RU2494277C2 - Method of fuel feed control and device to this end - Google Patents
Method of fuel feed control and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494277C2 RU2494277C2 RU2012140294/06A RU2012140294A RU2494277C2 RU 2494277 C2 RU2494277 C2 RU 2494277C2 RU 2012140294/06 A RU2012140294/06 A RU 2012140294/06A RU 2012140294 A RU2012140294 A RU 2012140294A RU 2494277 C2 RU2494277 C2 RU 2494277C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- needle
- fuel
- injection
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для управления подачей топлива для двигателей внутреннего сгорания - дизелей (в дальнейшем ДВС), на стационарных установках с дизелями большой мощности и мобильном транспорте, на тракторах с любым типом трансмиссии, в частности с электротрансмиссией, для реализации широкого спектра технологий в сельском хозяйстве (пахота, обмолот валков комбайнами, укладка валков жатками), для строительно-дорожных машин и технологий, реализуемых с их помощью, в автомобильном и железнодорожном, и водном транспорте, бронетехнике и инженерных машинахThe invention relates to a device for controlling the supply of fuel for internal combustion engines - diesel engines (hereinafter ICE), in stationary installations with high power diesel engines and mobile vehicles, on tractors with any type of transmission, in particular with electric transmission, for implementing a wide range of technologies in rural economy (plowing, threshing rolls with combines, laying rolls with reapers), for road-building machines and technologies implemented with their help, in automobile and railway, and water transport, bro etehnike and engineering machines
Из уровня техники ивестен способ управления подачей топлива (Электрогидравлическая форсунка с двухпозиционным клапаном. Известия вузов Машиностроение. - 2002 - №2, авторы С.А. Богачев, Ю.Е. Хрящев).From the prior art there is a known way to control the fuel supply (Electro-hydraulic nozzle with a two-position valve. University proceedings Engineering. - 2002 - No. 2, authors S. A. Bogachev, Yu. E. Khryashchev).
Этот способ управления подачей топлива, включающий операции перемещения двухпозиционного клапана из нижнего крайнего положения в верхнее, при котором закрывается наполнительный клапан и открывается разгрузочный клапан, а игла перемещается в верхнее положение при впрыске и из верхнего крайнего положения в нижнее крайнее положение, положении, при котором открывается наполнительный клапан и закрывается разгрузочный клапан, а игла перемещается в нижнее положение при отсечке.This method of controlling the fuel supply, including the operation of moving the on-off valve from the lower extreme position to the upper one, at which the filling valve closes and the discharge valve opens, and the needle moves to the upper position during injection and from the upper extreme position to the lower extreme position, the position at which the filling valve opens and the discharge valve closes, and the needle moves to the lower position when shutting off.
Этот способ реализуется с помощью электропривода и пьезопривода, что требует дополнительных источников энергии на транспортном средстве и значительных затрат энергии на реализацию способа, сложные схемы ее преобразования. Пьезоприводы имеют сложную технологию и достаточны дороги. Перемещения золотников крайне малы, поэтому требуются дополнительные мультипликаторы перемещения для пьезоприводов.This method is implemented using an electric drive and a piezo drive, which requires additional energy sources on the vehicle and significant energy costs for the implementation of the method, complex schemes for its conversion. Piezo drives have sophisticated technology and ample roads. The movements of the spools are extremely small, therefore, additional movement multipliers for piezo drives are required.
Простые механические приводы, обеспечивающие малые перемещения золотников двухпозиционных клапанов, отсутствуют.Simple mechanical actuators providing small movements of the spools of on-off valves are absent.
Из уровня техники известно устройство управления подачей топлива (прототип) в двигатель внутреннего сгорания (Электрогидравлическая форсунка с двухпозиционным клапаном. Известия вузов. Машиностроение. - 2002 - №2, авторы С.А. Богачев, Ю.Е. Хрящев).The prior art device for controlling the supply of fuel (prototype) to an internal combustion engine (electro-hydraulic nozzle with a two-position valve. University proceedings. Mechanical engineering. - 2002 - No. 2, authors S. A. Bogachev, Yu. E. Khryashchev).
Это устройство для реализации для управления подачей топлива, содержащее форсунку с двухпозиционным клапаном, управляемым электромагнитом, с подпружиненным штоком с кольцевой площадкой, отдельной камерой управления, которая соединяется через разгрузочный клапан со сливом, а через наполнительный клапан и через дроссель с линией высокого давления, запирающий элемент распылителя, взаимодействующий с камерой управления сверху и соединенный с линией высокого давления снизу, распылитель с одним уровнем отверстий, содержащее двухпозиционный клапан с подпружиненным штоком, управляемый электромагнитом, отдельную камеру управления с плунжером, который соединен механически с иглой и представляет собой управляемый запорный элемент распылителя.This is an implementation device for controlling fuel supply, comprising a nozzle with an on-off valve controlled by an electromagnet, with a spring-loaded stem with an annular platform, a separate control chamber, which is connected through a discharge valve with a drain, and through a filling valve and through a throttle with a high pressure line, which locks atomizer element interacting with the control chamber from above and connected to the high pressure line from below, atomizer with one level of openings, containing a two-position first valve with a spring-loaded rod driven by an electromagnet, with a separate control chamber with a plunger that is mechanically connected with the needle and is controlled by the locking element sprayer.
В этом устройстве игла не подпружинена, а отсутствие пружины повышает быстродействие иглы и, как следствие, улучшение подачи топлива за счет формирования крутых фронтов подачи с минимизацией потерь при переходных процессах.In this device, the needle is not spring-loaded, and the absence of a spring increases the speed of the needle and, as a result, improves the fuel supply due to the formation of steep feed fronts with minimization of losses during transients.
Двухпозиционный клапан разгружен от сил давления топлива, что положительно влияет на динамику управления запорным элементом форсунки.The on-off valve is unloaded from the fuel pressure forces, which positively affects the dynamics of control of the injector shut-off element.
В устройстве запорные седла представляют собой обыкновенную окружность на поверхности клапана в его крайних положениях и представляют собой весьма малую площадь контакта, а не прецизионную цилиндрическую или коническую поверхность большей протяженности, чем тонкая линия на поверхности двухпозиционного клапана с кольцевой площадкой.In the device, the locking seats are an ordinary circle on the surface of the valve in its extreme positions and represent a very small contact area, and not a precision cylindrical or conical surface of a greater extent than a thin line on the surface of a two-position valve with an annular platform.
Форсунка позволяет реализовать монотонный закон в силу того, что запирающий элемент форсунки неподпружинен и имеет естественный упор, на который всегда и выходит при подаче высокого давления на запирающий элемент снизу. Поэтому впрыск топлива происходит при постоянном зазоре.The nozzle allows you to implement a monotonous law due to the fact that the locking element of the nozzle is not spring-loaded and has a natural emphasis, which always exits when high pressure is applied to the locking element from below. Therefore, fuel injection occurs at a constant gap.
При этом электромагнитный привод, который перемещает шток двухпозиционного клапана по быстродействию, значительно ниже быстродействия иглы распылителя.At the same time, the electromagnetic actuator, which moves the stem of the on / off valve in speed, is significantly lower than the speed of the atomizer needle.
Применение быстродействующего привода клапана на основе пьезоэлемента не решает проблему повышения индикаторного КПД особенно в мощных дизелях. Известно, что пакет пьезоэлементов длиной 4 см, состоящий из 400 пластин, дает перемещение клапана всего на 0,1 мм.The use of a quick-acting valve actuator based on a piezoelectric element does not solve the problem of increasing the indicator efficiency especially in powerful diesel engines. It is known that a pack of piezoelectric elements 4 cm long, consisting of 400 plates, gives a valve movement of only 0.1 mm.
Известное устройство с электрическим приводом двухпозиционного клапана требует затрат электрической энергии до 3 кВт для дизеля мощностью в 100 кВт. Поэтому все значимые исследования по управлению подачей топлива направлены на снижение энергии управления топливоподачей.The known device with an electric actuator of a two-position valve requires an electric power consumption of up to 3 kW for a diesel engine with a capacity of 100 kW. Therefore, all significant studies on the management of fuel supply are aimed at reducing the energy of fuel supply control.
При этом востребованы сложные устройства для накопления и преобразования энергии за короткие промежутки времени: время впрыска, время отсечки, которые исчисляются миллисекундами и их долями.At the same time, sophisticated devices are needed for energy storage and conversion for short periods of time: injection time, cut-off time, which are calculated in milliseconds and their fractions.
Кроме того, пьезопривод обладает высокой стоимостью и необходимы приводы, более дешевые, обладающие теми же характеристиками, что и пьезопривод по быстродействию.In addition, the piezo drive has a high cost and you need drives that are cheaper, having the same characteristics as the piezo drive in terms of speed.
Подача топлива от гидравлического аккумулятора по длинным трубопроводами вызывает волновые процессы, которые приводят к нежелательным колебаниям давления при подаче топлива.Fuel supply from the hydraulic accumulator via long pipelines causes wave processes that lead to undesirable pressure fluctuations during fuel supply.
Целью изобретения является улучшение динамики подачи топлива и повышение индикаторного КПД, а также упрощение, повышение надежности и снижение стоимости топливоподающей аппаратуры.The aim of the invention is to improve the dynamics of fuel supply and increase indicator efficiency, as well as simplifying, increasing reliability and reducing the cost of fuel supply equipment.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления подачей топлива, включающем перемещение золотника двухпозиционного клапана из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее, при котором закрывается наполнительный клапан и открывается разгрузочный клапан при впрыске, подачу топлива в форсунку под иглу, перемещение иглы в верхнее положение, отвод топлива от камеры над иглой сверху и, наоборот, перемещение золотника двухпозиционного клапана из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, при котором открывается наполнительный клапан и закрывается разгрузочный клапан при отсечке, подачу топлива в камеру над иглой сверху, перемещение иглы в крайнее нижнее положение, согласно заявленному изобретению, перемещают подпружиненный плунжер индивидуального топливного насоса вниз приводом от профилированного кулачка, вращающегося с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала, подают топливо плунжером под высоким давлением от индивидуального топливного насоса в индивидуальный гидравлический аккумулятор высокого давления, а от него в форсунку в камеру под иглой при реализации во время их протекания, как минимум, одного предварительного впрыска, как минимум, одного основного впрыска, как минимум, одного впрыска после основного, при отсечках подачи топлива после предварительного впрыска, основного впрыска, впрыска после основного, подают топливо от индивидуального гидравлического аккумулятора высокого давления через клапан регулирования высокого давления в гидроаккумулятор низкого давления и в камеру форсунки над иглой, возвращают плунжер в верхнее положение с помощью сжатой пружины на штоке, подают топливо в подплунжерную полость индивидуального топливного насоса от гидроаккумулятора низкого давления и топливного бака по трубопроводам с обратными клапанами отдельными для каждого индивидуального топливного насоса, одновременно осуществляют, как