Игла
Игла или золотник, в случае с форсунками МАН, имеет ограниченный рабочий ход. Ты когда-нибудь задумывался почему именно такой? Есть фундаментальное понимание процесса впрыска, дающее представление о том, что проходное сечение под запирающей кромкой иглы (смотри Рисунок 1) - это точка отсчета для нахождения нужной высоты подъема. Проходное сечение под иглой в идеальном варианте должно совпасть с суммарной площадью отверстий в распылителе. Почему?
Вот два не очень хороших режима работы распылителя: чрезмерная высота подъёма и недостаточная высота подъёма. При чрезмерной высоте слайдер "проходит" большее расстояние за одно и то же количество циклов впрыска, что снижает его моторесурс. Но это пол беды, ведь при большем подъёме еще и посадочный поясок расклепывается быстрее и риск повторного открытия форсунки, что возможен из-за упругих свойств стали, тоже высок. А подвпрыск и подтекания ничего общего с качественной работой топливной арматуры не имеют.
Но при недостаточной высоте подъёма проходное сечение под иглой будет меньше суммарного сечения отверстий распылителя, появится вполне естественный процесс дроселирования и даже при хорошем давлении топлива в трубе высокого давления распыливание топлива может быть низкокачественным.
Получается, что для оптимальной работы нужно найти именно золотую середину. Это очень лекго сделать для конкретного дизеля на определенном режиме работы. А теперь давай немного усложним задачу.
Газ
Серьезные конструктивные изменения на крышке цилиндра появились с внедрением газовых технологий, но неизменной оставалась конструкция дизельной форсунки, используемой в качестве запальной и для работы в маневренном режиме.
На Рисунке 4 ранняя задумка газовой концепции, при которой после повышения нагрузки выше 30% основной источник энергии - газ. Но по мере получения данных об опыте использования газовых первопроходцев концепция потребления топлива изменилась.
И вот во втором варианте возникает сложность, связанная с необходимостью обеспечить устойчивую работу запальной форсунки в диапазоне мощности от 3% до 80%! Если просто взять и установить "большую форсунку", то на малых нагрузках работать она будет настабильно. Вот эти вводные данные и определили вектор дальнейшего развития топливной арматуры для дизелей МАН.
Новая форсунка
А что если не усложнять конструкцию цилиндровой крышки, не обвешивать ее дополнительным комплектом арматуры, а модифицировать форсунку? Дать ей возможность адаптироваться под разные режимы работы? Вот так и появляется идея двойного комплекта отверстий в распылителе. Кстати, такая схема возножна только с золотниковой конструкцией. Нужно, чтобы форсунка работала только как запальная - ограничил ход золотника и получаешь 7,5% процентов от проходного сечения распылителя. Нужно быстро ехать, но без газа - отпускаем "поводок" и позволяем распылителю работать на 100%.
Гениально... Смотри на Рисунок 7: снизу маленькое отверстие, оно будет работать только при высоте подъёма 1,2 мм, при этом верхние отверстия будут закрыты. Но как конструктивно обеспечить бесшовный переход между этими режимами? Как этим процессом управлять?
Гидравлика
На двигателе серии МЕ уже есть разветвленная гидравлическая система, поэтому еще один клапан в гидроблоке не сильно его усложнит. А работает такая система просто. Есть давление в системе - ограничитель хода золотника прижат и сам золотник имеет ограниченных ход 1,2 мм. Если давления в системе ограничения нет, ограничитель хода поднимается к упору и дает золотнику еще 1,6 мм хода, что складывается в 2,8 мм.
Управление этим дополнительным ограном осуществляется все тем-же блоком управления, которым управляется все остальное, а статус можно отслеживать с "МОП" панели.