Способ для двигателя с турбонаддувом (варианты)

Способ для двигателя с турбонаддувом (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системам и способам принятия мер в ответ на перегрев и детонацию в двигателе у двигателей с газовым топливоснабжением.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Альтернативные виды топлива были разработаны, чтобы сдерживать растущие цены на традиционные виды топлива и для снижения выбросов с выхлопными газами. Например, природный газ был признан в качестве привлекательного альтернативного топлива. Что касается автомобильных применений, природный газ может сжиматься и храниться в качестве газа в баллонах под высоким давлением. Могут использоваться различные системы двигателя на сжатом природном газе (CNG) с использованием различных технологий для двигателя и технологий впрыска, которые адаптированы под специфичные физические и химические свойства топлива CNG. Например, однотопливные системы двигателя могут быть выполнены с возможностью работать только с CNG наряду с тем, что многотопливные системы могут быть выполнены с возможностью работать с CNG и одним или более других видов топлива, таких как жидкое топливо на бензине бензиновой смеси. Системы управления двигателем могут подвергать работе такие многотопливные системы в различных режимах работы на основании условий работы двигателя.

Однако, двигатели на CNG, в особенности, двигатели, которые были переоборудованы, чтобы работать на CNG, испытывают многочисленные эксплуатационные проблемы. CNG обладает предельной воспламеняемостью и узким пределом обогащения по сравнению с бензином и другими традиционными видами топлива. Таким образом, при работе двигателя на CNG на высоких нагрузках, предельная температура двигателя может достигаться до полного сгорания топлива или воздуха, принятого в цилиндр сгорания. Посредством неполного сгорания содержимого цилиндра сгорания, повышается вероятность детонации в двигателе. Кроме того, сгорание CNG вырабатывает гораздо меньше сажи, чем для эквивалентного бензинового двигателя. Это уменьшает естественную смазку клапанов двигателя, потенциально приводя к проседанию и ухудшению характеристик клапанов.

Чтобы противостоять проблемам перегрева, заряд воздуха может ограничиваться посредством дросселирования потока воздуха, либо работы с обеднением, но эти решения будут ограничивать максимальную выходную мощность двигателя. Удельная мощность может повышаться посредством увеличения размера двигателя, но это может не быть возможным для всех платформ или модернизаций. Впрыск воды или других управляющих текучих сред в камеру сгорания может понижать температуры и защищать от детонации в двигателе, но кроме того, может снижать воспламеняемость топливной смеси.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что вышеприведенные проблемы, например, по меньшей мере частично могут быть преодолены способом для двигателя с турбонаддувом, включающим в себя этап, на котором:

осуществляют непосредственный впрыск второго количества второго, жидкого топлива с первой установкой момента, которая зависит от требуемого воздушно-топливного соотношения, в условиях высокой нагрузки в ответ на повышенную температуру двигателя, после впрыска во впускной канал первого количества первого газового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первое газовое топливо является одним или более из сжатого природного газа (CNG) и метана.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второе жидкое топливо является одним или более из раствора метилового спирта и раствора этилового спирта.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второе жидкое топливо является текучей средой для стеклоочистителя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второе количество второго жидкого топлива зависит от количества спирта в растворе.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первая установка момента находится на такте сжатия перед искровым зажиганием.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первая установка момента находится на рабочем такте вслед за искровым зажиганием.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первое количество первого газового топлива вызывает работу двигателя на по существу стехиометрическом воздушно-топливном соотношении, а второе количество второго жидкого топлива понижает воздушно-топливное соотношение до по существу богатого воздушно-топливного соотношения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первое количество первого газового топлива обеспечивает работу двигателя на по существу бедном воздушно-топливном соотношении, а второе количество второго жидкого топлива понижает воздушно-топливное соотношение до по существу стехиометрического воздушно-топливного соотношения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором температура двигателя включает в себя температуру выпускного клапана.

В одном из вариантов предложен способ, в котором непосредственный впрыск второго количества второго, жидкого топлива дополнительно включает в себя этап, на котором впрыскивают жидкое топливо с разной установкой момента в ответ на спрогнозированное местоположение концевой зоны горения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором впрыск жидкости дополнительно включает в себя этап, на котором впрыскивают жидкое топливо радиально нацеленной форсункой в разные местоположения цилиндра в ответ на спрогнозированное местоположение концевой зоны горения.

Таким образом, мощность двигателя для двигателя, снабжаемого топливом, главным образом, посредством первого, газового топлива, может максимизироваться наряду с одновременным сдерживанием максимальной температуры сгорания и максимального давления сгорания и подавлением детонации в двигателе.

В еще одном аспекте способ для двигателя с турбонаддувом может включать в себя этап, на котором:

осуществляют непосредственный впрыск второго, жидкого топлива с установкой момента, которая находится позже искрового зажигания для сгорания и во время сгорания первого, газового топлива, в условиях высокой нагрузки, в ответ на повышенную температуру двигателя, после впрыска во впускной канал первого, газового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором установка момента зависит от воспламеняемости второго, жидкого топлива, причем первое газовое топливо является одним или более из CNG или метана.

В одном из вариантов предложен способ, в котором установка момента находится после 10% времени горения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором установка момента задерживается пропорционально снижению воспламеняемости второго, жидкого топлива, причем момент времени находится после формирования центра горения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором установка момента регулируется в зависимости от уровня наддува.

Таким образом, второе, жидкое топливо, впрыскиваемое между искровым зажиганием и событием верхней мертвой точки, может понижать температуру и давления сгорания независимо от воспламеняемости второго, жидкого топлива. Кроме того, второе, жидкое топливо, впрыскиваемое после искрового зажигания и вслед за событием верхней мертвой точки, может понижать температуры выхлопных газов независимо от воспламеняемости второго, жидкого топлива.

В еще одном другом аспекте способ для двигателя с турбонаддувом включает в себя этап, на котором:

осуществляют непосредственный впрыск второго, жидкого топлива наряду с сохранением установки момента зажигания, в условиях высокой нагрузки, в ответ на детонацию в двигателе, после впрыска во впускной канал первого, газового топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором непосредственный впрыск второго, жидкого топлива дополнительно включает в себя этап, на котором повышают плотность заряда газа, поступающего в камеру сгорания.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых понижают температуру выхлопных газов, выходящих из камеры сгорания.

Таким образом, детонация в двигателе у двигателя, снабжаемого топливом, главным образом, посредством газового топлива, может подавляться посредством впрыска второго, жидкого топлива, совпадающего с событиями сгорания, и без повторного осуществления опережения и запаздывания установки момента зажигания в ответ на детонацию в двигателе.

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 вариант осуществления цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 схематично изображает примерный вариант осуществления многоцилиндрового двигателя.

Фиг. 3 изображает примерную высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа работы двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя систему впрыска топлива во впускной канал и вторичную систему непосредственного впрыска топлива, согласно настоящему раскрытию.

Фиг. 4 изображает примерную блок-схему последовательности операций способа работы системы впрыска топлива во впускной канал и вторичной системы непосредственного впрыска в зависимости от условий работы двигателя.

Фиг. 5 - графическое представление примерной временной диаграммы для работы транспортного средства и работы системы впрыска топлива во впускной канал и вторичной системы непосредственного впрыска согласно настоящему раскрытию.

Фиг. 6 изображает примерную блок-схему последовательности операций способа работы системы впрыска топлива во впускной канал и вторичной системы непосредственного впрыска в зависимости от воспламеняемости резервной текучей среды.

Фиг. 7 - графическое представление примерной временной диаграммы для работы транспортного средства и работы системы впрыска топлива во впускной канал и вторичной системы непосредственного впрыска согласно настоящему раскрытию.

Фиг. 8 изображает примерную блок-схему последовательности операций способа регулировки интенсивности вторичного впрыска.

Фиг. 9 схематично изображает примерный вариант осуществления цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к системам и способам принятия мер в ответ на перегрев и детонацию в двигателе у двигателей с газовым топливоснабжением, таких как двигатели, схематично начерченные на фиг. 1 и 2. Системы могут включать в себя газовый топливный бак, присоединенный к топливной форсунке впрыска во впускной канал, и вторичный топливный бак резервуара, присоединенного к топливной форсунке непосредственного впрыска. Контроллер может быть запрограммирован для управления интенсивностью и установкой момента впрыска топлива посредством процедуры управления, такой как процедуры, описанные на фиг. 3, 4, 6 и 8. Установка момента впрыска топлива может устанавливаться, чтобы совпадать с событиями во время цикла сгорания у цилиндра двигателя, как изображено на фиг. 5 и 7. Кроме того, непосредственный впрыск топлива может управляться, чтобы смещаться на впрыск топлива в области цилиндра двигателя, предрасположенные к детонации, как схематично изображено на фиг. 9.

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 PP 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, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопных газов, расположенной 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 соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, 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 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 8 высокого давления, 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 расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска топлива во впускной канал (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо пропорционально продолжительности времени 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 (впрыска во впускной канал) может быть примером более высокого первого соотношения впрыска во впускной канал 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 впрыска во впускной канал 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 во впускной канал 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 временными характеристиками из форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться на такте 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 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, содержащий в себе жидкое топливо, такое как бензин, а также включает в себя топливный бак, содержащий 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.

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. Примерная процедура, которая может выполняться контроллером, описана на фиг. 3.

Фиг. 2 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.

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 166 и 170. 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, топливная форсунка 166 изображена в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска, а топливная форсунка 170 изображена в качестве топливной форсунки впрыска во впускной канал. 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 зависимости от условий работы двигателя. Регулирование установки момента и количества впрыска топлива будет дополнительно обсуждено ниже со ссылкой на фиг. 3-9.

Топливная форсунка 170 показана присоединенной к направляющей-распределителю 206 для топлива. Направляющая-распределитель 206 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 221. Топливная магистраль 221 может быть присоединена к топливному баку 240. Топливный насос 241 может быть присоединен к топливному баку 240 и топливной магистрали 221. Направляющая-распределитель 206 для топлива может включать в себя множество датчиков, в том числе, датчик температуры и датчик давления. Подобным образом, топливная магистраль 221 и топливный бак 240 могут включать в себя множество датчиков, в том числе, датчики температуры и давления. Топливный бак 240 также может включать в себя отверстие для дозаправки топливом.

В некоторых вариантах осуществления, топливный бак 240 может содержать в себе газовое топливо, такое как CNG, метан, LPG, газообразный водород, и т.д. В вариантах осуществления, где топливный бак 240 содержит в себе газовое топливо, клапан бака может быть присоединен к топливной магистрали 221 выше по потоку от топливного насоса 241. Магистральный клапан может быть присоединен к топливной магистрали 221 выше по потоку от клапана бака. Регулятор давления может быть присоединен к топливной магистрали 221 выше по потоку от магистрального клапана. Топливная магистраль 221 также может быть присоединена к коалесцирующему фильтру и, кроме того, может включать в себя клапан сброса давления выше по потоку от направляющей-распределителя 206 для топлива.

Топливная форсунка 166 показана присоединенной к направляющей-распределителю 205 для топлива. Направляющая-распределитель 205 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 220. Топливная магистраль 220 может быть присоединена к топливному баку 250. Топливный насос 251 может быть присоединен к топливному баку 250 и топливной магистрали 220. Направляющая-распределитель 205 для топлива может включать в себя множество датчиков, в том числе, датчик температуры и датчик давления. Подобным образом, топливная магистраль 220 и топливный бак 250 могут включать в себя множество датчиков, в том числе, датчики температуры и давления. Топливный бак 250 также может включать в себя отверстие для дозаправки топливом. В некоторых вариантах осуществления, топливный бак 250 может содержать в себе жидкое топливо, такое как бензин, дизельное топливо, этиловый спирт, E85, и т.д. В вариантах осуществления, где топливный бак 250 содержит в себе жидкое топливо, а топливный бак 240 содержит в себе газовое топливо, направляющая-распределитель 205 для топлива может быть выполнена в виде направляющей-распределителя для топлива высокого давления, а направляющая-распределитель 206 для топлива может быть выполнена в виде направляющей-распределителя для топлива низкого давления.

Топливная форсунка 166 также показана присоединенной к питающей магистрали 235. Питающая магистраль 235 может быть присоединена к резервуару 260. Резервуар 260 может включать в себя насос 261. В некоторых вариантах осуществления, насос 261 может быть заменен аспиратором. Питающая магистраль 235 показана присоединенной непосредственно к форсунке 166, но может быть присоединена к направляющей-распределителю 205 для топлива или отдельной камере повышения давления. Питающая магистраль 235 может быть присоединена к отдельной форсунке, которая может быть выполнена в виде форсунки непосредственного впрыска или форсунки впрыска во впускной канал.

В некоторых вариантах осуществления, резервуар 260 может быть бачком текучей среды для стеклоочистителя, бачком для хладагента радиатора или другим баком для хранения жидкости. В этих примерах, резервуар 260 может быть присоединен к дополнительным питающим магистралям через дополнительные насосы или аспираторы. Резервуар 260 может содержать в себе текучую среду, такую как этиловый спирт, метиловый спирт и/или раствор этилового спирта/воды или метилового спирта/воды, жидкостную EGR, бензин, и т.д., или может содержать газ, такой как H₂, CO, газообразную EGR, и т.д. В вариантах осуществления, где резервуар 260 содержит в себе текучую среду, текучая среда может иметь множество разных качеств, в том числе, но не в качестве ограничения включать в себя разное содержание спиртов, разное содержание воды, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси, разные содержания воды, разные пределы воспламеняемости и/или их комбинации, и т.д. В вариантах осуществления, где резервуар 260 содержит в себе газ, клапан бака может быть присоединен к питающей магистрали 235 выше по потоку от топливного насоса 261. Магистральный клапан может быть присоединен к топливной магистрали 235 выше по потоку от клапана бака. Регулятор давления может быть присоединен к топливной магистрали 235 выше по потоку от магистрального клапана. Топливная магистраль 235 также может быть присоединена к коалесцирующему фильтру и, кроме того, может включать в себя клапан сброса давления. Топливная магистраль 235 может быть присоединена к одному или более датчиков давления и/или температуры на связи с контроллером.

Установка момента и расходы впрыска топлива у вторичного топлива или разбавителя могут координироваться, чтобы совпадать с событиями, происходящими во время последовательности сгорания. Кроме того, установка момента и расходы непосредственного впрыска вторичного топлива или разбавителя могут определятся в зависимости от условий работы двигателя или в зависимости от состава вторичного топлива или разбавителя. Кроме того, установка момента зажигания и