ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к продувке паров топлива из бачка топливной системы в двигателях с наддувом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы снижения токсичности выхлопных газов транспортного средства могут быть выполнены с возможностью накапливать пары топлива от операций дозаправки топливного бака и каждодневной работы двигателя в бачке с древесным углем. Во время последующей работы двигателя, накопленные пары могут продуваться в двигатель, где они подвергаются сгоранию. Например, разрежение во впускном коллекторе, сформированное во время вращения двигателя, может использоваться для втягивания накопленных паров топлива. В качестве еще одного примера, наддувочный всасываемый воздух может непосредственно или опосредованно использоваться для продувки паров топлива в двигатель.
При продувке бачка, система управления двигателем может пытаться продувать бачок как можно быстрее, а также как можно полнее. Однако могут встречаться различные ограничения продувки, относящиеся к поддержанию отношения количества воздуха к количеству топлива двигателя, а также интенсивностей потока воздуха двигателя. В качестве примера, когда бачок почти полон, и/или когда жаркие условия окружающей среды, интенсивность продувки бачка может ограничиваться, чтобы иметь значение доли интенсивности впрыска топлива двигателя. В еще одном примере, когда бачок частично заполнен, или когда холодные условия окружающей среды, и в то время как двигатель находится в состоянии холостого хода на низкой нагрузке, интенсивность продувки бачка может быть основана на количестве воздуха, которое может засасываться двигателем. По существу, если количество недросселированного воздуха, поступающего в двигатель, становится слишком большим, расход топлива может возрастать, чтобы поддерживать двигатель на стехиометрии. В качестве дополнительного примера, когда бачок почти заполнен, и/или когда условия окружающей среды холодные, интенсивность продувки бачка может быть ограничена низкой интенсивностью потока клапана продувки бачка. Различные ограничения дают потоку топлива из бачка во впуск двигателя возможность быстро понижаться, когда интенсивность потока воздуха двигателя падает, к примеру, вследствие события закрытого дросселя.
Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили, что ограничения, наложенные на интенсивность продувочного потока бачка, могут давать в результате недостаточную продувку бачка, которая ухудшает выбросы с выхлопными газами. Авторы выявили, что более высокие интенсивности продувки могут применяться на более широком диапазоне условий работы посредством регулирования продувочного потока, чтобы имел значение определенной доли потока всасываемого воздуха в условиях работы. Например, в условиях продувки, когда загрузка является более высокой, таких как когда бачок почти полон, более высокие интенсивности продувки могут допускаться вследствие более высокого потока воздуха в двигатель и более высоких интенсивностей расхода топлива. В условиях, когда загрузка бачка является более низкой, таких как когда бачок почти пуст, более высокие интенсивности продувочного потока могут использоваться для более полного опустошения бачка, не навлекая проблем избыточного топливоснабжения.
По существу, интенсивности потока топлива продувки традиционно были фокусом управления продувкой. Однако, авторы выявили, что управление продувкой может улучшаться посредством фокусирования взамен на нормированном отношении количества воздуха к количеству топлива продувки (или фи_продувки). Фокусирование на фи_продувки предоставляет возможность более высоких общих интенсивностей продувочного потока в течение заданного периода продувки. Соответственно, первое ограничение превращается в фи_продувки, а не в интенсивность потока топлива продувки. Вторым ограничением, в таком случае, является сумма расхода топлива продувки и расхода воздуха продувки, которую двигатель способен засасывать без непреднамеренного повышения расхода топлива.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для преодоления проблем уровня техники в одном из аспектов изобретения предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
принимают продувочный поток из бачка топливной системы в каждом из первого местоположения выше по потоку от компрессора и второго местоположения ниже по потоку от впускного дросселя; и
регулируют продувочный поток, чтобы был предварительно выбранной долей общего топливоснабжения двигателя, что включает в себя этап, на котором поддерживают долю паров топлива от общего топливоснабжения по мере того, как топливоснабжение двигателя изменяется с нагрузкой, даже если более высокая скорость продувочного потока доступна.
В одном из вариантов предложен способ, в котором предварительно выбранная доля составляет по существу 20% общего топливоснабжения двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором продувочный поток, принимаемый в первом местоположении, принимают через аспиратор, присоединенный в перепускном тракте компрессора.
В одном из вариантов предложен способ, в котором продувочный поток, принимаемый во втором местоположении, принимают через клапан продувки бачка.
В одном из вариантов предложен способ, в котором величина продувочного потока, принимаемого в первом местоположении относительно второго местоположения, основана на условиях работы двигателя, включающих в себя одно или более из давления в коллекторе и давления наддува.
В одном из вариантов предложен способ, в котором более высокую величину продувочного потока принимают в первом местоположении относительно второго местоположения, когда давление в коллекторе является более высоким, чем барометрическое давление, когда давление наддува является более высоким, когда наддув разрешен или когда нагрузка бачка является более низкой.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют топливоснабжение двигателя на основании продувочного потока для поддержания сгорания в двигателе на или около стехиометрии.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
принимают продувочный поток из бачка топливной системы в каждом из первого местоположения выше по потоку от компрессора и второго местоположения ниже по потоку от впускного дросселя во взаимоисключающих условиях; и
поддерживают во всех взаимоисключающих условиях продувочный поток на предварительно выбранной доле общего топливоснабжения двигателя даже при изменении общего топливоснабжения двигателя с минимального уровня топливоснабжения двигателя до максимального уровня топливоснабжения двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором прием продувочного потока во взаимоисключающих условиях включает в себя этапы, на которых принимают продувочный поток в местоположении ниже по потоку от впускного дросселя в первом состоянии, при котором давление в коллекторе ниже, чем барометрическое давление, и принимают продувочный поток в местоположении выше по потоку от компрессора во втором состоянии, взаимоисключающем относительно первого состояния, в котором давление в коллекторе выше, чем барометрическое давление.
В одном из вариантов предложен способ, в котором продувочный поток принимают во впускном коллекторе с использованием разрежения на впуске в первом состоянии, при этом продувочный поток принимают во впускном коллекторе с использованием разрежения, сформированного на аспираторе, присоединенном в перепускном тракте компрессора, во втором состоянии.
В одном из вариантов предложен способ, в котором интенсивность продувочного потока регулируют в первом состоянии регулированием открывания клапана продувки, причем открывание клапана продувки основано на загрузке бачка, при этом интенсивность продувочного потока регулируют во втором состоянии регулированием открывания отсечного клапана аспиратора, причем открывание отсечного клапана аспиратора основано на загрузке бачка.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых осуществляют переход между взаимоисключающими условиями и непрерывно поддерживают продувочный поток на предварительно выбранной доле непосредственно перед и непосредственно после перехода.
В одном из вариантов предложен способ, в котором непрерывное поддержание включает в себя этап, на котором при переходе двигателя из первого состояния более низкого топливоснабжения двигателя во второе состояние более высокого топливоснабжения двигателя усиливают поток воздуха двигателя, при этом предварительно выбранная доля составляет по существу 20% общего топливоснабжения двигателя.
В одном из кроме того еще дополнительном аспекте предложена система двигателя, содержащая:
двигатель, содержащий впуск;
впускной дроссель;
впускной компрессор;
перепускной тракт компрессора, содержащий снабженный клапаном аспиратор;
бачок топливной системы;
первый продувочный трубопровод, присоединяющий бачок к впуску двигателя через клапан продувки бачка;
второй продувочный трубопровод, присоединяющий бачок к впуску двигателя через снабженный клапаном аспиратор; и
контроллер с машиночитаемыми командами для:
избирательной продувки бачка на впуск двигателя через один или более из первого трубопровода и второго трубопровода, причем выбор основан на давлении в коллекторе; и
ограничения продувочного потока, принимаемого во впуске двигателя, чтобы был заданной долей топливоснабжения двигателя.
В одном из вариантов предложена система, в которой продувочный поток содержит поток паров топлива, при этом ограничение продувочного потока представляет собой регулирование продувочного потока, так чтобы общий поток паров топлива и жидкого топлива, принимаемых на впуске двигателя, находился на или около стехиометрии.
В одном из вариантов предложена система, в которой заданная доля включает в себя максимум 20% продувки.
В одном из вариантов предложена система, в которой избирательная продувка включает в себя продувку через первый трубопровод при более низком давлении в коллекторе, продувку через второй трубопровод при более высоком давлении в коллекторе, и продувку через каждый из первого и второго трубопровода при давлении в коллекторе, промежуточном между более высоким и более низким давлениями в коллекторе.
В одном из вариантов предложена система, в которой продувка через первый трубопровод включает в себя открывание клапана продувки бачка для продувки на впуск двигателя с использованием разрежения на впуске в местоположении ниже по потоку от впускного дросселя, при этом продувка через второй трубопровод включает в себя открывание клапана снабженного клапаном аспиратора для продувки на впуск двигателя с использованием разрежения аспиратора в местоположении выше по потоку от впускного дросселя и выше по потоку от компрессора в системе впуска.
В одном из вариантов предложена система, в которой продувка через второй трубопровод дополнительно включает в себя открывание перепускного клапана компрессора, присоединенного в перепускном тракте компрессора.
В одном из вариантов предложена система, в которой избирательная продувка дополнительно основана на нагрузке двигателя, причем бачок продувается через первый трубопровод при более высокой нагрузке двигателя и продувается через второй трубопровод при более низкой нагрузке двигателя.
Таким образом, в одном из примеров, продувка бачка может выполняться полнее на большем диапазоне условий работы двигателя с использованием способа для двигателя, включающего в себя этапы, на которых осуществляют прием продувочного потока из бачка топливной системы в каждом из первого местоположения выше по потоку от компрессора и второго местоположения ниже по потоку от впускного дросселя, и регулировку продувочного потока, чтобы имел значение предварительно выбранной доли общего топливоснабжения двигателя. Таким образом, может делаться возможной логометрическая продувка.
В качестве примера, в условиях продувки, продувочный поток через бачок может регулироваться, так чтобы пары продувки топлива составляли постоянную предварительно выбранную долю, такую как по существу 20% общего топливоснабжения двигателя. По существу, доля паров топлива от общего топливоснабжения двигателя может поддерживаться по мере того, как топливоснабжение двигателя изменяется в зависимости от нагрузки двигателя с минимального топливоснабжения двигателя на минимальное топливоснабжение двигателя. Таким образом, по мере того, как общее топливоснабжение двигателя возрастает или убывает, продувочный поток может регулироваться соответствующим образом. Жидкостное топливоснабжение двигателя из топливной форсунки может регулироваться для обеспечения оставшейся доли топлива. По существу, продувочный поток также может находиться под влиянием загрузки бачка. Таким образом, чтобы поддерживать предварительно выбранную долю паров топлива, более низкая интенсивность продувочного потока может применяться, когда загрузка бачка является более высокой, наряду с тем, что более высокая интенсивность продувочного потока может применяться, когда загрузка бачка является более низкой. В дополнение, по мере того, как загрузка бачка убывает, доля паров топлива может понижаться, а доля жидкого топлива может соответственно повышаться для сохранения отношения количества воздуха к количеству топлива.
Местоположение продувки также может регулироваться на основании условий работы. Более точно, продувочный поток может втягиваться в первое местоположение выше по потоку от компрессора в системе впуска (и выше по потоку от впускного дросселя) или второе местоположение ниже по потоку от впускного дросселя (и ниже по потоку от компрессора в системе впуска). В некоторых вариантах осуществления, часть продувочного потока может направляться в первое местоположение наряду с тем, что оставшаяся часть продувочного потока направляется во второе местоположение. Маршрутизация может быть основана на условиях работы двигателя, в том числе, давлении наддува и давлении в коллекторе. Когда давление в коллекторе является более низким (например, высокие нагрузки двигателя), разрежение на впуске двигателя может использоваться для втягивания паров продувки во впуск ниже по потоку от дросселя наряду с поддержанием доли топлива продувки в определенной пропорции. Когда давление в коллекторе является более высоким (например, низкие нагрузки двигателя), обходной поток компрессора может использоваться для получения разрежения на аспираторе, разрежение на аспираторе используется для продувки паров топлива в определенной пропорции выше по потоку от компрессора.
В условиях работы двигателя, когда поток всасываемого воздуха двигателя является более высоким, поток всасываемого воздуха может не ограничиваться, и требование к общему топливоснабжению двигателя может быть более высоким. Таким образом, большее абсолютное количество паров топлива продувки может втягиваться в двигатель ниже по потоку от дросселя из высоко загруженного бачка с использованием разрежения на впуске, хотя и на более низком нормированном отношении количества топлива к количеству воздуха продувки. Таким образом, когда загрузка бачка является более высокой, и в то время как поток воздуха не ограничен (к примеру, в то время как наддув является нарастающим), открывание клапана продувки бачка может увеличиваться, так чтобы пары топлива продувки могли втягиваться во впуск двигателя в местоположении ниже по потоку от впускного дросселя через первый продувочный трубопровод. По мере того, как загрузка бачка убывает, и в то время как двигатель по-прежнему работает без наддува, более высокая интенсивность потока воздуха бачка применяется для поддержания прежнего массового расхода топлива паров продувки или нормализованного отношения количества топлива к количеству воздуха продувки. Усиленный поток воздуха через большей частью пустой бачок преимущественно разогревает бачок, улучшая десорбцию паров топлива из бачка и улучшая полную продувку бачка. В условиях работы двигателя, когда нагрузка двигателя является более низкой, и поток всасываемого воздуха двигателя является более низким, поток всасываемого воздуха может быть ограничен, и двигатель может работать с наддувом. Во время таких условий, продувка может направляться в местоположение выше по потоку от компрессора посредством регулировки положения отсечного клапана эжектора для управления побудительным потоком и формированием разрежения на эжекторе. Посредством изменения разрежения на эжекторе, продувочный поток в расположенное выше по потоку местоположение может регулироваться, так чтобы предварительно выбранная доля общего топливоснабжения двигателя обеспечивалась посредством продувочного потока, причем, интенсивность продувочного потока повышается по мере того, как убывает загрузка бачка. В качестве альтернативы, отсечной клапан эжектора может быть двухпозиционным клапаном. Таким образом, клапан продувки бачка полезен для регулирования потока в окно всасывания эжектора.
Таким образом, по мере того, как общее топливоснабжение двигателя переходит из состояния максимального топливоснабжения двигателя в состояние минимального топливоснабжения двигателя, интенсивность продувочного потока из бачка топливной системы и местоположение приема продувочного потока могут регулироваться, так чтобы пары топлива продувки составляли постоянную предварительно выбранную долю общего топливоснабжения двигателя. Этот подход предоставляет бачку возможность продуваться постепенно, когда он высоко загружен, и когда интенсивность топливоснабжения двигателя является более высокой. Подход дополнительно предоставляет бачку возможность продуваться полнее, когда он загружен легко, и когда интенсивность топливоснабжения двигателя ниже, посредством осуществления потока дополнительного воздуха через бачок. Посредством поддержания продувочного потока, чтобы был постоянной долей общего топливоснабжения двигателя, даже в то время как изменяются интенсивности топливоснабжения двигателя, в среднем более высокая интенсивность продувочного потока может использоваться в бачке. Это предоставляет возможность для более полной продувки бачка, улучшая эффективность адсорбции бачка и выбросы с выхлопными газами. В дополнение, посредством предоставления возможности более высоких интенсивностей продувки, большая пропорция топлива двигателя может выдаваться в качестве паров топлива, уменьшая требуемое жидкостное топливоснабжение и обеспечивания выгоды экономии топлива. Посредством использования логометрической продувки, массовый расход топлива продувки повышает пропорциональность с общим массовым расходом топлива двигателя вплоть до момента, когда система накопления паров топлива достигает связанного с системой трубопроводов ограничения потока. В этом случае, оно является системой трубопроводов, которая дополнительно ограничивает интенсивность продувочного потока, а не классическим ограничением «максимально допустимого массового расхода топлива продувки».
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1-3 показывают примерные варианты осуществления системы двигателя, выполненной с возможностью для продувки паров топлива из топливной системы в двигатель.
Фиг. 4 показывает примерный способ регулировки интенсивности потока топлива из бачка во впуск двигателя, так чтобы пары топлива составляли заданную долю общего топливоснабжения двигателя.
Фиг. 5-6 показывают примерную зависимость между продувочным потоком из бачка и общим топливоснабжением двигателя согласно настоящему закрытию.
Фиг. 7 показывает примерную операцию продувки бачка согласно настоящему раскрытию.
Фиг. 8-9 показывают примерные структурные схемы для регулирования отношения количества воздуха к количеству топлива продувки.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предусмотрены способы и системы для улучшения полной продувки бачка топливной системы, присоединенного в системе двигателя, такой как система двигателя по фиг. 1-3. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как примерная процедура по фиг. 4, чтобы регулировать продувку бачка по мере того, как меняются условия работы двигателя, так чтобы предварительно выбранная доля общего топливоснабжения двигателя обеспечивалась из паров топлива продувки. В частности, интенсивность потока топлива из бачка может меняться по мере того, как нагрузка бачка меняется, так чтобы доля топливоснабжения двигателя из бачка поддерживалась около предварительно выбранной пропорции (фиг. 5-6). Примерная операция продувки бачка описана на фиг. 7. Примерные структурные схемы управления отношением количества воздуха к количеству топлива продувки показаны на фиг. 7-8.
Далее приведено описание терминов, используемых в материалах настоящего описания. В качестве используемого в материалах настоящего описания, общий массовый расход воздуха двигателя является массовым расходом воздуха в двигатель из всех источников, включая воздух, проходящий через бачок накопления паров топлива. В качестве используемого в материалах настоящего описания, общий массовый расход топлива двигателя является массовым расходом топлива в двигатель из всех источников, включая топливо, происходящее из бачка накопления паров топлива. В качестве используемого в материалах настоящего описания, массовый расход воздуха продувки является массовым расходом воздуха, поступающего в бачок через клапан вентиляции бачка. В качестве используемого в материалах настоящего описания, расход топлива продувки является массовым расходом топлива, выходящего из бачка и засасываемого в двигатель через клапан(ы) продувки бачка. В качестве используемого в материалах настоящего описания общее отношение количества воздуха к количеству топлива в двигателе составляет общий массовый расход топлива двигателя/общий массовый расход воздуха двигателя. В качестве используемого в материалах настоящего описания, нормированное общее отношение количества топлива к количеству воздуха двигателя является общим отношением количества топлива к количеству воздуха двигателя, деленным на стехиометрическое отношение количества топлива к количеству воздуха. Это также указывается ссылкой в материалах настоящего описания как фи. В качестве используемого в материалах настоящего описания, отношение количества топлива к количеству воздуха продувки рассчитывается как расход топлива продувки/расход воздуха продувки. В качестве используемого в материалах настоящего описания, нормированное отношение количества топлива к количеству воздуха продувки рассчитывается как отношение количества топлива к количеству воздуха продувки/стехиометрическое отношение количества топлива к количеству воздуха. Это также указывается ссылкой в материалах настоящего описания как фи_продувки.
С обращением к фиг. 1, она показывает примерную систему 10 двигателя, включающую в себя двигатель 12. В представленном примере, двигатель 12 является двигателем с искровым зажиганием транспортного средства, двигатель включает в себя множество цилиндров (не показаны). События сгорания в каждом цилиндре приводят в движение поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал, как хорошо известно специалистам в данной области техники. Кроме того, двигатель 12 может включать в себя множество клапанов двигателя, для управления впуском и выпуском газов в множестве цилиндров.
Двигатель 12 включает в себя систему 46 управления. Система 46 управления включает в себя контроллер 50, который может быть любой электронной системой управления системы двигателя или транспортного средства, в котором установлена система двигателя. Контроллер 50 может быть выполнен с возможностью принимать управляющие решения по меньшей мере частично на основании входного сигнала с одного или боле датчиков 51 в пределах системы двигателя и может управлять исполнительными механизмами 52 на основании управляющих решений. Например, контроллер 50 может хранить машиночитаемые команды в постоянной памяти, и исполнительные механизмы 52 могут управляться посредством выполнения команд.
Двигатель имеет систему впуска 23 двигателя, которая включает в себя основной воздушный впускной дроссель 22, связанный по текучей среде с впускным коллектором 24 двигателя по впускному каналу 18. Воздух может поступать во впускной канал 18 из системы впуска воздуха, включающей в себя воздушный фильтр 33 в сообщении с окружающей средой транспортного средства. Положение дросселя 22 может регулироваться контроллером 50 посредством сигнала, выдаваемого на электродвигатель или привод, заключенный дросселем 22, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронное управление дросселем. Таким образом, дроссель 22 может приводиться в действие, чтобы варьировать всасываемый воздух, выдаваемый во впускной коллектор и множество цилиндров двигателя.
Датчик 44 барометрического давления (BP) может быть присоединен к входу впускного канала 18, например, выше по потоку от воздушного фильтра, для выдачи сигнала касательно барометрического (например, атмосферного) давления в контроллер 50. Дополнительно, датчик 58 массового расхода воздуха (MAF) может быть присоединен во впускном канале 18 непосредственно ниже по потоку от воздушного фильтра, для выдачи сигнала касательно массового расхода воздуха во впускном канале в контроллер 50. В других примерах, датчик 58 MAF может быть присоединен в другом месте в системе впуска или системе двигателя, а кроме того, могут быть один или более дополнительных датчиков MAF, расположенных в системе впуска или системе двигателя. Кроме того, датчик 60 может быть присоединен к впускному коллектору 24 для выдачи сигнала касательно давления воздуха в коллекторе (MAP) и/или разрежения в коллекторе (MANVAC) в контроллер 50. Например, датчик 60 может быть датчиком давления или измерительным датчиком, считывающим разрежение, и может передавать данные в качестве отрицательного разрежения (например, давления) в контроллер 50. В некоторых примерах, дополнительные датчики давления/разрежения могут быть присоединены в другом месте в системе двигателя, чтобы выдавать сигналы касательно давления/разрежения на других участках системы двигателя в контроллер 50.
Система 10 двигателя может быть системой двигателя с наддувом, где система двигателя дополнительно включает в себя устройство наддува. В настоящем примере, впускной канал 18 включает в себя компрессор 90 для наддува заряда всасываемого воздуха, принятого по впускному каналу 18. Охладитель 26 наддувочного воздуха (или промежуточный охладитель) присоединен ниже по потоку от компрессора 90 для охлаждения подвергнутого наддуву заряда воздуха перед подачей во впускной коллектор. В вариантах осуществления, где устройство наддува является турбонагнетателем, компрессор 90 может быть присоединен к и приводиться в движение турбиной с приводом от выхлопной системы (не показана). Кроме того, компрессор 90 может, по меньшей мере частично, приводиться в движение электрическим двигателем или коленчатым валом двигателя.
Возможный перепускной канал 28 может быть присоединен в параллель компрессору 90, чтобы отводить часть всасываемого воздуха, сжатого компрессором 90, обратно выше по потоку от компрессора. Количество воздуха, отведенного через перепускной канал 28, может регулироваться открыванием перепускного клапана 30 компрессора (CBV), расположенного в перепускном канале 28. Посредством управления CBV 30 и изменения количества воздуха, отведенного через перепускной канал 28, может регулироваться давление наддува, обеспечиваемое ниже по потоку от компрессора. Это да конфигурация дает возможность регулирования наддува и сглаживания пульсаций.
В варианте осуществления по фиг. 1, датчик 41 давления на входе компрессора (CIP) расположен ниже по потоку от места соединения впускного канала 18 и перепускного канала 28, и выше по потоку от компрессора. Датчик 41 CIP может выдавать сигнал касательно CIP в контроллер 50.
Система 10 двигателя дополнительно включает в себя эжектор 80. Эжектор 80 может быть эжектором, аспиратором, эдуктором, диффузором, струйным насосом или подобным пассивным устройством. Эжектор 80 расположен в перепускном трубопроводе 81, обходящем компрессор. Перепускной трубопровод 81 может быть расположен по существу параллельно перепускному каналу 28 компрессора. Перепускной трубопровод 81 может включать в себя отсечной клапан 82 эжектора (ESOV) 82 для управления побудительным потоком через эжектор. В частности, посредством регулировки открывания ESOV 82, может меняться поток рециркуляции компрессора из ниже по потоку от охладителя заряда во вход компрессора. Например, ESOV 82 может активно управляться, чтобы допускать/запрещать побудительный поток через каждый эжектор (в случае двухпозиционного ESOV) или ослаблять/усиливать поток через эжектор (в случае непрерывно регулируемого ESOV). Вследствие сходящейся-расходящейся формы эжектора 80 в изображенном примере, поток воздуха из побудительного входа аспиратора в выход смешанного потока аспиратора может формировать низкое давление на отводе всасывания или горловине аспиратора. Сформированное разрежение затем может прикладываться к потребляющему разрежение устройству, присоединенному к аспиратору. В настоящем примере, эжектор 80 присоединен к системе 71 продувки паров топлива, в которой бачок 63 для топлива является потребляющим разрежение устройством. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, во время выбранных условий, поток через перепускной трубопровод 81 может использоваться для формирования разрежения на аспираторе, которое затем используется для продувки паров топлива из бачка 63 для топлива во впускной коллектор 24 двигателя. В альтернативных примерах, аспиратор может быть присоединен к дополнительным потребляющим разрежение устройствам, таким как вакуумный резервуар усилителя тормозов, клапан с вакуумным приводом, перепускная заслонка для выхлопных газов с вакуумным приводом, и т.д.
В изображенном примере, ESOV 82 расположен в перепускном трубопроводе 81 выше по потоку от горловины аспиратора 80. Однако, в других вариантах осуществления, ESOV может быть расположен ниже по потоку от горловины аспиратора (например, в выходной трубке или ниже по потоку от выходной трубки), или ESOV могут быть встроенными в аспиратор (например, клапан может быть расположен в горловине аспиратора). Одно из преимуществ изображенного расположения ESOV, что, когда ESOV выше по потоку от горловины аспиратора, потеря давления, связанная с ESOV, обладает меньшим влиянием по сравнению с конфигурациями, где ESOV ниже по потоку от аспиратора, или где ESOV является встроенным в аспиратор.
ESOV 82 может быть соленоидным клапаном, который приводится в действие электрически, и его состояние может управляться контроллером 50 на основании различных условий работы двигателя. Однако, в качестве альтернативы, ESOV может быть пневматическим клапаном (например, с вакуумным приводом); в этом случае, приводящее в действие разрежение для клапана может получаться из впускного коллектора и/или вакуумного резервуара, и/или других приемников низкого давления системы двигателя. В вариантах осуществления, где ESOV является клапаном с пневматическим управлением, управление ESOV может выполняться независимо от модуля управления силовой передачей (например, ESOV может управляться пассивно на основании уровней давления/разрежения в системе двигателя).
Приводится ли он в действие электрически или разрежением, ESOV 82 может быть двухпозиционным клапаном (например, двухходовым клапаном) или непрерывно регулируемым клапаном. Двухпозиционные клапаны могут управляться полностью открытыми или полностью закрытыми (запертыми), чтобы полностью открытое положение двухпозиционного клапана было положением, в котором клапан не вызывает ограничение потока, а полностью закрытое положение двухпозиционного клапана было положением, в котором клапан ограничивает весь поток, так что никакой поток не может проходить через клапан. В противоположность, непрерывно регулируемые клапаны могут быть частично открытыми с разными степенями. Варианты осуществления с непрерывно регулируемым ESOV могут давать большую гибкость управления побудительным потоком через аспиратор, с недостатком, что непрерывно регулируемые клапаны могут быть гораздо более дорогостоящими, чем двухпозиционные клапаны. В других примерах, ESOV 82 может быть шиберным клапаном, поворотным пластинчатым клапаном, тарельчатым клапаном или другим пригодным типом клапана.
В изображенном примере, перепускной канал 28 предусмотрен отдельным от перепускного трубопровода 81, в том числе, эжектора, так чтобы давление наддува и формирование разрежения могли управляться независимо. Например, в условиях помпажа компрессора, CBV 30 может открываться, так чтобы рециркуляции компрессора повышалась через перепускной канал 28 компрессора для ослабления помпажа. Подобным образом, поток рециркуляции компрессора через перепускной трубопровод 81 посредством ESOV 82 может использоваться для управления побудительным потоком через аспиратор 80 и формированием разрежения для продувки бачка. По существу, большая интенсивность потока с регулированием уровня громкости может не достигаться посредством ограничивающего эжектора. Поэтому, в альтернативных вариантах осуществления, два клапана, в том числе, могут требоваться большой клапан, чтобы давать быстрое понижение TIP, и небольшой клапан, чтобы осуществлять как непрерывное управление перепускным каналом, так и функционирование в качестве ESOV.
В некоторых вариантах осуществления, возможный дроссель (не показан) системы впуска воздуха (AIS) может быть включен во впускной канал выше по потоку от компрессора 90. Когда включен в состав, положение дросселя AIS может меняться контроллером 50 посредством сигнала, выдаваемого на электродвигатель или привод, включенный дросселем AIS. Таким образом, дроссель AIS может эксплуатироваться, чтобы менять давление во впускном канале на входе компрессора, которое, в свою очередь, может менять интенсивность потока потока рециркуляции компрессора в воздушном канале, присоединенном к бачку накопления паров топлива.
В варианте осуществления по фиг. 1, система 10 двигателя дополнительно включает в себя систему 71 продувки паров топлива, включающую в себя топливный бак 61, который хранит летучее жидкое топливо, сжигаемое в двигателе 12. Топливный бак может передавать пары топлива в бачок 63 для топлива через трубопровод 62, включающий в себя клапан 68 изоляции топливного бака (FTIV). Суточные и дозаправочные пары топлива, вырабатываемые в топливном баке, могут вентилироваться в бачок 63 посредством открывания FTIV 68. Во время всех других условий, FTIV 68 может поддерживаться закрытым. Таким образом, чтобы избегать выделения паров топлива из топливного бака и в атмосферу, топливный бак вентилируется в атмосферу через бачок 63 с адсорбентом. Бачок с адсорбентом может иметь значительную емкость для накопления основанных на углеводородах, спиртах и/или эфирах видов топлива в адсорбированном состоянии. Например, бачок может быть заполнен гранулами активированного угля и/или альтернативным материалом с высокой площадью поверхности. Тем не менее, продолжительное поглощение паров топлива рано или поздно будет снижать емкость бачка с адсорбентом для дальнейшего накопления. Поэтому, бачок с адсорбентом может периодически подвергаться продувке от адсорбированного топлива, как дополнительно описано в дальнейшем.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 10 двигателя может быть выполнена с возможностью принимать продувочный поток из топливного бака 61 через один или два продувочных тракта. Первый тракт, где пары продувки распространяются через клапан 65 продувки, запорный клапан 86 и трубопровод 76 в местоположение 74, а затем, во впускной коллектор 74. Пары продувки также распространяются через клапан 165 продувки, запорный клапан 88 и трубопровод 84 в местоположение 72 через эжектор 80, оттуда продувочный поток затем распространяется через компрессор 90, охладитель 26 наддувочного воздуха и дроссель 22 во впускной коллектор 24. То есть, в определенное время, продувочный поток принимается в первом местоположении 72 или во втором местоположении 74. Продувочный поток принимается во втором местоположении 74 с использованием разрежения во впускном коллекторе двигателя, сформированного во время работы двигателя, через первый продувочный трубопровод 76. Таким образом, продувочный поток принимается в первом местоположении в условиях, когда поток всасываемого воздуха двигателя не ограничен, таких как когда двигатель работает без наддува и/или на более высоких нагрузках двигателя. Продувочный поток принимается в первом местоположении с использованием разрежения, полученного на аспираторе 80, через второй трубопровод 84. Таким образом, продувочный поток принимается во втором местоположении в условиях, когда поток всасываемого воздуха двигателя ограничен, таких как когда двигатель работает с наддувом. Продувочный трубопровод 76 может быть расположен по существу параллельно продувочному трубопроводу 84. При продувке во второе местоположение 74, клапан 65 продувки бачка управляет потоком паров топлива из бачка во впускной коллектор по продувочному трубопроводу 76. В сравнение, при продувке в первое местоположение 72, отсечной клапан 82 аспиратора (ASOV) 82 управляет потоком паров топлива из бачка во впуск двигателя по продувочному трубопроводу 84, присоединенному к горловине аспиратора 80, как будет описано ниже. В некоторых вариантах осуществления, второй клапан 165 продувки бачка по выбору может быть включен во второй продувочный трубопровод 84. В таком варианте осуществления, может быть один клапан продувки из расчета на точку ввода топлива. Клапан 65 продувки, управляющий потоком через первый продувочный трубопровод, может быть выполнен в виде непрерывно регулируемого клапана продувки. В сравнение, клапан 165 продувки может быть выполнен в виде более простого и дешевого бистабильного (двухпозиционного) клапана, поскольку продувочный поток через второй трубопровод главным образом управляется посредством регулировок в отношении ASOV 82. Соответственно, система продувки паров топлива может быть потребителем разряжения, который может запрашивать разрежение во время как условий с наддувом, так и условий без наддува, по мере надобности для продувки паров топлива, накопленных в бачке.
Когда условия продувки удовлетворены, к примеру, когда бачок насыщен, пары, накопленные в бачок 63 для паров топлива, могут продуваться в одно или более из первого и второго местоположений. Например, когда MAP ниже, чем барометрическое давление (например, когда двигатель является работающим на более высоких нагрузках, и/или когда наддув не задействован), бачок может продуваться во впускной коллектор 24 через продувочный трубопровод 76 посредством открывания клапана 65 продувки бачка. Несмотря на то, что показан одиночный бачок 63, следует принимать во внимание, что любое количество бачков может быть присоединено к системе 10 двигателя. В одном из примеров, клапан 65 продувки бачка может быть электромагнитным клапаном, при этом открывание или закрывание клапана выполняется посредством приведения в действие соленоида продувки бачка. Бачок 63 дополнительно включает в себя в себя первый вентиляционный канал 67 для направления газов из бачка 63 в атмосферу при накоплении или улавливании паров топлива из топливного бака 61. Первый вентиляционный канал 67 также может предоставлять свежему воздуху возможность отбираться в бачок 63 для паров топлива при продувке накопленных паров топлива во впускной коллектор 24 через трубопровод 76.
Несмотря на то, что этот пример показывает вентиляционный канал 67, сообщающийся со свежим ненагретым воздухом, также могут использоваться различные модификации. Вентиляционный канал 67 может включать в себя клапан 69 вентиляции бачка для регулирования потока воздуха и паров между бачком 63 и атмосферой. Как показано, датчик 49 давления может быть присоединен к (например, расположен в) бачку 63 и может выдавать сигнал касательно давления в бачке в контроллер 50. В других примерах, датчик 49 давления может быть расположен где-нибудь еще, например, в месте соединения трубопроводов 76 и 84. Посредством расположения датчика 49 давления в бачке, он может измерять разные признаки давления в зависимости от положений клапана. Например, при закрытом вентиляционном клапане 69 и закрытом FTIV 68, датчик 49 давления измеряет давление в баке. При закрытом FTIV 68 и открытом вентиляционном клапане 69, датчик 49 давления дает небольшое изменение давления, которое монотонно возрастает с повышением объемного расхода воздуха продувки.
Запорный клапан расположен в каждом из продувочных трубопроводов 76 и 84. Более точно, первый запорный клапан 86 расположен в первом продувочном трубопроводе 76, а второй запорный клапан 88 расположен во втором продувочном трубопроводе 84. Запорные клапаны 86 и 88 могут быть выполнены с возможностью обеспечивать однонаправленный поток воздуха и паров топлива из бачка в направлении впускного коллектора и предотвращать обратный поток воздуха их впускного коллектора в направлении бачка. Несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает запорный клапан 88 в качестве отдельного клапана, в альтернативных вариантах осуществления, запорный клапан 88 может быть встроен в аспиратор 80, например, ближе к отводу всасывания или горловине аспиратора. В контексте аспиратора 80, запорный клапан 88 также предотвращает обратный поток из впускного канала выше по потоку от компрессора, такой как может возникать в ином случае в условиях, когда давление на входе компрессора выше, чем давление в источнике потока аспиратора (в этом случае, в местоположении ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя). Поэтому, преимущественно, эта компоновка сконструирована, чтобы перепад давления, стимулирующий интенсивность побудительного потока через аспиратор, мог быть переменным и прерывистым (в противоположность промышленному применению, где интенсивность побудительного потока имеется в распоряжении единообразно.
Продувочный поток через различные трубопроводы может возникать во время взаимоисключающих условий. Однако, могут быть условия, где продувочный поток принимается одновременно через оба продувочных тракта. При высоком разрежении во впускном коллекторе, весь поток поступает через трубопровод 76. В условиях высокого наддува, весь поток поступает через трубопровод 84. В ограниченном состоянии, где есть неглубокое разрежение во впускном коллекторе, и легкое повышение давления выше окружающей среды в TIP, оба тракта могут быть действующими. Когда система быстро переходит с разрежения в коллекторе на давление TIP, можно получать «скачок» концентрации паров топлива в поступающем воздухе. Когда система быстро переходит с давления TIP на разрежение в коллекторе, может получаться «двойное заглатывание» по концентрации паров продувки во всасываемом воздухе.
В условиях, где продувочный поток выдается взаимоисключающим образом через продувочные тракты, выбор, направляется ли продувочный поток через первый продувочный трубопровод или второй продувочный трубопровод, может быть основан на том, ограничен или нет двигатель по потоку воздуха, к примеру, может определяться на основании операции наддува. Таким образом, когда двигатель не работает с наддувом (или в то время как наддува нарастает), и наряду с тем, что поток воздуха двигателя не ограничен, бачок 63 может продуваться во впуск двигателя через первый трубопровод 76. Во время этих условий продувки, когда загрузки бачка являются более высокими, более высокая загрузка бачка может продуваться во впуск, не навлекая отклонения топлива или воздуха, если продувочный поток поддерживается в качестве постоянной доли общего топливоснабжения двигателя. Таким образом, в условиях более высокой загрузки бачка, бачок может продуваться с более низкой интенсивностью продувочного потока. Затем, по мере того, как загрузка бачка убывает, бачок может продуваться с более высокой интенсивностью продувочного потока. Жидкостное топливоснабжение у двигателя может регулироваться, так чтобы оставшаяся часть общего топливоснабжения двигателя обеспечивалась в качестве жидкого топлива, чтобы поддерживать отношение количества воздуха к количеству топлива сгорания на требуемом уровне, таком как на стехиометрии. В сравнение, когда двигатель является работающим с наддувом (или после того, как наддув усилен) и наряду с тем, что поток воздуха двигателя ограничен, бачок 63 может продуваться во впуск двигателя через второй трубопровод 84. Во время этих условий продувки, когда загрузки бачка являются более низкими, более низкая загрузка бачка может продуваться полнее во впуск, не навлекая отклонения топлива или воздуха, если продувочный поток поддерживается в качестве постоянной доли общего топливоснабжения двигателя. Таким образом, в условиях более высокой загрузки бачка, бачок может продуваться с более низкой интенсивностью потока, интенсивность потока воздуха бачка повышается по мере того, как убывает загрузка бачка. Жидкостное топливоснабжение у двигателя может регулироваться, так чтобы оставшаяся часть общего топливоснабжения двигателя обеспечивалась в качестве жидкого топлива, чтобы поддерживать отношение количества воздуха к количеству топлива сгорания на требуемом уровне, таком как на стехиометрии.
По существу, в условиях почти полного бачка (например, когда загрузка бачка выше, чем пороговое значение), и/или в то время как теплые условия окружающей среды, состав вытекающего потока бачка включает в себя около 100% паров топлива. Во время таких условий, традиционно, расход парообразного топлива ограничивался, чтобы быть долей наименьшей возможной интенсивности впрыска, которую мог бы допускать двигатель. Авторы здесь выявили, что такая стратегия может ограничивать продувку бачка. В материалах настоящего описания, посредством не ограничения интенсивности впрыска двигателя, но взамен, предоставления требуемой интенсивности впрыска возможности достигаться с постоянной частью топливоснабжения двигателя, подаваемой в качестве паров топлива продувки, и оставшейся частью топлива двигателя, подаваемой в качестве жидкого топлива, продувка бачка может улучшаться, не оказывая влияния на рабочие характеристики двигателя.
Подобным образом, в условиях частично заполненного (например, заполненного наполовину) бачка (когда загрузка бачка выше, чем нижнее пороговое значение и ниже верхнего порогового значения), и/или в то время как условия окружающей среды являются холодными или наряду с тем, что двигатель находится в условиях холостого хода на низкой нагрузке, состав вытекающего потока бачка включает в себя между от 15 до 40% паров топлива. Во время таких условий, традиционно, интенсивность продувки бачка ограничивалась на основании ограничения воздуха двигателя, которому предоставлена возможность обходить дроссель. Это происходит потому, что, если недросселированный воздух становится слишком значительным, расход топлива может возрастать, чтобы поддерживать стехиометрическое отношение количества воздуха к количеству топлива, давая в результате ухудшенную экономию топлива. Авторы здесь выявили, что такая стратегия также может ограничивать продувку бачка. В материалах настоящего описания, посредством не ограничения интенсивности продувки бачка на основании ограничения воздуха, но взамен, предоставления интенсивности продувки возможности регулироваться постоянной частью топливоснабжения двигателя, подаваемой в качестве паров топлива продувки, и оставшейся частью топлива двигателя, подаваемой в качестве жидкого топлива, продувка бачка может улучшаться, не навлекая ошибок потока воздуха, к тому же, наряду с улучшением экономии топлива.
В качестве еще одного примера, в условиях почти пустого бачка (когда загрузка бачка ниже нижнего порогового значения), и/или в то время как условия окружающей среды являются холодными, или наряду с тем, что двигатель выше скоростей вращения холостого хода двигателя, состав вытекающего потока бачка включает в себя между от 1 до 10% паров топлива. Во время таких условий, традиционно, интенсивность продувки бачка ограничивалась интенсивностью потока клапана продувки бачка. Как результат, продувка бачка оставалась неполной, и бачок мог никогда не достигать загрузки 0%. Авторы здесь выявили, что такая стратегия также может ограничивать продувку бачка. Взамен, посредством применения постоянной доли топлива паров, она дает в результате более высокую интенсивность потока воздуха бачка, когда бачок слегка загружен, чтобы поддерживать сходную интенсивность потока топлива, как когда бачок загружен сильно. Более высокий поток воздуха через слегка загруженный бачок нагревает бачок, давая бачку возможность отдавать большее количество паров топлива, чем если бы он был холодным, тем самым, увеличивая полноту продувки. В материалах настоящего описания, посредством не ограничения интенсивности продувки бачка на основании интенсивности потока клапана продувки, но, взамен, посредством открывания клапана продувки полностью и предоставления возможности гораздо более высокой интенсивности продувочного потока наряду с выдачей паров топлива в качестве постоянной доли топливоснабжения двигателя, бачок может продуваться полнее. Даже если более высокие интенсивности продувки используются во время таких условий, низкая нагрузка бачка ослабляет проблемы избыточного топливоснабжения.
Таким образом, как конкретизировано в материалах настоящего описания, посредством использования многочисленных (двух или более) клапанов между бачком и разными источниками разрежения (разрежением на впуске двигателя или разрежением аспиратора), бачок может продуваться в два этапа. Во время первого этапа, когда бачок высоко загружен, бачок может продуваться с более низкой интенсивностью более низким потоком воздуха через бачок. Затем, во время второго этапа, стремительное движение воздуха может вводиться в бачок, когда он почти совершенно пуст, предоставляя бачку возможность эффективно полностью опустошаться в цикле продувки, улучшая последующие рабочие характеристики бачка для топлива. Более интенсивный поток воздуха через бачок во время слегка загруженного состояния дает в результате небольшой эффект испарения топлива, который скрывается гораздо большим эффектом прогревания окружающего воздуха, проходящего через бачок. Таким образом, поток воздуха через бачок нагревает его вплоть до условий окружающей среды, улучшая десорбцию паров топлива из бачка и, тем самым, продувку бачка.
Фиг. 2-3 показывает альтернативные варианты 200, 300 осуществления системы 10 двигателя по фиг. 1. По существу, компоненты, представленные ранее на фиг. 1, пронумерованы подобным образом на фиг. 2-3, и повторно не представлены из соображений краткости.
Фиг. 2 показывает примерный вариант 200 осуществления, в котором продувочный поток из бачка по каждому из первого и второго продувочного трубопроводов втягивается через эжектор. По существу, это происходит потому, что двигатель может быть способным лучше справляться с потоком продувки, поступающим через эжектор (по сравнению с непосредственным), так как эжектор усиливает разрежение в коллекторе и повышает максимальную несущую способность по потоку продувки (объединенным воздуху и топливу) через трубопровод 76. В частности, продувочный поток по первому трубопроводу 76 втягивается в аспиратор 180 перед втягиванием через продувочный трубопровод 183 во впускной коллектор 24 на выходе дросселя. Запорный клапан 186 включен в продувочный трубопровод 183 для предотвращения обратного потока паров в направлении бачка, а также для предотвращения потока паров топлива продувки в продувочный трубопровод 81 и в направлении входа компрессора. Подобным образом, продувочный трубопровод 81 может включать в себя дополнительный запорный клапан 188 для предотвращения обратного потока паров в направлении бачка, а также для предотвращения потока паров топлива продувки в продувочный трубопровод 183 и в направлении выхода дросселя.
