CN107795401B - 用于燃料喷射器组件的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于燃料喷射器组件的方法和系统。提供了用于通过三排不同的喷射器喷嘴喷射燃料的方法和系统,其中每排喷射器喷嘴沿喷射器主体的不同垂直平面布置。在一个示例中,可移动地容纳在喷射器主体内部的喷射器针可顺序地向每排喷射器喷嘴供应高压燃料,以在燃料喷射器的一次致动循环中递送多达五次燃料喷射。在另一示例中,燃料喷射器包括三个喷射器针,其中每个喷射器针在燃料喷射器主体的相应室内部的运动可向所述室供应高压燃料,其中来自所述室的燃料可通过所联接的燃料喷射器喷嘴进行喷射。
Description
技术领域
本公开总体涉及用于燃料喷射器组件的方法和系统。
背景技术
内燃发动机装备有一个或多个燃料喷射器,用于将燃料递送到发动机进行燃烧。在某些发动机工况期间,可期望执行一次以上的燃料喷射。例如,燃料喷射事件可以分成三次单独的燃料喷射,诸如引燃喷射、主燃料喷射和后燃料喷射。由此,引燃燃料喷射在主燃料喷射之前执行,并且被提供用于解决燃烧噪声和增强燃烧,而后燃料喷射在主燃料喷射之后执行并且被提供用于改进排放控制。因此,可以在单次燃烧循环期间执行多次分段(split)燃料喷射,以便改善发动机性能并减少排放。
燃料喷射器由发动机控制器控制,发动机控制器针对每次燃料递送事件向喷射器(诸如在U.S.6,705,278中描述的燃料喷射器)提供致动信号。为了在分段燃料喷射期间喷射燃料,向燃料喷射器提供不同的致动信号,其中分段燃料喷射可包括主燃料喷射事件,其前后分别为燃料预喷射和燃料后喷射事件。
然而,本发明人已经认识到以上燃料喷射器控制的一些问题。作为示例,当两次喷射之间的时间间隔短时,为每次喷射提供致动信号会导致重叠的信号。因此,对时间间隔的最小持续时间有限制。因此,当期望短的时间间隔时,为每次喷射提供单独的致动信号会导致递送的燃料量和每次燃料递送事件的正时发生变化。因此,发动机性能和排放控制受到损害。进一步地,喷射器循环通过用于分段燃料喷射中的每个的致动循环。这能够对喷射器造成额外的磨损和撕裂。更进一步地,由于控制器需要为分段喷射中的每个生成信号,所以控制器消耗了更多的资源,从而降低了控制系统的效率。
发明内容
在一个示例中,上述问题可以通过一种用于燃料喷射器的方法来解决,该方法包括:在燃料喷射器的单次致动循环期间,通过使燃料喷射器的多个燃料喷射器针移位,以通过联接到第一燃料室的第一喷嘴、联接到第二燃料室的第二喷嘴以及联接到第三燃料室的第三喷嘴递送燃料来喷射来自燃料喷射器的燃料。第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴中的每个可沿燃料喷射器主体的不同垂直平面定位。可以在燃料喷射器的一次致动循环中执行多次燃料喷射,以将来自每个室的高压燃料通过联接的喷嘴递送到燃烧室内部的不同位置,从而导致增强的燃料喷雾雾化和降低的燃料喷雾穿透性。
用于燃料喷射器的另一示例方法可包括:将喷射器针从第一位置经由第二位置和第三位置移动到第四位置,在第二位置处执行第一燃料喷射,在第三位置处执行第二燃料喷射,以及在第四位置处执行第三燃料喷射,并且随后将针从第四位置经由第三位置和第二位置移动到第一位置,并且在第三位置处执行第四燃料喷射以及在第二位置处执行第五燃料喷射。可以在喷射器针运动的单次循环期间执行第一至第五燃料喷射。燃料可以在燃料喷射位置中的每个处通过第一排喷嘴、第二排喷嘴和/或第三排喷嘴喷射,其中第一排喷嘴可以在垂直方向上定位在第二排喷嘴的下方,并且第二排喷嘴可以沿燃料喷射器主体在垂直方向上低于第三排喷嘴。
以这种方式,可以在燃料喷射器的单次致动循环期间执行在连续燃料喷射之间具有快速过渡时间的多次燃料喷射。可以通过位于燃料喷射器主体的不同垂直平面处的燃料喷射器喷嘴喷射燃料,从而确保最佳的燃料分配和降低的燃料喷雾穿透性。另外,从燃料喷射器的每个位置处的喷嘴孔喷射高压燃料可以增加燃料喷雾雾化。燃料喷雾模式与在单次致动循环期间连续燃料喷射之间的快速过渡时间相结合可以减少燃料喷射器磨损和撕裂,提高燃烧效率并减少有害排放。
应当理解,提供上述发明内容是为以简化形式引入所选概念,所选概念将在具体实施例中进一步描述。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征,所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出内燃发动机的示意描述。
图2示出用于图1的发动机的处于第一位置的燃料喷射器组件的示例。
图3示出处于第二位置的燃料喷射器组件的示例。
图4示出处于第三位置的燃料喷射器组件的示例。
图5示出处于第四位置的燃料喷射器组件的示例。
图6示出处于第五位置的燃料喷射器组件的示例。
图7描绘示出用于操作图2的燃料喷射器组件的示例方法的高级流程图。
图8示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行单次燃料喷射的示例方法。
图9示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行单次燃料喷射的示例操作序列。
图10示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行两次燃料喷射的示例方法。
图11示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行两次燃料喷射的示例操作序列。
图12示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行三次燃料喷射的示例方法。
图13示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行三次燃料喷射的示例操作序列。
图14示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行四次燃料喷射的示例方法。
图15示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行四次燃料喷射的示例操作序列。
图16示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行五次燃料喷射的示例方法。
图17示出用于通过图2的燃料喷射器组件执行五次燃料喷射的示例操作序列。
图18示出用于图1的发动机的处于关闭位置的燃料喷射器组件的第二实施例。
图19示出处于第一打开位置的图18的燃料喷射器组件。
图20示出处于第二打开位置的图18的燃料喷射器组件。
图21示出处于第三打开位置的图18的燃料喷射器组件。
图22示出处于第四打开位置的图18的燃料喷射器组件。
图23描绘示出用于操作图18的燃料喷射器组件的示例方法的高级流程图。
图24示出用于通过图18的燃料喷射器组件执行燃料喷射的示例方法。
图25示出通过图18的燃料喷射器组件喷射燃料的示例操作序列。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作燃料喷射器组件的系统和方法。燃料喷射器可包括多排(例如,三排)燃料喷射器喷嘴孔,其中每排喷嘴孔可沿燃料喷射器主体的不同垂直平面定位。来自燃料喷射器主体内部的内部燃料室的高压燃料通过每排喷嘴孔递送到燃料喷射器主体外部。一个或多个燃料喷射器针沿内部燃料室的向下运动可顺序地递送来自每排喷嘴孔的燃料。(一个或多个)燃料喷射器针的向下运动可以通过接收来自控制器的信号的致动器来调节,以基于发动机工况在燃料喷射器针的一次致动循环中执行单次燃料喷射或多达五次燃料喷射。通过不同排的喷射器喷嘴递送燃料可以降低燃料喷雾渗透性、减少燃料喷雾相互作用、增强喷雾雾化,从而提高燃料燃烧效率并减少排放退化。
燃料喷射器组件可以被结合在如图1所示的发动机中。控制器可以向联接到燃料喷射器组件的针的电动致动器发送控制信号以调节针的位置,如图2至图6所示。控制器可以执行控制程序(诸如图7的示例程序),以确定燃料喷射策略(例如,在燃烧循环期间进行一次、两次或三次喷射)。结合图7的程序,基于燃料喷射策略,控制器可以执行图8、图10、图12、图14和图16的示例程序,以通过燃料喷射器组件的单次致动在每次燃烧循环递送一次、两次、三次、四次或五次燃料喷射。具体地,控制器可以基于下面描述的程序向喷射器组件的致动器提供信号。在图9处示出了利用燃料喷射组件的示例单次燃料喷射。图11和图13分别示出了在燃料喷射组件的单次致动事件期间执行的两次燃料喷射和三次燃料喷射的示例,以及图15和图17示出了在燃料喷射器组件的单次致动期间执行的四次燃料喷射和五次燃料喷射的示例。
