RU2295049C2 - Method of and device to control characteristics of fuel injection into combustion chamber of internal combustion engine - Google Patents
Method of and device to control characteristics of fuel injection into combustion chamber of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295049C2 RU2295049C2 RU2005113959/06A RU2005113959A RU2295049C2 RU 2295049 C2 RU2295049 C2 RU 2295049C2 RU 2005113959/06 A RU2005113959/06 A RU 2005113959/06A RU 2005113959 A RU2005113959 A RU 2005113959A RU 2295049 C2 RU2295049 C2 RU 2295049C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- shutter
- injection
- control
- shutoff
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- NONJJLVGHLVQQM-JHXYUMNGSA-N phenethicillin Chemical compound N([C@@H]1C(N2[C@H](C(C)(C)S[C@@H]21)C(O)=O)=O)C(=O)C(C)OC1=CC=CC=C1 NONJJLVGHLVQQM-JHXYUMNGSA-N 0.000 description 9
- 108091000041 Phosphoenolpyruvate Carboxylase Proteins 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001318330 Nenia Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к объекту машиностроения, а именно двигателестроению и, в частности, к управлению характеристиками впрыскивания топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания (ДВС).The present invention relates to an object of mechanical engineering, namely engine building, and, in particular, to control the characteristics of fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine (ICE).
Известен способ управления характеристиками впрыскивания топлива в камеру сгорания ДВС (Патент РФ №2231672, з. 24.07.2002 г.), снабженного системой топливоподачи с топливным насосом высокого давления и форсункой, между которыми установлен перепускной клапан с электрическим управлением его затвора, а также снабженного системой автоматического управления работой клапана, электрически связанной с генератором управляющих импульсов и имеющей обратные связи по режимным параметрам двигателя, контролируемым блоком датчиков, заключающийся в том, что впрыск топлива прекращают открытием затвора перепускного клапана или возобновляют его путем закрытия затвора, подавая на его электропривод соответствующий электрический сигнал, сформированный генератором электрических импульсов по результатам контроля режимных параметров двигателя.A known method of controlling the characteristics of the injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine (RF Patent No. 2231672, July 24, 2002), equipped with a fuel supply system with a high pressure fuel pump and nozzle, between which a bypass valve with electric control of its shutter is installed, as well as a system for automatically controlling the operation of the valve, electrically connected with the control pulse generator and having feedback on the engine operating parameters controlled by the sensor unit, which consists in the fact that fuel injection is stopped by opening the shutter of the bypass valve or renewing it by closing the shutter, supplying to its electric drive a corresponding electric signal generated by the electric pulse generator according to the results of monitoring the engine operating parameters.
Известная система управления характеристиками впрыскивания топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания (Патент РФ №2231672, з. 24.07.2002 г.) снабжена топливным насосом высокого давления и форсункой, между которыми установлен перепускной клапан с электрическим управлением, открытием затвора которого прекращают подачу топлива в камеру сгорания, а закрытием - возобновляют ее, при этом в качестве привода затвора используют электромагнит, и, кроме того, содержит систему автоматического управления, электрически связанную с генератором управляющих импульсов и блоком датчиков, осуществляющих обратные связи системы автоматического управления с режимными параметрами двигателя внутреннего сгорания.The known system for controlling the characteristics of fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine (RF Patent No. 2231672, July 24, 2002) is equipped with a high pressure fuel pump and nozzle, between which an bypass valve with electric control is installed, the shutter opening of which stops the fuel supply to the combustion chamber, and by closing it, they resume it, while using an electromagnet as a shutter drive, and, in addition, contains an automatic control system electrically connected to the generator the control pulses and the sensor unit, performing the automatic feedback control system with the regime of internal combustion engine parameters.
Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не позволяют прежде всего управлять величиной давления впрыскивания топлива в камеру сгорания при постоянной частоте вращения коленчатого вала, что очень важно для обеспечения качественного смесеобразования в диапазоне малых нагрузок и холостого хода двигателя. Это объясняется тем, что изменение амплитуды давления впрыска практически можно обеспечить только изменением площади проходного сечения щели (остаточного зазора) перепускного клапана между уплотняющим пояском затвора и коническим седлом его направляющей втулки, что не обеспечивается электромагнитным приводом, который традиционно управляется электрическими сигналами, формируемыми генератором импульсов по принципу широтно-импульсной модуляции. При этом система обеспечивает изменение фаз и продолжительности впрыска за счет соответствующего изменения фаз открытия и закрытия затвора и продолжительности его выстоя, но не позволяет изменять величину перемещения затвора (остаточного зазора) вследствие большой инерционности подвижных звеньев перепускного клапана - затвора совместно с якорем электромагнита, так как при этом для обеспечения среднего значения амплитуды давления впрыска требуется значительное увеличение частоты управляющих импульсов с малым коэффициентом их заполнения. Использование принципа амплитудной модуляции управляющих сигналов также не позволяет управлять величиной хода затвора (остаточным зазором перепускного клапана) вследствие другой особенности электромагнитного привода, заключающейся в резком снижении его тягового усилия при незначительном увеличении зазора между якорем и статором электромагнита, что не позволяет обеспечивать устойчивую работу затвора в режиме изменения величины его хода и, тем самым, не позволяет обеспечить надежность управления величиной давления впрыска топлива.The disadvantage of this method and device is that they do not primarily allow you to control the pressure of the fuel injection into the combustion chamber at a constant speed of the crankshaft, which is very important to ensure high-quality mixture formation in the range of low loads and engine idle. This is explained by the fact that a change in the injection pressure amplitude can be practically achieved only by changing the area of the passage cross-section of the slit (residual gap) of the bypass valve between the sealing belt of the shutter and the conical seat of its guide sleeve, which is not provided by an electromagnetic drive, which is traditionally controlled by electrical signals generated by the pulse generator by the principle of pulse width modulation. In this case, the system provides a change in the phases and duration of injection due to a corresponding change in the phases of opening and closing the shutter and the duration of its standstill, but it does not allow changing the amount of shutter movement (residual clearance) due to the large inertia of the moving parts of the bypass valve - shutter together with the electromagnet armature, since at the same time, to ensure the average value of the injection pressure amplitude, a significant increase in the frequency of control pulses with a low fill factor is required nenia. Using the principle of amplitude modulation of control signals also does not allow to control the shutter stroke (residual gap of the bypass valve) due to another feature of the electromagnetic drive, which consists in a sharp decrease in its traction force with a slight increase in the gap between the armature and the stator of the electromagnet, which does not allow stable shutter operation in the mode of changing the magnitude of its stroke and, thus, does not allow for reliable control of the fuel injection pressure.
Целью изобретения является повышение качества смесеобразования в камере сгорания в широком диапазоне эксплуатационных режимов работы двигателя за счет расширения технологических возможностей системы управления характеристиками впрыскивания топлива.The aim of the invention is to improve the quality of mixture formation in the combustion chamber in a wide range of engine operating modes by expanding the technological capabilities of the fuel injection characteristics management system.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления характеристиками впрыскивания топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, снабженного системой топливоподачи с топливным насосом высокого давления и форсункой, между которыми установлен перепускной клапан с электрическим управлением его затвора, а также снабженного системой автоматического управления работой клапана, электрически связанной с генератором управляющих импульсов и имеющей обратные связи по режимным параметрам двигателя, контролируемым блоком датчиков, впрыск топлива прекращают открытием затвора перепускного клапана или возобновляют его путем закрытия затвора, подавая на его электропривод соответствующий электрический сигнал, сформированный генератором электрических импульсов по результатам контроля режимных параметров двигателя, согласно предлагаемому изобретению дополнительно управляют заданным значением давления впрыска топлива во времени путем изменения величины эффективного сечения щели перепускного клапана, определяемого величиной остаточного между затвором и седлом зазора, обеспечиваемого дифференциальной характеристикой управляющего электрического сигнала, подаваемого на электропривод затвора. При этом требуемого изменения давления впрыска топлива достигают соответствующим обратно пропорциональным изменением величины эффективного сечения щели перепускного клапана.This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the characteristics of the injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine equipped with a fuel supply system with a high pressure fuel pump and nozzle, between which a bypass valve with electric control of its shutter is installed, as well as equipped with an automatic control valve operation system, electrically connected to the control pulse generator and having feedback on the engine operating parameters controlled by the unit sensors, the fuel injection is stopped by opening the shutter of the bypass valve or is renewed by closing the shutter, applying to its electric actuator a corresponding electric signal generated by the electric pulse generator according to the results of monitoring the engine operating parameters, according to the invention, the set value of the fuel injection pressure in time is additionally controlled by changing the value effective cross-section of the slit of the bypass valve, determined by the value of the residual between the shutter and a saddle of the gap provided by the differential characteristic of the control electric signal supplied to the electric drive of the shutter. In this case, the required change in the fuel injection pressure is achieved by a corresponding inversely proportional change in the value of the effective cross-section of the slit of the bypass valve.
Поставленная цель достигается также тем, что в системе управления характеристиками впрыскивания топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержащей топливный насос высокого давления и форсунку, между которыми установлен перепускной клапан с электрическим управлением его затвора, открытием которого прекращают впрыск топлива в камеру сгорания, а закрытием - возобновляют его, а также систему автоматического управления работой клапана, электрически связанную с генератором управляющих импульсов и снабженную обратными связями по режимным параметрам двигателя, контролируемым блоком датчиков, согласно предлагаемому изобретению в качестве привода затвора перепускного клапана применен пьезоэлектрический привод, а система автоматического управления дополнительно снабжена датчиками перемещения затвора перепускного клапана и давления топлива перед форсункой.This goal is also achieved by the fact that in the control system of the characteristics of the injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine containing a high-pressure fuel pump and an injector, between which there is a bypass valve with electric control of its shutter, the opening of which stops the injection of fuel into the combustion chamber, and by closing - renew it, as well as the automatic control system of the valve, electrically connected to the control pulse generator and equipped with reverse According to the engine parameters controlled by the sensor unit, according to the invention, a piezoelectric actuator is used as a bypass valve shutter, and the automatic control system is additionally equipped with sensors for the bypass valve shutter movement and fuel pressure in front of the nozzle.
Возможность изменять величину эффективного проходного сечения щели перепускного клапана за счет изменения величины остаточного зазора между затвором и седлом его направляющей втулки в процессе впрыска топлива позволяет, кроме возможности изменять фазы и продолжительность впрыска, дополнительно управлять заданным значением давления впрыска топлива во времени путем перепуска части топлива из нагнетательной магистрали на слив, что значительно расширяет возможности и повышает эффективность системы управления характеристиками впрыскивания топлива.The ability to change the effective cross-sectional area of the bypass valve slit by changing the residual gap between the valve and the seat of its guide sleeve during fuel injection allows, in addition to the ability to change the phases and duration of the injection, additionally control the set value of the fuel injection pressure over time by bypassing part of the fuel from discharge line to drain, which greatly expands the possibilities and increases the efficiency of the injection characteristics management system Ivan fuel.
При этом изменение величины остаточного зазора перепускного клапана достигается соответствующим изменением величины перемещения затвора в процессе его посадки на седло за счет применения в качестве привода затвора пьезоэлектрического привода, управляемого аналоговым электрическим сигналом, формируемым генератором управляющих импульсов в соответствии с режимом работы двигателя, параметры которого контролируются штатным блоком (набором) датчиков, что позволяет упростить и повысить надежность работы системы управления впрыском топлива вследствие снижения частотной характеристики управляющего сигнала. Дополнительное использование в системе управления впрыском топлива датчиков перемещения затвора перепускного клапана и давления топлива перед форсункой обеспечивает обратную связь системы автоматического управления с дифференциальными характеристиками перемещения затвора и давления впрыска топлива.In this case, a change in the residual clearance of the bypass valve is achieved by a corresponding change in the value of the shutter movement during its landing on the saddle due to the use of a piezoelectric actuator as a shutter drive controlled by an analog electric signal generated by a control pulse generator in accordance with the engine operating mode, the parameters of which are controlled by the standard block (set) of sensors, which allows to simplify and improve the reliability of the injection control system top Libya due to a decrease in the frequency response of the control signal. The additional use in the fuel injection control system of the bypass valve shutter and fuel pressure sensors in front of the nozzle provides feedback from the automatic control system to the differential characteristics of the shutter movement and fuel injection pressure.
На фиг.1 приведена схема системы, обеспечивающей предлагаемый способ управления характеристиками впрыскивания топлива; на фиг.2 схематично показана осциллограмма давления впрыска топлива; на фиг.3 приведен пример устройства ТНВД со встроенным пьезоэлектрическим перепускным клапаном.Figure 1 shows a diagram of a system that provides the proposed method for controlling the characteristics of fuel injection; figure 2 schematically shows a waveform of the fuel injection pressure; figure 3 shows an example of an injection pump device with an integrated piezoelectric bypass valve.
Для осуществления предлагаемого способа управления характеристиками впрыскивания топлива двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 1 (фиг.1) имеет блок (набор) штатных датчиков (БД) 2, контролирующих параметры работы двигателя, и систему подачи топлива, содержащую топливный насос высокого давления (ТНВД) 3 и форсунку (Ф) 4, гидравлически соединенные нагнетательным трубопроводом 5, проходящим через перепускной клапан (ПК) 6, затвор которого (не показан) имеет пьезоэлектрический привод (ПЭП) 7, управляемый аналоговым электрическим сигналом, формируемым в соответствии с режимом работы двигателя генератором управляющих импульсов (ГУИ) 8. Система подачи топлива содержит также систему автоматического управления (САУ) 9 и датчики соответственно перемещения затвора (ДП) 10 и давления топлива (ДД) 11 перед форсункой. Кроме того, ГУИ 8 имеет функциональную связь 12 с ПЭП 7, а САУ 9 - функциональную связь 13 с ГУИ 8 и обратные связи 14, 15 и 16 соответственно с БД 2, ДП 10 и ДД 11.To implement the proposed method for controlling the characteristics of fuel injection, an internal combustion engine (ICE) 1 (Fig. 1) has a block (set) of standard sensors (OBD) 2 that monitor engine operation parameters and a fuel supply system containing a high pressure fuel pump (TNVD) 3 and a nozzle (Ф) 4 hydraulically connected by a discharge pipe 5 passing through a bypass valve (PC) 6, the shutter of which (not shown) has a piezoelectric actuator (PEP) 7, controlled by an analog electric signal, we form m in accordance with the engine generator operating mode of the control pulses (SUI) 8. The fuel supply system further comprises an automatic control system (ACS) sensors 9 and respectively move the shutter (DP) 10 and fuel pressure (DD) 11 to the nozzle. In addition, GUI 8 has a functional connection 12 with probe 7, and ACS 9 has a functional connection 13 with GUI 8 and feedbacks 14, 15 and 16, respectively, with DB 2, DP 10 and DD 11.
Пьезоэлектрический перепускной клапан (ПЭПК) (фиг.3) состоит из основного корпуса 17, корпуса 18 открывающей пружины 19 с регулировочной прокладкой 20, корпуса 21 пьезоэлектропривода с пьезопакетом 22 и крышкой 23. Одним своим, в частности правым, торцом пьезопакет 22 упирается в крышку 23, а его другой - подвижный левый торец содержит шток 24, на левом торце которого закреплен центрально расположенный закаленный стальной шарик 25. В основном корпусе 17 запрессована направляющая втулка 26 с коническим седлом малой опорной площадью (например, с размерами катетов уплотняющего пояска 0,1×0,1 мм), расположенным с ее правого торца. В центральном отверстии втулки 26 расположен затвор 27, снабженный с одной стороны хвостовиком с уплотняющей цилиндрической поверхностью 28, а с другой, в частности правой, стороны - головкой 29 с уплотняющим по внешнему контуру усеченным конусом, сопрягаемым с седлом втулки 26. Затвор 27, благодаря воздействию на него усилия открывающей пружины 19, торцом своей головки 29 посредством шарика 25 кинематически замкнуто связан со штоком 24. Использование шарика 25 позволяет максимально уменьшить боковые нагрузки на затвор 27 и пьезопакет 22, возникающие от технологических неточностей сопряжения торцов головки 29 затвора 27 и штока 24 пьезопакета 22. Между головкой 29 затвора 27 и его уплотняющей цилиндрической поверхностью 28 имеется проточка 30, образующая в центральном отверстии втулки 26 полость 31, гидравлически связанную с каналом 32 подвода топлива высокого давления. Со стороны головки 29 затвора 27 расположена сливная полость 33, образованная частью осевого отверстия в основном корпусе 17, используемая под установку втулки 26 и соединенная со сливным каналом 34 в корпусе 18 посредством нескольких сквозных продольных периферийно выполненных во втулке 26 отверстий 35 и выточки 36 корпуса 18.The piezoelectric bypass valve (PEPK) (Fig. 3) consists of a
Конструкция ПЭПК выполнена в виде пакетного соединения основного корпуса 17 с корпусом 18 открывающей пружины 19, корпусом 21 пьезоэлектропривода и крышкой 23, осуществляемого с помощью стяжных болтов соответственно 37 и 38, а уплотнение по плоским сопрягаемым поверхностям указанных корпусных элементов устройства обеспечивается унифицированными резиновыми кольцами 39. Для контроля перемещения затвора 27 ПЭП снабжен, например, емкостным датчиком 40 перемещения штока 24 пьезопакета 22.The design of PEPK is made in the form of a packet connection of the
Предлагаемый способ управления характеристиками впрыскивания топлива в камеру сгорания ДВС осуществляется следующим образом. В процессе работы ДВС 1 (фиг.1) его режимные параметры, в частности, частота вращения и крутящий момент коленчатого вала, давление наддува и др., контролируются блоком (штатным набором) датчиков 2, информация от которых в виде измеренных импульсов передается по каналу обратной связи 14 на САУ 9, в которой измеренные значения режимных параметров сравниваются с заданными, устанавливаемыми в соответствии с требуемым режимом работы ДВС. Полученная в результате сравнения заданных значений параметров с их измеренными величинами информация передается в виде сигналов рассогласования от САУ 9 по функциональному каналу связи 13 на ГУИ 8, где формируется соответствующий управляющий электрический сигнал, направляемый по функциональному каналу связи 12 на ПЭП 7, управляющий работой ПК 6 путем открытия, закрытия, а также изменения хода его нормально открытого затвора (не показан) для осуществления заданной характеристики подачи топлива ТНВД 3 через нагнетательный трубопровод 5 на форсунку 4.The proposed method of controlling the characteristics of fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine is as follows. In the process of operation of the internal combustion engine 1 (Fig. 1), its operating parameters, in particular, the rotational speed and torque of the crankshaft, boost pressure, etc., are controlled by a block (standard set) of sensors 2, information from which is transmitted in the form of measured pulses through the channel feedback 14 to the self-propelled guns 9, in which the measured values of the operational parameters are compared with the set, set in accordance with the desired mode of operation of the internal combustion engine. The information obtained by comparing the set values of the parameters with their measured values is transmitted in the form of mismatch signals from the self-propelled guns 9 through the functional communication channel 13 to GUI 8, where the corresponding control electric signal is generated, directed through the functional communication channel 12 to the probe 7, controlling the operation of PC 6 by opening, closing, and also changing the course of its normally open shutter (not shown) to implement the specified characteristics of the fuel injection pump 3 through the discharge pipe 5 to f nozzle 4.
При максимальном ходе затвора ПК 6 полностью открыт, что соответствует максимальной площади Smax (фиг.2) его проходного сечения. При этом все топливо, подаваемое ТНВД 3 (фиг.1), направляется на слив и впрыск топлива форсункой не производится, а давление топлива Рт в нагнетательном трубопроводе 5 перед форсункой 4 равно минимальному остаточному давлению Рт0 (фиг.2).At the maximum stroke of the shutter, the PC 6 is fully open, which corresponds to the maximum area S max (Fig. 2) of its passage section. In this case, all the fuel supplied by the injection pump 3 (Fig. 1) is sent to the drain and the fuel is not injected by the nozzle, and the fuel pressure PT in the discharge pipe 5 in front of the nozzle 4 is equal to the minimum residual pressure PT 0 (Fig. 2).
Для осуществления впрыска топлива с максимальным давлением Рт=Ртmax от ГУИ 8 (фиг.1) направляется электрический сигнал максимальной амплитуды на ПЭП 7, посредством которого затвор перемещается на максимальную величину своего хода, полностью закрывая ПК 6, что соответствует нулевой величине площади его проходного сечения S=0 (фиг.2).To carry out fuel injection with a maximum pressure Pm = Pm max from GUI 8 (Fig. 1), an electric signal of maximum amplitude is sent to the probe 7, through which the shutter moves to the maximum value of its stroke, completely closing PC 6, which corresponds to zero value of its passage area section S = 0 (figure 2).
