Топливный клапан для впрыскивания жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камеру сгорания двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и самовоспламенением и двухтактный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом и самовоспламенением, содержащий указанный клапан

Топливный клапан для впрыскивания жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камеру сгорания двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и самовоспламенением и двухтактный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом и самовоспламенением, содержащий указанный клапан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Представленное изобретение относится к топливному клапану для впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения в камеру сгорания большого тихоходного прямоточного двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЕ РАЗРАБОТКИ

Большие тихоходные двухтактные двигатели кривошипно-ползунного типа с турбонаддувом и самовоспламенением обычно используют в движительных системах больших судов или в качестве первичного двигателя в энергетических установках. Часто такие двигатели работают на тяжелом дизельном топливе.

С недавних пор появился спрос на большие двухтактные двигатели с турбонаддувом и самовоспламенением, способные работать на альтернативных видах топлива, таких как газ, метанол, угольная суспензия, нефтяной кокс и тому подобное. Одной группой из разных видов топлива, которая пользуется растущим спросом, является топливо с низкой температурой воспламенения.

Много видов топлива с низкой температурой воспламенения, такие как метанол, LPG (сжиженный нефтяной газ), DME (диметилэтаноламин) или биотопливо, являются относительно чистым топливом, что проявляется в существенно пониженных уровнях компонентов, содержащих серу, NO_x и CO₂, в выхлопном газе при использовании их в качестве топлива для больших тихоходных прямоточных двухтактных двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом при сравнении их, например, с двигателями, использующими в качестве топлива тяжелое дизельное топливо.

Однако, существуют проблемы, связанные с использованием топлива с низкой температурой воспламенения в больших тихоходных прямоточных двухтактных двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом. Одной из таких проблем является низкая температура воспламенения, которая вызывает значительные проблемы, если указанное топливо протекает в одну из других систем двигателя и смешивается с другой жидкостью, например, с такой, как в системе смазывающего масла. Топливу с низкой температурой воспламенения свойственно легкое воспламенение, и его пары могут легко образовывать взрывчатые смеси. Поэтому, если топливо с низкой температурой воспламенения находит проход в другую систему двигателя, необходимом остановить работу двигателя по соображениям безопасности и очистить или заменить всю жидкость в такой системе, что является дорогой и обременительной работой для обслуживающего персонала двигателя.

Конструкция известных топливных клапанов всегда имеет протечку по оси иглы клапана и из отверстия, в котором перемещается игла, вследствие конструкции иглы и седла. Поэтому осуществляют подачу уплотняющего жидкого «уплотняющего масла» под давлением в зазор между указанными осью и отверстием, как для уплотнения, так и для смазывания. Для того, чтобы поддерживать протечку на минимуме, зазор поддерживают таким малым, как только это возможно, с очень узкими допусками в таком малом зазоре требует смазки между иглой и отверстием.

Разделение уплотняющего масла и топлива является трудным в случае, когда две жидкости смешались, вызывая ошибку в системе. Обнаружение топлива в системе смазывающего масла приведет к остановке машины, и часто трудно определить причину случившегося.

Другой связанной с безопасностью проблемой является требование обществами классификации судна, заключающееся в том, что нельзя допускать, чтобы топливо с низкой температурой воспламенения оставалось в топливных клапанах и трубах, ведущих к топливным клапанам, в то время, когда двигатель не работает на топливе с низкой температурой воспламенения, например, когда двигатель не работает, или когда двигатель, являющийся двигателем для двух видов топлива, работает на топливе другого типа. Таким образом, должны быть предприняты меры предосторожности для очистки топливных клапанов и трубопроводов, ведущих к топливным клапанам.

Другая проблема этих видов топлива с низкой температурой воспламенения состоит в их сравнительно плохих смазывающих свойствах, которые препятствуют использованию очень малых зазоров между движущимися частями без применения смазывающей жидкости.

Большие тихоходные прямототочные двухтактные двигатели внутреннего сгорания с турбонаддувом обычно используются в движительных установках действующих больших океанских грузовых судов, и поэтому надежность является чрезвычайно важной. Работа этих двигателей на топливе с низкой температурой воспламенения является сравнительно недавним достижением, и надежность работы с таким топливом все еще не достигла уровня традиционного топлива. Поэтому самые крупные тихоходные двухтактные двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением являются двигателями двойного топлива с топливной системой для работы на топливе с низкой температурой воспламенения и с топливной системой для работы на дизельном топливе, так что они могут работать на полной мощности, работая только на дизельном топливе.