图18中所示的燃料喷射器组件的第二实施例可以联接到图1的发动机,以喷射期望的燃料量用于燃烧。第二实施例可包括至少部分地容纳在第二环形喷射器内的第一喷射器,并且第二环形喷射器可移动地部分地容纳在第三环形喷射器针内。控制器可以向联接到燃料喷射器组件的第一喷射器针的电动致动器发送控制信号,以调节第一、第二和第三喷射器针的位置,如图19至图22所示。控制器可以执行控制程序(诸如图23的示例程序),以确定燃料喷射策略。在图24中示出了用于操作燃料喷射器组件的第二实施例的方法。结合图23和图24的程序,控制器可以执行图25的示例程序以喷射燃料。
具有围绕喷射器主体周向设置的三排或更多排燃料喷射器喷嘴的燃料喷射器组件可将燃料室流体地连接到燃烧室或进气歧管用于喷射燃料进行燃烧。在一个示例中,沿喷射器主体,第一排燃料喷射器喷嘴可被布置成在垂直方向上高于第二排燃料喷射器喷嘴,并且第二排喷射器喷嘴可被布置成在垂直方向上高于第三排喷嘴。通过在不同垂直平面处的喷射器喷嘴排递送燃料可以降低燃料渗透性、减少燃料到汽缸壁中的冲击、增强燃烧特性,这继而可以减少排放退化。
在燃料喷射器组件的一个实施例中,燃料喷射器针可被致动以在燃料喷射器主体的室内移动,以将燃料喷射器针的环形切口部分顺序地流体连接到每排燃料喷射器喷嘴,以通过第一排、第二排或第三排燃料喷射器喷嘴递送高压燃料。可以控制喷射器针的运动,以根据发动机操作参数在燃料喷射器的一次致动循环中递送多达五次燃料喷射。
燃料喷射器组件的第二实施例可包括可移动地容纳在燃料喷射器主体中的相应室内的三个喷射器针。喷射器针与喷射器主体的运动可向喷射器主体中的相应室供应高压燃料。每个室可流体地联接到一排喷射器喷嘴。基于发动机工况,来自每个室的高压燃料可以通过相应排的流体联接的喷嘴孔喷射。
图1至图6和图18至图22示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。如果被示为彼此直接接触或直接联接,那么此类元件至少在一个示例中可分别被称为直接接触或直接联接。类似地,被视为彼此邻近或相邻的元件至少在一个示例中可以分别彼此相邻或邻近。作为示例,彼此共面接触的部件可被称为共面接触。作为另一示例,彼此分开定位仅在其间具有空间而不存在其他部件的元件在至少一个示例中可被如此称之。作为又一示例,被示为在彼此上方/下方,在彼此相对侧或者在彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此被如此称之。进一步地,如图所示,最顶部的元件或元件的最顶部的点可以被称为部件的“顶部”,并且最底部元件或元件的最底部的点在至少一个示例中可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线,并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。由此,在一个示例中,被示为在其他元件上方的元件在垂直方向上位于其他元件上方。作为另一示例,附图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如,诸如为圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆角的、倒角的、成角度的等)。进一步地,在至少一个示例中,被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步地,在一个示例中,被示为在另一元件内或被示为在另一元件外的元件可以被如此称之。
参考图1,包括多个汽缸的内燃发动机10通过电子发动机控制器12控制,其中图1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,其中活塞36定位在汽缸壁中并连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动器96可直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中,起动器96可选择性地经由带或链向曲轴40供应扭矩。在一个示例中,起动器96在不与发动机曲轴接合时处于基本状态。所示燃烧室30经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。
所示直接燃料喷射器66被定位成将燃料直接喷射到汽缸30中,这是本领域技术人员已知的直接喷射。燃料喷射器66以与来自控制器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(未示出)的燃料系统(未示出)递送到燃料喷射器。另外,所示进气歧管44与可选的电子节气门62连通,电子节气门62调节节流板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的气流。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。在另一示例中,在发动机为柴油发动机的情况下,喷射到燃烧室中的燃料可通过压缩点火点燃。燃烧室内部的空气-燃料混合物的压缩可导致温度上升,这继而可点燃燃料。所示通用排气氧(UEGO)传感器126联接到催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地,双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
在一个示例中,转化器70能够包括多个催化剂砖。在另一示例中,可以使用各自具有多个砖的多个排放控制装置。在一个示例中,转化器70能够为三元型催化剂。
控制器12在图1中被示为常规微型计算机,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,非暂时性存储器)、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。所示控制器12接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号,除先前讨论的那些信号之外,还包括:来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);联接到加速器踏板130的用于感测由脚132施加的力的位置传感器134;联接到制动踏板150的位置传感器154,用于感测由脚152施加的力;来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自霍尔效应传感器118的感测曲轴40位置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。还可以感测到大气压力(传感器未示出)以供控制器12进行处理。在本说明书的优选方面中,发动机位置传感器118在曲轴的每转可产生预定数量的等间隔脉冲,由此能够确定发动机转速(RPM)。
在一些示例中,发动机可联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统。进一步地,在一些示例中,可以采用其他发动机配置,例如具有多个燃料喷射器的柴油发动机。进一步地,控制器12可以传送诸如部件退化的条件到光板,或者替代地到显示面板171。
