Автoры: Пoгуляев Юрий Дмитриевич, Наумoв Валерий Никoлаевич
Изoбретение oтнocитcя к cиcтеме управления пoдачей тoплива в дизель на cтациoнарных уcтанoвках и мoбильнoм транcпoрте для бoльших дизелей, в чаcтноcти на тракторах, при выполнении различных технологий в cельcком хозяйcтве и в дорожном cтроительcтве при выполнении земляных работ. Предлагаемая cиcтема управления подачей топлива позволяет реализовать макcимальный индикаторный к.п.д. и минимизировать расход топлива на управление, реализовать мониторинг сгорания топлива и оптимизировать сгорание топлива при изменяющихся условиях. Система управления подачей топлива в двигателе внутреннего сгорания включает форсунку, причем форсунка выполнена гидроуправляемой с двумя неподпружиненными запирающими элементами и независимыми управляющими клапанами, расположенными в независимых камерах управления с двумя независимыми промежуточными камерами управления, каждая из которых соединена со своим независимым гидроаккумулятором высокого давления. Запирающие элементы выполнены соосно без разделения отверстий различных уровней или с их разделением. В этом случае в распылителе выполнены кольцевые проточки между отверстиями различных уровней, взаимодействующих с кольцевыми выступами соответствующих запирающих элементов. Система снабжена дополнительно двумя независимыми блоками управления подачей топлива с разными программами управления, выполненными с возможностью аксиального линейного перемещения вдоль оси распределительного вала, каждый из которых состоит из одного профилированного кулачка, на форсунку с программой как минимум одного цикла подачи топлива. Кулачок выполнен с профилем с переменным углом, постоянной или переменной высоты вдоль оси распределительного вала, плунжером, установленным на платформе, гидроцилиндром, установленным на основании с отверстием, а между платформой и основанием установлена пружина. Система снабжена дополнительно гидроаккумулятором низкого давления. Способ работы системы управления подачей топлива в двигателе внутреннего сгорания заключается в том, что создают разрежение, открывают два независимых управляющих клапана, последовательно соединяют две независимые внешние полости изменяемого конечного объема, как минимум две независимые камеры управления независимых управляющих клапанов, как минимум две независимые управляющие камеры запирающими элементами, в которые подают топливо как минимум от одного гидроаккумулятора высокого давления, через как минимум две независимые промежуточные камеры управления, подают топливо как минимум под два запирающих элемента, как минимум через два уровня отверстий распылителя одновременно или в разное время, создают давление в двух независимых полостях изменяемого конечного объема, подают топливо под давлением через две независимые камеры независимых управляемых клапанов во вторую внешнюю полость конечного объема, закрывают. Два независимых управляющих клапана, одновременно или в разное время, подают давление к двум запирающим элементам сверху, производят отсечку топлива, изменяют непрерывно время заполнения конечного объема или время заполнения конечного объема и уровень конечного объема в разное время или одновременно, вручную или автоматически. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наиболее близким к предлагаемой системе управления подачей топлива является система управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания, выбранная в качестве прототипа (патент США
6557779 В2 от 06.05.2003), включающая форсунку, содержащую распылитель с отверстиями, запирающие элементы с независимыми камерами управления, соединенными через управляющие клапаны с внешним объемом и гидроаккумулятором высокого давления с клапаном регулирования давления, гидроаккумулятор системы подачи топлива высокого давления, соединенный с топливным баком и через топливный фильтр и подкачивающий насос с топливным насосом высокого давления, а его клапан регулирования давления соединен электрически с блоком электронного управления.
К недостаткам системы управления подачей топлива относятся:
- не позволяет рекуперировать часть энергии на управление обратно в топливный насос высокого давления;
- большой расход топлива на управление подачей топлива;
- система не позволяет реализовать возможности для текущего мониторинга состава отходящих газов и обеспечить в требуемых пределах управление составом отходящих газов;
- не позволяет подавать топливо с экстремальной повторяемостью впрысков, быстро и точно из-за инерционности электромагнитных процессов в соленоидах управления;
- не позволяет в полной мере реализовать «прямоугольный» закон впрыска топлива из-за инерционности электромагнитных клапанов и наличия большого количества пружин в форсунке;
- не позволяет сочетать достоинства системы топливоподачи с гидроаккумуляторами высокого давления, обеспечивающие постоянство давления при подаче топлива с простотой и надежностью механических систем;
- не позволяет размещать управляющие блоки, например электроклапаны, вне тела форсунки;
- не позволяет применять более двух управляющих блоков, не позволяет изменять длительность или время впрыска через один или два уровня отверстий в широком диапазоне.
Наиболее близким к способу работы системы является способ управления подачей топлива в двигателе внутреннего сгорания, выбранный в качестве прототипа (патент США
6557779 В2 от 06.05.2003), включающий независимое открывание двух управляющих клапанов, подачу топлива через дроссель в независимые управляющие камеры над запорными элементами распылителя, соединение камер над запорными элементами распылителя и камер управляющих открытых клапанов с внешним объемом, подачу топлива под высоким давлением на распылитель форсунки через два уровня отверстий в виде двух впрысков по одному на каждый уровень отверстий, закрывание управляющих клапанов и осуществление отсечки подачи топлива.
К недостаткам способа относятся:
- невозможность реализации требуемого по экологии и высокому индикаторному к.п.д. числа впрысков топлива, например пяти-семи и более.
- невозможность точного дозирования впрыска топлива и невозможность управления объемом и длительностью каждого из требуемого числа впрысков;
- невозможность мониторинга процесса сжигания топлива и оптимизации настройки оптимального впрыска при изменении условий;
- большой расход топлива на управление подачей топлива, отсутствие возможности частичной рекуперации энергии топлива, потраченной на управление.
Целью изобретения является улучшение динамики подачи топлива и повышение индикаторного к.п.д., улучшение экологических показателей, а также упрощение, повышение надежности и снижение стоимости топливоподающей аппаратуры.
Поставленная цель достигается тем, что в системе управления подачей топлива в двигателе внутреннего сгорания, включающей форсунку, содержащую распылитель с отверстиями, запирающие элементы с независимыми камерами управления, соединенными через управляющие клапаны с внешним объемом и гидроаккумулятором высокого давления с клапаном регулирования давления, гидроаккумулятор системы подачи топлива высокого давления, соединенный с топливным баком и топливным насосом высокого давления, а его клапан регулирования давления соединен электрически с блоком электронного управления, отличающаяся тем, что форсунка выполнена гидроуправляемой, как минимум с двумя неподпружиненными запирающими элементами и независимыми управляющими клапанами, расположенными в независимых камерах управления, как минимум с двумя независимыми промежуточными камерами управления, каждая из которых соединена со своим независимым гидроаккумулятором высокого давления, при этом запирающие элементы выполнены соосно без разделения отверстий различных уровней или с их разделением, причем в этом случае в распылителе выполнены кольцевые проточки между отверстиями различных уровней, взаимодействующие с кольцевыми выступами соответствующих запирающих элементов, система снабжена дополнительно как минимум двумя независимыми блоками управления подачей топлива с разными программами управления, выполненными с возможностью аксиального линейного перемещения вдоль оси распределительного вала, каждый из которых состоит как минимум из одного профилированного кулачка на форсунку с программой как минимум одного цикла подачи топлива, при этом кулачок выполнен с профилем с переменным углом, постоянной или переменной высоты вдоль оси распределительного вала, плунжером, установленным на платформе, гидроцилиндром, установленным на основании с отверстием, а между платформой и основанием установлена пружина, система снабжена дополнительно гидроаккумулятором низкого давления, гидравлически соединенного как минимум с двумя независимыми камерами управления форсунки, а также с входом топливного насоса высокого давления и блоком электронного управления.
При этом запирающий элемент первого уровня отверстий выполнен в виде иглы с кольцевой проточкой, а запирающий элемент второго уровня отверстий выполнен в виде втулки, взаимодействующей с кольцевой проточкой корпуса форсунки.
При этом блоки управления подачей топлива соединены механически с независимыми ручными или автоматическими механизмами перемещения блоков управления подачей топлива.
При этом копир выполнен подпружиненным и установлен на платформе на шарнире.
При этом система выполнена с возможностью аксиального перемещения распределительного вала.
При этом пружины блоков управления топливом выполнены с постоянным усилием сжатия.
Выполнение системы управления подачей топлива, в которой пружины блоков управления топливом выполнены с постоянным усилием сжатия, позволяет обеспечить:
- меньший расход энергии на управление подачей топлива.
Выполнение системы управления подачей топлива, в которой копир выполнен подпружиненным и установлен на платформе на шарнире, позволяет обеспечить:
- автоматическую адаптацию копира к поверхности профилированного кулачка, имеющую переменный угол наклона, при взаимодействии с профилированным кулачком;
- демпфирование жесткого взаимодействия кулачка и профиля, надежное и безотрывное обтекание копиром профиля кулачка при любых режимах и надежность системы подачи топлива в целом.
Выполнение системы управления подачей топлива, которая выполнена с возможностью аксиального перемещения распределительного вала, позволяет обеспечить:
- непрерывное регулирование длительности впрыска через один, два и более уровней отверстий для впрыска.
Выполнение системы управления подачей топлива, в которой форсунка выполнена как минимум с двумя неподпружиненными запирающими элементами и независимыми управляющими клапанами, расположенными в отдельных камерах управления, позволяет обеспечить:
- подачу топлива в цилиндры с экстремальной повторяемостью впрысков;
- прямоугольный закон впрыска топлива в камеру сгорания через первый, второй уровни отверстий (или более) при постоянном давлении за счет:
- надежной постановки двух, трех (или более) независимых запирающих элементов на седло при отсечке топлива;
- надежной постановки двух, трех (или более) независимых запирающих элементов на упор при впрыске топлива в камеру сгорания цилиндра.
Выполнение системы управления подачей топлива как минимум с двумя независимыми промежуточными камерами управления, каждая из которых соединена со своим независимым гидроаккумулятором высокого давления, причем запирающие элементы выполнены соосно без разделения отверстий различных уровней или с их разделением, а в этом случае в распылителе выполнены кольцевые проточки между отверстиями различных уровней, взаимодействующих с кольцевыми выступами соответствующих запирающих элементов, позволяет обеспечить:
- соединение через независимые управляющие клапаны, расположенные в отдельных независимых камерах управления, число которых равно числу запирающих элементов и может быть больше двух, независимых камер управления над запирающими элементами с подплунжерными полостями блоков управления подачей топлива, в которых создается разрежение при впрыске;
- падение давления в независимых двух (и более - по числу запирающих элементов) промежуточных камерах управления, каждая из которых соединена каналами с дросселями с гидроаккумулятором высокого давления, за счет дросселирования топлива, поступающего в независимые промежуточные камеры, и за счет разрежения в независимых камерах независимых управляющих клапанов, которое создается в блоках управления подачей топлива при впрыске;
- независимость управления каждым из запирающих элементов форсунки, число которых может быть больше двух, своим независимым управляющим клапаном по схеме: одна независимая камера управления - один независимый управляющий клапан - один независимый запирающий элемент;
- независимый подвод топлива от гидроаккумулятора высокого давления к каждому из отдельных запирающих элементов, число которых может быть больше двух, сверху для управления независимыми запирающими элементами при их установке на седло распылителя и при отсечке подачи топлива, причем отдельный независимый уровень отверстий перекрывается при отсечке своим независимым запирающим элементом, через промежуточные независимые камеры управления и закрытых независимых управляющих камерах независимых управляющих клапанов, как минимум по двум цепочкам: гидроаккумулятор высокого давления - независимая промежуточная камера управления - независимая камера управления над отдельным независимым запирающим элементом - независимый запирающий элемент;
- независимый отвод топлива сверху от каждого из отдельных запирающих элементов, число которых может быть больше двух, для управления независимыми запирающими элементами при их установке на упор и при впрыске топлива через несколько независимых уровней отверстий, причем каждый отдельный независимый уровень отверстий открывается своим независимым запирающим элементом, отвод топлива осуществляется во внешний независимый блок управления подачей топлива через открытые независимые промежуточные камеры и открытые независимые управляющие камеры независимых управляющих клапанов, как минимум по двум цепочкам: независимая камера управления над независимым запирающим элементом - независимая промежуточная камера управления - независимая управляющая камера управляющего клапана - независимый внешний блок управления подачей топлива;
- управление впрыском топлива через различные уровни отверстий от различных аккумуляторов высокого давления при изменении их давления, за счет так называемой амлитудно-импульсной модуляции (АИМ) гидравлического давления, которая при наличии двух аккумуляторов высокого давления подачи топлива расширяет возможности текущего мониторинга сжигания топлива, контроля отходящих газов и возможности управления составом отходящих газов при изменении внешних условий;
- впрыск топлива через отверстия различных уровней без их пересечения во времени в случае, если запирающие элементы выполнены соосно без гидравлического разделения отверстий различных уровней;
- впрыск топлива через отверстия различных уровней с их пересечением во времени в случае, если запирающие элементы выполнены соосно с гидравлическим разделением отверстий различных уровней;
- гидравлическое разделение отверстий различных уровней и обеспечение полной независимости управления впрыском через отверстия любого уровня при выполнении кольцевых проточек в распылителе, число которых меньше на единицу числа уровней отверстий для впрыска механическим путем за счет выполнения соответствующих запирающих элементов с кольцевыми выступами, входящими постоянно в соответствующие кольцевые проточки распылителя;
- независимый подвод высокого давления к каждому независимому запирающему элементу снизу: игле и втулке;
- независимый перевод на упор при впрыске топлива каждого как минимум из двух запирающих элементов при независимом подводе давления сверху;
- полную независимость подачи топлива как по времени, так и по давлению через отверстия нескольких уровней, например двух, и гидравлическую изоляцию отверстий друг от друга.
