СПОСОБ РАБОТЫ ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА, ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА Российский патент 2019 года по МПК F02M59/36 F02M59/44 F02M59/46 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки на патент США №13/830,022, «ТОПЛИВНЫЙ НАСОС НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА» («DIRECT INJECTION FUEL PUMP»), поданной 14 марта 2013 года, по которой испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США №61/763,881, «ТОПЛИВНЫЙ НАСОС НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА» («DIRECT INJECTION FUEL PUMP»), поданной 12 февраля 2013 года, полные содержания каждой из которых настоящим фактически включены в состав посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Топливные системы транспортного средства могут подавать топливо в двигатель в меняющихся количествах при работы транспортного средства. В некоторых условиях, топливо не впрыскивается в двигатель, но давление топлива в направляющей-распределителе для топлива, подающей топливо в двигатель, поддерживается, так чтобы впрыск топлива мог быть инициирован повторно. Например, при замедлении транспортного средства, поток топлива в один или более цилиндров двигателя может прекращаться посредством вывода из работы топливных форсунок. Если требование крутящего момента двигателя повышается после того, как прекращается поток топлива в один или более цилиндров, впрыск топлива повторно вводится в действие, и двигатель возобновляет выдачу положительного крутящего момента в привод на ведущие колеса транспортного средства. Однако если двигатель питается топливом посредством топливных форсунок непосредственного впрыска и топливного насоса высокого давления, топливный насос высокого давления может ухудшать характеристики, когда поток топлива через насос высокого давления прекращается, в то время как топливные форсунки выведены из работы. Более точно, смазка и охлаждение насоса могут уменьшаться, в то время как насос высокого давления не работает, тем самым, приводя к ухудшению характеристик насоса. Кроме замедления, система непосредственного впрыска топлива может периодически прекращать действие, так как другой набор топливных форсунок питает двигатель топливом (как может иметь место у двухтопливного двигателя). К тому же, если электродвигатель справляется с потребностями в крутящем моменте транспортного средства, впрыск топлива может прекращаться при таком режиме работы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что вышеуказанная проблема по меньшей мере частично может быть преодолена способом работы топливного насоса непосредственного впрыска, включающим этапы, на которых:

при подаче запорному клапану с соленоидным приводом на впуске топливного насоса непосредственного впрыска команды на состояние сквозного прохода на такте сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, аккумулятор, расположенный выше по потоку от запорного клапана с соленоидным приводом, находится в сообщении по текучей среде с камерой сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, при этом аккумулятор добавляет некоторый объем к свободному неиспользуемому объему топливного насоса непосредственного впрыска.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно содержащий давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, причем давление обеспечивает перепад давления больший, чем пороговый перепад давления между верхней частью и нижней частью поршня насоса на такте сжатия топливного насоса непосредственного впрыска.

В одном из вариантов предложен способ, в котором давление регулируют посредством аккумулятора по мере того, как он выдает топливо и давление в камеру сжатия топливного насоса непосредственного впрыска.

В одном из вариантов предложен способ, в котором при возрастании внутреннего объема аккумулятора верхнее пороговое давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска уменьшается.

В одном из вариантов предложен способ, в котором запорный клапан расположен между аккумулятором и запорным клапаном с соленоидным приводом.

В одном из вариантов предложен способ, в котором диафрагма утечки расположена параллельно с запорным клапаном.

В одном из вариантов предложен способ, в котором топливный насос непосредственного впрыска приводится в действие кулачком.

В одном из дополнительных аспектов предложена топливная система, содержащая:

топливный насос непосредственного впрыска, содержащий поршень, камеру сжатия и кулачок для приведения в движение поршня;

первый запорный клапан с соленоидным приводом, расположенный на впуске топливного насоса непосредственного впрыска, для регулирования потока топлива;

второй запорный клапан, расположенный выше по потоку от первого запорного клапана с соленоидным приводом; и

аккумулятор, расположенный выше по потоку от второго запорного клапана, причем аккумулятор увеличивает свободный неиспользуемый объем топливного насоса непосредственного впрыска.

В одном из вариантов предложена топливная система, в которой аккумулятор расположен последовательно со вторым запорным клапаном в отдельном трубопроводе, чем запорный клапан с соленоидным приводом.

В одном из вариантов предложена топливная система, дополнительно содержащая диафрагму утечки, расположенную параллельно со вторым запорным клапаном.

В одном из вариантов предложена топливная система, дополнительно содержащая контроллер, содержащий команды для работы первого запорного клапана с соленоидным приводом, чтобы регулировать поток топлива через топливный насос непосредственного впрыска.

В одном из еще дополнительных аспектов предложена топливная система, содержащая:

топливный насос непосредственного впрыска, содержащий поршень, камеру сжатия, шток поршня и кулачок для приведения в движение поршня, при этом поршень и шток поршня имеют равные диаметры;

запорный клапан с соленоидным приводом, расположенный на впуске топливного насоса непосредственного впрыска, для регулирования потока топлива;

аккумулятор, расположенный выше по потоку от запорного клапана; и

запорный клапан, расположенный выше по потоку от аккумулятора.

В одном из вариантов предложена топливная система, в которой аккумулятор является недействующим объемом, содержащим жесткий контейнер с незаполненным внутренним объемом и без дополнительных компонентов.

В одном из вариантов предложена топливная система, в которой аккумулятор добавляет недействующий объем к свободному неиспользуемому объему топливного насоса непосредственного впрыска при запорном клапане с соленоидным приводом в выведенном из работы состоянии.

В одном из вариантов предложена топливная система, в которой шток поршня поглощает объем ступенчатого пространства, расположенного на обратной стороне поршня, обеспечивая по существу не прохождение топлива в или из топливной магистрали низкого давления.

В одном из вариантов предложена топливная система, в которой запорный клапан останавливает течение топлива из топливного насоса непосредственного впрыска в топливную магистраль низкого давления.

В одном из кроме того еще дополнительных аспектов предложена система топливного насоса непосредственного впрыска, содержащая:

поршень с наружным диаметром;

камеру сжатия;

шток поршня с наружным диаметром, равным по размеру наружному диаметру поршня; и

кулачок для приведения в движение поршня; и

аккумулятор, расположенный выше по потоку от топливного насоса непосредственного впрыска.

В одном из вариантов предложена система, в которой незаполненный объем отсутствует на обратной стороне поршня между поршнем и штоком поршня на всей длине перемещения поршня.

В одном из вариантов предложена система, в которой аккумулятор добавляет недействующий объем к свободному неиспользуемому объему топливного насоса непосредственного впрыска при запорном клапане с соленоидным приводом в выведенном из работы состоянии.

В одном из вариантов предложена система, в которой топливо, подвергнутое повышению давления поршнем в камере сжатия, протекает в аккумулятор при запорном клапане с соленоидным приводом в выведенном из работы состоянии.

Предложенный способ включает этап, на котором осуществляют регулирование давления в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска ограниченным давлением на такте сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, давление больше, чем давление на стороне низкого давления поршня. Это предельное давление может быть давлением на выпуске насоса низкого давления, подающего топливо в топливный насос непосредственного впрыска. Более того, предусмотрен еще один способ работы топливного насоса непосредственного впрыска, включающий этапы, на которых в то время как запорному клапану с соленоидным приводом на впуске топливного насоса непосредственного впрыска дана команда в состояние сквозного прохода на такте сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, аккумулятор, расположенный выше по потоку от запорного клапана с соленоидным приводом, находится в сообщении по текучей среде с камерой сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, аккумулятор добавляет некоторый объем к свободному неиспользуемому объему топливного насоса непосредственного впрыска.

Посредством регулирования давления в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, может быть возможным смазывать цилиндр и поршень топливного насоса непосредственного впрыска, когда прекращен поток из топливного насоса непосредственного впрыска в топливные форсунки. Более точно, может обеспечиваться перепад давления топлива на поршне топливного насоса непосредственного впрыска, который предоставляет топливу возможность втекать в зазор поршня/диаметра цилиндра и смазывать поверхность. Кроме того, давление в камере сжатия меньше, чем давление в направляющей-распределителе для топлива, поэтому, нет потока из топливного насоса непосредственного впрыска в направляющую-распределитель для топлива. Таким образом, поршень может продолжать совершать возвратно-поступательные движения в пределах топливного насоса непосредственного впрыска с низким уровнем ухудшения характеристик и без подачи топлива в двигатель.

Настоящее описание может давать несколько преимуществ. Более точно, подход может улучшать смазывание топливного насоса и снижать ухудшение характеристик топливного насоса. Дополнительно, давление в камере сжатия может регулироваться более высоким давлением, чем давление топливного насоса низкого давления, так что работа двигателя может улучшаться во время условий ухудшения характеристик топливного насоса непосредственного впрыска. Кроме того, подход может применяться с низкой стоимостью и сложностью. Кроме того еще, подход может снижать шум топливного насоса, поскольку запорный клапан с соленоидным приводом на впуске топливного насоса непосредственного впрыска может выводиться из работы, когда прекращен поток топлива в двигатель. Дополнительно, несколько вариантов осуществления топливных насосов и топливных систем непосредственного впрыска представлены в подробном описании, приведенном ниже, которые включают аккумуляторы, запорные клапаны и другие компоненты и модификации, которые могут порождать лучшие рабочие характеристики насоса наряду с ослаблением проблем, таких как отток насоса, шумность и ухудшение характеристик насоса, вызванное недостаточным смазыванием насоса. Добавление запорных клапанов и аккумуляторов в топливные системы может уменьшать неблагоприятные воздействия, связанные с оттоком насоса, такие как повышенное механическое напряжение у системы, а также излишне повышенное давление накачки. Более того, включение аккумулятора в топливный насос непосредственного впрыска может помогать уменьшению шума насоса наряду с сохранением достаточного смазывания насоса.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает примерный цилиндр двигателя внутреннего сгорания;

фиг. 2 показывает пример топливной системы, которая может использоваться с двигателем по фиг. 1;

фиг. 3 показывает еще один пример топливной системы, которая может использоваться с двигателем по фиг. 1;

фиг. 4 показывает пример топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления топливной системы по фиг. 2 и 3;

фиг. 5A показывает еще один пример топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления топливной системы по фиг. 2 и 3;

фиг. 5B показывает график зависимости давления от объема насоса по фиг. 5A.

фиг. 6-8 показывают примерные рабочие последовательности топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления;

фиг. 9 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа работы топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления;

фиг. 10 показывает альтернативную примерную топливную систему, которая может использоваться с двигателем по фиг. 1; и

фиг. 11 показывает альтернативный примерный топливный насос непосредственного впрыска высокого давления топливной системы по фиг. 10.

фиг. 12 показывает еще один пример топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления топливной системы по фиг. 2 и 3;

фиг. 13 показывает зависимость между объемом аккумулятора и давлением внутри камеры сжатия насоса;

фиг. 14 показывает еще один пример топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления топливной системы по фиг. 2 и 3.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее раскрытие относится к способам и системам для работы топливного насоса непосредственного впрыска (высокого давления, HP), таким как система по фиг. 2 и 3. Топливная система может быть выполнена с возможностью подавать один или более разных типов топлива в двигатель внутреннего сгорания, такой как двигатель по фиг. 1. В качестве альтернативы, топливная система может подавать одиночный тип топлива, как показано в системе по фиг. 3. Топливный насос непосредственного впрыска с встроенными клапанами сброса давления и запорными клапанами, как показанный на фиг. 4, может быть включен в системы по фиг. 2 и 3. В качестве альтернативы, клапаны сброса давления и запорные клапаны могут быть внешними по отношению к топливному насосу непосредственного впрыска. В некоторых примерах, топливный насос непосредственного впрыска дополнительно может включать аккумулятор, как показано на фиг. 5A, чтобы дополнительно улучшать работу топливного насоса непосредственного впрыска. Многообразие графиков может существовать для разных предварительных повышений давления аккумулятора, где связанный график зависимости давления от объема которого показан на фиг. 5B. Топливные насосы непосредственного впрыска могут работать, как показано на фиг. 6-8, когда топливо не подается в двигатель, в то время как двигатель является вращающимся. Фиг. 9 показывает способ работы топливного насоса непосредственного впрыска в системах по фиг. 2 и 3, чтобы обеспечивать последовательности, показанные на фиг. 7 и 8. Еще один вариант осуществления топливного насоса непосредственного впрыска с аккумулятором (или недействующим объемом) показан на фиг. 12 наряду с зависимостью для определения размера аккумулятора на фиг. 13. В заключение, еще один вариант осуществления топливного насоса высокого давления, который по меньшей мере частично принимает меры в ответ на проблемы, связанные с оттоком насоса, показан на фиг. 14.

Фиг. 1 изображает пример камеры или цилиндра сгорания двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (в материалах настоящего описания также «камера сгорания») двигателя 10 может включать стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, электродвигатель стартера (не показан) может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых примерах, один или более впускных каналов могут включать устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопной системы, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, включающий дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 162 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания отношения количества воздуха к количеству топлива в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.

Каждый цилиндр двигателя 10 может включать один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых примерах, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе, цилиндр 14, может включать по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.

Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. В некоторых условиях, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться соответствующими датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других примерах, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода, либо системой исполнительного механизма или привода с переменной установкой фаз клапанного распределения.

Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. В одном из примеров, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.

В некоторых примерах, каждый цилиндр двигателя 10 может включать свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных режимах работы. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.

В некоторых примерах, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий две топливных форсунки 166 и 170. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможностью подавать топливо, принятое из топливной системы 8. Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 2 и 3, топливная система 8 может включать один или более топливных баков, топливных насосов и направляющих-распределителей для топлива. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала FPW-1, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 расположенную по одну сторону от цилиндра 14, она, в качестве альтернативы, может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливного бака топливной системы 8 через топливный насос высокого давления и направляющую-распределитель для топлива. Кроме того, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.

Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска во впускной канал топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо, принятое из топливной системы 8, пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Отметим, что одиночный формирователь 168 или 171 может использоваться для обеих систем впрыска топлива, или многочисленные формирователи, например, формирователь 168 для топливной форсунки 166 и формирователь 171 для топливной форсунки 170, могут использоваться, как изображено.

В альтернативном примере, каждая из топливных форсунок 166 и 170 может быть выполнена в виде топливных форсунок непосредственного впрыска для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 14. В кроме того еще одном примере, каждая из топливных форсунок 166 и 170 может быть выполнена в виде топливных форсунок впрыска во впускной канал для впрыска топлива выше по потоку от впускного клапана 150. В кроме того других примерах, цилиндр 14 может включать только одну топливную форсунку, которая выполнена с возможностью принимать разное топливо из топливных систем в меняющихся относительных количествах в качестве топливной смеси, и дополнительно выполнена с возможностью впрыскивать эту топливную смесь непосредственно в цилиндр в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска либо выше по потоку от впускных клапанов в качестве топливной форсунки впрыска во впускной канал. По существу, следует принимать во внимание, что топливные системы, описанные в материалах настоящего описания, не должны ограничиваться конкретными конфигурациями топливной форсунки, описанными в материалах настоящего описания в качестве примера.

Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий работы, таких как нагрузка, детонация и температура выхлопных газов двигателя, к примеру, описанных ниже. Впрыскиваемое в окно топливо может подаваться во время события открытого впускного клапана, события закрытого впускного клапана (например, по существу после такта впуска), а также во время работы как с открытым, так и закрытым впускным клапаном. Подобным образом, непосредственно впрыскиваемое топливо, например, может подаваться во время такта впуска, а также частично во время предшествующего такта выпуска, во время такта впуска и частично во время такта сжатия. По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными временными характеристиками из форсунки оконного и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания, и т.д. Следует принимать во внимание, что двигатель 10 может включать любое подходящее количество цилиндров, в том числе, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 или более цилиндров. Кроме того, каждый из этих цилиндров может включать некоторые или все из различных компонентов, описанных и изображенных фиг. 1 со ссылкой на цилиндр 14.

Топливные форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Таковые включают отличия по размеру, например, одна форсунка может иметь большее отверстие для впрыска, чем другая. Другие отличия включают, но не в качестве ограничения, разные углы факела распыла, разные рабочие температуры, разное нацеливание, разную установку момента впрыска, разные характеристики факела распыла, разные расположения, и т.д. Сверх того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты.

Топливные баки в топливной системе 8 могут удерживать топливо разных типов топлива, таких как топливо с разными качествами топлива и разными составами топлива. Различия могут включать разное содержание спиртов, разное содержание воды, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации, и т.д. Один из примеров топлива с разной теплотой парообразования мог бы включать бензин в качестве первого типа топлива с более низкой теплотой парообразования, а этиловый спирт в качестве второго типа топлива с большей теплотой парообразования. В еще одном примере, двигатель может использовать бензин в качестве первого типа топлива, и спиртосодержащую топливную смесь, такую как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая является приблизительно 85% метилового спирта и 15% бензина) в качестве второго типа топлива. Другие подходящие вещества включают воду, метиловый спирт, смесь спирта и воды, смесь воды и метилового спирта, смесь спиртов, и т.д.

В кроме того еще одном примере, оба топлива могу быть спиртовыми смесями с переменным составом спиртов, при этом первый тип топлива может быть спиртобензиновой смесью с более низкой концентрацией спирта, такой как E10 (которая является приблизительно 10% этилового спирта), наряду с тем, что второй тип топлива может быть спиртобензиновой смесью с большей концентрацией спирта, такой как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта). Дополнительно, первое и второе топливо также могут отличаться другими качествами топлива, такими как различие по температуре, вязкости и октановому числу, и т.д. Более того, характеристики топлива одного или обоих топливных баков могут часто меняться, например, вследствие изменений изо дня в день при дозаправке топливного бака. В еще одном примере, газовое топливо может использоваться для первого топлива наряду с тем, что жидкое топливо используется для второго топлива, или оба топлива могут находиться в газообразном состоянии. Газовые виды топлива могут включать, но не в качестве ограничения, водород, природный газ и пропан.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 110 долговременного постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере для хранения исполняемых команд, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.

Фиг. 2 схематично изображает примерную топливную систему 8 по фиг. 1. Топливная система 8 может эксплуатироваться для подачи топлива в двигатель, такой как двигатель 10 по фиг. 1. Топливная система 8 может эксплуатироваться контроллером для выполнения некоторых или всех из операций, описанных со ссылкой на поток обработки по фиг. 9.

Топливная система 8 может выдавать топливо в двигатель из одного или более разных источников топлива. В качестве неограничивающего примера, могут быть предусмотрены первый топливный бак 202 и второй топливный бак 212. Несмотря на то, что топливные баки 202 и 212 описаны в контексте обособленных сосудов для хранения топлива, следует принимать во внимание, что эти топливные баки взамен могут быть выполнены в виде одиночного топливного бака, имеющего отдельные области хранения топлива, которые разделены стенкой или другой пригодной мембраной. Кроме того еще, в некоторых вариантах осуществления, эта мембрана может быть выполнена с возможностью избирательно переносить выбранные составляющие топлива между двумя или более областями хранения топлива, тем самым, давая топливной смеси возможность по меньшей мере частично разделяться мембраной на первый тип топлива в первой области хранения топлива и второй тип топлива во второй области хранения топлива.

В некоторых примерах, первый топливный бак 202 может хранить топливо первого типа топлива наряду с тем, что второй топливный бак 212 может хранить топливо второго типа топлива, при этом первый и второй типы топлива имеют отличающийся состав. В качестве неограничивающего примера, второй тип топлива, содержащийся во втором топливном баке 212, может включать более высокую концентрацию одной или более составляющих, которые снабжают второй тип топлива большей относительной способностью подавления детонации, чем первое топливо.

В качестве примера, первое топливо и второе топливо каждое может включать одну или более углеводородных составляющих, но второе топливо также может включать более высокую концентрацию спиртовой составляющей, чем первое топливо. В некоторых условиях, эта спиртовая составляющая может обеспечивать подавление детонации для двигателя, когда подается в подходящем количестве относительно первого топлива, и может включать любой пригодный спирт, такой как этиловый спирт, метиловый спирт, и т.д. Поскольку спирт может давать большее подавление детонации, чем некоторые основанные на углеводородах виды топлива, такие как бензин или дизельное топливо, вследствие повышенной скрытой теплоты парообразования и холодопроизводительности заряда спирта, топливо, содержащее в себе более высокую концентрацию спиртовой составляющей, может избирательно использоваться для обеспечения повышенного противодействия детонации двигателя во время выбранных условий работы.

В качестве еще одного примера, спирт (например, метиловый спирт, этиловый спирт) могут иметь воду, добавленную в него. По существу, вода снижает воспламеняемость спиртового топлива, обеспечивая повышенную гибкость в хранении топлива. Дополнительно, теплота парообразования содержания воды усиливает способность спиртового топлива действовать в качестве подавителя детонации. Кроме того еще, содержание воды может снижать общую стоимость топлива.

В качестве специфичного неограничивающего примера, первый тип топлива в первом топливном баке может включать бензин, а второй тип топлива во втором топливном баке может включать этиловый спирт. В качестве еще одного неограничивающего примера, первый тип топлива может включать бензин, а второй тип топлива может включать смесь бензина и этилового спирта. В кроме того других примерах, первый тип топлива и второй тип топлива каждый может включать бензин и этиловый спирт, в силу чего, второй тип топлива включает более высокую концентрацию составляющей этилового спирта, чем первое топливо (например, E10 в качестве первого типа топлива и E85 в качестве второго типа топлива). В качестве еще одного примера, второй тип топлива может иметь относительно большую октановую характеристику, чем первый тип топлива, тем самым, делая второе топливо более эффективным подавителем детонации, чем первое топливо. Следует принимать во внимание, что эти примеры должны считаться неограничивающими, так как могут использоваться другие пригодные виды топлива, которые обладают сравнительно разными характеристиками подавления детонации. В кроме того других примерах, каждый из первого и второго топливных баков может хранить одинаковое топливо. Несмотря на то, что изображенный пример иллюстрирует два топливных бака с двумя разными типами топлива, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, может быть представлен единственный топливный бак с единым типом топлива.

Топливные баки 202 и 212 могут отличаться своей вместимостью хранения топлива. В изображенном примере, где второй топливный бак 212 хранит топливо с более высокой способностью подавления детонации, второй топливный бак 212 может иметь меньшую вместимость хранения топлива, чем первый топливный бак 202. Однако, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, топливные баки 202 и 212 могут иметь идентичную вместимость хранения топлива.

Топливо может поставляться в топливные баки 202 и 212 через соответствующие каналы 204 и 214 заправки топливом. В одном из примеров, где топливные баки хранят разные типы топлива, каналы 204 и 214 заправки топливом могут включать маркировку идентификации топлива для идентификации типа топлива, которое должно выдаваться в соответствующий топливный бак.

Первый топливный насос 208 низкого давления (LPP) в сообщении с первым топливным баком 202 может эксплуатироваться для подачи первого типа топлива из первого топливного бака 202 на первую группу форсунок 242 впрыска во впускной канал через первый топливный канал 230. В одном из примеров, первый топливный насос 208 может быть топливным насосом низкого давления с электроприводом, расположенным по меньшей мере частично внутри первого топливного бака 202. Топливо, поднимаемое первым топливным насосом 208, может подаваться под более низким давлением в первую направляющую-распределитель 240 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок первой группы форсунок 242 впрыска во впускной канал (в материалах настоящего описания также указываемой ссылкой как первая группа форсунок). Несмотря на то, что первая направляющая-распределитель 240 для топлива показана раздающей топливо по четырем топливным форсункам из первой группы 242 форсунок, следует принимать во внимание, что первая направляющая-распределитель 240 для топлива может раздавать топливо на любое пригодное количество топливных форсунок. В качестве одного из примеров, первая направляющая-распределитель 240 для топлива может раздавать топливо на одну топливную форсунку из первой группы 242 форсунок для каждого цилиндра двигателя. Отметим, что, в других примерах, первый топливный канал 230 может выдавать топливо в топливные форсунки первой группы 242 форсунок через две или более направляющих-распределителя для топлива. Например, в тех случаях, когда цилиндры двигателя сконфигурированы в V-образной конфигурации, две направляющих-распределителя для топлива могут использоваться для распределения топлива из первого топливного канала на каждую из топливных форсунок первой группы форсунок.

Топливный насос 228 непосредственного впрыска, который включен во второй топливный канал 232, может питаться топливом через LPP 208 или LPP 218. В одном из примеров, топливный насос 228 непосредственного впрыска может быть вытеснительным насосом с механическим приводом. Топливный насос 228 непосредственного впрыска может находиться в сообщении с группой форсунок 252 непосредственного впрыска через вторую направляющую-распределитель 250 для топлива и группой форсунок 242 впрыска во впускной канал через соленоидный клапан 236. Таким образом, топливо более низкого давления, поднятое первым топливным насосом 208, может подвергаться дополнительному повышению давления, чтобы подавать топливо более высокого давления для непосредственного впрыска во вторую направляющую-распределитель 250 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок 252 непосредственного впрыска (в материалах настоящего описания также указываемых ссылкой как вторая группа форсунок). В некоторых примерах, топливный фильтр (не показан) может быть расположены выше по потоку от топливного насоса 228 непосредственного впрыска, чтобы удалять частицы из топлива Кроме того, в некоторых примерах, аккумулятор давления топлива (не показан) может быть присоединен ниже по потоку от топливного фильтра между насосом низкого давления и насосом высокого давления.

Второй топливный насос 218 низкого давления в сообщении с вторым топливным баком 212 может эксплуатироваться для подачи второго типа топлива из второго топливного бака 202 в форсунки 252 непосредственного впрыска через второй топливный канал 232. Таким образом, второй топливный канал 232 присоединяет по текучей среде каждый из первого топливного бака и второго топливного бака к группе форсунок непосредственного впрыска. В одном из примеров, третий топливный насос 218 также может быть топливным насосом низкого давления (LPP) с электроприводом, расположенным по меньшей мере частично внутри второго топливного бака 212. Таким образом, топливо более низкого давления, поднятое топливным насосом 218 низкого давления, может подвергаться дополнительному повышению давления топливным насосом 228 высокого давления, чтобы подавать топливо более высокого давления для непосредственного впрыска во вторую направляющую-распределитель 250 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок непосредственного впрыска. В одном из примеров, второй топливный насос 218 низкого давления и топливный насос 228 непосредственного впрыска могут эксплуатироваться для выдачи второго типа топлива под более высоким давлением топлива во вторую направляющую-распределитель 250 для топлива, чем давление топлива первого типа топлива, которое выдается в первую направляющую-распределитель 240 для топлива первым топливным насосом 208 низкого давления.

Сообщение по текучей среде между первым топливным каналом 230 и вторым топливным каналом 232 может достигаться через первый и второй перепускные каналы 224 и 234. Более точно, первый перепускной канал 224 может присоединять первый топливный канал 230 к второму топливному каналу 232 выше по потоку от топливного насоса 228 непосредственного впрыска наряду с тем, что второй перепускной канал 234 может присоединять первый топливный канал 230 к второму топливному каналу 232 ниже по потоку от топливного насоса 228 непосредственного впрыска. Один или боле клапанов сброса давления могут быть включены в топливные каналы и/или перепускные каналы, чтобы противодействовать или сдерживать поток топлива обратно в топливные баки-резервуары. Например, первый клапан 226 сброса давления может быть предусмотрен в первом перепускном канале 224 для снижения или предотвращения обратного потока топлива из второго топливного канала 232 в первый топливный канал 230 и первый топливный бак 202. Второй клапан 222 сброса давления может быть предусмотрен во втором топливном канале 232 для снижения или предотвращения обратного потока топлива из первого или второго топливных каналов во второй топливный бак 212. В одном из примеров, насосы 208 и 218 низкого давления могут иметь клапаны сброса давления, встроенные в насосы. Встроенные клапаны сброса давления могут ограничивать давление в соответствующих топливных магистралях подкачивающего насоса. Например, клапан сброса давления, встроенный в первый топливный насос 208 может ограничивать давление, которое в ином случае формировалось бы в первой направляющей-распределителе 240 для топлива, если бы соленоидный клапан 236 был (преднамеренно или непреднамеренно) открыт и наряду с тем, что топливный насос 228 непосредственного впрыска осуществлял прокачку.

В некоторых примерах, первый и/или второй перепускные каналы также могут использоваться для перемещения топлива между топливными баками 202 и 212. Перемещение топлива может облегчаться посредством включения дополнительных запорных клапанов, клапанов сброса давления, соленоидных клапанов и/или насосов в первый или второй перепускной канал, например, соленоидного клапана 236. В кроме того других примерах, один из топливных баков-резервуаров может быть расположен на более высоком возвышении, чем другой топливный бак-резервуар, в силу чего, топливо может перемещаться из верхнего топливного бака-резервуара в нижний топливный бак-резервуар через один или более перепускных каналов. Таким образом, топливо может перемещаться между топливными баками-резервуарами под действием силы тяжести без непременного требования, чтобы топливный насос содействовал перемещению топлива.

Различные компоненты топливной системы 8 поддерживают связь с системой управления двигателем, такой как контроллер 12. Например, контроллер 12 может принимать показание условий работы с различных датчиков, связанных с топливной системой 8, в дополнение к датчикам, описанным ранее со ссылкой на фиг. 1. Различные впускные сигналы, например, могут включать показание количества топлива, хранимого в каждом из топливных баков-резервуаров 202 и 212, посредством датчиков 206 и 216 уровня топлива, соответственно. Контроллер 12 также может принимать показание состава топлива из одного или более датчиков состава топлива в дополнение к или в качестве альтернативы показанию состава топлива, которое логически выводится по датчику выхлопных газов (такому как датчик 126 по фиг. 1). Например, показание состава топлива у топлива, хранимого в топливных баках-резервуарах 202 и 212, может выдаваться датчиками 210 и 220 состава топлива соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, один или более датчиков состава топлива могут быть предусмотрены в любом пригодном местоположении вдоль топливных каналов между топливными баками-резервуарами и их соответствующими группами топливных форсунок. Например, датчик 238 состава топлива может быть предусмотрен в первой направляющей-распределителе 240 для топлива или вдоль первого топливного канала 230, и/или датчик 248 состава топлива может быть предусмотрен во второй направляющей-распределителе 250 для топлива или вдоль второго топливного канала 232. В качестве неограничивающего примера, датчики состава топлива могут снабжать контроллер 12 показанием концентрации составляющей подавления детонации, содержащейся в топливе, или показанием октановой характеристики топлива. Например, один или более датчиков состава топлива могут выдавать показание содержания спиртов топлива.

Отметим, что относительное расположение датчиков состава топлива в пределах системы подачи топлива может давать разные преимущества. Например, датчики 238 и 248, расположенные в направляющих-распределителях для топлива или вдоль топливных каналов, соединяющих топливные форсунки с одним или более топливных баков-резервуаров могут выдавать показание получающегося в результате состава топлива, где два или более разных вида топлива комбинируются перед подачей в двигатель. В противоположность, датчики 210 и 220 могут выдавать показание состава топлива в топливных баках-резервуарах, которые могут отличаться от состава топлива, фактически подаваемого в двигатель.

Контроллер 12 также может управлять работой каждого из топливных насосов 208, 218 и 228, чтобы регулировать количество, давление, расход, и т.д., топлива, подаваемого в двигатель. В качестве одного из примеров, контроллер 12 может изменять регулировку давления, величину хода насоса, команду относительной продолжительности времени включения насоса и/или расход топлива топливных насосов для подачи топлива в разные местоположения топливной системы. Формирователь (не показан), присоединенный электронным образом к контроллеру 12, может использоваться для отправки сигнала управления на каждый из насосов низкого давления, по мере надобности, для регулировки отдачи (например, скорости работы) соответствующего насоса низкого давления. Количество первого или второго типа топлива, который подается в группу форсунок непосредственного впрыска через насос непосредственного впрыска, может регулироваться посредством регулировки и координирования отдачи первого или второго LPP и насоса непосредственного впрыска. Например, топливный насос низкого давления и топливный насос высокого давления могут эксплуатироваться для поддержания предписанного давления в направляющей-распределителе для топлива. Датчик давления в направляющей-распределителе для топлива, присоединенный к второй направляющей-распределителю для топлива, может быть выполнен с возможностью выдавать оценку давления топлива, имеющегося в распоряжении в группе форсунок непосредственного впрыска. Затем, на основании разности между оцененным давлением в направляющей-распределителе и требуемым давлением в направляющей-распределителе, могут регулироваться отдачи насосов. В одном из примеров, в тех случаях, когда топливный насос высокого давления является объемным поршневым топливным насосом, контроллер может регулировать клапан регулирования расхода насоса высокого давления для изменения рабочего объема насоса каждого хода насоса.

По существу, в то время как топливный насос непосредственного впрыска является работающим, поток топлива через него обеспечивает достаточные смазку и охлаждение насоса. Однако, во время условий, когда работа топливного насоса непосредственного впрыска не запрошена, таких как когда не запрошен непосредственный впрыск топлива, и/или когда уровень топлива во втором топливном баке 212 находится ниже порогового значения (то есть, нет достаточного имеющегося в распоряжении топлива подавления детонации), топливный насос непосредственного впрыска может не смазываться в достаточной мере, если прекращен поток топлива через насос.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана вторая примерная топливная система для подачи топлива в двигатель 10 по фиг. 1. Многие устройства и/или компоненты в топливной системе по фиг. 3 являются такими же, как устройства и/или компоненты, показанные на фиг. 2. Поэтому, ради краткости, устройства и компоненты топливной системы по фиг. 2, и те, которые включены в топливную систему по фиг. 3, помечены одинаково, а описание этих устройств и компонентов опущено в описании фиг. 3.

Топливная система по фиг. 3 подает топливо из одиночного топливного бака на форсунки 252 непосредственного впрыска и форсунки 242 впрыска во впускной канал. Однако, в других примерах, топливо может подаваться только на форсунки 252 непосредственного впрыска, а форсунки 242 впрыска во впускной канал могут пропускаться. В этой примерной системе, топливный насос 208 низкого давления подает топливо в топливный насос 228 непосредственного впрыска через топливный канал 302. Контроллер 12 регулирует отдачу топливного насоса 228 непосредственного впрыска посредством регулировки клапана регулирования расхода насоса 228 непосредственного впрыска. Насос непосредственного впрыска может прекращать подачу топлива в направляющую-распределитель 250 для топлива во время выбранных условий, таких как во время замедления транспортного средства, или в то время как транспортное средство движется вниз по склону. Кроме того, во время замедления транспортного средства или в то время как транспортное средство движется вниз по склону, одна или более топливных форсунок 252 непосредственного впрыска могут выводиться из работы.

Фиг. 4 показывает первый примерный топливный насос 228 непосредственного впрыска, показанный в системах по фиг. 2 и 3. Впуск 403 камеры 408 сжатия топливного насоса непосредственного впрыска питается топливом через топливный насос низкого давления, как показано на фиг. 2 и 3. Топливо может поддерживаться под давлением по своему каналу через топливный насос 228 непосредственного впрыска и подаваться в направляющую-распределитель для топлива через выпуск 404 насоса. В изображенном примере, насос 228 непосредственного впрыска может быть поршневым насосом с механическим приводом, который включает поршень 406 насоса и шток 420 поршня, камеру 408 сжатия насоса (в материалах настоящего описания также указываемую ссылкой как камера сжатия) и ступенчатое пространство 418. Поршень 406 включает верхнюю часть 405 и нижнюю часть 407. Ступенчатое пространство и камера сжатия могут включать полости, расположенные по противоположные стороны от поршня насоса. В одном из примеров, контроллер 12 двигателя может быть выполнен с возможностью приводить в движение поршень 406 в насосе 228 непосредственного впрыска посредством ведущего кулачка 410. Кулачок 410 включает четыре рабочих выступа и выполняет один оборот за каждые два оборота коленчатого вала двигателя.

Впускной запорный клапан 412 с соленоидным приводом может быть присоединен к впуску 403 насоса. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулировать поток топлива через впускной запорный клапан 412 посредством включения тока или выключения тока соленоидного клапана (на основании конфигурации соленоидного клапана) синхронно с ведущим кулачком. Соответственно, впускной запорный клапан 412 с соленоидным приводом может эксплуатироваться в двух режимах. В первом режиме, запорный клапан 412 с соленоидным приводом установлен во впуске 403, чтобы ограничивать (например, сдерживать) количество топлива, проходящего выше по потоку от запорного клапана 412 с соленоидным приводом. В сравнении, во втором режиме, запорный клапан 412 с соленоидным приводом фактически выведен из работы, и топливо может проходить выше по потоку и ниже по потоку от впускного запорного клапана.

По существу, запорный клапан 412 с соленоидным приводом может быть выполнен с возможностью регулировать массу топлива, сжимаемого в топливном насосе непосредственного впрыска. В одном из примеров, контроллер 12 может регулировать установку момента закрывания запорного клапана с соленоидным приводом для регулирования массы сжимаемого топлива. Например, позднее закрывание впускного запорного клапана может снижать величину массы топлива, засасываемого в камеру 408 сжатия. Установки момента открывания и закрывания запорного клапана с соленоидным приводом могут координироваться относительно временных характеристик хода топливного насоса непосредственного впрыска.

Впуск 499 насоса допускает топливо к запорному клапану 402 и клапану 401 сброса давления. Запорный клапан 402 расположен выше по потоку от запорного клапана 412 с соленоидным приводом вдоль канала 435. Запорный клапан 402 подвергнут смещению, чтобы предотвращать поток топлива из запорного клапана 412 с соленоидным приводом и впуска 499 насоса. Запорный клапан 402 предоставляет возможность потока из топливного насоса низкого давления в запорный клапан 412 с соленоидным приводом. Запорный клапан 402 соединен параллельно с клапаном 401 сброса давления. Клапан 401 сброса давления предоставляет возможность потока топлива из запорного клапана 412 с соленоидным приводом в направлении топливного насоса низкого давления, когда давление между клапаном 401 сброса давления и запорным клапаном 412 с соленоидным приводом больше, чем заданное давление (например, 20 бар). Когда запорный клапан 412 с соленоидным приводом выведен из работы (например, не находится под электрическим током), запорный клапан с соленоидным приводом действует в режиме сквозного прохода, и клапан 401 сброса давления регулирует давление в камере 408 сжатия единой регулировкой сброса давления клапана 401 сброса давления (например, 15 бар). Регулирование давления в камере 408 сжатия предоставляет перепаду давления возможность формироваться от верхней части 405 поршня к нижней части 407 поршня. Давление в ступенчатом пространстве 418 находится под давлением выпуска насоса низкого давления (например, 5 бар) наряду с тем, что давление на верхней части поршня находится под давлением регулирования клапана сброса давления (например, 15 бар). Перепад давления предоставляет топливу возможность просачиваться с верхней части 405 поршня на нижнюю часть 407 поршня через зазор между поршнем 406 и стенкой 450 цилиндра насоса, тем самым, смазывая топливный насос 228 непосредственного впрыска. Таким образом, верхняя часть 405 поршня испытывает давление, установленное клапаном 402 сброса давления, в течение большей части хода сжатия, а на ходе впуска есть небольшой перепад давления между верхней частью 405 и нижней частью 407 поршня.

Поршень 406 совершает возвратно-поступательные движения вверх и вниз. Топливный насос 228 непосредственного впрыска находится в ходе сжатия, когда поршень 406 движется в направлении, которое уменьшает объем камеры 408 сжатия. Топливный насос 228 непосредственного впрыска находится в ходе всасывания, когда поршень 406 движется в направлении, которое увеличивает объем камеры 408 сжатия.

Выпускной запорный клапан 416 прямого потока может быть присоединен ниже по потоку от выпуска 404 камеры 408 сжатия. Выпускной запорный клапан 416 открывается, чтобы предоставлять топливу возможность течь из выпуска 404 камеры сжатия в направляющую-распределитель для топлива, только когда давление на выпуске топливного насоса 228 непосредственного впрыска (например, давление на выпуске камеры сжатия) находится выше, чем давление в направляющей-распределителе для топлива. Таким образом, во время условий, когда работа топливного насоса непосредственного впрыска не запрошена, контроллер 12 может выводить из работы впускной запорный клапан 412 с соленоидным приводом, и клапан 401 сброса давления регулирует давление в камере сжатия единым по существу постоянным ±0,5 бар) давлением. Контроллер 12 просто выводит запорный клапан 412 с соленоидным приводом из работы для смазки топливного насоса 228 непосредственного впрыска. Один из результатов этого способа регулирования включает этап, на котором направляющая-распределитель для топлива регулируется приблизительно сбросом давления 402. Таким образом, если клапан 402 имеет регулировку сброса давления 10 бар, давление в направляющей-распределителе для топлива становится 15 бар, так как эти 10 бар прибавляются к 5 бар давления подкачивающего насоса. Более точно, давление топлива в камере 408 сжатия регулируется на такте сжатия топливного насоса 228 непосредственного впрыска. Таким образом, во время по меньшей мере хода сжатия топливного насоса 228 непосредственного впрыска, смазка обеспечивается для насоса. Когда топливный насос непосредственного впрыска попадает в ход всасывания, давление топлива в камере сжатия может снижаться наряду с тем, что некоторый уровень смазки по-прежнему может обеспечиваться, пока остается перепад давления.

Далее, с обращением к фиг. 5A, показан еще один примерный топливный насос 228 непосредственного впрыска. Многие устройства и/или компоненты в топливном насосе непосредственного впрыска по фиг. 5A являются такими же, как устройства и/или компоненты, показанные на фиг. 4. Поэтому, ради краткости, устройства и компоненты топливного насоса непосредственного впрыска по фиг. 4, и те, которые включены в топливный насос непосредственного впрыска по фиг. 5A, помечены одинаково, а описание этих устройств и компонентов опущено в описании фиг. 5A.

Топливный насос 228 непосредственного впрыска включает аккумулятор 502, расположенный вдоль насосного канала 435 между запорным клапаном 412 с соленоидным приводом и клапаном 401 сброса давления. В одном из примеров, аккумулятор 502 является аккумулятором 15 бар. Таким образом, аккумулятор 502 сконструирован, чтобы быть действующим в диапазоне давлений, который находится ниже клапана 401 сброса давления. аккумулятор 502 накапливает топливо, когда поршень 406 находится в ходе сжатия, и выпускает топливо, когда поршень находится в ходе всасывания. Следовательно, перепад давления от верхней части 405 поршня к нижней части 407 поршня существует во время ходов сжатия и всасывания топливного насоса 228 непосредственного впрыска. Кроме того, когда шток находится в связи с поршнем, давая минимальный подъем от кулачка 410 перепад давления является по существу таким же, как когда топливный насос 228 непосредственного впрыска находится в ходе сжатия. Клапан 401 сброса давления и аккумулятор 502 накапливают и выпускают топливо из камеры 408 сжатия, когда запорный клапан с соленоидным приводом выведен из работы.

Аккумулятор может быть сконструирован таким образом, чтобы подвергаться предварительному повышению давления, по той причине, что, до хода сжатия поршня компрессора, аккумулятор поддерживает положительное давление. Фиг. 5B показывает график 500 зависимости давления от объема насоса DI по фиг. 5A, где горизонтальная ось имеет значение рабочего объема цилиндра наряду с тем, что вертикальная ось имеет значение давления в камере сжатия насоса. Несколько графиков показано на графике 500 зависимости, каждый соответствует конкретному аккумулятору, несколько из которых подвергаются предварительному повышению давления, как подробнее описано ниже. Полная объемная производительность поршня насоса может быть обычным значением, таким как 0,25 кубических сантиметров, показанным посредством 505 на фиг. 5B. График 510 показывает зависимость давления от объема, когда используется аккумулятор давления (аккумулятор 502), который не подвергается предварительному повышению давления, при этом график начинается в точке 503 (начале координат) с давлением 0 бар и рабочим объемом цилиндра 0 кубических сантиметров, и линейно возрастает до тех пор, пока не достигнут рабочий объем 0,25 кубических сантиметров. Затем, график 520 показывает зависимость, когда используется аккумулятор давления, который подвергнут предварительному повышению давления до 14 бар, где график начинается в точке 507 с давлением 14 бар. Заметим, что, по достижению порогового давления 511, график 520 изменяет угловой коэффициент и становится горизонтальным до достижения рабочего объема 505. Пороговое давление 511 может быть значением, таким как 30 бар, представляющим регулировку клапана 401 сброса давления при сжатии, которая регулирует максимальное давление внутри камеры 408 сжатия и подводящих магистралях 403 и 435. В заключение, график 530 показывает зависимость, когда используется давление, которое подвергнуто предварительному повышению давления до 26 бар, где график начинается в точке 509 с давлением 26 бар и возрастает до достижения порогового давления 511 (30 бар).

Заметим, что угловой коэффициент графика 530 на фиг. 5B является существенно иным (более крутым), чем угловые коэффициенты графиков 510 и 520. Причина для этого может состоять в том, что аккумулятор давления по графику 530 может содержать более податливый материал, чем аккумуляторы по графикам 510 и 520. Как результат, давление не повышается в аккумуляторе по графику 530 таким же образом, как аккумуляторы по графикам 510 и 520. Посредством модификации степени предварительного повышения давления в аккумуляторе 502, также может регулироваться коэффициент полезного действия насоса DI. Если насос DI использует большую часть своей объемной производительности для достижения требуемого давления впрыска, насос может быть ограничен по своей способности выдавать требуемые объемы топлива на требуемом давлении. Предварительное повышение давления аккумулятора 502 может помогать насосу DI в достижении требуемых объемов и давлений топлива.

Далее, со ссылкой на фиг. 6, показан пример рабочей последовательности топливного насоса непосредственного впрыска предшествующего уровня техники. Последовательность иллюстрирует работу топливного насоса непосредственного впрыска, когда поток топлива из топливного насоса непосредственного впрыска в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска прекращается.

Первый график сверху по фиг. 6 показывает подъем кулачка топливного насоса непосредственного впрыска в зависимости от времени. Ось Y представляет подъем кулачка топливного насоса непосредственного впрыска. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 6 к правой стороне по фиг. 6. Подъем кулачка увеличивается на такте сжатия в течение 100 градусов угла поворота коленчатого вала. Подъем кулачка уменьшается на такте всасывания в течение 80 градусов угла поворота коленчатого вала.

Второй график сверху по фиг. 6 показывает давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска в зависимости от времени. Ось Y представляет давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 6 к правой стороне по фиг. 6. Горизонтальная линия 602 представляет давление на выпуске насоса низкого давления в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, когда насос низкого давления является работающим, запорный клапан с соленоидным приводом находится в состоянии сквозного прохода, и нет результирующего потока топлива в направляющую-распределитель для топлива.

Вертикальные метки T₄-T₁₃ указывают интересующее время в течение рабочей последовательности топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₁₀ времени представляет начало первого хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₁₁ времени представляет окончание первого хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска и начало хода всасывания топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₃ времени представляет окончание первого хода всасывания топливного насоса непосредственного впрыска и начало второго хода сжатия. Момент T₄ времени представляет окончание второго хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска.

Фиг. 6 показывает, что камера сжатия топливного насоса непосредственного впрыска находится около давления на выпуске топливного насоса низкого давления во время первого и второго ходов сжатия, а также во время первого и второго ходов всасывания. Запорный клапан с соленоидным приводом работает в состоянии сквозного прохода, так что топливный насос непосредственного впрыска не накачивает топливо в направляющую-распределитель для топлива. Давление топлива в переходной камере находится под давлением на выпуске топливного насоса низкого давления. Таким образом, обеспечивается небольшая, если вообще обеспечивается, смазка топливного насоса непосредственного впрыска.

Далее, со ссылкой на фиг. 7, показана примерная рабочая последовательность топливного насоса непосредственного впрыска у топливного насоса, показанного на фиг. 4. Последовательность иллюстрирует работу топливного насоса непосредственного впрыска, когда поток топлива из топливного насоса непосредственного впрыска в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска прекращается.

Первый график сверху по фиг. 7 показывает подъем кулачка топливного насоса непосредственного впрыска в зависимости от времени. Ось Y представляет подъем кулачка топливного насоса непосредственного впрыска. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 7 к правой стороне по фиг. 7.

Второй график сверху по фиг. 7 показывает давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска в зависимости от времени. Ось Y представляет давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 7 к правой стороне по фиг. 7. Горизонтальная линия 702 представляет давление на выпуске насоса низкого давления. Горизонтальная линия 704 представляет клапан 401 сброса давления по фиг. 4, который установлен для регулирования.

Вертикальные метки T₁₀-T₁₃ указывают интересующее время в течение рабочей последовательности топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₁₀ времени представляет начало первого хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₁₁ времени представляет окончание первого хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска и начало хода всасывания топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₁₂ времени представляет окончание первого хода всасывания топливного насоса непосредственного впрыска и начало второго хода сжатия. Момент T₁₃ времени представляет окончание второго хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска.

Фиг. 7 показывает, что давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска возрастает в течение первого и второго ходов сжатия. Давление в переходной камере (не показана) находится под давлением на выпуске топливного насоса низкого давления во время первого и второго ходов сжатия, а также во время первого и второго ходов всасывания. Следовательно, развивается перепад давлений между верхней частью поршня и нижней частью поршня, предоставляя топливу возможность выдавливаться между поршнем и стенками камеры сжатия, смазывая насос. Перепад давления снижается во время первого хода всасывания. Следовательно, пониженная величина смазки может обеспечиваться на такте всасывания. Кроме того, когда подъем кулачка является нулевым, и основная окружность кулачка находится в механической связи с поршнем, давление в камере сжатия снижается до давления на выпуске насоса низкого давления, подающего топливо в топливный насос непосредственного впрыска. Запорный клапан с соленоидным приводом работает в состоянии сквозного прохода, так что топливный насос непосредственного впрыска не накачивает топливо в направляющую-распределитель для топлива. Таким образом, на такте сжатия и части хода всасывания, давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска больше, чем давление на выпуске насоса низкого давления. Следовательно, смазка топливного насоса непосредственного впрыска повышается по сравнению с предшествующим уровнем техники.

Далее, со ссылкой на фиг. 8, показана примерная рабочая последовательность топливного насоса непосредственного впрыска у топливного насоса, показанного на фиг. 5A. Последовательность иллюстрирует работу топливного насоса непосредственного впрыска, когда поток топлива из топливного насоса непосредственного впрыска в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска прекращается.

Первый график сверху по фиг. 8 показывает подъем кулачка топливного насоса непосредственного впрыска в зависимости от времени. Ось Y представляет подъем кулачка топливного насоса непосредственного впрыска. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 8 к правой стороне по фиг. 8.

Второй график сверху по фиг. 8 показывает давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска в зависимости от времени. Ось Y представляет давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 8 к правой стороне по фиг. 8. Горизонтальная линия 802 представляет давление на выпуске насоса низкого давления.

Вертикальные метки T₂₀-T₂₃ указывают интересующее время в течение рабочей последовательности топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₂₀ времени представляет начало первого хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₂₁ времени представляет окончание первого хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска и начало хода всасывания топливного насоса непосредственного впрыска. Момент T₂₂ времени представляет окончание первого хода всасывания топливного насоса непосредственного впрыска и начало второго хода сжатия. Момент T₂₃ времени представляет окончание второго хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска.

Фиг. 8 показывает, что давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска повышается в течение первого и второго ходов сжатия и во время первого хода всасывания. Таким образом, давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска является по существу постоянным при давлении, большем чем давление на выпуске насоса низкого давления. Давление в топливном насосе непосредственного впрыска находится под постоянным повышенным давлением после первого хода сжатия топливного насоса непосредственного впрыска после того, как запорный клапан с соленоидным приводом установлен в режим сквозного прохода. Следовательно, развивается перепад давлений между верхней частью поршня и нижней частью поршня, предоставляя топливу возможность выдавливаться между поршнем и стенками камеры сжатия, смазывая насос. аккумулятор 502 на фиг. 5A предоставляет давлению в камере сжатия возможность оставаться по существу постоянным на такте всасывания насоса.

Несмотря на то, что эта стратегия смазки устраняет проблему прекращения мазки, когда система DI была без использования, смазка, которая происходит на фиг. 7 и 8, может давать даже еще лучшую смазку, чем если бы только малая доля полной объемной производительности насоса выкачивалась в направляющую-распределитель для топлива.

Еще один признак состоит в том, что, на фиг. 8, поскольку давление в аккумуляторе используется для «выталкивания» поршня, система сберегает большее количество энергии, чем было бы, если бы она управлялась как показано на фиг. 7. Причина для этого состоит в том, что давление текучей среды давит с одинаковой силой на обоих ходах, сжатия и впуска. Если аккумулятор давления подвергается предварительному повышению давления (как описано ранее со ссылкой на фиг. 5A), график по фиг. 8 поднимается, таким образом, также повышая степень смазывания насоса.

Далее, со ссылкой на фиг. 9, показан способ работы топливного насоса непосредственного впрыска. Способ по фиг. 9 может храниться в качестве выполняемых команд в постоянной памяти контроллера 12, показанного на фиг. 1-5. Способ по фиг. 9 может предусматривать последовательности, показанные на фиг. 7 и 8.

На этапе 902, способ 900 определяет условия работы. Условия работы могут включать, но не в качестве ограничения, скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, скорость транспортного средства, положение тормозной педали, температуру двигателя, температуру окружающего воздуха и давление в направляющей-распределителе для топлива. Способ 900 переходит на этап 904 после того, как определены условия работы.

На этапе 904, способ 900 оценивает, является или нет топливная система системой только непосредственного впрыска. Если способ 900 делает вывод, что форсунок впрыска во впускной канал нет, и система является системой только непосредственного впрыска, ответом является да, и способ 900 переходит на этап 906. Иначе, ответом является нет, и способ 900 переходит на этап 908.

На этапе 906, способ 900 оценивает, является ли поршень в топливном насосе непосредственного впрыска совершающим возвратно-поступательные движения наряду с тем, что пороговое количество топлива втекает в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска из топливного насоса непосредственного впрыска. В одном из примеров, пороговое количество топлива является нулевым. В еще одном примере, пороговое количество топлива является количеством топлива, меньшим, чем количество топлива для работы двигателя на холостом ходу. Если способ 900 делает вывод, что поршень в топливном насосе непосредственного впрыска является совершающим возвратно-поступательные движения, и меньшее, чем пороговое, количество топлива втекает в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска из топливного насоса непосредственного впрыска, ответом является да, и способ 900 переходит на этап 918. Иначе, ответом является нет, и способ 900 переходит на выход.

На этапе 908, способ 900 определяет количество топлива для подачи в двигатель через форсунки непосредственного впрыска и количество топлива для подачи в двигатель через топливные форсунки впрыска во впускной канал. В одном из примеров, количество топлива, которое должно подаваться через форсунки оконного и непосредственного впрыска, определяется опытным путем и сохраняется в двух таблицах или функциях, одной таблице для величины впрыска во впускной канал и одной таблице для величины непосредственного впрыска. Две таблицы индексируются посредством скорости вращения и нагрузки двигателя. Таблицы выводят количество топлива для впрыска в цилиндры двигателя в каждом цикле цилиндра. Способ 900 переходит на этап 910 после определения количеств топлива для непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал.

На этапе 910, определяется, подавать или нет топливо в двигатель посредством форсунок оконного и непосредственного впрыска или исключительно посредством форсунок непосредственного впрыска. В одном из примеров, способ 900 оценивает, подавать или нет топливо в двигатель посредством форсунок оконного и непосредственного впрыска или исключительно посредством форсунок непосредственного впрыска, на основании выпускных данных из таблиц на этапе 908. Если способ 900 делает вывод, что следует подавать топливо в двигатель через форсунки оконного и непосредственного впрыска или исключительно через форсунки непосредственного впрыска, ответом является да, и способ 900 переходит на этап 912. Иначе, ответом является нет, и топливо не впрыскивается через форсунки непосредственного впрыска наряду с тем, что двигатель вращается, и поршень топливного насоса непосредственного впрыска совершает возвратно-поступательные движения. Способ 900 переходит на этап 914, когда ответом является нет.

На этапе 912, способ 900 регулирует рабочий цикл сигнала, подаваемого на запорный клапан 412 с соленоидным приводом на фиг. 4 и 5, чтобы регулировать поток через топливный насос непосредственного впрыска, чтобы выдавать количество топлива, требуемое для непосредственного впрыска, и выдавать требуемое давление топлива в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска. Рабочий цикл запорного клапана с соленоидным приводом управляет тем, сколько от фактической объемной производительности насоса занято перекачкой топлива. В одном из примеров, рабочий цикл увеличивается для усиления потока через топливный насос непосредственного впрыска и в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска. Если топливная система включает одиночный топливный насос низкого давления, команда топливного насоса низкого давления регулируется в ответ на количество топлива, которое должно подаваться в двигатель. Например, отдача топливного насоса низкого давления повышается по мере того, как увеличивается количество топлива, впрыскиваемого в двигатель. Если топливная система включает два топливных насоса низкого давления, отдача первого топливного насоса низкого давления регулируется в ответ на количество топлива, впрыскиваемого топливными форсунками впрыска во впускной канал. Отдача второго топливного насоса низкого давления регулируется в ответ на количество топлива, впрыскиваемого топливными форсунками непосредственного впрыска. Затем, топливо подается в двигатель через топливные форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Способ 900 переходит на выход после того, как настроены насосы непосредственного впрыска и низкого давления.

На этапе 914, способ 900 оценивает, следует или нет подавать топливо в двигатель через форсунки впрыска во впускной канал. В одном из примеров, способ 900 оценивает, подавать ли топливо в двигатель только через форсунки впрыска во впускной канал, на основании выпускных данных из двух таблиц на этапе 908. Если величина непосредственного впрыска топлива является нулевой или меньшей, чем пороговое количество топлива, необходимое, чтобы двигатель работал на скорости вращения холостого хода, и запрошен оконный впрыск, способ 900 переходит на этап 916. Иначе, оконный впрыск топлива и непосредственный впрыск топлива не запрошены, и способ 900 переходит на этап 918. Оконный впрыск топлива и непосредственный впрыск топлива могут не запрашиваться во время условий низкой нагрузки двигателя, таких как когда транспортное средство замедляется или движется вниз по склону.

На этапе 916, способ 900 регулирует отдачу топливного насоса низкого давления. Если топливная система включает всего лишь один топливный насос низкого давления, отдача топливного насоса низкого давления регулируется в ответ на количество топлива впрыска во впускной канал и требуемое давление в направляющей-распределителе для топлива впрыска во впускной канал. Если топливная система включает два топливных насоса низкого давления, отдача первого топливного насоса низкого давления регулируется в ответ на количество топлива, впрыскиваемого топливными форсунками впрыска во впускной канал, и давление в направляющей-распределителе впрыска во впускной канал. Отдача второго топливного насоса низкого давления регулируется в ответ на давление топлива в канале, который обеспечивает сообщение по текучей среде между топливным насосом низкого давления и топливным насосом непосредственного впрыска. В частности, команда насоса низкого давления регулируется в ответ на давление топлива между топливным насосом низкого давления и топливным насосом непосредственного впрыска. Затем, топливо впрыскивается в двигатель через топливные форсунки впрыска во впускной канал, а не через топливные форсунки непосредственного впрыска.

На этапе 918, способ 900 оценивает, следует или нет подавать смазку топливного насоса на полном ходе кулачка (например, ходе сжатия и ходе всасывания, а в некоторых примерах, в то время как поршень находится в связи с основной окружностью кулачка) топливного насоса непосредственного впрыска. В одном из примеров, способ 900 оценивает, следует или нет подавать смазку на полном ходе кулачка топливного насоса непосредственного впрыска, на основании того, включен или нет аккумулятор 502 по фиг. 5A в топливный насос или топливную систему непосредственного впрыска. Если присутствует аккумулятор, и поток топлива из топливного насоса непосредственного впрыска меньше, чем пороговый расход топлива, ответом является да, и способ 900 переходит на этап 920. Иначе, ответом является нет, и способ 900 переходит на этап 922.

На этапе 920, способ 900 регулирует давление топлива в камере давления топливного насоса непосредственного впрыска посредством клапана 401 сброса давления и аккумулятора 502, как показано на фиг. 5A, хотя также предвидятся другие схемы регулирования. Давление топлива в камере сжатия регулируется единым давлением, которое больше, чем давление на выпуске топливного насоса низкого давления, который подает топливо в топливный насос непосредственного впрыска. Посредством регулирования давления в камере сжатия, развивается перепад давления между верхней частью и нижней частью поршня топливного насоса непосредственного впрыска, и поток топлива от верхней части к нижней части поршня обеспечивает смазку для топливного насоса непосредственного впрыска. Одновременно, поток топлива из топливного насоса непосредственного впрыска в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска прекращается, так как давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска топлива больше, чем давление на выпуске топливного насоса непосредственного впрыска. Следовательно, топливный насос непосредственного впрыска смазывается без повышения давления в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска. Дополнительно, смазка топливного насоса непосредственного впрыска обеспечивается, когда прекращен поток топлива через топливные форсунки непосредственного впрыска. Таким образом, топливный насос непосредственного впрыска может смазываться, в то время как отдача топливного насоса непосредственного впрыска топлива в направляющую-распределитель для топлива является нулевым или меньшим, чем пороговый расход топлива. Способ 900 переходит на выход после того, как начинается смазка на полном ходе кулачка.

На этапе 922, способ 900 оценивает, следует или нет подавать смазку топливного насоса на половине хода кулачка (например, хода сжатия) топливного насоса непосредственного впрыска. В одном из примеров, способ 900 оценивает, следует или нет подавать смазку на полном ходе кулачка топливного насоса непосредственного впрыска, на основании того, включен или нет клапан 401 сброса давления по фиг. 4 в топливный насос или топливную систему непосредственного впрыска. Если присутствует клапан сброса давления, и поток топлива из топливного насоса непосредственного впрыска меньше, чем пороговый расход топлива, ответом является да, и способ 900 переходит на этап 924. Иначе, ответом является нет, и способ 900 переходит на этап 930.

На этапе 930, способ 900 открывает запорный клапан 412 с соленоидным приводом, показанный на фиг. 4 и 5, чтобы предоставлять запорному клапану возможность работать в качестве устройства сквозного прохода. Топливный насос непосредственного впрыска не развивает давление топлива на выпуске 404, когда запорный клапан с соленоидным приводом работает в режиме сквозного прохода. Следовательно, давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска не повышается; однако, топливный насос непосредственного впрыска может эксплуатироваться в этом состоянии в течение ограниченного времени, чтобы ограничивать ухудшение характеристик топливного насоса непосредственного впрыска. Способ 900 переходит на выход после того, как запорный клапан с соленоидным приводом работает в режиме сквозного прохода.

На этапе 924, способ 900 регулирует давление топлива в камере давления топливного насоса непосредственного впрыска посредством клапана 401 сброса давления, как показано на фиг. 4, хотя также предвидятся другие схемы регулирования. Давление топлива в камере сжатия регулируется единым давлением на такте сжатия насоса, которое больше, чем давление на выпуске топливного насоса низкого давления, который подает топливо в топливный насос непосредственного впрыска. Посредством регулирования давления в камере сжатия, развивается перепад давления между верхней частью и нижней частью поршня топливного насоса непосредственного впрыска, и поток топлива от верхней части к нижней части поршня обеспечивает смазку для топливного насоса непосредственного впрыска. Одновременно, поток топлива из топливного насоса непосредственного впрыска в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска прекращается, так как давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска топлива больше, чем давление на выпуске топливного насоса непосредственного впрыска. Следовательно, топливный насос непосредственного впрыска смазывается без повышения давления в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска. Дополнительно, смазка топливного насоса непосредственного впрыска обеспечивается, когда прекращен поток топлива через топливные форсунки непосредственного впрыска. Таким образом, топливный насос непосредственного впрыска может смазываться, в то время как отдача топливного насоса непосредственного впрыска топлива в направляющую-распределитель для топлива является нулевым или меньшим, чем пороговый расход топлива. Способ 900 переходит на выход после того, как начинается смазка на половине хода кулачка.

В качестве обобщения способа 900 по фиг. 9, когда насос является поддерживающим достаточное давления для поддержания впрыска через форсунки непосредственного впрыска, впускной запорный клапан с соленоидным приводом не питается током (не запитан или обесточен). По существу, соленоидному клапану не требуется питаться током во время условий холостого хода на непосредственном впрыске или холостого хода на оконном впрыске топлива. Во время этого способа работы, требование минимального смазывания насоса может обеспечиваться механическим устройством насосной системы.

Далее, со ссылкой на фиг. 10, показана вторая примерная топливная система для подачи топлива в двигатель 10 по фиг. 1. Многие устройства и/или компоненты в топливной системе по фиг. 10 являются такими же, как устройства и/или компоненты, показанные на фиг. 2. Поэтому, ради краткости, устройства и компоненты топливной системы по фиг. 2, и те, которые включены в топливную систему по фиг. 10, помечены одинаково, а описание этих устройств и компонентов опущено в описании фиг. 10.

Топливная система по фиг. 10 показывает топливный канал 1002, ведущий из топливного насоса 228 в направляющую-распределитель 240 и топливные форсунки 242 впрыска во впускной канал топлива. Топливный канал 1002 предоставляет топливу возможность вступать в контакт как со ступенчатым пространством, так и камерой сжатия насоса. Топливо, в таком случае, может забирать тепло и выходить в топливную систему PI (впрыска во впускной канал), как показано. Такое топливо входит в и выходит из насоса высокого давления; однако, топливо входит и выходит под давлением подъемного насоса (например, таким же давлением, как производится топливным насосом 208 низкого давления).

Фиг. 11 показывает еще один примерный топливный насос 228 непосредственного впрыска. Многие устройства и/или компоненты в топливном насосе непосредственного впрыска по фиг. 11 являются такими же, как устройства и/или компоненты, показанные на фиг. 4. Поэтому, ради краткости, устройства и компоненты топливного насоса непосредственного впрыска по фиг. 4, и те, которые включены в топливный насос непосредственного впрыска по фиг. 11, помечены одинаково, а описание этих устройств и компонентов опущено в описании фиг. 11.

Топливный насос по фиг. 11 включает топливный канал 1002, который предоставляет топливу возможность вступать в контакт со ступенчатым пространством 418 и камерой 408 сжатия насоса перед отправкой в топливные форсунки впрыска во впускной канал. Посредством предоставления топливу возможности входить в контакт с частями топливного насоса 228 высокого давления, может быть возможным охлаждать топливный насос 228 высокого давления.

Таким образом, может быть выбран один из примерных насосов, показанных на фиг. 4, 5 или 11, и давление в направляющей-распределителе для топлива, большее, чем давление подкачивающего насоса может обеспечиваться посредством приведения в действие запорного клапана с соленоидным приводом.

Еще один пример топливного насоса 228 непосредственного впрыска (DI) представлен на фиг. 12, в котором аккумулятор 425 включен в состав в качестве части иной конфигурации, чем насос 228 по фиг. 5A. Многие устройства и/или компоненты в топливном насосе непосредственного впрыска по фиг. 12 являются такими же, как устройства и/или компоненты, показанные на фиг. 5A. Поэтому, ради краткости, устройства и компоненты топливного насоса непосредственного впрыска по фиг. 5A, и те, которые включены в топливный насос непосредственного впрыска по фиг. 12, помечены одинаково, а описание этих устройств и компонентов опущено в описании фиг. 12.

Аккумулятор 425 является иным, чем аккумулятор 502 по фиг. 5A, по той причине, что аккумулятор 425 содержит профиль недействующего объема или свободного неиспользуемого объема, в котором добавлен жесткий контейнер, содержащий незаполненный внутренний объем без дополнительных компонентов. Полезность недействующего объема происходит от податливости текучей среды в жестком контейнере недействующего объема. Аккумулятор 425 может находиться в диапазоне размеров, зависящих от используемой топливной системы, и, в этом варианте осуществления, аккумулятор имеет объем 30 кубических сантиметров. Более того, на фиг. 5A, наблюдаемая податливость текучей среды является результатом практически несжимаемой текучей среды (топлива), действующей на контейнер с податливостью, или аккумулятор 502 давления. На фиг. 12, наблюдаемая податливость текучей среды является результатом эффективно сжимаемой текучей среды (топлива), действующей на жесткий контейнер или недействующий объем 425.

Добавление аккумулятора оказывает воздействия на насосную систему в нескольких направлениях. Один из признаков состоит в том, что, по мере того, как размер внутреннего объема аккумулятора возрастает, пиковое или максимальное (верхнее пороговое) давление в камере сжатия внутри насоса DI понижается. Это известно по уравнению модуля объемной упругости вещества, веществом является топливо в этом случае. Форма уравнения может быть записана в качестве dP=K*(dV/(V+dV)), где dV - объемная производительность насоса, K - модуль объемной упругости топлива, V - свободный неиспользуемый объем, а dP изменение давления. При условии в этом примере, что бензин является используемым топливом, его модуль объемной упругости может быть оценен в качестве 1300 МПа. Типичная объемная производительность насоса DI может быть принята в качестве 0,25 кубических сантиметров. Для одного и того же насоса DI, его свободный неиспользуемый объем без добавленного недействующего объема имеет значение 1,4 кубических сантиметров. С добавленным недействующим объемом, свободный неиспользуемый объем насоса эффективно повышается и может возрастать до значения, такого как 30 кубических сантиметров или большего. Как видно в уравнении модуля объемной упругости, по мере того, как возрастает свободный неиспользуемый объем V, изменение давления уменьшается, давая в результате пониженное максимальное давление в камере сжатия. Таким образом, недействующий объем 425 служит аналогичной функции, как клапан 401 сброса давления на фиг. 5A. Отмечено, что изменение dP давления, приведенное выше, может быть зависящим от нескольких других факторов кроме тех, что приведены в настоящий момент. Другие факторы могут включать утечку поршня насоса и объемные потери запорного клапана. Однако, общая зависимость между размером недействующего объема и изменением давления остается прежней.

Зависимость между размером недействующего объема (аккумулятора) и максимальным давлением в камере сжатия может быть видна на фиг. 13, где размер недействующего объема представлен в качестве горизонтальной оси, а пиковое давление в камере сжатия насоса представлено в качестве вертикальной оси. График 300 показывает, что, по мере того, как размер недействующего объема возрастает, пиковое давление в камере сжатия насоса уменьшается соответствующим образом. В качестве примерных приблизительных значений, которые формируют точки вдоль графика 300, точка 305 представляет 15 кубических сантиметров наряду с тем, что точка 315 представляет давление 20 МПа. Подобным образом, точка 310 представляет 30 кубических сантиметров наряду с тем, что точка 320 представляет давление 10 МПа.

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что избирательное добавление недействующего объема 425 к насосу 228 может уменьшать время реакции давления насоса. В ответ на это, возможный запорный клапан 430 может быть добавлен последовательно с аккумулятором 425, чтобы предотвращать ухудшение времени реакции насоса, как видно на фиг. 12. Добавление запорного клапана 430 добивается этого результата наряду с прежним предоставлением недействующему объему 425 возможности ограничивать давление в камере сжатия насоса. Как видно на фиг. 12, запорный клапан 430 и аккумулятор 425 расположены последовательно вдоль трубопровода, который обособлен от канала 435 насоса, на котором расположен соленоидный клапан 412.

Из фиг. 5A известно, что, когда запорный клапан 412 с соленоидным приводом выведен из работы (обесточен), клапану 401 сброса давления предоставлена возможность регулировать давление в камере 408 сжатия, при этом клапан сброса тарирован на определенное давление (такое как 15 бар). В свете вышеуказанного уравнения модуля объемной упругости и результата, что недействующий объем 425 ограничивает повышение давления в камере сжатия, клапан 401 сброса практически заменяется недействующим объемом 425, поскольку они служат по существу одной и той же цели. Как видно на фиг. 12, клапан 401 сброса давления по фиг. 5A удален, поскольку недействующий объем 425 заменяет функцию ограничения давления в камере сжатия насоса клапана сброса. В качестве альтернативы, клапан 401 сброса по выбору может быть включен в систему по фиг. 12, но его функция по существу избыточна. Недействующий объем 425 становится гидравлически активным, когда давление в камере сжатия компрессора превышает давление, заключенное в пределах недействующего объема 425.

Насос 228 по фиг. 12 также включает диафрагму 431 утечки, расположенную параллельно с запорным клапаном 430, которая может предоставлять давлению в насосной камере повышаться с повышением скорости вращения двигателя и скорости работы насоса. Более того, диафрагма 431 утечки может предотвращать постепенное нарастание давления выше требуемого предельного давления в камере сжатия. Диафрагма 431 утечки предоставляет захваченной текучей среде в пределах недействующего объема 425 возможность медленно течь обратно в канал 435 насоса. Здесь отмечено, что как запорный клапан 430, так и диафрагма 431 утечки возможны; добавление которых может помогать подстройке давления насоса 228 и характеристики потока, когда соленоидный клапан 412 обесточен. Более того, компоненты 430 и 431 могут вызывать эффект, подобный вышеуказанному процессу предварительного повышения давления аккумулятора 502.

Для обычной работы насоса 228 DI с аккумулятором 425, запорному клапану 412 с соленоидным приводом должна быть дана команда в (выведенное из работы) состояние сквозного прохода на такте сжатия насоса, таким образом, аккумулятор 425 может находиться в соединении по текучей среде с камерой 408 сжатия насоса. В этой конфигурации, добавленные 30 кубических сантиметров объема аккумулятора 425 могут добавляться к меньшему свободному неиспользуемому объему (1,4 кубических сантиметра) насоса 228, чтобы выдавать давление и топливо в насос.

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что топливные насосы непосредственного впрыска могут обнаруживать событие, известное как отток. Отток может происходить в приводимых в действие поршнем насосах, таких как насосы 228 DI, показанные на фиг. 4, 5A, 11 и 12, при этом часть прокачиваемой текучей среды (топлива в этом случае), повторно нагнетается в и из верхней части и нижней части поршня насоса в топливную магистраль низкого давления. В настоящем описании, топливный насос DI может быть присоединен по текучей среде к магистрали низкого давления как из верхней части, так и нижней части поршня, как видно на фиг. 12. Топливная магистраль низкого давления может содержать в себе ветви, которые расположены на впускной стороне насоса или, равносильно, выше по потоку от насоса.

Развитие оттока насоса описано, как изложено ниже. На такте сжатия насоса, по мере того, как поршень насоса является движущимся из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ), может происходить два события оттока. Во-первых, текучая среда может выталкиваться с верхней части поршня обратно в магистраль низкого давления. Во-вторых, текучая среда может всасываться из магистрали низкого давления в объем под поршнем. Объем под поршнем, также известный как ступенчатое пространство 418, как видно на фиг. 12, создан разностью диаметров между поршнем 406 и штоком 420 поршня (или штоком). Шток поршня может иметь меньший диаметр, чем диаметр поршня, что может быть конфигурацией для многих топливных насосов непосредственного впрыска. В результате разницы между диаметрами, шток поршня имеет меньший объем, чем у поршня, тем самым, вызывая полый объем (отсутствие материала) на стороне нижней части поршня.

На такте всасывания (впуска) насоса, по мере того, как поршень насоса движется из ВМТ в НМТ, может происходить два события оттока. Во-первых, текучая среда может нагнетаться с нижней части поршня (из объема под поршнем, ступенчатого пространства 418) обратно в магистраль низкого давления. Во-вторых, текучая среда может всасываться из магистрали низкого давления в верхнюю часть поршня (в камеру 408 сжатия).

Воздействие оттока насоса, или неустановившихся потоков топлива в верхней части и нижней части поршня, может возбуждать собственную частоту магистрали подачи топлива низкого давления, поскольку магистраль подачи топлива низкого давления может быть присоединена к обратной части поршня насоса, а также верхней части поршня, как видно на фиг. 12. Повторяющийся реверсивный поток топлива на обеих сторонах поршня может создавать давление топлива и пульсации топлива, которые могут по меньшей мере частично вызывать ряд проблем. Одной из этих проблем может быть повышенный шум, вызванный пульсациями потока, тем самым, требуя дополнительных компонентов подавления звука, которые, иначе, могут быть ненужными. Еще одна проблема может быть требующей повышения среднего давления подкачивающего насоса для противодействия пульсаций топлива. Более того, дополнительное механическое напряжение может быть вызвано в насосной и топливной системе, которое требовало бы дорогостоящих систем превентивного действия и/или дорогостоящих ремонтов, если происходит физический отказ компонентов. Другие связанные проблемы, не поясненные в материалах настоящего описания, могут быть вызваны оттоком насоса.

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что вышеуказанная проблема может быть по меньшей мере частично препоручена модифицированному насосу высокого давления (и связанным компонентам системы), который включает добавление недействующего объема и запорного клапана, как обсуждено ранее со ссылкой на фиг. 12, и изменение размера штока поршня. Эти физические модификации могут комбинироваться для создания иной насосной системы, чем показанные на фиг. 4, 5A, 11 и 12.

Фиг. 14 показывает модифицированную насосную систему, которая может ограничивать серьезность оттока насоса, проблемы, связанные с которым, были описаны ранее. Многие устройства и/или компоненты в топливном насосе непосредственного впрыска по фиг. 14 являются такими же, как устройства и/или компоненты, показанные на фиг. 12. Поэтому, ради краткости, устройства и компоненты топливного насоса непосредственного впрыска по фиг. 12, и те, которые включены в топливный насос непосредственного впрыска по фиг. 14, помечены одинаково, а описание этих устройств и компонентов опущено в описании фиг. 14. Аккумулятор 425 по фиг. 14 является по существу таким же, как аккумулятор 425 по фиг. 12, расположенный другом расположении.

Отличная от насоса DI по фиг. 12 направляющая-распределитель 250 для топлива непосредственного впрыска показана на фиг. 14 наряду с несколькими форсунками 252 непосредственного впрыска и датчиком 248 состава топлива, который показан в качестве являющегося присоединенным к контроллеру 12. В других вариантах осуществления, датчик 248 может быть иным датчиком, таким как датчик давления в направляющей-распределителе для топлива или другой пригодный датчик, как продиктовано требованиями конкретной топливной системой.

Топливный насос 228 по фиг. 14 может стремиться уменьшать серьезность оттока насоса посредством нескольких измененных и добавленных признаков, как описано в материалах настоящего описания. Во-первых, запорный клапан 402 может быть добавлен ниже по потоку от впуска 499 насоса, где одно из назначений клапана 402 может состоять в том, чтобы предохранять (удерживать) топливо от вытекания из камеры 408 насоса обратно в магистраль 498 низкого давления. Во-вторых, недействующий объем 425, по существу такой же, как недействующий объем 425 по фиг. 12, может быть расположен непосредственно ниже по потоку от запорного клапана 402. По существу, запорный клапан 402 и недействующий объем 425 могут быть ориентированы последовательно с впускным запорным клапаном 412 с соленоидным приводом, все выше по потоку от впуска 403 камеры сжатия насоса DI. Недействующий объем 425 может иметь дискретный объем, такой как 10 кубических сантиметров, или другой пригодный объем для насосной системы DI.

Как указанно ранее, недействующий объем 425 фактически увеличивает свободный неиспользуемый объем насоса DI, помеченный на фиг. 14 в качестве свободного неиспользуемого объема 478. Обычным значением для свободного неиспользуемого объема насоса DI может быть 3 кубических сантиметра. Объемная производительность насоса DI или объем, увлекаемый поршнем 406 по мере того, как он перемещается из ВМТ в НМТ, или наоборот, помечены в качестве объемной производительности 477 насоса. Вновь, типичным значением для объемной производительности насоса DI может быть 0,25 кубических сантиметров. Для повторения, проблемы, связанные с оттоком насоса являются состоящими из двух частей. Топливо может повторно вытесняться из и всасываться в верхнюю часть 405 и нижнюю часть 407 поршня 406, тем самым, создавая нежелательные пульсации давления и потока топлива. Добавление запорного клапана 402 и недействующего объема 425 может давать в результате пониженный или устраненный отток насоса, где топливу не предоставляется возможность течь в магистраль 498 низкого давления запорным клапаном 402, и давление топлива, сформированное из камеры 408 сжатия, может направляться в недействующий объем 425, который действует в качестве резервуара для хранения, в который поршень 406 может вталкивать топливо, в то время как запорный клапан 412 с соленоидным приводом обесточен (открыт для потока). Система, показанная на фиг. 14, может уменьшать или устранять пульсации давления наряду с предотвращением течения топлива из камеры 408 сжатия в магистраль 498 низкого давления.

Однако отток топлива по-прежнему может возникать на стороне 407 нижней части поршня 406. Как описано выше, многие насосы DI включают поршень 406 с большим диаметром, чем шток 420 поршня (или шток поршня), шток выполнен с возможностью находиться в контакте с и принимающим движение от кулачка 410. По существу, пространство 418 штока (как видно на фиг. 12) может быть сформировано разностью между объемами поршня и штока. На самом деле, ступенчатое пространство 418 может действовать в качестве камеры сжатия на обратной стороне поршня 406, которая повышает давление топлива, противоположного камере 408 сжатия. Как описано ранее, отток насоса может являться результатом изменения возвратно-поступательным движением объема ступенчатого пространства 418.

Вновь с обращением к фиг. 14, еще один признак может быть включен в насос 228, который является меняющимся по размеру штока 420. В этом варианте осуществления, наружный диаметр штока 420 равен или по существу равен наружному диаметру поршня 406. Чтобы легко проводить различие между штоком и поршнем на фиг. 14, диаметр штока 420 показан слегка меньшим, чем диаметр поршня 406, когда, в реальности, диаметры равны. Из этого, ступенчатое пространство 18 по фиг. 12 может быть поглощено штоком 420 на фиг. 14, тем самым, устраняя камеру сжатия (ступенчатое пространство 418) на обратной стороне поршня 406. Другими словами, незаполненный объем присутствует на обратной стороне поршня 406 между поршнем и штоком по всей длине перемещения поршня. Дополнительно, незаполненный объем не присутствует нигде вокруг штока внутри объема, определенного стенкой 450 цилиндра и нижней частью 451 цилиндра. Таким образом, поршень 406 (и шток) перемещаются из ВМТ в НМТ и наоборот, по существу нисколько топлива не может вытесняться в и всасываться из магистрали 497 низкого давления, те самым, уменьшая ил устраняя пульсации (отток насоса) на обратной стороне поршня 406.

Посредством уменьшения или удаления оттока насоса, могут возникать несколько преимуществ. Прежде всего, во время условий холостого хода, которые влекут за собой работу любого или обоих из PFI и DI, насос может вырабатывать меньший шум, в то время как запорный клапан с соленоидным приводом обесточен, по сравнению с насосом без измененных и добавленных признаков по фиг. 14. Дополнительно, во время условий холостого хода, насос может поддерживать смазывания наряду с тем, что топливо не пропускается через запорный клапан 416 и в направляющую-распределитель 250 для топлива (нулевой интенсивностью потока). В заключение, так как недействующий объем 425 может быть изменен по размеру согласно требованиям топливной системы, увеличенный недействующий объем может давать в результате предоставление возможности регулирования давления насоса 228 DI по той причине, что избыточное давление может накапливаться скорее в недействующем объеме 425 нежели в направляющей-распределителе 250 для топлива. Недействующий объем 425, как показано на фиг. 14, является полой камерой, компонентом, который может быть существенно менее дорогостоящим, чем другие, более сложные компоненты. Таким образом, добавление дорогостоящих устройств регулирования давления может быть не нужным.

Следует понимать, что вариант осуществления насоса 228 DI и связанные признаки, показанные на фиг. 14, подразумеваются одной примерной из многочисленных возможных конфигураций в иллюстративном и неограничивающем смысле. Признаки и компоненты по фиг. 14 могут быть перемещены и/или изменены по-прежнему наряду с сохранением общего результата, описанного в материалах настоящего описания, то есть, уменьшением или устранением оттока насоса в верхней части и нижней части поршня 406 благодаря геометрическим изменениям у компонентов насоса и добавлению других компонентов насоса.

Подводя итог, добавление недействующего объема 425 и запорного клапана 402 наряду с равными диаметрами поршня 406 и штока 420 может по существу предотвращать обратный поток текучей среды на сторону подачи низкого давления (в топливные магистрали 497 и 498 низкого давления), таким образом, уменьшая пульсации давления. Эти дополнительные признаки, как показано на фиг. 14, а также на фиг. 12 (с диафрагмой 431 утечки), может помогать в ослаблении неблагоприятных эффектов, связанных с оттоком насоса, шумностью насоса и недостаточным смазыванием насоса. Более того, так как повышенному давлению подкачивающего насоса может требоваться преодолевать пульсации топлива, вызванные оттоком насоса, добавление вышеуказанных компонентов может уменьшать энергию, требуемую насосной системой, в то время как пульсации топлива уменьшаются.

Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложены способы и системы для топливного насоса непосредственного впрыска. Согласно изобретению давление внутри камеры сжатия 408 топливного насоса регулируют путем подачи в камеру сжатия некоторого объема топлива из аккумулятора 502 при открытом регулирующем клапане 412. Смазка топливного насоса улучшается за счет выдавливания топлива из камеры сжатия 408 в подпоршневое пространство 418. За счет улучшения смазки топливного насоса снижается вероятность ухудшения его характеристик. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ работы топливного насоса непосредственного впрыска, включающий этапы, на которых:

при подаче запорному клапану с соленоидным приводом на впуске топливного насоса непосредственного впрыска команды на состояние сквозного прохода на такте сжатия топливного насоса непосредственного впрыска аккумулятор, расположенный выше по потоку от запорного клапана с соленоидным приводом, находится в сообщении по текучей среде с камерой сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, при этом аккумулятор добавляет некоторый объем к свободному неиспользуемому объему топливного насоса непосредственного впрыска.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, причем давление обеспечивает перепад давления больший, чем пороговый перепад давления между верхней частью и нижней частью поршня насоса на такте сжатия топливного насоса непосредственного впрыска.

3. Способ по п. 2, в котором давление регулируют посредством аккумулятора по мере того, как он выдает топливо и давление в камеру сжатия топливного насоса непосредственного впрыска.

4. Способ по п. 1, в котором при возрастании внутреннего объема аккумулятора верхнее пороговое давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска уменьшается.

5. Способ по п. 1, в котором запорный клапан расположен между аккумулятором и запорным клапаном с соленоидным приводом.

6. Способ по п. 5, в котором диафрагма утечки расположена параллельно с запорным клапаном.

7. Способ по п. 1, в котором топливный насос непосредственного впрыска приводится в действие кулачком.

8. Топливная система, содержащая:

топливный насос непосредственного впрыска, содержащий поршень, камеру сжатия и кулачок для приведения в движение поршня;

первый запорный клапан с соленоидным приводом, расположенный на впуске топливного насоса непосредственного впрыска, для регулирования потока топлива;

второй запорный клапан, расположенный выше по потоку от первого запорного клапана с соленоидным приводом; и

аккумулятор, расположенный выше по потоку от второго запорного клапана, причем аккумулятор увеличивает свободный неиспользуемый объем топливного насоса непосредственного впрыска.

9. Топливная система по п. 8, в которой аккумулятор расположен последовательно со вторым запорным клапаном в отдельном трубопроводе, чем запорный клапан с соленоидным приводом.

10. Топливная система по п. 8, дополнительно содержащая диафрагму утечки, расположенную параллельно со вторым запорным клапаном.

11. Топливная система по п. 8, дополнительно содержащая контроллер, содержащий команды для работы первого запорного клапана с соленоидным приводом, чтобы регулировать поток топлива через топливный насос непосредственного впрыска.