СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА И МОТОРНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системе подачи топлива двигателя и, в частности, к снижению потерь от топливного насоса высокого давления, образующего часть системы подачи топлива.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что следует оснащать моторное транспортное средство системой подачи топлива, имеющей топливный насос высокого давления для подачи топлива под высоким давлением, таким как 200 МПа, в одну или более топливных форсунок двигателя, например, такого как дизельный двигатель или бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (см. например US 2011/146624, опубл. 23.06.2011).
Проблема такой системы подачи топлива уровня техники состоит в том, что количество топлива, подаваемое топливным насосом, когда топливный насос является работающим на пиковой эффективности, не всегда соответствует потребностям в топливе двигателя, в который подается топливо. На фиг.7, показан график количества топлива в зависимости от скорости вращения двигателя для типичного топливного насоса высокого давления, в котором указаны две примерных ситуации по этой проблеме.
На фиг.7, линии x1-x6 - линии, соединяющие точки равной эффективности топливного насоса высокого давления, пунктирная линия «Of» - линия, соединяющая точки оптимальной эффективности топливного насоса на всем рабочем диапазоне скоростей вращения двигателя, Max Eff - рабочая точка, где топливный насос высокого давления является работающим с максимальной или пиковой эффективностью, а Fd max - линия, показывающая максимальную возможную потребность в топливе для двигателя на всем его рабочем диапазоне скоростей вращения.
В ситуации «A», подача топлива, требуемая для двигателя, больше, чем топливный насос высокого давления может подавать, при работе с оптимальной эффективностью для такой скорости вращения двигателя. Поэтому, в такой ситуации, топливному насосу высокого давления необходимо работать с производительностью, большей, чем оптимальная для такой скорости вращения двигателя, чтобы удовлетворять потребности в топливе у двигателя. Это требует, чтобы топливный насос высокого давления работал с эффективностью работы, меньшей, чем оптимальная, тем самым, растрачивая энергию, приводящую в движение топливный насос высокого давления.
В ситуации «B», топливный насос высокого давления выполнен с возможностью подачи большего количества топлива в двигатель, чем требуется для топливоснабжения двигателя. В таком случае, либо производительность у топливного насоса высокого давления должна быть уменьшена, либо избыточное топливо должно возвращаться в резервуар низкого давления. В любом случае, энергия растрачивается понапрасну либо благодаря работе топливного насоса высокого давления ниже оптимальной эффективности, либо из-за работы на оптимальной эффективности, но выпуска большего количество топлива, чем требуется.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задача полезной модели состоит в том, чтобы предложить систему для снижения потребления топлива двигателя посредством более эффективной работы топливного насоса высокого давления.
Согласно одному из аспектов полезной модели, предложена система подачи топлива двигателя, содержащая топливный резервуар, топливный насос низкого давления для подачи топлива из резервуара в топливный насос высокого давления с приводом от двигателя, по меньшей мере одну форсунку для подачи топлива под высоким давлением в двигатель, накопитель топлива для накопления топлива под высоким давлением, клапанное средство для управления потоком топлива между топливным насосом высокого давления, накопителем и двигателем, и электронный контроллер для управления работой топливного насоса высокого давления, клапанного средства и по меньшей мере одной топливной форсунки, при этом электронный контроллер осуществляет работу топливного насоса высокого давления на одном из нулевого уровня потребления и оптимального уровня потребления, и использует клапан для управления потоком топлива в двигатель из топливного насоса высокого давления и накопителя для удовлетворения потребности в топливе у двигателя, если накопитель не пуст, и потребности в топливе у двигателя большее, чем количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления.
Это обладает преимуществом, что топливный насос высокого давления работает как можно эффективнее в течение максимального возможного времени.
Электронный контроллер дополнительно может быть выполнен с возможностью оценки текущего уровня топлива в накопителе высокого давления, оценки потребности в топливе у двигателя и оценки текущего количества топлива, имеющегося в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, и управления потоком топлива в двигатель из топливного насоса высокого давления и накопителя для удовлетворения потребности в топливе у двигателя, на основании по меньшей мере одного из количества топлива, накопленного в накопителе, и сравнения текущего количества топлива, имеющегося в распоряжении из насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, с потребностью в топливе у двигателя.
Поэтому, поток топлива в двигатель из топливного насоса высокого давления и накопителя может регулироваться электронным контроллером для удовлетворения потребности в топливе у двигателя на основании по меньшей мере одного из количества топлива, накопленного в накопителе, и сравнения текущего оптимального количества топлива, имеющегося в распоряжении из топливного насоса высокого давления, с потребностью в топливе у двигателя, чтобы минимизировать работу топливного насоса высокого давления выше уровня потребления топлива, где оптимальное количество топлива имеется в распоряжении из топливного насоса высокого давления.
Если количество топлива в накопителе ниже заданного порогового значения, и потребность в топливе у двигателя меньше, чем текущее количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, электронный контроллер осуществляет работу топливного насоса высокого давления на оптимальном уровне потребления топлива и управляет клапанным средством для подачи любого избыточного топлива из топливного насоса высокого давления в накопитель высокого давления.
Если количество топлива в накопителе ниже заданного порогового значения, и потребность в топливе у двигателя равна текущему количеству топлива, имеющемуся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления топлива, электронный контроллер может осуществлять работу топливного насоса высокого давления на текущем оптимальном уровне потребления топлива и может управлять клапанным средством для подачи топлива в двигатель.
Заданное пороговое значение может быть одним из нижнего заданного порогового значения и верхнего заданного порогового значения.
Если количество топлива в накопителе является пустым, и потребность в топливе у двигателя больше, чем имеющееся в распоряжении, если топливный насос высокого давления работает на оптимальном уровне потребления топлива, электронный контроллер может осуществлять работу топливного насоса высокого давления на уровне потребления, требуемом для удовлетворения потребности в топливе у двигателя, и может управлять клапанным средством для подачи топлива из топливного насоса высокого давления в двигатель, чтобы изолировать накопитель высокого давления от топливного насоса высокого давления и изолировать накопитель высокого давления от двигателя. Накопитель может быть пустым, если количество топлива в накопителе ниже заданного нижнего порогового значения.
Если количество топлива в накопителе выше заданного порогового значения, электронный контроллер осуществляет работу топливного насоса высокого давления на нулевом уровне потребления и управляет клапанным средством для обеспечения подачи топлива в двигатель из накопителя высокого давления для удовлетворения потребности в топливе у двигателя.
Если количество топлива в накопителе находится между заданным нижним пороговым значением и заданным верхним пороговым значением, и потребность в топливе у двигателя больше, чем текущее количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, электронный контроллер осуществляет работу топливного насоса высокого давления на нулевом уровне потребления и управляет клапанным средством для подачи топлива из накопителя высокого давления в двигатель для удовлетворения потребности в топливе у двигателя.
Если количество топлива в накопителе находится между заданным нижним пороговым значением и заданным верхним пороговым значением, и потребность в топливе у двигателя является одним из большей чем и равной текущему количеству топлива, имеющемуся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, электронный контроллер осуществляет работу топливного насоса высокого давления на нулевом уровне потребления и управляет клапаном для подачи топлива в двигатель из накопителя высокого давления для удовлетворения потребности в топливе у двигателя.
Согласно дополнительному аспекту полезной модели, предложено моторное транспортное средство, имеющее двигатель и систему подачи топлива, при этом система подачи топлива является системой подачи топлива, выполненной в соответствии с предыдущим аспектом полезной модели.
Согласно еще одному аспекту полезной модели, предложен способ управления системой подачи топлива двигателя, содержащей топливный насос высокого давления с приводом от двигателя, клапанное средство и накопитель высокого давления, при этом способ включает в себя этап, на котором эксплуатируют топливный насос высокого давления на одном из нулевого уровня потребления и оптимального уровня потребления, и используют клапан для управления потоком топлива в двигатель из топливного насоса высокого давления и накопителя для удовлетворения потребности в топливе у двигателя, если накопитель не пуст, и потребность в топливе у двигателя больше, чем количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления.
Это обладает преимуществом, что топливный насос высокого давления работает как можно эффективнее в течение максимального возможного времени.
Способ дополнительно может содержать определение текущего уровня топлива в накопителе высокого давления, потребности в топливе у двигателя и текущего количества топлива, имеющегося в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, и управление потоком топлива в двигатель из топливного насоса высокого давления и накопителя для удовлетворения потребности в топливе у двигателя, на основании по меньшей мере одного из количества топлива, накопленного в накопителе, и сравнения текущего количества топлива, имеющегося в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, с потребностью в топливе у двигателя.
Поэтому, поток топлива в двигатель из топливного насоса высокого давления и накопителя может регулироваться для удовлетворения потребности в топливе у двигателя на основании по меньшей мере одного из количества топлива, накопленного в накопителе, и сравнения текущего оптимального количества топлива, имеющегося в распоряжении из топливного насоса высокого давления, с потребностью в топливе у двигателя, чтобы минимизировать работу топливного насоса высокого давления выше уровня потребления топлива, где оптимальное количество топлива имеется в распоряжении из топливного насоса высокого давления.
Если количество топлива, большее, чем заданное количество, присутствует в накопителе высокого давления, то способ может содержать использование топлива из накопителя и работу насоса высокого давления на нулевом уровне потребления.
Если количество топлива в накопителе ниже заданного порогового значения, и потребность в топливе у двигателя меньше, чем текущее количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, топливный насос высокого давления может работать на оптимальном уровне потребления топлива, а любое избыточное топливо подается из топливного насоса высокого давления в накопитель высокого давления.
Если количество топлива в накопителе ниже заданного порогового значения, и потребность в топливе у двигателя равна текущей производительности подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, топливный насос высокого давления может работать на оптимальном уровне потребления для подачи топлива в двигатель.
Заданное пороговое значение может быть одним из нижнего заданного порогового значения и верхнего заданного порогового значения.
Если количество топлива в накопителе является нулевым, и потребность в топливе у двигателя больше, чем текущее количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, топливный насос высокого давления может работать на уровне потребления, требуемом для удовлетворения потребности в топливе у двигателя. Накопитель может быть пустым, если количество топлива в накопителе ниже заданного нижнего порогового значения.
Если количество топлива в накопителе выше заданного верхнего порогового значения, топливный насос высокого давления может работать на нулевом уровне потребления, и топливо может подаваться в двигатель из накопителя высокого давления для удовлетворения потребности в топливе у двигателя.
Уровень топлива в накопителе высокого давления может определяться посредством измерения давления топлива, накопленного в накопителе высокого давления.
Заданное нижнее пороговое значение может быть заданным нижним пороговым значением давления.
Заданное верхнее пороговое значение может быть заданным верхним пороговым значением давления.
Если количество топлива в накопителе находится между заданным нижним пороговым значением и заданным верхним пороговым значением, и потребность в топливе у двигателя больше, чем текущее количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, топливный насос высокого давления работает на нулевом уровне потребления, и топливо подается в двигатель из накопителя высокого давления для удовлетворения потребности в топливе у двигателя.
Если количество топлива в накопителе находится между заданным нижним пороговым значением и заданным верхним пороговым значением, и потребность в топливе у двигателя является одним из большей чем и равной текущему количеству топлива, имеющемуся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления, топливный насос высокого давления работает на нулевом уровне потребления, и топливо подается в двигатель из накопителя высокого давления для удовлетворения потребности в топливе у двигателя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее, полезная модель, в качестве примера будет описана со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - высокоуровневая блок-схема последовательности операций способа, показывающая способ управления топливной системой двигателя моторного транспортного средства в соответствии с одним аспектом полезной модели;
фиг.2 - схематичный вид сверху моторного транспортного средства согласно дополнительному аспекту полезной модели, имеющего систему подачи топлива согласно еще одному аспекту полезной модели;
фиг.3 - представление структурной схемы первого варианта осуществления системы подачи топлива, показанной на фиг.2;
фиг.4 - представление структурной схемы второго варианта осуществления системы подачи топлива, показанной на фиг.2;
фиг.5 - представление структурной схемы третьего варианта осуществления системы подачи топлива, показанной на фиг.2;
фиг.6 - представление структурной схемы четвертого варианта осуществления системы подачи топлива, показанной на фиг.2;
фиг.7 - график потребления топлива в зависимости от скорости вращения двигателя, показывающий две ситуации уровня техники, в которых потребность в топливе у двигателя не приведена в соответствие оптимальной эффективности топливного насоса.
Фиг.8 - график потребления топлива в зависимости от скорости вращения двигателя, подобный фиг.7, показывающий ситуацию, в которой потребность в топливе у двигателя больше, чем подача, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса, если топливный насос работает на оптимальной эффективности для такой скорости вращения, «оптимальном уровне потребления топлива», и объем (Q) топлива подается в соответствии с настоящей полезной моделью из накопителя, чтобы дать топливному насосу возможность работать на оптимальной эффективности для такой скорости вращения двигателя, то есть, на оптимальном уровне потребления топлива;
Фиг.9 - график потребления топлива в зависимости от скорости вращения двигателя, подобный фиг.8, но показывающий ситуацию, в которой потребность в топливе у двигателя меньше, чем подача, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса, если топливный насос работает на оптимальной эффективности (оптимальном уровне потребления топлива), и объем (Qe) топлива, который подается в соответствии с настоящей полезной моделью в накопитель, чтобы дать топливному насосу возможность работать на оптимальной эффективности;
фиг.10-12 - схематичные представления отводного клапана потока топлива высокого давления, показывающие клапан в трех разных состояниях протока; и
фиг.13 и 14 - схематичное представление накопителя топлива высокого давления, пригодного для использования в системе подачи топлива, выполненной в соответствии с одним из аспектов настоящей полезной модели.
ОПИСАНИЕ НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Со ссылкой на фиг.1, показана высокоуровневая блок-схема последовательности операций способа управления системой подачи топлива двигателя моторного транспортного средства согласно полезной модели, такие как двигатель, показанный на фиг.2, и система подачи топлива, показанная на фиг.3-6.
Способ начинается на этапе 1001 блок-схемы, которая включает в себя событие ручного включения зажигания и событие запуска двигателя. Способ затем переходит на этап 1002 блок-схемы, где двигатель является работающим, и на этап 1003 блок-схемы, где оптимизированная производительность (Po) из топливного насоса высокого давления с приводом от двигателя определяется на основании текущей скорости вращения двигателя, определяется текущая потребность (Fd) в топливе двигателя, и определяется количество топлива в накопителе топлива высокого давления. Оптимизированная производительность (Po) указывается ссылкой в качестве оптимального уровня потребления для топливного насоса высокого давления и является уровнем потребления, где топливный насос высокого давления является работающим на пиковой эффективности, для любой заданной скорости вращения двигателя.
В случае оптимизированной производительности Po из топливного насоса высокого давления, это может определяться или оцениваться различными способами, в том числе, но не в качестве ограничения, с использованием алгоритма, осуществляющего привязку скорости вращения двигателя к величине подачи топлива для оптимальной эффективности топливного насоса, или посредством справочной таблицы, дающей ссылку на скорость вращения двигателя в зависимости от величины подачи топлива для оптимальной эффективности топливного насоса. Какой бы способ не использовался, создается показатель для оптимизированной или оптимальной величины (Po) подачи топлива из топливного насоса высокого давления при работе на пиковой эффективности при текущей скорости вращения двигателя. Это оптимальный уровень потребления топлива для топливного насоса высокого давления при текущей скорости вращения двигателя.
В случае потребности (Fd) в топливе для двигателя, это может определяться некоторым количеством способов, как хорошо известно в данной области техники. То есть, широко известно, что следует управлять одной или более топливных форсунок для выдачи специфичной массы топлива за миллисекунду, чтобы удовлетворять потребность в крутящем моменте для двигателя экономичным и обеспечивающим низкие выбросы образом. Во всех случаях, выдается количество топлива, требуемого для работы двигателя, чтобы удовлетворять текущую потребность в крутящем моменте, и это составляет потребность Fd в топливе двигателя.
В случае накопителя высокого давления, количество топлива в накопителе высокого давления может определяться или оцениваться на основании давления топлива в накопителе высокого давления. Это происходит потому что накопитель высокого давления включает в себя пружину, которая сжимается, когда накопитель высокого давления заполняется топливом, и значит, когда накопитель высокого давления пуст, давление в накопителе высокого давления будет меньшим, чем, когда накопитель высокого давления полон, так как пружина сжата в меньшей степени, когда накопитель высокого давления пуст. Следует принимать во внимание, что термин накопитель высокого давления означает накопитель, выполненный с возможностью хранения топлива под высоким давлением, таким как от 100 до 200 МПа (от 1000 до 2000 бар).
Затем, на этапе 1004 блок-схемы, проверяется, пуст ли накопитель высокого давления. На практике, проверяют, находится ли количество топлива, хранимое в накопителе высокого давления, ниже заданного нижнего порогового значения. То есть, если давление топлива в накопителе высокого давления ниже нижнего заданного давления, то накопитель высокого давления будет предполагаться «пустым». Нижнее заданное давление выбирается, чтобы небольшое количество топлива все еще могло присутствовать в накопителе высокого давления, такое как 5% полной вместимости. Использование этого нижнего порогового значения предоставляет возможность для калибровки ошибок и изменений объема топлива, обусловленных изменениями температуры. Количество топлива, остающееся на заданном нижнем пороговом значении, является таким, что оно не могло бы использоваться для топливоснабжения двигателя в течение большего, чем очень короткий, периода времени.
При условии, что количество топлива в накопителе высокого давления ниже заданного нижнего порогового значения (накопитель высокого давления «пуст»), способ переходит на этап 1005 блок-схемы.
На этапе 1005 блок-схемы, производится сравнение между потребностью Fd в топливе двигателя и оптимизированной величиной Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса высокого давления. В показанном примере, логика основана на проверке «Fd<Po?», но следует принимать во внимание, что посредством переворачивания выходов «Да» и «Нет» с этапа 1005 блок-схемы и замены проверки проверкой «Fd>Po?» может достигаться аналогичный результат. То есть, может ли топливный насос высокого давления работать эффективно (на Po) для подачи требуемого топлива Fd, используется таким образом.
Далее, возвращаясь на этап 1005 блок-схемы, если потребность Fd в топливе у двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, то способ переходит на этап 1006 блок-схемы.
На этапе 1006 блок-схемы, топливный насос высокого давления работает на своей оптимизированной величине (Po) подачи топлива, а любое избыточное топливо (Po-Fd) подается в накопитель высокого давления, чтобы заполнять накопитель высокого давления. На этапе 1007 блок-схемы, проверяется, полон ли накопитель высокого давления. На практике, это проверка для определения, является ли давление в накопителе высокого давления большим, чем заданное верхнее пороговое значение. Если давление ниже, чем заданное верхнее пороговое значение, то способ возвращается на этап 1005 блок-схемы и будет циклически обращаться к этапам 1005, 1006 и 1007 до тех пор, пока либо потребность Fd топлива у двигателя больше не является меньшей или равной оптимизированной величине Po подачи топлива из топливного насоса высокого давления, либо давление в накопителе высокого давления больше, чем заданное верхнее пороговое значение.
В случае, где давление в накопителе высокого давления превышает заданное верхнее пороговое значение, когда проверяется на этапе 1007 блок-схемы, способ возвращается на этап 1003 блок-схемы.
В случае, где потребность в топливе Fd у двигателя больше не является меньшим, чем или равным оптимизированной величине Po подачи топлива из топливного насоса высокого давления, то есть, Fd>Po, способ переходит от этапа 1005 блок-схемы на этап 1008 блок-схемы.
На этапе 1008 блок-схемы, все топливо для двигателя должно подаваться топливным насосом высокого давления, даже если это означает работу с топливным насосом высокого давления менее эффективным образом. То есть, топливный насос должен работать, как было бы нормальным у традиционной системы подачи топлива, чтобы удовлетворять текущую потребность (Fd) в топливе у двигателя. С этапа 1008 блок-схемы, способ возвращается на этап 1003 блок-схемы, и вновь выполняются этапы 1003-1005.
Возвращаясь на этап 1004 блок-схемы, если в накопителе есть топливо, то есть, давление в накопителе высокого давления выше заданного нижнего порогового значения, то способ переходит на этап 1009 блок-схемы.
На этапе 1009 блок-схемы, проверяется, полон ли накопитель высокого давления. На практике, определяют, находится ли заданное большое количество топлива в накопителе высокого давления. Как и раньше, это определяется на основании измерения давления топлива в накопителе высокого давления, и значит, если давление в накопителе высокого давления больше, чем заданное верхнее пороговое значение давления, накопитель высокого давления упоминается полным. Это верхнее пороговое значение, например, может устанавливать равенство накопителю высокого давления, в котором количество топлива больше, чем 95% от полной вместимости накопителя высокого давления.
Если накопитель высокого давления определен «полным», то способ переходит на этап 1011 блок-схемы, где топливо подается из накопителя высокого давления в двигатель, а топливный насос высокого давления работает на нулевом уровне потребления.
Способ переходит от этапа 1011 блок-схемы на этап 1012 блок-схемы, где проверяется, упало ли количество топлива в накопителе высокого давления ниже заданного нижнего порогового значения, и, если упало, способ возвращается на этап 1003 блок-схемы, но иначе, он переходит на этап 1010 блок-схемы, описанный в дальнейшем.
Возвращаясь на этап 1009 блок-схемы, если количество топлива в накопителе высокого давления определено меньшим, чем заданное верхнее пороговое значение, то способ переходит на этап 1010 блок-схемы.
На этапе 1010 блок-схемы, производится сравнение между потребностью Fd в топливе двигателя и оптимизированной величиной Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса высокого давления. В показанном примере, логика основана на проверке «Fd<Po?», но следует принимать во внимание, что посредством переворачивания выходов «Да» и «Нет» с этапа 1010 блок-схемы и замены проверки проверкой «Fd>Po?» может достигаться аналогичный результат.
В качестве альтернативы использованию проверки, где, если Fd является равным или меньшим, чем Po, означает, что этап 1011 достижим после этапа 1010, только если Fd больше, чем Po, следует принимать во внимание, что посредством замены проверки на этапе 1010 проверкой (Fd<Po ?), тогда, если Fd больше или равно Po, способ переходил бы от этапа 1010 блок-схемы на этап 1011.
Далее, возвращаясь на этап 1010 блок-схемы, если потребность Fd в топливе из двигателя меньше чем или равна оптимизированному количеству Po подачи топлива, имеющемуся в распоряжении из топливного насоса высокого давления, способ переходит от этапа 1010 блок-схемы на этап 1006 блок-схемы.
На этапе 1006 блок-схемы, топливный насос высокого давления работает, как описано ранее, на своей оптимизированной величине (Po) подачи топлива, а любое избыточное топливо (Po-Fd) подается в накопитель высокого давления, чтобы заполнять накопитель высокого давления. На этапе 1007 блок-схемы проверяется, полон ли накопитель высокого давления, что, как описано раньше, является проверкой для определения, является ли давление в накопителе высокого давления большим, чем заданное верхнее пороговое значение.
После этапа 1006 блок-схемы, если, когда проверяется на этапе 1007 блок-схемы, давление в накопителе высокого давления ниже, чем заданное верхнее пороговое значение, то способ возвращается на этап 1005 блок-схемы и будет циклически обращаться к этапам 1005, 1006 и 1007 до тех пор, пока либо потребность Fd топлива у двигателя больше не является меньшей или равной оптимизированной величине Po подачи топлива из топливного насоса высокого давления, либо давление в накопителе высокого давления не больше, чем заданное верхнее пороговое значение.
Если, когда проверяется на этапе 1007 блок-схемы, давление в накопителе высокого давления превышает заданное верхнее пороговое значение, способ возвращается с этапа 1007 блок-схемы на этап 1003 блок-схемы, а затем, будет продвигаться на этап 1009, так как давление в накопителе высокого давления на данный момент выше заданного нижнего порогового значения.
На этапе 1010, если потребность Fd в топливе у двигателя не меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса высокого давления, то есть, Fd>Po, способ переходит от этапа 1010 блок-схемы на этап 1011 блок-схемы, где все топливо для двигателя подается накопителем высокого давления, а топливный насос высокого давления работает на нулевом уровне потребления. То есть, если есть достаточное количество топлива в накопителе высокого давления для питания двигателя топливом, и потребность Fd в топливе у двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса высокого давления, топливо подается из накопителя высокого давления, а не из топливного насоса высокого давления, тем самым, уменьшая энергию растрачиваемую неэффективным приведением в действие топливного насоса.
Поэтому, предложен способ, который дает топливному насосу возможность работать независимо от потребности в топливе двигателя в большинстве обстоятельств, исключение происходит, когда нет топлива в накопителе топлива высокого давления, а потребность в топливе двигателя, Fd, больше, чем величина Po подачи топлива, которая может подаваться топливным насосом высокого давления при работе на оптимальном уровне потребления. Поэтому, топливный насос может работать на своем оптимальном уровне потребления, чтобы выдавать оптимизированную величину Po подачи топлива или устанавливаться на нулевой уровень производительности. Поэтому, меньшее количество энергии растрачивается приведением в действие топливного насоса, чем имело бы место в ином случае, так как топливный насос приводится в действие двигателем, это приводит к сокращению топлива, потребляемого двигателем.
В случае, где потребность Fd в топливе у двигателя меньше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса высокого давления для текущей скорости вращения двигателя, топливо полезным образом накапливается в накопителе высокого давления вместо расточительного возврата или выпускания обратно в топливный резервуар.
С конкретной ссылкой на фиг.2, показано моторное транспортное средство 50, имеющее четыре ходовых колеса 12, дизельный двигатель 10, системой 100 подачи топлива для двигателя 10 и систему 20 пуска-останова. Хотя полезная модель описана со ссылкой на дизельный двигатель, следует принимать во внимание, что оно могло бы применяться к другим типам двигателя, которые используют систему впрыска топлива высокого давления, например и без ограничения, такую как бензиновый двигатель с непосредственным впрыском.
Двигатель 10, в этом случае, с возможностью приведения в движение присоединен к двум из ходовых колес трансмиссией (не показана), но следует принимать во внимание, что трансмиссия, в других вариантах осуществления, могла бы с возможностью приведения в движение присоединять двигатель 10 ко всем четырем из ходовых колес 12. Также следует принимать во внимание, что полезная модель не ограничена использованием с четырехколесным дорожным транспортным средством и могло бы быть применено к транспортному средству, имеющему два колеса или больше, чем четыре колеса.
Стартерный электродвигатель 11 предусмотрен для запуска двигателя 10. Однако, следует принимать во внимание, что также могло бы использоваться любое пригодное средство проворачивания коленчатого вала.
Центральный электронный системный контроллер 20 показан присоединенным к электронному контроллеру 100, системный контроллер 20 принимает информацию о транспортном средстве из входных сигналов транспортного средства (схематично показанных в качестве одиночного прямоугольника 24), которые используются системой 100 подачи топлива для управления топливоснабжением двигателя 10 через одну или более топливных форсунок 7. Такие входные сигналы 24 хорошо известны в данной области техники и могут включать в себя, например и без ограничения, скорость вращения двигателя, требование водителя, массовый расход воздуха, температуру воздуха, температуру хладагента, температуру окружающей среды и атмосферное давление окружающей среды.
Системный контроллер 20 также принимает информацию водителя с некоторого количества водительских входных сигналов (схематично показанных в качестве одиночного прямоугольника 26), которые используются для управления работой моторного транспортного средства 50. Таковые могут включать в себя положение педали сцепления, положение тормозной педали, положение рулевого колеса, но, в целях настоящей полезной модели, должны включать в себя некоторое указание водительского запроса крутящего момента от двигателя 10. Этот запрос крутящего момента может происходить посредством измерения/считывания положения педали акселератора или, в случае бензинового двигателя, измерения/считывания положения дроссельного клапана.
Системный контроллер 20 присоединен к электронному контроллеру 160, формирующему часть системы 100 подачи топлива, и выдает данные/информацию в электронный контроллер 160 с транспортного средства и водительских входных сигналов 24, 26. Однако, следует принимать во внимание, что электронный контроллер 160 мог бы быть присоединен непосредственно к транспортному средству и водительским входным сигналам 24, 26.
Система 100 подачи топлива также включает в себя топливный насос 130 высокого давления переменной производительности с приводом от двигателя, который приводится в действие, как широко известно в данной области техники, механическим приводом 15 от одного конца распределительного вала (не показан) двигателя 10. Однако специалистам в данной области техники следует принимать во внимание, что другие средства механического привода могли бы использоваться, и что полезная модель не ограничена использованием топливного насоса 130 высокого давления с приводом от распределительного вала.
Топливный насос высокого давления, такой как топливный насос 130 высокого давления, требует высокого крутящего момента на ведущем валу, чтобы вырабатывать высокое давление топлива, требуемое для впрыска, например, такого как от 100 до 200 МПа. Хотя теоретически было бы возможным приводить в действие такой топливный насос высокого давления с использованием электродвигателя, это является менее эффективным, чем приведение в действие насоса непосредственно от двигателя, вследствие необходимости вырабатывать высокий крутящий момент на ведущем валу для топливного насоса высокого давления и неэффективностей, связанных с преобразованием электрической энергии в крутящий момент для приведения в действие топливного насоса высокого давления. Следует принимать во внимание, что любая электрическая энергия, используемая таким электродвигателем, должна быть замещена некоторым средством, и это также ведет к неэффективностям преобразования энергии. Поэтому, полезно использовать топливный насос высокого давления, приводимый в действие двигателем, для которого он подает топливо.
Топливные насосы высокого давления переменной производительности, например и без ограничения, известны из документа US 2012/177505 (опубл. 12.07.2012) и публикации WO 2012/113488 (опубл. 30.08.2012).
Система 100 подачи топлива описана подробнее со ссылкой на четыре варианта осуществления, показанные в дальнейшем по фиг.3-6, соответственно.
Хотя электронный контроллер 160 системы 100 подачи топлива и системный контроллер 20 показаны на фиг.2 в качестве отдельных блоков, следует принимать во внимание, что они могли бы быть воплощены в качестве единого электронного контроллера, такого как контроллер силовой передачи.
Далее, со ссылкой на фиг.3, подробнее показан первый вариант осуществления системы подачи топлива, показанной на фиг.2.
Система 100 подачи топлива содержит топливный резервуар или топливный бак 110, используемый для хранения топлива для использования двигателем 10. Топливо отбирается из топливного бака 110 топливным насосом 120 низкого давления и подается на вход топливного насоса 130 высокого давления переменной производительности через магистраль подачи топлива низкого давления, LPS. Топливный насос 130 высокого давления управляется электронным контроллером 160 между минимальным уровнем потребления и максимальным уровнем потребления. Минимальный уровень потребления предпочтительно будет давать в результате по существу нулевой расход топлива из топливного насоса 130 высокого давления и назван нулевым уровнем потребления, а максимальный уровень потребления будет приводить к максимально возможному потоку из топливного насоса 130 высокого давления для текущей скорости вращения двигателя. При работе на минимальном уровне потребления, топливный насос 130 высокого давления требует минимальной движущей силы, которая должна выдаваться из двигателя 10, а при работе на максимальном уровне потребления, топливный насос 130 высокого давления требует высокой движущей силы, которая должна подаваться из двигателя 10. Избыточное или подвергнутое утечке топливо из топливного насоса 130 высокого давления возвращается в топливный бак 110 через обратную магистраль низкого давления, HPR.
Клапанное средство в форме одиночного отводного клапана 190 с электронным управлением присоединено к выходу из топливного насоса 130 высокого давления, чтобы принимать поток топлива под высоким давлением из него.
Отводной клапан 190 будет пояснен со ссылкой на фиг.10-12, которые являются схематичными представлениями одного из вариантов осуществления клапана 190. Клапан 190 имеет корпус (не показан), в котором с возможностью поворота установлен элемент 192 клапана, определяющий топливный проточный канал 193, содержащий четыре ветви 1931, 1932, 1933 и 1934. Каждая из ветвей 1931, 1932, 1933 и 1934 или связанный трубопровод оснащены односторонним проточным клапаном, так что топливо может протекать только в направлении острия стрелок, указанных на фиг.10-12.
Корпус определяет первое отверстие 61, которое присоединено соответствующим трубопроводом для текучей среды к топливному насосу 130 высокого давления, второе отверстие 62, которое присоединено соответствующим трубопроводом для текучей среды к общей направляющей-распределителю 150 для топлива, третье отверстие 63, которое присоединено соответствующим трубопроводом для текучей среды к накопителю 140 высокого давления для топлива высокого давления.
Отводной клапан 190 вставлен между топливным насосом 130 высокого давления и общей направляющей-распределителем 150 для топлива, между топливным насосом 130 высокого давления и накопителем 140 высокого давления, и между накопителем 140 высокого давления и общей направляющей-распределителем 150 для топлива, чтобы управлять протеканием потока между ними, как будет описано далее.
На фиг.10, элемент 192 клапана показан в положении, в котором топливный проточный канал 193 определяет топливный проток, присоединяющий топливный насос 130 высокого давления к общей направляющей-распределителю 150 для топлива. Ветвь 1931 выровнена с первым отверстием 61, ветвь 1932 выровнена со вторым отверстием 62 а третья и четвертая ветви 1933, 1934 не выровнены ни с одним из отверстий 61, 62 или 63. Поэтому, когда элемент 192 клапана находится в этом угловом положении, накопитель 140 высокого давления изолирован как от топливного насоса 130 высокого давления, так и от общей направляющей-распределителя 150 для топлива.
На фиг.11 элемент 192 клапана показан в положении, в котором топливный проточный канал 193 определяет, посредством первой и второй ветвей 1931, 1932, топливный проток, присоединяющий топливный насос 130 высокого давления к общей направляющей-распределителю 150 для топлива, а посредством первой и четвертой ветвей 1931, 1934, топливный проток, присоединяющий топливный насос 130 высокого давления к накопителю 140 высокого давления. В этом положении, первая ветвь 1931 сообщается с первым отверстием 61, вторая ветвь 1932 сообщается со вторым отверстием 62, а четвертая ветвь 1934 сообщается с третьим отверстием 63. Поэтому, топливо может протекать из топливного насоса 130 высокого давления как в общую направляющую-распределитель 150 для топлива, так и в накопитель 140 высокого давления.
На фиг.12, элемент 192 клапана показан в положении, в котором топливный проточный канал 193 определяет, посредством третьей и второй ветвей 1933, 1932, топливный проток, присоединяющий накопитель 140 высокого давления к общей направляющей-распределителю 150 для топлива. В этом положении, вторая ветвь 1932 сообщается со вторым отверстием 62, а третья ветвь 1933 сообщается с третьим отверстием 63. Поэтому, топливо может протекать из накопителя 140 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива.
Элемент 192 клапана является поворачиваемым электрическим приводом (не показан) в ответ на входной сигнал управления из электронного контроллера 160, так чтобы выбор протока управлялся электронным контроллером 160.
Следует принимать во внимание, что альтернативные формы отводного клапана могли бы быть выполнены, и что полезная модель не ограничена поворотным отводным клапаном 190, показанным на фиг.10-12.
Далее, возвращаясь к фиг.3, общая направляющая-распределитель 150 для топлива выполнена с возможностью подавать топливо на четыре топливных форсунки 71, 72, 73 и 74, работа каждой из которых управляется электронным контроллером 160.
Каждая из топливных форсунок 71, 72, 73 и 74 подает топливо в двигатель 10 с требуемыми временными характеристиками и объемом на основании соответствующего входного сигнала управления, принимаемого из электронного контроллера 160. Избыточное топливо из топливных форсунок 71, 72, 73 и 74 возвращается в топливный бак 110 через соответствующие обратные магистрали 91, 92, 93 и 94 низкого давления.
Следует принимать во внимание, что полезная модель не ограничена использованием четырех топливных форсунок, и что система подачи топлива, имеющая меньшее или большее количество топливных форсунок, могла бы выгодно использовать полезную модель.
Датчик 170 давления топлива выполнен с возможностью считывать давление топлива в общей направляющей-распределителе 150 для топлива и подавать сигнал, указывающий считанное давление, в электронный контроллер 160.
Накопитель 140 высокого давления может иметь любую пригодную конструкцию. В патенте US 7,717,077 (опубл. 18.05.2010) раскрыт бесштоковый поршень под действием пружины для использования в качестве накопителя топлива высокого давления. Такая компоновка была бы пригодна для использования, но предпочтительно, если используется тип с сильфонным уплотнением накопителя, такой как показанный на фиг.13 и 14, так как, с таким накопителем, топливо не может давать утечку из накопителя, тогда как у накопителя с бесштоковым поршнем, показанного в US 7,717,077, есть потенциальная возможность, чтобы топливо протекало за поршень. Это является конкретной проблемой в случае накопителя топлива высокого давления типа, используемого для настоящей полезной модели, так как давление, которое должно содержаться, имеет порядок от 100 до 200 МПа в зависимости от конкретного требуемого давления впрыска, а вязкость топлива относительно низка. Следует принимать во внимание, что накопитель 140 топлива высокого давления должен быть выполнен с возможностью хранения топлива под давлением, требуемым для впрыска топлива в двигатель 10.
Накопитель 140 высокого давления показан на фиг.13 в пустом состоянии, а на фиг.14 в полном состоянии. Накопитель высокого давления содержит корпус 141, определяющий проточный канал 142, через который топливо может поступать в или покидать объем 145 хранения, определенный чашеобразным поршнем, металлическим сильфоном 144 и корпусом 141. Поршень 143 поддерживает сильфон 144 и с возможностью скольжения поддерживается корпусом 141. Пружина 146 смещает поршень 143 к концу корпуса 141, на котором топливо поступает в или покидает объем 145 хранения через проточный канал 142. Сильфон 144 уплотнен по отношению как к корпусу 141, так и поршню 143, и значит, нет возможности утечки топлива. Следует принимать во внимание, что, на практике, корпус 141 не будет единственным компонентом, но будет сконструирован, чтобы давать возможность сборки различных компонентов 143, 144, 146.
Датчик 180 давления топлива выполнен с возможностью считывать давление топлива в накопителе 140 высокого давления и подавать сигнал, указывающий считанное давление, в электронный контроллер 160. Амплитуда этого сигнала давления используется для определения или оценки количества топлива, накопленного в накопителе 140 высокого давления. Следует принимать во внимание, что давление в накопителе 140 высокого давления больше, когда накопитель высокого давления полон топлива, чем когда он пуст, и что есть зависимость между количеством топлива, хранимом в накопителе 140 высокого давления, и давлением топлива в накопителе 140 высокого давления, связанная со степенью сжатия пружины 146.
Фиг.4-6 показывают, соответственно, второй, третий и четвертый варианты осуществления системы подачи топлива согласно полезной модели.
Все три варианта осуществления в большинстве отношений подобны первому варианту осуществления, показанному на фиг.3, и содержат подобные компоненты, за исключением типа и компоновки клапанного средства.
Во втором варианте осуществления, показанном на фиг.4, клапанное средство содержит первый и второй клапаны 1901 и 1902. Первый клапан 1901 является двухходовым клапаном, который дает топливу возможность протекать либо из топливного насоса 130 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива, либо из второго клапана 1902 в общую направляющую-распределитель 150 для топлива. Второй клапан 1902 является двухходовым клапаном, который дает топливу возможность протекать либо из топливного насоса 130 высокого давления в накопитель 140 высокого давления, либо из накопителя 140 высокого давления в первый клапан 1901. Отметим, что топливо не может протекать из первого клапана 1901 во второй клапан 1902, как указано острием стрелки, указывающим в направлении первого клапана 1901. Острия стрелок на фиг.4 указывают направление потока через первый и второй клапаны 1901 и 1902, и указывают, что, в большинстве случаев, односторонний клапан включен в состав для предотвращения обратного потока.
В третьем варианте осуществления, показанном на фиг.5, клапанное средство содержит первый и второй клапаны 1901 и 1902. Первый клапан 1901 является выполненным с возможностью изоляции топливного насоса 130 высокого давления от общей направляющей-распределителя для топлива и накопителя 140 высокого давления, предоставления топливу возможности протекать из топливного насоса 130 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива или предоставления топливу возможности протекать из топливного насоса 130 высокого давления в общую направляющую-распределитель для топлива и накопитель 140 высокого давления. Второй клапан 1902 является клапаном регулирования потока, который работоспособен, в ответ на команды из электронного контроллера 160, для регулирования потока топлива из накопителя 140 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива. Острия стрелок на фиг.5 указывают направление потока через первый и второй клапаны 1901 и 1902, и указывают, что, во всех случаях, односторонний клапан включен в состав для предотвращения обратного потока.
В четвертом варианте осуществления, показанном на фиг.6, клапанное средство содержит одиночный клапан 290. Клапан 290 является клапаном регулирования потока, который выполнен с возможностью, в ответ на команды из электронного контроллера 160, регулирования потока топлива из накопителя 140 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива и также выполнен с возможностью регулирования потока топлива из общей направляющей-распределителя 150 для топлива в накопитель 140 высокого давления. В этом варианте осуществления, накопитель 140 высокого давления наполняется через общую направляющую-распределитель 150 для топлива. Острия стрелок на фиг.6 указывают, что направление потока через клапан 290 может находиться в любом направлении, и что односторонние клапаны не используются между клапаном 290 и общей направляющей-распределителем 150 для топлива или накопителем 140 высокого давления.
Работа системы 100 подачи топлива, показанной на фиг.3, далее будет описана со ссылкой на фиг.8 и 9.
На фиг.8, линии x1-x6 - линии, соединяющие точки равной эффективности топливного насоса высокого давления, пунктирная линия «Of» - линия, соединяющая точки оптимальной эффективности топливного насоса на всем рабочем диапазоне скоростей вращения двигателя, Max Eff - рабочая точка, где топливный насос 130 высокого давления является работающим с максимальной эффективностью, а Fd max - линия, показывающая максимальную возможную потребность в топливе для двигателя на всем его рабочем диапазоне скоростей вращения.
В показанный момент времени, потребность в топливе у двигателя 10 имеет значение Fd, а оптимизированной величиной (Po) подачи топлива является количество топлива, имеющееся в распоряжении из топливного насоса высокого давления, если он работает с оптимальной эффективностью при текущей скорости вращения двигателя, названным оптимальным уровнем потребления топлива топливного насоса 130 высокого давления. Потребность Fd в топливе, в этом случае больше, чем количество топлива (Po), которое топливный насос 130 высокого давления может подавать, если работает с оптимальной эффективностью. То есть, Fd>Po. Есть нехватка величины подачи топлива из топливного насоса 130 высокого давления, и требуется количество (Q) топлива подпитки. Количество Q топлива подпитки является разностью между топливом, потребляемым двигателем 10, и имеющимся в распоряжении количеством топлива, если топливный насос 130 высокого давления является работающим с оптимальной эффективностью для такого числа (N) оборотов двигателя. Топливному насосу 130 высокого давления было бы необходимо работать неэффективно, чтобы выдавать это количество топлива подпитки.
На фиг.9, линии x1-x6 - линии, соединяющие точки равной эффективности топливного насоса высокого давления, пунктирная линия «Of» - линия, соединяющая точки оптимальной эффективности топливного насоса на всем рабочем диапазоне скоростей вращения двигателя, Max Eff - рабочая точка, где топливный насос 130 высокого давления является работающим с максимальным или пиковой эффективностью, а Fd max - линия, показывающая максимальную возможную потребность в топливе для двигателя на всем его рабочем диапазоне скоростей вращения.
В показанный момент времени, двигатель является вращающимся на «N» оборотах в минуту, потребность в топливе у двигателя 10 имеет значение Fd, а оптимизированная величина (Po) подачи топлива является количеством топлива, имеющегося в распоряжении из топливного насоса высокого давления, если он работает с оптимальной эффективностью на текущем числе (N) оборотов двигателя, то есть, на его оптимальном уровне потребления. Потребность Fd в топливе, в этом случае меньше, чем количество топлива (Po), которое топливный насос 130 высокого давления может подавать, если работает с пиковой эффективностью, то есть, Fd<Po. В этом случае есть излишек количества топлива, которое может подаваться насосом 130 высокого давления, если работает с оптимальной эффективностью, и, как описано в дальнейшем, это избыточное количество (Qe) накапливается в накопителе 140 высокого давления. Избыточное количество Qe топлива является разностью между текущей потребностью Fd в топливе двигателя и оптимизированным количеством Po топлива, имеющимся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, если топливный насос 130 высокого давления работает с оптимальной эффективностью для текущего числа (N) оборотов двигателя. Следует принимать во внимание, что, если Po=Fd, то Qe=0.
Система подачи топлива управляется электронным контроллером 160 с использованием логики, показанной на фиг.1. Электронный контроллер 160 осуществляет работу системы подачи топлива в пяти основных рабочих состояниях, как подробнее описано в дальнейшем, на основании количества топлива, накопленного в накопителе 140 высокого давления, и того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 большей или меньшей, чем количество топлива, которое может подаваться из насоса 130 высокого давления, если работает с оптимальной эффективностью для текущей скорости вращения двигателя.
Для достижения этого управления, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью определения количества топлива, которое может подаваться топливным насосом 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления для текущей скорости вращения двигателя или с оптимальной эффективностью для текущей скорости вращения двигателя, например, посредством использования справочной таблицы, хранимой в устройстве памяти, связывающей количество топлива и скорость вращения двигателя, и измерения текущей скорости вращения двигателя, потребности Fd в топливе двигателя 10, например, из блока управления впрыском топлива и количества топлива в накопителе 140 высокого давления посредством измерения давления топлива в накопителе 140 высокого давления с использованием датчика 180 давления.
ПЕРВОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
В этом рабочем состоянии, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В первом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет отводным клапаном 190 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 и в накопитель 140 высокого давления посредством поворачивания элемента 192 клапана в положение, показанное на фиг.11.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а любое избыточное количество Qe топлива протекает в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не будет полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления).
Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из первого рабочего состояния в пятое рабочее состояние, описанное в дальнейшем.
ВТОРОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Во втором рабочем состоянии, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
Электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на уровне потребления, соответствующем требуемому для удовлетворения текущей потребности Fd в топливе двигателя 10. Это является таким же, как в случае для системы уровня техники, но, нет другого варианта, так как нет топлива, имеющегося в распоряжении в накопителе 140 высокого давления, а значит, потребность Fd в топливе должна удовлетворяться исключительно топливным насосом 130 высокого давления.
Электронный контроллер 160 управляет отводным клапаном 190 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130, посредством поворачивания элемента 192 клапана в положение, показанное на фиг.10, и устанавливает уровень Fd потребления для топливного насоса 130 высокого давления. Поэтому, топливо протекает только в двигатель 10, так как нет избыточного топлива, имеющегося в распоряжении для заполнения накопителя 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления. Когда потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из второго рабочего состояния в первое рабочее состояние, описанное ранее.
ТРЕТЬЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
В этом рабочем состоянии, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом третьем рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет отводным клапаном 190 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 и в накопитель 140 высокого давления посредством поворачивания элемента 192 клапана в положение, показанное на фиг.11.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а избыточное количество Qe топлива протекает в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться, при условии, что Fd остается меньшим чем или равным Po, до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления). Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из третьего рабочего состояния в пятое рабочее состояние, описанное в дальнейшем.
ЧЕТВЕРТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
В этом рабочем состоянии, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом четвертом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет отводным клапаном 190 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления посредством поворачивания элемента 192 клапана в положение, показанное на фиг.12.
Когда отводной клапан 190 находится в этом положении, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, а топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым, предотвращая растрату энергии приведением в действие топливного насоса 130 высокого давления в ситуации, где он был бы вынужден работать неэффективно для удовлетворения потребности Fd в топливе у двигателя 10.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся «пустым». То есть, до тех пор, пока количество топлива, остающегося в накопителе 140 высокого давления, не меньше, чем заданное нижнее пороговое значение.
Однако, если потребность Fd в топливе изменяется, чтобы быть меньшим чем или равным оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет отводным клапаном 190 для обеспечения протекания топлива из топливного насоса 130 в общую направляющую-распределитель 150 для топлива и из топливного насоса 130 в накопитель 140 высокого давления посредством поворачивания элемента 192 клапана в положение, показанное на фиг.11.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 меньшей чем или равной, либо большей, чем оптимальная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления.
ПЯТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
В этом рабочем состоянии, накопитель 140 высокого давления полон (количество топлива выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя может быть большей, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, меньшей чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, или равной оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом пятом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет отводным клапаном 190 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления посредством поворачивания элемента 192 клапана в положение, показанное на фиг.12.
Когда отводной клапан 190 находится в этом положении, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, а топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым, предотвращая растрату энергии приведением в движение топливного насоса 130 высокого давления.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся пустым.
То есть, до тех пор, пока количество топлива, остающегося в накопителе 140 высокого давления, не меньше, чем заданное нижнее пороговое значение.
Однако, если потребность Fd в топливе изменяется, чтобы быть меньшим чем или равным оптимизированной величине Po подачи топлива, то электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет отводным клапаном 190 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 и в накопитель 140 высокого давления посредством поворачивания элемента 192 клапана в положение, показанное на фиг.11.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше, чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 меньшей чем или равна оптимальной величине Po подачи топлива, либо большей, чем оптимальная величина Po подачи топлива.
Работа системы 100 подачи топлива, показанная на фиг.4 идентична описанной со ссылкой на фиг.3 за исключением того, что два клапана 1901 и 1902 используются для управления потоком топлива вместо одиночного отводного клапана 190.
Как раньше, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью определения количества топлива, которое может подаваться топливным насосом 130 высокого давления при работе с оптимальной эффективностью измерения текущей скорости вращения двигателя, потребности Fd в топливе двигателя и количества топлива в накопителе 140 высокого давления посредством измерения давления топлива в накопителе 140 высокого давления с использованием датчика 180 давления.
ПЕРВОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
Электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет клапанами 1901 и 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 и в накопитель 140 высокого давления.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а избыточное количество Qe топлива протекает в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления). Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из первого рабочего состояния в пятое рабочее состояние, описанное в дальнейшем.
ВТОРОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом втором рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на уровне потребления, соответствующем требуемому для удовлетворения текущей потребности Fd в топливе двигателя 10. Это является таким же, как в случае для системы уровня техники, но, нет другого варианта, так как нет топлива, имеющегося в распоряжении в накопителе 140 высокого давления, а значит, потребность Fd в топливе должна удовлетворяться исключительно топливным насосом 130 высокого давления.
Электронный контроллер 160 управляет клапаном 1901 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130, закрывает клапан 1902, чтобы предотвращать течение топлива в накопитель 140 высокого давления, и устанавливает уровень Fd потребления для топливного насоса 130 высокого давления. Поэтому, топливо протекает только в двигатель 10, так как нет избыточного топлива, имеющегося в распоряжении для заполнения накопителя 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления. Когда потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из второго рабочего состояния в первое рабочее состояние, описанное ранее.
ТРЕТЬЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом третьем рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет клапанами 1901, 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 и в накопитель 140 высокого давления посредством перемещения клапана 1902 в положение, в котором топливо может протекать из топливного насоса 130 высокого давления в накопитель 140 высокого давления, и перемещения клапана 1901 в положение, в котором топливо может протекать из топливного насоса 130 высокого давления общую направляющую-распределитель 150 для топлива, но в котором предотвращается протекание топлива из накопителя 140 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а любое избыточное количество Qe топлива протекает в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться (при условии, что Fd остается меньшим, чем или равным Po) до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления).
Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из третьего рабочего состояния в пятое рабочее состояние, описанное в дальнейшем.
ЧЕТВЕРТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом четвертом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет клапанами 1901, 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, но предотвращает течение топлива в или из топливного насоса 130 высокого давления.
Когда клапаны 1901, 1902 находятся в этих положениях, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, а топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым, предотвращая растрату энергии приведением в действие топливного насоса 130 высокого давления в ситуации, где он был бы вынужден работать неэффективно для удовлетворения потребности Fd в топливе у двигателя 10.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся пустым.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше, чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 меньшей чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, либо большей, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления.
ПЯТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и прежде, накопитель 140 высокого давления полон (количество топлива выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя может быть большей, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, меньшей чем оптимизированная величина Po подачи топлива, или равной оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом пятом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет клапанами 1901, 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, но предотвращает течение топлива в или из топливного насоса 130 высокого давления.
Когда клапаны 1901, 1902 находятся в этих положениях, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, а топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым, предотвращая растрату энергии приведением в движение топливного насоса 130 высокого давления.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся пустым.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше, чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 меньшей, чем или большей, чем оптимальная величина Po подачи топлива.
Работа системы 100 подачи топлива, показанная на фиг.5 идентична описанной со ссылкой на фиг.3 за исключением того, что два клапана 1901 и 1902 используются для управления потоком топлива вместо одиночного отводного клапана 190.
Как раньше, электронный контроллер 160 является выполненным с возможностью определения количества топлива, которое может подаваться топливным насосом 130 высокого давления при работе с оптимальной эффективностью измерения текущей скорости вращения двигателя, потребности Fd в топливе двигателя и количества топлива в накопителе 140 высокого давления посредством измерения давления топлива в накопителе 140 высокого давления с использованием датчика 180 давления.
ПЕРВОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
Электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет клапанами 1901 и 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 и в накопитель 140 высокого давления из топливного насоса 130 высокого давления.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а избыточное количество Qe топлива протекает в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления). Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из первого рабочего состояния в пятое рабочее состояние.
ВТОРОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом втором рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на уровне потребления, соответствующем требуемому для удовлетворения текущей потребности Fd в топливе двигателя 10. Это является таким же, как в случае для системы уровня техники, но, нет другого варианта, так как нет топлива, имеющегося в распоряжении в накопителе 140 высокого давления, а значит, потребность Fd в топливе должна удовлетворяться исключительно топливным насосом 130 высокого давления.
Электронный контроллер 160 управляет клапаном 1901 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130, но предотвращает течение топлива в накопитель 140 высокого давления, закрывает клапан 1902, чтобы предотвращать течение топлива из накопителя 140 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива, и устанавливает уровень Fd потребления для топливного насоса 130 высокого давления. Поэтому, топливо протекает только в двигатель 10, так как нет избыточного топлива, имеющегося в распоряжении для заполнения накопителя 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления. Когда потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из второго рабочего состояния в первое рабочее состояние, описанное ранее.
ТРЕТЬЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом третьем рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления для текущей скорости вращения двигателя, и управляет клапанами 1901, 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 высокого давления и протекать в накопитель 140 высокого давления. Это достигается посредством перемещения клапана 1901 в положение, в котором топливо может протекать из топливного насоса 130 высокого давления в накопитель 140 высокого давления и общую направляющую-распределитель 150 для топлива, и перемещения клапана 1902 в положение, в котором топливо не может протекать из накопителя 140 высокого давления в общую направляющую-распределитель 150 для топлива.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а любое избыточное количество Qe топлива протекает в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться (при условии, что Fd остается меньшим, чем или равным Po) до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления). Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из третьего рабочего состояния в пятое рабочее состояние.
ЧЕТВЕРТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом четвертом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет клапанами 1901, 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, но предотвращает течение топлива в или из топливного насоса 130 высокого давления.
Когда клапаны 1901, 1902 находятся в этих положениях, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, а топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым, предотвращая растрату энергии приведением в действие топливного насоса 130 высокого давления в ситуации, где он был бы вынужден работать неэффективно для удовлетворения потребности Fd в топливе у двигателя 10.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся пустым.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше, чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 меньшей, чем или большей, чем оптимальная величина Po подачи топлива.
ПЯТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и прежде, накопитель 140 высокого давления полон (количество топлива выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя может быть большей, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, меньшей чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, или равной оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом пятом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет клапанами 1901, 1902 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, но предотвращает течение топлива в или из топливного насоса 130 высокого давления.
Когда клапаны 1901, 1902 находятся в этих положениях, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления, а топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым, предотвращая растрату энергии приведением в движение топливного насоса 130 высокого давления.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся пустым.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше, чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 большей, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления.
Работа системы 100 подачи топлива, показанной на фиг.6, идентична описанной со ссылкой на фиг.3, за исключением того, что одиночный клапан 290 вставлен между накопителем 140 высокого давления и общей направляющей-распределителем 150 для топлива вместо отводного клапана 190, вставленного между топливным насосом 130 высокого давления и обоими, общей направляющей-распределителем 150 для топлива и накопителем 140 высокого давления.
Как раньше, электронный контроллер 160 является выполненным с возможностью определения количества топлива, которое может подаваться топливным насосом 130 высокого давления при работе с оптимальной эффективностью измерения текущей скорости вращения двигателя, потребности Fd в топливе двигателя и количества топлива в накопителе 140 высокого давления посредством измерения давления топлива в накопителе 140 высокого давления с использованием датчика 180 давления.
ПЕРВОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
Электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива для текущей скорости вращения двигателя, и управляет клапаном 290 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из топливного насоса 130 и в накопитель 140 высокого давления из топливного насоса 130 высокого давления через общую направляющую-распределитель 150 для топлива.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а избыточное количество Qe топлива протекает через общую направляющую-распределитель 150 для топлива в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления).
Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из первого рабочего состояния в пятое рабочее состояние.
ВТОРОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления пуст (количество топлива ниже заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом втором рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на уровне потребления, соответствующем требуемому для удовлетворения текущей потребности Fd в топливе двигателя 10. Это является таким же, как в случае для системы уровня техники, но, нет другого варианта, так как нет топлива, имеющегося в распоряжении в накопителе 140 высокого давления, а значит, потребность Fd в топливе должна удовлетворяться исключительно топливным насосом 130 высокого давления.
Электронный контроллер 160 управляет клапаном 290, чтобы предотвращать течение топлива в или из накопителя 140 высокого давления, и устанавливает уровень Fd потребления для топливного насоса 130 высокого давления. Поэтому, топливо протекает только в двигатель 10, так как нет избыточного топлива, имеющегося в распоряжении для заполнения накопителя 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления. Когда потребность Fd в топливе у двигателя больше не превышает оптимизированную величину Po подачи топлива, имеющуюся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из второго рабочего состояния в первое рабочее состояние, описанное ранее.
ТРЕТЬЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя меньше чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом третьем рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления с его оптимальной эффективностью посредством установки уровня потребления, соответствующего оптимальной величине Po подачи топлива, для текущей скорости вращения двигателя, и управляет клапаном 290 для обеспечения протекания топлива через общую направляющую-распределитель 150 для топлива в накопитель 140 высокого давления.
Поэтому, топливо протекает в двигатель 10, а избыточное количество Qe топлива протекает в накопитель 140 высокого давления. Этот процесс будет продолжаться (при условии, что Fd остается меньшим, чем или равным Po) до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не полон (количество топлива не выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления). Когда накопитель 140 высокого давления определен полным, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью переключения рабочего состояния системы подачи топлива из третьего рабочего состояния в пятое рабочее состояние, описанное в дальнейшем.
ЧЕТВЕРТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и раньше, накопитель 140 высокого давления не пуст (количество топлива выше заданного нижнего порогового значения, измеряемого в качестве нижнего порогового значения давления), но и не полон (количество топлива ниже заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом четвертом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет клапаном 290 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления. Предотвращается протекание топлива в топливный насос 130 высокого давления посредством одностороннего клапана (не показан), но указанного направлением стрелки, соединяющей топливный насос 130 высокого давления с общей направляющей-распределителем 150 для топлива на фиг.6.
Когда клапан 290 находится в этом положении, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления. Топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым, предотвращая растрату энергии приведением в действие топливного насоса 130 высокого давления в ситуации, где он был бы вынужден работать неэффективно для удовлетворения потребности Fd в топливе у двигателя 10.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся пустым.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше, чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 большей, чем оптимальная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления.
ПЯТОЕ РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ
Как и прежде, накопитель 140 высокого давления полон (количество топлива выше заданного верхнего порогового значения, измеряемого в качестве верхнего порогового значения давления), а потребность Fd в топливе двигателя может быть большей, чем, меньшей чем или равна оптимизированной величине Po подачи топлива, имеющейся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления при работе на своем оптимальном уровне потребления.
В этом пятом рабочем состоянии, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью осуществления работы топливного насоса 130 высокого давления на нулевой производительности посредством установки уровня потребления, соответствующего нулю, и управляет клапаном 290 для обеспечения протекания топлива в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления. Предотвращается протекание топлива в топливный насос 130 высокого давления посредством одностороннего клапана (не показан), указанного направлением стрелки на фиг.6, соединяющей топливный насос 130 высокого давления с общей направляющей-распределителем 150 для топлива.
Когда клапан 290 находится в этом положении, топливо протекает в общую направляющую-распределитель 150 для топлива из накопителя 140 высокого давления. Топливный насос 130 высокого давления фактически отключен, тем самым предотвращая растрачивание энергии приведением в действие топливного насоса 130 высокого давления.
Этот процесс будет продолжаться при условии, что потребность Fd в топливе больше, чем оптимизированная величина Po подачи топлива, имеющаяся в распоряжении из топливного насоса 130 высокого давления до тех пор, пока накопитель 140 высокого давления не определен являющимся пустым.
Когда накопитель 140 высокого давления определяется являющимся пустым, то есть, количество топлива меньше, чем заданное нижнее пороговое значение, электронный контроллер 160 выполнен с возможностью выбора одного из первого и второго режимов работы в зависимости от того, является ли потребность Fd в топливе у двигателя 10 большей, чем оптимальная величина Po подачи топлива.
Следует принимать во внимание, что термин «пустой» в отношении накопителя 140 высокого давления означает ниже заданного нижнего порогового количества топлива, и что термин «полный» в отношении накопителя 140 высокого давления означает выше заданного верхнего порогового количества топлива.
Как обсуждено ранее, эти заданные нижнее и верхнее пороговые значения могут устанавливаться в виде нижнего и верхнего пороговых значений давления топлива для накопителя 140 высокого давления. Находится ли давление выше или ниже этих пороговых значений, может определяться посредством измерения давления внутри накопителя 140 высокого давления с использованием связанного датчика 180 давления.
Поэтому, подводя итог вышесказанному, полезная модель предусматривает способ и систему подачи топлива, которые используют накопитель высокого давления для компенсации колебаний потребности в топливе двигателя для обеспечения работы топливного насоса высокого давления на или очень близко к своей оптимальной отдаче во все моменты времени, тем самым, уменьшая топливо, требуемое двигателю для приведения в действие топливного насоса высокого давления.
Преимущественно, когда топливо сверх заданного количества имеется в распоряжении в накопителе высокого давления, топливо из накопителя используется всякий раз, когда потребность в топливе у двигателя больше, чем оптимизированное количество топлива, которое может выдаваться топливным насосом высокого давления, требуя, чтобы топливный насос высокого давления эксплуатировался на уровне, выше его оптимального уровня потребления, а в некоторых случаях, когда потребность в топливе у двигателя равна оптимизированному количеству топлива, которое может выдаваться топливным насосом высокого давления при работе на его оптимальном уровне потребления.
Специалистам в данной области техники следует принимать во внимание, что, хотя полезная модель было описана в качестве примера со ссылкой на один или более вариантов осуществления, она не ограничена раскрытыми вариантами осуществления, и что альтернативные варианты осуществления могли бы быть созданы, не выходя из объема полезной модели, как определено в прилагаемой формуле полезной модели.