СИСТЕМА ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к способам и системам для работы топливного насоса непосредственного впрыска.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Непосредственный впрыск топлива в цилиндр двигателя может улучшать некоторые режимы работы двигателя в случаях, когда впрыск топлива во впускное отверстие цилиндра не улучшает работу двигателя (см. например US 7,640,916, опубл. 05.01.2010, МПК F02M 37/06, F02M 37/08). Подобным образом, впрыск топлива во впускное отверстие цилиндра может улучшать работу двигателя в случаях, когда непосредственный впрыск топлива в цилиндр двигателя не улучшает работу двигателя. Например, во время более низких нагрузок двигателя, впрыск во впускной канал топлива может быть предпочтительным над непосредственным впрыском топлива, так как топливные форсунки впрыска во впускной канал бесшумнее, чем топливные форсунки непосредственного впрыска. С другой стороны, топливные форсунки непосредственного впрыска могут работать при более высоких нагрузках двигателя, чтобы уменьшать вероятность детонации в двигателе, поскольку непосредственный впрыск топлива в цилиндр охлаждает заряд в цилиндре посредством испарения топлива. Преимущества впрыска во впускной канал топлива и непосредственного впрыска топлива могут быть осуществлены посредством включения в двигатель впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска топлива. Однако, в условиях, в которых топливные форсунки непосредственного впрыска выведены из работы, топливный насос непосредственного впрыска может продолжать действовать, так что экономия топлива двигателя меньше, чем требуется.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили, что вышеуказанная проблема по меньшей мере частично может быть преодолена посредством системы топливного насоса непосредственного впрыска, содержащей:
топливный насос непосредственного впрыска, содержащий поршень, ведущий вал, кулачковую профильную втулку, посаженную поверх ведущего вала, и приводной штифт, причем
кулачковая профильная втулка включает в себя по меньшей мере два профиля рабочего выступа кулачка, и один из по меньшей мере двух профилей рабочего выступа кулачка является профилем рабочего выступа кулачка нулевого подъема, при этом
кулачковая профильная втулка содержит вытесняющий канал.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая контроллер, включающий в себя постоянные команды для расположения приводного штифта в вытесняющий канал.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая контроллер, включающий в себя постоянные команды для регулировки положения кулачковой профильной втулки в ответ на давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска.
Кроме того, предложен способ работы топливного насоса непосредственного впрыска, включающий в себя этапы, на которых осуществляют в первом состоянии, работу топливного насоса непосредственного впрыска с первой величиной подъема поршня; и во втором состоянии, второе состояние отличается от первого состояния, работу топливного насоса непосредственного впрыска с второй величиной подъема поршня, вторая величина подъема поршня больше, чем первая величина подъема поршня.
Посредством работы топливного насоса непосредственного впрыска с меняющимися величинами подъема, может быть возможным выводить из работы топливный насос непосредственного впрыска и использовать меньшее количество энергии при действии таким образом. Например, топливный насос непосредственного впрыска может переключаться с профиля кулачка низкого подъема на профиль кулачка нулевого подъема, чтобы выводить из работы топливный насос непосредственного впрыска. Поршень топливного насоса может оставаться неподвижным, когда работает с профилем кулачка нулевого подъема. Поэтому, топливный насос непосредственного впрыска не потребляет энергию в результате сжатия топлива в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Дополнительно, поскольку поршень неподвижен и не осуществляет возвратно-поступательное движение, топливный насос непосредственного впрыска может не требовать смазки.
Настоящее описание может давать несколько преимуществ. Например, подход может понижать расход топлива двигателя. Дополнительно, подход может применяться с использованием компактного механизма. Кроме того, подход может предоставлять двигателю возможность вращаться, не обеспечивая смазку для поршня топливного насоса непосредственного впрыска и насосной камеры.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает примерный цилиндр двигателя внутреннего сгорания;
фиг. 2 показывает пример топливной системы, которая может использоваться с двигателем по фиг. 1;
фиг. 3 показывает примерный топливный насос непосредственного впрыска высокого давления уровня техники;
фиг. 4 показывает примерный топливный насос непосредственного впрыска высокого давления топливной системы по фиг. 2;
фиг. 5-6 показывают примерный привод топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления; и
фиг. 7 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа работы топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к способам и системам для работы топливного насоса непосредственного впрыска, такого как система по фиг. 1-2 и 4-6. Топливная система может подавать топливо в двигатель внутреннего сгорания, такой как двигатель по фиг. 1. Топливная система может быть выполнена, как показано на фиг. 2. Фиг. 3 показывает примерный топливный насос уровня техники, который может иметь проблемы, когда он выведен из работы. Топливный насос согласно настоящему описанию показан на фиг. 4. Фиг. 5 и 6 показывают детализированные виды примерного привода топливного насоса, который изменяет подъем поршня топливного насоса непосредственного впрыска. Фиг. 7 показывает способ работы топливного насоса непосредственного впрыска в системах по фиг. 1-2 и 4-6.
Фиг. 1 изображает пример камеры или цилиндра сгорания двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (в материалах настоящего описания также «камера сгорания») двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, электродвигатель стартера (не показан) может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых примерах, один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, включающий в себя турбонагнетатель, имеющий компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопных газов, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 162 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.
Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.
Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых примерах, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе, цилиндр 14, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.
Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. В одном из примеров, исполнительный механизм 152 является распределительным валом, включающим в себя рабочие выступы кулачков. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. В некоторых условиях, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться соответствующими датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других примерах, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода, либо системой исполнительного механизма или привода с переменной установкой фаз клапанного распределения.
Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. В одном из примеров, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.
В некоторых примерах, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых примерах, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.
В некоторых примерах, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий в себя две топливных форсунки 166 и 170. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможностью подавать топливо, принятое из топливной системы 8. Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 2 и 3, топливная система 8 может включать в себя один или более топливных баков, топливных насосов и направляющих-распределителей для топлива. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала FPW-1, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 расположенную по одну сторону от цилиндра 14, она, в качестве альтернативы, может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливного бака топливной системы 8 через топливный насос высокого давления и направляющую-распределитель для топлива. Кроме того, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.
Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска во впускной канал топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо, принятое из топливной системы 8, пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Отметим, что одиночный формирователь 168 или 171 может использоваться для обеих систем впрыска топлива, или многочисленные формирователи, например, формирователь 168 для топливной форсунки 166 и формирователь 171 для топливной форсунки 170, могут использоваться, как изображено.
В альтернативном примере, каждая из топливных форсунок 166 и 170 может быть выполнена в виде топливных форсунок непосредственного впрыска для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 14. В кроме того еще одном примере, каждая из топливных форсунок 166 и 170 может быть выполнена в виде топливных форсунок впрыска во впускной канал для впрыска топлива выше по потоку от впускного клапана 150. В кроме того других примерах, цилиндр 14 может включать в себя только одну топливную форсунку, которая выполнена с возможностью принимать разное топливо из топливных систем в меняющихся относительных количествах в качестве топливной смеси, и дополнительно выполнена с возможностью впрыскивать эту топливную смесь непосредственно в цилиндр в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска либо выше по потоку от впускных клапанов в качестве топливной форсунки впрыска во впускной канал. По существу, следует принимать во внимание, что топливные системы, описанные в материалах настоящего описания. не должны ограничиваться конкретными конфигурациями топливной форсунки, описанными в материалах настоящего описания в качестве примера.
Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий работы, таких как нагрузка, детонация и температура выхлопных газов двигателя, к примеру, описанных ниже. Впрыскиваемое в отверстие топливо может подаваться во время события открытого впускного клапана, события закрытого впускного клапана (например, по существу после такта впуска), а также во время работы как с открытым, так и закрытым впускным клапаном. Подобным образом, непосредственно впрыскиваемое топливо, например, может подаваться во время такта впуска, а также частично во время предшествующего такта выпуска, во время такта впуска и частично во время такта сжатия. По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными временными характеристиками из форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.
Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания, и т.д. Следует принимать во внимание, что двигатель 10 может включать в себя любое подходящее количество цилиндров, в том числе, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 или более цилиндров. Кроме того, каждый из этих цилиндров может включать в себя некоторые или все из различных компонентов, описанных и изображенных фиг. 1 со ссылкой на цилиндр 14.
Топливные форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Таковые включают в себя отличия по размеру, например, одна форсунка может иметь большее отверстие для впрыска, чем другая. Другие отличия включают в себя, но не в качестве ограничения, разные углы факела распыла, разные рабочие температуры, разное нацеливание, разную установку момента впрыска, разные характеристики факела распыла, разные расположения, и т.д. Более того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для постоянных исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве долговременного постоянного запоминающего устройства 110 в этом конкретном примере для хранения исполняемых команд, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.
Фиг. 2 схематично изображает примерную топливную систему 8 по фиг. 1. Топливная система 8 может работать для подачи топлива в двигатель, такой как двигатель 10 по фиг. 1. Топливная система 8 может выдавать топливо в двигатель из топливного бака 202. В качестве специфичного неограничивающего примера, тип топлива в топливном баке может включать в себя исключительно бензин, или тип топлива может быть комбинацией бензина и этилового спирта.
Топливо может выдаваться в топливный бак 202 через канал 204 заправки топливом. Топливный насос 208 низкого давления (LPP) в сообщении с топливным баком 202 может работать для подачи топлива из топливного бака 202 на первую группу форсунок 242 впрыска во впускной канал через первый топливный канал 230. В одном из примеров, топливный насос 208 может быть топливным насосом низкого давления с электроприводом, расположенным по меньшей мере частично внутри топливного бака 202. Топливо, поднимаемое топливным насосом 208, может подаваться под более низким давлением в первую направляющую-распределитель 240 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок первой группы форсунок 242 впрыска во впускной канал (в материалах настоящего описания также указываемой ссылкой как первая группа форсунок). Несмотря на то, что первая направляющая-распределитель 240 для топлива показана раздающей топливо по четырем топливным форсункам из первой группы 242 форсунок, следует принимать во внимание, что первая направляющая-распределитель 240 для топлива может раздавать топливо на любое пригодное количество топливных форсунок. В качестве одного из примеров, первая направляющая-распределитель 240 для топлива может раздавать топливо на одну топливную форсунку из первой группы 242 форсунок для каждого цилиндра двигателя. Давление топлива в направляющей-распределителе 240 для топлива определяется посредством датчика 238 давления. Отметим, что, в других примерах, первый топливный канал 230 может выдавать топливо в топливные форсунки первой группы 242 форсунок через две или более направляющих-распределителя для топлива. Например, в тех случаях, когда цилиндры двигателя сконфигурированы в V-образной конфигурации, две направляющих-распределителя для топлива могут использоваться для распределения топлива из первого топливного канала на каждую из топливных форсунок первой группы форсунок.
Топливный насос 228 непосредственного впрыска, то есть, включен во второй топливный канал 232, и он может питаться топливом через LPP 208. В одном из примеров, топливный насос 228 непосредственного впрыска может быть вытеснительным насосом с механическим приводом. Топливный насос 228 непосредственного впрыска может находиться в сообщении с группой форсунок 252 непосредственного впрыска через вторую направляющую-распределитель 250 для топлива. Таким образом, топливо низкого давления, поднятое первым топливным насосом 208, может подвергаться дополнительному повышению давления, чтобы подавать топливо высокого давления для непосредственного впрыска во вторую направляющую-распределитель 250 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок 252 непосредственного впрыска (в материалах настоящего описания также указываемых ссылкой как вторая группа форсунок). В некоторых примерах, топливный фильтр (не показан) может быть расположены выше по потоку от топливного насоса 228 непосредственного впрыска, чтобы удалять частицы из топлива. Кроме того, в некоторых примерах, накопитель давления топлива (не показан) может быть присоединен ниже по потоку от топливного фильтра между насосом низкого давления и насосом высокого давления. Сообщение по текучей среде между первым топливным каналом 230 и вторым топливным каналом 232 достигается через канал 302.
Различные компоненты топливной системы 8 поддерживают связь с системой управления двигателем, такой как контроллер 12. Например, контроллер 12 может принимать показание условий работы с различных датчиков, связанных с топливной системой 8, в дополнение к датчикам, описанным ранее со ссылкой на фиг. 1. Различные входные сигналы, например, могут включать в себя показание количества топлива, хранимого в топливном баке-резервуаре 202, посредством датчика 206 уровня топлива.
Контроллер 12 также может управлять работой каждого из топливных насосов 208 и 228, чтобы регулировать количество, давление, расход, и т.д., топлива, подаваемого в двигатель. В качестве одного из примеров, контроллер 12 может изменять регулировку давления, величину хода насоса, команду относительной продолжительности времени включения насоса и/или расход топлива топливных насосов для подачи топлива в разные местоположения топливной системы. Формирователь (не показан), присоединенный электронным образом к контроллеру 12, может использоваться для отправки сигнала управления на насос низкого давления, по мере надобности, для регулировки отдачи (например, скорости работы) насоса низкого давления. Количество топлива, которое подается в группу форсунок непосредственного впрыска через насос непосредственного впрыска, может меняться посредством регулировки и координирования отдачи LPP и насоса непосредственного впрыска. Например, топливный насос низкого давления и топливный насос высокого давления могут работать для поддержания предписанного давления в направляющей-распределителе для топлива. Датчик 248 давления в направляющей-распределителе для топлива, присоединенный к второй направляющей-распределителю для топлива, может быть выполнен с возможностью выдавать оценку давления топлива, имеющегося в распоряжении в группе форсунок непосредственного впрыска. Кроме того, отдачи насосов могут регулироваться на основании разности между оцененным давлением в направляющей-распределителе и требуемого давления в направляющей-распределителе. В одном из примеров, контроллер 12 может менять ход поршня топливного насоса непосредственного впрыска посредством регулировки подъема кулачка в ответ на требуемое давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска топлива. Дополнительно, контроллер 12 может регулировать отдачу топливного насоса 228 непосредственного впрыска посредством регулировки клапана регулирования расхода насоса 228 непосредственного впрыска. Насос непосредственного впрыска может прекращать подачу топлива в направляющую-распределитель 250 для топлива во время выбранных условий, таких как во время замедления транспортного средства, или в то время как транспортное средство движется вниз по склону. Кроме того, во время замедления транспортного средства или в то время как транспортное средство движется вниз по склону, одна или более топливных форсунок 252 непосредственного впрыска могут выводиться из работы.
Фиг. 3 показывает примерный топливный насос непосредственного впрыска уровня техники. Вход 303 камеры 308 сжатия топливного насоса непосредственного впрыска питается топливом через топливный насос низкого давления. Топливо может поддерживаться под давлением по своему каналу через топливный насос 228 непосредственного впрыска и подаваться в направляющую-распределитель для топлива через выход 304 насоса. В изображенном примере, насос непосредственного впрыска может быть поршневым насосом с механическим приводом, который включает в себя цилиндр 350 насоса для впрыска, поршень 306 насоса для впрыска, шток 320 поршня насоса для впрыска, насосную камеру 308 сжатия (в материалах настоящего описания также указываемую ссылкой как камера сжатия), и ступенчатое пространство 318. Поршень 306 насоса для впрыска включает в себя верх 305 и днище 307. Переходное пространство и камера сжатия могут включать в себя полости, расположенные по противоположные стороны от поршня насоса. В одном из примеров, поршень 306 насоса для впрыска в насосе 228 непосредственного впрыска приводится в движение рабочим выступом 310 кулачка через шток 320. Кулачок 310 включает в себя четыре рабочих выступа и выполняет один оборот за каждые два оборота коленчатого вала двигателя. В других примерах, кулачок 310 может иметь меньшее количество рабочих выступов. Рабочий выступ 310 кулачка вращается по мере того, как вращается ведущий вал 358 непосредственного впрыска. Ведущий вал 258 непосредственного впрыска может приводиться в движение посредством коленчатого вала 140 двигателя или распределительного вала 152 двигателя.
Входной запорный клапан 312 с соленоидным приводом может быть присоединен к входу 303 насоса. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулировать поток топлива через входной запорный клапан 312 посредством включения тока или выключения тока соленоидного клапана (на основании конфигурации соленоидного клапана) синхронно с ведущим кулачком. Соответственно, входной запорный клапан 312 с соленоидным приводом может работать в двух режимах. В первом режиме, запорный клапан 312 с соленоидным приводом установлен во входе 303, чтобы ограничивать (например, сдерживать) количество топлива, проходящего выше по потоку от запорного клапана 312 с соленоидным приводом. В сравнении, во втором режиме, запорный клапан 312 с соленоидным приводом фактически выведен из работы, и топливо может проходить выше по потоку и ниже по потоку от входного запорного клапана.
По существу, запорный клапан 312 с соленоидным приводом может регулировать массу топлива, сжимаемого в топливном насосе непосредственного впрыска. Однако, использование электрического тока для регулировки запорного клапана 312 с соленоидным приводом может уменьшать экономию топлива двигателя. В одном из примеров, контроллер 12 может регулировать установку момента закрывания запорного клапана с соленоидным приводом для регулирования массы сжимаемого топлива. Например, позднее закрывание входного запорного клапана может снижать величину массы топлива, засасываемого в камеру 308 сжатия. Установки момента открывания и закрывания запорного клапана с соленоидным приводом могут координироваться относительно временных характеристик хода топливного насоса непосредственного впрыска. Посредством непрерывного дросселирования потока в топливный насос непосредственного впрыска из топливного насоса низкого давления, топливо может засасываться в топливный насос непосредственного впрыска, не требуя отмеривания массы топлива.
Вход 399 насоса выдает топливо в запорный клапан 312 с соленоидным приводом, так что запорный клапан 312 с соленоидным приводом может регулировать количество прокачиваемого топлива, чтобы регулировать давление топлива в направляющей-распределителе для топлива высокого давления. Поршень 306 насоса для впрыска осуществляет возвратно-поступательное движение вверх и вниз в цилиндре 350. Топливный насос 228 непосредственного впрыска находится в ходе сжатия, когда поршень 306 движется в направлении, которое уменьшает объем камеры 308 сжатия. Топливный насос 228 непосредственного впрыска находится в ходе всасывания, когда поршень 306 насоса для впрыска движется в направлении, которое увеличивает объем камеры 308 сжатия.
Выходной запорный клапан 316 прямого потока может быть присоединен ниже по потоку от выхода 304 камеры 308 сжатия. Выходной запорный клапан 316 открывается, чтобы предоставлять топливу возможность течь из выхода 304 камеры сжатия в направляющую-распределитель для топлива, только когда давление на выходе топливного насоса 228 непосредственного впрыска (например, давление на выходе камеры сжатия) находится выше, чем давление в направляющей-распределителе для топлива. Таким образом, в условиях, когда работа топливного насоса непосредственного впрыска не требуется, контроллер 12 может выводить из работы входной запорный клапан 312 с соленоидным приводом.
Фиг. 4 показывает пример топливного насоса 228 непосредственного впрыска согласно настоящему описанию. Многие устройства и/или компоненты в топливном насосе непосредственного впрыска по фиг. 4 являются такими же, как устройства и/или компоненты, показанные на фиг. 3. Поэтому, ради краткости, устройства и компоненты, которые являются общими с топливным насосом непосредственного впрыска по фиг. 3, и которые включены в топливный насос непосредственного впрыска по фиг. 4, помечены идентично, а описание этих устройств и компонентов опущено.
Топливный насос 228 непосредственного впрыска включает в себя возможный запорный клапана 312 с соленоидным приводом. Запорный клапан 312 с соленоидным приводом может регулировать количество топлива, поступающего в камеру 308 сжатия, когда введен в действие любой из профилей 402, 404 и 410 рабочего выступа кулачка. Контроллер 12 может вводить в действие какой-нибудь один из профилей 402, 404 и 410 подъема рабочего выступа кулачка в ответ на условия работы двигателя. Профиль 402 подъема рабочего выступа кулачка является профилем нулевого подъема, который не побуждает поршень 306 насоса для впрыска осуществлять возвратно-поступательное движение. Профиль 404 подъема рабочего выступа кулачка является профилем низкого подъема, который побуждает поршень 306 осуществлять возвратно-поступательное движение в цилиндре 350 насоса для впрыска. Топливный насос 228 непосредственного впрыска может работать чтобы выдавать первый диапазон давление в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска, когда введен в действие профиль 404 кулачка низкого подъема. Профиль 410 подъема рабочего выступа кулачка является профилем высокого подъема, который побуждает поршень 306 насоса для впрыска осуществлять возвратно-поступательное движение в цилиндре 350 насоса для впрыска. Топливный насос 228 непосредственного впрыска может работать, чтобы выдавать второй диапазон давлений в направляющую-распределитель для топлива непосредственного впрыска, когда введен в действие профиль 404 высокого подъема, второй диапазон давлений больше, чем первый диапазон давлений. Давление в камере 308 сжатия достигает более высокого давления, когда введен в действие профиль 410 кулачка высокого подъема, по сравнению с тем, когда введен в действие профиль 404 кулачка низкого подъема, и наряду с тем, что запорный клапан с соленоидным приводом работает по существу идентично между двумя профилями подъема.
Далее, со ссылкой на фиг. 5A, показан примерный привод топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления. Привод 500 топливного насоса непосредственного впрыска включает в себя ведущий вал 358 насоса непосредственного впрыска. В одном из примеров, распределительный вал 152, показанный на фиг. 1, приводит в движение ведущий вал 358 насоса непосредственного впрыска, чтобы ведущий вал 258 насоса непосредственного впрыска вращался один раз за каждый оборот двигателя. В качестве альтернативы, ведущий вал 358 насоса непосредственного впрыска может быть приводиться в движение посредством коленчатого вала двигателя.
Ведущий вал 358 насоса непосредственного впрыска вращается в подшипниках (не показаны) и поддерживается опорами 502 и 504 подшипников. Шлицы 530 и 532 идут в продольном направлении ведущего вала 358 насоса непосредственного впрыска. Кулачковая профильная втулка 504 покрывает часть ведущего вала 358 насоса непосредственного впрыска, и она включает в себя шлицы на своем внутреннем диаметре (не показаны) для зацепления с шлицами 530 и 532. Кулачковая профильная втулка 520 также включает в себя вытесняющие каналы 520, 522, 524 и 526. Приводы 505, 507, 509 и 511 включают в себя приводные штифты 506, 508, 510 и 512 для зацепления с вытесняющими каналами 520, 522, 524 и 526.
Вытесняющий канал 526 вводит в действие профиль 402 рабочего выступа кулачка нулевого подъема, когда приводной штифт 512 радиально зацеплен с вытесняющим каналом 526 во время вращения ведущего вала 358 насоса. Приводной штифт 512 остается неподвижным, в то время как кулачковая профильная втулка 504 вращается, относительно ведущего вала 358 насоса непосредственного впрыска, так чтобы тракт вытесняющего канала 526 побуждал кулачковую профильную втулку 504 перемещаться в продольном направлении по длине кулачковой профильной втулки 504 по мере того, как вращается ведущий вал 358 насоса.
Вытесняющий канал 522 вводит в действие профиль 404 рабочего выступа кулачка низкого подъема, когда приводной штифт 506 радиально зацеплен с вытесняющим каналом 522 во время вращения ведущего вала 358 насоса. Приводной штифт 506 остается неподвижным, в то время как кулачковая профильная втулка 504 вращается, относительно ведущего вала 358 насоса непосредственного впрыска, так чтобы тракт вытесняющего канала 522 побуждал кулачковую профильную втулку 504 перемещаться в продольном направлении по длине кулачковой профильной втулки 504 по мере того, как вращается ведущий вал 358 насоса. В этом примере, приводной штифт 50 6 показан зацепляющимся с вытесняющим каналом 522, чтобы вводить в действие профиль 404 кулачка низкого подъема.
Вытесняющий канал 520 вводит в действие профиль 410 рабочего выступа кулачка высокого подъема, когда приводной штифт 508 радиально зацеплен с вытесняющим каналом 520 во время вращения ведущего вала 358 насоса. Приводной штифт 508 остается неподвижным, в то время как кулачковая профильная втулка 504 вращается, относительно ведущего вала 358 насоса непосредственного впрыска, так чтобы тракт вытесняющего канала 520 побуждал кулачковую профильную втулку перемещаться в продольном направлении по длине кулачковой профильной втулки 504 по мере того, как вращается ведущий вал 358 насоса.
Вытесняющий канал 504 предоставляет кулачковой профильной втулке 504 возможность переключаться с профиля 410 рабочего выступа кулачка высокого подъема на профиль 404 кулачка низкого подъема, когда приводной штифт 510 радиально зацеплен с вытесняющим каналом 524 во время вращения ведущего вала 358 насоса. Приводной штифт 510 остается неподвижным, в то время как кулачковая профильная втулка 504 вращается, относительно ведущего вала 358 насоса непосредственного впрыска, так чтобы тракт вытесняющего канала 524 побуждал кулачковую профильную втулку перемещаться в продольном направлении по длине кулачковой профильной втулки 504 по мере того, как вращается ведущий вал 358 насоса.
Профили 410, 404 и 402 рабочего выступа кулачка могут включать в себя четыре, два или ноль рабочих выступов кулачка для подъема штока 320 поршня насоса для впрыска во время вращения двигателя. Дополнительно, меньшее или большее количество профилей рабочего выступа кулачка может быть предусмотрено в зависимости от требуемого диапазона давлений насоса для впрыска.
Таким образом, кулачковая профильная втулка может переходить туда и обратно в продольном направлении по ведущему валу 358 насоса, чтобы обеспечивать разные величины подъема для поршня 306 насоса для впрыска топлива. Если требуются более высокие давления в направляющей-распределителе для топлива, кулачковая профильная втулка может регулироваться, чтобы приводить в действие шток 320 поршня насоса для впрыска посредством подъемного профиля 410 рабочего выступа кулачка. Если требуется вывести из работы топливный насос непосредственного впрыска, кулачковая профильная втулка может регулироваться для взаимодействия со штоком 320 поршня насоса для впрыска и профилем 402 рабочего выступа кулачка нулевого подъема.
Далее, со ссылкой на фиг. 6, альтернативное рабочее состояние привода топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления, описанного на фиг. 5. Все компоненты привода 500 топливного насоса непосредственного впрыска, показанного на фиг. 5, показаны на фиг. 6. Кроме того, компоненты помечены идентичными идентификационными метками. Поэтому, ради краткости, описание описанных ранее компонентов опущено.
Фиг. 6 показывает привод топливного насоса непосредственного впрыска в состоянии, где профиль 410 кулачка высокого подъема введен в действие, чтобы обеспечивать подъем для штока 320 поршня насоса непосредственного впрыска и поршня 306 насоса для впрыска. Может наблюдаться, что меньшая часть шлиц 530 видима по сравнению с видом, показанным на фиг. 5. Кроме того, дополнительная величина шлиц 532 видна по сравнению с видом, показанным на фиг. 6. Таким образом, на фиг. 6, кулачковая профильная втулка 520 показана смещенной в продольном направлении в направлении влево от того, где показано на фиг. 5. Кулачковая профильная втулка 520 регулируется влево посредством зацепления приводного штифта 508 с вытесняющим каналом 520. Приводные штифты 506, 508, 510 и 512 остаются в неподвижных положениях относительно ведущего вала 358 насоса. Шток 320 поршня насоса непосредственного впрыска и поршень 306 насоса для впрыска также остаются неподвижными относительно ведущего вала 358 насоса.
Должно быть отмечено, что вытесняющие каналы 520-526 начинаются и заканчиваются, как показано на фиг. 5 и 6, частично движутся по спирали вокруг кулачковой профильной втулки 520. Кроме того, вытесняющие каналы 520 и 522 являются зеркальными изображениями вытесняющих каналов 524 и 526. Таким образом, комбинация фиг. 5 и 6 показывает, каким образом кулачковая профильная втулка перемещается по ведущему валу 358 насоса и регулирует величину подъема поршня насоса непосредственного впрыска.
Таким образом, система по фиг. 1-2 и 4-6 предусматривает систему топливного насоса непосредственного впрыска, содержащую: топливный насос непосредственного впрыска, включающий в себя поршень, ведущий вал, кулачковую профильную втулку, посаженную поверх ведущего вала, и приводной штифт. Система топливного насоса непосредственного впрыска включает в себя те случаи, когда кулачковая профильная втулка включает в себя по меньшей мере два профиля рабочего выступа кулачка. Система топливного насоса непосредственного впрыска включает в себя те случаи, когда один из по меньшей мере двух профилей рабочего выступа кулачка является профилем рабочего выступа кулачка нулевого подъема. Система топливного насоса непосредственного впрыска также включает в себя те случаи, когда кулачковая профильная втулка включает в себя вытесняющий канал. Система топливного насоса непосредственного впрыска дополнительно содержит контроллер, включающий в себя постоянные команды для внедрения приводного штифта в вытесняющий канал. Система топливного насоса непосредственного впрыска дополнительно содержит контроллер, включающий в себя постоянные команды для регулировки положения кулачковой профильной втулки в ответ на давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска.
Далее, со ссылкой на фиг. 7, показан способ работы топливного насоса непосредственного впрыска высокого давления. Способ по п. 6 может быть реализован посредством исполняемых команд, хранимых в постоянной памяти контроллера. Кроме того, контроллер может быть частью системы, как описанная на фиг. 1-2 и 4-6.
На этапе 602, способ 600 определяет условия работы. Условия работы могут включать в себя, но не в качестве ограничения, скорость вращения двигателя, требование крутящего момента двигателя, температуру двигателя, скорость транспортного средства, температуру окружающей среды и давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска. Способ 600 переходит на этап 604 после того, как способ 600 определяет условия работы двигателя.
На этапе 604, способ 600 оценивает, запускается ли двигатель холодным. В одном из примеров, способ 600 может делать вывод, что двигатель запускается холодным, когда двигатель остановил вращение на заданное время, а температура хладагента двигателя меньше, чем пороговая температура. Если способ 600 делает вывод, что двигатель запускается холодным, ответом является «Да», и способ 600 переходит на этап 650. Иначе, ответом является «Нет», и способ 600 переходит на этап 606.
На этапе 650, способ 600 переключает профиль кулачка насоса непосредственного впрыска на профиль рабочего выступа кулачка низкого подъема. В качестве альтернативы, способ 600 может переключать профиль кулачка топливного насоса непосредственного впрыска на профиль рабочего выступа кулачка высокого подъема. Если более высокие давления впрыска требуются во время запуска двигателя, выбирается профиль рабочего выступа кулачка высокого подъема. Если более низки давления впрыска требуются во время запуска двигателя, выбирается профиль рабочего выступа кулачка более низкого подъема. Профиль рабочего выступа кулачка более низкого или высокого подъема выбирается посредством регулировки положения кулачковой профильной втулки, которая включает в себя профиль более низкого и более высокого подъема кулачка. Положение профиля кулачка регулируется, чтобы перемещаться относительно штока 320 поршня насоса и поршня 306 насоса для впрыска в направлении вдоль ведущего вала 358 насоса, как показано на фиг. 5 и 6. Способ 600 переходит на этап 652 после того, как насос непосредственного впрыска переключен на требуемый профиль подъема кулачка.
На этапе 652, способ 600 вводит в действие непосредственный впрыск (DI). Непосредственный впрыск может вводиться в действие посредством предоставления возможности потока топлива через форсунки, впрыскивающие топливо непосредственно в цилиндры двигателя. В некоторых примерах, работа форсунок непосредственного впрыска может задерживаться до тех пор, пока давление топлива в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска не достигло минимального давления. Способ 600 переходит на этап 654 после того, как введены в действие топливные форсунки непосредственного впрыска.
На этапе 654, способ 600 выводит из работы топливную форсунку впрыска во впускной канал. Впрыск во впускной канал топлива может выводиться из работы посредством удерживания топливных форсунок впрыска во впускной канал в закрытом состоянии. Однако топливный насос низкого давления может продолжать работать и выдавать топливо из топливного бака в топливный насос непосредственного впрыска. Топливные форсунки впрыска во впускной канал могут выводиться из работы во время запуска двигателя, чтобы использовать преимущество улучшенного испарения топлива при впрыске топлива непосредственно в цилиндры двигателя во время запуска двигателя. Таким образом, выбросы двигателя и надежность запуска двигателя могут улучшаться. Способ 600 переходит на этап 620 после вывода из работы топливных форсунок.
На этапе 620, способ 600 впрыскивает топливо в ответ на скорость вращения двигателя, требование крутящего момента двигателя и требуемое топливно-воздушное соотношение двигателя. Если топливо впрыскивается исключительно через форсунки непосредственного впрыска, временные характеристики форсунок непосредственного впрыска регулируются в ответ на скорость вращения двигателя, топливно-воздушное соотношение двигателя и требование крутящего момента двигателя. Если топливо впрыскивается исключительно через форсунки впрыска во впускной канал, временные характеристики форсунок впрыска во впускной канал регулируются в ответ на скорость вращения двигателя, топливно-воздушное соотношение двигателя и требование крутящего момента двигателя. Если топливо впрыскивается через форсунки впрыска во впускной канал и форсунки непосредственного впрыска, часть общего количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр в течение цикла цилиндра, подается форсунками непосредственного впрыска, а оставшееся количество топлива, подаваемого в течение цикла цилиндра, подается через форсунки непосредственного впрыска. Количественное соотношение топлива, подаваемого между форсунками впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска, может меняться согласно скорости вращения двигателя и крутящему моменту, а также другим условиям работы. Способ 600 переходит на выход после того, как топливо впрыскивается в двигатель.
На этапе 606, способ 600 оценивает, выявлена или нет пограничная детонация в двигателе, и являются ли потери экономии топлива от осуществления запаздывания искрового зажигания для борьбы с пограничной детонацией большими, чем выигрыши в экономии топлива от остановки топливного насоса непосредственного впрыска. Если так, ответом является «Да», и способ 600 переходит на этап 630. Иначе, ответом является «Нет», и способ 600 переходит на этап 608. Таким образом, способ 600 предоставляет возможность впрыска во впускной канал топлива, когда нет пограничной детонации, и когда пограничное искровое зажигание присутствует и может ограничиваться посредством запаздывания искрового зажигания, которое оказывает влияние на экономию топлива двигателя в меньшей степени, чем ввод в действие топливного насоса непосредственного впрыска.
На этапе 608, способ 600 вводит в действие топливные форсунки впрыска во впускной канал. Топливные форсунки впрыска во впускной канал вводятся в действие посредством предоставления топливу возможности течь через топливные форсунки впрыска во впускной канал. Более точно, напряжение избирательно прикладывается топливным форсункам впрыска во впускной канал, так чтобы топливо могло подаваться во впускные отверстия цилиндров. Способ 600 переходит на этап 610 после того, как введены в действие топливные форсунки впрыска во впускной канал.
На этапе 610, способ 600 перестает впрыскивать топливо через форсунки непосредственного впрыска. Поток топлива через форсунки непосредственного впрыска может прекращаться посредством не подачи напряжения на форсунки непосредственного впрыска. Способ 600 переходит на этап 612 после того, как выведен из работы поток топлива через форсунки непосредственного впрыска.
На этапе 612, способ 600 регулирует топливный насос непосредственного впрыска на профиль рабочего выступа кулачка нулевого подъема (например, профиль 402 на фиг. 4 и 5A). Регулировка топливного насоса непосредственного впрыска на профиль кулачка нулевого подъема предоставляет двигателю и ведущему валу насоса непосредственного впрыска возможность вращаться, в то время как поршень топливного насоса непосредственного впрыска остается неподвижным. Следовательно, поршень и цилиндр топливного насоса непосредственного впрыска могут не требовать смазки. Кроме того, топливный насос непосредственного впрыска не должен сжимать топливо, поступающее в камеру сжатия топливного насоса непосредственного впрыска. Дополнительно, ток и напряжение, подаваемые на входной запорный клапан с соленоидным приводом прекращаются или останавливаются, чтобы понижать потребление электричества. Таким образом, топливный насос непосредственного впрыска может временно выводиться из работы, чтобы сберегать электроэнергию и уменьшать механическую работу. Способ 600 переходит на этап 614 после того, как выведен из работы топливный насос непосредственного впрыска.
На этапе 614, способ 600 оценивает, является или нет давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска меньшим, чем пороговое давление. Если так, ответом является «Да», и способ 600 переходит на этап 616. Иначе, ответом является «Нет», и способ 600 переходит на этап 620. Посредством оценки, находится ли давление в направляющей-распределителе для топлива форсунок непосредственного впрыска ниже, чем пороговое давление, способ 600 может поддерживать давление в направляющей-распределителе для топлива форсунок непосредственного впрыска большим, чем пороговое давление, так чтобы топливные форсунки непосредственного впрыска могли открываться и подавать топливо в цилиндры двигателя незамедлительно без вынуждения ожидать до тех пор, пока давление в направляющей-распределителе топливных форсунок непосредственного впрыска не достигает порогового давления.
На этапе 616, способ 600 переключает кулачковую профильную втулку насоса непосредственного впрыска на профиль низкого подъема, как описано на этапе 652. Кроме того, способ 600 подает электрический ток и напряжение на входной запорный клапан с соленоидным приводом (например, элемент 312 на фиг. 4), чтобы регулировать количество топлива, которое должно прокачиваться топливным насосом непосредственного впрыска. Способ 600 эксплуатирует топливный насос непосредственного впрыска посредством профиля более низкого подъема входного запорного клапана с соленоидным приводом до тех пор, пока давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска не достигает требуемого давления. Способ 600 переходит на этап 618 после того, как направляющая-распределитель для топлива непосредственного впрыска достигает требуемого давления.
На этапе 618, способ 600 регулирует насос непосредственного впрыска на профиль рабочего выступа кулачка нулевого подъема, как описано на этапе 612. Посредством вывода из работы топливного насоса непосредственного впрыска после того, как давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска достигает порогового давления, способ 600 может снижать потребление энергии топливным насосом непосредственного впрыска одновременно с поддержанием давления в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска. Способ 600 переходит на этап 620 после того, как топливный насос непосредственного впрыска временно выведен из работы.
На этапе 630, способ 600 оценивает, является или нет крутящий момент двигателя большим, чем пороговое значение крутящего момента на данном скорости вращения двигателя. В других примерах, способ 600 может оценивать, присутствуют или нет условия для определения, впрыскивается ли топливо исключительно посредством форсунок впрыска во впускной канал или посредством форсунок впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска, после того, как выявлена пограничная детонация. Если способ 600 делает вывод, что крутящий момент двигателя больше, чем пороговый крутящий момент, ответом является «Да», и способ 600 переходит на этап 638. Иначе, ответом является «Нет», и способ 600 переходит на этап 632.
На этапе 632, способ 600 вводит в действие впрыск во впускной канал топлива, как описано на этапе 608. Способ 600 переходит на этап 634 после того, как введен в действие впрыск во впускной канал топлива.
На этапе 634, способ 600 переключает профиль кулачка насоса непосредственного впрыска на профиль рабочего выступа кулачка низкого подъема, как описано на этапе 650. Способ 600 переходит на этап 636 после того, как профиль кулачка топливного насоса непосредственного впрыска переключен на более низкий профиль подъема.
На этапе 636, способ 600 вводит в действие непосредственный впрыск, как описано на этапе 652. Способ 600 переходит на этап 620 после того, как введен в действие непосредственный впрыск. Таким образом, после этапа 630, способ 600 вводит в действие оба, впрыск во впускной канал и непосредственный впрыск топлива, чтобы подавать топливо в двигатель.
На этапе 638, способ 600 регулирует топливный насос непосредственного впрыска по профилю кулачка на профиль кулачка высокого подъема. Способ 600 регулирует профиль кулачка топливного насоса непосредственного впрыска на профиль кулачка высокого подъема посредством зацепления приводных штифтов с одним или более вытесняющих каналов, как описано на фиг. 5 и 6. В то время как двигатель вращается, профили рабочего выступа кулачка непосредственного впрыска могут переключаться с профиля кулачка низкого подъема на профиль кулачка высокого подъема или с профиля кулачка нулевого подъема на профиль кулачка высокого подъема. Посредством переключения топливного насоса непосредственного впрыска на профиль высокого подъема, способ 600 может повышать отдачу насоса непосредственного впрыска для повышения давления в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска. Способ 600 переходит на этап 640 после того, как топливный насос непосредственного впрыска переключен на профиль рабочего выступа кулачка высокого подъема.
На этапе 640, способ 600 вводит в действие непосредственный впрыск топлива, как описано на этапе 652. Способ 600 переходит на этап 644 после того, как введен в действие непосредственный впрыск топлива.
На этапе 642, способ 600 выводит из работы впрыск во впускной канал топлива, как описано на этапе 654. Способ 600 переходит на этап 620 после того, как впрыск во впускной канал топлива выведен из работы.
Таким образом, способ 600 может осуществлять регулировку между разными профилями рабочего выступа кулачка на основании условий работы для снижения расхода топлива двигателя наряду с поддержанием двигателя в состоянии готовности. Кроме того, способ 600 может снижать износ топливного насоса непосредственного впрыска в условиях вывода из работы топливного насоса непосредственного впрыска.
Таким образом, способ по фиг. 7 предусматривает способ работы топливного насоса непосредственного впрыска, содержащий: в первом состоянии, работу топливного насоса непосредственного впрыска с первой величиной подъема поршня; и во втором состоянии, второе состояние отличается от первого состояния, работу топливного насоса непосредственного впрыска с второй величиной подъема поршня, вторая величина подъема поршня больше, чем первая величина подъема. Способ включает в себя те случаи, когда первое состояние является первой нагрузкой двигателя, где второе состояние является второй нагрузкой двигателя, и где вторая нагрузка двигателя больше, чем первая нагрузка двигателя.
В некоторых примерах, способ дополнительно содержит работу топливного насоса непосредственного впрыска с третьей величиной подъема поршня, третья величина подъема поршня больше, чем вторая величина подъема поршня, третья величина подъема поршня вводится в работу во время третьего состояния, третье состояние отлично от первого и второго состояний. Способ включает в себя те случаи, когда первая величина подъема поршня является по существу нулевым подъемом в течение цикла двигателя. Способ дополнительно содержит переключение между первой величиной подъема поршня и второй величиной подъема поршня посредством регулировки положения первого подъемного кулачка и второго подъемного кулачка в продольном направлении по ведущему валу топливного насоса непосредственного впрыска. Способ включает в себя те случаи, когда первый подъемный кулачок и второй подъемный кулачок регулируются посредством радиального зацепления приводного штифта с вытесняющим каналом. Способ включает в себя те случаи, когда вытесняющий канал сформирован в втулке кулачка.
В еще одном примере, способ по фиг. 7 предусматривает способ работы топливного насоса непосредственного впрыска, включающий в себя этапы, на которых осуществляют регулировку кулачковой профильной втулки, поднимающей поршень топливного насоса, в ответ на условия работы двигателя, кулачковая профильная втулка регулируется посредством смещения положения кулачковой профильной втулки в продольном направлении по ведущему валу топливного насоса непосредственного впрыска. Способ включает в себя те случаи, когда кулачковая профильная втулка включает в себя первый подъемный профиль рабочего выступа кулачка и второй подъемный профиль рабочего выступа кулачка.
В некоторых примерах, способ включает в себя те случаи, когда первый подъемный профиль рабочего выступа кулачка является профилем рабочего выступа кулачка нулевого подъема, и где второй подъемный профиль рабочего выступа кулачка является профилем рабочего выступа кулачка низкого подъема. Способ включает в себя те случаи, когда кулачковая профильная втулка дополнительно содержит третий подъемный профиль рабочего выступа кулачка, и где третий подъемный профиль рабочего выступа кулачка является профилем рабочего выступа кулачка высокого подъема. Способ включает в себя те случаи, когда профиль рабочего выступа кулачка нулевого подъема вводится в действие, чтобы вывести из работы топливный насос непосредственного впрыска. Способ дополнительно содержит переключение с профиля рабочего выступа кулачка нулевого подъема на профиль рабочего выступа кулачка низкого подъема в ответ на давление в направляющей-распределителе для топлива непосредственного впрыска. Способ включает в себя те случаи, когда положение кулачковой профильной втулки регулируется посредством зацепления приводного штифта.
Отметим, что примерные способы управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут быть реализованы в качестве исполняемых команд, хранимых в постоянной
памяти, и использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных иллюстративных примеров, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные примеры не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.