СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ
METHOD FOR ENGINE (VERSIONS) AND ENGINE SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе двигателя, содержащей многоотводный аспиратор, который может формировать разрежение и/или обеспечивать поток рециркуляции компрессора, причем разделение потоков на отводе диффузора аспиратора минимизировано посредством обратного потока в канал утечки, соединяющий отвод диффузора с отводом горловины аспиратора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы двигателя транспортного средства могут включать в себя различные потребляющие разрежение устройства, которые приводятся в действие с использованием разрежения. Таковые, например, могут включать в себя усилитель тормозов. Разрежение, используемое этими устройствами, может обеспечиваться специальным вакуумным насосом, таким как вакуумный насос с электрическим приводом или с приводом от двигателя. В качестве альтернативы таким потребляющим ресурсы вакуумным насосам, один или более аспираторов могут быть присоединены в системе двигателя для использования потока воздуха двигателя для формирования разрежения. Аспираторы (которые, в качестве альтернативы, могут указываться ссылкой как эжекторы, диффузорные насосы, струйные насосы и эдукторы) являются пассивными устройствами, которые обеспечивают недорогое формирование разрежения, когда используются в системах двигателя. Величина разрежения, образуемого на аспираторе, может регулироваться посредством управления скоростью побудительного потока воздуха через аспиратор. Например, когда включены в систему впуска двигателя, аспираторы могут формировать разрежение с использованием энергии, которая иначе терялась бы на дросселирование, а сформированное разрежение может использоваться в устройствах с вакуумным силовым приводом, таких как усилители тормозов.
Типично, аспираторы предназначены для доведения до максимума формирования разрежения или потока всасывания, но не того и другого. Могут использоваться каскадные аспираторы, включающие в себя многочисленные окна всасывания или отводы, но такие аспираторы имеют тенденцию страдать от различных недостатков. Например, каскадные аспираторы могут полагаться на побудительный поток сжатого воздуха, и могут не быть применимыми в конфигурациях, в которых побудительный поток является прерывистым (например, прерывистый побудительный поток может приводить к потере разрежения в вакуумном резервуаре в некоторых примерах). Кроме того, аспираторы с многочисленными отводами всасывания могут включать в себя один или более отводов, расположенных в диффузоре/выпускном конусе аспиратора, например, в расходящейся части аспиратора ниже по потоку от горловины аспиратора. Отвод всасывания, расположенный в диффузоре аспиратора, может действовать в качестве участка инициации для разделения потока, который может делать остальную часть диффузора неэффективной. Так как получение глубокого разрежения на отводе всасывания горловины аспиратора является сильно зависящим от эффективности диффузора, разделение потока, вызванное любыми дополнительными отводами всасывания в диффузоре аспиратора, может значительно ухудшать способность аспиратора формировать разрежение. Более того, могут быть сконструированы более эффективные аспираторы, чтобы предоставлять возможность регулируемого ввода потока всасывания, а также достаточной длины для передачи импульса между побудительным потоком и потоками всасывания выше по потоку от диффузора. Эти признаки может быть трудно включать в отводы всасывания, расположенные в диффузоре аспиратора, и таким образом, часто могут неблагоприятно пренебрегаться в каскадных аспираторах.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для преодоления по меньшей мере некоторых из этих проблем, авторы в материалах настоящего описания предложили многоотводный аспиратор с конструкцией, которая уменьшает срыв потока, вызванный отводом всасывания в диффузоре, и, таким образом также доводит до максимума прямой поток отвода всасывания диффузора.
В одном из аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этап, на котором:
направляют атмосферный воздух через аспиратор во впускной коллектор двигателя на основании требуемого формирования разрежения, причем аспиратор содержит отвод всасывания на горловине аспиратора, соединенный по текучей среде, через канал утечки, с отводом всасывания на диффузоре аспиратора, при этом выпуск отвода диффузора сужается при приближении к диффузору.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором направляют атмосферный воздух через аспиратор посредством того, что управляют отсечным клапаном аспиратора, расположенным последовательно с аспиратором, и клапаном продувки бачка системы продувки паров топлива, соединенным с отводом диффузора, на основании требуемого формирования разрежения и требуемой продувки паров топлива.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
определяют состав и количество текучей среды, поступающей во впускной коллектор из аспиратора, на основании уровня потока из вакуумного резервуара в отвод горловины, уровня потока из вакуумного резервуара в отвод всасывания, расположенный в выпускной трубке аспиратора ниже по потоку от диффузора, уровня потока из системы продувки паров топлива в отвод диффузора и уровня обратного потока из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки; и
регулируют впрыск топлива на основании требуемого топливно-воздушного соотношения в двигателе, а также состава и количества текучей среды, поступающей во впускной коллектор из аспиратора.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором определяют уровень обратного потока из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки на основании давления на отводе диффузора, давления на отводе горловины, давления в вакуумном резервуаре и давления на выпуске системы продувки паров топлива.
В одном из вариантов предложен способ, в котором запорный клапан расположен в канале, соединяющем отвод диффузора с выпуском системы продувки паров топлива, при этом обратный поток из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки не возникает, когда давление на отводе диффузора меньше, чем давление на выпуске системы продувки паров топлива.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
открывают клапан продувки бачка и отсечной клапан аспиратора, если требуется продувка паров топлива; и
закрывают клапан продувки бачка, если продувка паров топлива не требуется, и открывают отсечной клапан аспиратора, если требуется формирование разрежения.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором закрывают отсечной клапан аспиратора, когда давление во впускном коллекторе превышает атмосферное давление.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этап, на котором:
осуществляют избирательную рециркуляцию всасываемого воздуха на основании требуемого уровня формирования разрежения и требуемого уровня потока рециркуляции компрессора из местоположения ниже по потоку от компрессора в местоположение выше по потоку от компрессора через перепускной канал и аспираторное устройство, расположенное параллельно с перепускным каналом, содержащее отвод всасывания на горловине аспиратора, соединенный по текучей среде через канал утечки с отводом всасывания на диффузоре аспиратора, причме выпуск отвода диффузора сужается при приближении к диффузору.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором осуществляют избирательную рециркуляцию всасываемого воздуха из местоположения ниже по потоку от компрессора в местоположение выше по потоку от компрессора посредством управления отсечным клапаном аспиратора, расположенным последовательно с аспиратором, и перепускным клапаном компрессора, расположенным в перепускном канале, на основании требуемого уровня формирования разрежения и требуемого уровня потока рециркуляции компрессора.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором управляют дросселем системы впуска воздуха, расположенным во впускном канале выше по потоку от выпуска смешанного потока аспиратора, на основании требуемого уровня формирования разрежения и требуемого уровня потока рециркуляции компрессора.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
открывают отсечной клапан аспиратора и закрывают перепускной клапан компрессора, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора меньше, чем первое пороговое значение,
открывают отсечной клапан аспиратора и перепускной клапан компрессора, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем первое пороговое значение, и требуется формирование разрежения, или если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем второе пороговое значение, и формирование разрежения не требуется;
закрывают отсечной клапан аспиратора и открывают перепускной клапан аспиратора, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем первое пороговое значение, и меньше, чем второе пороговое значение, а формирование разрежения не требуется.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых закрывают отсечной клапан аспиратора и перепускной клапан компрессора и полностью открывают дроссель системы впуска воздуха, если поток рециркуляции компрессора не требуется.
В одном из вариантов предложен способ, в котором требуемый уровень потока рециркуляции компрессора основан на степени повышения давления компрессора, при этом требуемый уровень формирования разрежения основан на уровне накопленного разрежения в вакуумном резервуаре, соединенном с отводом горловины и отводом диффузора.
В одном из еще дополнительных аспектов предложена система двигателя, содержащая:
аспиратор, обходящий компрессор;
источник разрежения, соединенный с отводами горловины и диффузора аспиратора через соответствующие первый и второй каналы, объединенные в общий канал ниже по потоку от источника разрежения, причем первый и второй каналы соединены каналом утечки с ограничением потока, первый запорный клапан, расположенный в общем канале, и второй запорный клапан, расположенный во втором канале выше по потоку от канала утечки.
В одном из вариантов предложена система, в которой выпуск отвода диффузора сужается при приближении к диффузору, при этом отвод горловины и сопло аспиратора вместе образуют сходящийся кольцевой проток всасывания в горловину аспиратора.
В одном из вариантов предложена система, в которой диффузор содержит первую расходящуюся секцию выше по потоку от отвода диффузора, вторую секцию постоянного диаметра, граничащую с расположенной ниже по потоку стороной первой секции, и третью расходящуюся секцию, граничащую с расположенной ниже по потоку стороной второй секции, при этом вторая часть постоянного диаметра является граничащей с расположенной ниже по потоку стороной отвода диффузора и заканчивается в точке, где она встречается с углом первой расходящейся части, при этом тракт потока всасывания в аспиратор через отвод диффузора по существу параллелен оси диффузора.
В одном из вариантов предложена система, в которой поток всасывания поступает в аспиратор через отвод диффузора под углом около 45 градусов от оси диффузора.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая перепускной канал компрессора, расположенный параллельно с аспиратором, при этом перепускной клапан компрессора расположен в перепускном канале компрессора, а отсечной клапан аспиратора расположен выше по потоку от и последовательно с аспиратором.
В одном из вариантов предложена система, в которой побудительный впуск аспиратора соединен с впускным каналом двигателя ниже по потоку от компрессора, а выпуск смешанного потока аспиратора соединен с впускным каналом выше по потоку от компрессора и ниже по потоку от дросселя системы впуска воздуха.
В одном из вариантов предложена система, в которой побудительный впуск аспиратора соединен с впускным каналом выше по потоку от компрессора, а выпуск смешанного потока аспиратора соединен с впускным коллектором.
В одном из примеров, система двигателя содержит аспиратор, обходящий компрессор, источник разрежения, соединенный с отводами горловины и диффузора аспиратора через соответствующие первый и второй каналы, объединенные в общий канал ниже по потоку от источника разрежения, первый и второй каналы соединены каналом утечки с ограничением потока, первый запорный клапан, расположенный в общем канале, и второй запорный клапан, расположенный во втором канале выше по потоку от канала утечки. Выпуск отвода диффузора сужается при приближении к диффузору, а отвод горловины и сопло аспиратора вместе образуют сходящийся кольцевой проток всасывания в горловину аспиратора. В условиях, когда давление в источнике разрежения находится выше, чем давления на отводе диффузора и отводе горловины, есть прямой поток из источника разрежения в оба отвода (при условии, что присутствует побудительный поток через аспиратор). Несмотря на то, что давление имеет тенденцию быть более низким на отводе горловины, поток ограничивается там вследствие сходящегося кольцевого протока всасывания в горловину, сформированного отводом горловины и соплом, и таким образом, большая часть потока всасывания может преимущественно поступать в отвод диффузора, чтобы давать добавочный поток всасывания по сравнению с одноотводным аспиратором. Кроме того, в некоторых примерах, выпуск отвода диффузора может быть по существу параллелен оси диффузора, чтобы поток всасывания, поступающий в отвод диффузора. уже был движущимся в том же направлении, что и побудительный поток через диффузор, тем самым, уменьшая срыв потока на отводе диффузора.
В противоположность, когда давление в источнике разрежения находится ниже, чем давление на отводе диффузора, в вышеприведенном примере, запорный клапан закрывается, и может возникать противоток в отвод диффузора («обратный поток»). Достигаемый особый технический эффект состоит в том, что этот обратный поток движется из отвода диффузора в отвод горловины, что может преимущественно давать результат, подобный стравливающим щелевым или гибридным диффузорам, где пограничный слой низкой скорости высасывается из отвода диффузора, затягивая поток высокой скорости возле стенки и понижая вероятность разделения потока.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение первого варианта осуществления системы двигателя, включающей в себя аспираторное устройство.
Фиг. 2A показывает подробный вид аспираторного устройства, которое может быть включено в систему двигателя, такую как система двигателя по первому варианту осуществления.
Фиг. 2B показывает подробный вид диффузора аспиратора, который может быть включен в аспираторное устройство по фиг. 2A.
Фиг. 2C показывает еще один подробный вид аспираторного устройства, который может быть включен в систему двигателя, такую как система двигателя по первому варианту осуществления.
Фиг. 2D показывает подробный вид диффузора аспиратора, который может быть включен в аспираторное устройство по фиг. 2C.
Фиг. 3 показывает схематичное изображение второго варианта осуществления системы двигателя, содержащей аспираторное устройство.
Фиг. 4 показывает подробный вид аспираторного устройства, которое может быть включено в систему двигателя, такую как система двигателя по первому варианту осуществления.
Фиг. 5 показывает примерный способ управления системой двигателя, такой как система двигателя по первому варианту осуществления.
Фиг. 6 показывает примерный способ управления ASOV и CPV системы двигателя, такой как система двигателя по первому варианту осуществления, который может выполняться совместно со способом по фиг. 5.
Фиг. 7 показывает примерный способ управления системой двигателя, такой как система двигателя по второму варианту осуществления.
Фиг. 8 показывает примерный способ управления ASOV, CBV и дросселем AIS системы двигателя, такой как система двигателя по второму варианту осуществления, который может выполняться совместно со способом по фиг. 8.
Фиг. 9A изображает побудительный поток и поток всасывания через аспираторное устройство, которые могут соответствовать аспираторному устройству по фиг. 1-2A в первом состоянии.
Фиг. 9B изображает побудительный поток и поток всасывания через аспираторное устройство, которые могут соответствовать аспираторному устройству по фиг. 1-2A во втором состоянии.
Фиг. 10A изображает побудительный поток и поток всасывания через аспираторное устройство, которые могут соответствовать аспираторному устройству по фиг. 3-4 в первом состоянии.
Фиг. 10B изображает побудительный поток и поток всасывания через аспираторное устройство, которые могут соответствовать аспираторному устройству по фиг. 3-4 во втором состоянии.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 показывает примерную систему 10 двигателя, включающую в себя двигатель 12. В представленном примере, двигатель 12 является двигателем с искровым зажиганием транспортного средства, двигатель включает в себя множество цилиндров (не показаны). События сгорания в каждом цилиндре приводят в движение поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал, как хорошо известно специалистам в данной области техники. Кроме того, двигатель 12 может включать в себя множество клапанов двигателя, для управления впуском и выпуском газов в множестве цилиндров.
Двигатель 12 включает в себя систему 46 управления. Система 46 управления включает в себя контроллер 50, который может быть любой электронной системой управления системы двигателя или транспортного средства, в котором установлена система двигателя. Контроллер 50 может быть выполнен с возможностью принимать управляющие решения по меньшей мере частично на основании входного сигнала с одного или боле датчиков 51 в пределах системы двигателя и может управлять исполнительными механизмами 52 на основании управляющих решений. Например, контроллер 50 может хранить машиночитаемые команды в памяти, и исполнительные механизмы 52 могут управляться посредством выполнения команд.
Двигатель имеет систему впуска 23 двигателя, которая включает в себя воздушный впускной дроссель 22, связанный по текучей среде с впускным коллектором 24 двигателя по впускному каналу 18. Воздух может поступать во впускной канал 18 из системы впуска воздуха, включающей в себя воздушный фильтр 33 в сообщении с окружающей средой транспортного средства. Положение дросселя 22 может регулироваться контроллером 50 посредством сигнала, выдаваемого на электродвигатель или привод, заключенный дросселем 22, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронное управление дросселем. Таким образом, дроссель 22 может приводиться в действие, чтобы варьировать всасываемый воздух, выдаваемый во впускной коллектор и множество цилиндров двигателя.
Датчик 44 барометрического давления (BP) может быть присоединен к впуску впускного канала 18, например, выше по потоку от воздушного фильтра, для выдачи сигнала касательно барометрического (например, атмосферного) давления в контроллер 50. Дополнительно, датчик 58 массового расхода воздуха (MAF) может быть присоединен во впускном канале 18 непосредственно ниже по потоку от воздушного фильтра, для выдачи сигнала касательно массового расхода воздуха во впускном канале в контроллер 50. В других примерах, датчик 58 MAF может быть присоединен в другом месте в системе впуска или системе двигателя, а кроме того, могут быть один или более дополнительных датчиков MAF, расположенных в системе впуска или системе двигателя. Кроме того, датчик 60 может быть присоединен к впускному коллектору 24 для выдачи сигнала касательно давления воздуха в коллекторе (MAP) и/или разрежения в коллекторе (MANVAC) в контроллер 50. Например, датчик 60 может быть датчиком давления или измерительным датчиком, считывающим разрежение, и может передавать данные в качестве отрицательного разрежения (например, давления) в контроллер 50. В некоторых примерах, дополнительные датчики давления/разрежения могут быть присоединены в другом месте в системе двигателя, чтобы выдавать сигналы касательно давления/разрежения на других участках системы двигателя в контроллер 50.
Система 10 двигателя может быть системой двигателя с наддувом, где система двигателя дополнительно включает в себя устройство наддува. В настоящем примере, впускной канал 18 включает в себя компрессор 90 для наддува заряда всасываемого воздуха, принятого по впускному каналу 18. Охладитель 26 наддувочного воздуха (или промежуточный охладитель) присоединен ниже по потоку от компрессора 90 для охлаждения подвергнутого наддуву заряда воздуха перед подачей во впускной коллектор. В вариантах осуществления, где устройство наддува является турбонагнетателем, компрессор 90 может быть присоединен к и приводиться в движение турбиной с приводом от выхлопной системы (не показана). Кроме того, компрессор 90 может, по меньшей мере частично, приводиться в действие электрическим двигателем или коленчатым валом двигателя.
Возможный перепускной канал 28 может быть присоединен в параллель компрессору 90, чтобы отводить часть всасываемого воздуха, сжатого компрессором 90, обратно выше по потоку от компрессора. Количество воздуха, отведенного через перепускной канал 28, может регулироваться открыванием перепускного клапана 30 компрессора (CBV), расположенного в перепускном канале 28. Посредством управления CBV 30 и изменения количества воздуха, отведенного через перепускной канал 28, может регулироваться давление наддува, обеспечиваемое ниже по потоку от компрессора. Это да конфигурация дает возможность регулирования наддува и сглаживания пульсаций.
В варианте осуществления по фиг. 1, датчик 41 давления на впуске компрессора (CIP) расположен ниже по потоку от места соединения впускного канала 18 и перепускного канала 28, и выше по потоку от компрессора. Датчик 41 CIP может выдавать сигнал касательно CIP в контроллер 50.
Система 10 двигателя, кроме того, включает в себя систему 71 продувки паров топлива. Система 71 продувки паров топлива включает в себя топливный бак 61, который хранит летучее жидкое топливо, сжигаемое в двигателе 12. Чтобы избежать выделения паров топлива из топливного бака и в атмосферу, топливный бак вентилируется в атмосферу через бачок 63 с адсорбентом. Бачок с адсорбентом может иметь значительную емкость для накопления углеводородных, спиртовых и/или эфирных видов топлива в адсорбированном состоянии; например, он может быть наполнен гранулами активированного угля и/или другим материалом с большой площадью поверхности. Тем не менее, продолжительное поглощение паров топлива рано или поздно будет снижать емкость бачка с адсорбентом для дальнейшего накопления. Поэтому, бачок с адсорбентом может периодически продуваться от адсорбированного топлива, как будет дополнительно описано в материалах настоящего описания. В конфигурации, показанной на фиг. 1, клапан 65 продувки бачка управляет продувкой паров топлива из бачка во впускной коллектор по каналу 84 всасывания, присоединенному к отводу всасывания, расположенному в диффузоре многоотводного аспиратора, как будет описано ниже. В условиях, в которых побудительный поток через аспиратор активирован, и когда требуется продувка бачка для паров, такая как когда бачок насыщен, пары, накопленные в бачке 63 для паров топлива, могут продуваться во впускной коллектор 24 посредством открывания клапана 65 продувки бачка, как будет детализировано в материалах настоящего описания.
Несмотря на то, что одиночный бачок 63 показан в системе 71 продувки паров топлива, следует принимать во внимание, что может быть включено в состав любое количество бачков. В одном из примеров, клапан 65 продувки бачка может быть электромагнитным клапаном, при этом открывание или закрывание клапана выполняется посредством приведения в действие соленоида продувки бачка. Бачок 63 дополнительно включает в себя в себя вентиляционный канал 67 для направления газов из бачка 63 в атмосферу при накоплении или улавливании паров топлива из топливного бака 61. Вентиляционный канал 67 также может предоставлять свежему воздуху возможность отбираться в бачок 63 для паров топлива при продувке накопленных паров топлива во впускной коллектор 24 через канал 84. Несмотря на то, что этот пример показывает вентиляционный канал 67, сообщающийся со свежим ненагретым воздухом, также могут использоваться различные модификации. Вентиляционный канал 67 может включать в себя клапан 69 вентиляции бачка для регулирования потока воздуха и паров между бачком 63 и атмосферой. Как показано, датчик 49 давления может быть расположен в бачке 63, чтобы выдавать сигнал касательно давления в бачке в контроллер 50. В других примерах, датчик 49 давления может быть расположен где-нибудь еще, например, в канале 84.
Система 10 двигателя включает в себя аспираторное устройство 80. Аспираторное устройство 80 включает в себя аспиратор 54, который может быть эжектором, аспиратором, эдуктором, диффузором, струйным насосом или подобным пассивным устройством. Как показано на подробном виде аспираторного устройства 80 на фиг. 2A, аспиратор 54 включает в себя побудительный впуск 45, выпуск 47 смешанного потока и по меньшей мере три отвода всасывания. В изображенном варианте осуществления, показаны в точности три отвода всасывания: отвод в горловине 77 аспиратора, 83 («отвод горловины»), отвод в расширяющемся конусе или диффузоре аспиратора, 85 («отвод диффузора») и отвод в выпускной трубке аспиратора, 87 («отвод выпускной трубки»). Побудительный поток через аспиратор может формировать поток всасывания на одном или более из отводов всасывания в зависимости от уровней давления внутри системы, тем самым, образуя разрежение, которое может накапливаться в вакуумном резервуаре и/или выдаваться непосредственно в различные потребители разрежения системы двигателя.
Как показано на фиг. 1, канал 81 соединяет побудительный впуск 45 аспираторного устройства 80 с впускным каналом 18 возле впуска впускного канала ниже по потоку от воздушного фильтра 33. В других примерах, канал 81 может соединять побудительный впуск аспираторного устройства 80 с впускным каналом в другой части или, в качестве альтернативы, канал 81 может вести непосредственно в атмосферу вместо присоединения к впускному каналу. Кроме того, в изображенном варианте осуществления, канал 88 соединяет выпуск 47 смешанного потока аспираторного устройства 80 с впускным коллектором 24. Однако, в других вариантах осуществления, канал 88 может соединять выпуск смешанного потока аспираторного устройства 80 с другой частью системы двигателя, которая может служить в качестве источника разрежения (например, части системы двигателя с уровнем разрежения, более глубоким, чем 0,1 бар).
В изображенном примере, запорный клапан 95, расположенный в канале 88 предотвращает обратный поток из впускного коллектора во впускной канал через аспираторное устройство 80, который, например, может возникать в ином случае во время наддува, когда MAP больше, чем BP. Однако, следует принимать во внимание, что, в других примерах, аспиратор 54 может быть сконструирован с геометрией потока, которая доводит до максимума формирование разрежения для двунаправленного потока, и, таким образом, может не быть желательным ограничивать обратный поток с использованием запорного клапана, такого как запорный клапан 95. В кроме того дополнительных примерах, отсечной клапан аспиратора (ASOV), расположенный последовательно с аспиратором 54, может управляться на основании перепадов давления в пределах системы двигателя, чтобы не мог возникать обратный поток (например, ASOV может быть закрыт в условиях с наддувом), и запорный клапан 95 может быть либо включен в состав для обеспечения избыточности, либо опущен.
Каждый отвод всасывания аспиратора имеет соответствующий канал. Как показано на фиг. 2A, канал 82 всасывания соединяет отвод 83 аспиратора 54 с общим каналом 89, канал 84 всасывания соединяет отвод 85 с системой 71 продувки паров топлива, а канал 86 всасывания соединяет отвод 87 с общим каналом 89, чтобы каналы 82 и 86 всасывания практически сливались для формирования общего канала 89. В изображенном примере, каналы всасывания имеют разные размеры; то есть, канал 82 всасывания меньше, чем канал 84 всасывания, и канал 84 всасывания меньше, чем канал 86 всасывания. Как детализировано ниже, такое устройство может быть уместным, так как величина пикового потока всасывания, происходящего через канал 82 всасывания, может быть меньшей, чем величина потока всасывания, происходящего через канал 84 всасывания, которая, в свою очередь, может быть меньшей, чем величина потока всасывания, происходящего через канал 86.
В первом варианте осуществления, никакие запорные клапаны на расположены в общем канале 89. Взамен, запорный клапан расположен в каждом из каналов 82 и 86 всасывания выше по потоку от места соединения этих каналов с общим каналом 89. Более точно, запорный клапан 72 расположен в канале 82 всасывания, а запорный клапан 76 расположен в канале 86 всасывания. Кроме того, запорный клапан 74 расположен в канале 84 всасывания. Несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает запорные клапаны в качестве отдельных клапанов, в альтернативных вариантах осуществления, каждый запорный клапан может быть встроен в аспиратор, например, ближайшим к соответствующему отводу всасывания. Тогда как известные многоотводные аспираторы могут требовать, чтобы поток всасывания проходил через многочисленные запорные клапаны (например, многочисленные запорные клапаны, расположенные последовательно или расположенные в общем канале между местами соединения каналов всасывания с общим каналом), изображенное устройство преимущественно требует, чтобы поток всасывания проходил только через один запорный клапан, так как он движется из источника потока всасывания в аспиратор через один из каналов всасывания, тем самым, уменьшая ослабление потока, которое может происходить в результате течения через многочисленные запорные клапаны. Запорный клапан, расположенный в каждом канале всасывания, предотвращает обратный поток из аспиратора 54 в источник потока всасывания. Так как выпуск 47 смешанного потока аспираторного устройства 80 сообщается с впускным коллектором 24 в первом варианте осуществления, запорные клапаны 72, 74 и 76 предотвращают противоток из впускного коллектора, например, который, в ином случае, мог бы возникать в условиях, когда давление во впускном коллекторе находится выше, чем давление в источнике(ах) потока всасывания. Подобным образом, запорные клапаны 72, 74 и 76 помогают предохранять текучую среду, такую как заряд всасываемого воздуха, от течения из канала 81 в источник(и) потока всасывания.
Как может быть видно на фиг. 1, отводы 83 и 87 всасывания аспиратора 54 сообщаются с вакуумным резервуаром 38 через общий канал 89. Вакуумный резервуар 38 может выдавать разрежение в один или более вакуумных приводов 39 системы двигателя. В одном из неограничивающих примеров, аспираторы 39 могут включать в себя тормозов, присоединенный к колесным тормозам транспортного средства, при этом вакуумный резервуар 38 является вакуумной полостью перед диафрагмой усилителя тормозов, как показано на фиг.1. В таком примере, вакуумный резервуар 38 может быть внутренним вакуумным резервуаром, выполненным с возможностью усиливать силу, выдаваемую водителем 55 транспортного средства через тормозную педаль 57 для применения колесных тормозов транспортного средства (не показанных)). Положение тормозной педали 57 может контролироваться датчиком 53 тормозной педали. В альтернативных вариантах осуществления, вакуумный резервуар может быть резервуаром-хранилищем низкого давления, включенным в систему продувки паров топлива, вакуумным резервуаром, присоединенным к перепускной заслонке для выхлопных газов турбины, вакуумным резервуаром, присоединенным к клапану управления движением заряда, и т.д. В таких вариантах осуществления, потребляющие разрежение устройства 39 системы транспортного средства могут включать в себя различные клапаны с вакуумным приводом, такие как клапаны управления движением заряда, замок ступиц 4x4, переключаемые опоры двигателя, вакуумные ограничители утечки отопления, вентиляции и охлаждения, системы вентиляции картера рециркуляции выхлопных газов, газовые топливные системы, перепускные клапаны компрессора (например, CBV 30, показанный на фиг. 1), расцепитель колеса и полуоси, и т.д. В одном из примерных вариантов осуществления, ожидаемое потребление разрежения потребителями разрежения во время различных условий работы двигателя, например, может храниться в справочной таблице в памяти системы управления, и пороговое значение накопленного разрежения, соответствующее ожидаемому потреблению разрежения для текущих условий работы двигателя, может определяться посредством обращения к справочной таблице. В некоторых вариантах осуществления, как изображено, датчик 40 может быть присоединен к вакуумному резервуару 38 для выдачи оценки уровня разрежения в резервуаре. Датчик 40 может быть измерительным датчиком, считывающим разрежение, и может передавать данные в качестве отрицательного разрежения (например, давления) в контроллер 50. Соответственно, датчик 40 может измерять величину разрежения, накопленного в вакуумном резервуаре 38.
На фиг. 2A, предоставлен схематичный вид в поперечном разрезе аспиратора 54. Аспиратор 54 начинается с части 21 постоянного диаметра (прямой трубки) непосредственно выше по потоку от, и граничащей с соплом 79. Сопло 79 имеет сходящуюся геометрию потока в форме усеченного конуса, чтобы понижать давление и повышать скорость текучей среды, поступающей в аспиратор 54 через побудительный впуск 45.
Как может быть видно на фиг. 2A, каналы 82 и 84 соединены по текучей среде выше по потоку от запорных клапанов 72 и 74 каналом 73 утечки, содержащим ограничение 75 потока. В некоторых примерах, ограничением 75 потока может быть диафрагма, такая как диафрагма с острой кромкой диаметром 0,8 мм. Такая диафрагма может давать возможность рециркуляции около 3% потока, проходящего через диффузор обратно в расположенный выше по потоку отвод горловины через канал утечки. В зависимости от степени ограничения потока, обеспечиваемого ограничением 75 потока, в одном из неограничивающих примеров, давлению текучей среды может быть необходимо превышать пороговое значение, чтобы текучая среда проходила через ограничение потока. В условиях, в которых давление в источнике потока всасывания для отвода всасывания диффузора (отвода 85 всасывания) находится ниже, чем давление на отводе 85 всасывания, запорный клапан 74 закрывается, предотвращая обратный поток из отвода 85 всасывания в источник потока всасывания. Однако, некоторому обратному потоку может быть дана возможность посредством канала 73 утечки. Например, так как давление на отводе всасывания горловины (отводе 83 всасывания) типично находится ниже, чем давление на отводе всасывания диффузора (отводе 85 всасывания), вследствие геометрии аспиратора и диффузорного эффекта, текучая среда может течь из отвода 85 всасывания в канал 84, затем, в канал 73 утечки, затем, в канал 82, и затем, в отвод 83 всасывания, где она поступает в горловину аспиратора. Этот поток утечки может давать эффект, подобный эффекту стравливающих щелевых или гибридных диффузоров, где пограничный слой низкой скорости высасывается из диффузора, втягивая поток высокой скорости возле стенки и преимущественно понижая вероятность разделения потока. В других примерах, вместо связывания по текучей среде каналов 82 и 84, канал 73 утечки может соединять по текучей среде канал 84, выше по потоку от запорного клапана 74, с другим компонентом системы двигателя (например, общим каналом 89, каналом 84 ниже по потоку от запорного клапана 74, и т.д.).
Как показано на фиг. 2A, часть расположенной выше по потоку части 21 постоянного диаметра аспиратора и все сопло окружены отводом 83 всасывания (например, эти элементы расположены в внутри отвода 83 всасывания). В одном из неограничивающих примеров, отвод 83 всасывания содержит расположенную выше по потоку кольцевую часть, которая выглядит прямоугольной в поперечном сечении, присоединенную к колоколообразной расположенной ниже по потоку части. Диаметр основания колоколообразной части может быть равным высоте поперечного сечения прямоугольной части; после основания, колоколообразная часть может сужаться до тех пор, пока она не образует прямую трубку с постоянным диаметром, тем самым, образуя горловину 77 аспиратора 54.
Так как сопло 79 окружено отводом 83 всасывания, сужающийся кольцевой проток образуется колоколообразной частью отвода 83 всасывания и соплом 79. То есть, как может быть видно на виде в поперечном разрезе, предусмотренном на фиг. 2A, расстояние между сходящимися вогнутыми сторонами колоколообразной части и суживающимся соплом в форме усеченного конуса (например, разность между диаметром колоколообразной части и диаметром суживающегося сопла в форме усеченного конуса) уменьшается по мере того, как части приближаются друг к другу. Соответственно, поток всасывания в аспиратор 54 через отвод 83 всасывания ускоряется вследствие уменьшающегося диаметра кольцевого протока, сформированного между отводом всасывания и соплом, по мере того, как поток всасывания приближается к горловине 77. Вследствие этого ускорения, поток всасывания преимущественно может поступать в аспиратор на скорости, более близкой к скорости побудительного потока, выходящего из сопла аспиратора.
Конец с самым узким диаметром колоколообразной части отвода 83 всасывания является граничащим с частью аспиратора 54, которая образует горловину 77 аспиратора 54. Несмотря на то, что часть аспиратора, граничащая с концом самого узкого диаметра колоколообразной части отвода 83 всасывания, является частью прямой трубки (например, постоянного диаметра), в других неограничивающих примерах, эта часть аспиратора может иметь сходящуюся или расходящуюся геометрию. Расположенным ниже по потоку от и граничащим с этой частью является расширяющийся конус или диффузор, который будет указываться ссылкой в материалах настоящего описания как диффузор 11 аспиратора 54. Как показано на подробном виде диффузора 11 на фиг. 2B, диффузор 11 может содержать первую расходящуюся часть 13, первую часть 15 постоянного диаметра (например, прямой трубки), граничащую с и расположенную ниже по потоку от первой расходящейся части 13, и вторую расходящуюся часть 17, граничащую с и расположенную ниже по потоку от первой части 15 постоянного диаметра. Наличие первой части 15 постоянного диаметра может представлять собой компромисс между эффективностью отвода горловины и отвода диффузора; например, первая часть 15 постоянного диаметра может повышать эффективность отвода диффузора наряду с легким понижением эффективности отвода горловины.
