RU2648313C1

RU2648313C1 - Method of fuel supply management and fuel supplying device

Info

Publication number: RU2648313C1
Application number: RU2017113809A
Authority: RU
Inventors: Юрий Дмитриевич Погуляев; Анастасия Юрьевна Погуляева; Дмитрий Александрович Сычев; Олег Юрьевич Никишин; Артем Сергеевич Желтов; Никита Алексеевич Степнов; Сергей Васильевич Киричук
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-03-23

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention can be used in fuel injection systems of internal combustion engines (ICE). Fuel supply device is provided that includes an injector with two electrically controlled on-off valves. Nozzle includes needle 4 overlapping the first group of spray holes 2 and sleeve 10 covering the second group of spray holes 3. Fuel injection control is performed by supplying or draining fuel from needle control chamber 7 and sleeve control chamber 13 by controlling the position of the on-off valves. Injector allows at least one pre-injection, one main injection and at least one injection after the main injection. Injection can be carried out either through each group of spray holes individually or through both groups of spray holes.

EFFECT: proposed device allows to improve the dynamics of fuel supply, realize the multiverse and length-controlled injections, and boost the engine.

2 cl, 3 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 автомобильном и железнодорожном и водном транспорте, бронетехнике и инженерных машинах.The invention relates to a device for controlling the supply of fuel for internal combustion engines - diesel engines (hereinafter ICE), in stationary installations with high power diesel engines and mobile transport, on tractors with any type of transmission, in automobile and railway and water transport, armored vehicles and engineering vehicles .

Из уровня техники известен способ управления подачей топлива (прототип) (Электрогидравлическая форсунка с двухпозиционным клапаном. Известия вузов Машиностроение. С. 61-75. №2. Авторы С.А. Богачев, Ю.Е. Хрящев).The prior art method for controlling the fuel supply (prototype) (Electro-hydraulic nozzle with a two-position valve. University proceedings Engineering. P. 61-75. No. 2. Authors SA Bogachev, Yu.E. Khryashchev).

Этот способ управления подачей топлива заключается в том, что создают давление топлива отдельно независимо от впрыска с помощью отдельного топливного насоса высокого давления, подают топливо в гидравлический аккумулятор высокого давления, устанавливают в нем определенный уровень давления с помощью клапана регулирования высокого давления, общего для гидравлического аккумулятора, перемещают иглу с помощью электропривода и производят отсечку топлива, топливо подают на слив через клапан регулирования высокого давления гидроакумулятора высокого давления во время отсечки, подают напряжение на электроуправляемый клапан, подают топливо под иглу, осуществляют впрыск топлива. Этот способ реализуется с помощью клапанов с электроприводом и пьезоприводом.This method of controlling the fuel supply consists in creating fuel pressure separately, independently of injection, using a separate high-pressure fuel pump, supplying fuel to a hydraulic high-pressure accumulator, setting a certain pressure level therein using a high-pressure control valve common to a hydraulic accumulator , they move the needle with the help of an electric drive and cut off the fuel, the fuel is fed to the drain through the high-pressure control valve and high pressure during cut-off, voltage is applied to the electrically-controlled valve, fuel is supplied under the needle, and fuel is injected. This method is implemented using valves with an electric actuator and a piezo actuator.

Перемещения золотников крайне малы, поэтому требуются дополнительные мультипликаторы перемещения для пьезоприводов.The movements of the spools are extremely small, therefore, additional movement multipliers for piezo drives are required.

Этот способ не позволяет изменять давление основного впрыска (ОВ) по оптимальным требуемым законам.This method does not allow changing the pressure of the main injection (S) according to the optimal required laws.

Из уровня техники известно устройство управления подачей топлива (прототип) в двигатель внутреннего сгорания (Электрогидравлическая форсунка с двухпозиционным клапаном. Известия вузов. Машиностроение. – 2002. - №2, с. 61-75. 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. Engineering. - 2002. - No. 2, pp. 61-75. Authors SA Bogachev, Yu.E. Khryaschev).

Это устройство для реализации управления подачей топлива содержит форсунку с двухпозиционным клапаном, управляемым электромагнитом, с подпружиненным штоком с кольцевой площадкой, отдельной камерой управления, которая соединяется через разгрузочный клапан со сливом, а через наполнительный клапан и через дроссель - с линией высокого давления, запирающий элемент распылителя, взаимодействующий с камерой управления сверху и соединенный с линией высокого давления снизу, распылитель с одним уровнем отверстий, содержащее двухпозиционный клапан с подпружиненным штоком, управляемый электромагнитом, отдельную камеру управления с плунжером, который соединен механически с иглой и представляет собой управляемый запорный элемент распылителя.This device for realizing fuel supply control comprises a nozzle with an on-off valve controlled by an electromagnet, with a spring-loaded rod with an annular platform, a separate control chamber, which is connected through a discharge valve with a drain, and through a filling valve and through a throttle, with a high pressure line, a locking element a spray gun interacting with a control chamber from above and connected to a high pressure line from below, a spray gun with one level of openings containing a two-position valve an apan with a spring-loaded stem, controlled by an electromagnet, a separate control chamber with a plunger, which is mechanically connected to the needle and is a controlled shut-off element of the atomizer.

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.

Устройство не позволяет эффективно осуществить оптимальный цикл подачи топлива, который состоит, как минимум, из трех впрысков: короткого по длительности предварительного впрыска (ПВ) для создания условий экологичного и бесшумного сжигания основной порции топлива с основным впрыском (ОВ); основного впрыска с длительностью, на порядок и более превышающей предварительный впрыск; короткого впрыска после основного (ВПО) для дожигания сажи после ОВ.The device does not allow to efficiently carry out the optimal fuel supply cycle, which consists of at least three injections: a short-duration preliminary injection (PV) to create conditions for the environmentally friendly and silent burning of the main portion of fuel with the main injection (OV); the main injection with a duration of an order of magnitude or more greater than the preliminary injection; short injection after the main (VPO) for afterburning soot after OM.

Устройство не позволяет точно дозировать топливо для реализации предварительных впрысков и впрысков после основного, поскольку все виды впрысков реализуются через отверстия одного уровня и одного диаметра.The device does not allow accurate metering of fuel for the implementation of preliminary injections and injections after the main one, since all types of injections are realized through openings of the same level and diameter.

Устройство не позволяет форсировать работу двигателя внутреннего сгорания.The device does not allow forcing the operation of the internal combustion engine.

Поэтому оптимальный цикл и устройство подачи топлива необходимо реализовать форсунками с двумя уровнями отверстий, в котором операция подачи основной порции топлива будет осуществляться через второй уровень отверстий большего диаметра.Therefore, the optimal cycle and fuel supply device must be implemented with nozzles with two levels of openings, in which the operation of supplying the main portion of fuel will be carried out through the second level of openings of larger diameter.

Технический результат направлен на улучшение динамики подачи топлива, реализацию мультивпрыска и повышение индикаторного кпд, а также расширение функциональных возможностей топливоподающей аппаратуры.The technical result is aimed at improving the dynamics of fuel supply, the implementation of multi-injection and increasing indicator efficiency, as well as expanding the functionality of fuel supply equipment.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе, включающем перемещение золотника двухпозиционного клапана из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее, при котором закрывается наполнительный клапан и открывается разгрузочный клапан при впрыске, подачу топлива в форсунку под иглу, перемещение иглы в верхнее крайнее положение, отвод топлива от камеры управления над иглой сверху и, наоборот, перемещение золотника двухпозиционного клапана из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, при котором открывается наполнительный клапан и закрывается разгрузочный клапан при отсечке, подачу топлива в камеру над иглой сверху, перемещение иглы в крайнее нижнее положение, согласно заявленному изобретению осуществляют независимые впрыски через два уровня отверстий двумя независимыми по управлению системами подачи топлива в разное время цикла, реализуют предварительные впрыски и впрыски после основного путем управления впрыском иглой через отверстия первого уровня первой независимой системой управления, а впрыски основные реализуют путем управления втулкой через отверстия второго уровня второй независимой системой управления, при форсировании двигателя внутреннего сгорания осуществляют независимые впрыски через отверстия первого и второго уровней во время основного впрыска с длительностью впрыска через отверстия первого уровня, меньшей или равной длительности впрыска через отверстия второго уровня, при этом первой независимой системой управления иглой реализуют, как минимум, один предварительный впрыск и, как минимум, один впрыск после основного, при управлении первой независимой системой управления иглой и при впрыске через отверстия первого уровня, а второй независимой системой управления втулкой реализуют, как минимум, один основной впрыск большей длительности между, как минимум, одним предварительным впрыском и, как минимум, одним впрыском после основного при впрыске через отверстия второго уровня, для этого на каждом, как минимум, одном предварительном впрыске и на каждом, как минимум, одном впрыске после основного перемещают золотник первого гидравлически разгруженного двухпозиционного клапана, управляющего иглой, с помощью соленоида в первое крайнее положение, открывают при этом на каждом, как минимум, одном предварительном впрыске и, как минимум, одном впрыске после основного разгрузочный клапан, закрывают наполнительный клапан первого двухпозиционного гидравлически разгруженного клапана, подают топливо от управляющей камеры над иглой на слив через разгрузочный клапан, подают топливо под иглу при впрыске в течение времени, заданного при каждом предварительном впрыске и каждом впрыске после основного, перемещают иглу в верхнее положение, удерживают иглу в верхнем положении при подаче топлива в цилиндр за счет давления топлива под иглой и удерживают золотник первого двухпозиционного клапана в положении с открытым разгрузочным клапаном и закрытым наполнительным клапаном на время длительности каждого предварительного впрыска и каждого впрыска после основного, перемещают во второе крайнее положение золотник первого гидравлически разгруженного двухпозиционного клапана, управляющего иглой с помощью пружины, взаимодействующей с якорем, соединенным механически штоком с золотником первого двухпозиционного клапана, открывают наполнительный клапан, закрывают разгрузочный клапан, подают топливо при каждой отсечке через наполнительный клапан в камеру управления над иглой, перемещают иглу на седло в нижнее крайнее положение, удерживают иглу форсунки за счет давления в камере управления над иглой, а золотник двухпозиционного клапана за счет пружины во втором крайнем положении в течение времени, заданного при каждой отсечке после предварительного впрыска и впрыска после основного, изменяют длительность каждого предварительного впрыска и впрыска после основного за счет изменения длительности подачи напряжения от электронного блока управления на соленоид, управляющий иглой. Второй независимой системой управления втулкой реализуют основной впрыск, для этого перемещают золотник второго двухпозиционного гидравлически разгруженного клапана, управляющего втулкой с помощью соленоида, в первое крайнее положение, открывают при этом на каждом основном впрыске разгрузочный клапан, закрывают наполнительный клапан второго двухпозиционного гидравлически разгруженного клапана, подают топливо от управляющей камеры над втулкой на слив через разгрузочный клапан второго гидравлически разгруженного двухпозиционного клапана, подают топливо под втулку при впрыске в течение времени, заданного при основном впрыске, перемещают втулку в верхнее положение, удерживают втулку в верхнем положении при подаче топлива в цилиндр за счет давления топлива под втулкой и удерживают золотник второго гидравлически разгруженного двухпозиционного клапана в положении с открытым разгрузочным клапаном и закрытым наполнительным клапаном на время длительности каждого основного впрыска, перемещают во второе крайнее положение золотник гидравлически разгруженного двухпозиционного клапана, управляющего втулкой с помощью пружины, взаимодействующей с якорем, соединенным механически штоком с золотником второго гидравлически разгруженного двухпозиционного клапана. Открывают наполнительный клапан, закрывают разгрузочный клапан, подают топливо при каждой отсечке через наполнительный клапан в камеру управления над втулкой, перемещают втулку на седло в нижнее крайнее положение, удерживают втулку форсунки за счет давления в камере управления над втулкой, а золотник второго гидравлически разгруженного двухпозиционного клапана за счет пружины во втором крайнем положении в течение времени, заданного при каждой отсечке после предварительного впрыска и впрыска после основного. Изменяют длительность каждого основного впрыска за счет изменения длительности подачи напряжения от электронного блока управления на соленоид, управляющего втулкой. При форсировании двигателя внутреннего сгорания осуществляют предварительные впрыски и впрыски после основного через отверстия первого уровня как и при обычном оптимальном впрыске без форсирования, осуществляют независимые впрыски через отверстия первого и второго уровней одновременно во время основного впрыска, причем при максимальном и нерегулируемом форсировании впрыск через отверстия первого уровня начинают и заканчивают одновременно с впрыском через отверстия второго уровня, при регулируемом по длительности форсировании, меньшем длительности впрыска через второй уровень отверстий, начинают впрыск через отверстия первого уровня в разное время и заканчивают впрыск через отверстия первого уровня в разное время по отношению к впрыску через отверстия второго уровня.The specified technical result is achieved by the fact that in the method comprising moving the slide valve of the on / off valve from the lowest to the highest position, at which the filling valve is closed and the discharge valve is opened during injection, the fuel is fed into the nozzle under the needle, the needle is moved to the upper extreme position, retraction fuel from the control chamber above the needle from above and, conversely, moving the slide valve of the on / off valve from its highest position to its lowest position, at which it opens filling valve and the discharge valve closes when shutting off, the fuel is fed into the chamber above the needle from above, the needle is moved to its lowest position, according to the claimed invention, independent injections are made through two levels of openings by two independent fuel supply control systems at different times of the cycle, and preliminary injections are performed and injections after the main one by controlling the injection of the needle through the openings of the first level by the first independent control system, and the main injections are realized by controlling the sleeve through the openings of the second level with a second independent control system, when boosting the internal combustion engine, independent injections through the openings of the first and second levels during the main injection with a duration of injection through the openings of the first level less than or equal to the duration of the injection through the openings of the second level, the first an independent needle control system realizes at least one preliminary injection and at least one injection after the main one; with an independent needle control system and during injection through first-level openings, and a second independent control system of the bushing, at least one main injection of a longer duration is realized between at least one preliminary injection and at least one after the main injection when injecting through the openings of the second level, for this at each at least one preliminary injection and at least at least one injection after the main move the spool of the first hydraulically unloaded two-position valve, the control needle, using the solenoid to the first extreme position, open at the same time at least one preliminary injection and at least one injection after the main discharge valve, close the filling valve of the first on-off hydraulically unloaded valve, supply fuel from the control chamber above needle to drain through the unloading valve, fuel is supplied under the needle during injection for the time specified for each preliminary injection and each injection after the main injection, move the needle to the upper its position, hold the needle in the upper position when fuel is supplied to the cylinder due to the fuel pressure under the needle and hold the spool of the first on-off valve in the position with the open discharge valve and the closed filling valve for the duration of each preliminary injection and each injection after the main one, move to the second the extreme position of the spool of the first hydraulically unloaded two-position valve that controls the needle using a spring interacting with an armature connected by a mechanical with a rod with a spool of the first on / off valve, open the filling valve, close the discharge valve, supply fuel at each cut-off through the filling valve to the control chamber above the needle, move the needle onto the seat to the lowermost position, hold the nozzle needle due to pressure in the control chamber above the needle and the spool of the on-off valve due to the spring in the second extreme position during the time specified at each cut-off after the preliminary injection and injection after the main, change the length elnost each pre-injection and main after injection by altering the voltage supply duration from the ECU to the solenoid controlling the needle. The main injection is realized by the second independent control system of the bushing, for this purpose the spool of the second on-off hydraulically unloaded valve, which controls the bushing using the solenoid, is moved to the first extreme position, the unloading valve is opened on each main injection, the filling valve of the second on-off hydraulically unloaded valve is closed, served fuel from the control chamber above the sleeve to drain through the discharge valve of the second hydraulically unloaded on-off valves, supply fuel under the bushing during injection during the time specified during the main injection, move the bushing to the upper position, hold the bushing in the upper position when fuel is supplied to the cylinder due to the fuel pressure under the bushing, and hold the spool of the second hydraulically unloaded two-position valve in position c open discharge valve and a closed filling valve for the duration of each main injection, move the spool of a hydraulically unloaded two-way valve to the second extreme position itsionnogo valve control sleeve via a spring, cooperating with the anchor rod mechanically coupled with the second spool hydraulically unloaded off valve. Open the filling valve, close the discharge valve, supply fuel at each cut-off through the filling valve to the control chamber above the sleeve, move the sleeve to the seat in the lowermost position, hold the nozzle sleeve due to the pressure in the control chamber above the sleeve, and the spool of the second hydraulically unloaded two-position valve due to the spring in the second extreme position for the time specified at each cut-off after preliminary injection and injection after the main one. Change the duration of each main injection by changing the duration of the voltage supply from the electronic control unit to the solenoid controlling the sleeve. When boosting the internal combustion engine, preliminary injections and injections after the main through the openings of the first level are carried out as in the case of the usual optimal injection without forcing, independent injections through the openings of the first and second levels are simultaneously performed during the main injection, and at the maximum and uncontrolled forcing, the injection through the openings of the first level begin and end simultaneously with the injection through the openings of the second level, with an adjustable forcing duration, for the duration of the injection through the second level of the holes, start the injection through the holes of the first level at different times and end the injection through the holes of the first level at different times with respect to the injection through the holes of the second level.

Также указанный технический результат достигается тем, что в устройстве подачи топлива, включающим форсунку с двухпозиционным клапаном с подпружиненным штоком и кольцевой площадкой, соединенным кинематически с управляемым быстродействующим приводом, камеру управления, которая соединяется через разгрузочный клапан со сливом, а через наполнительный клапан - с линией высокого давления и топливным насосом высокого давления, запирающий элемент распылителя, взаимодействующий с камерой управления сверху и соединенный с линией высокого давления снизу, топливный насос высокого давления, топливную емкость, топливоподкачивающий насос, соединенные между собой гидравлически, согласно изобретению форсунка выполнена с двумя уровнями отверстий для впрыска, с иглой и втулкой, соосной игле форсунки, снабжена вторым двухпозиционным гидроразгруженным клапаном для управления втулкой и двумя соленоидами для привода двухпозиционных клапанов, золотники двухпозиционных клапанов и их седла выполнены гидроразгруженными и соединены каждый механически со своим быстродействующим электромеханическим приводом для линейного перемещения золотника первого двухпозиционного клапана, управляющего иглой, и второго двухпозиционного клапана, управляющего втулкой, гидроаккумулятор высокого давления соединен с камерами под иглой и втулкой через кольцевые проточки в игле относительно втулки и во втулке относительно корпуса форсунки, соединенные между собой радиальными каналами, а через наполнительные клапаны двухпозиционных клапанов с камерами управления над втулкой и иглой, каждый двухпозиционный клапан соединен через свой разгрузочный клапан со сливом.The indicated technical result is also achieved by the fact that in the fuel supply device, comprising a nozzle with a two-position valve with a spring-loaded stem and an annular platform connected kinematically with a controlled high-speed drive, a control chamber that connects via a discharge valve with a drain, and through a filling valve with a line high pressure and high-pressure fuel pump, locking sprayer element, interacting with the control chamber from above and connected to the high yes line bottom, high-pressure fuel pump, fuel tank, fuel priming pump, hydraulically interconnected, according to the invention, the nozzle is made with two levels of injection holes, with a needle and a sleeve, a coaxial nozzle needle, is equipped with a second on-off hydraulic valve for controlling the sleeve and two solenoids for actuating on-off valves, on-off valve spools and their seats are hydraulically unloaded and each is mechanically connected to its high-speed electronic with an mechanical actuator for linear movement of the spool of the first on-off valve that controls the needle and the second on-off valve that controls the sleeve, the high-pressure accumulator is connected to the chambers under the needle and the sleeve through ring grooves in the needle relative to the sleeve and in the sleeve relative to the nozzle body, interconnected by radial channels and through the filling valves of the on-off valves with control chambers above the sleeve and the needle, each on-off valve is connected through its relief valve with drain.

Устройство для реализации способа иллюстрируется чертежами: на фиг. 1 показана форсунка (продольный разрез) с двумя уровнями отверстий и двумя двухпозиционными клапанами с коническими запирающими поверхностями седел (ДПК) с электромеханическим приводом для иглы и электромагнитным приводом для втулки;A device for implementing the method is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows a nozzle (longitudinal section) with two levels of openings and two on-off valves with tapered locking surfaces of the seats (WPC) with an electromechanical drive for the needle and an electromagnetic drive for the sleeve;

на фиг. 2 показана кинематическая схема быстродействующего электромеханического привода для первого двухпозиционного клапана (ДПК) для управления иглой;in FIG. 2 shows a kinematic diagram of a high-speed electromechanical actuator for a first on-off valve (WPC) for controlling a needle;

на фиг. 3 показана кинематическая схема быстродействующего электромеханического привода для второго ДПК для управления втулкой.in FIG. 3 shows a kinematic diagram of a high-speed electromechanical drive for a second WPC for controlling a hub.

На фиг. 1 устройство для управления подачей топлива содержит форсунку 1 с отверстиями 2 первого уровня и отверстиями 3 второго уровня; иглу 4 с кольцевой проточкой 5, дифференциальную площадку 6 под иглой 4, управляющую камеру 7 над иглой 4, радиальный канал 8 в теле втулки для подвода топлива к кольцевой проточке 5 иглы 4; канал 9 в корпусе форсунки 1 для подвода топлива от наполнительного клапана (НК) первого двухпозиционного клапана (ДПК) к управляющей камере 7 над иглой 4 при выполнении отсечки топлива при впрыске через отверстия 2 первого уровня; втулку 10 с кольцевой проточкой 11, соединенной с камерой 12; камеру управления 13 над втулкой для подвода топлива сверху втулки 10, выполненной соосно игле 4; канал 14 в корпусе форсунки 1 для подвода топлива от гидравлического аккумулятора высокого давления (ГАВД не показан на фиг. 1) к камере 12 и из нее к игле 4 через кольцевую проточку 11 для реализации впрыска через отверстия 2 первого уровня. Канал 15 в корпусе форсунки 1 выполнен для подвода топлива от наполнительного клапана (НК) второго ДПК к камере управления 13 над втулкой 10 при выполнении отсечки топлива при впрыске через отверстия 3 второго уровня.In FIG. 1 a device for controlling the supply of fuel contains a nozzle 1 with holes 2 of the first level and holes 3 of the second level; a needle 4 with an annular groove 5, a differential pad 6 under the needle 4, a control chamber 7 above the needle 4, a radial channel 8 in the body of the sleeve for supplying fuel to the annular groove 5 of the needle 4; a channel 9 in the nozzle body 1 for supplying fuel from the filling valve (NK) of the first on-off valve (DPC) to the control chamber 7 above the needle 4 when cutting fuel during injection through the openings 2 of the first level; a sleeve 10 with an annular groove 11 connected to the chamber 12; a control chamber 13 above the sleeve for supplying fuel on top of the sleeve 10, made coaxially with the needle 4; a channel 14 in the nozzle body 1 for supplying fuel from a high-pressure hydraulic accumulator (HAD is not shown in Fig. 1) to the chamber 12 and from it to the needle 4 through an annular groove 11 for realizing injection through openings 2 of the first level. The channel 15 in the nozzle housing 1 is made for supplying fuel from the filling valve (NK) of the second WPC to the control chamber 13 above the sleeve 10 when cutting fuel during injection through the openings 3 of the second level.

Также устройство содержит первый двухпозиционный клапан 16 (ДПК 16) для управления иглой 4 с золотником 17, одна сторона которого выполнена с конусной поверхностью с площадью, равной дифференциальной площадке на противоположной к конусной поверхности стороне штока, а вторая с кольцевой поверхностью; кольцевой проточки 18 между корпусом первого ДПК 16 и его золотником 17; наполнительного клапана19 (НК 19) и разгрузочного клапана 20 (РК 20) первого ДПК 16; канала 21 для подвода топлива высокого давления к НК 19 от ГАВД, канала 22 для подвода топлива высокого давления от ДПК 16 к управляющей камере 7 над иглой 4 при отсечке; канала 23 для отвода топлива низкого давления через РК 20 на слив; дифференциальной площадки 24 для гидравлической разгрузки двухпозиционного клапана 16 с золотником 17 первого ДПК 16; штока 25, соединяющего соленоид 26 с золотником 17 ДПК 16.The device also contains a first on-off valve 16 (WPC 16) for controlling a needle 4 with a spool 17, one side of which is made with a conical surface with an area equal to the differential area on the side of the stem opposite to the conical surface, and the second with an annular surface; an annular groove 18 between the body of the first KDP 16 and its spool 17; filling valve 19 (TC 19) and discharge valve 20 (PK 20) of the first KDP 16; channel 21 for supplying high pressure fuel to the NK 19 from the police department, channel 22 for supplying high pressure fuel from the DPK 16 to the control chamber 7 above the needle 4 during cut-off; channel 23 for the removal of low-pressure fuel through RK 20 to the drain; differential platform 24 for hydraulic discharge of the on-off valve 16 with the spool 17 of the first WPC 16; rod 25 connecting the solenoid 26 with the valve 17 of the KDP 16.

Также устройство содержит второй ДПК 27 с золотником 28, одна сторона которого выполнена с конусной поверхностью с площадью, примерно равной дифференциальной площадке на противоположной к конусной поверхности стороне штока, а вторая - с кольцевой поверхностью, кольцевой проточкой 29 между золотником 28 и корпусом второго ДПК 27 с наполнительным клапаном 30 (НК 30) и разгрузочным клапаном 31 (РК 31); канала 32 для подвода топлива высокого давления к НК 30 от ГАВД, канала 33 для подвода топлива от ДПК 27 к втулке 10; канала 34 для отвода топлива низкого давления через РК 31 на слив; дифференциальной площадки 35 для гидравлической разгрузки клапана ДПК 27 с золотником 28 второго ДПК 27; штока 36, соединенного на выходе с соленоидом 37 для перемещения второго ДПК для управления втулкой 10.The device also contains a second KDP 27 with a spool 28, one side of which is made with a conical surface with an area approximately equal to the differential area on the side of the rod opposite to the conical surface, and the second with an annular surface, an annular groove 29 between the spool 28 and the body of the second KDP 27 with a filling valve 30 (TC 30) and an unloading valve 31 (PK 31); channel 32 for supplying high-pressure fuel to the NK 30 from the GAVD, channel 33 for supplying fuel from the DPK 27 to the sleeve 10; channel 34 for the removal of low-pressure fuel through RK 31 to the drain; differential platform 35 for hydraulic discharge of the valve KDP 27 with the spool 28 of the second KDP 27; a rod 36 connected at the output to the solenoid 37 to move the second WPC to control the sleeve 10.

Первый двухпозиционный клапан на фиг. 2 содержит: соленоид 26, соединенный механически через якорь и шток 25 с золотником 17 первого ДПК 16; катушку 38, соединенную с электронным блоком управления (ЭБУ на фиг. 2 не показан); пружину 39, подпружинивающую якорь соленоида 26.The first on-off valve in FIG. 2 contains: a solenoid 26, mechanically connected through an anchor and a rod 25 with a spool 17 of the first WPC 16; a coil 38 connected to an electronic control unit (the computer in FIG. 2 is not shown); spring 39, spring-loaded anchor of the solenoid 26.

Второй двухпозиционный клапан на фиг. 3 содержит: соленоид 37, соединенный механически через якорь и шток 36 с золотником 28 ДПК 27; катушку 40, соединенную с электронным блоком управления (ЭБУ на фиг. 3 не показан); пружину 41, подпружинивающую якорь соленоида 37.The second on-off valve in FIG. 3 contains: a solenoid 37 connected mechanically through an anchor and a rod 36 with a spool 28 of the KDP 27; a coil 40 connected to an electronic control unit (the computer in FIG. 3 is not shown); spring 41, spring-loaded anchor of the solenoid 37.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.A device for implementing the method works as follows.

Устройство реализует, как минимум, три впрыска в оптимальном цикле подачи топлива. Как минимум, два впрыска реализуются при управлении иглой 4 (фиг. 1, фиг. 2,): это предварительный впрыск (ПВ) через отверстия 2, который реализуется с помощью соленоида 26 (фиг. 2), и впрыск после основного (ВПО) через отверстия 2, который также реализуется с помощью соленоида 26. Так реализуется первый режим работы первой независимой системы управления подачей топлива через отверстия 2 первого уровня.The device implements at least three injections in an optimal fuel supply cycle. At least two injections are realized when controlling the needle 4 (Fig. 1, Fig. 2,): this is a preliminary injection (PV) through holes 2, which is realized using solenoid 26 (Fig. 2), and the injection after the main (VPO) through the holes 2, which is also realized using the solenoid 26. Thus, the first mode of operation of the first independent fuel supply control system through the holes 2 of the first level is realized.

Основной впрыск (ОВ) реализуется при управлении втулкой 10 (фиг. 1, фиг. 3) с помощью соленоида 37 при впрыске через отверстия 3.The main injection (OB) is realized by controlling the sleeve 10 (Fig. 1, Fig. 3) using the solenoid 37 during injection through the holes 3.

Так реализуется второй режим работы второй независимой системы подачи топлива. Длительность ПВ, ОВ и ВПО, длительность отсечек между ними и последовательность их выполнения задаются для обеих независимых систем с помощью электронного блока управления (ЭБУ не показан).This implements the second mode of operation of the second independent fuel supply system. The duration of PV, OV and VPO, the duration of the cut-offs between them and the sequence of their execution are set for both independent systems using an electronic control unit (ECU not shown).

Первая и вторая независимые системы управления подачей работают на создание оптимального цикла подачи топлива в заданной последовательности: ПВ реализует первая независимая система подачи топлива; ОВ реализует вторая независимая система подачи топлива; ВПО реализует снова первая независимая система подачи топлива.The first and second independent supply control systems work to create the optimal fuel supply cycle in a given sequence: the PV implements the first independent fuel supply system; OV implements a second independent fuel supply system; VPO implements again the first independent fuel supply system.

При форсированном ОВ впрыск происходит одновременно через отверстия 2 и 3 при реализации ОВ, что позволяет менять его форму, впрыскивать большее количество топлива и форсировать двигатель.In forced OB, injection occurs simultaneously through openings 2 and 3 during the implementation of OM, which allows changing its shape, injecting more fuel and forcing the engine.

При форсировании ОВ осуществляется через отверстия 3 с заданной оптимальной длительностью, а длительность впрыска через первый уровень отверстий 2 реализуется либо синхронно с ОВ, либо асинхронно с ним с длительностью впрыска через отверстия 2, меньшей длительности впрыска через отверстия 3.When forcing an OM, it is carried out through openings 3 with a given optimal duration, and the duration of injection through the first level of openings 2 is realized either synchronously with the OB or asynchronously with it with an injection duration through openings 2, shorter than the duration of injection through openings 3.

Три впрыска: ПВ, ОВ и ВПО представляют последовательные впрыски оптимального цикла топливоподачи и составляют единый процесс. Вместе с тем при работе системы управления работа иглы 4 и втулки 10 совершенно независимы.Three injections: PV, OV and VPO represent sequential injections of an optimum fuel supply cycle and make up a single process. However, during operation of the control system, the operation of the needle 4 and the sleeve 10 are completely independent.

Дифференциальная площадка 24 для гидравлической разгрузки клапана 16 с золотником 17 первого ДПК 16 примерно равна по площади конусной поверхности золотника 17. Для этого на соленоид 26 подается напряжение с ЭБУ (фиг. 2). Якорь соленоида 26 перемещается в первое крайнее положение и тянет за собой шток 25 с гидравлически разгруженным золотником 17 ДПК 16.The differential platform 24 for hydraulic discharge of the valve 16 with the spool 17 of the first WPC 16 is approximately equal in area to the conical surface of the spool 17. For this, a voltage from the ECU is applied to the solenoid 26 (Fig. 2). The armature of the solenoid 26 moves to the first extreme position and pulls the stem 25 with the hydraulically unloaded spool 17 WPC 16.

Открывается РК 20, закрывается НК 19 первого ДПК 16. Пружина 39 соленоида 26 сжимается. Гидравлически разгруженный золотник 17 позволяет либо уменьшить габариты соленоида 26, либо повысить его быстродействие в тех же габаритах.RK 20 opens, NK 19 of the first KDP closes 16. The spring 39 of the solenoid 26 is compressed. Hydraulically unloaded spool 17 allows you to either reduce the dimensions of the solenoid 26, or increase its speed in the same dimensions.

Топливо поступает в камеру управления 7 по радиальному каналу 8 форсунки под высоким давлением, равным давлению ГАВД.The fuel enters the control chamber 7 through the radial channel 8 of the nozzle under high pressure equal to the pressure of the high pressure washer.

При открытом РК 20 кольцевая полость 18 первого ДПК 16 через канал 23 (фиг. 1) и трубопровод сообщается со сливом. Давление в камере КУИ 7 (фиг. 1) падает до атмосферного. Топливо из камеры КУИ 7 вытесняется на слив. Одновременно топливо поступает по кольцевой проточке 5 из камеры 12 и через радиальные каналы 8 во втулке 10, соединенные с ней, в камеру под иглу 4 в отверстия 2 для впрыска. Длительность каждого ПВ задается ЭБУ. После окончания ПВ напряжение с ЭБУ не подается на катушку 38 соленоида 26.With the open PK 20, the annular cavity 18 of the first KDP 16 through the channel 23 (Fig. 1) and the pipeline communicates with the drain. The pressure in the chamber KUI 7 (Fig. 1) drops to atmospheric. Fuel from the KUI 7 chamber is forced out to the drain. At the same time, fuel enters through the annular groove 5 from the chamber 12 and through the radial channels 8 in the sleeve 10 connected to it, into the chamber under the needle 4 into the holes 2 for injection. The duration of each PV is set by the computer. After the end of the PV voltage from the ECU is not supplied to the coil 38 of the solenoid 26.

Пружина 39 разжимается и (фиг. 1), перемещает золотник 17 во второе крайнее положение. Закрывается РК 20, открывается НК 19 первого ДПК 16. Топливо под высоким давлением от ГАВД по каналу 22 поступает в КУИ 7 и при большей площади верхней площадки над иглой 4, чем площадь дифференциальной площадки в кольцевой проточке 5, перемещает иглу 4 на седло. Топливо под высоким давлением подается от ГАВД в управляющей камере 7 форсунки 1 через канал 21, кольцевую проточку 18 вокруг золотника 17, канал 22. Отверстия 2 для впрыска закрываются. Первый ПВ прекращается.The spring 39 is unclenched and (Fig. 1) moves the spool 17 to the second extreme position. RK 20 closes, NK 19 of the first KDP opens 16. The high-pressure fuel from the GAVD passes through channel 22 to KUI 7 and, with a larger area of the upper platform above the needle 4, than the area of the differential platform in the annular groove 5, moves the needle 4 to the saddle. Fuel under high pressure is supplied from the high pressure washer in the control chamber 7 of the nozzle 1 through channel 21, an annular groove 18 around the spool 17, channel 22. The injection holes 2 are closed. The first PV stops.

Аналогично выполняется при необходимости и второй ПВ через время, заданное ЭБУ. Первой независимой системой управления с помощью первого ДПК 16 выполняется также каждый ВПО.If necessary, the second air conditioner is also executed if necessary after the time specified by the computer. The first independent control system using the first WPC 16 is also performed each VPO.

Для этого сначала реализуется последовательно после одного или двух ПВ основной впрыск с заданной длительностью. Затем выполняется, как минимум, один ВПО.For this, the main injection with a given duration is first implemented sequentially after one or two PVs. Then at least one malware is executed.

ОВ реализуется при управлении втулкой 10 второй независимой системой управления подачей топлива с помощью второго ДПК 27. Подается напряжение с ЭБУ на катушку 40 соленоида 37. Якорь соленоида 37 движется в первое крайнее положение вместе с гидроразгруженным золотником 28 ДПК 27. Сжимается пружина 41 в соленоиде 37 (фиг. 3) под воздействием якоря силой, развиваемой соленоидом 37.OB is realized by controlling the sleeve 10 of the second independent fuel supply control system using the second DPK 27. A voltage is supplied from the ECU to the coil 40 of the solenoid 37. The armature of the solenoid 37 moves to the first extreme position along with the hydraulic unloaded spool 28 of the DPK 27. The spring 41 is compressed in the solenoid 37 (Fig. 3) under the influence of the anchor by the force developed by the solenoid 37.

Открывается РК 31, закрывается НК 30 в ДПК 27. Камера управления 13 (фиг. 1) соединяется через канал 33 с кольцевой проточкой 29 в ДПК 27 и через канал 34 в ДПК 27 со сливом. Давление в камере управления 13 над втулкой 10 падает до атмосферного. Давление на дифференциальную площадку втулки 10 в камере 12 становится намного больше давления над втулкой 10 в КУВ 13. Втулка 10 перемещается в верхнее положение.RK 31 opens, NK 30 closes in the KDP 27. The control chamber 13 (Fig. 1) is connected through a channel 33 with an annular groove 29 in the KDP 27 and through a channel 34 in the KDP 27 with a drain. The pressure in the control chamber 13 above the sleeve 10 drops to atmospheric. The pressure on the differential platform of the sleeve 10 in the chamber 12 becomes much greater than the pressure above the sleeve 10 in the CCF 13. The sleeve 10 moves to the upper position.

Топливо из КУВ 13 уходит на слив. Одновременно топливо поступает из камеры 12 в кольцевую проточку 11 и в отверстия 3 через камеру под втулкой 10.Fuel from KUV 13 goes to the drain. At the same time, fuel flows from the chamber 12 into the annular groove 11 and into the holes 3 through the chamber under the sleeve 10.

Начинается ОВ через отверстия 3, который происходит при максимальном давлении. Длительность ОВ задается с помощью ЭБУ.OB begins through holes 3, which occurs at maximum pressure. The duration of the OB is set using the ECU.

ОВ заканчивается при отсечке подачи топлива. Для этого с катушки 40 соленоида 37 снимается с помощью ЭБУ напряжение. Пружина 41 в соленоиде разжимается. Перемещается якорь соленоида 37 и механически с ним связанный шток 36 и золотник 28, соединенный механически со штоком 36 второго ДПК 27, во второе крайнее положение. Закрывается РК 31 и открывается НК 30 в ДПК 27.OB ends when fuel is cut off. To do this, the voltage is removed from the coil 40 of the solenoid 37 using an ECU. The spring 41 in the solenoid is opened. The armature of the solenoid 37 and the rod 36 connected mechanically to it and the spool 28, mechanically connected to the rod 36 of the second DPK 27, are moved to the second extreme position. RK 31 closes and NK 30 opens in KDP 27.

Топливо под высоким давлением подается от ГАВД в камеру управления 13 форсунки 1 через канал 32, кольцевую проточку 29 вокруг золотника 28, канал 33 в ДПК 27, а также канал 15 в форсунке 1 в КУВ 13. Топливо в КУВ 13 поступает под большим давлением. Втулка 10 перемещается вниз вследствие большой разности давлений в камере 12 с дифференциальной площадкой и давлением в КУВ 13 из-за большой разницы площадей над втулкой 10 в КУВ 13 и под втулкой 10 в камере 12. Происходит отсечка при окончании ОВ. ОВ заканчивается.Fuel under high pressure is supplied from the high pressure washer to the control chamber 13 of the nozzle 1 through the channel 32, an annular groove 29 around the spool 28, channel 33 to the WPC 27, and channel 15 to the nozzle 1 to the CCF 13. The fuel to the CCF 13 is supplied under high pressure. The sleeve 10 moves down due to the large pressure difference in the chamber 12 with the differential platform and the pressure in the CCW 13 due to the large difference in areas above the sleeve 10 in the CCW 13 and under the sleeve 10 in the chamber 12. A cut-off occurs at the end of the OB. OB ends.

После ОВ начинается ВПО через время, задаваемое ЭБУ, который реализуется при управлении иглой 4 также как и ПВ.After OB, VPO begins after the time specified by the ECU, which is realized when the needle 4 is controlled as well as PV.

При форсировании ДВС осуществляют ПВ и ВПО через отверстия 2 первого уровня, как и при обычном оптимальном впрыске без форсирования. В этом случае ПВ и ВПО реализуют первой независимой системой управления подачей топлива с соленоидом 26, катушкой 38, пружиной 39, (фиг. 2), золотником 17 первого гидравлически разгруженного ДПК 16.When forcing the internal combustion engine carry out air defense and VPO through the holes 2 of the first level, as in the usual optimal injection without forcing. In this case, the PV and the HPE implement the first independent fuel supply control system with a solenoid 26, coil 38, spring 39, (Fig. 2), spool 17 of the first hydraulically unloaded WPC 16.

Кроме того, осуществляют независимые впрыски через отверстия 2 первого и отверстия 3 второго уровней одновременно во время ОВ в случае, когда требуется впрыснуть через отверстия 2 первого и отверстия 3 второго уровней максимальное количество топлива. В этом случае на время длительности ОВ одновременно работают две независимые системы подачи топлива. Так реализуется максимальное и нерегулируемое по длительности форсирование. Впрыск топлива через отверстия 2 является форсирующим и длительность его равна длительности ОВ через отверстия 3.In addition, independent injections are carried out through the openings 2 of the first and openings 3 of the second level simultaneously during the OB in the case when it is necessary to inject the maximum amount of fuel through the openings 2 of the first and openings 3 of the second level. In this case, two independent fuel supply systems operate simultaneously for the duration of the OB. Thus, maximum and uncontrolled forcing duration is realized. The fuel injection through the holes 2 is forcing and its duration is equal to the duration of the OB through the holes 3.

В том случае, когда для форсирования требуется меньшее количество топлива, впрыск через отверстия 2 первого уровня делают по длительности короче длительности ОВ через второй уровень отверстий 3. Укорочение по длительности впрыска реализуется различными способами: начинается впрыск через первый уровень отверстий 2 в разное время и заканчивают в разное время по отношению к длительности ОВ через отверстия 3 второго уровня. В этом случае реализуется регулируемое по длительности форсирование ДВС. Впрыск через отверстия 2 первого уровня в этом случае осуществляется, также как впрыски ПВ и ВПО, с той лишь разницей, что длительность этого впрыска задается ЭБУ и она меньше длительности ОВ.In the case when forcing a smaller amount of fuel is required, the injection through the openings of the first level is made shorter in duration than the duration of the OB through the second level of the openings 3. Shortening by the duration of the injection is realized in various ways: injection begins through the first level of the openings 2 at different times and ends at different times with respect to the duration of the OM through openings 3 of the second level. In this case, an ICE that is adjustable in duration is implemented. In this case, the injection through the openings 2 of the first level is carried out, as well as the injections of PV and VPO, with the only difference being that the duration of this injection is set by the ECU and it is less than the duration of the OM.

Устройство реализует все операции способаThe device implements all the operations of the method

Claims

1. A method of controlling the fuel supply, including moving the slide valve of the on / off valve from the lowest to highest position, at which the filling valve closes and the discharge valve opens during injection, the fuel is fed into the nozzle under the needle, the needle moves to the upper extreme position, and the fuel is removed from the chamber control over the needle from above and, conversely, moving the spool of the on / off valve from the extreme upper position to the extreme lower position, at which the filling valve opens and the discharge valve is closed during shut-off, the fuel is fed into the chamber above the needle from above, the needle is moved to its lowest position, characterized in that they carry out independent injections through two levels of holes with two independent fuel supply control systems at different times of the cycle, realize preliminary injections and injections after the main one by controlling the injection of the needle through the holes of the first level by the first independent control system, and the main injections are realized by controlling the sleeve through the holes of the second ur In the second independent control system, when boosting the internal combustion engine, independent injections are carried out through the openings of the first and second levels during the main injection with a duration of injection through openings of the first level less than or equal to the duration of injection through the openings of the second level, while the first independent control system of the needle is realized at least one preliminary injection and at least one injection after the main, when controlling the first independent needle control system and and injection through the openings of the first level, and a second independent control system of the sleeve realize at least one main injection of a longer duration between at least one preliminary injection and at least one injection after the main injection through the openings of the second level, for this each at least one preliminary injection and on each at least one injection after the main move the spool of the first hydraulically unloaded two-position valve that controls the needle using a solenoid in the first extreme position, open at the same time at least one preliminary injection and at least one injection after the main discharge valve, close the filling valve of the first on-off hydraulically unloaded valve, supply fuel from the control chamber above the needle to the drain through the discharge valve supply fuel under the needle during injection for the time specified for each preliminary injection and each injection after the main injection, move the needle to the upper position, hold the needle in the upper position when fuel is supplied to the cylinder due to fuel pressure under the needle and hold the spool of the first on-off valve in the position with the open discharge valve and the filling valve closed for the duration of each preliminary injection and each injection after the main one, move the spool of the first hydraulically unloaded two-position valve to the second extreme position a valve controlling the needle by means of a spring interacting with an anchor mechanically connected to the spool of the first two-position valve control valve, open the filling valve, close the discharge valve, supply fuel at each cut-off through the filling valve to the control chamber above the needle, move the needle onto the seat to the lowermost position, hold the nozzle needle due to pressure in the control chamber above the needle, and the on-off valve spool due to the spring in the second extreme position during the time specified at each cut-off after the preliminary injection and injection after the main, change the duration of each preliminary injection ska and injection after the main one, by changing the duration of the voltage supply from the electronic control unit to the solenoid that controls the needle, the second independent control system for the sleeve realizes the main injection, for this move the spool of the second on-off hydraulically unloaded valve controlling the sleeve with the solenoid to the first extreme position , at the same time, open the discharge valve at each main injection, close the filling valve of the second on-off hydraulically unloaded apana, supply fuel from the control chamber above the bushing to the drain through the discharge valve of the second hydraulically unloaded two-position valve, supply fuel under the bushing during injection for the time specified during the main injection, move the bushing to the upper position, hold the bushing in the upper position when fuel is supplied to the cylinder due to the fuel pressure under the sleeve and hold the spool of the second hydraulically unloaded on-off valve in position with an open discharge valve and a closed filling m valve for the duration of each main injection, move to the second extreme position the spool of the hydraulically unloaded two-position valve, controlling the sleeve using a spring interacting with an armature, mechanically connected to the spool of the second hydraulically unloaded two-position valve, open the filling valve, close the discharge valve, serve fuel at each cut-off through the filler valve into the control chamber above the sleeve, move the sleeve to the saddle in the lower edge position, hold the nozzle sleeve due to the pressure in the control chamber above the sleeve, and the spool of the second hydraulically unloaded two-position valve due to the spring in the second extreme position for the time specified at each cut-off after preliminary injection and injection after the main one, change the duration of each main injection by changing the duration of the voltage supply from the electronic control unit to the solenoid controlling the sleeve, when forcing the internal combustion engine, preliminary injections and injections after the main one through the first level openings, as in the case of the usual optimal injection without forcing, are carried out independent injections through the first and second level openings simultaneously during the main injection, and with maximum and uncontrolled forcing, the injection through the first level openings begins and ends simultaneously with the injection through the openings of the second level, with an adjustable forcing duration shorter than the duration of the injection through the second level of the opening th, start the injection through the openings of the first level at different times and end the injection through the openings of the first level at different times with respect to the injection through the openings of the second level.

2. A fuel supply device, comprising a nozzle with a two-position valve with a spring-loaded stem and an annular platform connected kinematically with a controlled high-speed drive, a control chamber that connects via a discharge valve with a drain, and through a filling valve with a high-pressure line and a high-pressure fuel pump locking element of the atomizer, interacting with the control chamber from above and connected to the high pressure line from below, high pressure fuel pump, fuel e capacity, fuel priming pump, interconnected hydraulically, characterized in that the nozzle is made with two levels of injection holes, with a needle and a sleeve, a coaxial needle of the nozzle, equipped with a second on-off hydraulically unloaded valve for controlling the sleeve and two solenoids for driving on-off valves, on-off spools valves and their seats are hydraulically unloaded and each mechanically connected to its high-speed electromechanical actuator for linear movement of the spool and the first on-off valve controlling the needle and the second on-off valve controlling the sleeve, the high-pressure accumulator is connected to the chambers under the needle and the sleeve through annular grooves in the needle relative to the sleeve and in the sleeve relative to the nozzle body, interconnected by radial channels, and through filler valves on-off valves - with control cameras above the sleeve and the needle, each on-off valve is connected through its discharge valve to the drain.