RU2531671C2 - Method of fuel supply control and fuel supply control unit - Google Patents

Method of fuel supply control and fuel supply control unit Download PDF

Info

Publication number
RU2531671C2
RU2531671C2 RU2013130383/06A RU2013130383A RU2531671C2 RU 2531671 C2 RU2531671 C2 RU 2531671C2 RU 2013130383/06 A RU2013130383/06 A RU 2013130383/06A RU 2013130383 A RU2013130383 A RU 2013130383A RU 2531671 C2 RU2531671 C2 RU 2531671C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
injection
pressure
needle
fuel
main
Prior art date
Application number
RU2013130383/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013130383A (en
Original Assignee
Погуляев Юрий Дмитриевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Погуляев Юрий Дмитриевич filed Critical Погуляев Юрий Дмитриевич
Priority to RU2013130383/06A priority Critical patent/RU2531671C2/en
Publication of RU2013130383A publication Critical patent/RU2013130383A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531671C2 publication Critical patent/RU2531671C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: motors and pumps.
SUBSTANCE: method of fuel supply control is proposed, which consists in that the fuel pressure is formed by the high pressure fuel pump, the fuel is supplied to the high-pressure hydraulic accumulator (HPHA) and a certain pressure level is established therein using the high-pressure control valve. The fuel is supplied to each injector at the pressure set for all injectors from common HPHA, the fuel is supplied under the needle and to the camera above the needle, during injection the fuel from the camera above the needle is drained through the duct, which is open by the second mechanical valve. Due to the difference of pressures above and below the needle the needle lifted and fuel is injected, the second mechanical valve is closed. The first mechanical valve is opened, the fuel is supplied under high pressure to the camera above a needle, the needle is shifted to the seat due to high-pressure, effecting the needle from above. Using the proposed method it is possible to perform at least one preliminary injection, at least one main injection and at least one injection after the main one. Besides the device for implementation of the fuel supply control method is offered.
EFFECT: improvement of precision of dosing of amount of injected fuel and optimisation of the fuel combustion process.
2 cl, 5 dwg

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, железнодорожном и водном транспорте, бронетехнике и инженерных машинахThe invention relates to a device for controlling the supply of fuel for internal combustion engines of 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 agriculture (plowing, threshing rolls with combines, laying rolls with reapers), for road-building machines and technologies implemented with their help, in automobile, railway and water transport, armored vehicles engineering and engineering machines

Из уровня техники известен способ управления подачей топлива (Электрогидравлическая форсунка с двухпозиционным клапаном. Известия вузов. Машиностроение. - 2002. - №2. Авторы С.А. Богачев, Ю.Е. Хрящев).The prior art method for controlling the supply of fuel (Electro-hydraulic nozzle with a two-position valve. University proceedings. Mechanical engineering. - 2002. - No. 2. Authors SA Bogachev, Yu.E. Khryashchev).

Этот способ управления подачей топлива включает подачу топлива под высоким давлением под иглу от источника высокого давления, отвод топлива от камеры над иглой через второй механический клапан, перемещение иглы в верхнее положение, подвод топлива высокого давления через первый механический клапан в камеру над иглой сверху, перемещение иглы в крайнее нижнее положениеThis method of controlling fuel supply includes supplying high pressure fuel under the needle from the high pressure source, removing fuel from the chamber above the needle through the second mechanical valve, moving the needle to the upper position, supplying high pressure fuel through the first mechanical valve to the chamber above the needle from above, moving needles to the lowest position

Этот способ предполагает независимую и последовательную работу наполнительного и разгрузочного клапанов, управляемых одним золотником и его приводом.This method involves independent and consistent operation of the filling and unloading valves controlled by a single spool and its actuator.

При открытом разгрузочном клапане и положении двухпозиционного клапана в левом (верхнем) крайнем положении закрыт наполнительный клапан.When the unloading valve is open and the on / off valve is in the left (upper) extreme position, the filling valve is closed.

Топливо отводится через разгрузочный клапан во внешнюю емкость из камеры над иглой, одновременно топливо подается напрямую под иглу, минуя наполнительный клапан. Игла поднимается в верхнее крайнее положение за счет разности давлений под и над иглой, открываются отверстия под иглой и происходит впрыск.Fuel is diverted through the discharge valve to an external container from the chamber above the needle, while fuel is supplied directly under the needle, bypassing the filling valve. The needle rises to the upper extreme position due to the pressure difference under and above the needle, openings under the needle open and injection occurs.

При открытом наполнительном клапане и положении двухпозиционного клапана в правом (нижнем) крайнем положении закрыт разгрузочный клапан. Топливо подводится через наполнительный клапан от гидравлического аккумулятора высокого давления в камеру над иглой, одновременно топливо подается напрямую под иглу, минуя наполнительный клапан. Игла перемещается в нижнее крайнее положение за счет разности площадей площадки над иглой и дифференциальной площадки под иглой при одинаковом подаваемом давлении в камеру над иглой и под иглу, закрываются отверстия под иглой и происходит отсечка топлива. Известный способ имеет существенные недостатки.When the filling valve is open and the on / off valve is in the right (lower) extreme position, the discharge valve is closed. Fuel is supplied through the filling valve from the high-pressure hydraulic accumulator to the chamber above the needle, while fuel is supplied directly under the needle, bypassing the filling valve. The needle moves to the lower extreme position due to the difference in the area of the pad above the needle and the differential pad under the needle with the same pressure applied to the chamber above the needle and under the needle, the holes under the needle are closed and fuel is cut off. The known method has significant disadvantages.

Известный 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.The known 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.

Известный способ не позволяет регулировать отдельные впрыски по давлению и реализовать оптимальный цикл подачи топлива.The known method does not allow you to adjust the individual injection pressure and to realize the optimal fuel supply cycle.

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 SA Bogachev, Yu.E. Khryashchev).

Это устройство для реализации управления подачей топлива включает форсунку с иглой без пружины, с двумя клапанами с механическим переключением из одного положения в другое, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный бак, топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления, гидравлический аккумулятор высокого давления, соединенные гидравлически.This device for realizing fuel supply control includes a nozzle with a needle without a spring, with two valves with mechanical switching from one position to another, a spray with one level of openings, a fuel tank, a fuel priming pump, a high pressure fuel pump, a hydraulic high pressure accumulator connected hydraulically .

В этом устройстве игла не подпружинена, а отсутствие пружины повышает быстродействие иглы и, как следствие, улучшает подачу 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 fuel supply by forming steep feed fronts with minimization of transient losses.

В этом устройстве первый механический клапан - наполнительный и второй механический клапан - разгрузочный работают в противофазе и имеют общий привод.In this device, the first mechanical valve - filling and the second mechanical valve - unloading operate in antiphase and have a common drive.

Когда открыт наполнительный клапан, то закрыт разгрузочный клапан и, наоборот, когда закрыт наполнительный клапан, то открыт разгрузочный клапан.When the filling valve is open, the discharge valve is closed and, conversely, when the filling valve is closed, the discharge valve is open.

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. Устройство не позволяет регулировать давление каждого впрыска, реализовать основной впрыск различной конфигурации, не отвечает современным экологическим требованиям для систем подачи топлива.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. The device does not allow you to adjust the pressure of each injection, to implement the main injection of various configurations, does not meet modern environmental requirements for fuel supply systems.

Оптимальный цикл впрыска может содержать пять впрысков или даже три впрыска и может быть реализован с помощью механических средств нового поколения.An optimal injection cycle can contain five injections or even three injections and can be realized using new generation mechanical means.

Кроме того, пьезопривод обладает высокой стоимостью до 1000 евро за один комплект для одного цилиндра, и необходимы приводы более дешевые, обладающие теми же характеристиками, что и пьезопривод по быстродействию.In addition, the piezo drive has a high cost of up to 1000 euros per set for one cylinder, and cheaper drives are needed that have the same characteristics as the piezo drive for speed.

Целью изобретения является повышение индикаторного кпд, а также упрощение, повышение надежности и снижение стоимости топливоподающей аппаратуры.The aim of the invention is to increase the indicator efficiency, as well as simplifying, improving reliability and reducing the cost of fuel supply equipment.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления подачей топлива, включающем переключение двух управляющих клапанов из одного положения в другое, подачу топлива под высоким давлением под иглу от источника высокого давления, отвод топлива от камеры над иглой через открытый второй механический клапан и перемещение иглы в верхнее положение при впрыске, перемещение иглы в крайнее нижнее положение, согласно предлагаемому изобретению осуществляют как минимум один предварительный впрыск до как минимум одного основного 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 одновременно перемещают механическим путем два механических клапана с помощью кулачков с микропрофилями с заданной высотой, вращающихся с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала, взаимодействующих с пластиной, кинематически соединенной с двумя механическими клапанами, закрывают при впрыске первый клапан и перекрывают канал подачи топлива высокого давления в управляющую надыгольную кольцевую камеру, открывают при впрыске второй механический клапан и открывают канал отвода топлива от управляющей надыгольной кольцевой камеры, подают при каждом впрыске топливо под высоким давлением от гидравлического аккумулятора высокого давления под иглу, перемещают иглу в крайнее верхнее положение за счет разности давлений над и под иглой, удерживают иглу в верхнем положении при подаче топлива в цилиндр за счет давления топлива под иглой, удерживают оба механических клапана в верхнем положении механическим путем при взаимодействии микропрофилей с заданной высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины на время длительности каждого впрыска, после окончания каждого предварительного впрыска, каждого основного впрыска и каждого впрыска после основного перемещают оба механических клапана в крайнее нижнее положение, удерживают их в крайнем нижнем положении во время каждой отсечки, открывают при отсечке первый механический клапан и подают топливо от гидравлического аккумулятора высокого давления в управляющую надыгольную камеру через первый механический клапан, закрывают второй механический клапан и прекращают при отсечке отвод топлива через второй механический клапан от управляющей надыгольной кольцевой камеры, перемещают иглу в крайнее нижнее положение и удерживают ее гидравлическим путем на время длительности каждой отсечки, перемещают пластину, взаимодействующую с микропрофилями, управляющими 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, при этом при осуществлении как минимум одного предварительного впрыска, одного основного впрыск, как минимум одного впрыска после основного при управлении перемещением механических клапанов, работающих в противофазе при впрыске и отсечке, и регулировании длительности каждого впрыска быстродействующим реверсивным механическим приводом индивидуальный уровень давления, подаваемого в каждую отдельную форсунку перед каждым последующим впрыском, устанавливают независимо от управления перемещением механических клапанов и управления длительностью впрысков во время предыдущей отсечки с помощью второго индивидуального для каждой форсунки клапана регулирования высокого давления с пьезоприводом, установленного между форсункой и сливом или гидравлическим аккумулятором низкого давления, при реализации первого предварительного впрыска изменяют давление от максимального при большой отсечке между вторым впрыском после основного и предварительным впрыском последующего цикла в конце этой отсечки до требуемого при предварительном впрыске, второй предварительный впрыск проводят при том же давлении или изменяют его, при реализации основного впрыска увеличивают давление от предыдущего до максимального при реализации одноступенчатого основного впрыска или устанавливают в конце отсечки после предварительного впрыска начальное давление первой ступеньки основного впрыска, изменяют в течение впрыска давление основного впрыска на второй ступеньке основного впрыска до максимального, первый впрыск после основного проводят при максимальном давлении или изменяют его в конце отсечки после основного впрыска, давление второго впрыска после основного устанавливают меньше максимального в конце отсечки после первого впрыска после основного, после второго впрыска после основного, в начале большой отсечки между циклами подачи топлива устанавливают максимальное давление топлива, подаваемого на впрыск, до начала нового цикла подачи топлива.This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the fuel supply, including switching two control valves from one position to another, supplying high pressure fuel under the needle from the high pressure source, removing fuel from the chamber above the needle through the open second mechanical valve and moving the needle to the upper position during injection, the movement of the needle to the lowest position, according to the invention, at least one preliminary injection is carried out to at least one main and at least the mind is one injection after at least one main injection, at the same time, at each preliminary injection, at each main injection and at each injection after the main injection, two mechanical valves are simultaneously mechanically moved by means of cams with microprofiles with a given height, rotating with a frequency proportional to the crankshaft speed the shaft interacting with a plate kinematically connected to two mechanical valves, close the first valve during injection and block the high-pressure fuel supply channel the control needle ring chamber, the second mechanical valve is opened during injection and the fuel removal channel is opened from the control needle ring chamber, the fuel is fed at high pressure from each high pressure hydraulic accumulator under the needle, the needle is moved to its highest position due to the pressure difference above and under the needle, hold the needle in the upper position when fuel is supplied to the cylinder due to the fuel pressure under the needle, hold both mechanical valves in the upper position by way of interaction of microprofiles with a given height with a convex surface of constant radius at the end of the plate for the duration of each injection, after the end of each preliminary injection, each main injection and each injection after the main, both mechanical valves are moved to the lowermost position, hold them in the lowermost position position during each cut-off, the first mechanical valve is opened during shut-off and fuel is supplied from the hydraulic high-pressure accumulator to the control the needle chamber through the first mechanical valve, close the second mechanical valve and stop the fuel removal through the second mechanical valve from the control needle ring chamber during cut-off, move the needle to its lowest position and hold it hydraulically for the duration of each cut-off, move the plate interacting with microprofiles controlling injections along the axis of the cam shaft with microprofiles with a running edge of each microprofile parallel to the axis of the cam shaft and the 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 the bevel with continuous control and change the duration of each injection, while performing at least one preliminary injection, one main injection, at least one injection after the main one when controlling the movement of mechanical valves operating in antiphase during injection and cut-off, and controlling the duration of each injection by a fast-acting with an eversive mechanical actuator, the individual pressure level supplied to each individual nozzle before each subsequent injection is set independently of the control of the movement of the mechanical valves and the control of the duration of the injections during the previous cut-off using a second piezo-actuated control valve for each nozzle installed between the nozzle and discharge or hydraulic accumulator of low pressure, during the implementation of the first preliminary injection of change the pressure from the maximum with a large cut-off between the second injection after the main and preliminary injection of the subsequent cycle at the end of this cut-off to that required by the preliminary injection, the second preliminary injection is carried out at the same pressure or change it, when the main injection is implemented, increase the pressure from the previous to maximum at the implementation of a single-stage main injection or set at the end of the cutoff after pre-injection, the initial pressure of the first step of the main injection, during the injection, they change the pressure of the main injection at the second step of the main injection to the maximum, the first injection after the main is carried out at maximum pressure or change it at the end of the cutoff after the main injection, the pressure of the second injection after the main is set lower than the maximum at the end of the cutoff after the first injection after the main, after the second injection after the main injection, at the beginning of a large cut-off between the fuel supply cycles, the maximum pressure of the fuel supplied to the injection is set, before starting fuel cycle.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления подачей топлива, включающее форсунку с иглой, с двумя клапанами с механическим переключением из одного положения в другое, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный бак, топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления, гидравлический аккумулятор высокого давления, соединенные гидравлически, согласно предлагаемому изобретению снабжено двумя управляющими механическими клапанами, гидравлическим аккумулятором низкого давления, мультипликатором перемещения, быстродействующим реверсивным механическим приводом, индивидуальным клапаном регулирования высокого давления с пьезоприводом, надыгольная камера каждой форсунки соединена с гидравлическим аккумулятором низкого давления, выход гидроаккумулятора низкого давления соединен со входом топливного насоса высокого давления, выход гидравлического аккумулятора высокого давления соединен с гидравлическим аккумулятором низкого давления, первый управляющий механический клапан для каждой форсунки установлен в канале форсунки между входом гидравлического аккумулятора высокого давления и управляющей надыгольной кольцевой камерой каждой форсунки, второй управляющий механический клапан установлен в канале форсунки между управляющей надыгольной кольцевой камерой каждой форсунки и гидравлическим аккумулятором низкого давления, первый и второй механические клапаны соединены рычагами со штоком, а через него с быстродействующим реверсивным механическим приводом, 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, соединенного напрямую или через мультипликатор перемещения со штоком, с которыми соединены первый и второй механические клапаны, 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, индивидуальный клапан регулирования высокого давления с пьезоприводом каждой форсунки соединен на входе с кольцевой камерой высокого давления под иглой форсунки, а на выходе - с гидравлическим аккумулятором низкого давления.This goal is achieved by the fact that the fuel control device comprising a nozzle with a needle, with two valves with mechanical switching from one position to another, a spray with one level of holes, a fuel tank, a fuel priming pump, a high pressure fuel pump, a high pressure hydraulic accumulator, hydraulically connected, according to the invention is equipped with two control mechanical valves, a low-pressure hydraulic accumulator, a moving multiplier a high-speed reversible mechanical actuator, an individual high-pressure control valve with a piezo actuator, the needle chamber of each nozzle is connected to the low-pressure hydraulic accumulator, the low-pressure accumulator output is connected to the high-pressure fuel pump inlet, the output of the high-pressure hydraulic accumulator is connected to the low-pressure hydraulic accumulator, the first control mechanical valve for each nozzle is installed in the nozzle channel between the inlet ohm of the hydraulic accumulator of high pressure and the control needle ring chamber of each nozzle, the second control mechanical valve is installed in the channel of the nozzle between the control needle ring chamber of each nozzle and the hydraulic accumulator of low pressure, the first and second mechanical valves are connected by levers to the rod, and through it with a quick reversing mechanical drive, which is equipped with at least one plate for one cylinder with a convex surface at one end of the post of a constant radius and a certain length of the convex part, a shaft connected kinematically to the crankshaft, with at least one profiled cam on it, with at least one microprofile on each profiled cam, the 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, when adjusting the injection duration, 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 rod, connected directly or through a movement multiplier to the rod, with which the first and second mechanical valves are connected, each plate is made with the possibility of movement in a plane perpendicular or angled to the axis of the needle and rod when adjusting the injection duration, and connected for this by a spline connection with the rod relative to which the plate moves, an individual high pressure control valve with a piezo actuator of each nozzle is connected inen at the inlet with an annular high-pressure chamber under the nozzle needle, and at the outlet with a low-pressure hydraulic accumulator.

Устройство для реализации способа иллюстрируется чертежами:A device for implementing the method is illustrated by drawings:

на фиг.1 показана форсунка (продольный разрез) и два механических клапана, соединенные с быстродействующим реверсивным механическим приводом (БРМП);figure 1 shows the nozzle (longitudinal section) and two mechanical valves connected to a high-speed reversible mechanical actuator (BRMP);

на фиг.2 показана кинематическая схема БРМП с линейным перемещением механических клапанов и программой управления длительностью впрыска подачи топлива, расположенной вне механических клапанов 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 BRMP kinematic diagram with linear movement of mechanical valves and a fuel injection duration control program located outside the mechanical valves on a half-plate with a curved end and with a convex surface of constant radius at the end with a program of variable injection duration on them and on profiled cams with software profiles, as well as a spring-loaded rod with a spline connection with the plate with the ability to move the plate relative to the rod in the plane, perpendicular second spring-loaded rod axis (a cross section) or at an angle thereto;

на фиг.3 показана кинематическая схема БРМП с линейным перемещением для двух механических клапанов и программой управления длительностью впрыска подачи топлива, расположенной вне клапанов 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 for two mechanical valves and a fuel injection duration control program located outside the valves 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;

на фиг.4 показана блок-схема системы подачи топлива с двумя механическими клапанами, гидравлическим аккумулятором высокого давления (ГАВД), форсункой и гидравлическим аккумулятором низкого давления (ГАНД);figure 4 shows a block diagram of a fuel supply system with two mechanical valves, a high pressure hydraulic accumulator (GAVD), a nozzle and a low pressure hydraulic accumulator (GAND);

на фиг.5 показан индивидуальный клапан регулирования высокого давления с пьезоприводом.figure 5 shows an individual high pressure control valve with a piezo actuator.

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 в корпусе 5; канала 6 форсунки 1 для подвода высокого давления от ГАВД (ГАВД на фиг.1 не показан) под иглу 3 и кольцевую камеру 5 при отсечке; канала 7 в корпусе форсунки, часть которого показана пунктиром при подводе топлива к управляющей надыгольной кольцевой камере в корпусе форсунки, для подвода высокого давления от ГАВД (ГАВД на фиг.1 не показан) в надыгольную управляющую камеру и кольцевую камеру 5; штока 8, соединенного с иглой 3; пружины 9 для подпружинивания иглы 3 через шток 8, расположенной в управляющей надыгольной кольцевой камере 10; первого механического клапана 11 (ПМК 11), перекрывающего канал 7 подвода высокого давления в управляющую надыгольную кольцевую камеру 10; второго механического клапана 12 (ВМК 12), перекрывающего канал отвода низкого давления в гидравлический аккумулятор низкого давления (ГАНД на фиг.1 не показан); рычага 13, соединяющего ПМК 11 и ВМК 12 со штоком 14; канала 15 с дросселем (дроссель на фиг.1 не показан) для отвода топлива при впрыске от управляющей надыгольной кольцевой камеры 10; мультипликатора перемещения 16 (МП16); пружины 17, расположенной между МП16 и корпусом 18 БРМП.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, an annular chamber in the housing 5; channel 6 of the nozzle 1 for supplying high pressure from the high pressure washer (high pressure washer is not shown in figure 1) under the needle 3 and the annular chamber 5 when the shut-off; channel 7 in the nozzle body, part of which is indicated by a dotted line when fuel is supplied to the control needle ring chamber in the nozzle body, for supplying high pressure from the high pressure washer (pressure regulator is not shown in Fig. 1) to the needle needle control chamber and ring chamber 5; rod 8 connected to the needle 3; springs 9 for springing the needle 3 through the rod 8 located in the control needle ring chamber 10; the first mechanical valve 11 (PMK 11), blocking the channel 7 for supplying high pressure to the control needle ring chamber 10; the second mechanical valve 12 (VMK 12), blocking the channel for low pressure discharge to the low pressure hydraulic accumulator (GAND in figure 1 is not shown); a lever 13 connecting PMK 11 and VMK 12 with the rod 14; channel 15 with a throttle (the throttle in figure 1 is not shown) for the removal of fuel during injection from the control needle ring chamber 10; movement multiplier 16 (MP16); a spring 17 located between the MP16 and the housing 18 BRMP.

Устройство на фиг.2 представляет быстродействующий реверсивный механический привод (БРМП) и состоит из МП 16, пружины 17; стойки 18; штока, соединенного с двумя механическими клапанами (на фиг. 2 не показан); штока 19, соединенного с пластиной 20 со шлицами 21 для перемещения пластин 20 и 22 в плоскости, перпендикулярной плоскости иглы 3 форсунки; пластины 22 с изогнутым выпуклым концом 23 (ВП 23), соединенной с пластиной 20; кулачка 24 на валу (вал на фиг.2 не обозначен) с микропрофилями с набегающей кромкой, параллельной оси кулачка 24, и сбегающей кромкой, параллельной скосу ВП 23; микропрофиля 25 для реализации предварительного впрыска (ПВ), микропрофиля 26 для реализации основного впрыска (OВ) большей длительности, микропрофиля 27 для реализации впрыска после основного (ВПО).The device in figure 2 represents a high-speed reversible mechanical drive (BRMP) and consists of MP 16, spring 17; racks 18; a rod connected to two mechanical valves (not shown in FIG. 2); a rod 19 connected to the plate 20 with slots 21 for moving the plates 20 and 22 in a plane perpendicular to the plane of the needle 3 of the nozzle; plate 22 with a curved convex end 23 (VP 23) connected to the plate 20; cam 24 on the shaft (the shaft is not indicated in FIG. 2) with microprofiles with a running edge parallel to the axis of the cam 24 and a running edge parallel to the bevel VP 23; microprofile 25 for the implementation of preliminary injection (PV), microprofile 26 for the implementation of the main injection (OV) of longer duration, microprofile 27 for the implementation of the injection after the main (VPO).

Устройство на фиг.3 состоит из МП 16, пружины 17, стойки 18; пластины 22 с выпуклым изогнутым концом 23 (ВП 23); штока (на фиг.3 не показан), соединенного с двумя механическими клапанами в теле форсунки; штока 19, соединенного с пластиной 20 со шлицами 21 для перемещения пластин 21 и 22 в плоскости, перпендикулярной плоскости иглы 3 форсунки; пластины 22 с изогнутым выпуклым концом 23 (ВП23), соединенной с пластиной 20.The device in figure 3 consists of an MP 16, a spring 17, a rack 18; plate 22 with a convex curved end 23 (VP 23); a rod (not shown in FIG. 3) connected to two mechanical valves in the nozzle body; a rod 19 connected to the plate 20 with slots 21 for moving the plates 21 and 22 in a plane perpendicular to the plane of the needle 3 of the nozzle; plate 22 with a curved convex end 23 (VP23) connected to the plate 20.

Устройство на фиг.4 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 (ТНВД 32), который трубопроводом 33 соединен с гидравлическим аккумулятором высокого давления 34 (ГАВД 34) с клапаном регулирования высокого давления 35 (КРВД 35) общего для всех форсунок; ГАВД 34 соединен трубопроводом 36 с каналами 6 и 7 для подвода топлива высокого давления к форсунке; индивидуального клапана регулирования высокого давления 37 (ИКРВД 37), соединенного на входе с кольцевой камерой 5 форсунки 1, а на выходе - с гидравлическим аккумулятором низкого давления (ГАНД); трубопровода 38 для отвода топлива низкого давления от форсунки с дросселем в ГАНД; ГАНД 39 с клапаном регулирования давления на выходе 40 (КРД 40); трубопровода 41, соединенного со входом ТНВД 32.The device in figure 4 consists of a fuel tank 28 connected by a pipe 29 to a fuel priming pump 30; pipeline 31, by which the fuel priming pump 30 is connected to the high pressure fuel pump 32 (high-pressure fuel pump 32), which pipe 33 is connected to a hydraulic high-pressure accumulator 34 (GAVD 34) with a high pressure control valve 35 (high pressure pump 35) common to all nozzles; GAVD 34 is connected by a pipe 36 with channels 6 and 7 for supplying high pressure fuel to the nozzle; an individual high-pressure control valve 37 (IKRVD 37) connected at the inlet to the annular chamber 5 of the nozzle 1, and at the outlet, to a low-pressure hydraulic accumulator (GAND); pipeline 38 for the removal of low-pressure fuel from the nozzle with a throttle in the GAND; GAND 39 with a pressure control valve at the outlet 40 (KRD 40); pipeline 41 connected to the input of the high pressure fuel pump 32.

Устройство на фиг.5 состоит из индивидуального клапана регулирования высокого давления 37 (ИКРВД 37), соединенного трубопроводом (трубопровод на фиг.4 не показан) на выходе со входом ГАНД 39, а на входе - с выходом кольцевой камеры 5 форсунки 1; корпуса 42 ИГАВД 37; гидроразгруженного клапана 43, подпружиненного пружиной 44; пьезопривода 45, соединенного механически через мультипликатор перемещения 46 с клапаном 43.The device in FIG. 5 consists of an individual high pressure control valve 37 (IKRVD 37) connected by a pipeline (the pipeline in FIG. 4 is not shown) at the outlet with the input of the GAND 39, and at the entrance with the output of the annular chamber 5 of the nozzle 1; building 42 IGAVD 37; hydraulic valve 43, spring-loaded spring 44; a piezo actuator 45 connected mechanically via a movement multiplier 46 to a valve 43.

Работа устройства, реализующего способ.The operation of the device that implements the method.

Устройство реализует как минимум три впрыска: предварительный впрыск (ПВ), основной впрыск (OВ), впрыск после основного (ВПО), а также может реализовать пять впрысков. При этом микропрофили для реализации вторых ПВ и вторых ВПО не показаны на фиг.2 и фиг.3.The device implements at least three injections: preliminary injection (PV), main injection (OV), injection after the main (VPO), and can also realize five injections. While microprofiles for the implementation of the second PV and second VPO are not shown in figure 2 and figure 3.

Управление началом, окончанием, а также длительностью каждого впрыска осуществляется посредством БРМП.The start, end, and duration of each injection are controlled by BRMP.

Давление для каждого впрыска устанавливается индивидуально с помощью ИКРВД 37 независимо от работы БРМП.The pressure for each injection is set individually using IKRVD 37 regardless of the operation of the BRMP.

При реализации ПВ с малым давлением во время отсечки между циклами подачи топлива в ее конце на пьезопривод 45 подается напряжение с ЭБУ (ЭБУ на фиг.4 не показан), при котором пьезопривод 45 создает давление и перемещение через МП 46 влево. Сжимается пружина 44, увеличивается проходное сечение гидроразгруженного клапана 43. Часть топлива поступает от кольцевой камеры 5 через гидроразгруженный клапан 43 в ГАНД 39 или на слив.When realizing a low-pressure air supply during the cut-off between the fuel supply cycles at its end, voltage is supplied to the piezoelectric actuator 45 from the computer (the computer is not shown in Fig. 4), at which the piezoelectric actuator 45 creates pressure and moves through the MP 46 to the left. The spring 44 is compressed, the flow area of the hydraulically unloaded valve 43 is increased. A part of the fuel comes from the annular chamber 5 through the hydraulically unloaded valve 43 to the GAND 39 or to the drain.

Давление в кольцевой камере 5 падает и ПВ реализуется при пониженном давлении.The pressure in the annular chamber 5 drops and the PV is realized under reduced pressure.

Перед OВ на пьезопривод 45 подается минимальное напряжение. Он не создает давления и перемещения. Пружина 44 перемещает клапан 43 в крайнее правое положение и закрывает его. В кольцевой камере 5 устанавливается максимальное давление от ГАВД 34 на время OВ.Before OV on the piezo actuator 45 is supplied with a minimum voltage. It does not create pressure and displacement. A spring 44 moves the valve 43 to the far right and closes it. In the annular chamber 5, the maximum pressure from the HAVD 34 is set for the time ОВ.

OВ oсуществляется с постоянным максимальным давлением в течение всего впрыска при одноступечатой по давлению форме впрыска.OV is carried out with a constant maximum pressure during the entire injection in a single-press injection form.

OВ можно реализовать и в виде ступенчатой или многоступенчатой фигуры давления.OB can also be realized in the form of a stepped or multi-stage pressure figure.

Если OВ реализуется в виде многоступенчатой фигуры, то в конце OВ давление должно быть максимальным.If the OB is realized in the form of a multi-stage figure, then at the end of the OB the pressure should be maximum.

Для этого в начале OВ подают на пьезопривод 45 такое напряжение, которое соответствует определенному давлению в кольцевой камере 5, которое создаст необходимое давление впрыска для первой ступени.For this, at the beginning of the OB, a voltage is applied to the piezoelectric actuator 45 that corresponds to a certain pressure in the annular chamber 5, which will create the necessary injection pressure for the first stage.

При этом напряжении пьезопривод 45 создает определенное давление и дает перемещение через МП 46 клапану 43.At this voltage, the piezo actuator 45 creates a certain pressure and allows movement through the valve 46 to the valve 43.

Клапан 43 перемещается влево, сжимает пружину 44 и открывается на определенную величину. При этом часть топлива сливается в ГАНД 39.The valve 43 moves to the left, compresses the spring 44 and opens by a certain amount. In this case, part of the fuel is discharged into GAND 39.

Давление в кольцевой камере 5 становится ниже максимального. При этом давлении начинается OB - его первая ступенька с меньшим давлением.The pressure in the annular chamber 5 becomes lower than the maximum. At this pressure, OB begins - its first step with less pressure.

В течение OВ напряжение, подаваемое на пьезопривод 45, уменьшается до минимального. Пружина 44 перемещает клапан 43 вправо и закрывает клапан 43 полностью. В кольцевой камере 5 восстанавливается максимальное давление и вторая часть OВ и часть второй ступеньки проходит с максимальным давлением. Многоступенчатая форма впрыска реализуется аналогично.During the OB, the voltage supplied to the piezoelectric actuator 45 is reduced to a minimum. A spring 44 moves the valve 43 to the right and closes the valve 43 completely. In the annular chamber 5, the maximum pressure is restored and the second part OB and part of the second step passes with maximum pressure. A multi-stage injection form is implemented similarly.

После окончания OВ давление в камере остается постоянным, если ВПО осуществляется при постоянном давлении во время отсечки между первым ВПО и OВ и в течение первого ВПО. При этом на пьезоприводе 45 остается минимальное напряжение во время отсечки после OВ и во время проведения ВПО. Клапан 43 закрыт, в кольцевой камере 5 создается максимальное давление, равное давлению ГАНД 34. Первый ВПО осуществляется при максимальном давлении.After the end of the OB, the pressure in the chamber remains constant if the VPO is carried out at a constant pressure during the cutoff between the first VPO and OB and during the first VPO. At the same time, the minimum voltage remains on the piezoelectric actuator 45 during the cutoff after OV and during the VPO. The valve 43 is closed, in the annular chamber 5 creates a maximum pressure equal to the pressure of the GAND 34. The first VPO is carried out at maximum pressure.

Если ВПО осуществляется при меньшем давлении, чем OВ, то в конце отсечки после OВ или в начале ВПО изменяют давление ВПО. На пьезопривод 45 подается напряжение, которое больше минимального.If VPO is carried out at a lower pressure than ОВ, then at the end of cut-off after ОВ or at the beginning of VPO the pressure of VPO is changed. The piezoelectric actuator 45 is supplied with a voltage that is greater than the minimum.

Пьезопривод 45 создает давление и перемещает через МП 46 клапан 43 влево. Проходное сечение клапана 43 увеличивается. Давление в кольцевой камере 5 уменьшается, поскольку часть топлива сливается из кольцевой камеры 5 в ГАНД 39. Впрыск ВПО осуществляется при пониженном давлении.The piezo actuator 45 creates pressure and moves the valve 43 to the left through the MP 46. The flow area of valve 43 is increased. The pressure in the annular chamber 5 decreases, since part of the fuel is discharged from the annular chamber 5 into the GAND 39. The VPO is injected under reduced pressure.

Второй ВПО реализуется после первого ВПО с давлением меньше максимального. На пьезопривод 45 подается напряжение, которое соответствует давлению для реализации второго ВПО. Длительность ВПО задается с помощью БРМП. Окончание ВПО также регулируется с помощью БРМПThe second VPO is realized after the first VPO with a pressure less than the maximum. A voltage is applied to the piezoelectric actuator 45, which corresponds to the pressure for the implementation of the second VPO. The duration of the HPO is set using BRMP. End of HPE is also regulated by BRMP

После окончания второго ВПО на пьезопривод 45 снова подается минимальное напряжение. Пружина 44 перемещает клапан 43 вправо и закрывает клапан 43 полностью. В камере 5 восстанавливается максимальное давление и большая отсечка между двумя циклами подачи топлива реализуется с максимальным давлением в камере 5. Избыточное топливо при отсечке между циклами поступает через КРВД 35 в ГАНД 39 и через него в ТНВД 32.After the end of the second VPO, the minimum voltage is again applied to the piezoelectric actuator 45. A spring 44 moves the valve 43 to the right and closes the valve 43 completely. In the chamber 5, the maximum pressure is restored and a large cut-off between the two fuel supply cycles is realized with a maximum pressure in the chamber 5. Excess fuel during the cut-off between the cycles enters through the fuel injection valve 35 to the GAND 39 and through it to the high-pressure fuel pump 32.

Начало, конец каждого впрыска, а также длительность каждого впрыска осуществляются с помощью БРМП. Поэтому эти управления рассматриваются отдельно от управления давлением впрысков, хотя оба независимых управления должны быть согласованы.The beginning, end of each injection, as well as the duration of each injection are carried out using BRMP. Therefore, these controls are considered separately from the injection pressure control, although both independent controls must be consistent.

При наличии пружины 17 (фиг.2, фиг.3) БРМП работает следующим образом. Перемещение пластин 20 и 22, соединенных жестко между собой, влево (вверх) осуществляется при повороте кулачка 24 на валу, кинематически соединенного с коленчатым валом (на фиг.2 и фиг.3 вал не показан) для осуществления ПВ при взаимодействии микропрофиля 25 с пластиной 22; для осуществления OВ при взаимодействии микропрофиля 26 с пластиной 22; для осуществления ВПО при взаимодействии микропрофиля 27 с пластиной 22.In the presence of a spring 17 (figure 2, figure 3) BRMP works as follows. The movement of the plates 20 and 22, rigidly connected to each other, to the left (up) is carried out by turning the cam 24 on the shaft kinematically connected to the crankshaft (the shaft is not shown in FIG. 2 and FIG. 3) to carry out the PV when the microprofile 25 interacts with the plate 22; for the implementation of OB in the interaction of the microprofile 26 with the plate 22; for the implementation of malware in the interaction of the microprofile 27 with the plate 22.

Сжимается пружина 17, в которой запасается потенциальная энергия. Вместе с пластиной 22 перемещается шток 19, через МП 16 перемещается шток 14 вместе рычагом 13, механически связанным со штоком 14 и ПМК 11 и ВМК 12.A spring 17 is compressed in which potential energy is stored. Together with the plate 22, the rod 19 moves, through the MP 16 the rod 14 moves together with a lever 13, mechanically connected with the rod 14 and PMK 11 and VMK 12.

ПМК11 и ВМК 12 с рычагом 13 перемещаются в прорези в корпусе форсунки (на фиг.1 не показана).PMK11 and VMK 12 with a lever 13 are moved into the slots in the nozzle body (not shown in Fig. 1).

Закрывается канал 7 с помощью ПМК 11. Топливо под высоким давлением не подается от ГАВД 34 в управляющую надыгольную кольцевую камеру 10 при впрыске. Открывается канал 15 с помощью ВМК 12. Топливо при впрыске из управляющей надыгольной камеры 10 поступает в ГАНД 39 по трубопроводу 38. Давление в топливной системе не падает до нулевого.The channel 7 is closed by means of the PMC 11. Fuel under high pressure is not supplied from the GAVD 34 to the control needle ring chamber 10 during injection. Channel 15 opens using VMK 12. Fuel, when injected from the control needle chamber 10, enters the GAND 39 through line 38. The pressure in the fuel system does not drop to zero.

Топливо поступает в ГАНД 39 под давлением и не падает ниже давления, задаваемого КРД 40, которое является переменным и определяется режимом работы. Это улучшает экономичность форсунки. Энергия топлива при управлении не падает до энергии топлива при его сливе. Из топлива не выделяются пузырьки воздуха, растворенные в топливе.The fuel enters GAND 39 under pressure and does not fall below the pressure set by the KRD 40, which is variable and is determined by the operating mode. This improves the efficiency of the nozzle. The fuel energy during control does not drop to the fuel energy when it is drained. No air bubbles dissolved in the fuel are released from the fuel.

Одновременно топливо под высоким давлением поступает под иглу 3 и под верхнюю часть иглы 3 в кольцевую камеру 5.At the same time, fuel under high pressure enters under the needle 3 and under the upper part of the needle 3 into the annular chamber 5.

После перемещения пластины 22, а вместе с нею ПМК 11 и ВМК 12 с рычагом 13 и штоком 14 в крайнее левое (верхнее) положение для ПВ, для OВ и для ВПО начинаются впрыски.After moving the plate 22, and together with it the PMK 11 and VMK 12 with the lever 13 and the rod 14 to the leftmost (upper) position for the PV, for the S and for the HPE, the injections begin.

Топливо поступает при каждом из трех впрысков от ГАВД 34 под иглу 3 по трубопроводу 36 каналу 6 (фиг.1 и фиг.4), в кольцевую камеру 5, кольцевую проточку 4, под иглу 3 и в отверстия 2 для впрыска. С помощью микропрофилей может быть реализовано два ПВ и два ВПО. Микропрофили для реализации вторых ПВ и вторых ВПО на фиг.2 и фиг.3 не показаны.Fuel is supplied during each of the three injections from the GAVD 34 under the needle 3 through the pipe 36 to the channel 6 (Fig. 1 and Fig. 4), into the annular chamber 5, the annular groove 4, under the needle 3 and into the holes 2 for injection. With the help of microprofiles, two PV and two VPO can be realized. Microprofiles for the implementation of the second PV and second VPO in figure 2 and figure 3 are not shown.

Игла 3 поднимается вверх, сжимается пружина 9. Игла 3 и ее верхняя часть 9 перемещаются вверх из-за разности давлений под иглой 3, ее верхней части 9 и давления в ГАНД 39, которое устанавливается с помощью КРД 40 и которое значительно ниже давления ГАВД 34.The needle 3 rises, the spring 9 is compressed. The needle 3 and its upper part 9 move up due to the pressure difference under the needle 3, its upper part 9 and the pressure in the GAND 39, which is set using the KRD 40 and which is significantly lower than the pressure of the GAVD 34 .

Происходит впрыск через отверстия 2.Injection through holes 2.

Микропрофили 25, 26, 27 поочередно взаимодействуют с ВП 23 постоянного радиуса. Поэтому во время впрысков ПМК 11 находится в крайнем верхнем положении и перекрывает на время впрысков канал 7.Microprofiles 25, 26, 27 alternately interact with VP 23 of constant radius. Therefore, during injections, the PMC 11 is in its highest position and blocks channel 7 for the duration of the injections.

ВМК 12 находится в крайнем верхнем положении и открывает на время впрысков канал 15.VMK 12 is in its highest position and opens the channel 15 for the duration of the injections.

Длительность каждого впрыска определяется длиной ВП 23 и длиной поверхности каждого из микропрофилей 25, 26, 27. Эта длительность различается по назначению впрыска. Микропрофили для реализации вторых ПВ и вторых ВПО на фиг.2 и фиг.3 не показаны.The duration of each injection is determined by the length of the VP 23 and the surface length of each of the microprofiles 25, 26, 27. This duration varies according to the purpose of the injection. Microprofiles for the implementation of the second PV and second VPO in figure 2 and figure 3 are not shown.

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.

OВ 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 для снижения уровня окислов азота и сажи.VPO is also implemented with a short duration required for burning the fuel from the main injection to reduce the level of nitrogen oxides and soot.

После взаимодействия каждого микропрофиля 25, 26, 27 с заданной длиной с ВП 23 микропрофили 25, 26, 27 выходят из этого взаимодействия с ВП 23. Микропрофили для реализации вторых ПВ и вторых ВПО на фиг.2 и фиг.3 не показаны.After the interaction of each microprofile 25, 26, 27 with a given length with VP 23, the microprofiles 25, 26, 27 exit this interaction with VP 23. The microprofiles for the implementation of the second PV and second VPO are not shown in FIG. 2 and FIG. 3.

Впрыски заканчиваются, когда сбегающие кромки микропрофилей 25, 26, 27, параллельные скосу ВП 23, уходят из контакта с ВП 23.Injections end when the runaway edges of the microprofiles 25, 26, 27 parallel to the bevel of the VP 23, leave the contact with the VP 23.

Параллельность сбегающих кромок микропрофилей 25, 26, 27 линии скоса ВП 23 необходима для того, чтобы усилия сжатия и тангенциальные усилия, которые действуют на микропрофили 25, 26, 27, распределялись равномерно вдоль сбегающих кромок микропрофилей 25, 26, 27 и скосов ВП 23 пластины 22.The parallelism of the runaway edges of the microprofiles 25, 26, 27 of the VP 23 bevel line is necessary so that the compression forces and tangential forces that act on the microprofiles 25, 26, 27 are distributed evenly along the runaway edges of the microprofiles 25, 26, 27 and the bevels of the VP 23 of the plate 22.

При этом для каждого из впрысков после их окончания сжимается пружина 17, возвращает шток 19 в крайнее правое (нижнее) положение, а через МП 16 возвращает и шток14 с ПМК 11 и ВМК 12 в крайнее правое (нижнее) положение.At the same time, for each of the injections, after their end, spring 17 is compressed, returns the rod 19 to the extreme right (lower) position, and through MP 16 it also returns the rod 14 with PMK 11 and VMK 12 to the extreme right (lower) position.

С помощью ПМК 11 открывается канал 7 и топливо поступает в управляющую надыгольную кольцевую камеру 10 при отсечке, давит вместе с разжимающейся пружиной 9 на иглу 3 через шток 8 и игла 3 садится на седло.With the help of the PMC 11, the channel 7 opens and the fuel enters the control needle ring chamber 10 during shutoff, presses together with the expanding spring 9 on the needle 3 through the rod 8 and the needle 3 sits on the saddle.

ВМК 12 перекрывает канал 15. Топливо из управляющей надыгольной кольцевой камеры 10 перестает поступать по трубопроводу 38 с обратным клапаном 37 в ГАНД 39 при отсечке.VMK 12 closes channel 15. Fuel from the control needle ring chamber 10 stops flowing through pipeline 38 with check valve 37 to GAND 39 during shutoff.

Кроме того, при каждой отсечке топливо через КРВД 35 и трубопровод (на фиг.4 не обозначен) поступает в ГАНД 39, не нарушая тем самым процесса работы ГАВД 34 после заполнения камеры управления 10.In addition, at each cut-off, the fuel through the recovery valve 35 and the pipeline (not indicated in FIG. 4) enters the GAND 39, thereby not violating the operation of the GAVD 34 after filling the control chamber 10.

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 efficiency of the diesel engine.

Преимущество БРМП в том, что не требуется источников 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 electrovalve 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 22 с ВП 23 со скосом по шлицам 21, соединенной с пластиной 20, относительно штока, соединенного со штоками 7 и 14 первого и второго механических клапанов. Перемещение пластины 22 вместе с пластиной 20 по шлицам 21 в плоскости, перпендикулярной или расположенной под углом к плоскости штока 19, мультипликатора 16, штока, соединенного со штоками 7 и 14, будет изменять длину ВП 23 (фиг.3) пластины 22, взаимодействующей с микропрофилями 25, 26, 27, а следовательно, время всех впрысков. Микропрофили для реализации вторых ПВ и вторых ВПО на фиг.2 и фиг.3 не показаны.The regulation of the duration of the injection is carried out by moving (figure 4) the plate 22 with VP 23 with a bevel along the slots 21 connected to the plate 20 relative to the rod connected to the rods 7 and 14 of the first and second mechanical valves. The movement of the plate 22 together with the plate 20 along the slots 21 in a plane perpendicular to or located at an angle to the plane of the rod 19, the multiplier 16, the rod connected to the rods 7 and 14 will change the length of the VP 23 (figure 3) of the plate 22, interacting with microprofiles 25, 26, 27, and therefore the time of all injections. Microprofiles for the implementation of the second PV and second VPO in figure 2 and figure 3 are not shown.

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 ПМК 11 и ВМК 12 и применения БРМП.This is how partial modes are implemented. In partial modes, the cutoff duration is increased and, therefore, the nozzle efficiency is reduced. But the overall efficiency of the nozzles will be higher due to the quick reinstallation of the PMK 11 and VMK 12 and the use of BRMP.

Время впрыска будет тем меньше, чем меньше длина изогнутого конца ВП 23 пластины 22. Перемещение пластины 22 вдоль оси вала с профилированными кулачками микропрофилями 25, 26, 27 осуществляется как вручную, так и с помощью любого автоматического привода. Чем больше частота вращения, тем меньше время взаимодействия и, следовательно, впрыска.The injection time will be the shorter the shorter the length of the curved end of the VP 23 of the plate 22. The movement of the plate 22 along the axis of the shaft with profiled cams with micro profiles 25, 26, 27 is carried out both manually and using any automatic drive. The higher the rotational speed, the shorter the interaction time and therefore the injection.

Микропрофили для управления впрысками могут быть выполнены на одном кулачке и расположены на нем последовательно в соответствии с назначением каждого. В этом случае пластина имеет один скос для всех профилей (фиг.2 и фиг.3) Длительность всех впрысков регулируется одинаково. Микропрофили для управления впрысками могут быть выполнены также на нескольких соседних кулачках в соответствии с назначением каждого профиля на своем кулачке. В этом случае пластина с выпуклым концом может быть выполнена с несколькими скосами для индивидуального регулирования каждого отдельного впрыска (на чертежах этот вариант не представлен).Micro profiles for injection control can be performed on one cam and arranged on it sequentially in accordance with the purpose of each. In this case, the plate has one bevel for all profiles (Fig.2 and Fig.3). The duration of all injections is regulated equally. Micro profiles for injection control can also be performed on several adjacent cams in accordance with the purpose of each profile on its cam. In this case, the plate with a convex end can be made with several bevels for individual regulation of each individual injection (this option is not shown in the drawings).

Выполняются все операции способа, которые заявлены в изобретении.All operations of the method that are claimed in the invention are performed.

Claims (2)

1. Способ управления подачей топлива, включающий переключение двух управляющих клапанов из одного положения в другое, подачу топлива под высоким давлением под иглу от источника высокого давления, отвод топливо от камеры над иглой через открытый второй механический клапан и перемещение иглы в верхнее положение при впрыске, перемещение иглы в крайнее нижнее положение, отличающийся тем, что осуществляют как минимум один предварительный впрыск до как минимум одного основного 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 одновременно перемещают механическим путем два механических клапана с помощью кулачков с микропрофилями с заданной высотой, вращающихся с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала, взаимодействующих с пластиной, кинематически соединенной с двумя механическими клапанами, закрывают при впрыске первый клапан и перекрывают канал подачи топлива высокого давления в управляющую надыгольную кольцевую камеру, открывают при впрыске второй механический клапан и открывают канал отвода топлива от управляющей надыгольной кольцевой камеры, подают при каждом впрыске топливо под высоким давлением от гидравлического аккумулятора высокого давления под иглу, перемещают иглу в крайнее верхнее положение за счет разности давлений над и под иглой, удерживают иглу в верхнем положении при подаче топлива в цилиндр за счет давления топлива под иглой, удерживают оба механических клапана в верхнем положении механическим путем при взаимодействии микропрофилей с заданной высотой с выпуклой поверхностью постоянного радиуса на конце пластины на время длительности каждого впрыска, после окончания каждого предварительного впрыска, каждого основного впрыска и каждого впрыска после основного перемещают оба механических клапана в крайнее нижнее положение, удерживают их в крайнем нижнем положении во время каждой отсечки, открывают при отсечке первый механический клапан и подают топливо от гидравлического аккумулятора высокого давления в управляющую надыгольную камеру через первый механический клапан, закрывают второй механический клапан и прекращают при отсечке отвод топлива через второй механический клапан от управляющей надыгольной кольцевой камеры, перемещают иглу в крайнее нижнее положение и удерживают ее гидравлическим путем на время длительности каждой отсечки, перемещают пластину, взаимодействующую с микропрофилями, управляющими 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, при этом при осуществлении как минимум одного предварительного впрыска, одного основного впрыск, как минимум одного впрыска после основного при управлении перемещением механических клапанов, работающих в противофазе при впрыске и отсечке, и регулировании длительности каждого впрыска быстродействующим реверсивным механическим приводом индивидуальный уровень давления, подаваемого в каждую отдельную форсунку перед каждым последующим впрыском, устанавливают независимо от управления перемещением механических клапанов и управления длительностью впрысков во время предыдущей отсечки с помощью второго индивидуального для каждой форсунки клапана регулирования высокого давления с пьезоприводом, установленного между форсункой и сливом или гидравлическим аккумулятором низкого давления, при реализации первого предварительного впрыска изменяют давление от максимального при большой отсечке между вторым впрыском после основного и предварительным впрыском последующего цикла в конце этой отсечки до требуемого при предварительном впрыске, второй предварительный впрыск проводят при том же давлении или изменяют его, при реализации основного впрыска увеличивают давление от предыдущего до максимального при реализации одноступенчатого основного впрыска или устанавливают в конце отсечки после предварительного впрыска начальное давление первой ступеньки основного впрыска, изменяют в течение впрыска давление основного впрыска на второй ступеньке основного впрыска до максимального, первый впрыск после основного проводят при максимальном давлении или изменяют его в конце отсечки после основного впрыска, давление второго впрыска после основного устанавливают меньше максимального в конце отсечки после первого впрыска после основного, после второго впрыска после основного, в начале большой отсечки между циклами подачи топлива устанавливают максимальное давление топлива, подаваемого на впрыск, до начала нового цикла подачи топлива.1. The method of controlling the fuel supply, including switching two control valves from one position to another, supplying fuel under high pressure under the needle from the high pressure source, removing fuel from the chamber above the needle through the open second mechanical valve and moving the needle to the upper position during injection, moving the needle to its lowest position, characterized in that at least one preliminary injection is carried out to at least one main and at least one injection after at least one main, with at each preliminary injection, at each main injection and at each injection after the main one, two mechanical valves are simultaneously mechanically moved by means of cams with microprofiles with a given height, rotating with a frequency proportional to the rotational speed of the crankshaft, interacting with a plate kinematically connected to two mechanical valves, close the first valve during injection and block the high-pressure fuel supply channel to the control needle ring chamber, open When injecting the second mechanical valve, they open the fuel removal channel from the control needle ring chamber, supply fuel at each high-pressure injection from the high-pressure hydraulic accumulator under the needle, move the needle to its highest position due to the pressure difference above and below the needle, hold the needle in in the upper position when supplying fuel to the cylinder due to the fuel pressure under the needle, hold both mechanical valves in the upper position mechanically during the interaction of microprofiles with a given height with a convex surface of constant radius at the end of the plate for the duration of each injection, after the end of each preliminary injection, each main injection and each injection after the main, both mechanical valves are moved to the lowest position, hold them in the lowest position during each cut-off, open at shut-off, the first mechanical valve and feed fuel from the high-pressure hydraulic accumulator to the control needle chamber through the first mechanical valve, the second mechanical valve is turned off and fuel cut off through the second mechanical valve from the control needle ring chamber during shut-off, the needle is moved to its lowest position and hydraulically held for the duration of each cut-off, the plate interacting with microprofiles controlling injections along the axis of the camshaft is moved with microprofiles with a running edge of each microprofile parallel to the axis of the cam shaft, and a running edge of each microprofile parallel to the bevel the surface at the end of the plate, manually or automatically, change the length of the convex surface along the bevel with continuous control and change the duration of each injection, while performing at least one preliminary injection, one main injection, at least one injection after the main one when controlling the movement of mechanical valves working in antiphase during injection and cut-off, and adjusting the duration of each injection with a high-speed reversible mechanical drive an individual level the pressure supplied to each individual nozzle before each subsequent injection is set independently of the control of the movement of the mechanical valves and the control of the duration of the injections during the previous cut-off using the second piezo-actuated individual high-pressure control valve for each nozzle installed between the nozzle and the drain or hydraulic accumulator low pressure, when implementing the first preliminary injection, the pressure is changed from the maximum with a large cut-off m Between the second injection after the main and preliminary injection of the subsequent cycle at the end of this cut-off to the one required during the preliminary injection, the second preliminary injection is carried out at the same pressure or is changed; during the implementation of the main injection, the pressure is increased from the previous to the maximum when implementing the single-stage main injection or set to at the end of the cut-off after the preliminary injection, the initial pressure of the first step of the main injection, the pressure of the main injection is changed during the injection and the second step of the main injection to the maximum, the first injection after the main is carried out at maximum pressure or it is changed at the end of the cutoff after the main injection, the pressure of the second injection after the main is set lower than the maximum at the end of the cutoff after the first injection after the main, after the second injection after the main, in at the beginning of a large cut-off between the fuel supply cycles, the maximum pressure of the fuel supplied to the injection is set before the start of a new fuel supply cycle. 2. Устройство для управления подачей топлива, включающее форсунку с иглой, с двумя клапанами с механическим переключением из одного положения в другое, распылитель с одним уровнем отверстий, топливный бак, топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления, гидравлический аккумулятор высокого давления, соединенные гидравлически, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя управляющими механическими клапанами, гидравлическим аккумулятором низкого давления, мультипликатором перемещения, быстродействующим реверсивным механическим приводом, индивидуальным клапаном регулирования высокого давления с пьезоприводом, надыгольная камера каждой форсунки соединена с гидравлическим аккумулятором низкого давления, выход гидроаккумулятора низкого давления соединен с входом топливного насоса высокого давления, выход гидравлического аккумулятора высокого давления соединен с гидравлическим аккумулятором низкого давления, первый управляющий механический клапан для каждой форсунки установлен в канале форсунки между входом гидравлического аккумулятора высокого давления и управляющей надыгольной кольцевой камерой каждой форсунки, второй управляющий механический клапан установлен в канале форсунки между управляющей надыгольной кольцевой камерой каждой форсунки и гидравлическим аккумулятором низкого давления, первый и второй механические клапаны соединены рычагами со штоком, а через него с быстродействующим реверсивным механическим приводом, 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, соединенного напрямую или через мультипликатор перемещения со штоком, с которыми соединены первый и второй механические клапаны, 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, индивидуальный клапан регулирования высокого давления с пьезоприводом каждой форсунки соединен на входе с кольцевой камерой высокого давления под иглой форсунки, а на выходе - с гидравлическим аккумулятором низкого давления. 2. A device for controlling the fuel supply, including a nozzle with a needle, with two valves with mechanical switching from one position to another, a spray with one level of openings, a fuel tank, a fuel priming pump, a high pressure fuel pump, a high pressure hydraulic accumulator connected hydraulically, characterized in that the device is equipped with two control mechanical valves, a hydraulic low-pressure accumulator, a travel multiplier, a fast reversing m a mechanical actuator, an individual high-pressure control valve with a piezo actuator, the nozzle chamber of each nozzle is connected to a low-pressure hydraulic accumulator, the output of a low-pressure accumulator is connected to the input of a high-pressure fuel pump, the output of a high-pressure hydraulic accumulator is connected to a low-pressure hydraulic accumulator, the first control mechanical valve for each nozzle installed in the nozzle channel between the input of the hydraulic accumulator is high pressure and the control needle ring chamber of each nozzle, the second control mechanical valve is installed in the nozzle channel between the control needle ring chamber of each nozzle and the low-pressure hydraulic accumulator, the first and second mechanical valves are connected by levers to the rod, and through it with a quick reversing mechanical drive, which is equipped with at least one plate for one cylinder with a convex surface at one end of a constant radius and a certain length of the convex part, with a shaft connected kinematically with the crankshaft, with at least one profiled cam on it, with at least one microprofile on each profiled cam, the 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 the end of the plate, when adjusting the injection duration, the convex surface of each plate is made with one or more bevels along its width, each plate is made to move along the axis of the rod connected directly or through a movement multiplier to the rod, to which the first and second mechanical valves are connected, each plate is made with the possibility of movement in a plane perpendicular or angled to the axis of the needle and rod when adjusting the injection duration, and is connected for this by a spline connection with a rod relative to which the plate moves, an individual high-pressure control valve with a piezo drive of each nozzle is connected at the inlet to the annular chamber under-pressure nozzle needle, and output - with low pressure hydraulic accumulator.
RU2013130383/06A 2013-07-02 2013-07-02 Method of fuel supply control and fuel supply control unit RU2531671C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130383/06A RU2531671C2 (en) 2013-07-02 2013-07-02 Method of fuel supply control and fuel supply control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130383/06A RU2531671C2 (en) 2013-07-02 2013-07-02 Method of fuel supply control and fuel supply control unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013130383A RU2013130383A (en) 2013-11-27
RU2531671C2 true RU2531671C2 (en) 2014-10-27

Family

ID=49625158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013130383/06A RU2531671C2 (en) 2013-07-02 2013-07-02 Method of fuel supply control and fuel supply control unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531671C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6520152B1 (en) * 1999-08-20 2003-02-18 Robert Bosch Gmbh Fuel injection system for an internal combustion engine
RU2222709C2 (en) * 1997-09-25 2004-01-27 Роберт Бош Гмбх Valve-type fuel injection nozzle
US6823846B2 (en) * 2002-04-23 2004-11-30 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device for an internal combustion engine
RU2278295C1 (en) * 2005-02-03 2006-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки Diesel engine fuel-feed accumulator system
US20090326788A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-31 Honda Motor Co., Ltd. Fuel injection device
US7971574B2 (en) * 2007-12-13 2011-07-05 Denso Corporation Backpressure valve and fuel system having the same
RU2468244C2 (en) * 2007-06-21 2012-11-27 Роберт Бош Гмбх Control valve for fuel injector, as well as fuel injector

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2222709C2 (en) * 1997-09-25 2004-01-27 Роберт Бош Гмбх Valve-type fuel injection nozzle
US6520152B1 (en) * 1999-08-20 2003-02-18 Robert Bosch Gmbh Fuel injection system for an internal combustion engine
US6823846B2 (en) * 2002-04-23 2004-11-30 Robert Bosch Gmbh Fuel injection device for an internal combustion engine
RU2278295C1 (en) * 2005-02-03 2006-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки Diesel engine fuel-feed accumulator system
RU2468244C2 (en) * 2007-06-21 2012-11-27 Роберт Бош Гмбх Control valve for fuel injector, as well as fuel injector
US7971574B2 (en) * 2007-12-13 2011-07-05 Denso Corporation Backpressure valve and fuel system having the same
US20090326788A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-31 Honda Motor Co., Ltd. Fuel injection device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013130383A (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070200011A1 (en) Fuel injector having nozzle member with annular groove
CN103075394B (en) Four-redundancy valve-controlled electro-hydraulic servo system
RU2531671C2 (en) Method of fuel supply control and fuel supply control unit
RU2519922C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end
RU2501970C2 (en) Method to supply fuel and device to control fuel supply
RU2494277C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end
RU2494278C2 (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
RU2614568C2 (en) Method of fuel supply control and fuel supply control unit
RU2531163C2 (en) Method of control of fuel supply and control device of fuel supply
RU2509226C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end
RU2494280C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end
RU2493425C2 (en) Method to control fuel supply and device to control fuel supply
RU2507411C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end
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
RU2494279C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end
RU2492346C2 (en) Method to control fuel supply and device to control fuel supply
RU2648313C1 (en) Method of fuel supply management and fuel supplying device
RU2493423C2 (en) Method to control fuel supply and device to control fuel supply
RU2531704C2 (en) Method of fuel supply control and fuel supply control unit
RU2493419C2 (en) Method to control fuel supply and device to control fuel supply
RU2506450C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end
RU2506449C2 (en) Method of fuel feed control and device to this end

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant