Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива



Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива
Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива
Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива
Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива
Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива
Системы дозаправки топливом для смешанного жидкого и газового топлива
B67D7/04 - Устройства для разлива, отпуска или переливания жидкостей, не отнесенные к другим подклассам (чистка труб или трубок или систем труб или трубок B08B 9/02; способы и устройства для наполнения или опорожнения бутылок, банок, кувшинов, бочек или подобных сосудов, не отнесенные к другим рубрикам B67C; водоснабжение E03; трубопроводы F17D; системы горячего водоснабжения жилых зданий F24D; измерение объема расхода или уровня жидкости; объемное измерение G01F; монетные или подобные автоматы G07F)

Владельцы патента RU 2653644:

ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи (US)

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная система, содержащая топливный бак 200, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, частично растворенное в жидком топливе, буферный бачок 270 и трубопровод дозаправки топлива 260. В предложенной системе топливо из буферного бачка может перекачиваться в топливный бак посредством насоса 285 при необходимости дозаправки топливного бака при давлении и уровне топлива в топливном баке ниже пороговых уровней и уровне топлива в буферном бачке выше порогового уровня. Таким образом, топливо или предварительно сжатая смесь видов топлива может добавляться в топливный бак из буферного бачка в любое время, когда давление в топливном баке и уровень топлива в топливном баке находятся ниже пороговых значений. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

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 показана присоединенной к системе 250 дозаправки топливом. Система 250 дозаправки топливом может быть присоединена к топливному баку 200 через клапан 218 доступа в бак. Клапан 218 доступа в бак может быть присоединен к трубопроводу 260 дозаправки топливом. Трубопровод 260 дозаправки топливом может включать в себя отверстие 255 дозаправки топливом высокого давления. отверстие 255 дозаправки топливом высокого давления может быть выполнено с возможностью принимать штуцер топливного насоса для находящегося под давлением газового топлива или штуцер топливного насоса, выполненный с возможностью подавать находящуюся под давлением смесь жидкого топлива и газового топлива. В некоторых случаях, второе отверстие дозаправки топливом высокого давления может быть включено в состав, чтобы предоставлять возможность совместимости с более чем одним типом штуцера топливного насоса высокого давления.

Доступ к отверстию 255 дозаправки топливом высокого давления может контролироваться замком 257 дозаправки топливом. В некоторых вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может быть запорным механизмом топливной крышки. Запорный механизм топливной крышки может быть выполнен с возможностью автоматически запирать топливную крышку в закрытом положении, так чтобы топливная крышка не могла открываться. Например, топливная крышка может оставаться запертой с помощью замка 257 дозаправки топливом, в то время как давление в топливном баке является большим, чем пороговое значение. Запорный механизм топливной крышки может быть защелкой или захватом, которые, когда введены в зацепление, предотвращают снятие топливной крышки. Защелка или захват могут запираться электрически, например, посредством соленоида или могут запираться механически, например, диафрагмой под давлением.

В некоторых вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может быть клапаном наливного патрубка, расположенным в устье трубопровода 260 дозаправки топливом. В таких вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может предотвращать вставку насоса дозаправки топливом в трубопровод 260 дозаправки топливом. Клапан наливного патрубка может запираться электрически, например, посредством соленоида или запираться механически, например, диафрагмой под давлением.

В некоторых вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может быть замком лючка дозаправки топливом, таким как защелка или захват, который запирает лючок дозаправки топливом, расположенный на панели кузова транспортного средства. Замок лючка дозаправки топливом может запираться электрически, например, посредством соленоида или запираться механически, например, диафрагмой под давлением.

В вариантах осуществления, где замок 257 дозаправки топливом запирается с использованием электрического механизма, замок 257 дозаправки топливом может отпираться командами контроллера 12, например, когда давление в топливном баке снижается ниже порогового значения давления. В вариантах осуществления, где замок 257 дозаправки топливом запирается с использованием механического механизма, замок 257 дозаправки топливом может отпираться с помощью градиента давления, например, когда давление в топливном баке снижается ниже порогового значения.

Трубопровод 260 дозаправки топливом может быть присоединен к трубопроводу 280 дозаправки топливом низкого давления. Трубопровод 280 дозаправки топливом низкого давления может быть присоединен к буферному бачку 270. Буферный бачок 270 может включать в себя отверстие 265 дозаправки топливом низкого давления и датчик 275 жидкости. Трубопровод 280 дозаправки топливом низкого давления может включать в себя топливный насос 285 и запорный клапан 290. Топливный насос 285 может работать, только когда давление в топливном баке находится ниже порогового значения, и может работать, только когда есть уровень жидкости в буферном бачке 270, который считывается датчиком 275 жидкости. Таким образом, топливный насос 285 может не закачивать топливо/воздушную смесь в топливный бак 200. Кроме того, когда давление в топливном баке достигает порогового значения, топливный насос 285 может выключаться контроллером 12, заставляя жидкое топливо накапливаться в буферном бачке 270. Это может побуждать штуцер заправочной колонки для жидкого топлива низкого давления, введенный в контакт с отверстием 265 дозаправки топливом низкого давления, самостоятельно выключаться. Доступ к отверстию 265 дозаправки топливом может контролироваться замком 267 дозаправки топливом. Замок 267 дозаправки топливом может содержать один из примеров, описанных для замка 257 дозаправки топливом. Замки 257 и 267 дозаправки топливом могут содержать разные механизмы и могут быть реагирующими на разные пороговые значения давления топлива. Примерная процедура дозаправки топливом для системы, изображенной на Фиг. 2, описана в материалах настоящей заявки и со ссылкой на Фиг. 4.

Фиг. 3 показывает альтернативную принципиальную схему многоцилиндрового двигателя в соответствии с настоящим раскрытием. Как описано в материалах настоящей заявки и изображено на Фиг. 2, многоцилиндровый двигатель 10 включает в себя цилиндры 14, присоединенные к впускному каналу 144 и выпускному каналу 148, а кроме того, присоединенные к топливной системе 172. Топливная система 172 выполнена с возможностью хранить смесь жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива в топливном баке 200, а, кроме того, подавать жидкое топливо в топливную форсунку 166 непосредственного впрыска и подавать газовое топливо в топливную форсунку 170 оконного впрыска. Как описано в материалах настоящей заявки и со ссылкой на Фиг. 2, некоторые варианты осуществления могут включать в себя топливные форсунки 166 и 170 в иных конфигурациях, чем конфигурация, изображенная на Фиг. 3. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 3, топливная система 172 присоединена к системе 350 дозаправки топливом.

В варианте осуществления, изображенном на Фиг. 3, система 350 дозаправки топливом присоединена к топливному баку 200 через клапан 218 доступа в бак. Клапан 218 доступа в бак может быть присоединен к трубопроводу 360 дозаправки топливом. Трубопровод 360 дозаправки топливом может включать в себя отверстие 355 дозаправки топливом высокого давления. Отверстие 355 дозаправки топливом высокого давления может быть выполнено с возможностью принимать штуцер топливного насоса для находящегося под давлением газового топлива или штуцер топливного насоса, выполненный с возможностью подавать находящуюся под давлением смесь жидкого топлива и газового топлива. В некоторых вариантах осуществления, второе отверстие дозаправки топливом высокого давления может быть включено в состав, чтобы предоставлять возможность совместимости с более чем одним типом штуцеров топливного насоса высокого давления. В некоторых вариантах осуществления, доступ к отверстию 355 дозаправки топливом высокого давления может контролироваться замком 357 дозаправки топливом.

Трубопровод 360 дозаправки топливом может быть присоединен к трубопроводу 370 дозаправки топливом низкого давления. Трубопровод 370 дозаправки топливом низкого давления может включать в себя отверстие 365 дозаправки топливом низкого давления и запорный клапан 375. Доступ к отверстию 365 дозаправки топливом низкого давления может контролироваться замком 367 дозаправки топливом. По выбору, вспомогательный бак 390 может быть присоединен к топливному баку 200 через топливную магистраль 380 для газового топлива. Насос 385 может быть присоединен к топливной магистрали 380 для газового топлива. Насос 385 может вводиться в действие для перекачивания газового топлива из топливного бака 200 и во вспомогательный бак 390. В отсутствие вспомогательного бака 390, жидкое топливо может добавляться в топливный бак 200, только когда давление в топливном баке 200 находится на или около нуля. Если положительное давление существует в топливном баке 200, запорный клапан 375 будет вынуждать жидкое топливо, поступающее в отверстие 365 дозаправки топливом низкого давления, быстро заполнять трубопровод 370 дозаправки топливом низкого давления, побуждая штуцер заправочной колонки для жидкого топлива низкого давления, введенный в контакт с отверстием 365 дозаправки топливом низкого давления, самостоятельно закрываться.

Однако, когда вспомогательный бак 390 включен в систему 350 дозаправки топливом, топливный бак 200 может активно сбрасывать давление, чтобы предоставлять возможность дозаправки жидким топливом низкого давления. Насос 385 может вводиться в действие для перекачивания газового топлива или паров топлива во вспомогательный бак 390. По снижению давления в топливном баке 200 ниже порогового значения, может предоставляться возможность дозаправки жидким топливом низкого давления, например, посредством отпирания замка 367 дозаправки топливом. Примерная процедура дозаправки топливом для системы, изображенной на Фиг. 3, описана в материалах настоящей заявки и со ссылкой на Фиг. 5.

Фиг. 4 изображает примерную процедуру 400 для высокоуровневого способа для дозаправки топливом топливной системы на смешанном жидком углеводородном/газовом топливе. В частности, процедура 400 описывает способ для дозаправки жидкого топлива в топливной системе для смешанного топлива. Процедура 400 будет описана в материалах настоящей заявки со ссылкой на компоненты и системы, изображенные на Фиг. 1 и 2, хотя способ может применяться к другим системам, не выходя из объема этого раскрытия. Процедура 400 может выполняться контроллером 12 и может храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти.

Процедура 400 может начинаться на 410 определением, требуется ли дозаправка жидким топливом. Определение, требуется ли дозаправка жидким топливом, может включать в себя прямые или косвенные запросы дозаправки жидким топливом от водителя транспортного средства. Прямые запросы дозаправки топливом могут включать в себя явные запросы водителя, произведенные через интерфейс, или выявление открывания водителем лючка дозаправки топливом. Косвенные запросы дозаправки жидким топливом могут включать в себя выявление близости к заправочной станции. Близость к заправочной станции может определяться благодаря GPS или другим данным местоположения, или на основании прямого обмена информацией между транспортным средством и заправочной станцией. Если не выявлен прямой или косвенный запрос дозаправки жидким топливом, способ 400 может переходить на 415. На 415, способ 400 может включать в себя поддержание замка 267 дозаправки жидким топливом закрытым. Способ 400 затем может заканчиваться.

Если прямой или косвенный запрос дозаправки жидким топливом выявлен на 410, способ 400 может переходить на 420. На 420, способ 400 может включать в себя определение, удовлетворены ли условия, подходящие для дозаправки жидким топливом. Условия дозаправки жидким топливом могут включать в себя давление в топливном баке, находящееся ниже порогового значения, и/или уровень жидкости в топливном баке, находящийся ниже порогового значения. Давление в топливном баке может измеряться датчиком давления, таким как датчик 211 давления. Уровень жидкости в топливном баке может измеряться датчиком уровня жидкости, таким как датчик 215 уровня жидкости. Другие условия, такие как температура топливного бака, температура окружающей среды, атмосферное давление, и т.д., могут измеряться, чтобы определять, может ли жидкое топливо добавляться в топливный бак 200. Если условия дозаправки жидким топливом удовлетворены (например, давление в топливном баке находится выше порогового значения), способ 400 может переходить на 415. На 415, способ 400 может включать в себя поддержание замка 267 дозаправки жидким топливом закрытым. Способ 400 затем может заканчиваться.

Если условия дозаправки жидким топливом удовлетворены на 420, способ 400 может переходить на 430. На 430, способ 400 может включать в себя открывание замка дозаправки жидким топливом. Это может предоставлять водителю транспортного средства или работнику заправочной станции возможность открывать лючок дозаправки топливом, снимать бензиновую крышку и/или вводить в контакт штуцер дозаправки жидким топливом с отверстием 265 дозаправки топливом низкого давления.

Продолжаясь на 440, способ 400 может включать в себя определение, есть ли жидкое топливо в буферном бачке. Например, наличие жидкого топлива в буферном бачке 270 может определяться посредством датчика жидкости, такого как датчик 275 жидкости. Если жидкого топлива в буферном бачке нет, способ 400 может переходить на 445. На 445, способ 400 может включать в себя вывод из работы насос дозаправки топливом, такой как топливный насос 285, как показано на Фиг. 2. Если насос дозаправки топливом не является действующим на данный момент, топливный насос может поддерживаться в неактивном состоянии. Способ 400 затем может заканчиваться.

Если есть топливо в буферном бачке, как определено на 440, способ 400 может переходить на 450. На 450, способ 400 может включать в себя определение, является ли давление в основном топливном баке большим, чем пороговое значение. Давление в топливном баке может определяться с помощью датчика давления в топливном баке. Если давление в топливном баке является большим, чем пороговое значение, способ 400 может переходить на 445. На 445, способ 400 может включать в себя вывод из работы насос дозаправки топливом, такой как топливный насос 285, как показано на Фиг. 2. Если насос дозаправки топливом не является действующим на данный момент, топливный насос может поддерживаться в неактивном состоянии. Способ 400 затем может заканчиваться.

Если давление в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение, как определено на 450, способ 400 может переходить на 460. На 460, способ 400 может включать в себя определение, находится ли уровень жидкости в основном топливном баке выше порогового значения. Уровень жидкости в топливном баке может определяться с помощью датчика 215 уровня жидкости в топливном баке. Если уровень жидкости в топливном баке является большим, чем пороговое значение, способ 400 может переходить на 445. На 445, способ 400 может включать в себя вывод из работы насос дозаправки топливом, такой как топливный насос 285, как показано на Фиг. 2. Если насос дозаправки топливом не является действующим на данный момент, топливный насос может поддерживаться в неактивном состоянии. Способ 400 затем может заканчиваться.

Если уровень жидкости в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение, как определено на 460, способ 400 может переходить на 470. На 470, способ 400 может включать в себя ввод в действие насоса дозаправки топливом и перекачивание жидкого топлива из буферного бачка в основной топливный бак. Перекачивание жидкого топлива из буферного бачка в основной топливный бак может продолжаться до тех пор, пока больше нет жидкого топлива в буферном бачке, до тех пор, пока давление в топливном баке не возрастает выше порогового значения, и/или до тех пор, пока уровень жидкости в топливном баке не возрастает выше порогового значения. Способ 400 может выполнять итерации с 440 по 470, для того чтобы завершать наполнение топливного бака. В некоторых вариантах осуществления, контроллер 12 может определять количество топлива, которое может быть добавлено в топливный бак 200, без возрастания выше порогового значения давления или порогового значения уровня жидкости, и продолжать эксплуатацию топливного насоса 285 до тех пор, пока предопределенное количество топлива не было добавлено в топливный бак, пока жидкое топливо остается в буферном бачке. Способ 400 затем может заканчиваться.

Системы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на Фиг. 1 и 2, и способы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на Фиг. 4, могут задействовать один или более способов. В одном из примеров, способ для дозаправки топливом топливного бака транспортного средства, содержит: в ответ на первое состояние, перекачивание жидкого топлива из буферного бачка в топливный бак во время хранения углеводородного жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, только частично растворенного в углеводородном жидком топливе, в баке. 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. Способ дополнительно может содержать: в ответ на второе состояние, прекращение перекачивания жидкого топлива из буферного бачка в топливный бак. Второе состояние может включать в себя уровень жидкости в буферном бачке, который является меньшим, чем третье пороговое значение. Технический результат реализации этого способа состоит в том, что жидкое топливо может добавляться всякий раз, когда давление в топливном баке и уровень жидкости в топливном баке находятся ниже пороговых значений. Реализация этого способа может предоставлять жидкому топливу возможность добавляться в топливный бак без добавления топливо/воздушной смеси в топливный бак, тем самым, избегая создания горючей смеси внутри топливного бака.

Фиг. 5 изображает примерную процедуру 500 для высокоуровневого способа для дозаправки топливом топливной системы на смешанном жидком углеводородном/газовом топливе. В частности, процедура 500 описывает способ для дозаправки жидкого топлива в топливной системе для смешанного топлива. Процедура 500 будет описана в материалах настоящей заявки со ссылкой на компоненты и системы, изображенные на Фиг. 1 и 3, хотя способ может применяться к другим системам, не выходя из объема этого раскрытия. Процедура 500 может выполняться контроллером 12 и может храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти.

Процедура 500 может начинаться на 510 определением, требуется ли дозаправка жидким топливом. Определение, требуется ли дозаправка жидким топливом, может включать в себя прямые и/или косвенные запросы дозаправки жидким топливом от водителя транспортного средства. Прямые запросы дозаправки топливом могут включать в себя явные запросы водителя, произведенные через интерфейс, или выявление открывания водителем лючка дозаправки топливом. Косвенные запросы дозаправки жидким топливом могут включать в себя выявление близости к заправочной станции. Близость к заправочной станции может определяться благодаря GPS или другим данным местоположения, или на основании прямого обмена информацией между транспортным средством и заправочной станцией. Если не выявлен прямой или косвенный запрос дозаправки жидким топливом, способ 500 может переходить на 515. На 515, способ 500 может включать в себя поддержание замка 367 дозаправки жидким топливом закрытым. Например, это может включать в себя поддержание зацепления лючка дозаправки топливом с защелкой посредством электромагнитного привода благодаря непрерывному сигналу из контроллера. Способ 500 затем может заканчиваться.

Если прямой или косвенный запрос дозаправки жидким топливом выявлен на 510, способ 500 может переходить на 520. На 520, способ 500 может включать в себя определение, является ли давление в основном топливном баке меньшим, чем первое пороговое значение. Давление в топливном баке может определяться с помощью датчика давления в топливном баке. Если давление в топливном баке является большим, чем первое пороговое значение, способ 500 может переходить на 515. На 515, способ 500 может включать в себя поддержание замка 367 дозаправки жидким топливом закрытым. Способ 500 затем может заканчиваться.

Если давление в топливном баке является меньшим, чем первое пороговое значение, как определено на 520, способ 500 может переходить на 530. На 530, способ 500 может включать в себя определение, является ли давление в основном топливном баке меньшим, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение является меньшим пороговым значением давления, чем первое пороговое значение. Второе пороговое значение может быть основано на объеме вспомогательного бака 390, и количество газового топлива может добавляться во вспомогательный бак 390. Давление в топливном баке может определяться с помощью датчика давления в топливном баке. Если давление в топливном баке является меньшим, чем второе пороговое значение, способ 500 может переходить на 540. На 540, способ 500 может включать в себя предоставление возможности дозаправки жидким топливом. Предоставление возможности дозаправки жидким топливом может включать в себя открывание замка 367 дозаправки жидким топливом. Предоставление возможности дозаправки жидким топливом, к тому же или в качестве альтернативы, может включать в себя сигнализирование водителю транспортного средства или работнику заправочной станции для жидкого топлива через интерфейс, указывающий, что предоставлена возможность дозаправки жидким топливом. Дозаправка жидким топливом может продолжаться до тех пор, пока давление в топливном баке или уровень жидкости в топливном баке не достигает порогового значения, до тех пор, пока жидкое топливо не возвращается обратно до запорного клапана 375, или до тех пор, пока штуцер раздачи для жидкого топлива не выведен из контакта с отверстием 365 дозаправки жидким топливом. Способ 500 затем может заканчиваться.

Если давление в топливном баке является меньшим, чем первое пороговое значение, и большим, чем второе пороговое значение, как определено на 520 и 530, способ 500 может переходить на 535. На 535, способ 500 может включать в себя перекачивание паров из основного бака во вспомогательный бак. Перекачивание паров из основного бака во вспомогательный бак может включать в себя приведение в действие насоса 385. Перекачивание паров из основного бака во вспомогательный бак может продолжаться до тех пор, пока давление в топливном баке 200 не убывает ниже второго порогового значения, и/или до тех пор, пока не наполнен вспомогательный бак 390. В некоторых вариантах осуществления, насос 385 может быть не включен в систему 350 дозаправки топливом. В этих вариантах осуществления, клапан может открываться для предоставления газовому топливу и/или парам топлива возможности переходить во вспомогательный бак 390 из топливного бака 200 через топливную магистраль 380 для газового топлива.

Вслед за перекачиванием паров во вспомогательный бак 390, способ 500 может переходить на 540. На 540, способ 500 может включать в себя предоставление возможности дозаправки жидким топливом. Предоставление возможности дозаправки жидким топливом может включать в себя открывание замка 367 дозаправки жидким топливом. Предоставление возможности дозаправки жидким топливом, к тому же или в качестве альтернативы, может включать в себя сигнализирование водителю транспортного средства или работнику заправочной станции для жидкого топлива через интерфейс, указывающий, что предоставлена возможность дозаправки жидким топливом. Дозаправка жидким топливом может продолжаться до тех пор, пока давление в топливном баке или уровень жидкости в топливном баке не достигает порогового значения, до тех пор, пока жидкое топливо не возвращается обратно до запорного клапана 375, или до тех пор, пока штуцер раздачи для жидкого топлива не выведен из контакта с отверстием 365 дозаправки жидким топливом. Способ 500 затем может заканчиваться.

Системы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на Фиг. 1 и 3, и способы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на Фиг. 5, могут задействовать один или более способов. В одном из примеров, способ для дозаправки топливом топливного бака транспортного средства, содержит: в ответ на первое состояние, перекачивание газового топливо из топливного бака во вспомогательный бак для паров во время хранения жидкого углеводородного топлива и находящегося под давлением газового топлива, только частично растворенного в жидком углеводородном топливе, в 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. Способ дополнительно может содержать: в ответ на второе состояние, прекращение перекачивания газового топлива из топливного бака во вспомогательный бак для паров; и предоставление возможности добавления жидкого топлива в топливный бак. Второе условие может включать в себя давление в топливном баке, которое является меньшим, чем второе пороговое значение. Техническим результатом реализации этого способа является стратегия дозаправки топливом, которая предусматривает добавление жидкого топлива в топливный бак даже в условиях, где давление в топливном баке находится выше максимально допустимого порогового значения. Таким образом, жидкое топливо может добавляться в бак, когда имеется в распоряжении для дозаправки топливом, не требуя сжигания дополнительного газового топлива.

Системы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на Фиг. 1, 2 и 3, и способы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на Фиг. 4 и 5, могут задействовать одну или более систем. В одном из примеров, система топливного бака содержит: топливный бак, выполненный с возможностью хранить углеводородное жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в углеводородном 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. Отверстие дозаправки топливом высокого давления выполнено с возможностью принимать как находящееся под давлением газовое топливо, так и предварительно сжатую смесь жидкого топлива и газового топлива. Система дополнительно может содержать второе отверстие дозаправки топливом высокого давления, присоединенное к трубопроводу дозаправки топливом, а кроме того, первое отверстие дозаправки топливом высокого давления может быть выполнено с возможностью принимать находящееся под давлением газовое топливо, а второе отверстие дозаправки топливом высокого давления может быть выполнено с возможностью принимать предварительно сжатую смесь жидкого топлива и газового топлива. Отверстие дозаправки топливом низкого давления может быть выполнено с возможностью принимать жидкое топливо. Система дополнительно может 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. Насос дозаправки топливом может быть выполнен с возможностью: во время первого состояния, перекачивать жидкое топливо, содержащееся в буферном бачке, в топливный бак. 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 дополнительно может 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. Насос сброса давления может быть выполнен с возможностью: во время первого состояния, перекачивать газовое топливо из топливного бака во второй бак для паров. 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 дополнительно может 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. Техническим результатом реализации этой системы является одиночный топливный бак, хранящий как жидкое топливо, так и находящееся под давлением газовое топливо, который может дозаправляться жидким топливом, находящимся под давлением газовым топливом и/или заранее сжатой смесью жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива. Таким образом, транспортное средство может приобретать преимущество наличия, как жидкого топлива, так и находящегося под давлением газового топлива, имеющихся в распоряжении для сгорания, без необходимости в дополнительных топливных баках.

Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.

Будет принято во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Должно быть понятно, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.

1. Способ дозаправки топливного бака транспортного средства, содержащий этапы, на которых:

в ответ на первое состояние перекачивают жидкое топливо из буферного бачка в топливный бак, при хранении жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, только частично растворенного в жидком топливе, в топливном баке, причем первое состояние включает 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.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором в ответ на второе состояние прекращают перекачивание жидкого топлива из буферного бачка в топливный бак.

3. Способ по п. 2, в котором второе состояние включает в себя уровень жидкости в буферном бачке, который является меньшим, чем третье пороговое значение.

4. Способ по п. 2, в котором второе состояние включает в себя давление в топливном баке, которое является большим, чем первое пороговое значение.

5. Способ по п. 2, в котором второе состояние включает в себя уровень жидкости в топливном бачке, который является большим, чем второе пороговое значение.

6. Способ по п. 1, в котором жидкое топливо является бензином, спиртобензиновой смесью или дизельным топливом, и причем находящимся под давлением газовым топливом является сжатый природный газ (CNG).

7. Способ по п. 1, в котором топливный насос для перекачивания жидкого топлива из буферного бачка в топливный бак включен в трубопровод для заправки топливом низкого давления, который соединен с буферным бачком.

8. Способ по п. 1, в котором давление в топливном баке определяется датчиком давления топливного бака.

9. Способ по п. 1, в котором уровень жидкости в топливном баке определяется датчиком уровня жидкости топливного бака.

10. Способ по п. 1, в котором уровень жидкости буферного бачка определяется датчиком жидкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система питания дизеля дополнительным топливом, содержащая топливные баки 1 и 2, фильтры грубой 4 и тонкой 7 очистки, топливоподкачивающие насосы основного 5 и дополнительного 6 топлива топливопроводы, топливный насос высокого давления 8 и форсунку 9 для подачи основного топлива, редукционный клапан 10, испаритель 11 дополнительного топлива, нагреватель 13, электронный регулятор 14, датчики температуры 15.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена двухтопливная система питания автотранспортного дизеля, содержащая бак минерального топлива 1, бак растительного масла 2, фильтры грубой очистки минерального топлива 3 и растительного масла 4, топливный фильтр тонкой очистки 5, электрические насосы подачи минерального 20 топлива и растительного 21 масла, топливный насос высокого давления 6, форсунки 7, смеситель 8 во входных каналах 9, 10 которого установлены электродозаторы 15, 16, электрически соединенные через электронный блок управления 17 с индуктивным датчиком 18 нагрузочно-скоростного режима и датчиком 19 температуры растительного масла.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Двухтопливная система питания дизеля содержит бак 1 минерального топлива, бак 2 дизельного смесевого топлива, линии 3 и 4 забора минерального и смесевого топлива, топливный фильтр грубой 5 и тонкой 6 очистки, топливоподкачивающий насос 7, топливный насос высокого давления 8, форсунки 9, ультразвуковой смеситель 10 и переключатель 14 вида моторного топлива, размещенный в месте сообщения линий забора минерального и смесевого топлива и выполненый в виде электромагнитного распределителя 15 с исполнительным механизмом 16.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ регулировки состава топлива, чтобы повышать теплоустойчивость жидкого топлива, который включает в себя непосредственный впрыск первого топлива (жидкого пропана) в ДВС через направляющую-распределитель для топлива, когда температура топлива снижается ниже порогового значения; и в ответ на температуру топлива, большую, чем пороговое значение, непосредственный впрыск жидкой смеси первого топлива и второго топлива (бензина) через направляющую-распределитель для топлива.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ опорожнения бака газообразного топлива и закрывания соленоидного клапана бака в ответ на утечки в топливной магистрали или направляющей-распределителе для топлива, включающий в себя этапы, на которых опорожняют топливный бак подачей только газообразного топлива в двигатель при высоком давлении в баке газообразного топлива и подачей газообразного топлива и жидкого топлива при низком давлении в баке газообразного топлива и прекращают опорожнение бака закрыванием клапана бака газообразного топлива в ответ на низкое давление ниже по потоку от клапана бака газообразного топлива и высокое давление в баке.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена система питания дизеля на композитном топливе, включающая топливные емкости 1-3, фильтры грубой 4-6 и тонкой 10-12 очистки исходных компонентов топлива, электрические подкачивающие насосы 7-9, топливный насос высокого давления (ТНВД) 28, снабженный датчиком давления 25, датчиком положения рейки 26, датчиком частоты вращения 27, форсунки 29, линии слива топлива из форсунок 30, электронный блок управления 31.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ регулировки впрыскиваемого количества газового топлива на основании расхода дросселируемого на звуковой скорости потока через сужение.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная система для ДВС, работающего на газообразном топливе, включающая в себя: бак для газообразного топлива; первый регулятор давления 200 с камерой высокого давления 84, соединенной с баком для газообразного топлива, камерой низкого давления 86, соединенной с топливной рампой ДВС, и камерой опорного давления 88.

Изобретение может быть использовано в системе питания дизелей автотракторных средств. Предложена двухтопливная система питания дизеля автотракторного средства, содержащая бак минерального топлива 1, бак растительного масла 2, фильтры грубой очистки минерального топлива 3 и растительного масла 4, топливный фильтр тонкой очистки 5, электрические насосы подачи минерального топлива 7 и растительного масла 8, топливный насос высокого давления 9, форсунки 10 и смеситель 11, во входных каналах 12, 13 которого установлены электродозаторы 14, 15, нагнетательные 16, 17 и перепускные 18, 19 клапаны.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена электронная система подачи газового топлива в ДВС с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха, содержащая рампу газовых форсунок 10, газопроводы, дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор 15, электромагнитный газовый клапан 23 с фильтрующим элементом, датчик детонации 21, датчик частоты вращения коленчатого вала 22, датчик температуры газового топлива 11, датчик температуры отработавших газов 6, электронный блок управления 20, включатель газовой системы 26 со звуко-световым индикатором, радиатор охлаждения наддувочного воздуха 7.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам регулирования и управления топливоподачей газодизеля. Предложено устройство регулирования и управления топливоподачей газодизеля, включающее газовую аппаратуру, воздухотрубопровод, воздушную 11 и газовую 7 заслонки, тяги управления, смеситель, регулятор частоты вращения 1, топливный насос высокого давления (ТНВД) 17, привод от регулятора на рейку ТНВД, настроечное устройство 8, усилитель мощности (УМ) 2, микровыключатель с приводом от УМ, устройство 15 для разобщения рейки 16 ТНВД 17 от регулятора 1.

Изобретение относится к регулированию топливоподачи двигателей с воспламенением от сжатия, работающих одновременно на нескольких видах топлива, с основным топливом - газообразным.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к управлению газодизель-генераторными установками (ГДГУ) с комбинированными разнофазными режимами подачи топлив.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к приготовлению и подаче топливной смеси в цилиндры бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для создания топливной смеси как в карбюраторных двигателях, так и в двигателях с впрыском. .

Двигатель // 2298677
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к вездеходным шагающим устройствам, управляющим системам для разных видов топлива и видов нагрева. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в транспортных средствах. .

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам работы двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к энергетике, а более конкретно к тепловым двигателям: поршневым, паровым и газотурбинным силовым установкам с использованием в них углеводородного топлива и концентрированных водных растворов сильных электролитов в качестве водородокислородного топлива.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания, горючая смесь которых содержит водород с углеводородным топливом.

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям двигателей внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает блок цилиндров с линиями ввода воздуха (8) и топлива (7) и вывода (12) отработанного газа.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена топливная система, содержащая топливный бак 200, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, частично растворенное в жидком топливе, буферный бачок 270 и трубопровод дозаправки топлива 260. В предложенной системе топливо из буферного бачка может перекачиваться в топливный бак посредством насоса 285 при необходимости дозаправки топливного бака при давлении и уровне топлива в топливном баке ниже пороговых уровней и уровне топлива в буферном бачке выше порогового уровня. Таким образом, топливо или предварительно сжатая смесь видов топлива может добавляться в топливный бак из буферного бачка в любое время, когда давление в топливном баке и уровень топлива в топливном баке находятся ниже пороговых значений. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх