ДВИГАТЕЛЬ С РАСЩЕПЛЕННЫМ ЦИКЛОМ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ВПРЫСКА ТОПЛИВА В НЕМ

1. Двигатель с расщепленным циклом, который содержит:
коленчатый вал, выполненный с возможностью вращения относительно своей оси;
поршень расширения, введенный в цилиндр расширения с возможностью скольжения и соединенный с коленчатым валом, так что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение в течение такта расширения и такта выпуска, при одном обороте коленчатого вала;
переходный канал, имеющий стенки, причем переходный канал соединяет источник газа высокого давления с цилиндром расширения;
переходный клапан расширения, действующий так, чтобы управлять флюидной связью между переходным каналом и цилиндром расширения, причем клапан содержит головку клапана и шток клапана, идущий от головки клапана; и
топливный инжектор, впрыскивающий топливо в переходный канал;
причем топливный инжектор содержит множество распылительных отверстий, расположенных в сопловой части топливного инжектора и нацеленных по меньшей мере на одну мишень, на которую направляют топливо, выходящее из распылительных отверстий, чтобы образовать по меньшей мере одну форму распыла;
при этом по меньшей мере одна мишень расположена выше положения на седле головки переходного клапана расширения и между стенками переходного канала и штоком указанного клапана расширения.
2. Двигатель по п.1, в котором распылительные отверстия нацелены на множество мишеней распыления, чтобы образовать множество форм распыла, причем мишени расположены так, что формы распыла охватывают с двух сторон шток указанного клапана расширения.
3. Двигатель по п.1, в котором каждое распылительное отверстие имеет проходящую через него осевую линию, причем множество распылительных отверстий ориентированы так, что осевые линии распылительных отверстий проходят по меньшей мере через одну мишень, на которую нацелены распылительные отверстия.
4. Двигатель по п.3, в котором одна из мишеней представляет собой мишень внешнего диаметра, которая расположена в точке на осевой линии одного из множества распылительных отверстий, в которой указанная осевая линия пересекает максимальный внешний диаметр головки указанного клапана расширения, когда он поднят на заданное расстояние подъема мишени над его положением на седле.
5. Двигатель по п.4, в котором расстояние подъема мишени лежит в диапазоне от 10 до 60 процентов максимальной высоты подъема указанного клапана расширения, преимущественно, от 15 до 40 процентов максимальной высоты его подъема, а предпочтительнее от 20 до 30 процентов максимальной высоты его подъема.
6. Двигатель по п.3, в котором осевые линии распылительных отверстий ориентированы независимо друг от друга.
7. Двигатель по п.1, в котором число форм распыла равно числу мишеней распыления.
8. Двигатель по п.1, в котором переходный канал представляет собой винтовой переходный канал, который содержит винтовую концевую секцию, расположенную поверх указанного клапана расширения, причем по меньшей мере одна мишень расположена внутри винтовой концевой секции.
9. Двигатель по п.8, в котором спирали винтовой концевой секции идут в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки.
10. Двигатель по п.1, в котором переходный клапан расширения представляет собой открывающийся наружу клапан.
11. Двигатель по п.1, в котором:
источник газа высокого давления представляет собой цилиндр сжатия, который содержит поршень сжатия, введенный в него с возможностью скольжения, причем цилиндр сжатия соединен с коленчатым валом, так что поршень сжатия действует так, чтобы совершать возвратно-поступательное движение в течение такта впуска и такта сжатия, при одном обороте коленчатого вала; причем
переходный канал соединяет цилиндры расширения и сжатия.
12. Двигатель с расширенным циклом, который содержит:
коленчатый вал, выполненный с возможностью вращения относительно своей оси;
поршень расширения, введенный в цилиндр расширения с возможностью скольжения и соединенный с коленчатым валом, так что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение в течение такта расширения и такта выпуска, при одном обороте коленчатого вала;
переходный канал, соединяющий источник газа высокого давления с цилиндром расширения;
переходный клапан расширения, действующий так, чтобы управлять флюидной связью между переходным каналом и цилиндром расширения, причем клапан имеет шток клапана; и
топливный инжектор, впрыскивающий топливо в переходный канал;
причем топливный инжектор содержит множество распылительных отверстий, расположенных в сопловой части топливного инжектора, при этом распылительные отверстия нацелены на две или несколько мишеней, причем топливо, выходящее из распылительных отверстий, направляют так, чтобы образовать по меньшей мере два факела распыла топлива;
при этом по меньшей мере два факела распыла топлива охватывают с двух сторон шток переходного клапана расширения.
13. Двигатель по п.12, в котором каждое распылительное отверстие имеет проходящую через него осевую линию, причем множество распылительных отверстий ориентированы так, что осевые линии каждого распылительного отверстия проходят через одну указанную мишень, на которую направлено топливо.
