Топливный клапан и способ впрыска газообразного топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания

1. Топливный клапан (50) для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением, содержащий
удлиненный корпус (52) с задним концом и передним концом,
форсунку (54) с удлиненным корпусом с полой внутренней частью, которая образует камеру (55), соединенную с отверстиями (56)форсунки, причем указанная форсунка (54) расположена на переднем конце указанного корпуса (52) топливного клапана, а указанная камера (55) имеет удлиненную форму, при этом один продольный конец указанной камеры (55) образует впускное отверстие для газообразного топлива и воспламеняющей жидкости, а отверстия (56) форсунки соединены с указанной камерой (55) вблизи второго продольного конца камеры (55),
впускное отверстие (53) для газообразного топлива в указанном удлиненном корпусе (52) топливного клапана для соединения с источником (60) газообразного топлива высокого давления,
впускное отверстие (78, 98) для воспламеняющей жидкости для соединения с источником (57) воспламеняющей жидкости,
средство (61, 69, 53, 58) для установления синхронизированного проточного соединения между указанным впускным отверстием для газообразного топлива и указанной областью (55) воспламенения, и
средство (61, 67, 69, 76, 79, 85, 98, 99, 100), выполненное с возможностью синхронизированной доставки конечного объема воспламеняющей жидкости в указанную камеру (55) для воспламенения указанного газообразного топлива внутри указанной камеры (55).
2. Топливный клапан по п. 1, в котором указанное средство (61, 67, 76, 79, 85, 98, 99, 100), выполненное с возможностью синхронизированной доставки конечного объема воспламеняющей жидкости в камеру (55), выполнено с возможностью доставки управляемого объема воспламеняющей жидкости.
3. Топливный клапан по п. 1, в котором указанное конечное и управляемое количество воспламеняющей жидкости значительно меньше, чем объем указанной камеры (55).
4. Топливный клапан по п. 1, который выполнен с возможностью доставки указанного конечного объема воспламеняющей жидкости в указанную камеру (55) непосредственно перед доставкой газообразного топлива.
5. Топливный клапан по п. 1, который выполнен с возможностью доставки указанного конечного объема воспламеняющей жидкости в указанную камеру (55) в начале доставки газообразного топлива.
6. Топливный клапан по п. 1, который выполнен с обеспечением возможности добавления указанного конечного объема воспламеняющей жидкости к газообразному топливу до поступления газообразного топлива в указанную камеру (55), и с обеспечением возможности поступления газообразного топлива и воспламеняющей жидкости в указанную камеру (55) через одно и то же отверстие.
7. Топливный клапан по п. 1, который выполнен с обеспечением возможности поступления указанного конечного объема воспламеняющей жидкости и указанного газообразного топлива в указанную камеру через отдельные отверстия.
8. Топливный клапан по любому из пп. 1-7, в котором указанная форсунка выполнена с возможностью работы при температуре выше 300°C.
9. Двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением, имеющий цилиндры (1), систему подачи газообразного топлива высокого давления, систему подачи воспламеняющей жидкости высокого давления и один или более клапанов (50) для газообразного топлива, выполненных по любому из пп. 1-8, установленных на цилиндрах двигателя, причем указанные клапаны (50) соединены с указанной системой подачи газообразного топлива высокого давления и указанной системой подачи воспламеняющей жидкости.
10. Двигатель по п. 9, который выполнен с возможностью самовоспламенения впрыснутого газообразного топлива с помощью указанной воспламеняющей жидкости и без использования другого оборудования воспламенения.
11. Двигатель по п. 9, который выполнен с возможностью воспламенения указанного газообразного топлива при поступлении газообразного топлива в камеру (55) внутри форсунки (54).
12. Двигатель по любому из пп. 9-11, в котором указанный источник газообразного топлива выполнен с возможностью доставки указанного газообразного топлива к указанным топливным клапанам (50) под высоким давлением, причем указанный источник воспламеняющей жидкости выполнен с возможностью доставки указанной воспламеняющей жидкости под давлением, которое выше, чем давление указанного источника газообразного топлива.
