RU2599093C2 - Устройство впрыскивания топлива, двигатель внутреннего сгорания и способ управления работой устройства впрыскивания топлива на основе бензина и на основе сжатого природного газа - Google Patents

Устройство впрыскивания топлива, двигатель внутреннего сгорания и способ управления работой устройства впрыскивания топлива на основе бензина и на основе сжатого природного газа Download PDF

Info

Publication number
RU2599093C2
RU2599093C2 RU2013135110/06A RU2013135110A RU2599093C2 RU 2599093 C2 RU2599093 C2 RU 2599093C2 RU 2013135110/06 A RU2013135110/06 A RU 2013135110/06A RU 2013135110 A RU2013135110 A RU 2013135110A RU 2599093 C2 RU2599093 C2 RU 2599093C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
inlet
composition
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
RU2013135110/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013135110A (ru
Inventor
Андреас ПОССЕЛЬТ
Марко ЛОРЕНЦ
Андреас ГУЧЕР
Original Assignee
Роберт Бош Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роберт Бош Гмбх filed Critical Роберт Бош Гмбх
Publication of RU2013135110A publication Critical patent/RU2013135110A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2599093C2 publication Critical patent/RU2599093C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0692—Arrangement of multiple injectors per combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/081—Adjusting the fuel composition or mixing ratio; Transitioning from one fuel to the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0278—Port fuel injectors for single or multipoint injection into the air intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1015—Air intakes; Induction systems characterised by the engine type
    • F02M35/10177—Engines having multiple fuel injectors or carburettors per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/108—Intake manifolds with primary and secondary intake passages
    • F02M35/1085—Intake manifolds with primary and secondary intake passages the combustion chamber having multiple intake valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M43/00—Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F02M69/044—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the intake conduit downstream of an air throttle valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/52—Arrangement of fuel metering devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено устройство (1′) впрыскивания топлива для ДВС (1), имеющее первый блок (3) впрыскивания топлива (4) первого состава на основе природного газа и второй блок (5) впрыскивания топлива (6) второго состава на основе бензина. Первый блок (3) впрыскивания имеет первую топливную форсунку (7) для впрыскивания топлива (4) первого состава одновременно в направлении первого впускного отверстия (10) камеры (2) сгорания ДВС и в направлении второго впускного отверстия (20) камеры (2) сгорания. Второй блок (5) впрыскивания имеет вторую топливную форсунку (12) для впрыскивания топлива (6) второго состава в направлении первого впускного отверстия (10) и отдельную третью топливную форсунку (22) для впрыскивания топлива (6) второго состава в направлении второго впускного отверстия (20). Технический результат - повышение эффективности работы системы впрыска двух видов топлива на различных режимах работы ДВС. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к устройству впрыскивания топлива согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.
Подобные устройства впрыскивания топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) общеизвестны. Так, например, из DE 102008043930 A1 известна система впрыскивания топлива для ДВС, которая рассчитана на применение топлив двух или более разных видов и которая имеет топливные форсунки, по выбору соединяемые с различными емкостями, содержащими разные топлива. В такой системе впрыскивания топлива прежде всего предусмотрено использование одних и тех же топливных форсунок и для впрыскивания бензина, и для подачи газа, такого как сжатый природный газ и сжиженный (углеводородный) газ. Недостаток подобной системы впрыскивания топлива состоит в том, что при впрыскивании топлив на основе бензина их требуется подавать с иным расходом, чем при подаче топлив на основе газа. Однако пределы, в которых можно варьировать дозируемое любой топливной форсункой количество топлива, т.е. те пределы, в которых впрыскивание топлива топливной форсункой возможно с определенной точностью его дозирования, ограничены.
Краткое изложение сущности изобретения
Преимущество предлагаемого в изобретении устройства впрыскивания топлива, предлагаемого в изобретении двигателя внутреннего сгорания и предлагаемого в изобретении способа управления работой устройства впрыскивания топлива, заявленных в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения, перед известными из уровня техники решениями состоит, с одной стороны, в сокращении выбросов отработавших газов (ОГ), а с другой стороны, в повышении мощности, развиваемой двигателем внутреннего сгорания. Достигается это благодаря тому, что топливо первого состава, основным компонентом которого является преимущественно природный газ, впрыскивается исключительно первым блоком впрыскивания, тогда как топливо второго состава, основным компонентом которого является преимущественно бензин, впрыскивается исключительно вторым блоком впрыскивания с двумя раздельными топливными форсунками. При создании изобретения было установлено, что работа ДВС с малым выбросом ОГ достигается в том случае, когда ДВС в период пуска и прогрева и в диапазоне низких нагрузок работает на топливе второго состава, а в диапазоне повышенной, соответственно полной нагрузки - на топливе первого состава. При работе ДВС на топливе на основе природного газа оно должно подаваться соответствующей топливной форсункой в существенно большем количестве, чем при работе ДВС на топливе на основе бензина, и поэтому к имеющемуся в распоряжении диапазону регулирования расхода топлива через устройство его впрыскивания предъявляются сравнительно высокие требования. Разделение топливных форсунок на те, которые используются для впрыскивания только топлива на основе природного газа, и на те, которые используются для впрыскивания только топлива на основе бензина, позволяет простым путем обеспечить соблюдение высоких требований, предъявляемых к имеющемуся в распоряжении диапазону регулирования расхода топлива через соответствующую топливную форсунку. Впрыскивание топлива на основе бензина требуется прежде всего в период пуска и прогрева ДВС, поскольку впрыскивание топлива на основе природного газа оказывается сравнительно неэффективным для пуска ДВС. Поэтому второй блок впрыскивания используется именно в период пуска и прогрева ДВС, а при его работе в режиме полной нагрузки преимущественно дросселируется или вовсе отключается. Применение двух отдельных - второй и третьей - топливных форсунок способствует однородному и стабильному сгоранию топлива именно в период пуска и прогрева ДВС, поскольку каждой топливной форсункой требуется впрыскивать топливо второго состава лишь с меньшим его расходом, благодаря чему достигается меньшая плотность расположения капелек в струе распыляемого топлива, т.е. эффективно уменьшается характеристический размер капелек распыляемого топлива, прежде всего их диаметр Заутера, вследствие чего сгорание топливовоздушной смеси в камере сгорания происходит быстрее и стабильнее. Еще одно преимущество состоит в наличии у устройства впрыскивания топлива двух расположенных отдельно друг от друга мест впрыскивания топлива, достигаемая благодаря чему степень свободы обеспечивает возможность оптимального впрыскивания топлива с минимальной его конденсацией на стенках. В результате этого предотвращаются изъяны в процессе сгорания, пропуски зажигания или неполное сгорание топливовоздушной смеси и сокращается образование первичных ОГ. Данный фактор прежде всего в период пуска и прогрева ДВС, т.е. при холодном, еще не обеспечивающем (полное) превращение вредных веществ в безвредные каталитическом нейтрализаторе, приводит к уменьшению выброса вредных веществ с ОГ на выходе каталитического нейтрализатора. Помимо этого лучшее сгорание топливовоздушной смеси в камере сгорания приводит к изменению угла опережения зажигания в сторону более позднего при той же неплавности работы двигателя, что приводит далее к повышению температуры в камере сгорания, а тем самым и к образованию более горячих первичных ОГ. Благодаря этому в период пуска и прогрева ДВС каталитический нейтрализатор быстрее нагревается и быстрее достигает своей начальной рабочей температуры, начиная с которой каталитический нейтрализатор работает эффективно. Тем самым благодаря применению двух отдельных топливных форсунок в целом образуется явно меньшее количество первичных ОГ в период пуска и прогрева ДВС. Преимущество, связанное с сокращением количества образующихся первичных ОГ, состоит в возможности уменьшить размеры каталитического нейтрализатора и сэкономить необходимые для него благородные металлы. Лучшее сгорание топливовоздушной смеси и достигаемое благодаря этому повышение плавности работы ДВС позволяют, кроме того, снизить частоту вращения вала ДВС на холостом ходу, что, в свою очередь, также приводит с сокращению выбросов ОГ при работе ДВС на топливе второго состава. В режиме высокой нагрузки второй блок впрыскивания дросселируется и/или отключается, и в ДВС подается топливо на основе природного газа, благодаря чему достигается сравнительно высокая мощность при низких выбросах ОГ и низком расходе топлива. Благодаря меньшему содержанию примесей в природном газе его сгорание в целом происходит полнее по сравнению с бензином и тем самым сопровождается образованием меньшего количества ОГ. В результате при работе ДВС в режиме нагрузки и полной нагрузки достигается значительное сокращение количества ОГ. Предлагаемый в изобретении ДВС в предпочтительном варианте представляет собой ДВС с принудительным воспламенением рабочей смеси и с распределенным впрыскиванием топлива во впускные каналы (или впрыскиванием топлива во впускной коллектор) для безрельсового транспортного средства, преимущественно для автомобиля. Такой ДВС в предпочтительном варианте имеет более одного цилиндра.
Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения, а также рассмотрены в последующем описании со ссылкой на прилагаемые к нему чертежи.
В одном из таких предпочтительных вариантов вторая и третья топливные форсунки расположены в ведущей к камере сгорания впускной трубе, предпочтительно на обращенном к камере сгорания нижнем участке стенки этой впускной трубы. Преимущество, связанное с подобным размещением второй и третьей топливных форсунок, состоит в том, что такое их расположение с точки зрения аэрогидродинамики благоприятнее в отношении обратного потока выходящих из камеры сгорания ОГ, благодаря чему уменьшается риск закупоривания второй и третьей топливных форсунок.
В еще одном предпочтительном варианте первая топливная форсунка расположена во впускной трубе, предпочтительно на обращенном от камеры сгорания верхнем участке стенки этой впускной трубы. Преимущество, связанное с подобным размещением первой топливной форсунки, состоит тем самым в возможности выполнения устройства впрыскивания топлива особо компактным с точки зрения занимаемого им монтажного пространства, поскольку первая топливная форсунка расположена на той стенке впускной трубы, которая противоположна второй и третьей топливным форсункам.
В еще одном предпочтительном варианте впускная труба разделена на участке между вторым блоком впрыскивания и камерой сгорания внутренней перегородкой на ведущий в первое впускное отверстие первый впускной канал и на ведущий во второе впускное отверстие второй впускной канал, при этом вторая топливная форсунка расположена в зоне первого впускного канала, а третья топливная форсунка - в зоне второго впускного канала. В предпочтительном варианте вторая и третья топливные форсунки расположены далее отдельно друг от друга и прежде всего выполнены также с возможностью управления ими отдельно одна от другой. Возможен также вариант, в котором управление осуществляется соответственно только одной из обеих этих топливных форсунок.
В еще одном предпочтительном варианте расстояние между второй топливной форсункой и первым впускным отверстием и расстояние между третьей топливной форсункой и вторым впускным отверстием меньше расстояния между первой топливной форсункой и первым или вторым впускным отверстием. Расстояние между вторым блоком впрыскивания и камерой сгорания предпочтительно выбирать малым с целью сократить время, затрачиваемое распыленным топливом второго состава на прохождение пути до впускного отверстия. В соответствии с этим испарение топлива на основе бензина происходит в камере сгорания, которая благодаря этому охлаждается. В результате повышается детонационная стойкость, благодаря чему ДВС прежде всего при его работе в режиме полной нагрузки становится способен развивать большую мощность. Поэтому данный вариант пригоден для создания особо мощного ДВС.
В альтернативном предпочтительном варианте расстояние между второй топливной форсункой и первым впускным отверстием и расстояние между третьей топливной форсункой и вторым впускным отверстием больше расстояния между первой топливной форсункой и первым или вторым впускным отверстием. В соответствии с этим расстояние между вторым блоком впрыскивания и камерой сгорания является сравнительно большим, и поэтому время, затрачиваемое распыленным топливом второго состава на прохождение пути до впускного отверстия, увеличивается. Связанное с этим преимущество состоит в том, что эффективное испарение капелек топлива начинается уже во впускной трубе и что благодаря этому достигается сравнительно стабильное и высокотемпературное сгорание топливовоздушной смеси в камере сгорания. В результате этого прежде всего в период пуска и прогрева ДВС улучшается воспламеняемость топливовоздушной смеси, а также ускоряется нагрев каталитического нейтрализатора. При этом уменьшаются выбросы ОГ. Поэтому данный вариант пригоден для создания особо малотоксичного ДВС.
В еще одном предпочтительном варианте вторая и третья топливные форсунки имеют только по одному распылительному отверстию для впрыскивания топлива второго состава и/или по своим конструктивным параметрам рассчитаны на впрыскивание топлива с меньшим его расходом, чем по меньшей мере одна первая топливная форсунка. Связанное с этим преимущество состоит, таким образом, в возможности оптимизировать пределы, в которых можно варьировать дозируемое количество топлива каждого из обоих разных составов. Первая топливная форсунка имеет альтернативно либо единственное первое распылительное отверстие, либо по меньшей мере два отдельных первых распылительных отверстия для впрыскивания топлива на основе природного газа в направлении первого и второго впускных отверстий. Очевидно, что альтернативно этому возможен также вариант с выполнением первого блока впрыскивания с двумя или более первыми топливными форсунками, каждая из которых прежде всего имеет только по одному первому распылительному отверстию и которые расположены во впускной трубе или в первом и втором впускных каналах.
В еще одном предпочтительном варианте вторая и третья топливные форсунки выполнены с разными конструктивными параметрами, и каждая из них рассчитана тем самым на впрыскивание топлива второго состава в количестве, отличном от количества топлива, впрыскиваемого другой из них. Такой подход позволяет существенно расширить пределы, в которых можно варьировать дозируемое количество топлива, например, путем управления только той топливной форсункой, которая по своим конструктивным параметрам рассчитана на меньший расход топлива.
Еще одним объектом настоящего изобретения является двигатель внутреннего сгорания с предлагаемым в изобретении устройством впрыскивания топлива.
Еще одним объектом настоящего изобретения является способ управления работой предлагаемого в изобретении устройства впрыскивания топлива, заключающийся в том, что первой топливной форсункой топливо первого состава на основе природного газа впрыскивают одновременно в направлении первого впускного отверстия и в направлении второго впускного отверстия, второй топливной форсункой топливо второго состава на основе бензина впрыскивают в основном только в направлении первого впускного отверстия, а третьей топливной форсункой топливо второго состава впрыскивают в основном только в направлении второго впускного отверстия. В соответствии с этим достигаются указанные выше преимущества касательно сокращения выбросов ОГ, а также повышения мощности. Таким путем удается до максимально больших расширить пределы, в которых можно варьировать дозируемое количество топлива с целью обеспечить его впрыскивание в точных, фактически потребных количествах.
В одном из предпочтительных вариантов по меньшей мере одной первой топливной форсункой впрыскивают исключительно топливо первого состава, а каждой из числа второй и третьей топливных форсунок впрыскивают исключительно топливо второго состава.
В еще одном предпочтительном варианте в период пуска и прогрева двигателя внутреннего сгорания впрыскивают преимущественно топливо второго состава второй и третьей топливными форсунками, а в период работы двигателя внутреннего сгорания в режиме нагрузки впрыскивают преимущественно топливо первого состава первой топливной форсункой. Таким путем обеспечивается максимально эффективное использование топлив различающегося между собой состава в соответствии с конкретными требованиями.
Ниже настоящее изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично в виде плана показан ДВС с устройством впрыскивания топлива согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 схематично в разрезе показан ДВС с устройством впрыскивания топлива согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 схематично в виде плана показано устройство впрыскивания топлива согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Описание вариантов осуществления изобретения
На различных чертежах одинаковые детали и элементы всегда снабжены одними и теми же позициями и поэтому также в каждом случае обычно указаны, соответственно упомянуты лишь однократно.
На фиг. 1 схематично в виде плана показан ДВС 1 с устройством 1′ впрыскивания топлива согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, при этом такой ДВС имеет цилиндр с камерой 2 сгорания и перемещающимся в нем поршнем 2′. Стенка камеры 2 сгорания имеет первое и второе впускные отверстия 10, 20, через каждое из которых в камеру 2 сгорания поступает топливовоздушная (рабочая) смесь, и первое и второе выпускные отверстия 30, 31, через каждое из которых из камеры 2 сгорания в первый и второй выпускные каналы 32, 33 соответственно вытесняются первичные ОГ, исходно образующиеся в результате сгорания топливовоздушной смеси. ДВС 1 имеет первый впускной клапан 10′, предназначенный для перекрытия первого впускного отверстия 10 и расположенный между первым впускным каналом 11 и камерой 2 сгорания. ДВС 1 имеет далее второй впускной клапан 20′, предназначенный для перекрытия второго впускного отверстия 20 и расположенный между вторым впускным каналом 21 и камерой 2 сгорания. Первый и второй впускные каналы 11, 21 с обращенной от камеры 2 сгорания стороны отходят от общей впускной трубы 9, по которой через расположенную в ней дроссельную заслонку (не показана) в направлении камеры 2 сгорания в дозируемом количестве поступает свежий воздух. Первый и второй впускные каналы 11, 21 в основном отделены друг от друга расположенной во впускной трубе 9 перегородкой 42. Устройство 1′ впрыскивания топлива имеет первый и второй блоки 3, 5 впрыскивания, предназначенные для впрыскивания топлива 4, 6 в направлении первого и второго впускных отверстий 10, 20, соответственно в первый и второй впускные каналы 11, 21. Первый блок 3 впрыскивания имеет первую топливную форсунку 7 с по меньшей мере одним распылительным отверстием 8, через которое топливо 4 первого состава одновременно впрыскивается в направлении первого, а также в направлении второго впускных отверстий 10, 20. Топливо первого состава состоит преимущественно из природного газа, который при работе ДВС 1 в режиме (полной) нагрузки обеспечивает сравнительно полное сгорание рабочей смеси, т.е. ее сгорание с низкими выбросами ОГ и с отдачей высокой мощности. Поскольку использование топлива на основе природного газа в период пуска и прогрева ДВС является сравнительно неэффективным, устройство Г впрыскивания топлива имеет также второй блок 5 впрыскивания, предназначенный для впрыскивания топлива 6 второго состава. Топливо второго состава состоит прежде всего из обычного бензина. Второй блок 5 впрыскивания имеет вторую и отдельную от нее третью топливные форсунки 12, 22. Вторая топливная форсунка 12 имеет единственное распылительное отверстие 14, через которое топливо 6 второго состава впрыскивается в основном только в направлении первого впускного отверстия 10. Аналогично этому третья топливная форсунка 22 имеет единственное третье распылительное отверстие 24, через которое топливо 6 второго состава впрыскивается в основном только в направлении второго впускного отверстия 20. Первая, вторая и третья топливные форсунки 7, 12, 22 выполнены управляемыми отдельно одна от другой. В данном варианте расстояние между второй топливной форсункой 12 и первым впускным отверстием 10, а также расстояние между третьей топливной форсункой 22 и вторым впускным отверстием 20 меньше расстояния между первой топливной форсункой 7 и первым или вторым впускным отверстием 10, 20. Вторая и третья топливные форсунки 12, 22 по своим конструктивным параметрам рассчитаны на впрыскивание топлива с меньшим его расходом, чем по меньшей мере одна первая топливная форсунка 7, поскольку топливо 4 на основе природного газа требуется впрыскивать в больших количествах по сравнению с впрыскиванием топлива 6 на основе бензина. Поэтому первая топливная форсунка 7 служит исключительно для впрыскивания топлива 4 первого состава, тогда как каждой из числа второй и третьей топливных форсунок 12, 22 впрыскивается исключительно топливо 6 второго состава. Впрыскивание топлива 6 второго состава происходит преимущественно в период пуска и прогрева ДВС 1.
Впрыскивание же топлива 4 первого состава происходит преимущественно в период работы ДВС в режиме нагрузки и полной нагрузки. Управление первой, второй и третьей топливными форсунками 7, 12, 22 в предпочтительном варианте осуществляется пригодной для этого системой управления в зависимости от соответствующих рабочих параметров, благодаря чему соотношение между впрыскиваемым количеством топлива 4 первого состава и впрыскиваемым количеством топлива 6 второго состава регулируется в зависимости от фактических потребностей и прежде всего в непрерывном режиме с целью до минимально возможного снизить выбросы ОГ при развитии достаточной мощности. ДВС 1 в предпочтительном варианте имеет несколько подобных цилиндров. Помимо этого ДВС 1 в предпочтительном варианте представляет собой ДВС с принудительным воспламенением рабочей смеси для автомобиля.
На фиг. 2 схематично в разрезе показан ДВС 1 с устройством 1′ впрыскивания топлива согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Второй вариант в основном аналогичен первому варианту, изображенному на фиг. 1, при этом вторая и третья топливные форсунки 12, 22 расположены в зоне обращенного к камере 2 сгорания нижнего участка 40 стенки впускной трубы 9. Первая же топливная форсунка 7 расположена в зоне обращенного от камеры 2 сгорания верхнего участка 41 стенки впускной трубы 9.
На фиг. 3 схематично в виде плана показано изображенное на фиг. 2 устройство 1′ впрыскивания топлива согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Claims (8)

1. Устройство (1′) впрыскивания топлива для двигателя (1) внутреннего сгорания (ДВС), имеющее первый блок (3) впрыскивания топлива (4) первого состава на основе природного газа и второй блок (5) впрыскивания топлива (6) второго состава на основе бензина, при этом первый блок (3) впрыскивания имеет первую топливную форсунку (7) для впрыскивания топлива (4) первого состава одновременно в направлении первого впускного отверстия (10) камеры (2) сгорания в ДВС (1) и в направлении второго впускного отверстия (20) этой камеры (2) сгорания, а второй блок (5) впрыскивания имеет вторую топливную форсунку (12) для впрыскивания топлива (6) второго состава в основном только в направлении первого впускного отверстия (10) и отдельную третью топливную форсунку (22) для впрыскивания топлива (6) второго состава в основном только в направлении второго впускного отверстия (20), отличающееся тем, что вторая и третья топливные форсунки (12, 22) расположены в ведущей к камере (2) сгорания впускной трубе (9) на обращенном к камере (2) сгорания нижнем участке (40) стенки этой впускной трубы (9), а первая топливная форсунка (7) расположена во впускной трубе (9) на обращенном от камеры (2) сгорания верхнем участке (41) стенки этой впускной трубы (9).
2. Устройство (1′) впрыскивания топлива по п. 1, отличающееся тем, что впускная труба (9) разделена на участке между вторым блоком (5) впрыскивания и камерой (2) сгорания внутренней перегородкой (42) на ведущий в первое впускное отверстие (10) первый впускной канал (11) и на ведущий во второе впускное отверстие (20) второй впускной канал (21), при этом вторая топливная форсунка (12) расположена в зоне первого впускного канала (11), а третья топливная форсунка (22) - в зоне второго впускного канала (21).
3. Устройство (1′) впрыскивания топлива по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между второй топливной форсункой (12) и первым впускным отверстием (10) и расстояние между третьей топливной форсункой (22) и вторым впускным отверстием (20) меньше расстояния между первой топливной форсункой (7) и первым или вторым впускным отверстием (10, 20).
4. Устройство (1′) впрыскивания топлива по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что вторая и третья топливные форсунки (12, 22) имеют только по одному распылительному отверстию (14, 24) для впрыскивания топлива (6) второго состава и/или по своим конструктивным параметрам рассчитаны на впрыскивание топлива с меньшим его расходом, чем по меньшей мере одна первая топливная форсунка (7).
5. Двигатель (1) внутреннего сгорания с устройством (1′) впрыскивания топлива по одному из предыдущих пунктов.
6. Способ управления работой устройства (1′) впрыскивания топлива по одному из пп. 1-4, заключающийся в том, что первой топливной форсункой (7) топливо (4) первого состава на основе природного газа впрыскивают одновременно в направлении первого впускного отверстия (10) и в направлении второго впускного отверстия (20), второй топливной форсункой (12) топливо (6) второго состава на основе бензина впрыскивают в основном только в направлении первого впускного отверстия (10), а третьей топливной форсункой (22) топливо (6) второго состава впрыскивают в основном только в направлении второго впускного отверстия (20).
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере одной первой топливной форсункой (7) впрыскивают исключительно топливо (4) первого состава, а каждой из числа второй и третьей топливных форсунок (12, 22) впрыскивают исключительно топливо (6) второго состава.
8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что в период пуска и прогрева двигателя (1) внутреннего сгорания впрыскивают преимущественно топливо (6) второго состава второй и третьей топливными форсунками (12, 22), а в период работы двигателя (1) внутреннего сгорания в режиме нагрузки впрыскивают преимущественно топливо (4) первого состава первой топливной форсункой (7).
RU2013135110/06A 2010-12-27 2011-11-07 Устройство впрыскивания топлива, двигатель внутреннего сгорания и способ управления работой устройства впрыскивания топлива на основе бензина и на основе сжатого природного газа RU2599093C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010064166.9 2010-12-27
DE102010064166A DE102010064166A1 (de) 2010-12-27 2010-12-27 Einspritzvorrichtung, Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Einspritzvorrichtung
PCT/EP2011/069498 WO2012089382A1 (de) 2010-12-27 2011-11-07 Einspritzvorrichtung, brennkraftmaschine und verfahren zum betrieb einer einspritzvorrichtung für benzin und cng

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013135110A RU2013135110A (ru) 2015-05-20
RU2599093C2 true RU2599093C2 (ru) 2016-10-10

Family

ID=44925534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013135110/06A RU2599093C2 (ru) 2010-12-27 2011-11-07 Устройство впрыскивания топлива, двигатель внутреннего сгорания и способ управления работой устройства впрыскивания топлива на основе бензина и на основе сжатого природного газа

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9845776B2 (ru)
EP (1) EP2659113B1 (ru)
KR (1) KR101902750B1 (ru)
DE (1) DE102010064166A1 (ru)
RU (1) RU2599093C2 (ru)
WO (1) WO2012089382A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013222498A1 (de) * 2013-11-06 2015-05-07 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung für eine Brennkraftmaschine
US9650924B2 (en) * 2014-03-07 2017-05-16 Electro-Motive Diesel, Inc. Engine control system having quick-open valve timing
US10119496B2 (en) * 2014-04-15 2018-11-06 Cummins Inc. Cryogenic fuel injection and combustion
JP6460453B2 (ja) * 2014-10-24 2019-01-30 三菱自動車工業株式会社 内燃機関
DE102018108097A1 (de) * 2018-04-05 2019-10-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug, Antriebssystem und Kraftfahrzeug
JP2019210893A (ja) * 2018-06-07 2019-12-12 川崎重工業株式会社 エンジン
CN109386403B (zh) * 2018-09-29 2021-10-26 哈尔滨工程大学 一种用于带有双进气道的气体、双燃料发动机双阀式燃气喷射装置及其控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0598994A (ja) * 1991-10-12 1993-04-20 Honda Motor Co Ltd 二元燃料エンジン
RU2074974C1 (ru) * 1994-10-31 1997-03-10 Проектно-технологическое бюро "Мострансавто" Газогенератор
US20040139944A1 (en) * 2003-01-06 2004-07-22 Hitachi, Ltd. Method and device for controlling fuel injection in the bi-fuel internal combustion engine
RU2330985C2 (ru) * 2002-03-19 2008-08-10 Беттер Берн, Ллс Антидетонационная система подачи топлива
EP2000663A9 (en) * 2006-03-29 2009-03-25 Denso Corporation Installation structure for fuel injection valve and fuel injection system
US20090248275A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Denso Corporation Fuel supply system and method for supplying fuel

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228423A (en) 1991-10-12 1993-07-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Dual-fuel engine
JP2004225598A (ja) * 2003-01-22 2004-08-12 Hitachi Ltd 燃料噴射弁
JP2005307904A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Denso Corp 燃料噴射装置
JP4747687B2 (ja) * 2005-06-07 2011-08-17 トヨタ自動車株式会社 バイフューエルエンジンの制御装置
JP2007262996A (ja) 2006-03-29 2007-10-11 Denso Corp 内燃機関用燃料噴射装置
FR2915524B1 (fr) 2007-04-27 2009-07-03 Inst Francais Du Petrole Procede pour controler le fonctionnement d'un moteur pouvant utiliser un mode de combustion en monocarburation ou en multicarburation
US20100050993A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Yuanping Zhao Dynamic Cylinder Deactivation with Residual Heat Recovery
DE102008043930A1 (de) 2008-11-20 2010-06-02 Robert Bosch Gmbh Kraftstoff-Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
JP5098994B2 (ja) 2008-12-19 2012-12-12 富士通モバイルコミュニケーションズ株式会社 入力装置
JP5161278B2 (ja) * 2010-09-22 2013-03-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5287915B2 (ja) * 2011-03-24 2013-09-11 株式会社デンソー 燃料噴射状態推定装置
DE102011007327B4 (de) 2011-04-13 2024-01-18 Robert Bosch Gmbh Einspritzvorrichtung und Brennkraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0598994A (ja) * 1991-10-12 1993-04-20 Honda Motor Co Ltd 二元燃料エンジン
RU2074974C1 (ru) * 1994-10-31 1997-03-10 Проектно-технологическое бюро "Мострансавто" Газогенератор
RU2330985C2 (ru) * 2002-03-19 2008-08-10 Беттер Берн, Ллс Антидетонационная система подачи топлива
US20040139944A1 (en) * 2003-01-06 2004-07-22 Hitachi, Ltd. Method and device for controlling fuel injection in the bi-fuel internal combustion engine
EP2000663A9 (en) * 2006-03-29 2009-03-25 Denso Corporation Installation structure for fuel injection valve and fuel injection system
US20090248275A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Denso Corporation Fuel supply system and method for supplying fuel

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130133257A (ko) 2013-12-06
EP2659113A1 (de) 2013-11-06
RU2013135110A (ru) 2015-05-20
EP2659113B1 (de) 2015-09-16
KR101902750B1 (ko) 2018-10-02
US20140000559A1 (en) 2014-01-02
DE102010064166A1 (de) 2012-06-28
US9845776B2 (en) 2017-12-19
WO2012089382A1 (de) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2599093C2 (ru) Устройство впрыскивания топлива, двигатель внутреннего сгорания и способ управления работой устройства впрыскивания топлива на основе бензина и на основе сжатого природного газа
US6691649B2 (en) Fuel injection system for a two-stroke engine
US9169818B2 (en) Internal combustion engine
US9115640B2 (en) Internal combustion engine with a first and a second injecter
US20070056553A1 (en) Method for operating an internal combustion engine with direct fuel injection during a post-start phase
JP5257054B2 (ja) 火花点火式直噴エンジン
JP2005538308A (ja) 直接燃料噴射による内燃機関の運転方法
JP2007292058A (ja) 燃料噴射制御装置
KR20070087026A (ko) 디젤 엔진의 연료 분사 장치
US9309845B2 (en) Injection device for two fuels containing ethanol, an internal combustion engine, and a method for operating an injection device
KR100598472B1 (ko) 연료 가스 혼합물을 엔진으로 분사하는 방법
CN101484680B (zh) 用于直喷式火花点火内燃发动机的燃料喷射控制方法
CN104421027A (zh) 用于运行燃烧液化石油气的发动机的***和方法
CN103306872A (zh) 具有催化涂层喷射装置的外施点火内燃发动机及操作所述类型内燃发动机的方法
US5271358A (en) Fuel injection system for engine
RU2153094C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и непосредственным впрыском
JP2007262996A (ja) 内燃機関用燃料噴射装置
JP2007187057A (ja) 内燃機関
US20140007846A1 (en) Method for controlling catalytic converter heating measures in an internal combustion engine having two injectors per cylinder
JP6077272B2 (ja) エンジン制御装置
EP1602816B1 (en) Method and apparatus for reducing exhaust gas emissions during cold start conditions
US20140116378A1 (en) Intake and injection device, system, and internal combustion engine
US6213088B1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
RU2330173C2 (ru) Устройство для обогащения воздушного заряда
KR200244547Y1 (ko) 가솔린엔진의액상연료가열장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191108