Выполнение системы управления подачей топлива такой, что она, система, снабжена дополнительно как минимум двумя независимыми блоками управления подачей топлива с разными программами управления, выполненными с возможностью аксиального линейного перемещения вдоль оси распределительного вала, каждый из которых состоит как минимум из одного профилированного кулачка на форсунку с программой как минимум одного цикла подачи топлива, при этом кулачок выполнен с профилем с переменным углом, постоянной или переменной высоты вдоль оси распределительного вала, плунжером, установленных на платформе, гидроцилиндром, установленным на основании с отверстием, а между платформой и основанием установлена пружина, система снабжена дополнительно аккумулятором низкого давления, гидравлически соединенным как минимум с двумя независимыми камерами управления форсунки, а также с входом топливного насоса высокого давления и блоком электронного управления, позволяет обеспечить:
- программное управление впрыском на основе как минимум двух независимых блоков управления топливом, реализация которых проще, надежней и дешевле;
- программное управление впрыском на основе как минимум двух независимых блоков управления топливом как минимум двух запирающих элементов и как минимум двух уровней отверстий для впрыска и одновременно независимое или зависимое во времени управление впрыском через каждый отдельный уровень отверстий;
- гидравлическое соединение как минимум двух подплунжерных полостей двух блоков управления топливом и как минимум двух независимых камер как минимум двух управляющих клапанов форсунки при отсечке и подаче топлива, и за счет этого увеличение скорости изменения давления управления управляющими клапанами и реализацию прямоугольного закона начала и окончания впрыска, одинаковое быстродействие двух независимых управляющих клапанов и двух независимых запирающих элементов форсунки - иглы и втулки - за цикл подачи;
- управление подачей топлива в цилиндры, при котором число независимых блоков управления подачей топлива равно числу независимых управляющих камер с независимыми управляющими клапанами, равно числу независимых промежуточных камер управления, равно числу независимых камер управления над независимыми управляющими элементами;
- управление подачей топлива в цилиндры дизеля, при котором число независимых блоков управления подачей топлива больше числа независимых управляющих камер с независимыми управляющими клапанами и при этом блоки управления подачей топлива соединяются для каждой камеры управления независимым клапаном в параллель и реализуют с помощью конкретного управляющего клапана несколько программ впрыска;
- создание при впрыске разрежения в каждом как минимум из двух независимых блоках управления подачей топлива путем взаимодействия в каждом блоке управления подачей топлива как минимум одного профилированного кулачка с копиром, закрепленным на платформе, и плунжером, закрепленным на платформе и установленном в цилиндрическом корпусе, и растяжении пружины, уравновешивающей действие профилированного кулачка, а затем разрежение и в независимой камере управления над независимым управляющим клапаном с целью его открывания, причем один профилированный кулачок может реализовать один или несколько впрысков;
- создание числа впрысков более одного (одна программа), что может быть реализовано двумя, тремя профилированными кулачками, расположенными на одном валу, сдвинутыми в пространстве относительно друг друга и взаимодействующие с одним общим для нескольких кулачков копиром из расчета, что отдельный кулачок реализует один впрыск - одну отсечку топлива или отсечку с рекуперацией энергии топлива;
- применение числа независимых блоков управления подачей топлива больше двух из расчета, что один профилированный кулачок, реализующий программу хотя бы одного впрыска, управляет одним блоком управления подачей топлива с отдельным копиром для него, например для устройства с двумя независимыми уровнями отверстий и двумя независимыми запирающими элементами, может быть применено три, четыре, пять блоков управления, и эти блоки соединяются с двумя независимыми камерами управления гидравлически и в параллель, а число блоков управления подачей топлива при этом пропорционально числу впрысков топлива для одного независимого клапана управления;