минимум, один предварительный впрыск до, как минимум, один основной впрыск, и, как минимум, один впрыск после, как минимум, одного основного, при этом на каждом предварительном впрыске, на каждом основном впрыске и на каждом впрыске после основного перемещают золотник двухпозиционного клапана вверх механическим путем с помощью кулачков с микропрофилями с заданной высотой, вращающихся с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала, взаимодействующих с пластиной, кинематически соединенной с золотником двухпозиционного клапана, открывают при каждом впрыске разгрузочный клапан, закрывают наполнительный клапан двухпозиционного клапана, подают топливо от управляющей камеры над иглой в гидроаккумулятор низкого давления через разгрузочный клапан, подают топливо под иглу при впрыске от индивидуального гидравлического аккумулятора высокого давления в течение времени переключения заданного при впрысках, удерживают иглу в верхнем положении при подаче топлива в цилиндр за счет давления топлива под иглой и удерживают золотник двухпозиционного клапана в верхнем положении на время длительности каждого впрыска механическим путем при взаимодействии микропрофилей с заданной высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины, после окончания каждого предварительного впрыска, каждого основного впрыска и каждого впрыска после основного перемещают в крайнее нижнее положение золотник двухпозиционного клапана с помощью пружины, открывают наполнительный клапан двухпозиционного клапана, подают топливо при каждой отсечке от индивидуального гидравлического аккумулятора высокого давления через наполнительный клапан в камеру управления над иглой, удерживают иглу форсунки за счет давления в камере управления над иглой и золотник двухпозиционного клапана за счет пружины в нижнем крайнем положении в течение времени заданного при каждой отсечке, перемещают пластину, взаимодействующую с микропрофилями управляющих впрысками вдоль оси кулачкового вала с микропрофилями с набегающей кромкой каждого микропрофиля, параллельной оси кулачкового вала и сбегающей кромкой каждого микропрофиля, параллельной скосу выпуклой поверхности на конце пластины, вручную или автоматически, изменяют длину выпуклой поверхности вдоль скоса при непрерывном управлении и изменяют длительность каждого впрыска.This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the fuel supply, including moving the spool of the on-off valve from the lowest to the highest position, at which the filling valve is closed and the discharge valve is opened during injection, the fuel is fed into the nozzle under the needle, the needle moves to the upper position, the fuel is removed from the chamber above the needle from above and, conversely, the slide valve of the on / off valve is moved from its highest position to its lowest position, at which it opens the filling valve and the discharge valve closes when shutting off, the fuel supply to the chamber above the needle from above, moving the needle to its lowest position, according to the claimed invention, the spring-loaded plunger of the individual fuel pump is moved downward by a profiled cam rotating with a frequency proportional to the crankshaft speed, supply fuel with a high-pressure plunger from an individual fuel pump to an individual high-pressure hydraulic accumulator, and from it to a nozzle into the chamber under the needle when at least one pre-injection of at least one main injection, at least one main injection, after cut-off of the fuel supply after the preliminary injection, main injection, injection after the main, is supplied fuel from an individual hydraulic high-pressure accumulator through the high-pressure control valve to the low-pressure accumulator and to the nozzle chamber above the needle, return the plunger to its upper position with the help of a compressed spring on the rod, supplying fuel to the sub-plunger cavity of the individual fuel pump from the low-pressure accumulator and the fuel tank through pipelines with non-return valves separate for each individual fuel pump, at least one preliminary injection to at least one main injection is simultaneously performed, and at least one injection after at least one main injection, while at each preliminary injection, at each main injection and at each injection after the main t the slide valve of the on-off valve upward mechanically using cams with microprofiles with a given height, rotating with a frequency proportional to the rotational speed of the crankshaft, interacting with the plate kinematically connected to the valve of the on-off valve, open the discharge valve at each injection, close the filling valve of the on-off valve, fuel is supplied from the control chamber above the needle to the low pressure accumulator through the discharge valve; fuel is supplied under the needle when injection from an individual hydraulic accumulator of high pressure during the switching time specified during injections, hold the needle in the upper position when fuel is supplied to the cylinder due to the fuel pressure under the needle and hold the spool of the on / off valve in the upper position for the duration of each injection duration mechanically during the interaction of microprofiles with given height with a convex surface of constant radius at the end of the plate, after the end of each preliminary injection, each main about the injection and each injection after the main one, the spool of the on-off valve is moved to the extreme lower position using a spring, the filling valve of the on-off valve is opened, fuel is supplied at each cut-off from the individual hydraulic high-pressure accumulator through the filling valve to the control chamber above the needle, the nozzle needle is held at the expense of the pressure in the control chamber above the needle and the on-off valve spool due to the spring in the lower extreme position for the time specified at Each cutoff moves a plate that interacts with the microprofiles of injection control along the axis of the camshaft with microprofiles with a running edge of each microprofile parallel to the axis of the camshaft and the runaway edge of each microprofile parallel to the bevel of the convex surface at the end of the plate, manually or automatically change the length of the convex surface along bevel with continuous control and change the duration of each injection.
Реализация способа позволяет управлять двухпозиционным клапаном, а также длительностью впрыска с помощью простых механических средств.The implementation of the method allows you to control the on-off valve, as well as the duration of the injection using simple mechanical means.
Поставленная цель достигается тем, что устройство управления подачей топлива, включающее форсунку с двухпозиционным клапаном с подпружиненным штоком, соединенным кинематически с управляемым быстродействующим реверсивным приводом, камеру управления, которая соединяется через разгрузочный клапан с внешней емкостью, а через наполнительный клапан и через дроссель с линией высокого давления и топливным насосом высокого давления, иглу, взаимодействующую с камерой управления сверху и соединенную с линией высокого давления снизу, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный насос высокого давления, топливную емкость, топливоподкачивающий насос, соединенные между собой гидравлически, согласно заявленному изобретению, снабжено индивидуальным топливным насосом с приводом от кулачкового вала, кинематически соединенного с коленчатым валом, индивидуальным гидравлическим аккумулятором, соединенным на входе гидравлически с индивидуальным топливным насосом, а на выходе с форсункой и с ее камерой под иглой и с камерой над иглой через наполнительный клапан двухпозиционного клапана, которая соединена через разгрузочный клапан двухпозиционного клапана с гидравлическим аккумулятором низкого давления, индивидуальный гидравлический аккумулятор высокого давления соединен через клапан регулирования высокого давления с гидравлическим аккумулятором низкого давления, золотник двухпозиционного клапана и их седла выполнены с коническими запирающими поверхностями, каждый золотник соединен кинематически с быстродействующим реверсивным механическим приводом для линейного перемещения золотника одного двухпозиционного клапана, который снабжен, как минимум, одной пластиной для одного цилиндра с выпуклой на одном конце поверхностью постоянного радиуса и определенной длиной выпуклой части, валом, соединенным кинематически с коленчатым валом, с как минимум одним профилированным кулачком на нем с, как минимум, одним микропрофилем на каждом профилированном кулачке, микропрофили выполнены с набегающей кромкой, параллельной оси иглы форсунки и со сбегающей кромкой, параллельной скосу выпуклой поверхности конца пластины, при регулировании длительности впрыска, выпуклая поверхность каждой пластины выполнена с одним или несколькими скосами по ее ширине, каждая пластина выполнена с возможностью перемещения вдоль оси штока и золотника двухпозиционного клапана и иглы и соединена при этом напрямую или через мультипликатор перемещения с подпружиненным штоком и через него с золотником двухпозиционного клапана, каждая пластина выполнена с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной или расположенной под углом к оси иглы и штока при регулировании длительности впрыска, и соединена для этого шлицевым соединением со штоком, относительно которого перемещается пластина.This goal is achieved by the fact that the fuel supply control device, comprising a nozzle with a two-position valve with a spring-loaded rod connected kinematically with a controlled fast reversing drive, a control chamber that connects via an unloading valve to an external tank, and through a filling valve and through a throttle to a high line pressure and high-pressure fuel pump, a needle that interacts with the control chamber from above and connected to the high pressure line from below, will spray spruce with one hole level, high pressure fuel pump, fuel tank, fuel priming pump, hydraulically interconnected according to the claimed invention, is equipped with an individual fuel pump driven by a cam shaft kinematically connected to the crankshaft, an individual hydraulic accumulator connected hydraulically at the inlet with an individual fuel pump, and at the outlet with the nozzle and with its chamber under the needle and with the chamber above the needle through the on-off filling valve about the valve, which is connected through the discharge valve of the on-off valve to the low-pressure hydraulic accumulator, the individual high-pressure hydraulic accumulator is connected through the high-pressure control valve to the low-pressure hydraulic accumulator, the on-off valve spool and their seats are made with conical locking surfaces, each spool is kinematically connected to fast reversing mechanical drive for linear movement of the spool of one double positioning valve, which is equipped with at least one plate for one cylinder with a constant radius surface convex at one end and a certain length of the convex part, a shaft connected kinematically with the crankshaft, with at least one profiled cam on it with at least one microprofile on each profiled cam, microprofiles are made with a running edge parallel to the axis of the nozzle needle and with a running edge parallel to the bevel of the convex surface of the end of the plate, while adjusting the length Injection method, the convex surface of each plate is made with one or more bevels along its width, each plate is made with the possibility of movement along the axis of the stem and the spool of the on-off valve and needle and is connected directly or through a movement multiplier to the spring-loaded rod and through it with the on-off valve valve, each plate is made with the possibility of movement in a plane perpendicular to or located at an angle to the axis of the needle and rod when controlling the duration of injection, and with unified for this by splined connection with the rod, relative to which the plate moves.
Устройство для реализации способа иллюстрируется чертежами:A device for implementing the method is illustrated by drawings:
на фиг.1 показана форсунка (продольный разрез) и двухпозиционный клапан с коническими запирающими поверхностями седел;figure 1 shows a nozzle (longitudinal section) and a two-position valve with conical locking surfaces of the seats;
на фиг.2 показана кинематическая схема быстродействующего реверсивного механического клапана (БРМП) с линейным перемещением золотника для двухпозиционного клапана и программой управления длительностью впрыска подачи топлива, расположенной вне золотника на полупластине с изогнутым концом и с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце с программой переменной длительности впрыска на них и на профилированных кулачках с программными профилями, а также подпружиненный шток со шлицевым соединением с пластиной с возможностью перемещения пластины относительно штока в плоскости, перпендикулярной оси подпружиненного штока (поперечный разрез) или под углом к ней;figure 2 shows the kinematic diagram of a high-speed reversing mechanical valve (BRMP) with linear displacement of the spool for the on-off valve and a fuel injection duration control program located outside the spool on a half-plate with a curved end and with a convex surface of constant radius at the end with a variable injection duration program on them and on profiled cams with program profiles, as well as a spring-loaded stem with spline connection with a plate with the ability to change scheniya plate relative to the rod in a plane perpendicular to the axis of the spring-loaded rod (cross section) or at an angle thereto;
на фиг.3 показана кинематическая схема БРМП с линейным перемещением золотника для двухпозиционного клапана и программой управления длительностью впрыска подачи топлива, расположенной вне золотника на полупластине с изогнутым концом и с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце с программой переменной длительности впрыска;figure 3 shows the kinematic diagram of BRMP with linear displacement of the spool for the on-off valve and a program for controlling the duration of the fuel injection located outside the spool on a half-plate with a curved end and with a convex surface of constant radius at the end with a program of variable duration of injection;
на фиг.4 показана блок-схема системы подачи топлива с двухпозиционным клапаном, индивидуальным топливным насосом (ИТН), индивидуальным гидравлическим гидроаккумулятором высокого давления (ИГАВД), форсункой и гидравлическим аккумулятором низкого давления (ГАНД).figure 4 shows a block diagram of a fuel supply system with a two-position valve, an individual fuel pump (ITN), an individual high pressure hydraulic accumulator (IHAVD), a nozzle and a low pressure hydraulic accumulator (GAND).
Устройство на фиг.1 состоит: из корпуса 1, распылителя 2 с отверстиями для впрыска топлива 3, кольцевой проточки 4 в корпусе, кольцевой проточки 5 и радиального отверстия 6 в игле 7, канала 8 для подвода топлива высокого давления (ВД); камеры управления 9 (КУ 9) над иглой 7, канала 10 для подвода топлива к камере 9, площадки 11 над иглой 7 с выпуклой поверхностью, двухпозиционного клапана с коническими запирающими поверхностями седел 12 (ДПК 12), мультипликатора перемещения 13 (МП 13), пружины 14, золотника 15 с коническим запирающими поверхностями для наполнительного и разгрузочного клапанов; цилиндрического штока 16, соединенного с золотником 15; кольцевой проточки 17 в корпусе ДПК 12 относительно поверхностей золотника 15 и цилиндрического штока 16, наполнительного клапана 18 (НК 18), разгрузочного клапана 19 (РК 19); канала 20 для подвода топлива высокого давления от ИГАВД высокого давления к НК 18 с дросселем в нем (дроссель на фиг.1 не показан); канала 21 для подвода топлива высокого давления через кольцевую проточку 17 и канал 10 в камеру управления 9 при открытом НК 18 при отсечке; канала 22 в ДПК 12 для отвода топлива от камеры управления 6 в гидроаккумулятор низкого давления (ГАНД на фиг.1 не показан), штока 23, на котором установлена пружина 14, соединенного через мультипликатор перемещения 13 (МП 13) со штоком 16; пластины 24 части быстродействующего реверсивного механического привода (БРМП на фиг.1 не обозначен отдельной позицией); трубопровода низкого давления 25 для подвода топлива к ГАНД (на фиг.1 не показан), трубопровода 26 для подвода топлива высокого давления к ДПК12 от ИГАВД (фиг.1 не показан), трубопровода 27 между ДПК 12 и форсункой 1, трубопровода 28 для подвода топлива от ИГАВД под иглу 7 форсункиThe device in figure 1 consists of: a housing 1, a spray 2 with holes for fuel injection 3, an annular groove 4 in the housing, an annular groove 5 and a radial hole 6 in the needle 7, channel 8 for supplying high pressure fuel (VD); a control chamber 9 (KU 9) above the needle 7, a channel 10 for supplying fuel to the chamber 9, a platform 11 above the needle 7 with a convex surface, a two-position valve with conical locking surfaces of the seats 12 (DPK 12), a movement multiplier 13 (MP 13),
Устройство на фиг.2 представляет быстродействующий реверсивный механический привод (БРМП) и состоит: из ДПК 12, МП 13, пружины 14, штока 23, пластины 24 с выпуклым изогнутым концом 29 (ВП 29); пластины 30 со шлицами 31 для перемещения штока 23 в плоскости, перпендикулярной плоскости иглы 7 форсунки; кулачка 32 с микропрофилями с набегающей кромкой, параллельной оси кулачка и сбегающей кромкой, параллельной скосу ВП 29: микропрофиля 33 для реализации предварительного впрыска (ПВ) микропрофиля 34 для реализации основного впрыска (ОВ) большей длительности, микропрофиля 35 для реализации впрыска после основного (ВПО); вала 36, кинематически соединенного с коленчатым валом;The device in figure 2 represents a high-speed reversible mechanical drive (BRMP) and consists of: WPC 12,
Устройство на фиг 3 состоит из ДПК 12, МП 13, пружины 14, штока 23, пластины 24 с выпуклым изогнутым концом 29 (ВП 29); пластины 30 со шлицами 31 для перемещения штока 23 в плоскости, перпендикулярной плоскости иглы форсунки.The device in FIG. 3 consists of a KDP 12,
Устройство на фиг.4 состоит из вала 36, кинематически соединенного с коленчатым валом с кулачком 37, взаимодействущего через ролик (ролик на фиг.4 не показан) с коромыслом 38; пружины 39 на плунжере 40 индивидуального топливного насоса 41, который соединен трубопроводом 42 с обратным клапаном (обратный клапан на фиг.4 не показан) с индивидуальным гидравлическим аккумулятором высокого давления 43 (ИГАВД 43; ДПК 12 соединен трубопроводом 27 с форсункой 1 и ее надыгольной камерой 9, а трубопроводом 25 с обратным клапаном; индивидуального гидравлического аккумулятора высокого давления 43 (ИГАВД 43) с клапаном регулирования высокого давления 44 (КВРД 44), соединенного трубопроводом 45 с гидравлическим аккумулятором низкого давления 46 (ГАНД 46) с клапаном регулирования высокого давления 47 (КРД 47); ИГАВД 43 соединен трубопроводом 28 с форсункой и ее подыгольной камерой;); ИГАВД 43 соединен с ДПК 12 трубопроводом 26 для подвода топлива к НК 19; ГАНД 46 соединен трубопроводом 48 с обратным клапаном 49 с подплунжерной полостью каждого ИТН 41; топливного бака 50, соединенного гидравлически с подкачивающим насосом 51; трубопровода 52 с обратным клапаном 53; общего для всех ИТН 41 трубопроводом 54, который соединен через отводы с обратными клапанами (на фиг.4 не обозначены) со всеми ИТН 41 и трубопроводом 48.The device in figure 4 consists of a
Работа устройства, реализующего способ.The operation of the device that implements the method.
Нагнетание топлива происходит следующим образом. Поворачивается кулачок 37 на валу 36 привода ИТН 41 (фиг.4) с эксцентриситетом, взаимодействует с роликом (ролик на фиг.4 не показан) коромысла 38.Fuel injection is as follows. The
Коромысло 38 передает усилие от кулачка 37 плунжеру 40, который перемещается вниз, сжимает пружину 39, подает топливо под давлением из ИТН 41 по трубопроводу 42 с обратным клапаном в форсунку 1.The rocker arm 38 transfers the force from the
Плунжер 40 перемещается вниз при резком увеличении высоты профиля кулачка 37 с эксцентриситетом относительно центра вращения и его взаимодействия с роликом коромысла 38.The
Топливо подается в ИГАВД 43. Величина давления в ИГАВД 43 устанавливается с помощью КРВД 44.Fuel is supplied to the IHAVD 43. The pressure in the IHAVD 43 is set using the high-
От ИГАВД 43 топливо под высоким давлением, которое остается постоянным во время впрыска, подается по трубопроводу 28 под иглу форсунки 1 напрямую, а по трубопроводу 26.From IGAVD 43, fuel under high pressure, which remains constant during injection, is supplied through
Подается через ДПК12 и его НК18 в камеру 9 над иглой 7Served through KDP12 and its NK18 in the chamber 9 above the needle 7
В конце цикла подачи топлива профиль кулачка 37 с эксцентриситетом начинает уменьшаться относительно центра вращения под действием пружины 39 и давления топлива, поступаемого от ГАНД 46 по трубопроводам 48, 54 с отводами с обратными клапанами перед каждым ИТН 41. Плунжер 40 начинает перемещаться вверх. От ГАНД 46 поступает топливо, которое было потрачено на управление процессом топливоподачи, поступает под определенным давлением. Происходит заполнение подплунжерной полости ИТН 41 топливом. При этом часть топлива поступает в подплунжерную полость от топливного насоса 50 и топливного бака 49 по трубопроводу 52 с обратным клапаном 53, общему трубопроводу 54. Поступаемая от топливоподкачивающим насоса 51 часть топлива компенсирует часть топлива, которое идет на впрыск в цилиндр. В ИГАВД 43 во время подъема плунжера 40 топливо высокого давления не подается. Топливоподкачивающий насос 51 также выполняется с перепускным клапаном, соединяющим насос с топливным баком, который на фиг 4 не изображен.At the end of the fuel supply cycle, the
При наличии пружины 14 (фиг.3, фиг.4) БРМП работает следующим образом. Перемещение пластины 24 влево (вверх) осуществляется при повороте кулачка 32 для осуществления ПВ при взаимодействии микропрофиля 33 с пластиной 24; для осуществления ОВ при взаимодействии микропрофиля 34 с пластиной 24; для осуществления ВПО при взаимодействии микропрофиля 35 с пластиной 24. Растягивается пружина 14, в которой запасается потенциальная энергия. Вместе с пластиной 24 перемещается шток 23, через МП 13 перемещается шток 16 вместе с золотником 15 в крайнее левое (верхнее) положение.In the presence of a spring 14 (figure 3, figure 4) BRMP works as follows. The movement of the
Открывается РК 19, закрывается НК 18. Топливо из камеры 9 над иглой 7 по трубопроводу 27 (фиг.1) поступает в ГАНД 46, в котором аккумулируется с определенным давлением. Давление в топливной системе не падает до нулевого. Топливо поступает в ГАНД 46 под давлением и не падает ниже давления, задаваемого КРД 47, которое является переменным и определяется режимом работы. Это улучшает экономичность форсунки. Энергия топлива при управлении не падает до энергии топлива при сливе.RK 19 opens, NK 18 closes. Fuel from the chamber 9 above the needle 7 through the pipeline 27 (Fig. 1) enters the
После перемещения пластины 24, а вместе с нею и золотника 15 в крайнее левое (верхнее 0 положение для ПВ, для ОВ и для ВПО начинаются впрыски. Топливо под высоким давлением поступает при каждом из трех впрысков от ИТН 4, от него в ИГАВД 43. От ИГАВД 43 топливо под постоянным давлением поступает под иглу 7 по трубопроводу 28 (фиг.1 и фиг.4), каналу 8 форсунки 1, каналу 6 и кольцевой проточке 5 в игле 7, по кольцевой проточке 4 в корпусе форсунки 1 под иглу 7. Игла 7 поднимается за счет разности давлений под дифференциальной площадкой и над площадкой 9 над иглой 7.After moving the
Микропрофили 33, 34, 35 поочередно взаимодействуют с ВП 29 постоянного радиуса. Поэтому во время впрысков золотник 15 находится в крайнем левом (верхнем) положении.
Длительность каждого впрыска определяется длиной ВП 29 и длиной поверхности каждого из микропрофилей 33, 34, 35. Эта длительность различается по назначению впрыска.The duration of each injection is determined by the length of the
ПВ выполняется с малой длительностью, ибо его назначение подготовить оптимальное сгорание основной порции топлива без образования окислов азота.PV is performed with a short duration, because its purpose is to prepare the optimal combustion of the main portion of the fuel without the formation of nitrogen oxides.
ОВ осуществляется с максимальной длительностью, необходимой для подачи требуемого количества топлива в цилиндр для реализации требуемой мощности.OV is carried out with the maximum duration necessary to supply the required amount of fuel to the cylinder to realize the required power.
ВПО реализуется также с малой длительностью необходимой для дожигания топлива из основного впрыска.VPO is also implemented with a short duration necessary for the afterburning of fuel from the main injection.
После взаимодействия каждого микропрофиля 33, 34, 35 с заданной длиной с ВП 29, микропрофили 33, 34, 35 выходят из этого взаимодействия с ВП 29.After the interaction of each microprofile 33, 34, 35 with a given length with
Впрыски заканчиваются, когда сбегающие кромки микропрофилей 33, 34, 35, параллельные скосу ВП 29 уходят из контакта с ВП 29.Injections end when the runaway edges of the
Параллельность сбегающих кромок микропрофилей 33, 34, 35 линии скоса ВП29 необходима для того, чтобы усилия сжатия и тангенциальные усилия, которые действуют на микропрофили 33, 34, 35, распределялись равномерно вдоль сбегающих кромок микропрофилей 35 и скосов ВП 29 пластины 24.The parallelism of the runaway edges of the
При этом для каждого из впрысков после их окончания сжимается пружина 14, возвращает шток 23 в крайнее правое положение, а через МП 13 возвращает и шток 16 с золотником 15 ДПК 12 в крайнее правое положение.In this case, for each of the injections, after their end, the
Открывается НК 18 и закрывается РК19. ГАНД 46 отсекается от камеры 9 форсунки 1. Топливо в него не поступает.NK 18 opens and RK19 closes.
Топливо поступает по трубопроводу 26 от ИТН 41 в ИГАВД 43.Fuel arrives through the
От ИГАВД 43 топливо поступает по трубопроводу 26, по каналу 20 ДПК 12, кольцевой проточке 17, каналу 21, трубопроводу 27, каналу 10 форсунки 1 в камеру над иглой 7 под высоким давлением. Это давление воздействует на площадку 11 над иглой 7 и перемещает ее вниз в силу разности давлений над и под иглой 7 из-за разности дифференциальной площадки под иглой 7 и площадки 11 над иглой 7.From
Впрыск через ИГАВД 43 позволяет стабилизировать давление впрыска и приблизить его к прямоугольному, повысив тем самым энергию впрыска.Injection through
При каждой отсечке топливо через КРВД 44 поступает по трубопроводу 43 в ГАНД 46, не нарушая тем самым процесса работы ИТН 41 и соединенного с ним последовательно ИГАВД 43.At each cut-off, the fuel through the
Механический реверсивный привод золотника 15 ДПК 12 по стоимости будет ниже и во много раз стоимости пьезопривода или соленоидного привода.The mechanical reversible drive of the spool 15
Жесткая пружина 14 может быть расположена как на штоке 23, так и со стороны пластины 24.The
Три впрыска уже позволяют оптимизировать сжигание топлива в цилиндре, а следовательно, повышают индикаторный КПД дизеля.Three injections already allow optimizing the combustion of fuel in the cylinder, and therefore, increase the indicator diesel efficiency.
Преимущество БРМП в том, что не требуются источники электрической энергии в отличие от форсунок с электроклапанным управлением.The advantage of BRMP is that it does not require sources of electrical energy, unlike nozzles with electro-valve control.
Не требуются сложные устройства преобразования и накопления энергии в короткие промежутки времени. Это упрощает устройство топливоподачи, повышает его надежность. Меньше энергии затрачивается на управление впрыском. Повышается КПД энергетической установки с ДВС.Complex devices for converting and storing energy in short periods of time are not required. This simplifies the fuel supply device, increases its reliability. Less energy is spent on controlling the injection. The efficiency of a power plant with internal combustion engine is increased.
