RU2005135152A - Двигатель внутреннего сгорания с впрыском газообразного топлива - Google Patents

Двигатель внутреннего сгорания с впрыском газообразного топлива Download PDF

Info

Publication number
RU2005135152A
RU2005135152A RU2005135152/06A RU2005135152A RU2005135152A RU 2005135152 A RU2005135152 A RU 2005135152A RU 2005135152/06 A RU2005135152/06 A RU 2005135152/06A RU 2005135152 A RU2005135152 A RU 2005135152A RU 2005135152 A RU2005135152 A RU 2005135152A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
injection
engine
specified
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2005135152/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2342543C2 (ru
Inventor
Ульрих ХИЛЬГЕР (DE)
Ульрих ХИЛЬГЕР
Бернд БАРТУНЕК (DE)
Бернд БАРТУНЕК
Кевин Кваме ОВЕРСБИ (CA)
Кевин Кваме ОВЕРСБИ
Ян Хайден ЛОКЛИ (CA)
Ян Хайден ЛОКЛИ
Джон Гордон КРАУФОРД (CA)
Джон Гордон КРАУФОРД
Кеннет Р С МАНН (CA)
Кеннет Р С МАНН
Ричард ВИНГ (CA)
Ричард ВИНГ
Original Assignee
Вестпорт Рисеч Инк. (Ca)
Вестпорт Рисеч Инк.
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 US10/414,850 external-priority patent/US6854438B2/en
Application filed by Вестпорт Рисеч Инк. (Ca), Вестпорт Рисеч Инк. filed Critical Вестпорт Рисеч Инк. (Ca)
Publication of RU2005135152A publication Critical patent/RU2005135152A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2342543C2 publication Critical patent/RU2342543C2/ru

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
    • 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
    • F02B23/0654—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
    • F02B23/0657—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling the spray interacting with one or more glow plugs
    • 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
    • F02B23/0636—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 the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
    • F02B23/0639—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 the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom the combustion space having substantially the shape of a 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
    • 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
    • F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • 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
    • F02B23/0696—W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
    • 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
    • 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
    • F02D19/02—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 gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel 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
    • F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F02M21/026—Lift valves, i.e. stem operated valves
    • F02M21/0269—Outwardly opening valves, e.g. poppet valves
    • 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
    • F02M21/0281—Adapters, sockets or the like to mount injection valves onto engines; Fuel guiding passages between injectors and the air intake system or the combustion chamber
    • 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
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • 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
    • F02B23/0618—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 having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0621—Squish flow
    • 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
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • 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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • 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
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Claims (46)

1. Двигатель внутреннего сгорания, питаемый горючим газовым топливом и содержащий, по меньшей мере, одну камеру сгорания, сформированную цилиндром, поршнем, установленным в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и головкой цилиндра, которая закрывает конец указанного цилиндра; устройство зажигания, помещенное своим концом в камеру сгорания и содержащее воспламенитель, в состав которого входит нагреваемый компонент, обеспечивающий наличие нагретой поверхности, и стакан, окружающий воспламенитель и образующий экранированное пространство между воспламенителем и стаканом, причем нагреваемый компонент выступает в экранированное пространство из держателя, установленного в головке цилиндра; клапан инжекции топлива, установленный внутри камеры сгорания и выполненный с возможностью подачи воспламеняемого газового топлива в камеру сгорания в виде распыленных струй топлива, каждая из которых истекает из одного из окон инжекции топлива, причем, по меньшей мере, одно из указанных окон инжекции топлива расположено таким образом, чтобы ориентировать струю топлива, именуемую инициирующей струей топлива, в направлении находящейся на поверхности стакана точки прихода струи топлива; по меньшей мере, одно сквозное впускное отверстие, выполненное в стакане вблизи указанной точки прихода струи топлива и связывающее экранированное пространство с камерой сгорания, так что когда инициирующая струя топлива достигает указанной точки прихода струи топлива, часть воспламеняемого газового топлива, содержащегося в инициирующей струе топлива, проходит через впускное отверстие в экранированное пространство; по меньшей мере, одно сквозное выпускное отверстие, выполненное в стакане, причем выпускное отверстие расположено таким образом, чтобы ориентировать горящую газовоздушную топливную смесь, истекающую из экранированного пространства, в направлении указанных струй топлива вблизи клапана инжекции топлива; причем конец нагреваемого компонента расположен на расстоянии не более 5 мм от оси впускного отверстия, а стакан ограничивает поток между экранированным пространством и камерой сгорания, так что горение воспламеняемого газового топлива внутри экранированного пространства создает в нем более высокое давление, чем давление внутри камеры сгорания, и достаточно высокое для того, чтобы горящая газовоздушная топливная смесь выбрасывалась в камеру сгорания и вступала в контакт с указанными струями топлива.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что конец нагреваемого компонента расположен на одном уровне с осью впускного отверстия и на расстоянии не более 1 мм от указанной оси.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что клапан инжекции топлива имеет продольную ось, параллельную продольной оси указанного цилиндра, а указанный конец устройства зажигания, находящийся в камере сгорания, расположен под углом к клапану инжекции топлива, так что продольная ось устройства зажигания расположена под острым углом к продольной оси клапана инжекции топлива.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из струй топлива подается в камеру сгорания через одно из указанных окон инжекции топлива, которое ориентировано таким образом, чтобы направлять указанную, по меньшей мере, одну струю топлива под углом инжекции, измеряемым от головки цилиндра, который отличается от угла инжекции инициирующей струи топлива.
5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что каждая из струй топлива имеет угол инжекции, измеряемый от головки цилиндра, который составляет 10°-25°.
6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью работы при степени сжатия между 13:1 и 25:1.
7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью работы при варьируемой степени сжатия.
8. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что указанное впускное отверстие выполнено в боковой поверхности стакана, указанное выпускное отверстие выполнено в закругленной торцевой поверхности стакана, а стакан имеет закрытый конец, при этом указанные впускное и выпускное отверстия являются единственными каналами сообщения между камерой сгорания и экранированным пространством.
9. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что указанное впускное отверстие является одним из сквозных впускных отверстий, выполненных в стакане, причем каждое впускное отверстие расположено вблизи точки прихода струи топлива, с обеспечением возможности для части воспламеняемого газового топлива, содержащегося в указанной инициирующей струе топлива, прохода в экранированное пространство через впускные отверстия.
10. Двигатель по п.9, отличающийся тем, что имеются два впускных отверстия, расположенные на одинаковом расстоянии от конца устройства зажигания, при этом центры указанных отверстий расположены друг от друга на расстоянии, близком к 3 мм, а точка прихода струи топлива расположена эквидистантно относительно указанных центров.
11. Двигатель по п.9, отличающийся тем, что точка прихода струи топлива является средней точкой отрезка прямой линии, проведенной между центрами указанных двух впускных отверстий на одинаковом расстоянии от конца устройства зажигания.
12. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что указанное выпускное отверстие является одним из сквозных выпускных отверстий, выполненных в стакане.
13. Двигатель по п.12, отличающийся тем, что каждое из указанных впускных и выпускных отверстий выполнено круглым и имеет диаметр не менее 0,5 мм и не более 1,2 мм.
14. Двигатель по п.12, отличающийся тем, что размер каждого из выпускных отверстий определяется суммарной площадью проходного сечения, необходимой для обеспечения требуемого потока через указанные выходные окна в процессе работы двигателя в условиях полной нагрузки.
15. Двигатель по п.14, отличающийся тем, что суммарная площадь проходного сечения впускных и выпускных отверстий находится в интервале 0,75-5,0 мм2.
16. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что воспламенитель представляет собой накальную свечу, по меньшей мере, часть которой имеет керамическую поверхность или каталитического покрытие, способствующее реакциям с участием воспламеняемого газового топлива и воздуха с образованием в экранированном пространстве продуктов реакции, способствующих осуществлению зажигания при более низкой температуре поверхности.
17. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в поршне выполнено углубление, задающее геометрию камеры сгорания.
18. Двигатель по п.17, отличающийся тем, что клапан инжекции топлива установлен в головке цилиндра и согласован по положению с центром указанного углубления.
19. Двигатель по п.18, отличающийся тем, что расстояние между точкой прихода струи топлива и окном инжекции топлива, соответствующим указанной инициирующей струе топлива, составляет 5-10% диаметра указанной полости.
20. Двигатель по п.19, отличающийся тем, что расстояние между точкой прихода струи топлива и окном инжекции топлива, соответствующим указанной инициирующей струе топлива, составляет 3-8 мм.
21. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что клапан инжекции топлива выполнен с возможностью осуществления нескольких индивидуальных актов инжекции в течение одного цикла сгорания топлива при возможности изменения массового расхода топлива через указанный клапан, посредством перемещения содержащейся в нем иглы, в течение любого акта инжекции от нуля до максимального предусмотренного значения.
22. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что размер каждого из указанных окон инжекции топлива определяется суммарной площадью проходного сечения, необходимой для обеспечения требуемого потока топлива через окна инжекции топлива в процессе работы двигателя в условиях полной нагрузки.
23. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит систему рециркуляции выхлопных газов, обеспечивающую подачу в систему забора воздуха части выхлопных газов, выходящих из камеры сгорания, причем, в зависимости от измеренных параметров работы двигателя, указанная часть выхлопных газов охлаждается перед подачей в систему забора воздуха.
24. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что клапан инжекции топлива содержит от четырех до двенадцати окон инжекции топлива.
25. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что клапан инжекции топлива выполнен с электромагнитным переключением и гидравлическим приводом инжекции топлива, содержащим гидравлический клапан с пьезоэлектрическим приводным компонентом.
26. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что клапан инжекции топлива выполнен с электронным управлением и с приводом от электромагнитного, пьезоэлектрического или магнитострикционного приводного компонента.
27. Способ осуществления рабочего цикла в двигателе внутреннего сгорания на газовом топливе, содержащем, по меньшей мере, одну камеру сгорания, сформированную цилиндром, поршнем, установленным в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и головкой цилиндра, которая закрывает конец указанного цилиндра, причем указанный способ включает: введение газового топлива в камеру сгорания в виде распыленных струй топлива, подаваемых в камеру сгорания от клапана инжекции топлива, установленного внутри камеры сгорания; ориентирование одной из указанных струй топлива, именуемой инициирующей струей топлива, в направлении точки прихода струи топлива, находящейся на поверхности стакана, который окружает воспламенитель таким образом, что когда инициирующая струя топлива истекает из соответствующего ей окна инжекции топлива, существенная часть газового топлива течет в направлении точки прихода струи топлива, причем часть газового топлива, содержащегося в инициирующей струе топлива, проходит через впускное отверстие, выполненное в стакане, и смешивается с воздухом в экранированном пространстве, сформированном между горячей поверхностью нагреваемого компонента воспламенителя и стаканом, с образованием вблизи воспламенителя горючей газовоздушной топливной смеси, при этом у указанного нагреваемого компонента имеется конец, отстоящий от оси впускного отверстия не более чем на 3 мм; воспламенение горючей газовоздушной топливной смеси путем нагрева поверхности воспламенителя до температуры, которая вызывает воспламенение горючей газовоздушной топливной смеси; и создание ограничений для потока между камерой сгорания и экранированным пространством и удерживание существенной части горючей газовоздушной топливной смеси в экранированном пространстве до тех пор, пока горение указанной смеси не приведет к возрастанию давления внутри экранированного пространства до уровня, при котором горящая газовоздушная топливная смесь будет выбрасываться из указанного пространства через, по меньшей мере, одно выпускное отверстие и вступать в контакт со струями топлива в зоне камеры сгорания, окружающей клапан инжекции топлива.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что инициирующая струя топлива ориентирована в направлении, составляющем угол, не превышающий 25°, с осью, перпендикулярной плоскости, которая является касательной к стакану в точке прихода струи топлива.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что направление указанной струи, по существу, перпендикулярно к указанной плоскости, которая является касательной к поверхности стакана в точке прихода струи топлива.
30. Способ по п.27, отличающийся тем, что расстояние между выпускным отверстием и точкой прихода струи топлива выбирают превышающим расстояние между впускным отверстием и точкой прихода струи топлива и достаточно большим для того, чтобы влияние струи топлива, направленной в точку прихода струи топлива, не воспрепятствовало вступлению горящей газовоздушной топливной смеси в контакт со струями топлива в зоне, окружающей клапан инжекции топлива.
31. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает инжектирование газового топлива в камеру сгорания при первом значении массового расхода, когда двигатель работает при малых нагрузках или в холостом режиме, и инжектирование газового топлива в камеру сгорания при втором значении массового расхода, когда двигатель работает при больших нагрузках, причем указанное значение второго массового расхода больше, чем указанное значение первого массового расхода.
32. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает управление массовым расходом для инжектирования желаемого количества газового топлива в камеру сгорания, причем длительность акта инжекции выбирают большей, чем длительность задержки зажигания при воспламенении газового топлива, которое было инжектировано в направлении устройства зажигания в начале акта инжекции.
33. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает управление моментом начала акта инжекции и его длительностью в зависимости от измеренных параметров работы двигателя и с обращением к электронной карте двигателя.
34. Способ по п.33, отличающийся тем, что дополнительно включает управление клапаном инжекции топлива для регулирования массового расхода газового топлива, которое подается во время акта инжекции, путем выполнения следующих операций: обращения к электронной карте двигателя и определения общего количества газового топлива, подлежащего подаче во время акта инжекции для установленной нагрузки на двигатель; выбора, во время первой стадии акта инжекции, первого массового расхода, который обеспечит образование в экранированном пространстве указанной горючей смеси; и выбора, во время второй стадии акта инжекции, второго массового расхода, который увеличит количество газового топлива относительно его количества, поданного во время первой стадии, для обеспечения подачи заданного общего количества газового топлива в течение указанного акта инжекции.
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что указанную первую стадию начинают, по меньшей мере, за 2 мс до начала второй стадии, при этом вторую стадию начинают в момент, соответствующий углу поворота коленвала в интервале 5°-34° перед верхней мертвой точкой в фазе сжатия.
36. Способ по п.27, отличающийся тем, что включает подачу газового топлива в камеру сгорания в виде нескольких актов инжекции на протяжении одного рабочего цикла двигателя, при этом первый акт инжекции используют для подачи в камеру сгорания первого количества газового топлива, воспламеняемого устройством зажигания, а вслед за первым актом инжекции осуществляют, по меньшей мере, еще один акт инжекции для подачи второго количества газового топлива, причем первое и второе количества топлива в сумме соответствуют количеству топлива, определенного контроллером двигателя при обращении к электронной карте двигателя, тогда как первое количество топлива определяют посредством указанного контроллера как количество, которого достаточно для гарантированного воспламенения второго количества топлива.
37. Способ по п.36, отличающийся тем, что первое количество газового топлива не превышает по массе 10% указанного общего количества топлива, когда двигатель работает с полной нагрузкой, а указанное второе количество газового топлива распределяют между несколькими актами инжекции топлива.
38. Способ по п.36, отличающийся тем, что указанный второй акт инжекции начинают в момент, соответствующий углу поворота коленвала в интервале 5°-34° перед верхней мертвой точкой в фазе сжатия.
39. Способ по п.36, отличающийся тем, что длительность первого акта инжекции составляет 0,2-0,5 мс, а второй акт инжекции начинают через 0,2-1 мс после завершения первого акта инжекции.
40. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает электрический нагрев воспламенителя с обеспечением температуры его поверхности, достаточно высокой, чтобы воспламенить горючую газовоздушную топливную смесь.
41. Способ по п.40, отличающийся тем, что включает управление температурой воспламенителя в зависимости от измеренного значения параметра работы двигателя.
42. Способ по п.27, отличающийся тем, что указанные впускное и выпускное отверстие являются соответственно одним из впускных и одним из выпускных отверстий, при этом все впускные отверстия расположены эквидистантно относительно точки прихода струи топлива, а размеры выпускных отверстий определяются суммарной площадью проходного сечения, необходимой для обеспечения требуемого потока через указанные выходные окна в процессе работы двигателя в условиях полной нагрузки.
43. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает установку клапана инжекции топлива вдоль оси камеры сгорания.
44. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает подачу в систему забора воздуха части выхлопных газов двигателя.
45. Способ по п.44, отличающийся тем, что дополнительно включает управление объемом и охлаждение указанной части выхлопных газов, которую подают в систему забора воздуха, в зависимости от измеренных параметров работы двигателя.
46. Способ по п.27, отличающийся тем, что рабочий цикл двигателя осуществляют без дросселирования подаваемого потока воздуха и при выборе коэффициента λ избытка воздуха в интервале 1,4-6.
RU2005135152/06A 2003-04-16 2004-04-16 Двигатель внутреннего сгорания с впрыском газообразного топлива RU2342543C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/414,850 US6854438B2 (en) 2000-10-22 2003-04-16 Internal combustion engine with injection of gaseous fuel
US10/414,850 2003-04-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005135152A true RU2005135152A (ru) 2006-06-27
RU2342543C2 RU2342543C2 (ru) 2008-12-27