Для осуществления впрыскивания топлива с промежуточными амплитудами давления Рт=Ртi (Ртmax>Ртi>Рт0), оптимально выбираемыми для заданных режимов работы ДВС, в ГУИ 8 (фиг.1) формируются электрические сигналы соответствующих амплитуд, которые обеспечивают пропорциональное изменение величины перемещения ПЭП 7, который выполняет при этом роль регулируемого упора, ограничивающего ход затвора и обеспечивающего тем самым обратно пропорциональное изменение площади проходного сечения ПК 6 и соответствующее ей дросселирование части топлива, перепускаемого из нагнетательного трубопровода 5 на слив.To carry out fuel injection with intermediate pressure amplitudes Pt = Pt i (Pt max > Pt i > Pt 0 ), which are optimally selected for the given operating modes of the internal combustion engine, in the GUI 8 (Fig. 1), electrical signals of the corresponding amplitudes are formed, which provide a proportional change in the magnitude moving the probe 7, which plays the role of an adjustable stop, restricting the shutter stroke and thereby providing an inversely proportional change in the area of the passage section of the PC 6 and the corresponding throttling of part of the fuel epuskaemogo of the discharge pipe 5 to drain.
Система (фиг.1) позволяет также управлять дифференциальным законом (формой осциллограммы давления) впрыска и обеспечивать многофазный впрыск топлива (фиг.2, не показано) путем формирования ГУИ 8 (фиг.1) соответствующих дифференциальных законов управляющих электрических сигналов, подаваемых на ПЭП 7.The system (Fig. 1) also allows you to control the differential law (pressure waveform) of the injection and provide multiphase fuel injection (Fig. 2, not shown) by generating GUI 8 (Fig. 1) of the corresponding differential laws of the control electrical signals supplied to the probe 7 .
Контроль фаз работы ПК 6 (фиг.1) и величины его проходного сечения осуществляется посредством датчика перемещения 10 ПЭП 7, а регистрация давления впрыска (перед форсункой 4) обеспечивается датчиком давления 11, информация от которых передается на САУ 9 по каналам обратной связи соответственно 15 и 16.The monitoring of the phases of operation of PC 6 (Fig. 1) and the size of its bore is carried out using a displacement sensor 10 of the probe 7, and registration of the injection pressure (in front of the nozzle 4) is provided by a pressure sensor 11, information from which is transmitted to the self-propelled guns 9 through feedback channels, respectively 15 and 16.
Работа пьезоэлектрического перепускного клапана (фиг.3) осуществляется следующим образом.The operation of the piezoelectric bypass valve (figure 3) is as follows.
При отсутствии электрического сигнала, подаваемого на пьезоэлектрический привод 21, пьезопакет 22 имеет минимальный осевой размер и его шток 24 с шариком 25 на левом торце занимает крайнее правое положение, а затвор 27 под действием усилия открывающей пружины 19 занимает соответственно свое крайнее правое положение, упираясь торцом головки 29 в шарик 25 штока 24. В этом случае ПЭПК находится в нормально открытом состоянии и впрыск топлива форсункой отсутствует, так как все топливо, подаваемое ТНВД по каналу 32 подвода топлива высокого давления, из полости 31 направляется через щель максимального проходного сечения, соответствующего максимальному зазору Smax (фиг.2), между головкой 29 (фиг.3) и седлом втулки 26 в сливную полость 33, откуда, пройдя через отверстия 35 втулки 26 и выточку 36, отводится в сливной канал 34. При этом давление топлива Рт перед форсункой равно минимальному остаточному - Рт0.In the absence of an electric signal supplied to the
Для осуществления впрыска топлива форсункой с максимальным давлением Рт=Ртmax (фиг.2) ПЭПК переводится в закрытое положение, для чего на пьезопакет 22 ПЭП 21 (фиг.3) подается электрический сигнал максимальной амплитуды, в результате чего осевой размер пьезопакета 22 увеличивается до максимального значения. При этом пьезопакет 22 посредством штока 24 с шариком 25 преодолевает усилие открывающей пружины 19 и перемещает затвор 27 в крайнее левое положение. В момент касания головки 29 затвора 27 седла направляющей втулки 26 ПЭПК оказывается полностью закрытым. Затвор 27 в этом положении удерживается упруго-напряженным состоянием кинематически замкнутой конструкции ПЭПК, обеспечиваемого статическим усилием, развиваемым пьезопакетом 22. В этом положении подвижных элементов ПЭПК величина зазора между головкой 29 затвора 27 и седлом направляющей втулки 26 равен нулю (S=0, фиг.2). При этом все топливо с давлением Рт=Ртmax подается через канал 32 на форсунку,To carry out fuel injection with a nozzle with a maximum pressure Pm = Pm max (Fig. 2), the PEPC is moved to the closed position, for which a maximum amplitude electric signal is supplied to the
