ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА ГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ

1. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе, работающий на газообразном водороде в качестве газообразного топлива, включающий клапан впрыска в цилиндр, предназначенный для впрыска газообразного топлива непосредственно в камеру сгорания; устройство зажигания, размещенное по направлению потока газообразного топлива, впрыснутого через клапан впрыска в цилиндр; управляющий блок, предназначенный для управления временем срабатывания устройства зажигания и временем срабатывания клапана впрыска в цилиндр с целью осуществления изменения посредством этого типов сжигания газообразного топлива, впрыскиваемого через клапан впрыска в цилиндр, между сжиганием предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси и диффузионным сжиганием, указанный двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе характеризуется тем, что управляющий блок вычисляет коэффициент избытка воздуха на основании количества подаваемого водорода и количества воздуха на впуске; управляющий блок выбирает в качестве режима работы двигателя внутреннего сгорания работу на бедной, предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси для предварительного смешивания и сжигания газообразного топлива при бедном отношении количества воздуха к количеству топлива, когда двигатель внутреннего сгорания работает в рабочей области, где значение коэффициента избытка воздуха может поддерживаться, в основном, равным или больше 2 и выбирает в качестве режима работы двигателя внутреннего сгорания работу на распыленной топливной смеси для диффузионного сжигания газообразного топлива, когда двигатель внутреннего сгорания работает в рабочей области, где значение коэффициента избытка воздуха не может поддерживаться, в основном, равным или больше 2.
2. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по п.1, дополнительно содержащий средство получения коэффициента избытка воздуха,
при этом управляющий блок во время работы на бедной предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси изменяет режим работы двигателя внутреннего сгорания на режим работы на распыленной топливной смеси, когда коэффициент избытка воздуха имеет значение ниже заданного порогового значения.
3. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по п.2, дополнительно содержащий средство для получения данных о скорости роста давления в цилиндре,
при этом управляющий блок во время работы на бедной, предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси изменяет режим работы двигателя на режим работы на распыленной топливной смеси, когда коэффициент избытка воздуха имеет значение выше заданного порогового значения.
4. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором во время выполнения работы на распыленной топливной смеси управляющий блок активирует устройство зажигания, когда газообразное топливо впрыскивается через клапан впрыска в цилиндр.
5. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором во время выполнения работы на распыленной топливной смеси управляющий блок устанавливает длительность интервала впрыска так, чтобы он перекрывал период от момента времени перед верхней мертвой точкой на такте сжатия до момента времени после верхней мертвой точки на такте сжатия, и активизирует устройство зажигания, в основном, одновременно с началом впрыска газообразного топлива.
6. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором во время выполнения работы на распыленной топливной смеси топлива управляющий блок предварительно впрыскивает часть газообразного топлива, при этом объем газообразного топлива, впрыскиваемого предварительно, определяется требуемой нагрузкой, и выполняет основное впрыскивание для диффузионного сжигания в газовой среде, в которой предварительно впрыснутое газообразное топливо смешано с воздухом.
7. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по п.6, в котором управляющий блок активирует устройство зажигания после выполнения предварительного впрыска, но перед основным впрыском.
8. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по п.6, в котором управляющий блок выполняет предварительное впрыскивание на участке высоких нагрузок рабочей области, где выполняется операция диффузионного сжигания.
9. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором во время работы на распыленной топливной смеси управляющий блок дополнительно активирует устройство зажигания в ходе впрыска газообразного топлива в зависимости от периода впрыска газообразного топлива.
10. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по п.9, в котором управляющий блок увеличивает частоту активизации устройства зажигания шаг за шагом в зависимости от периода впрыска газообразного топлива.
11. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором устройство зажигания расположено в самой верхней части камеры сгорания; и
клапан впрыска в цилиндр расположен на боковой стороне камеры сгорания таким образом, что отверстие для впрыска клапана впрыска в цилиндр ориентировано так, чтобы газообразное топливо впрыскивалось по направлению к устройству зажигания.
12. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором устройство зажигания и клапан впрыска в цилиндр расположены в самой верхней части камеры сгорания; и отверстие для впрыска клапана впрыска в цилиндр ориентировано так, чтобы поток газообразного топлива проходил мимо конца устройства зажигания.
13. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором несколько устройств зажигания размещено вдоль пути потока газообразного топлива, впрыснутого через клапан впрыска в цилиндр, и когда выполняется работа на распыленной топливной смеси, управляющий блок активирует несколько устройств зажигания одновременно или последовательно с разностью фаз в порядке изменения расстояния от наименьшего до наибольшего по отношению к клапану впрыска в цилиндр.
14. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором клапан впрыска в цилиндр сконфигурирован с целью впрыскивания газообразного топлива в нескольких направлениях, а каждое устройство зажигания из нескольких устройств зажигания сориентировано в соответствующем направлении впрыска клапана впрыска в цилиндр.
15. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по п.14, в котором несколько устройств зажигания расположено, в основном, на равном расстоянии от конца клапана впрыска в цилиндр.
16. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по п.14, в котором клапан впрыска в цилиндр расположен в центре самой верхней части камеры сгорания; одно из устройств зажигания расположено непосредственно рядом с клапаном впрыска в цилиндр со смещением; и несколько устройств зажигания размещено вдоль воображаемой окружности, центр которой совпадает с центральной осью клапана впрыска в цилиндр.
17. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором управляющий блок обеспечивает впрыск газообразного топлива через клапан впрыска в цилиндр до закрытия впускного клапана в области низких нагрузок рабочей области, где реализуется режим сжигания бедной предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси, и обеспечивает впрыск газообразного топлива через клапан впрыска в цилиндр сразу после закрытия впускного клапана на участке высоких нагрузок рабочей области, где реализуется режим сжигания бедной предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси.
18. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий клапан впрыска во впускной канал, предназначенный для впрыска газообразного топлива во впускной канал, при этом управляющий блок обеспечивает впрыск газообразного топлива через клапан впрыска во впускной канал до закрытия впускного клапана на участке низких нагрузок рабочей области, где реализуется режим сжигания бедной предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси, и обеспечивает впрыск газообразного топлива через клапан впрыска в цилиндр сразу после закрытия впускного клапана на участке высоких нагрузок рабочей области.
19. Двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе по любому из пп.1-3, в котором управляющий блок обеспечивает впрыск газообразного топлива через клапан впрыска в цилиндр во время такта сжатия так, что газообразное топливо может быть подвергнуто послойному сжиганию на участке чрезвычайно низких нагрузок рабочей области, где выполняется операция сжигания бедной предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси, и обеспечивает впрыск газообразного топлива через клапан впрыска в цилиндр во время такта сжатия или в начале такта сжатия так, что газообразное топливо может быть подвергнуто гомогенному сжиганию в рабочей области над участком чрезвычайно низких нагрузок.
20. Способ управления двигателем внутреннего сгорания на газовом топливе, работающим на газообразном водороде в качестве газообразного топлива, включающим клапан впрыска в цилиндр, предназначенный для впрыска газообразного топлива непосредственно в камеру сгорания, и устройство зажигания, расположенное вдоль пути потока газообразного топлива, впрыскиваемого через клапан впрыска в цилиндр, включающий управление временем срабатывания устройства зажигания и временем срабатывания клапана впрыска в цилиндр с целью осуществления изменения посредством этого типов сжигания газообразного топлива, впрыскиваемого через клапан впрыска в цилиндр, между сжиганием предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси и диффузионным сжиганием, и вычисление коэффициента избытка воздуха на основании количества подаваемого водорода и количества воздуха на впуске, при этом в качестве режима работы двигателя внутреннего сгорания выбирается работа на бедной предварительно перемешанной воздушно-топливной смеси для предварительного смешивания и сжигания газообразного топлива при бедном отношении количества воздуха к количеству топлива, когда двигатель внутреннего сгорания работает в рабочей области, где значение коэффициента избытка воздуха может поддерживаться, в основном, равным или больше 2, и выбирается работа на распыленной топливной смеси для диффузионного сжигания газообразного топлива, когда двигатель внутреннего сгорания работает в рабочей области, где значение коэффициента избытка воздуха не может поддерживаться, в основном, равным или больше 2.