способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для введения горючего в него

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий ввод порции горючего, введенного в воздух, непосредственно в камеру сгорания в диапазоне рабочих нагрузок на двигатель, отличающийся тем, что в пределах по меньшей мере в заданной части диапазона нагрузок двигателя, количество вещества, управляющего горением, имеющего более высокую скорость дисперсии, чем горючее, вводится в камеру сгорания одновременно с ведением топлива и устанавливается в заданной области внутри камеры сгорания заданного распределения вещества, управляющего горением.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в камеру сгорания вводят вещество, управляющее горением, в смеси с воздухом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, вводят в камеру сгорания в смеси с горючим и воздухом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, вводят в камеру сгорания только тогда, когда двигатель работает в определенных пределах нагрузки и скорости.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, вводят в камеру сгорания только тогда, когда двигатель работает в пределах нагрузок от низких до средних.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что введение вещества, управляющего горением, в камеру сгорания осуществляют за достаточное время до воспламенения, при этом управляющее вещество достигает непосредственной близости с воспламенительным устройством, расположенным в камере сгорания, до воспламенения.

7. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, вводят непосредственно в камеру сгорания в непосредственной близости от воспламенительного устройства, расположенного в камере сгорания, до воспламенения.

8. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, является усилителем воспламенения.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что усилителем воспламенения является водород.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что соответствующие дозированные количества горючего, введенного в воздух, вводят непосредственно в камеру сгорания двигателя, при этом вещество, управляющее горением, вводят в воздух для обеспечения, по существу, однородной смеси воздух - вещество, управляющее горением, для захвата топлива.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, вводят в воздух, когда двигатель работает в выбранных пределах нагрузок и/или скоростей.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что выбранные пределы являются пределами от низких до средних нагрузок двигателя или скоростей.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что воздух для введения горючего подают с помощью компрессора, а вещество, управляющее горением, вводят в воздух в компрессоре.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, вводят в воздух на выходной стороне компрессора.

15. Способ по любому из пп.10 - 14, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, является усилителем воспламенения.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что усилителем воспламенения является водород.

17. Способ по п.9, отличающийся тем, что водород вводят в камеру сгорания во время запуска двигателя и/или его разгона.

18. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что вещество, управляющее горением, вводят в камеру сгорания во время запуска двигателя и/или его разгона.

19. Устройство для введения горючего в двигатель внутреннего сгорания, содержащее впрыскивающее устройство для впрыска независимо дозированных порций горючего, введенного в воздух, в камеру сгорания двигателя, при этом впрыскивающее устройство находится в сообщении с камерой сгорания через выборочно открываемое отверстие для введения горючего, отличающееся тем, что устройство введения вещества, управляющего горением, для введения вещества, управляющего горением, непосредственно в камеру сгорания связано по времени с впрыскиванием горючего для обеспечения выбранного распределения вещества в выбранном месте внутри камеры сгорания.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что устройство для введения вещества, управляющего горением, выполнено с возможностью введения управляющего вещества в устройство впрыска горючего перед его введением в камеру сгорания.

21. Устройство по п.19 или 20, отличающееся тем, что устройство для введения вещества работает во временном соотношении с открыванием отверстия для введения горючего.

22. Устройство по любому из пп.19 - 21, отличающееся тем, что устройство для введения и отверстие для введения горючего приводятся в действие с помощью одного и того же механизма.

23. Устройство по любому из пп.19 - 22, отличающееся тем, что устройство для введения управляющего вещества выполнено с возможностью введения вещества, управляющего горением, при работе двигателя в выбранном диапазоне нагрузок и/или скоростей.

24. Устройство по любому из пп.19 - 23, отличающееся тем, что устройство для введения управляющего вещества выполнено с возможностью введения вещества, управляющего горением, в непосредственной близости от воспламенительного устройства, расположенного в камере сгорания.

25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что устройство для введения управляющего вещества расположено на воспламеняющем устройстве или внутри него.

26. Устройство по любому из пп.19 - 25, отличающееся тем, что устройство для впрыска горючего включает корпус, имеющий аксиальное отверстие, которое соединяется с подачей воздуха и с одним концом отверстия для подачи горючего, клапан, выполненный с возможностью открывания и закрывания отверстия, и шток клапана, соединенный с головкой клапана и находящийся внутри аксиального отверстия, при этом шток клапана имеет аксиальный проход для горючего, сообщающийся с аксиальным отверстием, соединяющимся с выходным отверстием, при этом шток выполнен с возможностью движения в аксиальном направлении в этом отверстии для открывания и закрывания отверстия.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что устройство для введения управляющего вещества выборочно сообщается с аксиальным отверстием при открывании отверстия для введения вещества, управляющего горением, в указанное отверстие.

28. Устройство по п.26, отличающееся тем, что устройство для введения управляющего вещества включает дополнительный проход в корпусе устройства для впрыскивания горючего, сообщающийся с камерой сгорания, и средство для открывания и закрывания дополнительного прохода во временном соотношении с открыванием и закрыванием выходного отверстия.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что дополнительный проход для ввода вещества, управляющего горением, в камеру сгорания размещен вблизи воспламенительного устройства.

30. Устройство по любому из пп.19 - 29, отличающееся тем, что веществом, управляющим горением, является водород.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к процессу горения в двигателе внутреннего сгорания и, в частности к усилению этого процесса для уменьшения уровня выхлопа и/или для увеличения стабильности горения и/или усиления каким-либо другим способом процесса горения.

Все главные индустриально развитые страны имеют в настоящее время правила, относящиеся к уровню выхлопа транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, в частности, пассажирских средств передвижения. Контролирующие органы во все большей степени ограничивают допустимый уровень выхлопа, что увеличивает требования к усилению контроля процесса горения в двигателе внутреннего сгорания. Регулирующие органы, имея в виду контроль выхлопа, обращаются к способу тестирования, где работа двигателя при уровнях нагрузки от низкого до среднего является, обычно, важным фактором, но к сожалению, эти области работы двигателя представляют собой существенную сложность для контроля процесса горения.

При работе двигателя при нагрузках от низких до средних, скорость потребления горючего такова, что распределение топлива при впрыскивании воздуха в камеру сгорания, предпочтительно, должно иметь слоистую природу так, чтобы существовала достаточно обогащенная смесь вблизи контактов свечи зажигания для обеспечения надежной инициации горения. Создание слоистого распределения горючего является особенно трудным для достижения там, где горючее вводится во впрыскиваемую порцию воздуха в камеру сгорания, особенно тогда, когда горючее должно быть введено в порцию воздуха за время, обусловленное циклом работы двигателя для того, чтобы обеспечить достижение камеры сгорания перед закрыванием впускного клапана для всей порции горючего. Таким образом, существует временной интервал для топлива, достаточный для распространения топлива во впрыскиваемой порции воздуха, как в системе забора воздуха, так и в камере сгорания до и после закрытия впускного клапана.

В некоторой степени, успех был достигнут в установлении слоистого распределения путем использования форсунки для горючего, чтобы вводить горючее во впрыскиваемую порцию воздуха при нахождении только на небольшом расстоянии против потока от впускного клапана. Это дает возможность относительно позднего впрыска горючего и ограничивает время, в течение которого горючее может распространяться во впрыскиваемой порции воздуха. Дальнейшее усовершенствование было получено путем впрыска горючего непосредственно в камеру сгорания. Однако, это создает дополнительную проблему, что топливо должно впрыскиваться со скоростью, близкой к скорости звука, для достижения необходимого уровня атомизации горючего. Более того, высокая скорость впрыска приводит к значительному распространению горючего внутри камеры сгорания.

Было предложено также введение вещества, усиливающего воспламенение, вместе со впрыскиваемой смесью горючего/воздуха для содействия начальному воспламенению горючего. Предпочтительным усиливающим веществом, для использования в этом способе, является водород, но из-за его высокой скорости распределения, примерно в 10 раз быстрее, чем у кислорода, потребляются относительно большие количества водорода, особенно там, где горючее и водород вводятся во впрыскиваемую порцию воздуха перед их введением в камеру сгорания. Кроме того, поскольку из-за практических причин является предпочтительным скорее производить водород внутри транспортного средства, чем просто снабжать его резервуаром с произведенным заранее водородом, большое потребление водорода вызывает необходимость в существенной "бортовой" производительности производства водорода, которое как потребляет энергию, так и занимает место, и увеличивает вес транспортного средства.

Известно также, что введение других избранных веществ во вводимую порцию смеси горючее/воздух в камере сгорания двигателя может быть выгодным для управления процессом горения. Более того, известно, что эффективность некоторых из этих веществ связана с расположением вещества внутри смеси горючее/воздух, как, например, расположение по отношению к стенкам камеры сгорания, к месту ввода горючего в камеру сгорания, относительно свечи зажигания или подобного воспламенителя, или выпускного клапана. Таким образом, способность подавать эти вещества к конкретным местам в камере сгорания при конкретных условиях работы двигателя не только дает вклад в увеличение производительности, но также снижает скорость потребления избранного вещества, увеличивая таким образом стоимостную эффективность использования избранного вещества. Ссылка на "вещества" должна пониматься, как включение некоторых элементов, соединений двух или более элементов, или смесей элементов и/или соединений.

Таким образом, целью данного изобретения является создание способа работы двигателя внутреннего сгорания, отличающегося тем, что управление горением впрыскиваемой порции смеси горючее/воздух является усиленным и он сопровождается контролем уровня выхлопа транспортного средства и/или увеличивает стабильность горения и/или каким-либо другим образом усиливает процесс горения путем, который является как эффективным, так и экономичным.

Имея ввиду эту цель, создается способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий введение заданной порции горючего в камеру сгорания двигателя и по крайней мере в выбранной области значений рабочих нагрузок двигателя, впрыскивание в камеру сгорания заданной порции вещества, управляющего горением, связанного по времени с указанным введением топлива, и установлением, при заданном расположении внутри камеры сгорания, заданного распределения вещества, управляющего горением.

Обычно, впрыскивание управляющего вещества предпочтительно находится во временном соотношении с воспламенением горючего.

Управляющее вещество может быть усилителем воспламенения, где заданное расположение является положением в непосредственной близости к воспламенительному устройству, расположенному внутри камеры сгорания, при этом повышается воспламеняемость смеси горючее/воздух в камере сгорания. Эта повышенная воспламеняемость является выгодной тогда, когда двигатель работает при низких нагрузках, когда смесь горючее/воздух является обедненной или слоистой.

При других условиях работы может быть желательным введение управляющего вещества в место, прилежащее к периферийной стенке камеры сгорания, такого как, например, окислитель для поддержки окисления углеводородов или подавитель детонации, включающий воду или аммиак. Управляющее вещество может также быть добавкой для увеличения октанового числа горючего в порядке контроля детонации.

Более конкретно, предлагаемый способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий введение соответствующих количеств горючего и вещества, повышающего воспламеняемость в камеру сгорания двигателя, имеющего работающее заданным способом воспламенительное устройство, помещенное в котором вещество, повышающее воспламеняемость, вводится непосредственно в камеру сгорания, в определенном временном соотношении с введением горючего, предпочтительно так, что смесь с повышенной воспламеняемостью устанавливается около воспламенительного устройства во время приведения в действие воспламенительного устройства.

Предпочтительно, чтобы горючее было углеводородным горючим и, предпочтительно, чтобы горючее вводилось в камеру сгорания либо независимо, либо вместе с веществом, увеличивающим воспламеняемость. Также, вещество контролирующее горение дозируется в соответствии с условиями работы двигателя, такими как нагрузка двигателя и/или скорость и/или в зависимости от скорости подачи топлива в двигатель. Предпочтительно, вещество, контролирующее горение, вводить в камеру сгорания только тогда, когда двигатель работает при заданной нагрузке и/или пределах скорости, таких как область низких или средних нагрузок.

Обычно, вещество, управляющее горением, вводят в камеру сгорания в смеси с газом таким, как воздух, либо независимо, либо в соединении с горючим.

Обычно веществом, управляющим горением, является водород или газ, обогащенный водородом. Предпочтительно, чтобы начало введения водорода в камеру сгорания осуществлялось позже в цикле работы двигателя, чем начало введения топлива, и могло бы осуществляться после завершения введения горючего в камеру сгорания. Поскольку водород имеет высокую скорость дисперсии, является предпочтительным, чтобы водород вводился в такой момент времени, когда есть в запасе достаточное время для достижения водородом положения вблизи воспламенительного устройства, и такой, когда нет достаточного времени для распространения водорода настолько широко, чтобы влияние водорода на увеличение воспламеняемости смеси горючее/воздух заметно бы уменьшилось.

Предпочтительно, чтобы водород вводили в камеру сгорания таким образом, чтобы минимизировать распространение водорода и направить водород в непосредственное соседство с воспламенительным устройством.

В соответствии с другим аспектом данного изобретения, предусматривается способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий впрыскивание соответственно дозированных количеств горючего, введенного в воздух, в камеру сгорания двигателя, и отличается тем, что вещество, управляющее горением, такое как вещество, увеличивающее воспламеняемость, например, водород, вводят в воздух для обеспечения достаточной однородности смеси воздух/контролирующее вещество, для введения в горючее.

Предпочтительно, чтобы управляющее вещество вводилось в воздух только тогда, когда двигатель работает в заданных пределах нагрузок и/или значений скорости таких, например, как нагрузки от низких до средних, в случае водорода, или высокие нагрузки и/или значения скорости, в случае вещества, управляющего детонацией. Водород или другое управляющее вещество могут вводиться в воздух в период времени, когда управляющее вещество является необходимым, или они могут вводиться циклически, в частности когда управляющее вещество является водородом, поскольку он имеет достаточно высокую скорость распространения для обеспечения однородности смеси перед впрыскиванием в камеру сгорания.

Изобретение также предусматривает, в другом аспекте, устройство для введения горючего в двигатель внутреннего сгорания, содержащее устройство для впрыскивания горючего, служащее для впрыска независимо дозированных порций горючего, введенного в воздух, в камеру сгорания двигателя, устройство для впрыскивания горючего находится в сообщении с камерой сгорания через открываемый в заданном режиме клапан впуска, работающее в заданном режиме воспламенительное устройство, расположенное в камере сгорания для воспламенения горючего, и устройство впуска вещества, управляющего горением, непосредственно в камеру сгорания в момент времени, определяемый временем впрыска горючего.

Обычно, управляющее вещество вводят в камеру сгорания, примешивая к воздуху.

В альтернативной конструкции устройство для введения управляющего вещества может быть приспособлено для введения управляющего вещества и устройство для введения горючего, отчего управляющее вещество и горючее поступают в камеру сгорания вместе с воздухом.

В качестве другой альтернативы устройство для введения управляющего вещества вводят независимо и непосредственно в камеру сгорания. Однако, устройство для введения управляющего вещества приводится в действие в момент времени, зависящий от времени приведения в действие устройства ввода горючего и, обычно с помощью того же самого механизма запуска, что и устройство впрыска горючего.

По желанию, устройство введения управляющего вещества снабжают дозирующим устройством для дозирования количества управляющего вещества, вводимого в устройство ввода горючего или в камеру сгорания. Такое дозирование может осуществляться в соответствии с условиями работы двигателя, такими как нагрузка двигателя и/или скорость, в зависимости от подачи горючего в двигатель. Предпочтительно, чтобы устройство введения управляющего вещества вводило его только тогда, когда двигатель работает в заданных пределах нагрузки и/или скорости таких, как нагрузки в пределах от низких до средних. Устройство введения управляющего вещества вводит его только в то время, когда существуют соответствующие условия работы двигателя, или циклически.

Предпочтительно, управляющим веществом является водород и устройство ввода вводит водород в непосредственном соседстве с воспламенительным устройством в камере сгорания, с помощью сопла, которое расположено в головке цилиндра, соединено с воспламенительным устройством и может быть включено в воспламенительное устройство или вмонтировано в него для направления потока водорода на электрод воспламенительного устройства.

Там, где воздух вводится в устройство для ввода горючего с помощью компрессора, устройство для ввода водорода может, обычно, вводить водород и воздух либо на входе в компрессор, либо на выходе из него. Там, где используют "рельс" горения смеси воздух/горючее, проблема ввода водорода в воздух, находящийся под высоким давлением, может быть исключена путем использования этого устройства.

Введение водорода вместе с горючим в камеру сгорания может дать в результате ряд преимуществ для работы двигателя внутреннего сгорания. Эти преимущества возникают из-за улучшенной воспламеняемости смеси горючее/воздух, вызываемой введением водорода вместе с ней в камеру сгорания. Эти преимущества состоят в следующем.

1. Отношение воздух/горючее является менее критичным для воспламенения впрыскиваемой порции, и порции с отношением воздух/горючее, даже таким малым, как 40 : 1 на воспламенительном устройстве, или с таким большим, как 5 : 1 на воспламенительном устройстве, могут быть приемлемыми.

2. Содержание углеводорода (HC) и содержание CO в выхлопных газах уменьшается.

3. Достигается повышенная стабильность двигателя при работе при низкой температуре благодаря повышению воспламеняемости смеси.

4. Не является необходимым задавать график воспламенения, диктуемый требованиями воспламеняемости и, таким образом, опережение зажигания может быть установлено на минимум для наилучшего вращающего момента (МВТ). Эта установка зажигания также дает вклад в уменьшение NO_x и улучшает потребление горючего.

5. использование водорода, как обнаружено, дает возможность использовать в большей степени рециркуляцию выхлопных газов (EGR) для уменьшения выхлопа. Способ рециркуляции выхлопных газов (EGR) описан в нашей заявке на австрийский патент N 6639, ожидающий решения.

Так как данное изобретение делает возможным впрыск водорода непосредственно в камеру сгорания, которая предпочтительно осуществляется независимо от ввода горючего, обнаружено, что только относительно малые количества водорода требуются для достижения желаемого улучшения воспламеняемости смеси горючее/воздух, даже в двигателях, где смесь является слоистой. Существенное усовершенствование процесса горения достигается при введении водорода, даже в количестве, которое не превышает 2% по отношению к вводимому горючему. Это находится в контрасте, с данными, известными из литературы, где обнаружено, что когда водород вводят во впрыскиваемую порцию воздуха перед вводом в камеру сгорания, требуемое количество водорода, необходимое для получения тех же самых улучшений в процессе горения, составляет не менее 10%. Низкое использование водорода, которое позволяет изобретение, увеличивает возможность обеспечения экономических средств для производства достаточных количеств транспортных средств с водородом на борту, возможно путем использования компактного каталитического процесса.

Изобретение будет более понятным из последующего описания нескольких примеров конкретного использования управления подачей водорода в камеру сгорания двигателя и со ссылкой на прилагаемые чертежи. Понятно, что хотя следующее описание со ссылкой на чертежи является конкретно относящимся к введению водорода в камеру сгорания, та же самая общая конструкция может быть использована для введения других веществ, управляющих горением, в камеру сгорания и для направления этого управляющего вещества в соответствующей области камеры сгорания.

На фиг. 1 показан вид в разрезе части инжекторного сопла для горючего, включающего устройство для подачи водорода; на фиг. 2 - схематичная диаграмма, иллюстрирующая геометрию поперечного сечения увеличенной части шпинделя клапан, представленного на фиг. 2; на фиг. 3 - боковой вид в разрезе инжекторного сопла для горючего с альтернативной формой устройства для подачи водорода; на фиг. 4 - боковой вид в разрезе инжекторного сопла для горючего, включающего еще одну форму устройства для подачи водорода; на фиг. 5 - боковой вид в разрезе инжекторного сопла для горючего, включающего еще одну форму устройства для подачи водорода.

На фиг. 1 видно, что конструкция сопла ввода горючего, включающего устройство для подачи водорода, содержит цилиндрический пустотелый корпус 10, содержащий выходной отверстие 11 на своем нижнем конце и головку клапана 12, укрепленную на шпинделе 13 клапана. Головка клапана 12 может совершать заданное движение для открывания и закрывания выходного отверстия 11 для введения смеси горючее/воздух. Движение головки клапана 12 для открывания и закрывания выходного отверстия 11 обычно осуществляется селективной подачей питания на соленоид, управляющий блоком защиты от ошибок (БЗО), как хорошо известно в области впрыска топлива.

Корпус 10 сопла имеет проход 15, предусмотренный в одной из его стенок, который сообщается с подачей водорода (не показана) и который заканчивается выпускным отверстием 16 на внутренней стенке корпуса 10 сопла. Шпиндель 13 клапана имеет увеличенную часть 17 с диаметром, подобранным так, чтобы обеспечить скольжение с твердой посадкой по скольжению внутри цилиндрического отверстия в корпусе 10. Увеличенная часть 17 обеспечивает опору для шпинделя 13 клапана по оси цилиндрического отверстия в корпусе 10 сопла, особенно, когда головка клапана 12 находится в открытом положении. От увеличенной части 17 не требуется быть в контакте с внутренней поверхностью корпуса 10 сопла по всей его периферии, она может быть в таком контакте со множеством точек на периферии корпуса 10 сопла, так, чтобы удерживать шпиндель 13 клапана по оси цилиндрического отверстия.

Однако, увеличенная часть 17 шпинделя 13 клапана находится в плотной посадке по скольжению с внутренней поверхностью цилиндрического отверстия в корпусе 10 сопла в области, где расположено выпускное отверстие 16 так, чтобы обеспечить контроль над открыванием и закрыванием выпускного отверстия 16. Следовательно, контакт между увеличенной частью 17 и внутренней поверхностью корпуса 10 сопла устроен так, что когда головка клапана 12 находится в положении "закрыто", впускное отверстие будет также закрытым путем плотного прилегания увеличенной части 17 к внутренней поверхности цилиндрического отверстия в корпусе 10 сопла, что предотвращает поток водорода через выпускное отверстие 16 в цилиндрическое отверстие корпуса 10 сопла.

Далее, увеличенная часть 17 имеет такие пропорции, что когда головка клапана 12 находится в положении "открыто", выпускное отверстие 16 расположено так, что водород, поступающий через проход 15, может протекать в нижнюю часть внутреннего отверстия в корпусе 10 сопла через канавку или канавки 18, образованные на увеличенной части 17 шпинделя 13 клапана. На фиг. 2 показаны две канавки 18. Тем не менее, должно быть ясно, что может быть использовано любое соответствующее число и геометрия канавки или канавок 18. Следовательно, когда головка клапана 12 открыта, водород проходит через канавки 18 и после этого через открытое выходное отверстие 11.

Путем соответствующего подбора размеров увеличенной части 17 по отношению к выпускному отверстию 16 и головке клапана 12, могут быть получены различные соотношения времени открывания и закрывания выходного отверстия 11 сопла, и открывания и закрывания выпускного отверстия 16. В предпочтительном расположении выпускное отверстие 16 открыто в течение более короткого временного интервала, чем выходное отверстие 11. Более того, открытое выпускное отверстие 16 является предпочтительно запаздывающим по отношению к открыванию выходного отверстия 11. Таким образом, газообразный водород вводится в камеру сгорания позже, чем горючее, и, таким образом, существует более короткое время, в течение которого водород может распространяться до воспламенения смеси горючее/водород/воздушная смесь.

Фиг. 3 представляет модификацию конструкции на фиг. 1, в которой представлены две увеличенных части 17 и 19 на шпинделе 13 клапана, с каждой из увеличенных частей, 17 и 19, находящейся в контакте с внутренней поверхностью цилиндрического отверстия в корпусе 10 сопла вокруг водной периферии соответственных увеличенных частей 17 и 19. Таким образом, образуется изолированная камера 20 между увеличенными частями 17 и 19. В дополнение к выходному отверстию 16 в стенке корпуса 10 сопла, в этом конкретном исполнении, существует предусмотренное отверстие 21 для ввода горючего, соединенное с помощью прохода 22 с отверстием 23 впрыска.

Таким образом можно видеть, что в этой альтернативной конструкции водород вводится из относительного впускного отверстия 21 в отверстие 23, впрыска, которое занимает соответствующее положение для направления водорода в область свечи зажигания, расположенной внутри камеры сгорания, для облегчения образования воспламеняющейся смеси в непосредственной близости от нее. График ввода водорода может также иметь задержку, по крайней мере, по отношению к началу ввода горючего в камеру сгорания, как описано выше.

Понятно, что проход 22 и отверстие 23 могут быть расположены и иметь конфигурацию для ввода водорода в широких пределах направлений, в зависимости от того, где является желательным концентрировать водород или другое вещество, контролирующее горение, внутри камеры сгорания. В частности, не обязательно концентрировать вещества, управляющие горением, вблизи свечи зажигания камеры сгорания.

В обеих описанных выше конструкциях горючее, предпочтительно, проходит через шпиндель 13 клапана, который является пустотелой конструкцией и имеет одно или более выпускных отверстий 25 в области непосредственно над головкой клапана 12 и ниже увеличенной части 17.

Другая конструкция представлена на фиг. 4, которая иллюстрирует сопло, в котором водород проходит через проход 15 и жиклер 32 в полость 24, чтобы быть, таким образом, введенным в камеру сгорания двигателя с минимальным смешиванием горючего, воздуха и водорода перед впрыскиванием.

В другой модификации, как представлено на фиг. 5, водород может быть введен через отдельный проход 27 и соединенный с ним управляющий клапан 28, например, клапан, приводимый в действие соленоидом, в дозирующий узел 29, который контролирует график и длительность ввода водорода. В представленной конструкции водород проходит через иглообразный корпус, имеющий образованный в нем проход 27 для подачи горючего к выходной точке 33, расположенной рядом с выходным отверстием 25. Таким образом, смешивание водорода с воздухом, проходящим либо через внутреннее пространство полого корпуса 10 сопла, либо через шпиндель 13 клапана, перед впрыскиванием, предотвращается. Альтернативно, водород может быть введен в камеру сгорания путем, подобным тому, который описан с упоминанием фиг. 3 или быть введенным непосредственно через цилиндрическое отверстие в корпусе 10 сопла в камеру сгорания двигателя через сопло для впрыскивания горючего, как описано со ссылкой на фиг. 1.

Также клапан 28, дозирующий узел 29 и проход 27 могут быть расположены в любом желаемом положении по отношению к камере сгорания в зависимости от желаемого положения вещества, управляющим горением внутри камеры сгорания. Так, например, они могут быть расположены рядом со свечой зажигания или введены в корпус камеры сгорания.

Далее, когда горючее вводят в камеру сгорания в смеси с воздухом, воздух может подаваться через центральное осевое цилиндрическое отверстие 40 в цилиндрическом корпусе 10 сопла впрыскивания горючего конструкции, подобной первоначально описанной со ссылкой на фиг. 1 и 3. В такой системе впрыскивания горючего водород может быть введен в воздух в положении против потока перед впрыскивателем горючего, через соответственно управляемый клапан, например, клапан, приводимый в действие соленоидом, работающий с помощью соответственно запрограммированного БЗО.

Хотя это предложение дает в результате водород, являющийся доступным для диспергирования в воздухе в течение более длительного периода времени, чем конкретнее примеры изобретения на фиг. 1 и 3, при этом количество воздуха является существенно меньшим, чем то, что доступно тогда, когда водород вводят в систему всасывания воздуха или другим образом вводят в всасываемый воздух.

Не предполагается, что изобретение ограничивается водородом в его чистом состоянии или даже в виде примеси к другим газам. Принципы, обсужденные выше, являются в равной степени применимыми для впрыскивания любого другого газа, который может, например, быть использован для улучшения стабильности горения и/или другим образом усилить процесс горения, как, например, уменьшить тенденцию к детонации или уменьшить выхлоп. В качестве примеров могут быть рассмотрены смеси азот/рециклированный выхлопной газ, кислород и смеси, содержащие кислород. Смеси кислорода и других соответствующих газов могут также быть использованы.

Также понятно, что подача водорода или других веществ, регулирующих горение, может быть регулируема в отношении количества, вводимого в камеру сгорания за время одного цикла, например, путем контроля дозируемого узла 29 с помощью БЗО. таким образом, когда возможность производства водорода предусмотрена на борту транспортного средства, водород может храниться и распределяться для двигателя так, как того требуют условия работы двигателя, например, во время ускорения движения или при старте с холодным двигателем, когда выход углеводородов является высоким.