- создание при отсечке давления в каждом как минимум из двух независимых блоков управления подачей топлива путем взаимодействия в каждом блоке управления подачей топлива как минимум одного профилированного кулачка с копиром, закрепленном на платформе, и плунжером, закрепленном на платформе, и установленном в корпусе гидроцилиндра, и при сжатии пружины, уравновешивающей действие профилированного кулачка;
- создание давления и в независимой камере управления над независимым управляющим клапаном для его закрытия и подачу топлива под давлением в аккумулятор низкого давления, причем подачу топлива под давлением в аккумулятор низкого давления может реализовать один профилированный кулачок после одного или нескольких впрысков или несколько кулачков на одном валу, реализующих единую программу впрыска - отсечки топлива по программе «впрыск - отсечка- рекуперация» для каждого из нескольких кулачков;
- компактность форсунки за счет отсутствия в ней пружин для управления двумя запирающими элементами и двумя управляющими клапанами и управления подачей топлива за счет двух независимых гидравлических приставок, выполненных отдельно от форсунки;
- частичную рекуперацию энергии топлива, потраченной на управление при подаче топлива, путем возврата под давлением топлива из подплунжерной полости гидроцилиндра каждого как минимум из двух блоков управления подачей топлива в топливный насос высокого давления;
- создание высокого давления в каждой независимой камере управления управляющими клапанами и предотвращение образование газовых пузырьков в ней и, следовательно, надежное запирание форсунки при отсечке топлива за счет надежной установки независимых запирающих элементов на седло распылителя, и надежная установка запирающих независимых элементов на упор при впрыске топлива.
- минимальный и максимальный временной интервал между впрысками и возможность формирования факела впрыска на протяжении цикла горения;
- ручное или автоматическое непрерывное управление длительностью впрыска через различные уровни отверстий;
- расширение возможностей для мониторинга процесса сжигания топлива и управления составом отходящих газов за счет широтно-импульсной модуляции по времени (далее ШИМ) гидромеханических сигналов управления впрыском топлива при впрыске через отверстия различных уровней;
- требуемые пусковые и динамические характеристики дизеля за счет управления на основе ШИМ по времени впрыска;
- работу дизеля на холостом ходу и при малых и средних нагрузках;
- минимальный расход топлива на холостом ходу и частичных режимах работы двигателя за счет ШИМ по времени впрыска в сочетании с амплитудно-импульсной модуляцией (далее АИМ) давления при управлении впрыском с помощью как минимум двух гидроаккумуляторов высокого давления;
- независимые, управляемые по давлению и времени впрыска программы впрыска, позволяют при оптимальном управлении обеспечить мониторинг сжигания газов и внести необходимые оперативные коррективы в процесс впрыска.
Выполнение системы управления такой, в которой запирающий элемент первого уровня отверстий выполнен в виде иглы с кольцевой проточкой, а запирающий элемент второго уровня отверстий выполнен в виде втулки, взаимодействующей с кольцевой проточкой корпуса форсунки, позволяет обеспечить:
- подвод топлива к двум и более запирающим элементам при впрыске и отсечке топлива.
Выполнение системы управления такой, в которой блоки управления подачей топлива соединены механически с независимыми ручными или автоматическими механизмами перемещения блоков управления подачей топлива, позволяет обеспечить:
- ручное управление процессом впрыска;
- автоматическое управление длительностью процессов впрыска и возможность формирования программ управления подачей топлива при изменении внешних условий при мониторинге сжигания топлива.
Система управления подачи топлива позволяет повысить экономичность и надежность топливной аппаратуры, снизить его стоимость.
Поставленная цель достигается тем, в способе работы системы управления подачей топлива в двигателе внутреннего сгорания, включающем независимое открывание управляющих клапанов, подачу топлива в независимые управляющие камеры над запорными элементами и их соединение с внешним объемом, впрыск топлива под высоким давлением на каждый уровень отверстий, закрывание управляющих клапанов и осуществление отсечки подачи топлива, согласно заявляемому изобретению создают разрежение как минимум по одной заданной программе для каждой как минимум из двух независимых внешних полостей изменяемого конечного объема как минимум с одним шагом изменения объема с реализацией как минимум одного впрыска, открывают как минимум два независимых управляющих клапана, последовательно соединяют, как минимум две независимые внешние полости изменяемого конечного объема, как минимум две независимые камеры управления независимых управляющих клапанов, как минимум две независимые управляющие камеры запирающими элементами, в которые подают топливо как минимум от одного гидроаккумулятора высокого давления, через как минимум две независимые промежуточные камеры управления, подают топливо как минимум под два запирающих элемента как минимум через два уровня отверстий распылителя одновременно или в разное время, создают давление как минимум в двух независимых полостях изменяемого конечного объема, подают топливо под давлением как минимум через две независимые камеры независимых управляемых клапанов во вторую, как минимум одну, внешнюю полость конечного объема, закрывают как минимум два независимых управляющих клапана, одновременно или в разное время, подают давление как минимум к двум запирающим элементам сверху, производят отсечку топлива, изменяют непрерывно время заполнения конечного объема или время заполнения конечного объема и уровень конечного объема в разное время или одновременно, вручную или автоматически.
Реализация способа позволяет организовать многоэтапный процесс впрыска топлива с максимальным приближением к циклу с подводом теплоты при постоянном давлении и максимальном индикаторном к.п.д. и минимальных вредных выбросах:
- за счет нескольких последовательных впрысков с крутым фронтом начала и окончания впрыска за время подачи топлива, когда за короткое время при нахождении поршня вблизи верхней мертвой точки можно впрыснуть относительно большое количество топлива через большее количество отверстий при равномерном и более тонком распыливании топлива;
- за счет одинакового быстродействия клапанов управления и запирающего элемента и, как следствие, ускоренного выделения энергии сгорания для передачи на коленчатый вал и внезапного ее прекращения;
- за счет того, что выполняются требования равномерности распыливания топлива в камере сгорания путем распыливания мелких капель с высоким импульсом при большом давлении и через большое количество отверстий распылителя;
- за счет того, что выполняются требования переменной интенсивности распыливания топлива путем последовательной подачи топлива через отверстия для впрыска первого и второго (третьего) уровней;
- за счет того, что заданное давление впрыска при неподпружиненных форсунках и подаче топлива от аккумуляторов высокого давления остается практически постоянным, что позволяет повысить к.п.д. и уменьшить вредные выбросы за счет равномерности распыливания топлива, которое имеет место при постоянном давлении;
- за счет того, что начало и окончание подачи топлива происходит с крутым фронтом и отдельными порциями, которые следуют друг за другом, что позволяет «своевременно» сжечь топливо малыми порциями, ускоренно передавать энергию на коленчатый вал и также быстро ее прекращать.
Способ позволяет реализовать независимый впрыск как минимум через два уровня отверстий.
Способ позволяет осуществлять непрерывное независимое управление длительностью впрыска за счет непрерывного изменения времени заполнения внешнего объема или одновременно счет непрерывного изменения времени заполнения внешнего объема и уровня конечного объема полостей блока управления подачей топлива в каждом как минимум из двух внешних блоков управления, и при этом реализуется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) времени впрыска.
Способ позволяет осуществлять независимое управление давлением впрыска за счет управления давлением при подаче топлива через каждый отдельный уровень отверстий, число которых как минимум равно двум и при этом реализуется амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) давлением впрыска.
Форсунки как минимум с двумя уровнями отверстий позволяют за короткое время впрыснуть большое количество топлива через большее суммарное количество отверстий при более его тонком распыливании и расширяет возможности управления мощностью, в том числе управления мощностью по заданным законам, обусловленными технологическими требованиями.
Способ позволяет реализовать текущий мониторинг сжигания топлива за счет многообразия операций управления впрыском и реализацию оптимальных программ впрыска при изменении внешних условий.
Предлагаемая система управления подачей топлива и способ ее работы, устройство иллюстрируются следующими чертежами:
- фиг.1 - продольный разрез гидроуправляемой форсунки для подачи топлива с двумя уровнями отверстий для впрыска;
- фиг.3 - схематичное изображение первого независимого блока управления подачей топлива (БУТ);
- фиг.4 - схематичное изображение второго независимого блока управления подачей топлива (БУТ);
- фиг.5 - блок-схема работы системы управления подачей топлива.
На фиг.1 представлена форсунка 1, выполненная с двумя независимыми запирающими элементами: иглой 2 и втулкой 3, содержащая отверстия первого 4 и второго 5 уровней, выполненные в распылителе 6, независимые камеры управления 7 и 8 (далее НКУ 7 и НКУ 8), размещенные в них независимые управляющие клапаны 9 и 10 (НУК 9 и НУК 10) и связанные с НКУ 7 и НКУ 8 независимыми каналами 11 и 12, независимыми промежуточными камерами управления 13 и 14 (НПКУ 13 и НПКУ 14). Первые две НКУ 7 и НКУ 8 соединены соответственно на выходе каналами 15 и 16 с двумя независимыми блоками управления топливоподачей (далее БУТ, которые на фиг.1 не показаны) и двумя независимыми каналами, соответственно 17 и 18 для отвода топлива с гидроаккумулятором низкого давления форсунки (далее ГАФ, который на фиг.1 не показан).
Независимые камеры управления запирающими элементами (НКУЗЭ): 19 иглой 2 (далее НКУЗЭ 19) и НКУЗЭ 20 втулкой 3 соединены с НПКУ 13 и НПКУ 14. Канал 21 служит для подвода топлива высокого давления ко втулке 3 снизу от аккумулятора высокого давления (далее ГА, который на фиг1. не показан). Канал 22 служит для подвода топлива высокого давления к игле 2 сверху и через дроссель к НПКУ 13 от аккумулятора высокого давления (далее ГА, который на фиг.1 не показан). Канал 23 с дросселем (дроссель на фиг.1 не показан) служит для подвода топлива высокого давления к НПКУ 14 от аккумулятора высокого давления (ГА на фиг.1 не показан), связанной гидравлически с НКУЗЭ 20 и, следовательно, ко втулке 3 сверху.
Канал 22 соединен каналом для подвода топлива высокого давления 24 от аккумулятора высокого давления (ГА на фиг.1 не показан) под иглу 2. Полукольцевая полость в игле 2 (на фиг.1 не показана) форсунки 1 соединена с каналом 22 для подвода топлива высокого давления от (ГА на фиг.1 не показан) с одной стороны, а осевым каналом 25 и радиальным каналом 26 в игле 2 с кольцевой проточкой 27 в игле 2 - с другой, для подвода топлива под иглу 2 снизу к отверстиям первого уровня 4.
Канал для подвода высокого давления 21 под втулку 3 к отверстиям второго уровня 5 от аккумулятора высокого давления (ГА на фиг.1 не показан) соединен с кольцевой проточкой 28 в корпусе 1 между корпусом форсунки 1 и внешней стороной втулки 3.
На фиг.2 показан вариант исполнения форсунки 1 с кольцевым выступом 29, который является продолжением втулки 3 и входит в кольцевую проточку 30 в распылителе 6 между отверстиями первого 4 и второго уровня 5 и разделяет их при впрыске.
На фиг.3 показан первый независимый БУТ 31, профилированный кулачок 32 с переменным углом профиля (ПУП) 33 (далее ПУП 33) вдоль оси кулачка, копиром 34, установленным на шарнире 35 и подпружиненного пружинами 36 на платформе 37, с которой соединен плунжер 38 в гидроцилиндре 39, установленным на основании 40, с отверстием 41 пружиной 42 между основанием 40 и платформой 37, трубопроводом 43 для соединения с форсункой 1 и каналом 15 в ее корпусе (фиг.1), тягой 44, соединенной с БУТ 31 и механизмом линейного перемещения 45 (МЛП 45) для БУТ 31 по шлицам 46.
На фиг.4 показан второй независимый БУТ 47, профилированный кулачок 48 с переменным углом профиля (ПУП) 49 (далее ПУП 49) вдоль оси кулачка, копиром 50, установленным на шарнире 51 и подпружиненным пружинами 52 на платформе 53, с которой соединен плунжер 54 в гидроцилиндре 55, установ
