СПОСОБ И АППАРАТ
METHOD AND APPARATUS

На многих транспортных средствах используются двигатели внутреннего сгорания, в которых смесь воздуха и топлива может воспламеняться свечами зажигания в камере сгорания, формируемой в цилиндре двигателя.
Сгорание смеси вызывает перемещение поршня в цилиндре. Поршни двигателя присоединены с помощь шатунов к коленчатому валу, расположенному в картере двигателя, для привода колес транспортного средства.
На рынке имеется потребность в двигателях уменьшенных размеров с высоким удельным вращающим моментом (то есть, вращающим моментом на единицу объема, занимаемого двигателем) и с высокой выходной мощностью, причем эти двигатели должны работать на невысоких максимальных оборотах, например порядка 5000 об/мин.
Однако такие двигатели обычно снабжены системой наддува, и в них часто возникают нарушения режима сгорания смеси, такие как преждевременное воспламенение, происходящее, когда смесь воздуха и топлива воспламеняется раньше момента зажигания, определяемого искрой свечи зажигания. Преждевременное воспламенение смеси может приводить к очень сильным ударам.
Такие удары нежелательны, поскольку они могут приводить к повреждению поршней, шатунов, свечей зажигания или других частей двигателя в результате повышенных механических напряжений, возникающих в связи с очень высокими давлениями в цилиндрах.
Существует несколько возможных причин преждевременного воспламенения смеси, которое может приводить к очень сильным ударам. Одной из причин преждевременного воспламенения смеси является присутствие в камере сгорания смазочного масла, которое используется для смазки подшипников и других частей, таких как гильза цилиндра и коленчатый вал двигателя, и которое обычно собирается в поддоне картера двигателя. Смазочное масло может накапливаться в зоне верхнего поршневого кольца и гильзы и выталкиваться в камеру сгорания, в которой температура масла может вызывать преждевременное воспламенение смеси.
Настоящее изобретение направлено на решение или по меньшей мере ослабление по меньшей мере одной из вышеуказанных проблем.
В изобретении предлагается способ регулирования перепада давлений между камерой сгорания и картером двигателя, причем способ включает:
прием устройством управления сигнала, указывающего на подсоединение контейнера для смазочного масла к системе циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем;
в ответ на принятый сигнал обеспечение/передачу данных для функционирования устройства регулирования всасывания для обеспечения регулирования перепада давлений.
Регулирование и/или поддержание перепада давлений между камерой сгорания и картером двигателя обеспечивает возможность предотвращения или снижения проникновения смазочного масла из картера в камеру сгорания, в результате чего снижается вероятность возникновения нарушений режима сгорания, таких как преждевременное воспламенение в камере сгорания двигателя. Более низкое давление в картере двигателя по сравнению с давлением в камере сгорания предотвращает или снижает возможность попадания смазочного масла в камеру сгорания через зазоры между поршнем и соответствующей гильзой цилиндра двигателя. Более низкое давление в картере двигателя по сравнению с давлением в камере сгорания снижает возможность скапливания смазочного масла в зоне верхнего поршневого кольца и гильзы цилиндра, в результате чего предотвращается или снижается возможность проникновения смазочного масла в камеру сгорания, и, таким образом, предотвращаются или снижаются такие нарушения режима сгорания смеси, как преждевременное воспламенение, например, минимизируется частота случаев преждевременного воспламенения.
Устройство регулирования всасывания может содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из перечня, содержащего: насос, дроссельный клапан, дросселирующее отверстие и/или устройство, использующее эффект Вентури. Способ может также включать измерение по меньшей мере одной характеристики картера двигателя, и обеспечиваемые данные могут быть получены на основе измеряемой характеристики. Характеристика картера может быть по меньшей мере одной характеристикой, выбранной из группы, состоящей из: давления в картере, температуры в картере, количества смазочного масла в картере, вязкости смазочного масла в картере, плотности смазочного масла в картере и/или химического состава смазочного масла в картере. Обеспечение данных может включать: обеспечение данными устройства управления двигателем; и способ может также включать, в ответ на принятые данные, обеспечение устройством управления двигателем функционирования устройства регулирования всасывания. Обеспечение данных может включать: обеспечение данными устройства управления контейнера для смазочного масла; и способ может также включать, в ответ на принятые данные, обеспечение устройством управления контейнера функционирования устройства регулирования всасывания. Обеспечение данных может включать: обеспечение данными устройства управления стыковочного узла контейнера для смазочного масла; и способ может также включать, в ответ на принятые данные, обеспечение устройством управления стыковочного узла функционирования устройства регулирования всасывания. Обеспечение данных может включать: передачу данных в устройство управления, распределенного по устройствам управления, выбранным из перечня, содержащего: устройство управления двигателем, устройство управления контейнера для смазочного масла и/или устройство управления стыковочного узла контейнера для смазочного масла; и способ может также включать, в ответ на принятые данные, обеспечение распределенным устройством функционирования устройства регулирования всасывания.
Обеспечение функционирования устройства регулирования всасывания может также включать регулирование перепада давлений на основе данных путем управления устройством, выбранным из перечня, содержащего: насос, дроссельную заслонки, дросселирующее отверстие и/или устройство, использующее эффект Вентури. Прием сигнала устройством управления может включать прием сигнала устройством управления двигателем, и/или устройством управления контейнера для смазочного масла, и/или устройством управления стыковочного узла.
Устройство регулирования всасывания может быть соединено с системой циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем. Устройство регулирования всасывания может содержать откачивающий насос, выполненный для откачивания смазочного масла из картера. Устройство регулирования всасывания может содержать электрический насос, и/или гидравлический насос, и/или пневматический насос, выполненный для закачивания смазочного масла в контейнер для смазочного масла.
Устройство регулирования всасывания может быть присоединено к вентиляционному каналу картера. Устройство регулирования всасывания может содержать вакуумный насос, выполненный для откачивания газов из картера. Устройство регулирования всасывания может также содержать по меньшей мере одно из дроссельной заслонки, регулируемого дросселирующего отверстия и устройства, в котором используется эффект Вентури.
Контейнер для смазочного масла может содержать съемный контейнер с соединительным устройством, выполненным для обеспечения прохождения текучей среды между резервуаром контейнера, предназначенным для содержания смазочного масла, и системой циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем. Обеспечение данными устройства управления может включать обеспечение данных, когда установка контейнера обеспечивает возможность прохождения текучей среды между резервуаром и системой циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем. Источник данных контейнера может обеспечивать сигнал и/или данные для устройства управления, когда установка контейнера обеспечивает возможность прохождения текучей среды между резервуаром и системой циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем.
Обеспечиваемые данные могут содержать дополнительные данные, получаемые на основе по меньшей мере одной характеристики смазочного масла. Указанная по меньшей мере одна характеристика может быть выбрана из группы, содержащей: количество смазочного масла, температуру смазочного масла, давление смазочного масла, вязкость смазочного масла, индекс вязкости смазочного масла, плотность смазочного масла, электрическое сопротивление смазочного масла, диэлектрическую постоянную смазочного масла, мутность смазочного масла и/или химический состав смазочного масла.
Обеспечиваемые данные могут содержать дополнительные данные, получаемые на основе по меньшей мере одной характеристики двигателя. Указанная по меньшей мере одна характеристика двигателя может содержать информацию в связи с географическим местонахождением двигателя, и/или с историей эксплуатации двигателя, и/или с нагрузкой двигателя, и/или с нарушениями режима сгорания смеси, такими как, например, случаи очень сильных ударов.
Обеспечиваемые данные могут содержать дополнительные данные, получаемые на основе по меньшей мере одной характеристики топлива. Указанная по меньшей мере одна характеристика топлива может быть выбрана из группы, содержащей: концентрацию кислорода в топливе, по меньшей мере одну характеристику перегонки топлива, вязкость топлива, плотность топлива, электрическое сопротивление топлива, диэлектрическую постоянную топлива, мутность топлива и/или химический состав топлива.
Способ может также включать измерение по меньшей мере одной характеристики, и дополнительные данные могут быть получены на основе измеряемой характеристики.
Способ может также включать обеспечение данными запоминающего устройства в ответ на принятый сигнал. Обеспечение данными запоминающего устройства может включать запись в запоминающее устройство данных, получаемых из устройства управления. Запоминающее устройство может быть распределено по запоминающим устройствам, выбранным из перечня, содержащего: запоминающее устройство устройства управления двигателем, запоминающее устройство источника данных контейнера для смазочного масла и/или запоминающее устройство источника данных стыковочного узла для контейнера.
Как уже указывалось, более низкое давление в картере двигателя по сравнению с давлением в камере сгорания снижает возможность смазочного масла накапливаться в зоне верхнего поршневого кольца и гильзы цилиндра, в результате чего предотвращается или снижается возможность проникновения смазочного масла в камеру сгорания, и, таким образом, предотвращаются или снижаются такие нарушения сгорания смеси, как преждевременное воспламенение, например, минимизируется частота случаев преждевременного воспламенения.
Соответственно, в настоящем изобретении предлагается также применение устройства регулирования всасывания для поддержания перепада давлений между камерой сгорания и картером двигателя внутреннего сгорания для предотвращения или снижения проникновения смазочного масла из картера в камеру сгорания. Это может обеспечивать возможность предотвращения или снижения количества случаев нарушений режима сгорания смеси в камере сгорания, таких как преждевременное воспламенение, ведущее к возникновению очень сильных ударов в двигателе.
Такое применение может обеспечивать простое и дешевое решение по снижению вероятности преждевременного воспламенения, особенно в двигателях уменьшенных размеров с высоким удельным вращающим моментом (то есть, вращающим моментом на единицу объема, занимаемого двигателем) и с высокой выходной мощностью, причем эти двигатели работают на низких оборотах, например порядка 1500 об/мин.
В изобретении также предлагается аппарат, выполненный с возможностью регулирования перепада давлений между камерой сгорания и картером двигателя, причем аппарат содержит:
устройство управления, выполненное с возможностью приема сигнала, указывающего на подсоединение контейнера для смазочного масла к системе циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем,
причем аппарат сконфигурирован также с возможностью обеспечения данных, в ответ на принятый сигнал, для обеспечения функционирования устройства регулирования всасывания для регулирования перепада давлений.
Аппарат может содержать двигатель, содержащий систему циркуляции текучей среды, выполненную с возможностью прохождения текучей среды между этой системой и резервуаром контейнера для смазочного масла. Аппарат может также содержать контейнер для смазочного масла.
Настоящее изобретение также относится:
к машиночитаемому носителю информации, содержащему программные команды, предназначенные для программирования процессора для реализации способа по настоящему изобретению, и/или
к съемному контейнеру для смазочного масла для двигателя, содержащему машиночитаемый носитель информации по настоящему изобретению, и/или
к устройству управления для использования с аппаратом и/или с контейнером по настоящему изобретению, и/или
к транспортному средству, содержащему аппарата или устройство управления по настоящему изобретению.
Настоящее изобретение распространяется по существу на способы и/или устройства, представленные в данном описании со ссылками на прилагаемые чертежи.
Любой отличительный признак какого-либо объекта настоящего изобретения может быть применен, в любой подходящей комбинации, к другим объектам изобретения. В частности, отличительные признаки способа могут быть применены к аппарату, и наоборот.
Ниже будут описаны варианты осуществления изобретения, которые являются лишь примерами его реализации, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - схематическое изображение транспортного средства;
на фиг. 2-5 - схематические виды компонентов транспортного средства фиг. 1;
на фиг. 6 - схематический вид вертикальной проекции съемного контейнера для смазочного масла, предназначенного для двигателя, с частичным разрезом через стенку контейнера. Для указания одинаковых элементов на чертежах используются одинаковые ссылочные номера.
На фиг. 1 приведен схематический вид транспортного средства 6, содержащего двигатель 4 и контейнер 14 для смазочного масла.
Двигатель 4 содержит блок 40 цилиндров, камеру 41 сгорания, по меньшей мере один поршень 42, и коленчатый вал 43, расположенный в картере 44. Двигатель 4 также содержит систему 8 циркуляции смазочного масла, связанную с двигателем 4, причем смазочное масло может циркулировать внутри двигателя 4 и/или снаружи него.
Система 8 циркуляции смазочного масла выполнена для подачи масла к подшипникам и движущимся частям двигателя 4, таким как коленчатый вал 43, расположенный в картере 44. Система 8 циркуляции смазочного масла соединена с трубопроводами. Смазочное масло, циркулирующее в двигателе 4, поступает в систему 8 из подающего трубопровода 10 и возвращается через возвратный трубопровод 12. Система 8 циркуляции смазочного масла может содержать по меньшей мере один возвратный насос 80 для обеспечения циркуляции масла в системе 8.
Контейнер 14 для смазочного масла содержит резервуар 9, в котором содержится масло. Транспортное средство 6 содержит также аппарат 35, сконфигурированный для регулирования перепада давлений между камерой 41 сгорания и картером 44 двигателя 4.
Для этой цели транспортное средство 6 содержит также устройство 3 регулирования всасывания, и аппарат 35 также сконфигурирован для обеспечения данных для функционирования устройства 3 регулирования всасывания, в результате чего регулируется перепад давлений. В некоторых примерах аппарат 35 может содержать устройство 2 управления, сконфигурированное для обеспечения данных.
Устройство 3 регулирования всасывания обеспечивает возможность снижения давления в картере 44 под поршнем 42, в результате чего давление в картере 44 будет поддерживаться ниже давления в камере 41 сгорания. В некоторых примерах абсолютное давление в картере 44 может быть всегда между 0,2 бар (1 бар = 105 Па) и 1 бар.
Авторы изобретения обнаружили, что снижение давления в картере 44 по сравнению с давлением в камере 41 сгорания может уменьшить накопление или предотвращает или снижает попадание смазочного масла в камеру 41 сгорания (например, в результате проникновения смазочного масла в камеру 41 сгорания через зазоры между поршнем 42 и соответствующей гильзой цилиндра двигателя 4). Предотвращение или снижение проникновения смазочного масла в камеру 41 сгорания позволяет снизить частоту случаев преждевременного воспламенения смеси.
Поэтому поддержание и/или регулирование перепада давлений между камерой 41 сгорания и картером 44, в результате чего давление в картере 44 поддерживается и/или регулируется таким образом, чтобы оно было ниже давления в камере 41 сгорания, обеспечивает снижение или предотвращение случаев преждевременного воспламенения смеси.
Будет понятно, что настоящее изобретение относится к любому использованию устройства 3 регулирования всасывания для поддержания перепада давлений между камерой 41 сгорания и картером 44 двигателя 4 внутреннего сгорания, чтобы предотвращать или снизить проникновение смазочного масла из картера 44 в камеру 41 сгорания для снижения вероятности преждевременного воспламенения смеси.
Как это будет объяснено ниже более подробно, обеспечиваемые данные могут быть в аналоговой и/или цифровой форме для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания. В некоторых примерах данные могут быть обеспечены в устройстве 3 регулирования всасывания, и/или в устройстве 2 управления, и/или в двигателе 4 для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания.
Как показано на фигурах и более подробно описано ниже, устройство 3 регулирования всасывания может содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из перечня, содержащего: насос, дроссельную заслонки, дросселирующее отверстие и/или устройство, использующее эффект Вентури.
Как показано на фиг. 2 и 3, в некоторых примерах устройство 3 регулирования всасывания может быть соединено с системой 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем 4.
В некоторых примерах устройство 3 регулирования всасывания может содержать один или более откачивающих насосов 31, предназначенных для откачивания смазочного масла из картера 44. В некоторых примерах устройство 3 регулирования всасывания может содержать по меньшей мере один откачивающий насос 31, присоединенный к сухому поддону картера двигателя 4, причем откачивающий насос 31 выполнен для выпуска смазочного масла из картера 44 до такой степени, чтобы между камерой 41 сгорания и картером 44 двигателя 4 поддерживался перепад давлений, предотвращающий или уменьшающий проникновение смазочного масла из картера 44 в камеру 41 сгорания. Таким образом, следует понимать, что в примерах, иллюстрируемых на фиг. 2 и 3, один или более откачивающих насосов 31 не используются с целью снизить вспенивание масла и/или уменьшить сопротивление вращению коленчатого вала в картере 44, хотя вспенивание масла и/или сопротивление вращению коленчатого вала также может быть также уменьшено в результате работы устройства 3 регулирования всасывания.
Вместо этого или дополнительно к этому, как это показано на фиг. 4 и 5, устройство 3 регулирования всасывания может быть подсоединено к вентиляционному каналу 45 картера 44.
Как показано на фиг. 4, в некоторых примерах устройство 3 регулирования всасывания может содержать вакуумный насос 33, предназначенный для откачивания газов из картера 44. Вакуумный насос 33 сконфигурирован для откачивания газов из картера 44 до такой степени, чтобы между камерой 41 сгорания и картером 44 двигателя 4 поддерживался перепад давлений, предотвращающий или уменьшающий проникновение смазочного масла из картера 44 в камеру 41 сгорания.
Как показано на фиг. 5, в некоторых примерах устройство 3 регулирования всасывания подсоединено к вентиляционному каналу 45 картера 44 и может содержать насос 36, создающий поток текучей среды в устройстве 34, использующем эффект Вентури. Падение давления, создаваемое устройством 34, обеспечивает откачивание газов из картера 44 до такой степени, чтобы между камерой 41 сгорания и картером 44 двигателя 4 поддерживался перепад давлений, предотвращающий или уменьшающий проникновение смазочного масла из картера 44 в камеру 41 сгорания. Как показано на фиг. 5, в некоторых примерах устройство 34, использующее эффект Вентури, может быть присоединено к каналу 46 для впуска воздуха двигателя 4. В некоторых других примерах устройство 34 может быть присоединено к трубопроводу, по которому проходит жидкость, например в системе циркуляции воды транспортного средства 6.
В некоторых примерах один или более откачивающих насосов 31, и/или один или более вакуумных насосов 33, и/или один или более насосов 36 могут содержать один или более механических насосов. Вместо этого или дополнительно к этому один или более откачивающих насосов 31, и/или один или более вакуумных насосов 33, и/или один или более насосов 36 могут содержать один или более электрических, и/или гидравлических, и/или пневматических насосов. Как показано пунктирными стрелками на фигурах в некоторых примерах, устройство 3 регулирования всасывания (например, содержащее один или более откачивающих насосов 31, и/или один или более вакуумных насосов 33, и/или один или более насосов 36) может приводиться в действие механически двигателем 4, и/или на них может подаваться мощность, вырабатываемая двигателем 4.
Вместо этого или дополнительно к этому, как показано на фиг. 1, транспортное средство 6 может содержать датчик 7, выполненный для измерения по меньшей мере одной характеристики картера 44 двигателя 4. Характеристика картера 44 может быть по меньшей мере одной характеристикой, выбранной из группы, содержащей:
давление в картере 44;
температуру в картере 44;
количество смазочного масла в картере 44;
вязкость смазочного масла в картере 44;
плотность смазочного масла в картере 44; и/или
химический состав смазочного масла в картере 44.
В некоторых примерах, как это показано на фиг. 1-5, данные, обеспечиваемые, например, устройством 2 управления, для функционирования устройства 3 регулирования всасывания, могут быть получены на основе измеренной характеристики.
Таким образом, следует понимать, что эти данные могут обеспечивать возможность регулирования перепада давлений путем обеспечения регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания.
Как показано на фиг. 2-5, устройство 3 регулирования всасывания может содержать по меньшей мере один насос (например, один или более откачивающих насосов 31, и/или один или более вакуумных насосов 33, и/или один или более насосов 36) и/или дроссельный клапан 32, устройство, использующее эффект Вентури (например, вышеупомянутое устройство 34) и/или регулируемое дросселирующее отверстие 37. Таким образом, регулируемое функционирование устройства 3 регулирования всасывания может быть осуществлено путем управления работой насоса 31, 33 и/или 36, и/или дроссельного клапана 32, и/или устройства 34, использующего эффект Вентури, и/или регулируемого дросселирующего отверстия 37.
Как показано на фиг. 2, контейнер 14 для смазочного масла может быть стационарной частью системы 8 циркуляции смазочного масла. Вместо этого или дополнительно к этому, как показано на фиг. 3, контейнер 14 для смазочного масла может представлять собой съемный контейнер с соединительным устройством, выполненным для обеспечения прохождения текучей среды между резервуаром 9 контейнера 14, предназначенным для содержания смазочного масла, и системой 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем 4. Съемный контейнер 14 может быть установлен в стыковочном узле 5. Съемный контейнер 14 будут описан далее более подробно.
Изобретение может быть применено к аппарату 35, содержащему устройство управления 2, выполненному также с возможностью приема сигнала, указывающего на присоединение контейнера 14 для смазочного масла к системе 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем 4.
В некоторых примерах аппарат 35, в ответ на принятый сигнал, может обеспечивать данные для обеспечения функционирования устройства 3 регулирования всасывания для регулирования перепада давлений, как это уже было описано.
В примере, показанном на фиг. 3, устройство 2 управления содержит устройство 21 управления двигателем, которое принимает сигнал.
Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах устройство 2 управления содержит устройство 22 управления контейнера 14 для смазочного масли, которое может принимать сигнал.
Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах устройство 2 управления содержит устройство 23 управления стыковочного узла 5 для контейнера 14 для смазочного масли, которое может принимать сигнал.
Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах устройство 2 управления может быть распределено по устройствам управления, выбранным из перечня, содержащего: устройство 21 управления двигателем, устройство 22 управления контейнера 14 для смазочного масла и/или устройство 23 управления стыковочного узла 5 для контейнера 14 для смазочного масла. Сигнал может приниматься в распределенном устройстве 2 управления.
Как показано на фиг. 3, контейнер 14 может также содержать источник данных, выполненный с возможностью обеспечения сигнала для устройства 2 управления, когда установка контейнера 14 обеспечивает возможность прохождения текучей среды между резервуаром 9 и системой 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем 4.
Как это уже указывалось, данные, обеспечиваемые аппаратом 35, могут быть в аналоговой и/или цифровой форме для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания.
Как показано на фиг. 1, данные могут быть обеспечены устройством 2 управления аппарата 35 в устройстве 3 регулирования всасывания, и/или в двигателе 4 для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания.
Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах данные могут быть обеспечены в устройстве 2 управления для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания.
Как показано на фиг. 3 в некоторых примерах устройство 2 управления содержит устройство 21 управления двигателем, которое сконфигурировано для обеспечения, в ответ на принятые данные, функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания. В примере, показанном на фиг. 3, данные могут обеспечиваться, когда установка контейнера 14 обеспечивает возможность прохождения текучей среды между резервуаром 9 и системой 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем 4. Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах устройство 2 управления содержит устройство 22 управления контейнера 14 для смазочного масла, которое сконфигурировано для обеспечения, в ответ на принятые данные, функционирования устройства 3 регулирования всасывания. Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах устройство 2 управления содержит устройство 23 управления стыковочного узла 5 для контейнера 14 для смазочного масла, которое сконфигурировано для обеспечения, в ответ на принятые данные, функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания. Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах устройство 2 управления может представлять собой устройство управления, распределенное по устройствам управления, выбранным из перечня, содержащего: устройство 21 управления двигателем, устройство 22 управления контейнера 14 для смазочного масла и/или устройство 23 управления стыковочного узла 5 для контейнера 14 для смазочного масла. В некоторых примерах распределенное устройство управления сконфигурировано для обеспечения, в ответ на принятые данные, функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания.
В некоторых примерах обеспечиваемые данные содержат дополнительные данные, полученные на основе по меньшей мере одной характеристики смазочного масла в контейнере 14. В некоторых неограничивающих примерах по меньшей мере одна характеристика может быть выбрана из группы, содержащей:
количество смазочного масла (количество смазочного масла включает также его полное отсутствие);
температуру смазочного масла;
давление смазочного масла;
вязкость смазочного масла;
индекс вязкости смазочного масла;
плотность смазочного масла;
электрическое сопротивление смазочного масла;
диэлектрическую постоянную смазочного масла;
мутность смазочного масла;
химический состав смазочного масла; и/или
сорт смазочного масла.
Вместо этого или в дополнение к этому обеспечиваемые данные могут содержать дополнительные данные, получаемые на основе по меньшей мере одной характеристики двигателя.
В некоторых примерах указанная по меньшей мере одна характеристика двигателя представляет собой информацию, относящуюся к географическому местонахождению. Дополнительная информация может содержать данные, указывающие на то, что двигатель эксплуатируется (например, на транспортном средстве) в географической зоне, в которой часто возникают проблемы со сгоранием смеси. Например, если предполагается, что двигатель будет эксплуатироваться в географической зоне, для которой известно, что качество топлива и/или условия эксплуатации вызывают проблемы со сгоранием смеси, то дополнительная информация может обеспечивать функционирование и/или регулируемое функционирование устройства 3 регулирования всасывания таким образом, чтобы давление в картере 44 снижалось в большей степени, чем в других географических зонах, в которых качество топлива и/или условия эксплуатации будут другими. Например, дополнительные данные могут содержать информацию, указывающую на эксплуатацию двигателя в зоне, для которой известно, что топливо вызывает нарушения режима сгорания смеси, и, соответственно, будет обеспечиваться снижение давления в картере. Вместо этого или дополнительно к этому характеристика двигателя может представлять собой информацию, связанную со статистикой эксплуатации двигателя. В некоторых неограничивающих примерах статистика эксплуатации может содержать такую информацию, как пробег двигателя и/или транспортного средства, и/или работы по ремонту и/или техническому обслуживанию транспортного средства и/или двигателя, например, замена смазочного масла и т.п.
Вместо этого или дополнительно к этому указанная по меньшей мере одна характеристика двигателя может представлять собой информацию, связанную с нагрузкой двигателя. Таким образом, аппарат 35 может обеспечивать данные для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания, на основе дополнительных данных, связанных с нагрузкой двигателя. Таким образом, дополнительные данные могут обеспечивать возможность, для заданного числа оборотов двигателя, функционирования устройства 3 регулирования всасывания для снижения давления, при котором ослабляются нарушения сгорания смеси при высокой нагрузке двигателя.
Вместо этого или дополнительно к этому указанная по меньшей мере одна характеристика двигателя может представлять собой информацию, связанную с нарушениями режима сгорания смеси, такими как возникновение очень сильных ударов. Таким образом, аппарат 35 может обеспечивать данные для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания, на основе дополнительных данных, связанных с возникновением очень сильных ударов.
Вместо этого или в дополнение к этому обеспечиваемые данные могут содержать дополнительные данные, получаемые на основе по меньшей мере одной характеристики топлива. В некоторых примерах указанная по меньшей мере одна характеристика топлива может быть выбрана из группы, содержащей:
концентрацию кислорода в топливе;
по меньшей мере одну характеристику перегонки топлива;
вязкость топлива; плотность топлива;
электрическое сопротивление топлива;
диэлектрическую постоянную топлива;
мутность топлива; и/или
химический состав топлива.
Следует понимать, что указанная по меньшей мере одна характеристика может быть измерена, и дополнительные данные могут быть получены на основе измеренной характеристики. Указанная по меньшей мере одна характеристика может быть измерена датчиком.
Как показано на фиг. 2-5, контейнер 14 для смазочного масла может содержать датчик 93, выполненный для измерения по меньшей мере одной характеристики смазочного масла в резервуаре 9 контейнера 14. Датчик местонахождения может содержать устройство GPS транспортного средства и/или двигателя.
Вместо этого или дополнительно к этому характеристика топлива, такая как, например, диэлектрическая постоянная топлива, может быть измерена датчиком, находящимся, например, в топливном баке транспортного средства. Датчик может быть выполнен для получения концентрации кислорода в топливе. Датчик может быть также выполнен для получения характеристик перегонки топлива для обеспечения соответствующего функционирования устройства 3 регулирования всасывания, чтобы понизить вероятность нарушений процесса горения смеси.
Следует понимать, что аппарат может быть выполнен для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания на основе характеристики картера 44. Однако следует понимать, что аппарат может быть выполнен для обеспечения функционирования и/или регулируемого функционирования устройства 3 регулирования всасывания на основе дополнительных данных, таких как характеристика смазочного масла, и/или характеристика двигателя, и/или характеристика топлива.
Как показано на фиг. 3, источник 1 данных может быть выполнен также для обеспечения данных, например дополнительных данных. В некоторых примерах источник 1 данных может быть выполнен с возможностью подсоединения для обеспечения данных в устройстве 2 управления, таком как устройство 21 управления двигателем, по линии 97 связи. Источник 1 данных может быть расположен на контейнере 14 таким образом, что при соединении контейнера с системой 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем, для прохождения текучей среды источник 1 данных также может осуществлять обмен данными с устройством 2 управления двигателем, а если контейнер 14 не установлен для сообщения с системой циркуляции текучей среды, обмен данными с источником 1 данных блокируется.
В некоторых примерах дополнительные данные представляют собой данные, относящиеся к контейнеру 14.
Вместо этого или дополнительно к этому в некоторых примерах дополнительные данные, обеспечиваемые источником 1 данных, могут содержать характеристику двигателя, такую как информация, относящаяся к географическому местонахождению, и/или к статистике эксплуатации, и/или к нагрузке двигателя, и/или к частоте случаев ненормального сгорания смеси, таких как очень сильные удары. Например, источник 1 данных может быть выполнен для обеспечения данных, которые используются вместе с указанием, что двигатель работает в зоне, в которой топливо и/или условия эксплуатации могут вызывать преждевременное воспламенение смеси.
В некоторых примерах данные, например данные, полученные из устройства 2 управления, могут быть также обеспечены в запоминающем устройстве. В некоторых вариантах запоминающее устройство может быть распределено по запоминающим устройствам, выбранным из перечня, содержащего: запоминающее устройство 94 устройства управления (например, содержащего устройство 2 управления), запоминающее устройство 104 источника 1 данных контейнера 14 для смазочного масла и/или запоминающее устройство 234 источника 1 данных стыковочного узла 5 контейнера 14.
Как показано на фиг. 3, в некоторых примерах контейнер 14 для смазочного масла может содержать выпускной канал 91, подсоединенный к резервуару 9. Выпускной канал 91 выполнен с возможностью подсоединения для подачи смазочного масла по подающему трубопроводу 10 в систему 8 циркуляции смазочного масла, связанную с двигателем 4. Впускной канал 92 выполнен с возможностью подсоединения к с возвратному трубопроводу 12 для обеспечения возврата смазочного масла, поступающего из резервуара 9 в систему 8 циркуляции масла, связанную с двигателем 4.
Каналы 91, 92 контейнера 14 для смазочного масла содержат соединительные элементы, предпочтительно самоуплотняющиеся соединительные элементы, и контейнер 14 содержит фиксаторы 101, 102, выполненные с возможностью прикрепления контейнера 14 к подающему трубопроводу 10 и возвратному трубопроводу 12. Фиксаторы 101, 102 выполнены с возможностью их отпирания с целью снятия и замены контейнера 14.
Устройство 2 управления, например устройство 21 управления двигателем, содержит процессор 96 и запоминающее устройство 94, выполненное для хранения данных, например данных управления для устройства 3 регулирования всасывания и/или для двигателя 4.
В некоторых примерах процессор 96 может быть сконфигурирован для непрерывного контроля и/или для управления работой и/или регулируемой работой двигателя 4 и/или устройства 3 регулирования всасывания по линиям 98 и/или 99, соответственно. Процессор 96 может быть сконфигурирован для управления функционированием и/или регулируемым функционированием устройства 3 регулирования всасывания на основе непрерывного контроля и с использованием данных, считываемых из запоминающего устройства 94.
Устройство 2 управления может быть также сконфигурировано для получения сигнала, указывающего на подсоединение контейнера 14 к системе 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем 4, и/или данных (например, дополнительных данных) из источника 1 данных по линии 97 связи. Устройство 2 может быть также сконфигурировано для обеспечения функционирования устройства 3 регулирования всасывания и/или двигателя 4 на основе данных (например, дополнительных данных), получаемых из источника 1 данных. Контейнер 14 содержит вентиляционный канал 95, обеспечивающий возможность выравнивания давления в резервуаре 9, когда смазочное масло выходит из резервуара 9 и поступает в него.
Контейнер 14 содержит датчик 30 фиксаторов для обнаружения вхождения фиксаторов 101, 102 в зацепление для удерживания контейнера 14 в положении, в котором обеспечивается возможность прохождения смазочного масла между ним и системой 8 циркуляции масла. В некоторых примерах датчик 93 текучей среды содержит две металлические полоски, отделенные друг от друга, на погружной трубке контейнера 14. Датчик 93 измеряет уровень смазочного масла в резервуаре 9 путем измерения емкостного сопротивления полосок и передает в источник 1 данных сигнал, указывающий уровень масла. Кроме того, датчик 93 может быть выполнен с возможностью измерения электрического сопротивления смазочного масла для обеспечения указания присутствия в масле загрязняющих примесей.
Источник 1 данных контейнера 14 может содержать процессор 103, сконфигурированный для приема сигналов из датчика 93 и/или датчика 30 фиксаторов. Процессор 103 может быть также сконфигурирован для передачи сигнала, указывающего на подсоединение контейнера 14 к системе 8 циркуляции смазочного масла, связанной с двигателем 4, и/или данных (например дополнительных данных), в устройство 2 управления по линии 97 связи. Процессор 103 может быть также сконфигурирован для шифрования передаваемых сигналов и/или данных. Источник 1 данных может также содержать запоминающее устройство 104 для хранения данных (например, в зашифрованном формате), содержащих по меньшей мере одну характеристику смазочного масла, и/или двигателя, и/или топлива, как это уже указывалось. В частности, запоминающее устройство 104 может сохранять данные, включающие по меньшей мере одну из следующих характеристик: сорт смазочного масла и/или топлива, тип смазочного масла и/или топлива, дата заправки или замены текучей среды, уникальный идентификатор контейнера 14, информация о том, является ли контейнер новым, либо он заправлялся или заменялся ранее, показание счетчика пробега транспортного средства и/или зона его эксплуатации, количество случаев повторной заправки или использования контейнера 14 и общий пробег, в течение которого эксплуатировался контейнер, и т.п.
Устройство 3 регулирования всасывания может содержать интерфейс 100 связи для передачи рабочих параметров устройства 3, таких как число оборотов насоса, и/или положение дроссельного клапана, и/или положение регулируемого дросселирующего отверстия, в процессор 96 устройства 2 управления по линии 99 связи. Интерфейс 100 связи может также обеспечивать прием команд из устройства 2 управления и изменять режим работы устройства 3 регулирования всасывания в соответствии с принятыми командами.
Двигатель 4 может содержать интерфейс 106 связи, выполненный с возможностью передачи параметров работы двигателя, таких как число оборотов и положение дроссельной заслонки, по линии 98 связи в процессор 96 устройства 2 управления. Интерфейс 106 связи двигателя может быть способен, кроме того, получать команды для двигателя из устройства 2 управления и изменять режим работы двигателя 4 в соответствии с полученными командами.
Запоминающее устройство 94 устройства 2 управления представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения следующих данных:
- идентификаторов смазочных масел и/или топлив, допустимых для использования в двигателе 4;
- данных, определяющих первый и второй пороговые уровни смазочного масла в контейнере;
- данных, указывающих уровень масла в контейнере, ожидаемый в соответствии с пробегом транспортного средства;
- данных, определяющих периодичность технического обслуживания, где периодичность технического обслуживания представляет собой период времени между выполнением операций по техническому обслуживанию транспортного средства, таких как замена смазочного масла;
- пробега транспортного средства;
- наборов конфигурационных данных и/или предполагаемой зоны эксплуатации двигателя для задания его работы в соответствующем режиме;
- совокупности данных (такой как таблица соответствия), сопоставляющей идентификаторы текучих сред (таких как смазочное масло и/или топливо) наборам конфигурационных данных двигателя; и
- данных, указывающих ожидаемое качество смазочного масла и/или топлива, получаемое на основе пробега транспортного средства и/или зоны эксплуатации двигателя и/или транспортного средства.
Процессор 96 может сравнивать данные, хранящиеся в запоминающем устройстве 94, с данными, полученными из источника 1 данных контейнера 14, и/или из интерфейса 100 связи устройства 3 регулирования всасывания, и/или из интерфейса 106 связи двигателя 4.
Процессор 103 контейнера 14 может быть выполнен для получения данных, указывающих уровень смазочного масла в контейнере, ожидаемый в соответствии с пробегом с момента последней заправки масла, и сравнения уровня масла, измеренного датчиком 93, с данными, хранящимися в запоминающем устройстве. Если это сравнение показывает, что уровень текучей среды изменяется быстрее, чем ожидалось, то источник 1 данных может передать в устройство 2 управления дополнительные данные для изменения периодичности технического обслуживания транспортного средства в соответствии с этим сравнением.
Процессор 103 контейнера 14 может быть сконфигурирован для шифрования, и/или запоминающее устройство 104 может хранить дополнительные данные, содержащие информацию для устройства 2 управления о том, что двигатель эксплуатируется в зоне, в которой топливо и/или условия работы двигателя могут вызывать преждевременное воспламенение смеси.
Могут использоваться самые разные виды и сорта смазочного масла и/или топлива, и источник 1 данных может содержать идентификатор смазочного масла.
Источник 1 данных может содержать машиночитаемый идентификатор для идентификации смазочного масла и/или топлива. Идентификатор может быть электронным идентификатором, таким как устройство радиочастотной идентификации в ближней зоне (NFC, от англ. Near Field Communication), например пассивной или активной меткой системы радиочастотной идентификации или NFC-коммуникатором.
Источник 1 данных может быть выполнен для осуществления односторонней связи. Например, источник 1 данных может быть выполнен только для получения данных из устройства 2 управления, так что данные могут быть переданы в запоминающее устройство 104 на контейнере 14. Например, запоминающее устройство 104 может быть выполнено для получения данных из устройства 21 управления двигателем. Это позволяет хранить данные в контейнере 14. Эти сохраняемые данные могут быть затем переданы из запоминающего устройства 104 в диагностические устройства во время технического обслуживания и/или замены контейнера 14. В другом варианте источник 1 данных может быть выполнен только для передачи данных в устройство 2 управления. В некоторых вариантах источник 1 данных выполнен для передачи данных в устройство 2 управления и получения данных из этого устройства. Запоминающее устройство 104 не является обязательным признаком. Машиночитаемый идентификатор может представлять собой идентификатор для оптического считывания, такой как штрих-код, например двумерный штрих-код, или маркер цветокодирования, расположенный на контейнере 14. Машиночитаемый идентификатор может определяться формой или конфигурацией контейнера 14. Независимо от формы представления идентификатора он может быть зашифрован. Линии 97, 98 связи могут быть проводными или беспроводными, а также могут содержать оптическую линию связи.
Фиксаторы 101, 102 не являются обязательными признаками, и контейнер 14 может быть просто соединен с системой 8 циркуляции для обеспечения возможности прохождения текучей среды между ними. Контейнер 14 может крепиться с использованием силы тяжести, посадки внатяг, байонетного соединения или любого другого подходящего способа крепления.
Выше было указано, что картер 44, контейнер 14 и топливный бак транспортного средства содержат определенные типы датчиков 7, 30 и 93, соответственно. Однако некоторые из этих датчиков могут быть исключены. В случае использования датчиков или их комбинаций они могут быть любого типа. Например, для измерения уровня смазочного масла в контейнере 14 может использоваться: механический поплавковый датчик, датчик положения, электрическая катушка, емкостные датчики, резистивные датчики, ультразвуковые датчики уровня, оптические детекторы видимого или инфракрасного диапазона, датчики давления или другие датчики. Датчик 93 может выдавать информацию об уровне в непрерывном диапазоне между двумя фиксированными точками или в виде дискретных уровней (например, "полный", "заполненный наполовину", "пустой"). Кроме того, если уровень смазочного масла быстро повысился, это может свидетельствовать о какой-то неисправности в двигателе 4, и в этом случае включается механизм раннего предупреждения, помогающий предотвратить дальнейшее повреждение двигателя. Картер 44, и/или контейнер 14, и/или топливный бак могут содержать датчики, выполненные с возможностью измерения по меньшей мере одной из следующих характеристик: температуры, давления, вязкости, плотности, электрического сопротивления, диэлектрической постоянной, мутности, химического состава или количества смазочного масла и/или топлива. Может быть также предусмотрено несколько датчиков для смазочного масла и/или топлива, каждый из которых предназначен для измерения одной из характеристик смазочного масла и/или топлива. Датчик 30 фиксаторов может быть выполнен с возможностью обмена данными с контейнером 14 в непрерывном режиме, или через заданные интервалы времени, или в ответ на сигнал, полученный из процессора 96 устройства 2 управления.
Из контекста настоящего описания специалистам в данной области будет ясно, что каналы для текучей среды контейнера 14 могут содержать любые соединительные элементы, пригодные для поддержания возможности прохождения текучей среды между контейнером 14 и системой 8 циркуляции смазочного масла. У соединительных элементов каналов может быть предусмотрена возможность их дистанционного отсоединения от трубопроводов 10, 12 для перевода контейнера 14 в неподсоединенное состояние. Кроме того, контейнер 14 может содержать исполнительный орган для отсоединения этого контейнера от системы 8 циркуляции.
Хотя в настоящем описании указано, что масло, циркулирующее в двигателе, возвращается в контейнер 14 для рециркуляции, из контекста настоящего описания специалистам в данной области будет ясно, что циркулирующее масло может накапливаться и храниться в другом контейнере, соединенном с двигателем 4, и сливаться или иным образом удаляться из транспортного средства 6 по мере необходимости.
На фиг. 6 представлено изображение контейнера 14 в вертикальной проекции и в частичном разрезе через стенку контейнера. Контейнер 14 содержит корпус 304 и основание 306. Корпус 304 прикреплен к основанию посредством фланца 302. Источник 1 данных может быть размещен внутри фланца 302. Фланец 302 содержит соединительный элемент 310, позволяющий подсоединять источник 1 данных к интерфейсу 96 для обмена данными с устройством управления (на фиг.6 не показано). Интерфейс 96 может содержать соединительные элементы 314 для соединения интерфейса 96 с источником 1 данных контейнера 14.
Основание 306 контейнера 14 содержит соединительный элемент (на фиг. 6 не показан), предназначенный для обеспечения возможности прохождения смазочного масла между резервуаром 9 контейнера 14 и системой 8 циркуляции, связанной с двигателем. Соединительный элемент для текучей среды и соединительный элемент 310 для данных выполнены таким образом, что при соединении соединительного элемента для текучей среды с системой 8 циркуляции, связанной с двигателем 4, также осуществляется соединение источника 1 данных с устройством 2 управления для обмена данными, через интерфейс 96 в результате вхождения его соединительных элементов 314 в соединительный элемент 310 для данных на контейнере 14.
В некоторых примерах интерфейс 96 и соединительные элементы 314 могут обеспечивать электрические соединения (до восьми каналов), что обеспечивает возможность выполнять измерения, например, температуры, давления, качества, типа и уровня (например, количества) смазочного масла в контейнере 14. Через соединительные элементы 314 может осуществляться электропитание источника 1 данных.
Хотя в примере, показанном на фиг.6, показаны токопроводящие соединительные элементы 314 для обмена данными с источником 1 данных, может быть также использовано и бесконтактное соединение. Например, для обеспечения бесконтактной связи можно использовать индуктивные или емкостные элементы. Одним из примеров индуктивной связи может служить связь в системе радиочастотной идентификации, но могут быть использованы и другие технологии радиосвязи в ближней зоне. Подобные соединительные элементы могут обеспечивать электропитание источника 1 данных, а также обладают теми преимуществами, что соединение для передачи данных может быть реализовано без каких-либо сложных механических конструктивных элементов, а вероятность возникновения помех для связи с источником 1 данных из-за наличия загрязнений или смазки на соединительных элементах 310, 314 достаточно мала.
Контейнер 14 может содержать источник электроэнергии, такой как аккумуляторная батарея, для электропитания источника 1 данных. В этом случае обеспечивается возможность оснащение контейнера 14 рядом датчиков, включая датчики для измерения температуры, давления и электропроводности текучей среды. Если контейнер 14 содержит фильтр, то датчики могут быть расположены таким образом, чтобы измерять вышеуказанные параметры смазочного масла до и после его прохождения через фильтр.
Функции процессоров 103, 96 могут выполнять любые подходящие контроллеры, например аналоговые и/или цифровые логические устройства, вентильные матрицы, программируемые пользователем, интегральные схемы, специально разработанные для решения конкретной задачи, процессоры цифровой обработки сигналов или программное обеспечение, загружаемое в программируемый универсальный процессор. В настоящем изобретении также предлагаются компьютерные программные продукты и материальные энергонезависимые носители информации, содержащие команды для программирования процессора с целью реализации одного или более способов, рассмотренных в настоящем описании.
В качестве топлива может использоваться любое топливо, такое как традиционный бензин, этиловый бензин или бензин с добавкой спирта (например, бензин, содержащий этанол).
Композиция смазочного масла для двигателей может содержать по меньшей мере один базовый компонент и по меньшей мере одну присадку. Подходящие базовые компоненты включают биологические (из материалов, имеющих биологическое происхождение), минеральные, синтетические и полусинтетические материалы. Подходящие присадки к смазочному маслу для двигателей хорошо известны специалистам. В качестве присадок могут использоваться органические и/или неорганические соединения. Как правило, композиция смазочного масла для двигателей содержит примерно от 60 до 90% основного компонента и от 40 до 10% присадок, от суммарного веса композиции. Композиция смазочного масла для двигателей может быть композицией смазочного масла для двигателя внутреннего сгорания. Композиция смазочного масла для двигателей может быть моно- или мультивязкой композицией смазочного масла. Композиция смазочного масла для двигателей может быть специализированной или универсальной композицией смазочного масла.
Прочие изменения и модификации устройства будут с очевидностью вытекать для специалистов в данной области из контекста настоящего описания.