在操作期间,发动机10内的每个汽缸通常都经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间,通常排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30中,并且活塞36移动到汽缸的底部,以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸底部并在其冲程结束时(例如,当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动以压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其行程结束时并且最靠近汽缸盖(例如,当燃烧室30处于其最小的容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在以下称为喷射的过程中,将燃料引入燃烧室中。在下文中称为点火的过程中,喷射的燃料通过已知的点火装置(诸如火花塞92)点燃,从而导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀气体将活塞36推回BDC。曲轴40将活塞运动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48,并且活塞返回到TDC。注意,上面仅示出了一个示例,并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变,诸如提供正或负的气门重叠、延迟的进气门关闭或各种其他示例。
如上所述,直接燃料喷射器66可以用于将燃料直接供应到发动机的汽缸,如图1所示。另外地或可替代地,进气道燃料喷射器67可以用于将燃料递送到进气歧管44。如图所示,燃料喷射器66和67可以接收来自控制器12的信号,用于在发动机操作期间控制燃料喷射。具体地,联接到燃料喷射器66和67中的每个的喷射器致动器可以基于递送燃料的燃料喷射策略从控制器12接收电信号。在下面参考图2至图5描述的燃料喷射器组件和在下面参考图18至图22描述的燃料喷射器组件的第二实施例可被配置为直接燃料喷射器或进气道燃料喷射器。
参考图2,其示出可用于发动机汽缸(诸如图1处的汽缸30)的燃料喷射器组件200的示例。燃料喷射器组件200可以为图1的燃料喷射器66和/或67的一个非限制性示例。
燃料喷射器组件200包括将喷射器针208容纳在喷射器主体206的内部室211内的喷射器主体206。喷射器针可沿喷射器主体206的纵向轴线215移动。在一个示例中,喷射器的纵向轴线215可垂直于燃料喷射器200向其递送燃料的汽缸的横向轴线219。然而,在其他示例中,喷射器可相对于横向轴线成不同的角度定位。
燃料喷射器主体206包括多个喷嘴,多个喷嘴包括第一排喷嘴226、第二排喷嘴228和第三排喷嘴260,每排喷嘴布置和定位在燃料喷射器主体206的下部部分中。所述多个喷嘴用于递送来自燃料供应源240的燃料(例如,用于将燃料递送到汽缸)。燃料供应源可以为例如高压燃料供应管线。虽然本实施例描绘了第一喷嘴排中的两个喷嘴,但是应当理解,第一喷嘴排中可存在任何数量的喷嘴。第一排喷嘴226的喷嘴中的每个包括在燃料喷射器主体206的内部部分上的第一端225,在燃料喷射器主体的外壁上的第二端227和连接第一端225与第二端227的第一路径229。第一端225联接到燃料喷射器主体206的内部室211。第二端227通向燃料喷射器主体的外部,并且喷嘴中的每个的第二端沿燃料喷射器主体的第一外部圆周路径设置。因此,第一喷嘴排226的喷嘴中的每个将燃料喷射器主体206的内部室211联接到燃料喷射器主体206的外部(外面)。因此,如果燃料喷射器定位在汽缸的燃烧室内,则第二端通向燃烧室,并且第一排喷嘴226提供用于将燃料递送到汽缸的第一路径。
如图2处所示的示例所指示,第一路径229可以向下倾斜,其中第一排喷嘴226的第一端225可被定位成高于第二端227。具体地,通向内部室211的第一端225被定位成高于通向燃料喷射器主体外部的第二端227。外部是其中放置燃料喷射器200的环境(例如,燃烧室或进气歧管)。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,第一路径229的斜率可以改变(即,斜率可以更大或更小)。在一些示例中,第一排喷嘴226的第一端225和第二端227可以沿与喷射器的纵向轴线215垂直的横向轴线彼此平齐。
燃料喷射器主体206进一步包括在垂直方向上布置和定位在第一排喷嘴226下方的第二排喷嘴228。第二排喷嘴228和第一排喷嘴226可以分开一定的距离。换句话说,第二排喷嘴228可以沿喷射器主体的纵向轴线215定位在第一排喷嘴226的下方。第二排喷嘴228可以递送来自燃料供应源240的燃料(例如,用于将燃料递送到汽缸)。第二排喷嘴228的喷嘴中的每个可以提供将燃料喷射器主体206的内部室211流体地联接到燃料喷射器主体206的外部(即,外面)的第二路径235。具体地,第二排喷嘴228的喷嘴中的每个的第一端231通向燃料喷射器主体的内部室211,并且第二排喷嘴228的喷嘴中的每个的第二端233通向燃料喷射器主体的外部。因此,如果燃料喷射器定位在燃烧室内,则第二端通向燃烧室,并且第二排喷嘴提供用于将燃料递送到汽缸的第二路径235。进一步地,第二排喷嘴228的喷嘴中的每个的第二端沿燃料喷射器主体的第一外部圆周路径下方的第二外部圆周路径设置。
如图2处所示的示例所指示,第二路径235可以向下倾斜。也就是说,第二排喷嘴228的喷嘴中的每个的第一端231可以被定位成高于第二端233。具体地,通向内部室211的第一端231被定位成高于通向燃料喷射器主体外部的第二端233。如上所述,外部为其中放置燃料喷射器的环境(例如,燃烧室或进气歧管)。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,第二路径235的斜率可以改变(即,斜率可以更大或更小)。在一些示例中,第二排的喷嘴的第一端231和第二端233可以沿垂直于喷射器的纵向轴线215的横向轴线彼此平齐。
燃料喷射器主体206进一步包括在垂直方向上布置和定位在第二排喷嘴228下方的第三排喷嘴260。第三排喷嘴260和第二排喷嘴228可以分开一定的距离。换句话说,第三排喷嘴260可以沿喷射器主体的纵向轴线215定位在第二排喷嘴228的下方。第三排喷嘴260可以递送来自燃料供应源240的燃料(例如,用于将燃料递送到汽缸)。第三排喷嘴260的喷嘴中的每个可以提供将燃料喷射器主体206的内部室211流体地联接到燃料喷射器主体206的外部(即,外面)的第三路径263。具体地,第三排喷嘴260的喷嘴中的每个的第一端262通向燃料喷射器主体的内部室211,并且第三排喷嘴260的喷嘴中的每个的第二端264通向燃料喷射器的外部。因此,如果燃料喷射器被定位在燃烧室内,则第二端通向燃烧室,并且第三排喷嘴提供用于将燃料递送到汽缸的第三路径263。进一步地,第三排喷嘴260的喷嘴中的每个的第二端沿燃料喷射器主体的第二外部圆周路径下方的第三外部圆周路径设置。
类似于第一路径229和第二路径235,第三路径263可以向下倾斜。也就是说,第三排喷嘴260的喷嘴中的每个的第一端262可以被定位成高于第二端264。具体地,通向内部室211的第一端262被定位成高于通向燃料喷射器主体的外部的第二端264。如上所述,外部为其中放置燃料喷射器的环境(例如,燃烧室或进气歧管)。应当理解,在未脱离本公开的范围的情况下,第三路径263的斜率可以改变(即,斜率可以更大或更小)。在一些示例中,第三排的喷嘴的第一端262和第二端264可以沿垂直于喷射器的纵向轴线215的横向轴线彼此平齐。
进一步地,第一排喷嘴226的喷嘴中的每个可以沿喷射器主体的第一垂直平面定位,第二排喷嘴228可以沿第二垂直平面定位,并且第三排喷嘴260可以沿喷射器主体的第三垂直平面定位。沿一个垂直平面定位的一排喷嘴中的每个喷嘴可以平行于沿其他垂直平面定位的喷嘴排。因此,第一路径229、第二路径235和第三路径263的斜面可以彼此平行。
在一个示例中,第一排喷嘴226的每个喷嘴的第一路径229的第一长度可大于第二排喷嘴228的每个喷嘴的第二路径235的第二长度。第二长度可大于第三排喷嘴260的每个喷嘴的第三路径263的第三长度。然而,在一些示例中,第一长度、第二长度和第三长度可基本相同。进一步地,在一些示例中,喷嘴226中的每个的容积可大于喷嘴228和喷嘴260中的每个的容积。在一些其他示例中,喷嘴226、228和260中的每个的容积可以彼此相等。
进一步地,在一些示例中,当在第一排喷嘴226中存在三个或更多个喷嘴时,第一排喷嘴226的喷嘴可以彼此基本上等距布置。类似地,当在第二排中存在三个或更多个喷嘴时,第二排喷嘴228的喷嘴可以彼此基本上等距设置。第三排喷嘴260的三个或更多个喷嘴可以彼此等距布置。然而,应当理解,在未脱离本公开的范围的情况下,喷嘴的其他布置(例如,群簇(cluster)布置)是可能的。