Family

ID=33298385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005135152/06A RU2342543C2 (ru) 2003-04-16 2004-04-16 Двигатель внутреннего сгорания с впрыском газообразного топлива

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1616088B1 (ru)
JP (1) JP4441620B2 (ru)
CN (1) CN100398793C (ru)
BR (1) BRPI0409419A (ru)
CA (1) CA2521533A1 (ru)
DE (1) DE602004002108T2 (ru)
RU (1) RU2342543C2 (ru)
WO (1) WO2004092556A1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7040281B2 (en) * 2000-10-22 2006-05-09 Westport Research Inc. Method of injecting a gaseous fuel into an internal combustion engine
US7281515B2 (en) * 2000-10-22 2007-10-16 Westport Power Inc. Method of injecting a gaseous fuel into an internal combustion engine
FR2887586A1 (fr) * 2005-06-27 2006-12-29 Renault Sas Moteur diesel a injection directe et taux de compression variable, et injecteur pour un tel moteur
DE102006048498A1 (de) * 2006-10-13 2008-04-17 Daimler Ag Fremdgezündete, mit gasförmigem Kraftstoff betreibbare Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffversorgungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
FR2914358B3 (fr) * 2007-03-28 2009-02-13 Renault Sas Chambre de combustion pour moteur thermique, et application a un moteur diesel adapte au froid.
DE102007060560A1 (de) * 2007-12-15 2009-06-18 Man Diesel Se Gasmotor, insbesondere Gas-Otto-Motor mit einer Zündeinrichtung zum Zünden des gasförmigen Kraftstoff-Luft-Gemisches
DE102008031597B4 (de) * 2008-07-03 2021-10-07 Man Energy Solutions Se Umschaltbarer Mehrstoffmotor und Verfahren zur Kraftstoffumschaltung bei einem solchen Mehrstoffmotor
DE102009011415B4 (de) * 2009-03-03 2013-09-26 Beru Ag Keramische Glühkerze
JP2011144803A (ja) * 2009-12-18 2011-07-28 Fuji Heavy Ind Ltd グローエンジン
DE102010003203A1 (de) * 2010-03-24 2011-09-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Prüfen der Funktionalität eines Abgasrückführventils einer Brennkraftmaschine
US8463533B2 (en) * 2010-08-05 2013-06-11 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
US8961627B2 (en) 2011-07-07 2015-02-24 David J Edlund Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices
US9482176B2 (en) * 2012-06-13 2016-11-01 Ford Global Technologies, Llc System and method for compensating gaseous fuel injection
DE112013004282B4 (de) 2012-08-29 2018-12-27 Mazda Motor Corporation Fremdgezündeter Direkteinspritzmotor
US20140065020A1 (en) 2012-08-30 2014-03-06 David J. Edlund Hydrogen generation assemblies
US11738305B2 (en) 2012-08-30 2023-08-29 Element 1 Corp Hydrogen purification devices
US9187324B2 (en) 2012-08-30 2015-11-17 Element 1 Corp. Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices
US10717040B2 (en) 2012-08-30 2020-07-21 Element 1 Corp. Hydrogen purification devices
WO2014104908A1 (ru) * 2012-12-24 2014-07-03 Galeev Irek Abudarovich Двигатель внутреннего сгорания
FR3019589B1 (fr) * 2014-04-03 2019-06-07 IFP Energies Nouvelles Procede d'injection de combustible dans la chambre de combustion d'un moteur a combustion interne fonctionnant en monocarburation ou en multicarburation
RU2558667C1 (ru) * 2014-08-08 2015-08-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ работы двигателя на газообразном топливе
DE102015214701B3 (de) * 2015-07-31 2016-12-15 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Steuergerät für eine Brennkraftmaschine
FR3047043B1 (fr) * 2016-01-26 2018-01-26 IFP Energies Nouvelles Moteur a combustion interne a taux de compression variable avec deux zones de melange, notamment pour vehicule automobile et procede d'injection pour un tel moteur.
DE102016000894B3 (de) * 2016-01-28 2016-12-01 L'orange Gmbh Brenngas-Injektoranordnung und Verfahren
CN109930372B (zh) * 2017-12-15 2023-07-04 青岛海尔洗衣机有限公司 一种燃气干衣机点火结构及燃气干衣机
CN113187605B (zh) * 2021-04-24 2022-09-09 北京工业大学 一种燃用溶氢燃料的高压缩比发动机及控制方法
JP7213929B1 (ja) * 2021-09-21 2023-01-27 ヤンマーホールディングス株式会社 エンジンシステム及び気体燃料燃焼方法
US11959414B2 (en) 2022-03-23 2024-04-16 Caterpillar Inc. Gaseous fuel reciprocating engine and operating methodology for reduced hydrogen flame speed

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU973037A3 (ru) * 1979-02-01 1982-11-07 Лукас Индастриз Лимитед (Фирма) Пусковое вспомогательное устройство
US4721081A (en) 1986-06-03 1988-01-26 Caterpillar Inc. Flame incubating and propagating apparatus for a fuel combustion system
GB2286633B (en) * 1992-08-10 1997-11-12 Mark Alan Cherry Method and apparatus for compression timed ignition
US5329908A (en) * 1993-06-08 1994-07-19 Cummins Engine Company, Inc. Compressed natural gas injection system for gaseous fueled engines
US5676100A (en) * 1996-08-30 1997-10-14 Caterpillar Inc. Glow plug assembly
WO2002033236A2 (de) * 2000-10-22 2002-04-25 Westport Germany Gmbh Brennkraftmaschine mit einblasung von gasförmigem kraftstoff

Also Published As

Publication number Publication date
CA2521533A1 (en) 2004-10-28
EP1616088A1 (en) 2006-01-18
JP4441620B2 (ja) 2010-03-31
DE602004002108T2 (de) 2006-12-21
JP2006523795A (ja) 2006-10-19
RU2342543C2 (ru) 2008-12-27
WO2004092556A1 (en) 2004-10-28
DE602004002108D1 (de) 2006-10-05
BRPI0409419A (pt) 2006-04-25
CN100398793C (zh) 2008-07-02
EP1616088B1 (en) 2006-08-23
CN1806105A (zh) 2006-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2005135152A (ru) Двигатель внутреннего сгорания с впрыском газообразного топлива
US6854438B2 (en) Internal combustion engine with injection of gaseous fuel
CN101094978B (zh) 把气态燃料喷射到内燃机中的方法
KR101942876B1 (ko) 내연기관의 시동 방법
US3508530A (en) Internal combustion engine
US3443552A (en) Internal combustion engine,fuel supply system and process
US8910612B2 (en) Pre-chamber jet igniter and engine including combustion chamber employing the same
US6595182B2 (en) Direct fuel injection and ignition system for internal combustion engines
JP2006523795A5 (ru)
JP4370586B2 (ja) 二元運転モードエンジンシステム
EP1927738A2 (en) Internal combustion engine with auxiliary combustion chamber
JP4242773B2 (ja) バルブ制御の分割チャンバー内燃機関エンジン
US6595181B2 (en) Dual mode engine combustion process
CN111226032A (zh) 用于燃气发动机的进料及点火装置和用于燃气发动机的进料及点火装置的运行方法
US3983847A (en) Jet ignition engine with prechamber fuel injection
CN101346536B (zh) 内燃机
JPH06229319A (ja) 高圧縮比副室式ガスエンジン
JP3150481B2 (ja) 火花点火ガス内燃機関
JPH09217624A (ja) 重油を燃料とするディーゼルエンジン
JPH06229318A (ja) 高圧縮比副室式ガスエンジン
EP3037646B1 (en) Method for operating internal combustion engines
JPH06229320A (ja) 直噴式高圧縮比ガスエンジン
JP3000246B2 (ja) ガス用エンジンの燃焼室
JPS6213727A (ja) 内燃機関
WO2021133197A1 (ru) Многотопливный двигатель внутреннего сгорания с противоположно-движущимися поршнями

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170417