Регулирование длительности впрыска осуществляется перемещением (фиг.4) пластины 24 с ВП 29 со скосом по шлицам 31 в пластине 30 относительно штока 23. Перемещение пластины 24 вместе с пластиной 30 по шлицам 31 в плоскости, перпендикулярной или расположенной под углом к плоскости штока 23, мультипликатора 13, штока 16, золотника 15 будет изменять длину ВП29 (фиг.34) пластины 24, взаимодействующей с микропрофилями 33, 34, 35, а следовательно, время всех впрысков.The regulation of the duration of the injection is carried out by moving (Fig. 4) the
Так реализуются частичные режимы. При частичных режимах увеличивается длительность отсечек и, следовательно, снижается КПД форсунок. Но общий КПД форсунок будет выше из-за быстрой переустановки клапанов ДПК 12.This is how partial modes are implemented. In partial modes, the cut-off duration increases and, therefore, the nozzle efficiency decreases. But the overall efficiency of the nozzles will be higher due to the quick reinstallation of the valves of the
Время впрыска будет тем меньше, чем меньше длина изогнутого конца ВП 29 пластины 24. Перемещение пластины 24 вдоль оси вала 36 с профилированными кулачками 33, 34, 35 осуществляется как вручную, так и с помощью любого автоматического привода. Чем больше частота вращения, тем меньше время взаимодействия и, следовательно, впрыска. Характерной особенностью устройства является то, что время впрыска, регулируемое или нерегулируемое, изменяется автоматически в зависимости от частоты вращения. Поэтому предлагаемое устройство применимо на всех типах дизелей с разной мощностью и с разной частотой вращения.The injection time will be shorter, the shorter the length of the curved end of the
Выполняются все операции способа, которые заявлены в изобретении. Достигается заявленная цель изобретения.All operations of the method that are claimed in the invention are performed. The claimed objective of the invention is achieved.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140294/06A RU2494277C2 (en) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | Method of fuel feed control and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140294/06A RU2494277C2 (en) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | Method of fuel feed control and device to this end |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012140294A RU2012140294A (en) | 2013-01-10 |
RU2494277C2 true RU2494277C2 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=48795353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012140294/06A RU2494277C2 (en) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | Method of fuel feed control and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494277C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2543369C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" | Diesel fuel feed accumulating system |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1298763A (en) * | 1969-02-06 | 1972-12-06 | Physics Internat Company | Fuel injection system for an internal combustion engine |
RU2062346C1 (en) * | 1993-03-04 | 1996-06-20 | Государственное малое научно-производственное предприятие "Агродизель" | Unit-injector for internal combustion engine |
RU94039680A (en) * | 1994-10-24 | 1996-08-27 | А.А. Пустынцев | Multi-functional pump unit |
JPH09133063A (en) * | 1995-11-13 | 1997-05-20 | Mitsubishi Motors Corp | Unit injector device |
RU2153096C2 (en) * | 1994-10-13 | 2000-07-20 | Нигель Эрик Роуз | Unit of liquid slave mechanism for engine and unit of engine piston set into motion by liquid |
RU2001106907A (en) * | 2001-03-15 | 2003-03-10 | Александр Иванович Кедало | METHOD FOR FORMING FUEL INJECTION PRESSURE IN THE COMBUSTION CHAMBER AND CONTROL OF THE INJECTION INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND THE FUEL SYSTEM FOR ITS PERFORMANCE |
JP2003222047A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Denso Corp | Accumulator fuel injection device |
RU41807U1 (en) * | 2004-06-24 | 2004-11-10 | Корабельников Сергей Кимович | DIESEL FUEL FEEDING SYSTEM |
RU2383772C1 (en) * | 2008-09-16 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Method to control fuel feed and device to this end |
-
2012
- 2012-09-20 RU RU2012140294/06A patent/RU2494277C2/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1298763A (en) * | 1969-02-06 | 1972-12-06 | Physics Internat Company | Fuel injection system for an internal combustion engine |
RU2062346C1 (en) * | 1993-03-04 | 1996-06-20 | Государственное малое научно-производственное предприятие "Агродизель" | Unit-injector for internal combustion engine |
RU2153096C2 (en) * | 1994-10-13 | 2000-07-20 | Нигель Эрик Роуз | Unit of liquid slave mechanism for engine and unit of engine piston set into motion by liquid |
RU94039680A (en) * | 1994-10-24 | 1996-08-27 | А.А. Пустынцев | Multi-functional pump unit |
JPH09133063A (en) * | 1995-11-13 | 1997-05-20 | Mitsubishi Motors Corp | Unit injector device |
RU2001106907A (en) * | 2001-03-15 | 2003-03-10 | Александр Иванович Кедало | METHOD FOR FORMING FUEL INJECTION PRESSURE IN THE COMBUSTION CHAMBER AND CONTROL OF THE INJECTION INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND THE FUEL SYSTEM FOR ITS PERFORMANCE |
JP2003222047A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Denso Corp | Accumulator fuel injection device |
RU41807U1 (en) * | 2004-06-24 | 2004-11-10 | Корабельников Сергей Кимович | DIESEL FUEL FEEDING SYSTEM |
RU2383772C1 (en) * | 2008-09-16 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Method to control fuel feed and device to this end |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2543369C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" | Diesel fuel feed accumulating system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012140294A (en) | 2013-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2494277C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2486365C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2501971C2 (en) | Method to supply fuel and device to control fuel supply | |
RU2493424C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
RU2506448C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2507411C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2501970C2 (en) | Method to supply fuel and device to control fuel supply | |
RU2494278C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2494279C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2494280C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2509226C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2493425C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
RU2519922C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2531163C2 (en) | Method of control of fuel supply and control device of fuel supply | |
RU2614568C2 (en) | Method of fuel supply control and fuel supply control unit | |
RU2493423C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
RU2531671C2 (en) | Method of fuel supply control and fuel supply control unit | |
RU2492343C2 (en) | Method to control fuel supply and devices to control fuel supply | |
RU2506449C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2492346C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
RU2506450C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
RU2492344C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
RU2648313C1 (en) | Method of fuel supply management and fuel supplying device | |
RU2493420C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
RU2501969C2 (en) | Method to supply fuel and device to control fuel supply |