Способ (варианты) и система для вентиляции картера двигателя с наддувом - RU2717864C2

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки на патент США №13/660,884 «СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫМИ ПАРАМИ», поданной 25 октября 2012 г., полный текст которой настоящим включен в данный документ посредством ссылки для всех целей.

Область техники

Настоящая заявка относится к способам контроля вентиляции картера двигателя с наддувом.

Уровень техники/Сущность изобретения

Системы снижения токсичности автомобиля могут быть выполнены с возможностью хранения топливных паров, образующихся при доливании топлива в бак и образующихся при повседневной работе двигателя в угольном адсорбере. При последующей работе двигателя сохраненные пары могут быть продуты в двигатель для сгорания. Различные подходы могут быть использованы для создания разрежения для подачи топливных паров. Например, разрежение во впускном коллекторе, создаваемое при вращении двигателя, может быть использовано для подачи сохраненных паров топлива. В другом примере наддувочный впускной воздух может быть прямо или косвенно использован для продувки топливных паров. Еще один из примерных подходов показан Алри и соавт. в патенте США 8109259. В нем сжатый воздух направляют через картер для достижения сброса картера. Затем сброс картера смешивается со сбросом адсорбера, содержащим хранящиеся пары топлива. Смешанный сброс затем продувают на вход двигателя.

Авторы настоящего изобретения выявили, что такой подход может обладать ограниченными характеристиками при условиях, когда давление в коллекторе (или ДВК) соответствует или близко к условиям окружающей среды (или БД). В частности, при таких условиях имеющаяся степень разрежения для продувки паров топлива может быть низкой, что приведет к большому провалу разрежения. Уменьшение степени разрежения продувки может привести к неполной продувке и ухудшению свойств выбросов. Кроме того, в некоторых примерах можно пожертвовать экономией топлива в пользу увеличения разрежения для продувки топлива, например, посредством повторного запуска двигателя гибридного электрического автомобиля (ГЭА), снизив использование изменения фаз распределительного вала или высоты подъема клапанов. В других подходах возможно применение электрических насосов для продувки пара для сохранения экономии топлива. Однако такие насосы могут быть дорогими, и электроэнергия для их питания может увеличить паразитную нагрузку, снижающую экономию топлива. Кроме того, в условиях с более низким давлением наддува сжатый воздух может не подходить для продувки картера.

В одном из примеров вышеуказанная проблема может быть, как минимум частично решена посредством способа для двигателя с наддувом, содержащего в условиях работы с наддувом создание разрежения у первого аспиратора с использованием перепускного потока компрессора. Затем в условиях работы без наддува способ содержит увеличение разрежения во впускном коллекторе посредством создания разрежения у второго аспиратора с использованием перепускного потока впускного дросселя. Кроме того, при любых условиях способ содержит применение созданного разрежения для продувки топливных паров из адсорбера и картера во впускной коллектор. Таким образом, один или несколько аспираторов могут быть использованы для увеличения низкого разрежения во впускном коллекторе и увеличения эффективности продувки.

В другом примере способ для двигателя с наддувом может содержать в условиях работы с наддувом создание разрежения у первого эжектора с использованием перепускного потока воздуха компрессора, применение разрежения к картеру для вытягивания топливных паров в первый эжектор, а при условиях крейсерского режима и во время вытягивания паров в первый эжектор - направление дополнительных топливных паров из картера во впускной коллектор через клапан вентиляции картера. Таким образом, при условиях работы с низким наддувом возможна продувка дополнительных топливных паров из картера.

Например, в условиях работы без наддува топливные пары (из топливного бака), ранее хранившиеся в адсорбере, могут быть втянуты на впуск двигателя вместе с топливными парами из картера. В частности, и пары адсорбера, и картерные газы могут быть втянуты во впускной коллектор в первом общем направлении с использованием разрежения во впускном коллекторе. В варианте осуществления изобретения можно увеличить разрежение во впускном коллекторе (например, когда давление в коллекторе по существу равно атмосферному давлению), направив как минимум часть впускного воздуха через аспиратор, установленный в перепускном канале дросселя, и создав дополнительное разрежение на аспираторе. В качестве альтернативы разрежение во впускном коллекторе можно использовать, направив картерные газы через аспиратор и создав дополнительное разрежение на аспираторе. Таким образом, перепускной поток дросселя используют для втягивания топливных паров в условиях работы без наддува.

В условиях работы с наддувом топливные пары из адсорбера и картера могут быть втянуты на вход компрессора за счет разрежения, создаваемого у аспиратора, установленного в перепускном канале компрессора. В этом отношении, и пары адсорбера, и картерные газы могут быть втянуты во впускной коллектор через вход компрессора в первом общем направлении. Таким образом, перепускной поток компрессора используют для втягивания топливных паров в условиях работы с наддувом.

Кроме того, в условиях работы с более низким уровнем наддува, например, в крейсерском режиме, во впускном коллекторе может присутствовать небольшое разрежение (например, давление в коллекторе ниже барометрического в пределах порогового значения). В этих условиях, в то время как топливные пары из картера могут быть втянуты на вход компрессора за счет разрежения, созданного на аспираторе, установленном в перепускном канале компрессора, дополнительные топливные пары могут быть вытянуты из картера непосредственно во впускной коллектор за счет разрежения в коллекторе.

Таким образом, один или несколько аспираторов, установленных в системе двигателя, могут быть успешно использованы для создания дополнительного разрежения для продувки топливных паров адсорбера и картера. Посредством использования перепускного потока дросселя или картерного потока для создания разрежения у аспиратора в условиях работы без наддува разрежение во впускном коллекторе может быть увеличено при условиях, если в ином случае образуется большая впадина разрежения. Посредством использования перепускного потока компрессора для создания разрежения у другого аспиратора в условиях работы с наддувом созданное разрежение может использоваться для вытягивания топливных паров адсорбера и картера во впускной коллектор с перемещением паров в том же направлении, что и в условиях работы без наддува. Кроме того, топливные пары могут быть выведены из картера даже в условиях работы с низким наддувом. Обычная обработка топливных паров из адсорбера и картера, а также односторонний поток паров в условиях работы с наддувом и без наддува, снижают сложность системы и обеспечивают преимущество, состоящее в использовании меньшего количества компонентов и которое должно достигаться без снижения эффективности продувки. Например, в картере может быть использован один маслоотделитель. За счет использования имеющегося потока воздуха для создания разрежения продувки на аспираторах снижается необходимость в специальных насосах, что снижает соответствующие паразитные нагрузки. Таким образом, характеристики выбросов улучшаются без сокращения экономии топлива.

Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые далее раскрыты более подробно. Оно не предназначено для определения ключевых или основных отличительных признаков предмета настоящего изобретения, объем которого определен пунктами формулы, приведенными после раскрытия. Далее, заявленный предмет изобретения не ограничивается вариантами осуществления, устраняющими какие-либо вышеуказанные недостатки или недостатки в любой другой части настоящего описания.

Краткое описание чертежей

Предмет настоящего раскрытия будет более понятным при прочтении следующего подробного описания вариантов осуществления, не имеющих ограничительного характера, со ссылкой на приложенные чертежи, где:

На ФИГ. 1-3 показан пример варианта осуществления системы двигателя, выполненной с возможностью использования нескольких аспираторов для увеличения разрежения в коллекторе для совместной продувки топливных паров из топливной системы и вентиляционной системы картера.

На ФИГ. 4 представлена схема примера изменения впадины разрежения в коллекторе при использовании нескольких аспираторов на ФИГ. 1-3.

На ФИГ. 5 показан способ создания разрежения на множестве аспираторов на ФИГ. 1-5 в условиях работы с наддувом и без наддува для обеспечения совместной обработки продувки топливных паров и вентиляции картера.

На ФИГ. 6, 7 и 8 показаны дополнительные примеры вариантов осуществления системы двигателя с усилением вентиляции картера.

На ФИГ. 9 показан пример способа для вентиляции картера в условиях работы двигателя с наддувом в крейсерском режиме.

На ФИГ. 10 показан пример эксплуатации с вентиляцией картера при разных условиях работы двигателя.

Осуществление изобретения

Представлены способы и системы для увеличения разрежения в коллекторе в условиях работы двигателя с наддувом и без наддува за счет разрежения, созданного на множестве аспираторов, соединенных с системой двигателя (например, аспираторы и система двигателя на ФИГ. 1-3 и 6-8). Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения управляющих алгоритмов, таких как примерный алгоритм на ФИГ. 5, для отвода части сжатого воздуха через первый аспиратор в условиях работы с наддувом, в то время как часть впускного воздуха отводится через второй аспиратор в условиях работы без наддува для увеличения разрежения, созданного для продувочных операций. Кроме того, картерный поток может быть использован аспиратором для увеличения разрежения во впускном коллекторе. Увеличенное разрежение может затем быть использовано для совместного вытягивания топливных паров из адсорбера топливной системы и вентиляционной системы картера. Таким образом, может быть увеличено (ФИГ. 4) разрежение во впускном коллекторе для увеличения эффективности продувки. Дополнительно, в условиях понижения наддува двигателя продувка картера может происходить одновременно на вход компрессора и во впускной коллектор (ФИГ. 9). Продувка системы двигателя может быть произведена в условиях работы с наддувом, без наддува, а также в условиях с пониженным наддувом (ФИГ. 10). Посредством координации и комбинирования продувки топливных паров с вентиляцией картера достигаются общие преимущества.

Предмет настоящего раскрытия далее описан при помощи примеров и ссылок на определенные проиллюстрированные варианты осуществления изобретения. Компоненты, которые могут быть по существу одинаковыми в одном или нескольких вариантах осуществления обозначены соответствующим образом и описаны с минимальными повторами. Однако следует учитывать, что компоненты, обозначенные соответствующим образом в различных вариантах осуществления настоящего раскрытия, могут, как минимум частично различаться. Следует учитывать, что чертежи в настоящем раскрытии являются схематическими. Виды изображенных вариантов осуществления обычно показаны не в масштабе; пропорции, размер элементов и номера отличительных признаков могут быть намеренно искажены, чтобы можно было лучше рассмотреть отдельные отличительные признаки или соотношения.

Что касается ФИГ. 1, на ней показаны аспекты примерной системы 100 двигателя для автомобиля. Система двигателя выполнена с возможностью сжигания топливных паров, накопленных, по меньшей мере, в одном из ее компонентов. Система 100 двигателя содержит многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, в основном обозначенным позиционным номером 10, который может быть использован как часть движительной системы автомобиля. Двигателем 10 можно управлять, по меньшей мере, частично, при помощи управляющей системы, содержащей контроллер 12, а также посредством команд водителя 130 автомобиля, подаваемых через устройство 132 ввода. В этом примере устройство 132 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала положения педали (ПП).

Двигатель 10 содержит дроссель 20 воздухозаборника, соединенный с возможностью гидравлического сообщения с впускным коллектором 144 двигателя по впускному каналу 142. Воздух может входить во впускной канал 142 из системы впуска воздуха (СВВ), содержащей очиститель 33 воздуха, выполненный с возможностью сообщения с окружающей средой, в которой находится автомобиль. Положение дросселя 20 можно изменять с помощью контроллера 12 посредством сигнала, подаваемого на электромотор или привод, оснащенный дросселем 20, что составляет конфигурацию, обычно называемую электронным управлением дросселем (ЭУД). Таким образом, дроссель 20 может быть выполнен с возможностью изменения впуска воздуха, подаваемого во впускной коллектор 144, и множество цилиндров. Датчик 58 массового расхода воздуха может быть установлен во впускном канале 142 для подачи сигнала массового расхода воздуха (МРВ). Датчик 162 давления воздуха в коллекторе может быть соединен с впускным коллектором 144 для передачи сигнала о давлении воздуха в коллекторе (ДВК) в контроллер 12.

