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.

К недостаткам системы управления подачей топлива относятся:

- не позволяет рекуперировать часть энергии на управление обратно в топливный насос высокого давления и повысить реальный индикаторный к.п.д;

- 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, расположенных в теле форсунки;

- не позволяет в полной мере реализовать «прямоугольный» закон впрыска топлива из-за инерционности электромагнитных клапанов и наличия большого количества пружин в форсунке;

- не позволяет использовать дизель как источник управляемого момента при наличии возмущений случайного характера на его входе за счет независимой подачи топлива и реализации принципа комбинированного управления дизелем, заключающемся в комбинации фундаментальных принципов управления по возмущению и отклонению;

- не позволяет размещать управляющие блоки, например электроклапаны, вне тела форсунки.

Наиболее близким к способу работы системы является способ управления подачей топлива в двигателе внутреннего сгорания, выбранный в качестве прототипа (патент США №6557779 В2 от 06.05.2003), включающий независимое открывание двух управляющих клапанов, подачу топлива через дроссель в независимые управляющие камеры над запорными элементами распылителя, соединение камер над запорными элементами распылителя и камер управляющих открытых клапанов с внешним объемом, подачу топлива под высоким давлением на распылитель форсунки через два уровня отверстий в виде двух впрысков по одному на каждый уровень отверстий, закрывание управляющих клапанов и осуществление отсечки подачи топлива.

К недостаткам способа относятся:

- невозможность реализации требуемого по экологии и высокому индикаторному к.п.д. числа впрысков топлива, например, пяти-семи и более.

- невозможность точного дозирования впрыска топлива и невозможность управления объемом и длительностью каждого из требуемого числа впрысков;

- невозможность мониторинга процесса сжигания топлива и оптимизации настройки оптимального впрыска при изменении условий;

- большой расход топлива на управление подачей топлива, отсутствие возможности частичной рекуперации энергии топлива, потраченной на управление.

Целью изобретения является улучшение динамики подачи топлива и повышение индикаторного к.п.д., улучшение экологических показателей, а также реализация комбинированного управления дизелем, 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 заявленному изобретению форсунка выполнена гидроуправляемой, как минимум с двумя неподпружиненными запирающими элементами и независимыми управляющими клапанами, расположенными в независимых камерах управления, как минимум с двумя независимыми промежуточными камерами управления, каждая из которых соединена со своим независимым гидроаккумулятором высокого давления через дроссель, при этом запирающие элементы выполнены соосно без гидроизоляции отверстий различных уровней или с их гидроизоляцией, причем в этом случае в распылителе выполнены кольцевые проточки между отверстиями различных уровней, взаимодействующих с кольцевыми выступами соответствующих запирающих элементов, система снабжена дополнительно как минимум двумя независимыми блоками внешнего управления подачей топлива, каждый из который состоит из первого и второго плунжеров, установленных на платформе, первого и второго гидроцилиндров, установленных на основании с отверстиями для подвода топлива в первый и второй гидроцилиндры, а между платформой и основанием установлена пружина, система снабжена дополнительно как минимум двумя управляющими гидрораспределителями, выполненными с возможностью аксиального линейного перемещения золотников гидрораспределителей, соединенных с соленоидами управления или пьезоприводом, при этом блоки внешнего управления подачей топлива соединены через управляемые гидрораспределители с форсункой, причем первый гидроцилиндр каждого блока управления подачей топлива соединен через гидрораспределитель с форсункой соответствующим независимыми каналами при впрыске и отсечке топлива, а второй гидроцилиндр каждого блока управления соединен или через управляемый гидрораспределитель или через управляемый гидрораспределитель и дроссель с независимым гидроаккумулятором высокого давления подачи топлива при впрыске топлива и через гидрораспределитель - с независимой камерой управления форсунки при отсечке топлива.

При этом дроссель, через который подается топливо во второй гидроцилиндр независимого внешнего блока управления подачей топлива, выбран с большим проходным сечением, чем проходное сечение дросселя, через который подается топливо в промежуточные независимые камеры 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 пружины независимых блоков внешнего управления подачей топлива выполнены с постоянным усилием сжатия.

Выполнение системы управления подачей топлива, в которой пружины блоков управления топливом выполнены с постоянным усилием сжатия, позволяет обеспечить: меньший расход энергии на управление подачей топлива.

Выполнение системы с как минимум двумя независимыми блоками внешнего управления подачей топлива, каждый из который состоит из первого и второго плунжеров, установленных на платформе, первого и второго гидроцилиндров, установленных на основании с отверстиями для подвода и отвода топлива в первый и второй гидроцилиндры, а между платформой и основанием установлена пружина для первого плунжера, позволяет обеспечить:

- создание разрежения в первом гидроцилиндре подачей топлива и под первым плунжером и по всему каналу управления подачей топлива за счет быстрого перемещения второго силового плунжера;

- рекуперацию энергию топлива в топливный насос высокого давления через отверстия в основании для подвода и отвода топлива из первого и второго гидроцилиндров.

Выполнение системы такой, что второй гидроцилиндр каждого блока управления соединен через гидрораспределитель и дроссель с аккумулятором высокого давления при впрыске топлива и через гидрораспределитель - с независимой камерой управления форсунки при отсечке топлива, при этом дроссель, через который подается топливо во второй гидроцилиндр независимого внешнего блока управления подачей топлива, выбран с большим проходным сечением, чем проходное сечение дросселя, через который подается топливо в промежуточные независимые камеры управления, позволяет обеспечить:

- быстрое перемещение обоих плунжеров и создание разрежения в первом из них, в который топливо поступает через дроссель меньшего сечения;

- поступление большего количества топлива в единицу времени во второй гидроцилиндр, который является силовым и служит для растяжения пружины, большее давление под его плунжером, перемещение обоих плунжеров вверх;

- растяжение пружины, подпружинивающей первый плунжер с помощью усилия, создаваемого вторым плунжером, запасание в ней потенциальной энергии для последующей рекуперации ее энергии через энергию топлива в источник энергии - топливный насос высокого давления.

Выполнение системы с возможностью аксиального линейного перемещения золотников гидрораспределителей, соединенных с соленоидами управления или пьезоприводом, причем блоки внешнего управления подачей топлива соединены через управляемые гидрораспределители с форсункой, при этом первый гидроцилиндр с подпружиненным плунжером каждого блока управления подачей топлива соединен через гидрораспределитель с форсункой соответствующими независимыми каналами при впрыске и отсечке топлива, а второй гидроцилиндр каждого блока управления соединен через гидрораспределитель и дроссель с аккумулятором высокого давления при впрыске топлива и через гидрораспределитель - с независимой камерой управления форсунки при отсечке топлива, позволяет обеспечить:

- программное управление впрыском с изменением длительности впрыска с помощью соленоидов управления, пьезопривода или механического привода по программам управления от электронного блока управления (широтно-импульсная модуляция по длительности);

- взаимодействие блоков внешнего управления подачей топлива с форсункой для реализации независимой подачи топлива через каждый отдельный уровень отверстий, осуществляемое через управляемый гидрораспределитель, близким по быстродействию к пьезоприводу;

- применение соленоидов управления, которые расположены вне тела форсунки, с большим быстродействием с целью реализации прямоугольного закона подачи топлива;

- применение быстродействующего пьезопривода для управления впрыском через любое возможное число уровней отверстий, например через два, три и более уровней отверстий.

Выполнение системы с как минимум двумя независимыми промежуточными камерами управления, каждая из которых соединена со своим независимым гидроаккумулятором высокого давления через дроссель, позволяет обеспечить:

- независимое управление впрыском топлива через каждый отдельный независимый уровень отверстий с регулированием подачи топлива изменением давления гидроаккумулятора (амплитудно-импульсная модуляция по давлению).

Выполнение системы управления подачей топлива, в которой форсунка выполнена как минимум с двумя неподпружиненными запирающими элементами и независимыми управляющими клапанами, расположенными в отдельных камерах управления, позволяет обеспечить:

- подачу топлива в цилиндры с экстремальной повторяемостью впрысков;

- прямоугольный закон впрыска топлива в камеру сгорания через первый, второй уровни отверстий (или более) при постоянном давлении за счет:

- надежной постановки двух, трех (или более) независимых запирающих элементов на седло при отсечке топлива;

- надежной постановки двух, трех (или более) независимых запирающих элементов на упор при впрыске топлива в камеру сгорания цилиндра.

Выполнение системы управления подачей топлива как минимум с двумя независимыми промежуточными камерами управления, каждая из которых соединена со своим независимым гидроаккумулятором высокого давления для подачи топлива (НГАВДПТ), причем запирающие элементы выполнены соосно без разделения отверстий различных уровней или с их разделением, а в этом случае в распылителе выполнены кольцевые проточки между отверстиями различных уровней, взаимодействующих с кольцевыми выступами соответствующих запирающих элементов, позволяет обеспечить:

- соединение через независимые управляющие клапаны, расположенные в отдельных независимых камерах управления, число которых равно числу запирающих элементов и может быть больше двух, независимых камер управления над запирающими элементами с подплунжерными полостями блоков управления подачей топлива, в которых создается разрежение при впрыске;

- падение давления в независимых двух (и более - по числу запирающих элементов) промежуточных камерах управления, каждая из которых соединена каналами с дросселями с НГАВДПТ, за счет дросселирования топлива, поступающего в независимые промежуточные камеры управления, 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 НГАВДПТ к каждому из отдельных независимых запирающих элементов, число которых может быть больше двух, сверху для управления независимыми запирающими элементами при их установке на седло распылителя и при отсечке подачи топлива, причем отдельный независимый уровень отверстий перекрывается при отсечке своим независимым запирающим элементом через промежуточные независимые камеры управления и закрытых независимых управляющих камерах независимых управляющих клапанов как минимум по двум цепочкам: НГАВДПТ - независимая промежуточная камера управления - независимая камера управления над отдельным независимым запирающим элементом - независимый запирающий элемент;

- независимый отвод топлива сверху от каждого из отдельных независимых 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 и гидравлически изолированных 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 - управляемый гидрораспределитель (УГР) с электромагнитным или пьезоприводом - блок внешнего управления подачей топлива;

- управление впрыском топлива через различные уровни отверстий от различных независимых аккумуляторов высокого давления при изменении их давления за счет так называемой амлитудно-импульсной модуляции (АИМ) гидравлического давления, которая при наличии двух НГАВД для 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 гидравлической изоляции отверстий различных уровней при подаче топлива от двух НГАВДПТ;

- впрыск топлива через отверстия различных уровней с их пересечением во времени в случае, если запирающие элементы выполнены соосно с гидравлической изоляцией отверстий различных уровней;

- гидравлическая изоляция 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 или нескольким запирающим элементам при числе их больше двух от НГАВД, число которых равно числу уровней отверстий;

- независимый перевод на упор при впрыске топлива каждого как минимум из двух независимых запирающих элементов при независимом подводе давления сверху от как минимум двух НГАВДПТ;

- полную независимость подачи топлива как по времени, так и по давлению через отверстия нескольких уровней, например двух, и гидравлическую изоляцию отверстий друг от друга.

Выполнение системы управления подачей топлива такой, что она, система, снабжена дополнительно как минимум двумя независимыми блоками внешнего управления подачей топлива с разными программами управления, каждый из который состоит из первого и второго плунжеров, установленных на платформе, первого и второго гидроцилиндров, установленных на основании с отверстиями для подвода топлива в первый и второй гидроцилиндры, а между платформой и основанием установлена пружина для первого плунжера, система снабжена дополнительно как минимум двумя управляющими гидрораспределителями, выполненными с возможностью аксиального линейного перемещения золотников гидрораспределителей, соединенных с соленоидами управления или пьезоприводом, при этом блоки внешнего управления подачей топлива соединены через управляемые гидрораспределители с форсункой, причем первый гидроцилиндр с подпружиненным плунжером каждого блока управления подачей топлива соединен через гидрораспределитель с форсункой соответствующими независимыми каналами при впрыске и отсечке топлива, а второй гидроцилиндр каждого блока управления соединен через управляемый гидрораспределитель и дроссель с аккумулятором высокого давления при впрыске топлива и через гидрораспределитель - с независимой камерой управления форсунки при отсечке топлива, позволяет обеспечить:

- программное управление впрыском на основе как минимум двух независимых блоков внешнего управления топливом, реализация которых проще, надежней и дешевле при внешнем исполнении;

- программное управление впрыском на основе как минимум двух независимых блоков внешнего управления подачей топлива (НБВУПТ), 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 НБВУПТ 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 НБВУПТ 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 НБВУПТ больше числа независимых управляющих камер с независимыми управляющими клапанами и при этом НБВУПТ соединяются для каждой камеры управления независимым клапаном в параллель и реализуют с помощью конкретного управляющего клапана несколько программ впрыска через один уровень отверстий;

- создание при впрыске разрежения в каждом как минимум из двух независимых блоках внешнего управления подачей топлива путем взаимодействия каждого блока внешнего управления подачей топлива с управляемым гидрораспределителем с электромагнитным приводом или пьезоприводом, когда один управляемый электромагнитный или пьезопривод могут реализовать один или несколько впрысков;

- применение числа НБВУПТ больше двух из расчета, что один соленоид или один пьезопривод с одним управляемым гидрораспределителем, реализующий программу хотя бы одного впрыска, управляется одним блоком внешнего управления подачей топлива, например: для устройства с двумя независимыми уровнями отверстий и двумя независимыми запирающими элементами может быть применено три, четыре, пять блоков управления и, соответственно, три, четыре, пять УРГ с электроприводом или пьезоприводом, эти блоки соединяются с двумя независимыми камерами управления гидравлически и в параллель, а число блоков внешнего управления подачей топлива при этом пропорционально числу впрысков топлива для одного независимого клапана управления;

- создание давления и в независимой камере управления над независимым управляющим клапаном для его закрытия и подачу топлива под давлением в гидроаккумулятор низкого давления (ГАНД) через форсунку, причем подача топлива под давлением в ГАНД реализуется через два плунжера, которые вытесняют топливо под давлением, развиваемым силой пружины первого подпружиненного плунжера;

- компактность форсунки за счет отсутствия в ней пружин для управления двумя запирающими элементами и двумя управляющими клапанами и управления подачей топлива за счет двух НБВУПТ, выполненных отдельно от форсунки;

- частичную рекуперацию энергии топлива, потраченной на управление при подаче топлива, путем возврата под давлением топлива из подплунжерных полостей двухгидроцилиндров каждого как минимум из двух блоков управления подачей топлива в топливный насос высокого давления (ТНВД);

- создание высокого давления в каждой независимой камере управления управляющими клапанами и предотвращение образования 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;

- расширение возможностей для мониторинга процесса сжигания топлива и управления составом отходящих газов за счет широтно-импульсной модуляции по времени (ШИМ) гидромеханических сигналов управления впрыском топлива при впрыске через отверстия различных уровней;

- требуемые пусковые и динамические характеристики дизеля за счет управления на основе ШИМ по времени впрыска;

- работу дизеля на холостом ходу и при малых и средних нагрузках;

- минимальный расход топлива на холостом ходу и частичных режимах работы двигателя за счет ШИМ по времени впрыска в сочетании с амплитудно-импульсной модуляцией (далее АИМ) давления при управлении впрыском с помощью как минимум двух гидроаккумуляторов высокого давления;

- независимые, управляемые по давлению и времени впрыска программы впрыска, позволяют при оптимальном управлении обеспечить мониторинг сжигания газов и внести необходимые оперативные коррективы в процесс впрыска и сжигания топлива при изменении внешних условий.

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.

Система управления подачи топлива позволяет повысить экономичность и надежность топливной аппаратуры, снизить ее стоимость, повысить индикаторный к.п.д. за счет рекуперации энергии топлива в ТНВД, повысить к.п.д. дизеля за счет мелкодисперсного распыления топлива через число отверстий больше двух, использовать дизель как источник управляемого момента при реализации комбинированного управления инвариантного к возмущениям.

Поставленная цель достигается тем, что 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 через каждый уровень отверстий, закрывание управляющих клапанов и осуществление отсечки подачи топлива, согласно заявленному изобретению, создают давление как минимум по одной заданной программе для каждой, как минимум двух, независимых внешних полостей изменяемого конечного объема, одновременно создают разрежение как минимум по одной заданной программе для каждой, как минимум двух, других независимых внешних полостей изменяемого конечного объема, как минимум с одним шагом изменения объема при реализации как минимум одного впрыска за цикл подачи топлива, открывают как минимум два независимых управляющих клапана, последовательно соединяют как минимум две независимые внешние полости изменяемого конечного объема в которых создавалось разрежение, а также как минимум две независимые полости изменяемого конечного объема, в которых создавалось давление, как минимум две независимые камеры управления независимых управляющих клапанов, как минимум две независимые управляющие камеры запирающими элементами, в которые подают топливо как минимум от одного независимого, управляемого по давлению, гидроаккумулятора высокого давления, через как минимум две независимые промежуточные камеры управления, подают топливо как минимум под два запирающих элемента, как минимум через два уровня отверстий распылителя в камеру сгорания одновременно или в разное время, создают давление как минимум в двух независимых полостях изменяемого конечного объема, в которых создавалось разрежение при впрыске и в как минимум в двух независимых полостях изменяемого конечного объема, в которых создавалось давление при впрыске, подают топливо под давлением при отсечке как минимум через две независимые камеры независимых управляемых клапанов в дополнительную, как минимум одну, внешнюю полость конечного изменяемого 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 время заполнения конечного изменяемого объема в разное время или одновременно в как минимум двух независимых внешних полостях изменяемого конечного объема, в которых создавалось разрежение при впрыске, а также в как минимум двух независимых полостях изменяемого конечного объема, в которых создавалось давление при впрыске

При этом топливо в как минимум две независимые внешние полости изменяемого конечного объема, в которых создается разрежение при впрыске, и как минимум в две независимые внешние полости изменяемого конечного объема, в которых создается давление при впрыске, подают с разной скоростью.

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 так же быстро ее прекращать.

Способ позволяет реализовать независимую подачу топлива как минимум через два уровня отверстий, а при реализации независимой подачи через несколько уровней отверстий впрыска способ позволяет достичь абсолютного максимума к.п.д для мощных дизелей за счет распыливания топлива в виде мелкодисперсных частиц -«тумана из топлива» с высоким кинетическим импульсом при оптимальном давлении впрыска.

Способ позволяет осуществлять непрерывное независимое управление длительностью впрыска за счет непрерывного изменения времени заполнения внешнего объема и регулированием электронным путем времени работы электромагнитного привода или пьезопривода в каждом как минимум из двух блоков внешнего управления подачей топлива и при этом реализуется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) времени впрыска.

Способ позволяет осуществлять независимое управление давлением впрыска за счет управления давлением при подаче топлива через каждый отдельный уровень отверстий, число которых как минимум равно двум и при этом реализуется амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) давлением впрыска.

Форсунки как минимум с двумя уровнями отверстий позволяют за короткое время впрыснуть большое количество топлива через большее суммарное количество отверстий при более его тонком распыливании, и расширяются возможности управления мощностью, в том числе управления мощностью по заданным законам, обусловленными технологическими требованиями.

Способ позволяет реализовать совершенно независимый впрыск топлива через два и более уровней отверстий и за счет этого реализовать эффективное комбинированное инвариантное управление дизелем при наличии внешних возмущений момента сопротивления случайного характера

Способ позволяет реализовать текущий мониторинг сжигания топлива за счет максимально возможного многообразия операций управления впрыском и реализацию оптимальных программ впрыска при изменении внешних условий.

Предлагаемая система управления подачей топлива и способ ее работы устройство иллюстрируются следующими чертежами:

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

- фиг.2 - продольный разрез гидроуправляемой форсунки для подачи топлива с двумя уровнями гидроизолированных отверстий для впрыска (вариант);

- фиг.3 - схематичное изображение первого независимого блока внешнего управления подачей топлива (НБВУПТ);

- фиг.4 - схематичное изображение второго независимого блока внешнего управления подачей топлива (НБВУПТ);

- фиг-5 - блок-схема работы системы управления подачей топлива;

- на фиг.6,а - блок-схема пьезопривода для управления первым уровнем отверстий;

на фиг.6,б - блок-схема пьезопривода для управления вторым уровнем отверстий;

На фиг.1 представлена форсунка 1, выполненная с двумя независимыми запирающими элементами: иглой 2 и втулкой 3, содержащая отверстия первого 4 и второго уровней 5, выполненные в распылителе 6, независимые камеры управления 7 и 8 (НКУ 7 и НКУ 8), размещенные в них независимые управляющие клапаны 9 и 10 (НУК 9 и НУК 10) и связанные с НКУ 7 и НКУ 8 независимыми каналами 11 и 12, независимыми промежуточными камерами управления 13 и 14 (НПКУ 13 и НПКУ 14). НКУ 7 и НКУ 8 соединены соответственно на выходе каналами 15 и 16 с двумя независимыми блоками внешнего управления подачей топлива (НБВУПТ, которые на фиг.1 не показаны) и двумя независимыми каналами, соответственно 17 и 18, для отвода топлива, с гидроаккумулятором низкого давления форсунки (далее ГАНД, который на фиг.1 не показан).

Независимые камеры управления запирающими элементами 19, иглой 2 (НКУЗЭ 19) и НКУЗЭ 20 втулкой 3 соединены с НПКУ 13 и НПКУ 14. Канал 21 служит для подвода топлива высокого давления ко втулке 3 снизу от независимого аккумулятора высокого давления подачи топлива (НГАВДПТ, который на фиг1. не показан). Канал 22 служит для подвода топлива высокого давления к игле 2 сверху и через дроссель к НПКУ 13 от другого независимого аккумулятора высокого давления - подачи топлива (НГАВДПТ, который на фиг.1 не показан). Канал 23 с дросселем (дроссель на фиг.1 не показан) служит для подвода топлива высокого давления к НПКУ 14 от НГАВДПТ аккумулятора высокого давления (НГАВДПТ на фиг.1 не показан), связанной гидравлически с НКУЗЭ 20 и, следовательно, ко втулке 3 сверху.

Канал 22 соединен каналом для подвода топлива высокого давления 24 от НГАВДПТ (НГАВДПТ 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 НГАВДПТ (НГАВДПТ на фиг.1 не показан) с одной стороны, а осевым каналом 25 и радиальным каналом 26 в игле 2 с кольцевой проточкой 27 в игле 2 - с другой, для подвода топлива под иглу 2 снизу к отверстиям первого уровня 4.

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

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

На фиг.3 показан первый независимый блок внешнего управления подачей топлива 31 (НБВУПТ 31), платформа блока 32, первый плунжер 33 НБВУПТ 31, первый гидроцилиндр 34, пружина 35, второй плунжер 36, второй гидроцилиндр 37, основание 38, первое отверстие 39 в основании 38, второе отверстие 40 в основании 38; трубопроводы 41, 42 для подвода и отвода топлива к НБВУПТ 31, корпус управляющего гидрораспределителя 43 (УГР 43), золотник 44, пружина 45, корпус управляющего соленоида 46, обмотка соленоида 47, сердечник соленоида 48, каналы золотника 49, 50 УГР 43 для подачи топлива в НБВУПТ 31 при впрыске топлива; отверстия в корпусе УГР 51, 52 для подачи топлива в НБВУПТ 31 при впрыске топлива; каналы золотника 53, 54 УГР 43 при отсечке подачи топлива в форсунку и при рекуперации топлива; отверстия в корпусе 55, 56 УГР 43; трубопровод 57, соединяющий корпус УГР 43 с отверстием 51 с форсункой 1 и ее каналом 15 при впрыске топлива; трубопровод 58, соединяющий корпус УГР 43 с отверстием 52 с первым независимым гидроаккумулятором высокого давления (НГАВДПТ) при впрыс