレチャンバ容積部２０２内の混合気のラムダを正確に制御できるようになる。燃料と酸素は、比較的局所に特定の量が噴射され、これにより、プレチャンバ容積部２０２のラムダが予測的に判定できる。酸素と燃料の量は、異なる作動条件に対して（例えばＥＣＭ１４６を通じて）調整することができる。例えば、プレチャンバ容積部２０２内に導入される酸素と燃料の量は、燃焼チャンバ１０４に乱流噴流を供給するのに適切なエネルギーを供給できる量にすることができる。プレチャンバ容積部２０２内に供給される酸素量は、乱流噴流に含まれるエネルギーとプレチャンバ容積部２０２内での燃焼温度の両方を制御するように調整することができる。プレチャンバ容積部２０２内に噴射される酸素及び燃料はまた、希釈剤（たとえば、燃焼残渣、煤）を追い出して、プレチャンバ容積部２０２から外に流し出す（フラッシングする）ことができる。パイロット燃料として液体燃料がプレチャンバ容積部２０２内に噴射される場合、酸素噴射のタイミングは点火トリガーとなり得る。場合によっては、燃料と酸素が同時に噴射され、他の場合には、燃料と酸素は、点火前に混合を進めるため異なるタイミングで噴射される。燃料及び酸素のタイミング及び量は、プレチャンバ容積部２０２内で燃料と酸素が層状に分布するように調整することができる。例えば、酸素の濃度が噴射器近傍で高くなり、燃料の濃度が噴流口近傍で高くなるように、液体燃料を酸素より先に噴射してもよい。燃料及び酸素のタイミングと量を、プレチャンバ容積部２０２又はプレチャンバ容積部２０２の一部において、ストイキ又はストイキに近い混合気を生成するように調整してもよい。
【００６６】
酸素追加の有無に関わらず、燃料ガスの点火のために液体燃料をパイロット燃料として用いることで、エンジン効率に効果がある。例えば、空燃比を動的に調整することにより、スロットルを使用しなくてもエンジン出力を調整することができる。例えば、低負荷時にはエンジン出力を減らすことが望ましい。
【００６７】
容積制限により、ＦＰＣ１０６内で燃料ガスと酸素を単一の噴射器とする必要があるかもしれない。これらの成分を、ＦＰＣ１０６内で統合噴射器に供給するより前に混合してもよい。混合ガスを用いて、着火事象前にプレチャンバ容積部２０２から窒素を追い出してもよい。
【００６８】
本明細書は多くの詳細を含むが、それらは請求され得る事項の範囲を制限するものではなく、むしろ特定の例における特有な特徴の記載であると理解すべきである。別々の実施の文脈において本明細書に記載される特定の特徴を組み合わせることもできる。それとは逆に、単一の実施の文脈において記載された様々な特徴は、複数の実施の形態を別々で、又は任意で適切なサブコンビネーション（下位の結合）で、実施することもできる。
【００６９】
態様によっては、エンジンを有するシステムを包含する。エンジンは、燃焼チャンバ、燃焼チャンバから離れた（燃焼チャンバとは別に設けられた）予燃焼チャンバ、及び燃焼チャンバと予燃焼チャンバとの間をつなぐ開口を含む。エンジンはまた、予燃焼チャンバに液体燃料を供給する第１の燃料供給システムと、燃焼チャンバに異なる第２の燃料を供給する第２の燃料供給システムとを含む。
【００７０】
態様によっては、エンジンが、エンジンの予燃焼チャンバに液体燃料を直接供給することで作動する方法も包含する。予燃焼チャンバは、エンジンの燃焼チャンバから離れている。エンジンはまた、エンジンの予燃焼チャンバに液体燃料を直接供給し、燃焼チャンバに異なる第２の燃料を供給することで作動する。
【００７１】
上記の態様は、以下の特徴の、一部を含む、又はまったく含まない、又はすべてを含む。場合によっては、液体燃料はディーゼル燃料である。第２の燃料供給システムは、エンジンの吸気口への燃料ガス出口と、予燃焼チャンバへの酸素流を供給するように構成された酸素供給システムとを含むことができる。燃料ガスは、天然ガス、バイオガス、ランドフィルガス、メタン、及び／又はその他の短鎖炭化水素を含むことができる。場合によっては、予燃焼チャンバはグロープラグを含む。場合によっては、第１の燃料供給システムは、予燃焼チャンバへの出口を持つ液体燃料噴射器を含む。場合によっては、第１の燃料供給システムは、燃料ガスに点火するためのパイロット燃料として液体燃料を供給するように構成され、第２の燃料供給システムは、主燃料として燃焼チャンバに燃料ガスを供給するように構成されている。場合によっては、第２の燃料供給システムは、燃焼チャンバに１．５以上のラムダで燃料ガスを供給する。第１の燃料供給システムは、主燃料として液体燃料を供給する。場合によっては、第２の燃料供給システムは、予燃焼チャンバへの出口を持つ燃料ガス燃料噴射器（燃料ガスを噴射する燃料噴射器）を含む。場合によっては、第２の燃料供給システムは、１．５以上のラムダ全体でエンジンの吸気口を介して燃焼チャンバに燃料ガスを供給するように構成されている。場合によっては、第２の燃料供給システムは、予燃焼チャンバ内に出口を持つ燃料ガス燃料噴射器を含み、燃焼チャンバ内に燃料ガスを供給しない。酸素供給は、予燃焼チャンバに酸素流を供給する。燃焼チャンバと予燃焼チャンバとの間をつなぐ開口は、噴流開口であってもよい。
【００７２】
多くの例を記載した。それでもなお、当然のことながら、様々な改変を行うことができる。したがって、他の実施は、以下の請求項の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１００  エンジンシステム
１０２  エンジン
１０４  燃焼チャンバ
１０６  供給プレチャンバ（ＦＰＣ）
２００  内燃エンジン
２０２  プレチャンバ容積部
２０４  通気孔
２０８  酸素噴射器
２１０  燃料噴射器（燃料ガス噴射器）
２１２  イグナイタ
２１４  液体燃料噴射器
２１６  グロープラグ
２３０  吸気通路
２３４  排気通路
４００  エンジン
５００  エンジン
【図１Ａ】
2017510745.tif 000003
【図１Ｂ】
2017510745.tif 000004
【図２】
2017510745.tif 000005
【図３Ａ】
2017510745.tif 000006
【図３Ｂ】
2017510745.tif 000007
【国際調査報告】
2017510745.tif 000008
2017510745.tif 000009
2017510745.tif 000010