Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива

Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сжатый природный газ (CNG) является высокооктановым топливом, которое полезно для уменьшения детонации в двигателе, для снижения выбросов углеводородов при событиях холодного запуска и для снижения выбросов двуокиси углерода во время работы двигателя. Однако, CNG имеет низкую плотность энергии по сравнению с жидкими углеводородными видами топлива, такими как дизельное топливо или бензин. Это типично требует упаковки CNG в криогенных баллонах высокого качества (в качестве сжиженного природного газа (LNG)) или в баках высокого давления (приблизительно 200-250 атмосфер).

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является документ US 2013000607 (А1) (дата публикации 04.01.2013). Для увеличения сортамента и общего количества топлива, хранимого на транспортном средстве, CNG может использоваться вместе с бензином и дизельным топливом, требуя, чтобы транспортное средство переключалось между видами топлива для оптимальных рабочих характеристик. Однако, пространственные ограничения не предоставляют возможности для включения отдельных топливных баков во все транспортные средства. Предпочтительная система может быть системой, которая хранит жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо вместе в одном баке. В частности, CNG способно частично растворяться в бензине или дизельном топливе, когда хранится вместе под относительно низким давлением (~100 атмосфер).

Хранение смеси находящегося под давлением газового топлива и жидкого топлива низкого давления внутри единого бака представляет собой проблемы для дозаправки топливом. Может быть возможным сначала добавлять жидкое топливо в бак, затем повышать давление бака находящимся под давлением газовым топливом или добавлять предварительно сжатую топливную смесь. Однако, не всегда может быть практичным полностью опустошать бак перед дозаправкой топлива, и предварительно сжатые топливные смеси не всегда могут иметься в распоряжении на заправочных станциях. Современные системы дозаправки топливом не предусматривают добавление находящегося под давлением газового топлива или жидкого топлива низкого давления, либо предварительно сжатой топливной смеси в единый бак при дозаправке топливом и/или в то время как топливо имеется в распоряжении на заправочных станциях.

Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали вышеприведенные проблемы, и разработали системы и способы, чтобы по меньшей мере частично принимать меры в ответ на эти проблемы.

В настоящей заявке предложена система топливного бака, содержащая топливный бак, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в жидком топливе; трубопровод дозаправки топливом, присоединенный к топливному баку через клапан доступа в бак; первое отверстие дозаправки топливом высокого давления, присоединенное к трубопроводу дозаправки топливом; отверстие дозаправки топливом низкого давления, присоединенное к трубопроводу дозаправки топливом через запорный клапан. Кроме того, первое отверстие дозаправки топливом высокого давления может быть выполнено с возможностью принимать как находящееся под давлением газовое топливо, так и предварительно сжатую смесь жидкого топлива и газового топлива. Дополнительно система может содержать второе отверстие дозаправки топливом высокого давления, присоединенное к трубопроводу дозаправки топливом, и в которой: первое отверстие дозаправки топливом высокого давления выполнено с возможностью принимать находящееся под давлением газовое топливо, а второе отверстие дозаправки топливом высокого давления выполнено с возможностью принимать предварительно сжатую смесь жидкого топлива и газового топлива. Причем отверстие дозаправки дозаправки топливом низкого давления дополнительно может быть выполнено с возможностью принимать жидкое топливо. А также система может дополнительно содержать буферный бачок, присоединенный между отверстием дозаправки низкого давления и запорным клапаном; датчик уровня жидкости, присоединенный внутри буферного бачка; и насос дозаправки топливом, присоединенный между буферным бачком и запорным клапаном. Причем насос дозаправки топливом может быть дополнительно выполнен с возможностью: в ответ на первое состояние, перекачивать жидкое топливо, содержащееся в буферном бачке, в топливный бак. При этом первое состояние может включать в себя выявление запроса дозаправки жидким топливом; давление в топливном баке, которое является меньшим, чем первое пороговое значение; уровень жидкости в топливном баке, который является меньшим, чем второе пороговое значение; и уровень жидкости в буферном бачке, который является большим, чем третье пороговое значение. Система может дополнительно содержать вспомогательный бак для паров, присоединенный к топливному баку через топливную магистраль для газового топлива; и насос сброса давления, присоединенный к топливной магистрали для газового топлива между вспомогательным баком для паров и топливным баком. А также в системе насос сброса давления выполнен с возможностью: в ответ на первое состояние, перекачивать газовое топливо из топливного бака во второй бак для паров. Кроме того, первое состояние может включать в себя: выявление запроса дозаправки жидким топливом; и давление в топливном баке, которое является меньшим, чем первое пороговое значение, но большим, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение является меньшим, чем первое пороговое значение. Система может дополнительно содержать замок дозаправки топливом, присоединенный к отверстию дозаправки топливом низкого давления, замок дозаправки топливом выполнен с возможностью давать доступ в отверстие дозаправки топливом низкого давления, когда давление в топливном баке находится ниже порогового значения. Причем жидкое топливо может являться бензином, спиртобензиновой смесью или дизельным топливом, а находящимся под давлением газовым топливом является CNG.

В заявке также раскрыто решение для дозаправки топливом топливного бака транспортного средства, состоящий в том, что в ответ на первое состояние, перекачивают жидкое топливо из буферного бачка в топливный бак во время хранения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, только частично растворенного в жидком топливе, в топливном баке. Причем первое состояние может включать в себя выявление запроса дозаправки жидким топливом, давление в топливном баке, которое является меньшим, чем первое пороговое значение; уровень жидкости в топливном баке, который является меньшим, чем второе пороговое значение; и уровень жидкости в буферном бачке, который является большим, чем третье пороговое значение. Причем в ответ на второе состояние прекращают перекачивание жидкого топлива из буферного бачка в топливный бак. Кроме того, второе состояние может включать в себя уровень жидкости в буферном бачке, который является меньшим, чем третье пороговое значение.

Кроме того, предложено решение для дозаправки топливом топливного бака транспортного средства, состоящий в том, что в ответ на первое состояние, перекачивают газовое топливо из топливного бака во вспомогательный бак для паров во время хранения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, только частично растворенного в жидком топливе, в топливном баке. Первое состояние может включать в себя выявление запроса дозаправки жидким топливом; и давление в топливном баке, которое является меньшим, чем первое пороговое значение, но большим, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение является меньшим, чем первое пороговое значение. Причем в ответ на второе состояние, прекращают перекачивание газового топлива из топливного бака во вспомогательный бак для паров; и дают возможность добавления жидкого топлива в топливный бак. Второе состояние может включать в себя давление в топливном баке, которое является меньшим, чем второе пороговое значение.

В одном из примеров, система топливного бака содержит: топливный бак, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в жидком топливе; трубопровод дозаправки топливом, присоединенный к топливному баку через клапан доступа в бак; первое отверстие дозаправки топливом высокого давления, присоединенное к трубопроводу дозаправки топливом; отверстие дозаправки топливом низкого давления, присоединенное к трубопроводу дозаправки топливом через запорный клапан. Таким образом, находящееся под давлением газовое топливо или предварительно сжатая смесь видов топлива могут добавляться в топливный бак без активного контроля, в любое время, когда давление топлива в топливном баке находится ниже максимально допустимого давления, и жидкое топливо может добавляться в топливный бак с активным контролем всякий раз, когда давление топлива и уровень жидкого топлива в топливном баке находятся ниже пороговых уровней.

В еще одном примере, способ для дозаправки топливом топливного бака транспортного средства, содержит: в ответ на первое состояние, перекачивают жидкое топливо из буферного бачка в топливный бак во время хранения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, только частично растворенного в жидком топливе, в баке. Таким образом, жидкое топливо может добавляться в топливный бак, не требуя, чтобы давление в баке приближалось к нулю, предусматривая большее количество удобных случаев для добавления жидкого топлива в топливный бак.

В еще одном другом примере, способ для дозаправки топливом топливного бака транспортного средства, содержит: в ответ на первое состояние, перекачивают газовое топливо из топливного бака во вспомогательный бак для паров во время хранения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, только частично растворенного в жидком топливе, в баке. Таким образом, топливный бак для смешанного топлива может разгружаться от высокого давления, предоставляя возможность для добавления жидкого топлива без сжигания дополнительного газового топлива.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего Подробного описания, когда воспринимается в одиночку или в связи с прилагаемыми чертежами.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 схематически изображает примерный вариант осуществления цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 показывает схематическое изображение системы двигателя и подачи топлива, выполненной с возможностью работать на смеси газового топлива и жидкого топлива.

Фиг. 3 показывает схематическое изображение альтернативной системы двигателя, выполненной с возможностью работать на смеси газового топлива и жидкого топлива.

Фиг. 4 показывает примерную высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для дозаправки системы двигателя по Фиг. 2 жидким топливом.

Фиг. 5 показывает примерную высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для дозаправки системы двигателя по Фиг. 3 жидким топливом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее описание относится к системам и способам для дозаправки топливом транспортного средства и системы двигателя, включающей в себя топливную систему, которая работает на обоих, жидком топливе и газовом топливе, два вида топлива хранятся вместе в топливном баке высокого давления. Система двигателя может включать в себя цилиндр, сконфигурированный как топливной форсункой оконного впрыска, так и топливной форсункой непосредственного впрыска, как показано на Фиг. 1. Система двигателя может включать в себя многоцилиндровый двигатель, присоединенный к топливной системе с системой дозаправки топливом, как изображено на Фиг. 2. В качестве альтернативы, система двигателя может включать в себя систему дозаправки топливом, как изображено на Фиг. 3. Фиг. 4 иллюстрирует способ для добавления жидкого топлива в систему двигателя по Фиг. 2. Дополнительно, Фиг. 5 иллюстрирует способ для добавления жидкого топлива в систему двигателя по Фиг. 3.

Фиг. 1 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала РР положения педали. Цилиндр 14 (то есть камера сгорания) двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых вариантах осуществления, один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, Фиг. 1 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, скомпонованный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от отработавших газов, скомпонованной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от отработавших газов через вал 180, где устройство наддува сконфигурировано в качестве турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от отработавших газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 162 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на Фиг. 1, или в качестве альтернативы может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

Выпускной канал 148 может принимать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания соотношения воздуха отработавших газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода отработавших газов), двухрежимный датчик кислорода или EGO (как изображено), HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, НС, или СО. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями.

Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе, цилиндр 14, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.

Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. Во время некоторых условий, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответственных впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться соответственными датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода, либо системой исполнительного механизма или привода с переменной установкой фаз клапанного распределения.

Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий в себя две топливных форсунки 166 и 170. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала FPW-1, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно, как непосредственный впрыск (в дальнейшем указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что Фиг. 1 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 172, включающей в себя топливный бак, топливные насосы, направляющую-распределитель для топлива и формирователь 168. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.

Топливная форсунка 170 показана скомпонованной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве оконного впрыска топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное окно выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Топливо может подаваться в топливную форсунку 170 топливной системой 172.

Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий эксплуатации, таких как описанные ниже. Относительное распределение совокупного впрыскиваемого топлива среди форсунок 166 и 170 может указываться ссылкой как первое соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 170 (оконного впрыска) может быть примером более высокого первого соотношения оконного и непосредственного впрыска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 166 (непосредственного впрыска) может быть более низким первым соотношением оконного и непосредственного впрыска. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска. Дополнительно, должно быть принято во внимание, что впрыскиваемое оконным впрыском топливо может подаваться во время события открытого впускного клапана, события закрытого впускного клапана (например, по существу после такта впуска, к примеру, во время такта выпуска), а также во время работы, как с открытым, так и закрытым впускным клапаном. Подобным образом, непосредственно впрыскиваемое топливо, например, может подаваться во время такта впуска, а также частично во время предшествующего такта выпуска, во время такта впуска и частично во время такта сжатия. Кроме того, непосредственно впрыскиваемое топливо может подаваться в качестве одиночного впрыска или множественных впрысков. Таковые могут включать в себя многочисленные впрыски во время такта сжатия, многочисленные впрыски во время такта впуска или комбинацию некоторого количества непосредственных впрысков во время такта сжатия и некоторого количества во время такта впуска. Когда выполняются многочисленные непосредственные впрыски, относительное распределение совокупного непосредственно впрыскиваемого топлива между (непосредственным) впрыском такта впуска и (непосредственным) впрыском такта сжатия может указываться ссылкой как второе соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества непосредственно впрыскиваемого топлива для события сгорания во время такта впуска может быть примером более высокого второго соотношения непосредственного впрыска такта впуска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания во время такта сжатия может быть примером более низкого второго соотношения непосредственного впрыска такта сжатия. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска.

По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными установками момента из форсунки оконного и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.

Как описано выше, Фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания, и т.д.

Топливные форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Таковые включают в себя отличия по размеру, например, одна форсунка может иметь большее отверстие для впрыска, чем другая. Другие отличия включают в себя, но не в качестве ограничения, разные углы факела распыла, разные рабочие температуры, разное нацеливание, разную установку момента впрыска, разные характеристики факела распыла, разные расположения, и т.д. Более того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты.

Топливная система 172 может включать в себя один топливный бак или многочисленные топливные баки. В вариантах осуществления, где топливная система 172 включает в себя многочисленные топливные баки, топливные баки могут содержать в себе идентичное качество топлива или могут вмещать топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинацию и т.д. В одном из примеров, топливо с разным содержанием спиртов могло бы включать в себя бы смеси бензина, этилового спирта, метилового спирта или спиртов, такие как Е85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или М85 (которая приблизительно является 85% метилового спирта и 15% бензина). Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина, и т.д. В некоторых примерах, топливная система 172 может включать в себя топливный бак, который содержит в себе жидкое топливо, такое как бензин, и также содержит в себе газовое топливо, такое как CNG. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможностью впрыскивать топливо из одного и того же топливного бака, из разных топливных баков, из множества одних и тех же топливных баков или из перекрывающегося множества топливных баков. Несмотря на то, что Фиг. 1 изображает топливную форсунку 166 в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска и топливную форсунку 170 в качестве топливной форсунки оконного впрыска, в других вариантах осуществления, обе форсунки 166 и 170 могут быть сконфигурированы в качестве топливных форсунок оконного впрыска или могут быть обе сконфигурированы в качестве топливных форсунок непосредственного впрыска.

Контроллер 12 показан на Фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, дежурную память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение всасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.

Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные процедуры, которые могут выполняться контроллером, описаны в материалах настоящей заявки и со ссылкой на Фиг. 3 и 4.

Фиг. 2 показывает принципиальную схему многоцилиндрового двигателя в соответствии с настоящим раскрытием. Как изображено на Фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя цилиндры 14, присоединенные к впускному каналу 144 и выпускному каналу 148. Впускной канал 144 может включать в себя дроссель 162. Выпускной канал 148 может включать в себя устройство 178 снижения токсичности выбросов.

Цилиндры 14 могут быть сконфигурированы в качестве части головки 201 блока цилиндров. На Фиг. 2, показана головка 201 блока цилиндров с 4 цилиндрами в рядной конфигурации. В некоторых примерах, головка 201 блока цилиндров может иметь большее или меньшее количество цилиндров, например, шесть цилиндров. В некоторых примерах, цилиндры могут быть скомпонованы в V-образной конфигурации или другой пригодной конфигурации.

Головка 201 блока цилиндров показана присоединенной к топливной системе 172. Цилиндр 14 показан присоединенным к топливным форсункам 166 и 170. Хотя показан только один цилиндр, присоединенный к топливным форсункам, должно быть понятно, что все цилиндры 14, заключенные в головке 201 блока цилиндров, также могут быть присоединены к одной или более топливных форсунок. В этом примерном варианте осуществления, топливная форсунка 166 изображена в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска, а топливная форсунка 170 изображена в качестве топливной форсунки оконного впрыска. Каждая топливная форсунка может быть выполнена с возможностью подавать специфичное количество топлива в конкретный момент времени в цикле двигателя в ответ на команды из контроллера 12. Одна или обе топливных форсунки могут использоваться для подачи сжигаемого топлива в цилиндр 14 во время каждого цикла сгорания. Установка момента и количество впрыска топлива могут регулироваться в качестве функции условий эксплуатации двигателя.

Топливная система 172 включает в себя топливный бак 200. Топливный бак 200 может включать в себя жидкое топливо, такое как бензин или дизельное топливо или спиртобензиновая смесь (например, Е10, Е85, М15 или М85), и также может включать в себя газовое топливо, такое как CNG. Топливный бак 200 может быть выполнен с возможностью хранить жидкое топливо и газовое топливо вместе под относительно низким давлением по сравнению с традиционным хранением CNG (например, 200-250 атмосфер). Например, газовое топливо может добавляться до давления в 100 атмосфер. Таким образом, часть газового топлива может растворяться в жидком топливе. При 100 атмосферах, CNG может растворяться в бензине до точки, где 40% жидкой составляющей топлива в топливном баке 200 являются CNG. Топливный бак 200 может включать в себя датчик 211 давления, датчик 212 температуры и датчик 215 уровня жидкости.

Топливная форсунка 166 может быть присоединена к топливному баку 200 в конфигурации, где жидкое топливо, хранимое в топливном баке 200, подается в топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной к направляющей-распределителю 205 для топлива. Направляющая-распределитель 205 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 220. Направляющая-распределитель 205 для топлива может включать в себя один или более датчиков, таких как датчики давления или температуры. Топливная магистраль 220 присоединена к топливному баку 200. Топливная магистраль 220 может быть присоединена к нижней части топливного бака 200, для того, чтобы извлекать жидкое топливо из топливного бака 200. Топливная магистраль может быть присоединена к топливному насосу 210. В некоторых случаях, топливный насос 210 может быть не включен в топливную систему 172. В таких вариантах осуществления, давление газового топлива, хранимого в топливном баке 200, может использоваться, чтобы выгонять жидкое топливо из топливного бака 200 в топливную магистраль 220. В вариантах осуществления, где топливный насос 210 не включен в состав, клапан для жидкого топлива может быть присоединен к топливной магистрали 220, чтобы управлять потоком жидкого топлива через топливную магистраль 220.

Топливная форсунка 170 может быть присоединена к топливному баку 200 в конфигурации, где газовое топливо, хранимое в топливном баке 200, подается в топливную форсунку 170. Топливная форсунка 170 показана присоединенной к направляющей-распределителю 206 для топлива. Направляющая-распределитель 206 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 221. Направляющая-распределитель 206 для топлива может включать в себя один или более датчиков, таких как датчики давления или температуры. Топливная магистраль 221 присоединена к топливному баку 200. Топливная магистраль 221 может быть присоединена к верхней части топливного бака 200, для того чтобы извлекать газовое топливо из топливного бака 200. Топливная магистраль 221 может быть присоединена к одному или более топливных насосов. Топливная магистраль 221 может включать в себя магистральный клапан, клапан сброса давления, коалесцирующий фильтр и/или регулятор давления. Направляющая-распределитель 206 для топлива может быть сконфигурирована, чтобы быть направляющей-распределителем для топлива более высокого давления, а направляющая-распределитель 205 для топлива может быть сконфигурирована, чтобы быть направляющей-распределителем для более низкого давления. Направляющая-распределитель 205 для топлива может быть выполнена с возможностью содержать в себе жидкое топливо под более низким давлением, чем топливный бак 200. В таких вариантах осуществления, некоторое количество газового топлива может улетучиваться из эмульсии жидкого топлива/газового топлива. Клапан сброса давления и/или магистраль откачки могут быть присоединены к направляющей-распределителю 205 для топлива, из условия, чтобы только жидкое топливо впрыскивалось через топливную форсунку 166, и из условия, чтобы газовое топливо удалялось и/или подвергалось рециркуляции из топливной системы 172. В некоторых вариантах осуществления, обе топливных форсунки 166 и 170 могут быть топливными форсунками оконного впрыска, или обе могут быть топливными форсунками непосредственного впрыска. В качестве альтернативы, топливная форсунка 166 для жидкого топлива может быть сконфигурирована в качестве топливной форсунки оконного впрыска, а топливная форсунка 170 для газового топлива может быть топливной форсункой непосредственного впрыска.

Топливная система 172 показан