Пунктирная линия 25 представляет собой ось диффузора 11, тогда как пунктирные линии 27 представляют продолжение угла расхождения первой расходящейся части 13. Следует принимать во внимание, что угол расхождения указывает ссылкой на угол между уклоном стороны расходящейся части и любой горизонтальной линией, которая параллельна оси диффузора, и которая пересекает сторону расходящейся части. Как показано, первая часть 15 постоянного диаметра начинается на расположенной ниже по потоку стороне отвода 85 всасывания и продолжается до точки, где она сходится с пунктирными линиями 27 на виде в поперечном разрезе по фиг. 2B (где она встречается с углом первой расходящейся части 13).
Возвращаясь к фиг. 2A, вторая часть 19 постоянного диаметра аспиратора 54 расположена ниже по потоку от диффузора 11. Вторая часть 19 постоянного диаметра, которая может, в качестве альтернативы, указываться ссылкой как выпускная трубка аспиратора 54, является граничащей с и расположенной ниже по потоку от второй расходящейся части 17 диффузора 11.
Вследствие сходящейся-расходящейся формы аспиратора 54, поток атмосферного воздуха из побудительного впуска 45 в выпуск 47 смешанного потока аспиратора 54 может формировать низкое давление на одном или более из отводов 83 и 85 всасывания аспиратора, зависящее от относительных давлений/уровней разрежения на впуске смешанного побудительного потока и выпуске смешанного потока аспиратора 54. Это низкое давление может вызывать поток всасывания из общего канала 89 в отвод 83 всасывания, тем самым, образуя разрежение в источнике потока всасывания, присоединенном к такому отводу (например, вакуумном резервуаре 38 в варианте осуществления по фиг. 1), и/или может вызывать поток всасывания из канала 84 в отвод 85 всасывания, тем самым, образуя разрежение в источнике всасывания, присоединенном к такому отводу (например, системе 71 продувки паров топлива в варианте осуществления по фиг. 1). В противоположность отводам 83 и 85 всасывания, отвод 87 всасывания присоединен ниже по потоку от аспиратора 54 в канале постоянного диаметра. Отвод 87 всасывания может быть присоединен к каналу 88 где-нибудь ниже по потоку от аспиратора 54 и выше по потоку от выпуска смешанного потока аспиратора (например, выше по потоку от впускного коллектора в варианте осуществления на фиг. 1). В других примерах, отвод 87 всасывания может быть присоединен к второй части 19 постоянного диаметра аспиратора 54. Так как отвод 87 всасывания присоединен к каналу постоянного диаметра, полное восстановление давления побудительной текучей среды, текущей через аспиратор, может происходить до того, как текучая среда проходит отвод 87 всасывания, а потому, поток текучей среды из источника потока всасывания в отвод 87 всасывания может не вносить вклад в формирование разрежения. Однако, этот поток текучей среды преимущественно может обеспечивать прямой путь для высокого объема потока из источника потока всасывания (например, вакуумного резервуара в варианте осуществления по фиг. 1) в выпуск смешанного потока аспиратора (например, впускной коллектор в варианте осуществления по фиг. 1). В варианте осуществления по фиг. 1, общий канал 89 присоединяет отвод 87 всасывания к вакуумному резервуару, как отмечено выше.
Так как отвод 83 всасывания расположен в горловине 77 аспиратора 54, который является частью аспиратора с наименьшей площадью проходного сечения, диффузорный эффект является самым сильным на отводе 83 всасывания, и таким образом, большее разрежение может формироваться на отводе 83 всасывания по сравнению с отводом 85 всасывания, который расположен в диффузоре аспиратора 54, а потому, расположен в части аспиратора с большей площадью проходного сечения. Однако, меньший поток всасывания (например, интенсивность или уровень потока) может происходить через отвод 83 всасывания, тогда как больший поток всасывания может происходить через отвод 85 всасывания.
Так как аспиратор 54 содержит многочисленные отводы всасывания, он может добиваться разных преимуществ, связанных с расположением отвода всасывания в разных частях аспиратора. Например, глубокое разрежение, но небольшой поток могут достигаться через отвод 83 всасывания горловины, неглубокое разрежение, но высокий поток могут достигаться через отвод 85 всасывания диффузора, и никакого усиления разрежения, но очень высокий поток могут достигаться через отвод 87 выпускной трубки. Кроме того, в противоположность известным многоотводным аспираторам, таким как формирователи разрежения Гаста, которые могут быть присоединены между источником высокого давления и приемником низкого давления (например, между источником сжатого воздуха при 5 бар и атмосферой при 0 бар), аспиратор 54 сконструирован, чтобы он мог быть присоединен между источником с давлением на ли около атмосферного давления и источником более низкого давления (например, он может принимать атмосферный воздух на своем побудительном впуске и подавать смешанный поток в приемник с разрежением, более глубоким, чем 0,1 бар, такой как впускной коллектор).
В некоторых примерах, аспиратор 54 может работать пассивно, например, проходит ли побудительный поток через аспиратор 54, может зависеть от давлений внутри системы 10 двигателя и других рабочих параметров двигателя без какого бы то ни было активного управления выполняемого системой управления. Однако, в варианте осуществления по фиг. 1, отсечной клапан 91 аспиратора (ASOV) активно управляется, чтобы допускать/не допускать побудительный поток через аспиратор (в случае двухпозиционного ASOV), или чтобы уменьшать/увеличивать поток через аспиратор (в случае непрерывно регулируемого ASOV). Как показано, ASOV 91 расположен в канале 81 выше по потоку от части 21 постоянного диаметра аспиратора 54; в других вариантах осуществления, ASOV может быть расположен на расположенной ниже по потоку стороне аспиратора 54 (например, ниже по потоку от второй части 19 постоянного диаметра), или ASOV может быть неотъемлемой частью аспиратора (например, клапан может быть расположен в горловине аспиратора). Одно из преимуществ расположения ASOV выше по потоку от аспиратора включает в себя этап, на котором, когда ASOV находится выше по потоку, потеря давления, связанная с ASOV, может иметь меньшее влияние по сравнению с конфигурациями, где ASOV находится ниже по потоку от аспиратора, или где ASOV является встроенным в аспиратор.
ASOV 91 может быть соленоидным клапаном, который приводится в действие электрически, и его состояние может управляться контроллером 50 на основании различных условий работы двигателя. Однако, в качестве альтернативы, ASOV может быть пневматическим клапаном (например, с вакуумным приводом); в этом случае, приводящее в действие разрежение для клапана может получаться из впускного коллектора и/или вакуумного резервуара, и/или других приемников низкого давления системы двигателя. В вариантах осуществления, где ASOV является клапаном с пневматическим управлением, управление ASOV может выполняться независимо от модуля управления силовой передачей (например, ASOV может управляться пассивно на основании уровней давления/разрежения в системе двигателя).
Приводится ли он в действие электрически или разрежением, ASOV 91 может быть двухпозиционным клапаном (например, двухходовым клапаном) или непрерывно регулируемым клапаном. Двухпозиционные клапаны могут управляться полностью открытыми или полностью закрытыми (запертыми), чтобы полностью открытое положение двухпозиционного клапана было положением, в котором клапан не вызывает ограничение потока, а полностью закрытое положение двухпозиционного клапана было положением, в котором клапан ограничивает весь поток, так что никакой поток не может проходить через клапан. В противоположность, непрерывно регулируемые клапаны могут быть частично открытыми с разными степенями. Варианты осуществления с непрерывно регулируемым ASOV могут давать большую гибкость управления побудительным потоком через аспиратор, с недостатком, что непрерывно регулируемые клапаны могут быть гораздо более дорогостоящими, чем двухпозиционные клапаны.
В других примерах, ASOV 91 может быть шиберным клапаном, поворотным пластинчатым клапаном, тарельчатым клапаном или другим пригодным типом клапана.
На фиг. 2C, предусмотрен схематичный вид в поперечном разрезе альтернативного варианта осуществления аспиратора. Альтернативное аспираторное устройство по фиг. 2C включает в себя многие из прежних признаков, описанных выше для аспираторного устройства по фиг. 2A; сходные признаки пронумерованы подобным образом и, ради краткости, еще раз описываться не будут.
В противоположность соплу 79 по фиг. 2A, сопло 79 по фиг. 2C имеет сходящуюся геометрию потока в форме усеченного конуса с вогнутыми сторонами. Эта геометрия потока может давать усиленное снижение давления и усиленное повышение скорости текучей среды, поступающей в аспиратор 54 через побудительный впуск 45 относительно геометрии потока сопла 79 по фиг. 2A, которое имеет невогнутые стороны.
Кроме того, в противоположность отводу 83 всасывания по фиг. 2A, отвод 83 всасывания по фиг. 2C может иметь иную геометрию потока. Когда осматривается в поперечном разрезе, находящаяся выше по потоку внешняя поверхность отвода 83 всасывания по фиг. 2C (что касается побудительного потока аспиратора), сформирована в качестве выпуклой кривой, с установленной под углом частью, граничащей с нижней находящейся ниже по потоку стороной кривой и продолжающейся до тех пор, пока она не соединяется с находящейся ниже по потоку стороной сопла 79. Следует принимать во внимание, что, когда не просматривается в поперечном разрезе, эта установленная под углом часть может составлять секцию в форме усеченного конуса. Что касается расположенной ниже по потоку внешней поверхности отвода 83 всасывания, когда просматривается в поперечном разрезе, она выглядит в качестве прямой линии, параллельной оси потока всасывания канала 82. Вогнутая криволинейная поверхность является граничащей с низом этой прямой поверхности на своей находящейся выше по потоку стороне и граничащей с горловиной аспиратора на своей находящейся ниже по потоку стороне. Сужающийся проток таким образом образуется между установленной под углом частью и вогнутой криволинейной частью отвода 83 всасывания. Поток всасывания поступает в аспиратор через этот сужающийся проток отвода диффузора под углом около 45 градусов от оси диффузора. Тогда как проток из отвода 83 всасывания в горловину аспиратора, показанного на фиг. 2A, может быть проблематичным для имеющих меньший размер реализаций аспираторного устройства, где толщина сопла может становиться значимым фактором, проток из отвода 83 всасывания в горловину аспиратора, показанного на фиг. 2C, не является зависящим от толщины сопла, так как он сформирован между двумя сторонами самого отвода вместо между соплом и стороной отвода (по-прежнему наряду с преимущественным ускорением потока всасывания, например, чтобы он поступал в аспиратор на скорости, более близкой к скорости побудительного потока, выходящего из сопла аспиратора).
В противоположность диффузору 11 аспиратора, показанного на фиг. 2A-B, диффузор 11 по фиг.2C-D может иметь расходящуюся геометрию потока по всей своей длине, чтобы он не имел части постоянного диаметра, такой как часть 15 постоянного диаметра по фиг. 2B. Как показано, стороны диффузора расходятся под постоянным углом расхождения (углом между пунктирной линией 25 и каждой из пунктирных линий 27). Соответственно, тогда как диффузор, показанный на фиг. 2B сконструирован, чтобы эффективность отвода диффузора была приоритезирована над эффективностью отвода горловины, диффузор, показанный на фиг. 2D, сконструирован, чтобы эффективность отвода горловины была приоритезирована над эффективностью отвода диффузора. С обращением к фиг. 9A-B, они изображают аспираторное устройство 900, которое может соответствовать аспираторному устройству 80 по первому варианту осуществления. Эти фигуры изображают поток всасывания и побудительный поток через аспираторное устройство 900 для разных уровней давления в системе, когда ASOV открыт, когда CPV системы продувки паров топлива открыт, и когда прямой побудительный поток является проходящим через аспиратор (например, когда BP больше, чем MAP).
S1
1
S2
2
1
2
Фиг. 9A изображает поток всасывания и побудительный поток через аспираторное устройство 900 в условиях работы двигателя, в которых P в источнике потока всасывания горловины и отводах выпускной трубки (например, давление в вакуумном резервуаре в первом варианте осуществления) больше, чем давление P на отводе всасывания, при этом давление P в источнике потока всасывания отвода диффузора (например, давление на выпуске системы продувки паров топлива в первом варианте осуществления) больше, чем давление P на отводе диффузора. Как указано, вследствие геометрии аспиратора, P может быть меньшим, чем P. Во время этих условий, как показано, поток всасывания из вакуумного резервуара может поступать в отвод горловины, а поток всасывания из системы продувки паров топлива может поступать в отвод диффузора. Несмотря на то, что не изображено на фиг. 9A, следует принимать во внимание, что текучая среда также может течь из вакуумного резервуара в отвод выпускной трубки во время этих условий в зависимости от перепада давлений между вакуумным резервуаром и впускным коллектором.
S1
1
S2
2
1
2
2
S2
1
2
В противоположность, фиг. 9B изображает поток всасывания и побудительный поток через аспираторное устройство 900 в условиях работы двигателя, в которых P в источнике потока всасывания горловины и отводах выпускной трубки (например, давление в вакуумном резервуаре в первом варианте осуществления) больше, чем давление P на отводе всасывания, при этом давление P в источнике потока всасывания отвода диффузора (например, давление на выпуске системы продувки паров топлива в первом варианте осуществления) меньше, чем давление P на отводе диффузора. Как указано, вследствие геометрии аспиратора, P может быть меньшим, чем P. Во время этих условий, как показано, поток всасывания из вакуумного резервуара может поступать в отвод горловины. Однако, так как P больше, чем P, запорный клапан в канале всасывания, присоединенном к отводу диффузора, закрывается, чтобы поток всасывания из системы продувки паров топлива не мог поступать в отвод диффузора. Как показано, в отводе диффузора, пограничный слой низкой скорости побудительного потока может высасываться из диффузора на отводе диффузора, например, так как P меньше, чем P.После высасывания из диффузора на отводе диффузора, поток поступает в канал всасывания, присоединенный к диффузору, затем, течет в канал утечки, а затем, в отвод горловины аспиратора, как показано. Преимущественно, высасывание пограничного слоя низкой скорости может давать в результате побудительный поток высокой скорости, вытягиваемый возле стенки аспиратора, который, в вою очередь, может понижать вероятность разделения потока в области отвода диффузора.
Несмотря на то, что не изображено на фиг. 9B, следует принимать во внимание, что текучая среда также может течь из вакуумного резервуара в отвод выпускной трубки во время этих условий в зависимости от перепада давлений между вакуумным резервуаром и впускным коллектором.
Второй вариант осуществления системы двигателя, включающей в себя многоотводный аспиратор, изображен на фиг. 3-4. Второй вариант осуществления включает в себя многие из прежних признаков, описанных выше для первого варианта осуществления; подобные признаки пронумерованы сходным образом, и больше описываться не будут ради краткости. Кроме того, следует принимать во внимание, что различные признаки из числа двух вариантов осуществления применимы совместно. Например, аспираторное устройство по фиг. 3 может быть сконфигурировано в соответствии с фиг. 2A или фиг. 2C вместо фиг. 4, или аспираторное устройство по фиг. 1 может быть сконфигурировано в соответствии с фиг. 4 вместо фиг. 2A или. 2C, не выпускя из объема этого раскрытия. Более того, в изображенном втором варианте осуществления, диффузор 11, показанный на фиг. 4, может соответствовать диффузору 11, изображенному на фиг. 2B, или, в качестве альтернативы, диффузору 11, изображенному на фиг. 2D.
В противоположность первому варианту осуществления, в котором побудительный впуск аспираторного устройства сообщается по текучей среде с впускным каналом выше по потоку от компрессора, побудительный впуск 345 аспираторного устройства 380 по фиг. 3 сообщается по текучей среде с впускным каналом ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от впускного воздушного дросселя 322. Несмотря на то, что побудительный впуск 345 сообщается по текучей среде с впускным каналом выше по потоку от охладителя 326 наддувочного воздуха, в других примерах, побудительный впуск 345 может сообщаться по текучей среде с впускным каналом ниже по потоку от охладителя 326 наддувочного воздуха и выше по потоку от дросселя 322. Кроме того, тогда как выпуск смешанного потока аспираторного устройства по первому варианту осуществления сообщается по текучей среде с впускным коллектором, выпуск 347 смешанного потока аспираторного устройства 380 по фиг. 3 сообщается по текучей среде с впускным каналом выше по потоку от компрессора 390 и ниже по потоку от дросселя 331 системы впуска воздуха (AIS), который расположен ниже по потоку от воздушного фильтра 333 в изображенном примере. Соответственно, как показано, аспираторное устройство 380 расположено параллельно с перепускным каналом 328, который присоединен в параллель компрессору 390, чтобы отводить по меньшей мере часть всасываемого воздуха, сжатого компрессором 390, обратно вверх по потоку от компрессора (посредством управления CBV 330, как обсуждено выше для перепускного канала 28 и CBV 30 по фиг. 1). Как показано, перепускной канал 28 может соединять каналы 381 и 388, и запорный клапан 395 может быть расположен ниже по потоку от места соединения перепускного канала 28 и канала 381, чтобы предотвращать обратный поток из выше по потоку от компрессора в ниже по потоку от компрессора через одно или более из перепускного канала 28 и аспираторного устройства В условиях, в которых давление выше по потоку от компрессора больше, чем давление ниже по потоку от компрессора (например, в условиях без наддува).
В варианте осуществления по фиг. 3, датчик 343 давления на выпуске компрессора (COP) расположен во впускном канале 318 ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха. Датчик 343 COP может выдавать сигнал касательно COP в контроллер 50. В других примерах, датчик COP может быть не включен в состав, а давление на выпуске компрессора может оцениваться или логически выводиться на основании других сигналов, таких как одно или более из MAF, считываемого датчиком 358, положения впускного дросселя, MAP, и т.д.
Положение дросселя 331 AIS может меняться контроллером 50 посредством сигнала, выдаваемого в электродвигатель или привод, включенный в состав дросселем 331 AIS. Таким образом, дроссель 331 AIS может эксплуатироваться, чтобы менять давление во впускном канале на впуске компрессора, которое, в свою очередь, может менять интенсивность потока у потока рециркуляции компрессора в перепускном канале 328, когда CBV 330 по меньшей мере частично открыт. Подобным образом, когда дроссель 331 AIS эксплуатируется, чтобы менять давление во впускном канале на впуске компрессора, это может менять побудительный поток через аспираторное устройство 380 В условиях, в которых ASOV 391 по меньшей мере частично открыт. Например, увеличение закрывания дросселя 331 AIS может вызывать понижение давления (например, повышенное разрежение) в области впускного канала, находящейся между дросселем AIS и впуском компрессора. В зависимости от состояний ASOV 391 и CBV 330, понижение давления может усиливать побудительный поток через аспираторное устройство 380 и/или перепускной канал 328. В других примерах, однако, может не быть дросселя AIS; взамен, поток через аспираторное устройство 380 может регулироваться посредством управления исключительно ASOV, и/или поток через перепускной канал 328 может регулироваться посредством управления исключительно CBV.
Еще одно различие между первым вариантом осуществления и вторым вариантом осуществления включает в себя источники потока всасывания для аспираторного устройства 380. В первом варианте осуществления, каналы всасывания для отвода горловины и отвода выпускной трубки сливаются в общий канал, который соединен с вакуумным резервуаром для использования вакуумными приводами 39, тогда как канал всасывания для отвода диффузора соединен с системой 71 продувки паров топлива. В противоположность, как показано на фиг. 4, во втором варианте осуществления, каналы всасывания отводов горловины и диффузора объединяются в общий канал 389, который соединен с вакуумным резервуаром 338 для использования вакуумными приводами 339, и нет отвода всасывания выпускной трубки. Вместо отвода всасывания выпускной трубки, перепускной канал 386 соединен с вакуумным резервуаром 338 через общий канал 389; соответственно, перепускной канал 386 сообщается с общим каналом 389 ниже по потоку от вакуумного резервуара 338 и выше по потоку от запорного клапана 372 (где «выше по потоку» и «ниже по потоку» находятся относительно направления потока всасывания, возникающего из вакуумного резервуара и поступающего в общий канал 389). Перепускной канал 386 также соединен с впускным коллектором. Запорный клапан 376, расположенный в перепускном канале 386, может предоставлять воздуху возможность течь во впускной коллектор из вакуумного резервуара 338 и может ограничивать поток воздуха в вакуумный резервуар 338 из впускного коллектора. В условиях, в которых давление во впускном коллекторе является отрицательным (например, когда разрежение является более глубоким, чем 0,1 бар), впускной коллектор может быть источником разрежения для вакуумного резервуара 338. В примерах, где устройство 339 потребления разрежения является усилителем тормозов, впускной коллектор может добиваться глубокого разрежения, когда ступня водителя убрана с педали акселератора. Таким образом, включение канала 393 в систему может служить для подготовки усилителя тормозов, в то время как ступня водителя отпускается с педали акселератора, по той причине, что он преимущественно может обеспечивать обходной тракт, который может гарантировать, что усилитель тормозов откачивается почти мгновенно всякий раз, когда давление во впускном коллекторе является более низким, чем давление в усилителе тормозов. Как будет описано ниже, система по фиг. 3 и 4 может давать возможность формирования разрежения в условиях с наддувом, и также может улучшать смягчение помпажа компрессора в условиях с наддувом на низком скорости вращения.
Кроме того, тогда как запорные клапаны 72 и 74 расположены в каналах 82 и 84, соответственно, в первом варианте осуществления, запорные клапаны 372 и 374 по второму варианту осуществления оба расположены в общем канале 389. Как показано на фиг. 4, канал 384 всасывания продолжается в качестве общего канала 389 ниже по потоку от места соединения канала 384 всасывания с каналом 373 утечки. Запорный клапан 374 расположен на участке канала 384 всасывания/общего канала 389, промежуточном между местом соединения канала 384 всасывания с каналом 373 утечки и местом соединения канала 382 всасывания с общим каналом 389. Запорный клапан 372 расположен на участке общего канала 389, промежуточном между местом соединения канала 382 всасывания с общим каналом 389 и местом соединения перепускного канала 386 с общим каналом 389. Соответственно, запорный клапан 374 и канал 373 утечки образуют то, что может указываться ссылкой как «имеющий течь запорный клапан», который предоставляет возможность некоторого обратного потока из отвода 385 всасывания в обход запорного клапана 374 через канал 373 утечки, например, В условиях, в которых давление потока всасывания является относительно низким. В зависимости от относительных давлений внутри аспираторного устройства 380, этот обратный поток затем может поступать в отвод 383 всасывания горловины. Однако, обратный поток не будет поступать в источник потока всасывания (например, вакуумный резервуар в этом варианте осуществления) вследствие наличия запорного клапана 372 в общем канале 389 выше по потоку от места соединения канала 382 всасывания с общим каналом 389. Регулируемая утечка в запорном клапане 374 может давать эффект, подобный эффекту стравливающих щелевых или гибридных диффузоров, при этом пограничный слой низкой скорости высасывается из диффузора, втягивая поток высокой скорости возле стенки и преимущественно понижая вероятность разделения потока.
С обращением к фиг. 10A-B, они изображают аспираторное устройство 1000, которое может соответствовать аспираторному устройству 380 по второму варианту осуществления. Эти фигуры изображают поток всасывания и побудительный поток через аспираторное устройство 1000 для разных уровней давления в системе, когда ASOV открыт, и когда по меньшей мере некоторый поток рециркуляции компрессора является движущимся через аспиратор (например, когда CIP меньше, чем COP).
S
2
2
1
2
1
2
1
S
2
Фиг. 10A изображает поток всасывания и побудительный поток через аспираторное устройство 1000 в условиях работы двигателя, в которых давление P в источнике потока всасывания отводов горловины и диффузора (например, давление в вакуумном резервуаре во втором варианте осуществления) больше, чем давление P на отводе диффузора, и при этом P больше, чем давление P на отводе горловины. Как отмечено выше со ссылкой на фиг. 9A-B, P типично может быть большим, чем P, вследствие геометрии аспиратора. Во время этих условий, как показано, поток всасывания из вакуумного резервуара может поступать в отвод горловины и отвод диффузора. Хотя P больше, чем P, сопло в горловине (например, сопло 379 по фиг. 4) может ограничивать поток в горловину в такой степени, что поток всасывания в канале, соединенном с отводом диффузора, не отводится в отвод горловины через канал утечки. Кроме того, во время этих условий, обратный поток не возникает из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки, так как P больше, чем P. Несмотря на то, что не изображено на фиг. 10A, следует принимать во внимание, что текучая среда также может течь из вакуумного резервуара в канал, соединяющий вакуумный резервуар с впускным коллектором (например, канал 386 по фиг. 4), во время этих условий в зависимости от перепада давлений между вакуумным резервуаром и впускным коллектором.
2
S
S
1
1
2
2
S
1
2
В противоположность, фиг. 10B изображает поток всасывания и побудительный поток через аспираторное устройство 1000 в условиях работы двигателя, в которых давление P на отводе диффузора больше, чем давление P в источнике потока всасывания отводов горловины и диффузора (например, давление в вакуумном резервуаре во втором варианте осуществления), при этом P больше, чем давление P на отводе горловины. Как указано, вследствие геометрии аспиратора, P может быть меньшим, чем P. Во время этих условий, как показано, поток всасывания из вакуумного резервуара может поступать в отвод горловины. Однако, так как P больше, чем P, запорный клапан, расположенный между каналом всасывания отвода горловины и каналом всасывания отвода диффузора, закрывается, чтобы поток всасывания из вакуумного резервуара не мог поступать в отвод диффузора через канал всасывания, соединенный с отводом диффузора. Между тем, пограничный слой низкой скорости побудительного потока может высасываться из диффузора на отводе диффузора, например, так как P меньше, чем P. После высасывания из диффузора на отводе диффузора, поток поступает в канал всасывания, присоединенный к диффузору, затем, течет в канал утечки, а затем, в отвод горловины аспиратора, как показано. Как отмечено выше со ссылкой на фиг. 9B, высасывание пограничного слоя низкой скорости может преимущественно давать в результате побудительный поток высокой скорости, вытягиваемый возле стенки аспиратора, который, в свою очередь, может понижать вероятность разделения потока в области отвода диффузора.
Несмотря на то, что не изображено на фиг. 10B, следует принимать во внимание, что текучая среда также может течь из вакуумного резервуара в отвод выпускной трубки во время этих условий в зависимости от перепада давлений между вакуумным резервуаром и впускным коллектором.
В одном из примеров, система двигателя в соответствии с вторым вариантом осуществления может содержать аспиратор, обходящий компрессор, источник разрежения, соединенный с отводами горловины и диффузора аспиратора через соответствующие первый и второй каналы, объединенные в общий канал ниже по потоку от источника разрежения, первый и второй каналы соединены каналом утечки с ограничением потока, первый запорный клапан расположен в общем канале, а второй запорный клапан расположен во втором канале выше по потоку от канала утечки. Как проиллюстрировано на фиг. 2B и 4, например, выпуск отвода диффузора может сужаться при приближении к диффузору, и диффузор может содержать первую расходящуюся секцию выше по потоку от отвода диффузора, вторую секцию постоянного диаметра, граничащую с находящейся ниже по потоку стороной первой секции, и третью расходящуюся секцию, граничащую с находящейся ниже по потоку стороной второй секции. Вторая часть постоянного диаметра является граничащей с находящейся ниже по потоку стороной отвода диффузора и заканчивается в точке, где она встречается с углом первой расходящейся части. Как может быть видно на фиг. 4, например, отвод горловины и сопло аспиратора вместе могут формировать сужающийся кольцевой проток всасывания в горловину аспиратора. Кроме того, как показано на фиг. 3, перепускной канал компрессора может быть расположен параллельно с аспиратором, и CBV может быть расположен в перепускном канале компрессора наряду с тем, что отсечной клапан аспиратора может быть расположен выше по потоку от последовательно с аспиратором.
Как отмечено выше, несмотря на то, что побудительный впуск аспиратора соединен с впускным каналом двигателя ниже по потоку от компрессора, и выпуск смешанного потока аспиратора соединен с впускным каналом выше по потоку от компрессора и ниже по потоку от дросселя AIS в примерной системе двигателя, показанной на фиг. 3, предполагается, что многие из признаков системы двигателя и аспираторного устройства по фиг. 3 могут быть включены в систему двигателя по первому варианту осуществления. Например, в предполагаемой модификации системы двигателя по фиг. 1, в которой оба отвода, диффузора и горловины, соединены с общим источником разрежения (например, вакуумным резервуаром), побудительный впуск аспиратора может быть соединен с впускным каналом выше по потоку от компрессора, а впуск смешанного потока аспиратора может быть соединен с впускным коллектором.
Далее, со ссылкой на фиг. 5, показан примерный способ 500 для управления системой двигателя, включающей в себя аспираторное устройство, такое как аспираторное устройство 80 по первому варианту осуществления. Способ 500, например, может использоваться вместе со способом 600, показанным на фиг. 6.
На этапе 502, способ 500 включает в себя измерение и/или оценку условий работы двигателя. В контексте способа 500, условия работы двигателя, например, могут включать в себя BP, MAP, CIP, MAF, положение впускного дросселя, уровень накопленного разрежения (например, в вакуумном резервуаре), скорость вращения двигателя, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора, уровень наддува, условия (температуру, влажность) окружающей среды, концентрацию/давление паров топлива в бачке для паров топлива, и т.д.
После этапа 502, способ 500 переходит на этап 504. На этапе 504, способ 500 включает в себя определение, является ли отведение потока всасываемого воздуха через аспираторное устройство уместным, на основании условий работы двигателя. Например, в первом варианте осуществления, отведение потока всасываемого воздуха через аспираторное устройство может быть уместным, когда BP больше, чем MAP, но может не быть уместным, когда BP меньше, чем MAP. Кроме того, отведение потока всасываемого воздуха через аспираторное устройство может не быть уместным, когда MAF больше, чем пороговое значение (например, в условиях высоких скорости вращения/нагрузки двигателя, когда требуется высокий MAF в двигатель). Соответственно, определение, уместно ли отведение потока всасываемого воздуха через аспираторное устройство, может быть основано на BP, MAP, MAF среди других условий работы двигателя.
После этапа 504, способ 500 переходит на этап 506. На этапе 506, способ 500 включает в себя определение, требуется ли формирование разрежения и/или продувка паров топлива, на основании условий работы двигателя. Например, определение, требуется ли формирование разрежения, может производиться на основании уровня накопленного разрежения в вакуумном резервуаре (например, в качестве считываемого датчиком разрежения и/или давления в вакуумном резервуаре) и/или на основании запроса разрежения от различных потребителей разрежения двигателя, а определение, требуется ли продувка паров топлива, может производиться на основании сигнала, выдаваемого в контроллер с датчика давления в бачке для паров топлива.
После этапа 506, способ 500 переходит на этап 508. На этапе 508, способ 500 включает в себя управление ASOV и CPV на основании требуемого формирования разрежения и требуемой продувки паров топлива, определенных на этапе 506. Например, ASOV и CPV могут управляться в соответствии со способом 600 по фиг. 6.
После этапа 508, способ 500 переходит на этап 510. На этапе 510, способ включает в себя определение, открыт ли ASOV (например, управлялся ли ASOV в открытое положение, или был ли ASOV уже открыт и не регулировался ли во время этапов способа 600). Если ответом на этапе 510 является Нет, способ 500 заканчивается, и всасываемый воздух не отводится через аспираторное устройство. Иначе, если ответом на этапе 510 является Да, способ 500 переходит на этап 512.
На этапе 512, способ 500 включает в себя определение уровня потока из вакуумного резервуара в отвод выпускной трубки аспиратора на основании давления в вакуумном резервуаре, MAP, BP, и т.д. Следует принимать во внимание, что, величина потока всасывания в данный отвод аспиратора, если таковой имеет место, в заданный момент времени в течение работы двигателя может быть функцией уровня побудительного потока через аспиратор, геометрии аспиратора (например, площади проходного сечения аспиратора и различных отводов всасывания аспиратора, расположения отводов всасывания, площади проходного сечения каналов всасывания, присоединенных к отводам всасывания аспиратора, и любых других конструктивных признаков аспиратора, оказывающих влияние на побудительный поток и поток всасывания), и относительных давлений на источнике(ах) и приемнике(ах) канала всасывания, соединенного с отводом. Например, в первом варианте осуществления, когда ASOV открыт, отвод выпускной трубки соединен по текучей среде с впускным каналом выше по потоку от компрессора, впускным коллектором и вакуумным резервуаром, и, таким образом, уровень потока в отвод выпускной трубки из вакуумного резервуара может зависеть по меньшей мере частично от давлений в этих частях двигателя (например, давления в вакуумном резервуаре, MAP и BP).
После этапа 512, способ 500 переходит на этап 514. На этапе 514, способ 500 включает в себя определение уровня потока из системы продувки паров топлива в отвод диффузора аспиратора на основании давления в бачке для паров топлива, MAP, BP, и т.д. Этап 514 может выполняться подобно этапу 512, описанному выше. Например, в первом варианте осуществления, когда ASOV открыт, отвод диффузора соединен по текучей среде с впускным каналом выше по потоку от компрессора и впускного коллектора. В зависимости от состояния CPV, отвод диффузора также может быть соединен по текучей среде с бачком для паров топлива во время этих условий. Соответственно, уровень потока в отвод диффузора из системы продувки паров топлива может зависеть по меньшей мере частично от давлений в этих частях двигателя (например, давления в бачке для паров топлива, MAP и BP).
После этапа 514, способ 500 переходит на этап 516. На этапе 516, способ 500 включает в себя определение уровня потока из вакуумного резервуара в отвод горловины аспиратора на основании давления в вакуумном резервуаре, MAP, BP, и т.д. Этап 516 может выполняться подобно этапам 512 и 514, описанным выше. Например, в первом варианте осуществления, когда ASOV открыт, отвод горловины соединен по текучей среде с впускным каналом выше по потоку от компрессора, впускным коллектором и вакуумным резервуаром, и, таким образом, уровень потока в отвод горловины из вакуумного резервуара может зависеть по меньшей мере частично от давлений в этих частях двигателя (например, давления в вакуумном резервуаре, MAP и BP).
После этапа 516, способ 500 переходит на этап 518. На этапе 518, способ 500 включает в себя определение уровня обратного потока из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки на основании давления в вакуумном резервуаре, давления в бачке для паров топлива, MAP, BP, и т.д. Как описано выше для фиг.2A, в контексте первого варианта осуществления, когда давление на отводе диффузора больше, чем давление на выпуске из системы продувки паров топлива (например, ниже по потоку от CPV в канале 84), запорный клапан 74 закрывается для предотвращения обратного потока из аспиратора в систему продувки паров топлива. Однако, так как канал 73 утечки соединен с каналом 84 на стороне отвода диффузора запорного клапана, может возникать обратный поток текучей среды диффузора аспиратора в канал 84, затем, в канал 73 утечки, а затем, в отвод 83 горловины. Соответственно, уровень обратного потока может зависеть от давления в вакуумном резервуаре и давления на отводе диффузора (которые определяют, открыт ли запорный клапан в канале 84), а также относительных давлений на отводе горловины и отводе диффузора (например, которые могут быть функциями MAP и BP в первом варианте осуществления), и определение уровня обратного потока может учитывать эти параметры среди других параметров.
После этапа 518, способ 500 переходит на этап 520. На этапе 520, способ 500 включает в себя измерение и/или оценку состава и количества текучей среды, выходящей из выпуска смешанного потока аспиратора. Например, состав и количество текучей среды, выходящей из выпуска смешанного потока аспиратора могут оцениваться на основании уровней потока в каждой трубке всасывания аспиратора, определенных на этапах 512-516, уровня обратного потока, определенного на этапе 518, а кроме того, на основании значений параметров, выявленных различными датчиками. В контексте первого варианта осуществления, где поток всасывания, поступающий в отвод диффузора из системы продувки паров топлива, включает в себя некоторую концентрацию паров топлива из бачка для паров топлива, состав текучей среды, выходящей из выпуска смешанного потока аспиратора, может быть основана на уровнях отвода в трех отводах всасывания и уровне обратного потока (например, в качестве определенных на -518) и основана на логическом выводе концентрации паров топлива, выходящих из бачка для паров топлива, В условиях, в которых CPV и запорный клапан 74 открыты. Логический вывод, например, может быть основан на считанном составе выхлопных газов. В качестве альтернативы, специальные датчики могут быть расположены в канале всасывания, присоединенном к отводу диффузора, или где-нибудь еще, для непосредственного измерения концентрации паров топлива, поступающей во впускной коллектор из системы продувки паров топлива через отвод диффузора.
После этапа 520, способ 500 переходит на этап 522. На этапе 522, способ 500 включает в себя регулировку впрыска топлива на основании требуемого топливно-воздушного соотношения двигателя, состава и количества топлива, выходящего из выпуска смешанного потока аспиратора (например, в качестве определенного на этапе 520), и состава и количества любых других текучих сред, поступающих в систему впуска. Например, в вариантах осуществления, где поток, выходящий из выпуска смешанного потока аспиратора, включает в себя газы продувки паров топлива, если концентрация паров топлива у потока, выходящего из выпуска смешанного потока аспиратора и поступающего в систему впуска, давала бы в результате большую, чем требуемая, долю топлива в цилиндрах двигателя, впрыск топлива может регулироваться (например, уменьшаться посредством уменьшения продолжительности времени импульса впрыска топлива или частоты впрыска топлива), чтобы добиваться требуемого топливно-воздушного соотношения в двигателе. После этапа 522, способ 500 заканчивается.
В соответствии со способом по фиг. 5, атмосферный воздух может направляться через аспиратор, аспиратор содержит отвод всасывания на горловине аспиратора, соединенный по текучей среде, через канал утечки, с отводом всасывания на диффузоре аспиратора, выпуск отвода диффузора сужается при приближении к диффузору, во впускной коллектор двигателя на основании требуемого формирования разрежения. Направление атмосферного воздуха через аспиратор может включать в себя управление отсечным клапаном аспиратора, расположенным последовательно с аспиратором, и клапаном продувки бачка системы продувки паров топлива, соединенным с отводом диффузора, на основании требуемого формирования разрежения и требуемой продувки паров топлива. Кроме того, впрыск топлива в двигатель может регулироваться на основании требуемого топливно-воздушного соотношения в двигателе и на основании состава и количества топлива, поступающего во впускной коллектор из аспиратора, где состав и количество текучей среды, поступающей во впускной коллектор из аспиратора, могут определяться на основании уровня потока из вакуумного резервуара в отвод горловины, уровня потока из вакуумного резервуара в отвод всасывания, расположенный на выпускной трубке аспиратора ниже по потоку от диффузора, уровня потока из системы продувки паров топлива в отвод диффузора и уровня обратного потока из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки. Как отмечено выше, уровень обратного потока из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки может определяться на основании давления в отводе диффузора, давления в отводе горловины, давления в вакуумном резервуаре и давления на выпуске системы продувки паров топлива в одном из примеров. Как показано на фиг. 1-2A, в контексте первого варианта осуществления, на который направлен способ 500, запорный клапан расположен в канале, соединяющем отвод диффузора с выпуском системы продувки паров топлива. Кроме того, будет приниматься во внимание, что обратный поток из отвода диффузора в отвод горловины через канал утечки не возникает, когда давление на отводе диффузора меньше, чем давление на выпуске системы продувки паров топлива.
На фиг. 6, предоставлен примерный способ 600 управления ASOV аспираторного устройства, таким как аспираторное устройство 80, изображенное на фиг. 1 и 2A, и управления CPV системы продувки паров топлива, таким как CPV 65 системы 71 продувки паров топлива по фиг. 1. Способ 600 может использоваться вместе со способом 500 по фиг. 5 (например, способ 600 может выполняться на этапе 508 способа 500).
На этапе 602, способ 600 включает в себя определение, требуется ли продувка паров топлива. Например, требуется ли продувка паров топлива может определяться на основании сигнала, выдаваемого в контроллер с датчика давления в бачке для паров топлива. Если ответом на этапе 602 является Да, способ 600 переходит на этап 604. На этапе 604, способ 600 включает в себя открывание ASOV (например, ASOV 91 по фиг. 1 и 2A) и открывание CPV (например, CPV 65 по фиг. 1). В качестве используемого в материалах настоящего описания, открывание ASOV может указывать ссылкой на частичное или полное открывание ASOV. Например, величина открывания ASOV может определяться системой управления на основании условий работы двигателя и/или считанных значений параметров. Подобным образом, в качестве используемого в материалах настоящего описания, CPV может указывать ссылкой на частичное или полное открывание CPV, и величина открывания CPV может определяться системой управления на основании условий работы двигателя и/или считанных значений параметров. После этапа 604, способ 600 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 602 является Нет, способ 600 переходит на этап 606. На этапе 606, способ 600 включает в себя закрывание CPV (например, полное закрывание CPV), чтобы система продувки паров топлива не была сообщающейся по текучей среде с аспиратором. После этапа 606, способ 600 переходит на этап 608.
На этапе 608, способ 600 включает в себя определение, требуется ли формирование разрежения. Например, требуется ли формирование разрежения может быть сделано основанным на уровне накопленного разрежения в вакуумном резервуаре (например, в качестве считываемого датчиком разрежения и/или давления в вакуумном резервуаре) и/или основанным на запросах разрежения от различных потребителей разрежения двигателя.
Если ответом на этапе 608 является Да, способ 600 переходит на этап 610, чтобы открывать ASOV. Как описано выше для этапа 604, это может включать в себя частичное или полное открывание ASOV. Посредством открывания ASOV, когда требуется формирование разрежения, часть всасываемого воздуха может отводиться в обход компрессора и через аспиратор, и этот побудительный поток через аспиратор может формировать разрежение в вакуумном резервуаре. После этапа 610, способ 600 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 608 является Нет, способ 600 переходит на этап 612. На этапе 612, способ 600 включает в себя закрывание ASOV (например, полное закрывание ASOV). Соответственно, В условиях, в которых продувка паров топлива и формирование разрежения не требуются, всасываемый воздух может не отводиться от впускного канала 18, и может быть достижима работа с более высокими скоростью вращения и нагрузкой двигателя. После 612, способ 600 заканчивается.
В соответствии со способом по фиг.6, если требуется продувка паров топлива, система управления может управлять исполнительными механизмами, чтобы открывать клапан продувки бачка и отсечной клапан аспиратора, тогда как, если продувка паров топлива не требуется, но требуется формирование разрежения, система управления может управлять исполнительными механизмами, чтобы закрывать клапан продувки бачка и открывать отсечной клапан аспиратора. В дополнение, система управления может управлять аспираторами, чтобы закрывать отсечной клапан аспиратора, когда давление во впускном коллекторе превышает атмосферное давление, чтобы противотока через аспираторное устройство. В качестве альтернативы, в некоторых примерах, противоток через аспираторное устройство может требоваться, так как он может давать в результате формирование разрежения, хотя и меньшее формирование разрежения, чем может достигаться посредством прямого потока через аспираторное устройство.
На фиг. 7, предоставлен примерный способ 700 для управления ASOV, CBV и дросселем AIS, чтобы добиваться требуемого уровня потока рециркуляции компрессора и требуемого уровня формирования разрежения в контексте второго варианта осуществления, изображенного на фиг. 3-4 в материалах настоящего описания. Например, способ 700 может использоваться вместе со способом 800 по фиг. 2.
На этапе 702, способ 700 включает в себя измерение и/или оценку условий работы двигателя. Например, в контексте системы 310 двигателя по фиг. 3, условия работы двигателя могут включать в себя BP, MAP, CIP, COP, MAF, положение впускного дросселя, уровень накопленного разрежения (например, в вакуумном резервуаре), степень повышения давления компрессора, скорость вращения двигателя, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора, уровень наддува, условия (температуру, влажность) окружающей среды, и т.д.
После этапа 702, способ 700 переходит на этап 704. На этапе 704, способ 700 включает в себя определение требуемого уровня потока рециркуляции компрессора на основании условий работы двигателя. Например, требуемый уровень потока рециркуляции компрессора может быть основан на степени повышения давления компрессора (например, в качестве определяемой контроллером 50 на основании сигналов, принятых с датчика 341 CIP и датчика 343 COP), MAF и положения впускного дросселя. Требуемый уровень потока рециркуляции компрессора может быть уровнем, который уменьшает вероятность помпажа компрессора наряду с гарантией, что поток воздуха в двигатель остается подходящим для текущих условий скорости вращения/нагрузки двигателя. В условиях без наддува, например, требуемый уровень потока рециркуляции компрессора может быть нулевым, тогда как, в условиях с наддувом, требуемый уровень потока рециркуляции компрессора может быть большим, чем ноль, в зависимости от степени повышения давления компрессора среди других факторов.
После этапа 704, способ 700 переходит на этап 706. На этапе 706, способ 700 включает в себя определение требуемого уровня формирования разрежения на основании условий работы двигателя (например, условий работы двигателя, измеренных и/или оцененных на этапе 702). Это определение, например, может производиться на основании уровня накопленного разрежения в вакуумном резервуаре (например, в качестве считанного датчиком разрежения и/или давления в вакуумном резервуаре) и/или на основании запросов разрежения от различных потребителей разрежения двигателя.
После этапа 706, способ переходит на этап 708. На этапе 708, способ 700 включает в себя управление ASOV, CBV и положением дросселя AIS на основании требуемого потока рециркуляции компрессора и требуемого формирования разрежения, определенных на этапах 704 и 706 соответственно. Например, этап 708 может выполняться в соответствии со способом 800 по фиг. 8, который будет описан ниже. После 708, способ 700 заканчивается.
В соответствии со способом по фиг. 7, всасываемый воздух может избирательно рециркулироваться из местоположения ниже по потоку от компрессора в местоположение выше по потоку от компрессора через перепускной канал и аспираторное устройство, расположенное параллельно с перепускным каналом, аспираторное устройство содержит отвод всасывания на горловине аспиратора, соединенный по текучей среде через канал утечки с отводом всасывания на диффузоре аспиратора, выпуск отвода диффузора сужается при приближении к диффузору, на основании требуемого уровня формирования разрежения и требуемого уровня потока рециркуляции компрессора. Избирательная рециркуляция всасываемого воздуха может достигаться посредством управления отсечным клапаном аспиратора, расположенным последовательно с аспиратором и перепускным клапаном компрессора, расположенным в перепускном канале, например, на основании требуемого уровня формирования разрежения и требуемого уровня потока рециркуляции компрессора. Кроме того, дроссель системы впуска воздуха, расположенный во впускном канале выше по потоку от выпуска смешанного потока аспиратора, может управляться на основании требуемого уровня формирования разрежения и требуемого уровня потока рециркуляции компрессора.
На фиг. 8, предоставлен примерный способ 800 для управления ASOV аспираторного устройства, таким как аспираторное устройство 380, изображенное на фиг. 3 и 4, и управления CBV, таким как CBV 328 по фиг. 3. Способ 800 может использоваться вместе со способом 700 по фиг. 7 (например, способ 800 может выполняться на этапе 708 способа 700).
На этапе 802, способ 800 включает в себя определение, требуется ли поток рециркуляции компрессора. Например, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора, определенный на этапе 703 способа 700 на основании условий работы двигателя, является нулевым, поток рециркуляции компрессора не требуется. Иначе, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора, определенный на этапе 704 способа 700, больше, чем ноль, это указывает, что требуется поток рециркуляции компрессора.
Если ответом на этапе 802 является Нет, способ 800 переходит на этап 804. На этапе 804, способ 800 включает в себя закрывание ASOV (например, полное закрывание ASOV) и закрывание CBV (например, полное закрывание CBV), чтобы всасываемый воздух не рециркулировал из местоположения ниже по потоку от компрессора в местоположение выше по потоку от компрессора через канал 330 или через аспираторное устройство 380. Кроме того, на этапе 804, способ 800 включает в себя полное открывание дросселя AIS, так как понижение давления во впускном канале ниже по потоку от дросселя AIS может не быть нужным, когда потока рециркуляции компрессора нет вследствие закрывания ASOV и CBV. После 804, способ 800 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 802 является Да, указывая, что поток рециркуляции компрессора требуется, способ 800 переходит на этап 806. На этапе 806, способ 800 включает в себя определение, является ли требуемый уровень потока рециркуляции компрессора (например, в качестве определенного на этапе 704 способа 700) меньшим, чем первое пороговое значение. В одном из неограничивающих примеров, первое пороговое значение может соответствовать максимальному уровню потока рециркуляции компрессора, достижимому при закрытом CBV и открытом ASOV.
Если ответом на этапе 806 является Да, способ 800 переходит на этап 808, чтобы открывать ASOV и закрывать CBV. Посредством открывания ASOV и закрывания CBV, поток рециркуляции компрессора может двигаться из местоположения ниже по потоку от компрессора в местоположение выше по потоку от компрессора через аспираторное устройство 380, но не через канал 330. После этапа 808, способ 800 переходит на этап 818, который будет описан ниже.
Иначе, если ответом на этапе 806 является Нет, способ 800 переходит на этап 810, чтобы определять, требуется ли формирование разрежения. Например, если требуемый уровень формирования разрежения, определенный на этапе 706 способа 700 на основании условий работы двигателя, является нулевым, формирование разрежения не требуется. Иначе, если требуемый уровень формирования разрежения, определенный на этапе 706 способа 700, больше, чем ноль, это указывает, что требуется формирование разрежения.
Если ответом на этапе 810 является Да, способ 800 переходит на этап 812, чтобы открывать как ASOV, так и CBV. Как описано выше для этапа 604, это может включать в себя частичное или полное открывание ASOV и частичное или полное открывание CBV. Когда формирование разрежения требуется, и требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем первое пороговое значение, открывание как ASOV, так и CBV может обеспечивать надлежащий уровень потока рециркуляции компрессора, к тому же, наряду с предоставлением возможности формирования разрежения в вакуумном резервуаре посредством побудительного потока через аспираторное устройство. Например, когда открыты оба, ASOV и CBV, всасываемый воздух может поступать в канал 388 ниже по потоку от компрессора перед разветвлением на две части, первую часть, текущую через канал 330 в канал 381 перед повторным поступлением во впускном канал 318 выше по потоку от компрессора, и первую часть, обеспечивающую побудительный поток через аспираторное устройство 380 перед втеканием в канал 381, а затем, обратно во впускной канал 318 выше по потоку от компрессора. После этапа 812, способ 800 переходит на этап 818, который будет описан ниже.
Иначе, если ответом на этапе 810 является Нет, способ 800 переходит на этап 814. На этапе 814, способ 800 включает в себя определение, является ли требуемый уровень потока рециркуляции компрессора (например, в качестве определенного на этапе 704 способа 700) меньшим, чем второе пороговое значение. В одном из неограничивающих примеров, второе пороговое значение может соответствовать максимальному уровню потока рециркуляции компрессора, достижимому при закрытом ASOV и открытом CBV.
Если ответом на этапе 814 является Да, способ 800 переходит на этап 816, чтобы закрывать ASOV и открывать CBV. В контексте второго варианта осуществления, посредством закрывания ASOV и открывания CBV, поток рециркуляции компрессора может двигаться из местоположения ниже по потоку от компрессора в местоположение выше по потоку от компрессора через канал 330, но не через аспираторное устройство 380. После 816, способ 800 переходит на этап 818, который будет описан ниже.
Иначе, если ответом на этапе 814 является Нет, способ 800 переходит на этап 812, чтобы открывать ASOV и CBV. Когда требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем второе пороговое значение, может быть необходимым открывать как ASOV, так и CBV, чтобы добиваться требуемого уровня потока рециркуляции компрессора. Таким образом, даже когда формирование разрежения не требуется, всасываемый воздух может рециркулироваться через аспираторное устройство, чтобы дополнять поток рециркуляции через перепускной канал компрессора, чтобы добиваться требуемого уровня потока рециркуляции компрессора. После 812, способ 800 переходит на этап 818.
На этапе 818, способ 800 включает в себя регулировку дросселя AIS на основании требуемого уровня потока рециркуляции компрессора и требуемого уровня формирования разрежения. В контексте второго варианта осуществления, выпуск смешанного потока аспираторного устройства 380 и выпуск канала 330 объединяются, чтобы формировать канал 381, который сообщается с впускным каналом ниже по потоку от дросселя 331 AIS. Соответственно, регулировка дросселя 331 AIS оказывает влияние на давление во впускном канале в месте соединения впускного канала с каналом 381, и таким образом, оказывает влияние на интенсивность/уровень потока в канале 330 и в аспираторном устройстве. Например, регулировка дросселя AIS может включать в себя уменьшение открывания дросселя AIS для усиления потока рециркуляции компрессора/формирования разрежения, и увеличение открывания дросселя AIS для ослабления потока рециркуляции компрессора/формирования разрежения. Таким образом, регулировка дросселя AIS может давать дополнительную гибкость уровня потока рециркуляции компрессора, достижимого в системе двигателя, по той причине, что, для данного состояния ASOV и CBV, разные уровни потока могут достигаться для разных положений дросселя AIS. После этапа 818, способ 800 заканчивается.
В соответствии со способом по фиг. 8, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора меньше, чем первое пороговое значение, система управления может управлять исполнительными механизмами системы двигателя, чтобы открывать ASOV и закрывать CBV. Однако, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем первое пороговое значение, и требуется формирование разрежения, или если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем второе пороговое значение, и формирование разрежения не требуется, система управления может управлять исполнительными механизмами системы двигателя, чтобы открывать отсечной клапан аспиратора и перепускной клапан компрессора. Кроме того, если требуемый уровень потока рециркуляции компрессора больше, чем первое пороговое значение, и меньшим, чем второе пороговое значение, и формирование разрежения не требуется, система управления может управлять исполнительными механизмами системы двигателя, чтобы закрывать ASOV и открывать CBV. Более того, если поток рециркуляции компрессора не требуется, система управления может управлять исполнительными механизмами системы двигателя, чтобы закрывать ASOV и CBV, и полностью открывать дроссель AIS. Как отмечено выше, в контексте способа по фиг. 8, требуемый уровень потока рециркуляции компрессора может быть основан на степени повышения давления компрессора, а требуемый уровень формирования разрежения может быть основан на уровне накопленного разрежения в вакуумном резервуаре, соединенном с отводом горловины и отводом диффузора.
В еще одном представлении, аспираторное устройство для системы двигателя содержит сопло аспиратора, которое сужается в направлении побудительного потока в горловину аспиратора, диффузор, присоединенный к горловине, первый отвод всасывания в горловине и второй отвод всасывания в диффузоре, первый и второй отводы соединены с источником разрежения через соответствующие первый и второй каналы, которые объединяются в общий канал ниже по потоку от источника разрежения. Запорный клапан может быть расположен во втором канале, и канал утечки может быть присоединен к второму каналу выше по потоку и ниже по потоку от запорного клапана. В одном из примеров, диффузор содержит первую расходящуюся секцию выше по потоку от второго отвода, вторую секцию постоянного диаметра, начинающуюся на расположенной ниже по потоку стороне второго отвода, и третью расходящуюся секцию ниже по потоку от второй секции. В этом примере, ось второго канала в месте соединения второго канала и диффузора может быть по существу параллельной оси диффузора, чтобы тракт потока всасывания в аспиратор через отвод диффузора был по существу параллельным оси диффузора. В качестве альтернативы, в еще одном примере, диффузор может иметь расходящуюся геометрию потока по всей своей длине, и поток всасывания может поступать в аспиратор через отвод диффузора под углом около 45 градусов от оси диффузора. Может не быть запорного клапана, расположенного в первом канале в этих примерах.
Необходимо ответить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, функций или операций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные операции, функции и/или действия могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления.
Кроме того еще, следует понимать, что системы и способы, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления или примеры не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как предполагаются многочисленные варианты. Соответственно, настоящее раскрытие включает в себя новейшие и неочевидные комбинации различных систем и способов, раскрытых в материалах настоящего описания, а также любые и все их эквиваленты.