Способ формирования ступенчатой характеристики впрыскивания топлива

Иллюстрации

Показать все

Изобретение направлено на формирование ступенчатой характеристики впрыскивания топлива аккумуляторной топливной системой дизеля без усложнения конструкции электрогидравлической форсунки. Предложен способ формирования ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, в котором управляющие импульсы тока состоят из двух предварительных и одного основного, соответствующего второму этапу характеристики впрыскивания, имеющему максимальную амплитуду. Длительность первого предварительного управляющего импульса тока определяет амплитуду переднего фронта первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, интервалы между первым и вторым предварительными управляющими импульсами тока, а также интервал между вторым предварительным управляющим импульсом и основным управляющим импульсом тока подбираются с возможностью обеспечения ступенчатого впрыскивания с заданной величиной колебаний амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания. При этом амплитуда первого этапа характеристики впрыскивания составляет 0,2-0,8 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, а колебание амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания составляет не более 0,10-0,15 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива. 3 ил.

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам подачи топлива двигателей внутреннего сгорания, точнее к аккумуляторной топливной системе дизеля с электромагнитным управлением впрыскиванием топлива. Изобретение также относится к способу управления работой электрогидравлической форсунки.

Известен способ управления формой характеристики впрыскивания аккумуляторной топливной системой дизеля с электромагнитным управлением (патент US 6557779 В2. 6.05.2003), предполагающий форсунку с двумя рядами распиливающих отверстий и двумя иглами распылителя: внутренней и внешней. Каждая игла распылителя имеет свое управляющее устройство, которое включает камеру управления, расположенную на одном конце каждой иглы распылителя, линию заполнения камеры управления топливом высокого давления и электромагнитный клапан управления форсункой, направляющий поток топлива под высоким давлением из каждой камеры управления в линию слива топлива с низким давлением, что позволяет управлять перемещением соответствующей иглы распылителя. Различные комбинации подъема внутренней и внешней иглы распылителя позволяет получать различные формы переднего фронта характеристики впрыскивания, включая ступенчатую, а также предварительный и последующий впрыски. К недостаткам данного способа следует отнести конструктивную сложность применяемой электрогидравлической форсунки аккумуляторной топливной системы дизеля.

Наиболее близким к заявленному способу является способ формирования ступенчатой характеристики впрыскивания топлива аккумуляторной топливной системой дизеля с электрогидравлическими форсунками с электромагнитным управлением путем воздействия на управляющие импульсы тока, подаваемые на электромагнитный управляющий клапан (Денисов А.В. Выбор и обоснование параметров электрогидравлической форсунки для аккумуляторной топливной системы высокооборотного дизеля. / Автореферат дисс. канд. техн. наук, МТУ «ХПИ». - Харьков, 2009, 20 с.). К недостаткам рассмотренного способа следует отнести отсутствие направленного воздействия на передний фронт характеристики впрыскивания с целью получения ступенчатой характеристики впрыскивания топлива. Описанный способ принят в качестве прототипа.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является обеспечение формирования ступенчатой характеристики впрыскивания топлива аккумуляторной топливной системой дизеля без усложнения конструкции электрогидравлической форсунки.

Технический результат достигается тем, что в способе формирования ступенчатой характеристики впрыскивания топлива аккумуляторной топливной системой дизеля с электрогидравлическими форсунками с электромагнитным управлением путем формирования управляющих импульсов тока, подаваемых на управляющий электромагнитный клапан, управляющие импульсы тока состоят из двух предварительных и одного основного, соответствующего второму этапу характеристики впрыскивания, имеющему максимальную амплитуду, причем длительность первого предварительного управляющего импульса тока определяет амплитуду переднего фронта первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, интервалы между первым и вторым предварительными управляющими импульсами тока, а также интервал между вторым предварительным управляющим импульсом и основным управляющим импульсом тока подбираются таким образом, чтобы обеспечить ступенчатое впрыскивание с заданной величиной колебаний амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания, причем амплитуда первого этапа характеристики впрыскивания составляет 0,2-0,8 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, а колебание амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания составляет не более 0,10-0,15 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить формирование ступенчатой характеристики впрыскивания при одновременном упрощении и удешевлении конструкции электрогидравлической форсунки по сравнению с существующими аналогами.

Предлагаемое изобретение поясняется рисунками с результатами расчета, где:

на фиг. 1 приведены результаты расчета силы электромагнита сформированной двумя предварительными и одним основным управляющими импульсами;

на фиг. 2 приведены результаты расчета перемещения иглы распылителя и управляющего клапана;

на фиг. 3 показана расчетная ступенчатая характеристика впрыскивания, сформированная двумя предварительными и одним основным управляющими импульсами.

Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом.

При реализации способа закрытое состояние форсунки между впрыскиваниями поддерживается равенством давлений в управляющей камере и объеме форсунки у иглы распылителя. При поступлении управляющего импульса тока от блока управления сила F электромагнита, преодолевая усилие пружины, прижимающей управляющий клапан к его седлу, открывает управляющий клапан (величина подъема hк управляющего клапана возрастает) и топливо из управляющей камеры поступает на слив. В результате давление в управляющей камере снижается. Образуется перепад между давлением в объеме форсунки у иглы распылителя и давлением в управляющей камере. Игла распылителя поднимается (величина хода hи иглы распылителя возрастает) и происходит процесс впрыскивания топлива через распыливающие отверстия. В результате впрыскивания формируется дифференциальная характеристика впрыскивания q(t).

После окончания управляющего импульса тока электромагнит выключается и управляющий клапан опускается (величина hк снижается) под действием усилия пружины. Величина hк=0 соответствует посадке управляющего клапана на седло и прекращению слива топлива из управляющей камеры. Давление в управляющей камере возрастает. Игла распылителя опускается (величина hи снижается). Величина hи=0 соответствует посадке иглы на седло корпуса распылителя и прекращению впрыскивания топлива через распыливающие отверстия (q=0).

Если управляющий импульс тока состоит из двух предварительных и одного основного, соответствующего второму этапу характеристики впрыскивания, имеющему максимальную амплитуду, то длительность первого предварительного управляющего импульса тока определяет амплитуду переднего фронта первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания q(t). Интервалы между первым и вторым предварительными управляющими импульсами тока, а также интервал между вторым предварительным управляющим импульсом и основным управляющим импульсом тока подбираются таким образом, чтобы обеспечить ступенчатое впрыскивание с заданной величиной колебаний амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания, причем амплитуда первого этапа характеристики впрыскивания составляет 0,2-0,8 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, а колебание амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания составляет не более 0,10 - 0,15 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива.

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет обеспечить формирование ступенчатой характеристики впрыскивания при одновременном упрощении и удешевлении конструкции электрогидравлической форсунки по сравнению с существующими аналогами.

Способ формирования ступенчатой характеристики впрыскивания топлива аккумуляторной топливной системой дизеля с электрогидравлическими форсунками с электромагнитным управлением путем формирования управляющих импульсов тока, подаваемых на управляющий электромагнитный клапан, отличающийся тем, что управляющие импульсы тока состоят из двух предварительных и одного основного, соответствующего второму этапу характеристики впрыскивания, имеющему максимальную амплитуду, причем длительность первого предварительного управляющего импульса тока определяет амплитуду переднего фронта первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, интервалы между первым и вторым предварительными управляющими импульсами тока, а также интервал между вторым предварительным управляющим импульсом и основным управляющим импульсом тока подбираются таким образом, чтобы обеспечить ступенчатое впрыскивание с заданной величиной колебаний амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания, причем амплитуда первого этапа характеристики впрыскивания составляет 0,2-0,8 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива, а колебание амплитуды первого этапа ступенчатой характеристики впрыскивания составляет не более 0,10-0,15 от максимальной амплитуды второго этапа ступенчатой характеристики впрыскивания топлива.