Топливный клапан для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением и способ - заявка 2015143127 на патент на изобретение в РФ

1. Топливный клапан (50) для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания большого двухтактного низкоскоростного двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением и с турбонаддувом, содержащий:
удлиненный корпус (52) с задним концом и передним концом,
форсунку (54) с отверстиями (56), открытыми во внутренний объем (55) внутри форсунки (54), причем форсунка (54) расположена на переднем конце удлиненного корпуса (52) клапана, содержит основание (51) и удлиненный корпус и соединена своим основанием (51) с передним концом удлиненного корпуса (52) клапана, при этом форсунка (54) имеет закрытый кончик (59), а указанные отверстия (56) форсунки расположены вблизи указанного кончика (59),
впускное отверстие (53) для газообразного топлива в указанном удлиненном корпусе (52) топливного клапана для соединения с источником (60) газообразного топлива высокого давления,
иглу (61) клапана, выполненную с возможностью осевого перемещения и расположенную с возможностью скольжения в продольном канале (77) удлиненного корпуса (52) клапана, при этом указанная игла (61) клапана имеет закрытое положение и открытое положение, причем указанная игла (61) клапана опирается на седло (69) клапана в указанном закрытом положении и приподнята от указанного седла (69) клапана в указанном открытом положении, указанное седло (69) клапана расположено между топливной камерой (58) и выпускным отверстием (68), указанная топливная камера (58) проточно соединена с указанным впускным отверстием (53) для газообразного топлива, и указанное выпускное отверстие (68) проточно соединено с указанным внутренним объемом (55) в форсунке (54),
приводную систему для управляемого перемещения указанной иглы (61) клапана между указанными закрытым и открытым положениями,
впускное отверстие (78, 98) для воспламеняющей жидкости для соединения с источником (57) воспламеняющей жидкости высокого давления, и
канал (76, 99) подачи воспламеняющей жидкости, соединяющий указанное впускное отверстие (78, 98) для воспламеняющей жидкости с указанной топливной камерой (58), причем указанный канал (76, 99) подачи
воспламеняющей жидкости содержит постоянный гидравлический ограничительный элемент,
при этом указанный постоянный гидравлический ограничительный элемент выполнен с возможностью дросселирования потока воспламеняющей жидкости из указанного впускного отверстия (78, 98) для воспламеняющей жидкости к указанной топливной камере (58), с обеспечением возможности накопления небольшого количества воспламеняющей жидкости, посредством постоянного потока воспламеняющей жидкости через указанный постоянный гидравлический ограничительный элемент, в топливной камере (58) над седлом (69) клапана, когда игла (61) клапана опирается на седло (69) клапана.
2. Топливный клапан по п. 1, в котором указанный постоянный гидравлический ограничительный элемент представляет собой элемент (100) управления потоком в виде пропускного отверстия с постоянным сечением.
3. Топливный клапан по п. 1, в котором указанная игла (61) клапана с возможностью скольжения установлена в продольном канале (77) с зазором между иглой и каналом, причем указанный зазор открыт на одном конце указанного продольного канала (77) в указанную топливную камеру (58), при этом указанный канал (82) воспламеняющей жидкости выполнен с возможностью переноса указанной воспламеняющей жидкости в указанный зазор, а указанный зазор образует указанный постоянный гидравлический ограничительный элемент.
4. Топливный клапан по п. 3, в котором указанная воспламеняющая жидкость действует в указанном зазоре в качестве уплотняющей жидкости.
5. Топливный клапан по п. 3, в котором указанный канал (76) подачи воспламеняющей жидкости проходит от указанного впускного отверстия (78) для воспламеняющей жидкости к отверстию, открытому в указанный продольный канал (77), для доставки воспламеняющей жидкости в зазор между указанным продольным каналом (77) и указанной иглой (61) клапана.
6. Топливный клапан по п. 1, в котором источник (57) воспламеняющей жидкости имеет давление, которое выше, чем давление источника (60) газообразного топлива.
7. Топливный клапан по п. 1, в котором указанная игла (61) клапана функционально соединена с выполненным с возможностью осевого перемещения приводным поршнем (64), который с возможностью скольжения установлен в указанном корпусе и вместе с указанным корпусом (52) ограничивает приводную камеру (74), при этом указанная приводная камера (74) проточно соединена с управляющим отверстием (72) для соединения с источником (97) масла контура управления.
8. Топливный клапан по любому из пп. 1-7, в котором указанная игла (61) клапана выступает из указанного продольного канала (77) в указанную топливную камеру (58), так что топливная камера (58) окружает часть указанной иглы (61) клапана.
9. Топливный клапан (50) по любому из пп. 3-7, в котором указанный канал (76) подачи воспламеняющей жидкости проходит в указанный корпус (52) и через указанную иглу (61) клапана для проточного соединения указанного отверстия (78) для воспламеняющей жидкости с указанным зазором.
10. Большой двухтактный низкоскоростной двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением и с турбонаддувом, содержащий цилиндры (1), систему подачи газообразного топлива высокого давления, систему подачи воспламеняющей жидкости высокого давления, один или более топливных клапанов (50), выполненных по любому из пп. 1-10, установленных на цилиндрах двигателя, причем указанные топливные клапаны (50) соединены с указанной системой подачи газообразного топлива высокого давления и с указанной системой подачи воспламеняющей жидкости.
11. Двигатель по п. 10, выполненный с возможностью самовоспламенения впрыскиваемого газообразного топлива с помощью воспламеняющей жидкости, накопленной в указанной топливной камере (58), и без использования другого воспламеняющего оборудования.
12. Двигатель по п. 10, выполненный с возможностью воспламенения указанного газообразного топлива при поступлении указанного топлива во внутренний объем (55) внутри форсунки (54).
13. Двигатель по любому из пп. 10-12, в котором указанный источник газообразного топлива выполнен с возможностью доставки газообразного топлива под высоким давлением к указанным топливным клапанам (50), при этом указанный источник воспламеняющей жидкости выполнен с возможностью доставки указанной воспламеняющей жидкости под давлением, которое выше, чем давление указанного источника газообразного топлива.
14. Способ управления большим двухтактным низкоскоростным двигателем внутреннего сгорания с самовоспламенением и с турбонаддувом, включающий:
подачу сжатого газообразного топлива при первом высоком давлении в топливный клапан (50) указанного двигателя, причем указанный топливный клапан имеет удлиненный корпус (52) с задним концом и передним концом, полую форсунку (54) с отверстиями (56), соединяющими внутренний объем (55) форсунки (54) с камерой сгорания в цилиндре (1) указанного двигателя, причем указанная форсунка (54) содержит основание (51) и удлиненный корпус и соединена своим основанием (51) с передним концом указанного удлиненного корпуса (52) клапана, при этом форсунка (54) имеет закрытый кончик (59), а указанные отверстия (56) форсунки расположены вблизи указанного кончика (59),
подачу воспламеняющей жидкости при втором высоком давлении в указанный топливный клапан (50), причем указанное второе высокое давление выше, чем указанное первое высокое давление,
управление впрыском газообразного топлива посредством выполненной с возможностью перемещения иглы (61) клапана, которая взаимодействует с седлом (69) клапана выше указанной полой форсунки (54), причем выше указанного седла (69) клапана расположена топливная камера (58),
повышение давления в указанной топливной камере (58) с помощью указанного газообразного топлива,
доставку небольшого непрерывного потока воспламеняющей жидкости к указанной топливной камере (58) и обеспечение накопления указанной воспламеняющей жидкости выше седла (69) клапана в периоды времени, когда указанная игла (61) клапана опирается на седло (69) клапана,
запуск впрыска газообразного топлива путем поднятия указанной иглы (61) клапана с указанного седла (69) клапана, приводя, тем самым, к поступлению указанной накопленной воспламеняющей жидкости в полую форсунку (54) непосредственно перед газообразным топливом.
15. Способ по п. 14, в котором указанное газообразное топливо воспламеняют внутри указанной форсунки (54) с помощью указанной воспламеняющей жидкости.
16. Способ по п. 14 или 15, в котором форсунку (54) поддерживают при температуре выше 300°C в течение всего цикла двигателя.
Наверх