Система 100 двигателя может дополнительно содержать компрессор 14 турбонагнетателя для обеспечения наддува во впускной коллектор 144. Компрессор 14 может быть выполнен с возможностью механического соединения и приведения в действие турбиной, работающей на горячих отработавших газах, поступающих из двигателя. В конфигурации, проиллюстрированной на ФИГ. 1, компрессор турбонагнетателя также получает свежий воздух от очистителя 33 воздуха и направляет сжатый воздух через промежуточный охладитель 18. Промежуточный охладитель охлаждает сжатый воздух, который затем проходит через дроссель 20 во впускной коллектор 144.

Перепускная линия 135 компрессора может быть установлена параллельно компрессору 14 для отвода части впускного воздуха, сжимаемого компрессором 14, обратно к участку выше по потоку относительно компрессора. Количеством воздуха, отводимого по перепускной линии 135, можно управлять посредством открытия перепускного клапана 106 компрессора (ПКК). Посредством управления ПКК 106 и изменения количества воздуха, отводимого по перепускной линии 135 компрессора, можно регулировать давление наддува ниже по потоку от компрессора. Это, в свою очередь, обеспечивает регулирование наддува и регулирование помпажа. Кроме того, управление ПКК 106 может снизить давление на объем воздуха между компрессором 14 и дросселем 20 для устранения проблем шума и т.д. Датчик 160 давления на входе компрессора выполнен с возможностью соединения непосредственно выше по потоку относительно компрессора для передачи сигнала о давлении на входе компрессора (ДнВК) контроллеру 12.

Первый аспиратор 116 может быть соединен с перепускной линией 135 компрессора. В частности, первый аспиратор 116 может быть установлен в первой трубке 138, установленной параллельно перепускной линии 135 компрессора. Таким образом, посредством открытия ПКК 106 можно изменять количество сжатого воздуха, отводимого через перепускную линию 135 компрессора и аспиратор 116. Аспиратор также может быть назван эжектором, трубкой Вентури или струйным насосом. Таким образом, эжектор может быть пассивным устройством создания разрежения. В некоторых вариантах осуществления первая трубка 138 может дополнительно содержать регулирующий клапан 122 первого аспиратора, установленный выше по потоку от впуска первого аспиратора 116 для изменения скорости расхода воздуха, проходящего через первый аспиратор 116. Например, в течение периода увеличения давления регулирующий клапан 122 первого аспиратора можно закрыть для ускорения увеличения давления наддува (и тем самым уменьшения турбоямы). Для сравнения, при открытии регулирующего клапана 122 первого аспиратора, когда увеличение наддува не требуется, создание разрежения может быть восстановлено, как только установится достаточное давление наддува. В одном примере регулирующий клапан 122 первого аспиратора закрыт только при начальном (и сильном) нажатии водителем педали акселератора. Таким образом, в условиях работы с наддувом у первого аспиратора разрежение создается с использованием потока перепускной линии компрессора. Таким образом, если регулирующий клапан 122 первого аспиратора был постоянно открыт, возможно снижение скорости увеличения давления во впускном коллекторе при переходе, когда требуется максимальная мощность двигателя.

Система 100 двигателя может содержать одно или несколько устройств потребления разрежения, приводимых в действие разрежением. Например, система 100 двигателя может содержать тормозной усилитель 140, соединенный с колодками колесных тормозов (не показаны) автомобиля. Тормозной усилитель 140, включая вакуумный бачок 184 тормозного усилителя, может быть соединен с впускным коллектором 144 посредством обратного клапана 73. Обратный клапан 73 позволяет воздуху проходить во впускной коллектор 144 из тормозного усилителя 140 и ограничивает поток воздуха в тормозной усилитель 140 из впускного коллектора 144. Тормозной усилитель 140 может содержать вакуумный бачок 184 (или вакуумную полость) за диафрагмой 183 тормозного усилителя для увеличения усилия, создаваемого водителем 130 автомобиля посредством тормозной педали 152 для применения колесных тормозов автомобиля (не показаны).

Вакуумный бачок 184 может также получать разрежение из аспиратора 30 или впускного коллектора 144. В частности, часть впускного воздуха может течь из места выше по потоку от впускного дросселя 20 во впускной коллектор 144 по трубке 137. Протекая по трубке 137, воздух может проходить через аспиратор 30, создавая разрежение на впуске аспиратора. Контроль части впускного воздуха, отводимого через аспиратор 30, а затем - разрежения, создаваемого на аспираторе 30, может осуществляться клапаном 60 трубки. Кроме того, обратный клапан 56, установленный между впуском разрежения аспиратора и тормозным усилителем 140, может предотвратить обратный поток разрежения из резервуара 184 тормозного усилителя в направлении аспиратора 30. Уровень разрежения на тормозном усилителе 140 может быть оценен датчиком 146 давления.

Впускной коллектор 144 выполнен с возможностью подачи впускного воздуха или воздушно-топливной смеси во множество камер сгорания двигателя 10. Камеры сгорания могут быть предусмотрены над картером 114, заполненным смазочным материалом, в котором поршни камер сгорания, выполненные с возможностью возвратно-поступательного движения, могут обеспечивать вращение коленчатого вала. Поршни с возможностью возвратно-поступательного движения могут быть, по существу, изолированы от картера посредством одного или более поршневых колец, которые предотвращают попадание воздушно-топливной смеси и газов, образующихся при сгорании, в картер. Тем не менее, значительное количество топливных паров, «несгоревшего» воздуха и отработавших газов может быть пропущено поршневыми кольцами и может со временем попадать в картер. Дополнительные пропущенные газы могут попадать в картер, протекая через сальники впускных и выпускных клапанов. Для уменьшения неблагоприятного воздействия топливных паров на вязкость смазочного материала двигателя и для уменьшения выбросов паров в атмосферу картер может быть подвержен непрерывной или периодической вентиляции, как описано ниже. Продувание газов в картере может снизить влажность в картере. Таким образом, влажность и последующая конденсация влаги в картере могут предшествовать образованию осадка в двигателе. В конфигурации, показанной на ФИГ. 1, клапан 28 вентиляции картера управляет продувкой топливных паров из картера во впускной коллектор через вентиляционную линию 80 картера.

В одном варианте осуществления изобретения клапан 28 вентиляции картера может быть односторонним клапаном, обеспечивающим постоянный вывод картерных газов изнутри картера 114 перед подсоединением к впускному коллектору 144. Односторонний клапан может обеспечивать герметичность, если поток через вентиляционную линию 80 картера изменит направление на противоположное. В другом варианте осуществления изобретения клапан 28 вентиляции картера может менять свои ограничения потока в ответ на падение в нем давления (или степень расхода через него). Еще в других примерах клапан вентиляции картера может представлять собой клапан с электронным управлением. В этом отношении контроллер 12 может давать сигнал на изменение положения клапана от открытого положения (или положения высокого расхода) до закрытого положения (или положение низкого расхода) или наоборот, или любое промежуточное положение между ними.

Следует понимать, что, в связи с использованием в данном изобретении, поток вентиляции картера означает поток топливных паров и газов из картера во впускной коллектор по вентиляционной линии 80. Аналогично, в связи с использованием в данном изобретении, обратный поток в картере означает поток топливных паров и газов по вентиляционной линии 80 из впускного коллектора в картер. Обратный поток может возникать, когда давление во впускном коллекторе выше давления в картере (например, при работе двигателя с наддувом). В некоторых вариантах осуществления обратный клапан 54 может быть присоединен между впускным коллектором 144 и картером 114 в вентиляционной линии 80 для предотвращения обратного потока в картере. Давление топливных паров в картере 114 может быть определено датчиком 62 давления в картере.

Картер 114 может содержать один или несколько маслоотделителей 96 для отделения масла от картерных паров (или пропущенного газа) перед продувкой паров во впускной коллектор 144. Предусмотрен только один маслоотделитель 96, так как конфигурация на ФИГ. 1 обеспечивает однонаправленную вентиляцию картера, как описано ниже.

Если БД>ДВК (например, в условиях работы без наддува), свежий воздух втягивается в картер 114 из воздухоочистителя 33 по вентиляционной трубке 178. Картерные топливные пары и газы затем выпускаются в первом направлении по вентиляционной линии 80, через обратный клапан 54 и во впускной коллектор 144 с применением разрежения во впускном коллекторе. Затем, когда ДВК>БД (например, в условиях работы с наддувом), картерные топливные пары втягиваются в том же первом направлении по вентиляционной линии 80 с применением разрежения, создаваемого у первого аспиратора 116. Таким образом, условия работы с наддувом могут присутствовать, когда впускное давление дросселя 20 (например, давление на входе дросселя или ДВД) выше впускного давления компрессора 14 (например, давление на входе компрессора или ДнВК). Картерные топливные пары могут быть направлены на вход компрессора 14 из первого аспиратора 116 перед подачей на впускной коллектор 144. Обратный клапан 51, установленный в вакуумной линии между входом компрессора и картером, предотвращает обратный поток из компрессора в картер. Таким образом, картерные газы могут быть втянуты во впускной коллектор в том же направлении через маслоотделитель 96 в условиях работы с наддувом и без наддува с учетом однонаправленной вентиляции картера. В данном случае однонаправленная вентиляция картера означает газы, выходящие из картера 114 посредством маслоотделителя 96, а не по вентиляционной трубке 178. Таким образом, такой однонаправленный поток обеспечивает уменьшение количества используемых компонентов, так как требуется только один маслоотделитель 96 на выходе картера для удаления масла из просочившегося газа. В альтернативных вариантах системы с двунаправленным потоком вентиляционная трубка картера может передавать поток в обоих направлениях. В этом отношении, практически всегда обеспечивая разрежение в вентиляционной линии 80, поток в вентиляционной трубке 178 практически всегда может быть направлен из картера 114 к воздухоочистителю 33.

Следует понимать, что ДВК может быть ниже БД даже в условиях работы с наддувом, основываясь на положении впускного дросселя 20. Условия работы с наддувом могут быть измерены датчиком давления на входе дросселя (не показан на ФИГ. 1, 2 и 3), установленным ниже по потоку от компрессора 14 и выше по потоку от впускного дросселя 20. Например, условия работы с наддувом могут содержать условия, в которых ДВК>БД и давление на входе дросселя (ДВД) также больше ДнВК (ДВД>ДнВК). Условия работы без наддува могут содержать ДВД, по существу равное БД. ДВД могут также называть давлением наддува.

Система 100 двигателя дополнительно содержит топливный бак 26, в котором хранится летучее жидкое топливо, сгорающее в двигателе 10. Для того чтобы избежать выброса топливных паров из топливного бака в атмосферу, вентиляцию топливного бака с выходом в атмосферу осуществляют через адсорбер 22. Адсорбер может иметь значительную вместительность для хранения углеводородного топлива, спиртового топлива и/или эфирного топлива в адсорбированном состоянии; он может быть заполнен гранулами из активированного угля и/или, например, другим материалом, обеспечивающим большую площадь поверхности. Тем не менее, долгая адсорбция топливных паров в итоге приведет к уменьшению вместительности адсорбера для дальнейшего хранения топлива. Поэтому адсорбер могут периодически продувать для удаления адсорбированного топлива, в соответствии с нижеуказанным раскрытием. В конфигурации, показанной на ФИГ. 1, продувочный клапан 118 адсорбера управляет продувкой топливных паров из картера во впускной коллектор через продувочную линию 82. Обратный клапан 52 выполнен с возможностью соединения с продувочной линией 82 для предотвращения обратного потока из впускного коллектора 144 в адсорбер 22.

