Двухуровневая форсунка для дизельного двигателя с прямым механическим приводом иглы и втулки

В настоящее время ведущие производители дизельных двигателей внутреннего сгорания решают сложные и зачастую противоречивые задачи. Одна из таких задач — осуществление мультивпрыска для улучшения экологических и технических характеристик двигателя.

Самые совершенные на данный момент системы топливоподачи (ТПС) — аккумуляторные системы непосредственного впрыска типа COMMON RAIL с электрогидравлическими или пьезоэлектрическими форсунками могут впрыскивать до девяти порций топлива за один цикл. При этом объемы этих порций могут отличаться на 2  порядка. Так, объем пилотного впрыска может составить 1 мм3 и менее, а объем основной порции — 100 мм3 и более.

Объем впрыскиваемого топлива регулируется длительностью или давлением впрыска, поскольку впрыскивание всех порций топлива осуществляется через один уровень отверстий, выбор диаметров которых является трудной задачей.

При относительно большом диаметре отверстий очень сложно дозировать малые объемы. Электрогидравлическое управление клапанами форсунок не справляется с этой функцией, так как не открывшийся до конца вследствие электромагнитных переходных процессов клапан необходимо закрывать для точного дозирования порции топлива. В этот период времени клапан не поддается управлению.

При относительно малом диаметре отверстий гораздо сложнее реализовать основной впрыск по объему подаваемого топлива. Для этого нужно увеличивать по времени основной впрыск и выходить за границы оптимального впрыска по условиям экологии или повышать давление впрыска. Повышение давления впрыска также ограничено утечками и технологическими возможностями при изготовлении форсунок.

Выполненное расчетное исследование топливной форсунки с двумя уровнями отверстий нового типа с прямым механическим приводом иглы и втулки для топливной системы типа COMMON RAIL дизельного двигателя доказало ее преимущество по сравнению с другими. Рассчитаны технические характеристики форсунки.

Литература

[1] Сергеев В.М. Новый способ впрыскивания топлива в форсированных дизелях. Автомобильная промышленность, 1998, № 1, с. 33—37.

[2] Пат. 2383772 Россия, МПК F 02M 61/18, F 02M 51/06, F 02M 47/02. Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н. Способ управления подачей топлива и устройство для его осуществления. ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет».

[3] Пат. 2494294 Канада, МПК F02M 63/04. Fuel injection nozzle. S. Haas; MAN B&W Diesel, Augsburg, DE.

[4] Пат. 2012051183 Междунар., МПК F02M 61/16, F02M 51/06, F02M 61/18. A fuel injector with variable orifice. Deyang Hou; Deyang Hou, Sugar Land, TX, US.

[5] Пат. 10348925 Германия, МПК F02M 45/08. Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten entnommen. Friedrich Boecking; Robert Bosch GmbH, Stuttgart, DE.

[6] Пат. 10336327 Германия, МПК F02M 45/00. Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen. S. Kanne, G. Nentwig; Robert Bosch GmbH, Stuttgart, DE.

[7] Марченко А.П., Мешков Д.В., Рыкова И.В. Тенденции развития форсунок аккумуляторных топливных систем типа COMMON RAIL. Двигатели внутреннего сгорания, 2005, №1, с. 68—74.

[8] Louise A. Connelly, Michael P. Cooke, Andrew J. Limmer Пат. 7404526 США, МПК F02M 61/10. Injection nozzle . Delphi Technologies, Inc., Troy, MI.

[9] Пат. 2010145911 Междунар., МПК F02M 45/08, F02M 51/06, F02M 47/02, F02M 61/18. Fuel injector. Cooke Michael P.; Delphi Technologies Holding, Bascharage, Lu, US.

[10] Пат. 10038054 Германия, МПК F02M 47/06. Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen. Burger L.; AVL List GmbH, Graz, AT.

[11] Mahr B. Future and Potential of Diesel Injection Systems. THIESEL 2002 Conference on Thermo- and Fluid-Dynamic Processes in Diesel Engines, 2002, no. 4, с. 5—17.

[12] Погуляев Ю.Д., Наумов В.Н., Байтимеров Р.М. Устройство управления подачей топлива с механическим управлением иглы и втулки. Строительные и дорожные машины, 2012,№ 11, с. 30—35.

[13] Астахов И.В., Трусов В.И., Хачиян А.С., Голубков Л.Н. Подача и распыливание топлива в дизелях. Москва, Машиностроение, 1972, 260 с.

[14] Погуляев Ю.Д., Байтимеров Р.М. Топливная система типа Common Rail с гидравлической форсункой и механическим управлением двухпозиционным клапаном. Строительные и дорожные машины, 2012, № 12, с. 16—19.

[15] Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей. Москва, Легион-Автодата, 2004, 344 с.

[16] Bosch. Системы управления дизельными двигателями, Москва, ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004, 408 с.

[17] Богачев С.А. Разработка топливоподающих систем дизеля нового поколения с целью выполнения перспективных нормативов, ограничивающих токсичность отработавших газов. Дис. ... канд. техн. наук, Ярославль, 2002, 173 с.

[18] Заявка 20080296413 США, МПК F 02M 61/06. Accumulator injection system for an internal combustion engine. Gancer M.

[19] Ferrari A., Mittica A., Spessa E. Benefits of hydraulic layout over driving system in piezo-injectors and proposal of a new-concept CR injector with an integrated Minirail. Applied energy, 2013, vol. 103, рp. 243—255.

[20] Заявка 2012138877 Россия, МПК F 02M 61/18. Способ управления подачей топлива и устройство управления подачей топлива. Погуляев Ю.Д., Байтимеров Р.М.