Система управления подачей топлива и способ ее работы

Система управления подачей топлива и способ ее работы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к системам управления подачей топлива для двигателей внутреннего сгорания - дизелей, на стационарных установках с дизелями большой мощности, на мобильном транспорте для большегрузных автомобилей, на тракторах с любым типом трансмиссии, в частности с электротрансмиссией, для реализации широкого спектра технологий в сельском хозяйстве (пахота, обмолот валков комбайнами, укладка валков жатками), для строительно-дорожных машин и технологий, реализуемых с их помощью, в автомобильном и железнодорожном транспорте.

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.

Недостатки системы управления подачей топлива:

- 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.

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: «пилотный»-«предварительный»-«основной»-«последующий»-«последний;

- 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, согласно изобретению, форсунка выполнена гидроуправляемой, как минимум, с двумя неподпружиненными запирающими элементами и независимыми управляющими клапанами, расположенными в отдельных камерах управления, 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 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, снабженными направляющими с возможностью перемещения по ним, каждый из которых состоит, как минимум, из одного профилированного кулачка на форсунку с программой, как минимум, одного цикла подачи топлива, взаимодействующего с копиром и плунжером, установленным на платформе, гидроцилиндром, установленным на основании с отверстием, а между платформой и основанием установлена пружина, система снабжена дополнительно аккумулятором низкого давления, гидравлически соединенного, как минимум, с двумя независимыми управляющими камерами 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 профилированные кулачки с разными программами выполнены на распределительном валу с возможностью их аксиального перемещения.

Выполнение системы управления подачей топлива, в котором 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 распылителе выполнены кольцевые проточки между отверстиями различных уровней, взаимодействующие с кольцевыми выступами соответствующие 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, трех (и более - по числу запирающих элементов) промежуточных камерах управления, каждая из которых соединена каналами с дросселями с гидроаккумулятором высокого давления за счет дросселирования топлива, поступаемого 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 закрытые независимые управляющие камеры 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 амплитудно-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 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 снабжена дополнительно, как минимум, двумя независимыми блоками управления подачей топлива с разными программами управления, снабжен направляющими с возможностью перемещения по ним, каждый из которых состоит, как минимум, из одного профилированного кулачка на форсунку с программой, как минимум, одного цикла подачи топлива, взаимодействующего с копиром и плунжером, установленным на платформе, гидроцилиндром, установленным на основании с отверстием, а между платформой и основанием установлена пружина, система снабжена дополнительно аккумулятором низкого давления, гидравлически соединенного, 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 установленным 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 друг относительно друга и взаимодействующими 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, закрепленным на платформе, и плунжером, закрепленным на платформе и установленным 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 управление длительностью впрыска через различные уровни отверстий;

- расширение возможностей для текущего мониторинга процесса сгорания 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 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 сложении обеспечить текущий 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.

Выполнение системы управления подачей топлива с профилированными кулачками с разными программами на распределительном валу с возможностью их аксиального перемещения позволяет обеспечить

- смену программ управления подачей топлива;

- расширение возможностей формирования программ управления подачей топлива при изменении внешних условий при мониторинге сжигания топлива.

Выполнение системы управления подачей топлива с кулачком такого профиля, который обеспечивает гомогенный впрыск, позволяет обеспечить

- хорошее смешивание топлива с воздухом в течение большего промежутка времени, если впрыск осуществлять у НМТ или в момент впуска воздуха;

- меньшие вредные выбросы на всем протяжении процесса горения;

- реализацию режимов малых нагрузок и низких оборотов дизеля.

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 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 независимых управляющих клапанов, как минимум, две управляющие камеры, как минимум, над двумя запорными элементами, в которые подают топливо, как минимум, от одного гидроаккумулятора высокого давления, через, как минимум, две независимые промежуточные камеры, 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 одновременно или в разное время уровень конечного изменяемого объема, как минимум, в двух независимых полостях изменяемого объема вручную или автоматически.

При этом подают топливо у нижней мертвой точки цилиндра или в момент подачи воздуха в цилиндр.

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 независимое управление длительностью впрыска за счет изменения внешнего объема блока управления подачей топлива в каждом, как минимум, из двух внешних блоков управления.

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.

Способ позволяет осуществлять управление впрыска посредством изменения программ впрыска через каждый отдельный уровень отверстий.

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.

Способ позволяет осуществлять гомогенный впрыск топлива во время, предшествующее впрыску основного объема топлива.

Предлагаемая система управления подачей топлива и способ ее работы иллюстрируются следующими чертежами, где

- фиг.1 - продольный разрез гидроуправляемой форсунки для подачи топлива с двумя уровнями отверстий для впрыска;

- фиг.2 - продольный разрез гидроуправляемой форсунки для подачи топлива с двумя уровнями отверстий для впрыска и с кольцевой проточкой в распылителе между двумя уровнями отверстий и кольцевым выступом на втулке, взаимодействующим с кольцевой проточкой распылителя (вариант);

- фиг.3 - вариант исполнения профилированного кулачка для первого независимого блока управления подачей топлива с возможностью реализации трех впрысков через отверстия первого уровня двух впрысков цикла: первого «пилотного», а также четвертого - «последующего» и пятого - «последнего» объединенных впрысков и впрыска для гомогенизации топлива у НМТ;

- фиг.4 - схематичное изображение первого независимого блока управления подачей топлива с возможностью его перемещения по направляющим с помощью привода;

- фиг.5, а - вариант исполнения профилированного кулачка для второго независимого блока управления подачей топлива с возможностью реализации второго - «предварительного» впрыска и третьего - «основного» впрыска в виде двух объединенных впрысков;

- фиг.5, б - вариант исполнения профилированного кулачка для второго независимого блока управления подачей топлива с возможностью реализации второго - «предварительного» впрыска и третьего - «основного» впрыска и четвертого «последующего» в виде трех условно объединенных впрысков;

- фиг.6 - схема выполнения двух кулачков на распределительном валу с различными программами впрыска с возможностью аксиального перемещения вала для смены кулачков, взаимодействующих с копиром;

- фиг.7 - схематичное изображение второго независимого блока управления подачей топлива с возможностью его перемещения по направляющим с помощью привода;

- фиг.8 - блок-схема устройства для реализации системы управления подачей топлива;

- на фиг.9, а показаны временные диаграммы независимого объемного расхода топлива без временного перекрытия подачи через иглу и втулку в рабочем режиме;

- на фиг.9, б показаны временные диаграммы независимого объемного расхода топлива без временного перекрытия подачи топлива через иглу и втулку регулированием изменения положения независимых блоков управления подачей топлива - с помощью широтно-импульсной модуляции по времени (далее ШИМ) подачи топлива;

- на фиг.9, в показаны временные диаграммы независимого объемного расхода топлива без временного перекрытия подачи топлива через иглу и втулку регулированием давления аккумулятора высокого давления, подающего топливо только под втулку, амплитудно-импульсной модуляции давления при управлении впрыском (далее АИМ);

- на фиг.9, г показаны временные диаграммы независимого объемного расхода топлива без временного перекрытия подачи топлива через иглу и втулку регулированием давления аккумулятора высокого давления, подающего топливо только под иглу (АИМ);

- на фиг.9, д показаны временные диаграммы независимого объемного расхода топлива без временного перекрытия подачи топлива через иглу и втулку регулированием давления аккумуляторов высокого давления, подающих топливо под иглу и втулку одновременно (АИМ);

- на фиг.9, е показаны временные диаграммы независимого объемного расхода топлива без временного перекрытия подачи топлива через иглу и втулку регулированием давления двух аккумуляторов высокого давления, подающих топливо под иглу и втулку (АИМ), и регулированием путем перемещения двух независимых блоков управления подачей топлива (ШИМ);

- на фиг.10 показана временная диаграмма подачи топлива с временным перекрытием впрысков через отверстия первого и второго уровней при гидравлически изолированных друг от друга отверстиях для впрыска различного уровня.

На фиг.1 показана форсунка 1 с двумя независимыми запирающими элементами - иглой 2, втулкой 3, отверстиями первого уровня 4 и отверстиями второго уровня 5, распылителем 6, с первыми двумя независимыми камерами управления 7 и 8, двумя независимыми управляющими клапанами 9 и 10 в камерах управления 7 и 8 с направляющими (на фиг.1 не показаны), перекрывающими соответственно первый и второй независимые каналы 11 и 12, вторыми двумя независимыми промежуточными камерами управления 13 и 14, соединенными с первыми двумя независимыми камерами управления 7 и 8 гидравлически независимыми каналами 11 и 12.

Первые две независимые камеры управления 7 и 8 соединены соответственно на выходе каналами 15 и 16 с двумя независимыми блоками управления топливоподачей (далее БУТ 32 и БУТ 46, которые на фиг.1 не показаны) и двумя независимыми каналами, соответственно, 17 и 18 для отвода топлива с гидроаккумулятором низкого давления форсунки (далее ГАФ61, который на фиг.1 не показан).

Независимая камера управления 19 иглой 2 и независимая камера 2 управления 20 втулкой 3 соединены с промежуточными независимыми камерами управления соответственно 13 и 14.

Канал 21 служит для подвода топлива высокого давления ко втулке 3 от аккумулятора высокого давления (далее ГА64, который на фиг.1 не показан).

Канала 22 служит для подвода топлива высокого давления к игле 2 и через дроссель к промежуточной независимой камере управления 13 от аккумулятора высокого давления (далее ГА67, который на фиг.1 не показан).

Канал 23 с дросселем (дроссель на фиг.1 не показан) служит для подвода топлива высокого давления к промежуточной независимой камере управления 14 от аккумулятора высокого давления (ГА 64 на фиг.1 не показан), связанной гидравлически с камерой 20 управления втулкой 3.

Канал 22 соединен каналом для подвода топлива высокого давления 24 от аккумулятора высокого давления (ГА67 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 67 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 к отверстиям первого уровня 4.

Канал для подвода высокого давления 21 под втулку 3 к отверстиям второго уровня 5 от аккумулятора высокого давления (ГА64 на фиг.1 не показан) соединен с кольцевой проточкой 28 в корпусе 1 между корпусом и внешней стороной втулки 3.

На фиг.2 показан вариант исполнения форсунки 1 с радиальным выступом 29, который является продолжением втулки 3 и входит в кольцевую проточку 30 в распылителе 6 между отверстиями первого уровня 4 и отверстиями второго уровня 5 и разделяет их при впрыске.

На фиг.3 показан профилированный кулачок 31, содержащий уровень изменения высоты Δh₁, при повороте от R₀ до радиуса R₁ причем при повороте на углы γ₁-γ₅ в пределах цикла впрыска кулачок 31 поднимается на высоту Δh₁; в пределах угла подачи топлива для его гомогенизации γ_Г изменение высоты профиля кулачка также составляет Δh₁.

При повороте на угол γ_Г вблизи НМТ (гомогенный впрыск) кулачок 31 изменяет высоту на Δh₁, от R₀ до радиуса R₁, при впрыске топлива и от радиуса R₁ до R₀ при рекуперации энергии топлива, потраченного на управление.

Суммарный угол поворота кулачка α=γ₁+γ₂+γ₃+γ₄+γ₅ при впрыске, состоящий из нескольких этапов, без учета гомогенного впрыска, который производится отдельно от общего.

При повороте кулачка 31 на углы γ₁ и γ₄+γ₅ происходит впрыск топлива через отверстия первого уровня 4, перекрываемые иглой 2; при повороте кулачка 31 на угол

γ₂ и угол β>α происходит отсечка топлива и рекуперация энергии топлива, потраченного на управление подачей топлива.

На фиг.4 показан первый независимый блок управления подачей топлива 32 (далее БУТ 32), с платформой 33, соединенной с копиром 34 и плунжером 35 в гидроцилиндре 36, установленном на основании 37, с отверстием 38, пружиной 39 между основанием 37 и платформой 33, трубопроводом 40 для соединения с форсункой 1 и каналом 15 в ее корпусе (фиг.1).

Основание 37 и платформа 33 установлены в направляющих 41 и 42 соответственно, зафиксированных на корпусе дизеля (на фиг.3 не показано).

Основание 37 соединено механической связью 43 с блоком 44 для вертикального перемещения блока БУТ 32 относительно кулачка 31 в ручном или автоматическом режимах.

На фиг.5, а показан профилированный кулачок 45, входящий в независимый БУТ 46 (на фиг.5,а не показан), содержащий уровни изменения высоты профиля - Δh₂ при повороте от R₀ до радиуса R₁ при повороте кулачка 45 на углы γ₂+γ₃ при впрыске топлива и углы γ₄+γ₅ при его отсечке и при рекуперации энергии управления в пределах α=γ₁+γ₂+γ₃+γ₄+γ₅ - суммарного угла подачи топлива при впрыске.

На фиг.5, б показан профилированный кулачок 45, входящий в независимый БУТ 46 (на фиг.5, 6 не показан), содержащий уровни изменения высоты профиля - Δh₂, при повороте кулачка 45 от R₀ до радиуса R₁ при повороте кулачка 45 на углы γ₂+γ₃

+γ₃ при впрыске топлива и углы γ₅ (и β>α) при его отсечке и при рекуперации энергии управления в пределах α=γ₁+γ₂+γ₃+γ₄+γ₅ - суммарного угла подачи топлива при впрыске.

На фиг.6 показан распределительный вал (на фиг.6 позиция не показана) с двумя кулачками 45 с разными программами (фиг.5,а и фиг.5,б) разных по длительности впрысков топлива через отверстия второго уровня 5 (фиг.1, фиг.2), который может перемещаться в аксиальном направле