СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕДУЩИМ ПОТОКОМ ЧЕРЕЗ АСПИРАТОР ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАЗРЕЖЕНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБХОДА КОМПРЕССОРА Российский патент 2018 года по МПК F02B37/12 F02M25/08 F02M35/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе двигателя, содержащей аспираторы, обеспечивающие создание разрежения и контроль наддува/помпажа.

Предпосылки создания и сущность изобретения

Турбонаддув двигателя дает возможность двигателю вырабатывать мощность аналогичную мощности двигателя с большим ведущим объемом цилиндров. Таким образом, турбонаддув может расширять область ведущих режимов двигателя. Турбонагнетатели действуют путем сжатия поступающего воздуха в компрессоре с помощью турбины, которая приводится в действие потоком отработавшего газа. При определенных условиях величина расхода через компрессор и отношение давлений на компрессоре могут колебаться до уровней, которые могут приводить к появлению раздражающего шума, а в более серьезных случаях - к проблемам с характеристиками и к ухудшению показателей работы компрессора. Такой помпаж в компрессоре может быть ослаблен за счет одного или более перепускных клапанов компрессора (CBV, от англ. Compressor Bypass Valve). Клапаны CBV могут направлять сжатый воздух из выхода компрессора по контуру на вход компрессора, и таким образом, согласно некоторым примерам, они могут быть установлены в канале, который присоединен к впускному тракту перед компрессором и к точке после компрессора. Согласно некоторым примерам, для компрессора могут быть использованы клапаны CBV плавного действия (CCBV, Continuous Compressor Bypass Valve), которые обеспечивают плавный и непрерывно изменяемый поток воздуха, циркулирующий между выходом компрессора и входом компрессора. Клапаны CCBV могут обеспечивать управление наддувом, защищать компрессор от помпажа и могут дополнительно препятствовать возникновению раздражающего слышимого шума. Однако, введение таких клапанов в конструкцию может значительно увеличивать затраты на компоненты и эксплуатационные затраты в стоимости систем двигателя,

Двигатели могут также содержать один или более аспираторов, соединенных с системой двигателя для использования энергии воздушного потока двигателя в целях создания разрежения (вакуума) для последующего использования различными вакуумными устройствами, для работы которых требуется вакуум (например, усилителем тормоза). Аспираторы (которые по-другому называются эжекторами, насосами Вентури, струйными насосами или откачивающими насосами) представляют собой пассивные устройства, которые при использовании в системах двигателя обеспечивают недорогой способ создания разрежения. Уровнем разрежения, которое создает аспиратор, можно управлять, управляя расходом ведущего потока воздуха через аспиратор. Например, когда аспиратор встраивают во впускную систему двигателя, аспиратор может создавать разрежение, используя энергию, которая в ином случае была бы потеряна при дросселировании, при этом создаваемое разрежение может быть использовано вакуумными устройствами, такими как усилители тормоза. Хотя аспираторы могут создавать вакуум при более низких затратах и с более высоким КПД по сравнению с вакуумными насосами с приводом от электродвигателя или автомобильного двигателя, их применение во впускных системах двигателей традиционно было и остается ограниченным, как располагаемым разрежением во впускном коллекторе, так и максимальным потоком перепуска дросселя. Некоторые подходы к решению данной проблемы заключаются в установке клапана последовательно с аспиратором или включение клапана в конструкцию аспиратора. Такие клапаны могут быть названы запорными клапанами аспиратора (ASOV, от англ. Aspirator Shut-Off Valve). Затем величиной отверстия такого клапана управляют, чтобы управлять величиной ведущего потока через аспиратор, и, тем самым, управлять величиной разрежения, создаваемого аспиратором. Управляя величиной отверстия клапана, можно изменять количество воздуха, проходящего через аспиратор, и величину всасывающего потока воздуха, и тем самым регулировать создаваемое разрежение, когда изменяются условия работы двигателя, такие как давление во впускном коллекторе. Однако снова, добавление клапанов в системы двигателя, которые и так уже содержат различные клапаны, служащие другим целям (например, клапаны CBV), может значительно увеличивать затраты на компоненты и эксплуатационные затраты.

Авторами изобретения отражено в настоящем документе, что аспираторы и соответствующие клапаны ASOV могут быть установлены в системе двигателя по схеме, которая максимально увеличивает создаваемое разрежение при условиях обеспечения наддува и при условиях, когда наддув не обеспечивается, и которая позволяет клапанам ASOV работать в качестве перепускных клапанов компрессора, которыми можно управлять, чтобы выборочно направлять потоки, пропуская их: через один аспиратор, через оба аспиратора, или не пропуская ни через один из аспираторов, чтобы регулировать наддув и/или уменьшать помпаж в условиях обеспечения наддува двигателя. Соответственно, технический результат, достигаемый рассмотренными в настоящем описании системами двигателя, заключается в использовании аспираторов с несколькими отводами, которые должны служить в качестве перепускных клапанов компрессора, выборочно обеспечивающих дискретный уровень потока в обход компрессора и одновременно создание разрежения для использования различными вакуумными устройствами двигателя и/или для продувки коробки поглотителя паров топлива в условиях обеспечения наддува, а также технический результат заключается в использовании аспираторов с несколькими отводами для создания разрежения выборочного дискретного уровня для использования различными вакуумными устройствами двигателя и/или для продувки коробки поглотителя паров топлива в условиях, когда наддув не обеспечивается.

Например, первый аспиратор, содержащий всасывающий отвод в месте максимального сужения (на шейке), всасывающий отвод на диффузоре и всасывающий отвод на выходной трубке после диффузора, может связывать вход впускного канала (например, после воздушного фильтра) с впускным коллектором для создания разрежения в условиях, когда наддув не обеспечивается, в то время как второй аспиратор, содержащий всасывающий отвод в месте максимального сужения (на шейке), всасывающий отвод на диффузоре и всасывающий отвод на прямой трубке после диффузора, может связывать вход основного дросселя (например, после охладителя наддувочного воздуха) с входом компрессора (например, после дросселя системы впуска воздуха) для создания разрежения в условиях, когда обеспечивается наддув. Поступающий воздух может быть выборочно направлен в обход компрессора, а также через первый и второй аспираторы в зависимости от требований создания разрежения в условиях, когда наддув не обеспечивается, и в зависимости от требований перепуска потока в обход компрессора в условиях, когда обеспечивается наддув двигателя. В условиях, когда наддув двигателя не обеспечивается, например, поступающий воздух может быть направлен и пропущен через: один аспиратор, оба аспиратора - первый и второй, или может быть не пропущен ни через один из аспираторов в зависимости от требований создания разрежения; в то время как в условиях, когда наддув двигателя обеспечивается, поступающий воздух может быть направлен и пропущен через: один аспиратор, оба аспиратора - первый и второй, или может быть не пропущен ни через один из аспираторов в зависимости от требований перепуска потока в обход компрессора. Соответственно, в условиях, когда наддув двигателя обеспечивается, первый и/или второй аспиратор может функционировать в качестве перепускного клапана компрессора. В силу определенного расположения первого и второго аспираторов в системе, первый аспиратор, действуя в качестве перепускного клапана компрессора, работает при обратном течении (то есть ведущий поток движется от номинального выхода аспиратора - выхода для смешанного потока, к номинальному входу аспиратора - месту подачи ведущего потока), в то время как второй аспиратор, действуя в качестве перепускного клапана компрессора, работает при прямом течении (то есть ведущий поток движется от номинального входа аспиратора - места, куда подается ведущий поток, к номинальному выходу аспиратора - месту, откуда выходит смешанный поток).

В то время как можно использовать аспираторы, каждый из которых содержит один отвод или порт всасывания, установлено, что аспиратор с несколькими отводами, содержащий всасывающие отводы на шейке, на диффузоре и на выходной трубке аспиратора, может успешно обеспечить создание увеличенного разрежения, и в то же время обеспечить высокое значение расхода всасывания, в том смысле, что при указанном расположении получается сочетание преимуществ аспираторов с отводом на шейке (например, создание высокого разрежения) и преимуществ аспираторов с отводами, расположенными после шейки (например, обеспечение высокого значения расхода всасывания). Включение в конструкцию аспиратора отвода от выходной трубки (например, от прямого, несуженного участка трубки после диффузора аспиратора) обеспечивает быстрое ослабление источника разрежения, например, усилителем тормоза. Кроме того, авторами изобретения установлено, что такой аспиратор можно приводить в действие разрежением, а не сжатым воздухом, и что потери расхода, которые часто возникают в ступенчатых аспираторах, содержащих несколько обратных клапанов на пути потока в канале всасывания, могут быть уменьшены за счет схемы, в которой на пути между источником потоком всасывания и каждым всасывающим отводом аспиратора предусмотрен только один обратный клапан.

Следует понимать, что содержащиеся в данном разделе сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в описании подробно. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта изобретения, которые определены и единственным образом изложены далее в пунктах формулы изобретения. Более того, объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают проблемы недостатков, упомянутых выше или в любой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 схематически изображает первый вариант осуществления системы двигателя, содержащей два аспиратора с несколькими отводами, в которой источниками потока всасывания для аспираторов являются вакуумный резервуар и система продувки поглотителя паров топлива.

Фиг. 2 подробно изображает аспиратор с несколькими отводами, который может быть включен в состав системы двигателя, такой как система двигателя, изображенная на фиг. 1.

Фиг. 3 схематически изображает второй вариант осуществления системы двигателя, содержащей два аспиратора с несколькими отводами, в которой единственным источником потока всасывания для аспираторов является вакуумный резервуар.

Фиг. 4 подробно изображает аспиратор с несколькими отводами, который может быть включен в состав системы двигателя, такой как система двигателя, изображенная на фиг. 3.

Фиг. 5 представляет графики иллюстративных зависимостей расхода в каждом всасывающем отводе аспиратора с несколькими отводами от уровня разрежения в вакуумном резервуаре, для уровня разрежения 15 кПа на выходе аспиратора для смешанного потока.

Фиг. 6 представляет таблицу соответствия между положениями запорных клапанов, которые соответственно управляют ведущим потоком через первый и второй аспираторы, и результирующим уровнем потока в обход компрессора и создаваемого разрежения, которые обеспечиваются аспираторами при работе с наддувом.

Фиг. 7 представляет таблицу соответствия между положениями запорных клапанов, которые соответственно управляют ведущим потоком через первый и второй аспираторы, и результирующим уровнем создаваемого разрежения, который обеспечивается аспираторами при работе без наддува.

Фиг. 8 изображает блок-схему алгоритма осуществления способа управления системой двигателя, содержащей первый и второй аспираторы с несколькими отводами, такой как система двигателя, изображенная на фиг. 1 или 3.

Фиг. 9 изображает пример блок-схемы алгоритма осуществления способа определения требуемых положений запорных клапанов первого и второго аспираторов с несколькими отводами системы двигателя, такой как система двигателя, изображенная на фиг. 1 или 3, для работы без наддува.

Фиг. 10 изображает пример блок-схемы алгоритма осуществления способа определения требуемых положений запорных клапанов первого и второго аспираторов с несколькими отводами системы двигателя, такой как система двигателя, изображенная на фиг. 1 или 3, для работы с наддувом.

Фиг. 11 изображает пример блок-схемы алгоритма осуществления способа определения уровня потока в каждом всасывающем канале первого и/или второго аспиратора с несколькими отводами в контексте системы двигателя, такой как система двигателя, изображенная на фиг. 1 или 3.

Подробное раскрытие изобретения

Первый аспиратор с несколькими отводами, в котором вход для ведущего потока присоединен перед компрессором, а выход для смешанного потока присоединен после дросселя, может создавать разрежение в условиях, когда наддув двигателя не обеспечивается, и может обеспечивать потоку путь в обход компрессора, когда предусмотрен перепуск воздуха из компрессора, продолжая при этом создавать некоторое разрежение. Аналогично, второй аспиратор с несколькими отводами, у которого вход для ведущего потока присоединен после компрессора, а выход для смешанного потока присоединен перед компрессором, может создавать разрежение в условиях, когда обеспечивается наддув двигателя, одновременно образуя также путь для перепуска воздуха из компрессора. Один или более всасывающих отводов каждого из указанных аспираторов может быть соединен с системой продувки поглотителя паров топлива, в то время как остальные всасывающие отводы могут быть соединены с вакуумным резервуаром, как в системе двигателя, показанной на фиг. 1. В ином варианте, все всасывающие отводы аспираторов могут быть соединены с вакуумным резервуаром, как в системе двигателя, показанной на фиг. 3. На фиг. 2 и 4 подробно показаны примеры аспираторов с несколькими отводами. Как показано, обратные клапаны могут быть расположены так, чтобы поток в каждом всасывающем отводе аспиратора проходил только через один обратный клапан, и тем самым были уменьшены потери потока, которые могут возникать в многоступенчатых аспираторах, содержащих множество обратных клапанов. Посредством всасывающего отвода на шейке, всасывающего отвода на диффузоре и всасывающего отвода от прямого участка трубки каждого аспиратора могут быть созданы разные уровни разрежения и достигнуты разные уровни потока всасывания, как показано на графике фиг. 5. Величиной потока, проходящего через каждый аспиратор, можно управлять путем управления запорным клапаном аспиратора, соединенным последовательно с аспиратором, так что может быть получена одна из множества дискретных величин потока через аспираторы. В соответствии с алгоритмами реализации способов, которые показаны на фиг. 8-10, за счет регулирования запорных клапанов аспираторов может быть достигнут нужный уровень создаваемого разрежения/продувки поглотителя паров топлива при условиях, когда наддув двигателя не обеспечивается (см. фиг. 7), и также за счет регулирования запорных клапанов аспираторов может быть достигнута и нужная величина потока в обход компрессора (а также создаваемый уровень разрежения) в условиях, когда обеспечивается наддув двигателя (см. фиг. 6). Кроме того, в соответствии с алгоритмами реализации способов, которые показаны на фиг. 8 и 11, состав потока и величина потока, поступающего в двигатель для сгорания, после прохождения через аспираторы может быть измерена и/или оценена, так что, если необходимо, может быть произведена компенсация воздушно-топливного отношения для двигателя (например, если ведущий поток или всасываемый поток от аспиратора содержит пары топлива).

На фиг. 1 изображен пример системы двигателя 10, содержащей двигатель 12. В данном примере двигатель 12 представляет собой автомобильный двигатель с искровым зажиганием, содержащий множество цилиндров (не показаны). Горение воздушно-топливной смеси в каждом цилиндре приводит в движение поршень, который в свою очередь вращает коленчатый вал, что хорошо известно специалистам в данной области. Кроме того, двигатель 12 может содержать множество клапанов для управления впуском и выпускном газов в указанном множестве цилиндров.

Двигатель 12 содержит управляющую систему 46. Управляющая система 46 содержит контроллер 50, который может представлять собой любую систему электронного управления системой двигателя или транспортным средством (автомобилем), в котором система двигателя установлена. Контроллер 50 может быть выполнен с возможностью принятия решений по управлению, по меньшей мере частично, в зависимости от сигнала от одного или более датчиков 51, входящих в систему двигателя, и может на основе решений по управлению осуществлять управление исполнительными органами 52. Например, контроллер 50 может хранить в памяти считываемые компьютером инструкции, а управление исполнительными органами 52 может осуществляться посредством исполнения указанных инструкций.

Двигатель 12 содержит впускную систему 23, которая включает в себя основной дроссель 22, который сообщается с впускным коллектором 24 двигателя по впускному каналу 18. Воздух может поступать во впускной канал 18 из системы забора воздуха, включающей в себя воздухоочиститель 33, которая сообщается с атмосферой снаружи автомобиля. Контроллер 50 может изменять положение (заслонки) дросселя 22 посредством сигнала, подаваемого на электрический двигатель или исполнительный орган, который входит в состав системы вместе с дросселем 22, при этом указанную конструкцию обычно называют «электронным управлением дросселем». Таким образом, дроссель 22 можно приводить в действие, чтобы изменять поток поступающего воздуха, подаваемый во впускной коллектор, и во множество цилиндров двигателя.

Датчик 44 барометрического давления (BP, от англ. Barometric Pressure) может быть соединен с входом впускного канала 18, например, с точкой перед воздухоочистителем, для подачи в контроллер 50 сигнала барометрического (например, атмосферного) давления. Кроме того, к впускному каналу 18 сразу после воздухоочистителя 33 может быть присоединен датчик 58 массового расхода воздуха (MAF, от англ. Mass Air Flow) для подачи в контроллер 50 сигнала массового расхода воздуха во впускном канале. Согласно другим примерам, датчик 58 MAF может быть соединен с впускной системой или системой двигателя где-нибудь в другом месте, и более того, могут присутствовать один или более дополнительных датчиков MAF, расположенных во впускной системе или системе двигателя. Кроме того, с впускным коллектором 24 может быть соединен датчик 60 для подачи в контроллер 50 сигнала давления воздуха в коллекторе (MAP, от англ. Manifold Air Pressure) и/или сигнала разрежения в коллекторе (MANVAC, от англ. Manifold Vacuum). Например, датчик 60 может представлять собой датчик давления или датчик измерения разрежения, и может передавать в контроллер 50 данные в виде сигнала отрицательного давления (т.е. вакуума). Согласно некоторым примерам, с системой двигателя где-нибудь в других местах могут быть соединены дополнительные датчики давления/разрежения, чтобы передавать в контроллер 50 сигналы давления/разрежения из других мест системы двигателя.

Система двигателя 10 может представлять собой систему с наддувом, то есть может дополнительно содержать нагнетающее устройство. В рассматриваемом примере впускной канал 18 содержит компрессор 90 для сжатия воздушного заряда, принимаемого из впускного канала 18. После компрессора 90 может быть установлен охладитель наддувочного воздуха (или интеркулер) 26 для охлаждения нагнетаемого воздушного заряда перед его доставкой во впускной коллектор. В вариантах осуществления, в которых нагнетающее устройство представляет собой турбонагнетатель, компрессор 90 может быть соединен с турбиной (не показана), приводимой в действие отработавшими газами. Кроме того, компрессор 90, по меньшей мере, частично, может приводиться в движение электрическим двигателем или коленчатым валом автомобильного двигателя.

Опционально, параллельно компрессору 90 может быть организован перепускной канал 28, чтобы, по меньшей мере, часть поступающего воздуха, сжатого компрессором 90, возвращать обратно на вход компрессора. Количеством воздуха, отправляемым через перепускной канал 28, можно управлять, открывая перепускной клапан 30 компрессора (CBV), расположенный в перепускном канале 28. Управляя клапаном CBV 30, и изменяя количество воздуха, отправляемое по перепускному каналу 28, можно регулировать давление наддува, которое создается после компрессора. Такая схема обеспечивает возможность управления наддувом и контроля помпажа.

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, перед компрессором, после точки соединения впускного канала 18 и перепускного канала 28 расположен датчик 41 давления на входе компрессора (CIP, от англ. Compressor Inlet Pressure). Датчик 41 CIP может подавать в контроллер 50 сигнал давления на входе компрессора.

Во впускной канал перед компрессором 90 включен опциональный дроссель 31 системы впуска воздуха (AIS, от англ. Air Induction System). Контроллер 50 может изменять положение дросселя 31 AIS посредством сигнала, подаваемого на электрический двигатель или исполнительный орган, которые предусмотрены вместе с дросселем 31. Таким образом, дроссель 31 AIS можно приводить в действие, чтобы изменять давление во впускном канале на входе в компрессор, за счет чего можно, в свою очередь, изменять величину потока в рециркуляционном контуре компрессора - в перепускном канале 28. Аналогично, когда дроссель 31 AIS приводится в действие в целях изменения давления во впускном канале на входе компрессора, это может вызывать изменение ведущего потока через аспиратор, выход которого соединен с впускным каналом перед компрессором, что будет рассмотрено ниже. Например, более сильное закрывание отверстия дросселя 31 AIS может вызывать снижение давления (т.е. увеличение разрежения) в области впускного канала между дросселем AIS и входом компрессора. В зависимости от положения клапана ASOV, регулирующего величину ведущего потока через аспиратор, выход которого присоединен к точке перед компрессором, а также от положения клапана CBV 30, указанное уменьшение давления может приводить к увеличению ведущего потока через аспиратор и/или потока через перепускной канал 28. Однако, согласно другим примерам, дросселя AIS в системе может и не быть; вместо этого, величину потока через аспиратор, выход которого соединен с входом компрессора, можно регулировать путем управления одним только клапаном ASOV, и/или величину потока через перепускной канал 28 можно регулировать путем управления одним только клапаном CBV.

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, система двигателя 10 дополнительно содержит систему 71 продувки коробки поглотителя паров топлива, включающую в себя топливный бак 61, в котором хранится летучее жидкое топливо, сжигаемое в двигателе 12. Чтобы исключить выход топливных паров из топливного бака в атмосферу, топливный бак сообщается с атмосферой через коробку 63 с поглотителем. Коробка с поглотителем может обладать значительной поглощающей способностью для накопления в адсорбированном виде углеводородного, спиртового и/или эфирного топлива; коробка может быть заполнена, например, гранулами активированного угля и/или иного материала с высокой площадью поверхности. Тем не менее, продолжительное поглощение паров топлива, в конечном счете, будет снижать поглощающую способность коробки с поглотителем в отношении дальнейшего сорбирования паров. Поэтому коробку с поглотителем можно периодически очищать от адсорбированного топлива (продувать), о чем будет дополнительно сказано ниже. В схеме, изображенной на фиг. 1, клапан 65 продувки коробки с поглотителем управляет удалением паров топлива из коробки, и передачей их во впускной коллектор по всасывающему каналу 84, соединенному с всасывающим отводом на выходной трубке аспиратора с несколькими отводами, что будет рассмотрено ниже. Соответственно, система продувки коробки с поглотителем паров топлива может быть потребителем вакуума, и может требовать разрежения, как в условиях, когда обеспечивается наддув, так и в условиях, когда наддув не обеспечивается, согласно необходимости очистки коробки с поглотителем от накопленных в ней паров топлива. Когда выполняются условия для очистки (продувки) коробки, например, когда поглотитель насыщен топливом, пары, накопленные в коробке 63 поглотителя паров топлива, могут быть удалены во впускной коллектор 24 путем открывания клапана 65 продувки коробки с поглотителем. Хотя на фиг. 1 изображена одна коробка 63, следует понимать, что с системой двигателя 10 может быть соединено любое число коробок с поглотителем. Согласно одному примеру, клапан 65 продувки коробки с поглотителем может представлять собой электромагнитный клапан, при этом открывание и закрывание указанного клапана осуществляется путем приведения в действие электромагнита продувки коробки. Коробка 63 дополнительно содержит канал 67 сообщения с атмосферой для выпуска газов из коробки 63 в атмосферу в процессе накопления или улавливания паров топлива из топливного бака 26. Канал 67 сообщения с атмосферой может также давать возможность втягивать свежий воздух в коробку 63 поглотителя паров топлива в процессе удаления накопленных паров топлива во впускной коллектор 24 через канал 84. Хотя в данном примере показано, что канал 67 сообщается со свежим, неподогретым воздухом, можно также использовать различные модификации данной схемы. Канал 67 сообщения с атмосферой может содержать клапан 69 вентиляции коробки для регулирования потока воздуха и паров на участке между коробкой 63 и атмосферой. Как показано, в коробке 63 может быть установлен датчик 49 давления для передачи в контроллер 50 сигнала давления в коробке поглотителя паров топлива. Согласно другим примерам, датчик 49 давления может быть установлен в каком-нибудь другом месте, например, в канале 84.

Система двигателя также содержит два аспиратора 80А и 80B с несколькими отводами. Роль аспираторов 80А, 80B могут играть эжекторы, насосы Вентури, струйные или откачивающие насосы или аналогичные пассивные устройства. Аспираторы 80А и 80B могут иметь идентичные конструкции, но могут быть расположены в разных местах в системе двигателя, о чем будет сказано ниже. Для большей ясности, на фиг. 2 изображен более подробно аспиратор 80. Аспиратор 80 может представлять структуру и компоненты идентичные для аспираторов 80А и 80B.

Как показано на фиг. 2, аспиратор 80 (т.е., оба аспиратора 80А и 80B) содержит по меньшей мере пять каналов (портов): вход 45 для ведущего потока, выход 47 для смешанного потока и по меньшей мере три всасывающих отвода для создания разрежения. В изображенном варианте осуществления изобретения показаны именно три всасывающих отвода: отвод на шейке 77 аспиратора («отвод шейки») 83, отвод 85 на диффузоре («отвод диффузора»), и отвод 87 на выходной трубке аспиратора («отвод выходной трубки»). Как будет рассмотрено ниже, ведущий поток через аспиратор 80 создает всасываемые потоки на одном или более всасывающих отводах в зависимости от уровней разрежения на одном или более источниках потока всасывания и на выходе для ведущего потока аспиратора (например, во впускном коллекторе для аспиратора 80А или на входе компрессора после дросселя AIS для аспиратора 80B), и тем самым создает разрежение.

В примере осуществления, изображенном на фиг. 2, канал 81 (соответствующий каналу 81А для аспиратора 80А и каналу 81B для аспиратора 81B на фиг. 1) связывает вход 45 для ведущего потока аспиратора 80 либо с впускным каналом 18 вблизи входа в указанный канал после воздушного фильтра 33 (например, для аспиратора 80А), либо с впускным каналом 18 после охладителя 26 наддувочного воздуха и перед дросселем 22 (например, для аспиратора 80B). Согласно другим примерам, канал 81 может связывать вход для ведущего потока аспиратора 80 с впускным каналом на другом участке, или же, в ином варианте, канал 81 может вести непосредственно в атмосферу или к другой части системы двигателя вместо присоединения к впускному каналу. Кроме того, в изображенном варианте осуществления канал 88 (соответствующий каналу 88А для аспиратора 80А и каналу 88B для аспиратора 80B на фиг. 1) связывает выход 47 для смешанного потока аспиратора 80 либо с впускным коллектором 24 (например, для аспиратора 80А), либо с впускным каналом 18 после дросселя 31 AIS и перед компрессором 90 (например, для аспиратора 80B). Однако, в других вариантах осуществления канал 88 может связывать выход аспиратора 80 для смешанного потока с другой частью системы двигателя, например, с частью, которая имеет уровень разрежения глубже 0,1 бар.

У каждого всасывающего отвода аспиратора имеется соответствующий канал. Как показано на фиг. 2, всасывающий канал 82 связывает отвод 83 аспиратора 80 с общим каналом 89, всасывающий канал 84 связывает отвод 85 с системой 71 продувки поглотителя паров топлива, а всасывающий канал 86 связывает отвод 87 с общим каналом 89, так что всасывающие каналы 82 и 86 эффективным образом сливаются, образуя общий канал 89. В изображенном примере всасывающие каналы имеют разные размеры; то есть всасывающий канал 82 меньше всасывающего канала 84, а всасывающий канал 84 меньше всасывающего канала 86. Как будет более подробно рассмотрено ниже, такое устройство может быть целесообразным, поскольку величина всасываемого потока, возникающего во всасывающем канале 82, может быть меньше величины всасываемого потока, возникающего во всасывающем канале 84, которая в свою очередь может быть меньше величины всасываемого потока, возникающего в канале 86.

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1-2, всасывающие каналы 82 и 86 сливаются в общий канал 89. Как показано, в общем канале 89 не предусмотрено никаких обратных клапанов. Вместо этого, обратный клапан установлен в каждом из всасывающих каналов 82 и 86 перед соединением указанных каналов с общим каналом 89. Точнее, обратный клапан 72 расположен во всасывающем канале 82, а обратный клапан 76 расположен во всасывающем канале 86. Кроме того, во всасывающем канале 84 расположен обратный клапан 74. Хотя в представленном варианте осуществления обратные клапаны показаны в виде отдельных устройств, в иных вариантах осуществления каждый обратный клапан может быть встроен в аспиратор, например, вблизи соответствующего всасывающего отвода. В то время как в известных аспираторах с отводами может требоваться, чтобы всасываемый поток проходил через несколько обратных клапанов (например, ряд обратных клапанов, соединенных последовательно или расположенных в общем канале между точками соединения всасывающих каналов с общим каналом), в изображенном устройстве предпочтительно требуется, чтобы всасываемый поток проходил только через один обратный клапан, когда поток движется от источника всасываемого потока к аспиратору через один из всасывающих каналов, и тем самым сокращаются потери потока, которые могут быть вызваны течением через несколько обратных клапанов. Обратный клапан, установленный в каждом всасывающем канале, предотвращает обратное течение из аспиратора 80 к источнику всасываемого потока, давая тем самым возможность вакуумному резервуару 38 держать свое разрежение в случае, если давления на входе для ведущего потока аспиратора 80 и в вакуумном резервуаре вдруг выровняются. Например, в контексте аспиратора 80А обратные клапаны 72, 74 и 76 препятствуют обратному течению из впускного коллектора, которое в ином случае могло бы возникнуть при условиях, когда давление во впускном коллекторе больше давления в источнике (источниках) всасываемого потока. Аналогичным образом обратные клапаны 72, 74 и 76 помогают предотвратить движение текучей среды, например, поступающего воздушного заряда, из канала 81 к источнику (источникам) всасываемого потока. В контексте аспиратора 80B обратные клапаны 72, 74 и 76 препятствуют обратному течению от участка впускного канала между дросселем AIS и входом компрессора, которое в ином случае могло бы возникнуть при условиях, когда давление на входе компрессора больше давления в источнике (источниках) всасываемого потока. Аналогичным образом обратные клапаны 72, 74 и 76 помогают предотвратить движение текучей среды от участка впускного канала между охладителем 26 наддувочного воздуха и дросселем 22 в канал 81, и затем к источнику (источникам) всасываемого потока. Следовательно, рассматриваемая схема выгодным образом построена так, что перепад давления, приводящий в движение ведущий поток через аспиратор, может быть переменным и прерывистым (в отличие от промышленных прикладных задач, в которых ведущий поток присутствует постоянно).

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1-2, всасывающие отводы 83 и 87 аспиратора 80А сообщаются с вакуумным резервуаром 38 посредством общего канала 89А, в то время как всасывающие отводы 83 и 87 аспиратора 80B сообщаются с вакуумным резервуаром 38 посредством общего канала 89B. Согласно другим примерам, каналы 89А и 89B могут представлять собой один и тот же канал, и таким образом всасывающие отводы 83 и 87 аспиратора 80А и всасывающие отводы 83 и 87 аспиратора 80B могут все сообщаться с вакуумным резервуаром посредством общего канала. В ином варианте, каналы 89 и 89B могут представлять собой отдельные каналы, соединенные с вакуумным резервуаром в обособленных местах. Вакуумный резервуар 38 может обеспечивать разрежение для одного или более вакуумных исполнительных органов 39 системы двигателя. Согласно одному примеру, который не носит ограничительного характера, в числе вакуумных исполнительных органов 39 может быть усилитель тормоза, соединенный с тормозами колес автомобиля, причем вакуумный резервуар 38 представляет собой вакуумную полость спереди от диафрагмы усилителя тормоза, как показано на фиг. 1. В таком примере вакуумным резервуаром 38 может быть внутренний вакуумный резервуар, выполненный с возможностью увеличения усилия, создаваемого оператором 55 автомобиля посредством педали 57 тормоза для включения тормозов колес автомобиля (не показаны). Положение педали 57 может контролировать датчик 53 педали тормоза. Согласно другим вариантам осуществления изобретения, вакуумным резервуаром может служить накопительный бак низкого давления, включенный в состав системы продувки поглотителя паров топлива, такой как система 71, вакуумный резервуар, соединенный с перепускной заслонкой турбины, вакуумный резервуар, соединенный с клапаном управления движением воздушного заряда и т.п. В таких вариантах осуществления изобретения в число вакуумных устройств 39 (потребителей вакуума) автомобильной системы могут входить различные клапаны, приводимые в действие пониженным давлением, такие как клапаны управления движением воздушного заряда, замки ступиц 4×4, переключаемые опоры двигателя, средства обогрева, вентиляции и охлаждения, средства проверки герметичности, средства вентиляции картера, средства системы рециркуляции отработавшего газа, системы газообразного топлива, перепускные клапаны компрессора (например, CBV 30, изображенный на фиг. 1), средства разъединения колеса с осью, и т.п. Согласно одному примеру осуществления, ожидаемые величины расхода пониженного давления потребителями вакуума при различных условиях работы двигателя могут, например, храниться в таблице соответствия в памяти управляющей системы, при этом записанный в память порог разрежения, соответствующий ожидаемому расходу пониженного давления для текущих условий работы двигателя может быть определен путем обращения к указанной таблице соответствия. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, как показано на схеме, с вакуумным резервуаром 38 может быть соединен датчик 40 для измерения уровня разрежения в резервуаре. Датчик 40 может представлять собой измеритель, показывающий уровень разрежения, который может передавать в контроллер данные об «отрицательном вакууме» (т.е. давлении). Соответственно, датчик 40 может измерять величину разрежения в вакуумном резервуаре 38.

Благодаря тому, что изображенный аспиратор 80 имеет сужающуюся-расширяющуюся форму, поток атмосферного воздуха, движущийся от входа 45 для ведущего потока аспиратора 80 к выходу 47 для смешанного потока, может создавать пониженное давление в одном или более всасывающих отводах аспиратора в зависимости от относительных уровней разрежения в вакуумном резервуаре и в системе продувки коробки поглотителя паров топлива, а также на выходе для смешанного потока аспиратора 80 (например, во впускном коллекторе). Данное пониженное давление может вызывать появление всасываемого потока из общего канала 89 в один или более всасывающих отводов 83 и 87, и/или из системы 71 продувки коробки поглотителя паров топлива во всасывающий отвод 85, и тем самым создавать разрежение в вакуумном резервуаре 38 и/или удаление паров топлива из системы 71 продувки поглотителя паров топлива.

Поскольку всасывающий отвод 83 расположен на шейке 77 аспиратора 80, то есть на участке аспиратора с минимальным поперечным сечением потока, во всасывающем отводе 83 эффект Вентури проявляется самым сильным образом, и поэтому во всасывающем отводе 83 может создаваться большее разрежение, чем в других всасывающих отводах. Всасывающий отвод 87, который расположен на выходной трубке аспиратора 80 (которая, как показано, может быть прямой трубкой), расположен на таком участке аспиратора, поперечное сечение потока которого больше по сравнению с аналогичными сечениями для всасывающих отводов 83 и 85, при этом полное восстановление давления ведущего потока, проходящего через аспиратор, происходит прежде, чем поток минует всасывающий отвод 87. Через всасывающий отвод 87 может быть достигнута большая величина всасываемого потока по сравнению с величиной всасываемого потока, которую можно получить через всасывающие отводы 83 и 85. Хотя всасываемый поток, поступающий во всасывающий отвод 87, может и не давать вклада в создание разрежения, он предпочтительно обеспечивает прямой путь для большого объема потока из вакуумного резервуара к выходу смешанного потока аспиратора. Кроме того, установлено, что включение в аспиратор 80 всасывающего отвода 87 на выходной трубке, может обеспечить улучшение всасываемых течений в других всасывающих отводах аспиратора по сравнению с конструкциями, в которых в виде отдельного канала предусмотрен перепускной канал, напрямую соединяющий источник всасываемого потока с выходом для смешанного потока, или такой канал предусмотрен на диффузоре аспиратора.

В зависимости от разницы давлений между системой продувки коробки поглотителя паров топлива и выходом аспиратора для смешанного потока (например, впускным коллектором - для аспиратора 80А, и впускным каналом между дросселем AIS и входом компрессора - для аспиратора 80B), может возникать всасываемый поток из системы продувки поглотителя паров топлива к выходу аспиратора для смешанного потока через всасывающий канал 84 и всасывающий отвод 85. Данный всасываемый поток может служить для удаления паров топлива из системы 71 продувки коробки поглотителя паров топлива, например, когда клапан 65 продувки коробки, по меньшей мере, частично, открыт.

Следует понимать, что включение в аспиратор 80 нескольких отводов позволяет аспиратору реализовать различные преимущества, связанные с расположением всасывающего отвода на различных участках аспиратора. Например, глубокое разрежение, но маленький поток можно получить посредством отвода на шейке, небольшое разрежение, но большой поток можно получить посредством отвода на диффузоре, и очень большой поток при отсутствии разрежения можно получить посредством отвода от выходной трубки аспиратора. Кроме того, в отличие от известных аспираторов с несколькими отводами, таких как вакуумные генераторы от компании Gast Manufacturing, Inc., которые следует включать между источником высокого давления и стоком с низким давлением (например, между источником сжатого воздуха с давлением 5 бар и атмосферой с давлением 0 бар), аспиратор 80 может быть включен между источником с давлением равным атмосферному или близким к атмосферному, и источником более низкого давления (например, аспиратор может принимать атмосферный воздух на вход для ведущего потока и доставлять смешанный поток к стоку с разрежением более глубоким, чем 0,1 бар, например, к впускному коллектору).

Согласно некоторым примерам, аспиратор 80 может действовать пассивно, то есть ведущий поток, проходящий через аспиратор 80, может зависеть от давлений внутри системы двигателя 10 или других параметров работы двигателя без какого-либо активного управления, осуществляемого управляющей системой. Однако, в варианте осуществления, изображенном на фиг. 1-2, производится активное управление запорным клапаном аспиратора (ASOV) 91, чтобы разрешать/запрещать прохождение ведущего потока через каждый аспиратор (в случае двухпозиционного ASOV) или уменьшать/увеличивать поток через аспиратор (в случае ASOV непрерывного действия). Как показано, ASOV 91 расположен в канале 81 перед шейкой 77 аспиратора 80; в других конструкциях клапан ASOV может быть расположен после шейки аспиратора (например, на выходной трубке или после прямого участка), или же клапаны ASOV могут быть встроены в аспиратор (например, клапан может быть расположен в месте шейки аспиратора. Преимущество расположения клапана ASOV перед аспиратором заключается в том, что, когда ASOV находится в этом месте, потери давления, соединенные с клапаном ASOV, оказывают меньшее влияние по сравнению с конструкциями, в которых клапан ASOV расположен после аспиратора или в которых клапан ASOV встроен в аспиратор.

Клапан ASOV может представлять собой электромагнитный клапан, который приводится в действие электрически, и его положением может управлять контроллер 50 исходя из различных условий работы двигателя. Однако, в ином варианте, клапан ASOV может представлять собой пневматический клапан (например, приводимый в действие разрежением); в этом случае разрежение для привода клапана может быть получено от впускного коллектора и/или от вакуумного резервуара и/или от других точек стока с низким давлением системы двигателя. В конструкциях, в которых клапан ASOV является пневмоуправляемым клапаном, управление клапаном ASOV можно осуществлять независимо от модуля управления силовой передачей (например, управление клапаном ASOV может быть пассивным, и может основываться на уровнях давления/разрежения внутри системы двигателя).

Как в случае электрического привода, так и в случае вакуумного привода клапан ASOV 91 может являться либо клапаном бинарного действия (т.е. двухпозиционным клапаном), либо плавнорегулируемым клапаном. При управлении двухпозиционный клапан может быть либо полностью открыт, либо полностью закрыт (заперт), так что полностью открытое положение двухпозиционного клапана - это положение, при котором клапан не представляет никакого ограничения потоку, а полностью закрытое положение двухпозиционного клапана - это положение, при котором клапан целиком ограничивает поток, т.е. никакой поток не может проходить через клапан. В отличие от двухпозиционных клапанов, клапаны плавного действия могут быть открыты частично и степень их открытия можно изменять. Конструкции с клапанами ASOV плавного действия могут обеспечить большую гибкость управления ведущим потоком через аспиратор, при этом недостатком клапанов плавного действия может быть их большая стоимость по сравнению с двухпозиционными клапанами.

Согласно другим примерам, клапан ASOV 91 может представлять собой клапан с задвижкой, откидной клапан, тарельчатый клапан или клапан другого подходящего типа.

Для целей описания, в рассматриваемых далее способах указанные два клапана ASOV названы «ASOV А» и «ASOV В», причем ASOV А соответствует клапану ASOV 91А, который управляет ведущим потоком через аспиратор 80А, a ASOV В соответствует клапану ASOV 91В, который управляет ведущим потоком через аспиратор 80B. Аналогично, аспиратор 80А может являться одним примером упоминаемого в тексте аспиратора А, а аспиратор 80B может являться одним примером упоминаемого в тексте аспиратора В.

При определенных условиях может быть желательным обратное течение через аспираторы. В том смысле, в каком термин «обратное течение» используется в настоящем описании, он обозначает ведущий поток, движущийся от номинального выхода аспиратора для смешанного потока к номинальному входу для ведущего потока аспиратора. Например, если клапан ASOV А открыт и компрессор работает, в то время как действуют условия для осуществления наддува, обратное течение через аспиратор А может возникнуть по причине более высокого давления на выходе аспиратора для смешанного потока по сравнению с давлением входе для ведущего потока аспиратора. Согласно другому примеру, если клапан ASOV В открыт, и отсутствуют условия для осуществления наддува (например, компрессор не работает), обратное течение через аспиратор В может возникнуть по причине более высокого давления на выходе аспиратора для смешанного потока по сравнению с давлением входе для ведущего потока аспиратора. Если аспиратор 80 является асимметричным, как аспираторы, изображенные на фиг. 1-4, то обратное течение может создавать меньшее разрежение, чем разрежение, создаваемое прямым потоком через аспиратор. В ином варианте, аспиратор 80 может быть выполнен с такой геометрией потока, которая максимально увеличивает создаваемое разрежение для течения в обоих направления.

Как будет более подробно рассмотрено ниже, управление положениями клапанов ASOV А и В может позволить создавать разрежение четырех дискретных уровней, и непрерывный поток воздуха в обход компрессора четырех дискретных уровней в зависимости от того, производится ли наддув двигателя. Например, когда действуют условия для осуществления наддува, два клапана ASOV могут обеспечить функциональность аналогичную той, которая обеспечивается перепускными клапанами компрессора с непрерывным регулированием в системах двигателя, в которых установлены такие клапаны. То есть, в зависимости от того, закрыты ли оба клапана ASOV, открыт только клапан ASOV А, открыт только клапан ASOV В или открыты оба клапана ASOV, можно получить четыре дискретных уровня потока рециркуляции для компрессора. И напротив, когда отсутствуют условия для осуществления наддува, два клапана ASOV могут обеспечить создание разрежения с контролируемыми уровнями. В зависимости от того, закрыты ли оба клапана ASOV, открыт только клапан ASOV А, открыт только клапан ASOV В или открыты оба клапана ASOV, можно получить один из четырех дискретных уровней разрежения.

В системах двигателя, в которых требуется, чтобы работа двух клапанов ASOV обеспечивала такую же гибкость в отношении уровней потоков, как работа реального перепускного клапана компрессора с непрерывным регулированием, указанные клапаны ASOV могут представлять собой клапаны плавного действия, а не двухпозиционные (с открытым и закрытым положениями) клапаны. Согласно иному варианту, один из двух клапанов ASOV может быть клапаном плавного действия, в то время как другой клапан ASOV может быть двухпозиционным клапаном, что может обеспечить увеличенную гибкость в отношении уровней потоков при одновременном сокращении стоимости. Аналогично, должны ли клапаны AASOV быть двухпозиционными клапанами или клапанами плавного действия - это может зависеть от того, какая степень гибкости требуется для создания разрежения (например, один или оба клапана ASOV могут быть клапанами плавного действия, если требуется создание более четырех дискретных уровней разрежения).

Дальнейшее приближение к работе перепускного клапана компрессора с непрерывным регулированием при условиях, когда осуществляется наддув двигателя, может быть достигнуто за счет управления рециркуляционным потоком компрессора посредством специального рециркуляционного канала компрессора, такого как канал 28 (например, посредством управления клапаном CBV 30). Например, если используются двухпозиционные клапаны ASOV, то более четырех уровней суммарного потока в обход компрессора может быть получено путем выборочного открывания и закрывания клапана CBV (или путем регулирования CBV, если CBV является клапаном с непрерывным регулированием). В таких конструкциях может быть достигнута более высокая гибкость при одновременном сокращении стоимости, поскольку, например, может быть дешевле применить управление клапаном CBV по сравнению с заменой двухпозиционных клапанов ASOV на клапаны ASOV плавного действия, и/или может быть дешевле использовать клапан CBV с непрерывным регулированием, чем клапаны ASOV плавного действия в зависимости от размеров различных каналов внутри системы.

Второй вариант осуществления системы двигателя, содержащей два аспиратора с несколькими отводами, изображен на фиг. 3, а подробное изображение аспиратора с несколькими отводами, который может входить в состав системы двигателя фиг. 3, приведено на фиг. 4. Второй вариант осуществления включает в себя много таких же компонентов, какие были описаны выше для первого варианта осуществления; аналогичным компонентам присвоены аналогичные позиционные номера, и для краткости изложения такие компоненты еще раз рассматриваться не будут. Кроме того, следует понимать, что различные компоненты этих двух вариантов осуществления можно использовать совместно. Например, в рамках объема настоящего изобретения аспиратор с несколькими отводами и всасывающие каналы, показанные на фиг. 3, могут быть выполнены в соответствии с фиг. 2, а не фиг. 4, или же аспиратор с несколькими отводами и всасывающие каналы, показанные на фиг. 1, могут выполнены в соответствии с фиг. 4, а не фиг. 2.

В отличие от первого варианта осуществления, в котором система продувки поглотителя паров топлива и вакуумный резервуар служат для аспираторов источниками потока всасывания, во втором варианте осуществления весь всасываемый поток обеспечивается общим источником - вакуумным резервуаром. То есть, все три всасывающих канала аспиратора 380 сливаются в общий канал 389, который соединен с вакуумным резервуаром 338 для использования вакуумными исполнительными органами 339. В силу того, что отвод 387 выхода трубки соединен с вакуумным резервуаром 338 через обратный клапан 376, обратный клапан 376 может давать возможность воздуху проходить к выходу аспиратора для смешанного потока (например, во впускной коллектор или во впускной канал между дросселем AIS и входом компрессора) из вакуумного резервуара 338, и может ограничивать течение воздуха в вакуумный резервуар 338 от выхода аспиратора для смешанного потока. Соответственно, в условиях, когда давление на выходе аспиратора для смешанного потока отрицательное (например, когда разрежение более глубокое, чем 0,1 бар), выход аспиратора для смешанного потока (например, впускной коллектор или впускной канал между дросселем AIS и входом компрессора) может служить источником разрежения для вакуумного резервуара 338. В примерах, в которых вакуумным устройством 339 является усилитель тормоза, включение в систему всасывающего канала 386 может предпочтительно создать перепускной канал, обеспечивающий почти мгновенную откачку воздуха из усилителя тормоза всякий раз, когда давление на выходе аспиратора для смешанного потока становится ниже давления в усилителе тормоза. Следует понимать, что в границах объема настоящего изобретения источником всасываемого потока для всех всасывающих отводов аспираторов может служить другой компонент двигателя или подсистема, иная нежели вакуумный резервуар.

Как уже говорилось выше в отношении первого варианта осуществления, в рассматриваемых в изобретении способах два клапана ASOV второго варианта могут быть названы ASOV А и ASOV В, при этом ASOV А соответствует клапану ASOV 391А, который управляет ведущим потоком через аспиратор 380А, a ASOV В соответствует клапану ASOV 391В, который управляет ведущим потоком через аспиратор 380В. Аналогично, аспиратор 380А может являться одним примером упоминаемого в тексте аспиратора А, а аспиратор 380В может являться одним примером упоминаемого в тексте аспиратора В.

На фиг. 5 график 500 изображает расходы потоков через всасывающие каналы, соединенные с отводом на выходной трубке, отводом на диффузоре и отводом на шейке аспиратора с несколькими отводами, такого, как изображен на фиг. 4 (например, в котором все всасывающие отводы соединены с одним и тем же вакуумным резервуаром). Ось X графика 500 представляет расход потока (г/с), а ось Y представляет разрежение в вакуумном резервуаре (кПа).

Хотя на графиках 500 изображены примерные расходы потоков через всасывающие каналы аспиратора для уровня разрежения 15 кПА на выходе аспиратора для смешанного потока (который показан вертикальной прерывистой линией на отметке 15 кПА), следует понимать, что аналогичные графики могут быть построены для других уровней разрежения на выходе аспиратора для смешанного потока. Кроме того, числовые значения расхода потока и разрежения в вакуумном резервуаре, показанные на фиг. 5, приведены только для примера; реальные значения могут меняться в зависимости от размеров и геометрии различных компонентов системы двигателя, таких как аспиратор и соединенные с ним каналы.

Как показано на графиках 500, расход потока в конкретном всасывающем канале может изменяться с изменением уровня запасенного разрежения в вакуумном резервуаре. Характеристика 502 представляет расход потока через всасывающий канал прямого участка трубки аспиратора (например, расход потока текучей среды, движущейся от вакуумного резервуара к отводу на выходной трубке аспиратора). В изображенном примере, когда уровень запасенного разрежения в вакуумном резервуаре меньше уровня разрежения на выходе аспиратора для смешанного потока, текучая среда движется от вакуумного резервуара к отводу на выходной трубке аспиратора со скоростью, которая снижается по мере того как уровень запасенного разрежения в вакуумном резервуаре приближается к уровню разрежения на выходе аспиратора для смешанного потока (в данном примере, 15 кПа). Как уже говорилось, хотя поток текучей среды, входящий в отвод на выходной трубке аспиратора, не обеспечивает эффекта Вентури так, чтобы создавалось разрежение, но поскольку участок у данного отвода прямой, всасываемый поток может эффективно обеспечивать быстрый сброс разрежения в резервуаре (например, быстрое ослабление усилителя тормоза в примерах, когда вакуумный резервуар обслуживает усилитель тормоза) в условиях, когда уровень разрежения на выходе аспиратора для смешанного потока (например, уровень разрежения во впускном коллекторе для аспиратора 380А фиг. 3 и уровень разрежения между дросселем AIS и входом компрессора для аспиратора 380В фиг. 3) больше разрежения в вакуумном резервуаре. В то время, как разрежение может создаваться за счет текучей среды, втекающей в отвод на шейке и отвод на диффузоре аспиратора с более низкой скоростью, текучая среда может втекать в отвод на выходной трубке аспиратора с более высокой скоростью, не создавая разрежения, что может быть желательным при определенных условиях работы двигателя, например, когда требуется быстрый сброс разрежения в вакуумном резервуаре.

Характеристика 504 представляет расход потока через всасывающий канал отвода на диффузоре аспиратора (например, величину потока текучей среды, движущейся от вакуумного резервуара к отводу на диффузоре аспиратора). В изображенном примере, когда уровень запасенного разрежения в вакуумном резервуаре находится в интервале приблизительно от 12 кПа до 20 кПа, текучая среда движется от вакуумного резервуара к отводу на диффузоре со скоростью, которая уменьшается, по мере того как уровень запасенного разрежения в вакуумном резервуаре увеличивается. Как показано, абсолютная величина наклона характеристики 504 может быть меньше абсолютной величины наклона характеристики 502, например, в результате увеличения уровня разрежения в вакуумном резервуаре, что происходит благодаря созданию разрежения за счет движения текучей среды из вакуумного резервуара в отвод на диффузоре аспиратора.

Характеристика 506 представляет собой расход потока через всасывающий канал отвода на шейке аспиратора (например, расход потока текучей среды, движущейся от вакуумного резервуара к отводу на шейке аспиратора). В изображенном примере, когда уровень запасенного разрежения в вакуумном резервуаре находится в интервале приблизительно от 10 кПа до 30 кПа, текучая среда движется от вакуумного резервуара к отводу на шейке со скоростью, которая уменьшается по мере того, как уровень запасенного разрежения в вакуумном резервуаре увеличивается. Как показано, абсолютная величина наклона характеристики 506 может быть меньше абсолютной величины наклона характеристики 504, например, в результате увеличения уровня разрежения в вакуумном резервуаре, что происходит благодаря созданию разрежения в вакуумном резервуаре за счет движения текучей среды из вакуумного резервуара как в отвод на диффузоре аспиратора, так и в отвод на шейке аспиратора.

Как уже говорилось, хотя поток текучей среды, входящий в отвод на выходной трубке аспиратора, может не обеспечивать эффекта Вентури, но поскольку данный участок прямой, такой поток может эффективно обеспечивать быстрый сброс разрежения в резервуаре (например, быстрое ослабление усилителя тормоза в примерах, когда вакуумный резервуар обслуживает усилитель тормоза) в условиях, когда уровень разрежения на выходе аспиратора для смешанного потока больше разрежения в вакуумном резервуаре. То есть, в то время как большее разрежение может быть создано за счет движения текучей среды с более низкой скоростью в отвод на шейке и отвод на диффузоре аспиратора, сравнительно меньшее разрежение может быть создано за счет движения текучей среды с более высокой скоростью в отвод на выходной трубке аспиратора, что может быть желательным при определенных условиях работы двигателя.

Суммируя характеристики 502, 504 и 506 при заданном уровне запасенного разрежения в вакуумном резервуаре, можно определить суммарную величину потока, всасываемого в аспиратор. Это может определить контроллер 50 управляющей системы 46, например, на основе давления/разрежения, измеренного датчиками 51. После такого определения суммарная величина потока, всасываемого в аспиратор, может быть использована в качестве основы для управления различными исполнительными органами 52 системы двигателя. Например, на основе суммарной величины потока, всасываемого в аспиратор, выход которого для смешанного потока соединен с впускным коллектором (например, аспиратор 380А на фиг. 3), можно осуществлять регулирование основного дросселя впускной системы, так чтобы поддерживать воздушно-топливное отношение для двигателя (например, величину отверстия дросселя можно уменьшать, когда суммарная величина всасываемого потока увеличивается).

Учитывая характеристики потока всасывания для различных всасывающих отводов аспиратора с несколькими отводами, изображенные на фиг. 5, следует понимать, что аспиратор с несколькими отводами, рассматриваемый в настоящем изобретении, может эффективно обеспечивать как создание разрежения (например, посредством отвода на шейке и отвода на диффузоре), так и получение большого всасываемого потока (например, посредством отвода от прямого участка трубки). В этом отличие от традиционных аспираторов, которые могут обеспечивать либо создание большого разрежения, либо получение большого всасываемого потока, но не решают обе задачи вместе. Кроме того, рассматриваемый в изобретении аспиратор с несколькими отводами может эффективно обеспечивать оптимальный всасываемый поток при всех уровнях разрежения в вакуумном резервуаре, благодаря стратегически правильному расположению различных всасывающих отводов. Более того, благодаря размещению обратных клапанов во всасывающих каналах аспиратора, всасываемым потокам требуется проходить только через один обратный клапан в отличие от конструкции с несколькими обратными клапанами, что может минимизировать потери потока. К тому же, благодаря включению обратного клапана в каждый всасывающий канал, можно удерживать разрежение в вакуумном резервуаре даже, когда ведущий поток через аспиратор прекращается.