Для осуществления впрыска топлива форсункой с промежуточными амплитудами давления (Рт=Ртi, фиг.2) ПЭПК осуществляется частичный перепуск топлива из канала 32 подвода топлива высокого давления в сливной канал 34. Для этого на ПЭП 21 подается управляющий электрический сигнал соответствующей амплитуды, обеспечивающий такое изменение осевого размера пьезопакета 22, а следовательно, и величину остаточного зазора S=Si (фиг.2) между головкой 29 затвора 27 и седлом втулки 26 (фиг.3), при котором расход перепускаемой части топлива обеспечивает заданную величину давления впрыска Рт=Ртi. При этом диапазон регулирования давления впрыска топлива определяется соотношением Рт0≤Ртi≤Ртmax и зависит от гидравлической характеристики ПЭПК.To inject fuel with a nozzle with intermediate pressure amplitudes (Pt = Pt i , FIG. 2), PEPC partially transfers fuel from
Кроме обеспечения заданной амплитуды давления впрыска топлива, применение пьезоэлектрического привода позволяет легко управлять фазами и дифференциальной характеристикой подачи топлива на форсунку, а также осуществлять ступенчатый (многофазный) впрыск топлива, что достигается формированием и подачей на пьезопакет 22 управляющих электрических сигналов соответствующих дифференциальных характеристик.In addition to providing a given amplitude of the fuel injection pressure, the use of a piezoelectric drive makes it easy to control the phases and differential characteristics of the fuel supply to the nozzle, as well as to carry out step-by-step (multiphase) fuel injection, which is achieved by generating and supplying 22 control electric signals of the corresponding differential characteristics to the piezo packet.
Надежность перемещения затвора 27 при открытии ПЭПК обеспечивается регулировкой посредством прокладки 20 усилия затяжки открывающей пружины 19, величина которого выбирается из условия гарантированного преодоления сил трения скольжения и гидравлического сопротивления при перемещении затвора 27 в экстремальных условиях работы ПЭПК, соответствующих наиболее нагруженному режиму работы ДВС.The reliability of the movement of the
Применение для перемещения затвора 27 ПЭП на основе пакета пьезоэлементов позволяет значительно упростить конструкцию, а также повысить надежность и быстродействие перепускного клапана за счет снижения инерционности его подвижных элементов, что расширяет его функциональные возможности и технические характеристики. Пьезоэлектрический привод, обладая высоким быстродействием и способностью развивать большие и стабильные во всем диапазоне его удлинения тяговые усилия, обеспечивает более высокие динамические качества перепускного клапана, повышая его возможности по управлению характеристиками впрыскивания топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания.The use of 27 probes to move the shutter on the basis of a package of piezoelectric elements can significantly simplify the design, as well as increase the reliability and speed of the bypass valve by reducing the inertia of its moving elements, which expands its functionality and technical characteristics. Piezoelectric actuator, possessing high speed and the ability to develop large and stable traction in the entire range of its elongation, provides higher dynamic qualities of the bypass valve, increasing its ability to control the characteristics of fuel injection into the combustion chamber of an internal combustion engine.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113959/06A RU2295049C2 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Method of and device to control characteristics of fuel injection into combustion chamber of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113959/06A RU2295049C2 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Method of and device to control characteristics of fuel injection into combustion chamber of internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005113959A RU2005113959A (en) | 2006-11-20 |
| RU2295049C2 true RU2295049C2 (en) | 2007-03-10 |
Family
ID=37501645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005113959/06A RU2295049C2 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Method of and device to control characteristics of fuel injection into combustion chamber of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2295049C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2069787C1 (en) * | 1994-02-14 | 1996-11-27 | Акционерное общество открытого типа "Завод топливной аппаратуры", г.Ярославль | Method and device for supplying fuel to diesel engine |
| DE19650900A1 (en) * | 1996-12-07 | 1998-06-10 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelectric actuator |
| RU2170360C2 (en) * | 1996-06-26 | 2001-07-10 | Роберт Бош Гмбх | Fuel injection device control method |
| DE10158547A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Denso Corp | Common rail piezoelectric fuel injection system for diesel engine with high pressure fuel accumulator, adjusts voltage ramping of piezoelectric actuator to control fuel recycle |
| RU2231672C2 (en) * | 2002-07-24 | 2004-06-27 | Московский государственный открытый университет | Electromagnetic valve for metered delivery of fuel into internal combustion engine |
| DE10331057A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Siemens Ag | Piezoelectric actuator idling stroke adjustment procedure especially for operating high pressure fuel injection valve of combustion engine, requires comparing idling stroke value with minimal or maximum tolerance value allowed |
-
2005
- 2005-05-12 RU RU2005113959/06A patent/RU2295049C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2069787C1 (en) * | 1994-02-14 | 1996-11-27 | Акционерное общество открытого типа "Завод топливной аппаратуры", г.Ярославль | Method and device for supplying fuel to diesel engine |
| RU2170360C2 (en) * | 1996-06-26 | 2001-07-10 | Роберт Бош Гмбх | Fuel injection device control method |
| DE19650900A1 (en) * | 1996-12-07 | 1998-06-10 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelectric actuator |
| DE10158547A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | Denso Corp | Common rail piezoelectric fuel injection system for diesel engine with high pressure fuel accumulator, adjusts voltage ramping of piezoelectric actuator to control fuel recycle |
| RU2231672C2 (en) * | 2002-07-24 | 2004-06-27 | Московский государственный открытый университет | Electromagnetic valve for metered delivery of fuel into internal combustion engine |
| DE10331057A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Siemens Ag | Piezoelectric actuator idling stroke adjustment procedure especially for operating high pressure fuel injection valve of combustion engine, requires comparing idling stroke value with minimal or maximum tolerance value allowed |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005113959A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2468242C2 (en) | Throttle on spraying needle of fuel injector for internal combustion engine | |
| US6298829B1 (en) | Directly actuated injection valve | |
| EP1206638B1 (en) | Method for dosing a fuel injection valve | |
| USRE44544E1 (en) | Electroinjector for controlling fuel injection in an internal-combustion engine | |
| KR101835244B1 (en) | Method for operating a piezo servo injector | |
| DE112012003633T5 (en) | Control device for fuel injector | |
| KR20090089281A (en) | Fuel injection system for internal combustion engine and method for controlling fuel injection | |
| CN104797807A (en) | Piezo injector | |
| DE69923516T2 (en) | Piezoelectric actuator and fuel injector with the actuator | |
| DE19642441A1 (en) | Method for actuating a fuel injection valve for internal combustion engines | |
| US7275522B2 (en) | Method and apparatus for controlling a valve, and method and apparatus for controlling a pump-nozzle apparatus with the valve | |
| RU2295049C2 (en) | Method of and device to control characteristics of fuel injection into combustion chamber of internal combustion engine | |
| CN106837581A (en) | Method for determining the characteristic of fuel | |
| KR20010093273A (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
| CN100480505C (en) | Fuel injection valve for internal combustion engine | |
| DE102012210134A1 (en) | Fuel injector | |
| US7150410B1 (en) | Method for providing a controlled injection rate and injection pressure in a fuel injector assembly | |
| DE102005042786B4 (en) | Fuel injector with hermetically sealed hydraulic system | |
| RU2396455C1 (en) | Method to control characteristics of injecting fuel into ice combustion chamber and system to this end | |
| US11725618B2 (en) | Arrangement | |
| JP2018003789A (en) | Fuel injection valve and common rail injection system | |
| CN1717539A (en) | The Fuelinjection nozzle that is used for internal-combustion engine | |
| EP1473460B1 (en) | Directly actuated injection valve | |
| JP4437083B2 (en) | Valve to control liquid | |
| DE102005001499B4 (en) | Method and device for controlling an internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070513 |