В изображенном варианте осуществления, в условиях, когда давление в точке 180 ниже, чем атмосферное давление, таком как когда поток всасываемого воздуха двигателя не ограничен, бачок может продуваться посредством открывания клапана 65 продувки бачка и втягивания паров топлива во впускной коллектор ниже по потоку от дросселя 22 через продувочный трубопровод 76, затем, через аспиратор 180, а затем, через продувочный трубопровод 183. Интенсивность продувочного потока может регулироваться, так чтобы пары топлива составляли предварительно выбранную долю общего топливоснабжения двигателя, даже по мере того, как изменяется топливоснабжение двигателя. Например, пары топлива продувки могут регулироваться, чтобы иметь значение максимум 20% общего топливоснабжения двигателя. Таким образом, в условиях более высокой загрузки бачка, бачок может продуваться с более низкой интенсивностью продувочного потока, а затем, по мере того, как загрузка бачка убывает, бачок может продуваться с более высокой интенсивностью потока (объединенных воздуха и паров) продувки. В каждом случае, жидкостное топливоснабжение у двигателя может составлять оставшуюся часть общего топливоснабжения двигателя для поддержания отношения количества воздуха к количеству топлива сгорания на требуемом уровне, таком как на стехиометрии.
В сравнение, когда давление в коллекторе выше, чем атмосферное давление, к примеру, когда двигатель работает с наддувом, и наряду с тем, что поток всасывания воздуха ограничен, и разрежения на впуске двигателя нет в распоряжении, бачок может продуваться посредством открывания клапана 165 продувки бачка и ESOV 82 и втягивания паров топлива во впускной коллектор выше по потоку от компрессора 90 через продувочный трубопровод 84, затем, через аспиратор 80, а затем, через продувочный трубопровод 83. Интенсивность продувочного потока может регулироваться, так чтобы пары топлива составляли предварительно выбранную долю общего топливоснабжения двигателя, даже по мере того, как изменяется топливоснабжение двигателя. Например, пары топлива продувки могут регулироваться, чтобы иметь значение 20% общего топливоснабжения двигателя. Таким образом, в условиях более высокой загрузки бачка, бачок может продуваться с более низкой интенсивностью продувочного потока, а затем, по мере того, как загрузка бачка убывает, бачок может продуваться с более высокой интенсивностью продувочного потока. В каждом случае, жидкостное топливоснабжение у двигателя может составлять оставшуюся часть общего топливоснабжения двигателя для поддержания отношения количества воздуха к количеству топлива сгорания на требуемом уровне, таком как на стехиометрии.
Фиг. 3 показывает еще один примерный вариант 300 осуществления, в котором продувочный поток из бачка по каждому из первого и второго продувочных трубопроводов втягивается через эжектор, как на фиг. 2. В варианте 300 осуществления, поток через продувочный трубопровод 76, а затем, через трубопровод 183 регулируется посредством регулировок в отношении клапана 65 продувки бачка и ASOV 304. Поток через продувочный трубопровод 84, а затем, через трубопроводы 81 и 83 регулируется посредством регулировок у клапана 165 продувки бачка и ASOV 302. Однако, ASOV 302 и 304 присоединены друг к другу и приводятся в действие посредством общего привода 306. Посредством приведения в действие общего привода 306, один из ASOV 302 и 304 может открываться, в то время как другой закрыт. Например, когда двигатель является работающим без наддува, ASOV 304 может открываться, чтобы давать возможность продувки бачка на выход дросселя через аспиратор 180. В качестве еще одного примера, когда двигатель является работающим с наддувом, ASOV 302 может открываться, чтобы давать возможность продувки бачка на вход компрессора через аспиратор 80. Одно из преимуществ двух клапанов включает в себя этап, на котором запорные клапаны становятся избыточными и, таким образом, могут быть исключены для снижения себестоимости и избавления от ограничения давления.
Наряду с тем, что фиг. 1-4 показывают схему сети трубопроводов топливной системы, фиг. 8-9 показывают график «сохранения массы». Это является отражающим концептуальную технологию, называемую «объем управления», которая является основной практикой изображения посредством диаграмм в термодинамике.
Фиг. 8-9 изображают графическую форму арифметики, которая обусловливает различные интенсивности потоков в пределах любой системы продувки. Хотя два потока, выходящих из блока «Накопитель паров топлива», показаны в качестве отдельных, они фактически смешаны. Но, рассмотрение их порознь помогает иллюстрировать концепцию регулирования их отношения вместо традиционной практики учитывания только массового расхода паров топлива.
Фиг. 8-9 показывают, что массовый расход впрыска топлива имеет две составляющих: часть, которая может регулироваться (регулируемый массовый расход впрыска топлива), и часть, которая представляет наименьшее топливо, которое можно получать, если форсунки хоть сколько-нибудь включены (минимальный массовый расход впрыска топлива). Подобным образом, что касается воздуха, есть регулируемая часть воздуха (регулируемый массовый расход воздуха дросселя), которую дроссель имеет право изменять, и есть поток, который не регулируется посредством PCM (массовый расход воздуха утечки дросселя, массовый расход вакуумного устройства, массовый расход воздуха вентиляции картера).
Поток топлива (общий массовый расход топлива двигателя) и поток воздуха (общий массовый расход воздуха двигателя) поступают в двигатель и почти полностью сжигаются, создавая поток выхлопных газов (массовый расход выхлопных газов).
Цель каждого автомобильного двигателя с трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором включает в себя этап, на котором бы регулировать отношение количества топлива к количеству воздуха в двигателе стехиометрическим отношением количества топлива к количеству воздуха. Это подчеркнуто на фиг. 9, где обратная величина лямбда (или фи) составляет 1. Ключевая концепция в связанном изобретении включает в себя этап, на котором бы нацеливать заданное отношение количества топлива к количеству воздуха в системе «воздушных» каналов, ведущих во впускные окна двигателя. Фиг. 9 показывает нормированное отношение количества топлива к количеству воздуха, которое здесь, в качестве примера, составляет 0,20 или 20%. Это позволяет системе впрыска забирать оставшиеся 80%.
Эта схема является ключевой для понимания ограничений системы. Во-первых, не может быть меньшего количества воздуха, чем массовый расход воздуха утечки дросселя + массовый расход воздуха вакуумного устройства + массовый расход воздуха вентиляции картера двигателя. Во-вторых, не может быть меньшего количества топлива, чем регулируемый массовый расход впрыска топлива. В заключение, клапан продувки бачка ограничивает сумму массового расхода топлива продувки и массового расхода воздуха продувки.
Подводя итог вышесказанному, посредством фокусирования на управление целевым нормализованным отношением количества топлива к количеству воздуха в системе каналов поступающего воздуха (до впускных окон), двигатель может быть вынужден потреблять пары топлива с высокой интенсивностью, и что является ключом к продувке бачка во время процедуры федеральных испытаний.
Регулировочные характеристики 500 и 600 по фиг. 5 и 6 соответственно поясняют, каким образом, посредством использования постоянного целевого топливного соотношения вместо постоянной целевой интенсивности потока топлива для продувки паров топлива, может делаться возможной более полная продувка бачка.
Регулировочная характеристика 500 по фиг. 5 изображает изменения у интенсивности потока топлива из бачка вдоль оси y относительно изменения общего расхода топлива двигателя вдоль оси x. В идеале, для продувки бачка, может требоваться профиль продувки, изображенный пунктирной линией 506, при этом интенсивность потока топлива из бачка возрастает по мере того, как возрастает необходимость топливоснабжения двигателя. Традиционно, однако, используется профиль продувки, изображенный пунктирной линией 504, в котором применяется постоянная интенсивность продувочного потока. Интенсивность продувочного потока не постоянна, но часть топлива интенсивности продувочного потока постоянна (то есть, постоянен массой расход топлива продувки). Расход топлива продувки ограничен (например, 40% минимальной интенсивности потока топлива двигателя), так что, если двигатель переходит на закрытый дроссель в любой момент времени (который дает в результате очень низкую интенсивность потока воздуха и топлива в двигатель), топливные форсунки могут дозировать по меньшей мере 60% топлива во время таких условий. Авторы, в этом отношении, выявили, что, посредством использования профиля продувки, как изображенный сплошной линией 502, эффективность продувки может улучшаться. Традиционный профиль 504 продувки вызывался мыслью, что система продувки была спроектирована, чтобы давать постоянную интенсивность потока топлива вместо того, чтобы быть гибкой касательно интенсивности потока топлива. Новый профиль продувки является показательным по той причине, что система продувки паров топлива настроена, чтобы управлять целевой концентрацией паров топлива во входном воздушном канале (возможно, 20 или 40% стехиометрической потребности двигателя). Более точно, посредством установления переменной интенсивности потока топлива из бачка, предварительная доля, в материалах настоящего описания изображенная в качестве 20%, топлива, подаваемого в двигатель, может получаться из системы для паров топлива. Посредством установления доли топлива во всасываемом воздухе, избыточное топливоснабжение избегается, даже если двигатель внезапно переходит на закрытый дроссель. По существу, в любое определенное время, и во всех условиях работы, контроллер двигателя узнает, что данная доля общего топливоснабжения двигателя уже была подмешана во всасываемый воздух двигателя, и системе впрыска необходимо выдавать только оставшуюся долю топлива. По существу, система для паров топлива сталкивается с многочисленными ограничениями расхода топлива. В этом подходе, даже если доля топлива паров продувки во всасываемом воздухе уменьшена ниже предварительно выбранного соотношения 20%, абсолютная интенсивность потока усилена. Таким образом, при более высоких загрузках бачка, более низкая интенсивность продувочного потока используется для поддержания предварительно выбранной доли из бачка. В сравнение, при более низких загрузках бачка, более высокая интенсивность продувочного потока используется для поддержания предварительно выбранной доли из бачка.
То же самое изображено на регулировочной характеристике 600 по фиг. 6. Регулировочная характеристика 600 изображает изменения доли топливоснабжения двигателя из бачка по оси y относительно изменения общего расхода топлива двигателя по оси x. В идеале, для уменьшения ошибок воздуха-топлива, может требоваться профиль продувки, изображенный пунктирной линией 606, в котором доля топлива из бачка остается по существу постоянной, даже в то время как интенсивности топливоснабжения двигателя меняются. Традиционно, однако, используется профиль продувки, изображенный пунктирной линией 604, в котором доля топлива двигателя и интенсивность продувочного потока ограничиваются по мере того, как возрастает интенсивность топливоснабжения двигателя. Как результат, постепенно меньшая доля общего топливоснабжения двигателя обеспечивается парами продувки по мере того, как возрастает потребность топливоснабжения двигателя. Авторы, в этом отношении, выявили, что, посредством использования профиля продувки, как изображенный сплошной линией 602, топливоснабжение двигателя и эффективность продувки могут улучшаться. Более точно, посредством предоставления интенсивности потока топлива из бачка возможности меняться наряду с поддержанием доли топливоснабжения двигателя из бачка по существу постоянной, для по меньшей мере диапазона интенсивностей топливоснабжения двигателя, предварительно выбранная доля, в материалах настоящего описания изображенная в качестве 20% (0,2) топлива, подаваемого в двигатель, может получаться из системы для паров топлива и учитываться. Это предоставляет бачку возможность продуваться во впуск двигателя с более низкой интенсивностью продувочного потока, когда бачок загружен в большей степени, а затем, продуваться во впуск двигателя с более высокой интенсивностью продувочного потока, когда бачок загружен в большей степени (и когда требуется меньшее топливоснабжение двигателя).
Например, посредством установления постоянного целевого топливного соотношения и переменной интенсивности продувки, система для паров топлива может поддерживать вплоть до отношения количества воздуха к количеству топлива 60:1 во всасываемом воздухе двигателя, оставляя систему впрыска топлива ответственной за доведение отношения количества воздуха к количеству топлива до стехиометрического отношения 14,7:1, необходимого для функционирования трехкомпонентного каталитического нейтрализатора. Это дает в результате ситуацию, где отклонения воздуха-топлива минимизированы, поскольку контроллеру уже дана оценка доли топлива, уже присутствующей в воздухе, принимаемом во впускном коллекторе двигателя. Поскольку баланс всегда выше 60%, таким образом, следует, что форсунки всегда впрыскивают по меньшей мере 60% требуемого расхода топлива, тем самым, также удовлетворяя требование минимальной продолжительности времени импульса форсунки.
Далее, с обращением к фиг. 4, показана примерная процедура 400 для регулировки продувочного потока бачка по мере того, как изменяется топливоснабжение двигателя, так что продувочный поток бачка поддерживается на предварительно выбранной доле общего топливоснабжения двигателя. Посредством изменения местоположения продувки и источника разрежения, бачок может продуваться полнее, не ограничивая воздух или топливоснабжение двигателя.
На этапе 402, процедура включает в себя оценку и/или измерение условий работы двигателя. Таковые, например, могут включать в себя, скорость вращения и нагрузку двигателя, требование крутящего момента водителя, температуру двигателя, уровень наддува, условия окружающей среды (например, температуру и давление окружающей среды), EGR, и т.д. На этапе 404, на основании оцененных условий работы двигателя, может определяться общая величина впрыска топлива в двигателе. По существу, общая величина впрыска топлива может включать в себя общее количество топлива, которое должно подаваться в качестве жидкого топлива через топливную форсунку, и пары топлива, которые должны подаваться в качестве паров топлива продувки бачка.
На этапе 406, может определяться, находится ли давление в коллекторе (MAP) ниже BP. По существу, MAP может быть ниже BP в условиях, когда компрессор не задействован, или когда наддув наращивается (но не достиг порогового давления наддува). В условиях, когда MAP ниже BP, поток воздуха двигателя может не ограничиваться, и может быть достаточное разрежение на впуске двигателя, чтобы втягивать продувочный поток из бачка.
Если MAP определено находящимся ниже BP, то, на этапе 408, процедура включает в себя определение интенсивности продувочного потока, которая дает предварительно выбранную часть определенной общей величины впрыска топлива в двигателе посредством паров топлива продувки. В одном из примеров, предварительно выбранная доля включает в себя по существу 20% общего топлива двигателя, подаваемого через топливные форсунки. По существу, интенсивность продувочного потока может быть основана на общем топливоснабжении двигателя, а кроме того, основана на существующей загрузке бачка. Например, при более высоких загрузках бачка, может применяться меньшая интенсивность продувки, интенсивность продувочного потока повышается по мере того, как возрастает топливоснабжение двигателя, и/или по мере того, как убывает загрузка бачка.
На этапе 410, процедура включает в себя открывание клапана вентиляции бачка (такого как клапан 69 вентиляции по фиг.1-3) и открывание клапана продувки, присоединенного ко второму продувочному трубопроводу (такого как клапан 65 продувки трубопровода 76). Открывание клапана продувки может регулироваться на основании определенной интенсивности продувочного потока. Например, в условиях более высокой загрузки бачка, клапан продувки может открываться в меньшей степени, и бачок может продуваться с более низкой интенсивностью продувочного потока. Затем, по мере того, как загрузка бачка убывает, клапан продувки может открываться в большей степени, и бачок может продуваться с большей интенсивностью продувочного потока. Интенсивность продувочного потока может меняться в зависимости от загрузки бачка и в зависимости от топливоснабжения двигателя, так чтобы пары топлива продувки составляли не более чем заданную часть (например, 20%) общего топливоснабжения двигателя. Это означает, что в условиях более высокой загрузки бачка, даже если возможны более высокие интенсивности продувочного потока, интенсивность продувочного потока ограничена величиной, которая дает не большей, чем предварительно выбранная, части топлива двигателя возможность подаваться в качестве паров топлива. В сравнение, при более низких загрузках бачка, интенсивность потока воздуха через бачок повышается наряду с тем, что доля топлива может уменьшаться от значения 20% по мере того, как бачок пустеет. По существу, при продувке бачка через второй продувочный трубопровод, ASOV, присоединенный к бачку в первом продувочном трубопроводе, может поддерживаться закрытым. В вариантах осуществления, где продувка через второй трубопровод включает в себя продувку через аспиратор, присоединенный к продувочному трубопроводу, соответствующий ASOV, такой как ASOV 304 по фиг. 3, также может открываться.
На этапе 412, процедура включает в себя прием продувочного потока из бачка топливной системы во втором местоположении ниже по потоку от впускного дросселя (то есть, на выходе дросселя) с использованием разрежения на впуске двигателя через клапан продувки бачка. На этапе 426, процедура дополнительно включает в себя регулировку жидкостного топливоснабжения двигателя на основании продувочного потока, чтобы поддерживать сгорание в двигателе на или около требуемого отношения количества воздуха к количеству топлива сгорания, такого как на или около стехиометрии. Например, 80% требуемого общего топливоснабжения двигателя может обеспечиваться в качестве жидкого топлива через топливную форсунку цилиндра. Таким образом, по мере того, как загрузка бачка убывает, и меньше, чем 20% топливоснабжения двигателя обеспечивается потоком продувки, жидкостное топливоснабжение двигателя повышается соответствующим образом, чтобы поддерживать отношение количества воздуха к количеству топлива на требуемом отношении.
Возвращаясь на этапе 406, если MAP определено находящимся выше BP, таким как когда компрессор задействован, и двигатель работает с наддувом, может определяться, что двигатель ограничен по потоку воздуха, и что может не быть достаточного разрежения на впуске двигателя для втягивания продувочного потока из бачка. Соответственно, на этапе 418, процедура включает в себя определение интенсивности продувочного потока, которая дает предварительно выбранную часть определенной общей величины впрыска топлива в двигателе посредством паров топлива продувки. В одном из примеров, предварительно выбранная доля включает в себя по существу 20% общего топлива двигателя, подаваемого через топливные форсунки. По существу, интенсивность продувочного потока может быть основана на общем топливоснабжении двигателя, а кроме того, основана на существующей загрузке бачка. Например, при более низких загрузках бачка, может применяться более высокая интенсивность продувки, интенсивность продувки понижается по мере того, как возрастает топливоснабжение двигателя, и/или по мере того, как возрастает загрузка бачка.
Следует принимать во внимание, что, в некоторых примерах, контроллер по выбору может закрывать ESOV 82 во время нарастания наддува для усиления нарастания наддува. Как только надлежащий уровень наддува достигнут, контроллер затем может открывать ESOV 82. Подобным образом, контроллер по выбору может закрывать ASOV 304 во время высокого разрежения во впускном коллекторе, если оставление этого воздушного тракта открытым в ином случае приводило бы к большему, чем требуется, количеству воздуха, поступающему во впускной коллектор.
На этапе 420, процедура включает в себя открывание ASOV, присоединенного к аспиратору в первом продувочном трубопроводе (таком как продувочный трубопровод 84 по фиг. 1-3). Открывание ASOV может регулироваться на основании определенной интенсивности продувочного потока. В вариантах осуществления, где первый продувочный трубопровод дополнительно включает в себя бистабильный клапан продувки (такой как клапан 165 продувки по фиг. 1-3), возможный клапан продувки также может быть открытым. Например, в условиях более высокой загрузки бачка, ASOV может открываться в меньшей степени, и бачок может продуваться с более низкой интенсивностью продувочного потока. Затем, по мере того, как загрузка бачка убывает, ASOV может открываться в большей степени, и бачок может продуваться с большей интенсивностью продувочного потока. Интенсивность продувочного потока может меняться в зависимости от загрузки бачка и в зависимости от топливоснабжения двигателя, так чтобы пары топлива продувки составляли не более чем заданную часть (например, 20%) общего топливоснабжения двигателя. Это означает, что в условиях более высокой загрузки бачка, даже если возможны более высокие интенсивности продувочного потока, интенсивность продувочного потока ограничена величиной, которая дает не большей, чем предварительно выбранная, части топлива двигателя возможность подаваться в качестве паров топлива. В сравнение, при более низких загрузках бачка, интенсивность потока воздуха через бачок повышается наряду с тем, что доля топлива может уменьшаться от значения 20% по мере того, как бачок пустеет. По существу, при продувке бачка через первый продувочный трубопровод, клапан вентиляции и клапан продувки, присоединенные к бачку во втором продувочном трубопроводе, могут поддерживаться закрытыми.
На этапе 422, наряду с продувкой бачка через первый продувочный трубопровод, открывание перепускного клапана компрессора, расположенного в перепускном канале компрессора, по существу параллельном первому продувочному трубопроводу, может регулироваться на основании разрежения, требуемого для продувки бачка с заданной интенсивностью продувочного потока. Посредством изменения открывания перепускного клапана компрессора, давления на входе и выходе компрессора могут меняться, что, в свою очередь, оказывают влияние на величину побудительного потока, направленного через аспиратор. В качестве одного из примеров, открывание перепускного клапана компрессора может уменьшаться для повышения давления на выходе компрессора и понижения давления на входе компрессора, тем самым, усиливая побудительный поток через аспиратор, а также разрежение, сформированное на аспираторе. Сформированное разрежение затем прикладывается к бачку топливной системы для продувки бачка.
На этапе 424, процедура включает в себя прием продувочного потока из бачка топливной системы в первом местоположении выше по потоку от компрессора в системе впуска (то есть, на входе компрессора) с использованием разрежения, сформированного на аспираторе, присоединенном в перепускном тракте компрессора. В некоторых вариантах осуществления, продувочный поток может приниматься в каждом из первого и второго местоположения одновременно. Величина продувочного потока, принимаемого в первом местоположении относительно второго местоположения, может быть основана на условиях работы двигателя, в том числе, давлении в коллекторе (MAP), давлении наддува и/или загрузке бачка. В качестве примера, более высокая величина продувочного потока может приниматься в первом местоположении, когда давление в коллекторе является более высоким (чем барометрическое давление), когда давление наддува является более высоким (или в то время как задействован наддув), или когда загрузка бачка является более низкой, такой как когда бачок почти пуст или полон менее чем на половину. В частности, эжектор 80 засасывает наибольший поток, когда наддув интенсивен (при условии, что клапан 165 продувки и клапан 69 вентиляции открыты). Аспиратор 180 засасывает наибольший поток, когда разрежение в коллекторе (разрежение коллектора) является глубоким (при условии, что клапан 65 продувки и клапан 69 вентиляции открыты).
На этапе 426, процедура дополнительно включает в себя регулировку жидкостного топливоснабжения двигателя на основании продувочного потока, чтобы поддерживать сгорание в двигателе на или около требуемого отношения количества воздуха к количеству топлива сгорания, такого как на или около стехиометрии. Например, 80% требуемого общего топливоснабжения двигателя может обеспечиваться в качестве жидкого топлива через топливную форсунку цилиндра. Как конкретизировано раньше, по мере того, как загрузка бачка убывает, и меньше, чем 20% топливоснабжения двигателя обеспечивается потоком продувки, жидкостное топливоснабжение двигателя повышается соответствующим образом, чтобы поддерживать отношение количества воздуха к количеству топлива на требуемом отношении.
Таким образом, продувочный поток принимается из бачка топливной системы в каждом из первого местоположения выше по потоку от компрессора и второго местоположения ниже по потоку от впускного дросселя во взаимоисключающих условиях. Кроме того, по всем взаимоисключающим условиям, продувочный поток поддерживается на предварительно выбранной доле (например, по существу 20%) общего топливоснабжения двигателя, даже по мере того, как общее топливоснабжение двигателя меняется с минимального уровня топливоснабжения двигателя до максимального уровня топливоснабжения двигателя. Как обсуждено выше, прием продувочного потока во взаимоисключающих условиях включает в себя прием продувочного потока ниже по потоку от впускного дросселя в первом состоянии, при котором давление в коллекторе ниже барометрического давления (то есть, двигатель находится без наддува), наряду с приемом продувочного потока выше по потоку от компрессора во втором состоянии, взаимоисключающего относительно первого состояния, в котором давление в коллекторе выше барометрического давления (то есть, двигатель подвергается наддуву). В первом состоянии, продувочный поток принимается во впускном коллекторе с использованием разрежения на впуске наряду с тем, что, во втором состоянии, продувочный поток принимается во впускном коллекторе с использованием разрежения, сформированного на аспираторе, присоединенном в перепускном тракте компрессора. Интенсивность продувочного потока регулируется во время в первом состоянии посредством регулировки открывания клапана продувки, открывание клапана продувки основано на потоке всасываемого воздуха и загрузке бачка. В сравнение, интенсивность продувочного потока регулируется во втором состоянии посредством регулировки открывания отсечного клапана аспиратора, открывание отсечного клапана аспиратора основано на загрузке бачка. Во время обоих состояний, интенсивность продувочного потока регулируется на основании загрузки бачка, чтобы поддерживать продувочный поток на предварительно выбранной доле. Следовательно, во время обоих состояний, продувочный поток уменьшается по мере того, как возрастает загрузка бачка, и продувочный поток увеличивается по мере того, как загрузка бачка убывает.
Контроллер может переводить продувку между взаимоисключающими условиями наряду с непрерывным поддержанием продувочного потока на предварительно выбранной доле непосредственно перед и непосредственно после перехода. При высоком разрежении во впускном коллекторе, весь поток поступает через первый продувочный трубопровод 76. При высоком наддуве, весь поток поступает через второй продувочный трубопровод 84. В ограниченном состоянии, где есть неглубокое разрежение во впускном коллекторе, и легкое повышение давления выше окружающей среды в TIP, оба тракта могут быть действующими, и продувочный поток принимается через каждый из первого продувочного трубопровода и второго продувочного трубопровода. Когда система быстро переходит с разрежения в коллекторе на давление TIP, можно получать «скачок» концентрации паров топлива в поступающем воздухе. Когда система быстро переходит с давления TIP на разрежение в коллекторе, может получаться «двойное заглатывание» по концентрации паров продувки во всасываемом воздухе.
Далее, с обращением к фиг. 7, примерная операция продувки бачка описана на многомерной характеристике 700. В частности, многомерная характеристика 700 изображает общий массовый расход топлива двигателя на графике 702, массовый расход топлива продувки на графике 704 и нормированное отношение количества топлива к количеству воздуха на впуске двигателя на графике 706. Все графики изображены по времени вдоль оси x.
Продувка бачка инициируется в t0 и выполняется логометрически на этапе 20% общего топливоснабжения двигателя. Традиционные подходы показаны в качестве пунктирных линий. Таким образом, до t1, общий массовый расход топлива двигателя повышается со временем, при чем, массовый расход топлива продувки повышается до 20% к t1. Одновременно, нормированное отношение количества топлива к количеству воздуха двигателя регулируется соответствующим образом по мере того, как возрастает отношение массового расхода топлива продувки.
В t1, система не может подавать дополнительный расход топлива продувки по одной из двух причин. Во-первых, вследствие являющейся более низкой загрузки бачка. И, во-вторых, вследствие двигателя, имеющего недостаточное разрежение в коллекторе, или вследствие достижения бачком своего ограничения потока, либо вследствие других ограничений системы трубопроводов. Таким образом, после t1, расход топлива продувки поддерживается на этапе 20% до тех пор, пока бачок не опустошен полностью.
Таким образом, смесь паров топлива и воздуха продувается из бачка в первое или второе положение во впуске воздуха двигателя. Контроллер определяет интенсивности потока паров топлива через первое или второе положения и подает жидкое топливо в двигатель, тем временем, ограничивая поток смеси продувки, когда пары топлива достигают предварительно выбранной доли суммы жидкого топлива и паров топлива. Предварительно выбранная доля может иметь значение по существу 20 процентов. Здесь, жидкое топливо подается с низкой интенсивностью потока, чтобы поддерживать сумму интенсивности потока жидкого топлива и интенсивность потока паров на требуемом значении, таком как на стехиометрическом значении. В одном из примеров, интенсивности потока паров топлива определяются из управления отношением количества воздуха к количеству топлива в ответ на один или более датчиков кислорода выхлопных газов, расположенных в выпуске двигателя, или датчиков, расположенных в тракте продувочного потока. Продувка в первое или второе положение выбирается на основании рабочих параметров двигателя, таких как давление наддува и загрузка бачка.
В еще одном примере, система двигателя содержит: двигатель, включающий в себя впуск; впускной дроссель; компрессор в системе впуска; перепускной тракт компрессора, включающий в себя снабженный клапаном аспиратор; бачок топливной системы; первый продувочный трубопровод, присоединяющий бачок к впуску двигателя через клапан продувки бачка; и второй продувочный трубопровод, присоединяющий бачок к впуску двигателя через снабженный клапаном аспиратор. Система двигателя дополнительно включает в себя контроллер с машиночитаемыми командами для: избирательной продувки бачка во впуск двигателя через один из первого трубопровода и второго трубопровода, выбор основан на давлении в коллекторе; и ограничения продувочного потока, принимаемого во впуске двигателя, чтобы имел значение заданной доли топливоснабжения двигателя. Продувочный поток включает в себя поток паров топлива, и ограничение продувочного потока включает в себя регулировку продувочного потока, так чтобы общий поток паров топлива и жидкого топлива, принимаемых на впуске двигателя, находился на или около стехиометрии. Заданная доля может включать в себя максимум 20% продувки. Избирательная продувка может включать в себя продувку через первый трубопровод при более низком давлении в коллекторе и продувку через второй трубопровод при более высоком давлении в коллекторе. Продувка через первый трубопровод включает в себя открывание клапана продувки бачка для продувки во впуск двигателя с использованием разрежения на впуске ниже по потоку от впускного дросселя, а продувка через второй трубопровод включает в себя открывание клапана снабженного клапаном аспиратора для продувки во впуск двигателя с использованием разрежения аспиратора выше по потоку от впускного дросселя и выше по потоку от компрессора в системе впуска. Продувка через второй трубопровод дополнительно может включать в себя открывание перепускного клапана компрессора, присоединенного в перепускном тракте компрессора. Избирательная продувка дополнительно может быть основана на нагрузке двигателя, бачок продувается через первый трубопровод при более высокой нагрузке двигателя и продувается через второй трубопровод при более низкой нагрузке двигателя.
В еще одном представлении, способ продувки бачка содержит: управление интенсивностью потока воздуха в двигатель для достижения потребности водителя в мощности, интенсивность потока воздуха обеспечивается из компрессора или от всасывания двигателем через дроссель. Способ дополнительно включает в себя продувку смеси паров топлива и окружающего воздуха из бачка накопления паров топлива, и, в зависимости от условий работы двигателя, направление указанной продуваемой смеси в положение выше по потоку от указанного воздушного компрессора или в другое положение ниже по потоку от указанного компрессора, или в положения, частично, выше по потоку и, частично, ниже по потоку от указанного компрессора. Способ дополнительно включает в себя определение интенсивностей потока паров топлива ниже по потоку или выше по потоку от указанного компрессора по указанию интенсивности потока указанной смеси продувки и указания содержания паров топлива указанной смеси продувки; и подачу жидкого топлива в двигатель с интенсивностью потока для достижения по существу стехиометрического отношения количества воздуха к количеству топлива у суммы указанного управляемого потока воздуха, поступающего в указанный двигатель, и указанного окружающего воздуха в указанной смеси продувки, поступающей в указанный двигатель, к сумме указанного жидкого топлива и указанного паров топлива, поступающих в двигатель. Способ затем ограничивает поток указанной смеси продувки, когда указанная интенсивность потока паров топлива достигает предварительно выбранной пропорции указанной интенсивности потока жидкого топлива и указанной интенсивности потока паров топлива. В материалах настоящего описания, управление интенсивности потока воздуха содержит управление перепускным каналом вокруг указанного компрессора и управление указанным дросселем. Кроме того, бачок накопления паров топлива присоединен к топливному баку, и указанная продувка начинается при начальных условиях, включающих в себя температуру хладагента двигателя. Условия работы двигателя, которые определяют процедуру, могут включать в себя одно или более из давления в коллекторе, присоединенном между указанным дросселем и впускными клапанами указанного двигателя; давления окружающей среды; или давления наддува. Компрессор может быть включен в турбонагнетатель и может приводиться в действие турбиной, присоединенной к выпуску двигателя. Подаваемое жидкое топливо для достижения стехиометрического отношения количества воздуха к количеству топлива частично определяется обратной связью с по меньшей мере одного датчика кислорода выхлопных газов, присоединенного к выпуску указанного двигателя. Определенная интенсивность потока паров топлива может частично определяться по обратной связи. В некоторых вариантах осуществления, первый клапан управления продувкой может быть расположен между бачком и положением выше по потоку от указанного компрессора. Кроме того, второй клапан управления продувкой может быть расположен между бачком и положением ниже по потоку от компрессора. В дополнительном примере, смесь продувки направляется в положение ниже по потоку от компрессора в условиях высокой нагрузки двигателя и направляется в положение выше по потоку от компрессора в условиях низкой нагрузки двигателя, и направляется в оба из указанных положений одновременно, когда требуются высокие интенсивности продувки. Более высокие интенсивности продувки могут требоваться, когда бачок не сильно загружен парами продувки.
В кроме того другом представлении, способ содержит: в первом состоянии, при котором разрежение во впускном коллекторе является более высоким, чем пороговое разрежение, продувку бачка во впуск двигателя, ниже по потоку от впускного дросселя, с использованием разрежения на впуске; и во втором состоянии, при котором давление наддува выше, чем пороговое давление, продувку бачка во впуск двигателя, выше по потоку от компрессора, с использованием разрежения, сформированного на аспираторе, присоединенном в перепускном тракте компрессора. В первом состоянии, продувочный поток принимается во впуске двигателя через первый трубопровод, включающий в себя клапан продувки и не включающий в себя аспиратор, наряду с тем, что, во втором состоянии, продувочный поток принимается во впуске двигателя через второй трубопровод, включающий в себя аспиратор и не включающий в себя клапан продувки. В первом состоянии, давление в коллекторе ниже, чем барометрическое давление, а во втором состоянии, давление в коллекторе выше, чем барометрическое давление. Кроме того, во время каждого из первого и второго состояний, продувочный поток регулируется, чтобы иметь значение предварительно выбранной доли общего топливоснабжения двигателя, общее топливоснабжение двигателя основано на потоке воздуха двигателя. Предварительно выбранная доля по существу может иметь значение 20% общего потока воздуха двигателя. Здесь, продувка бачка во впуск двигателя в первом состоянии включает в себя открывание клапана продувки бачка, открывание клапана продувки бачка основано на потоке всасываемого воздуха и загрузке бачка, а продувка бачка во впуск двигателя во втором состоянии включает в себя открывание клапана аспиратора, присоединенного выше по потоку от аспиратора в перепускном тракте компрессора, открывание клапана аспиратора основано на потоке всасываемого воздуха и загрузке бачка. Открывание клапана продувки бачка и открывание клапана аспиратора увеличиваются по мере того, как загрузка бачка падает ниже порогового значения. Кроме того, во время третьего состояния, продувочный поток принимается во впуске двигателя через каждый из первого трубопровода, включающего в себя клапан продувки, и второго трубопровода, включающего в себя аспиратор. Третье состояние включает в себя разрежение в коллекторе, находящееся ниже, чем пороговое разрежение, и давление наддува, находящееся ниже, чем пороговое давление. В альтернативном представлении, в первом состоянии, загрузка бачка является более высокой, а во втором состоянии, загрузка помпажа является более низкой.
Таким образом, логометрическая продувка используется для улучшения выполнения продувки бачка. Посредством обеспечения продувочного потока в качестве постоянной доли общего топливоснабжения двигателя вместо того, чтобы на постоянной интенсивности продувочного потока или при постоянной доле потока всасываемого воздуха, уменьшаются ограничения, накладываемые на продувку. В частности, подход предоставляет более высоким абсолютным количествам топлива продувки возможность медленно «отхлебываться» в двигатель, когда бачок загружен в большей степени, наряду с предоставлением оставшимся парам топлива в бачке возможности «заглатываться залпом» в двигатель, когда бачок загружен в меньшей степени. Посредством усиления потока воздуха через бачок при более низких загрузках для поддержания постоянной доли паров топлива, улучшается нагревание и десорбция бачка, повышая эффективность полной продувки бачка. Посредством продувки паров топлива в два разных местоположения двигателя во взаимоисключающих условиях, ограничения продувочного потока уменьшаются. В общем и целом, улучшаются рабочие характеристики бачка и выбросы с выхлопными газами.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2665197C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2669070C2 |
| СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ И СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) | 2014 |
|
RU2659634C2 |
| СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ И СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) | 2014 |
|
RU2665791C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2674096C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2684136C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2680448C2 |
| ОБЩИЙ ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ВАКУУМНОГО ПРИВОДА ПРИ НИЗКИХ НАГРУЗКАХ ДВИГАТЕЛЯ И ВАКУУМА ПРОДУВКИ ТОПЛИВНЫХ ПАРОВ ПРИ ФОРСИРОВАНИИ ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2701247C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОТОКА PCV (ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА) ДАТЧИКОМ КИСЛОРОДА НА ВПУСКЕ | 2014 |
|
RU2669076C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ | 2015 |
|
RU2670566C2 |
Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены способы и системы для улучшения эффективности выполнения продувки паров топлива из бачка 63 улавливания паров топлива. На основании условий работы двигателя, бачок продувается на впуск компрессора 90 и/или выпуск дросселя 22. В условиях продувки, по мере того, как изменяется заполнение бачка 63, продувочный поток через бачок меняется так, чтобы пары топлива составляли постоянную, предварительно выбранную долю общего топливоснабжения двигателя. При большем заполнении бачка парами топлива, скорость их продувки из бачка более низкая, чем при меньшем заполнении бачка парами топлива. Изобретение способствует снижению токсичности отработавших газов ДВС и экономии жидкого топлива, за счет осуществления более полной и эффективной продувки паров топлива из бачка. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
принимают продувочный поток из бачка топливной системы последовательно в каждом из первого местоположения выше по потоку от компрессора и второго местоположения ниже по потоку от впускного дросселя; и
регулируют продувочный поток, чтобы был предварительно выбранной долей общего топливоснабжения двигателя, что включает в себя этап, на котором поддерживают долю паров топлива от общего топливоснабжения по мере того, как топливоснабжение двигателя изменяется с нагрузкой, даже если более высокая скорость продувочного потока доступна.
2. Способ по п. 1, в котором общее топливоснабжение двигателя включает в себя общее количество жидкого топлива и паров топлива, при этом предварительно выбранная доля составляет по существу 20% общего топливоснабжения двигателя.
3. Способ по п. 1, в котором продувочный поток, принимаемый в первом местоположении, принимают через аспиратор, присоединенный в перепускном тракте компрессора.
4. Способ по п. 3, в котором продувочный поток, принимаемый во втором местоположении, принимают через клапан продувки бачка.
5. Способ по п. 1, в котором величина продувочного потока, принимаемого в первом местоположении относительно второго местоположения, основана на условиях работы двигателя, включающих в себя одно или более из давления в коллекторе, давления наддува и загрузку бачка.
6. Способ по п. 5, в котором более высокую величину продувочного потока принимают в первом местоположении относительно второго местоположения, когда давление в коллекторе является более высоким, чем барометрическое давление, когда давление наддува является более высоким, когда наддув разрешен или когда нагрузка бачка является более низкой.
7. Способ по п. 1, в котором регулирование включает в себя этап, на котором ограничивают продувочный поток, когда доля паров топлива достигает предварительно выбранной доли общего топливоснабжения двигателя, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют жидкостное топливоснабжение двигателя на основании продувочного потока для поддержания сгорания в двигателе на или около стехиометрии.
8. Способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
принимают продувочный поток из бачка топливной системы в первом местоположении выше по потоку от компрессора и во втором местоположении ниже по потоку от впускного дросселя во взаимоисключающих условиях; и
поддерживают во всех взаимоисключающих условиях продувочный поток на предварительно выбранной доле общего топливоснабжения двигателя даже при изменении общего топливоснабжения двигателя с нагрузкой двигателя с минимального уровня топливоснабжения двигателя до максимального уровня топливоснабжения двигателя, причем поддержание продувочного потока на предварительно выбранной доле общего топливоснабжения двигателя включает в себя этапы, на которых применяют более низкую скорость продувочного потока при более высокой загрузке бачка и более высокую скорость продувочного потока при более низкой загрузке бачка.
9. Способ по п. 8, в котором прием продувочного потока во взаимоисключающих условиях включает в себя этапы, на которых принимают продувочный поток в местоположении ниже по потоку от впускного дросселя в первом состоянии, при котором давление в коллекторе ниже, чем барометрическое давление, и принимают продувочный поток в местоположении выше по потоку от компрессора во втором состоянии, взаимоисключающем относительно первого состояния, в котором давление в коллекторе выше, чем барометрическое давление.
10. Способ по п. 9, в котором продувочный поток принимают во впускном коллекторе с использованием разрежения на впуске в первом состоянии, при этом продувочный поток принимают во впускном коллекторе с использованием разрежения, сформированного на аспираторе, присоединенном в перепускном тракте компрессора, во втором состоянии.
11. Способ по п. 10, в котором интенсивность продувочного потока регулируют в первом состоянии регулированием открывания клапана продувки, причем открывание клапана продувки основано на загрузке бачка, при этом интенсивность продувочного потока регулируют во втором состоянии регулированием открывания отсечного клапана аспиратора, причем открывание отсечного клапана аспиратора основано на загрузке бачка.
12. Способ по п. 8, дополнительно включающий в себя этапы, на которых осуществляют переход между взаимоисключающими условиями и непрерывно поддерживают продувочный поток на предварительно выбранной доле непосредственно перед и непосредственно после перехода.
13. Способ по п. 12, в котором непрерывное поддержание включает в себя этап, на котором при переходе двигателя из первого состояния более низкого топливоснабжения двигателя во второе состояние более высокого топливоснабжения двигателя усиливают поток воздуха двигателя, при этом предварительно выбранная доля составляет по существу 20% общего топливоснабжения двигателя.
14. Система двигателя, содержащая:
двигатель, содержащий впуск;
впускной дроссель;
впускной компрессор;
перепускной тракт компрессора, содержащий снабженный клапаном аспиратор;
бачок топливной системы;
первый продувочный трубопровод, присоединяющий бачок к впуску двигателя через клапан продувки бачка;
второй продувочный трубопровод, присоединяющий бачок к впуску двигателя через снабженный клапаном аспиратор; и
контроллер с машиночитаемыми командами для:
избирательной продувки бачка на впуск двигателя через один или более из первого трубопровода и второго трубопровода, причем выбор основан на давлении в коллекторе; и
ограничения продувочного потока паров топлива, принимаемого во впуске двигателя, чтобы был заданной долей общего топливоснабжения двигателя по мере того, как уровень топливоснабжения двигателя изменяется с нагрузкой, даже если более высокая скорость продувочного потока доступна, при этом общее топливоснабжение двигателя включает в себя общее количество продувочного потока паров топлива и жидкого топлива, принимаемого в двигателе.
15. Система по п. 14, в которой ограничение продувочного потока паров топлива представляет собой регулирование продувочного потока, так чтобы общее количество продувочного потока паров топлива и жидкого топлива, принимаемых в двигателе, находилось на или около стехиометрии.
16. Система по п. 15, в которой заданная доля включает в себя максимум 20% продувки.
17. Система по п. 14, в которой избирательная продувка включает в себя продувку через первый трубопровод при более низком давлении в коллекторе, продувку через второй трубопровод при более высоком давлении в коллекторе, и продувку через каждый из первого и второго трубопровода при давлении в коллекторе, промежуточном между более высоким и более низким давлениями в коллекторе.
18. Система по п. 17, в которой продувка через первый трубопровод включает в себя открывание клапана продувки бачка для продувки на впуск двигателя с использованием разрежения на впуске в местоположении ниже по потоку от впускного дросселя, при этом продувка через второй трубопровод включает в себя открывание клапана, снабженного клапаном аспиратора для продувки на впуск двигателя с использованием разрежения аспиратора в местоположении выше по потоку от впускного дросселя и выше по потоку от компрессора в системе впуска.
19. Система по п. 14, в которой продувка через второй трубопровод дополнительно включает в себя открывание перепускного клапана компрессора, присоединенного в перепускном тракте компрессора.
20. Система по п. 14, в которой избирательная продувка дополнительно основана на нагрузке двигателя, причем бачок продувается через первый трубопровод при более высокой нагрузке двигателя и продувается через второй трубопровод при более низкой нагрузке двигателя.
| US 20130220282 A1, 29.08.2013 | |||
| US 20130284155 A1, 31.10.2013 | |||
| Способ дистанционного измерения влагосодержания материалов | 1962 |
|
SU150272A1 |
