CN106640460B - 具有相切翅片的环形喷嘴喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有相切翅片的环形喷嘴喷射器。提供了用于直接燃料喷射的方法和系统。在一个示例中，燃料喷射器系统包括针、被耦接至针的喷嘴末端的多个相切翅片、被耦接至针的致动器、以及控制器，该控制器存储非临时性指令，当该非临时性指令被执行时，引起所述控制器响应于喷射燃料的命令而基于一个或多个运转参数激活致动器沿向下方向推动针一定量。以此方式，燃料喷射器可以以锥形喷雾型式来喷射燃料，从而减小所喷射的燃料的喷雾射程。

Description

具有相切翅片的环形喷嘴喷射器

技术领域

本发明大体涉及用于内燃发动机的直接燃料喷射器的系统和方法。

背景技术

内燃发动机可以使用直接燃料喷射，其中燃料被直接喷射到发动机汽缸内，以改善燃料气体混合。在传统的直接燃料喷射器中，喷射器喷嘴孔构造和几何形状能够调节燃烧特性并影响车辆排放。燃料通常在燃料喷射器针的顶端处通过多个孔从囊腔被喷射到发动机汽缸内，所述多个孔以增加雾化并改善空气-燃料混合的各种方式进行配置。

Abani等在WO2014052126中示出了一种用于利用直接喷射器改善空气-燃料混合的示例方法。在其中，喷射器喷嘴包含多个孔，所述多个孔相对于喷射器的轴线歪斜，以便在一缕喷射的燃料上给予角动量。

然而，发明人在此已经认识到上述燃料喷射器的一些问题。例如，因为燃料在高压下从喷嘴中被喷出，所以不管由歪斜的喷嘴孔给予的旋涡如何，燃料都会具有相对长的喷雾射程(spray penetration)。因此，燃料会冲击汽缸壁。特别地在冷发动机状况期间，汽缸壁上的燃料不会参与燃烧，导致燃料供给误差并且损害排放。另外，燃料流可能在相对短的喷射持续时间期间(诸如在预先喷射或后喷射事件期间)难以准确地控制。

发明内容

因此，在本文中呈现了一种至少部分地解决以上问题的燃料喷射器系统。在一个示例中，燃料喷射器系统包含：针；多个相切翅片，其被耦接至针的喷嘴末端；致动器，其被耦接至针；以及控制器，其存储非临时性指令，当该非临时性指令被执行时，引起控制器响应于喷射燃料的命令而基于一个或更多个运转参数激活致动器沿向下方向推动针一定量。以此方式，当燃料从喷射器中喷射出来时，燃料可以行进越过喷嘴末端，使燃料雾化以促进混合并将旋转动量给予燃料喷雾。另外，针被致动的量(例如，针在喷射事件期间行进的向下距离)可以基于诸如期望的燃料喷射量和/或发动机温度的工况被控制，以准确地计量相对少量的燃料同时控制喷射的燃料的喷雾射程。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了内燃发动机的示意描绘。

图2示出了被用于图1的发动机中的在停用位置中的直接燃料喷射器组件的示例。

图3示出了在激活位置中的燃料喷射器组件的示例。

图4是喷雾喷嘴和相切翅片的顶视图。

图5描绘了使直接燃料喷射器运转并通过致动器控制燃料喷射的体积的方法的流程图。

图6示出了在停用的第一位置中的具有两个喷射器针和带有多个弧形翅片的喷嘴末端的直接燃料喷射器组件的实施例。

图7示出了在激活的第二位置中的图6的燃料喷射器组件。

图8示出了在激活的第三位置中的图6的燃料喷射器组件。

图9图示了在停用的第四位置中的图6的燃料喷射器组件。

图10描绘了在激活的第三位置中的具有不带有弧形翅片的喷嘴末端的图6的直接燃料喷射器组件的实施例。

图11是示出用于使图6的燃料喷射器组件运转的方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于调整可以被合并在如在图1中示出的发动机中的直接燃料喷射器的运转的系统和方法。发动机控制器可以向被耦接至直接燃料喷射器的针和喷嘴的电动致动器发送控制信号，以调节如在图2和图3中示出的喷嘴的位置。控制器可以执行控制程序(诸如图5的示例程序)，以将喷嘴从燃料通道被保持关闭的缺省位置转变到喷嘴被移动到燃烧室内以打开燃料通道的位置。喷嘴的表面上的相切翅片(tangential fin)(图4)被额外地用来产生具有旋转动量的锥形燃料喷雾，所述旋转动量允许有效的空气燃料混合。图6-9描绘了具有喷射器针的燃料喷射器组件的实施例，所述燃料喷射器组件经历两阶段激活和两阶段停用过程以调节燃料喷射。图6示出了停用的燃料喷射器组件的第一位置。图7示出了在第二位置中的停用的燃料喷射器组件，紧接着所述第二位置的是由当燃料喷射器组件在如在图8中图示的第三位置中时的另一激活阶段。在图9中示出了停用的燃料喷射器组件的第四位置。图10示出了在激活的第三位置中的不具有弧形(curved)翅片的图6的燃料喷射器组件，并且图11描绘了用于通过在图6-10中描述的燃料喷射器组件喷射燃料的方法。

参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被设置在其中并被连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99被耦接至曲轴40。启动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。启动器96可以被直接安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，启动器96可以通过带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，当不与发动机曲轴接合时，启动器96处于基本状态。燃烧室30被显示为经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。

直接燃料喷射器66被示为设置为将燃料直接喷射到汽缸30内，本领域技术人员称之为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号的电压脉冲宽度或燃料喷射器脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道(未示出)的燃料系统(未示出)递送至燃料喷射器。此外，进气歧管44被显示为与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从进气装置42到进气歧管44的空气流量。无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被显示为耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。

在一个示例中，转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一示例中，可以使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。

控制器12在图1中被示为传统的微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器(RAM)108、保活存取器(ROM)110和传统的数据总线。控制器12被示出为接收来自耦接至发动机100的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；被耦接至加速器踏板130的用于感测由足部132施加的力的位置传感器134；被耦接至制动器踏板150的用于感测由足部152施加的力的位置传感器154；来自耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压力也可以被感测(传感器未示出)，由控制器12进行处理。在本说明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲，根据其可以确定发动机转速(RPM)。

在一些示例中，发动机可以被耦接至混合动力车辆中的电机/电池系统。另外，在一些示例中，可以采用其他发动机构造，例如具有多个燃料喷射器的柴油发动机。另外，控制器12可以将诸如部件的退化的状况通信给灯或替代地显示面板171。

在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个行程循环：循环包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。一般来说，在进气行程期间，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其行程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩行程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内空气。活塞36在其行程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段如火花塞92点燃，从而导致燃烧。在膨胀行程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气行程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、进气延迟关闭或各种其他示例。

如在上面解释的，直接燃料喷射器可以被用来将燃料直接供应给如在图1中示出的发动机的汽缸。为了增加燃料的雾化，直接喷射器可以包括通过其供应燃料的多个孔。因为燃料在高压下被供应给直接喷射器，燃料通过利用相对高的力从直接喷射器被喷射。这会引起燃料冲击汽缸的壁。特别地在冷发动机状况期间，撞击汽缸的表面的燃料不会参与燃烧。该汽缸壁变湿能够引起燃料供给误差，导致失火或其他燃烧稳定性问题，并且还能够损害排放。根据在下面描述的实施例，燃料喷射器可以具有包括具有多个弧形翅片的截锥形末端的喷射器针。在燃料喷射期间，喷射器针可以被向外移动(例如，进入汽缸)以产生燃料通过其流动的环形喷嘴。燃料可以流过截锥形末端和弧形翅片，产生具有旋转动量的锥形燃料喷雾。以此方式，燃料雾化可以被提供，同时将燃料喷雾维持在喷射器附近的区域内并且远离汽缸的壁。

参照图2和图3，图示了由汽缸盖211限定的发动机汽缸210中的燃料喷射器组件200的示例。燃料喷射器组件200可以是图1的喷射器66的非限制性示例。燃料喷射器组件200包括喷射器主体204，该喷射器主体204沿着喷射器主体204的纵向轴线216以可移动方式容纳喷射器针205。喷射器主体204还容纳被耦接至燃料供应装置230(例如，高压共同燃料轨道、(一个或多个)燃料供应管路、(一个或多个)燃料泵和燃料箱)的燃料通道208。燃料通道208具有用于将燃料排入当致动器202沿向下方向移动喷射器针205时产生的环形间隙308以便向发动机汽缸输送燃料的出口(在图3中示出)。致动器202可以被耦接至喷射器针205。在公开的装置的一个实施例中，电动马达被用来移动针以调节燃料喷射。燃料喷射器可以通过其他致动器(诸如螺线管、压电、液压等)来致动，而不脱离本公开的范围。

喷射器针还被耦接至一个或更多个保持弹簧206。每个保持弹簧206可以插入喷射器主体204中的凹槽217，并且用于沿向上方向(例如，远离汽缸210)偏置喷射器针205。致动器202可以沿着纵向轴线沿向下方向(例如，朝向汽缸210)抵抗弹簧的力移动针205。在图2和图3中图示的示例中，喷射器的纵向轴线垂直于汽缸210的横向轴线219。然而，在其他示例中，喷射器可以相对于横向轴线以不同的角度被设置。

燃料喷射器针205具有经由倾斜的连接区域218被耦接至针205的截锥形喷嘴末端212。喷嘴末端212包括被耦接至倾斜的连接区域218的顶部表面222和与顶部表面相对的底部表面220。底部表面220面向汽缸210的内部。底部表面220可以具有比顶部表面的横截面面积更大的横截面面积。截锥体可以具有锥形形状，其中顶部和底部表面是圆形或椭圆形。然而，其他形状是可能的，诸如矩形。另外，应理解，在一些示例中，喷嘴末端212、倾斜的连接区域218和针205可以由单个连接件构成，而在其他示例中，喷嘴末端212、倾斜的连接区域218和针205中的一个或更多个由被紧固在一起的单独件构成。

喷嘴末端的顶部表面222经由外表面213被耦接至底部表面220。因为截锥形喷嘴的底部表面的横截面面积大于顶部表面的横截面面积，所以外表面可以喷射器的中心线(例如，纵向轴线)向外倾斜。

喷射器主体204包括具有内表面的针座，所述内表面被定尺寸并且被成形为使得当针在第一关闭位置中时内表面的至少一部分与喷嘴末端的至少一部分共面接触。例如，喷射器主体的内壁包括一个或更多个成角度的内表面306，所述一个或更多个成角度的内表面306被成形为至少近似地对应于截锥体和倾斜的连接区域的形状，使得当喷射器被保持在其缺省的关闭位置中时(例如，当致动器不被激活时)，喷嘴末端和/或倾斜的连接区域218的外表面213与成角度的内表面306中的一个或更多个共面接触。具体地，当表面304和306共面接触时，喷嘴末端和/或倾斜的连接区域的表面304用于密封燃料通道208。两个表面之间的共面可以是部分的或全部的，这可以取决于喷嘴的形状和喷射器主体的内壁并且取决于喷射器喷嘴相对于喷射器主体内壁的位置。

图2示出了在第一位置201中的燃料喷射器组件200，其中致动器202不被激活并且弹簧将针和喷嘴末端向上偏置为与喷射器主体的内壁共面接触。相应地，阻止燃料离开燃料通道208，并且没有燃料喷射发生。

图3示出了在第二位置301中的燃料喷射器组件200，其中致动器202被激活并且抵抗弹簧的力迫使针和喷嘴末端向下(例如，进入汽缸)。喷嘴末端向外移动到汽缸内，并且燃料通道208不再被阻挡。另外，喷嘴远离喷射器主体的移动在喷射器主体的内表面与喷嘴末端的外表面之间产生环形间隙308，燃料能够通过所述环形间隙308从燃料通道中流出。

喷射器喷嘴末端212包括多个相切弧形翅片214，所述多个相切弧形翅片214被耦接至外表面213，被定位在通过喷嘴末端的平面(诸如通过顶部表面222的平面)产生的圆的切线处。图4示出了喷嘴末端212以及弧形翅片214在截锥体的外表面213上的相切取向的顶视图。顶视图示出了在中心处的喷射器针205，其中四个均匀间隔开的翅片214在截锥形喷嘴末端212的外表面上并且关于顶部表面222被相切地设置。当致动器移动喷嘴末端远离喷射器主体并且燃料行进通过燃料通道208到达环形间隙308时，燃料行进越过喷嘴末端和多个弧形翅片的外表面。翅片以产生具有沿如通过箭头402示出的逆时针方向的旋转动量的燃料喷雾的方式成弧形。当如在图4中示出的那样自上而下观察喷射器时，喷雾可以沿关于喷嘴末端的圆形底部表面的逆时针方向行进。在一些示例中，诸如当燃料喷射器被设置在汽缸壁与汽缸的进气道之间时(如在图1中图示)，进气空气可以被吸入到汽缸中，其中旋涡也具有逆时针方向旋转(例如，当自上而下观察时关于汽缸冠部)。通过沿逆时针方向提供燃料喷雾，燃料喷雾可以被打旋的进气空气夹带，从而促进燃料与进气空气的混合。

虽然在图4中示出了四个弧形翅片，但是其他实施例可以具有在喷嘴的外壁上以相等或不等间隔被间隔开的多于四个、或少于四个相切翅片，使得燃料喷雾可以在质量分布和型式方面改变，从而影响空气燃料混合。例如，取决于发动机孔直径和测量口径，翅片的数量可以是4、6、8或其他合适的数量。更多翅片可以有助于通过引入更强的旋转来减小喷雾射程。然而，存在的翅片的数量越多，更少量的燃料能够被输送。因此，更多翅片可以被用于具有更小孔尺寸的发动机中。

图5是图示用于利用直接燃料喷射器(诸如图2-4的燃料喷射器组件200)喷射燃料的方法500的流程图。方法500的至少一部分可以被实施为存储在非临时性存储器中的可执行控制器指令。此外，方法500的多个部分可以是在物理世界中转变致动器或装置(诸如燃料喷射器组件的致动器202)的运转状态所采取的动作。用于执行方法500的指令可以由控制器(例如，控制器12)基于存储在控制器的存储器上并配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器根据在下面描述的方法来调整发动机运转。

方法500在501处开始，在501处检测发动机运转参数。检测的发动机运转参数可以包括但不限于发动机状态(例如，开启或关闭)、发动机转速与负荷、当前的发动机位置、发动机温度、和其他参数。在502处，方法500确定是否接收到喷射燃料的命令。燃料可以响应于在阈值之上的发动机负荷和/或响应于指示喷射器要喷射燃料以开始汽缸中的燃烧的点火顺序和发动机位置而被喷射。如果命令为是，方法500进入到503以向被耦接至燃料喷射器的喷射器针(例如，针205)的电动致动器(例如，致动器202)发送信号。在504处，致动器将针从第一关闭位置移动到多个打开位置中的一个。当针从关闭位置被移动到打开位置时，针的喷嘴末端(例如，末端212)被向外移动以产生通过其供应来自喷射器主体内的燃料通道的燃料的环形喷嘴。

针的向外移动的程度和针被保持在该位置中的持续时间可以由电动致动器来控制，以便控制正被喷射的燃料的体积和喷射的燃料的喷雾射程中的一个或更多个。如在上面关于图2和图3描述的，喷射器针和喷嘴末端可以被移动到第二位置以打开环形间隙，因此产生燃料可以在喷射事件期间流过其的环形喷嘴。在一个示例中，该第二位置可以表示喷射器的最大或完全打开位置，并且致动器可以被配置为将喷射器打开到其他中间位置以便输送更小体积的燃料。例如，致动器可以被配置为将喷射器打开到第一中间位置并且打开到第二中间位置，其中第一中间位置比最大打开位置(例如，图2和图3的第二位置)更不打开，但是比第二中间位置更打开。另外，燃料的喷雾射程可以通过减小环形喷嘴的尺寸来减小。

相应地，如在图5中图示的，当相对高的体积的燃料被期望时(例如，在高发动机负荷状况期间)，喷射器可以被保持在上面关于图2和图3描述的第二位置中，使得环形喷嘴在指定时间T1内最大打开，喷射相对大的体积的燃料，如在505处指示的。当电动致动器将燃料喷射器针保持在部分打开位置(诸如第一中间位置)中时，相同大的体积的燃料也可以在使得T2＞T1的更长时间T2内被喷射，如在506处指示的。部分打开的第一中间位置可以是针被向外移动比第二位置更少的量以便产生具有比当喷射器在第二位置时产生的环形喷嘴更小的环形喷嘴的位置。在一些示例中，是在更短的持续时间内将针致动到完全打开位置还是在更长的持续时间内将针致动到部分打开的第一中间位置的确定可以基于发动机温度。例如，在冷发动机状况期间(例如，处于环境温度的发动机温度)，冲击汽缸的壁的燃料不会参与燃烧，导致燃烧稳定性和排放问题。然而，在暖机的发动机状况期间(例如，其中发动机在正常的运转温度下)，汽缸壁可以足够热以使到达汽缸壁的任何燃料都汽化。相应地，控制燃料喷雾射程会在暖机运转期间更不重要，并且因此燃料可以在更短的持续时间内经由在完全打开位置中的喷射器被喷射。然而，在冷发动机状况期间，燃料可以在更长的持续时间内经由处于部分打开位置的喷射器被喷射以减小喷雾射程。

在另一示例中，当对燃料的需求为中等时(例如，在中等负荷状况期间)，喷射器针可以被致动到部分打开的第一中间位置以在更短的持续时间T1内打开环形喷嘴(在507处)，或喷射器针可以在更长的持续时间T2(T2＞T1)内被致动到最小打开的第二中间位置(在508处)，两者都导致中间体积的燃料的喷射。类似于在上面描述的喷射器控制策略，燃料可以在暖机的发动机运转期间在更短的持续时间内经由在部分打开的第一中间位置中的喷射器被喷射，并且燃料可以在冷发动机状况期间在更长的持续时间内经由在最小打开的第二中间位置中的喷射器被喷射，以减小燃料喷雾射程。

在一个示例中，当燃料需求低时(例如，在低负荷状况期间和/或在多次喷射事件中的燃料喷射(诸如预喷射)期间)，喷射器针可以被致动到部分打开的第一中间位置以在更短的持续时间T3(T3＜T1)内部分地打开环形喷嘴(如在509处指示的)，或喷射器针可以在更长的持续时间T1内被致动到最小打开的第二中间位置(在510处)，两者都导致小体积的燃料喷射。类似于在上面描述的喷射器控制策略，燃料可以在暖机的发动机运转期间在更短的持续时间内经由在部分打开的第一中间位置中的喷射器被喷射，并且燃料可以在冷发动机状况下在更长的持续时间内经由在最小打开的第二中间位置中的喷射器被喷射，以减小燃料喷雾射程。

在512处，燃料经由环形喷嘴被喷射，并且行进越过喷嘴和被耦接至喷嘴的多个弧形翅片，因此产生具有旋转运动的锥形燃料喷雾。方法500然后结束。

如果在502处确定没有接收到喷射燃料的命令，则没有信号被发送给致动器，如在514处指示的。在516处，喷射器被保持弹簧保持或向上移动，使得喷射器喷嘴被保持在第一位置中，从而在518处导致关闭的燃料通道，并且因此没有燃料喷射。

到汽缸的燃料流可以通过在上面描述的控制具有截锥形喷嘴的燃料喷射器的位置的方法来调节。以此方式，具有被耦接至电动致动器的相切翅片的截锥形喷射器喷嘴能够被保持在各种位置中，以打开或关闭燃料通道，并且释放具有逆时针旋转运动的锥形燃料喷雾以向发动机的汽缸输送空气燃料混合物。

因此，如在上面描述的，致动器沿着纵向轴线向下推动喷射器针，使得被耦接至针的燃料喷射器喷嘴末端移动到远离容纳针和喷嘴的燃料喷射器主体的内壁的位置。喷射器主体和喷嘴的共面表面远离彼此的移动可以部分或完全打开喷射器主体内的燃料通道，以将燃料释放到由共面表面之间的增加的距离产生的环形间隙。应注意，喷射器喷嘴相对于喷射器主体的内壁的向下移动的范围将会确定燃料通道的例如部分到完全的打开，并且确定环形间隙的体积。来自燃料通道的流动燃料行进越过喷嘴上的相切翅片，以产生弧形的燃料喷雾喷射型式。喷嘴末端可以是截锥或其他形状，诸如正方形、三角形、多边形等，并且在喷射器的内部主体上具有互补的共面表面。

相反，在不存在到电动致动器的电子信号的情况下，被耦接至喷射器主体和喷射器针的多个保持弹簧可以沿着纵向轴线远离汽缸向上推动针，并且将针保持在该第一位置中。喷射器针连同喷射器喷嘴末端一起的这种向上移动可以部分或完全阻止喷射器主体上的燃料通道，因为喷射器主体与喷射器喷嘴的外壁之间的一个或更多个共面表面可以完全或部分接触。在一个实施例中，喷嘴的外壁上的表面和喷射器主体的内壁上的表面被设置为使得进入环形间隙的燃料通道入口被阻挡。第一位置还减小了环形间隙的体积，从而阻止燃料从环形间隙释放到发动机汽缸内。

燃料喷射器主体具有用于向环形间隙输送燃料的至少一个高压燃料通道，燃料然后通过喷嘴的外壁上的相切翅片被分布以到达汽缸。燃料通道可以被连接至燃料供应系统，所述燃料供应系统由车载的一个或更多个燃料存储箱构成并且用于为发动机提供燃料。它还可以包括向喷射器主体上的燃料通道输送高压燃料的燃料泵和燃料轨道。燃料箱可以存储一种或更多种液体燃料，包括但不限于汽油/柴油和醇燃料。在一些示例中，存储的燃料可以是两种或更多种液体燃料的混合物。

在一些示例中，可变电流可以通过电子控制单元(例如，在上面描述的控制器)被供应给燃料喷射器的致动器以针对喷射器针的指定行进距离提供力，所述指定行进距离控制环形喷嘴的尺寸。这样一来，取决于工况，环形喷嘴的尺寸可以被调整以输送更大或更小体积的燃料。对于所有发动机运转状况，这可以允许喷射器维持相对相等的喷射持续时间。它还可以允许通过一起调整喷嘴尺寸和喷射持续时间的喷雾射程距离(在某一距离内)的控制实现期望的燃料输送量。这可以在针对小体积的燃料要被喷射的喷射事件期间(诸如在预先喷射或后喷射事件仅持续非常短的时间(几毫秒)的多次喷射事件期间)特别有用。

图6-9示出了具有两个喷射器针的燃料喷射器组件600的实施例。燃料喷射器组件600经历两阶段激活和两阶段停用过程以减少在喷射器被关闭之后滴下的燃料，由此减少喷射器焦化以及随后的排放的退化。

在停用的第一阶段处，燃料喷射器组件600保持在第一位置601中，如图6中所示。紧接着是激活的第一阶段，其中燃料喷射器组件600在第二位置701中，如在图7中图示的。在激活的第二阶段中，燃料喷射器组件600在第三位置801中，如在图8中描绘的。紧接着是停用的第二阶段，其中燃料喷射器组件600在第四位置901中，如图9中示出。

参照图6，图示了由汽缸盖602限定的发动机汽缸626中的在第一位置中的停用的燃料喷射器组件600。燃料喷射器组件600可以是图1的喷射器66的非限制性示例。燃料喷射器组件600包括喷射器主体604，所述喷射器主体604容纳在它们之间具有相对运动的两个喷射器针，主要喷射器针608和次要喷射器针620。次要喷射器针620被部分地容纳在主要喷射器针608内部的通道中。次要喷射器针620在主要喷射器针608通道内部的移动受被附接至主要喷射器针608通道的停止引导件610限制。次要喷射器针620具有在其外表面上具有多个相切翅片621的截锥形喷嘴615。喷嘴615具有顶部表面617和与顶部表面相对的底部表面619。底部表面619面向汽缸626的内部。底部表面619可以具有比顶部表面617的横截面面积更大的横截面面积。

高压燃料通道614存在于喷射器主体604与主要喷射器针608之间，所述主要喷射器针608连接至在主要喷射器针608的基部处的燃料囊腔(sac)616。高压燃料通道614具有连接至高压燃料系统(例如被连接至燃料泵和燃料箱(未示出)的高压燃料轨道)的入口，并且还包括用于将燃料排入燃料囊腔616的出口。

来自燃料囊腔616的燃料能够通过当共面接触在喷射器主体604与喷嘴615丢失时产生的环形间隙618被排出，这在下面关于图8详细地描述。

喷射器主体604包括针座612，所述针座612被定尺寸并且被成形为使得当针在第一停用位置601中时(如在图6中示出)表面的至少一部分与主要喷射器针608的至少一部分共面接触，因此防止燃料从高压通道614流向囊腔616。

致动器606可以被耦接至主要喷射器针608。次要喷射器针620可以被耦接至保持弹簧624。致动器606可以沿着纵向轴线630沿向下方向(例如，朝向汽缸626)移动喷射器针。在图6-10中图示的示例中，喷射器的纵向轴线630垂直于汽缸626的横向轴线632。在公开的装置的一个实施例中，电动马达被用来移动针以调节燃料喷射。燃料喷射器可以通过其他致动器(诸如螺线管、压电、液压等)来致动，而不脱离本公开的范围。

在第一关闭位置601期间，当燃料喷射器组件在停用的第一阶段中时，致动器606不被激活，并且主要喷射器针608与针座612共面接触，使得高压燃料通道614不与低压燃料囊腔616流体连通。在位置601处，保持弹簧624沿远离汽缸壁626的方向向上偏置次要喷射器针620，使得次要喷射器喷嘴615与喷射器主体604共面接触，至少部分地关闭环形间隙618并且防止囊腔616与汽缸626的流体连通。因此，阻止燃料离开囊腔616、通过环形间隙618并进入汽缸626，并且没有燃料被喷射到汽缸626内。

在接收到用于燃料喷射的命令后，燃料喷射器组件600转变为激活的第一阶段并且在第二位置701中，如在图7中示出的。在位置701处，电动致动器606沿远离汽缸626的方向移动主要喷射器针608。主要喷射器针608的这种移动导致针座612与主要喷射器针608之间的共面接触的丢失，导致燃料通道614与燃料囊腔616之间的流体连通的打开。相应地，燃料能够从高压燃料通道614移动到囊腔616。在位置701处，环形间隙618仍然被关闭。保持弹簧624正在保持次要喷射器针620，使得次要喷射器喷嘴615与喷射器主体604之间的共面接触完整，并且来自囊腔616的燃料不能被喷射到汽缸壁626内。

继续燃料喷射事件的执行，在位置701期间高压燃料到燃料囊腔616内的转移增加了囊腔616中的抵抗保持针向上的保持弹簧624偏置朝向汽缸壁626向下推动次要喷射器针620的压力，如通过图8中的第三位置801图示的。这是激活的第二阶段。

次要喷射器针620的向下移动远离喷射器主体604朝向汽缸626推动喷射器喷嘴615。这导致次要喷射器喷嘴615表面与喷射器主体604之间的共面接触的丢失。因此，环形间隙618打开，并且囊腔616与汽缸626之间的流体连通被建立，导致燃料从囊腔616到汽缸壁626内的喷射。次要喷射器针620的向下移动被附接至主要喷射器针608的壁的停止引导件610中断，从而控制次要喷射器针620移动的范围，由此在位置801期间调节环形间隙618的尺寸并调节燃料流。

位置801处的燃料喷射为存在于次要喷射器喷嘴615的表面上的多个弧形翅片621提供旋转动量。在一个示例中，翅片可以以产生具有沿如通过箭头625示出的逆时针方向的旋转动量的燃料喷雾的方式成弧形。弧形翅片可以产生可以使次要喷射器针620和喷嘴615沿逆时针方向旋转从而在燃料喷射期间产生旋转的燃料喷雾由此提高燃料喷雾雾化并减小燃料射程的相切力。

在两阶段激活结束的时候，在燃料喷射事件已经被执行之后，喷射器组件600移动到为停用的第二阶段的第四位置901，如在图9中图示的。在燃料喷射事件结束的时候，致动器606朝向汽缸626沿向下方向推动主要喷射器针608，建立针座612与主要喷射器针608之间的面与面接触。这切断了高压通道614与燃料囊腔616之间的流体连通，导致到燃料囊腔616的燃料供应的中止。在位置901处，由于来自保留在囊腔616中的燃料的压力，环形间隙618仍然打开。

随后，燃料囊腔616中的压力由于与高压燃料通道的连通的关闭而下降。这引起保持弹簧624的偏置沿远离汽缸626的方向拉动次要喷射器针620和喷射器喷嘴615。喷射器主体604与喷射器喷嘴615之间的面与面接触被重新建立，使喷射器组件返回到如在图6中示出的停用的第一位置，完成一个燃料喷射事件。

在燃料喷射器组件的其他实施例中，燃料组件可以不包括在喷射器喷嘴上的弧形翅片。图10示出了具有主要喷射器针608和次要喷射器针620的燃料喷射器组件650的一个这样的实施例，并且不具有弧形翅片的截锥形喷嘴615在激活的第三位置中。在燃料喷射器组件650的第三位置期间，高压燃料通道与囊腔616流体连通，并且环形间隙618打开，与汽缸壁626连通，导致高压燃料的喷射，如在图8中描述的。在图10中的燃料喷射器的实施例能够如在图6-9中描述的那样在燃料喷射期间经历四个位置的双阶段激活和停用，由此减少燃料滴下并产生有效的燃料喷雾型式(spray pattern)。

图11是示出用于通过被配置用于两阶段激活和停用的燃料喷射器组件(诸如燃料喷射器组件600)的直接燃料喷射的方法950的流程图。方法950的至少一部分可以被实施为存储在非临时性存储器中的可执行控制器指令。此外，方法950的多个部分可以是在物理世界中转变致动器或装置(诸如燃料喷射器组件的致动器606)的运转状态所采取的动作。用于执行方法950的指令可以由控制器(例如，控制器12)基于存储在控制器的存储器上并配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器根据在下面描述的方法来调整发动机运转。

方法950在952处开始，在952处检测发动机运转参数，包括但不限于检测发动机状态(例如，开启或关闭)、发动机转速与负荷、当前的发动机位置、和其他参数。在954处，燃料喷射器组件被停用，并且在其缺省的第一位置(诸如在上面关于图6描述的位置601)中。在第一位置中，主要针和次要针两者都被保持其相应的关闭位置中，使得阻止燃料进入燃料喷射器。在956处，方法950确定是否接收到喷射燃料的命令。燃料可以响应于在阈值之上的发动机负荷和/或响应于指示喷射器要喷射燃料以开始汽缸中的燃烧的点火顺序和发动机位置而被喷射。如果没有接收到喷射燃料的命令，方法950循环回到954并且继续将燃料组件保持在第一位置中。如果命令为是，方法950进入到960以激活致动器(例如，致动器606)从而将被耦接至致动器的主要针(例如，针608)从第一位置移动到第二位置。当主要喷射器针被移动到第二位置时，主要喷射器与针座之间的接触丢失，并且在962处，高压燃料通道与喷射器组件的燃料囊腔之间的流体连通被建立。这引起高压燃料蓄积在囊腔中。方法950然后进入到964。

在964处，被蓄积在囊腔中的高压燃料抵抗喷射器组件的保持弹簧的偏置沿向下方向移动次要喷射器针(例如，针620)(例如，进入在上面关于图8描述的第三位置)。在966处，这导致次要针的喷嘴末端与喷射器主体之间的环形间隙的打开，建立囊腔与汽缸之间的流体连通，引起来自囊腔的燃料被喷射到汽缸。

在968处，方法950确定是否到达燃料喷射事件的结束。燃料喷射事件的持续时间可以基于发动机参数，诸如发动机转速、发动机负荷等。如果未到达燃料喷射事件的结束，方法950循环回到966以继续在第三位置中利用燃料喷射器组件喷射燃料。如果到达燃料喷射事件的结束，方法950在969处停用致动器，这将燃料组件移动到第四位置(例如，在上面关于图9描述的第四位置)。在第四位置中，主要喷射器针被致动器移动以关闭囊腔与高压燃料通道之间的连通。一旦燃料组件被移动到第四位置，囊腔中的燃料从喷射器中排出直至囊腔中的压力小于通过燃料喷射器组件的保持弹簧施加的向上力，并且因此次要针关闭，导致燃料喷射的结束和燃料喷射器组件到第一位置的返回。方法950返回。

在一个示例中，方法950可以在这样的燃料喷射器组件的实施例中被执行，其中弧形翅片可以存在于次要喷射器喷嘴的表面上，当在方法950的步骤964和966处燃料组件被保持在激活的第三位置中时，所述弧形翅片可以产生旋转动量以使次要燃料喷射器沿逆时针方向旋转，提高空气-燃料混合并减小燃料射程。

到汽缸的燃料流可以通过在上面描述的控制主要和次要燃料喷射器针的位置使得燃料喷射器组件能够被保持在四个位置中以在燃料喷射事件期间执行两阶段激活和两阶段停用循环的方法来调节。

上面提到的燃料喷射器组件包括具有彼此之间具有相对运动的两个喷射器针(主要喷射器针和次要喷射器针)的喷射器。如在上面描述的，在第一位置中，燃料喷射器组件在停用的第一阶段中。主要喷射器针与喷射器主体中的针座共面接触，这关闭高压燃料通道与囊腔之间的流体连通。次要喷射器针被保持弹簧远离汽缸内壁向上偏置，使得次要喷射器喷嘴末端与喷射器主体共面接触，关闭环形间隙。

在激活的第一阶段处，在接收到用于燃料喷射的命令后，被耦接至主要喷射器针的致动器远离汽缸向上移动针，以打开高压燃料通道与燃料囊腔之间的流体连通，将燃料喷射器组件保持在第二位置中。在该位置处，环形间隙被关闭，其中囊腔与汽缸内壁之间没有流体连通。

在激活的第二阶段处，燃料喷射器组件在第三位置中。次要喷射器喷嘴由于燃料囊腔中的增加的压力而朝向汽缸沿向下方向的移动打开将燃料从囊腔释放到发动机汽缸内的环形间隙。在一个示例中，次要喷射器喷嘴可以具有多个弧形翅片，所述多个弧形翅片可以给予次要喷射器针和次要喷射器喷嘴逆时针旋转动量，产生锥形燃料喷雾，减小燃料射程并增加空气燃料混合。应注意，次要喷射器针和喷嘴相对于喷射器主体的内壁的向下移动范围将会确定环形间隙的例如部分到完全的打开。在一个示例中，容纳次要喷射器针的主要燃料喷射器通道内部的停止引导件可以确定移动的范围，由此控制环形间隙的体积。

在停用的第二阶段处，在接收到用于结束燃料喷射的命令后，致动器移动主要喷射器针使得主要喷射器针与位于燃料喷射器的主体上的针共面接触，防止来自高压燃料通道的燃料进入囊腔。在该阶段处，保持弹簧的偏置移动耦接的次要喷射器针，使得环形间隙由于次要喷射器喷嘴与喷射器主体之间的共面接触的重新建立而被关闭，使燃料喷射器组件返回到停用的第一位置。

因此，具有环形喷射器喷嘴的双针燃料喷射器被配置为在燃料喷射事件期间移动通过多阶段激活和停用过程，由此调节燃料喷雾型式并减少在喷射器被闭合之后滴下的燃料。

经由具有带有多个弧形翅片的截锥形喷嘴末端的燃料喷射器来喷射燃料的技术效果是减小燃料的喷雾射程并维持燃料-空气混合和燃料雾化，因此减少汽缸壁变湿，降低燃料消耗，并且改善排放。通过具有两阶段激活和两阶段停用循环的双针燃料喷射器组件喷射燃料能够减少燃料滴下，并且改善燃料喷雾型式和车辆排放。一种燃料喷射器的实施例，其包含：针；以及截锥形喷嘴末端，其被耦接至针。在第一示例中，燃料喷射器包含，围绕截锥形喷嘴末端的外表面被均匀地间隔开的多个弧形的相切翅片。燃料喷射器的第二示例可选地包含第一示例，并且进一步包含电动致动器，致动器被配置为将针从第一关闭位置向下移动到第二打开位置。燃料喷射器的第三示例可选地包含第一和/或第二示例，并且进一步包含弹簧，弹簧被配置为沿向上方向迫使针，以便当致动器不被激活时将针从第二位置移动回到第一位置。燃料喷射器的第四示例可选地包含第一至第三示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含喷射器主体，其中针被容纳在喷射器主体中。燃料喷射器的第五示例可选地包含第一至第四示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含第二针，其中第二针部分地容纳第一针。燃料喷射器的第六示例可选地包含第一至第五示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含被耦接至电动致动器的第二针，电动致动器被配置为将第二针从第一关闭位置向上移动到第二打开位置并且从第二位置向下移动到第一位置。燃料喷射器的第七示例可选地包含第一至第六示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含介于第一针和第二针中间的燃料囊腔，当第二针在第二位置中时，燃料囊腔流体地耦接至燃料喷射器的燃料通道。燃料喷射器的第八示例可选地包含第一至第七示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包括，其中第一针被配置为当燃料囊腔中的燃料压力大于阈值时向下移动到第三打开位置，并且其中第一针被耦接至弹簧，弹簧被配置为当燃料囊腔中的燃料压力小于阈值时在向上方向上迫使第一针从第三位置到第四关闭位置。燃料喷射器的第九示例可选地包含第一至第八示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含喷射器主体，第一针和第二针被容纳在喷射器主体内。燃料喷射器的第十示例可选地包含第一至第九示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含具有针座的喷射器主体，针座具有内表面，内表面被定尺寸并且被成形为使得当第二针在第一位置中时内表面的至少一部分与第二针共面接触。燃料喷射器的第十一示例可选地包含第一至第十示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含当第一针在第四位置中时，喷射器主体的至少一部分与第一针的喷嘴末端的至少一部分共面接触。

在另一表示中，一种燃料喷射器包含：针；以及多个相切翅片，其被耦接至针的喷嘴末端并且沿逆时针方向成弧形。在燃料喷射器的第一示例中，喷嘴末端包含截锥体形状(frustum shape)，并且多个相切翅片被耦接至喷嘴末端的外侧表面。燃料喷射器的第二示例可选地包含第一示例，并且进一步包括，其中多个相切翅片包含围绕喷嘴末端的外表面均匀地间隔开的四个相切翅片。燃料喷射器的第三示例可选地包含第一和/或第二示例，并且进一步包含喷射器主体，针被容纳在喷射器主体内。燃料喷射器的第四示例可选地包含第一至第三示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包括，其中喷射器主体包含具有内表面的针座，内表面被定尺寸并且被成形为使得当针在第一关闭位置中时内表面的至少一部分与喷嘴末端的至少一部分共面接触。燃料喷射器的第五示例可选地包含第一至第四示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含被耦接至针的致动器，致动器被配置为将针从第一关闭位置移动到第二打开位置。燃料喷射器的第六示例可选地包含第一至第五示例中的每一个中的一个或更多个进一步包含在喷射器主体内的燃料流动通道，其中当针在第一位置中时，通过燃料流动通道的燃料的流动被喷嘴末端阻止。燃料喷射器的第七示例可选地包含第一至第六示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包括，其中致动器被配置为沿向下方向移动针以将针从第一位置移动到第二位置。燃料喷射器的第八示例可选地包含第一至第七示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包含弹簧，弹簧被配置为沿向上方向迫使针，以便当致动器不被激活时将针从第二位置移动回到第一位置。燃料喷射器的第九示例可选地包含第一至第八示例中的每一个中的一个或更多个，并且进一步包括，其中致动器包含电动马达。

在另一表示中，一种用于燃料喷射器的方法包含，致动被容纳在燃料喷射器的主体内的针以将针从第一位置向外移动到第二位置；以及使来自燃料通道的燃料在主体内并且在针的喷嘴末端的表面上的多个弧形翅片上面流动，以产生弧形的燃料喷射喷雾型式。该方法的第一示例进一步包括，其中致动针以向外移动针包含致动被耦接至针的电动马达以沿向下方向推动针。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括停用电动马达，其中在电动马达的停用后，燃料喷射器的保持弹簧将针向上移动到第一位置。该方法的第三示例可选地包括第一和第二示例中的一个或两个，并且进一步包括，其中使来自燃料通道的燃料流动包含响应于针从第一位置被移动到第二位置而使来自燃料通道的燃料流动，其中当针在第一位置中时，针的喷嘴末端与燃料喷射器的主体的针座接触，以便阻止燃料的流动。

在另一表示中，一种系统包含：发动机，其具有汽缸；燃料供应装置；燃料喷射器，其被耦接至汽缸；以及控制器。燃料喷射器包含主体，其具有被耦接至燃料供应装置的燃料通道；针，其被耦接至截锥形喷嘴末端；以及致动器，其被耦接针。控制器将非临时性指令存储在存储器中，当非临时性指令被执行时，引起控制器激活致动器以移动针，从而打开燃料通道并将燃料喷射到汽缸。当致动器被停用时，针的喷嘴末端与主体的内表面接触以阻挡燃料通道。致动器移动针打开燃料通道以便随后的燃料喷射。

一种系统包含：发动机，其具有汽缸；燃料供应装置；燃料喷射器，其被耦接至汽缸，燃料喷射器包含：主体，其具有被耦接至燃料供应装置的燃料通道；针，其被容纳在主体内，针的第一喷嘴末端具有截锥形形状和多个弧形翅片，其被耦接至喷嘴末端的外表面；以及致动器，其被耦接至针的第二相对末端。该系统进一步包括控制器，其将非临时性指令存储在存储器中，当非临时性指令被执行时，引起控制器响应于打开燃料通道并将燃料喷射到汽缸的命令而激活致动器从而沿向下方向推动针。该系统的第一示例进一步包括，其中当致动器被停用时，针的喷嘴末端与主体的内表面接触以阻挡燃料通道。该系统的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括，其中致动器沿向下方向移动针远离燃料喷射器的主体并进入汽缸。

一种燃料喷射器系统包含：针；多个相切翅片，其被耦接至针的喷嘴末端；致动器，其被耦接至针；以及控制器，其将非临时性指令存储在存储器中，当非临时性指令被执行时，引起控制器响应于喷射燃料的命令而基于一个或更多个运转参数激活致动器沿向下方向推动针一定量。在燃料喷射器系统的第一示例中，一个或更多个运转参数包含发动机转速、发动机负荷、发动机温度和燃料喷射事件的类型中的一个或更多个。该系统的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括，其中指令引起控制器激活致动器沿向下方向推动针第一量、第二量、或第三量，第一量大于第二量和第三量，第二量大于第三量。该系统的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，并且进一步包括，其中当命令的燃料喷射量大于第一阈值时，指令引起控制器激活致动器向下推动针第一量或第二量。该系统的第四示例可选地包括第一至第三示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括，其中当命令的燃料喷射量大于第一阈值时并且当发动机温度在阈值温度之下时，指令引起控制器激活致动器向下推动针第二量。该系统的第五示例可选地包括第一至第四示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括，其中当命令的燃料喷射量小于第一阈值时，指令引起控制器激活致动器向下推动针第二量或第三量。该系统的第六示例可选地包括第一至第五示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括，其中当命令的燃料喷射量小于第一阈值时并且发动机温度在阈值温度之下时，指令引起控制器激活致动器向下推动针第三量。该系统的第七示例可选地包括第一至第六示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括，其中喷嘴末端包含截锥体形状，并且多个相切翅片被耦接至喷嘴末端的外侧表面。该系统的第八示例可选地包括第一至第七示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括，其中多个相切翅片包含围绕喷嘴末端的外表面均匀地间隔开的四个相切翅片。该系统的第九示例可选地包括第一至第八示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括喷射器主体，针被容纳在喷射器主体内。该系统的第十示例可选地包括第一至第九示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括，其中喷射器主体包含具有内表面的针座，内表面被定尺寸并且被成形为使得当针在第一完全关闭位置中时内表面的至少一部分与喷嘴末端的至少一部分共面接触。该系统的第十一示例可选地包括第一至第十示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括在喷射器主体内的燃料流动通道，其中当针在第一位置中时，通过燃料流动通道的燃料的流动被喷嘴末端阻止。该系统的十二示例可选地包括第一至第十一示例中的一个或更多个或每一个，并且进一步包括，其中致动器包含电动马达。

提供了一种用于燃料喷射器的方法，其包含：致动被容纳在燃料喷射器的主体内的针以将针从关闭位置向外移动到打开位置，针基于指定燃料量和发动机温度被致动一定量；以及使来自燃料通道的燃料在主体内并且在针的喷嘴末端的表面上的多个弧形翅片上面流动，以产生弧形的燃料喷射喷雾型式。在该方法的第一示例中，针对给定的指定燃料量，当发动机温度在阈值温度之下时，针被致动更小量，并且当发动机温度在阈值温度之上时，针被致动更大量。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括，其中致动针以向外移动针包含激活被耦接至针的电动马达以沿向下方向推动针，并且其进一步包含停用电动马达，其中在电动马达的停用后，燃料喷射器的保持弹簧将针向上移动到关闭位置。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，并且进一步包括，其中使来自燃料通道的燃料流动包含响应于针从关闭位置被移动到打开位置而使来自燃料通道的燃料流动，其中当针在关闭位置中时，针的喷嘴末端与燃料喷射器的主体的针座接触，以便阻止燃料的流动。

一种系统的实施例，该系统包含：发动机，其具有汽缸；燃料供应装置；燃料喷射器，其被耦接至汽缸；以及控制器。燃料喷射器包含主体，其具有被耦接至燃料供应装置的燃料通道；针，其被容纳在主体内，针的第一喷嘴末端具有截锥形形状以及多个弧形翅片，其被耦接至喷嘴末端的外表面；以及致动器，其被耦接至针的第二相对末端。控制器将非临时性指令存储在存储器中，当非临时性指令被执行时，引起控制器响应于打开燃料通道并将燃料喷射到汽缸的命令而基于指定燃料喷射量和发动机温度激活致动器沿向下方向推动针一定量。在该系统的第一示例中，当致动器被停用时，针的喷嘴末端与主体的内表面接触以阻挡燃料通道。该系统的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括，其中致动器沿向下方向推动针包含致动器推动针远离燃料喷射器的主体并进入汽缸。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种燃料喷射器系统，其包含：

针；

多个相切翅片，其被耦接至所述针的喷嘴末端并且被定位在由通过所述喷嘴末端的平面所产生的圆的切线处，所述平面包括通过所述喷嘴末端的顶部表面的平面；

致动器，其被耦接至所述针；和

控制器，其存储非临时性指令，当所述非临时性指令被执行时，引起所述控制器响应于喷射燃料的命令而基于一个或多个运转参数激活所述致动器沿向下方向推动所述针一定量。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器系统，其中所述一个或多个运转参数包含发动机转速、发动机负荷、发动机温度和燃料喷射事件的类型中的一个或多个。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射器系统，其中所述指令引起所述控制器激活所述致动器沿向下方向推动所述针第一量、第二量或第三量，所述第一量大于所述第二量和所述第三量，所述第二量大于所述第三量。

4.根据权利要求3所述的燃料喷射器系统，其中当命令的燃料喷射量大于第一阈值时，所述指令引起所述控制器激活所述致动器向下推动所述针所述第一量或所述第二量。

5.根据权利要求4所述的燃料喷射器系统，其中当所述命令的燃料喷射量大于所述第一阈值时并且当发动机温度在阈值温度之下时，所述指令引起所述控制器激活所述致动器向下推动所述针所述第二量。

6.根据权利要求4所述的燃料喷射器系统，其中当所述命令的燃料喷射量小于所述第一阈值时，所述指令引起所述控制器激活所述致动器向下推动所述针所述第二量或所述第三量。

7.根据权利要求6所述的燃料喷射器系统，其中当所述命令的燃料喷射量小于所述第一阈值时并且发动机温度在阈值温度之下时，所述指令引起所述控制器激活所述致动器向下推动所述针所述第三量。

8.根据权利要求1所述的燃料喷射器系统，其中所述喷嘴末端包含截锥体形状，并且所述多个相切翅片被耦接至所述喷嘴末端的外侧表面。

9.根据权利要求8所述的燃料喷射器系统，其中所述多个相切翅片包含围绕所述喷嘴末端的所述外侧表面均匀地间隔开的四个相切翅片。

10.根据权利要求8所述的燃料喷射器系统，其进一步包含喷射器主体，所述针被容纳在所述喷射器主体内。

11.根据权利要求10所述的燃料喷射器系统，其中所述喷射器主体包含具有内表面的针座，所述内表面被定尺寸并且被成形为使得当所述针在第一完全关闭位置中时所述内表面的至少一部分与所述喷嘴末端的至少一部分共面接触。

12.根据权利要求11所述的燃料喷射器系统，其进一步包含在所述喷射器主体内的燃料流动通道，其中当所述针在所述第一完全关闭位置中时，通过所述燃料流动通道的燃料的流动被所述喷嘴末端阻挡。

13.根据权利要求1所述的燃料喷射器系统，其中所述致动器包含电动马达。

14.一种用于燃料喷射器的方法，其包含：

致动被容纳在所述燃料喷射器的主体内的针以将所述针从关闭位置向外移动到打开位置，所述针基于指定燃料量和发动机温度被致动一定量；并且

使来自所述主体内的燃料通道的燃料流动并且流过在所述针的喷嘴末端的表面上的多个弧形翅片，以产生弧形的燃料喷射喷雾型式，其中所述弧形翅片被定位在由通过所述喷嘴末端的平面所产生的圆的切线处，所述平面通过所述喷嘴末端的顶部表面。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，针对给定的指定燃料量，当发动机温度在阈值温度之下时所述针被致动的量小于当发动机温度在所述阈值温度之上时所述针被致动的量。

16.根据权利要求14所述的方法，其中致动所述针以向外移动所述针包含激活被耦接至所述针的电动马达以沿向下方向推动所述针，并且所述方法进一步包含停用所述电动马达，其中在停用所述电动马达后，所述燃料喷射器的保持弹簧将所述针向上移动到所述关闭位置。

17.根据权利要求14所述的方法，其中使来自所述燃料通道的燃料流动包含响应于所述针从所述关闭位置被移动到所述打开位置使来自所述燃料通道的燃料流动，其中当所述针在所述关闭位置中时，所述针的所述喷嘴末端与所述燃料喷射器的主体的针座接触，以便阻挡所述燃料的流动。

18.一种发动机系统，其包含：

发动机，其具有汽缸；

燃料供应装置；

燃料喷射器，其被耦接至所述汽缸，所述燃料喷射器包含：

主体，其具有被耦接至所述燃料供应装置的燃料通道；

针，其被容纳在所述主体内，所述针的第一喷嘴末端具有截锥形形状以及多个弧形翅片，所述多个弧形翅片被耦接至所述喷嘴末端的外表面并且被定位在由通过所述针的所述喷嘴末端的平面所产生的圆的切线处，所述平面通过所述喷嘴末端的顶部表面；和

致动器，其被耦接至所述针的第二相对末端；和

控制器，其将非临时性指令存储在存储器中，当所述非临时性指令被执行时，引起所述控制器响应于打开所述燃料通道并将燃料喷射到所述汽缸的命令而基于指定燃料喷射量和发动机温度激活所述致动器沿向下方向推动所述针一定量。

19.根据权利要求18所述的系统，其中当所述致动器被停用时，所述针的所述喷嘴末端与所述主体的内表面接触以阻挡所述燃料通道。

20.根据权利要求18所述的系统，其中所述致动器沿所述向下方向推动所述针包含所述致动器推动所述针远离所述燃料喷射器的所述主体并进入所述汽缸。

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