На фиг. 6 изображена таблица 600, относящаяся к положениям клапанов ASOV А и В (например, клапанов ASOV 91А и 91B в первом варианте осуществления изобретения, или клапанов ASOV 391А и 391B во втором варианте осуществления), а также соответствующих уровней потока в обход компрессора и уровней создаваемого разрежения посредством аспираторов А и В при осуществлении наддува двигателя. Таблица 600 относится к варианту осуществления, такому, как системы двигателя, изображенные на фиг. 1 или фиг. 3, в которых аспираторы являются асимметричными, и таким образом создаваемое разрежение больше для прямого течения ведущего потока через каждый аспиратор, чем для обратного течения ведущего потока через аспиратор. Кроме того, таблица 600 относится к такому варианту осуществления, как системы двигателя, изображенные на фиг. 1 или фиг. 3, в которых входы для ведущего потока аспираторов и выходы аспираторов для смешанного потока расположены так, что величины ведущих потоков через два аспиратора различны для данных условий осуществления наддува двигателя в силу разницы давлений в системе двигателя. Например, при работе с осуществлением наддува величина потока в обход компрессора через аспиратор А может быть меньше величины потока в обход компрессора через аспиратор В, потому что разница давлений между впускным коллектором и впускным каналом перед дросселем AIS может быть меньше, чем разница давлений между впускным каналом перед основным дросселем впускной системы и впускным каналом между дросселем AIS и входом компрессора (например, в зависимости от положений дросселя AIS и основного дросселя). И напротив, когда наддув не осуществляется, величина потока в обход компрессора через аспиратор В может быть меньше величины потока в обход компрессора через аспиратор А, потому что разница давлений между впускным коллектором и впускным каналом перед дросселем AIS может быть больше, чем разница давлений между впускным каналом перед основным дросселем впускной системы и впускным каналом между дросселем AIS и входом компрессора, когда компрессор не работает (например, также в зависимости от положений дросселя AIS и основного дросселя).

Как показано в первой строке таблицы 600, нулевой уровень (Уровень 0) потока в обход компрессора и нулевой уровень (Уровень 0) создаваемого разрежения могут быть реализованы путем установки обоих клапанов ASOV А и В в закрытое положение. В изображенном примере, когда оба клапана ASOV закрыты, через аспираторы никакие ведущие потоки не проходят (и таким образом, через аспираторы не проходят никакие потоки в обход компрессора), хотя, в зависимости от положения клапана CBV 30, все равно может иметь место поток в обход компрессора через специальный рециркуляционный канал, такой как канал 28. В силу того, что когда оба клапана ASOV закрыты, ведущие потоки через аспираторы отсутствуют, аспираторы не создают никакого разрежения, и таким образом, разрежение, создаваемое при таком положении, имеет нулевой уровень, то есть соответствует отсутствию создания вакуума.

Вторая строка в таблице 600 соответствует первому уровню (Уровень 1) потока в обход компрессора и первому уровню (Уровень 1) создаваемого разрежения. Первый уровень потока в обход компрессора и первый уровень создаваемого разрежения могут быть реализованы путем установки клапана ASOV А в открытое положение, а клапана ASOV В - в закрытое положение. В изображенном примере первый уровень потока в обход компрессора больше нулевого уровня потока в обход компрессора, а первый уровень создаваемого разряжения больше нулевого уровня создаваемого разрежения. Когда клапан ASOV А открыт, а клапан ASOV В закрыт, ведущий поток (и таким образом поток в обход компрессора) имеет место в аспираторе А, но не в аспираторе В. При данных условиях, хотя в таблицу 600 это и не включено, в зависимости от положения клапана CBV 30, может также иметь место поток в обход компрессора через специальный рециркуляционный канал, такой как канал 28. Следует понимать, что первые уровни потока в обход компрессора и создаваемого разрежения могут зависеть от различных параметров работы двигателя, таких как положение основного дросселя, которое влияет на перепад давления на аспираторе А (поскольку в представленных примерах аспиратор А соединен с впускным каналом перед дросселем AIS и после основного дросселя). Например, когда производится регулирование основного дросселя так, что поступающий в двигатель воздушный поток ограничивается первым, более высоким значением, давление MAP может быть более высоким по сравнению с давлением MAP, когда регулирование основного дросселя производится так, что поступающий в двигатель воздушный поток ограничивается вторым, более низким значением. Поскольку давление входе для ведущего потока аспиратора А приблизительно равно барометрическому давлению BP, при работе с наддувом может возникать больший перепад давления для более высокого значения MAP в сравнении с более низким значением MAP. Таким образом, поскольку величина ведущего потока через аспиратор может зависеть от перепада давления на аспираторе, среди других факторов регулирование основного дросселя может влиять на определение первого уровня потока в обход компрессора, и, в свою очередь, на первый уровень создаваемого разрежения (поскольку уровень создаваемого аспиратором разрежения может зависеть, помимо других факторов, от ведущего потока через аспиратор).

Третья строка в таблице 600 соответствует второму уровню (Уровень 2) потока в обход компрессора и второму уровню (Уровень 2) создаваемого разрежения. Второй уровень потока в обход компрессора и второй уровень создаваемого разрежения могут быть реализованы путем установки клапана ASOV В в открытое положение, а клапана ASOV А - в закрытое положение. Когда клапан ASOV В открыт, а клапан ASOV А закрыт, ведущий поток (и таким образом поток в обход компрессора) имеет место в аспираторе В, но не в аспираторе А. При данных условиях, хотя в таблицу 600 это и не включено, в зависимости от положения клапана CBV 30, может также иметь место дополнительный поток в обход компрессора через специальный рециркуляционный канал, такой как канал 28. Второй уровень потока в обход компрессора может быть больше первого уровня потока в обход компрессора, который был рассмотрен выше, при этом второй уровень создаваемого разряжения может быть больше первого уровня создаваемого разрежения, который был рассмотрен выше. Например, как отмечалось выше, при работе с наддувом, уровень потока в обход компрессора через аспиратор А может быть меньше уровня потока вокруг компрессора через аспиратор В, потому что разница давлений между впускным коллектором и впускным каналом перед дросселем AIS может быть меньше разницы давлений между впускным каналом перед основным дросселем впускной системы и впускным каналом между дросселем AIS и входом компрессора (например, в зависимости от положений дросселя AIS и основного дросселя). То есть, для систем двигателя, таких, какие изображены на фиг. 1 и 3, давление на аспираторе В на стороне входа в компрессор обязательно меньше давления или равно давлению на аспираторе А на стороне входа в компрессор (из-за присутствия дросселя AIS), в то время как давление на аспираторе В на стороне выхода компрессора обязательно больше давления или равно давлению на аспираторе А на стороне выхода компрессора. Как таковой, перепад давления на аспираторе В может быть заведомо больше перепада давления на аспираторе А, что приводит к более сильному ведущему потоку через аспиратор В, чем через аспиратор А при работе с наддувом. Кроме того, в вариантах осуществления, таких, какие изображены на фиг. 1 и 3, в которых аспираторы асимметричны, так что создаваемое разрежение максимально для прямого течения ведущего потока, а при обратном течении создается разрежение более низкого уровня (или не создается разрежения вообще), следует понимать, что более высокое разрежение создается, когда открыт один только клапан ASOV В, чем если открыт один только клапан ASOV А. Причиной этого может быть как тот факт, что величина ведущего потока через аспиратор В более высока, так и факт, что при наддуве имеет место прямое течение через аспиратор В, когда клапан ASOV В открыт, в то время как при наддуве, когда клапан ASOV А открыт, имеет место обратное течение через аспиратор А. Такие динамические свойства системы могут быть неприменимы к конструкциям с симметричными аспираторами, которые создают сравнимые уровни разрежения как при прямом, так и при обратном течении.

Следует понимать, что вторые уровни потока в обход компрессора и создаваемого разрежения могут зависеть от различных параметров работы двигателя, таких как положение дросселя AIS, которое влияет на перепад давления на аспираторе В (поскольку в представленных примерах аспиратор В соединен с впускным каналом после дросселя AIS и перед основным дросселем). Например, когда производится регулирование дросселя AIS так, что воздушный поток, поступающий в компрессор, ограничивается первым, более высоким значением, давление на входе компрессора (CIP) может быть выше по сравнению с давлением CIP, когда дроссель AIS отрегулирован так, что воздушный поток, поступающий в компрессор, ограничен вторым, более низким значением. В силу того, что давление на выходе аспиратора В для смешанного потока приблизительно равно давлению CIP, при работе с наддувом может возникать больший перепад давления для более высокого значения давления CIP в сравнении с более низким значением CIP. Таким образом, поскольку величина ведущего потока через аспиратор, помимо других факторов, может зависеть от перепада давления на аспираторе, регулирование дросселя AIS может влиять на определение второго уровня потока в обход компрессора и, в свою очередь - второго уровня создаваемого разрежения.

Четвертая строка в таблице 600 соответствует третьему уровню (Уровень 3) потока в обход компрессора и третьему уровню (Уровень 3) создаваемого разрежения. Третий уровень потока в обход компрессора и третий уровень создаваемого разрежения могут быть реализованы путем установки обоих клапанов ASOV А и ASOV В в открытое положение. Когда оба клапана ASOV открыты, ведущий поток (и, таким образом, поток в обход компрессора) имеет место в обоих аспираторах. При данных условиях, хотя в таблицу 600 это и не включено, при необходимости, путем управления клапаном CBV 30, может также быть получен дополнительный поток в обход компрессора через специальный рециркуляционный канал, такой как канал 28. Третий уровень потока в обход компрессора может быть больше второго уровня потока в обход компрессора, который был рассмотрен выше, при этом третий уровень создаваемого разряжения может быть больше второго уровня создаваемого разрежения, который был рассмотрен выше. Например, в зависимости от уровня давления после компрессора, третий уровень потока в обход компрессора может быть равен сумме первого и второго уровней потока в обход компрессора, а третий уровень создаваемого разрежения может быть равен сумме первого и второго уровней создаваемого разрежения (например, при помпаже компрессора, и в предположении, что все другие значимые условия работы двигателя постоянны). Это может и не иметь места, когда помпаж компрессора не возникает; при таких условиях может быть другое соотношение между первым, вторым и третьим уровнями потока в обход компрессора и создаваемого разрежения. Третьи уровни потока в обход компрессора и создаваемого разрежения могут представлять уровни потока в обход компрессора и создаваемого разрежения максимально достижимые посредством аспираторов при наддуве двигателя для данной совокупности условий работы двигателя.

Соответственно, как показано в таблице 600, при осуществлении наддува двигателя, в зависимости от потока, который требуется провести в обход компрессора, поступающий воздух может быть не пропущен через ни один из аспираторов, может быть пропущен через один из аспираторов или через оба аспиратора - первый и второй (т.е. аспираторы А и В). Эта совокупность возможностей может включать случай, когда поступающий воздух не пропускается ни через один из аспираторов, если не требуется создавать никакого потока в обход компрессора; случай, когда поступающий воздух пропускается через первый аспиратор и не пропускается через второй аспиратор, если требуется обеспечить поток в обход компрессора первого уровня; случай, когда поступающий воздух пропускается через второй аспиратор и не пропускается через первый аспиратор, если требуется обеспечить поток в обход компрессора второго уровня, который больше первого уровня; и случай, когда поступающий воздух пропускается и через первый и через второй аспираторы, если требуется обеспечить поток в обход компрессора третьего уровня, который больше второго уровня. Требуемый уровень потока, направляемого в обход компрессора, может, например, зависеть от интенсивности текущего или ожидаемого помпажа компрессора, в то время как требуемое создаваемое разрежение может зависеть от уровня запасенного разрежения в вакуумном резервуаре и/или может зависеть от концентрации паров топлива в коробке поглотителя паров топлива, соединенной с одним или более всасывающими каналами первого и второго аспираторов.

На фиг. 7 изображена таблица 700, относящаяся к положениям клапанов ASOV А и В (например, клапанов ASOV 91А и 91B в первом варианте осуществления изобретения, или клапанов ASOV 391А и 391B во втором варианте осуществления), а также к соответствующим уровням создаваемого разрежения посредством аспираторов А и В, когда наддув двигателя не производится. Как отмечено в таблице 700, когда наддув двигателя не производится, понятие уровня потока в обход компрессора в этом случае неприменимо, поскольку давления в системе таковы, что ведущий поток через аспираторы проходит от точки перед компрессором к точке после компрессора. Хотя поток через аспираторы в некотором смысле обходит бездействующий компрессор, этот поток не рассматривается, как «поток в обход компрессора», поскольку в данном случае это выражение не означает поток, который обеспечивает регулирование наддува/помпажа компрессора.

Подобно таблице 600, таблица 700 относится к такому варианту осуществления, как системы двигателя, изображенные на фиг. 1 или фиг. 3, в которых аспираторы являются асимметричными, и таким образом создаваемое разрежение больше для прямого течения ведущего потока через каждый аспиратор, чем для обратного течения ведущего потока через аспиратор. Кроме того, подобно таблице 600, таблица 700 относится к такому варианту осуществления, как системы двигателя, изображенные на фиг. 1 или фиг. 3, в которых входы для ведущего потока аспираторов и выходы аспираторов для смешанного потока расположены так, что уровни ведущего потока через два аспиратора различны для данных условий работы без наддува в силу разницы давлений в системе двигателя.

При работе без наддува величина потока в обход компрессора через аспиратор А может быть больше величины потока в обход компрессора через аспиратор В, потому что разница давлений между впускным коллектором и впускным каналом перед дросселем AIS может быть больше, чем разница давлений между впускным каналом перед основным дросселем впускной системы и впускным каналом между дросселем AIS и входом компрессора, когда компрессор не работает (например, в зависимости от положений дросселя AIS и основного дросселя). То есть, для систем двигателя, таких, какие изображены на фиг. 1 и 3, перепад давления на аспираторе В минимален, когда компрессор не работает, в то время как перепад давления на аспираторе А зависит как от положения дросселя AIS, так и от положения основного дросселя. Хотя перепад давления на аспираторе А также может быть сравнительно небольшим, например, при условиях, когда и дроссель AIS и основной дроссель полностью открыты, таблица 700 выполнена в предположении, что при отсутствии наддува перепад давления на аспираторе А больше перепада давления на аспираторе В, что приводит к более сильному ведущему потоку через аспиратор А, чем через аспиратор В.

Как показано в первой строке таблицы 700, нулевой уровень (Уровень 0) создаваемого разрежения может быть реализован путем установки обоих клапанов ASOV А и B в закрытое положение. В изображенном примере, когда оба клапана ASOV закрыты, через аспираторы никакие ведущие потоки не проходят, и аспираторы не создают никакого разрежения, и таким образом, разрежение, создаваемое при таком положении, имеет нулевой уровень, то есть соответствует отсутствию создания вакуума.

Вторая строка таблицы 700 соответствует первом уровню (Уровень 1) создаваемого разрежения. Первый уровень создаваемого разрежения может быть реализован путем установки клапана ASOV B в открытое положение, а клапана ASOV А - в закрытое положение. В изображенном примере, первый уровень создаваемого разрежения больше нулевого уровня создаваемого разрежения. Когда клапан ASOV В открыт, а клапан ASOV А закрыт, возникает ведущий поток через аспиратор В, но не через аспиратор А. Поскольку при отсутствии наддува течение через аспиратор В является обратным (то есть поток поступает на выход аспиратора для смешанного потока, а выходит через вход для ведущего потока аспиратора), аспиратор В не может создавать максимально возможного разрежения при таком течении в примерах, в которых аспиратор В асимметричный, т.е. такой, как аспираторы в изображенных вариантах осуществления. Тем не менее, благодаря эффекту Вентури, возникающему в области шейки аспиратора, при обратном течении некоторое создание разрежения все равно может иметь место. Первый уровень создаваемого разрежения может также зависеть от различных параметров работы двигателя, которые влияют на перепад давления на аспираторе В, например, от положения дросселя AIS и всякого уменьшения давления, возникающего на впуске между точками, куда подключен выход аспиратора В для смешанного потока, и вход для ведущего потока аспиратора, например, уменьшения давления, вызванного физической конструкцией компонентов, таких как неработающий компрессор и охладитель наддувочного воздуха.

Третья строка таблицы 700 соответствует второму уровню создаваемого разрежения. Второй уровень создаваемого разрежения может быть реализован путем приведения клапана ASOV А в открытое положение, а клапана ASOV В - в закрытое положение. Когда клапан ASOV А открыт, а клапан ASOV В закрыт, возникает ведущий поток через аспиратор А, но не через аспиратор В. Второй уровень создаваемого разрежения может быть больше первого уровня создаваемого разрежения, о котором говорилось выше. Например, как отмечалось выше, при работе без наддува величина ведущего потока через аспиратор А может быть больше величины ведущего потока через аспиратор В из-за разницы давлений в системе двигателя. Кроме того, в таких вариантах осуществления, какие изображены на фиг. 1 и 3, в которых аспираторы асимметричны, так что создаваемое разрежение максимально для прямого течения ведущего потока, а при обратном течении создается разрежение более низкого уровня (или не создается разрежения вообще), более высокое разрежение создается, когда открыт один только клапан ASOV А, чем если открыт один только клапан ASOV В, поскольку при отсутствии наддува прямое течение имеет место в аспираторе А, а не в аспираторе В.

Четвертая строка таблицы 700 соответствует третьему уровню создаваемого разрежения. Третий уровень создаваемого разрежения может быть реализован путем установки обоих клапанов ASOV А и ASOV В открытое положение. Когда оба клапана ASOV открыты, ведущий поток имеет место в обоих аспираторах. Третий уровень создаваемого разрежения может быть больше второго уровня создаваемого разрежения, о котором говорилось выше. Например, в зависимости от давлений в системе двигателя, третий уровень создаваемого разрежения может быть равен сумме первого и второго уровней создаваемого разрежения (в предположении, что все остальные параметры работы двигателя остаются постоянными). Третий уровень создаваемого разрежения может представлять уровень, максимально достижимый посредством аспираторов при отсутствии наддува двигателя для данной совокупности условий работы двигателя.

Следует понимать, что примеры уровней потока в обход компрессора и уровней создаваемого разрежения, которые были рассмотрены выше в связи с таблицами 600 и 700, относятся к вариантам осуществления системы двигателя, содержащим аспираторы, которые имеют по существу равные площади поперечного сечения потока. В случаях, когда два аспиратора имеют разные площади поперечного сечения потока и/или разную геометрию, первый, второй и третьи уровни могут иметь другие соотношения (например, первый уровень может быть не меньше второго уровня, и т.п.).

Соответственно, как показано в таблице 700, при работе без наддува, в зависимости от того, какое требуется создать разрежение, поступающий воздух может быть не пропущен ни через один из аспираторов, может быть пропущен через один из аспираторов или через оба аспиратора - первый и второй (т.е. аспираторы А и В). Эта совокупность возможностей может включать случай, когда поступающий воздух не пропускается ни через один из аспираторов, если не требуется создавать никакого разрежения; случай, когда поступающий воздух пропускается через второй аспиратор и не пропускается через первый аспиратор, если требуется обеспечить разрежение первого уровня; случай, когда поступающий воздух пропускается через первый аспиратор и не пропускается через второй аспиратор, если требуется обеспечить разрежение второго уровня, которое больше разрежения первого уровня; и случай, когда поступающий воздух пропускается и через первый и через второй аспираторы, если требуется обеспечить разрежение третьего уровня, которое больше разрежения второго уровня. Разрежение, которое требуется создать, зависит, например, от уровня разрежения, запасенного в вакуумном резервуаре, и/или от концентрации паров топлива в коробке поглотителя паров топлива, соединенной с одним или более всасывающими каналами первого и второго аспираторов.

На фиг. 8 изображен пример блок-схемы алгоритма 800 осуществления способа для управления системой двигателя, содержащей аспиратор с несколькими отводами. Алгоритм 800 может быть использован совместно с системами двигателя и аспираторами с несколькими отводами, изображенными на фиг. 1-4, а также, например, совместно с алгоритмами, показанными на фиг. 9-11.

На шаге 802 алгоритма 800 производится измерение и/или оценка условий (параметров) работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать, например, такие параметры как: BP, MAP, CIP, MAF, положение дросселя AIS, положение основного дросселя, уровень запасенного разрежения (например, в вакуумном резервуаре), обороты двигателя, температуру двигателя, температуру катализатора, уровень наддува, наружные условия (температуру, влажность), концентрацию паров топлива в коробке поглотителя паров топлива, и т.п.

После шага 802 алгоритм 800 переходит к шагу 804. На шаге 804 алгоритма 800 исходя из условий работы двигателя производится определение требуемых положений клапанов ASOV А и ASOV В. Например, как показано на фиг. 6 и 7, в зависимости от положения клапанов ASOV А и ASOV В могут быть реализованы различные уровни потока в обход компрессора и создаваемого разрежения (в зависимости от того, используется наддув или не используется). При отсутствии наддува указанное определение может быть выполнено в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 9, который будет рассмотрен ниже. При осуществлении наддува определение может быть выполнено в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 10, который будет рассмотрен ниже.

После шага 804 алгоритм 800 переходит к шагу 806. На шаге 806 алгоритма 800 производится управление клапанами ASOV А и ASOV В, чтобы установить их в требуемые положения, которые были определены на шаге 804. Кроме того, на шаге 806 алгоритма 800 производится определение величин потока в каждом всасывающем канале аспиратора (аспираторов), которые получились в результате управления клапанами ASOV, например, в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 11, который будет рассмотрен ниже.

После шага 806 алгоритм 800 переходит к шагу 808. На шаге 808 алгоритма 800 производится измерение и/или оценка состава и/или количества текучей среды, выходящей из выхода каждого аспиратора для смешанного потока. Например, состав и/или количество текучей среды, выходящей из выхода аспиратора для смешанного потока могут быть оценены на основе величин потока в каждом всасывающем канале аспиратора, которые были определены на шаге 806, и дополнительно на основе значений параметров, измеренных различными датчиками. В контексте первого варианта осуществления изобретения, в котором всасываемый поток, поступающий в отвод на выходной трубке аспиратора, содержит в некоторой концентрации пары топлива из коробки поглотителя паров топлива, при этом состав текучей среды, выходящей из выхода аспиратора для смешанного потока может определяться относительными величинами потока всасывания в трех всасывающих отводах (которые, например, определены на шаге 806), а также может определяться заключением о концентрации паров топлива, выходящих из коробки поглотителя паров топлива. Такое заключение может быть, например, основано на данных измерения состава отработавшего газа. В ином варианте, во всасывающих каналах, соединенных с отводом на выходной трубке аспиратора, а также в каких-либо других местах могут быть расположены специализированные датчики для прямого измерения концентрации паров топлива в среде, поступающей во впускной коллектор из системы продувки поглотителя паров топлива через отводы на выходной трубке аспиратора. В контексте второго варианта осуществления изобретения, в котором все всасывающие отводы аспираторов соединены с вакуумным резервуаром, необходимости измерения/оценки состава текучей среды, выходящей из выхода аспиратора для смешанного потока, может и не быть, поскольку этот состав может быть уже известен, при этом на этапе 808 может осуществляться только измерение и/или оценка количества текучей среды, выходящей из выхода каждого аспиратора для смешанного потока исходя из величин потока во всасывающих каналах аспиратора.

Следует понимать, что в зависимости от того, используется наддув или не используется, измерение и/или оценка состава и/или количества текучей среды, выходящей из выхода для смешанного потока каждого аспиратора, может выполняться различным образом. Например, если наддув не используется, то текучая среда через аспираторы движется от точки перед компрессором к точке после компрессора, а затем во впускной коллектор (в зависимости от положения основного дросселя для аспиратора В). В отличие от этого, когда наддув включен, текучая среда через аспираторы движется от точки после компрессора к точке перед компрессором. Поэтому, методика управления, используемая контроллером для осуществления измерений/оценки на шаге 808, может учитывать место во впускном канале, куда доставляется текучая среда, выходящая из выхода (выходов) для смешанного потока аспиратора (аспираторов).

После шага 808 алгоритм 800 переходит к шагу 810. На шаге 810 алгоритма 800 производится регулирование впрыска топлива исходя из требуемого воздушно-топливного отношения для двигателя, состава и/или количества текучей среды, выходящей из выхода для смешанного потока аспиратора (аспираторов) (например, по результатам определения на шаге 808), и состава и количества любых других текучих сред, поступающих во впускной коллектор. Например, в вариантах осуществления, в которых поток, выходящий из выхода (выходов) для смешанного потока аспиратора (аспираторов), содержит удаляемые продувкой пары топлива, если бы концентрация паров топлива в потоке, выходящем из выхода (выходов) для смешанного потока аспиратора (аспираторов) приводила к появлению в цилиндрах двигателя дозы топлива, которая превышает требуемую, то впрыск топлива мог бы быть отрегулирован (например, уменьшен путем уменьшения ширины импульса впрыска топлива или частоты впрыска топлива), чтобы получить требуемое воздушно-топливное отношение. После шага 810 алгоритм завершает свою работу.

В соответствии с алгоритмом 800, ведущий поток через первый аспиратор с несколькими отводами (например, аспиратор А), у которого вход для ведущего потока соединен с впускным каналом перед компрессором, а выход для смешанного потока соединен с впускным каналом после компрессора, и ведущий поток через второй аспиратор с несколькими отводами (например, аспиратор В), у которого вход для ведущего потока соединен с впускным каналом после компрессора, а выход для смешанного потока соединен с впускным каналом до компрессора, могут быть отрегулированы исходя из условий работы двигателя. Регулирование ведущего потока через первый аспиратор может содержать регулирование запорного клапана (например, ASOV А) первого аспиратора, включенного последовательно с ведущим потоком первого аспиратора, в то время как регулирование ведущего потока через второй аспиратор может содержать регулирование запорного клапана (например, ASOV В) второго аспиратора, включенного последовательно с ведущим потоком второго аспиратора.

На фиг. 9 изображен пример блок-схемы алгоритма 900 для осуществления способа для определения требуемых положений клапанов ASOV А и В, когда наддув отключен (например, когда давление BP больше давления MAP). Алгоритм 900, например, может быть исполнен на шаге 804 фиг. 8 в условиях, когда наддув не используется.

На шаге 902 алгоритма 900 производится определение требуемого уровня разрежения, создаваемого аспиратором, исходя из уровня запасенного разрежения и/или потребностей продувки поглотителя паров топлива. Например, в контексте первого варианта осуществления изобретения, поток текучей среды через аспираторы создает разрежение в вакуумном резервуаре, а также в системе продувки поглотителя паров топлива. Соответственно, определение требуемого уровня разрежения, создаваемого аспиратором, в контексте первого варианта осуществления изобретения может содержать операцию проверки, превышает ли уровень разрежения, запасенного в вакуумном резервуаре (определяемый, например, по сигналу датчика 40 на фиг. 1), некоторое пороговое значение, и/или требуется ли продувка коробки поглотителя паров топлива (о чем можно заключить, например, по измеренным значениям параметров, включая давление в коробке поглотителя паров топлива, определяемое по сигналу датчика 49 фиг. 1). В отличие от этого, в контексте второго варианта осуществления изобретения, в котором все всасывающие отводы аспираторов соединены с вакуумным резервуаром, определение требуемого уровня разрежения, создаваемого аспиратором, может быть основано на потребностях системы в вакууме, таких как уровень разрежения, запасенного в вакуумном резервуаре, текущие запросы на использование вакуума (например, исходя из положения педали тормоза), на давлении MAP (определяемом, например, по сигналу датчика 60 фиг. 1), и т.п., при этом потребности продувки поглотителя паров топлива в данном случае смысла не имеют. После шага 902 алгоритм 900 переходит к шагу 904.

Следует понимать, что при определении требуемого уровня создаваемого разрежения можно учитывать допуск системы двигателя на излишнее течение воздуха в обход дросселя, которое происходит через аспиратор (аспираторы). Например, при условиях, когда излишнее течение воздуха в обход дросселя недопустимо (например, в силу запроса от водителя на создание крутящего момента), контроллер может соответственно уменьшить требуемый уровень создаваемого разрежения. Однако, недопустимость излишнего потока воздуха в обход дросселя, как правило, может не составлять проблемы, поскольку в условиях, когда система не допускает излишнего расхода воздуха в обход дросселя, обычно во впускном коллекторе присутствует достаточное разрежение (и таким образом требуемый уровень создаваемого разрежения при таких условиях может быть низким в силу наличия разрежения во впускном коллекторе).

На шаге 904 алгоритма 900 производится проверка, является ли требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, нулевым (например, Уровнем 0 на фиг. 7), что может соответствовать тому, что не создается никакого разрежения, как это было рассмотрено выше согласно фиг. 7. Если на шаге 904 получен ответ ДА, то алгоритм 900 переходит к шагу 912, чтобы закрыть оба клапана ASOV, так чтобы ни через один из аспираторов не проходил ведущий поток, и таким образом не создавалось бы разрежение посредством аспираторов. Нулевой уровень может потребоваться, например, в условиях высокой нагрузки/высоких оборотов, когда пропускание поступающего воздуха через аспиратор (аспираторы) может снизить способность двигателя быстро отрабатывать требуемую нагрузку или выходить на требуемые обороты.

Открывание и закрывание клапанов ASOV может представлять собой активный процесс в вариантах осуществления, в которых указанные клапаны являются электромагнитными (например, клапанами ASOV может управлять контроллер, такой, как контроллер 50 на фиг. 1). С другой стороны, в вариантах осуществления, в которых клапаны ASOV являются пассивными устройствами, например, вакуумными клапанами, каждый клапан ASOV может быть соединен с вакуумным источником, и клапан можно открывать/закрывать в зависимости от уровня разрежения в вакуумном источнике. Кроме того, если клапаны ASOV уже закрыты, когда выполняется шаг 912, закрывание клапанов может заключаться в отсутствии какого-либо действия. Аналогично, на последующих шагах, которые будут рассмотрены ниже, открывание или закрывание клапана ASOV, который уже открыт или, соответственно, закрыт, может заключаться в отсутствии какого-либо действия. После шага 912 алгоритм 900 завершает работу.

С другой стороны, если на шаге 904 получен ответ НЕТ, то алгоритм 900 переходит к шагу 906. На шаге 906 алгоритма 900 производится проверка, является ли требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, первым (например, Уровнем 1 на фиг. 7). Как уже говорилось в отношении фиг. 7, первый уровень может быть больше нулевого уровня, и меньше второго уровня, который будет рассмотрен ниже. Если на шаге 906 получен ответ ДА, то алгоритм 900 переходит к шагу 914, чтобы закрыть клапан ASOV А и открыть клапан ASOV В. После шага 914 алгоритм 900 завершает работу.

С другой стороны, если на шаге 906 получен ответ НЕТ, то алгоритм 900 переходит к шагу 908. На шаге 908 алгоритма 900 производится проверка, является ли требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, вторым (например, Уровнем 2 на фиг. 7). Как уже говорилось в отношении фиг. 7, второй уровень может быть больше первого уровня, и меньше третьего уровня, который будет рассмотрен ниже. Если на шаге 908 получен ответ ДА, то алгоритм 900 переходит к шагу 916, чтобы открыть клапан ASOV А и закрыть клапан ASOV В. После шага 916 алгоритм 900 завершает работу.

Однако, если на шаге 908 получен ответ НЕТ, то алгоритм 900 переходит к шагу 910. На шаге 910 алгоритма 900 производится проверка, является ли требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, третьим (например, Уровнем 3 на фиг. 7), который может соответствовать максимальному уровню разрежения, который можно получить посредством аспираторов для данного набора условий работы двигателя. Если на шаге 910 получен ответ ДА, то алгоритм 900 переходит к шагу 918, чтобы открыть оба клапана ASOV А и ASOV В. После шага 918 алгоритм 900 завершает работу.

Согласно алгоритму 900, в условиях, когда наддув не используется, запорные клапаны первого и второго аспираторов (т.е. клапаны ASOV А и В) могут быть отрегулированы на основе требований к создаваемому разрежению и на основе данных концентрации паров топлива в коробке поглотителя паров топлива, соединенной с одним или более всасывающими отводами одного или более аспираторов - первого и второго (например, аспираторов А и В). Кроме того, процесс регулирования запорных клапанов первого и второго аспираторов может содержать управление сочетанием ведущих потоков через первый и второй аспираторы, и установку ведущих потоков на один из нескольких дискретных уровней (например, уровни 0-3) путем открывания и закрывания каждого из запорных клапанов аспираторов.

На фиг. 10 изображен пример блок-схемы алгоритма 1000 способа для определения требуемых положений клапанов ASOV А и В, когда наддув включен (например, когда давление BP меньше давления MAP). Алгоритм 1000 может быть выполнен, например, на шаге 804 фиг. 8 при условиях, когда необходимо использовать наддув.

На шаге 1002 алгоритма 1000 производится определение требуемого уровня потока в обход компрессора. Например, требуемый уровень потока в обход компрессора может быть определен на основе одного или более из следующих факторов: интенсивности помпажа компрессора (например, определяемого по измеренным датчиками давлениям перед компрессором и после компрессора), необходимости регулирования подъема давления компрессором (например, необходимости обеспечения рециркуляции воздуха для компрессора, чтобы снизить вероятность развития помпажа), уровня запасенного разрежения и требования продувки поглотителя паров топлива. Как и в алгоритме 900, требование продувки поглотителя паров топлива можно рассматривать в контексте первого варианта осуществления изобретения (в котором некоторые из всасывающих отводов аспираторов соединены с системой продувки поглотителя паров топлива), но не в контексте второго варианта осуществления (в котором все всасывающие отводы аспираторов соединены с вакуумным резервуаром). Требования продувки поглотителя паров топлива могут включать в себя требования к разрежению со стороны системы продувки поглотителя паров топлива, в основе которых может лежать концентрация паров топлива в коробке поглотителя паров топлива.

Следует понимать, что поток в обход компрессора соответствует ведущему потоку через аспиратор (аспираторы) при использовании наддува; как таковой, уровень потока в обход компрессора может быть прямо пропорционален уровню создаваемого разрежения, так что более высокое значение потока в обход компрессора приводит к созданию более высокого разрежения (при этом понятие «поток в обход компрессора» в том смысле, в каком оно используется в настоящем описании, не включает поток рециркуляции через специальный рециркуляционный канал компрессора, такой как канал 28 на фиг. 1). В силу корреляции между создаваемым разрежением и потоком в обход компрессора, может быть необходимо, чтобы управляющая система делала выбор между требованиями системы в отношении создаваемого разрежения и допустимыми потерями давления наддува для данной совокупности условий работы. Например, при резком ускорении, когда давление наддува изначально нарастает, может быть нежелательным направлять поток в обход компрессора и через аспиратор (аспираторы), поскольку для системы может быть недопустимо терять давление наддува при таких условиях. Соответственно, при таких условиях не рекомендуется направлять поток через аспиратор (аспираторы), даже если требуется создавать разрежение. Однако, как только давление наддува увеличится и станет выше заданного уровня, т.е. уровня, при котором поток в обход компрессора допустим, можно будет пустить поток в обход компрессора и через аспиратор (аспираторы), и таким образом начать создавать разрежение. Поскольку восполнение разрежения, создаваемого за счет аспиратора (аспираторов), может требоваться только для восполнения возможностей усилителя тормоза, а затем в нем не будет необходимости до следующего применения тормоза, эти ограничения, накладываемые на работу аспираторов при использовании наддува не могут представлять существенной проблемы.

После шага 1002 алгоритм 1000 переходит к шагу 1004. На шаге 1004 алгоритма 1000 производится проверка, является ли требуемый уровень потока в обход компрессора и требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, нулевым (например, Уровнем 0 на фиг. 6), что может соответствовать тому, что отсутствует поток в обход компрессора и не создается никакого разрежения, как это было рассмотрено выше согласно фиг. 6. Если на шаге 1004 получен ответ ДА, алгоритм 1000 переходит к шагу 1012, чтобы закрыть оба клапана ASOV, так чтобы не было прохождения воздуха в обход компрессора ни через один из аспираторов, и аспираторы не создавали никакого разрежения. После шага 1012 алгоритм 1000 завершает работу.

В ином случае, если на шаге 1004 получен ответ НЕТ, то алгоритм 1000 переходит к шагу 1006. На шаге 1006 алгоритма 1000 производится проверка, является ли требуемый уровень потока в обход компрессора и требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, первым (например, Уровнем 1 на фиг. 6). Как говорилось выше в отношении фиг. 6, первый уровень может быть больше нулевого уровня и меньше второго уровня, который будет рассмотрен ниже. Если на шаге 1006 получен ответ ДА, то алгоритм 1000 переходит к шагу 1014, чтобы закрыть клапан ASOV В и открыть клапан ASOV А. После шага 1014 алгоритм 1000 завершает работу.

С другой стороны, если на шаге 1006 получен ответ НЕТ, алгоритм 1000 переходит к шагу 1008. На шаге 1008 алгоритма 1000 производится проверка, является ли требуемый уровень потока в обход компрессора и требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, вторым (например, Уровнем 2 на фиг. 6). Как говорилось выше в отношении фиг. 6, второй уровень может быть больше первого уровня и меньше третьего уровня, который будет рассмотрен ниже. Если на шаге 1008 получен ответ ДА, то алгоритм 1000 переходит к шагу 1016, чтобы закрыть клапан ASOV А и открыть клапан ASOV В. После шага 1016 алгоритм 1000 завершает работу.

Однако, если на шаге 1008 получен ответ НЕТ, алгоритм 1000 переходит к шагу 1010. На шаге 1010 алгоритма 1000 производится проверка, является ли требуемый уровень потока в обход компрессора и требуемый уровень разрежения, создаваемого аспиратором, третьим (например, Уровнем 3 на фиг. 6), который может соответствовать максимальному уровню потока в обход компрессора и создаваемого разрежения, которого можно достичь с помощью аспираторов для данной совокупности условий работы двигателя. Третий уровень может быть уместен, когда помпаж компрессора имеет сравнительно высокую интенсивность, и/или когда есть срочная необходимость создать разрежение. Если на шаге 1010 получен ответ ДА, то алгоритм 1000 переходит к шагу 1018, чтобы открыть оба клапана ASOV А и ASOV В. После шага 1018 алгоритм 1000 завершает работу.

Согласно алгоритму 1000, в условиях, когда наддув включен, запорные клапаны первого и второго аспираторов (т.е. клапаны ASOV А и В) могут быть отрегулированы на основе требований к потоку в обход компрессора, требований к создаваемому разрежению и дополнительно на основе данных концентрации паров топлива в коробке поглотителя паров топлива, соединенной с одним или более всасывающими отводами одного или более аспираторов - первого и второго (например, аспираторов А и В). Когда создавать разрежение не требуется, управление клапанами ASOV может быть таким же, каким было бы управление традиционным клапаном CBV (например, клапанами ASOV можно управлять, чтобы получить требуемый уровень потока в обход компрессора). Кроме того, процесс регулирования запорных клапанов первого и второго аспираторов может содержать управление сочетанием ведущих потоков через первый и второй аспираторы, и установку ведущих потоков на один из нескольких дискретных уровней (например, уровни 0-3) путем открывания и закрывания каждого из запорных клапанов аспираторов.

На фиг. 11 изображен пример блок-схемы алгоритма 1100 способа для определения величины потока в каждом всасывающем канале аспиратора А и/или аспиратора В. Алгоритм 1100 может быть выполнен, например, на шаге 806 алгоритма 800 при работе с наддувом или при работе без наддува.

Если при выполнении проверки на шаге 1102 получен ответ ДА, т.е. клапан ASOV А открыт, алгоритм 1100 переходит к шагу 1104, чтобы определить величину потока в каждом всасывающем канале аспиратора А на основе данных давления на источнике данного всасывающего канала (например, вакуумного резервуара или системы продувки поглотителя паров топлива), давления на выходе аспиратора для смешанного потока (например, давления во впускном коллекторе при работе без наддува, и давления во впускном канале перед дросселем AIS при работе с наддувом), и давления входе для ведущего потока аспиратора (например, давления во впускном канале перед дросселем AIS при работе без наддува, и давления во впускном коллекторе при работе с наддувом). Указанные давления могут быть измерены и/или оценены посредством сигналов от различных датчиков в системе двигателя, таких как датчики 41, 44 и 60. Величина всасываемого потока через данный всасывающий канал аспиратора А, если такой поток вообще присутствует, в данный момент времени при работе двигателя может быть функцией величины ведущего потока через аспиратор (который является функцией давлений на выходе для смешанного потока и входе для ведущего потока аспиратора), геометрии аспиратора (например, площади поперечного сечения потока аспиратора и различных всасывающих отводов от аспиратора, расположения всасывающих отводов, площади поперечного сечения потока всасывающих каналов, соединенных с всасывающими отводами от аспиратора, и любых других конструктивных характеристик аспиратора, влияющих на ведущий поток и всасываемый поток), и относительных давлений на источнике (источниках) и стоке (стоках) всасывающих каналов. Например, в контексте рассматриваемого первого варианта осуществления системы двигателя, отвод на выходной трубке аспиратора А соединен с системой продувки поглотителя паров топлива как с источником. При работе без наддува, поскольку выход аспиратора А для смешанного потока соединен с впускным коллектором, разница давлений между системой продувки поглотителя паров топлива (например, между коробкой поглотителя паров топлива) и впускным коллектором может при таких условиях влиять на определение величины потока во всасывающем канале, соединенном с отводом на выходной трубке аспиратора. Согласно одному примеру, когда давление в коробке поглотителя паров топлива выше давления во впускном коллекторе (например, когда отрицательное давление или уровень разрежения в коробке поглотителя паров топлива меньше отрицательного давления или уровня разрежения во впускном коллекторе) при отсутствии наддува, текучая среда может двигаться из коробки поглотителя паров топлива в отвод на выходной трубке аспиратора А, а затем во впускной коллектор. Хотя при таких условиях текучая среда может двигаться во все три всасывающих отвода аспиратора А, всасывающий канал, соединенный с отводом на выходной трубке аспиратора может доминировать (т.е. более значительный всасываемый поток может входить через отвод на выходной трубке аспиратора по сравнению с всасываемым потоком, входящим через отвод на шейке и отвод на диффузоре). Однако, когда давление в коробке поглотителя паров топлива уменьшается до более низкого уровня, чем уровень давления во впускном коллекторе, обратный клапан во впускном канале, соединенном с отводом на выходной трубке аспиратора, закрывается и течение во всасывающем канале прекращается (например, чтобы воспрепятствовать обратному течению из впускного коллектора в коробку поглотителя паров топлива). В отличие от этого, в контексте рассматриваемого второго варианта осуществления системы двигателя, в котором все отводы на аспираторе соединены с общим вакуумным резервуаром, источником для всасывающего канала, соединенного с отводом на выходной трубке аспиратора, является вакуумный резервуар, и таким образом разница давлений между вакуумным резервуаром и стоком аспиратора А (например, впускным коллектором при работе без наддува, и впускным каналом перед дросселем AIS при работе с наддувом) может влиять на определение величины потока во всасывающем канале, соединенном с отводом на выходной трубке аспиратора А. Как отмечалось выше, примерные величины потока через всасывающий канал, соединенный с отводом на выходной трубке аспиратора А, для некоторого диапазона уровней разрежения в вакуумном резервуаре (в контексте второго варианта осуществления системы двигателя) представлены характеристикой 502 на фиг 5 для уровня разрежения 15 кПа на выходе аспиратора для смешанного потока. Определение величин потока во всасывающих каналах, соединенных с отводами от шейки аспиратора и диффузора, может быть выполнено аналогичным образом, например, исходя из давления на источнике каждого канала, и исходя из давлений входе для ведущего потока аспиратора и на выходе аспиратора для смешанного потока. Примерные величины потока через всасывающий канал, соединенный с отводом на диффузоре аспиратора и отвод, соединенный с шейкой аспиратора, такого как аспиратор А для некоторого диапазона уровней разрежения в вакуумном резервуаре (в контексте второго варианта осуществления системы двигателя) представлены, соответственно, характеристиками 504 и 506 на фиг. 5 для уровня разрежения во впускном коллекторе 15 кПа.

После шага 1104 алгоритм 1100 переходит к шагу 1106, чтобы проверить, открыт ли клапан ASOV В. Если клапан ASOV В закрыт, то алгоритм 1100 завершает работу; в этом случае результат определения величин потоков в каждом всасывающем канале аспиратора А является адекватным, поскольку отсутствуют какие-либо всасываемые потоки во всасывающих каналах аспиратора В, когда клапан ASOV В закрыт.В противном случае, если установлено, что клапан ASOV В открыт, алгоритм 1100 переходит к шагу 1108.

На шаге 1108 производится определение величин потока в каждом всасывающем канале аспиратора В на основе данных давления на источнике данного всасывающего канала (например, вакуумного резервуара или системы продувки поглотителя паров топлива), давления на выходе аспиратора для смешанного потока (например, давления перед основным дросселем при работе без наддува, и давления на входе компрессора при работе с наддувом), и давления входе для ведущего потока аспиратора (например, давления на входе компрессора при работе без наддува, и давления перед основным дросселем при работе с наддувом). Данное определение может быть выполнено способом аналогичным определению, выполненному на шаге 1104, которое рассмотрено выше. После шага 1108 алгоритм 1100 завершает работу.

Соответственно, алгоритм, приведенный на фиг. 11, реализует способ определения уровня потока в каждом из всасывающих отводов - всасывающем отводе на шейке первого аспиратора (например, аспиратора А), всасывающем отводе на диффузоре первого аспиратора и всасывающем отводе на прямой трубке после диффузора первого аспиратора, а также - способ определения уровня потока в каждом из всасывающих отводов - всасывающем отводе на шейке второго аспиратора (например, аспиратора В), всасывающем отводе на диффузоре второго аспиратора и всасывающем отводе на прямой трубке после диффузора второго аспиратора. Управляющая система может затем использовать эти уровни потоков на шаге 808 алгоритма 800 для измерения и/или оценки состава и количества текучей среды, выходящей из выхода каждого аспиратора для смешанного потока (так что можно осуществить регулирование впрыска топлива исходя из требуемого воздушно-топливного отношения, а также состава и количества текучей среды, выходящей с выходов первого и второго аспираторов для смешанного потока).

Следует отметить, что включенные в описание алгоритмы управления и измерения могут быть использованы с системами различной конфигурации. Рассмотренные выше конкретные алгоритмы могут представлять один или более способов обработки, которые инициируются событием, прерыванием, являются многозадачными, многопотоковыми, и т.п. Как таковые, различные действия, операции или функции можно выполнять в той последовательности, какая указана на схеме, но можно выполнять и параллельно или в некоторых случаях опускать. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для реализации отличительных признаков и преимуществ рассмотренных вариантов осуществления, но приведен в целях упрощения описания. Одно или более из изображенных действий или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять код, записываемый в считываемую среду хранения данных компьютера в системе управления двигателем.

Также следует понимать, что рассмотренные в описании системы и способы по сути являются примерами, и приведенные конкретные варианты осуществления нельзя рассматривать, как примеры, ограничивающие идею изобретения, ввиду возможности многочисленных модификаций. Соответственно, настоящее изобретение включает в себя все новые и неочевидные сочетания различных систем и способов, рассмотренные в настоящем описании, а также всевозможные их эквиваленты.

Предложены системы и способы для систем двигателя, содержащие первый аспиратор с несколькими отводами, вход которого для ведущего потока соединен с впускным каналом до дросселя системы впуска воздуха, а выход для смешанного потока соединен с впускным коллектором, и второй аспиратор с несколькими отводами, вход которого для ведущего потока соединен с впускным каналом до основного дросселя, а выход для смешанного потока соединен с впускным каналом после дросселя системы впуска воздуха. При условиях работы без наддува поступающий воздух можно выборочно направлять в обход компрессора и через первый и/или второй аспиратор в зависимости от требований к создаваемому разрежению. При условиях работы с наддувом первый и второй аспираторы могут действовать в качестве перепускных клапанов компрессора, при этом поступающий воздух можно выборочно направлять из точки после компрессора в точку перед компрессором через первый и/или второй аспиратор в зависимости от требуемого потока в обход компрессора. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ работы двигателя, содержащий следующее:

в зависимости от условий работы двигателя выполняют регулирование ведущего потока через первый аспиратор с несколькими отводами, вход для ведущего потока которого соединен с впускным каналом до компрессора, а выход для смешанного потока соединен с впускным каналом после основного дросселя, а также через второй аспиратор с несколькими отводами, вход для ведущего потока которого соединен с впускным каналом после компрессора, а выход для смешанного потока соединен с впускным каналом до компрессора.

2. Способ по п. 1, в котором регулирование ведущего потока через первый аспиратор содержит регулирование запорного клапана первого аспиратора, расположенного последовательно с ведущим входом первого аспиратора, при этом регулирование ведущего потока через второй аспиратор содержит регулирование запорного клапана второго аспиратора, расположенного последовательно с ведущим входом второго аспиратора.

3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий:

в условиях работы без наддува - регулирование запорных клапанов первого и второго аспираторов в зависимости от требуемого создаваемого разрежения, и

в условиях работы с наддувом - регулирование запорных клапанов первого и второго аспираторов в зависимости от требуемого потока в обход компрессора.

4. Способ по п. 3, дополнительно содержащий регулирование запорных клапанов первого и второго аспираторов в зависимости от требований к разрежению со стороны системы продувки поглотителя паров топлива.

5. Способ по п. 3, дополнительно содержащий регулирование запорных клапанов первого и второго аспираторов в условиях работы без наддува в зависимости от концентрации паров топлива в коробке поглотителя паров топлива, соединенной с одним или более всасывающими отводами одного или более из первого и второго аспираторов, а также регулирование запорных клапанов первого и второго аспираторов в условиях работы с наддувом в зависимости от требуемых создаваемого разрежения и концентрации паров топлива.

6. Способ по п. 2, в котором регулирование запорных клапанов первого и второго аспираторов содержит регулирование комбинированного ведущего потока через первый и второй аспираторы до одного из нескольких дискретных уровней ведущего потока путем открывания или закрывания каждого из запорных клапанов аспираторов.

7. Способ по п. 2, дополнительно содержащий:

определение уровня потока в каждом всасывающем отводе из всасывающего отвода на шейке первого аспиратора, всасывающего отвода на диффузоре первого аспиратора и всасывающего отвода на выходной трубке после диффузора первого аспиратора,

определение уровня потока в каждом всасывающем отводе из всасывающего отвода на шейке второго аспиратора, всасывающего отвода на диффузоре второго аспиратора и всасывающего отвода на выходной трубке после диффузора второго аспиратора, и

определение состава и количества текучей среды, выходящей из выходов для смешанного потока первого и второго аспираторов в зависимости от уровней потока во всасывающих отводах.

8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий регулирование впрыска топлива в зависимости от требуемого воздушно-топливного соотношения для двигателя, а также состава и количества текучей среды, выходящей из выходов для смешанного потока первого и второго аспираторов.

9. Способ для двигателя, содержащий:

выборочное направление поступающего воздуха в обход компрессора и через первый и второй аспираторы, каждый из которых содержит всасывающий отвод на шейке, всасывающий отвод на диффузоре и всасывающий отвод на прямой трубке после диффузора, в зависимости от требуемого создаваемого разрежения в условиях работы без наддува, а также в зависимости от требуемого потока в обход компрессора в условиях работы с наддувом.

10. Способ по п. 9, в котором направление поступающего воздуха через первый аспиратор содержит открывание запорного клапана первого аспиратора, расположенного последовательно с ведущим входом первого аспиратора, и сообщение с впускным каналом двигателя до дросселя системы впуска воздуха, при этом направление поступающего воздуха через второй аспиратор содержит открывание запорного клапана второго аспиратора, расположенного последовательно с ведущим входом второго аспиратора и сообщение с впускным каналом до основного дросселя.

11. Способ по п. 9, дополнительно содержащий:

в условиях работы без наддува - направление поступающего воздуха или через ни один, или через один, или через оба из первого и второго аспираторов в зависимости от требуемого создаваемого разрежения; и

в условиях работы с наддувом - направление поступающего воздуха или через ни один, или через один, или через оба из первого и второго аспираторов в зависимости от требуемого потока в обход компрессора.

12. Способ по п. 11, дополнительно содержащий следующее:

в условиях работы без наддува - поступающий воздух не направляют ни через первый, ни через второй аспиратор, если разрежения не требуется; поступающий воздух направляют через второй аспиратор и не направляют через первый аспиратор, если требуется создание разрежения первого уровня; поступающий воздух направляют через первый аспиратор и не направляют через второй аспиратор, если требуется создание разрежения второго уровня, который больше первого уровня; и поступающий воздух направляют через оба из первого и второго аспираторов, если требуется создание разрежения третьего уровня, который больше второго уровня; и

в условиях работы с наддувом - поступающий воздух не направляют ни через первый, ни через второй аспиратор, если никакого потока в обход компрессора не требуется; поступающий воздух направляют через первый аспиратор и не направляют через второй аспиратор, если требуется первый уровень потока в обход компрессора; поступающий воздух направляют через второй аспиратор и не направляют через первый аспиратор, если требуется второй уровень потока в обход компрессора, превышающий первый уровень; и поступающий воздух направляют через оба из первого и второго аспираторов, если требуется третий уровень потока в обход компрессора, превышающий второй.

13. Способ по п. 11, дополнительно содержащий определение требуемого уровня создаваемого разрежения в зависимости от уровня запасенного разрежения в вакуумном резервуаре и определение требуемого уровня потока в обход компрессора в зависимости от интенсивности текущего или ожидаемого помпажа компрессора.

14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий определение требуемого уровня создаваемого разрежения в зависимости от концентрации паров топлива в коробке поглотителя паров топлива, соединенной с одним или более из всасывающих каналов первого и второго аспираторов.

15. Способ по п. 11, в котором направление поступающего воздуха через первый аспиратор в условиях работы без наддува дополнительно содержит направление поступающего воздуха из впускного канала до дросселя системы впуска воздуха во впускной коллектор двигателя, причем направление поступающего воздуха через второй аспиратор в условиях работы без наддува дополнительно содержит направление поступающего воздуха из точки после дросселя системы впуска воздуха во впускной канал до основного дросселя впускной системы; при этом направление поступающего воздуха через первый аспиратор и в условиях работы с наддувом дополнительно содержит направление поступающего воздуха из впускного коллектора во впускной канал до дросселя системы впуска воздуха, причем направление поступающего воздуха через второй аспиратор в условиях работы с наддувом дополнительно содержит направление поступающего воздуха из впускного канала до основного дросселя во впускной канал после дросселя системы впуска воздуха.

16. Система двигателя, содержащая:

первый и второй аспираторы, каждый из которых содержит всасывающий отвод на шейке аспиратора, всасывающий отвод на диффузоре аспиратора и всасывающий отвод на прямой трубке после диффузора аспиратора,

причем первый аспиратор содержит вход для ведущего потока, соединенный с впускным каналом двигателя, и выход для смешанного потока, соединенный с впускным каналом после основного дросселя, и

второй аспиратор содержит выход для смешанного потока, соединенный с впускным каналом после ведущего входа первого аспиратора и перед входом компрессора, при этом вход для ведущего потока соединен с впускным каналом до основного дросселя.

17. Система двигателя по п. 16, дополнительно содержащая запорный клапан первого аспиратора, расположенный последовательно с ведущим входом первого аспиратора, и запорный клапан второго аспиратора, расположенный последовательно с ведущим входом второго аспиратора.

18. Система двигателя по п. 17, в которой всасывающие отводы обоих аспираторов соединены с вакуумным резервуаром через соответствующие параллельные всасывающие каналы, причем в каждом канале предусмотрен обратный клапан, при этом обеспечено прохождение потока, всасываемого из вакуумного резервуара в каждый отвод каждого аспиратора, перед поступлением в отвод только через один обратный клапан.

19. Система двигателя по п. 17, в которой всасывающий отвод на шейке и всасывающий отвод на диффузоре каждого аспиратора соединены с вакуумным резервуаром через соответствующие параллельные всасывающие каналы, а всасывающий отвод на прямой трубке каждого аспиратора соединен с коробкой поглотителя паров топлива, причем в каждом канале предусмотрен обратный клапан, при этом обеспечено прохождение потока, всасываемого в каждый отвод каждого аспиратора, перед поступлением в отвод только через один обратный клапан.

20. Система двигателя по п. 17, в которой вход для ведущего потока первого аспиратора соединен с впускным каналом до дросселя системы впуска воздуха, при этом выход второго аспиратора для смешанного потока соединен с впускным каналом после дросселя системы впуска воздуха.