RU2530699C2 - 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
- RU2530699C2 RU2530699C2 RU2013129438/06A RU2013129438A RU2530699C2 RU 2530699 C2 RU2530699 C2 RU 2530699C2 RU 2013129438/06 A RU2013129438/06 A RU 2013129438/06A RU 2013129438 A RU2013129438 A RU 2013129438A RU 2530699 C2 RU2530699 C2 RU 2530699C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- injection
- needle
- fuel
- nozzle
- plate
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам подачей топлива и к устройствам 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 машинах.The invention relates to methods for supplying fuel and to devices for controlling the supply of fuel for internal combustion engines - diesels (hereinafter ICE) in stationary installations with diesel engines of high power and mobile transport, on tractors with any type of transmission, in particular with electric transmission, for implementing a wide range technologies in agriculture (plowing, threshing rolls with combines, laying rolls with reapers), for road-building machines and technologies implemented with their help, in the automobile and railway water transport, armored vehicles and engineering machines.
Из уровня техники известен способ подачи топлива в цилиндры дизеля (Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Ред. Орлин А.С., Круглов М.Г. - М.: «Машиностроение» - 1990 - С. 133..136), заключающийся в том, что во время цикла подачи подают топливо под подпружиненную иглу в цилиндр через распыливающие отверстия при превышении давления топлива над силой пружины и производят отсечку топлива при превышении силы пружины над давлением топлива, количество подаваемого топлива изменяют поворотом плунжера через рейку топливного насоса за счет изменения объема вытесняемого топлива при постоянной длительности впрыска.The prior art method of supplying fuel to diesel cylinders (Internal combustion engines. The design and operation of reciprocating and combined engines. Ed. Orlin AS, Kruglov MG - M .: "Mechanical Engineering" - 1990 - S. 133. .136), which consists in the fact that during the supply cycle fuel is supplied under the spring-loaded needle into the cylinder through the spray holes when the fuel pressure exceeds the spring force and fuel is cut off when the spring force exceeds the fuel pressure, the amount of fuel supplied is changed by turning the plunger cutting the rail of the fuel pump by changing the volume of displaced fuel at a constant injection duration.
Этот способ не позволяет разделить процессы нагнетания и впрыска, которые протекают одновременно, как это имеет место в системах CommonRail.This method does not allow to separate the processes of injection and injection, which occur simultaneously, as is the case in CommonRail systems.
Этот способ не позволяет регулировать длительность впрыска цилиндрах, не позволяет производить несколько впрысков, сильно сужает возможности по улучшению параметров впрыска, снижению токсичности отходящих газов, улучшению экологических параметров при сжигании топливаThis method does not allow you to adjust the duration of the injection of the cylinders, it does not allow for multiple injections, it greatly reduces the possibility of improving the parameters of the injection, reducing the toxicity of the exhaust gases, improving the environmental parameters when burning fuel
Способ не позволяет управлять иглой напрямую механическим путем с помощью кулачков с микропрофилями.The method does not allow you to control the needle directly mechanically using cams with microprofiles.
Способ не позволяет подавать топливо в форсунку от гидроаккумулятора высокого давления и достигать высоких показателей по экологичности при сжигании топлива.The method does not allow to supply fuel to the nozzle from a high-pressure accumulator and to achieve high environmental performance when burning fuel.
Из уровня техники известен способ [Л.Г.Гальперович. Системы впрыска судовых двигателей. Проектирование, конструкция. Ленинград - 1961 г., с. 163] управления подачей топлива (прототип), включающий операции механического перемещения иглы в верхнее крайнее положение при впрыске и подачу топлива под иглу и отверстия для впрыска, отсечки подачи топлива при превышении силы пружины и давления топлива над иглой и над давлением топлива под иглой и перемещение иглы на седло, изменения длительности впрыска.The prior art method is known [L. G. Galperovich. Marine engine injection systems. Design, construction. Leningrad - 1961, with. 163] control of the fuel supply (prototype), including the operation of mechanical movement of the needle to the upper extreme position during injection and fuel supply under the needle and injection holes, cutoff of fuel supply when the spring force and fuel pressure above the needle and fuel pressure under the needle are exceeded and movement needles on the saddle, changes in the duration of the injection.
Способ крайне сложен в реализации из-за сложной системы рычагов и не нашел своего применения.The method is extremely difficult to implement due to the complex leverage and has not found its application.
Способ не позволяет разделить движения по перемещению иглы из одного крайнего положения в другое и по регулированию длительности. Этот родовой недостаток способа, который не позволяет реализовать мультивпрыск с регулируемой длительностью каждого впрыска.The method does not allow to separate the movement to move the needle from one extreme position to another and to control the duration. This generic disadvantage of the method, which does not allow to realize a multi-injection with an adjustable duration of each injection.
Из уровня техники известно устройство (Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Управление подачей топлива с непрерывным регулированием длительности впрыска. ААИ №2-2009, с. 40-43) для управления подачей топлива с непрерывным регулированием длительности впрыска, включающее вал с профилированным кулачком с разной шириной программного профиля вдоль оси кулачка, блок управления топливом, выполненный с возможностью осевого перемещения вдоль вала с профилированным кулачком и содержащий подпружиненный плунжер с цилиндром, подплунжерная полость цилиндра соединена с надыгольным объемом. Устройством реализуются процессы нагнетания и впрыска, которые протекают в разное время и поэтому устройство относится к системам типа Common Rail.The prior art device (Pogulyaev Yu.D., Naumov VN Fuel supply control with continuous regulation of the injection duration. AAI No. 2-2009, p. 40-43) for controlling the fuel supply with continuous regulation of the injection duration, including a shaft with a profiled cam with different widths of the program profile along the axis of the cam, a fuel control unit, capable of axial movement along the shaft with a profiled cam and containing a spring-loaded plunger with a cylinder, a plunger cavity of the cylinder connecting ene nadygolnym volume. The device implements the processes of injection and injection, which occur at different times and therefore the device refers to systems such as Common Rail.
В то же время устройство не позволяет осуществить более одного впрыска с регулируемой длительностью впрыска. Одним из самых существенных недостатков является то, что высота профиля кулачка должна быть достаточно большой для того, чтобы в блок управления под плунжер поступал необходимый объем топлива, который поступает в полость конечного изменяемого объема при впрыске, когда над иглой создается разрежение и давление падает, а под иглой концентрируется значительное давление и за счет разности сил над и под иглой происходит подъем иглы.At the same time, the device does not allow for more than one injection with an adjustable injection duration. One of the most significant drawbacks is that the height of the cam profile must be large enough so that the required amount of fuel enters the control unit under the plunger, which enters the cavity of the final variable volume during injection, when a vacuum is created above the needle and the pressure drops, and Considerable pressure is concentrated under the needle and due to the difference in forces above and under the needle, the needle rises.
Этот объем равен объему топлива, идущего на слив, и в известном устройстве является управляющим объемом. Поэтому известное устройство исключает применение кулачков с микропрофилями, а область применения устройств ограничивается дизелями с низкой частотой вращения, ибо динамика не позволяет использовать кулачки с большими профилями при высоких частотах вращения.This volume is equal to the volume of fuel going to the drain, and in the known device is the control volume. Therefore, the known device eliminates the use of cams with microprofiles, and the field of application of the devices is limited to diesels with a low speed, because the dynamics do not allow the use of cams with large profiles at high speeds.
Регулирование осуществляется перемещением целого блока управления топливом вдоль оси с профилированными кулачками. Устройство за счет этого усложняется, перемещение цилиндра с управляющим блоком требует гибких трубопроводов.Regulation is carried out by moving the whole fuel control unit along the axis with profiled cams. The device due to this is complicated, the movement of the cylinder with the control unit requires flexible piping.
Устройство не позволяет осуществлять прямой механический привод иглы от профилированных кулачков с микропрофилями при сохранении преимуществ подачи топлива от гидроаккумулятора высокого давления.The device does not allow direct mechanical drive of the needle from profiled cams with microprofiles while maintaining the advantages of fuel supply from a high pressure accumulator.
Из уровня техники известно устройство управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания (Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. Орлин А.С., Круглов М.Г. - С. 133..136.), включающее форсунку с подпружиненным запирающим элементом, распылителем с одним уровнем отверстий, топливным каналом для подвода топлива высокого давления, топливный насос высокого давления, соединенный с форсункой, топливную емкость, топливоподкачивающий насос, соединенные между собой гидравлически.The prior art device for controlling the supply of fuel to an internal combustion engine (Internal combustion engines. The design and operation of reciprocating and combined engines. Edited by Orlin AS, Kruglov MG - S. 133..136.), Including a nozzle with a spring-loaded locking element, a spray with one level of openings, a fuel channel for supplying high-pressure fuel, a high-pressure fuel pump connected to the nozzle, a fuel tank, a fuel priming pump interconnected hydraulically.
Это устройство не позволяет осуществить более одного впрыска за цикл топливоподачи и не позволяет регулировать длительность впрыска.This device does not allow for more than one injection per fuel cycle and does not allow you to adjust the duration of the injection.
Количество впрыскиваемого топлива определяется угловым положением плунжера топливного насоса, который поворачивается вокруг своей оси с помощью рейки топливного насоса. При достижении давления начала впрыскивания гидравлическая сила, действующая со стороны топлива на нижний конический торец иглы, становится больше силы предварительной затяжки пружины. Игла поднимается и начинается впрыскивание. Давление начала впрыскивания составляет 15…60 МПа.The amount of injected fuel is determined by the angular position of the plunger of the fuel pump, which rotates around its axis using the rail of the fuel pump. When the injection start pressure is reached, the hydraulic force acting from the fuel side on the lower conical end of the needle becomes greater than the spring pretension force. The needle rises and injection begins. The injection start pressure is 15 ... 60 MPa.
При отсечке пружина через штангу прижимает запорный элемент - иглу к поверхности запорного конуса. При малом давлении впрыскивание топлива становится невозможным.During the cut-off, the spring presses the locking element - the needle - through the rod to the surface of the locking cone. At low pressure, fuel injection becomes impossible.
При этом реализуются устройством процессы нагнетания и впрыска, которые протекают одновременно из-за отсутствия в топливной системе гидроаккумулятора высокого давления с датчиком давления и управляемым задатчиком давления.At the same time, the device implements the processes of injection and injection, which occur simultaneously due to the lack of a high-pressure accumulator in the fuel system with a pressure sensor and a controlled pressure regulator.
Устройство не позволяет осуществлять прямой механический привод иглы от профилированных кулачков с микропрофилями при сохранении преимуществ подачи топлива от гидроаккумулятора высокого давления.The device does not allow direct mechanical drive of the needle from profiled cams with microprofiles while maintaining the advantages of fuel supply from a high pressure accumulator.
Это сильно сужает возможности по улучшению параметров впрыска, снижению токсичности отходящих газов, улучшению экологических параметров при сжигании топлива, не обеспечивает качественное распыливание и качественное смесеобразование.This greatly narrows the possibilities for improving injection parameters, reducing toxicity of exhaust gases, improving environmental parameters during fuel combustion, and does not provide high-quality atomization and high-quality mixture formation.
Из уровня техники известно [Л.Г.Гальперович. Системы впрыска судовых двигателей. Проектирование, конструкция. Ленинград-1961 г, с. 163 - прототип] устройство, включающее форсунку с подпружиненной иглой с механическим приводом, мультипликатор перемещения, механический регулятор длительности впрыска, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный насос высокого давления, гидравлический аккумулятор высокого давления, соединенный гидравлически с надыгольной и подыгольной камерами форсунки.From the prior art it is known [L. G. Galperovich. Marine engine injection systems. Design, construction. Leningrad-1961, with. 163 - prototype] a device comprising a nozzle with a spring-loaded needle with a mechanical drive, a multiplier of movement, a mechanical regulator of the duration of injection, a spray with one level of holes, a high-pressure fuel pump, a high-pressure hydraulic accumulator connected hydraulically to the nozzle and needle-nozzle chambers of the nozzle.
Устройство привода иглы через рычаги, которые приводятся в действие с помощью профилированных кулачков, является сложным, трудным в реализации и не нашло своего применения.The needle drive device through the levers, which are driven by profiled cams, is complex, difficult to implement and has not found its application.
Устройство не позволяет разделить движение по перемещению иглы из одного крайнего положения в другое и движение по управлению длительностью впрыска. Это родовой недостаток устройства, который препятствовал внедрению устройства. Из главного недостатка вытекают все остальные.The device does not allow to separate the movement to move the needle from one extreme position to another and the movement to control the duration of the injection. This is a generic disadvantage of the device, which prevented the introduction of the device. From the main drawback all the rest follow.
Устройство не позволяет осуществить более одного впрыска за цикл топливоподачи, хотя и позволяет регулировать длительность впрыска: не позволяет реализовать оптимальный цикл впрыска из предварительного впрыска (ПВ), основного впрыска (ОВ), впрыска после основного (ВПО).The device does not allow more than one injection per fuel cycle, although it allows you to adjust the duration of the injection: it does not allow you to realize the optimal injection cycle from pre-injection (PV), main injection (S), injection after the main (VPO).
Устройство не позволяет прекращать подачу топлива под иглу при отсечке, что снижает надежность запирания форсунки при отсечке.The device does not allow to stop the flow of fuel under the needle during shutoff, which reduces the reliability of locking the nozzle during shutoff.
Устройство позволяет осуществлять прямой механический привод иглы от профилированных кулачков с микропрофилями, но не сохраняет преимуществ подачи топлива от гидроаккумулятора высокого давления поскольку отсутствуют управляющий клапан.The device allows direct mechanical needle drive from profiled cams with microprofiles, but does not preserve the advantages of fuel supply from a high pressure accumulator since there is no control valve.
Это сильно сужает возможности по улучшению параметров впрыска, снижению токсичности отходящих газов, улучшению экологических параметров при сжигании топлива.This greatly narrows the possibilities for improving injection parameters, reducing toxicity of exhaust gases, and improving environmental parameters during fuel combustion.
Целью изобретения является повышение надежности и к.п.д. устройства, снижение его стоимости за счет реализации механически регулируемого мультивпрыска на основе системы CR с прямым механическим и гидромеханическим управлением иглой.The aim of the invention is to increase reliability and efficiency devices, reducing its cost due to the implementation of mechanically adjustable multi-injection based on the CR system with direct mechanical and hydromechanical control of the needle.
Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем операции механического перемещения иглы в верхнее крайнее положение, при впрыске и подачу топлива под иглу и отверстия для впрыска, отсечки подачи топлива при превышении силы пружины и давления топлива над иглой и над давлением топлива под иглой и перемещение иглы на седло, изменения длительности впрыска, согласно заявленному изобретению осуществляют, как минимум, один предварительный до, как минимум, одного основного и, как минимум, один впрыск после, как минимум, одного основного, при этом на каждом предварительном впрыске и на каждом впрыске после основного, перемещают иглу форсунки вверх механическим путем в течение времени переключения, заданного при впрыске с помощью кулачков с микропрофилями с малой высотой, взаимодействующих с пластиной, одновременно с иглой форсунки перемещают первый механический клапан вверх, закрывают канал для подвода топлива высокого давления в управляющую надыгольную камеру, подают топливо под иглу форсунки и в отверстия распылителя, одновременно с иглой форсунки перемещают второй механический клапан вверх, открывают канал для отвода топлива от управляющей надыгольной камеры, отводят топливо из камеры над иглой в гидроаккумулятор низкого давления, удерживают иглу форсунки, первый и второй механические клапаны в верхнем положении на время длительности каждого предварительного впрыска и каждого впрыска после основного впрыска механическим путем при взаимодействии микропрофилей с заданной малой высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины, после окончания каждого предварительного впрыска и каждого впрыска после основного впрыска иглу форсунки перемещают в нижнее крайнее положение, одновременно перемещают вниз первый и второй механические клапаны, открывают канал для подвода топлива высокого давления в управляющую надыгольную камеру и закрывают канал для отвода топлива от управляющей надыгольной камеры в гидроаккумулятор низкого давления, подают топливо под высоким давлением в управляющую надыгольную камеру, удерживают механическим путем в течение времени, заданного при каждой отсечке между двумя последовательными впрысками, между предварительным и основным впрысками и между основным впрыском и впрыском после основного, иглу форсунки и первый и второй механические клапаны, осуществляют, как минимум, один основной впрыск и для этого перемещают иглу форсунки в верхнее промежуточное положение механическим путем в течение времени переключения, заданного при впрыске с помощью кулачков с микропрофилями с большей высотой, взаимодействующих с пластиной, одновременно с иглой форсунки перемещают первый механический клапан вверх, закрывают канал для подвода топлива высокого давления в управляющую надыгольную камеру, подают топливо под иглу форсунки и в отверстия распылителя, одновременно с иглой форсунки перемещают второй механический клапан вверх, открывают канал для отвода топлива от управляющей надыгольной камеры, отводят топливо из камеры над иглой в гидроаккумулятор низкого давления, удерживают иглу форсунки, первый и второй механические клапаны в верхнем положении на время длительности основного впрыска механическим путем при взаимодействии микропрофиля с большей высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины или дополнительно перемещают иглу форсунки по заданному закону во время длительности основного впрыска при взаимодействии микропрофилей с заданной переменной высотой по длине микропрофиля с выпуклой поверхностью постоянного радиуса, после окончания каждого основного впрыска иглу форсунки перемещают в нижнее крайнее положение, одновременно перемещают вниз первый и второй механические клапаны, открывают канал для подвода топлива в управляющую надыгольную камеру и закрывают канал для отвода топлива от управляющей надыгольной камеры в гидроаккумулятор низкого давления, подают топливо под высоким давлением в управляющую надыгольную камеру, удерживают в течение времени, заданного при каждой отсечке между двумя последовательными впрысками впрыском после основного и предварительным впрыском иглу форсунки и первый и второй механические клапаны, перемещают пластину вдоль оси вала кулачка с микропрофилями с набегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси кулачка, и сбегающей кромкой микропрофиля, параллельной скосу выпуклой поверхности на конце пластины, изменяют длину выпуклой поверхности вдоль скоса при непрерывном управлении и изменяют длительность каждого впрыска непрерывно или перемещают пластину вдоль оси вала кулачка с микропрофилями с набегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси вала кулачка и сбегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси вала кулачка, изменяют длину выпуклой поверхности вдоль оси вала ступенчато и изменяют длительность впрыска ступенчато.This goal is achieved by the fact that in the method, including the operation of mechanical movement of the needle to the upper extreme position, during injection and fuel supply under the needle and injection holes, cutoff of fuel supply when the spring force and fuel pressure above the needle and above the fuel pressure under the needle are exceeded and moving the needle to the saddle, changing the duration of the injection, according to the claimed invention, carry out at least one preliminary to at least one main and at least one injection after at least one main first, while at each preliminary injection and at each injection after the main one, the nozzle needle is moved upward mechanically during the switching time specified during the injection using cams with microprofiles with low height interacting with the plate, the first mechanical valve is simultaneously moved with the nozzle needle up, close the channel for supplying high-pressure fuel to the control needle chamber, supply fuel under the nozzle needle and into the nozzle openings, simultaneously with the nozzle needle swarm the mechanical valve upward, open the channel for the removal of fuel from the control needle chamber, divert fuel from the chamber above the needle into the low-pressure accumulator, hold the nozzle needle, the first and second mechanical valves in the upper position for the duration of each preliminary injection and each injection after the main injection mechanically in the interaction of microprofiles with a given low height with a convex surface of constant radius at the end of the plate, after each preliminary the injection and each injection after the main injection, the nozzle needle is moved to the lower extreme position, the first and second mechanical valves are simultaneously moved down, the channel for supplying high pressure fuel to the control needle chamber is opened and the channel for removing fuel from the control needle chamber into the low pressure accumulator is closed, fuel is fed under high pressure into the control needle chamber, mechanically held for the time specified at each cut-off between the two At the same time, between the preliminary and main injections and between the main injection and the injection after the main, the nozzle needle and the first and second mechanical valves perform at least one main injection and for this move the nozzle needle to the upper intermediate position mechanically during the switching time set during injection using cams with microprofiles with a higher height interacting with the plate, at the same time as the nozzle the nozzle moves the first mechanical valve up, close the channel for I supply high-pressure fuel to the control needle chamber, supply fuel under the nozzle needle and into the nozzle holes, simultaneously with the nozzle needle, move the second mechanical valve upward, open the channel for fuel removal from the control needle chamber, divert fuel from the chamber above the needle into the low pressure accumulator , hold the nozzle needle, the first and second mechanical valves in the upper position for the duration of the duration of the main injection by mechanical means during the interaction of the microprofile with higher heights with a convex surface of constant radius at the end of the plate or additionally move the nozzle needle according to a given law during the duration of the main injection during the interaction of microprofiles with a given variable height along the length of the microprofile with a convex surface of constant radius, after the end of each main injection, the nozzle needle is moved to the lower extreme position , simultaneously move down the first and second mechanical valves, open the channel for supplying fuel to the control needle chamber and close a channel for diverting fuel from the control needle chamber to the low pressure accumulator is fed, high pressure fuel is supplied to the control needle chamber, hold for the time specified at each cut-off between two successive shots by the injection after the main and preliminary injection of the nozzle and the first and second mechanical valves, move the plate along the axis of the cam shaft with microprofiles with a running edge of the microprofile parallel to the axis of the cam and the running edge of the microprofile, steam to the bevel of the convex surface at the end of the plate, the length of the convex surface along the bevel is changed under continuous control and the duration of each injection is changed continuously or the plate is moved along the axis of the cam shaft with microprofiles with a running edge of the microprofile parallel to the axis of the cam shaft and the running edge of the microprofile parallel to the axis of the cam shaft , change the length of the convex surface along the axis of the shaft stepwise and change the duration of the injection stepwise.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления подачей топлива, включающее форсунку с подпружиненной иглой с механическим приводом, мультипликатор перемещения, механический регулятор длительности впрыска, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный насос высокого давления, гидравлический аккумулятор высокого давления, соединенный гидравлически с надыгольной и подыгольной камерами форсунки, согласно заявленному изобретению устройство снабжено гидравлическим аккумулятором низкого давления, двумя механическими клапанами, быстродействующим реверсивным механическим приводом, первый механический клапан соединен механически с иглой и перекрывает канал подвода топлива от гидроаккумулятора высокого давления в управляющую надыгольную камеру, второй механический клапан соединен механически с иглой форсунки и перекрывает канал, соединяющий управляющую надыгольную камеру с гидроаккумулятором низкого давления при отсечке, игла форсунки соединена механически через шток с быстродействующим реверсивным механическим приводом для ее линейного перемещения, который снабжен, как минимум, одной пластиной для одного цилиндра с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на одном конце пластины определенной длины выпуклой части, валом, соединенным кинематически с коленчатым валом с, как минимум, одним программным профилированным кулачком с, как минимум, одним микропрофилем на нем с постоянной заданной малой высотой для реализации, как минимум, одного предварительного впрыска, с, как минимум, одним микропрофилем на нем с постоянной заданной большей высотой для реализации, как минимум, одного основного впрыска или, как минимум, одним микропрофилем переменной высоты, изменяющимся по заданному закону по длине микропрофиля для реализации, как минимум, одного основного впрыска с, как минимум, одним микропрофилем на нем с постоянной заданной малой высотой для реализации, как минимум, одного впрыска после основного, все микропрофили разной высоты отделены друг от друга промежутками по окружности кулачкового вала, программные профилированные кулачки с микропрофилями заданной длины постоянной или переменной высотой выполнены с возможностью последовательного взаимодействия сначала с прямой частью пластины при ее перемещении из одного крайнего положения в другое, а затем с выпуклой поверхностью пластины постоянного радиуса при впрысках заданной длительности, выпуклая поверхность, как минимум, одной пластины выполнена переменной со скосом непрерывной по ширине пластины длиной выпуклой концевой части, микропрофили выполнены с прямыми набегающими краями и косыми сбегающими концами, параллельными скосу выпуклой концевой части или ступенчатой по ширине пластины длиной выпуклой концевой части, а микропрофили выполнены с прямыми набегающими и сбегающими краями, параллельными оси вала при регулировании длительности впрыска, каждая пластина выполнена с возможностью перемещении вдоль оси штока и иглы форсунки и соединена при этом напрямую через шток или через мультипликатор перемещения с подпружиненным штоком и через него с иглой форсунки, 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 in that the device for controlling the fuel supply, including a nozzle with a spring-loaded needle with a mechanical drive, a travel multiplier, a mechanical regulator of the duration of injection, a spray with one level of openings, a high-pressure fuel pump, a hydraulic high-pressure accumulator connected hydraulically to the needle and needle nozzle chambers, according to the claimed invention, the device is equipped with a hydraulic low-pressure accumulator, two mechanical with valves, a fast reversing mechanical actuator, the first mechanical valve is connected mechanically to the needle and closes the channel for supplying fuel from the high pressure accumulator to the control needle chamber, the second mechanical valve is mechanically connected to the nozzle needle and closes the channel connecting the control needle chamber to the low pressure accumulator at cut-off, the nozzle needle is mechanically connected through the rod with a high-speed reversible mechanical drive for its linear transfer room, which is equipped with at least one plate for one cylinder with a convex surface of constant radius at one end of the plate of a certain length of the convex part, a shaft connected kinematically with the crankshaft with at least one software shaped cam with at least one microprofile on it with a constant predetermined low height for the implementation of at least one preliminary injection, with at least one microprofile on it with a constant predetermined higher height for the implementation of at least one main injection or at least one microprofile of variable height, varying according to a given law along the length of the microprofile for the implementation of at least one main injection with at least one microprofile on it with a constant predetermined low height for the implementation of at least one injection after the main injection, all microprofiles of different heights are separated from each other by gaps around the circumference of the cam shaft, programmed profiled cams with microprofiles of a given length of constant or variable height are made with the possibility of sequential interaction first with the straight part of the plate when it moves from one extreme position to another, and then with the convex surface of the plate of constant radius for injections of a given duration, the convex surface of at least one plate is made variable with a bevel continuous in width of the plate with a convex length end part, microprofiles are made with straight running edges and oblique runaway ends parallel to the bevel of the convex end part or stepwise widthwise layer length of the convex end part, and the microprofiles are made with straight on and off edges parallel to the axis of the shaft when adjusting the duration of the injection, each plate is movable along the axis of the rod and nozzle needle and is connected directly through the rod or via a travel multiplier with a spring-loaded rod and through it with the nozzle needle, 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 adjusting the length NOSTA injection, and this is connected to a splined connection with a rod, on which the plate moves.
Реализация устройства позволяет реализовать мультивпрыск, реализовать регулируемый по длительности впрыск за счет применения простых быстродействующих реверсивных механических приводов (БРМП), вала с профилированными программными кулачками с микропрофилями заданной длины для впрыска в сочетании с пластинами для перемещения запирающего элемента и для регулирования длительности впрысков и отсечек с возможностью их одновременного перемещения во взаимно перпендикулярных плоскостях;The implementation of the device allows you to implement multi-injection, to realize an injection that is adjustable in duration due to the use of simple high-speed reversible mechanical drives (BRMP), a shaft with profiled software cams with microprofiles of a given length for injection in combination with plates to move the locking element and to control the duration of injections and cut-offs with the possibility of their simultaneous movement in mutually perpendicular planes;
при этом во время отсечки топливо под высоким давлением не поступает под иглу, что повышает надежность отсечки; соединение форсунки с ГАВД позволяет сделать впрыск экологичным по длительности и давлению управляемым с использованием для этого простых механических средствat the same time, during cut-off, fuel under high pressure does not enter the needle, which increases the reliability of the cut-off; the connection of the nozzle with the high pressure washer makes it possible to make the injection environmentally friendly in duration and pressure controlled using simple mechanical means for this
Устройство иллюстрируется чертежами, на которых представлены его варианты для реализации способов:The device is illustrated by drawings, which show its options for implementing the methods:
на фиг.1 показана форсунка с одним уровнем отверстий с иглой и втулкой (продольный разрез) с мультипликатором перемещения и с выходным штоком для иглы и двумя механическими клапанами для управления подачей топлива в камеру управления над иглой;figure 1 shows a nozzle with one level of holes with a needle and a sleeve (longitudinal section) with a movement multiplier and with an output rod for the needle and two mechanical valves to control the flow of fuel into the control chamber above the needle;
фиг.2а) - показана кинематическая схема (вид с торца кулачкового вала) устройства подачи топлива с подпружиненным штоком, мультипликатором перемещения для ступенчатой выпуклой поверхности; б) - показана кинематическая схема (вид со стороны пластины) устройства подачи топлива с косым скосом выпуклой поверхности с БРМП;figa) - shows a kinematic diagram (end view of the cam shaft) of the fuel supply device with a spring-loaded rod, a movement multiplier for a stepped convex surface; b) - shows the kinematic diagram (view from the side of the plate) of the fuel supply device with an oblique bevel of a convex surface with BRMP;
фиг.3 - показаны отдельные элементы конструкции: а) пластина с выпуклой поверхностью на конце со скосом или с переменной длиной выпуклой части и шлицами для перемещения конца штока; б) кулачковый вал с микропрофилями постоянной и переменной высоты для реализации основного впрыска с постоянной высотой профиля или по заданному закону в увеличенном виде;figure 3 - shows the individual structural elements: a) a plate with a convex surface at the end with a bevel or with a variable length of the convex part and splines to move the end of the rod; b) a camshaft with microprofiles of constant and variable height for the implementation of the main injection with a constant profile height or in accordance with a given law in an enlarged form;
фиг.4а) - показана кинематическая схема (вид с торца кулачкового вала) устройства подачи топлива с подпружиненным штоком, мультипликатором перемещения для ступенчатой выпуклой поверхности; б) - показана кинематическая схема (вид со стороны пластины) устройства подачи топлива со ступенчатой выпуклой поверхностью с БРМП;figa) - shows a kinematic diagram (end view of the cam shaft) of the fuel supply device with a spring-loaded rod, a movement multiplier for a stepped convex surface; b) - shows the kinematic diagram (view from the side of the plate) of the fuel supply device with a stepped convex surface with BRMP;
фиг.5 - показаны отдельные элементы конструкции: а) пластина с выпуклой ступенчатой поверхностью на конце и шлицами; б) вал с микропрофилями постоянной и переменной высоты для реализации основного впрыска с постоянной высотой профиля или по заданному закону в увеличенном виде.5 - shows the individual structural elements: a) a plate with a convex stepped surface at the end and splines; b) a shaft with microprofiles of constant and variable height for the implementation of the main injection with a constant profile height or in accordance with a given law in an enlarged form.
фиг.6 - показана блок-схема устройства управления подачей топлива при реализации способа управления подачей топлива с гидравлическим аккумулятором высокого давления (ГАВД) и гидравлическим гидроаккумулятором низкого давления (ГАНД).6 is a block diagram of a fuel supply control device when implementing a fuel supply control method with a high pressure hydraulic accumulator (GAVD) and a low pressure hydraulic accumulator (GAND).
Устройство на фиг.1 состоит: из корпуса 1 с распылителем, с отверстиями для впрыска топлива 2, иглы 3, кольцевой проточки 4 в корпусе 1; кольцевой камеры 5 в корпусе форсунки; канала 6 с дросселем (дроссель на фиг.1 не показан) в корпусе форсунки 1 для подвода топлива высокого давления от гидроаккумулятора высокого давления (ГАВД на фиг.1 не показан) в камеру 10 над иглой 3; канала 7, соединенного на входе с каналом 6, в корпусе форсунки 1 для подвода топлива высокого давления от ГАВД в кольцевую камеру 5 и в камеру под иглой 3; штока 8, соединенного механически с иглой 3 через цилиндрическую площадку 9; управляющей надыгольной камеры 10 над иглой 3; рычага 11, соединенного механически с первым механическим клапаном 12 (ПМК12), перекрывающим канал 6 при движении вверх, и со штоком 8 и иглой 3; второго механического клапана 13 (ВМК13), соединенного с рычагом 14 и через него со штоком 8 и иглой 3; канала 15 с дросселем для отвода топлива из управляющей надыгольной камеры 10 при впрыске, перекрываемого ВМК13 при движении ВМК вниз; мультипликатора перемещения 16 (МП16), пружины 17 на валу между МП16 и стойкой 18.The device in figure 1 consists of: a housing 1 with a spray, with holes for fuel injection 2, a needle 3, an annular groove 4 in the housing 1; annular chamber 5 in the nozzle body; channel 6 with a throttle (the throttle in Fig. 1 is not shown) in the nozzle housing 1 for supplying high pressure fuel from the high pressure accumulator (GAVD in Fig. 1 is not shown) into the chamber 10 above the needle 3; channel 7, connected at the inlet to channel 6, in the nozzle housing 1 for supplying high pressure fuel from the high pressure washer into the annular chamber 5 and into the chamber under the needle 3; a rod 8 connected mechanically to the needle 3 through a cylindrical pad 9; a control needle chamber 10 above the needle 3; a lever 11 connected mechanically to the first mechanical valve 12 (PMK12), blocking the channel 6 when moving upward, and with the rod 8 and the needle 3; the second mechanical valve 13 (BMK13) connected to the lever 14 and through it with the rod 8 and the needle 3; channel 15 with a throttle for removing fuel from the control needle chamber 10 during injection, blocked by VMK13 when the VMK moves down; the movement multiplier 16 (MP16), the spring 17 on the shaft between the MP16 and the rack 18.
Устройство на фиг.2а) состоит из кинематической схемы привода в виде быстродействующего реверсивного механического привода (БРМП) из кулачка 19 на кулачковом валу 20, установленном в стойке 18, непрерывной выпуклой поверхности 21(ВП21) со скосом для задания и регулирования длительности впрыска совместно несколькими микропрофилями 22 разной заданной постоянной или переменной высоты на поверхности кулачка 19, взаимодействующего с выпуклой поверхностью 21; пластины 23, пластины 24, соединенной жестко с пластиной 23 со шлицами 25, по которым перемещается конец штока 26; шлицев 27 на штоке 26 и в стойке 18, пружины 17 между стойкой 18 и мультипликатором перемещения 16 (МП16). на фиг.2б) показаны: кулачок 19, стойка 18, кулачковый вал 20, установленный в стойке 18, выпуклая поверхность 21(ВП21) со скосом при непрерывном управлении, микропрофили 22 с заданной высотой профиля с прямой набегающей кромкой, параллельной оси вала 20 и косой сбегающей кромкой, параллельной скосу ВП21, шлицы 25, по которым перемещается конец штока 26; шлицы 27 на штоке 26 и в стойке 18; пружина 17 между стойкой 18 и МП16.The device in FIG. 2 a) consists of a kinematic drive circuit in the form of a quick-acting reversible mechanical drive (BRMP) from a
Устройство фиг.3 состоит из отдельно показанных: а) кулачка 19, ВП21 со скосом, пластины 23, пластины 24, шлицов 25 в пластине 24; б) кулачкового вала 20, микропрофилей 22 разной высоты для предварительного впрыска, основного впрыска и впрыска после основного, которые показаны в увеличенном виде для основного впрыска с постоянной высотой микропрофиля 22 и с переменной высотой микропрофиля 22 по окружности кулачка 19.The device of figure 3 consists of separately shown: a)
Устройство фиг.4 состоит: из кулачка 19, стойки 18, на которой установлен кулачковый вал 20, ступенчатой ВП21, микропрофилей 22 разной высоты для предварительного впрыска, основного впрыска и впрыска после основного, взаимодействующих с ВП21; пластины 24 со шлицами 25, по которым перемещается конец штока 26 со шлицами 27, которые входят стойку 18, пружины 17 между стойкой 18 и МП16.The device of figure 4 consists of: a
Устройство фиг.5 состоит: из а) ступенчатой ВП21, пластины 23, пластины 24, шлицов 25 в пластине 24; б) кулачка 19, кулачкового вала 20, микропрофилей 22 разной высоты для предварительного впрыска, основного впрыска и впрыска после основного, которые показаны в увеличенном виде разной протяженности, с постоянной или переменной высотой по окружности кулачка для реализации основного впрыска.The device of figure 5 consists of: a) a stepped VP21,
Устройство на фиг.6 состоит: из топливного бака 28, соединенного трубопроводом 29 с топливоподкачивающим насосом 30; трубопровода 31, которым топливоподкачивающий насос 30 соединен с топливным насосом высокого давления 32 (ТНВД32), который трубопроводом 33 соединен с гидроаккумулятором высокого давления 34 (ГАВД34) с регулятором давления 35 (РД35); ГАВД34 соединен трубопроводами 36 с обратным клапаном 37 с каналами форсунок 1 для подвода топлива под высоким давлением, а трубопроводом 38 с гидроаккумулятором низкого давления 39 ГАНД39 с регулятором давления 40 (РД40), который трубопроводом 41 соединен с ТНВД34.The device in Fig.6 consists of: a
Работа устройства, реализующего способ.The operation of the device that implements the method.
При вращении коленчатого вала вращается кулачковый вал 20 (фиг.2, фиг.4) и с микропрофилями 22 разной высоты на кулачках 19.When the crankshaft rotates, the
При впрыске через отверстия 2 микропрофиль 22 меньшей высоты взаимодействует сначала с пластиной 23 (фиг.2, фиг.4) и перемещает ее в верхнее положение при впрыске через отверстияWhen injected through
Одновременно перемещаются вверх ПМК12 с рычагом 11 и ВМК13 с рычагом 14. Рычаги 1 и 12 жестко соединены со штоком 8, а через него с иглой 3. Клапаны выполняются такими, что обеспечивают полное перекрывание каналов 6 и 15 при реализации каждого из впрысков каждого оптимального цикла подачи топлива.At the same time, the PMK12 with the
ПМК12 и ВМК13 выполнены таким образом, что малый ход ПМК12 и ВМК 13 при ПВ и ВПО обеспечивают полное перекрывание каналов 6 и 15.PMK12 and VMK13 are designed in such a way that the small stroke of PMK12 and
При ОВ больший ход ПМК12 и ВМК13 обеспечивает также перекрывание каналов. Технологически и конструктивно это реализуется.With OB, a greater stroke of PMK12 and VMK13 also provides channel overlap. Technologically and constructively this is being implemented.
ПМК12 при перемещении вверх закрывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при впрыске (фиг.1).When moving up PMK12 closes the
Часть канала в аксиальном направлении до камеры 10 показана пунктиром, а перекрываемая клапаном ПМК12 сплошной линией.The part of the channel in the axial direction to the
ПМК12 при перемещении вниз открывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при отсечке (фиг.6).PMK12 when moving down opens the
ВМК открывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при впрыске.The VMC opens the
ВМК закрывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при отсечке.The VMC closes the
Вместе с пластиной 23 перемещается пластина 24, сжимается пружина 17 на штоке 26 со шлицами. 27. Через МП16 перемещается шток 9, соединенный жестко с иглой 3 (фиг.2а; фиг.4а).Together with the
Игла 3 перемещается в то верхнее положение, которое она может занять при взаимодействии пластины 23 с микропрофилем 22 меньшей высоты.The needle 3 moves to the upper position that it can take when the
В начале движения иглы 3 вверх топливо поступает под высоким давлением от ГАВД34 по трубопроводам 36 с обратными клапаном 37 (фиг.6), канал 7 (фиг.1) корпуса форсунки 1, кольцевую проточку 5 корпуса форсунки под конусную площадку 3, через кольцевую проточку 4 под иглу 3.At the beginning of the upward movement of the needle 3, the fuel enters under high pressure from the GAVD34 through
ПМК12 при перемещении вверх закрывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при впрыске (фиг.1).When moving up PMK12 closes the
ВМК открывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при впрыскеVMK opens the
Топливо вытесняется из камеры 1 форсунки 1 над иглой 3 через канал 15 с дросселем в ГАНД39 (фиг.6), поскольку давление в надыгольной камере 10, в ГАНД39 и в камере 11 ниже давления топлива, в кольцевой камере 5 под конусной площадкой иглы 3 и под иглой 3. Из ГАНД39 топливо поступает снова в ТНВД32, но не с нулевым давлением, а под давлением через ГАНД39 с КРД40, которое препятствует образованию пузырьков воздуха в системе подачи топлива.The fuel is displaced from the
При этом одновременно топливо под давлением поступает в отверстия 2 и начинается впрыск. Поскольку топливо воздействует на конусную площадку иглы 3 снизу и на конусную площадку в кольцевой камере 5, то это способствует перемещению иглы 3 вверх, помогает через МП16 сжимать пружину 17, уменьшает тем самым усилие взаимодействия микропрофилей 22 и пластины 23. Поэтому пружина 17 в этом случае будет сжиматься за счет двух сил.In this case, at the same time fuel under pressure enters the
Первая сила возникает за счет взаимодействия микропрофиля 22 меньшей высоты и ВП21 и действует на иглу 3 сверху через жесткий шток 26 со шлицами 27 и через МП16, выходной шток 9 которого связан с иглой 3. При этом реализуется закон разделения движений. Взаимодействие микропрофиля 22 с ВП21 реализует одно движение по перемещению иглы 3.The first force arises due to the interaction of the
Второе движение реализуется во время длительности впрыска за счет взаимодействия микропрофиля 22 с ВП21.The second movement is realized during the duration of the injection due to the interaction of
Вторая сила - сила давления топлива, которая действует на иглу 3 снизу через конусную площадку внизу иглы 3 и через конусную площадку в кольцевой камере 5 и перемещает ее вверх и также перемещает иглу 3. Обе силы действуют согласно при впрыске и обе силы сжимают пружину 17 на штоке 26, который жестко соединен с иглой 3 через МП16.The second force is the fuel pressure force, which acts on the needle 3 from below through the conical platform at the bottom of the needle 3 and through the cone platform in the annular chamber 5 and moves it up and also moves the needle 3. Both forces act according to the injection and both forces compress the
Усилие, которое действует на иглу 3 сверху зависит от давления топлива на площадку 9 штока 8 сверху, а также от передаточного отношения МП 16 и может быть определено и оптимизировано для конкретной форсунки.The force that acts on the needle 3 from above depends on the fuel pressure on the
Когда игла 3 перемещается в верхнее положение, топливо от ТНВД32 и ГАВД34 (фиг.6) поступает под давлением в отверстия 3 распылителя 2.When the needle 3 moves to the upper position, the fuel from the
Впрыск через отверстия 2 длится во время взаимодействия микропрофиля меньшей высоты 22 с ВП21.Injection through
При этом набегающий край микропрофиля 22 меньшей высоты перемещает иглу 3 на некоторую величину.In this case, the incident edge of the
Когда микропрофиль 22 при повороте кулачка 19 выйдет из контакта с ВП21, то пружина 17, сжатая при впрыске, разжимается, передает усилие через МП16 игле 3, перемещает иглу 3 на седло.When the
Одновременно перемещаются вниз шток 8, рычаг 11 ПМК12 и рычаг 14 ВМК13, игла 3, механически соединенная со штоком 8 через площадку 9.At the same time,
ПМК12 при перемещении вниз открывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при отсечке (фиг.6).PMK12 when moving down opens the
В управляющую кольцевую камеру 10 поступает высокое давление и ускоряет посадку иглы 3 на седло.The control
ВМК закрывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при отсечке.The VMC closes the
Игла 3 под действием высокого давления на площадку 9 и при расжатии пружины 17 садится на седло. Впрыск топлива прекращается, ПВ заканчивается.The needle 3 under the action of high pressure on the
ВМК 13 закрывает канал 15 при отсечке. Топливо не поступает в ГАНД39.
ИВ отличается малой длительностью и малым объемом подаваемого топлива, в частности, за счет малого подъема иглы 3 при ПВ.IW is characterized by a short duration and a small amount of fuel supplied, in particular, due to the small rise of the needle 3 during airflow.
При дальнейшем повороте кулачка 19 микропрофиль 22 большей высоты взаимодействует сначала с пластиной 23 (фиг.2, фиг.4) и перемещает ее в крайнее положение при впрыске. При этом реализуется ОВ топлива. Вместе с пластиной 23 перемещается пластина 24, сжимается пружина 17 на штоке 26 на шлицах 27. Через МП16 перемещается шток, соединенный жестко с иглой 3.With further rotation of the
Игла 3 перемещается в верхнее крайнее положение как при постоянной высоте микропрофиля 22 при осуществлении ОВ, так и при переменной высоте микропрофиля 22 при осуществлении ОВ.The needle 3 moves to the upper extreme position both at a constant height of the microprofile 22 during the implementation of OM, and at a variable height of the microprofile 22 during the implementation of OM.
Одновременно перемещаются вверх ПМК12 и ПМК13. Шток 8 перемещается вместе с рычагами 11 и 14, жестко соединенным со штоком 8, а через него с иглой 3.At the same time, PMK12 and PMK13 move up. The
ПМК12 при перемещении вверх закрывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при ОВ (фиг.1).PMK12 when moving up closes the
Часть канала в аксиальном направлении до камеры 10 показана пунктиром, а перекрываемая клапаном ПМК12 сплошной линией.The part of the channel in the axial direction to the
ВМК 13 при перемещении вверх открывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при впрыске.When moving up, the
В начале движения иглы 3 вверх топливо поступает под высоким давлением от ГАВД34 по трубопроводам 36 (фиг.6), канал 7 корпуса форсунки 1, кольцевую камеру 5, кольцевую проточку и 4 под иглу 3. При этом топливо под давлением поступает в отверстия 2 и начинается ОВ через отверстия 2.At the beginning of the upward movement of the needle 3, the fuel enters under high pressure from the GAVD34 through pipelines 36 (Fig. 6), the
Объем топлива, впрыскиваемый через отверстия 2, при ОВ будет изменяться по закону, определяемому законом изменения высоты микропрофиля 22. ОВ осуществляется с регулированием длительности с постоянной или переменной высотой микропрофиля 22.The volume of fuel injected through the
Высота микропрофиля 22 для ОВ будет больше высоты микропрофиля 22 для ПВ. Это позволяет подать в цилиндр за время ОВ больший объем топлива при постоянной и большей высоте микропроофиля 22 и подать оптимальный объем при переменной высоте микропрофиля 22, который изменяется по закону, заданному поверхностью микропрофиля 22 (фиг.3б) и фиг.5б)).The height of the
Если микропрофиль 22 взаимодействующий с ВП21, изменяется по возрастающему закону (фиг.5б)), то и высота подъема иглы 3 изменяется по такому же закону. Это позволяет задать нужный закон подачи требуемого объема топлива в цилиндр так, чтобы сжечь его наиболее полно.If the
Особенностью процесса впрыска в этом случае является то, что по мере подъема иглы 3, которая может перемещаться по заданному закону, задаваемому формой профиля 22 вверх, одновременно перемещается вверх по абсолютно такому же закону ПМК12. Но для ПМК12 закон изменения профиля 22 не играет роли.A feature of the injection process in this case is that as the needle 3 rises, which can move according to a given law defined by the shape of the
ПМК 12 выполняется для полного перекрытия канала 6 при ПВ, ОВ и ВПО.
Поэтому реализуется амплитудно-фазовое управление объемом впрыскиваемого топлива. Во-первых, в зависимости от угла поворота коленчатого вала изменяется ход иглы (Фиг.3б, фиг.5б); во-вторых, при изменении хода штока 8 подается большее количество топлива по требуемому с точки зрения экологических требований закону.Therefore, amplitude-phase control of the volume of injected fuel is realized. Firstly, depending on the angle of rotation of the crankshaft, the stroke of the needle changes (Fig.3b, Fig.5b); secondly, when the stroke of the
ВМК13 открывает канал 15 для отвода топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной кольцевой камеры 10 при впрыске.VMK13 opens the
В устройстве и для ОВ реализуется закон разделения движений. Взаимодействие микропрофиля 22 с ВП21 реализует одно движение по перемещению иглы 3.In the device and for the OB, the law of separation of movements is implemented. The interaction of the microprofile 22 with VP21 implements one movement to move the needle 3.
Второе движение реализуется во время длительности впрыска за счет взаимодействия микропрофиля 22 с ВП21.The second movement is realized during the duration of the injection due to the interaction of
Реализация закона разделения движений в устройстве является принципиальной особенностью устройства, которая позволяет создать новый класс форсунок с мультивпрыском и механическим: управлением.The implementation of the law of separation of movements in the device is a fundamental feature of the device, which allows you to create a new class of injectors with multi-injection and mechanical: control.
Параллельность сбегающей кромки микропрофиля линии скоса необходима для того, чтобы усилия сжатия и тангенциальные усилия, которые действуют на микропрофиль 22, распределялись равномерно вдоль сбегающей кромки микропрофиля 22 и скоса ВП21. Возможны самые различные сочетания по протяженности ВП21 и микропрофилей 22 разной высоты при регулировании длительности основного впрыска (фиг.3, фиг.5).The parallelism of the runaway edge of the micro profile of the bevel line is necessary so that the compression forces and the tangential forces that act on the
Один или два предвпрыска через отверстия первого уровня 3 можно осуществлять при минимальных длинах микропрофиля 22 и ВП21 с регулированием и без регулирования их длительности, равно как и один или два впрыска после подачи основного объема топлива через отверстия 2.One or two pre-injections through the openings of the first level 3 can be carried out with the minimum lengths of the
Когда взаимодействие ВП21 и микропрофиля 22 с большей высотой заканчивается, то пружина 17 разжимается и возвращает иглу 3 в исходное положение на седло.When the interaction of VP21 and
Одновременно перемещаются вниз шток 8, ПМК12 с рычагом 11 и ВМК13 с рычагом 14, игла 3.At the same time,
ПМК12 при перемещении вниз открывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при отсечке (фиг.1).When moving down PMK12 opens the
В управляющую надыгольную кольцевую камеру 10 поступает топливо под высоким давлением от ГАВД34 по каналу 6. Это способствует быстрому перемещению иглы 3 на седло распылителя.High pressure fuel is supplied to the control
ВМК13 закрывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при отсечке. Впрыск прекращается.VMK13 closes the
Оптимальный режим работы при малых давлениях топлива от ГАВД34 выбирается за счет выбора оптимального передаточного отношения МП16.The optimal mode of operation at low fuel pressures from the GAVD34 is selected by selecting the optimal gear ratio MP16.
Необходимо выбирать такой МП16, при котором большие усилия сосредоточивались бы на выходной к игле стороне МП16.It is necessary to choose such MP16, in which great efforts would be concentrated on the output side to the needle MP16.
В этом случае имеется возможность увеличить высоту микропрофилей 22, уменьшить тангенциальные усилия и усилия сжатия на микропрпофилях 22 до допустимых, с обеспечением многократного запаса по усилиям сжатия и тангенциальным усилиям. В паузе между основным впрыском и впрыском после основного профили 22 не взаимодействуют с ВП21 и форсунка находится в режиме отсечки между впрысками. Способ может быть реализован и без мультипликатора перемещений для определенных типов дизелей с низкой частотой вращения коленчатого вала.In this case, it is possible to increase the height of the
После ОВ реализуется, как минимум, один ВПО, который необходим для дожигания продуктов сгорания от основного впрыска.After OM, at least one VPO is realized, which is necessary for afterburning the combustion products from the main injection.
При ВПО игла 3 перемещается в то верхнее положение, которое она может занять при взаимодействии пластины 23 с микропрофилем 22 меньшей высоты, который следует за микропрофилем 22 большей высоты, предназначенного для реализации ОВ.With VPO, the needle 3 moves to the upper position that it can occupy when the
При этом также реализуется закон разделения движений. Взаимодействие микропрофиля 22 с ВП21 реализует одно движение по перемещению иглы 3.In this case, the law of separation of movements is also implemented. The interaction of the microprofile 22 with VP21 implements one movement to move the needle 3.
Второе движение реализуется во время длительности впрыска за счет взаимодействия микропрофиля 22 с ВП21.The second movement is realized during the duration of the injection due to the interaction of
Одновременно перемещаются вверх ПМК12 с рычагом 11 и ВМК13 с рычагом 14. Рычаги 11 и 14 жестко соединены со штоком 8, а через него с иглой 3,At the same time, the PMK12 with the
ПМК12 при перемещении вверх закрывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при впрыске (фиг.1).Часть канала в аксиальном направлении до камеры 10 показана пунктиром, а перекрываемая клапаном ПМК12 сплошной линией.When moving upward PMK12 closes the
ВМК открывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при впрыске.The VMC opens the
Вместе с пластиной 23 перемещается пластина 24, сжимается пружина 17 на штоке 26 со шлицами 27. Через МП16 перемещается шток 9, соединенный жестко с иглой 3 (фиг.2а, фиг.4а).Together with the
Игла 3 перемещается в то верхнее положение, которое она может занять при взаимодействии пластины 23 с микропрофилем 22 меньшей высоты.The needle 3 moves to the upper position that it can take when the
В начале движения иглы 3 вверх топливо поступает под высоким давлением от ГАВД34 по трубопроводам 36 с обратными клапаном 37 (фиг.6), канал 7 (фиг.1) корпуса форсунки 1, кольцевую проточку 5 корпуса форсунки под конусную площадку 3, через кольцевую проточку 4 под иглу 3.At the beginning of the upward movement of the needle 3, the fuel enters under high pressure from the GAVD34 through
ПМК12 при перемещении вверх закрывает полностью канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при впрыске (фиг.1).When moving up PMK12 completely closes the
ВМК открывает канал 15 для подачи топлива в ГАНД 39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при впрыске.The VMC opens the
Топливо вытесняется из камеры 1 форсунки 1 над иглой 3 через канал 15 с дросселем в ГАНД39 (фиг.6), поскольку давление ГАНД39 и в камере 11 ниже давления топлива, в кольцевой камере 5 под конусной площадкой иглы 3 и под иглой 3.Fuel is displaced from the
При этом одновременно топливо под давлением поступает в отверстия 2 и начинается ВПО. Поскольку топливо воздействует на конусную площадку иглы 3 снизу и на конусную площадку штока 8 через кольцевую полость 5, то это способствует перемещению иглы 3 вверх, помогает через МП16 сжимать пружину 17, уменьшает тем самым усилие взаимодействия микропрофилей 22 и пластины 23.In this case, at the same time, fuel under pressure enters the
Когда игла 3 перемещается в верхнее положение топливо от ТНВД32 и ГАВД34 (фиг.6) поступает под давлением в отверстия 3 распылителя 2.When the needle 3 moves to the upper position, the fuel from the high-
Впрыск через отверстия 2 длится во время взаимодействия микропрофиля меньшей высоты 22 с ВП21 при ВПО.Injection through
При этом набегающий край микропрофиля 22 меньшей высоты перемещает иглу 3 на некоторую величинуIn this case, the incident edge of the
Когда микропрофиль 22 при повороте кулачка 19 выйдет из контакта с ВП21, то пружина 17, сжатая при впрыске, разожмется и, передавая усилие, через МП16 переместит иглу 3 на седло.When the
Одновременно перемещаются вниз шток 8, ПМК12 с рычагом 11 и ВМК 13 с рычагом 14, игла 3.At the same time,
ПМК12 при перемещении вниз открывает канал 6 для подачи топлива от ГАВД34 в управляющую надыгольную камеру 10 при отсечке (фиг.1).When moving down PMK12 opens the
В надыгольную камеру 10 поступает топливо под высоким давлением от ГАВД34 по каналу 6. Это способствует быстрому перемещению иглы 3 на седло распылителя.High pressure fuel enters the
ВМК закрывает канал 15 для подачи топлива в Г АНД 39 (фиг.6) из управляющей надыгольной камеры 10 при отсечке.The VMC closes the
Топливо прекратит поступать в отверстия 2 произойдет отсечка и закончится ВПО.Fuel will stop flowing into
Альтернативность выбора отдельных признаков в совокупности с другими признаками обеспечивает получение одного и того же технического результата: многократного впрыска топлива с регулируемой длительностью с помощью простых технических средств при постоянной высоте микропрофилей 22 и при переменной высоте микропрофилей 22; при непрерывном изменении длительности впрыска и при дискретном изменении длительности впрыска.The alternative choice of individual features in combination with other features provides the same technical result: multiple injection of fuel with adjustable duration using simple technical means at a constant height of
Техническая реализация малых перемещений в устройствах, реализующих способы способ с помощью микропрофилей не является проблемой.The technical implementation of small movements in devices that implement the methods of the method using microprofiles is not a problem.
Регулирование длительности в устройстве реализуется за счет перемещения пластин 23 с ВП21 с помощью электропривода, гидропривода или вручную - вдоль оси вала 20 с профилированными программными кулачками 19 на величину Δhрег (фиг.2б), фиг.4).При непрерывном уменьшении длины ВП21 со скосом (фиг.2, фиг.3) будет непрерывно уменьшаться длительность впрыска за счет уменьшения времени взаимодействия ВП21 с микропрофилем 22.Duration control in the device is realized by moving the
При этом микропрофили 22 располагаются на разных соседних кулачках со сдвигом по фазе или углу поворота коленчатого вала и взаимодействуют каждый со своей частью ВП21 со своим скосом для регулирования длительности предварительного впрыска, для регулирования основного впрыска и для регулирования основного впрыска (на фиг.2-фиг.5 показана для упрощения только одна пластина ВП21, взаимодействующая с микропрофилями, расположенными последовательно на кулачке 19).In this case, the
Параллельность сбегающей кромки микропрофиля 22 линии скоса ВП21 необходима для того, чтобы усилия сжатия и тангенциальные усилия, которые действуют на микропрофиль 22, распределялись равномерно вдоль сбегающей кромки микропрофиля 15 и скоса выпуклой части пластины ВП21.The parallelism of the runaway edge of the
При дискретном уменьшении длины выпуклой поверхности ВП21 пластины 23 будет ступенчато уменьшаться длительность впрыска за счет ступенчатого уменьшения времени взаимодействия ВП21 с микропрофилем 22. Дискретное управление (фиг.4, фиг.5) будет отличаться от непрерывного тем, что пластина 23 перемещается сразу на некоторую величину, после которой длина ВП21 изменяется скачком. При этом набегающая кромка и сбегающая кромка микропрофиля 22 будут параллельны оси вала 20.With a discrete decrease in the length of the convex surface of the VP21 of the
БРМП имеет преимущество перед пьезоприводом в части быстродействия для быстроходных дизелей. В частности, для пьезопривода длительность перестановки клапана равна 0,0002 с. Для БРМП при частоте вращения более 3000 об/мин она может быть меньше для микропрофиля 22 с заданными размерами по высоте профиля; по длине окружности или поверхности вращения и по длине вдоль оси кулачкового вала.BRMP has an advantage over the piezodrive in terms of speed for high-speed diesels. In particular, for a piezo actuator, the valve permutation duration is 0.0002 s. For BRMP at a speed of more than 3000 rpm, it may be less for
Применение БРМП может быть ограничено только динамическими факторами, в частности за счет возникновения больших импульсов силы при взаимодействии микропрофиля 22 пластины 23 и ВП21 за малое время и при больших линейных скоростях.The use of BRMP can be limited only by dynamic factors, in particular due to the appearance of large force pulses during the interaction of the
В предлагаемом изобретении полностью реализуются все операции способа с помощью предлагаемого устройства.In the present invention, all operations of the method are fully implemented using the proposed device.
Claims (2)
одновременно с иглой форсунки перемещают первый механический клапан вверх, закрывают канал для подвода топлива высокого давления в управляющую надыгольную камеру, подают топливо под иглу форсунки и в отверстия распылителя, одновременно с иглой форсунки перемещают второй механический клапан вверх, открывают канал для отвода топлива от управляющей надыгольной камеры, отводят топливо из камеры над иглой в гидроаккумулятор низкого давления, удерживают иглу форсунки, первый и второй механические клапаны в верхнем положении на время длительности основного впрыска механическим путем при взаимодействии микропрофиля с большей высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины или дополнительно перемещают иглу форсунки по заданному закону во время длительности основного впрыска при взаимодействии микропрофилей с заданной переменной высотой по длине микропрофиля с выпуклой поверхностью постоянного радиуса, после окончания каждого основного впрыска иглу форсунки перемещают в нижнее крайнее положение, одновременно перемещают вниз первый и второй механические клапаны, открывают канал для подвода топлива в управляющую надыгольную камеру и закрывают канал для отвода топлива от управляющей надыгольной камеры в гидроаккумулятор низкого давления, подают топливо под высоким давлением в управляющую надыгольную камеру, удерживают в течение времени, заданного при каждой отсечке между двумя последовательными впрысками, впрыском после основного и предварительным впрыском, иглу форсунки и первый и второй механические клапаны, перемещают пластину вдоль оси вала кулачка с микропрофилями с набегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси кулачка, и сбегающей кромкой микропрофиля, параллельной скосу выпуклой поверхности на конце пластины, изменяют длину выпуклой поверхности вдоль скоса при непрерывном управлении и изменяют длительность каждого впрыска непрерывно или перемещают пластину вдоль оси вала кулачка с микропрофилями с набегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси вала кулачка, и сбегающей кромкой микропрофиля, параллельной оси вала кулачка, изменяют длину выпуклой поверхности вдоль оси вала ступенчато и изменяют длительность впрыска ступенчато.1. A method of controlling the fuel supply, including the operation of mechanically moving the needle to the upper extreme position during injection and supplying fuel under the needle and injection holes, cutting off the fuel supply when the spring force and fuel pressure above the needle and above the fuel pressure under the needle are exceeded and the needle is moved to saddle, changes in the duration of the injection, characterized in that they carry out at least one preliminary to at least one main and at least one injection after at least one main, with each pre double injection and at each injection after the main one, the nozzle needle is moved upward mechanically during the switching time set during injection using cams with microprofiles with low height interacting with the plate, at the same time the first mechanical valve is moved upward with the nozzle needle and the fuel supply channel is closed high pressure into the control needle chamber, fuel is supplied under the nozzle needle and into the nozzle openings; simultaneously with the nozzle needle, the second mechanical valve is moved to Above, open the channel for the removal of fuel from the control needle chamber, divert the fuel from the chamber above the needle into the low pressure accumulator, hold the nozzle needle, the first and second mechanical valves in the upper position for the duration of each preliminary injection and each injection after the main injection mechanically at the interaction of microprofiles with a given low height with a convex surface of constant radius at the end of the plate, after the end of each preliminary injection and each injection After the main injection, the nozzle needle is moved to the lowermost position, the first and second mechanical valves are moved downward, the channel for supplying high pressure fuel to the control needle chamber is opened and the channel for the removal of fuel from the control needle chamber is lowered into the low pressure accumulator, fuel is supplied at high pressure in the control needle chamber, mechanically held for the time specified at each cut-off between two consecutive injections, between double and main injections and between the main injection and injection after the main, the nozzle needle and the first and second mechanical valves, carry out at least one main injection and for this move the nozzle needle to the upper intermediate position mechanically during the switching time specified during the injection using cams with microprofiles with a higher height interacting with the plate,
simultaneously with the nozzle needle, move the first mechanical valve up, close the channel for supplying high-pressure fuel to the control needle chamber, supply fuel under the nozzle needle and into the nozzle openings, simultaneously move the second mechanical valve up with the nozzle needle, open the channel for removing fuel from the control needle chambers, divert fuel from the chamber above the needle into the low pressure accumulator, hold the nozzle needle, the first and second mechanical valves in the upper position for a length of time the main injection mechanically during the interaction of a microprofile with a higher height with a convex surface of constant radius at the end of the plate or additionally move the nozzle needle according to a given law during the duration of the main injection during the interaction of microprofiles with a given variable height along the length of the microprofile with a convex surface of constant radius, after each main injection, the nozzle needle is moved to the lower extreme position, while the first and second furs are moved down These valves open the channel for supplying fuel to the control needle chamber and close the channel for removing fuel from the control needle chamber to the low pressure accumulator, supply fuel under high pressure to the control needle chamber, hold for the time specified at each cut-off between two consecutive injections injection after the main and preliminary injection, the nozzle needle and the first and second mechanical valves move the plate along the axis of the cam shaft with microprofiles with the running edge of the microprofile parallel to the axis of the cam, and the running edge of the microprofile parallel to the bevel of the convex surface at the end of the plate, change the length of the convex surface along the bevel with continuous control and change the duration of each injection continuously or move the plate along the axis of the cam shaft with microprofiles with the running edge of the microprofile, parallel to the axis of the cam shaft, and the running edge of the microprofile parallel to the axis of the cam shaft, change the length of the convex surface along the shaft axis in steps and Change the duration of the injection stepwise.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013129438/06A RU2530699C2 (en) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Method of fuel feed control and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013129438/06A RU2530699C2 (en) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Method of fuel feed control and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013129438A RU2013129438A (en) | 2013-11-10 |
| RU2530699C2 true RU2530699C2 (en) | 2014-10-10 |
Family
ID=49516835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013129438/06A RU2530699C2 (en) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Method of fuel feed control and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2530699C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU80457A1 (en) * | 1949-02-07 | 1949-11-30 | И.В. Григорьев | Fuel injection device for uncompressed diesel engines |
| US5906188A (en) * | 1995-09-21 | 1999-05-25 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Accumulator type fuel injection control system and the method thereof |
| US20040025830A1 (en) * | 2002-05-03 | 2004-02-12 | Draper David E. | Fuel system |
| RU2302550C2 (en) * | 2002-03-26 | 2007-07-10 | Вольво Ластвагнар Аб | Fuel injection system (versions) |
| US20090281707A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Denso Corporation | Fuel pressure controller and fuel pressure control 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 |
-
2013
- 2013-06-26 RU RU2013129438/06A patent/RU2530699C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU80457A1 (en) * | 1949-02-07 | 1949-11-30 | И.В. Григорьев | Fuel injection device for uncompressed diesel engines |
| US5906188A (en) * | 1995-09-21 | 1999-05-25 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Accumulator type fuel injection control system and the method thereof |
| RU2302550C2 (en) * | 2002-03-26 | 2007-07-10 | Вольво Ластвагнар Аб | Fuel injection system (versions) |
| US20040025830A1 (en) * | 2002-05-03 | 2004-02-12 | Draper David E. | Fuel system |
| US20090281707A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Denso Corporation | Fuel pressure controller and fuel pressure control 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013129438A (en) | 2013-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2383772C1 (en) | Method to control fuel feed and device to this end | |
| RU2486365C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
| RU2530699C2 (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 | |
| RU2302550C2 (en) | Fuel injection system (versions) | |
| RU2492343C2 (en) | Method to control fuel supply and devices to control fuel supply | |
| RU2492344C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2493423C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2492347C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2493422C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2493421C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2493419C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2493420C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2494276C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
| RU2492345C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| RU2391553C2 (en) | Fuel supply control method and device for its implementation (versions) | |
| RU2501969C2 (en) | Method to supply fuel and device to control fuel supply | |
| RU2494277C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
| RU2506450C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
| RU2506449C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
| RU2501971C2 (en) | Method to supply fuel and device to control fuel supply | |
| RU2506448C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
| RU2494280C2 (en) | Method of fuel feed control and device to this end | |
| RU2493418C2 (en) | Method to control fuel supply and device to control fuel supply | |
| EP2087226B1 (en) | A piston of a fuel injection pump and a fuel injection pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |