Форсунки для Common-Rail

Аккумуляторная топливная система с электрогидроуправляемой форсункой

Для достижения высоких экономических, экологических и прочих эксплуатационных показателей дизеля топливоподающая аппаратура (ТПА) с электронным управлением приобрела новые функции, которые можно рассматривать и как их достоинства по сравнению с ТПА традиционного типа: гибкое формирование скоростных характеристик; минимальная неравномерность подачи по цилиндрам или оптимальная подача и угол опережения впрыска (УОВ) для каждого цилиндра; оптимальный УОВ по режимам работы; автоматизация пуска, выключение подачи на принудительном холостом ходу, регулирование на переходных режимах; отключение цилиндров и циклов; самодиагностика системы управления (СУ), компенсация выбывших из строя элементов с помощью резервных программ; Для Common Rail (CR) дополнительно характерно: оптимальное регулирование давления и характеристики впрыска; осуществление двухфазного
и многофазного впрыска. На пути создания CR стоит ряд проблем: создание специального ТНВД, эффективного быстродействующего электропривода клапана форсунки, гидравлически разгруженного клапана форсунки с малым расходом топлива на управление, электрогидравлической форсунки с высоким давлением впрыска и малым расходом на управление, современной СУ с эффективным управлением на всех режимах, программ оптимального управления. В целях решения задач, связанных с созданием эффективной электрогидравлической форсунки и ее клапана в БГАУ и МГТУ проведен цикл расчетно-теоретических и экспериментальных работ, создано два поколения CR. Повышенный расход на управление через клапан форсунки требует увеличения габаритов и мощности ТНВД. Кроме того, паразитные расходы в форсунке снижают давление впрыска. Предложенные двухзатворные клапаны сложны и нетехнологичны. Поиск эффективных схем форсунок и клапанов продолжается. Один из эффективных путей решение проблемы — использование форсунок с обратными связями [1]. Большое число схем таких клапанов и форсунок приведено в [2]. Некоторые обратные связи изображены на рис.1. В форсунке R. Bosch (рис.1,а) канал управления клапана закрывается торцем поршня-мультипликатора 2 при подъеме иглы. К сожалению, игла
склонна к колебаниям, а эффект ощутим только при подходе к упору. Простейшее решение Коломенского филиала ВЗПИ (рис.1,в) [2] снижает давление впрыска. Форсунка по рис.1,в охвачена отрицательной обратной связью, т. е. обеспечивает минимальное сечение канала слива и, следовательно, минимум расхода на управление, причем в отличие от решения по рис.1,а при любых подъемах клапана. Именно эта схема и взята за основу для исследования и создания опытной системы CR.

Рис.1. Форсунки с обратными связями по положению иглы (а,б) и по перепаду давлений на игле (в)

Форсунка, разработанная в БГАУ [3] (рис.2), отличается наличием плунжера (мультипликатора запирания), снабженного каналами управления, взаимодействующими с электроуправляемым клапаном.

Рис.2. Фрагмент электрогидравлической форсунки: 1- основной жиклер; 2- жиклер плунжера; 3- клапан; 4- штанга иглы; 5- якорь; 6- электромагнит; 7- надплунжерная камера управления; 8- датчик.