Принцип действия насос-форсунки с пьезоэлектрическим клапаном управления

Впрыск запальной дозы топлива

Рис. Схема и принцип работы пьезоэлектрической насос-форсунки в режиме впрыска запальной дозы топлива:
1 – кулачок привода насос-форсунки; 2 – роликовое коромысло; 3 – пружина плунжера; 4 ­- рычажный мультипликатор; 5 – пьезоэлектрический клапан; 6 – полость высокого давления; 7 — магистраль слива топлива; 8 – магистраль подвода топлива; 9 – игла распылителя; 10 – запорный поршень; 11 – пружина форсунки; 12 – обратный клапан; 13 – игла клапана; 14 – плунжер; 15 – демпфирующий объем над иглой; 16 – дроссель в канале подвода топлива; а – процесс наполнения полости под плунжером; б – начало впрыска запальной дозы топлива; в – завершение впрыска запальной дозы топлива

Процесс наполнения полости под плунжером. Подъем плунжера происходит под действием его пружины вслед за поворотом кулачка и роликового коромысла насос-форсунки. Кулачку придана несимметричная форма, которая обеспечивает перемещение плунжера вверх с пониженной скоростью. При этом полость под плунжером заполняется топливом, поступающим через открытый пьезоэлектрический клапан из магистрали его подвода 8 к насос-форсунке.

Начало впрыска запальной дозы топлива. При набегании кулачка на ролик коромысло поворачивается и перемещает плунжер с относительно большой скоростью вниз. Вытесняемое плунжером топливо перетекает в каналы низкого давления до тех пор, пока не закроется пьезоэлектрический клапан. После закрытия этого клапана давление топлива в полости под плунжером начинает быстро расти. При его повышении до 130 кгс­­/см2 преодолевается усилие затяжки пружины 11 форсунки. В результате этого игла распылителя поднимается и начинается впрыск запальной дозы топлива. При этом движение иглы распылителя демпфируется топливом, вытесняемым из объема 15 между ее торцем и корпусом форсунки. Ограничение подъема иглы необходимо для повышения точности подачи малых доз топлива, характерных для предварительного впрыска.

Завершение впрыска запальной дозы топлива. Впрыск запальной дозы топлива заканчивается в результате открытия пьезоэлектрического клапана. Давление вытесняемого плунжером топлива снижается в результате слива его в магистраль 8, служащую для его подвода к насос-форсунке. Игла распылителя опускается на седло под действием пружины форсунки и поддерживающего ее давления топлива, которое поступает в полость пружины форсунки через обратный клапан 12. Это давление создается дросселем 16, установленным во внутреннем канале подвода топлива. Действующее в полости пружины давление топлива передается посредством запорного поршня 10 на иглу распылителя и ускоряет ее посадку.

В зависимости от режима работы двигателя блок управления может инициировать впрыск одной или двух запальных доз топлива.

Впрыск основной дозы топлива

Начало впрыска основной дозы. Впрыск основной дозы топлива производится при продолжающемся движении плунжера вниз. После посадки на седло иглы пьезоэлектрического клапана начинается повышение давления в распылителе, игла которого поднимается с седла только при относительно большом давлении, соответствующем суммарному усилию затяжки пружины форсунки и усилию, создаваемому давлением топлива в полости пружины. Повышенное давление топлива в полости пружины форсунки создается после впрыска запальной дозы топлива и удерживается в ней благодаря обратному клапану 12. Это давление действует на запорный поршень 10 форсунки. Максимальное давление впрыска достигает на режиме максимальной мощности 2200 кгс/ см2.

Завершение впрыска основной дозы топлива. Впрыск основной дозы топлива заканчивается вследствие открытия пьезоэлектрического клапана. Как и при окончании впрыска запальной дозы, давление топлива снижается в результате его слива в топливоподводящий канал и в полость пружины форсунки. Посадка иглы распылителя на седло производится под суммарным действием пружины и запорного поршня.

Для регенерации сажевого фильтра может применяться дополнительный впрыск. Процесс впрыска дополнительного топлива практически не отличается от процесса впрыска основного топлива, но характеризуется существенно меньшими давлением и количеством впрыскиваемого топлива ввиду меньшей продолжительности его подачи.

Рис. Схема и принцип работы пьезоэлектрической насос-форсунки в режиме впрыска основной дозы топлива:
а – начало впрыска; б – завершение впрыска