Когда соблюдены условия продувки, такие как условия, когда адсорбер насыщен, пары, сохраненные в адсорбере 22 топливных паров, могут быть продуты во впускной коллектор 144 путем открытия продувочного клапана 118 адсорбера. Несмотря на то, что показан один адсорбер 22, следует понимать, что любое количество адсорберов может быть соединено с системой 100 двигателя. В одном примере продувочный клапан 118 абсорбера может быть электромагнитным клапаном, причем открытие или закрытие клапана выполняется путем приведения в действие продувочного клапана адсорбера. Адсорбер 22 дополнительно содержит вентиляционное отверстие 117 для направления газов из адсорбера 22 в атмосферу при хранении или улавливании паров топлива из топливного бака 26. Вентиляционное отверстие 117 также выполнено с возможностью пропускания свежего воздуха в адсорбер 22 топливных паров при продувке хранящихся топливных паров во впускной коллектор 144 через продувочную линию 82 и продувочный клапан 118. Хотя в этом примере вентиляционное отверстие 117 сообщается со свежим не нагретым воздухом, могут быть использованы и другие модификации. Вентиляционное отверстие 117 может содержать клапан 120 вентиляции адсорбера для регулировки потока воздуха и паров между адсорбером 22 и атмосферой. Также блокировочный клапан паров (не показан) может быть установлен между топливным баком 26 и адсорбером 22 топливных паров. Также датчик давления топливного бака (не показан) может быть установлен в линии между топливным баком 26 и адсорбером 22 топливных паров.

Если БД>ДВК (например, в условиях работы без наддува), топливные пары втягиваются из адсорбера 22 в первом направлении в продувочной линии 82 во впускной коллектор 144 с применением разрежения во впускном коллекторе. Затем, когда ДВД>ДнВК (например, в условиях работы с наддувом), картерные топливные пары втягиваются в том же первом направлении по вентиляционной линии 82 на вход компрессора с применением разрежения, создаваемого у первого аспиратора 116. Топливные пары затем продувают на впускной коллектор. Таким образом, картерные газы и топливные пары могут быть одинаково обработаны и совместно перемещены во впускной коллектор в одном направлении в условиях работы с наддувом и без наддува. В варианте осуществления на ФИГ. 1 применяют перепускной поток компрессора для создания разрежения у первого аспиратора в условиях работы с наддувом и используют созданное разрежение для продувки топливных паров картера и картерных газов на впуск двигателя в условиях работы с наддувом. Кроме того, в варианте осуществления изобретения применяют разрежение во впускном коллекторе для продувки картерных топливных паров и картерных газов на впуск двигателя в условиях работы без наддува.

Контроллер 12 может быть выполнен в качестве микрокомпьютера, содержащего микропроцессорное устройство, порты ввода/вывода, электронную среду хранения выполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, энергонезависимое запоминающее устройство и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков 16, соединенных с двигателем 10, таких как датчик 58 МРВ, датчик 162 ДВК, датчик 62 вентиляционного давления в картере, датчик 160 ДнВК, датчик давления на впуске дросселя (ДВД) (660 на ФИГ. 6-8); датчик 146 давления тормозного усилителя и т.д. Кроме того, контроллер 12 может контролировать и регулировать положение разных приводов 81 на основании данных различных датчиков. Эти приводы могут содержать, например, дроссель 20, системы впускных и выпускных клапанов, продувочный клапан 118 адсорбера, клапан 117 вентиляции адсорбера, клапан 28 вентиляции картера, ПКК 106, регулирующие клапаны 122 и 60 аспиратора и компрессор 14. Постоянное запоминающее устройство электронной среды хранения данных в контроллере 12 может быть запрограммировано с помощью машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, исполняемые процессором для осуществления способов, раскрытых ниже, а также других вариантов, предвиденных, но не указанных отдельно. Примерные способы и алгоритмы управления раскрыты в настоящей заявке со ссылкой на ФИГ. 5 и 9.

На ФИГ. 2 изображен альтернативный вариант 200 осуществления системы 10 двигателя, где разрежение во впускном коллекторе усиливается в условиях работы без наддува аспиратором, установленным параллельно впускному дросселю. В частности, второй аспиратор 216 установлен в трубке 238 параллельно впускному дросселю 20, также называемой здесь перепускным каналом 238 дросселя. Перепускной дроссельный клапан 222 можно открыть для отведения части впускного воздуха, полученного из воздухоочистителя 33 из области выше по потоку от дросселя 20, по трубке 238 во впускной коллектор 144 ниже по потоку от дросселя 20. Воздух, проходящий через перепускной канал 238 дросселя, может быть направлен от впуска второго аспиратора 216 на выход аспиратора. Поток через аспиратор может быть использован для разрежения, втягиваемого из вакуумного входа второго аспиратора 216. Посредством регулирования количества воздуха, отводимого через перепускной канал 238 дросселя, можно регулировать степень разрежения, создаваемого у второго аспиратора 216.

Разрежение, создаваемое у второго аспиратора 216, можно применять в сочетании с разрежением во впускном коллекторе в условиях работы без наддува для перемещения топливных паров из каждого картера и адсорбера во впускной коллектор 144 двигателя для продувки. Обратный клапан 70, соединенный с вакуумным входом второго аспиратора 216, предотвращает обратный поток в аспиратор. За счет использования разрежения во впускном коллекторе, увеличенного аспиратором, может быть уменьшена впадина разрежения, которая образуется в ином случае, когда ДВК приблизится или будет равным БД. Как показано на ФИГ. 4, посредством уменьшения впадины разрежения в коллекторе увеличивают эффективность продувки и значительно снижают потребность (для соответствия необходимости в разрежении во впадине разрежения) в вакуумном насосе.

Следующий вариант 300 осуществления изобретения системы 10 двигателя изображен на ФИГ. 3, где система двигателя содержит третий аспиратор для увеличения разрежения во впускном коллекторе. В частности, третий аспиратор 316 установлен в вентиляционной линии 80 картера между выпуском картера 114 и впускным коллектором 144. В условиях работы без наддува впускной воздух подают из области ниже по потоку от воздухоочистителя 33 в картер 114 по вентиляционной трубке 178, а оттуда картерные газы направляют на вход компрессора по вентиляционной линии 80. Картерный поток используют посредством установки третьего аспиратора 316 в вентиляционной линии 80 так, чтобы весь картерный поток был направлен через третий аспиратор 316. В одном варианте осуществления изобретения третий аспиратор 316 может быть аналогом воздушной заслонки, причем снижается необходимость в специально предназначенном клапане вентиляции (например, клапан 28 на ФИГ 1-2). В изображенном варианте осуществления изобретения, где третий аспиратор имеет свойства воздушной заслонки, с перепадом давления около 10 кПа, воздушная заслонка может привести к постоянной скорости потока при любых перепадах давления, превышающих 10 кПа, например.

В условиях работы без наддува разрежение, созданное на третьем аспираторе 316, затем используют в дополнение к разрежению, созданному у первого аспиратора 116, для втягивания топливных паров из картера и адсорбера во впускной коллектор двигателя. Посредством увеличения разрежения, создаваемого разрежением во впускном коллекторе и разрежением, созданным путем использования картерного потока, может быть достигнуто разрежение, требуемое для продувки топливных паров, в частности, при условиях, если в ином случае возможно появление впадины разрежения в коллекторе, без необходимости в специально вакуумном насосе. В условиях работы с наддувом перепускной поток компрессора может быть использован у первого аспиратора 116, а также для вытягивания топливных паров продувки из газов адсорбера и картера по продувочной линии 82 и вентиляционной линии 80 на вход компрессора 14. Следует понимать, что топливные пары из адсорбера и картера втягиваются во впускной коллектор в общем направлении в условиях работы без наддува. Аналогично, топливные пары из адсорбера и картера втягиваются на входе компрессора в общем направлении в условиях работы с наддувом. Таким образом, конфигурация позволяет картерным газам вытекать из картера в общем направлении в условиях работы с наддувом и без наддува, что позволяет использовать один маслоотделитель 96 на выходе из картера. Для сравнения, при конфигурации с двусторонним потоком потребовалось бы несколько маслоотделителей с каждой стороны картера. Таким образом, конфигурация не только предусматривает совместную обработку топливных паров адсорбера и картерных газов, но и преимущества, состоящие в использовании меньшего количества компонентов.

Хотя на ФИГ. 2 показано увеличение разрежения продувки, обеспеченное впускным коллектором с разрежением, созданным с использованием перепускного потока дросселя, а на ФИГ. 3 показано увеличение разрежения продувки, обеспеченное впускным коллектором с разрежением, созданным картерным потоком, в других вариантах осуществления система двигателя может быть выполнена с возможностью содержания второго аспиратора 216 (на ФИГ. 2) и третьего аспиратора 316 (на ФИГ. 3) так, чтобы продувочное разрежение могло быть увеличено перепускным потоком дросселя и картерным потоком. Следует понимать, что в вариантах осуществления двигателя на ФИГ. 1 и 2 показан первый аспиратор 116, втягивающий топливные пары из картера 114 через клапан 28 вентиляции картера. В варианте осуществления на ФИГ. 3 топливные пары из картерного потока проходят через третий аспиратор 316 перед направлением в первый аспиратор 116. Таким образом, или клапан 28 вентиляции картера, или третий аспиратор 316 (или воздушная заслонка в качестве третьего аспиратора) могут ограничивать скорость потока топливных паров, выходящих из картера 114 через маслоотделитель 96. Дополнительно, или клапан 28 вентиляции картера, или третий аспиратор 316 (или воздушная заслонка в качестве третьего аспиратора) могут снижать (например, ограничивать) скорость потока топливных паров из картера 114 в первый аспиратор 116 и второй аспиратор 216.

Таким образом, система на ФИГ. 1-3 обеспечивает создание разрежения у первого аспиратора с использованием перепускного потока компрессора в условиях работы с наддувом, обеспечивая усиление разрежения во впускном коллекторе посредством создания разрежения у второго аспиратора с использованием перепускного потока впускного дросселя и/или на третьем аспираторе с использованием картерного потока в условиях работы без наддува. Затем в условиях работы с наддувом и без наддува созданное разрежение может быть применено для продувки топливных паров из каждого адсорбера и картера во впускной коллектор. Посредством объединения топливных паров из адсорбера в общей продувочной линии продувка адсорбера может быть лучше скоординирована с вентиляцией картера. Посредством втягивания паров из адсорбера и паров из картера в общем направлении через маслоотделитель (т.е. односторонний поток) в условиях работы с наддувом и без наддува обеспечивают преимущества, состоящие в использовании меньшего количества компонентов, например, снижение потребности во множестве маслоотделителей.

Пример того, как вариант осуществления изобретения на ФИГ. 2-3 обеспечивает увеличение разрежения во впускном коллекторе, показан со ссылкой на ФИГ. 4. В частности, схема 400 содержит верхний график 401, изображающий давление по оси у и степень сжатия по оси х. Нижний график 402 изображает разрежение по оси у и степень сжатия по оси х. Верхний график 408 изображает давление на впуске дросселя (ДВД), если на графике 408 регулятор давления наддува наддувочного устройства закрыт, и давление на впуске дросселя, если регулятор давления наддува наддувочного устройства был отрегулирован для поддержания ДВД на постоянном уровне выше ДВК на графике 407.

Если давление в коллекторе ДВК (график 406) ниже барометрического давления БД (пунктирная линия), двигатель может работать в дроссельном режиме (или без наддува). При таких условиях разрежение продувки для продувки адсорбера и вентиляции картера может быть обеспечено разрежением во впускном коллекторе (график 410) или аспиратором, подающим воздух при БД (или ДВД) и выпускающим воздух при ДВК, например, аспиратором 216 на ФИГ. 2 (график 414). При применении только ДВК для создания разрежения (график 410) имеющееся разрежение продувки достигает нуля, когда ДВК равно барометрическому давлению. Если давление в коллекторе ДВК (график 406) выше барометрического давления БД (пунктирная линия), двигатель может работать с наддувом. При таких условиях разрежение продувки для продувки адсорбера и вентиляции картера может быть обеспечено первым аспиратором 116 (ФИГ. 1), соединенным с перепускной линией компрессора (график 412). В частности, первый аспиратор 116, работающий на наддувочном воздухе, подает воздух под давлением на входе дросселя (ДВД, 407) и выпускает под давлением на входе компрессора (ДнВК). Следовательно, он может начать увеличивать разрежение, как только ДВД превысит ДнВК. Кроме того, ведущий поток получают из разницы между графиком 407 и ДнВК на графике 401, и ведущий поток образует кривую разрежения 412. Другими словами, график 414 показывает усиление разрежения, получаемое от использования аспиратора, переходящего от БД к ДВК, в то время как график 412 показывает усиление разрежения, получаемое от использования аспиратора, переходящего от ДВД к ДнВК.

Второй аспиратор, соединенный с перепускной линией дросселя, может также быть использован в условиях работы без наддува для обеспечения разрежения продувки. Таким образом, сам по себе второй аспиратор может создавать разрежение согласно профилю на графике 414. По мере того, как ДВК приближается к БД, разрежение во впускном коллекторе уменьшается до тех пор, пока разрежение не будет достаточным для продувки, когда ДВК=БД (когда степень сжатия равна 1). Дополнительно, при таких условиях ни первый аспиратор, ни второй аспиратор не имеют достаточного разрежения для обеспечения продувки. В результате появляется впадина 416 разрежения, когда ДВК равно БД. Такое уменьшение наличия разрежения продувки, когда ДВК равно БД, приводит к соответствующему снижению эффективности продувки, ухудшая характеристики выбросов.

Питание второго аспиратора (например, аспиратор 216 на ФИГ. 2), установленного между ДВД и ДВК, осуществляют от разницы давлений (см. график 401) ДВД 407 и ДВК 406. Посредством использования разницы в давлении, поддерживаемой постоянной (в установившемся состоянии), может быть обеспечено разрежение, перекрывающее впадину (418). В частности, впадина 418 разрежения может быть получена путем вычитания ДВК из ДВД. Так как второй аспиратор, опирающийся на разницу в давлении между ДВД и ДВК, имеет большую разницу, чем первый аспиратор, опирающийся на разницу в давлении между ДВД и ДнВК, он может лучше перекрывать впадину 418 разрежения. Т.е. график 418 показывает усиление разрежения, получаемое от использования аспиратора, переходящего от ДВД к ДВК.

Посредством использования второго аспиратора совместно с разрежением во впускном коллекторе может быть увеличено разрежение на впуске, как показано точечной линией 418, что обеспечивает наличие достаточного разрежения даже при таких условиях.

Что касается ФИГ. 5, на ней показан способ 500 для эксплуатации системы двигателя с множеством аспираторов для увеличения разрежения, используемого для совместной продувки топливных паров из адсорбера и картера во впускной коллектор. За счет использования разрежения из аспираторов может быть выполнено требование по разрежению для продувки без сокращения экономии топлива.

На шаге 502 алгоритм содержит оценку и/или измерение параметров работы двигателя. Сюда может входить, например, частота вращения двигателя, температура двигателя, температура катализатора, ДВК, МРВ, БД, нагрузка адсорбера, уровень разрежения в вакуумном бачке, соединенном с устройством, потребляющим разрежение, и т.д. На шаге 504 можно определить соблюдение условий продувки адсорбера. В одном примере условия продувки адсорбера можно считать выполненными, если углеводородная нагрузка (согласно установленному или прогнозируемому) на адсорбер выше порогового значения. В другом примере условия продувки можно считать выполненными, если пороговый период или расстояние перемещения пройдены со времени последней операции продувки адсорбера.

Если условия продувки подтверждены, алгоритм переходит к шагу 506 для определения наличия условий работы двигателя с наддувом. Например, можно сравнить ДВК с БД для определения наличия условий работы с наддувом. Если условия работы с наддувом присутствуют, алгоритм переходит к выполнению продувки в условиях работы с наддувом на шагах 508-510, как указано ниже. В ином случае, если условия работы с наддувом отсутствуют, алгоритм переходит к выполнению продувки в условиях работы без наддува на шагах 512-514, как указано ниже.

Если условия работы с наддувом подтверждены, на шаге 508 алгоритм содержит направление части впускного воздуха, сжатого компрессором, через первый аспиратор, установленный параллельно перепускному каналу компрессора, выше по потоку от впускного коллектора двигателя. В частности, перепускной поток компрессора может быть направлен через первый аспиратор и использован для создания разрежения. Первый аспиратор может быть размещен в трубке, установленной параллельно перепускной линии компрессора. Создание разрежения у первого аспиратора с использованием перепускного потока компрессора может содержать открытие первого клапана для отведения части сжатого впускного воздуха из области ниже по потоку от компрессора через трубку и через первый аспиратор в область выше по потоку от компрессора. Степень разрежения у первого аспиратора может быть изменена контроллером посредством регулирования открытия перепускного клапана компрессора. В частности, степень разрежения, созданного у первого аспиратора, может быть увеличена по мере увеличения открытия перепускного клапана компрессора для отвода большего количества сжатого воздуха через первый аспиратор.

На шаге 510 разрежение, созданное у первого аспиратора с использованием перепускного потока компрессора, может быть применено к адсорберу топливной системы и картеру, чтобы топливные пары продувались из адсорбера и картера на вход компрессора для последующей продувки во впускной коллектор. Таким образом, в условиях работы с наддувом топливные пары из адсорбера и картерные газы направляют во впускной коллектор через вход в компрессор. Продувка топливных паров из адсорбера содержит открытие продувочного клапана, установленного между адсорбером и впускным коллектором для перемещения топливных паров из адсорбера по продувочной линии на вход компрессора за счет разрежения, созданного у первого аспиратора. В то же время может быть открыт клапан вентиляции, чтобы картерные газы были втянуты на вход компрессора по вентиляционной линии за счет разрежения, созданного у первого аспиратора. Как показано на ФИГ. 1-3, продувочная линия и вентиляционная линия могут быть объединены, чтобы топливные пары из адсорбера и картера были объединены в общей вакуумной линии и втянуты на входе компрессора в первом общем направлении в условиях работы с наддувом. Таким образом, обеспечивают совместную обработку паров обоих видов. Топливные пары, втянутые на входе компрессора могут быть перемещены во впускной коллектор для последующего сжигания. Оба вида паров могут быть втянуты по существу при атмосферном давлении. Открытие продувочного клапана может быть основано на требуемом воздушно-топливном отношении сгорания для двигателя и положении клапана вентиляции картера, установленного между картером и впускным коллектором.

Возвращаясь к шагу 506, если условия работы двигателя с наддувом не подтверждены, то на шаге 512 алгоритм содержит применение разрежения впускного коллектора у адсорберу и картеру для вытягивания топливных паров для их продувки. Таким образом, в условиях работы без наддува топливные пары из адсорбера и картера направляют непосредственно во впускной коллектор. Продувка топливных паров из адсорбера содержит открытие продувочного клапана, установленного между адсорбером и впускным коллектором для перемещения топливных паров из адсорбера по продувочной линии во впускной коллектор за счет разрежения во впускном коллекторе, созданного вращающимся двигателем. В то же время может быть открыт клапан вентиляции, чтобы картерные газы были втянуты во впускной коллектор по вентиляционной линии. Как показано на ФИГ. 1-3, продувочная линия и вентиляционная линия могут быть объединены, чтобы топливные пары из адсорбера и картера были объединены в общей вакуумной линии и втянуты во впускной коллектор в первом общем направлении в условиях работы без наддува. Таким образом, обеспечивают совместную обработку паров обоих видов. Открытие продувочного клапана может быть основано на требуемом воздушно-топливном отношении сгорания для двигателя и положении клапана вентиляции картера, установленного между картером и впускным коллектором. Например, открытие продувочного клапана может быть основано на том, в каком положении находится клапан вентиляции: высокого или низкого расхода.

В варианте осуществления изобретения на шаге 514 разрежение во впускном коллекторе может быть увеличено. Как указано выше, в условиях работы с наддувом первый аспиратор в перепускной линии компрессора обеспечивает разрежение, требуемое для продувки топливных паров и вентиляции картера. Затем в условиях работы без наддува разрежение в коллекторе используют для создания разрежения, требуемого для продувки топливных паров и вентиляции картера. Однако в условиях, когда ДВК по существу равно барометрическому давлению (БД), разрежение в коллекторе, а также у первого аспиратора, может быть недостаточным. Это приводит к образованию впадины разрежения. Низкая доступность разрежения при таких условиях может сократить эффективность продувки. Таким образом, если адсорбер недостаточно продут, и не выполнена вентиляция картера надлежащим образом, характеристики выбросов отработавших газов могут быть ухудшены.

Разрежение во впускном коллекторе может быть выборочно увеличено посредством создания разрежения у второго аспиратора за счет перепускного потока впускного дросселя. Второй аспиратор может быть размещен в трубке (или перепускном канале дросселя), установленной параллельно впускному дросселю. Создание разрежения у второго аспиратора с использованием перепускного потока дросселя может содержать открытие второго клапана для отведения части сжатого впускного воздуха из области выше по потоку от дросселя через трубку и через второй аспиратор в область ниже по потоку от дросселя. Степень разрежения у второго аспиратора может быть изменена контроллером посредством регулирования открытия перепускного клапана дросселя, степень разрежения у второго аспиратора увеличивают по мере открытия перепускного клапана дросселя. В качестве дополнения или альтернативы разрежение во впускном коллекторе может быть увеличено посредством направления топливных паров из картера во впускной коллектор третьим аспиратором. Разрежение, созданное на третьем аспираторе, затем может быть использовано в адсорбере для продувки топливных паров из адсорбера во впускной коллектор. Таким образом, картерный поток может быть использован для увеличения разрежения во впускном коллекторе.

В одном примере при работе двигателя с наддувом контроллер может направить топливные пары в первом направлении из адсорбера и картера топливной системы во впускной коллектор двигателя за счет разрежения, созданного у первого аспиратора, соединенном с компрессором. В частности, часть сжатого воздуха может быть отведена из области ниже по потоку от компрессора в область выше по потоку от компрессора по первой трубке (или перепускному каналу компрессора), установленной параллельно компрессору. Отведенная часть сжатого воздуха может быть направлена через первый аспиратор, установленный в первой трубке, и разрежение может быть втянуто из первого аспиратора. Такое разрежение, созданное у первого аспиратора за счет перепускного потока компрессора, затем используют в качестве разрежения продувки в условиях работы с наддувом. Топливные пары могут быть направлены во впускной коллектор через вход компрессора. Здесь скорость потока сжатого воздуха, отведенного через первый аспиратор, не зависит от положения впускного дросселя. Часть сжатого воздуха, отведенная через первый аспиратор в первую трубку, может быть изменена посредством регулирования первого клапана в первой трубке выше по потоку от первого аспиратора. Таким образом, может быть изменено созданное разрежение продувки.

Для сравнения, при эксплуатации двигателя без наддува контроллер может направлять топливные пары из адсорбера и картера в первом направлении во впускной коллектор за счет разрежения во впускном коллекторе. Топливные пары могут быть направлены непосредственно во впускной коллектор. Кроме того, разрежение во впускном коллекторе может быть выборочно увеличено посредством разрежения, созданного у второго аспиратора, соединенном с впускным дросселем. В частности, часть впускного воздуха может быть отведена из области выше по потоку от впускного дросселя в область ниже по потоку от дросселя по второй трубке (или перепускному каналу дросселя), установленной параллельно дросселю. Отведенная часть впускного воздуха может быть направлена через второй аспиратор, установленный во второй трубке, и разрежение может быть втянуто из второго аспиратора. Часть впускного воздуха, отведенная через второй аспиратор во вторую трубку, может быть изменена посредством регулирования второго клапана во второй трубке выше по потоку от второго аспиратора. Здесь скорость потока впускного воздуха, отведенного через второй аспиратор, может быть основана на положении впускного дросселя.

В качестве дополнения или по выбору, разрежение во впускном коллекторе может быть выборочно увеличено посредством разрежения, созданного на третьем аспираторе, соединенном с картером. В частности, и картерные газы, и топливные пары могут быть втянуты во впускной коллектор за счет разрежения во впускном коллекторе по вентиляционной линии через третий аспиратор. Картерные газы могут быть направлены во впускной коллектор через третий аспиратор, и разрежение может быть втянуто через третий аспиратор. Топливные пары затем могут быть направлены в первом направлении из адсорбера и картера во впускной коллектор за счет увеличенного разрежения во впускном коллекторе. Здесь выборочное увеличение разрежения во впускном коллекторе содержит увеличение разрежения во впускном коллекторе, когда давление во впускном коллекторе отличается от барометрического на предельную величину.

Что касается ФИГ. 6, на ней показан альтернативный вариант 600 осуществления примера системы 1.00 двигателя на ФИГ. 1, где первый аспиратор 116 вытягивает топливные пары из картера 114 за счет маслоотделителя 96, топливные пары обходят клапан 28 вентиляции картера. Так как клапан 28 вентиляции картера не находится на пути потока топливных паров, выходящих из картера в направлении первого аспиратора 116, клапан 28 вентиляции картера не может сдерживать (например, ограничивать) скорость потока топливных газов из картера 114 в первый аспиратор 116. Следует учитывать, что адсорбер 22 и соответствующий трубопровод не показаны на ФИГ. 6 (или ФИГ. 7 и 8) для упрощения. Кроме того, множество компонентов, показанных в варианте 600 осуществления изобретения на ФИГ. 6, может быть аналогичным представленным на ФИГ. 1. Соответственно, для этих компонентов применена такая же нумерация, и они не будут представлены повторно.

Аналогично системе двигателя 100 на ФИГ. 1 регулирующий клапан 122 первого аспиратора, установленный последовательно с первым аспиратором 116, может регулировать скорость расхода сжатого воздуха, проходящего через первый аспиратор 116. Воздух, проходящий через первый аспиратор 116 по первой трубке 138, может обеспечивать создание разрежения у первого аспиратора 116. Таким образом, регулирующий клапан 122 первого аспиратора может управлять созданием разрежения у первого аспиратора 116 посредством регулирования потока воздуха через первую трубку 138. Поэтом регулирующий клапан 122 первого аспиратора можно постоянно поддерживать в открытом положении во время эксплуатации двигателя, за исключением времени, когда необходима раскрутка турбонагнетателя, например, в условиях высокого ускорения. В одном примере регулирующий клапан 122 первого аспиратора закрыт только при начальном нажатии водителем педали акселератора. Таким образом, в условиях работы с наддувом у первого аспиратора разрежение создают с использованием потока перепускной линии компрессора. В некоторых вариантах осуществления изобретения регулирующий клапан 122 первого аспиратора может отсутствовать. Здесь поток воздуха через первую трубку 138 может возникать каждый раз при наличии перепада давления во впускном канале 142 между областью после компрессора (например, часть впускного канала ниже по потоку от компрессора 14) и входом компрессора 14 (например, часть впускного канала 142 выше по потоку от компрессора 14).

Первый аспиратор 116 может быть соединен с возможностью гидравлического сообщения с маслоотделителем 96 картера 114 через первую вентиляционную трубку 680 и вторую вентиляционную трубку 684. Обратный клапан 51, соединенный с первым вакуумным входом первого аспиратора 116, может блокировать обратный поток из первого аспиратора 116 в картер 114 по второй вентиляционной трубке 684. Обратный клапан 51 устанавливают по желанию. Как показано, первая вентиляционная трубка 680 и вторая вентиляционная трубка 684 соединяют в узле 612. Третья вентиляционная трубка 682 также показана соединяющейся с первой вентиляционной трубкой 680 и второй вентиляционной трубкой 684 в узле 612. Другими словами, первая вентиляционная трубка 680, выходящая из картера 114 через маслоотделитель 96, может, быть разделена на вторую вентиляционную трубку 684 и третью вентиляционную трубку 682 в узле 612. Иначе говоря, третью вентиляционную трубку 682 и вторую вентиляционную трубку 684 объединяют в первую вентиляционную трубку 680 в узле 612.

Клапан 28 вентиляции картера установлен в третьей вентиляционной трубке 682 ниже по потоку от узла 612, и поэтому может регулировать поток топливных паров только по третьей вентиляционной трубке 682. Таким образом, клапан 28 вентиляции картера может не регулировать поток топливных паров из картера 114 через вторую вентиляционную трубку 683. В частности, поток топливных паров из картера 114 в первый аспиратор 116 может не регулироваться клапаном 28 вентиляции картера. Таким образом, когда регулирующий клапан 122 первого аспиратора пропускает поток сжатого воздуха через первый аспиратор 116, и у первого аспиратора 116 создают разрежение, топливные пары из картера 114 могут быть втянуты в первый аспиратор 116 через маслоотделитель 96, через первую вентиляционную трубку 680, минуя узел 612, через вторую вентиляционную трубку 684, параллельную обратному клапану 51. В частности, свежий воздух может течь из области ниже по потоку от воздухоочистителя 33 и выше по потоку от компрессора 14 в вентиляционную трубку 178, а затем в картер 114 через входное отверстие 616 картера 114. Свежий воздух может затем выходить из картера 114 вместе с топливными парами в картере 114 через маслоотделитель 96 на выходном отверстии 618 в первую вентиляционную трубку 680. В условиях работы с наддувом, когда ДВК>БД, например, когда ДВК по существу равно давлению на входе дросселя (ДВД), согласно измеренному датчиком 660 ДВД, топливные пары из картера 114 могут течь в первый аспиратор 116, обходя клапан 28 вентиляции картера, как описано выше. Таким образом, именно при таких условиях топливные пары могут быть извлечены из картера 114 без управления клапаном 28 вентиляции картера. Кроме того, топливные пары из картера могут быть не направлены в третью вентиляционную трубку 682, когда ДВК больше БД. Кроме того, обратный клапан 54 может блокировать поток воздуха от впускного коллектора 144 в картер 114.

Датчик 660 ДВД, как показано на ФИГ. 6, может быть установлен во впускном канале 142 ниже по потоку от компрессора 14 и выше по потоку от впускного дросселя 20. Датчик ДВД 660 может обеспечивать оценку давления наддува.

В крейсерском режиме двигатель может работать при более низком уровне наддува (согласно измеренному датчиком ДВД 660). Кроме того, когда двигатель работает со сниженным наддувом, впускной дроссель 20 может быть частично закрыт, позволяя ДВК быть ниже БД. Таким образом, при условиях, когда ДВД больше БД, ДВК может быть ниже БД в зависимости от положения впускного дросселя. Таким образом, во впускном коллекторе 144 могут присутствовать условия небольшого разрежения (например, 10 кПа изб.). Условия небольшого разрежения во впускном коллекторе могут содержать ДВК меньшее, чем БД в рамках предельного значения, например, БД - ДВК ≤ пороговому значению. Другими словами, небольшое разрежение во впускном коллекторе может присутствовать, когда ДВК меньше БД на пороговый предел. Пороговое значение в одном примере может быть равным 15 кПа изб. Здесь разрежение во впускном коллекторе может быть на уровне от 0 до 15 кПа. В другом примере пороговое значение может быть равным 20 кПа изб. Здесь разрежение во впускном коллекторе может быть на уровне от 0 до 20 кПа. Таким образом, разрежение во впускном коллекторе большее, чем пороговое значение, не может быть рассмотрено как небольшое. Следует понимать, что разрежение можно также называть отрицательным давлением.

Когда небольшое разрежение создают во впускном коллекторе 144 ниже по потоку от впускного дросселя 20, клапан 28 вентиляции картера может быть открыт, чтобы дополнительные топливные пары текли во впускной коллектор 144 по третьей вентиляционной трубке 682 и через обратный клапан 54, установленный в третьей вентиляционной трубке 682. Например, если клапан вентиляции картера представляет собой клапан, изменяющий ограничение потока в ответ на перепад давления в нем, небольшое разрежение во впускном коллекторе 144 может привести к большему открытию клапана 28 вентиляции картера.

В одном примере конфигурации клапан 28 вентиляции картера может содержать по существу конический элемент (также называемый конусом), установленный внутри корпуса клапана, причем конус направлен внутри корпуса клапана таким образом, что его конический конец направлен на конец корпуса клапана, связанный с впускным коллектором. Когда во впускном коллекторе отсутствует разрежение, например, при заглушенном двигателе, пружина удерживает основание конуса прижатым к концу, сообщающемуся с картером корпуса клапана таким образом, что клапан вентиляции картера (ВК) находится в полностью закрытом положении.

Когда имеется более высокая степень разрежения (например, разрежение глубже 50 кПа) во впускном коллекторе, например, при работе двигателя на холостом ходу или при замедлении, конус перемещают внутри корпуса клапана к концу корпуса клапана, связанному с впускным коллектором, в связи со значительным увеличением разрежения во впускном коллекторе. В это время клапан вентиляции картера по существу закрыт, и картерные пары проходят через малое кольцевое отверстие между конусом и корпусом клапана. Так как во время работы двигателя на холостом ходу или при замедлении возможно образование меньшего количество просочившихся газов, для вентиляции картера может быть достаточно малого кольцевого отверстия.

Когда разрежение во впускном коллекторе находится на более низком уровне (например, от 15 до 50 кПа), например, в режиме работы двигателя с не полностью открытой дроссельной заслонкой, конус перемещают ближе к концу корпуса клапана, связанному с картером, и поток вентиляции картера двигателя проходит через большее кольцевое отверстие между конусом и корпусом клапана. В это время клапан вентиляции картера может быть частично открыт. При работе двигателя с частично открытой дроссельной заслонкой в картере может находиться повышенное количество просочившихся газов по сравнению с работой двигателя на холостом ходу или при замедлении, поэтому для вентиляции картера может быть необходимо большее кольцевое отверстие.

Наконец, при дальнейшем уменьшении разрежения во впускном коллекторе до более низких уровней, например, в крейсерском режиме (например, от 0 до 15 кПа), конус перемещают значительно ближе к концу корпуса клапана, связанному с картером, и поток вентиляции картера двигателя проходит через еще большее кольцевое отверстие между конусом и корпусом клапана. В это время клапан вентиляции картера (например, клапан 28 вентиляции картера) может быть полностью открыт, чтобы поток вентиляции картера через клапан вентиляции картера был больше (например, максимальным). Таким образом, в этом примере конфигурации клапана вентиляции картера по мере уменьшения перепада давления в клапане вентиляции картера открытие клапана вентиляции картера может быть увеличено.

За счет увеличения открытия клапана 28 вентиляции картера через него может проходить дополнительный поток топливных паров из картера 114. Эти дополнительные топливные пары, проходящие через клапан 28 вентиляции картера по третьей вентиляционной трубке 682, могут непосредственно (например, не проходя через первый аспиратор 116 или не входя во вход компрессора 14) входить во впускной коллектор 144 в месте 617 ниже по потоку от впускного дросселя 20. Следует понимать, что дополнительные топливные пары из картера 114, входящие непосредственно во впускной коллектор 144 ниже по потоку от впускного дросселя 20 по третьей вентиляционной трубке 682, могут быть перемещены в то же время, когда топливные пары из картера 114 проходят через первый аспиратор 116 к входу в компрессор 14 по первой трубке 138. Для уточнения, в крейсерском режиме, когда двигатель работает с более низкими уровнями наддува, но с небольшим разрежением во впускном коллекторе, топливные пары из картера 114 могут быть извлечены параллельно двумя путями: первым аспиратором 116 на вход компрессора 14 через первую трубку 138 и через клапан 28 вентиляции картера непосредственно во впускной коллектор 144 через третью вентиляционную трубку 682. Для дальнейшего пояснения, в крейсерском режиме свежий воздух, входящий в картер 114 по вентиляционной трубке 178 на впускном отверстии 616, может выходить из картера 114 на выпускном отверстии 618 за счет маслоотделителя 96 вместе с топливными парами в картере 114. В узле 612 первая часть топливных паров может течь во вторую вентиляционную трубку 684 в направлении первого аспиратора 116, в то время как вторая часть (например, оставшаяся часть) свежего воздуха и топливных паров, выходящих из картера 114, может течь в третью вентиляционную трубку 682 через клапан 28 вентиляции картера и входить непосредственно во впускной коллектор 144. Альтернативные варианты осуществления изобретения могут содержать клапан 28 вентиляции картера, установленный в первой вентиляционной трубке 680 вместо третьей вентиляционной трубки 682.

Таким образом, в условиях работы двигателя с наддувом (например, когда ДВД>ДнВК), и когда во впускном коллекторе присутствует небольшое разрежение (например, 0-15 кПа), дополнительные топливные пары из картера могут быть направлены по пути с небольшими ограничениями в сторону впускного коллектора. Дополнительно, в то же время топливные пары из картера могут также быть направлены к первому аспиратору, обеспечивая более быстрое сокращение количества топливных паров из картера.

Что касается ФИГ. 7, на ней показан альтернативный вариант 700 осуществления изобретения, аналогичный вариантам осуществления изобретения на ФИГ. 2 и ФИГ. 6. Как на ФИГ. 2, вариант 700 осуществления изобретения на ФИГ. 7 содержит аспиратор 216, установленный в обход впускного дросселя 20 в пределах перепускного канала дросселя 238. Как на ФИГ. 2, перепускной дроссельный клапан 222 можно открыть для отведения части впускного воздуха, полученного от компрессора 14 из области выше по потоку от впускного дросселя 20, по трубке 238 во впускной коллектор 144 ниже по потоку от впускного дросселя 20. Воздух, проходящий через перепускной канал 238 дросселя, может быть направлен от впуска второго аспиратора 216 на выход второго аспиратора 216. Поток через второй аспиратор 216 может быть использован для разрежения, втягиваемого из вакуумного входа второго аспиратора 216. Это разрежение может быть применено к клапану 28 вентиляции картера для втягивания топливных паров из картера 114.

ФИГ. 7 содержит множество компонентов, показанных в варианте 600 осуществления изобретения на ФИГ. 6 и варианте осуществления изобретения 200 на ФИГ. 2. Соответственно, для этих компонентов применена такая же нумерация, и они не будут представлены повторно.

Разрежение, создаваемое у второго аспиратора 216, можно применять в сочетании с разрежением во впускном коллекторе в условиях, когда ДВК меньше БД (например, в условиях работы без наддува и с наддувом, когда ДВК меньше БД), для втягивания топливных паров из картера во впускной коллектор 144. Обратный клапан 70, соединенный с вакуумным входом второго аспиратора 216, предотвращает обратный поток из второго аспиратора 216 в картер 114. Разрежение аспиратора может увеличить разрежение во впускном коллекторе, в частности, когда уровень разрежения во впускном коллекторе небольшой. Как показано на ФИГ. 2, топливные пары, проходящие через клапан 28 вентиляции картера из картера 114, могут входить во впускной коллектор 144 ниже по потоку от впускного дросселя 20 по одному из двух путей: за счет второго аспиратора 216 по перепускному каналу 238 дросселя и за счет обратного клапана 54 по трубке 738.

Аналогично ФИГ. 6, первый аспиратор 116 соединен с возможностью гидравлического сообщения с картером 114 по второй вентиляционной трубке 684 и первой вентиляционной трубке 680. Дополнительно, топливные пары могут течь из картера 114 к первому аспиратору 116, не проходя через клапан 28 вентиляции картера.

В варианте 700 осуществления изобретения на ФИГ. 7 поток топливных газов из картера 114 в условиях работы с наддувом при ДВК>БД и в условиях работы без наддува (например, когда ДВД=БП) может быть аналогичным описанному выше со ссылкой на ФИГ. 1 и 2. Однако при условиях, когда ДВД выше БД, но ДВК ниже БД, например, при низких уровнях наддува при небольшом уровне разрежения во впускном коллекторе, продувка топливного пара из картера 114 может происходить по трем путям: за счет первого аспиратора 116, за счет второго аспиратора 216 и по трубке 738. Таким образом, при небольших уровнях разрежения во впускном коллекторе второй аспиратор 216 может увеличить уровень разрежения во впускном коллекторе за счет создания разрежения из перепускного потока дросселя в перепускном канале 238 дросселя. Таким образом, за счет разрежения во впускном коллекторе и разрежения у второго аспиратора 216 топливные пары из картера 114 могут быть вытянуты через клапан 28 вентиляции картера во впускной коллектор 144. Таким образом, клапан 28 вентиляции картера может быть открыт при небольшом разрежении во впускном коллекторе, как описано выше, позволяя топливным парам проходить через него.

Для уточнения, при условиях, когда двигатель работает с наддувом при небольшом разрежении во впускном коллекторе, топливные пары, текущие из картера 114, выходят через выпускное отверстие 618 через маслоотделитель 96 в первую вентиляционную трубку 680, и в узле 612 первую часть топливных паров направляют во вторую вентиляционную трубку 684 и первый аспиратор 116, а затем на вход компрессора 14 (или выше по потоку от компрессора 14). Одновременно оставшаяся часть топливных паров (например, топливные пары, не направляющиеся во вторую вентиляционную трубку 684) может быть направлена из узла 612 в третью вентиляционную трубку 682 и через клапан 28 вентиляции картера. Вторая часть этой оставшейся части топливных паров может быть направлена во второй аспиратор 216 за счет обратного клапана 70 и затем - во впускной коллектор 144 ниже по потоку от впускного дросселя 20, в то время как третья часть оставшейся части топливных паров может быть направлена непосредственно во впускной коллектор 144 по трубке 738 к месту 617. Другими словами, топливные пары, выходящие из картера, могут быть направлены к первому аспиратору 116, второму аспиратору 216 и непосредственно во впускной коллектор по трубке 738 одновременно.

Дроссельный перепускной клапан 222 может быть опциональным, и когда дроссельный перепускной клапан 222 отсутствует, поток воздуха в перепускном канале 238 дросселя возникает в связи с разницей между давлением на входе дросселя и давлением во впускном коллекторе (например, ДВК).

Пример системы может, таким образом, содержать двигатель, содержащий впускной коллектор; компрессор, установленный во впускном канале для обеспечения наддувочного заряда воздуха; перепускной канал компрессора, установленный в обход компрессора; перепускной канал компрессора, содержащий перепускной клапан компрессора; первый аспиратор, соединенный с перепускным каналом компрессора; дроссель, установленный во впускном канале; перепускной канал дросселя, установленный в обход дросселя; перепускной канал дросселя, содержащий дроссельный перепускной клапан; второй аспиратор, соединенный с перепускным каналом дросселя; картер; выпускное отверстие картера с возможностью гидравлического сообщения с первым аспиратором, вторым аспиратором и впускным коллектором; клапан вентиляции картера (ВК), регулирующий поток между выпускным отверстием картера и вторым аспиратором или впускным коллектором; клапан ВК не регулирует поток паров между выпускным отверстием картера и первым аспиратором.

Система может дополнительно содержать контроллер, содержащий машиночитаемые инструкции, хранящиеся в долговременной памяти для: при первом условии - направления сжатого воздуха из области ниже по потоку от компрессора в область выше по потоку от компрессора через перепускной канал компрессора, создания разрежения у первого аспиратора и использования разрежения для втягивания топливных паров из выпускного отверстия картера в первый аспиратор; при втором условии - направления воздуха из области выше по потоку от дросселя в область ниже по потоку от дросселя за счет перепускного канала дросселя, создания разрежения у второго аспиратора и использования разрежения для втягивания дополнительных топливных паров из выпускного отверстия картера во второй аспиратор, а затем - во впускной коллектор, продолжая втягивать топливные пары из выпускного отверстия картера в первый аспиратор. Первое условие может содержать условия работы с наддувом и давление во впускном коллекторе большее, чем барометрическое давление, а второе условие может содержать условия работы с наддувом и давление во впускном коллекторе меньшее, чем барометрическое давление. Топливные пары, направляющиеся в первый аспиратор, могут быть направлены на вход компрессора перед направлением во впускной коллектор. Кроме того, при втором условии дополнительные топливные пары могут также быть направлены из картера непосредственно во впускной коллектор за счет клапана ВК с обходом первого аспиратора и второго аспиратора.

На ФИГ. 8 представлен еще один альтернативный вариант 800 осуществления изобретения, аналогичный варианту 700 осуществления изобретения на ФИГ. 7 и варианту 200 осуществления изобретения на ФИГ. 2. Кроме того, множество компонентов, показанных в варианте 800 осуществления изобретения на ФИГ. 8, может быть аналогичным представленным на ФИГ. 7 и ФИГ. 2. Соответственно, для этих компонентов применена такая же нумерация, и они не будут представлены повторно.

Вариант 800 осуществления изобретения содержит второй аспиратор 216, установленный в перепускном канале 838 дросселя. Перепускной канал 838 дросселя содержит дроссельный перепускной клапан 828, который может быть аналогичным клапану 28 вентиляции картера предыдущих вариантов осуществления изобретения. Таким образом, перепускной поток дросселя можно регулировать посредством открытия дроссельного перепускного клапана 828. В одном примере, как описано выше, открытие дроссельного перепускного клапана 828 можно изменять вместе с изменением давления в дроссельном перепускном клапане 828.

Вариант 800 осуществления изобретения также содержит диафрагму 814, установленную в трубке 820, которая может регулировать поток топливных газов в трубке 820. Обратный клапан 854, установленный последовательно с диафрагмой 814, обеспечивает поток топливных газов из картера 114 в направлении впускного коллектора 144 (к месту 617) и может блокировать поток из впускного коллектора 144 в направлении картера 114. Таким образом, диафрагма 814 может допускать меньшую скорость топливных газов при глубоком разрежении (например, более высокие уровни разрежения) во впускном коллекторе. Другими словами, диафрагма 814 может функционировать как воздушная заслонка, измеряющая поток картерных газов во впускной коллектор 144. Если диафрагма 814 отсутствует, поток картерных газов непосредственно во впускной коллектор может стать больше требуемого, вследствие чего в двигатель может поступить больше воздуха и/или больше топливных паров, чем требуется, что приведет к проблемам функционирования. Однако если во впускной коллектор поступит меньше картерных газов (например, когда диафрагма 814 дозирует поток картерных газов), требуемое воздушно-топливное отношение может быть получено посредством открытия дросселя 20 для увеличения скорости потока воздуха и/или увеличения впрыска топлива для увеличения скорости потока топлива.

Следует понимать, что в изображенном примере варианта осуществления изобретения на ФИГ. 8, дроссельный перепускной клапан 828 установлен ниже по потоку от второго аспиратора 216. Если дроссельный перепускной клапан 828 установлен как показано (ниже по потоку от второго аспиратора 216), газы из картера 114 могут не обходить диафрагму 814, даже когда дроссельный перепускной клапан 828 закрыт. Другими словами, если дроссельный перепускной клапан 828 закрыт, пары из картера 114 могут быть не втянуты во второй аспиратор 216 через обратный клапан 70.

Аналогично ФИГ. 6 и 7 топливные пары из картера 114 могут быть направлены к первому аспиратору 116, когда двигатель работает с наддувом (ДВК>БД и ДВД>БД), во время обхода дроссельного перепускного клапана 828. В условиях работы с наддувом поток топливных паров из картера через второй аспиратор 216, дроссельный перепускной клапан 828 или диафрагму 814 может отсутствовать. В условиях работы без наддува, например, ДВД=БД и ДВК<БД, уровень разрежения во впускном коллекторе может быть более глубоким, что позволяет топливным парам течь через диафрагму 814 во впускной коллектор 144. Дополнительно, дроссельный перепускной клапан 828 может быть открыт, что позволит воздуху течь из области выше по потоку от дросселя 20 в область ниже по потоку от дросселя 20 через перепускной канал 838 дросселя и второй аспиратор 216. За счет разрежения, создаваемого у второго аспиратора 216 благодаря перепускному потоку дросселя, топливные пары и газы из картера 114 могут быть втянуты во второй аспиратор 216 и через дроссельный перепускной клапан 828 во впускной коллектор 144 ниже по потоку от дросселя 20. В условиях работы без наддува топливные пары из картера могут быть не направлены в первый аспиратор 116.

При более низких уровнях наддува, присутствующих одновременно с небольшими уровнями разрежения во впускном коллекторе, топливные пары из картера в то же время могут быть направлены в первый аспиратор 116, второй аспиратор 216 и на диафрагму 814. Для пояснения, свежий воздух, втягиваемый по вентиляционной трубке 178 из области выше по потоку от компрессора 14 в картер 114 через впускное отверстие 616, может продувать топливные пары в картер через маслоотделитель 96 на выпускном отверстии 618 в первую вентиляционную трубку 680. В узле 612 первая часть топливных паров (и свежего воздуха) может течь во вторую вентиляционную трубку 682 в направлении первого аспиратора 116, в то время как оставшаяся часть топливных паров направляется в трубку 882. Затем в узле 812 вторая часть топливных паров может быть отведена в трубку 816 в направлении второго аспиратора 216 и через дроссельный перепускной клапан 828 во впускной канал 142 ниже по потоку от впускного дросселя 20 в месте 617. Дополнительно, третья часть топливных паров (оставшейся части) в узле 812 может быть направлена через диафрагму 814 и трубку 820 непосредственно во впускной коллектор 144 в месте 617, обходя дроссельный перепускной клапан 828. При небольших уровнях разрежения во впускном коллекторе диафрагма 814 может обеспечить меньшую скорость потока относительно скорости у второго аспиратора 216 и дроссельном перепускном клапане 828. Другими словами, топливные пары, выходящие из картера 114 в крейсерском режиме, могут быть направлены к первому аспиратору 116, второму аспиратору 216 и непосредственно во впускной коллектор за счет диафрагмы 814 одновременно.

Таким образом, топливные пары в картере могут быть продуты с использованием разрежения во впускном коллекторе, а также разрежения, созданного в первом аспираторе и втором аспираторе. При обеспечении дополнительного разрежения, кроме имеющегося во впускном коллекторе, картер может быть продут более эффективно и полностью, даже при небольших уровнях разрежения во впускном коллекторе.

Таким образом, пример способа для двигателя с наддувом может содержать при условиях работы с наддувом - создание разрежения у первого эжектора с использованием перепускного потока воздуха компрессора, применение разрежения к картеру для вытягивания топливных паров в первый эжектор, а при условиях крейсерского режима и при вытягивании паров на первый эжектор - направление дополнительных топливных паров из картера во впускной коллектор в первом направлении через клапан вентиляции картера. Топливные пары из картера могут быть втянуты в первый эжектор без прохождения через клапан вентиляции картера. Кроме того, крейсерский режим может содержать условия работы с наддувом, при которых давление во впускном коллекторе ниже барометрического давления. В одном примере давление во впускном коллекторе может быть ниже барометрического в пределах порогового значения. В крейсерском режиме дополнительные топливные пары из картера могут быть направлены непосредственно во впускной коллектор, например, без прохождения через вход компрессора. В крейсерском режиме способ может дополнительно содержать втягивание дополнительных топливных паров во второй эжектор (например, второй аспиратор 216), установленный в обход впускного дросселя. При этом втягивание дополнительных топливных паров во второй эжектор может содержать использование разрежения, созданного у второго эжектора для втягивания дополнительных топливных паров во второй эжектор, при этом разрежение создают перепускным потоком дросселя через второй эжектор. Кроме того, в крейсерском режиме дополнительные топливные пары из картера могут быть направлены во впускной коллектор вторым эжектором. Способ может также содержать: в условиях работы без наддува - увеличение разрежения во впускном коллекторе посредством создания разрежения у второго эжектора с использованием перепускного потока впускного дросселя и применение разрежения к картеру для вытягивания топливных паров. Дополнительно способ может также содержать: в условиях работы без наддува - отсутствие потока топливных газов из картера в первый эжектор. Кроме того, способ может также содержать блокировку потока воздуха из первого эжектора к картеру обратным клапаном. При этом топливные пары, проходящие к первому эжектору, и дополнительные топливные пары, проходящие к впускному коллектору, выходят из картера через общий выход, например, маслоотделитель 96 на выпускном отверстии 618.

Что касается ФИГ. 9, на ней представлен примерный алгоритм 900, иллюстрирующий вентиляцию картера при различных условиях работы двигателя. В частности, алгоритм 900 описывает вентиляцию картера при работе двигателя с наддувом, но при более низких уровнях наддува с ДВК меньшим, чем барометрическое давление. Таким образом, алгоритм 900 раскрыт в отношении систем, показанных на ФИГ. 6, 7 и 8, но нужно понимать, что подобные алгоритмы могут быть использованы для других систем, не отступая при этом от объема настоящего раскрытия. Инструкции по выполнению алгоритма 900 могут быть исполнены контроллером, например, контроллером 12 на ФИГ. 1 (и ФИГ. 6, 7 и 8), на основании инструкций, хранящихся в памяти контроллера, и в сочетании с сигналами, получаемыми от датчиков системы двигателя, таких как датчики, раскрытые выше, и как показано на ФИГ. 1, 6, 7 и 8. Контроллер может задействовать приводы двигателя системы двигателя, например, приводы на ФИГ. 1, 6, 7 и 8, для регулировки его работы в соответствии с алгоритмами, раскрытыми ниже.

На шаге 902 алгоритм 900 оценивает и/или измеряет имеющиеся рабочие параметры двигателя. Сюда может входить, например, частота вращения двигателя, температура двигателя, температура катализатора, ДВК, МРВ, БД, ДВД и т.д. Далее, на шаге 904 алгоритм 900 может определять, работает ли двигатель с наддувом. В частности, можно определить, являются ли ДВД и ДВК больше барометрического давления (БД). Если нет, двигатель может работать без наддува (например, когда ДВД по существу равно БД, и ДВК меньше БД). Соответственно, алгоритм 900 переходит на шаг 906 для перехода на шаг 512 алгоритма 500, описанного выше. Таким образом, за счет разрежения во впускном коллекторе (и по желанию, разрежения у второго аспиратора) могут быть втянуты топливные пары из картера и адсорбера топливных паров. Алгоритм 900 затем завершают.

Если условия работы с наддувом подтверждают на шаге 904, алгоритм 900 переходит на шаг 908 для определения того, является ли ДВК меньшим, чем БД, в условиях работы с наддувом. Например, двигатель может работать с более низкими уровнями наддува (согласно измеренному датчиком ДВД) и небольшим уровнем разрежения во впускном коллекторе (согласно измеренному датчиком ДВК). Таким образом, двигатель может работать в крейсерском режиме.

В ином случае алгоритм 900 переходит на шаг 910 для определения того, работает ли двигатель с наддувом, причем ДВК больше БД. Соответственно, на шаге 912 алгоритм 900 переходит на шаг 508 алгоритма 500, описанного ранее. Здесь разрежение может быть создано у первого аспиратора посредством направления наддувочного заряда воздуха через первый аспиратор, и это разрежение может быть применено в картере и адсорбере для втягивания топливных паров в первый аспиратор. Эти топливные пары могут быть направлены сначала на вход компрессора, а затем во впускной коллектор. Алгоритм 900 затем завершают.

Однако если на шаге 908 будет определено, что ДВК ниже БД в условиях работы с наддувом (например, ДВД выше БД), алгоритм 900 перейдет на шаг 914, где картерные пары (например, топливные пары в картере, также называемые картерные газы) направляют одновременно на вход компрессора и непосредственно во впускной коллектор, как описано ранее со ссылкой на ФИГ. 6. В частности, на шаге 916 разрежение во впускном коллекторе может быть использовано для втягивания топливных паров из картера непосредственно во впускной коллектор, например, по третьей вентиляционной трубке 682 на ФИГ. 6. Одновременно, на шаге 918 наддувочный воздух может быть направлен через первый аспиратор 116 по первой трубке 138 для создания разрежения у первого аспиратора. В одном примере перепускной клапан компрессора может быть открыт, чтобы позволить сжатому воздуху течь в первую трубку 138. Разрежение, создаваемое у первого аспиратора 116, может быть использовано для втягивания картерных газов в первый аспиратор, а затем эти топливные пары могут быть направлены на вход компрессора выше по потоку от компрессора 14. Таким образом, топливные пары, втянутые из картера в первый аспиратор обходят (например, не проходят через) клапан вентиляции картера. Однако картерные газы, направляющиеся непосредственно во впускной коллектор по третьей вентиляционной трубке 682 проходят через клапан вентиляции картера.

На шаге 920 в альтернативных вариантах осуществления изобретения, показанных на ФИГ. 7 и 8, небольшое разрежение во впускном коллекторе может быть увеличено посредством направления части впускного воздуха из области выше по потоку от впускного дросселя 20 через перепускной канал 238 дросселя (или перепускной канал 838 дросселя и перепускной клапан 828 дросселя на ФИГ. 8) и через второй аспиратор 216. Затем на шаге 922 разрежение, созданное у второго аспиратора 216 перепускным потоком дросселя в трубке 238 (и перепускном канале 838 дросселя на ФИГ. 8), может быть использовано для втягивания части картерных паров из картера во второй аспиратор. Кроме того, топливные пары, втянутые во второй аспиратор, могут затем быть направлены во впускной коллектор 144. Дополнительно к топливным парам, втягиваемым во второй аспиратор, за счет разрежения во впускном коллекторе дополнительные топливные пары могут также быть втянуты непосредственно во впускной коллектор, например, в обход обратного клапана 54 по трубке 738 на ФИГ. 7 или через диафрагму 814 на ФИГ. 8. Как указано выше, часть топливных газов, направляющихся во второй аспиратор, а затем во впускной коллектор 144, проходят через клапан вентиляции картера. Алгоритм 900 затем завершают.

Таким образом, пример способа для двигателя с наддувом может содержать: когда двигатель работает с наддувом - вытягивание первой части топливных паров из первого отверстия (например, выпускного отверстия 618) картера в первый аспиратор (например, первый аспиратор 116), установленный в перепускном канале компрессора, при этом топливные пары обходят клапан вентиляции картера (ВК), а когда давление во впускном коллекторе меньше барометрического давления и двигатель работает с наддувом - использование разрежения во впускном коллекторе для вытягивания второй части топливных паров из первого отверстия картера непосредственно во впускной коллектор (например, через третью вентиляционную трубку 682 на ФИГ. 6, трубку 738 на ФИГ. 7 или диафрагму 814 на ФИГ. 8) и вытягивание третьей части топливных паров из первого отверстия картера во второй аспиратор (например, второй аспиратор 216), установленный в перепускном канале дросселя, третья часть топливных паров проходит через второй аспиратор во впускной коллектор. Вторая часть топливных паров может не проходить через первый аспиратор или второй аспиратор, при этом вторая часть топливных паров и третья часть топливных паров могут проходить через клапан ВК, как показано на ФИГ. 7.

Первая часть топливных паров, направляющаяся в первый аспиратор, может быть направлена на вход компрессора, а затем - во впускной коллектор, при этом вторая часть топливных паров и третья часть топливных паров может входить во впускной коллектор без направления на вход компрессора. Разрежение может быть создано у первого аспиратора посредством направления воздуха через перепускной канал компрессора и первый аспиратор, причем разрежение может быть создано у второго аспиратора посредством направления воздуха через перепускной канал дросселя и второй аспиратор. Способ может дополнительно содержать, если двигатель работает без наддува, и давление во впускном коллекторе меньше барометрического давления, отсутствие направления первой части топливных паров на первой аспиратор, но продолжение перемещения второй части топливных паров и третьей части топливных паров из картера. Способ может также содержать, в условиях работы с наддувом и когда давление во впускном коллекторе выше барометрического давления, не направление топливных паров или воздуха через клапан вентиляции картера. В частности, ни вторая часть топливных паров, ни третья часть топливных паров не могут проходить через клапан вентиляции картера в условиях работы с наддувом, когда ДВК>БД. Кроме того, в условиях работы с наддувом и когда давление во впускном коллекторе выше барометрического давления, только первая часть топливных паров может направляться на первый аспиратор.

Что касается ФИГ. 10, на ней представлена схема 1000, изображающая пример потока топливных паров из картера при различных условиях работы двигателя. Схема 1000 содержит поток вентиляции картера (ВК), направляющийся непосредственно во впускной коллектор (ВпК) на графике 1002, поток ВК во второй аспиратор на графике 1004, поток ВК в первый аспиратор на графике 1006, изменение давления на входе дросселя (также называемое давлением наддува) на графике 1008 (малые штрихи), изменение давления во впускном коллекторе (ДВК) на графике 1010 (жирная линия), частоту вращения двигателя на графике 1012 и положение педали акселератора на графике 1014. Линия 1007 представляет собой барометрическое давление (БД). Таким образом, изменения давления на входе дросселя (ДВД) и ДВК показаны в соотношении друг с другом и БД. Все вышеуказанные графики построены по оси у, при этом время показано по оси х. Таким образом, время увеличивается слева направо по оси х. Пример, показанный на ФИГ. 10, может быть связан с системами на ФИГ. 7 (и/или ФИГ. 8).

Между t0 и t1 двигатель может работать на холостом ходу то время, пока происходит полное отпускание педали. Соответственно, ДВК (жирная линия на графике 1010) может быть значительно ниже БД, в то время как давление на впуске дросселя может по существу быть аналогичным БД. Между t0 и t1 давление наддува не может быть образовано, и поэтому поток ВК на первый аспиратор невозможен. Однако возможна меньшая скорость потока топливных паров, направляющегося непосредственно во впускной коллектор, и второй аспиратор обозначен заштрихованными участками 1003 и 1005 на графиках 1002 и 1004, соответственно. Заштрихованные участки на графиках 1002 и 1004 могут обозначать более низкую скорость потока по сравнению со значительной частью графиков 1002 и 1004. Так как двигатель работает на холостом ходу, присутствует более глубокое разрежение в коллекторе, и клапан вентиляции картера может допустить значительно более низкую скорость потока через него. Таким образом, при работе двигателя на холостом ходу дополнительные топливные пары из таких источников как картер или адсорбер могут быть нежелательными. Соответственно, дополнительный топливный поток из картера может быть значительно уменьшен в условиях работы на холостом ходу.

В момент времени t1 возможно состояние нажатия на педаль акселератора с резким увеличением требуемого крутящего момента в то время, когда водитель полностью выжимает педаль. Например, автомобиль может набирать скорость для того, чтобы соответствовать скорости потока движения по шоссе. В ответ на увеличение требуемого крутящего момента частота вращения двигателя может быть резко увеличена (график 1012), как и давление на входе дросселя (график 1008). При таких условиях работы с наддувом давление в коллекторе может также быть выше БД. Соответственно, поток вентиляции картера может быть втянут в первый аспиратор в момент времени t1, так как в условиях работы с наддувом первый аспиратор создает разрежение. Так как ДВК выше БД, поток вентиляции картера через второй аспиратор или непосредственно во ВпК может отсутствовать.

Между t1 и t2 продолжают работу с наддувом, причем ДВК больше БД. Между t1 и t2 частота вращения двигателя может быть постепенно уменьшена так, что в t2 могут быть достигнуты условия работы в крейсерском режиме, причем создаются более низкие уровни наддува. Кроме того, в момент времени t2 ДВК опускается ниже БД. Таким образом, ДВК может быть ниже БД на пороговое значение. Соответственно, поток вентиляции картера непосредственно во ВпК теперь может возникать одновременно с потоком вентиляции картера (ВК) во второй аспиратор. В частности, за счет разрежения, созданного у первого аспиратора 116, газы из картера могут быть втянуты на вход компрессора 14, в то время как разрежение, создаваемое у второго аспиратора 216, может втягивать дополнительные пары во второй аспиратор 216, а затем во впускной коллектор в месте 617. В то же время небольшое разрежение во впускном коллекторе может втягивать дополнительные картерные газы непосредственно во впускной коллектор (например, по трубке 738 на ФИГ. 7 или через диафрагму 814 на ФИГ. 8). Таким образом, между t2 и t3 при низких уровнях наддува вместе с небольшим разрежением во впускном коллекторе поток вентиляции картера может быть направлен в первый аспиратор, второй аспиратор и непосредственно в ВпК.

В момент времени t3 педаль может быть постепенно отпущена и частота вращения двигателя может быть уменьшена до тех пор, пока двигатель не будет снова работать на холостом ходу. Например, автомобиль может съезжать с шоссе. Аналогично времени между t0 и t1 поток вентиляции картера в первый аспиратор теперь может быть остановлен, так как давление наддува по существу отсутствует между t3 и t4. Однако, как и между t0 и t1, меньшее количество потока вентиляции картера может быть направлено во второй аспиратор и непосредственно во ВпК, что показано заштрихованными частями на графиках 1004 и 1002 соответственно.

В момент времени t4 педаль акселератора может быть выжата постепенно, что приведет к меньшему увеличению требуемого крутящего момента, чем при нажатии на педаль акселератора в момент времени t1. Здесь частота вращения двигателя может быть увеличена на меньшую величину и стабилизирована, в то время как меньшее давление наддува создают в момент времени t4. Например, автомобиль может осуществлять перемещение по городским улицам. Здесь между t4 и t5 может быть обеспечен меньший уровень наддува. Так как ДВК выше БД между t4 и t5, поток вентиляции картера во второй аспиратор или непосредственно во ВпК может отсутствовать. Однако топливные пары из картера могут быть не направлены в первый аспиратор. В момент времени t5 частота вращения двигателя может быть уменьшена при легком отпускании педали акселератора. В ответ давление на впуске дросселя значительно уменьшают (например, ДВД может по существу быть равным БД, как показано), и ДВК меньше БД. Двигатель может работать без наддува, начиная с t5. Соответственно, разрежение у первого аспиратора может быть не создано, и поток вентиляции картера может быть не направлен в первый аспиратор. Однако топливные пары из картера могут быть не втянуты во второй аспиратор и непосредственно во впускной коллектор.

Таким образом, вентиляция картера может быть увеличена при различных условиях работы двигателя. В условиях работы с наддувом разрежение, создаваемое перепускным потоком компрессора через первый аспиратор, может быть использовано для втягивания топливных паров из картера. В условиях работы без наддува разрежение во впускном коллекторе может быть увеличено вторым аспиратором для более эффективной продувки картера. Кроме того, в условиях с более низким уровнем наддува и небольшими уровнями разрежения во впускном коллекторе картер может быть продут в первый аспиратор, второй аспиратор (при наличии) и непосредственно во впускной коллектор. Топливные пары, направленные в первый аспиратор, могут обходить клапан вентиляции картера, уменьшая ограничение вентиляции картера. Техническим результатом обеспечения нескольких путей продувки топливных паров картера является возможность более эффективной и постоянной очистки картера. Посредством направления топливных паров из картера в одном направлении через общее выпускное отверстие при любых условиях работы двигателя может быть снижена сложность системы и достигнуты преимущества, состоящие в использовании меньшего количества компонентов. Таким образом, затраты могут быть сокращены. Таким образом, характеристики выбросов улучшают без сокращения экономии топлива.

В другом представлении пример системы может содержать двигатель, содержащий впускной коллектор; компрессор, установленный во впускном канале для обеспечения наддувочного заряда воздуха; перепускной канал компрессора, установленный в обход компрессора; при этом перепускной канал компрессора содержит перепускной клапан компрессора; первый аспиратор, соединенный с перепускным каналом компрессора; дроссель, установленный во впускном канале; перепускной канал дросселя, установленный в обход дросселя; при этом перепускной канал дросселя содержит дроссельный перепускной клапан; второй аспиратор, соединенный с перепускным каналом дросселя; картер; выпускное отверстие картера с возможностью гидравлического сообщения с первым аспиратором по первому каналу, вторым аспиратором по второму каналу и впускным коллектором по третьему каналу; и диафрагму, установленную в третьем канале, регулирующую поток из выпускного отверстия картера во впускной коллектор. Система также может содержать клапан вентиляции картера (ВК) в перепускном канале дросселя, регулирующий поток в перепускном канале дросселя, при этом клапан ВК не регулирует поток паров между выпускным отверстием картера и первым аспиратором, и клапан ВК не регулирует поток паров между выпускным отверстием картера и диафрагмой.

Следует отметить, что содержащиеся в настоящей заявке примеры алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с разнообразными конфигурациями систем двигателя и/или автомобиля. Способы и алгоритмы управления, раскрытые в настоящей заявке, могут быть сохранены как исполняемые инструкции в долговременной памяти и выполнены управляющей системой, состоящей из контроллера и комбинации различных датчиков, приводов и других аппаратных средств двигателя. Конкретные алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, могут представлять собой любое количество стратегий обработки, таких как событийные, с управлением по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть пропущены. Указанный порядок обработки не обязателен для достижения отличительных особенностей и преимуществ, раскрываемых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Более того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять в графическом виде код, который должен быть запрограммирован в долговременную память среды хранения машиночитаемых данных компьютера в управляющей системе двигателя, в которой раскрытые действия могут быть выполнены посредством исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

Следует понимать, что конфигурации и алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, носят иллюстративный характер, и что эти конкретные варианты осуществления изобретения не следует рассматривать в качестве ограничения, так как возможны многочисленные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего раскрытия изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящей заявке.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации, которые считают новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы изобретения ссылка может быть сделана на «какой-либо» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов формулы изобретения или путем представления новых пунктов формулы изобретения в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего раскрытия изобретения.

Реферат

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложены способы и системы для вентиляции газов из картера двигателя во впуск двигателя. В одном примере при работе двигателя с наддувом в крейсерском режиме топливные пары из картера могут быть направлены на вход компрессора через перепускной канал компрессора и впускной коллектор двигателя. Газы из картера также могут быть направлены во впускную систему двигателя через перепускной канал дроссельной заслонки. Изобретение позволяет эффективно продувать картерные газы при работе двигателя с различными давлениями наддува, а также при работе двигателя без наддува. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула