СИСТЕМА ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА ДВИГАТЕЛЯ
ENGINE CRANKCASE VENTILATION SYSTEM

Область техники
Настоящее описание в целом относится к способам и системам для вентиляции картера двигателя с наддувом.
Уровень техники/Сущность изобретения
Поршневые кольца двигателя внутреннего сгорания (например, двигатель внутреннего сгорания автомобиля) могут пропускать несгоревшее топливо и другие продукты сгорания в картер двигателя. Газы, попадающие в картер двигателя, обычно называют «просачивающимися газами», и эти газы могут способствовать образованию нагара в системе подачи моторного масла. Более того, просачивающиеся газы могут создавать чрезмерное давление в картере двигателя, приводящее к нежелательной утечке на прокладке масляного поддона и сальниках картера. Чтобы устранить эти недостатки двигатель может включать в себя систему вентиляции картера (ВК), соединенную со впуском, служащую для отвода просачивающихся газов из картера двигателя во впуск. Система ВК может включать в себя пассивный клапан вентиляции картера (ВК) между картером двигателя и впускным каналом двигателя для регулировки расхода просачивающихся газов, поступающих из картера двигателя во впускной коллектор.
Один из примерных подходов к продувке картера в двигателе с турбонагнетателем описан Улреем (Ulrey) и соавт. в патенте США 2014/0116399. Согласно этому патенту, пары из картера вытягиваются в отверстие всасывания эжектора, когда эжектор создает разрежение с помощью потока в обход компрессора в условиях работы с наддувом. Когда двигатель работает без наддува, пары из картера направляются во впускной коллектор.
Авторы настоящего изобретения выявили потенциальные проблемы, связанные с примерным подходом в патенте США 2014/0116399. В качестве примера, в картере по-прежнему может присутствовать избыточное давление (например, положительное избыточное давление) в условиях работы с наддувом, если эжектор засорен. Например, пары в картере, которые проходят через эжектор, могут привести к повышению уровня влажности внутри эжектора. В холодную погоду эжектор может обмерзнуть, что приведет к закупориванию эжектора в районе горловины. Соответственно, пары в картере могут не отсасываться во время последующей работы с наддувом, что приведет к превышению значения требуемого избыточного давления в картере. Данное повышенное давление в картере может отрицательно сказаться на состоянии сальников картере, приводя к утечкам и потенциальному ухудшению характеристик двигателя и его надежности.
Авторы настоящего изобретения идентифицировали подходы для по крайней мере частичного решения вышеуказанных проблем. Пример подхода включает способ для двигателя с наддувом, содержащий, во время первого условия, создание разрежения на эжекторе, расположенного в перепускном канале компрессора, использование данного разрежения для вытягивания газов из картера и, во время второго условия, снижение давления в картере с помощью перепускного канала, соединенного с впускным каналом и картером. Таким образом картерные пары могут быть удалены с помощью перепускного канала, уменьшая вероятность роста давления в картере.
В качестве примера, двигатель с наддувом может содержать компрессор, с установленным параллельно компрессору эжектором, размещенным в перепускном канале компрессора. Отверстие всасывания эжектора может быть соединено по текучей среде с картером указанного двигателя с наддувом. Эжектор может создавать разрежение во время работы двигателя с наддувом с помощью потока сжатого воздуха в перепускном канале компрессора, причем сжатый воздух протекает от выхода компрессора к входу компрессора. Более того, перепускной канал компрессора может соединять по текучей среде картер и вход компрессора таким образом, чтобы поток текучей среды через перепускной канал эжектора обходил эжектор. Таким образом, когда эжектор позволяет проходить через него потоку в обход компрессора (например, когда эжектор не заглушен), создаваемое на эжекторе разрежение втягивает картерные пары в отверстие всасывания эжектора. Однако если эжектор засорен, картерные пары могут затем проходить через перепускной канал эжектора на вход компрессора.
Таким образом, может быть уменьшено чрезмерно высокое давление в картере. Избыточное давление в картере в условиях работы с наддувом может быть стравлено путем пропускания картерных паров на вход компрессора через перепускной канал эжектора, если эжектор засорен. Путем уменьшения вероятности возникновения чрезмерного давления в картере может быть уменьшено ухудшение состояния сальников картера. Более того, могут быть предотвращены утечки, что улучшит характеристики двигателя. В итоге может быть повышена надежность двигателя с наддувом.
Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые дополнительно раскрыты в разделе «Осуществление изобретения». Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Более того, заявленный предмет изобретения не ограничивают вариантами осуществления, устраняющими какие-либо вышеуказанные недостатки или недостатки в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 и 2 схематично показан пример систем двигателя с перепускными каналами эжектора согласно настоящему раскрытию.
ФИГ. 3 изображает высокоуровневую блок-схему потока вентиляции картера в условиях работы с наддувом и без наддува согласно настоящему раскрытию.
ФИГ. 4 изображает высокоуровневую блок-схему, показывающую поток вентиляции картера в условиях работы с наддувом, когда имеет место ухудшение состояния эжектора в системе двигателя (например, закупоривание).
ФИГ. 5 изображает пример потоков вентиляции картера.
Осуществление изобретения
Настоящее раскрытие касается систем и способов снижения давления в картере двигателя, такого как система двигателя, изображенная на ФИГ. 1 и 2, в частности, когда имеет место ухудшение состояния эжектора, высасывающего пары из картера. Двигатель может представлять собой двигатель с турбонагнетателем, содержащий компрессор. В условиях работы с наддувом картер двигателя может продуваться парами путем подачи паров в эжектор, установленный в перепускном канале компрессора, параллельный компрессору (ФИГ. 3). Однако при закупоривании эжектора (например, мешает прохождению перепускного потока компрессора и не создает разрежение) в условиях работы с наддувом пары в картере могут вытесняться через перепускной канал эжектора для сброса давления, образовавшегося в картере. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения алгоритма, такого как примерный алгоритм на ФИГ. 4, для изменения дополнительных параметров двигателя в ответ на закупоривание эжектора. Пример вентиляции картера изображен на ФИГ. 5 для условий, когда имеет место ухудшение состояния эжектора, а также для условий, когда эжектор находится в исправном состоянии.
В данном подробном описании изобретения используется определенная терминология. Рост давления в картере означает увеличение избыточного положительного давления (например, относительно барометрического давления), если не указано иное. Более того, термин «разрежение» используется для обозначения отрицательного давления (например, относительно барометрического давления).
Что касается ФИГ. 1, то она приводит аспекты примера системы 100 двигателя, которая может содержаться в механическом транспортном средстве. Система двигателя выполнена с возможностью сжигания топливных паров, накопленных, по меньшей мере, в одном из ее компонентов. Система 100 двигателя содержит двигатель 10 внутреннего сгорания с несколькими цилиндрами, который может приводить автомобиль в движение. Двигателем 10 можно управлять по меньшей мере частично посредством системы управления 15, содержащей контроллер 12, и посредством входных данных от водителя 130 транспортного средства через вводное устройство 132. В этом примере вводное устройство 132 содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для создания пропорционального сигнала положения педали ПП.
Система 100 двигателя может получать впускной воздух через впускной канал 41. Как показано на ФИГ. 1, впускной канал 41 может содержать воздушный фильтр 33 (также называемый воздухоочистителем 33) и дроссель 115 системы впуска воздуха (СВВ). Наличие дросселя 115 СВВ может являться опциональным. Положение дросселя 115 СВВ могут регулировать с помощью привода дросселя (не показан), соединенного с возможностью связи с контроллером 12. Дроссель 115 СВВ может являться опциональным компонентом.
Двигатель 10 также содержит впускной дроссель 62 (также называемый дросселем 62 двигателя), установленный ниже по потоку относительно компрессора 94, соединенный по текучей среде со впускным коллектором 44. Впускной дроссель 62 может включать в себя дроссельную заслонку, и в изображенном примере положение впускного дросселя 62 (в частности, положение дроссельной заслонки) может быть изменено контроллером 12 посредством сигнала, подаваемого на электромотор или привод, входящий в состав впускного дросселя 62, и такая конфигурация обычно называется электронным управлением дросселем (ЭУД). Таким образом, дроссель 62 двигателя может быть выполнен с возможностью изменения впуска воздуха, подаваемого во впускной коллектор 44 и множество цилиндров.
Датчик 120 барометрического давления может быть соединен у входа впускного канала 41 для передачи сигнала об атмосферном или барометрическом давлении (БД). Датчик давления на входе компрессора (ДВК) может быть соединен с впускной камерой 42 для обеспечения сигнала давления воздуха, поступающего в компрессор 94. Более того, датчик 122 давления на входе дросселя (также называемый датчиком 122 ДВД) может быть присоединен непосредственно выше по потоку относительно впускного дросселя 62 для обеспечения сигнала о давлении на входе дросселя (ДВД) или давлении наддува. Более того, датчик 124 давления воздуха в коллекторе может быть соединен с впускным коллектором 44 для передачи сигнала о давлении воздуха в коллекторе (ДВК) в контроллер 12.
Впускной коллектор 44 выполнен с возможностью подачи впускного воздуха или воздушно-топливной смеси во множество камер сгорания 30 (также определены цилиндры 30) двигателя 10. Каждый из цилиндров 30 может включать в себя соответствующий поршень (не показан), совершающий возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Камеры 30 сгорания могут быть размещены над заполненным смазочным материалом картером 144 двигателя таким образом, что поршни, выполняющие возвратно-поступательное движение в камерах сгорания, приводят в движение коленчатый вал (не показан), расположенный в картере 144. Картер 144 на ФИГ. 1 изображен отдельно от цилиндров 30 для упрощения раскрытия варианта осуществления изобретения.
В камеры 30 сгорания может быть подан один или более видов топлива через топливные форсунки 66. Виды топлива могут включать в себя бензин, спиртосодержащее топливо, дизельное топливо, биодизельное топливо, компримированный природный газ и т.д. Топливо может быть подано в камеры сгорания с использованием непосредственного впрыска (как показано на ФИГ. 1), распределенного впрыска, впрыска топлива в корпусе дроссельных заслонок или любого сочетания перечисленных способов. Следует отметить, что одна топливная форсунка 66 изображена на ФИГ. 1, и, хотя это не показано, каждая камера 30 сгорания может быть соединена с соответствующей топливной форсункой 66. В камерах сгорания сгорание может быть инициировано посредством искры зажигания и/или сжатия. Несгоревшее топливо и другие продукты сгорания могут проникать через каждый поршень цилиндров 30 в картер 144 двигателя. Газы, попадающие в картер двигателя, обычно называют «просачивающимися газами», и эти газы могут способствовать образованию нагара в системе подачи моторного масла. Более того, просачивающиеся газы могут создавать чрезмерное давление в картере 144, приводя к нежелательной утечке по прокладке масляного поддона и сальникам картера. Чтобы устранить эти недостатки двигатель 10 может содержать систему вентиляции картера (ВК), служащую для отвода просачивающихся газов из картера 144 либо во впускной коллектор 44, либо в эжектор 22. Ниже система ВК рассмотрена более подробно.
Отработавшие газы из камеры 30 сгорания могут выходить из двигателя 10 через выпускной коллектор 48 по выпускному каналу 58 в устройство 78 контроля токсичности, соединенное с выпускным каналом 58. Датчик 128 отработавших газов показан соединенным с с выпускным каналом 58 выше по потоку от устройства 78 контроля токсичности. Датчиком 128 может быть любой подходящий датчик для предоставления показания воздушно-топливного отношения отработавших газов, например, линейный датчик содержания кислорода или УДКОГ (универсальный или широкодиапазонный датчик содержания кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик содержания кислорода или ДКОГ, НДКОГ (нагреваемый ДКОГ), датчик содержания оксидов азота, датчик содержания углеводородов или датчик содержания монооксида углерода. Устройство 78 контроля токсичности показано установленным вдоль выпускного канала 58 ниже по потоку от датчика 128 отработавших газов и газовой турбины 92. Устройство 78 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (ТКН), накопитель оксидов азота, различные другие устройства контроля токсичности или их комбинации.
Двигатель 10 может дополнительно содержать компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, содержащий по меньшей мере компрессор 94, установленный вдоль впускного канала 42. В случае с турбонагнетателем, компрессор 94 может приводиться в действие, по крайней мере частично, газовой турбиной 92, (например, посредством вала), установленной на выпускном канале 58.
Компрессор 94 забирает воздух из впускного канала 41 и впускной камеры 42, сжимает воздух и подает воздух под давлением в камеру 46 наддува. Камера 46 наддува расположена между компрессором 94 и впускным дросселем 62. При этом, компрессор 94 и промежуточный охладитель 143 расположены выше по потоку относительно впускного дросселя 62. Камера 46 наддува расположена между компрессором 94 и впускным дросселем 62. Промежуточный охладитель 143 охлаждает сжатый воздух, полученный от компрессора 94, и затем охлажденный воздух проходит через впускной дроссель 62 во впускной коллектор 44 в зависимости от положения дроссельной заслонки впускного дросселя 62.
Отработавшие газы, выходящие из камер 30 сгорания и выпускного коллектора 48, вращают газовую турбину 92, которая соединена с компрессором 94 через вал 96. В случае с турбокомпрессором, компрессор 94 может, по меньшей мере, частично, приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя газовую турбину. Таким образом, величина наддува применительно к одному или более цилиндрам двигателя посредством турбонагнетателя или нагнетателя может быть изменена контроллером 12. Датчик 122 давления наддува, также называемый датчиком 122 ДВД, может быть соединен с камерой 46 наддува ниже по потоку относительно компрессора 94 для предоставления сигнала давления наддува контроллеру 12.
Регулятор 98 давления наддува может быть соединен параллельно газовой турбине 92, в составе турбонагнетателя. В частности, регулятор 98 давления наддува может быть включен в перепускную трубку 90, соединенный между входом и выходом газовой турбины 92. Путем регулирования положения регулятора 98 давления наддува можно управлять величиной наддува, обеспечиваемого турбонагнетателем.
Более того, в соответствии с раскрываемым вариантом осуществления изобретения система рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ-НД) может направлять требуемую часть отработавших газов из области ниже по потоку относительно газовой турбины 92 во впускную камеру 42 через канал 123 РОГ-НД. Объем обеспечиваемой РОГ-НД может быть изменен контроллером 12 посредством клапана 125 РОГ. Более того, газы РОГ-НД могут охлаждаться путем прохождения через охладитель 127 РОГ-НД. При подаче отработавших газов в двигатель 10 количество кислорода, доступного для сгорания, снижено, что, например, снижает температуры горения и снижает образование оксидов азота. Следует отметить, что канал 123 РОГ-НД соединяет по текучей среде выпускной канал 58 и впускную камеру 42 ниже по потоку относительно дросселя 115 СВВ и выше по потоку относительно компрессора 94. Дроссель 115 СВВ могут регулировать для приведения в более закрытое положение, чтобы втянуть поток РОГ-НД во впускную камеру 42. Путем закрывания дросселя СВВ может быть создано разрежение во впускной камере 42, что позволит увеличить расход РОГ-НД при необходимости.
Эжектор 22 показан установленным в перепускном канале 65 компрессора параллельно компрессору 94. Перепускной канал 65 компрессора содержит первый канал 52 и второй канал 54 с эжектором 22, соединяющим по текучей среде первый канал 52 со вторым каналом 54. Первый канал 52 соединен по текучей среде с камерой 46 наддува в точке 70 ниже по потоку относительно компрессора 94 и выше по потоку относительно дросселя 62 двигателя. Таким образом, первый канал 52 обеспечивает гидравлическое сообщение между эжектирующим входом 61 эжектора 22 и камерой 46 наддува. Аналогично, второй канал 54 соединен по текучей среде с впускной камерой 42 в точке 60 выше по потоку относительно компрессора 94 и ниже по потоку относительно опционального дросселя 115 СВВ (и ниже по потоку относительно воздухоочистителя 33). Следовательно, второй канал 54 перепускного канала 65 компрессора соединяет по текучей среде эжектирующий выход 68 эжектора 22 с впускной камерой 42. Таким образом, эжектор 22 может получать воздух под давлением в качестве эжектирующего потока и может выпускать воздух со снятым давлением от компрессора 94 в точке 60.
Следует понимать, что альтернативные варианты осуществления могут содержать несколько эжекторов, приводимых в действие давлением компрессора, без выхода за предела объема настоящего описания изобретения. Например, дополнительный эжектор, который генерирует разрежение с помощью перепускного потока компрессора, может способствовать продувке адсорбера хранения паров топлива, входящего в состав системы двигателя.
Перепускной канал 65 компрессора может отводить часть сжатого воздуха ниже по потоку относительно компрессора 94 (и выше по потоку относительно впускного дросселя 62) в область выше по потоку относительно компрессора 94 через эжектор 22. Часть сжатого воздуха, отведенная ниже по потоку относительно компрессора 94, может поступать в первый канал 52 перепускного канала 65 компрессора из точки 70. Данная часть сжатого воздуха может затем протекать через эжектор 22 и может выходить во впускную камеру 42 ниже по потоку относительно дросселя 115 СВВ через второй канал 54 перепускного канала 65 компрессора.
Как показано на ФИГ. 1, сжатый воздух может быть отведен в перепускной канал 65 компрессора в точке 70, которая находится ниже по потоку относительно компрессора 94 и выше по потоку относительно охладителя 143 наддувочного воздуха. В альтернативных вариантах осуществления перепускной канал 65 компрессора может отводить часть сжатого воздуха ниже по потоку относительно охладителя 143 наддувочного воздуха и выше по потоку относительно впускного дросселя 62 к входу компрессора 94.
Воздушный поток, проходящий через эжектор 22, создает область низкого давления в эжекторе 22, тем самым обеспечивая источник разрежения для вакуумных резервуаров и устройств, потребляющих разрежение, таких как картер 144, адсорберы паров топлива, тормозные усилители и т.д. Эжекторы (которые в других случаях могут быть названы эжекторами, трубками Вентури, струйными насосами и эдукторами), таким образом, являются пассивными устройствами создания разрежения, которые могут обеспечить экономичное создание вакуума при использовании в системах двигателя. Величина разрежения, созданного эжектором 22, может зависеть от расхода эжектирующего потока, проходящего через эжектор 22. Расход эжектирующего потока, проходящего через эжектор 22, зависит от размера эжектора 22, давления наддува в камере 46 наддува, а также давления на входе компрессора (ДнВК) во впускной камере 42. Поэтому ДнВК может зависеть от положения дросселя 115 СВВ. Таким образом, количество воздуха, отведенного через перепускной канал компрессора, может зависеть от значений относительного давления в системе двигателя.
В варианте осуществления по ФИГ. 1 перепускной канал 65 компрессор также содержит перепускной клапан 50 компрессора (ПКК) для регулирования расхода сжатого воздуха по перепускному каналу 65 компрессора. Наличие ПКК 50 может быть опциональным. Путем открытия ПКК 50 и отвода сжатого воздуха в перепускной канал 65 компрессора, камера 46 наддува (между компрессором 94 и впускным дросселем 62) может быть сброшено давление в ходе быстрого перехода от повышенного расхода воздуха двигателем к пониженному расходу воздуха двигателем, такому как во время резкого отпускания педали акселератора.
ПКК 50 может представлять собой электронно-управляемый клапан и может задействоваться контроллером 12 на основании условий работы двигателя. Однако в качестве альтернативы ПКК 50 может представлять собой пневматический (например, приводимый в действие вакуумом) клапан. Независимо от того, имеет ли ПКК 50 электрический или вакуумный привод, он может быть либо бинарным клапаном (например, двухходовым клапаном), либо клапаном с бесступенчатой регулировкой. Бинарным клапаном можно управлять, устанавливая его либо в полностью открытое положение, либо в полностью закрытое положение таким образом, чтобы полностью открытое положение бинарного клапана представляло собой положение, в котором клапан не создает никакого ограничения потоку, а полностью закрытое положение бинарного клапана представляло собой положение, в котором клапан полностью блокирует поток таким образом, чтобы поток не мог бы проходить через клапан. Клапаны с бесступенчатой регулировкой, напротив, могут быть частично открыты в различной степени. В качестве примера клапаны с бесступенчатой регулировкой могут быть полностью открыты, полностью закрыты или находиться в любом промежуточном положении между указанными состояниями. Варианты осуществления с ПКК с бесступенчатой регулировкой могут обеспечить большую гибкость в управлении эжектирующим потоком через эжектор 22, но имеют тот недостаток, что клапаны с бесступенчатой регулировкой могут быть более дорогостоящими по сравнению с бинарными клапанами. В других примерах ПКК 50 может представлять собой шиберный клапан, поворотный пластинчатый клапан, тарельчатый клапан или клапан другого подходящего типа. Состояние ПКК 50 может регулироваться на основании различных параметров работы двигателя, чтобы изменить эжектирующий поток через эжектор 22. Следует отменить, что ПКК 50 может отсутствовать в альтернативных вариантах осуществления без выхода за предела объема настоящего описания изобретения.
В изображенном варианте осуществления изобретения отверстие 67 всасывания эжектора 22 соединено по текучей среде с картером 144 через трубку 69 всасывания и трубку 82. Трубку 82 и трубку 69 всасывания вместе можно назвать трактом всасывания. В частности, маслоотделитель 84 картера 144 соединен по текучей среде с эжектором 22 через трубку 82 и трубку 69 всасывания. Маслоотделитель 84 может быть назван вторым отверстием картера 144. Частицы масла, присутствующие в просачивающихся газах (также называемых картерными парами) в картере 144, могут быть избирательно отфильтрованы с помощью каждого из маслоотделителей 84 и 86, когда картерные пары выходят из картера. Датчик 126, установленный в трубку 82, предоставляет контроллеру 12 сигнал давления в картере. Хотя датчик 126 показан установленным в трубку 82, в других вариантах осуществления датчик 126 может быть установлен в другие места для считывания давления в картере. Как показано на ФИГ. 1, маслоотделитель 84 картера 144 также соединен по текучей среде с впускной камерой 42 через перепускной канал 83 эжектора (также называемый перепускным каналом 83 эжектора). Для уточнения следует отметить, что трубка 69 всасывания и перепускной канал 83 эжектора могут объединяться в трубку 82 в соединении 85. Таким образом трубка 82 разделяется на перепускной канал 83 эжектора и трубку 69 всасывания в соединении 85.
Перепускной канал 83 эжектора обходит эжектор 22, обеспечивая поток текучей среды между картером 144 и впускной камерой 42 к перепускному эжектору 22. Как будет описано ниже, перепускной канал 83 эжектора может предоставить альтернативный тракт вентиляции для картерных газов, если имеет место ухудшение состояния эжектора 22. Обратный клапан 81 установлен в перепускной канал 83 эжектора для обеспечения потока текучей среды от соединения 85 к впускной камере 42 и блокирования потока текучей среды (например, не пропускания потока текучей среды) от впускной камеры 42 к соединению 85.
Картер 144 двигателя содержит смазочное масло 142 и щуп 146 для измерения уровня масла 142 в картере 144 двигателя. Картер 144 соединен по текучей среде с впускным коллектором 44 через трубку 88 вентиляции картера, которая содержит установленный в нее клапан 28 вентиляции картера (ВК). Картер 144 также соединен по текучей среде с впускной камерой 42, как было описано ранее, через трубку 82. Таким образом, система ВК может включать в себя клапан 28 ВК между картером 144 двигателя и впускным коллектором 44 для регулировки потока просачивающихся газов, поступающих из картера двигателя во впускной коллектор. Вентиляция картера двигателя может осуществляться по трубке 88 вентиляции картера (также называемой трактом 88 вентиляции картера) и через клапан 28 ВК при рабочих условиях двигателя, когда давление во впускном коллекторе 44 ниже барометрического давления (или ниже ДнВК). В частности, пары из картера 144 двигателя могут выходить из картера 144 двигателя через маслоотделитель 86 (называемый в тексте первым отверстием картера) в вентиляционную трубку 88 картера двигателя и далее проходить через клапан ВК (например, через обратный клапан 156 и канал 154) во впускной коллектор 44.
Клапан 28 ВК схематически показан как пассивный клапан, переключающийся между трактом 148 обратного потока, включая отверстие 158 обратного потока, и трактом прямого потока, включая клапан 154 с пневматическим управлением. Потока вентиляции картера (ВК) вместе с прямым потоком картерных газов через клапан 154 может по большей части возникать при условиях, когда давление во впускном коллекторе 44 ниже ДВК. Поток ВК по тракту прямого потока включает поток картерных газов от картера 144 к впускному коллектору 44 через трубку 88 вентиляции картера и клапан 154. Во время прямого потока газов от картера 144 во впускной коллектор 44 картерные пары могут не протекать через отверстие 158 обратного потока.
Обратный поток может происходить в условиях работы с наддувом, когда давление во впускном коллекторе выше ДнВК. При этом, наддувочный воздух от впускного коллектора 44 может проходить через отверстие 158 обратного потока по тракту 148 обратного потока и через трубку 88 вентиляции картера и далее через маслоотделитель 86 в картер 144. Более того, во время обратного потока наддувочный воздух может не протекать через клапан 154. Когда наддувочный воздух намеренно направляют в картер через отверстие 158 обратного потока, может происходить принудительная вентиляция картера в условиях работы с наддувом. Однако поступление потока наддувочного воздуха в картер также вносит вклад в создание давления в картере в условиях работы с наддувом. Эжектор 67 может противодействовать увеличению давления в картере при наддуве путем вытягиванию паров из картера, обеспечивая продувку картера от различных газов, включая влажный воздух и пары топлива. Конденсация воды в картере может способствовать образованию отложений. Таким образом, путем снижения влажности в картере может также быть уменьшено образование отложений в картере двигателя. При этом, продувка картерных газов из картера может также уменьшать разбавление масла (например, топливо в масле).
Клапан 28 ВК содержит клапан 154, установленный параллельно отверстию 158 обратного потока. Клапан 154 в схематическом представлении может представлять собой клапан с бесступенчатой регулировкой, обеспечивающий изменение степени открытия. В таком качестве отверстие 158 обратного потока включено в тракт 148 обратного потока ниже по потоку относительно обратного клапана 152. Отверстие 158 обратного потока может представлять собой отверстие с низким расходом, обеспечивающие значительно меньший расход через него. Обратный клапан 152 смещено, чтобы обеспечить обратный поток в направлении от впускного коллектора 44 к картеру 144 и блокировать расход от картера 144 к впускному коллектору 44.
Следует отметить, что клапан 28 ВК (и клапан 154) может не управляться контроллером 12. Вместо этого управлять клапаном 28 ВК (и клапаном 154) может степень разрежения и/или давление во впускном коллекторе 44. Клапан 28 ВК также содержит обратный клапан 156. Обратный клапан 156 установлен в трубе 88 вентиляции картера последовательно с клапаном 154, чтобы обеспечить прямой поток картерных паров, включая просачивающиеся газы, только от картера 144 к впускному коллектору 44. Обратный клапан 156 блокирует поток воздуха от впускного коллектора 44 к картеру 144. Клапан 154 может быть иметь такую конструкцию, чтобы больше ограничивать при повышенных значениях разрежения в коллекторе (например, более глубокое разрежение в коллекторе) и меньше ограничивать при меньших значениях разрежения в коллекторе (например, незначительное разрежение в коллекторе). Другими словами клапан 154 может обеспечивать повышенный расход через себя, когда во впускном коллекторе 44 присутствует незначительное разрежение. Более того, клапан 154 может обеспечивать уменьшенный расход через себя, когда во впускном коллекторе 44 присутствует более глубокое разрежение. Путем ограничения расхода через клапан 154 при повышенных степенях разрежения во впускном коллекторе, таких как степени разрежения при работе на холостом ходу, может быть обеспечен значительно меньший требуемый расход воздуха в двигателе.
В одном из примеров клапан 154 может содержать внутренний ограничитель (например, конус или шар) и/или может являться клапаном, приводимым в действие пружиной. Положение внутреннего ограничителя и, таким образом, расход среды, проходящей через клапан, может регулироваться перепадом давления между впускным коллектором и картером двигателя. Например, когда во впускном коллекторе нет разрежения, такого как при заглушенном двигателе, пружина может удерживать основание внутреннего ограничителя прижатым к концу сообщающегося с картером двигателя корпуса клапана таким образом, что клапан находится в полностью закрытом положении. Напротив, когда имеется более высокая степень разрежения (например, более глубокое разрежение) во впускном коллекторе, такое как при работе двигателя на холостом ходу или при замедлении, внутренний ограничитель перемещается вверх внутри корпуса клапана к концу корпуса клапана, связанного с впускным коллектором, в связи с увеличением разрежения во впускном коллекторе. В это время клапан 154 по существу закрыт, и картерные пары проходят через малое кольцевое отверстие между внутренним ограничителем и корпусом клапана.
Когда разрежение во впускном коллекторе находится на более низком уровне (например, незначительное разрежение, такое как 15-50 кПа), например в режиме работы двигателя с не полностью открытой дроссельной заслонкой, внутренний ограничитель перемещается ближе к краю корпуса клапана, связанному с картером двигателя, и поток ВК проходит через большее кольцевое отверстие между внутренним ограничителем и корпусом клапана. В этом время клапан 154 частично открыт. Это может быть схематично представлено как прогрессивное открытие клапана 154 и увеличение потока ВК.
Наконец, дальнейшее уменьшение разрежения во впускном коллекторе (например, 0-15 кПа), например в условиях повышенной нагрузки, перемещает внутренний ограничитель еще ближе к краю корпуса клапана, связанному с картером двигателя, таким образом, что поток ВК проходит через еще более увеличенное кольцевое отверстие между внутренним ограничителем и корпусом клапана. В это время клапан 154 считается полностью открытым, поэтому поток ВК, проходящий через клапан, является максимальным. Таким образом, состояние открытия клапана 154 находится под влиянием разрежения в коллекторе, и расход через клапан 154 увеличивается при уменьшении перепада давления на клапане 154.
В одном из примеров отверстие 158 обратного потока может быть выполнено как продольное отверстие по длине внутреннего ограничителя, позволяющее пропускать фиксированный поток среды, который измеряется клапаном 28 ВК, даже когда клапан ВК полностью закрыт. Отверстие обратного потока может быть выполнено как специально созданная утечка на клапане 28 ВК таким образом, что при условиях работы с наддувом, когда давление во впускном коллекторе выше барометрического давления (и/или ДВК), отверстие обратного потока, проходящее по длине конуса, может измерять меньшее количество свежего наддувочного воздуха из впускного коллектора в картер двигателя, позволяя трубке 82 функционировать как тракт свежего воздуха. Для уточнения следует отметить, что просачивающиеся газы, выходящие из картера 144 к впускной камере 42 через трубку 82 в условиях работы с наддувом, могут теперь смешиваться с меньшим количеством свежего наддувочного воздуха, полученного из впускного коллектора 44 через отверстие 158 обратного потока клапана 28 ВК.
Таким образом, в условиях работы с наддувом, когда давление во впускном коллекторе (измеренное датчиком 124 ДВК) выше, чем ДнВК, и давление наддува выше, чем ДнВК, номинальное количество наддувочного воздуха может проходить из впускного коллектора 44 через трубку 88 ВК по тракту 148 обратного потока и отверстие 158 обратного потока в картер 144. Картерные пары, включая просачивающиеся газы, могут теперь выходить их картера 144 через маслоотделитель 84 через трубку 82 к соединению 85, после чего во впускную камеру 42. Эти картерные пары, проходящие через трубку 82 к соединению 85, могут также включать номинальное количество наддувочного воздуха от впускного коллектора 44, поступившее в картер через отверстие 158 обратного потока в клапане 28 ВК. Разрежение, созданное на эжекторе 22, может вытягивать картерные газы из картера 144 через трубку 82 к соединению 85 и затем по трубке 69 всасывания к отверстию 67 всасывания эжектора 22. Здесь картерные газы могут смешиваться со сжатым воздухом, поступающим от первого канала 52 перепускного канала 65 компрессора. Эти смешанные газы могут быть выпущены при меньшем давлении из эжектирующего выхода 68 эжектора 22 по второму каналу 54 к входу компрессора 94. Картерные газы, смешанные с эжектирующим воздухом и свежим воздухом, затем проходят через компрессор 94 за впускной дроссель 62 во впускной коллектор 44 и цилиндры 30 для сгорания.
Смешанные газы, включающие картерные пары, выходящие из второго канала 54, могут смешиваться со свежим воздухом во впускной камере 42 в точке 60. Следует отметить, что точка 60 расположена ниже по потоку относительно воздухоочистителя 33 и ниже по потоку относительно дросселя 115 СВВ. Таким образом, картерные пары, проходящие через трубку 82, могут смешиваться со свежим воздухом ниже по потоку относительно воздухоочистителя 33 и выше по потоку относительно компрессора 94 в точке 60. В частности, картерные газы могут выходить из картера 144 через маслоотделитель 84 в трубку 82 и могут протекать в отверстие 67 всасывания эжектора 22, когда эжектор 22 создает разрежение, такое как в условиях работы с наддувом, когда ДВД больше, чем ДнВК.
Таким образом, вентиляция картера двигателя возможна с использованием одного из двух трактов: когда ДВК<БД (или ДВК<ДнВК), вентиляция картерных газов возможна напрямую во впускной коллектор через клапан ВК, а когда ДВК>БД (или ДВК>ДнВК), вентиляция картерных газов возможна сначала на вход компрессора через эжектор (или перепускной канал эжектора, когда эжектор закупорен, как описано ниже), а затем во впускной коллектор.
То есть, просачивающиеся в картер газы могут быть переданы в эжектор. Влажные просачивающиеся газы при воздействии более холодных условий окружающей среды (например, зимой) могут образовывать наледь. Например, наледь может образовываться в горловине эжектора, которая может быть самой узкой частью эжектора. Более того, горловина эжектора может также быть холоднее, чем температура эжектирующего потока, проходящего через эжектор. Соответственно, в горловине эжектора может образовать лед, что приведет к закупориванию и блокированию эжектирующего тракта в эжекторе. В результате перепускной поток компрессора через эжектор 22 может быть уменьшен или прекращен (например, может быть заблокирован), а можно считать, что произошло ухудшение характеристик эжектора. Более того, эжектор 22 может более не генерировать разрежение для вентиляции картера с помощью трубки 82 и трубки 69 всасывания. Таким образом, в условиях работы с наддувом наддувочный воздух может протекать в картер 144 из впускного коллектора 44 через отверстие 158 обратного потока, но картерные пары в картере и наддувочный воздух могут не отводиться через трубку 82. Следует отметить, что в условиях работы с наддувом в двигателе может образовываться большее количество просачивающихся газов. Следовательно, давление в картер, измеряемое датчиком 126, может превышать требуемое давление.
Когда эжектор 22 закупорен (например, заблокирован) и перепускной поток компрессора не протекает через перепускной канал 65 компрессора, картер может опорожняться через перепускной канал 83 эжектора. Таким образом, может быть сброшено давление в картере, тем самым снижая вероятность чрезмерного повышения давления. То есть, повышение давления в картере может быть уменьшено в ходе условий, когда имеет место ухудшение характеристик эжектора.
Следует понимать, что хотя приведенное выше описание раскрывает один пример закупоривания при образовании льда, эжектор может быть закупорен и/или может ухудшить свое состояние в результате других механизмов.
Таким образом, когда эжектор 22 заблокирован и не генерирует разрежение в условиях работы двигателя с наддувом, картерные газы могут выходить из картера 144 через маслоотделитель 84 в трубку 82 к соединению 85. В соединении 85 эти картерные газы (вместе с наддувочным воздухом, полученным от впускного коллектора 44 через клапан 28 ВК) могут входить в перепускной канал 83 эжектора и протекать через обратный клапан 81 к впускной камере 42. В частности, картерные газы могут смешиваться со свежим воздухом, полученным через первый впускной канал 41 во впускной камере 42 в точке 80 ниже по потоку относительно дросселя 115 СВВ и выше по потоку относительно компрессора 94. Для уточнения следует отметить, что когда эжектор 22 закупорен, картерные газы, выходящие из картера 144, могут не протекать через всасывающую трубку 69, через эжектор 22 и второй канал 54 перепускного канала 65 компрессора.
Если условий работы двигателя позволяют, дроссель 115 СВВ (при наличии) может также быть переведен в более закрытое положение (например, из более закрытого положения) в ответ на обнаружение закупоривания эжектора и вызванного этим увеличения давления в картере в условиях работы с наддувом. Закрывание дросселя СВВ может создать разрежение во впускной камере 42 путем ограничения потока воздуха в компрессор 94. Более того, положение дросселя 115 СВВ может регулироваться (например, закрывание) для вытягивания потока ВК из картера через перепускной канал 83 эжектор в точке 80. В одном примере разрежение, создаваемое дросселированием впускного воздуха путем закрывания дросселя 115 СВВ, может подаваться в картер и таким образом может использоваться для удаления паров топлива из картера. Вслед за этим пары топлива в картерных газах могут подаваться в компрессор 94 и далее во впускной коллектор 44.
Следует понимать, что положительное избыточное давление в картере 144 может быть уменьшено даже в вариантах осуществления изобретения без дросселя СВВ, так как перепускной канал 83 эжектора предлагает альтернативный маршрут опорожнения картера в условиях работы с наддувом, если эжектор заблокирован. В качестве примера давление во впускной камере 42 может быть меньше, чем давление в картере в условиях работы с наддувом, и эта разница в давлении может обеспечить поток ВК из кратера во впускную камеру.
Таким образом путем предоставления альтернативного маршрута для потока картерного пара может быть сброшено давление в картере даже тогда, когда ухудшилось состояние эжектора и он не создает разрежение для вытягивания картерных газов.
Система 100 двигателя может включать в себя управляющую систему 15, которая, в свою очередь, содержит контроллер 12, который может представлять собой любую электронную систему управления системой двигателя или автомобилем, в котором установлена система двигателя. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принятия управляющих решений, основываясь, по меньшей мере, частично на входных данных от одного или более датчиков 16 в системе двигателя, и может управлять приводами 51 на основе управляющих решений. Например, контроллер 12 может хранить машиночитаемые инструкции в памяти, а управление приводами 51 может быть осуществляться посредством исполнения инструкций. Примерные датчики включают в себя датчик 124 ДВК, датчик массового расхода воздуха (МРВ) (не показан), датчик 120 БД, датчик 121 ДнВК, датчик 122 ДВД и датчик 126 давления в картере. Управляющая система 15 с контроллером 12 может включать в себя машиночитаемые инструкции для управления приводами 51. Примерные приводы включают в себя впускной дроссель 62, топливную форсунку 66, регулятор 98 давления наддува, ПКК 50, дроссель 115 СВВ и т.д. Контроллер 12 принимает сигналы от разных датчиков, ФИГ. 1, и использует разные приводы, ФИГ. 1, для регулирования работы двигателя на основе принимаемых сигналов и инструкций, заложенных в память контроллера.
Таким образом, примерное представление может включать систему, содержащую двигатель, содержащий впускной коллектор, компрессор во впускном канале (еще называемый в соответствии с ФИГ. 1 впускной камерой 42), подающий сжатый воздух во впускной коллектор, дроссель системы впуска воздуха, установленный во впускном канале, перепускной канал компрессора, установленный параллельно компрессору, эжектор, расположенный в перепускном канале компрессора и содержащий отверстие всасывания (или вход всасывания), картер двигателя, причем первое отверстие картера соединено по текучей среде ко впускному коллектору через вентиляционную трубку, вентиляционную трубку, содержащую клапан вентиляции картера, тракт всасывания, соединяющий по текучей среде второе отверстие картера с отверстием всасывания эжектора, и перепускной канал, такой как перепускной канал 83 эжектора по ФИГ. 1, соединяющий по текучей среде второе отверстие картера со впускным каналом выше по потоку относительно компрессора, причем указанный перепускной канал выполнен параллельно тракту всасывания, и обратный клапан, установленный в перепускном канале, причем обратный клапан смещен, чтобы обеспечить поток текучей среды от картера к впускному каналу и блокировать поток текучей среды от впускного канала к картеру.
Что касается ФИГ. 2, он изображает представленный схематично альтернативный вариант 200 осуществления изобретения системы 100 двигателя и двигателя 10 по ФИГ. 1. В частности, различие между вариантом 200 осуществления изобретения и системой 100 двигателя заключает в том, что обратный клапан 81 в перепускном канале 83 эжектора (по ФИГ. 1) заменен на клапан 280 с электронным управлением на ФИГ. 2. При этом остальные компоненты, ранее введенные на ФИГ. 1, пронумерованы аналогичным образом на ФИГ. 2, и не вводятся повторно.
Вариант 200 осуществления изобретения по ФИГ. 2 содержит электронно-управляемый перепускной клапан 280 эжектора (ПКЭ) с перепускным каналом 83 эжектора. ПКЭ 280 может активно управлять контроллер 12, чтобы разрешить/запретить прохождение просачивающихся паров из картера 144 в перепускной (например, не сквозное протекание) эжектор 22. Таким образом путем регулирования открытия ПКЭ 280 может регулироваться поток вентиляции картера (ВК) через перепускной канал 83 эжектора во впускную камеру 42.
ПКЭ 280 может представлять собой клапан с электрическим приводом, и его состоянием может управлять контроллер 12 на основании, в одном из примеров, ухудшения состояния эжектора и/или давления в картере. Более того, ПКЭ 280 может представлять собой либо бинарный клапан (например, двухходовой клапан) или клапан с бесступенчатой регулировкой. Бинарным клапаном можно управлять, устанавливая его либо в полностью открытое положение, либо в полностью закрытое положение таким образом, чтобы полностью открытое положение бинарного клапана представляло собой положение, в котором клапан не создает никакого ограничения потоку, а полностью закрытое положение бинарного клапана представляло собой положение, в котором клапан полностью блокирует поток таким образом, чтобы поток не мог бы проходить через клапан. С другой стороны, клапаны с бесступенчатой регулировкой могут быть частично открыты в различной степени.
На приведенном примере ПКЭ 280 может по умолчанию удерживаться в полностью закрытом положении. Таким образом, эжектор 22 может обеспечивать сброс давления в картере в условиях работы с наддувом. Контроллер 12 может быть функционально связан с ПКЭ 280 для перевода ПКЭ 24 в открытое положение (например, полностью открытое, большей частью открытое и т.п.) в ответ на определение ухудшение состояния эжектора, в частности закупоривание эжектора, и повышение давления в картере в условиях работы с наддувом. В качестве примера ПКЭ может быть переведен в полностью открытое положение (из полностью закрытого положения) в ответ на определение того, что эжектор 22 заблокирован. Таким образом, пары из картера 144 могут затем проходить через трубку 82 и соединение 85 в перепускной канал 83 эжектора, через ПКЭ 280 и затем во впускную камеру 42 в точке 80. Соответственно, может быть снижено давление в картере. Дроссель 115 СВВ, при его наличии, может быть также переведен в более закрытое положение (из более открытого положения), если существующие условия работы двигателя позволяют выполнить такое изменение положения. При этом, во впускной камере теперь может присутствовать разрежение, обеспечивая повышенный поток картерных газов через ПКЭ 280.
Преимущество, предоставляемое ПКЭ с электронным управлением заключается в том, что можно регулировать и избыточное давление в картере (например, повышение положительного избыточного давления в картере), и степени разрежения в картере (например, увеличение отрицательного давления в картере). В условиях работы с наддувом, если эжектор 22 закупорен, в картере может создаваться избыточное давление. При этом, открытие ПКЭ может быть увеличено для сброса избыточного давления в картер. С другой стороны, когда ДВК<ДнВК и эжектор заблокирован, степень разрежения (или отрицательного давления) в картере может увеличиваться выше рекомендуемого уровня. При этом, открытие ПКЭ может по меньшей мере частично противодействовать превышению разрежением в картере рекомендуемых степеней разрежения (или повышенного отрицательного давления).
Таким образом, примерный способ для двигателя с наддувом может содержать, во время первого условия, создание разрежения на эжекторе, расположенном в перепускном канале компрессора, использование данного разрежения для вытягивания газов из картера и, во время второго условия, снижение давления в картере с помощью перепускного канала, соединенного с впускным каналом (или впускной камерой 42) и картером. При этом, указанное первое условие может содержать условия работы с наддувом, в которых сжатый воздух от области ниже по потоку относительно компрессора проходит через эжектор в перепускной канал компрессора для создания разрежения в эжекторе, причем указанное второе условие может содержать условия работы с наддувом, в которых эжектор закупорен и сжатый воздух от области ниже по потоку относительно компрессора не проходит через эжектор. Перепускной канал может соединять по текучей среде картер с впускным каналом двигателя выше по потоку относительно компрессора. Следует также отметить, что перепускной канал шунтирует (или обходит) эжектор, установленный в перепускном канале компрессор, причем давление в картере может быть уменьшено путем пропускания газов из картера через указанный перепускной канал. Перепускной канал может также содержать обратный клапан, расположенный с возможностью пропускания потока газов от картера к впускному каналу двигателя, при этом блокируя поток текучей среды от впускного канала двигателя в картер. В еще одном примере указанный перепускной канал может содержать электронно-управляемый клапан, причем указанный электронно-управляемый клапан может открываться во время второго условия.
Что касается ФИГ. 3, он представляет примерный алгоритм 300, иллюстрирующий поток вентиляции картера во время различных условий работы двигателя. В частности, указанный алгоритм описывает поток вентиляции картера в условиях работы с наддувом и в условиях работы без наддува, а также проверяет закупоривание эжектора и изменяет потоки вентиляции картера при необходимости. Алгоритм 300 (и алгоритм 400 на ФИГ. 4) раскрыт в отношении систем, показанных на ФИГ. 1 и 2, но нужно понимать, что подобные алгоритмы могут быть использованы для других систем, не отступая при этом от объема настоящего раскрытия. Инструкции по осуществлению алгоритма 300, а также алгоритма 400, содержащиеся в данном раскрытии, могут быть выполнены контроллером, таким как контроллер 12 по ФИГ. 1, на основании инструкций, хранящихся в памяти контроллера, и в сочетании с сигналами, получаемыми от датчиков системы двигателя, таких как датчики, раскрытые выше, в соответствии с ФИГ. 1. Контроллер может задействовать приводы двигателя системы двигателя, такие как приводы на ФИГ. 1А, для регулировки работы двигателя в соответствии с алгоритмами, раскрытыми далее.
В 302 алгоритм 300 оценивает и/или измеряет имеющиеся условия работы двигателя. Например, могут быть оценены рабочие условия двигателя, такие как частота вращения двигателя, нагрузка двигателя, ДВК, ДнВК, ДВД и т.д. Далее, в 304 алгоритм 300 определяет, работает ли двигатель в условиях работы с наддувом. В одном из примеров двигатель может считаться работающим с наддувом, когда ДВК выше, чем ДнВК. В качестве примера двигатель может работать с наддувом, когда водителю необходим повышенный крутящий момент двигателя. В еще одном примере условия работы с наддувом могут содержать работу при повышенном давлении наддува, когда ДВД выше, чем ДнВК.
Если определено, что двигатель работает без наддува, алгоритм 300 переходит к 306. Причем, может быть определено, что ДВК меньше ДнВК или что ДВК может быть меньше барометрического давления (БД). В качестве дополнения или альтернативы ДВД может быть равно БД, а также ДВК может быть ниже ДнВК и/или БД в условиях работы без наддува. При этом, дроссель 115 СВВ может работать в преимущественно открытом положении, обеспечивая значительное поступление впускного воздуха в компрессор 94. Таким образом, ДнВК может быть в основном эквивалентно БД. В двигателях, в которых отсутствует дроссель СВВ, двигатель может работать в условиях работы без наддува, когда ДВК меньше БД, и/или ДВД равно БД. При этом давление во впускном коллекторе может быть ниже барометрического давления (например, разрежение или отрицательное давление) в условиях работы без наддува. Данное разрежение во впускном коллекторе может использоваться в 306 для вытягивания картерных газов во впускной коллектор через клапан вентиляции картера (ВК). Расход картерных газов во впускной коллектор может быть основан на степени разрежения во впускном коллекторе, как было описано ранее. Более глубокие степени разрежения во впускном коллекторе (например, ниже 50 кПа) могут обеспечивать меньший расход потока ВК, тогда как менее глубокое разрежение (например, 0-15 кПа) во впускном коллекторе может вытягивать поток ВК с повышенным расходом.
Далее в 308 давление в картере может быть сброшено путем вентиляции картера во впускной коллектор. В частности, может быть уменьшено увеличение давления (такое как положительное избыточное давление) в картере в результате просачивающихся газов. В 310 алгоритм 300 убеждается, что эжектор в перепускном канале компрессора (ППК) закупорен. Эжектор может быть закупорен в результате обледенения эжектора, что может привести к снижению перепускного потока компрессора через ППК, тем самым снижая образование разрежения в эжекторе. Закупоривание эжектора может быть подтверждено по показаниям от датчика давления в картере, например датчика 126 по ФИГ. 1. В качестве примера определение того, что эжектор закупорен, может быть сделано на основании того, что выходной сигнал от датчика давления в картере выше порогового значения. В еще одном примере, если выходной сигнал от датчика давления в картере указывает на разрежение, эжектор может быть закупорен.
Если было определено, что эжектор закупорен, алгоритм 300 переходит к 314 для поддержания втягивания потока ВК во впускной коллектор в условиях, когда имеется разрежение во впускном коллекторе (например, в условиях работы без наддува). Если эжектор закупорен, в 316 может увеличиться отрицательное давление в картере. При этом, в картере может происходить увеличение разрежения, когда разрежение во впускном коллекторе втягивает картерные пары во впускной коллектор, поскольку может отсутствовать поток воздуха от эжектора в картер через трубку 69 всасывания и трубку 82. Более того, обратный клапан 81 в перепускном канале 83 эжектора может также блокировать поток воздуха от впускной камеры 42 в перепускной канал эжектора и далее в картер 144. В варианте осуществления на ФИГ. 2, если необходимо, электронно-управляемый клапан 280 ПКЭ может быть переведен в открытое положение (из закрытого положения), чтобы уменьшить разрежение, образовавшееся в картере. Таким образом, более глубокие степени разрежения в картере могут быть уменьшены в варианте осуществления по ФИГ. 2 путем увеличения открытия ПКЭ 280. Алгоритм 300 затем завершается.
Если в 310 подтверждено, что эжектор не закупорен, алгоритм 300 переходит к 312, причем картерные пары продолжают втягиваться во впускной коллектор в условиях работы без наддува, обеспечивая уменьшение давления (например, уменьшение положительного избыточного давления) в картере. Алгоритм 300 затем завершается.
Возвращаясь к 304. Если определено, что существуют условия работы с наддувом (например, ДВК>ДнВК или ДВК>БД), алгоритм 300 переходит к 320, причем перепускной поток компрессора может быть пропущен через ППК. При этом, если присутствует ПКК 50, ПКК может быть открыт из закрытого положения, чтобы обеспечить поток сжатого воздуха из области ниже по потоку относительно компрессора и области выше по потоку относительно впускного дросселя в ППК 65. Если ПКК не входит в ППК, разница в давлении между наддувочной камерой и впускной камерой может направить поток сжатого воздуха в ППК. Как объяснено в соответствии с ФИГ. 1, перепускной поток компрессора через ППК также проходит через эжектор, установленный в ППК, такой как эжектор 22, и на эжекторе может создаваться разрежение.
Далее в 322 разрежение, созданное на эжекторе (также называемом в данном описании разрежением эжектора), может быть подано от отверстия всасывания эжектора в картер. Путем подачи данного разрежения на эжекторе в картер, например, ко второму отверстию картера, содержащего маслоотделитель 84, картерные пары могут быть втянуты в отверстие 67 всасывания эжектора 22 через тракт всасывания, содержащий каждую из трубки 82 и трубки 69 всасывания по ФИГ. 1. Картерные газы, вытянутые из картера в условиях работы с наддувом, могут также содержать свежий воздух (например, наддувочный воздух), полученный от впускного коллектора через отверстие 158 обратного потока по ФИГ. 1. Путем втягивания картерных газов в эжектор и далее во вход компрессора 94 в 324 может быть уменьшено давление в картере. В частности, может быть сброшено положительное избыточное давление в картере. Далее в 326 картерные пары, поступившие на вход компрессора, могут быть пропущены через компрессор и за впускной дроссель во впускной коллектор для сгорания. Алгоритм 300 затем переходит к 328 для определения, закупорен ли перепускной канал компрессора. В частности, может быть активирован алгоритм 400 по ФИГ. 4. Алгоритм 300 затем завершается.
ФИГ. 4 изображает примерный алгоритм 400 для изменения потока вентиляции картера в условиях работы с наддувом, когда закупорен эжектор в перепускном канале компрессора. В частности, картер может вентилироваться через перепускной канал эжектора, если эжектор закупорен. Более того, параметры двигателя могут также быть модифицированы в ответ на определение закупоривания эжектора. Алгоритм 400 раскрыт в отношении систем, показанных на ФИГ. 1 и 2, но нужно понимать, что подобные алгоритмы могут быть использованы для других систем, не отступая при этом от объема настоящего раскрытия.
В 402 алгоритм 400 подтверждает, что двигатель работает с наддувом. Как упоминалось выше применительно к шагу 304 алгоритма 300, условия работы с наддувом могут быть определены на основании того, что ДВК больше, чем БД. Если условия работы с наддувом не подтверждены, алгоритм 400 переходит к 404, чтобы вернуться к 306 в алгоритме 300 по ФИГ. 3. Затем алгоритм 400 завершает свою работу. Если, однако, условия работы с наддувом продолжают существовать в 402, алгоритм 400 переходит к 406 для определения, не закупорен ли эжектор в ППК. Как было объяснено ранее, значения давления от датчика давления в картере могут использоваться для определения того, что эжектор закупорен.
Если эжектор продолжает пропускать эжектирующий поток и создавать разрежение (например, эжектор не закупорен), алгоритм 400 переходит к 408 для поддержания потока вентиляции кратера к отверстию всасывания эжектора в условиях работы с наддувом, как было описано ранее применительно к 322 алгоритма 300. Далее в 410 алгоритм 400 определяет, не происходит ли и/или не ожидается ли помпаж компрессора. Помпаж компрессора может происходить во время переходных состояний, таких как резкое отпускание педали акселератора, когда требуется резко уменьшить крутящий момент двигателя. Если имеет место помпаж компрессора, алгоритм 400 переходит к 414 для увеличения перепускного потока компрессора через перепускной канал компрессора для уменьшения помпажа компрессора. Например, ПКК 50, при наличии, может быть переведен в 416 в более открытое положение (из менее открытого положения), обеспечивая повышенный расход сжатого воздуха из области ниже по потоку относительно компрессора в область выше по потоку относительно компрессора. Более того, в качестве возможности, в 418 регулятор давления наддува может быть открыт (например, в более открытое положение из более закрытого положения) для уменьшения уровней наддува. Более того, при необходимости впускной дроссель может быть переведен в более открытое положение из более закрытого положения, чтобы обеспечить повышенный поток воздуха в двигатель. Алгоритм 400 затем завершается.
С другой стороны, если в 410 помпаж не обнаружен, алгоритм 400 переходит к 412 для поддержания существующих параметров двигателя и режима работы двигателя. Алгоритм 400 затем завершается.
Возвращаясь к 406. Если определено, что эжектор закупорен, алгоритм 400 переходит к 420 для определения того, не заблокирован ли эжектирующий поток через эжектор. В частности, перепускной поток компрессора через ППК и эжектор может быть прекращен. Следовательно, на эжекторе может не создаваться разрежение и создание разрежения эжектором может быть прекращено. Таким образом, вентиляция картера может выходить из картера в отверстие всасывания эжектора в ходе существующих условий работы с наддувом. Далее в 422 картерные газы могут вместо этого быть направлены через перепускной канал эжектора, такой как перепускной канал 83 эжектора по ФИГ. 1 и 2. В частности, пары из картера вместе со свежим наддувочным воздухом от впускного коллектора могут выходить из картера через второе отверстие (маслоотделитель 84) и входить в трубку 82, и в соединении 85 могут отводиться в перепускной канал 83 эжектора. При этом картерные газы могут больше не поступать в трубку 69 всасывания. Более того, эти пары от картера могут проходить через перепускной канал 83 эжектора во впускную камеру и вход компрессора 94. Таким образом картерные пары могут теперь обходить эжектор и поступать во вход компрессора. При этом в 424 положительное избыточное давление в картере может быть сброшено путем пропускания картерных паров через перепускной канал эжектора.
В варианте осуществления на ФИГ. 2, который содержит электронно-управляемый перепускной клапан эжектора (ПКЭ), такой как ПКЭ 280, алгоритм 400 переходит к 426 для перевода при необходимости ПКЭ в более открытое положение. В одном из примеров ПКЭ можно перевести в полностью открытое положение из полностью закрытого положения. В еще одном примере ПКЭ можно перевести в преимущественно открытое положение из преимущественно закрытого положения. При этом, открытие ПКЭ можно увеличить, чтобы обеспечить прохождение картерных паров из картера во вход компрессора через перепускной канал эжектора.
Далее в 428 при необходимости может быть уменьшено давление наддува. Например, условия работы с наддувом увеличивают давление в картере. Поэтому для снижения давления в картере может быть уменьшено давление наддува, если условия работы двигателя допускают уменьшение наддува. В еще одном примере, поскольку уменьшается перепускной поток компрессора по перепускному каналу компрессора (например, сводится к минимуму или даже прекращается в результате блокирования эжектора), двигатель может генерировать степень наддува, превышающую требуемую. Соответственно для снижения давления наддува регулятор давления наддува может быть переведен в более открытое положение в 430. В частности, открытие регулятора давления наддува может быть увеличено, чтобы обеспечить обход большего количества отработавших газов газовой турбины по перепускной трубке 90 по ФИГ. 1 и 2. При этом в одном из примеров регулятор давления наддува может быть переведен в более открытое положение из более закрытого положения.
Далее в 432, если вариант осуществления двигателя содержит дроссель СВВ и позволяют условия работы двигателя, дроссель СВВ может быть переведен в более закрытое положение (например, из более открытого положения) для создания разрежения во впускной камере. При этом, открытие дросселя СВВ может быть уменьшено для создания по меньшей мере незначительного разрежения выше по потоку относительно компрессора для пропускания потока ВК через эжектор перепускного канала. Например, дроссель СВВ может быть переведен в более закрытое положение при уменьшении потребности в наддуве. В еще одном примере, при необходимости в повышенном наддуве, такой как условие резкого нажатия на педаль акселератора, дроссель СВВ может быть переведен в более закрытое положение в ответ на закупоривание эжектора. При этом перевод дросселя СВВ в более закрытое положение может быть отложен или может не происходить до тех пор, пока условия работы двигателя не позволят осуществить такое изменение.
Алгоритм 400 затем переходит к 434 для определения того, не имеют ли место условия помпажа компрессора. Если нет, алгоритм 400 переходит к 440 для поддержания потока ВК через перепускной канал эжектора. Более того, в 442 могут поддерживаться существующие параметры двигателя. Например, могут поддерживаться положения различных клапанов (например, регулятор давления наддува, ПКЭ и т.д.) и положение дросселя двигателя. Однако если в 434 определено, что существуют условия помпажа компрессора, алгоритм 400 переходит к 436 для дальнейшего увеличения степени открытия регулятора давления наддува. Поскольку перепускной поток компрессора может быть прекращен из-за закупоривания эжектора в перепускном канале компрессора, помпаж компрессора может быть ослаблен путем регулирования регулятора давления наддува для уменьшения наддува. В частности, регулятор давления наддува может быть переведен в более открытое положение. Например, регулятор давления наддува может быть переведен в полностью открытое положение из преимущественно открытого положения, допускаемого в 430. В еще одном примере регулятор давления наддува может быть переведен в полностью открытое положение из частично открытого положения. Далее в 438 могут быть предприняты дополнительные действия для уменьшения помпажа компрессора. Например, в 438 может быть изменено положение дросселя двигателя. Например, впускной дроссель может быть переведен в более открытое положение. В одном из примеров впускной дроссель может быть переведен в преимущественно открытое положение из преимущественно закрытого положения. В еще одном примере впускной дроссель может быть переведен в преимущественно открытое положение из полностью закрытого положения. При этом, путем увеличения степени открытия дросселя двигателя может быть увеличен поток впускного воздуха в двигатель и может быть уменьшен помпаж компрессора. Алгоритм 400 затем завершается.
Таким образом, поток вентиляции картера в условиях работы с наддувом может продолжаться даже тогда, когда эжектор закупорен. Более того, параметры двигателя могут быть изменены для улучшения вентиляции картера и снижения давления в картере. В одном из примеров регулятор давления наддува может быть открыт на большую степень для уменьшения степеней наддува и давления в картере. В еще одном примере дроссель СВВ может быть переведен в более закрытое положение для уменьшения разрежения на входе компрессоре, если позволяют условия работы двигателя. Разрежение на входе компрессора может затягивать дополнительные картерные газы во вход компрессора, обеспечивая дальнейшее снижение давления в картере. Более того, если во время этих условий (например, работа с наддувом и закупоривание эжектора) обнаружен помпаж компрессора, могут быть применены дополнительные изменения, включающие перевод дросселя двигателя в более открытое положение и/или увеличение открытия регулятора давления наддува.
Таким образом примерная система может содержать двигатель, компрессор, установленный во впускном канале, перепускной канал компрессора, присоединенный параллельно компрессору для пропускания сжатого воздуха из области ниже по потоку относительно компрессора на вход компрессора, эжектор, расположенный в перепускном канале компрессора, причем эжектор имеет отверстие всасывания, картер, датчик давления в картере, соединенный с картером, тракт всасывания (например, трубка 82 и трубка 69 всасывания по ФИГ. 1 и 2), соединяющий по текучей среде картер с отверстием всасывания эжектора, перепускной канал эжектора (такой как перепускной канал 83 эжектора по ФИГ. 1 и 2), соединяющий по текучей среде картер с входом компрессора, причем перепускной канал эжектора обходит эжектор, электронно-управляемый клапан (такой как ПКЭ 280 по ФИГ. 2), расположенный в перепускном канале эжектора, газовую турбину, установленную в выпускном канале, перепускную трубку, установленную в обход газовой турбины, регулятор давления наддува, установленный в перепускную трубку, и контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в долговременной памяти для, во время работы с наддувом, подачи разрежения, созданного эжектором, в картер, втягивания картерных газов в эжектор, сброса давления в картере, и в ответ на обнаружение закупоривания эжектора, открытия электронно-управляемого клапана, размещенного в перепускном канале эжектора, сброса давления в картере и регулирования регулятора давления наддува для уменьшения наддува в двигателе, как в 430 в алгоритме 400.
Закупоривание эжектора может быть обнаружено на основании выходного сигнала датчика давления в картере. Более того, разрежение может быть создано эжектором при условиях работы с наддувом из-за эжектирующего потока через эжектор и перепускной канал компрессора, причем втягивание картерных газов в эжектор может содержать втягивание картерных газов через тракт всасывания в отверстие всасывания эжектора. Регулирование регулятора давления наддува для уменьшения наддува в двигателе может также содержать увеличение открытия регулятора давления наддува для повышения потока отработавших газов через перепускную трубку, установленную в обход газовой турбины, для уменьшения наддува. Контроллер может также содержать инструкции для повышения открытия регулятора давления наддува в ответ на помпаж компрессора. Примерная система может также содержать дроссель системы впуска воздуха (СВВ), размещенный во впускном канале выше по потоку относительно компрессора. Контроллер может содержать еще инструкции для перевода дросселя СВВ в более закрытое положение в ответ на обнаружение закупоривания эжектора в условиях работы с наддувом.
Что касается ФИГ. 5, он содержит схему 500, изображающую пример потока вентиляции картера (ВК) при работе двигателя автомобиля в различных условиях. Автомобиль может содержать двигатель, содержащий дроссель СВВ выше по потоку относительно компрессора и выше по потоку относительно расположения области приема потока вентиляции картера от перепускного канала эжектор, как показано в вариантах осуществления изобретения по ФИГ. 1 и 2. Схема 500 раскрыта в отношении систем, показанных на ФИГ. 1 и 2.
Схема 500 содержит частоту вращения двигателя, Ne, в виде кривой 502, положение педали акселератора в виде кривой 504, давление на входе компрессора (ДнВК) в виде кривой 506 (пунктирная линия 506), давление во впускном коллекторе (ДВК) в виде кривой 508 (а не разрежение во впускном коллекторе), положение дросселя СВВ в виде кривой 510, поток ВК во впускной коллектор (ВпК) через клапан ВК в виде кривой 512, поток ВК в отверстие всасывания эжектора в виде кривой 514, поток ВК через перепускной канал эжектора (ПКЭ) в виде кривой 516, состояние эжектора в виде кривой 518 и давление в картере в виде кривой 520. Состояние эжектора может быть одним из незакупоренного состояния, в котором эжектор пропускает поток текучей среды через себя, и из закупоренного, в котором эжектор блокирует перепускной поток компрессора, а также поток всасывания картерных газов, полученный из картера. Давление в картере может представлять собой выходной сигнал датчика давления в картере, такого как датчик 126 по ФИГ. 1 и 2. Линия 507 представляет барометрическое давление (БД), а линия 519 представляет пороговое значение давления в картере. Все вышеуказанные кривые построены в зависимости от времени по оси X. Более того, время увеличивается слева направо по оси X.
Схем 500 содержит два ездовых цикла: первый ездовой цикл между t0 и t4, и отдельный и отличающийся второй ездовой цикл от t5 до t8. Первый ездовой цикл содержит ездовой цикл, в котором эжектор в перепускном канале компрессора является исправным и позволяет свободно протекать через себя потоку сжатого воздуха, причем создавая разрежение в условиях работы с наддувом для вытягивания потока вентиляции из картера. Второй ездовой цикл содержит примерный ездовой цикл, в котором эжектор в перепускном канале компрессор показывает ухудшение состояния (например, закупорен) и блокирует поток сжатого воздуха через себя, и следовательно не создает разрежения, чтобы вытягивать картерные пары.
Между t0 и t1 двигатель может работать на холостом ходу (например, без наддува), как показано кривой 502 для частоты вращения двигателя, а педаль может быть полностью нажата. При этом давление во впускном коллекторе может значительно ниже, чем БД, обеспечивая большое разрежение в впускном коллекторе. При больших степенях разрежения клапан ВК может включить меньший расход ВК, и меньшее количество потока ВК может поступать напрямую во впускной коллектор, как показано пунктирной частью кривой 512. Пунктирная часть кривой 502 обозначает меньший расход потока ВК. Дроссель СВВ может быть открыт наполовину, обеспечивая поступление сниженного потока воздуха в впускную камеру. Соответственно, ДнВК может быть немного меньше, чем БД (кривая 506). Далее, перед t1, отсутствует поток ВК в отверстие всасывания эжектора (кривая 514), и давление в картере, как указано датчиком давления в картере, может быть меньше.
В t1 может происходить нажатие на педаль акселератора, когда педаль акселератора полностью нажата и требуется повышенный крутящий момент. Например, автомобиль может ускоряться для того, чтобы влиться в поток движения по шоссе. Дроссель СВВ может быть переведен в полностью открытое положение, чтобы ДнВК практически было равно БД, а давление наддува может значительно увеличиться, когда раскрутится турбонагнетатель, приводя к резкому увеличению частоты вращения двигателя. При этом ДВК может увеличиться значительно выше БД. Между t1 и t2 педаль акселератора могут постепенно отпускать, по мере того как частота вращения двигателя уменьшается до несколько меньшей частоты вращения по мере увеличения скорости автомобиля. ДВК может оставаться выше БД (и ДнВК), и в ходе данных условий работы с наддувом (когда ДВК>БД, а ДВК>ДнВК), эжектор может создавать разрежение, когда может осуществляться перепуск компрессора. В одном примере перепускной поток компрессора может осуществляться в результате перепада давления между ДВД и ДнВК, когда ПКК отсутствует. Если ПКК присутствует, ПКК может быть переведен в более открытое положение (после окончания нажатия на педаль акселератора, например) и может быть инициирован перепускной поток компрессора. Разрежение, создаваемое эжектором, может втягивать поток вентиляции картера в отверстие всасывания эжектора, как показано кривой 514 между t1 и t2. Во время этих условий может отсутствовать поток ВК в ВпК. Однако, номинальный поток наддувочного воздуха может поступать в картер от ВпК через отверстие 158 обратного потока. Поскольку эжектор не закупорен, поток ВК не будет проходить через ПКЭ (кривая 516). Между t1 и t2 давление в картере может увеличиваться, но оставаться ниже порогового значения давления в картере, так как давление в картере может уменьшаться потоком ВК в эжектор.
В t2 могут присутствовать установившиеся условия работы двигателя, когда педаль нажата примерно на половину хода и отпущена, а частота вращения двигателя ниже во время работы в установившемся режиме. Например, автомобиль может двигаться с крейсерской скоростью по автомагистрали. Дроссель СВВ может быть переведен в преимущественно открытое положение из полностью открытого положения. Таким образом степень открытия дросселя СВВ может быть немного уменьшена. Данное положение может привести к созданию незначительного разрежения выше по потоку относительно компрессора во впускной камере. Давление во впускном коллекторе может опуститься немного ниже БД, обеспечивая впускному коллектору условия незначительного разрежения. ДВК может также быть ниже, чем ДнВК, как показано кривыми 508 и 506, а двигатель может работать без наддува. Соответственно, после t2 поток ВК через эжектор может отсутствовать. Незначительное разряжение во впускном коллекторе, с другой стороны, обеспечивает поступление картерных паров с большим расходом (обозначено сплошной линией на кривой 512) непосредственно во впускной коллектор через клапан ВК (кривая 512) между t2 и t3. В ответ на больший расход картерных паров давление в картере может также еще более уменьшиться между t2 и t3.
Работа двигателя в установившемся режиме может завершиться в t3, когда педаль отпущена, а частота вращения двигателя постепенно снижается до холостого хода. В одном примере автомобиль может замедляться при съезде с автомагистрали и приближении к светофору, а частота вращения двигателя может уменьшаться. ДВК может далее уменьшаться ниже БД, а дроссель СВВ может быть переведен в полуоткрытое положение, еще более уменьшая ДнВК. Поток ВК может также уменьшиться, а меньший расход потока ВК может проходить через клапан ВК во впускной коллектор между t3 и t4 при работе двигателя на холостом ходу. Поскольку данный поток ВК значительно меньше, пунктирные линии показаны на кривой 512 между t3 и t4. Первый ездовой цикл может заканчиваться в t4 во время указанных условий работы двигателя на холостом ходу. Между t4 и t5 может происходить множество ездовых циклов.
В t5 может начинаться новый ездовой цикл, причем двигатель работает на холостом ходу, а педаль полностью отпущена. Меньшее количество потока ВК может поступать во впускной коллектор через клапан ВК в t5, причем во впускном коллекторе присутствуют глубокие степени разрежения, как было описано ранее для участка между t0 и t1. Дроссель СВВ удерживается в частично открытом положении, а во впускной камере выше по потоку относительно компрессора может присутствовать незначительное разрежение. В t6 педаль полностью нажата, что приводит к увеличению частоты вращения двигателя. При этом автомобиль может ускоряться и может работать с наддувом, как показано тем, что ДВК выше БД. Данные условия работы с наддувом могут генерировать меньшее количество наддува, чем условия в t1. Дроссель СВВ может быть полностью открыт (из частично открытого положения), чтобы обеспечить поступление большего количества потока воздуха во впуск и, следовательно, чтобы ДнВК было на уровне БД. Поскольку ДВК больше, чем БД (и ДнВК) между t6 и t7, могут присутствовать условия работы с наддувом. Во время этих условий работы с наддувом также может повыситься давление в картере. При этом давление в картере может увеличиваться до значения выше, чем пороговое значение давления в картере (линия 519) в t6, обозначая то, что эжектор закупорен (кривая 518).
Соответственно, если электронно-управляемый перепускной клапан эжектора (ПКЭ) присутствует в перепускном канале эжектора, ПКЭ может быть открыт, чтобы обеспечить поток ВК через перепускной канал эжектора, как показано кривой 516. Если ПКЭ отсутствует, перепад давления между картером и впуском компрессора может заставить картерные газы протекать в картер к входу компрессора (или впускной камере, так как ДнВК может быть ниже давления в картере) через перепускной канал эжектора между t6 и t8 (кривая 516). Таким образом, картерные пары могут обходить каждый из эжектора и перепускного канала компрессора, чтобы поступать на вход компрессора, когда эжектор закупорен. Соответственно, давление в картере (кривая 520) может быть сброшено, и давление в картере уменьшается до величины ниже порогового значения давления в картере в t7.
Между t6 и t7 поток ВК может проходить через перепускной канал эжектор, поскольку дроссель СВВ поддерживается в полностью открытом положении во время повышенных степенях наддува, требуемых двигателем. При этом дроссель СВВ может не переводится из полностью открытого положения в t6, поскольку условия работы двигателя могут не допускать снижения потока впускного воздуха. Однако в t7, когда педаль отпускают и снижается частота вращения двигателя, дроссель СВВ может быть затем переведен в более закрытое положение относительно полностью открытого положения. Например, дроссель СВВ может быть переведен в положение между полностью открытым и полностью закрытым (например, преимущественно открытое положение, частично открытое положение). При этом, меньшее количество наддува может требоваться для двигателя между t7 и t8. Поскольку двигатель продолжает работать с наддувом, не смотря на меньшие степени наддува, дроссель СВВ может быть переведен в преимущественно открытое положение в t7 из полностью открытого положения между t6 и t7.
Соответственно, между t7 и t8 на входе компрессора может быть обеспечена незначительная степень разрежения путем уменьшения степени открытия дросселя СВВ. Как показано кривой 506, ДнВК уменьшается до значения ниже БД в ответ на перевод дросселя СВВ в более закрытое положение относительно полностью открытого положения между t6 и t7. Более того, незначительная степень разрежения присутствует на входе компрессора из-за того, что более закрытое положение дросселя СВВ может втягивать дополнительные картерные газы во вход компрессора через перепускной канал эжектора. В ответ на такое втягивание дополнительных картерных газов давление в картере (кривая 520) может еще более уменьшиться между t7 и t8.
В t8, однако, педаль может быть слегка отпущена и частота вращения двигателя может быть уменьшена, так как инициируется работа двигателя в условиях без наддува. Например, автомобиль может двигаться по городским улицам с низкой скоростью. Поскольку ДВК значительно меньше, чем БД в t8, поток ВК через перепускной канал эжектора может быть прекращен, и в t8 может быть начат поток ВК через клапан ВК во впускной коллектор. При этом давление в картере может быть снижено еще более.
Таким образом, примерный способ для двигателя с наддувом может содержать, при первом условии работы, создание разрежения на эжекторе, расположенном в перепускном канале компрессора, вытягивание паров из картера с помощью разрежения, создаваемого на эжекторе, и при втором условии, регулирование открытия дросселя системы впуска воздуха (СВВ) для создания разрежения СВВ, и вытягивание паров из картера с помощью разрежения СВВ через перепускной канал эжектора. Указанное первое условие может содержать условия работы с наддувом, при которых сжатый воздух от области ниже по потоку относительно компрессора проходит через эжектор в перепускной канал компрессора для создания разрежения на эжекторе, причем указанное второе условие может содержать условия работы с наддувом, при которых эжектор закупорен и сжатый воздух от области ниже по потоку относительно компрессора не проходит через эжектор. При этом, регулирование открытия дросселя СВВ содержит уменьшение открытия дросселя СВВ (например, когда условия работы двигателя позволяют уменьшить открытие дросселя СВВ). Дроссель СВВ может быть установлен во впускном канале выше по потоку от компрессора. Перепускной канал эжектора может соединять по текучей среде картер со впускным каналом ниже по потоку относительно дросселя СВВ и выше по потоку относительно компрессора. Закупоривание эжектора может быть определено на основании выходного сигнала датчика давления в картере. Способ может также содержать сброс положительного избыточного давления в картере во время каждого из первого условия и второго условия. Способ может также содержать, в условиях работы без наддува, когда давление во впускном коллекторе двигателя с наддувом ниже атмосферного давления, прохождение паров из картера непосредственно во впускной коллектор через клапан вентиляции картера.
Таким образом, давление в картере двигателя с наддувом может быть сброшено в условиях работы с наддувом даже тогда, когда имеет место ухудшение состояния эжектора в перепускном канале компрессора. Путем предоставления альтернативного маршрута для вывода газов из картера в условиях работы с наддувом, когда эжектор закупорен, в картере может не образовываться чрезмерное избыточное давление. Технический эффект от сброса давления в картере заключается в уменьшении ухудшения состояния уплотнений картера, которые могут протекать при воздействии положительного избыточного давления в картере, превышающего требуемое значение. Соответственно, картер и, таким образом, двигатель могут иметь повышенную надежность и улучшенные рабочие характеристики.
В еще одном представлении способ для двигателя с наддувом может содержать, во время первого условия работы с наддувом, прохождение сжатого воздуха из области ниже по потоку относительно компрессора в область выше по потоку относительно компрессора через эжектор в перепускном канале компрессора, создавая разрежение в эжекторе, и использование разрежения для вытягивания картерных паров из картера, и сброс давления в картере, и, во время второго условия работы с наддувом, прекращение прохождения сжатого воздуха из области ниже по потоку относительно компрессора в область выше по потоку относительно компрессора через эжектор в перепускной канал компрессора, и сброс давления в картере путем прохождения картерных паров через перепускной канал к входу компрессора. Перепускной канал может обходить эжектор. В одном примере перепускной канал может содержать обратный клапан, позволяющий рабочей среде проходить от картера во вход компрессор, при этом блокируя поток (например, не позволяя проходить) текучей среды от входа компрессора в картер. В некоторых примерах перепускной канал может содержать электронно-управляемый клапан.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с разнообразными конфигурациями систем двигателя и/или автомобиля. Способы и алгоритмы управления, раскрытые в настоящей заявке, могут быть сохранены как исполняемые инструкции в долговременной памяти и выполнены управляющей системой, состоящей из контроллера и комбинации различных датчиков, приводов и других аппаратных средств двигателя. Конкретные алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, могут представлять собой любое количество стратегий обработки, таких как событийные, с управлением по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть пропущены. Указанный порядок обработки не обязателен для достижения отличительных особенностей и преимуществ раскрываемых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Более того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять в графическом виде код, который должен быть запрограммирован в долговременную память среды хранения машиночитаемых данных компьютера в управляющей системе двигателя, в которой раскрытые действия могут быть выполнены посредством исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.
Следует понимать, что конфигурации и алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, носят иллюстративный характер, и что эти конкретные варианты осуществления изобретения не следует рассматривать в качестве ограничения, так как возможны многочисленные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего раскрытия изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящей заявке.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы изобретения ссылка может быть сделана на «какой-либо» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов формулы изобретения или путем представления новых пунктов формулы изобретения в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются помещенными в предмет настоящего изобретения.