Способ подачи топлива в двигатель

Способ подачи топлива в двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системам и способам подачи газового топлива и жидкого топлива в систему двигателя, а также к топливной системе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

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. 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, включение в состав отдельных топливных баков, одного бака для газового топлива и одного бака для жидкого топлива, может не быть применимым на транспортных средствах вследствие пространственных ограничений. Предпочтительная система может быть системой, которая хранит жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо вместе в одном и том же топливном баке. В частности, CNG является по существу растворимым в бензине или дизельном топливе, когда хранится вместе под относительно низким давлением (~100 фунтов на квадратный дюйм).

Авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у вышеприведенного подхода. А именно, точность дозирования топлива может снижаться, так как жидкое топливо, подаваемое из топливного бака, может содержать в себе смесь жидкого топлива и растворенного газового топлива, а газовое топливо может формировать пузырьки во время впрыска топлива. Более того, формирование пузырьков газового топлива может неблагоприятно изменять распыление впрыскиваемого топлива в двигателе, снижая экономию топлива и коэффициент полезного действия двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один из подходов, который по меньшей мере частично преодолевает вышеприведенные проблемы, включает в себя способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

подают топливо, на борту транспортного средства, из топливного бака в топливный сепаратор, причем топливо содержит газовое топливо, растворенное в жидком топливе;

выделяют газовое топливо из жидкого топлива в топливном сепараторе; и

отделяют газовое топливо от жидкого топлива в топливном сепараторе.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых впрыскивают выделенное газовое топливо в двигатель через газовую топливную форсунку и впрыскивают жидкое топливо в двигатель через жидкостную топливную форсунку.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выделение газового топлива из жидкого топлива включает в себя этап, на котором фильтруют топливо посредством коалесцирующего фильтра в топливном сепараторе.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выделение газового топлива из жидкого топлива включает в себя этап, на котором понижают давление топлива ниже порогового давления.

В одном из вариантов предложен способ, в котором давление в расширительной камере фильтра меньше, чем 100 фунтов на квадратный дюйм.

В одном из вариантов предложен способ, в котором газовое топливо отделяют от жидкого топлива в местоположении выше по потоку от топливной форсунки.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых выделяют и отделяют газовое топливо от жидкого топлива в топливном сепараторе при нагрузке двигателя меньше, чем пороговая нагрузка.

В еще одном аспекте изобретения предложен способ подачи топлива в двигатель, включающий в себя этапы, на которых:

хранят топливо, на борту транспортного средства, в топливном баке, причем топливо содержит газовое топливо, растворенное в жидком топливе;

в первом состоянии,

выделяют и отделяют газовое топливо от жидкого топлива в топливном сепараторе, и подают газовое топливо и жидкое топливо в топливные форсунки; и

во втором состоянии,

подают смешанное топливо из топливного бака в топливные форсунки при обхождении топливного сепаратора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первое состояние включает в себя нагрузку двигателя меньшую, чем пороговая нагрузка двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первое состояние включает в себя температуру двигателя меньшую, чем пороговая температура двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первое состояние включает в себя давление в топливной системе меньшее, чем пороговое давление, или температуру окружающей среды меньшую, чем пороговая температура.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второе состояние включает в себя нагрузку двигателя большую, чем пороговая нагрузка двигателя, температуру двигателя большую, чем пороговая температура двигателя, давление в топливной системе большее, чем пороговое давление, или температуру окружающей среды большую, чем пороговая температура.

В одном из вариантов предложен способ, в котором топливные форсунки содержат газовые топливные форсунки и жидкостные топливные форсунки, и дополнительно включающий в себя этапы, на которых подают газовое топливо в газовые топливные форсунки и подают жидкое топливо и смешанное топливо в жидкостные топливные форсунки.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выделение газового топлива включает в себя этап, на котором понижают давление топлива в топливном сепараторе ниже 100 фунтов на квадратный дюйм.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выделение газового топлива дополнительно включает в себя этап, на котором фильтруют топливо через коалесцирующий фильтр.

В еще одном аспекте, топливная система может содержать топливный бак на борту транспортного средства, содержащий газовое топливо, растворенное в жидком топливе;

систему впрыска топлива ниже по потоку от топливного бака, содержащую газовые топливные форсунки и жидкостные топливные форсунки; и

топливный сепаратор, присоединенный по текучей среде между топливным баком и системой впрыска топлива.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая перепускной клапан, присоединенный по текучей среде между топливным баком и системой впрыска топлива, при этом при открывании перепускного клапана топливо из топливного бака подается в систему впрыска топлива в обход топливного сепаратора.

В одном из вариантов предложена система, в которой топливный сепаратор содержит коалесцирующий фильтр и расширительную камеру ниже по потоку от коалесцирующего фильтра, при этом

давление в расширительной камере меньше, чем давление выше по потоку от коалесцирующего фильтра, и

при фильтрации топлива через коалесцирующий фильтр, газовое топливо выделяется в расширительную камеру, а жидкое топливо коалесцируется и удерживается выше по потоку от коалесцирующего фильтра.

В одном из вариантов предложена система, в которой коалесцирующий фильтр содержит фриттованный фильтр.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая контроллер, содержащий команды, исполняемые для:

в первом состоянии,

выделения и отделения газового топлива от жидкого топлива в топливном сепараторе и подачи газового топлива и жидкого топлива в топливные форсунки; и

во втором состоянии,

подачи смешанного топлива из топливного бака в топливные форсунки при обхождении топливного сепаратора.

Таким образом, технический результат может достигаться за счет того, что совместное распыление впрыскиваемого топлива в цилиндрах двигателя может поддерживаться наряду с обеспечением более надежного и точного управления впрыском топлива, так что выбросы двигателя могут понижаться, а экономия топлива и коэффициент полезного действия двигателя могут повышаться. Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 схематично изображает примерный цилиндр двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 показывает схематичное изображение двигателя по фиг.1 и топливной системы, выполненной с возможностью работы на смеси газового топлива и жидкого топлива.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций примерного способа работы двигателя и топливной системы по фиг. 1-2.

Фиг. 4 показывает примерную временную диаграмму для работы двигателя и топливной системы по фиг. 1-2.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание относится к системам и способам подачи газового топлива и жидкого топлива в систему двигателя и топливную систему. Примерная система двигателя внутреннего сгорания с топливной системой проиллюстрирована на фиг. 1 и 2. Фиг. 3 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа работы системы двигателя и топливной системы, чтобы подавать газовое топливо и/или жидкое топливо в двигатель. Фиг. 4 - примерная временная диаграмма, представляющая подачу газового топлива и/или жидкого топлива из топливной системы в двигатель во время различных условий работы двигателя.

Далее, с обращением к фиг. 1, она изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой 13 управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В одном из примеров, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (например, 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, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбину 176 в системе выпуска, расположенную вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 162 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

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

Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых 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 соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться соответствующими датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других 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 не ограничивающего 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 способствовать смешиванию и сгоранию 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, чтобы способствовать смешиванию всасываемого воздуха и впрыскиваемого топлива. 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, хотя и не показано на фиг. 1, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.

Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве оконного впрыска топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), в воздушное 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 работы, 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, следует принимать 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. Более того, соотношения впрыска могут регулироваться на основании одного или более условий работы двигателя, таких как нагрузка двигателя, скорость вращения двигателя, давление в топливной системе, температура двигателя, и тому подобное. Таким образом, одно или оба из жидкого или газового видов топлива могут сжигаться в цилиндре двигателя.

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. Сверх того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты. Кроме того еще, топливные форсунки 166 и 170 каждая может включать в себя одну или более газовых топливных форсунок для впрыска газового топлива и одну или более жидкостных топливных форсунок для впрыска жидкого топлива.

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 отличия могут включать в себя разное содержание спирта, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации, 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 E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (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. Часть газового топлива может быть растворена в жидком топливе. Жидкое топливо и газовое топливо вместе могут указываться ссылкой как смешанное топливо, а топливный бак 200, таким образом, может хранить или содержать в себе смешанное топливо. 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 впрыска во впускной канал, в других вариантах осуществления, обе форсунки 166 и 170 могут быть выполнены в виде топливных форсунок впрыска во впускной канал или могут быть обе выполнены в виде 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, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.

Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми 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 настоящего описания и со ссылкой на фиг. 3 и 4.

Далее, с обращением к фиг. 2, она показывает схематичное изображение 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 выхлопных газов. Система 13 управления, включающая в себя контроллер 12, может принимать сигналы с различных датчиков 16 и дополнительных датчиков, показанных на фиг. 1 и 2, и выводить сигналы на различные исполнительные механизмы 81, в том числе, дополнительные исполнительные механизмы, показанные на фиг. 1 и 2.

Цилиндры 14 могут быть выполнены в виде 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 расположены 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 166A и 166B, а также топливным форсункам 170A и 170B. Хотя показан только один цилиндр, присоединенный к топливным форсункам, следует понимать, 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, топливные форсунки 170A и 170B изображены в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска, а топливные форсунки 166A и 166B изображены в качестве топливной форсунки оконного впрыска. Хотя только две форсунки непосредственного впрыска и две форсунки оконного впрыска показаны на фиг. 2, следует понимать, что двигатель 10 может содержать больше, чем две форсунки непосредственного впрыска и больше, чем две топливных форсунок оконного впрыска. Каждая топливная форсунка может быть выполнена с возможностью подавать специфичное количество газового и/или жидкого топлива в конкретный момент времени в цикле двигателя в ответ на команды из контроллера 12. Одна или более топливные форсунки могут использоваться для подачи сжигаемого топлива в цилиндр 14 во время каждого цикла сгорания. Установка момента и количество впрыска топлива могут регулироваться в зависимости от условий работы 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, E10, E85, M15 или M85), 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.

Жидкое топливо и/или газовое топливо могут подаваться из топливного бака 200 в цилиндры 14 двигателя 10 посредством топливной магистрали 220 для жидкого топлива и топливной магистрали 221 для газового топлива, направляющих-распределителей 205 и 206 для топлива и топливных форсунок 166A, 166B, 170A и 170B. В одном из примеров, газовое топливо может подаваться из топливного бака 200 посредством расположения трехходового клапана 224 переключения газового топлива для присоединения топливного бака 200 по текучей среде к топливной магистрали 221 для газового топлива и направляющей-распределителю 205 для газового топлива. Газовое топливо, подаваемое в топливную магистраль 205 для газового топлива, может подвергаться оконному впрыску топлива в цилиндр 14 газовой топливной форсункой 166A и может подвергаться непосредственному впрыску в цилиндр 14 жидкостной топливной форсункой 170B. Жидкое топливо, включающее в себя растворенное газовое топливо в жидком топливе, может подаваться из топливного бака 200 посредством работы подкачивающего топливного насоса 210. Топливная магистраль 220 для жидкого топлива может быть присоединена к нижней части топливного бака 200, для того, чтобы извлекать жидкое топливо из топливного бака 200 посредством подкачивающего топливного насоса 210. В некоторых случаях, подкачивающий 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 подкачивающий топливный насос 210 не включен в состав, дополнительный клапан для жидкого топлива может быть присоединен к топливной магистрали 220, чтобы управлять потоком жидкого топлива через топливную магистраль 220. Если перепускной клапан 226 топливного сепаратора открыт, жидкое топливо может подаваться через перепускную топливную магистраль 228 в топливную магистраль 220 для жидкого топлива и направляющую-распределитель 206 для жидкого топлива, где жидкое топливо может непосредственно впрыскиваться в цилиндр 14 через жидкостную топливную форсунку 170B и/или подвергаться оконному впрыску топлива в цилиндр 14 через жидкостную топливную форсунку 166B. В случае топливных систем, содержащих более чем один топливных баков, содержащих газовое топливо и жидкое топливо, хранимые в них, каждый топливный бак может быть присоединен по текучей среде к топливному сепаратору 230, чтобы давать возможность разделения газового топлива и жидкого топлива перед впрыском топлива.

В одном из примеров, направляющая-распределитель 205 для газового топлива может содержать направляющую-распределитель для газового топлива DI для непосредственного впрыска газового топлива посредством одной или более газовых топливных форсунок 170A DI и направляющую-распределитель для газового топлива PFI для оконного впрыска газового топлива через одну или более жидкостных топливных форсунок 170B PFI. В других примерах, может использоваться система впрыска только для газового топлива DI или только для газового топлива PFI. Более того, направляющая-распределитель 206 для жидкого топлива может содержать направляющую-распределитель для жидкого топлива DI для непосредственного впрыска жидкого топлива через одну или более жидкостных топливных форсунок 170B DI и направляющую-распределитель для жидкого топлива PFI для оконного впрыска жидкого топлива через одну или более жидкостных топливных форсунок 166B PFI. В других примерах, может использоваться система впрыска только для жидкого топлива DI или только для жидкого топлива PFI. Кроме того еще, топливный насос для газового топлива DI может быть предусмотрен выше по потоку от направляющей-распределителя для газового топлива DI и ниже по потоку от клапана 224 переключения газового топлива для подачи газового топлива под давлением в направляющую-распределитель для газового топлива DI. Кроме того еще, топливный насос для жидкого топлива DI может быть предусмотрен выше по потоку от направляющей-распределителя для жидкого топлива DI и ниже по потоку от перепускной топливной магистрали 228 для подачи жидкого топлива под давлением в направляющую-распределитель для жидкого топлива DI. Кроме того еще, одиночный топливный насос DI может использоваться для подачи как газового топлива, так и жидкого топлива. Хотя и не показано на фиг. 2, топливный насос для жидкого топлива DI может быть топливным насосом высокого давления, содержащим приводимый в действие соленоидом входной запорный клапан, поршень и выходной запорный клапан, для подачи жидкого топлива высокого давления в направляющую-распределитель для жидкого топлива DI. Впрыск жидкого топлива через нагнетательный насос для жидкого топлива DI может смазывать поршень топливного насоса DI для жидкого топлива, тем самым, уменьшая износ и уху