13. Способ впрыска и воспламенения газообразного топлива в двигателе внутреннего сгорания с самовоспламенением, имеющем топливный клапан (50) с корпусом (52) для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением, причем указанный топливный клапан содержит форсунку (52) с удлиненным корпусом с полой внутренней частью, которая образует камеру (55), и с отверстиями (56), соединенными с указанной камерой (55), причем указанная форсунка (54) расположена на переднем конце указанного корпуса (52) топливного клапана, а указанная камера (55) имеет удлиненную форму с одним продольным концом, образующим впускное отверстие для газообразного топлива и воспламеняющей жидкости, при этом отверстия (56) форсунки соединены с указанной камерой (55) вблизи второго продольного конца камеры (55), при этом указанный способ включает
доставку газообразного топлива высокого давления к указанному топливному клапану (50),
запуск впрыска синхронизированным открытием указанного топливного клапана (50), обеспечивая, тем самым, возможность протекания указанного газообразного топлива в указанную камеру сгорания через указанную камеру (55) в форсунке (52),
доставку жидкости впрыска в указанную камеру (55) в форсунке (52) непосредственно перед или во время впрыска, приводя, тем самым, к воспламенению газообразного топлива внутри указанной камеры, и
окончание впрыска путем закрытия указанного клапана (50) для газообразного топлива.
14. Способ по п. 13, в котором доставляют указанное газообразное топливо в указанный топливный клапан при первом высоком давлении и доставляют указанное воспламеняющее топливо в указанный топливный клапан (50) при втором высоком давлении, которое выше, чем первое высокое давление.
15. Способ по п. 13 или 14, в котором смешивают указанное газообразное топливо и указанную воспламеняющую жидкость перед началом впрыска и одновременно доставляют газообразное топливо и воспламеняющую жидкость в указанную камеру (55).
16. Способ по п. 13 или 14, в котором доставляют газообразное топливо и воспламеняющую жидкость в указанную камеру (55) по отдельности.
17. Способ управления двигателем внутреннего сгорания с самовоспламенением, включающий
подачу сжатого газообразного топлива в топливный клапан (50) указанного двигателя при первом высоком давлении, причем указанный топливный клапан содержит корпус (52), полую форсунку (54) с удлиненным корпусом и с отверстиями (56), соединяющими камеру (55) в указанной форсунке (54) с камерой сгорания в цилиндре (1) указанного двигателя, причем указанная форсунка (54) расположена на переднем конце корпуса (52) топливного клапана, а указанная камера (55) имеет удлиненную форму с одним продольным концом, образующим впускное отверстие для газообразного топлива и воспламеняющей жидкости, а отверстия (56) форсунки соединены с указанной камерой (55) вблизи ее второго продольного конца,
подачу воспламеняющей жидкости в указанный топливный клапан (50) при втором высоком давлении, которое выше, чем первое высокое давление,
управление впрыском газообразного топлива с помощью выполненной с возможностью перемещения иглы (61) клапана, которая взаимодействует с седлом (69) клапана выше указанной полой форсунки (54), причем выше указанного седла (69) клапана расположена топливная камера (58),
повышение давления в указанной топливной камере (58) с помощью указанного газообразного топлива,
запуск впрыска газообразного топлива путем приподнимания указанной выполненной с возможностью осевого перемещения иглы (61) от седла (69) клапана,
доставку небольшого объема воспламеняющей жидкости в указанную камеру (55) непосредственно перед или во время впрыска, и
окончание указанного впрыска путем перемещения указанной иглы (61) клапана обратно к седлу (69) клапана.
18. Способ по п. 17, в котором указанное газообразное топливо воспламеняют внутри указанной камеры (55) с помощью указанной воспламеняющей жидкости.
19. Способ по п. 17 или 18, в котором форсунку (54) поддерживают при температуре выше 300°C в течение всего цикла двигателя.