Благодаря большому диаметру, камеры сгорания этих двигателей обычно снабжены тремя клапанами для введения топлива на каждый цилиндр, разнесенными в окружном направлении примерно на 120° вокруг центрального выхлопного клапана. Таким образом, при двойной топливной системе будет три клапана для топлива с низкой температурой воспламенения на цилиндр и три клапана для дизельного топлива на цилиндр, и, таким образом, верхняя крышка цилиндра представляет собой место с большим скоплением деталей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С учетом представленного выше, цель изобретения состоит в создании топливного клапана для большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и самовоспламенением, в котором преодолены или, по меньшей мере, уменьшены указанные выше проблемы.

Эта цель достигнута путем создания, в соответствии с одним аспектом, топливного клапана для введения жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камеру сгорания большого тихоходного двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и самовоспламенением, причем топливный клапан содержит удлиненный корпус с задним концом и передним концом, распылитель, имеющий закрытый кончик и отверстия и расположенный на переднем конце корпуса топливного клапана, входное отверстие для топлива в корпусе топливного клапана для присоединения к источнику находящегося под давлением жидкого топлива с низкой температурой воспламенения, отверстие для пусковой жидкости в корпусе топливного клапана для присоединения к источнику находящейся под давлением пусковой жидкости, иглу клапана, выполненную с возможностью аксиального перемещения, размещенную со скольжением в продольном канале для иглы в корпусе топливного клапана и имеющую закрытое положение, в котором игла опирается на седло клапана, и открытое положение, в котором игла поднята от седла клапана, причем игла клапана поджата в направлении к закрытому положению. Клапан также содержит топливную камеру, которая окружает иглу клапана и выходит к седлу клапана, причем указанное седло клапана расположено между топливной камерой и распылителем, нагнетательный поршень, который размещенный в первом канале в корпусе клапана и с одной стороны которого в указанном первом канале находится нагнетательная камера, входное отверстие для уплотняющей жидкости для присоединения к источнику находящейся под давлением уплотняющей жидкости, канал, проходящий от входного отверстия для уплотняющей жидкости к первому каналу для уплотнения нагнетательного поршня в первом канале, пусковой поршень, который размещен во втором канале в корпусе клапана и с одной стороны которого в указанном втором канала расположена пусковая камера, причем нагнетательный поршень соединен с пусковым поршнем с возможностью совместного перемещения с ним, при этом пусковая камера соединена с отверстием для пусковой жидкости, а нагнетательная камера имеет выход, соединенный с топливной камерой, и вход, соединенный с входным отверстием для топлива через обратный клапан в удлиненном корпусе топливного клапана, предотвращающий поток из нагнетательной камеры к входному отверстию для топлива.

Путем выполнения топливного клапана с объединенными с ним топливным насосом и всасывающим клапаном получен клапан, который может работать с топливом с низкой температурой воспламенения и преодолеть или, по меньшей мере, уменьшить некоторые из отмеченных выше проблем. Кроме этого, топливный клапан становится более компактным и легким в установке, так как стало меньше наружных деталей, требующих соединения. Интегрированная конструкция предлагает компактный топливный клапан.

В первом возможном варианте выполнения первого аспекта топливный клапан дополнительно содержит средства избирательного обеспечения потока из нагнетательной камеры к входному отверстию для топлива для очистки топливного клапана. Таким образом, очитка топливного клапана становится простой операцией.

Во втором первом возможном варианте выполнения первого аспекта указанные средства избирательного обеспечения потока из нагнетательной камеры к входному отверстию для топлива содержат средства избирательного прекращения функции обеспечения однонаправленного потока обратного клапана. Таким образом, дополнительный продувочный клапан может отсутствовать, и конструкция становится мене сложной.

В третьем возможном варианте выполнения первого аспекта указанный обратный клапан содержит клапанный элемент, расположенный с возможностью перемещения между открытым положением и закрытым положением и упруго или гидравлически поджатый к указанному закрытому положению, причем клапанный элемент выполнен с возможностью толкания в открытое положение, когда давление во входном отверстии для топлива превышает давление в нагнетательной камере, и с возможностью толкания в закрытое положение, когда давление в нагнетательной камере превышает давление во входном отверстии для топлива.

В четвертом возможном варианте выполнения первого аспекта указанный клапанный элемент выполнен с возможностью перемещения в открытое положение под действием управляющего сигнала, также когда в нагнетательной камере существует заданное давление.

В пятом возможном варианте выполнения первого аспекта указанный подвижный клапанный элемент имеет поверхность давления, обращенную к управляющей камере, связанной с указанным обратным клапаном и проточно соединенной с управляющим отверстием в указанном удлиненном корпусе клапана для соединения с источником управляющей жидкости.

В шестом возможном варианте выполнения первого аспекта указанный обратный клапан содержит корпус, имеющий канал, в котором расположен указанный клапанный элемент, причем один конец указанного канала образует седло для клапанного диска указанного клапанного элемента, при этом указанный клапанный диск опирается на указанное седло клапана при нахождении подвижного клапанного элемента в закрытом положении и поднят от указанного седла клапана при нахождении подвижного клапанного элемента в открытом положении.

В седьмом возможном варианте выполнения первого аспекта указанная управляющая камера расположена в указанном канале клапана, а указанный подвижный клапанный элемент содержит поршневую часть на одной стороне управляющей камеры.

В восьмом возможном варианте выполнения первого аспекта указанный корпус клапана содержит цилиндрическую часть и расположен в согласующемся продольном канале в указанном удлиненном корпусе топливного клапана.

В девятом возможном варианте выполнения первого аспекта топливный клапан содержит специальный управляющий клапан, проточно присоединенный между нагнетательной камерой и указанным входным отверстием для топлива для избирательного обеспечения потока из нагнетательной камеры к входному отверстию для топлива для очистки топливного клапана.

В десятом возможном варианте выполнения первого аспекта указанный управляющий клапан открывается и закрывается в ответ на управляющий сигнал.

В одиннадцатом возможном варианте выполнения первого аспекта игла клапана выполнена с возможностью перемещения из закрытого положения в открытое положение с преодолением указанного поджатия, когда давление в указанной топливной камере превышает заданный порог.

В двенадцатом возможном варианте выполнения первого аспекта топливный клапан дополнительно имеет входное отверстие для охлаждающей жидкости, выходное отверстие для охлаждающей жидкости и проточный тракт для охлаждающей жидкости для охлаждения топливного клапана, в частности его части, расположенной ближе всего к указанному переднему концу корпуса.

В тринадцатом возможном варианте выполнения первого аспекта удлиненный корпус клапана содержит переднюю часть, которая присоединена к задней части, причем указанная игла клапана расположена в указанной передней части, а указанный первый канал, указанный второй канал и указанный согласующийся канал выполнены в указанной задней части.

Указанная цель достигнута также путем создания, в соответствии со вторым аспектом, большого тихоходного двухтактного двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением и турбонаддувом с топливным клапаном, соответствующим первому аспекту и любому из его вариантов выполнения.

В первом возможном варианте выполнения второго аспекта двигатель содержит источник находящегося под давлением топлива с регулируемым давлением Pf, источник находящейся под давлением уплотняющей жидкости с регулируемым давлением Ps и источник находящейся под давлением охлаждающей жидкости с регулируемым давлением Рс, причем Рс выше, чем Pf.

Во втором возможном варианте выполнения второго аспекта трубопровод, ведущий к указанному входному отверстию для топлива, содержит трубопровод с двойной стенкой, при этом топливо с низкой температурой воспламенения перемещается во внутреннем проходе трубопровода, а наружный проход является вентилируемым и соединен с датчиком для обнаружения летучих углеводородов.

Дополнительные цели, особенности, преимущества и свойства топливного клапана и двигателя в соответствии с представленным выше, станут очевидными из подробного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В следующей подробной части описания изобретение будет объяснено более подробно с обращением к примерным вариантам выполнения, изображенным на чертежах, на которых:

Фиг. 1 изображает вид спереди большого двухтактного дизельного двигателя, соответствующего примерному варианту выполнения.

Фиг. 2 изображает вид сбоку большого двухтактного двигателя, показанного на Фиг. 1.

Фиг. 3 упрощенно изображает схему большого двухтактного двигателя, соответствующего Фиг. 1.

Фиг. 4 упрощенно изображает пример варианта выполнения системы жидкого топлива с низкой температурой воспламенения двигателя, показанного на Фиг. 1, для одного топливного клапана.

Фиг. 5 упрощенно изображает разрез примерного варианта выполнения верхней части цилиндра системы жидкого топлива с низкой температурой воспламенения двигателя, показанного на Фиг. 1.

Фиг. 6 изображает увеличенный вид топливного клапана для топлива с низкой температурой воспламенения для использования в двигателе, соответствующем Фиг. 1-3, в примерном варианте выполнения.

Фиг. 7 изображает разрез топливного клапана для впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения, изображенного на Фиг. 6.

Фиг. 7А изображает увеличенный фрагмент Фиг. 7.

Фиг. 7В изображает второй увеличенный фрагмент Фиг. 7.

Фиг. 8 изображает другой разрез топливного клапана для впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения, изображенного на Фиг. 6.

Фиг. 9 изображает еще один разрез топливного клапана для впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения, показанного на Фиг. 6.

Фиг. 9А изображает увеличенный фрагмент Фиг. 9.

Фиг. 10 изображает другой разрез топливного клапана для впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения, показанного на Фиг. 6.

Фиг. 11 изображает другой разрез топливного клапана для впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения, показанного на Фиг. 6

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В следующем ниже подробном описании двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением описан применительно к большому двухтактному тихоходному двигателю внутреннего сгорания (дизель) с турбонаддувом в качестве примерных вариантов выполнения. Фиг. 1, 2 и 3 изображают большой тихоходный двухтактный дизельный двигатель с турбонаддувом с коленчатым валом 42 и ползунами 43. Фиг. 3 упрощенно изображает большой тихоходный двухтактный дизельный двигатель с турбонаддувом с его всасывающей и выхлопной системами. В этом примерном варианте выполнения двигатель имеет четыре однорядно расположенных цилиндра 1. Большие тихоходные двухтактные дизельные двигатели с турбонаддувом имеют обычно от четырех до четырнадцати однорядно расположенных цилиндров, поддерживаемых рамой 13 двигателя. Двигатель может использоваться, например, как главный двигатель на океанском судне или как стационарный двигатель для приведения в действие генератора в энергоустановке. Общая выходная мощность двигателя может быть, например, в интервале от 1000 до 110000 кВт.

Двигателем в этом примерном варианте выполнения является дизельный (с самовоспламенением) двигатель, двухтактный, прямоточного типа с продувочными окнами 19 в нижней зоне цилиндров 1 и центральным выхлопным клапаном 4 в верхней части цилиндров 1. Продувочный воздух проводят из приемника (ресивера) 2 воздуха к продувочным окнам 19 отдельных цилиндров 1. Поршень 41 в цилиндре 1 сжимает продувочный воздух, топливо впрыскивается из клапанов для впрыскивания топлива (дополнительно подробно описанных ниже), расположенных в крышке цилиндра (дополнительно подробно описанной ниже), затем следует сгорание и создается выхлопной газ. Когда открывается выхлопной клапан 4, выхлопной газ течет через выхлопной трубопровод, соединенный с цилиндром 1, в ресивер 3 выхлопного газа и далее через первый выхлопной трубопровод 18 к турбине 6 турбонаддува 5, из которой выхлопной газ вытекает через второй выхлопной трубопровод через экономайзер 28 к выходу 29 и в атмосферу. С помощью вала турбина 6 приводит в действие компрессор 9, в который подается свежий воздух через вход 10 для воздуха. Компрессор 9 доставляет сжатый продувочный воздух в трубопровод 11 продувочного воздуха, ведущий к ресиверу 2 продувочного воздуха.

Продувочный воздух в трубопроводе 11 проходит через теплообменник 12 для охлаждения продувочного воздуха. В примерном варианте выполнения продувочный воздух выходит из компрессора с температурой примерно 200°С и охлаждается с помощью теплообменника до температуры между 36 и 80°С.

Охлажденный продувочный воздух проходит через вспомогательную воздуходувку 16, приводимую в действие электродвигателем 17 и сжимающую поток продувочного воздуха, когда компрессор 9 турбонаддува не создает достаточного давления для ресивера 2 продувочного воздуха, то есть в условиях низкой или частичной нагрузки двигателя. При повышенных нагрузках двигателя компрессор 9 создает достаточно сжатый продувочный воздух, и тогда воздух обходит воздуходувку 16 через обратный клапан 15.

Фиг. 4 изображает упрощенно топливный клапан 50 для жидкого топлива с низкой температурой самовоспламенения с его соединениями с источником жидкого топлива 60 с низкой температурой воспламенения, с источником охлаждающей жидкости (масла) 59, с источником уплотняющей жидкости 57, с источником пусковой жидкости (масла) 97 через управляющий клапан 96, с управляющим клапаном 98 очистки и управляющим клапаном 96 пусковой жидкости. От источника сжатого жидкого топлива 60 с низкой температурой воспламенения к входному отверстию в корпусе клапана 50 для жидкого топлива с низкой температурой воспламенения ведет трубопровод 62, который представляет собой трубопровод с двойной стенкой, например, образованный концентрическими трубами или трубой внутри сплошного блока материала, такого, как цилиндрическая крышка 48. Жидкое топливо с низкой температурой воспламенения перемещают во внутренней трубе/проходе, а наружный проход является выпускающим и снабжен датчиком 63 для обнаружения летучих углеводородных компонентов (газоанализатором). Датчик 63 присоединен к электронному блоку управления, который издает сигнал тревоги, когда летучие углеводородные компоненты обнаруживаются датчиком 63. В трубопроводе 62 предусмотрен пропускной клапан 61 для создания возможности отсоединения клапана 50 от источника жидкого топлива 60 для того, чтобы можно было очистить клапан 50 от топлива с низкой температурой воспламенения. Клапан 61 предпочтительно управляется электроникой и регулируется электронным блоком управления. Электронный управляющий клапан 96 регулирует такты впрыскивания, а управляющий клапан 98 регулирует очистку путем предотвращения закрывания обратного клапана.

Фиг. 5 изображает верхнюю часть одного из цилиндров 1, соответствующих примерному варианту выполнения. Верхняя крышка 48 цилиндров 1 снабжена несколькими (обычно 2 или 3) топливными клапанами 50 для впрыскивания жидкого топлива с низкой температурой воспламенения из распылителей топливных клапанов 50 в камеру сгорания над поршнем 41 в цилиндре 1. В этом примерном варианте выполнения двигатель имеет три клапана 50 на цилиндр, но должно быть понятно, что может быть достаточно одного или двух клапанов 50, в зависимости от размера камеры сгорания. Выхлопной клапан 4 размещен по центру на верхней крышке, а клапаны 50 расположены ближе к стенке цилиндра.

В одном варианте выполнения (не изображенном) могут быть предусмотрены два или три клапана для дизельного топлива в верхней крышке 48 для работы двигателя на дизельном топливе. Клапаны для дизельного топлива присоединены к источнику дизельного топлива под высоким давлением хорошо известным способом.

Передняя часть клапана 50, которая является ближайшей к распылителю и ближайшей к камере сгорания, охлаждается с использованием охлаждающей жидкости, такой как охлаждающее масло, для которой может использоваться масло системы (смазывающее масло). Для этого, корпус клапана 50 имеет входное отверстие для охлаждающей жидкости, выходное отверстием для охлаждающей жидкости и проточный тракт (не показан) между входным и выходным отверстиями через переднюю часть корпуса клапана 50. Входное отверстие для охлаждающей жидкости присоединено через трубопровод к источнику находящейся под давлением охлаждающей жидкости 59, такой как масло системы, а выходное отверстие для охлаждающей жидкости присоединено через трубопровод к резервуару охлаждающей жидкости.

Корпус топливного клапана 50 также имеет отверстие для пусковой жидкости для управления открыванием и закрыванием топливного клапана. Управляющее отверстие присоединено через трубопровод к источнику находящейся под давлением пусковой жидкости 97. Управляемый электроникой управляющий клапан 96, предпочтительно пропорциональный клапан, размещен в трубопроводе между источником находящейся под давлением пусковой жидкости 97 и отверстием для пусковой жидкости для управления открыванием и закрыванием клапана 50, то есть для управления тактом впрыскивания.

Двигатель снабжен электронным блоком управления, который регулирует работу двигателя. Сигнальные линии соединяют электронный блок управления с электронными клапанами 96 и 98 и с пропускным клапаном 61.

Электронный блок управления выполнен с возможностью правильной синхронизации времени тактов впрыскивания жидкого топлива с низкой температурой воспламенения клапаном 50 и контроля дозировки (введенный объем за время такта впрыскивания) указанного топлива клапаном 50. Электронный блок управления в одном варианте выполнения выполнен с возможностью регулирования формы кривой впрыскивания (формирования скорости передачи), так как топливный клапан способен адаптироваться к таким кривым.

Электронный блок управления открывает и закрывает пропускной клапан 61, с обеспечением гарантии, что подающий трубопровод 62 заполнен находящимся под давлением жидким топливом с низкой температурой воспламенения до начала такта впрыскивания.

Пропускной клапан 61 закрывается электронным блоком управления в то время, когда клапан 50 необходимо очистить от топлива с низкой температурой воспламенения.

Фиг. 6 изображает вид в аксонометрии топливного клапана 50, имеющего удлиненный корпус 52, распылитель 54, установленный на переднем конце корпуса 52, входное отверстие 70 для уплотняющей жидкости и управляющее отверстие 36 для управления очисткой. Распылитель 54 имеет несколько отверстий 56, которые распределены по нему в радиальном и аксиальном направлениях.

Фиг. 7, 8, 9, 10 и 11 изображают разрезы клапана 50 для впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением. Топливный клапан 50 имеет удлиненный корпус 52 с самым дальним концом и распылителем 54 на его переднем конце. Распылитель 54 представляет собой отдельный элемент, который прикреплен к переднему концу корпуса 52 клапана. Самый дальний конец корпуса 52 клапана имеет отверстия, включающие управляющее отверстие 36, отверстие 78 для пусковой жидкости и отверстие обнаружения утечки газа (не изображено). Самый дальний конец увеличен с образованием головки, которая выступает из крышки 48 цилиндра, когда клапан 50 установлен в крышке 48. В представленном варианте выполнения топливные клапаны 50 размещены вокруг центрального выхлопного клапана 4, то есть относительно близко к стенке гильзы цилиндра. Удлиненный корпус 52 и другие детали клапана 50, а так же распылитель в одном варианте выполнения изготовлены из стали, например инструментальной или нержавеющей стали.

Полый распылитель 54 имеет отверстия 56, которые соединены с внутренней полой частью в распылителе 54 и распределены радиально по распылителю 54. Распылители в осевом направлении расположены близко к кончику и радиальный разнос отверстий 56 распылителя в представленном варианте выполнения имеет относительно узкий интервал приблизительно в 50°. Радиальная ориентация отверстий 56 распылителя такова, что они направлены в сторону от стенки гильзы цилиндра. Кроме этого, отверстия 56 распылителя направлены таким образом, что они ориентированы примерно в том же направлении, как и направление вихря продувочного воздуха в камере сгорания, вызванного конфигурацией продувочных окон (этот вихрь представляет собой хорошо известную особенность больших двухтактных двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом для долгих плаваний).

Кончик распылителя 54 в этом варианте выполнения закрыт. Распылитель 54 присоединен к переднему концу корпуса 52 клапана так, что внутренняя полая часть распылителя 54 выходит в канал в корпусе 52. Седло 69 клапана расположено на переходе между осевым каналом, соединенным с распылителем, и топливной камерой 58.

В продольном канале в удлиненном корпусе 52 клапана с возможностью скольжения и с узким зазором расположена игла 61 клапана, выполненная с возможностью осевого перемещения, и наличие смазки между иглой 61 и продольным каналом является крайне необходимым. Для этого, в зазор между продольным каналом и иглой клапана через канал (канал) 47 подается находящаяся под давлением уплотняющая жидкость. Этот канал соединяет зазор между иглой 61 и аксиальным каналом с входным отверстием 70 для уплотняющей жидкости, которое, в свою очередь, может быть присоединено к источнику уплотняющей жидкости 57, которая находится под давлением и давление равно Ps. Уплотняющая жидкость предотвращает протечку топлива с низкой температурой воспламенения через зазор между иглой 61 и аксиальным каналом. Кроме этого уплотняющая жидкость, которой предпочтительно является масло, обеспечивает смазку между иглой 61 и аксиальным каналом. В одном варианте выполнения давление источника уплотняющей жидкости 57, по меньшей мере, почти такое же высокое, как и максимальное давление в нагнетательной камере 82 во время такта впрыскивания.

Игла 61 имеет закрытое положение и открытое положение. Игла 61 имеет коническую часть, которая имеет форму, соответствующую седлу 69 клапана. В закрытом положении коническая часть иглы клапана покоится в седле 69. Коническая часть приподнята от седла 69 в открытом положении, и игла 61 упруго поджата в направлении закрытого положения предварительно напряженной спиральной пружиной 38. Пружина 38 действует на иглу 61 и поджимает ее в направлении ее закрытого положения, в котором коническая часть покоится в седле 69.

Пружина 38 представляет собой спиральную проволочную пружину, которая размещена в камере 88 для пружины в удлиненном корпусе 52 клапана. Охлаждающее масло течет через камеру 88. Один конец пружины 38 взаимодействует с одним концом камеры 88, а другой конец пружины 38 взаимодействует с расширенной частью или фланцем на игле 61, упруго подталкивая, таким образом, иглу клапана в направлении к седлу 69 клапана.

Удлиненный корпус 52 имеет входное отверстие 53 для топлива для присоединения к источнику находящегося под давлением жидкого топлива 60 с низкой температурой воспламенения, например, через трубопровод 62 подачи жидкого топлива. Входное отверстие 53 присоединено к нагнетательной камере 82 в корпусе 52 клапана через канал 51 и обратный клапан 74. Обратный (всасывающий) клапан 74 предусмотрен внутри корпуса 52 клапана. Клапан 74 гарантирует, что жидкое топливо с низкой температурой воспламенения может течь через канал 51 в камеру 82, но не в противоположном направлении.

Нагнетательный поршень 80 со скольжением и с предотвращением протечек расположен в первом канале 81 в удлиненном корпусе 52 клапана, при этом нагнетательная камера 82 расположена в первом канале 81 на одной стороне поршня 80. Пусковой поршень 83 со скольжением и с предотвращением протечек расположен во втором канале 84 в корпусе 52 клапана, при этом пусковая камера 85 расположена во втором канале 84 на одной стороне пускового поршня 83. Поршень 80 соединен с пусковым поршнем 83 с возможностью совместного перемещения с ним, то есть поршни 80 и 83 могут скользить совместно в их соответствующих каналах 81 и 84. В представленном варианте выполнения поршни 80 и 83 выполнены как единый элемент, однако, следует отметить, что поршни 80 и 83 могут быть отдельными взаимосвязанными элементами.

В варианте выполнения, изображенном на Фиг. 7В, поршень 80 имеет верхнюю часть со слегка увеличенным диаметром D2 по сравнению с диаметром D1 своей нижней части. Верхняя часть канала 81, в котором помещен нагнетательный поршень 80, имеет соответственно увеличенный диаметр D2, в то время как нижняя часть канала 81 имеет диаметр D1. Таким образом образуется кольцевая камера 99, и верхняя часть поршня 80 образует поршень усилителя уплотняющей жидкости, который уменьшает объем кольцевой камеры 99, когда поршень 80 движется вниз (вверх и вниз, как на Фиг. 7 и 7В). Камера 99 присоединена к источнику уплотняющей жидкости (масла) через обратный клапан 91. Камера 99 наполняется уплотняющей жидкостью через клапан 91, когда поршень 80 движется вверх, но клапан 91 препятствует обратному течению уплотняющей жидкости, и поэтому уплотняющая жидкость вдавливается в зазор между поршнем 80 и каналом 81. Поэтому уплотняющая жидкость вытесняется из кольцевой камеры 99 в зазор между поршнем 80 и каналом 81, в связи с этим препятствуя вхождению топлива с низкой температурой воспламенения в зазор между поршнем 80 и каналом 81. При выборе зазора для нижней части поршня 80 несколько большим, чем зазор для верхней части поршня 80, может быть гарантировано, что большая часть уплотняющей жидкости потечет через зазор в направлении нагнетательной камеры 82. Излишек уплотняющей жидкости смешается с топливом в нагнетательной камере и будет сожжен.

Пусковая камера 85 гидравлически соединена с отверстием 78 для пусковой жидкости. Управляемый электроникой управляющий клапан 96 регулирует поток находящейся под давлением пусковой жидкости к отверстию 78 и из него и, в связи с этим в камеру 85 для пусковой жидкости и из нее.

В начале такта впрыскивания электронный блок управления командует управляемому электроникой клапану 96 пропустить пусковую жидкость в пусковую камеру 85. Находящаяся под давлением пусковая жидкость в пусковой камере 85 воздействует на пусковой поршень 83, создавая, таким образом, силу, которая толкает поршень 80 в камеру 82. В связи с этим, давление жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камере 82 возрастает. В одном варианте выполнения диаметр пускового поршня 83 больше, чем диаметр нагнетательного поршня 80, и поэтому давление в камере 82 будет соответственно выше, чем давление в пусковой камере 85, и комбинация пускового поршня 83 и нагнетательного поршня 80 действует как усилитель давления.

Один или несколько каналов (проходов) 57 гидравлически соединяют нагнетательную камеру 82 с топливной камерой 58 и, следовательно, с седлом 69 клапана, которое расположено в нижней части топливной камеры. Седло 69 клапана обращено к топливной камере 58, которая окружает иглу 61 клапана. Игла 61 выполнена с возможностью перемещения от распылителя 54, поднимаясь, и в сторону распылителя, опускаясь. В своем открытом положении игла 61 поднята от седла 69, разрешая, таким образом, течение жидкого топлива с низкой температурой воспламенения из камеры 82 в камеру 58, через седло 69 и через аксиальный канал во внутреннюю полость распылителя 54. Жидкое топливо с низкой температурой воспламенения выходит из распылителя через отверстия 56 распылителя.

Игла 61 поднимается, когда давление жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камере 82 превосходит силу спиральной пружины 38. Таким образом, игла 61 выполнена с возможностью открытия с преодолением силы поджатия пружины 38, когда давление топлива в камере 82 превысит заданный порог. Давление топлива вызывается поршнем 80, действующим на жидкое топливо в камере 82.

Игла 61 выполнена с возможностью поджатия для перемещения по направлению к распылителю 54, при этом ее коническая часть перемещается по направлению к седлу 69 клапана. Это происходит тогда, когда давление в жидком топливе с низкой температурой воспламенения уменьшается, когда поршень 80 больше не воздействует на топливо в камере 82 и закрывающая сила спиральной пружины 38, действующая на иглу 61, становится больше, чем открывающая сила жидкого топлива, также действующего на иглу 61.

Когда электронный блок управления заканчивает такт впрыскивания, он командует электронному управляющему клапану 96 соединить пусковую камеру 85 с баком. Камера 82 соединена с источником находящегося под давлением жидкого топлива 60, и давление подачи жидкого топлива с низкой температурой воспламенения, которое течет внутрь через обратный клапан 74, будет толкать пусковой поршень 83 в пусковую камеру 85 до тех пор, когда он достигнет положения, которое изображено на Фиг. 7, когда камера 82 целиком заполнена жидким топливом с низкой температурой воспламенения, так что топливный клапан 50 готов к следующему такту впрыскивания. Фиг. 8 иллюстрирует положение поршня 80 и пускового поршня 83 вблизи конца такта впрыскивания, когда основная часть камеры 80 опорожнена от жидкого топлива с низкой температурой воспламенения.

Такт впрыскивания топлива с низкой температурой воспламенения регулируется электронным блоком управления ЭБУ в течение времени пуска и в продолжение хода поршня 80 (формирование скорости передачи). Общее количество указанного жидкого топлива, впрыснутого в такте впрыскивания, определяется продолжительностью хода поршня 80. Таким образом, по сигналу от электронного блока управления давление пусковой жидкости в пусковой камере 85 повышается.

В конце такта впрыскивания клапан 96 сбрасывает давление в пусковой камере 85, и сила находящегося под давлением жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камере 82 вызывает проталкивание пускового поршня 83 назад во втором канале 85 до тех пор, пока он не ударится о конец второго канала 85 и камера 82 не наполнится целиком жидким топливом с низкой температурой воспламенения, так что топливный клапан 50 станет готов к следующему такту впрыскивания.

В одном варианте вып