СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) ДЛЯ СОЗДАНИЯ РАЗРЕЖЕНИЯ ВО ВПУСКНОЙ СИСТЕМЕ И СПОСОБ СОЗДАНИЯ РАЗРЕЖЕНИЯ ВО ВПУСКНОЙ СИСТЕМЕ
SYSTEM (EMBODIMENTS) FOR CREATION OF RAREFACTION IN INLET SYSTEM AND METHOD OF CREATION OF RAREFACTION IN INTAKE SYSTEM

Область техники
Настоящее описание в целом относится к созданию разрежения во впускной системе посредством одного или нескольких вакуумных устройств.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Системы транспортных средств могут содержать различные устройства-потребители разрежения. Например, в их число могут входить усилитель тормозов и канистра улавливания топливных паров. Потребляемое этими устройствами разрежение может создавать специально предназначенный для этого вакуумный насос. В других вариантах с системой двигателя могут быть соединены одно или несколько вытяжных устройств (также именуемых «эжекторы», «насосы Вентури», «насосы-эжекторы» и «эдукторы») с возможностью управления потоком воздуха в системе двигателя и использования его для создания разрежения.
В одном примере осуществления, раскрытом Бергбауэром (Bergbauer) с соавторами в US 8,261,716, в стенке заборного канала расположено регулирующее отверстие для создания разрежения на периферии дросселя, когда тот находится в положении режима холостого хода, при этом разрежение предназначено для устройства-потребителя разрежения. В данном случае установка дроссельной заслонки в положение холостого хода образует сужение на периферии дроссельной заслонки. Возрастающий поток всасываемого воздуха через указанное сужение приводит к возникновению эффекта Вентури, создающего частичное разрежение. Расположение регулирующего отверстия позволяет использовать указанное частичное разрежения для устройства-потребителя разрежения.
Однако, как было установлено авторами настоящего изобретения, в вышеуказанных решениях потенциал дросселя в части создания разрежения может быть ограничен. Например, для устройства-потребителя разрежения используют единственное регулирующее отверстие в одном месте заборного канала, как раскрыто в US 8,261,716, несмотря на то, что создание разрежения возможно по всей периферии дросселя. Для использования разрежения, создаваемого по всей периферии дросселя, может быть нужно большее число регулирующих отверстий в заборном канале. При этом устройство данных регулирующих отверстий может привести к значительным изменениям конструкции заборного канала и, как следствие, росту соответствующих затрат. Кроме того, когда дроссель находится в закрытом положении, он не может создавать разрежение. В связи с этим, способность транспортного средства восполнять разрежение в устройстве-потребителе разрежения, может быть ограничена.
В одном примере вышеуказанные недостатки может преодолеть система, содержащая насадку Вентури, выполненную с возможностью перемещения по оси заборного канала, выступающую внутрь неподвижную деталь, радиально отстоящую от указанной оси и плотно соприкасающуюся с впускной трубой заборного канала, а также первый канал, расположенный между насадкой Вентури и впускной трубой, и второй канал, расположенный между указанной осью и указанной неподвижной деталью. Таким образом, указанные первый и второй каналы кольцеобразно окружают указанные насадку Вентури и неподвижную деталь.
В одном примере насадка Вентури содержит множество отверстий, соединенных по текучей среде с горловиной первого канала с возможностью подачи разрежения, создаваемого в указанном канале, во внутреннюю полость насадки Вентури. Аналогичным образом, неподвижная деталь содержит множество проемов, соединенных по текучей среде с горловиной второго канала с возможностью подачи разрежения, создаваемого в указанном канале, в кольцевую камеру неподвижной детали. Разрежение может вызывать поток воздуха из устройства-потребителя разрежения и в насадку Вентури, и в неподвижную деталь. Кроме того, перемещение насадки Вентури по указанной оси позволяет регулировать величину разрежения, создаваемого в канале, и, тем самым, величину потока воздуха из устройства-потребителя разрежения в насадку Вентури и (или) неподвижную деталь. Например, перемещение насадки Вентури в сторону кольцевой неподвижной детали позволяет повысить величину создаваемого разрежения.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Заявляемый предмет изобретения также не ограничивается вариантами осуществления, устраняющими недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящей заявки.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно первому аспекту изобретения, предложена система для создания разрежения, содержащая: насадку Вентури, выполненную с возможностью перемещения по оси заборного канала; выступающую внутрь неподвижную деталь, радиально отстоящую от указанной оси и плотно соприкасающуюся с впускной трубой заборного канала; и первый канал, расположенный между насадкой Вентури и впускной трубой, и второй канал, расположенный между указанной осью и указанной неподвижной деталью, причем насадка Вентури выполнена кольцевой и радиально отстоит от впускной трубы, причем неподвижная деталь радиально отстоит от указанной оси, причем наименьшее радиальное расстояние между впускной трубой и насадкой Вентури меньше, чем наименьшее радиальное расстояние между указанной осью и неподвижной деталью, причем радиальное расстояние между указанной осью и неподвижной деталью является наименьшим в месте расположения вершины неподвижной детали, причем вершина неподвижной детали содержит множество проемов, расположенных на неподвижной детали.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, неподвижная деталь содержит первую поверхность, расположенную выше по потоку от второй поверхности относительно направления потока всасываемого воздуха, причем первая и вторая поверхности расположены под углом к направлению потока всасываемого воздуха.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, насадка Вентури содержит верхнюю по ходу потока первую поверхность и нижнюю по ходу потока вторую поверхность, причем верхняя по ходу потока первая поверхность и нижняя по ходу потока вторая поверхность расположены под углом к направлению потока всасываемого воздуха.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, и насадка Вентури, и неподвижная деталь соединены по текучей среде с устройством-потребителем разрежения.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, неподвижная деталь выполнена кольцевой и также содержит герметизирующую поверхность, плотно соприкасающуюся с внутренней поверхностью впускной трубы.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, радиальное расстояние между впускной трубой и насадкой Вентури является наименьшим в месте расположения вершины насадки Вентури, причем вершина насадки Вентури расположена выше по потоку от множества перфорационных отверстий, расположенных на насадке Вентури.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, первый канал соединен по текучей среде с внутренней камерой насадки Вентури через указанное множество перфорационных отверстий.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, второй канал соединен по текучей среде с кольцевой камерой неподвижной детали через указанное множество проемов.
Согласно второму аспекту изобретения, предложена система для создания разрежения, содержащая: заборный канал впускной трубы; каплевидный полый перемещаемый предмет, радиально отстоящий от впускной трубы; выдающийся внутрь выступ впускной трубы, окружающий указанный предмет; канал через указанный выступ, образующий первый канал трубки Вентури; и одно или несколько отверстий в указанном предмете, открывающих внутреннее пространство указанного предмета во впускную трубу, при этом отверстия расположены ниже по потоку от вершины изгиба наружной поверхности указанного предмета, причем в полностью закрытом положении вершина наружной поверхности указанного предмета находится в соприкосновении с поверхностью указанного выступа, причем в полностью закрытом положении одно или несколько отверстий в предмете соединены по текучей среде с первым каналом, причем указанные предмет и выступ соединены по текучей среде с устройством-потребителем разрежения, причем разрежение, подаваемое в устройство-потребитель разрежения в указанном полностью закрытом положении, больше, чем в других положениях предмета, причем протекание воздуха окружающей среды во впускной коллектор, когда указанный предмет находится в полностью закрытом положении, не предусмотрено.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, указанные выступ и предмет выполнены с возможностью приведения в действие механически.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, указанный предмет содержит второй канал трубки Вентури, расположенный между ним и впускной трубой, причем при перемещении предмета ближе к выступу предусмотрено слияние второго канала с первым каналом.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, перемещение предмета по заборному каналу зависит от давления во впускном коллекторе.
Согласно третьему аспекту изобретения, предложена система для создания разрежения, содержащая: заборный канал впускной трубы; каплевидный полый перемещаемый предмет, радиально отстоящий от впускной трубы; кольцевую неподвижную деталь с проходящим через нее каналом, соединенным по текучей среде с проемами на суженной вершине неподвижной детали; и отверстия в указанном предмете, открывающие внутреннее пространство указанного предмета во впускную трубу, расположенные ниже по потоку от указанной вершины, соединенные по текучей среде через наружное пространство канала с заборным каналом и объединяющие создание разрежения.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, указанный предмет выполнен с возможностью приведения в действие механически.
В соответствии с одним из возможных вариантов изобретения, предусмотрено перемещение предмета по заборному каналу в зависимости от давления впускного коллектора, причем каждый из каналов, проходящий через кольцевую неподвижную деталь, и указанный предмет соединены по текучей среде с устройством-потребителем разрежения.
Краткое описание фигур чертежей
На ФИГ. 1 приведена принципиальная схема двигателя в соответствии с раскрываемым изобретением.
На ФИГ. 2 изображены подвижная насадка Вентури и кольцевая неподвижная деталь, соединенные с устройством-потребителем разрежения.
ФИГ. 3 изображает поперечный разрез подвижной насадки Вентури и кольцевой неподвижной детали.
ФИГ. 4А изображает поперечный разрез подвижной насадки Вентури в открытом первом положении.
ФИГ. 4В изображает поперечный разрез подвижной насадки Вентури в промежуточном втором положении.
ФИГ. 4С изображает поперечный разрез подвижной насадки Вентури в закрытом третьем положении.
ФИГ. 2-4С приведены приблизительно в масштабе, однако возможны и другие относительные размеры.
На ФИГ. 5 раскрыт способ для перемещения насадки Вентури.
На ФИГ. 6 представлены графики, иллюстрирующие примеры регулирования параметров работы двигателя в связи с изменением нагрузки двигателя.
Осуществление изобретения
Нижеследующее описание относится к системам и способам для создания разрежения в заборном канале и его подачи из заборного канала в устройство-потребитель разрежения. Заборный канал ведет в двигатель, как показано на ФИГ. 1. Разрежение в заборном канале можно создавать с помощью кольцевой неподвижной детали и подвижной насадки Вентури, раскрытых на ФИГ. 2. Поперечный разрез, иллюстрирующий внутреннее пространство подвижной насадки Вентури, представлен на ФИГ. 3. Подвижная насадка Вентури может быть связана с кольцевой неподвижной деталью в некоторых состояниях двигателя для повышения величины разрежения, создаваемого в некоторых состояниях двигателя. Как раскрыто на ФИГ. 4А, 4В и 4С, насадка Вентури выполнена с возможностью перемещения в открытое первое положение, промежуточное второе положение и закрытое третье положение. Специалисту в данной области техники будет ясно, что также возможно перемещение подвижной насадки Вентури во множество положений, являющихся промежуточными между открытым первым и закрытым третьим положениями. На ФИГ. 5 раскрыт способ для приведения в действие насадки Вентури. На ФИГ. 6 изображена диаграмма, иллюстрирующая различные параметры работы двигателя и их взаимосвязи.
На ФИГ. 2-4С представлены примеры конфигураций с относительным расположением различных компонентов. Если они показаны непосредственно соприкасающимися друг с другом или непосредственно соединенными, то такие элементы могут именоваться непосредственно соприкасающимися или, в соответствующих случаях, непосредственно соединенными, как минимум в одном примере. Аналогичным образом, элементы, показанные смежными или прилегающими друг к другу, могут быть смежными или, в соответствующих случаях, прилегать друг к другу в как минимум одном примере. Например, компоненты, соприкасающиеся друг с другом лицевыми сторонами, могут рассматриваться как соприкасающиеся по общей лицевой стороне. В качестве другого примера, элементы, расположенные отдельно друг от друга, между которыми находится только какое-либо пространство, но не другие компоненты, могут описываться таким образом в как минимум одном примере. В качестве еще одного примера, элементы, показанные расположенными друг над/под другом, на противоположных сторонах друг от друга или слева/справа друг от друга, могут именоваться соответствующим образом по отношению друг к друг. Кроме того, как показано на фигурах, самый верхний элемент или точка элемента может именоваться «верхом» компонента, а самый нижний элемент или точка элемента может именоваться «низом» компонента в как минимум одном примере. В контексте настоящего описания, термины «верх/низ», «верхний/нижний», «над/под» могут обозначать положение относительно вертикальной оси фигур и могут служить для обозначения положения элементов фигуры по отношению друг к другу. Таким образом, элементы, показанные расположенными над другими элементами, расположены над ними по вертикали в одном примере. В качестве еще одного примера, если на фигурах элементы изображены в тех или иных формах, в описании может идти речь о том, что эти элементы имеют соответствующие формы (например, являются круглыми, прямыми, пленарными, криволинейными, закругленными, скошенными, угловыми и т.п.). Кроме того, элементы, показанные пересекающими друг друга, могу именоваться «пересекающимися элементами» или «пересекающими друг друга» в как минимум одном примере. Кроме того, элемент, показанный расположенным внутри другого элемента или снаружи другого элемента, может именоваться соответственно «внутренним» или «наружным» в одном примере. Кроме того, элементы могут быть охарактеризованы как «по существу равные», «схожие», «аналогичные» и т.п. друг другу. «По существу равные», «постоянные», «схожие» и т.п. может означать, что разница между двумя схожими элементами не превышает 1-5% и находится в пределах допусков на обработку.
На ФИГ. 1 схематически изображен двигатель 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием, содержащий впускную систему 11 двигателя и выпускную систему 13 двигателя, выборочно сообщающиеся с одной или несколькими камерами сгорания, одна из которых представлена на ФИГ. 1. Двигателем 10 можно как минимум частично управлять с помощью системы управления, содержащей контроллер 12, и управляющих воздействий водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В данном примере устройство 130 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала положения педали ПП (РР).
Камера 30 сгорания (также известная как «цилиндр» 30) двигателя 10 может содержать стенки 32 камеры сгорания с расположенным между ними поршнем 36. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен с как минимум одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему передачи (не показана). Кроме того, для обеспечения запуска двигателя 10, с коленчатым валом 40 может быть соединен стартер через маховик (не показан).
Всасываемый воздух в камеру 30 сгорания может поступать из впускного коллектора 44 по заборному каналу 42, а газообразные продукты сгорания могут выходить через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 выполнены с возможностью выборочной связи с камерой 30 сгорания через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 соответственно. В некоторых вариантах камера 30 сгорания может содержать два или более впускных клапанов и (или) два или более выпускных клапанов.
Впускная система 11 двигателя может содержать впускной тракт 95, по которому всасываемые газы текут в камеру 30 сгорания. Таким образом, впускная система 11 двигателя может содержать заборный канал 42, наддувочную камеру 46 и впускной коллектор 44. Удаление продуктов сгорания из камеры 30 сгорания можно осуществлять путем открытия выпускного клапана 54 в выпускной канал 48.
В данном примере впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 выполнены с возможностью приведения в действие системами 51 и 53 кулачкового привода соответственно. Системы 51 и 53 кулачкового привода могут содержать один или несколько кулачков и могут быть выполнены с возможностью выполнения одной или нескольких из следующих функций: переключение профиля кулачков ППК (CPS), изменение фаз кулачкового распределения ИФКР (VCT), изменение фаз газораспределения ИФГ (VVT) и (или) изменение высоты подъема клапанов ИВПК (VVL), которыми может управлять контроллер 12 для регулирования работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 можно определять с помощью датчиков 55 и 57 положения соответственно. В других вариантах впускной клапан 52 и (или) выпускной клапан 54 могут быть электроприводными. Например, цилиндр 30 может содержать впускной клапан с электроприводом и выпускной клапан с кулачковым приводом, включая ППК и (или) ИФКР.
Топливная форсунка 66 показана соединенной непосредственно с камерой 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса впрыска топлива ДИВТ (FPW), полученного от контроллера 12 через электронный формирователь 96. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает известный из уровня техники непосредственный впрыск топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка может быть установлена, например, сбоку или сверху от камеры сгорания. Топливо может поступать в топливную форсунку 66 по топливной системе (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания, вместо указанной форсунки или в дополнение к ней, может содержать топливную форсунку, установленную во впускном коллекторе 44 с возможностью обеспечения известного из уровня техники впрыска топлива во впускной канал выше по потоку от камеры 30 сгорания.
Система 88 зажигания может подавать искру зажигания в камеру 30 сгорания с помощью свечи 92 зажигания по сигналу опережения зажигания ОЗ (SA) от контроллера 12 в определенных режимах работы. Несмотря на то, что на фигуре показаны компоненты искрового зажигания, камера 30 сгорания или одна или несколько других камер сгорания двигателя 10 могут работать в режиме воспламенения от сжатия, с искрой зажигания или без нее.
Двигатель 10 может дополнительно содержать устройство сжатия, например турбокомпрессор или нагнетатель, содержащий как минимум компрессор 162, установленный в заборном канале 42. В случае турбокомпрессора, компрессор 162 может как минимум частично приводить в действие турбина 164 (например, посредством вала 161), установленная в выпускном канале 48. Компрессор 162 всасывает воздух из заборного канала 42 для подачи в наддувочную камеру 46. Отработавшие газы вращают турбину 164, соединенную с компрессором 162 посредством вала 161. При использовании нагнетателя, для приведения в действие компрессора 162 можно как минимум частично использовать двигатель и (или) электрическую машину, при этом схема может не содержать турбину. Количество сжатого воздуха, подаваемого в один или несколько цилиндров двигателя от нагнетателя или турбокомпрессора, может изменять контроллер 12.
Регулятор 168 давления наддува может быть установлен параллельно турбине 164 в составе турбокомпрессора. А именно, регулятор 168 давления наддува может быть установлен в перепускном канале 166, расположенном между входом и выходом газовой турбины 164. Изменение положения регулятора 168 давления наддува позволяет регулировать величину наддува, создаваемого турбиной.
Заборный канал 42 может содержать дроссель 62, содержащий дроссельную заслонку 64. В данном конкретном примере положение дроссельной заслонки 64 может изменять контроллер 12, направляя сигналы на электрический мотор или привод в составе дросселя 62; данную конфигурацию обычно именуют электронный привод дросселя ЭПД (ETC). Таким образом, дросселем 62 можно управлять для регулирования подачи всасываемого воздуха в камеру 30 сгорания помимо прочих цилиндров двигателя. Контроллер 12 может получать информацию о положении дроссельной заслонки 64 в виде сигнала положения дросселя. Заборный канал 42 может содержать датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для определения количества поступающего в двигатель 10 воздуха.
Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с дросселем, содержащим корпус 62 дросселя и дроссельную заслонку 64. В данном конкретном примере положение дроссельной заслонки 64 может изменять контроллер 12, направляя сигналы на электрический мотор или привод в составе дросселя 62; данную конфигурацию обычно именуют электронный привод дросселя (ЭПД). Положение дросселя может изменять электрический мотор посредством вала. Дроссель 62 может регулировать поток воздуха из впускной наддувочной камеры 46 во впускной коллектор 44 и камеру 30 сгорания помимо прочих цилиндров двигателя. Контроллер 12 может получать информацию о положении дроссельной заслонки 64 в виде сигнала положения дросселя (ПД) от датчика 65 положения дросселя. Положение дроссельной заслонки 64 может регулировать электрический мотор по сигналам от контроллера 12. Иначе говоря, контроллер 12 может направлять сигналы на электрический мотор для регулирования положения дроссельной заслонки 64.
Двигатель 10 соединен с устройством-потребителем 140 разрежения, в качестве неограничивающих примеров могущим представлять собой усилитель тормозов, канистру улавливания топливных паров или клапан с вакуумным приводом (например, регулятор давления наддува с вакуумным приводом). Разрежение в устройство-потребитель 140 разрежения может поступать из множества источников разрежения. Одним из них может быть подвижная насадка 68 Вентури, расположенная ниже по потоку от наддувочной камеры 46, с возможностью пассивного срабатывания за счет работы двигателя 10 для подачи разрежения в устройство-потребитель 140 разрежения. Обратный клапан 73 пропускает поток воздуха в подвижную насадку 68 Вентури из устройства-потребителя 140 разрежения. Еще одним источником разрежения может быть неподвижная деталь 69, расположенная ниже по потоку от наддувочной камеры 46.
Неподвижная деталь 69 выполнена кольцевой с расположенным в ней полым каналом. Насадка 68 Вентури и неподвижная деталь 69 выполнены с возможностью вытягивания воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения по тракту 198 во время работы двигателя, при этом количество воздуха может зависеть от состояния двигателя, как раскрыто ниже. Обратный клапан 73 расположен в тракте 198 с возможностью регулирования количества воздуха в зависимости от величины разрежения, создаваемого подвижной насадкой 68 Вентури и (или) неподвижной деталью 69. В некоторых вариантах осуществления двигателя 10, корпус 62 дросселя и дроссельная заслонка 64 могут отсутствовать, при этом неподвижная деталь 69 и насадка 68 Вентури могут функционировать подобно дросселю 62. Таким образом, насадка 68 Вентури может пропускать в двигатель 10 меньшее количество всасываемого воздуха при относительно низких нагрузках и большее количество всасываемого воздуха при относительно высоких нагрузках. Функционирование насадки 68 Вентури, неподвижной детали 69 и устройства-потребителя 140 разрежения будет подробнее раскрыто ниже.
Хотя это и не показано, с двигателем 10 может быть соединена магистраль рециркуляции отработавших газов РОГ (EGR). В одном примере выход магистрали РОГ может быть расположен ниже по потоку от неподвижной детали 69. В другом примере выход магистрали РОГ может быть соединен по текучей среде с насадкой 68 Вентури и (или) неподвижной деталью 69. Таким образом, создаваемое разрежение можно использовать для содействия потоку РОГ из выхода РОГ в заборный канал 42.
Датчик 126 отработавших газов показан установленным в выпускном канале 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выбросов. Датчик 126 может представлять собой любой датчик с возможностью выдачи показания воздушно-топливного отношения в отработавших газах, например, линейный датчик кислорода или УДКОГ (UEGO) (универсальный или широкополосный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или ДКОГ (EGO), НДКОГ (HEGO) (нагреваемый ДКОГ), датчик оксидов азота, углеводородов или угарного газа. Устройство 70 снижения токсичности выбросов показано установленным в выпускном канале 48 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов. Устройство 70 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор ТКН (TWC), накопитель оксидов азота, устройство снижения токсичности выбросов какого-либо иного типа или их комбинацию.
Система рециркуляции отработавших газов (РОГ) выполнена с возможностью направления необходимой части отработавших газов из выпускного канала 48 во впускной коллектор 44 по тракту 152 через клапан 158 РОГ. Или же часть газообразных продуктов сгорания можно удерживать в камерах сгорания в качестве газов внутренней РОГ путем регулирования фаз газораспределения выпускных и впускных клапанов.
Контроллер 12 показан на ФИГ. 1 в виде известного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и известную шину данных. Контроллер 12 направляет команды на различные исполнительные устройства, например, дроссельную заслонку 64, клапан 158 РОГ и т.п. Контроллер 12 показан принимающим разнообразные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к упомянутым выше сигналам, в том числе показания: температуры хладагента двигателя ТХД (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с рубашкой 114 охлаждения; датчика 134 положения, соединенного с устройством 130 ввода, для определения положения акселератора, изменяемого водителем 132 транспортного средства; давления воздуха в коллекторе ДВК (MAP) двигателя от датчика 121 давления, соединенного с впускным коллектором 44; давления наддува от датчика 122 давления, соединенного с наддувочной камерой 46; разрежения в устройстве-потребителе 140 разрежения от датчика 125 давления, профиля зажигания ПЗ (PIP) от датчика 118 на эффекте Холла (или иного типа), соединенного с коленчатым валом 40; массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120 массового расхода воздуха; и положения дросселя от датчика 58. Также можно измерять барометрическое давление (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном варианте осуществления раскрываемого изобретения датчик 118 положения коленчатого вала двигателя формирует заданное количество равномерно распределенных импульсов при каждом обороте коленчатого вала, по которому можно определить частоту вращения (число оборотов в минуту) двигателя.
В некоторых примерах в постоянное запоминающее устройство 106 могут быть введены машиночитаемые данные, представляющие собой команды, исполняемые микропроцессорным устройством 102 для выполнения раскрытых в настоящей заявке способов, а также других предполагаемых, но конкретно не перечисленных вариантов. Таким образом, машиночитаемые команды могут храниться в долговременной памяти, например, в постоянном запоминающем устройстве 106, с возможностью выполнения их микропроцессорным устройством 102 для реализации раскрытых в настоящем описании способов. Алгоритмы раскрыты в настоящем описании на примере ФИГ. 5.
Как сказано выше, на ФИГ. 1 показан только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, при этом каждый цилиндр содержит собственный комплект впускных/выпускных клапанов, топливных форсунок, свечей зажигания и т.п. Кроме того, в раскрытых в настоящем описании примерах осуществления двигатель может быть соединен со стартером (не показан) для пуска двигателя. Например, подача энергии на стартер может происходить при поворачивании водителем ключа в замке зажигания на рулевой колонке. Стартер отключают после пуска двигателя, например, при достижении двигателем 10 заданной частоты вращения по прошествии заданного времени.
ФИГ. 2 изображает вид в аксонометрии системы 200 создания разрежения, расположенной в заборном канале 202 во впускной трубе 204. Система 200 создания разрежения содержит кольцевую неподвижную деталь 220 ниже по потоку от насадки 250 Вентури с возможностью их использования в качестве кольцевой неподвижной детали 68 и подвижной насадки 69 Вентури в варианте на ФИГ. 1 соответственно. Система 200 создания разрежения может быть выполнена для восполнения разрежения в устройстве-потребителе разрежения (например, устройстве-потребителе 140 разрежения в варианте на ФИГ. 1).
Система 290 координат содержит три оси: ось х, параллельную горизонтальному направлению, ось у, параллельную вертикальному направлению, и ось z, перпендикулярную осям х и у. Термин «высота» компонентов на виде в аксонометрии может обозначать размер компонентов по вертикальной оси у. Аналогичным образом, «длина» компонентов на виде в аксонометрии может означать физический размер компонентов по оси х. Размер компонентов по оси z может быть обозначен как «ширина». Плоскость М-М' сечения обозначает поперечный разрез системы создания разрежения на ФИГ. 3. Стрелка 298 обозначает общее направление потока поступающего всасываемого воздуха по заборному каналу 202. Стрелка 299 обозначает направление силы тяжести.
Штриховая линия 295 обозначает ось, могущую представлять собой центральную ось впускной трубы 204 и (или) насадки 250 Вентури. Кольцевая неподвижная деталь 220 радиально отстоит от центральной оси 295, а насадка 250 Вентури расположена по центральной оси 295. Поступающий всасываемый воздух течет по существу параллельно центральной оси 295 (или, например, оси х).
Кольцевая неподвижная деталь 220 и насадка 250 Вентури представляют собой отдельные компоненты, расположенные в разных частях заборного канала 202. Кольцевая неподвижная деталь 220 и (или) насадка 250 Вентури могут представлять собой цельные, непрерывные и полые механически обработанные компоненты. Кольцевая неподвижная деталь 220 и (или) насадка 250 Вентури могут состоять из одного или нескольких из следующих материалов: керамического материала, металлического сплава, производного кремния, полиуретана или иных подходящих материалов. В некоторых примерах состав материалов кольцевой неподвижной детали 220 и (или) насадки 250 Вентури может быть схож с составом материала впускной трубы 204.
Кольцевая неподвижная деталь 220 содержит герметизирующую поверхность 226, расположенную вровень с внутренними поверхностями впускной трубы 204 и (или) плотно соприкасающуюся с ними. В одном примере герметизирующая поверхность 226 плотно соприкасается с впускной трубой 204 по всей внутренней окружности последней. То есть поперечное сечение герметизирующей поверхности 226 по существу равно поперечному сечению впускной трубы 204, при этом оба поперечных сечения круглые. Таким образом, поток всасываемого воздуха в заборном канале 202 не может течь между герметизирующей поверхностью 226 и впускной трубой 204. Герметизирующая поверхность 226 может физически соединять кольцевую неподвижную деталь 220 с впускной трубой 204 без возможности перемещения кольцевой неподвижной детали 220 по центральной оси 295 и (или) вращения вокруг центральной оси 295. То есть в одном примере кольцевая неподвижная деталь 220 неподвижно закреплена.
Кольцевая неподвижная деталь 220 является криволинейной и проходит внутрь в направлении центральной оси 295 впускной трубы 204. Таким образом, поперечное сечение потока по заборному каналу 202 в месте расположения кольцевой неподвижной детали 220 может быть меньше, чем в частях заборного канала 202, не содержащих кольцевую неподвижную деталь 220. В одном примере центральный заборный канал 206 проходит по всей длине кольцевой неподвижной детали 220, при этом поперечное проходное сечение центрального заборного канала 206 меняется в зависимости от формы кольцевой неподвижной детали 220, как будет раскрыто ниже. Кольцевая неподвижная деталь 220 содержит первую поверхность 232, обращенную к поступающему потоку всасываемых газов. Первая поверхность 232 может быть расположена под углом к стрелке 298, указывающей направление поступающего потока всасываемых газов. Вторая поверхность 234 обращена в сторону от поступающего потока всасываемых газов. Вторая поверхность 234 также может быть расположена под углом к направлению поступающего потока всасываемых газов. Первая поверхность 232 расположена перед второй поверхностью 234 по ходу поступающего потока всасываемых газов.
Таким образом, первая поверхность 232 и вторая поверхность 234 могут образовывать изгиб кольцевой неподвижной детали 220, где образована вершина 236 кольцевой неподвижной детали 220 в месте схождения (например, пересечения) первой поверхности 232 и второй поверхности 234. Иначе говоря, кольцевая неподвижная деталь 220 радиально отстоит от центральной оси 295, при этом на максимальном радиальном расстоянии от нее расположены передняя по ходу потока наружная кромка 222 и задняя по ходу потока наружная кромка 224, а на минимальном радиальном расстоянии - вершина 236. То есть вершина 236 может представлять собой часть кольцевой неподвижной детали 220, наиболее выступающую внутрь и наиболее удаленную от поверхностей впускной трубы 204, с которыми соприкасается кольцевая неподвижная деталь 220. Напротив, наружные кромки 222 и 224 могут представлять собой части кольцевой неподвижной детали 220, наименее выступающие внутрь и наиболее близко расположенные к поверхностям впускной трубы 204. В одном примере наружные кромки 222 и 224 расположены вровень с поверхностями впускной трубы 204. В некоторых вариантах центральный заборный канал 206 функционирует подобно каналу трубки Вентури с возможностью создания в нем разрежения при протекании всасываемых газов мимо кольцевой неподвижной детали 220.
Поперечные сечения кольцевой неподвижной детали 220 по плоскостям, образованным осями у и z, могут быть по существу одинаковыми в горизонтальном направлении (например, по оси х). Поэтому кольцевая неподвижная деталь 220 является симметричной, а вершина 236 может представлять собой не единственную точку, а проходить по всей внутренней окружности кольцевой неподвижной детали 220. То есть вершина 236 имеет кольцевую форму и проходит непрерывно по внутренней окружности кольцевой неподвижной детали 220. В некоторых примерах вершина 236 может не быть непрерывной, а кольцевая неподвижная деталь 220 может быть асимметричной.
Множество проемов 238 расположены с равными интервалами по всему периметру вершины 236. Иначе говоря, вершина 236 перфорирована посредством проемов 238, могущих соединять по текучей среде устройство-потребитель 140 разрежения с центральным заборным каналом 206. Расстояние между первым проемом и вторым, соседним, проемом может быть по существу равным расстоянию между третьим проемом и четвертым, соседним третьему, проемом или проемами 238. Полый вал 240 соединяет по текучей среде устройство-потребитель 140 разрежения с внутренним пространством кольцевой неподвижной детали 220 с возможностью протекания воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения, через кольцевую неподвижную деталь 220, из проемов 238, в центральный заборный канал 206. Данный поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения в центральный заборный канал 206 может быть вызван разрежением, создаваемым в центральном заборном канале 206. Разрежение может быть подано во внутреннее пространство кольцевой неподвижной детали 220 через проемы 238. Это позволяет восполнить разрежение в устройстве-потребителе 140 разрежения. Течение воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения, а также создание разрежения в центральном заборном канале 206, будут подробнее раскрыто ниже.
В некоторых вариантах, дополнительно или взамен, вершина 236 может представлять собой единое непрерывное отверстие. Также следует понимать, что проемы 238 могут быть расположены на первой поверхности 232 или второй поверхности 234 без отступления от объема настоящего изобретения. Проемы 238 могут быть направлены одинаково на протяжении вершины 236. В одном примере каждый из проемов 238 является круглым. Следует понимать, что проемы 238 могут иметь другие подходящие формы без отступления от объема настоящего изобретения, например, проемы 238 могут быть продолговатыми, треугольными, квадратными, прямоугольными, звездообразными и т.п.
Как будет подробнее раскрыто ниже на примерах ФИГ. 4А-4С, насадка 250 Вентури выполнена с возможностью перемещения по центральной оси 295 параллельно стрелке 298. То есть насадка 250 Вентури может скользить относительно впускной трубы 204. Насадка 250 Вентури может скользить вверх по потоку против течения поступающих всасываемых газов или вниз по потоку вместе с поступающими всасываемыми газами. Насадка 250 Вентури выполнена с возможностью перемещения по центральной оси 295 для регулирования величины разрежения, создаваемого между кольцевой неподвижной деталью 220 и насадкой 250 Вентури.
Насадка 250 Вентури выполнена полой и кольцевой. В одном примере насадка 250 Вентури выполнена каплевидной. В других примерах насадка 250 Вентури может иметь форму баклажана, продолговатую форму, сферическую форму, форму футбольного мяча, яйцевидную форму, грушевидную форму, торпедовидную форму, бочкообразную форму или другие подходящие формы. Поперечные сечения насадки 250 Вентури по плоскостям, образованным осями у и z, по существу одинаковы по оси х. То есть насадка 250 Вентури является симметричной.
Насадка 250 Вентури выполнена криволинейной и может проходить наружу в сторону впускной трубы 204 от центральной оси 295. Поперечное сечение потока заборного канала может быть меньше в месте расположения насадки 250 Вентури, чем в частях заборного канала 202, не содержащих насадку 250 Вентури. В одном примере насадка 250 Вентури радиально отстоит от впускной трубы 204, при этом радиальный зазор между насадкой 250 Вентури и впускной трубой 204 образует наружный заборный канал 208. Таким образом, наружный заборный канал 208 окружает насадку 250 Вентури. Наружный заборный канал 208 расположен выше по потоку от центрального заборного канала 206, при этом наружный заборный канал 208 может иметь поперечное сечение потока, соответствующее радиальному расстоянию между насадкой 250 Вентури и впускной трубой 204.
В одном примере наименьшее поперечное проходное сечение наружного заборного канала 208 может быть меньше наименьшего поперечного проходного сечения центрального заборного канала 206. Поэтому разрежение, создаваемое в наружном заборном канале 208, может быть больше разрежения, создаваемого в центральном заборном канале 206. В некоторых примерах наименьшие поперечные проходные сечения наружного 208 и центрального 206 заборных каналов могут быть по существу равны, в связи с чем разрежение, создаваемое в канале, также по существу одинаково. В других примерах, наименьшее поперечное проходное сечение центрального заборного канала 206 может быть меньше наименьшего поперечного проходного сечения наружного заборного канала 208. Это позволяет создавать в центральном заборном канале 206 разрежение, превышающее разрежение, создаваемое в наружном заборном канале 208, при протекании воздуха окружающей среды по каналам при той или иной нагрузке двигателя.
В одном примере наружный заборный канал 208 может представлять собой первый канал трубки Вентури, а центральный заборный канал 206 - второй канал трубки Вентури. После перемещения насадки 250 Вентури вниз по потоку может происходить слияние указанных каналов. Как будет раскрыто ниже, может происходить полное слияние первого канала и второго канала с образованием единого канала трубки Вентури между кольцевой неподвижной деталью 220 и насадкой 250 Вентури.
Насадка 250 Вентури содержит переднюю по ходу потока первую поверхность 252, обращенную к поступающему потоку всасываемых газов. Передняя по ходу потока первая поверхность 252 может быть расположена под углом к стрелке 298. Передняя по ходу потока первая поверхность 252 содержит отверстие 282 для приема вала 280 на переднем по ходу потока конце. Вал 280 и отверстие 282 расположены на центральной оси 295. В одном примере отверстие 282 расположено симметрично вокруг центральной оси 295. Насадка 250 Вентури также может содержать заднюю по ходу потока вторую поверхность 254, обращенную в сторону от поступающего потока всасываемых газов. Задняя по ходу потока вторая поверхность 254 также может быть расположена под углом к стрелке 298. В одном примере передняя по ходу потока первая поверхность 252 и задняя по ходу потока вторая поверхность 254 могут быть расположены под углом в противоположных друг другу направлениях. Задняя по ходу потока вторая поверхность 254 заканчивается венцом и (или) вершиной 258 задней по ходу потока второй поверхности 254, обращенной в сторону от поступающего потока всасываемого воздуха (или в сторону кольцевой неподвижной детали 220, например). В одном примере венец 258 расположен непосредственно на центральной оси 295. Передняя по ходу потока первая поверхность 252 и задняя по ходу потока вторая поверхность 254 будут подробнее раскрыты ниже. Таким образом, передняя по ходу потока первая поверхность 252 и задняя по ходу потока вторая поверхность 254 могут образовывать изгиб насадки 250 Вентури. Вершина 256 может быть образована в месте схождения (пересечения) передней по ходу потока первой поверхности 252 и задней по ходу потока второй поверхности 254. Вершина 256 может представлять собой наиболее выступающую наружу часть насадки 250 Вентури. Иначе говоря, вершина 256 может представлять собой часть насадки 250 Вентури, наиболее близко расположенную к впускной трубе 204 с образованием наиболее узкого (наименьшего) поперечного проходного сечения наружного заборного канала 208. Таким образом, вершина 256 может проходить по всему наибольшему периметру насадки 250 Вентури. При этом в некоторых примерах вершина 256 может проходить только по части насадки 250 Вентури.
Насадка 250 Вентури также содержит множество отверстий 260, расположенных по периметру насадки 250 Вентури между вершиной 256 и венцом 258. Как показано на фигуре, отверстия 260 расположены ближе к вершине 256, чем к венцу 258. В некоторых примерах, дополнительно или взамен, отверстия 260 могут быть расположены точно посередине между вершиной 256 и венцом 258 или ближе к венцу 258. Отверстия 260 могут отстоять друг от друга на равные интервалы так, что расстояние между первым отверстием и вторым отверстием, соседним первому из отверстий 260, равно расстоянию между вторым отверстием и третьим отверстием, соседним второму из отверстий 260. В одном примере отверстия 260 выполнены круглыми. В других примерах отверстия 260 могут иметь продолговатую, овальную, треугольную, квадратную, прямоугольную или иные подходящие формы.
Отверстия 260 могут пропускать поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения в наружный заборный канал 208. Воздух может течь из устройства-потребителя 140 разрежения, через вал 280, во внутреннее пространство насадки 250 Вентури, из отверстий 260, в наружный заборный канал 208. Поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения, через насадку 250 Вентури, в наружный заборный канал 208 может быть вызван разрежением, создаваемым в наружном заборном канале 208. Разрежение может быть подано во внутреннее пространство насадки 250 Вентури через отверстия 260 с возможностью вытягивания воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения и, тем самым, восполнения запаса разрежения в устройстве-потребителе 140 разрежения.
В одном примере, когда всасываемый воздух течет по заборному каналу 202, он протекает через наружный заборный канал 208 и центральный заборный канал 206, а затем - во впускной коллектор (впускной коллектор 44 в варианте на ФИГ. 1). Наружный заборный канал 208 и центральный заборный канал 206 выполнены с возможностью создания разрежения. При этом разрежение из указанных двух каналов можно использовать совместно для восполнения разрежения в устройстве-потребителе 140 разрежения. В одном примере разрежение может быть подано в устройство-потребитель 140 разрежения только в том случае, если разрежение превышает пороговое, при этом пороговое разрежение зависит от запаса разрежения в устройстве-потребителе разрежения. Иначе говоря, разрежение, создаваемое в указанных двух каналах, может быть подано в устройство-потребитель разрежения, если создаваемое в них разрежение может повысить величину запаса разрежения в устройстве-потребителе 140 разрежения. Подачу разрежения в устройство-потребитель разрежения можно регулировать с помощью клапана, как будет раскрыто ниже.
Таким образом, устройство-потребитель разрежения содержит насадку Вентури выше по потоку от кольцевой неподвижной детали. Насадка Вентури расположена по центру впускной трубы, а кольцевая неподвижная деталь герметично соединена с внутренней поверхностью впускной трубы. Насадка Вентури по размерам и форме выполнена так, что первый канал расположен между насадкой Вентури и впускной трубой. Аналогичным образом, кольцевая неподвижная деталь по размерам и форме выполнена так, что второй канал расположен между кольцевой неподвижной деталью и центральной осью впускной трубы. Таким образом, уменьшение поперечного проходного сечения заборного канала имеет место как в первом, так и во втором каналах.
Разрежение в первом канале и втором канале может возникать при протекании всасываемых газов за насадку Вентури и кольцевую неподвижную деталь соответственно. Разрежение в первом канале может вытягивать воздух из устройства-потребителя разрежения. Разрежение во втором канале также может вытягивать воздух из устройства-потребителя разрежения. Воздух из первого канала может течь дальше вниз с возможностью смешивания с воздухом во втором канале. Кроме того, насадка Вентури выполнена с возможностью перемещения по заборному каналу к кольцевой неподвижной детали и от нее для регулирования как величины разрежения, подаваемого в устройство-потребитель разрежения, так и массы потока всасываемого воздуха в заборном канале во впускной коллектор. Таким образом, при перемещении насадки Вентури к кольцевой неподвижной детали и от нее, она может функционировать подобно дросселю (например, дросселю 62 на ФИГ. 1). Это позволяет восполнять запас разрежения в устройстве-потребителе разрежения.
Следует понимать, что насадка Вентури может быть соединена с первым устройством-потребителем разрежения, а кольцевая неподвижная деталь - со вторым устройством-потребителем разрежения, отличным от первого. В других примерах насадка Вентури и (или) кольцевая неподвижная деталь могут быть соединены с выходом РОГ системы РОГ. Это обеспечивает возможность смешивания газов РОГ с всасываемыми газами перед поступлением во впускной коллектор двигателя.
ФИГ. 3 изображает поперечный разрез 300 впускной трубы 204 и системы 200 создания разрежения, при этом плоскость поперечного сечения построена по линии М-М' на ФИГ. 2. В связи с этим, ранее раскрытые компоненты могут иметь аналогичные номера на последующих фигурах.
В варианте на ФИГ. 3 насадка 250 Вентури показана внутри кольцевой неподвижной детали 220, при этом венец 258 насадки Вентури проходит вниз по потоку от вершины 236. В одном примере поперечное сечение, построенное по оси у на венце 258, может содержать части второй поверхности 234 кольцевой неподвижной детали 220. Кроме того, поперечное сечение, построенное по оси у на вершине 256, насадки 250 Вентури может содержать части первой поверхности 232. В некоторых примерах поперечное сечение, построенное по оси у на отверстии 282 передней по ходу потока первой поверхности 252 (сопряжении между валом 280 и передней по ходу потока первой поверхностью 252, например), может содержать часть первой поверхности 232. То есть поперечное сечение, построенное по оси у в любой части насадки 250 Вентури, может содержать как минимум некоторое перекрытие между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220. Таким образом, в некоторых примерах возможно объединение центрального заборного канала 206 и наружного заборного канала 208 с образованием единого канала, расположенного между кольцевой неподвижной деталью 220 и насадкой 250 Вентури, когда насадка 250 Вентури расположена внутри кольцевой неподвижной детали 220. Специалисту в данной области техники будет ясно, что возможно перемещение насадки 250 Вентури и в другие положения вниз и вверх по потоку, при этом расстояние между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220 может быть отлично от расстояния в варианте на ФИГ. 3.
Как раскрыто выше, кольцевая неподвижная деталь 220 содержит герметизирующую поверхность 226, соприкасающуюся с впускной трубой 204, а также первую 232 и вторую 234 поверхности, выступающие в заборный канал 202. Кольцевая камера 302 расположена внутри относительно герметизирующей поверхности 226, первой поверхности 232 и второй поверхности 234. В одном примере первая 232 и вторая 234 поверхности являются единственными поверхностями, отделяющими кольцевую камеру 302 от заборного канала 202. Как показано на фигуре, большая часть внутреннего пространства кольцевой неподвижной детали 220 не является полой. То есть объем кольцевой камеры 302 может быть относительно мал по сравнению с общим объемом кольцевой неподвижной детали 220. Кольцевая камера 302 проходит по всему периметру вершины 236. Это обеспечивает возможность соединения по текучей среде кольцевой камеры 302 с самой узкой частью центрального заборного канала 206. В одном примере высота кольцевой камеры 302 является наибольшей в части кольцевой камеры 302, соединенной по текучей среде с валом 240. Герметизирующая поверхность 226 содержит отверстие для соединения по текучей среде кольцевой камеры 302 с валом 240. В некоторых примерах, дополнительно или взамен, кольцевая камера 302 может быть расположена на первой поверхности 232 или второй поверхности 234. В частности, кольцевая камера 302 может быть расположена на второй поверхности 234 непосредственно ниже по потоку от вершины 236, например.
Воздух может течь из устройства-потребителя 140 разрежения по первому каналу 342, по второму каналу 344, через вал 240 в кольцевую камеру 302, когда клапан 340 находится в как минимум частично открытом положении. В одном примере клапан 340 представляет собой пружинный обратный клапан. Например, клапан 340 является устройством с механическим приводом и не соединен с какими-либо электрическими устройствами. Открытие или закрытие клапана 340 может происходить в зависимости от разрежения, подаваемого в кольцевую камеру 302. Если разрежение выше порогового, то оно может перемещать клапан 340 в более открытое положение. Это обеспечивает возможность потока воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения в центральный заборный канал 206. Такое направление потока воздуха обеспечивает возможность восстановления уровня разрежения в устройстве-потребителе 140 разрежения. Как раскрыто выше, пороговое разрежение может зависеть от величины запаса разрежения в устройстве-потребителе 140 разрежения. В одном примере открытие клапана 340 может происходить только при достижении уровня разрежения, могущего повысить величину запаса разрежения в устройстве-потребителе 140 разрежения. Иначе говоря, клапан 340 выполнен с возможностью предотвращения утечки разрежения из устройства-потребителя 140 разрежения в заборный канал 202. Следует понимать, что устройство-потребитель 140 разрежения может быть изолировано от заборного канала 202, если разрежение в устройстве-потребителе 140 разрежения превышает разрежение в заборном канале 202.
1
2
1
2
1
2
2
1
Как раскрыто выше, первая 232 и вторая 234 поверхности кольцевой неподвижной детали 220 изогнуты относительно направления потока всасываемых газов (которое параллельно стрелке 298, например). В частности, первая поверхность 232 может быть направлена под приблизительно первым углом θ относительно стрелки 298, а вторая поверхность 234 может быть направлена под приблизительно вторым углом θ относительно стрелки 298. Как показано, первый угол θ может быть больше, чем второй угол θ. Иначе говоря, уклон первой поверхности 232 может быть больше уклона второй поверхности 234. При этом следует понимать, что в других примерах углы θ и θ могут быть приблизительно одинаковыми, в связи с чем кольцевая неподвижная деталь 220 может быть симметричной относительно вершины 236. В других примерах второй угол θ может быть больше первого угла θ, то есть уклон первой поверхности 232 может быть меньше уклона второй поверхности 234.
Насадка 250 Вентури выполнена полой и содержит внутреннюю полость 350, расположенную между передней по ходу потока первой поверхностью 252 и задней по ходу потока второй поверхностью 254. В одном примере внутренняя полость 350 может занимать весь объем внутреннего пространства насадки 250 Вентури. В других примерах внутренняя полость 350 может включать в себя объем, меньший, чем объем внутреннего пространства, в связи с чем насадка 250 Вентури является только частично полой. Внутренняя полость 350 соединена по текучей среде с наружным заборным каналом 208 через множество отверстий 260. Как раскрыто выше, отверстия 260 расположены на задней по ходу потока второй поверхности 254 непосредственно ниже по потоку от вершины 256 насадки 250 Вентури (либо, например, в непосредственной близости от нее). Таким образом, внутренняя полость 350 соединена по текучей среде с частью наружного заборного канала 208 непосредственно ниже по потоку от самой узкой части наружного заборного канала 208. В одном примере передняя по ходу потока первая поверхность 252 и задняя по ходу потока вторая поверхность 254 являются единственными поверхностями, отделяющими внутреннюю полость 350 от заборного канала 202.
Воздух может течь из устройства-потребителя 140 разрежения по первому каналу 342, по второму каналу 344, по третьему каналу 346, через вал 280 во внутреннюю полость 350, когда клапан 340 находится в как минимум частично открытом положении. Как показано, второй канал 344 соединен по текучей среде и с валом 240, и с третьим каналом 346. В некоторых примерах второй канал 344 и третий канал 346 могут представлять собой единый непрерывный канал. Величина потока воздуха из второго канала 344 в вал 240 или третий канал 346 может зависеть от величины разрежения, поступающего в кольцевую камеру 302 или внутренняя полость 350 соответственно. То есть, чем больше величина подаваемого разрежения, тем большее количество воздуха может быть втянуто в соответствующий канал. Например, если величина разрежения, поступающего во внутреннюю полость 350 из наружного заборного канала 208, превышает разрежение, поступающее в кольцевую камеру 302 из центрального заборного канала 206, то количество воздуха, текущего из устройства-потребителя 140 разрежения во внутреннюю полость 350, больше того, что течет в кольцевую камеру 302. Дополнительно или взамен, в некоторых примерах во внутреннюю полость 350 и кольцевую камера 302 может поступать по существу равное разрежение из наружного 208 и центрального 206 заборных каналов, то есть в указанные полость и камеру поступает равное количество воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения.
3
4
3
4
3
4
4
3
Передняя по ходу потока первая 252 и задняя по ходу потока вторая 254 поверхности насадки 250 Вентури изогнуты относительно направления потока всасываемых газов. В частности, передняя по ходу потока первая поверхность 252 может быть направлена под приблизительно третьим углом θ относительно стрелки 298, а задняя по ходу потока вторая поверхность 254 может быть направлена под приблизительно четвертым углом θ относительно стрелки 298. Как показано, третий угол θ может быть больше четвертого угла θ. Иначе говоря, уклон передней по ходу потока первой поверхности 252 может быть больше уклона задней по ходу потока второй поверхности 234. При этом следует понимать, что в других примерах, углы θ и θ могут быть приблизительно одинаковыми, в связи с чем насадка Вентури может быть симметрично относительно вершины 256. В других примерах четвертый угол θ может быть больше третьего угла θ, в связи с чем уклон передней по ходу потока первой поверхности 252 может быть меньше уклона задней по ходу потока второй поверхности 254.
1
2
3
4
В одном примере, дополнительно или взамен, один или несколько из углов θ, θ, θ и θ могу быть равными, в связи с чем изгиб поверхностей кольцевой неподвижной детали 220 может быть по существу таким же, как изгиб поверхностей насадки 250 Вентури.
Как раскрыто выше, насадка 250 Вентури выполнена с возможностью перемещения относительно впускной трубы 204 и кольцевой неподвижной детали 220. Насадка 250 Вентури выполнена с возможностью срабатывания в зависимости от давления окружающей среды и (или) давления во впускном коллекторе, как будет раскрыто ниже. Таким образом, в одном примере насадка 250 Вентури не соединена с какими-либо электрическими компонентами. Второй канал 344 и (или) третий канал 346 могут состоять из гибкого шланга с возможностью эластичного растяжения и сжатия в зависимости от перемещения насадки 250 Вентури. Наружная поверхность вала 280 может быть соединена с первой передней по ходу потока втулкой 380 и второй задней по ходу потока втулкой 382. Вал 280 проходит через отверстия втулок 380 и 382, что обеспечивает возможность перемещения вала 280 совместно с перемещением насадки 250 Вентури. Втулки 380 и 382 соединены с валом 280 в непосредственной близости от центральной оси 295 и физически соединены с впускной трубой 204 через наружные концы. То есть, в одном примере, перемещение втулок 380 и 382 не происходит.
Пружина 384 физически соединена с первой втулкой 380 и третьим каналом 346. В одном примере пружина 384 может быть смещена в полностью растянутое положение (как показано в примере на ФИГ. 4А). В качестве другого примера, пружина 384 может быть смещена в полностью сжатое положение (как показано в примере на ФИГ. 4С). По мере роста давления окружающей среды и (или) падения давления во впускном коллекторе, может происходить сжатие пружины 384, обеспечивающее возможность перемещения насадки 250 Вентури в сторону кольцевой неподвижной детали 220. В одном примере пружина 384 может способствовать перемещению насадки 250 Вентури в восходящем и (или) в нисходящем по потоку направлениях для предотвращения шума, исходящего из заборного канала 202. Пружина 384 и перемещение насадки 250 Вентури, вместе с примерами потоков воздуха, будут подробнее раскрыты ниже на примерах ФИГ. 4А, 4В и 4С.
На ФИГ. 4А, 4В и 4С представлены примеры возможных положений насадки 250 Вентури системы 200 создания разрежения, а также примеры потоков воздуха через насадку 250 Вентури, кольцевую неподвижную деталь 220 и заборный канал 202. То есть на ФИГ. 4А, 4В и 4С изображено относительное расположение насадки 250 Вентури во впускной трубе 204 при перемещении насадки 250 Вентури в различные примеры положений. На ФИГ. 4А, 4В и 4С изображены поперечные разрезы впускной трубы 204 и системы 200 создания разрежения, при этом плоскость поперечного сечения построена по линии М-М' на ФИГ. 2. На ФИГ. 4А изображена насадка 250 Вентури в открытом первом положении, сходном с положением насадки Вентури на ФИГ. 3. На ФИГ. 4 В изображена насадка 250 Вентури в промежуточном втором положении. На ФИГ. 4С изображена насадка 250 Вентури в закрытом третьем положении. Величина потока всасываемых газов во впускной коллектор (например, впускной коллектор 44 на ФИГ. 1) может быть больше, когда насадка 250 Вентури находится в первом открытом положении, чем когда она находится в закрытом втором положении.
На ФИГ. 4А, 4В и 4С насадка 250 Вентури может быть изображена перемещенной по центральной оси 295 в различные положения. Как раскрыто выше, насадка 250 Вентури может скользить относительно кольцевой неподвижной детали 220 и впускной трубы 204 по центральной оси 295. Расстояние между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220 может быть разным в зависимости от положения насадки 250 Вентури. В частности, при перемещении насадки 250 Вентури в более открытое положение, возможно перемещение насадки 250 Вентури в сторону от кольцевой неподвижной детали 220. Это позволяет увеличить проход в заборном канале 202, образуемый между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220, с соответствующим увеличением потока воздуха через указанный проход, как будет раскрыто ниже. При перемещении насадки 250 Вентури в более закрытое положение, возможно перемещение насадки 250 Вентури ближе к кольцевой неподвижной детали 220. Это позволяет уменьшить и (или) закрыть проход в заборном канале 202, образуемый между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220, с соответствующим уменьшением потока воздуха через указанный проход. В одном примере перемещение насадки 250 Вентури в сторону более закрытого положения позволяет усилить эффект Вентури, возникающий между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220. Это обеспечивает возможность создания разрежения большей величины между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220. Это позволяет восполнять разрежение в устройстве-потребителе разрежения быстрее, чем при нахождении насадки 250 Вентури в более открытом положении.
Так как поток воздуха по заборному каналу 202 может быть по существу параллелен оси х, перемещение насадки 250 Вентури может быть по существу параллельно потоку всасываемых газов в заборном канале 202. Всасываемый воздух показан текущим слева направо на ФИГ. 4А, 4В и 4С (параллельно стрелке 298, например). То есть нисходящее перемещение насадки 250 Вентури может означать перемещение насадки 250 Вентури в том же или схожем направлении, что и поток всасываемого воздуха. Напротив, восходящее перемещение насадки 250 Вентури может означать перемещение насадки 250 Вентури противоположно направлению потока всасываемых газов (справа налево на ФИГ. 4А, 4В и 4С). То есть при перемещении насадки 250 Вентури в сторону более закрытого положения происходит ее перемещение вниз по потоку параллельно потоку всасываемого воздуха. При перемещении в сторону более открытого положения насадка 250 Вентури движется навстречу (противоположно) потоку всасываемого воздуха.
Насадка 250 Вентури выполнена с возможностью изменения положения в зависимости от параметров работы двигателя. В частности, насадка 250 Вентури выполнена с возможностью перемещения в зависимости от давления окружающей среды и (или) давления во впускном коллекторе. Например, перемещение насадки 250 Вентури в восходящем направлении может происходить, если давление во впускном коллекторе превышает пороговое. И наоборот, нисходящее перемещение насадки 250 Вентури может происходить, если давление во впускном коллекторе ниже порогового. Дополнительно или взамен, в одном примере перемещение насадки 250 Вентури в восходящем направлении может происходить, если давление окружающей среды ниже давления во впускном коллекторе.
Дополнительно или взамен, положение насадки 250 Вентури может регулировать мотор. Мотор может быть электрически соединен с насадкой 250 Вентури для перемещения насадки 250 Вентури во впускной трубе 204. Мотор может быть электрически связан с контроллером 12 с возможностью изменения положения насадки 250 Вентури по сигналам от контроллера 12. В частности, в связи с ростом потребности в разряжении для устройства-потребителя разрежения, контроллер 12 может направлять сигналы на мотор для установки насадки 250 Вентури в более закрытое положение для увеличения разрежения, создаваемого между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220. Мотор может представлять собой любой подходящий привод, например, гидравлический, электрический, пневматический, электромеханический и т.п.
ФИГ. 4А изображает вариант 400 осуществления с насадкой 250 Вентури в открытом первом положении, а также пример потока воздуха по заборному каналу 202. В одном примере, когда насадка 250 Вентури находится в открытом первом положении, поток воздуха по заборному каналу 202 во впускной коллектор 44 может быть больше, чем в любом другом положении насадки Вентури. То есть положение насадки 250 Вентури на ФИГ. 4А может именоваться «полностью открытое положение» и в одном примере может соответствовать высокой нагрузке двигателя. Канал 402 трубки Вентури, расположенный между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220, может включать в себя центральный заборный канал 206 и наружный заборный канал 208, раскрытые выше. В частности, канал 402 может быть расположен вдоль сужения заборного канала 202 в непосредственной близости от насадки 250 Вентури и кольцевой неподвижной детали 220. Насадка 250 Вентури может не входить в соприкосновение с кольцевой неподвижной деталью 220. Точнее, в полностью открытом положении поверхности насадки 250 Вентури не находятся в соприкосновении и (или) физически не касаются поверхностей кольцевой неподвижной детали 220. Имеет место перекрытие между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220, в связи с чем поперечное сечение насадки 250 Вентури и кольцевой неподвижной детали 220, построенное по оси у, может включать в себя и насадку 250 Вентури, и кольцевую неподвижную деталь 220. В некоторых примерах может полностью отсутствовать перекрытие между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220, когда насадка 250 Вентури находится в полностью открытом положении (как показано на ФИГ. 2, например).
Например, полностью открытое положение может соответствовать относительно высоким нагрузкам двигателя, когда давление во впускном коллекторе значительно превышает давление окружающей среды на пороговую разность. В полностью открытом положении пружина 384 полностью растянута. В основе пороговой разности может лежать давление, необходимое для перемещения насадки 250 Вентури в полностью открытое положение. Давление во впускном коллекторе, превышающее давление окружающей среды на разность меньше пороговой, обеспечивает возможность перемещения насадки 250 Вентури в промежуточное второе положение, как будет раскрыто на примере ФИГ. 4В. При давлении во впускном коллекторе ниже давления окружающей среды возможно перемещение насадки Вентури в закрытое третье положение, как будет раскрыто ниже на примере ФИГ. 4С. В полностью открытом положении пружина 384 полностью растянута для пропуска наибольшей массы воздуха по заборному каналу 202. Таким образом, сужение заборного канала 202 может быть меньше в открытом первом положении, чем в более закрытых положениях, а воздух может течь по заборному каналу 202 относительно беспрепятственно. В таком примере центральный заборный канал 206 и наружный заборный канал 208 могут быть максимально отделены друг от друга, в связи с чем пространство между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220 больше, чем в других положениях насадки 250 Вентури. Это позволяет обеспечить то или иное воздушно-топливное отношение при высоких нагрузках двигателя.
При нахождении насадки 250 Вентури в таком положении, разрежение, создаваемое в наружном 208 и центральном 206 заборных каналах, может быть меньше разрежения, создаваемого в других положениях насадки 250 Вентури. Поэтому в полностью открытом положении поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения в заборный канал 202 может быть меньше, чем в других положениях насадки 250 Вентури. То есть разрежение, создаваемое в канале 402 трубки Вентури, может быть недостаточным для установки клапана 340 в открытое положение. Поэтому клапан 340 может пребывать в закрытом положении, не пропуская поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения ни в кольцевую неподвижную деталь 220, ни в насадку 250 Вентури. Таким образом, воздух не течет по первому каналу 342, второму каналу 344 или третьему каналу 346, когда насадка 250 Вентури находится в полностью открытом положении. Таким образом, разрежение в устройстве-потребителе 140 разрежения не может быть восполнено, когда транспортное средство работает с высокой нагрузкой, и отсутствует соединение по текучей среде с заборным каналом 202.
Следует понимать, что в некоторых вариантах система 200 создания разрежения может создавать разрежение, когда насадка 250 Вентури находится в полностью открытом положении. То есть клапан 340 может быть как минимум частично открыт с возможностью подачи разрежения из канала 402 в устройство-потребитель 140 разрежения. Таким образом, создание разрежения может происходить при любых положениях насадки 250 Вентури.
ФИГ. 4В изображает вариант 425, в котором насадка 250 Вентури перемещена вниз по потоку в заборном канале 202 по центральной оси 295 относительно открытого первого положения на ФИГ. 4А в промежуточное второе положение. Пространство между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220 может быть меньше пространства в открытом первом положении, а поток воздуха по заборному каналу 202 может быть соответственно меньше, на что указывает меньшее число стрелок воздуха окружающей среды (обозначенного сплошными стрелками). При этом в промежуточном втором положении величина разрежения, создаваемого в канале 402 трубки Вентури, в непосредственной близости от проемов 238 и отверстий 260 может быть больше, чем в открытом первом положении. Как показано, воздух течет из устройства-потребителя 140 разрежения и в насадку 250 Вентури, и в кольцевую неподвижную деталь 220. Поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения обозначен штриховыми стрелками. Кроме того, часть насадки 250 Вентури, перекрывающаяся с кольцевой неподвижной деталью 220, больше, чем в первом открытом положении. Степень сжатия пружины 384 в промежуточном втором положении больше, чем в полностью открытом первом положении в примере на ФИГ. 4А. Следует понимать, что показанное промежуточное второе положение является одним из примеров промежуточного положения, и то, что возможно перемещение насадки 250 Вентури и в другие положения между первым открытым положением и третьим закрытым положением. В одном примере промежуточное второе положение может соответствовать той или иной нагрузке двигателя в диапазоне между высокой нагрузкой двигателя и низкой нагрузкой двигателя и (или) нагрузкой холостого хода. Давление во впускном коллекторе может зависеть от нагрузки двигателя. Поэтому для нагрузки двигателя, которая ближе к высокой, промежуточное положение может быть ближе к первому открытому положению. И наоборот, для нагрузки двигателя ближе к низкой промежуточное положение может быть ближе к третьему закрытому положению.
В промежуточном втором положении клапан 340 открыт, и воздух может течь из устройства-потребителя 140 разрежения. Часть воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения течет по первому каналу 342, через клапан 340, по второму каналу 344, через вал 240, в кольцевую камеру 302 кольцевой неподвижной детали 220, через проемы 238, через выход канала 402, в заборный канал 202 и оттуда во впускной коллектор 44. Остальная часть воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения течет по первому каналу 342, через клапан 340, по второму каналу 344, по третьему каналу 346, через вал 280, во внутреннюю полость 350 насадки 250 Вентури, через отверстия 260, в горловину канала 402 трубки Вентури и далее по заборному каналу 202 во впускной коллектор 44. Воздух из насадки 250 Вентури может смешиваться с воздухом из кольцевой неподвижной детали 220 в канале 402 перед поступлением во впускной коллектор 44. Как раскрыто выше, указанные части воздуха, текущие из устройства-потребителя 140 разрежения в кольцевую неподвижную деталь 220 и насадку 250 Вентури, могут зависеть от разрежения, поступающего в кольцевую камеру 302 и внутренняя полость 350 соответственно.
ФИГ. 4С изображает вариант 450, в котором насадка 250 Вентури перемещена вниз по потоку в заборном канале 202 по центральной оси 295 относительно открытого первого положения на ФИГ. 4А и промежуточного второго положения на ФИГ. 4В в закрытое третье положение. Пространство между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220 может быть меньше, чем пространство в промежуточном втором положении, а поток воздуха по заборному каналу 202 может быть по существу равен нулю, на что указывает отсутствие стрелок воздуха окружающей среды. То есть в канале трубки Вентури не происходит создание разрежения из-за потока воздуха окружающей среды. Как показано, воздух течет из устройства-потребителя 140 разрежения и в насадку 250 Вентури, и в кольцевую неподвижную деталь 220. Поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения обозначен штриховыми стрелками. Кроме того, часть насадки 250 Вентури, перекрывающаяся с кольцевой неподвижной деталью 220, может быть больше, чем в первом открытом положении. Степень сжатия пружины 384 в закрытом третьем положении больше, чем в промежуточном втором положении в примере на ФИГ. 4В. В одном примере пружина 284 может находиться в полностью сжатом положении.
В закрытом третьем положении вершина 256 насадки 250 Вентури находится в соприкосновении с частью первой поверхности 232 кольцевой неподвижной детали 220, расположенной непосредственно выше по потоку вершины 236. Вершина 256 может плотно соприкасаться с первой поверхностью, в связи с чем поток воздуха окружающей среды во впускной коллектор 44 из заборного канала 202 по существу отсутствует, когда насадка 250 Вентури находится в полностью закрытом положении. Хотя создание разрежения в канале 402 не происходит из-за плотного соприкосновения между насадкой 250 Вентури и кольцевой неподвижной деталью 220, разрежение все же может поступать в кольцевую камеру 302 и внутреннюю полость 350. Разрежение может поступать из впускного коллектора из-за низкого давления (например, относительно высокого разрежения) во впускном коллекторе. Таким образом, третье закрытое положение может соответствовать состоянию низкой нагрузки и (или) холостого хода двигателя. Как показано, проемы 238 и отверстия 260 открыты в сторону заборного канала 202, ближайшую к впускному коллектору 44, благодаря чему разрежение может вызывать поток воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения в заборный канал 202.
В одном примере величина разрежения, поступающего в устройство-потребитель 140, может быть больше, чем в других положениях насадки 250 Вентури. Поэтому величина потока воздуха из устройства-потребителя 140 разрежения может быть больше, чем в других положениях насадки 250 Вентури, на что указывает большее число штриховых стрелок. В некоторых примерах поток воздуха в закрытом третьем положении позволяет поддерживать работу двигателя на холостом ходу. Таким образом, когда двигатель работает на холостом ходу, может быть обеспечено то или иное воздушно-топливное отношение с одновременной подачей разрежения в устройство-потребитель 140 разрежения.
Таким образом, ФИГ. 4А, 4В и 4С иллюстрируют различные положения насадки Вентури для регулирования разрежения, подаваемого в устройство-потребитель разрежения. Способ для изменения положения насадки Вентури может содержать шаги, на которых происходит перемещение насадки Вентури в открытое первое положение, промежуточное второе положение или закрытое третье положение. Перемещение в открытое первое положение включает в себя перемещение насадки Вентури вверх по потоку противоположно направлению потока воздуха и от кольцевой неподвижной детали и уменьшение разрежения, подаваемого в устройство-потребитель разрежения. Перемещение в закрытое третье положение включает в себя перемещение насадки Вентури вниз по потоку по направлению потока воздуха в сторону кольцевой неподвижной детали и увеличение величины разрежения, подаваемого в устройство-потребитель разрежения. Перемещение в промежуточное второе положение включает в себя перемещение насадки Вентури в то или иное положение между открытым первым положением и закрытым третьим положением. Перемещение насадки Вентури в закрытое третье положение также включает в себя вхождение вершины насадки Вентури в соприкосновение с первой поверхностью кольцевой неподвижной детали непосредственно выше по потоку от проемов неподвижной детали, причем нахождение в закрытом третьем положении также включает в себя направление из устройства-потребителя разрежения в заборный канал большего количества воздуха, чем в других положениях насадки Вентури. Перемещение насадки Вентури в открытое первое положение также включает в себя увеличение пространства между насадкой Вентури и кольцевой неподвижной деталью, причем нахождение в открытом первом положении также включает в себя направление из устройства-потребителя разрежения в заборный канал меньшего количества воздуха, чем в других положениях насадки Вентури.
При перемещении насадки Вентури в восходящем направлении от кольцевой неподвижной детали происходит увеличение потока воздуха окружающей среды во впускной коллектор и уменьшение разрежения, подаваемого в устройство-потребитель разрежения, в связи с чем происходит уменьшение потока воздуха из устройства-потребителя разрежения во впускной коллектор. И наоборот, при перемещении насадки Вентури вниз по потоку к кольцевой неподвижной детали происходит уменьшение потока воздуха окружающей среды во впускной коллектор и увеличение разрежения, подаваемого в устройство-потребитель разрежения, в связи с чем происходит увеличение потока воздуха из устройства-потребителя разрежения во впускной коллектор.
На ФИГ. 5 раскрыт способ 500 с возможностью выполнения контроллером (например, контроллером 12 на ФИГ. 1) для регулирования впрыска топлива (путем регулирования работы топливной форсунки (например, топливной форсунки 52 на ФИГ. 1) в связи с изменением положения насадки Вентури (например, насадки 250 Вентури на ФИГ. 2-4С). Кроме того, в одном примере контроллер может изменять один или несколько параметров работы двигателя в связи с изменением положения насадки Вентури для поддержания воздушно-топливного отношения или иного параметра работы двигателя, например, крутящего момента двигателя.
Как раскрыто выше, насадка Вентури выполнена с возможностью перемещения в сторону от кольцевой неподвижной детали или к ней для регулирования количества подаваемого в двигатель воздуха. Например, при перемещении насадки Вентури от кольцевой неподвижной детали, в двигатель может течь больше воздуха окружающей среды с одновременным уменьшением количества эжектируемого воздуха (воздуха из устройства-потребителя разрежения, например), текущего в двигатель. И наоборот, при перемещении насадки Вентури в сторону кольцевой неподвижной детали, в двигатель может течь меньше воздуха окружающей среды с одновременным увеличением количества эжектируемого воздуха, текущего в двигатель. В некоторых примерах, при изменении положения насадки Вентури, изменение потока эжектируемого воздуха может не происходить, так как разрежение в устройстве-потребителе разрежения больше разрежения в заборном канале.
На шаге 502 можно определить параметры работы двигателя. В число параметров работы двигателя могут входить: частота вращения двигателя, потребность в крутящем моменте, воздушно-топливное отношение, давление наддува, абсолютное давление в коллекторе, массовый расход воздуха, температура двигателя и т.п. Оценив параметры работы двигателя, способ 500 переходит на шаг 504 для изменения положения насадки Вентури в зависимости от нагрузки двигателя. Как раскрыто выше, изменение положения насадки Вентури происходит в зависимости от разности давлений во впускном коллекторе и атмосферного давления без применения электрических компонентов и (или) моторов. При этом насадку Вентури также можно приводить в действие с помощью мотора, как раскрыто выше. В одном примере насадка Вентури может быть перемещена в сторону кольцевой неподвижной детали в случае снижения нагрузки двигателя. Так происходит уменьшение поперечного проходного сечения заборного канала для потока воздуха окружающей среды в двигатель. В связи с этим, в двигатель может течь меньше воздуха окружающей среды, при этом в заборном канале может возникать эффект Вентури, усиливающий процесс создания разрежения. И наоборот, насадка Вентури может быть перемещена от кольцевой неподвижной детали в случае роста нагрузки двигателя. Так происходит увеличение поперечного проходного сечения заборного канала и, как следствие, увеличение потока воздуха окружающей среды в двигатель. Это может привести к ослаблению эффекта Вентури и процесса создания разрежения. В одном примере насадка Вентури выполнена с возможностью перемещения в полностью закрытое положение, в котором насадка Вентури прижата к кольцевой неподвижной детали, в условиях низкой нагрузки или холостого хода двигателя. Или же насадка Вентури может быть перемещено в полностью открытое положение, в котором насадка Вентури наиболее удалена от кольцевой неподвижной детали, например, в условиях высокой нагрузки двигателя.
На шаге 506 способ 500 может проверить, превышает ли разрежение в заборном канале пороговое. Как раскрыто выше, пороговое разрежение может зависеть от запаса разрежения в устройстве-потребителе разрежения. Поэтому пороговое разрежение может представлять собой динамический порог с возможностью изменения пропорционально запасу разрежения в устройстве-потребителе разрежения. Разрежение в заборном канале может зависеть от положения насадки Вентури, и (или) потока воздуха окружающей среды, и (или) давления во впускном коллекторе. Разрежение в заборном канале может возрастать при перемещении насадки Вентури ближе к кольцевой неподвижной детали, и (или) уменьшении потока воздуха окружающей среды по заборному каналу, и (или) низком давлении во впускном коллекторе. Если разрежение в заборном канале не превышает пороговое, способ 500 следует на шаг 508, на котором обратный клапан закрывают и не подают разрежение в устройство-потребитель разрежения. То есть воздух не течет из устройства-потребителя разрежения в заборный канал, когда обратный клапан находится в закрытом положении, и разрежение в устройстве-потребителе разрежения не растет.
Разрежение в заборном канале может быть меньше порогового, если недавно было восполнено разрежение в устройстве-потребителе разрежения, или если насадка Вентури находится в более открытом положении (полностью открытом положении, например). Если разрежение в устройстве-потребителе было недавно восполнено, разрежение в устройстве-потребителе разрежения может быть относительно высоким. Поэтому пороговое разрежение может быть относительно высоким, следствием чего является относительно низкая вероятность открытия обратного клапана под действием разрежения в заборном канале. Как раскрыто выше, насадка Вентури в более открытом положении может создавать меньшее разрежение из-за наличия большего пространства между насадкой Вентури и кольцевой неподвижной деталью. В некоторых примерах, дополнительно или взамен, разрежение, создаваемое в заборном канале после восполнения разрежение в устройстве-потребителе разрежения или перемещения насадки Вентури в более открытое положение, может превышать пороговое, в связи с чем происходит подача разрежения в устройство-потребитель разрежения.
На шаге 510 способа 500 проверяют, превышает ли нагрузка двигателя пороговую, при этом в основе пороговой нагрузки лежат относительно низкие нагрузки двигателя. Водном примере в число относительно низких нагрузок двигателя входят низкие нагрузки и нагрузки холостого хода. В другом примере в основе пороговой нагрузки лежит только нагрузка холостого хода двигателя. Если нагрузка двигателя не превышает пороговую (среднюю или высокую нагрузку, например), насадка Вентури может находиться в более закрытом положении (в полностью закрытом положение, например), и способ 500 переходит на шаг 512. В полностью закрытом положении, давление в коллекторе гораздо ниже атмосферного. Поэтому насадка Вентури прижата к кольцевой неподвижной детали так, что они находятся в плотном соприкосновении, и воздух окружающей среды не может течь по заборному каналу в двигатель.
На шаге 514 способ 500 предусматривает регулирование подачи топлива в двигатель в связи с отсутствием потока воздуха в двигатель. В одном примере способ может предусматривать уменьшение подачи топлива по существу до нуля в связи с тем, что в отсутствии кислорода сгорание не происходит. В других примерах, подача топлива может быть уменьшена до величины больше нуля для обеспечения наличия топлива в цилиндре двигателя для сгорания в будущем. Во время последующего сгорания может быть возобновлена подача топлива на стехиометрическом уровне, при этом состав отработавших газов, удаляемых из цилиндра, будет богатым вследствие предшествующего впрыска (впрысков) топлива при отсутствии потока воздуха.
Если на шаге 510 способа 500 будет установлено, что нагрузка двигателя выше пороговой, способ 500 может перейти на шаг 516 для направления потока воздуха окружающей среды в двигатель. Происходит перемещение насадки Вентури в более открытое положении (в промежуточное положение или полностью открытое положение, например) для пропуска потока воздуха окружающей среды через пространство (канал 402 трубки Вентури в вариантах на ФИГ. 4А-4С, например) между насадкой Вентури и кольцевой неподвижной деталью в двигатель. На шаге 518 способ 500 предусматривает регулирование подачи топлива в двигатель для обеспечения необходимого воздушно-топливного отношения в зависимости от нагрузки двигателя на шаге 516. Например, если необходимым воздушно-топливным отношением является стехиометрическое, при перемещении насадки Вентури в более открытое положение подачу топлива можно увеличить в связи с увеличением потока воздуха окружающей среды в двигатель.
Если на шаге 506 способа 500 будет установлено, что разрежение в заборном канале выше порогового, способ 500 переходит на шаг 520 для открытия обратного клапана и подачи разрежения в устройство-потребитель разрежения. Когда обратный клапан открыт, воздух течет из устройства-потребителя разрежения в заборный канал через насадку Вентури и (или) кольцевую неподвижную деталь перед поступлением в двигатель.
На шаге 522 способа 500 проверяют, превышает ли нагрузка двигателя пороговую, как раскрыто выше на шаге 510 способа 500. Если нагрузка двигателя не превышает пороговую, способ 500 переходит на шаг 524 для направления в двигатель эжектируемого потока без направления в него воздуха окружающей среды. Давление окружающей атмосферы гораздо выше давления во впускном коллекторе. Поэтому насадка Вентури прижата к кольцевой неподвижной детали, при этом проемы кольцевой неподвижной детали и отверстия насадки Вентури открыты в часть заборного канала, соединенную по текучей среде с впускным коллектором.
Низкое давление во впускном коллекторе (сильное разрежение во впускном коллекторе, например) может вытягивать воздух из устройства-потребителя разрежения, через проемы и отверстия, и в заборный канал. То есть, когда обратный клапан открыт, а нагрузка двигателя не превышает пороговую (двигатель работает на холостом ходу, например), в двигатель может поступать только эжектируемый поток, и не поступает воздух окружающей среды.
На шаге 524 способ 500 предусматривает регулирование подачи топлива в двигатель в зависимости от эжектируемого потока. В одном примере подачу топлива в двигатель можно регулировать для обеспечения необходимого воздушно-топливного отношения (например, стехиометрического). Это позволяет эффективно поддерживать работу двигателя на холостом ходу. В некоторых примерах, дополнительно или взамен, подачу топлива можно регулировать для достижения значений, не являющихся стехиометрическими (например, соответствующих богатой или бедной смеси). Поэтому в одном примере подача топлива может быть по существу равна нулю, благодаря чему в выпускной канал течет только воздух. В других примерах подача топлива может обеспечивать богатый состав смеси с возможностью направления излишка топлива в устройство нейтрализации или иные компоненты, расположенные в выпускном канале.
Если на шаге 522 способа 500 будет установлено, что нагрузка двигателя выше пороговой, способ 500 переходит на шаг 528 для направления и воздуха окружающей среды, и эжектируемого потока в двигатель. Когда нагрузка двигателя выше пороговой, давление во впускном коллекторе ближе к давлению окружающей среды, чем когда нагрузка двигателя ниже пороговой. Под действием относительно высокого давления во впускном коллекторе в сочетании с воздействием от пружины (например, пружины 384 в варианте на ФИГ. 3) происходит перемещение насадки Вентури от кольцевой неподвижной детали в более открытое положение (например, промежуточное положение или полностью открытое положение). Величина потока воздуха окружающей среды по заборному каналу в двигатель может зависеть от скорости транспортного средства, положения насадки Вентури и других условий. При относительно высоких скоростях транспортного средства поток воздуха окружающей среды может быть больше, чем при относительно низких скоростях транспортного средства. При более открытом положении насадки Вентури поток воздуха окружающей среды может быть больше, чем при менее открытом. То есть, в одном примере, наибольшее количество воздуха окружающей среды может иметь место в полностью открытом положении. Аналогичным образом, величина эжектируемого потока по заборному каналу в двигатель также может зависеть от скорости транспортного средства и положения насадки Вентури. При относительно высоких скоростях транспортного средства разрежение и, как следствие, эжектируемый поток могут быть больше, чем при относительно низких скоростях транспортного средства. И наоборот, в более открытых положениях насадки Вентури возможно создание меньшего разрежения, чем в менее открытых положениях, следствием чего является меньший поток воздуха из устройства-потребителя разрежения в заборный канал.
На шаге 530 способ 500 предусматривает регулирование впрыска топлива в зависимости от количества воздуха окружающей среды и величины эжектируемого потока, текущих в двигатель. Например, если нагрузка двигателя является высокой, и насадка Вентури находится в полностью открытом положении, впрыск топлива можно отрегулировать для подачи максимального количества топлива.
Таким образом, изменение положения насадки Вентури может происходить в зависимости от изменений давления во впускном коллекторе. Изменение положения насадки Вентури происходит без каких-либо электрических компонентов и (или) оборудования. Контроллер может регулировать впрыск топлива в зависимости от перемещения насадки Вентури по заборному каналу. В одном примере впрыск топлива может быть увеличен при перемещении насадки Вентури в более открытое положение и уменьшен при перемещении насадки Вентури в более закрытое положение.
На ФИГ. 6 представлена диаграмма 600, иллюстрирующая пример регулирования впрыска топлива в зависимости от положения насадки Вентури и изменений параметров работы двигателя в связи с изменением положения насадки Вентури. На диаграмме 600 представлены: разрежение во впускном коллекторе на графике 602, нагрузка двигателя на графике 604 и пороговая нагрузка на графике 606, положение насадки Вентури на графике 608, разрежение в заборном канале на графике 610 и пороговое разрежение на графике 612, разрежение в устройстве-потребителе разрежения УПР (VCD) на графике 614, положение обратного клапана на графике 616, поток воздуха окружающей среды на графике 618, эжектируемый поток (например, поток воздуха из УПР в заборный канал) на графике 620 и объем впрыска топлива на графике 622. Все вышеуказанные графики являются графиками изменения вышеуказанных параметров во времени, значения которого нанесены на горизонтальной оси. В основе пороговой нагрузки лежит относительно низкая нагрузка двигателя и (или) нагрузка холостого хода, как раскрыто выше. В варианте на ФИГ. 6 УПР представляет собой усилитель тормозов. При этом, как раскрыто выше, УПР может представлять собой и другие подходящие устройства, потребляющие разрежение.
1
До t транспортное средство может ехать в установившемся режиме с высокой скоростью. Нагрузка двигателя высока, и насадка Вентури находится в более открытом положении. В одном примере насадка Вентури находится в полностью открытом положении до t1. В связи с тем, что насадка Вентури находится в полностью открытом положении, а нагрузка двигателя является высокой, поток воздуха окружающей среды может быть относительно большим, в связи с чем происходит заполнение впускного коллектора, следствием чего является низкое разрежение во впускном коллекторе. Как раскрыто выше, когда насадка Вентури находится в полностью открытом положении, разрежение, создаваемое на насадке Вентури и кольцевой неподвижной детали, может быть пониженным. То есть разрежение в заборном канале не превышает пороговое. В примере на ФИГ. 6 изменения пороговое разрежение может отражать график разрежения УПР, при этом пороговое разрежение наложено на график разрежения в заборном канале для упрощения. Так график 600 может ясно отражать моменты, когда разрежение в заборном канале превышает пороговое разрежение (разрежение УПР). Разрежение УПР является высоким, что может быть следствием недавнего восполнения УПР или отсутствия расходования запаса разрежения (например, отсутствия торможения в течение длительного времени). Поскольку обратный клапан находится в закрытом положении, эжектируемый поток по существу равен нулю. Поэтому подачу топлива можно регулировать только для компенсации изменений потока воздуха окружающей среды. Для обеспечения необходимого воздушно-топливного отношения топливо впрыскивают в большом объеме в связи с большим потоком воздуха окружающей среды.
В некоторых примерах регулирование объема впрыска топлива может сильнее зависеть от изменения величины потока воздуха окружающей среды, чем от изменения величины эжектируемого потока. Например, при увеличении потока воздуха окружающей среды и уменьшении эжектируемого потока возможно небольшое увеличение объема впрыска топлива. Это может быть обусловлено ограниченным характером эжектируемого потока (например, количество воздуха, которое может поступать из устройства-потребителя разрежения, более ограничено, чем количество воздуха из окружающей атмосферы). Или же, в некоторых примерах, регулирование объема впрыска топлива может зависеть от изменения величины потока воздуха окружающей среды в той же или меньшей степени, что и от изменения величины эжектируемого потока.
1
1
2
В момент t нагрузка двигателя начинает падать в связи с нажатием водителем тормозной педали. В результате, происходит перемещение насадки Вентури в более закрытое положение и, как следствие, уменьшение потока воздуха окружающей среды. Из-за того, что для заполнения пустоты в коллекторе поступает меньшее количество воздуха, растет разрежение во впускном коллекторе. То есть разрежение во впускном коллекторе обратно пропорционально величине потока воздуха окружающей среды. Кроме того, разрежение в заборном канале растет при перемещении насадки Вентури в более закрытое положение из-за большего сужения канала трубки Вентури между насадкой Вентури и кольцевой неподвижной деталью. Разрежение УПР начинает падать в связи с нажатием тормозной педали. То есть происходит потребление разрежения для повышения эффективности торможения. При этом разрежение в заборном канале не возрастает до уровня разрежения, превышающего пороговое разрежение, и обратный клапан остается закрытым. Таким образом, разрежение в УПР все еще выше разрежения в заборном канале. Поэтому эжектируемый поток все еще по существу равен нулю. В связи с этим, объем впрыска топлива уменьшают в соответствии с уменьшением только потока воздуха окружающей среды для поддержания необходимого воздушно-топливного отношения. Между t и t нагрузка двигателя продолжает падать, а тормозная педаль все еще нажата, в связи с чем продолжает падать разрежение УПР. Насадка Вентури продолжает перемещаться в более закрытое положение, в связи с чем происходит уменьшение потока воздуха окружающей среды и рост разрежения в заборном канале. Разрежение в заборном канале все еще меньше порогового. Поэтому обратный клапан остается закрытым, а эжектируемый поток все также по существу равен нулю. Разрежение во впускном коллекторе продолжает расти по мере уменьшения количества воздуха, текущего в двигатель. Объем впрыска топлива продолжают уменьшать в связи с уменьшением потока воздуха окружающей среды.
2
2
3
2
3
В момент t нагрузка двигателя начинает стабилизироваться в связи с отпусканием тормозной педали и остается выше пороговой нагрузки. В одном примере нагрузка двигателя представляет собой среднюю нагрузку. Поэтому насадка Вентури находится в промежуточном положении между указанными более открытым и более закрытым положениями. Поскольку поток воздуха окружающей среды остается по существу постоянным на уровне между большим и малым потоком, происходит стабилизация разрежения во впускном коллекторе. Разрежение в заборном канале продолжает незначительно расти, что обусловлено положением насадки Вентури, и (или) потоком воздуха окружающей среды, и (или) разрежением во впускном коллекторе. Разрежение УПР падает, в связи с чем пороговое разрежение становится меньше разрежения в заборном канале. В результате происходит перемещение обратного клапана в открытое положение, и рост эжектируемого потока (воздух начинает течь из УПР в заборный канал). В связи с этим имеет место рост объема впрыска топлива для компенсации эжектируемого потока, текущего в двигатель. Между t и t нагрузка двигателя все еще относительно постоянна. Поэтому разрежение во впускном коллекторе, положение насадки Вентури, разрежение в заборном канале и поток воздуха окружающей среды также остаются относительно постоянными. Разрежение УПР растет по мере вытекания воздуха из УПР в заборный канал. В связи с этим, пороговое разрежение приближается к разрежению в заборном канале. Величина эжектируемого потока может соответствовать разности разрежения в заборном канале и порогового разрежения, причем эжектируемый поток тем больше, чем больше данная разность. Поэтому эжектируемый поток растет ближе к t и падает ближе к t по мере приближения порогового разрежения к разрежению в заборном канале. Обратный клапан остается открытым, пока разрежение в заборном канале выше порогового. В одном примере обратный клапан представляет собой двухпозиционный клапан с возможностью установки либо в полностью открытое, либо в полностью закрытое положение. В других примерах обратный клапан выполнен с возможностью перемещения во множество положений между полностью открытым и полностью закрытым. Объем впрыска топлива может расти и падать в зависимости от изменения эжектируемого потока для обеспечения необходимого воздушно-топливного отношения в двигателе.
3
3
4
В момент t разрежение во впускном коллекторе находится на относительно постоянном уровне между высоким и низким, нагрузка двигателя относительно постоянная и превышает пороговую, насадка Вентури находится в относительно постоянном промежуточном положении, а поток воздуха окружающей среды находится на относительно постоянном уровне низкого массового расхода воздуха. Разрежение УПР продолжает немного расти, в связи с чем пороговое разрежение превышает разрежение в заборном канале и, как следствие, происходит закрытие обратного клапана и блокирование потока воздуха из УПР в заборный канал. Поэтому эжектируемый поток по существу равен нулю, и впрыск топлива уменьшают для его регулирования с учетом только потока воздуха окружающей среды. Между t и t нагрузка двигателя, разрежение во впускном коллекторе, положение насадки Вентури, разрежение в заборном канале, разрежение УПР, поток воздуха окружающей среды, эжектируемый поток и объем впрыска топлива остаются по существу постоянными. Обратный клапан пребывает в закрытом положении, а разрежение в заборном канале меньше порогового.
4
4
5
4
5
В момент t нагрузка двигателя начинает падать в связи с нажатием тормозной педали, поэтому разрежение УПР падает. Происходит перемещение насадки Вентури в сторону более закрытого положения, в результате чего происходит уменьшение потока воздуха окружающей среды с одновременным ростом разрежения в заборном канале из-за большего сужения заборного канала. Разрежение в заборном канале превышает пороговое из-за падения разрежения УПР и (или) роста разрежения в заборном канале. Воздух течет из УПР в заборный канал (эжектируемый поток растет) из-за открытия обратного клапана. Разрежение во впускном коллекторе также растет в связи с уменьшением потока воздуха окружающей среды в двигатель, следствием чего может быть рост разрежения в заборном канале. В связи с этим регулируют (например, уменьшают) объем впрыска топлива для компенсации уменьшения потока воздуха окружающей среды и увеличения эжектируемого потока. Таким образом, темп уменьшения потока воздуха окружающей среды может быть выше темпа роста эжектируемого потока. Между t и t нагрузка двигателя продолжает падать, приближаясь к пороговой нагрузке. Происходит перемещение насадки Вентури в сторону более закрытого положения и, как следствие, уменьшение потока воздуха окружающей среды. В результате, растет разрежение во впускном коллекторе и разрежение в заборном канале. Разрежение УПР немного падает в связи с нажатием тормозной педали, при этом одновременно происходит подача разрежения из заборного канала в УПР. Таким образом, в одном примере расходование и восполнение разрежение в УПР могут происходить одновременно. Из-за увеличения разности разрежения в заборном канале и порогового разрежения растет эжектируемый поток через открытый обратный клапан в заборный канал. Водном примере темп роста эжектируемого потока может быть по существу равен темпу уменьшения потока воздуха окружающей среды. Поэтому объем впрыска топлива может оставаться по существу постоянными. Как раскрыто выше, объем впрыска топлива может в большей степени зависеть от потока воздуха окружающей среды, в связи с чем в одном примере имеет место уменьшение объема впрыска топлива между t и t.
5
5
6
В момент t нагрузка двигателя падает ниже пороговой. Таким образом, в одном примере нагрузка двигателя может представлять собой низкую нагрузку. В другом примере, дополнительно или взамен, нагрузка двигателя может представлять собой нагрузку холостого хода. Разрежение во впускном коллекторе продолжает падать при перемещении насадки Вентури в сторону более закрытого положения, в результате чего падает количество воздуха окружающей среды, подаваемого в двигатель. Разрежение УПР начинает расти, в связи с чем пороговое разрежение приближается к разрежению в заборном канале. В результате величина эжектируемого потока, поступающего в заборный канал, начинает падать. Как следствие, объем впрыска топлива начинает падать в соответствии с уменьшением и потока воздуха окружающей среды, и эжектируемого потока. Между t и t нагрузка двигателя продолжает падать ниже пороговой нагрузки, в связи с чем продолжается перемещение насадки Вентури в более закрытое положение до достижения полностью закрытого положения. При нахождении ее в полностью закрытом положении, массовый расход потока воздуха окружающей среды может достичь минимального уровня, в связи с чем поток воздуха окружающей среды в двигатель может по существу стать равен нулю. Поэтому разрежение во впускном коллекторе достигает наивысшей величины. Разрежение в заборном канале по существу равно разрежению во впускном коллекторе, когда насадка Вентури находится в полностью закрытом положении. Таким образом, создание разрежения в заборном канале происходит не за счет потока воздуха по каналу трубки Вентури, расположенному между насадкой Вентури и кольцевой неподвижной деталью, а за счет предотвращения заполнения воздухом окружающей среды пустоты во впускном коллекторе. Поэтому разрежение в заборном канале остается относительно высоким и продолжает превышать пороговое. Разрежение УПР растет по мере подачи разрежение из впускного коллектора для восполнения разрежения УПР через открытый обратный клапан. По мере восполнения разрежения УПР происходит уменьшение эжектируемого потока из-за уменьшения количества воздуха в УПР, которое может быть вытянуто в заборный канал. Объем впрыска топлива регулируют в зависимости от величины эжектируемого потока в двигатель.
6
6
7
В момент t нагрузка двигателя начинает расти в связи с отпусканием тормозной педали, но остается ниже пороговой. Поэтому насадка Вентури пребывает в полностью закрытом положении. Это состояние может соответствовать работе двигателя на холостом ходу. Поток воздуха окружающей среды остается по существу равным нулю, разрежение во впускном коллекторе остается относительно высоким, разрежение в заборном канале также остается относительно высоким. Обратный клапан все еще открыт, так как разрежение УПР (и, следовательно, пороговое разрежение) не превышает разрежение в заборном канале. При этом разрежение УПР растет в связи с вытеканием воздуха из УПР в заборный канал под действием разрежения, поступающего в насадку Вентури и кольцевую неподвижную деталь. Поскольку пороговое разрежение приближается к разрежению в заборном канале, происходит уменьшение величины эжектируемого потока и соответствующее уменьшение объема впрыска топлива. Между t и t нагрузка двигателя продолжает расти, приближаясь к пороговой, но все еще не достигая ее. Насадка Вентури пребывает в полностью закрытом положении. Разрежение во впускном коллекторе, поток воздуха окружающей среды и разрежение в заборном канале остаются по существу постоянными. Разрежение УПР растет в связи с подачей разрежения для тормозной педали из впускного коллектора в УПР через открытый обратный клапан. Кроме того, разрежение УПР может быстро возрастать в связи с тем, что его потребление уже не происходит (например, тормозная педаль отпущена). Поэтому пороговое разрежение приближается к разрежению в заборном канале, а величина эжектируемого потока, втягиваемого в заборный канал, уменьшается. Как следствие, объем впрыска топлива уменьшают.
7
7
8
В момент t нагрузка двигателя равна пороговой. Поэтому насадка Вентури начинает перемещаться в более открытое положение. Это может включать в себя направление относительно небольшого количества воздуха окружающей среды в заборный канал и, тем самым, уменьшение разрежения во впускном коллекторе. Кроме того, разрежение во впускном коллекторе и разрежение в заборном канале начинают немного уменьшаться. Разрежение в заборном канале может быть по существу равно пороговому, поэтому обратный клапан перемещается в закрытое положение и по существу не пропускает эжектируемый поток в заборный канал. То есть восполнение разрежения УПР уже не происходит, при этом разрежения УПР остается по существу высоким, так как не происходит его потребление. Объем впрыска топлива может оставаться по существу постоянным в связи с поступлением воздуха окружающей среды и прекращением подачи эжектируемого потока. В других примерах впрыск топлива может быть уменьшен или увеличен. Между t и t нагрузка двигателя растет, приближаясь к высокой нагрузке, и превышает пороговую. Происходит перемещение насадки Вентури в более открытое положение и, как следствие, падение разрежения в заборном канале. Разрежение в заборном канале остается ниже порогового, а разрежение УПР - по существу постоянным, так как обратный клапан все еще закрыт, а тормозная педаль не нажата. Эжектируемый поток остается по существу равным нулю. Кроме того, поток воздуха окружающей среды растет, а разрежение во впускном коллекторе соответственно падает. Объем впрыска топлива увеличивают в связи с ростом потока воздуха окружающей среды для обеспечения необходимого воздушно-топливного отношения.
8
8
В момент t нагрузка двигателя достигает уровня между средней и высокой нагрузкой. Происходит перемещение насадки Вентури в промежуточное положение между полностью открытым и полностью закрытым положениями. В одном примере насадка Вентури находится в промежуточном положении, которое ближе к полностью открытому положению, чем к полностью закрытому положению. Поэтому величина потока воздуха окружающей среды ближе к высокому расходу, чем к низкому расходу потока воздуха. Разрежение во впускном коллекторе падает в связи с возросшим потоком воздуха. Разрежение в заборном канале падает в связи с нахождением насадки Вентури в более открытом положении. Разрежение УПР остается относительно высоким, так как тормозная педаль не нажата, а обратный клапан остается закрытым. Поскольку обратный клапан закрыт, эжектируемый поток по существу равен нулю. Объем впрыска топлива регулируют для приведения его в соответствие с возросшим потоком воздуха окружающей среды. После t нагрузка двигателя остается по существу постоянной на уровне между средними и высокими нагрузками. Поэтому положение насадки Вентури, разрежение во впускном коллекторе, разрежение в заборном канале, разрежение УПР, поток воздуха окружающей среды, эжектируемый поток, положение обратного клапана и объем впрыска топлива по существу постоянны.
Таким образом, разрежение в устройство-потребитель разрежения может поступать от двух отдельных компонентов, расположенных в заборном канале. Насадка Вентури выполнена с возможностью регулирования величины разрежения, восполняемого в устройстве-потребителе разрежения, за счет перемещения в сторону кольцевой неподвижной детали и от нее, при этом указанная величина растет при перемещении насадки Вентури ближе к кольцевой неподвижной детали. В одном примере создание разрежения в каналах трубки Вентури насадки Вентури и кольцевой неподвижной детали происходит при протекании воздуха окружающей среды по заборному каналу во впускной коллектор. И наоборот, насадка Вентури может быть прижата к кольцевой неподвижной детали (например, находиться в соприкосновении с ним по лицевой стороне) для по существу блокирования потока воздуха окружающей среды во впускной коллектор с одновременной подачей повышенного разрежения в устройство-потребитель разрежения. Технический эффект, достигаемый возможностью перемещения насадки Вентури к кольцевой неподвижной детали и от нее, состоит в возможности регулирования величины разрежения, подаваемого в устройство-потребитель разрежения, с одновременным обеспечением необходимого воздушно-топливного отношения в зависимости от нагрузки двигателя. Насадка Вентури и кольцевая неподвижная деталь относительно компактны и просты в изготовлении, что позволяет уменьшить размер и (или) себестоимость производства двигателя.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и (или) транспортных средств. Раскрытые в настоящем описании способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти с возможностью реализации их системой управления, содержащей контроллер, во взаимодействии с различными датчиками, исполнительными устройствами и иными техническими средствами в составе двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и (или) функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя в системе управления двигателя, с возможностью выполнения указанных команд в системе, содержащей различные технические компоненты двигателя, во взаимодействии с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и (или) свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.