BR112021009187A2 - método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros - Google Patents

método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros Download PDF

Info

Publication number
BR112021009187A2
BR112021009187A2 BR112021009187-4A BR112021009187A BR112021009187A2 BR 112021009187 A2 BR112021009187 A2 BR 112021009187A2 BR 112021009187 A BR112021009187 A BR 112021009187A BR 112021009187 A2 BR112021009187 A2 BR 112021009187A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
cylinder
fuel
piston
combustion chamber
ammonia
Prior art date
Application number
BR112021009187-4A
Other languages
English (en)
Inventor
Louis James Wibberley
Original Assignee
Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2019902137A external-priority patent/AU2019902137A0/en
Application filed by Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation filed Critical Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation
Publication of BR112021009187A2 publication Critical patent/BR112021009187A2/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • F02B43/12—Methods of operating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0644—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F02B25/08—Engines with oppositely-moving reciprocating working pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/20—Means for reducing the mixing of charge and combustion residues or for preventing escape of fresh charge through outlet ports not provided for in, or of interest apart from, subgroups F02B25/02 - F02B25/18
    • F02B25/24—Inlet or outlet openings being timed asymmetrically relative to bottom dead-centre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/10—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous
    • F02D19/105—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels peculiar to compression-ignition engines in which the main fuel is gaseous operating in a special mode, e.g. in a liquid fuel only mode for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/12—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with non-fuel substances or with anti-knock agents, e.g. with anti-knock fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0275—Injectors for in-cylinder direct injection, e.g. injector combined with spark plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0278—Port fuel injectors for single or multipoint injection into the air intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0284—Arrangement of multiple injectors or fuel-air mixers per combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/08—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for non-gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00—Other ignition
    • F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

MÉTODO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE AMÔNIA LÍQUIDA OU GASOSA EM UM MOTOR RECÍPROCO QUE INCLUI PELO MENOS DOIS CILINDROS. Método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros, em que cada cilindro inclui um pistão que se move de forma recíproca no interior daquele cilindro, cada cilindro possui um local superior em uma extremidade em posição oposta a uma extremidade de compressão do pistão e define uma câmara de combustão entre elas, o cilindro inclui pelo menos uma válvula de entrada através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula de exaustão através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão e o pistão move o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão encontra-se em local mais próximo do local superior, e o centro morto inferior, em que o pistão encontra-se em local mais distante do local superior, incluindo pelo menos um injetor de combustível posicionado no local superior, em que o método compreende: injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de pelo menos um jato de combustível nos momentos a seguir: após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão do cilindro correspondente; e antes que o pistão correspondente se mova para, no máximo, 35 graus, preferencialmente no máximo 45 graus, antes do centro morto superior.

Description

MÉTODO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE AMÔNIA LÍQUIDA OU GASOSA EM UM MOTOR RECÍPROCO QUE INCLUI PELO MENOS DOIS CILINDROS REFERÊNCIA A PRIORIDADE
[001] O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisório Australiano n° 2019902137, depositado em 19 de junho de 2019, cujo teor deverá ser compreendido como incorporado ao presente relatório descritivo como referência.
CAMPO DA INVENÇÃO
[002] A presente invenção refere-se, de forma geral, a um método de injeção de combustível de amônia em motores recíprocos. A presente invenção é particularmente aplicável a motores de cabeçotes cruzados e pistão de imersão que possuem ciclos de dois tempos e quatro tempos e será convenientemente descrita a seguir com relação a esse exemplo de aplicação. Deve-se apreciar, entretanto, que a presente invenção não se limita a essa aplicação e poderá ser utilizada em uma série de tipos de motores recíprocos/motores a combustão interna.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[003] A discussão dos antecedentes da invenção a seguir destina-se a possibilitar compreensão da presente invenção. Dever-se-á observar, entretanto, que a discussão não é reconhecimento ou admissão de que qualquer material indicado foi publicado, era conhecido ou parte do conhecimento geral comum na data de prioridade do pedido.
[004] Existe atualmente interesse mundial na alimentação de motores recíprocos, particularmente motores a ignição por compressão (diesel), com combustível com base em amônia produzido com energia renovável. Amônia (também denominada amônia anidra para diferenciá-la de soluções de água e amônia com concentrações de amônia relativamente baixas) possui potencial de fornecer combustível com carbono zero, ecológico e a custo competitivo.
[005] Um problema do uso eficiente de amônia em motores a ignição por compressão (diesel) é a forma de introdução ou injeção do combustível no motor. Diversos esquemas foram utilizados em tecnologias anteriores que utilizam motores de quatro tempos, incluindo: A. Fumigação por meio de ignição de amônia líquida no sistema de entrada de ar do motor, antes ou depois do turbocarregador, se fornecido – em que a ignição é iniciada por meio de injeção piloto de óleo diesel. Este é o método mais fácil de alimentação. Na maior parte dos motores, entretanto, a sobreposição de válvulas de entrada e exaustão causa a passagem de ar de combustão contendo amônia para a exaustão, gerando níveis indesejavelmente altos de amônia não queimada nos gases de exaustão. Esta questão é particularmente problemática para motores de dois tempos com fluxo único, que exigem passagem muito mais alta de ar de combustão para a exaustão durante o período de evacuação do cilindro. Para motores de dois tempos com fluxo único, este método também aumenta o potencial de incêndios perigosos da caixa de evacuação e distorção da correia de evacuação pelo forte efeito de resfriamento da vaporização de amônia. B. Fumigação de amônia vaporizada no sistema de entrada de ar do motor, antes ou depois do turbocarregador, se fornecido – em que a ignição é iniciada por meio de injeção piloto de óleo diesel. Esta possui problemas similares aos da fumigação de amônia líquida e, como é utilizada amônia gasosa, este método também reduz o potencial de resfriamento da carga do cilindro na redução do trabalho de compressão. C. Injeção direta de amônia líquida no cilindro de forma similar a motores a óleo diesel convencionais, com início da ignição por meio da injeção piloto de óleo diesel. Este método é o mais difícil de atingir combustão eficiente de amônia devido a: - velocidade relativamente baixa de vaporização de pulverizações de amônia devido ao alto calor de vaporização com relação a óleo diesel (com amônia não vaporizada fria que atinge partes quentes do motor, especialmente o pistão, com potencial de problemas de tensão térmica devido ao grande calor latente de vaporização de amônia); - combustão mais lenta devido à mistura heterogênea de amônia e ar no espaço de combustão; - amônia é adicionada posteriormente no curso de compressão e, como resultado, esse método reduz o efeito de resfriamento da carga, o que reduz o trabalho de compressão – de forma a reduzir a eficiência térmica geral; e - teor de NOx mais alto devido às temperaturas mais altas localizadas.
[006] Seria, portanto, desejável reduzir e/ou evitar esses problemas e fornecer um motor recíproco com aumento da combustão de amônia e/ou da eficiência térmica.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
[007] A presente invenção fornece um método de aumento da ignição e combustão de amônia em motores recíprocos.
[008] Primeiro aspecto da presente invenção fornece um método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros, em que cada cilindro inclui um pistão que se move de forma recíproca no interior daquele cilindro, cada cilindro possui um local superior em uma extremidade em posição oposta a uma extremidade de compressão do pistão que define uma câmara de combustão entre elas, em que o cilindro inclui pelo menos uma válvula de entrada através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula de exaustão através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão, o pistão move o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão encontra-se em local mais próximo do local superior, e o centro morto inferior, em que o pistão encontra-se em local mais distante do local superior, incluindo pelo menos um injetor de combustível posicionado no local superior; em que o método compreende: - injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de pelo menos um jato de combustível nos momentos abaixo: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão do cilindro correspondente; e - antes do movimento do pistão correspondente para, no máximo, 35 graus, preferencialmente no máximo 45 graus, antes do centro morto superior.
[009] Dever-se-á apreciar que a injeção de combustível ocorre após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão para liminar a perda de amônia não queimada para a exaustão.
[0010] Convenientemente, o método de acordo com a presente invenção aumenta a ignição e combustão de amônia em motores a combustão interna que utilizam combustível de amônia líquida ou gasosa. A presente invenção pode também aumentar a vaporização de amônia após injeção no cilindro, reduzindo o trabalho de compressão do motor, em que uma mistura de ar e combustível mais homogênea também reduz NOx e emissões particuladas com base em nitrogênio para motores de dois tempos com fluxo único.
[0011] Embora sem desejar restrições a nenhuma teoria, o inventor descobriu que a combustão de amônia em motores necessita de um método diferente de injeção de amônia, especialmente para motores de dois tempos com fluxo único. O inventor concluiu que a injeção de amônia no cilindro substancialmente antes da ignição é necessária para permitir aumento do tempo de vaporização e mistura com ar de combustão. Também se concluiu que a ignição é aprimorada por meio de consideração do local dos pontos de injeção com relação ao trajeto do pistão e o tempo de injeção com relação ao movimento e posição do pistão. Concluiu-se ainda que é possível atingir injeção inicial de amônia sem risco de ignição prematura devido a uma série de fatores, que incluem a alta temperatura de autoignição de amônia e o efeito de resfriamento de injeção de amônia.
[0012] O combustível de amônia líquida ou gasosa injetado na presente invenção compreende preferencialmente amônia anidra. Essa amônia tipicamente não é uma solução de água e amônia que possui concentração de amônia relativamente baixa. Prefere-se teor alto/substancial de amônia no combustível de amônia. O combustível de amônia injetado utilizando o método é preferencialmente pelo menos um dentre combustível de amônia gasosa ou combustível de amônia líquida. Em algumas realizações, o combustível de amônia compreende uma mistura de amônia líquida com pelo menos um dentre água ou outro combustível. O combustível de amônia pode compreender preferencialmente uma mistura de amônia líquida com diversas quantidades de outros combustíveis solúveis, miscíveis, em emulsão ou calda. Exemplos incluem, mas sem restrições, solução de picrato de ferro, hidrazina, nitrato de amônia, diversos líquidos oxigenados adicionados para aumentar a ignição, combustão, lubrificação ou redução de NOx ou emissões particuladas.
[0013] A presente invenção é aplicável para uso desses combustíveis de amônia em motores recíprocos, de maior preferência motores a combustão interna. A presente invenção pode ser utilizada em uma série de motores a combustão interna, que incluem motores de ignição por compressão ou motores de ignição por faísca, plasma ou laser. Nessas realizações, o local superior compreenderá preferencialmente uma cabeça de cilindro.
[0014] Aspectos da presente invenção são também aplicáveis a motores de pistões opostos e pistões livres. Nessas realizações, cada cilindro inclui preferencialmente dois pistões que se movem de forma recíproca no interior daquele cilindro em direções opostas, formando uma extremidade de compressão no local superior e na câmara de combustão entre eles, pelo menos uma válvula ou porta de entrada (tipicamente localizada em uma parede lateral do cilindro) através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula ou porta de exaustão (tipicamente localizada em uma parede lateral do cilindro) através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão, em que os pistões movem o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão se encontra em local mais próximo ao pistão oposto, e o centro morto inferior, em que o pistão se encontra em local mais distante do pistão oposto, incluindo pelo menos um injetor de combustível localizado na parede de cilindro.
[0015] Em realizações de motores com pistões opostos e pistões livres, a cabeça dos pistões (na maioria dos casos, os anéis sobre eles) agem para cobrir e descobrir portas nas paredes do cilindro que juntas formam uma válvula de entrada e exaustão. Cada uma dentre a válvula/porta de entrada e a válvula/porta de exaustão é, portanto, descoberta por um pistão correspondente durante o curso de pistão correspondente. Um pistão possui no presente uma face interna que descobre pelo menos uma porta de válvula de entrada mais próxima do trajeto mais externo do pistão através do qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e o outro pistão oposto possui uma face interna que descobre pelo menos uma válvula de exaustão em direção ao trajeto mais externo do pistão, através do qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão.
[0016] Dever-se-á observar que a presente invenção é aplicável a motores de pistões opostos e motores de pistões livres sem manivela. Esses motores podem utilizar um gerador linear para potência de partida e direção da compressão. Em algumas formas, os motores de pistões opostos podem possuir uma correia de evacuação em uma extremidade e uma correia de exaustão na outra extremidade.
[0017] Motor a ignição por compressão é um tipo de motor a combustão interna no qual a ignição de combustível injetado em uma câmara de combustão de um cilindro de motor é causada pela temperatura elevada do ar no cilindro devido à compressão mecânica. A expansão dos gases sob alta temperatura e alta pressão produzidos pela combustão aplica força direta para dirigir o movimento de um pistão no interior de um cilindro que, por sua vez, dirige o movimento de uma seção dirigida do motor. Motores a ignição por compressão incluem motores tais como motores a diesel. Dever- se-á apreciar, entretanto, que o motor a ignição por compressão de acordo com a presente invenção não se limita a configurações de motor do tipo diesel.
[0018] Dever-se-á apreciar que a localização do cilindro define um topo, ponto ou limite superior do cilindro em direção ao qual o pistão se move no seu movimento recíproco no interior do cilindro. Em muitas configurações de cilindro, o local superior é definido pela cabeça do cilindro. Nas configurações de cilindro que não incluem uma cabeça de cilindro, tais como motores de pistões opostos e pistões livres, entretanto, o local superior compreende o ponto do cilindro que marca o limite superior máximo daquele movimento no cilindro no curso de compressão e exaustão (conforme descrito abaixo).
[0019] Dever-se-á também apreciar que o centro morto superior de um pistão no interior do seu cilindro correspondente fica onde o pistão se encontra na posição mais próxima do local superior/cabeça do cilindro no interior do cilindro durante o seu movimento recíproco e o centro morto inferior na posição mais espaçada do local superior/cabeça do cilindro durante o seu movimento recíproco. Em um motor com múltiplos cilindros, os pistões podem atingir o centro morto superior simultaneamente ou em momentos diferentes, dependendo da configuração do motor. Em motor recíproco, o centro morto superior do pistão número um é o ponto a partir do qual são realizadas medições do sistema de ignição e a ordem de disparo é determinada. O momento da ignição, por exemplo, é normalmente especificado na forma de graus de rotação do virabrequim antes do centro morto superior (BTDC).
[0020] Na maior parte dos motores recíprocos, o pistão move-se em um ciclo de curso específico (movimento recíproco/ciclo recíproco) no interior do cilindro em uma série de ciclos repetidos de cursos, conforme segue: - um curso de entrada no qual a válvula de exaustão é fechada, a válvula de entrada é aberta e o pistão é inicialmente localizado no centro morto superior próximo mas espaçado do local superior e move-se para longe do local superior para extrair uma mistura de ar e combustível (ou ar isolado, no caso de motor de injeção direta) para o pistão; - um curso de compressão no qual a válvula de exaustão e a válvula de entrada são fechadas e o pistão é inicialmente posicionado no centro morto inferior e move-se em direção ao local superior para comprimir a mistura de ar e combustível (ou ar isolado até a injeção de combustível na câmara de combustão, no caso de motor de injeção direta) na câmara de combustão; em direção ao final dessa fase, a mistura de ar e combustível sofre ignição – por exemplo, por uma vela de ignição ou outro meio de ignição para motores a gasolina, ou por meio de autoignição para motores de ignição por compressão, tais como motores a diesel; - um curso de combustão no qual a válvula de exaustão e a válvula de entrada são fechadas e o pistão é inicialmente localizado no centro morto superior e a expansão da mistura de combustível que sofreu ignição é forçada para longe do local superior na câmara de combustão entre o local superior e a cabeça do pistão (extremidade de compressão do pistão); e - um curso de exaustão, em que a válvula de exaustão é aberta e a válvula de entrada é fechada, e o pistão é inicialmente localizado no centro morto inferior e move-se em direção ao local superior para expelir os gases de combustão exauridos através da válvula de exaustão. Este ciclo de curso é repetido.
[0021] Dever-se-á apreciar que o combustível é injetado na câmara de combustão de motores de injeção direta durante o curso de compressão para permitir a ocorrência do curso de combustão. Dever-se-á também apreciar que os gases de combustão compreendem ar ou ar com O2 e/ou outros combustíveis.
[0022] No contexto desse ciclo repetido de cursos, o combustível de amônia é preferencialmente injetado na câmara de combustão de cada cilindro durante o curso de compressão do ciclo de motor. Neste contexto, o combustível de amônia sofre combustão naquele curso de combustão por compressão (motores de ignição por compressão) ou por um iniciador de combustão por faísca, plasma ou laser.
[0023] Embora não discutido no contexto do movimento de pistão acima, dever-se-á compreender que o cilindro e o pistão de acordo com a presente invenção podem operar e incorporam as características de um motor recíproco convencional, mais especificamente um motor a combustão interna. Em muitos motores a combustão interna, por exemplo, a base de cada pistão é preferencialmente conectada a uma vara de conexão que, por sua vez, é conectada a um virabrequim. O movimento recíproco de cada pistão dirige a rotação daquele virabrequim. A vara de conexão converte o movimento giratório do virabrequim em movimento para a frente e para trás do pistão no seu cilindro. O cilindro possui a cabeça de cilindro em uma extremidade e é aberto na outra extremidade para permitir que a vara de conexão faça o seu trabalho. O pistão é efetivamente vedado ao cilindro correspondente por dois ou mais anéis de pistão. Dever-se-á apreciar novamente, entretanto, que outras configurações são possíveis. Em vez de manivela, por exemplo, o motor pode utilizar um gerador linear para potência de partida e direção da compressão.
[0024] No contexto acima, dever-se-á também apreciar que o movimento do pistão em graus indicado ao longo do presente relatório descritivo encontra-se em graus de manivela, ou seja, a rotação relativa da manivela correspondente ao movimento recíproco dirigido do pistão. Cada ciclo completo de movimento recíproco do pistão entre o centro morto superior corresponde a movimento de 360 graus do virabrequim.
[0025] As características dessa disposição de pistão e a configuração de motor associada são bem conhecidas na técnica. Deve-se compreender que a operação e a configuração desse motor a combustão interna seria bem compreendido pelos técnicos comuns no assunto e as características do método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco de acordo com a presente invenção poderão ser facilmente adotadas pelos técnicos no assunto em um motor recíproco convencional, seguindo-se o ensinamento do presente relatório descritivo.
[0026] Este primeiro aspecto da presente invenção refere-se tipicamente a motores de injeção direta em que o injetor de combustível está posicionado no local superior na cabeça daquele cilindro. Diversas configurações de injetor são possíveis. O injetor de combustível pode compreender, por exemplo, pelo menos um dentre: um único injetor de combustível localizado no centro da cabeça de cilindro; ou pelo menos dois injetores de combustível espaçados entre si ao longo do diâmetro da cabeça de cilindro. Em algumas realizações, o injetor de combustível compreende pelo menos um injetor de combustível com bocal semiaxial localizado perto do centro do cilindro com jatos de combustível próximos dirigidos para baixo. Em outras realizações, o injetor de combustível compreende pelo menos um injetor de amônia líquida com bocal de descarga semiaxial localizado perto da parede do cilindro com jatos de combustível semiaxiais próximos dirigidos para baixo em direção ao pistão.
[0027] Conforme descrito anteriormente, concluiu-se que a ignição utilizando combustível de amônia é aprimorada por meio de análise do local dos pontos de injeção com relação ao trajeto do pistão e o momento de injeção com relação ao movimento e posição do pistão.
[0028] Em algumas realizações, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro nos momentos a seguir: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão; e - antes do pistão mover-se para 35 graus antes do centro morto superior.
[0029] Em outras realizações, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro nos momentos a seguir: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão; e - antes do pistão mover-se para 45 graus antes do centro morto superior.
[0030] Concluiu-se ainda que a ignição utilizando combustível de amônia é aprimorada quando o momento de injeção de combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro também ocorrer após o fechamento da pelo menos uma válvula de entrada. Isso resulta em vazamento do combustível de amônia e gases de combustão na entrada de combustível/válvula de entrada. Em realizações específicas, portanto, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro nos momentos a seguir: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão; - após o fechamento da pelo menos uma válvula de entrada; e - antes do pistão mover-se para 35 graus antes do centro morto superior.
[0031] Em diversas realizações, considerou-se que o ângulo em que o(s) jato(s) de combustível entra(m) no cilindro também é importante, conforme indicado a seguir. Dever-se-á apreciar que esses parâmetros podem diferir para diferentes configurações de pistão e cilindro, por exemplo, conforme definido nos dois aspectos da presente invenção.
[0032] Em algumas realizações, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -35° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente. Em algumas realizações, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de - 90° a -50°, preferencialmente de -90° a -65° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
[0033] Em outras realizações, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -30° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
[0034] Em realizações específicas, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -65° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente, em que a injeção é programada para ocorrer após o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão e antes da movimentação do pistão para 35 graus do centro morto superior.
[0035] Em outras realizações, o combustível de amônia é injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -50° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente, em que a injeção é programada para ocorrer após o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão e antes da movimentação do pistão para 45 graus do centro morto superior.
[0036] O método desse primeiro aspecto da presente invenção pode ser utilizado em uma série de tipos de motores recíprocos, incluindo pelo menos um dentre: motor de ignição por compressão; ou motor de ignição por faísca, plasma ou laser. Esse motor recíproco pode ser um motor de dois tempos ou um motor de quatro tempos. De forma similar, esse motor recíproco pode ser um motor de fluxo único de imersão ou cabeçotes cruzados.
[0037] O método de acordo com a presente invenção pode ser convenientemente utilizado para motores em baixa, média e alta velocidade, motores de cabeçotes cruzados e pistão de imersão, ciclos de dois e quatro tempos e motores de ignição por faísca, plasma ou laser. A presente invenção é particularmente aplicável a motores de dois tempos de pistão de imersão convencionais e motores de cabeçotes cruzados com velocidade mais baixa, tais como os utilizados para águas marinhas profundas. Realizações específicas do primeiro aspecto da presente invenção são as seguintes:
[0038] Para motores de dois tempos com fluxo único de pistão de imersão com injeção superior (injetor localizado na cabeça do cilindro), o método de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção compreende a injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de pelo menos um jato de combustível como um ou mais jatos de combustível em ângulo A de -90° e -35°, em que a injeção de combustível de amônia é programada para ocorrer após o fechamento das válvulas de exaustão e antes de 45 graus de manivela do centro morto superior.
[0039] Para motores de dois tempos com fluxo único com cabeçotes cruzados e injeção superior (injetor localizado na cabeça do cilindro), o método de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção compreende a injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro à medida que um ou mais jatos de combustível formam ângulo A de -90° a -30°, em que a injeção de combustível de amônia é programada para ocorrer após o fechamento da(s) válvula(s) de exaustão e antes de 35 graus de manivela do centro morto superior.
[0040] Segundo aspecto da presente invenção fornece um método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros, em que cada cilindro inclui um pistão que se move de forma recíproca no interior daquele cilindro, cada cilindro possui um local superior em uma extremidade em posição oposta a uma extremidade de compressão do pistão que define uma câmara de combustão entre elas, o cilindro inclui pelo menos uma válvula de entrada através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula de exaustão através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão, o pistão move o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão encontra-se em local mais próximo do local superior, e o centro morto inferior, em que o pistão encontra-se em local mais distante do local superior, incluindo pelo menos um injetor de combustível posicionado na parede do cilindro espaçado do local superior, e o injetor é posicionado para injetar combustível na câmara de combustão; e em que o método compreende: - injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de pelo menos um jato de combustível, de forma que os jatos de combustível entrem na câmara de combustão que possui linha central de jato em ângulo de -80° a 80° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente; e em que a injeção é programada para ocorrer: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão do cilindro correspondente; e - antes da cobertura do pelo menos um injetor de combustível pelo pistão correspondente ao mover-se do centro morto inferior para o centro morto superior em cada cilindro correspondente.
[0041] Este segundo aspecto da presente invenção também fornece um método de acordo com a presente invenção que aumenta a ignição e combustão de amônia em motores a combustão interna que utilizam combustível de amônia líquida ou gasosa. Este segundo aspecto da presente invenção refere- se a motores de injeção direta em que o(s) injetor(es) de combustível está(ão) localizado(s) nas paredes do cilindro.
Dever-se-á apreciar, entretanto, que as vantagens discutidas anteriormente, ciclo de curso de pistão, componentes do motor e similares, descritos com relação ao primeiro aspecto da presente invenção, aplicam-se igualmente a esse segundo aspecto da presente invenção.
[0042] Conforme indicado para o primeiro aspecto, o local do cilindro define um topo, ponto ou limite superior do cilindro que o pistão move para cima no seu movimento recíproco no interior do cilindro. Em muitas configurações de cilindro, o local superior é definido pela cabeça do cilindro. Nas configurações de cilindro que não incluem uma cabeça de cilindro, tais como motores de pistões opostos e pistões livres, entretanto, o local superior compreende o ponto do cilindro que marca o limite superior máximo daquele movimento no cilindro no curso de compressão e exaustão (conforme descrito acima). Dever-se-á também apreciar que os tipos de motores discutidos anteriormente são também aplicáveis a este segundo aspecto da presente invenção.
[0043] O combustível de amônia é preferencialmente pelo menos um dentre combustível de amônia gasosa ou combustível de amônia líquida. Em algumas realizações, o combustível de amônia compreende uma mistura de amônia líquida com pelo menos um dentre água ou outro combustível. O combustível de amônia compreende preferencialmente uma mistura de amônia líquida com diversas quantidades de outros combustíveis solúveis, miscíveis, em emulsão ou calda. Exemplos incluem, mas sem restrições, solução de picrato de ferro, hidrazina, nitrato de amônio, diversos líquidos oxigenados adicionados para aumentar a ignição, combustão, lubrificação ou redução de NOx ou emissões particuladas.
[0044] A injeção de combustível é novamente programada após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão para liminar a perda de amônia não queimada para a exaustão. Além disso, no contexto do ciclo repetido de cursos discutido anteriormente, o combustível de amônia é preferencialmente injetado na câmara de combustão de cada cilindro durante o curso de compressão do ciclo de motor. Neste contexto, o combustível de amônia sofre combustão naquele curso de combustão por compressão (motores de ignição por compressão) ou por um iniciador de combustão por faísca, plasma ou laser.
[0045] Conforme indicado acima, este segundo aspecto da presente invenção refere-se a motores de injeção direta em que o(s) injetor(es) de combustível está(ão) localizado(s) nas paredes do cilindro. Os injetores são preferencialmente localizados na parede lateral do cilindro na metade inferior do cilindro com relação ao movimento do pistão entre o centro morto superior e o centro morto inferior (ou seja, o trajeto do pistão até o topo). O jato de combustível é, portanto, injetado na metade inferior do cilindro. Em algumas realizações, o pelo menos um injetor de combustível está localizado na parede do cilindro espaçada da cabeça do cilindro para definir seção superior do cilindro entre o pelo menos um injetor de combustível e a cabeça de cilindro e uma seção inferior localizada entre o pelo menos um injetor de combustível e o pistão no centro morto inferior. Nessas realizações, o jato de combustível pode ser injetado na seção superior ou na seção inferior do cilindro.
[0046] Diversas configurações de injetor são possíveis. O injetor de combustível pode compreender, por exemplo, pelo menos um dentre: injetor de combustível isolado; ou pelo menos dois injetores de combustível espaçados em circunferência em volta da circunferência da parede de cilindro. Em algumas realizações, o injetor de combustível compreende pelo menos um injetor de combustível com bocal semiaxial localizado perto do centro da câmara de combustão quando o pistão estiver no centro morto inferior com jatos de combustível próximos dirigidos para baixo. Em outras realizações, o injetor de combustível compreende pelo menos um injetor de amônia líquida posicionado em local baixo na parede de cilindro. A posição baixa na parede de cilindro compreende tipicamente estar mais próxima da extremidade de compressão do pistão que a cabeça de cilindro quando o pistão estiver no centro morto inferior.
[0047] Concluiu-se ainda que a ignição utilizando combustível de amônia neste segundo aspecto da presente invenção é aprimorada quando o momento de injeção de combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro também ocorrer após o fechamento da pelo menos uma válvula de entrada. Isso reduz o vazamento do combustível de amônia e gases de combustão na entrada de combustível/válvula de entrada.
[0048] Como ocorre com a primeira realização, considerou-se que o ângulo em que o(s) jato(s) de combustível entra(m) no cilindro é importante, conforme indicado abaixo. Dever-se-á apreciar que esses parâmetros podem diferir para diferentes configurações de pistão e cilindro, por exemplo, conforme definido nos dois aspectos da presente invenção.
[0049] Em algumas realizações, o pelo menos um jato de combustível é injetado na câmara de combustão que possui uma linha central de jato em ângulo de -80° e 40° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
[0050] Em algumas realizações, o pelo menos um jato de combustível é injetado na câmara de combustão que possui uma linha central de jato em ângulo de -80° e 0° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
[0051] Em outras realizações, o pelo menos um jato de combustível é injetado na câmara de combustão que possui uma linha central de jato em ângulo de -80° e -40° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
[0052] O método de acordo com esse segundo aspecto da presente invenção pode ser utilizado em uma série de tipos de motores recíprocos, incluindo pelo menos um dentre: motor de ignição por compressão; ou motor de ignição por faísca, plasma ou laser. Esse motor recíproco pode ser um motor de dois tempos ou um motor de quatro tempos. De forma similar, esse motor recíproco pode ser um motor de fluxo único de imersão ou cabeçotes cruzados.
[0053] Novamente, o método de acordo com a presente invenção pode ser convenientemente utilizado para motores em baixa, média e alta velocidade, motores de cabeçotes cruzados e pistão de imersão, ciclos de dois e quatro tempos e motores de ignição por faísca, plasma ou laser. A presente invenção é particularmente aplicável a motores de dois tempos de pistão de imersão convencionais e motores de cabeçotes cruzados com velocidade mais baixa, tais como os utilizados para águas marinhas profundas. Realizações específicas do segundo aspecto da presente invenção são as seguintes:
[0054] Para motores de dois tempos com fluxo único de pistão de imersão com injeção lateral (injetores localizados nas paredes do cilindro), o método de acordo com o segundo aspecto da presente invenção compreende a injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de um ou mais jatos de combustível para a câmara de combustão em ângulo A de -80° e 80°, em que a injeção de combustível de amônia é programada para ocorrer após o fechamento das válvulas de exaustão e antes do pistão cobrir a(s) porta(s) de injeção. Os injetores encontram-se preferencialmente na metade inferior do cilindro com relação ao trajeto da extremidade de compressão do pistão (trajeto do pistão para o topo) entre o centro morto superior e o centro morto inferior.
[0055] Para motores de dois tempos com fluxo único, cabeçotes cruzados e injeção lateral, o método de acordo com o segundo aspecto da presente invenção compreende a injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de um ou mais jatos de combustível para a câmara de combustão, para formar ângulo A de -80° a 80°, em que a injeção de combustível de amônia é programada para ocorrer após o fechamento da(s) válvula(s) de exaustão e antes do pistão cobrir a(s) porta(s) de injeção. Os injetores encontram-se preferencialmente na metade inferior do cilindro com relação ao trajeto da extremidade de compressão do pistão entre o centro morto superior e o centro morto inferior.
[0056] Em realizações dos primeiro e segundo aspectos da presente invenção, os injetores poderão servir para injetar a amônia líquida e injetar em seguida um combustível piloto tal como diesel. Preferencialmente, os injetores possuirão bocais separados para a amônia e o combustível piloto. Nessas realizações, o método de acordo com a presente invenção compreenderia adicionalmente: injeção de combustível piloto, preferencialmente diesel, na câmara de combustão após a injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro. O combustível de amônia seria injetado de acordo com a presente invenção e o combustível piloto é preferencialmente injetado pouco antes do início de combustão necessário, de preferência imediatamente antes do início de combustão necessário do combustível na câmara de combustão. Nesta realização, a quantidade de injeção piloto poderá também ser convenientemente utilizada para iniciar e aquecer o motor antes do uso de amônia líquida e/ou ser utilizada para baixa operação de carga, embora, em operação normal, somente 2 a 5% da energia do combustível sejam necessários para ignição.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0057] A presente invenção será agora descrita com referência às figuras dos desenhos anexos, que ilustram realizações preferidas específicas da presente invenção, em que: - a Figura 1 ilustra a metodologia utilizada na presente invenção para determinar ângulos de jato de combustível injetado em um cilindro de motor através de um injetor;
- a Figura 2 ilustra um sistema utilizado para especificar ângulos de jato de combustível relativos à linha central de um cilindro de motor; - a Figura 1 é uma vista em corte transversal esquemático de um cilindro de um motor de dois tempos com fluxo único de imersão convencional (estado da técnica) que exibe um injetor de combustível com bocal radial localizado perto do centro do cilindro com jatos de combustível dirigidos para fora; - a Figura 2 é (A) uma vista em corte transversal esquemática de um cilindro de um motor de dois tempos com fluxo único e cabeçotes cruzados convencional (estado da técnica) que exibe um injetor de combustível com descarga lateral do cilindro localizado perto da parede do cilindro com jatos de combustível dirigidos radialmente para dentro; e (B) vista em close do jato de combustível e do ângulo de jato de combustível A medido com relação ao injetor e a linha base X exibida em (A); - a Figura 3 é uma vista em corte transversal esquemática de um cilindro de um motor de dois tempos com fluxo único e imersão com configuração de injetor de acordo com uma realização da presente invenção, que exibe um injetor de combustível com bocal semiaxial localizado perto do centro do cilindro com jatos de combustível próximos dirigidos para baixo; injetores piloto e dispositivos de ignição não são exibidos por motivo de clareza; - a Figura 4 é uma vista em corte transversal esquemática de um cilindro de um motor de dois tempos com fluxo único e cabeçotes cruzados com configuração de injetor de acordo com uma realização da presente invenção,
que possui um ou mais injetores de amônia líquida com bocal de descarga semiaxial localizado(s) perto da parede de cilindro com jatos de combustível quase semiaxiais próximos dirigidos para baixo em direção ao pistão; injetores piloto e dispositivos de ignição não são exibidos por motivo de clareza; - a Figura 5 é uma vista em corte transversal esquemática de um cilindro de um motor de dois tempos com fluxo único e imersão com configuração de injetor de acordo com uma realização da presente invenção, que exibe um injetor de combustível com bocal semiaxial localizado perto do centro do cilindro com jatos de combustível próximos dirigidos para baixo; e - a Figura 6 é uma vista transversal esquemática de um motor de dois tempos com fluxo unitário, cabeçotes cruzados e um cilindro com configuração de injetor de acordo com uma realização da presente invenção, que compreende injetores de amônia líquida em posição baixa na parede de cilindro com diversas opções de alinhamento de jatos; injetores piloto e dispositivos de ignição não são exibidos por motivo de clareza.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0058] O método de acordo com a presente invenção fornece um método que injeta um combustível de amônia líquida ou gasosa que aumenta a ignição e combustão de amônia em motores a combustão interna que utilizam combustível de amônia líquida ou gasosa. A presente invenção pode também aumentar a vaporização de amônia após injeção no cilindro, reduzindo o trabalho de compressão do motor e também reduzindo NOx e emissões particuladas com base em nitrogênio para motores de dois tempos com fluxo único.
[0059] Ângulos de injeção de combustível em jatos:
[0060] As Figuras 1 e 2 ilustram o sistema e a metodologia utilizada no presente relatório descritivo para medir e especificar o ângulo A de um jato de combustível injetado na câmara de combustão de um motor de cilindros (não ilustrado por facilidade de referência do esquema) de um injetor de jatos de combustível.
[0061] Em primeiro lugar, conforme exibido na Figura 1, um jato de combustível 115 injetado por um injetor 110 sofrerá grau de difusão à medida que o jato de combustível 115 emanar do bocal 118 do injetor de combustível
110. Todos os ângulos A indicados com relação a um jato de combustível a seguir fazem referência à linha central Y do jato de pulverização do jato de combustível correspondente 115 a partir do ponto de injeção M no bocal 118.
[0062] Em segundo lugar, todos os ângulos do jato de combustível 115 pulverizados no interior do cilindro são medidos com relação à linha base X. A linha base X é uma linha perpendicular à linha central CL do cilindro correspondente. Por facilidade de referência, a linha base X pode ser posicionada para intersecção através do ponto de intersecção I com a linha central Y do jato de combustível 115 para exibir o ângulo A entre elas. Dever-se-á apreciar, entretanto, que essa linha base pode ser utilizada como referência para o ângulo A em qualquer posição apropriada com relação à linha central Y do jato de combustível 115.
[0063] Utilizando a linha central CL do cilindro correspondente, a linha base X e a linha central do jato de combustível Y, o ângulo A refere-se ao ângulo em que o jato de combustível 115 é pulverizado para fora do bocal 118 do injetor 110 para a câmara de combustão do cilindro.
[0064] A Figura 2 ilustra seis exemplos dessa medição utilizando esse sistema. Todos os ângulos A são medidos entre a linha central do jato de combustível Y de cada jato de combustível e a linha base Y perpendicular à linha central CL do cilindro correspondente. Conforme medido na Figura 1, os ângulos ilustrativos são definidos na Tabela
1. TABELA 1
[0065] Exemplos de jatos de combustível medidos: Injetor n° Jato de combustível Ângulo A (graus) 210 215 -20 220 225 -20 230 235 0 240 245 20 250 255 -70 2160 265 -20
[0066] Utilizando essa nomenclatura, pode-se descrever o ângulo A de uma série de jatos de combustível.
[0067] Dever-se-á observar que, embora os ângulos de jato de combustível A sejam descritos em termos da sua inclinação em um único plano, ângulos de jato compostos poderão ser também utilizados convenientemente com jatos de combustível de amônia dirigidos com ou contra o padrão de fluxo em turbilhão no ar de combustão normalmente induzido pelas portas de correia de evacuação para aumentar o esvaziamento de gases de exaustão do cilindro. O(s) ângulo(s) de jato de combustível A é(são) medido(s) na forma de ângulo(s) verdadeiro(s) com relação à linha central (CL) do cilindro e um plano normal à linha central (CL) do cilindro.
[0068] Injeção de combustível convencional:
[0069] A presente invenção utiliza mais efetivamente amônia como combustível de combustão em motores a combustão interna, utilizando diferentes métodos de injeção de amônia, particularmente para motores com dois tempos e fluxo único. Como ponto de comparação, as Figuras 3 e 4 fornecem um esquema que exibe o método de injeção de combustível em motor de dois tempos com fluxo único e imersão convencional (estado da técnica) (Figura 3) e um motor de dois tempos com fluxo único e cabeçotes cruzados convencional (estado da técnica) (Figura 4).
[0070] Faz-se referência, em primeiro lugar, à Figura 3, que ilustra uma vista em corte transversal de uma combinação de cilindro 300 e pistão 305 para um motor de dois tempos com fluxo único e pistão de imersão alimentado convencionalmente. O cilindro 300 inclui uma cabeça de cilindro 308 que possui injetor de combustível com bocal radial 310 localizado perto do centro do cilindro 300 e da cabeça de cilindro 308 que dirige jatos de combustível 315 para fora a partir dele em direção às paredes de cilindro
312. A cabeça de cilindro 308 inclui válvulas de saída de exaustão 330. Conforme ilustrado, o pistão 305 inclui uma vara de conexão 322 que é conectada, na outra extremidade, a um virabrequim (não exibido). O cilindro 300 também inclui uma correia de evacuação 360 que inclui portas de entrada 335 que são descobertas pelo pistão 305 em direção ao fundo do curso do pistão (quando o pistão 305 estiver próximo do centro morto inferior). Neste esquema, o combustível é injetado através do injetor 310, de forma que a linha central Y de jatos de combustível 315 forme um ângulo A de -30° e +5° com relação à linha base X. Os injetores 310 incluiriam tipicamente 4 a 16 orifícios no bocal. Os eventos de injeção de combustível são o tempo de início de 35° a 10° de rotação do virabrequim antes que o pistão atinja o topo do curso de compressão, ou seja, antes do centro morto superior (BTDC).
[0071] A Figura 4 ilustra uma vista em corte transversal de uma combinação de cilindro 400 e pistão 405 de um motor de dois tempos com fluxo único e cabeçotes cruzados convencionalmente alimentado. O cilindro ilustrado 400 inclui uma cabeça de cilindro 408 que possui pelo menos dois injetores de combustível com descarga lateral 410 localizados perto da parede de cilindro 412 com jatos de combustível 415 dirigidos para dentro (ou seja, para longe das paredes de cilindro 412). A cabeça de cilindro 408 inclui uma válvula de saída de exaustão central 430. Conforme ilustrado, o pistão 405 inclui uma vara de pistão 422 interconectada na outra extremidade a um cabeçote cruzado que conecta a vara a um virabrequim (não exibido). O cilindro 400 também inclui uma caixa de evacuação circunvizinha 455 que engloba uma correia de evacuação 460 na parede de cilindro 412 que inclui portas de entrada 435 que são descobertas pelo pistão 405 em direção ao fundo do curso do pistão (quando o pistão 405 estiver próximo ao centro morto inferior). A vara de pistão 422 intersecciona e é inserida através da caixa de evacuação 453 por meio da caixa de gaxeta 465. Conforme exibido, o combustível é injetado através de injetores 410 na forma de jatos de combustível 415 que formam um ângulo A de -25° a +5° com relação à linha base X. Os injetores 410 incluiriam tipicamente quatro a oito orifícios no bocal. Os eventos de injeção de combustível são o tempo de início de 15° da rotação do virabrequim BTDC até vários graus após o centro morto superior (ATDC), dependendo do tamanho do motor e das propriedades de ignição de combustível.
[0072] Injeção de combustível de acordo com a presente invenção:
[0073] A presente invenção compreende diferentes disposições de injeção com base em necessidades recém- descobertas para alimentar motores com combustíveis de amônia líquida ou gasosa. O inventor concluiu que é possível atingir combustão mais eficaz ao injetar-se combustível de amônia muito antes no ciclo de compressão de cada cilindro de um motor que o normalmente ensinado para motores de ignição por compressão, tais como as duas configurações de motores do estado da técnica discutidas acima com relação às Figuras 3 e
4. A injeção de combustível para o regime de injeção de acordo com a presente invenção ocorre pouco depois do fechamento das portas e válvula(s) de exaustão e mais profundamente no volume do cilindro (ou seja, ângulo de injeção de jato de combustível mais acentuado) para garantir tempo suficiente de vaporização e mistura, reduzir o trabalho de compressão e permitir combustão mais completa.
[0074] A Figura 5 exibe uma vista em corte transversal de uma combinação de cilindro 500 e pistão 505 para um motor de dois tempos com fluxo único e pistão de imersão utilizando o método de injeção de combustível de amônia de acordo com a presente invenção. A configuração de cilindro e pistão é a mesma descrita com relação à Figura 3. Consequentemente, características similares receberam o mesmo número de referência mais 200. Nesse esquema, o combustível de amônia é injetado através do injetor 510 de forma que a linha central Y de jatos de combustível 515 entre no cilindro em ângulo A de -90° e 35°. O injetor 510 incluiria tipicamente um a quatro orifícios no bocal. A injeção de amônia é programada para ocorrer após o fechamento da(s) válvula(s) de exaustão 530 e antes de 45 graus de manivela do centro morto superior. As válvulas de exaustão 530 são fechadas durante a injeção de amônia, de forma a limitar/controlar o deslizamento de amônia para exaustão.
[0075] A Figura 6 ilustra uma vista em corte transversal de uma combinação de cilindro 600 e pistão 605 de um motor de dois tempos com fluxo único e cabeçotes cruzados alimentado 400, utilizando o método de injeção de combustível de amônia de acordo com a presente invenção. A configuração de cilindro e pistão é a mesma descrita com relação à Figura
4. Consequentemente, características similares receberam o mesmo número de referência mais 200. Nesse esquema, o combustível de amônia é injetado através do injetor 610 de forma que a linha central Y de jatos de combustível 615 entre no cilindro em ângulo A de -90° a -30°. O injetor 610 incluiria tipicamente um a quatro orifícios no bocal. A injeção de amônia é programada para ocorrer após o fechamento da(s) válvula(s) de exaustão 630 e antes de 35 graus de manivela do centro morto superior. As válvulas de exaustão 630 são fechadas de forma a limitar/controlar o deslizamento de amônia para exaustão.
[0076] Uma forma alternativa da presente invenção aplicada a motores de dois tempos com fluxo unitário e pistão de imersão em que o combustível de amônia é injetado utilizando o método de injeção de combustível de acordo com a presente invenção é exibida na Figura 5. É ilustrada uma vista transversal de um cilindro 700 e pistão 705. A configuração de cilindro e pistão é a mesma descrita com relação à Figura 3. Consequentemente, características similares receberam o mesmo número de referência mais 400. Esta realização é uma configuração de injetor lateral, que possui o injetor de combustível de amônia com bocal semiaxial 710 localizado na parede de cilindro 712 com jatos de combustível próximos 715 dirigidos para o centro do cilindro.
Este injetor 710 incluiria tipicamente um a quatro orifícios no bocal.
Para cilindros grandes, diversos desses injetores podem ser utilizados para aprimorar a mistura e reduzir o efeito de resfriamento sobre a parede do cilindro – uma disposição apropriada é o uso de um injetor para cada aumento de 300-400 mm da circunferência do cilindro.
Neste esquema, o injetor de combustível 710 está localizado na metade inferior 770 do cilindro 700 com relação ao trajeto do pistão entre o centro morto superior e o centro morto inferior (trajeto do pistão para o topo) e um ou mais jatos de combustível 712 são injetados na câmara de combustão 750 do cilindro 700 em ângulo A de -80° a 80° com relação à linha base X.
Conforme exibido nesse esquema, os jatos de combustível 715 podem trafegar para cima ou para baixo com relação ao injetor 710. A injeção de amônia é programada para ocorrer após o fechamento da(s) válvula(s) de exaustão 730 e antes que o pistão cubra a(s) porta(s) de injeção.
A(s) válvula(s) de exaustão 730 são fechadas de forma a limitar/controlar o deslizamento de amônia para exaustão.
Esta disposição é conveniente para motores de imersão com orifício menor, pois ela libera a cobertura/cabeça de cilindro para localização do(s) injetor(es) piloto (por exemplo, 711 descrito com mais detalhes abaixo) ou outros dispositivos de ignição. Em todos os casos, o momento da injeção seria após o fechamento da(s) válvula(s) de exaustão e antes que o pistão cubra a(s) porta(s) de injeção 735 sobre o curso para cima ou curso de compressão. O local do jato de combustível 715 e o ângulo de jato A utilizados podem ser adicionalmente otimizados para fornecer a mistura necessária de ar e combustível no cilindro
700.
[0077] Em uma forma alternativa da presente invenção aplicada a motores de dois tempos com fluxo unitário e cabeçote cruzado, em que o combustível é injetado utilizando o método de injeção de combustível de amônia de acordo com a presente invenção é exibida na Figura 6. É ilustrada uma vista transversal de um cilindro 800 e pistão
805. A configuração de cilindro e pistão é a mesma descrita com relação à Figura 4. Consequentemente, características similares receberam o mesmo número de referência mais 400. Esta realização é uma configuração de injetor lateral, que possui injetores de amônia 810 em local baixo na parede de cilindro 812 com várias opções de alinhamento de jatos. O injetor 810 possui tipicamente um a quatro orifícios no bocal. Para cilindros grandes, diversos desses injetores podem ser utilizados para aprimorar a mistura e reduzir o efeito de resfriamento sobre a parede do cilindro – uma disposição apropriada é o uso de um injetor para cada aumento de 300-400 mm da circunferência do cilindro. Neste esquema, o injetor de combustível 810 está localizado na metade inferior 870 do cilindro 800 com relação ao trajeto do pistão entre o centro morto superior e o centro morto inferior (trajeto do pistão para o topo) e um ou mais jatos de combustível 812 são injetados na câmara de combustão 850 em ângulo A de -80° a 80°. Conforme exibido nesse esquema, jatos de combustível 815 podem trafegar para cima ou para baixo com relação ao injetor
810. A injeção de amônia é programada para ocorrer após o fechamento da(s) válvula(s) de exaustão 830 e antes que o pistão cubra a(s) porta(s) de injeção. As válvulas de exaustão 830 são fechadas de forma a limitar/controlar o deslizamento de amônia para exaustão. Esta disposição é conveniente para motores com orifício menor, pois ela libera a cobertura/cabeça de cilindro para localização do(s) injetor(es) piloto ou outros dispositivos de ignição.
[0078] Embora a invenção exibida na Figura 3 à Figura 6 refira-se principalmente à injeção de amônia líquida, essas disposições poderão também utilizar injeção de amônia gasosa, com a vaporização produzida fora do cilindro e utilizando convenientemente o calor residual como refrigerante do motor. Vantagens da versão gasosa da presente invenção incluem a utilização eficiente de calor residual de grau baixo, tal como de refrigerante de motor quente, melhor mistura de ar e combustível e temperatura de compressão mais alta, o que é particularmente conveniente para auxiliar a combustão para motores mais rápidos. Além disso, sujeito a evitar o deslizamento excessivo de amônia para exaustão, a injeção de amônia gasosa antes do fechamento pelo pistão das portas de evacuação deslocaria algum ar de combustão no cilindro, reduzindo efetivamente a perda de compressão para um dado trabalho de expansão, e forneceria razão combustível:ar mais alta para dada pressão de ar de evacuação/amplificação. Uma vantagem adicional desta realização da presente invenção é o fato de que temperaturas relativas de vaporizador de amônia de 60 a 100 °C produziriam vapor sob pressão suficientemente alta para permitir injeção de cilindro direta sem uso de compressor de gás.
[0079] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a combustível de amônia líquida, podem ser utilizadas outras misturas de amônia líquida com várias quantidades de água.
[0080] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a combustível de amônia líquida, outras misturas de amônia líquida com várias quantidades de outros combustíveis solúveis, miscíveis, em emulsão ou calda podem ser utilizadas e incluem, mas sem restrições, solução de picrato de ferro, hidrazina, nitrato de amônio, vários líquidos oxigenados adicionados para amplificar a ignição, combustão, lubrificação ou reduzir NOx ou emissões particuladas.
[0081] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a injetores de combustível para injeção apenas de combustível de amônia, os injetores poderão, em realizações adicionais, servir para injetar a amônia líquida e injetar em seguida um combustível piloto, tal como diesel. Uma realização que poderá incluir um injetor piloto 711 é exibida na Figura 7, em que o injetor piloto 711 é incluído na cabeça de cilindro 708. Idealiza-se que esses injetores teriam bocais separados para amônia e combustível piloto, em que a amônia líquida é injetada de acordo com a presente invenção e o combustível piloto é injetado pouco antes do início de combustão necessário, como em motores a diesel convencionais. Nesta realização, a quantidade de injeção piloto poderá também ser convenientemente utilizada para iniciar e aquecer o motor antes do uso de amônia líquida e/ou ser utilizada para baixa operação de carga, embora, em operação normal, somente 2 a 5% da energia do combustível sejam necessários para ignição.
[0082] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência ao uso de ignição por compressão e injeção de piloto para controle da ignição em realizações adicionais da presente invenção, outros métodos de ignição poderão ser convenientemente utilizados, incluindo ignição por faísca, plasma e laser.
[0083] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a motores de dois tempos, a presente invenção pode ser também aplicada ao curso de compressão de motores de quatro tempos.
[0084] Os técnicos no assunto apreciarão que a presente invenção é susceptível a variações e modificações além das especificamente descritas. Compreende-se que a presente invenção inclui todas as variações e modificações que se enquadrem dentro do espírito e do escopo da presente invenção.
[0085] Quando os termos “compreender”, “compreende”, “compreendido” ou “que compreende” forem utilizados no presente relatório descritivo (e nas reivindicações), eles devem ser interpretados como especificando a presença das características, números inteiros, etapas ou componentes indicados, mas sem eliminar a presença de uma ou mais das suas características, números inteiros, etapas, componentes ou grupos diferentes.

Claims (39)

REIVINDICAÇÕES
1. MÉTODO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE AMÔNIA
LÍQUIDA OU GASOSA EM UM MOTOR RECÍPROCO QUE INCLUI PELO MENOS DOIS CILINDROS, em que cada cilindro inclui um pistão que se move de forma recíproca no interior daquele cilindro, cada cilindro possui um local superior em uma extremidade em posição oposta a uma extremidade de compressão do pistão e define uma câmara de combustão entre elas, o cilindro inclui pelo menos uma válvula de entrada através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula de exaustão através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão, o pistão move o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão encontra-se em local mais próximo do local superior, e o centro morto inferior, em que o pistão encontra-se em local mais distante do local superior, incluindo pelo menos um injetor de combustível posicionado no local superior; caracterizado por compreender: - injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de pelo menos um jato de combustível nos momentos a seguir: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão do cilindro correspondente; e - antes do movimento do pistão correspondente para, no máximo, 35 graus, preferencialmente no máximo 45 graus, antes do centro morto superior.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro durante o curso de compressão do ciclo de motor.
3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro nos momentos a seguir: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão; e - antes do pistão mover-se para 35 graus antes do centro morto superior.
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro nos momentos a seguir: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão; e - antes do pistão mover-se para 45 graus antes do centro morto superior.
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo momento de injeção de combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro também ocorrer: - após o fechamento da pelo menos uma válvula de entrada.
6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro nos momentos a seguir: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão; - após o fechamento da pelo menos uma válvula de entrada; e - antes do pistão mover-se para 35 graus antes do centro morto superior.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -35° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -50°, preferencialmente de -90° a -65°, com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -30° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -65° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente, em que a injeção é programada para ocorrer após o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão e antes da movimentação do pistão para 35 graus do centro morto superior.
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro, de forma que os jatos de combustível entrem no cilindro que possui uma linha central de jato em ângulo de -90° a -50° com relação a uma linha base que é perpendicular à linha central do cilindro correspondente, em que a injeção é programada para ocorrer após o fechamento da pelo menos uma válvula de exaustão e antes da movimentação do pistão para 45 graus do centro morto superior.
12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo combustível de amônia ser pelo menos um dentre combustível de amônia gasosa ou combustível de amônia líquida.
13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo combustível de amônia compreender uma mistura de amônia líquida com pelo menos um dentre água ou outro combustível, preferencialmente selecionado a partir de pelo menos um dentre solução de picrato de ferro, hidrazina ou nitrato de amônio.
14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo pelo menos um injetor de combustível estar localizado em uma cabeça de cilindro no local superior e compreende pelo menos um dentre: - um único injetor de combustível localizado no centro da cabeça de cilindro; ou
- pelo menos dois injetores de combustível espaçados entre si ao longo do diâmetro da cabeça de cilindro.
15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por o pelo menos um injetor de combustível compreender pelo menos um injetor de combustível com bocal semiaxial localizado perto do centro do cilindro com jatos de combustível próximos dirigidos para baixo.
16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por o pelo menos um injetor de combustível compreender pelo menos um injetor de amônia líquida com bocal de descarga semiaxial localizado perto da parede do cilindro com jatos de combustível semiaxiais próximos dirigidos para baixo em direção ao pistão.
17. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo motor recíproco compreender pelo menos um dentre: motor de ignição por compressão ou motor de ignição por faísca, plasma ou laser.
18. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo motor recíproco ser um motor de dois tempos ou motor de quatro tempos.
19. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo motor recíproco ser um motor de fluxo único com imersão ou cabeçotes cruzados.
20. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo local superior compreender uma cabeça de cilindro do cilindro.
21. MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 19, caracterizado por cada cilindro incluir dois pistões que se movem de forma recíproca no interior daquele cilindro em direções opostas, formando uma extremidade de compressão no local superior e na câmara de combustão entre eles, pelo menos uma válvula de entrada através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula de exaustão através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão, em que os pistões movem o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão encontra-se em local mais próximo ao pistão oposto, e o centro morto inferior, em que o pistão encontra-se em local mais distante do pistão oposto, incluindo pelo menos um injetor de combustível localizado na parede de cilindro.
22. MÉTODO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE AMÔNIA
LÍQUIDA OU GASOSA EM UM MOTOR RECÍPROCO QUE INCLUI PELO MENOS DOIS CILINDROS, cada cilindro incluindo um pistão que se move de forma recíproca no interior daquele cilindro, cada cilindro possui um local superior em uma extremidade em posição oposta a uma extremidade de compressão do pistão e define uma câmara de combustão entre elas, em que o cilindro inclui pelo menos uma válvula de entrada através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula de exaustão através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão, o pistão move o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão encontra-se em local mais próximo do local superior, e o centro morto inferior, em que o pistão encontra-se em local mais distante do local superior,
incluindo pelo menos um injetor de combustível posicionado na parede do cilindro espaçado do local superior e o injetor é posicionado para injetar combustível na câmara de combustão; e sendo o método caracterizado por compreender: - injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro na forma de pelo menos um jato de combustível, de forma que os jatos de combustível entrem na câmara de combustão que possui linha central de jato em ângulo de -80° a 80° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente; e em que a injeção é programada para ocorrer: - após o fechamento substancial da pelo menos uma válvula de exaustão do cilindro correspondente; e - antes da cobertura do pelo menos um injetor de combustível pelo pistão correspondente ao mover-se do centro morto inferior para o centro morto superior em cada cilindro correspondente.
23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelos injetores serem localizados na parede lateral do cilindro na metade inferior do cilindro com relação ao movimento do pistão entre o centro morto superior e o centro morto inferior.
24. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 ou 22, caracterizado pelo combustível de amônia ser injetado na câmara de combustão de cada cilindro durante o curso de compressão do ciclo de motor.
25. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizado pelo momento de injeção de combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro também ocorrer: - após o fechamento da pelo menos uma válvula de entrada.
26. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado pelo pelo menos um jato de combustível ser injetado na câmara de combustão que possui uma linha central de jato em ângulo de -80° e 40° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
27. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado por pelo menos um jato de combustível ser injetado na câmara de combustão que possui uma linha central de jato em ângulo de -80° e 0° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
28. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado por o pelo menos um jato de combustível ser injetado na câmara de combustão que possui uma linha central de jato em ângulo de -80° e -40° com relação a uma linha base perpendicular à linha central do cilindro correspondente.
29. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 28, caracterizado pelo combustível de amônia ser pelo menos um dentre combustível de amônia gasosa ou combustível de amônia líquida.
30. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 29, caracterizado pelo combustível de amônia compreender uma mistura de amônia líquida com pelo menos um dentre água ou outro combustível, preferencialmente selecionado a partir de pelo menos um dentre solução de picrato de ferro, hidrazina ou nitrato de amônio.
31. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 30, caracterizado por o pelo menos um injetor de combustível compreender pelo menos um dentre: - um único injetor de combustível; ou - pelo menos dois injetores de combustível espaçados em circunferência entre si em volta da circunferência da parede de cilindro.
32. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 31, caracterizado pelo pelo menos um injetor de combustível compreender pelo menos um injetor de combustível com bocal semiaxial localizado perto do centro da câmara de combustão quando o pistão estiver no centro morto inferior com jatos de combustível próximos dirigidos para baixo.
33. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 32, caracterizado por o pelo menos um injetor de combustível compreender pelo menos um injetor de amônia líquida em posição baixa na parede de cilindro, preferencialmente mais perto da extremidade de compressão do pistão que a cabeça de cilindro quando o pistão estiver no centro morto inferior.
34. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 33, caracterizado pelo motor recíproco compreender pelo menos um dentre: motor de ignição por compressão ou motor de ignição por faísca, plasma ou laser.
35. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 34, caracterizado pelo motor recíproco ser um motor de dois tempos ou motor de quatro tempos.
36. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 35, caracterizado pelo motor recíproco ser um motor de fluxo único com imersão ou cabeçotes cruzados.
37. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 36, caracterizado pelo local superior compreender uma cabeça de cilindro do cilindro.
38. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 36, caracterizado por cada cilindro incluir dois pistões que se movem de forma recíproca no interior daquele cilindro em direções opostas, formando uma extremidade de compressão no local superior e na câmara de combustão entre eles, pelo menos uma válvula de entrada através da qual gases de combustão são alimentados para a câmara de combustão e pelo menos uma válvula de exaustão através da qual gases de combustão exauridos saem da câmara de combustão, em que os pistões movem o cilindro em um ciclo entre o centro morto superior, em que o pistão encontra-se em local mais próximo ao pistão oposto, e o centro morto inferior, em que o pistão encontra-se em local mais distante do pistão oposto, incluindo pelo menos um injetor de combustível localizado na parede de cilindro.
39. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 38, caracterizado por compreender adicionalmente: - injeção de combustível piloto, preferencialmente diesel, na câmara de combustão após a injeção do combustível de amônia na câmara de combustão de cada cilindro.
BR112021009187-4A 2019-06-19 2020-06-15 método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros BR112021009187A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2019902137 2019-06-19
AU2019902137A AU2019902137A0 (en) 2019-06-19 An improved method for ammonia fuel injection into reciprocating engines
PCT/AU2020/050601 WO2020252518A1 (en) 2019-06-19 2020-06-15 Method of injecting ammonia fuel into a reciprocating engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112021009187A2 true BR112021009187A2 (pt) 2021-08-17

Family

ID=74036817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112021009187-4A BR112021009187A2 (pt) 2019-06-19 2020-06-15 método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220003155A1 (pt)
EP (1) EP3877641A1 (pt)
JP (1) JP2022537229A (pt)
KR (1) KR20220021441A (pt)
CN (1) CN113039355A (pt)
AU (1) AU2020296473A1 (pt)
BR (1) BR112021009187A2 (pt)
WO (1) WO2020252518A1 (pt)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116981839A (zh) * 2021-01-26 2023-10-31 瓦锡兰服务瑞士有限公司 操作二冲程活塞式发动机的方法、燃料喷射系统、活塞式发动机和改装二冲程活塞式发动机的方法
CN113202637A (zh) * 2021-05-27 2021-08-03 哈尔滨工程大学 液氨-柴油双燃料喷射装置
CN113446134A (zh) * 2021-06-16 2021-09-28 哈尔滨工程大学 一种稳定喷射压力的气态氨燃料供应系统
CN113446137B (zh) * 2021-07-21 2022-07-12 大连理工大学 利用废气余热催化重整甲醇供氢的氢氨双燃料发动机系统
CN113638801A (zh) * 2021-08-10 2021-11-12 刘贽维 一种高效内燃机
CN114183242A (zh) * 2021-12-09 2022-03-15 哈尔滨工程大学 一种氨燃料发动机供给系统
DK181315B1 (en) 2022-04-22 2023-08-09 Man Energy Solutions Filial Af Man Energy Solutions Se Tyskland A large turbocharged two-stroke uniflow crosshead compression ignition internal combustion engine
CN115013143A (zh) * 2022-07-13 2022-09-06 天津大学 一种点燃式航空煤油发动机燃烧系统及控制方法
CN115387927B (zh) * 2022-08-17 2023-05-26 中车大连机车车辆有限公司 一种氨发动机燃烧室、其燃料喷射控制方法和氨发动机
GB202213519D0 (en) * 2022-09-15 2022-11-02 Cosworth Group Holdings Ltd Improvements in or relating to gaseous fuelled internal combustion engines

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69600705D1 (de) * 1995-05-12 1998-11-05 Yamaha Motor Co Ltd Brennkraftmaschine
JP3991789B2 (ja) * 2002-07-04 2007-10-17 トヨタ自動車株式会社 混合気を圧縮自着火させる内燃機関
US7273023B2 (en) * 2005-03-11 2007-09-25 Tour Engine, Inc. Steam enhanced double piston cycle engine
US20100294254A1 (en) * 2009-05-22 2010-11-25 Ward Michael A V Inverted cross-scavenged, two-overhead valve, 2-stroke engine
US20110067671A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-24 Laimboeck Franz J Non-soot emitting fuel combustion chamber
US8596230B2 (en) * 2009-10-12 2013-12-03 Sturman Digital Systems, Llc Hydraulic internal combustion engines
US20110259285A1 (en) * 2010-04-26 2011-10-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ammonia burning internal combustion engine
US8904994B2 (en) * 2010-04-26 2014-12-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ammonia burning internal combustion engine
US8887690B1 (en) * 2010-07-12 2014-11-18 Sturman Digital Systems, Llc Ammonia fueled mobile and stationary systems and methods
JP5618803B2 (ja) * 2010-12-09 2014-11-05 日立造船株式会社 ２ストロークエンジンおよび４ストロークエンジン
US8794212B2 (en) * 2011-07-29 2014-08-05 General Electric Company Engine and method of operating engine
WO2013130661A1 (en) * 2012-02-27 2013-09-06 Sturman Digital Systems, Llc Variable compression ratio engines and methods for hcci compression ignition operation
US9920684B2 (en) * 2012-11-07 2018-03-20 Dave Schouweiler Fuel-stratified combustion chamber in a direct-injected internal combustion engine
US9181851B1 (en) * 2014-05-15 2015-11-10 Electro-Motive Diesel, Inc. Engine system having radial fuel injection
KR101629608B1 (ko) * 2015-06-10 2016-06-21 서울대학교산학협력단 예연소 암모니아 엔진 및 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3877641A1 (en) 2021-09-15
US20220003155A1 (en) 2022-01-06
KR20220021441A (ko) 2022-02-22
JP2022537229A (ja) 2022-08-25
WO2020252518A1 (en) 2020-12-24
CN113039355A (zh) 2021-06-25
AU2020296473A1 (en) 2021-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112021009187A2 (pt) método de injeção de combustível de amônia líquida ou gasosa em um motor recíproco que inclui pelo menos dois cilindros
JP7291662B2 (ja) 大型ユニフロー掃気式２サイクルガス燃料エンジン及び大型ユニフロー掃気式２サイクルガス燃料エンジンの動作方法
US8561581B2 (en) Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine
US10465616B2 (en) Dual-fuel constructions for opposed-piston engines with shaped combustion chambers
US20110030654A1 (en) Two-Stroke Uniflow Turbo-Compound Internal Combustion Engine
US9228491B2 (en) Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine
US11466608B2 (en) Systems, apparatus, and methods for inducing enhanced radical ignition in internal combustion engines using a radical chemicals generator
JP7451463B2 (ja) 内燃機関
JP2015502493A (ja) 内燃機関
Meier et al. Cycle-resolved hydrogen flame speed measurements with high speed schlieren technique in a hydrogen direct injection si engine
JP7286711B2 (ja) 内燃機関
WO2020196207A1 (ja) 副室式内燃機関
JP3225780U (ja) 低速大型エンジン
Ogawa et al. Smokeless and low NOx combustion in a dual-fuel diesel engine with induced natural gas as the main fuel
JP5002721B1 (ja) 動作気体発生装置
RU2215882C2 (ru) Способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления
WO2023164632A1 (en) Apparatus for inducing enhanced radical ignition in internal combustion engines using a radical chemicals generator
KR20210008298A (ko) 내연 엔진
JP2023029298A (ja) 内燃機関
JPH1136872A (ja) 筒内噴射型２ストロークエンジンの燃焼室構造
KR20170035333A (ko) 기관부 외부의 공기 압축 기구에 의한 급기 방식의 2 행정 1 사이클 내연기관
Reynolds Performance characteristics of a novel uniflow-scavenged gasoline direct-injection two-stroke engine.
REYNOLDS PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF A NOVEL
RU96111795A (ru) Способ работы двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия

Legal Events

Date Code Title Description
B11A Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing
B11Y Definitive dismissal - extension of time limit for request of examination expired [chapter 11.1.1 patent gazette]