14. Двигатель по п.13, в котором осевые линии распылительных отверстий, образующих одну указанную форму распыла, ориентированы на мишень, которая отличается от мишени, на которую ориентированы линии распылительных отверстий, образующих другую указанную форму распыла.
15. Двигатель по п.13, в котором:
переходный клапан расширения содержит головку клапана, расположенную на конце штока клапана, а одна из мишеней представляет собой мишень внешнего диаметра, которая расположена в точке на осевой линии по меньшей мере одного указанного распылительного отверстия, в которой указанная осевая линия пересекает максимальный внешний диаметр головки указанного клапана расширения, когда он поднят на заданное расстояние подъема мишени над его положением на седле.
16. Двигатель по п.15, в котором расстояние подъема мишени лежит в диапазоне от 10 до 60 процентов максимальной высоты подъема указанного клапана расширения, преимущественно от 15 до 40 процентов максимальной высоты его подъема, а предпочтительнее от 20 до 30 процентов максимальной высоты его подъема.
17. Двигатель по п.12, в котором переходный канал представляет собой винтовой переходный канал, который содержит винтовую концевую секцию, расположенную поверх переходного клапана расширения, причем по меньшей мере две или несколько мишеней расположены внутри винтовой концевой секции.
18. Двигатель по п.17, в котором спирали винтовой концевой секции идут в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки.
19. Двигатель по п.12, в котором переходный клапан расширения представляет собой открывающийся наружу клапан.
20. Двигатель по п.12, в котором:
источник газа высокого давления представляет собой цилиндр сжатия, который содержит поршень сжатия, введенный в него с возможностью скольжения, причем цилиндр сжатия соединен с коленчатым валом, так что поршень сжатия действует так, чтобы совершать возвратно-поступательное движение в течение такта впуска и такта сжатия, при одном обороте коленчатого вала; причем
переходный канал соединяет цилиндры расширения и сжатия.
21. Способ впрыска топливо в двигателе, содержащий: коленчатый вал, выполненный с возможностью вращения относительно своей оси; поршень расширения, введенный в цилиндр расширения с возможностью скольжения и соединенный с коленчатым валом, так что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение в течение такта расширения и такта выпуска, при одном обороте коленчатого вала; переходный канал, имеющий стенки и соединяющий источник газа высокого давления с цилиндром расширения; переходный клапан расширения, расположенный на выходном конце переходного канала и действующий так, чтобы управлять флюидной связью между переходным каналом и цилиндром расширения, причем клапан содержит головку клапана и шток клапана, идущий от головки клапана; и топливный инжектор, впрыскивающий топливо в переходный канал; причем топливный инжектор содержит множество распылительных отверстий, расположенных в сопловой части топливного инжектора; причем способ включает в себя следующие операции:
нацеливание каждого распылительного отверстия на одну из двух мишеней, на которую направляют топливо, выходящее из распылительных отверстий, чтобы образовать две формы распыла, причем две мишени расположены выше положения на седле головки переходного клапана расширения и между стенками переходного канала и штоком указанного клапана расширения, так что формы распыла охватывают с двух сторон шток клапана;
начало впрыскивания топлива из топливного инжектора в направлении выходного конца переходного канала;
открытие переходного клапана расширения; и
окончание впрыскивания топлива до закрывания открытого указанного клапана расширения.
22. Способ по п.21, в котором впрыскивание топлива начинают до открывания указанного клапана расширения.
23. Способ по п.21, в котором впрыскивание топлива начинают после открывания указанного клапана расширения.
24. Способ по п.21, который включает в себя следующие операции:
создание воздушного потока из переходного канала в цилиндр расширения через открытый переходный клапан расширения;
продвижение двух форм распыла в воздушный поток, так что одна указанная форма распыла будет вытянута поверх и поперек штока указанного клапана расширения и будет сливаться с другой указанной формой распыла, чтобы образовать единственный объединенный факел распыла.
25. Способ по п.24, который дополнительно включает в себя операцию вытягивания объединенного факела распыла в направлении кромки выходного конца переходного канала, за счет чего объединенный факел распыла выходит из переходного канала через указанный клапан расширения.
26. Способ по п.21, в котором указанный клапан расширения открывается наружу из цилиндра расширения.
27. Способ по п.21, в котором продолжительность акта впрыска от начала впрыска топлива до окончания впрыска топлива составляет ориентировочно 45 градусов угла поворота коленчатого вала или меньше, преимущественно 40 градусов угла поворота коленчатого вала или меньше, а предпочтительнее 35 градусов угла поворота коленчатого вала или меньше.