Пуск электромагнитного клапана форсунки
В нерабочем положении электромагнитный клапан форсунки высокого давления не получает пусковой импульс и, следовательно, закрыт. Форсунка впрыскивает топливо только при открытом электромагнитном клапане.
Рис.4.
а-Фаза открытия; b-Фаза пускового тока;
с-Переход к фазе тока удержания; d-Фаза
тока удержания; е-Выключение.
Пуск электромагнитного клапана форсунки разделён на пять фаз (рис. 4 и 5).
Фаза открытия. В начале, для того чтобы обеспечить жёсткие допуски и высокий уровень воспроизводимости цикловой подачи топлива, электрический ток открытия электромагнитного клапана имеет крутой, точно определённый профиль, и быстро увеличивается приблизительно до 20 А. Это достигается посредством называемого «вольтодобавочного напряжения» величиной до 50 В. Это напряжение генерируется в электронном блоке управления и сохраняется в конденсаторе (вольтодобавочный конденсатор). Когда это напряжение подаётся на электромагнитный клапан, ток увеличивается в несколько раз быстрее, чем это имеет место только при использовании напряжения аккумуляторной батареи.
Фаза пускового тока. Во время фазы пускового тока к электро-магнитному клапану прилагается напряжение аккумуляторной батареи, которое способствует быстрому его открытию. Система управления током ограничивает величину пускового тока до 20 А.
Фаза тока удержания. Для того чтобы уменьшить потери электрической мощности в электронном блоке управления и форсунке, в фазе удержания величина тока снижается до 13 А. Энергия, которая высвобождается при уменьшении пускового тока до тока удержания, направляется в вольтодобавочный конденсатор.
Выключение. При выключении электрического тока для закрытия электромагнитного клапана избыточная энергия также направляется в вольтодобавочный конденсатор.
Перезарядка инвертора. Перезарядка осуществляется посредством инвертора, встроенного в электронный блок управления двигателем. Энергия, потраченная во время фазы открытия, восстанавливается в начале фазы повышения пускового тока до достижения напряжения, необходимого для открытия электромагнитного клапана.
Рис.5.
1-Аккумуляторная батарея; 2-Регулятор
тока; 3-Обмотка катушки элетромагнитного
клапана; 4-Выключатель вольтодобавочного
конденсатора; 5- Вольтодобавочный
конденсатор; 6-Диоды для восстановления
энергии и быстрого гашения высокой
скорости; 7-Переключатель идентификатора
цилиндров; 8-Выключатель DC/DC; 9-Катушка
DC/DC; 10-Диод DC/DC; I-Электрический ток
Форсунка с пьезоэлектрическим приводом
Конструкция и требования
Конструкция форсунки с пьезоэлектрическим приводом состоит из двух главных модулей, показанных на рис. 6:
Модуль пьезоэлектрического привода (3);
Гидравлический преобразователь (4);
Управляющий сервоклапан (5);
Модуль распылителя форсунки (6).
Конструкция форсунки учитывает требования высокой жёсткости системы привода, гидравлического преобразователя и управляющего клапана. Другой особенностью конструкции является исключение механических сил, действующих на иглу распылителя. Такие силы имеют место как результат действия толкателя, который используется в форсунках с электромагнитными клапанами. В общем, эта конструкция эффективно уменьшает движущиеся массы и трение, повышая стабильность форсунки, по сравнению с обычными системами.
Кроме того, система впрыска топлива допускает применение очень коротких интервалов между последовательными впрысками топлива («hydraulic zero»). Число и конфигурация операций дозирования топлива может представлять до пяти отдельных впрысков в цикле впрыска топлива, для того чтобы адаптировать требования к режиму работы двигателя.
Непосредственная реакция иглы распылителя на действие привода достигается согласованием управляющего клапана (сервоклапана) 5 с иглой распылителя форсунки. Период задержки между подачей электрического пускового сигнала и гидравлическим срабатыванием иглы распылителя составляет приблизительно 150 мс. Это приводит к противоречию между требованием высокого быстродействия иглы распылителя и исключительно малой воспроизводимостью количества впрыскиваемого топлива при быстродействии.
Как результат этого принципа, форсунка имеет мало точек непосредственных утечек из полостей высокого давления в контур низкого давления. В результате имеет место повышение гидравлической эффективности всей системы.