喷射器针208包括燃料通道204。燃料通道204经由上部流动路径220联接到燃料供应源240(例如,高压共用燃料轨、(一个或多个)燃料供应管线、(一个或多个)燃料泵和燃料箱)。上部流动路径220联接到上部环形切口部分221。上部环形切口部分221提供用于通过上部流动路径220将燃料从燃料供应源240递送到燃料通道204的出口。在燃料喷射器的各种打开位置期间,当燃料喷射器针向下移动时,上部环形切口部分221可将燃料供应源240流体地联接到燃料通道204,从而确保到燃料通道204的燃料供应,以通过喷射器喷嘴执行燃料喷射。在其他示例中,上部环形切口部分221可以不是环形的(例如,可以是矩形、三角形等),但是仍然可以被配置为在燃料供应源240与燃料通道204之间建立流体连通。
燃料通道204还包括联接到喷射器针208的下部环形切口部分224的下部流动路径222。下部环形切口部分224提供用于在燃料递送期间将燃料从喷射器针208的燃料通道204排放到第一或第二排喷嘴的出口。基于喷射器针的移位,下部环形切口部分224可以联接到第一排喷嘴、第二排喷嘴或第三排喷嘴中的任一个。上部环形切口部分221可以在喷射器针208的所有不同位置处保持联接到燃料供应源240。在其他示例中,下部环形切口部分221可以不是环形(例如,可以是矩形、三角形等),但是仍然可以被配置为在燃料通道204与每排喷嘴之间建立流体连通。
在喷射器主体206与喷射器针208之间可以包括一个或多个固位弹簧210。每个固位弹簧210可用于沿喷射器主体206的纵向轴线215在向上的方向(例如,朝向喷射器主体的上部部分远离喷嘴)上偏置喷射器针208。具体地,固位弹簧可用于将喷射器针保持在关闭位置,其中下部环形切口部分224在第一排喷嘴上方(并且因此也在第二排喷嘴和第三排喷嘴上方),并且不联接到第一排、第二排或第三排喷嘴。在一个示例中,固位弹簧210中的每个的一端可以在凹槽内联接到喷射器主体206,并且固位弹簧中的每个的另一端可以联接到喷射器针208的上部209。
致动器202可以联接到喷射器针208。致动器202可以用于使针移动来调整燃料喷射。具体地,致动器202可以克服弹簧的力沿纵向轴线215在向下的方向上(例如,朝向喷嘴)使针208移动。致动器202可以从控制器(诸如图1处的控制器12)接收电信号。到致动器的电信号可以基于燃料喷射模式(例如,单次、两次或多次燃料喷射)、期望的燃料喷射量、燃料喷射正时、轨道压力等。响应于电信号,致动器可使喷射器针208移动以调整燃料喷射。
喷射器主体206进一步包括第一密封环212、第二密封环214、第三密封环216、第四密封环213和第五密封环217,它们可以防止燃料泄漏穿过喷射器针和穿过燃料喷射器主体的喷嘴。具体地,第一密封环212可以定位在固位弹簧210的下方和上部环形切口部分221的上方。第一密封环212将燃料从燃料通道204气密地密封,以免泄漏到燃料喷射器主体与燃料喷射器针之间的空腔中,固位弹簧位于该空腔中。第二密封环214定位在第一密封环212的下方和第一排喷嘴226的上方。第二密封环214在下部环形切口部分224与喷射器主体之间提供气密密封。因此,燃料经由环形切口部分从燃料通道204的泄漏或滴落减少。具体地,当喷射器关闭时(即,当致动器未被激活时),来自燃料通道204的燃料泄漏或滴落减少。
第三密封环216位于第一排喷嘴226与第二排喷嘴228之间。第三密封环216气密地密封第一排的喷嘴和第二排的喷嘴。具体地,在通过第一排或第二排喷嘴递送燃料期间,第三密封件216减少了第一排的喷嘴与第二排的喷嘴之间的经由下部环形切口224的泄漏。在一些示例中,第一密封环可以位于第二密封环214上方的任何位置处。
第四密封环213位于第二排喷嘴228与第三排喷嘴260之间。第四密封环213气密地密封第二排的喷嘴和第三排的喷嘴。具体地,在通过第二排或第三排喷嘴递送燃料期间,第四密封环213减少了第二排的喷嘴与第三排的喷嘴之间的经由下部环形切口的泄漏。
第五密封环217定位在第四密封环213的下方,第三排喷嘴260的下方。第五密封环217在下部环形切口部分224与喷射器主体之间提供气密密封。因此,燃料经由环形切口部分从燃料通道204的泄漏或滴落减少。具体地,当喷射器关闭时(即,当致动器未被激活时),来自燃料通道204的燃料泄漏或滴落减少。
开口230设置在燃料喷射器主体206的底部处,以在燃料喷射器针208由于致动器202的力而上下移动时,释放来自内部室211的空气压力。进一步地,燃料喷射器主体206包括弹簧止动器232,用于防止在向喷射器针施加电动力的情况下燃料喷射器针208碰撞燃料喷射器主体的内部底表面。
图2示出处于第一位置201的燃料喷射器组件200,其中致动器202未被激活。当致动器未被激活时(即,由致动器提供的机械或电动力关掉时),由弹簧提供的向上的力将针向上偏置到与喷射器主体的内壁共面接触。换句话说,当致动器未被激活时,向上的弹簧力使喷射器针向上移动直到燃料喷射器针被喷射器主体的内壁阻挡。当燃料喷射器组件处于第一位置时,喷射器针的下部环形切口部分224定位在第一排喷嘴上方并且不与第一排喷嘴226的喷嘴联接,不与第二排喷嘴228联接,或者不与第三排喷嘴260联接。因此,燃料供应源240与喷射器喷嘴脱离(decoupled)。然而,如图所示,上部环形切口部分221流体地联接到燃料供应源240,但是由于下部环形切口不联接到任何喷嘴,所以燃料被阻止离开燃料通道204,并且不发生燃料喷射。
图3示出处于第二位置203的燃料喷射器组件200。例如,燃料喷射器针208可以通过致动器202的激活而从第一位置被调节到第二位置。具体地,致动器202可以被激活以提供第一量的力。响应于激活,致动器克服弹簧的力迫使针208朝向喷嘴向下。第一量的力将针208向下推动,以经由下部环形切口224将燃料供应管线240联接到第一排喷嘴226。换句话说,响应于致动器的激活,第一量的力使燃料喷射器针208沿纵向轴线215在向下的方向上移动第一距离,这导致燃料通道204经由下部环形切口224与第一排喷嘴226的喷嘴中的每个之间的流体联接。因此,在第二位置203,第一排喷嘴226经由燃料通道204和下部环形切口部分224联接到燃料供应源240。当燃料供应源240联接到第一排喷嘴时,燃料经由第一排喷嘴226递送。
当喷射器针向下移动时,上部环形切口部分221经由上部环形切口部分221的不同部分保持联接到燃料供应源240。例如,当针208处于第一位置201时,上部环形切口221的第一部分可联接到燃料供应源240。当喷射器针208向下移动时,上部环形切口221的第二部分可联接到燃料供应源240。第二部分可不同于第一部分。在一些示例中,第二部分可部分地与第一部分重叠。进一步地,可注意到,当喷射器针208向下移动时,喷射器主体206的任何部分都不会移动或改变尺寸。针208响应于由致动器提供的力而从第一位置(图2处的201)到第二位置(203)的运动方向在205处指示。当电输入(诸如电流)被供应到致动器时,致动器可以被激活。电输入可以是可变的。
进一步地,当在第二位置操作时,第二密封环214减少了燃料从燃料通道到燃料喷射器针与燃料喷射器主体之间的空腔的泄漏,并且第三密封环216减少了燃料从燃料通道到第二排喷嘴228的燃料泄漏。换句话说,在第二位置203,第二密封环214减少了喷射器针208与喷射器主体206之间的经由下部环形切口224的泄漏。进一步地,当燃料喷射器针与第一排喷嘴226联接时,第三密封环216气密地密封第一排喷嘴和第二排喷嘴,从而减少燃料从燃料通道204到第二排喷嘴228中的泄漏。
图4示出处于第三位置401的燃料喷射器组件200。例如,燃料喷射器针208可以通过致动器202被从第二位置调节到第三位置。具体地,致动器可以提供第二量的力,以使燃料喷射器针克服弹簧的力进一步在向下方向上移动,以经由第二排喷嘴228执行第二燃料喷射。因此,当燃料喷射器针208向下移动时,环形切口部分与第一排喷嘴226脱离并且联接到第二排喷嘴228。当燃料喷射器组件处于第三位置时,来自燃料供应源240的燃料经由燃料通道204和第二排喷嘴228被递送到汽缸。针208响应于致动器提供的力而从第二位置(图2处的203)到第三位置(401)的运动方向在402处指示。
进一步地,当喷射器针向下移动时,上部环形切口部分221经由上部环形切口部分221的不同部分保持联接到燃料供应源240。例如,当喷射器针208向下移动时,上部环形切口部分221的第三部分可联接到燃料供应源240。第三部分可不同于当针208处于第二位置203时联接的上部环形切口221的第二部分。在一些示例中,第三部分可与第二部分和/或第一部分部分重叠,其中上部环形切口221的第一部分为当针208处于第一位置201时联接到燃料供应源240的部分。
图5示出处于第四位置501的燃料喷射器组件200。当致动器提供第三量的力时,燃料喷射器组件200可以从第三位置调节到第四位置,以使燃料喷射器针克服弹簧的力进一步在向下方向上移动,以经由第三排喷嘴执行第三燃料喷射。因此,当燃料喷射器针208向下移动时,环形切口部分与第一排喷嘴226脱离并联接到第二排喷嘴228。当燃料喷射器组件处于第三位置时,来自燃料供应源240的燃料经由燃料通道204和第三排喷嘴228被递送到汽缸。针208响应于致动器提供的力从第三位置(图4处的401)到第四位置(501)的运动方向沿箭头205的方向。
进一步地,当喷射器针向下移动时,上部环形切口部分221经由上部环形切口部分221的不同部分保持联接到燃料供应源240。例如,当喷射器针208向下移动时,上部环形切口221的第四部分可联接到燃料供应源240。第四部分可不同于当针208处于第二位置203时联接的上部环形切口221的第三部分。在一些示例中,第四部分可与第三部分、第二部分和/或第一部分部分重叠,其中上部环形切口221的第一部分为当针208处于第一位置201时联接到燃料供应源240的部分。
图6示出处于第五位置601的燃料喷射器组件200。当致动器停用时,燃料喷射器组件200可以从第四位置调节到第五位置。具体地,当燃料喷射器组件200处于第三位置时,响应于致动器停用,弹簧210动作以在向上的方向移动燃料喷射器针208。当燃料喷射器针208被弹簧210向上拉动时,下部环形切口部分224在到达第五位置之前与第三排喷嘴260脱离,随后与第二排喷嘴228联接和脱离,然后紧接着与第一排喷嘴226联接和脱离。第五位置601类似于第一位置201。因此,当燃料喷射器组件处于第五位置601时,燃料供应源240与第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴脱离。因此,不进行燃料喷射。针208从第四位置(图2处的501)到第五位置(601)的运动方向由箭头502表示。
在一个示例中,当在单次燃烧循环期间期望进行引燃燃料喷射、主燃料喷射和后燃料喷射时,致动器可以从第一位置经由第二位置和第三位置将喷射器针向下移动到第四位置。四冲程发动机的单次燃烧循环开始于进气冲程,然后是压缩冲程,并且然后是燃烧冲程,并以排气冲程结束。主喷射可以为发动机的燃烧循环提供大部分燃料。在主喷射之前的一次或多次燃料引燃喷射可以在主喷射事件之前提供少量的燃料,例如以提高燃烧效率并减少排放。在主喷射之后的喷射(后喷射)可在主喷射之后产生附加的热。在后喷射期间产生的热可用于微粒过滤器再生,并且/或者可用于在冷起动条件期间增加一个或多个排放控制装置的温度以减少排放。
当喷射器向下移动时,可以在第二位置处经由第一排喷嘴递送引燃燃料喷射,并且可以在第三位置处通过第二排喷嘴递送第二引燃喷射。当喷射器针到达第四位置时,第四位置可以保持期望的持续时间以经由第三排喷嘴提供主燃料喷射。随后,在提供用于主燃料喷射的期望的燃料喷射量之后,致动器向燃料喷射器针提供的电流减小,使得固位弹簧使喷射器从第四位置经由第三位置随后经由第二位置向上偏置到第五位置。当喷射器向上移动时,可以在第三位置处经由第二排喷嘴递送第一后燃料喷射。在第二位置处,经由第一排喷嘴递送第二后燃料喷射。因此,在单次致动循环期间,喷射器针从第一位置经由第二位置和第三位置移动到第四位置,并且随后从第四位置经由第三位置和第二位置移动到第五位置。单次致动循环可包括其中喷射器针从关闭位置移动到打开位置并且然后返回到关闭位置的时间。如本文所使用的,致动循环可以指致动器的单次激活事件,并且包括从电流被供应给致动器直到电流不再被供应给致动器的持续时间。因此,在单次致动循环期间,致动器被激活一次,但激活的持续时间和供应给致动器的电流量可以变化。在致动循环期间,来自致动器的力被供应给喷射器针以使喷射器针移动。在单次致动循环中的喷射器针的每个位置期间,执行第一和第二引燃喷射,随后进行主喷射。主喷射之后可以是第一和第二后燃料喷射,以在每次喷射期间递送期望的燃料量。可以基于由致动器提供的力(基于供应给致动器的电流的力)和在第二、第三和第四位置中的每个中花费的持续时间调节燃料喷射速率和量。
在仅期望一次引燃喷射,然后是主喷射,并且然后仅一次后喷射的示例中,喷射器针可以从第一位置(停用)移动到第三位置,并且然后从第三位置向后移动到停用位置而不是移动到第四位置。致动器可以将喷射器针从第一停用位置经由第二位置移动到第三位置。引燃喷射可以在与第一排喷嘴联接时在第二位置处发生,随后通过在第三位置处联接到第二排喷嘴进行主喷射。在主喷射结束时,致动器可以被停用,从而将针从第三位置经由第二位置移动到停用位置。在第二位置处,后喷射可以通过第一排喷嘴发生,随后燃料喷射结束。
在期望两次燃料喷射(诸如引燃喷射和主燃料喷射或主燃料喷射和后燃料喷射)的另一示例中,致动器可以将喷射器针从第一位置经由第二位置向下移动到第一排喷嘴与第二排喷嘴之间的中间位置,其中环形切口部分未联接到第一排喷嘴或第二排喷嘴。当环形切口部分穿过第一排喷嘴以到达中间位置时,可以经由第一排喷嘴在第二位置处执行第一燃料喷射。随后,致动器可以将喷射器针从中间位置经由第二位置向上移动到第一位置或第五位置,并且当针向上移动时,可以在第二位置处递送第二燃料喷射。
在期望一次燃料喷射时的又一示例中,致动器可以将针移动到第二位置,并且可以经由第一排喷嘴在第二位置处递送单次燃料喷射。在递送期望的燃料量之后,致动器可将喷射器移回到第一位置或第五位置。如上所述,第一位置可与第五位置相同。
转到图7,其示出说明用于操作燃料喷射器组件(诸如图2至图6处的燃料喷射器组件200)的示例方法700的流程图。方法700的至少部分可以被实现为存储在非暂时性存储器中的可执行控制器指令。另外,方法700的部分可以是在物理世界中采取的动作,以变换致动器或装置(诸如燃料喷射器组件的致动器202)的操作状态。用于执行方法700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的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如以上参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以利用发动机系统的发动机致动器(诸如图2至图6处的致动器202)根据下面描述的方法来调节发动机操作。
方法700在702处开始。在702处,方法700包括确定和/或估计发动机操作参数。发动机操作参数可包括但不限于发动机状态(例如,开启或断开)、发动机转速、发动机扭矩需求、指示的发动机扭矩、发动机位置和发动机温度。在确定发动机操作参数之后,方法700进行到704。
在704处,方法700包括确定是否接收到喷射燃料的命令。当发动机旋转并且操作者或控制器期望发动机操作时,可以向发动机喷射燃料。作为示例,可以响应于发动机负载高于阈值和/或响应于点火顺序和指示喷射器要喷射燃料以启动汽缸中的燃烧的发动机位置来喷射燃料。如果喷射燃料的指令为是,则方法700进行到706。
在706处,方法700包括基于发动机工况确认燃料喷射模式(单次、两次或多次燃料喷射)。也就是说,控制器可以确认是否期望单次燃料喷射、两次燃料喷射或多次燃料喷射(例如,多于两次)来操作发动机。例如,可在包括发动机怠速控制、排气催化剂温度高于阈值、发动机温度高于阈值的一个或多个发动机工况期间,以及在发动机热起动条件期间执行单次燃料喷射。因此,基于发动机工况,如果期望单次燃料喷射,则方法700进行到708。在708处,方法700包括调节到致动器(诸如图2处所示的燃料喷射组件200的致动器202)的电信号,以执行单次燃料喷射。将参考图8和图9进一步详细说明通过利用燃料喷射器组件(诸如图2处的燃料喷射器组件200)执行单次燃料喷射的细节。然后,方法700返回。
两次燃料喷射可以为分段燃料喷射,其中在单次燃烧循环期间,在引燃喷射和主燃料喷射中,或者主燃料喷射和后燃料喷射中递送燃料。引燃喷射在主喷射之前执行,而后喷射在主喷射之后执行。通常,柴油发动机在主喷射之前执行引燃喷射,以便减少燃烧噪声和排放。在利用联接在排气通道内的微粒过滤器的发动机系统中,可在主燃料喷射之后执行后燃料喷射,用于产生热以增加微粒过滤器的温度用于再生。
进一步地,在涡轮增压发动机系统中,主燃料喷射之后的后燃料喷射可用于减少涡轮迟滞。例如,如果扭矩需求增加大于阈值,则可以在第一(主)燃料喷射之后执行第二(后)燃料喷射以减少将涡轮转速增加到期望转速所需的时间。进一步地,在一些示例中,可以在冷起动条件期间执行后燃料喷射,其中所产生的附加排气能量可以部分地用于减少使排放控制装置的温度达到阈值温度的持续时间,从而改善催化剂起燃。
更进一步地,可在其中例如一个或多个汽缸处于停用状态的操作期间执行后燃料喷射以将排放控制装置的温度保持在阈值以上,诸如在可变排量发动机(VDE)中。进一步地,在例如低负载条件期间,包括主燃料喷射和后燃料喷射的分段燃料喷射可以用于排气再循环(EGR)容限(tolerance)。具体地,在从以较高负载操作发动机过渡到以极低负载操作发动机期间(诸如在松开加速器踏板期间),当从进气系统净化EGR时,发动机可暂时以分段燃料喷射进行操作。因此,基于发动机工况,如果期望两次燃料喷射(引燃燃料喷射和主燃料喷射或者主燃料喷射和后燃料喷射),则方法700进行到710。在710处,方法700包括调节到燃料喷射器致动器的电信号以在单次燃烧循环期间执行两次燃料喷射。将参考图10和图11进一步详细说明执行两次燃料喷射的细节。然后,方法700返回。
可以执行多次燃料喷射(多于两次)以增强燃烧用于递送期望的扭矩。如果在单次燃烧事件期间期望多次燃料喷射,则方法700进行到712。在712处,方法700包括调节到燃料喷射器致动器的电信号,以在单次燃烧循环期间执行多次燃料喷射。将参考图12至图17进一步详细说明在单次燃烧事件期间执行多于两次燃料喷射的细节。然后,方法700返回。
返回704,如果确定未接收到喷射燃料的命令,则不向致动器发送信号,如在714处所指示。在716处,通过固位弹簧诸如在图2至图5处的固位弹簧210保持或向上移动喷射器,使得喷射器针保持在关闭位置(图2中所示)中,从而导致关闭的燃料通道,并且因此无燃料喷射。然后,方法700返回。
图8示出用于在单次燃烧循环期间执行单次燃料喷射的示例方法720。单次燃料喷射可以通过利用燃料喷射器组件(诸如图2和图3中所示的燃料喷射器组件200)来执行。具体地,该方法示出了燃料喷射器致动器(诸如图2处的致动器202)的用于执行单次主燃料喷射的控制。根据燃料喷射器在发动机汽缸或进气歧管内的定位,燃料喷射器组件可用于直接燃料喷射或进气道燃料喷射。因此,当燃料喷射器组件用于直接燃料喷射时,来自燃料供应源(诸如图2至图6的燃料供应源240)的燃料可以被递送到发动机汽缸的燃烧室(诸如图1处的燃烧室30)。当燃料喷射器组件用于进气道燃料喷射时,来自燃料供应源的燃料可以被递送到进气歧管。
方法720在722处开始。在722处,方法720包括激活燃料喷射器致动器以移动燃料喷射器针,从而将燃料供应源流体地联接到第一排喷嘴,诸如图3中所示的喷嘴226。在该示例中,可以假设,在激活之前燃料喷射器组件最初处于关闭状态,其中未向致动器供应信号并且燃料喷射器针与第一排喷嘴和第二排喷嘴脱离。当在关闭状态下操作时,燃料喷射器组件可处于第一位置,诸如图2中所示的第一位置201。因此,激活燃料喷射器致动器包括向燃料喷射器致动器提供信号。信号可以为电信号,诸如电流。例如,控制器可基于发动机操作参数确定到致动器的期望电流,以朝向第一排喷嘴向下移动喷射器针,从而将燃料喷射器针的环形切口部分(诸如下部环形切口部分224(如在图3中所指示))联接到燃料喷射器的第一排喷嘴。然后,控制器可向燃料喷射器致动器供应期望的电流。当致动器提供的力大于复位弹簧提供的力,并且在与复位弹簧力相反的方向上动作时,响应于控制器提供的信号,燃料喷射器致动器沿燃料喷射器组件的纵向轴线在向下方向上推动燃料喷射器针。期望的电流可以是为喷射器针的指定行进距离提供期望的力的电流。
在724处,方法720包括提供保持电流达期望的持续时间。具体地,当第一排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。保持电流可以为恒定电流,并且可以被设置成维持燃料供应源与第一排喷嘴之间的流体联接达期望的持续时间。期望的持续时间可以基于例如期望的燃料喷射量。因此,如果期望较大的燃料喷射量,则提供保持电流的期望持续时间可更长。期望的燃料喷射量或燃料需求可以基于加速器踏板位置(pp)、发动机转速(N)和测量的质量空气流量(MAF)。注意,该燃料喷射量也能够基于其他参数来确定。例如,能够使用发动机转速和踏板位置的二维映射图。可替代地,还能够使用踏板位置和车速的二维映射图。在另一示例中,燃料喷射量可以基于MAF和/或进气节气门位置和命令的空气-燃料比。
在经由第一排喷嘴递送期望的燃料喷射量时,方法720进行到726。在726处,燃料喷射器致动器可以被停用。停用燃料喷射器致动器包括停止向致动器提供信号。在缺少到电动致动器的电信号的情况下,联接到喷射器主体和喷射器针的多个固位弹簧沿纵向轴线远离喷嘴向上推动针。因此,固位弹簧动作以将针向上移动到第一位置并且将针保持在第一位置。另外,如以上在图2处所示,针的向上运动也可以被燃料喷射器主体的上部部分阻挡。
以这种方式,燃料喷射器组件可用于经由第一排喷嘴递送单次主燃料喷射。在图9处示出了示例燃料喷射。
现在参考图9,其示出用于单次主燃料喷射的序列790。图9的序列可以通过利用图7的方法结合图8的方法在图1至图2的系统的操作期间观察到。
自图9顶部的第一曲线图示出燃料喷射器组件的环形切口部分(诸如图2至图6处的下部环形切口部分224)的位置与时间的关系。曲线792指示作为时间的函数的环形切口位置。如图9所示,当环形切口部分沿燃料喷射器的纵向轴线在向下方向(诸如图3处的方向205)上移动时,环形切口位置相对于Y轴线增加。换句话说,Y轴箭头指示燃料喷射器针的环形切口部分(并且因此燃料喷射器针)在向下方向上的运动。
自图9顶部的第二曲线图示出供应给致动器的电流与时间的关系。曲线794表示随时间变化的电流,并且电流在Y轴线箭头的方向上增加。
自图9顶部的第三曲线图示出燃料喷射速率与时间的关系。曲线796表示随时间变化的燃料喷射速率,并且燃料喷射速率在Y轴线箭头的方向上增加。所有曲线均示出时间沿X轴线箭头的方向增加。
在时间t0时,燃料喷射器处于停用状态或静止状态。在停用状态中,燃料喷射器针通过固位弹簧的力被保持在关闭位置中。在关闭位置中,燃料喷射器的环形切口部分高于第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴,并且因此,环形切口部分未联接到第一排喷嘴、第二排喷嘴或第三排喷嘴。因此,燃料供应源240与喷嘴脱离,并且不发生燃料递送。
在时间t0与t1之间,将电信号(即,电流)被供应给致动器。因此,燃料喷射器针沿喷射器的纵向轴线在向下的方向上移动。随着电流增加,喷射器针从静止位置朝向第一排喷嘴进一步向下移动,如曲线792所指示。在t1处,燃料喷射器针的环形切口部分开始与第一排喷嘴联接。也就是说,在t1处,环形切口部分的一部分联接到第一排喷嘴中的每个的一部分。因此,在t1时,燃料喷射开始并且燃料被喷射到燃料喷射器定位在其中的环境中,例如,在直接燃料喷射的情况下,燃料被喷射到发动机汽缸中,而在进气道燃料喷射的情况下,燃料被喷射到进气歧管中。
在t1与t2之间,随着到致动器的电流增加(曲线794),喷射器针被进一步向下推动,并且环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域增大。因此,燃料喷射速率增加(曲线796)。
在t2时,环形切口部分完全联接到第一排喷嘴。在t2与t3之间,向致动器供应恒定的保持电流(曲线794)。因此,燃料喷射器针的环形切口部分在时间t2与t3之间保持完全联接到第一排喷嘴(曲线792),并且燃料以恒定的燃料喷射速率(曲线796)经由第一排喷嘴被递送。
在t3时,终止到致动器的电流供应(曲线794)。因此,燃料喷射器针通过固位弹簧的力沿燃料喷射器的纵向轴线远离第一排喷嘴在向上的方向(诸如图5处所指示的方向502)上移动。在t3与t4之间,当燃料喷射器针向上移动时,燃料喷射器的环形切口部分和第一排喷嘴之间的联接区域减小。因此,燃料喷射速率减小(曲线796)。
在t4时,燃料喷射器针的环形切口部分与第一排喷嘴完全脱离(曲线792)。因此,燃料喷射终止。在t4之后,并且在t4与t5之间,燃料喷射器针通过固位弹簧的力继续向上移动。在t5时,燃料喷射器针达到静止位置并且燃料喷射器针的运动停止。在t5时以及之后,燃料喷射器针通过固位弹簧保持在静止位置。另外,燃料喷射器主体的上部部分可防止喷射器在向上方向上的进一步运动。以这种方式,可以执行单次主燃料喷射。
图10示出用于在单次燃烧循环期间递送两次燃料喷射的示例方法900。两次燃料喷射可以通过利用燃料喷射器组件(诸如图2至图6处所示的燃料喷射器组件200)递送。具体地,该方法示出了用于递送两次燃料喷射的燃料喷射器致动器(诸如图2处的致动器202)的控制。根据燃料喷射器在发动机汽缸或进气歧管内的定位,燃料喷射器组件可用于直接燃料喷射或进气道燃料喷射。
方法900在902处开始,在902处通过激活燃料喷射器致动器来移动燃料喷射器针以将燃料供应源流体地联接到第一排喷嘴(诸如图2至图5处的喷嘴226)。在该示例中,可以假设,在激活之前,燃料喷射器组件最初处于关闭状态,其中未向致动器供应信号并且燃料喷射器针与第一排喷嘴和第二排喷嘴脱离。当在关闭状态下操作时,燃料喷射器组件可处于第一位置,诸如图2中所示的第一位置201。因此,激活燃料喷射器致动器包括向燃料喷射器致动器提供信号。
信号可以为诸如电流的电信号。例如,控制器可基于发动机操作参数确定到致动器的期望电流,以朝向第一排喷嘴向下移动喷射器针,从而将燃料喷射器针的环形切口部分(诸如图2至图6处指示的下部环形切口部分224)联接到燃料喷射器的第一排喷嘴。然后,控制器可向燃料喷射器致动器供应期望的电流。当致动器提供的力大于复位弹簧提供的力,并且在与复位弹簧力相反的方向上作用时,响应于控制器提供的信号,燃料喷射器致动器沿燃料喷射器组件的纵向轴线在向下方向上推动燃料喷射器针。期望的电流可以是为喷射器针的指定行进距离提供期望的力的可变电流。
在904处,方法900包括提供保持电流至期望的持续时间。具体地,当第一排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。保持电流可以为恒定电流,并且可以被设置成维持燃料供应源与第一排喷嘴之间的流体联接至期望的持续时间。期望的持续时间可以基于例如期望的燃料喷射量,期望的燃料喷射量可以以上面关于图8所描述的方式确定。因此,如果期望较大的燃料喷射量,则提供保持电流的期望持续时间可更长。
在经由第一排喷嘴递送期望的燃料喷射量后,方法700进行到906。在906处,控制器可以增加到燃料喷射器致动器的电流,从而使燃料喷射器针进一步向下远离第一排喷嘴移动到第一排喷嘴与第二排喷嘴之间,从而使喷射器针与第一排喷嘴流体地断开。在该位置处不喷射燃料。
方法900进行到908,在908处,到燃料喷射器致动器的电流减小,使得喷射器针向上移动并且与第一排喷嘴流体地重新连接。当燃料喷射器针与第一排喷嘴流体地重新连接时,通过第一排喷嘴喷射燃料。保持到致动器的电流以维持与第一排喷嘴的联接达期望的持续时间,从而喷射期望的燃料量。
然后,方法900进行到910,其中通过结束到致动器的电流供应停用致动器。停用燃料喷射器致动器包括停止向致动器提供信号。在缺少到电动致动器的电信号的情况下,联接到喷射器主体和喷射器针的多个固位弹簧沿纵向轴线向上推动针远离喷嘴。因此,固位弹簧动作以使针向上移动到第一位置并且将针保持在第一位置。另外,如上面参考图2所讨论,针的向上运动也可以被燃料喷射器主体的上部部分阻挡。以这种方式,燃料喷射器组件可用于经由第一排喷嘴递送两次燃料喷射。在图11处示出了通过第一排喷嘴的两次燃料喷射的示例。
图11示出用于在单次燃烧循环中进行两次燃料喷射的序列920。图11的序列可以通过利用图10的方法结合图7的方法在图1至图2的系统的操作期间观察到。
自图11顶部的第一曲线图示出燃料喷射器组件的环形切口部分(诸如图2至图6处的下部环形切口部分)的位置与时间的关系。曲线922指示作为时间的函数的环形切口位置。如图11所示,当环形切口部分沿燃料喷射器的纵向轴线在向下方向(诸如图3处的方向205)上移动时,环形切口位置相对于Y轴线增加。换句话说,Y轴线箭头指示燃料喷射器针的环形切口部分(并且因此燃料喷射器针)在向下方向上的运动。
自图11顶部的第二曲线图示出供应给致动器的电流与时间的关系。曲线924表示随时间变化的电流,并且电流在Y轴线箭头的方向上增加。
自图11顶部的第三曲线图示出燃料喷射速率与时间的关系。曲线926表示随时间变化的燃料喷射速率,并且燃料喷射速率在Y轴线箭头的方向上增加。所有曲线均示出时间沿X轴线箭头的方向增加。
在时间t0时,燃料喷射器处于停用状态或静止状态。在停用状态中,燃料喷射器针通过固位弹簧的力保持在关闭位置中。在关闭位置中,燃料喷射器的环形切口部分高于第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴,并且因此,环形切口部分未联接到第一排喷嘴、第二排喷嘴或第三排喷嘴。因此,燃料供应源240与喷嘴脱离,并且不发生燃料递送,如在图2中所示。
在时间t0与t1之间,将电信号(即,电流)供应给致动器(曲线924)。因此,燃料喷射器针沿喷射器的纵向轴线在向下的方向上移动。随着电流增加,喷射器针从静止位置朝向第一排喷嘴进一步向下移动,如曲线922所指示。在t1时,燃料喷射器针的环形切口部分开始与第一排喷嘴联接。也就是说,在t1时,环形切口部分的一部分联接到第一排喷嘴的喷嘴中的每个的一部分。因此,在t1时,燃料喷射开始并且燃料被喷射到燃料喷射器定位在其中的环境中。
在t1与t2之间,随着到致动器的电流增加(曲线924),喷射器针被进一步向下推动,并且环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域增大。因此,燃料喷射速率增加(曲线926)。
在t2时,环形切口部分完全联接到第一排喷嘴。在t2与t3之间,向致动器供应恒定的保持电流(曲线924)。因此,燃料喷射器针的环形切口部分在时间t2与t3之间保持完全联接到第一排喷嘴(曲线922),并且燃料以恒定的燃料喷射速率经由第一排喷嘴被递送。在t2至t3之间,燃料喷射器针可向下移动。然而,即使向下移动,喷射器针仍可保持完全联接到第一排喷嘴,例如,当环形切口部分的直径大于燃料喷射器喷嘴的直径时。
在t3时,到致动器的电流供应进一步增加(曲线924)。因此,燃料喷射器针在向下的方向(诸如图3处的方向205)上进一步移动远离第一排喷嘴并且朝向第二排喷嘴移动。当燃料喷射器针在t3与t4之间在第一排喷嘴与第二排喷嘴之间移动时,燃料喷射器的环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域减小并且是部分的。因此,燃料喷射速率降低(曲线926)。
在t4时,燃料喷射器针的环形切口部分与第一排喷嘴完全脱离(曲线922)。因此,不喷射燃料。在t4之后并且在t4与t5之间,不发生燃料喷射。在t5处开始,到致动器的电流减小,使得燃料喷射器针向上移动(远离第二排喷嘴并且朝向第一排喷嘴),从而在燃料喷射器针与第一排喷嘴之间建立部分流体连接(曲线922)。当燃料喷射器针的一部分与第一排喷嘴的一部分接触时,喷射燃料(曲线926)。在t5与t6之间,随着电流减小(曲线924),燃料喷射器针继续向上移动,并且在t6与t7之间完全联接到第一排喷嘴(曲线922)。
电流在t6至t7期间保持恒定,并且通过第一排喷嘴喷射燃料(曲线926)。在t7与t8之间,电流进一步减小,使燃料喷射器针向上移动,在燃料喷射器针与第一排喷嘴之间建立部分流体联接,在t7与t8之间喷射一些燃料。在t8时,电流继续减小(曲线924),使喷射器针进一步向上移动,并且与第一排喷嘴流体地断开,然后结束燃料喷射。到致动器的电流在t9时停止,从而通过使环形切口部分和燃料喷射器针返回到默认关闭位置(图2中所示)来停用燃料喷射器。以这种方式,可以在燃料喷射器针运动的一次循环期间执行两次燃料喷射。
图12示出用于在单次燃烧循环期间递送三次燃料喷射的示例方法950。三次燃料喷射可以通过利用燃料喷射器组件(诸如图2至图6处所示的燃料喷射器组件200)递送。具体地,该方法示出了燃料喷射器致动器(诸如图2处的致动器202)的用于递送三次燃料喷射的控制。
方法950在952处开始,在952处,通过激活燃料喷射器致动器来移动燃料喷射器针以将燃料供应源流体地联接到第一排喷嘴(诸如图2至图5处的喷嘴226)。在该示例中,可以假设,在激活之前,燃料喷射器组件最初处于关闭状态,其中未向致动器供应信号并且燃料喷射器针与第一排喷嘴和第二排喷嘴脱离。当在关闭状态下操作时,燃料喷射器组件可处于第一位置,诸如图2中所示的第一位置201。因此,激活燃料喷射器致动器包括向燃料喷射器致动器提供信号。信号可以为电信号,诸如电流。例如,控制器可基于发动机操作参数确定到致动器的期望电流,以朝向第一排喷嘴向下移动喷射器针,从而将燃料喷射器针的环形切口部分(诸如图2-图6处指示的下部环形切口部分224)联接到燃料喷射器的第一排喷嘴。然后,控制器可向燃料喷射器致动器供应期望的电流。当致动器提供的力大于复位弹簧提供的力,并且在与复位弹簧力相反的方向上作用时,响应于控制器提供的信号,燃料喷射器致动器沿燃料喷射器组件的纵向轴线在向下方向上推动燃料喷射器针。期望的电流可以是为喷射器针的指定行进距离提供期望的力的可变电流。
在954处,方法950包括提供保持电流达期望的持续时间。具体地,当第一排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。保持电流可以为恒定电流,并且可以被提供以维持燃料供应源与第一排喷嘴之间的流体联接达期望的持续时间。期望的持续时间可以基于例如基于发动机工况的期望的燃料喷射量,期望的燃料喷射量可以以上面关于图8说明的方式确定。因此,如果期望较大的燃料喷射量,则提供保持电流的期望持续时间可更长。
在经由第一排喷嘴递送期望的燃料喷射量后,方法950进行到956。在956处,控制器可以增加到燃料喷射器致动器的电流,从而使燃料喷射器针进一步向下远离第一排喷嘴移动,并且与第二排喷嘴流体地连接,如图4中所示。
方法950进行到958,在958处提供保持电流达期望的持续时间。具体地,当第二排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。提供保持电流的期望持续时间导致喷射期望的燃料量。
然后,方法950进行到960,在960处,到致动器的电流减小以使燃料喷射器针的环形切口部分向上移动,从而与第一排喷嘴流体地连接。在962处,通过提供保持电流,方法950维持燃料喷射器联接到第一排喷嘴达期望的持续时间。在燃料喷射器的该位置处,通过第一排喷嘴喷射燃料。
通过结束到喷射器的电流供应,方法950在964处停用致动器。停用燃料喷射器致动器包括停止向致动器提供信号。在缺少到电动致动器的电信号的情况下,联接到喷射器主体和喷射器针的多个固位弹簧沿纵向轴线向上推动针远离喷嘴。因此,固位弹簧动作以使针向上移动到第一位置并且将针保持在第一位置。另外,如上面参考图2所讨论,针的向上运动也可以被燃料喷射器主体的上部部分阻挡。以这种方式,燃料喷射器组件可用于递送三次燃料喷射。在图13处示出了三次燃料喷射的示例。
图13示出用于三次燃料喷射的序列1300。图13的序列可以通过利用图12的方法结合图7的方法在图1至图2的系统的操作期间观察到。
自图13顶部的第一曲线图示出燃料喷射器组件的环形切口部分(诸如图2至图6处的下部环形切口部分224)的位置与时间的关系。曲线1302指示作为时间的函数的环形切口位置。如图13所示,随着环形切口部分沿燃料喷射器的纵向轴线在向下方向(诸如图3处的方向205)上移动,环形切口位置相对于Y轴线增加。换句话说,Y轴线箭头指示燃料喷射器针的环形切口部分(并且因此燃料喷射器针)在向下方向上的运动。
自图13顶部的第二曲线图示出供应给致动器的电流与时间的关系。曲线1304表示随时间变化的电流,并且电流在Y轴线箭头的方向上增加。
自图13顶部的第三曲线图示出燃料喷射速率与时间的关系。曲线1306表示随时间变化的燃料喷射速率,并且燃料喷射速率在Y轴线箭头的方向上增加。所有曲线均示出时间沿X轴线箭头的方向增加。
在时间t0时,燃料喷射器处于停用状态或静止状态。因此,燃料供应源240与喷嘴脱离并且不发生燃料递送,如在图2中所示。
在时间t0与t1之间,将电信号(即,电流)供应给致动器(曲线1304)。因此,燃料喷射器针沿喷射器的纵向轴线在向下的方向上移动。随着电流增加,喷射器针从静止位置朝向第一排喷嘴进一步向下移动,如曲线1302所指示。在t1时,燃料喷射器针的环形切口部分开始联接到第一排喷嘴。也就是说,在t1时,环形切口部分的一部分联接到第一排喷嘴的每个喷嘴的一部分。因此,在t1时,燃料喷射开始并且燃料被喷射到燃料喷射器定位在其中的环境中。
在t1与t2之间,随着到致动器的电流增加(曲线1304),喷射器针被进一步向下推动,并且环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域增大。因此,燃料喷射速率增加(曲线1306)。
在t2时,环形切口部分完全联接到第一排喷嘴。在t2与t3之间,向致动器供应恒定的保持电流(曲线1304)。因此,燃料喷射器针的环形切口部分在时间t2与t3之间保持完全联接到第一排喷嘴(曲线1302),并且以恒定的燃料喷射速率经由第一排喷嘴递送燃料。
在t3时,到致动器的电流供应进一步增加(曲线1304)。因此,燃料喷射器针在向下的方向(诸如图3处的方向205)上进一步远离第一排喷嘴移动并且朝向第二排喷嘴移动。随着燃料喷射器针从t3移动到t4,燃料喷射器的环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域减小并且是部分的。因此,燃料喷射速率降低(曲线1306)。
在t4时,燃料喷射器针的环形切口部分与第一排喷嘴完全脱离(曲线1302)。因此,不喷射燃料。在t4之后并且在t4与t5之间,燃料喷射器电流增加。在t5处开始,到致动器的电流增加,使得燃料喷射器针向下移动以与第二排喷嘴部分联接(曲线1302)。当燃料喷射器针的一部分与第二排喷嘴的一部分接触时,喷射燃料(曲线1306)。随着电流增加,在t6时,燃料喷射器针完全流体地联接到第二排喷嘴。
电流在t6至t7期间保持恒定,并且通过第二排喷嘴喷射燃料(曲线1306)。在t7与t8之间,电流减小,使燃料喷射器针向上移动,在燃料喷射器针与第二排喷嘴之间建立部分流体联接,在t7与t8之间喷射一些燃料。在t8时,电流继续减小(曲线1304),使喷射器针进一步向上移动,并且与第二排喷嘴流体地断开,并且在t8与t9之间不喷射燃料。
在t9与t10之间,随着燃料喷射器针由于减小的电流(曲线1304)而继续向上移动时(曲线1302),燃料喷射器的环形切口部分部分地联接到第一排喷嘴。在t9与t10之间喷射燃料,并且在t10时,燃料喷射器针的环形切口部分完全联接到第一排喷嘴。保持到喷射器的电流达期望的持续时间,从而在t10与t11之间通过第一排喷嘴喷射燃料。
在t11时,到致动器的电流继续减小,从而使喷射器针向上移动。在t11与t12之间,燃料喷射器针的环形切口部分仅部分地联接到第一排喷嘴,从而通过第一排喷嘴喷射燃料。
在t12与t13之间,随着电流继续减小(曲线1304),具有环形切口部分的喷射器针继续向上移动并且与第一排喷嘴流体地断开。在t13时,到致动器的电流结束(曲线1304),从而通过使环形切口部分和燃料喷射器针返回到(在图2中所示的)默认关闭位置而停用燃料喷射器。以这种方式,可以在燃料喷射器针运动的一次循环期间执行三次燃料喷射。
图14示出用于在单次燃烧循环期间递送四次燃料喷射的示例方法1400。四次燃料喷射可以通过利用燃料喷射器组件(诸如图2至图6处所示的燃料喷射器组件200)递送。具体地,该方法示出了燃料喷射器致动器(诸如图2处的致动器202)的用于递送四次燃料喷射的控制。
通过激活燃料喷射器致动器来移动燃料喷射器针以将燃料供应源流体地联接到第一排喷嘴,方法1400在1402处开始。在该示例中,可以假设,在激活之前燃料喷射器组件最初处于关闭状态,其中未向致动器供应信号并且燃料喷射器针与第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴脱离。当在关闭状态下操作时,燃料喷射器组件可处于第一位置,诸如图2中所示的第一位置201。因此,激活燃料喷射器致动器包括向燃料喷射器致动器提供信号。信号可以为电信号,诸如电流。控制器可向燃料喷射器致动器供应期望的电流。随着致动器提供的力大于复位弹簧提供的力,并且在与复位弹簧力相反的方向上作用时,响应于控制器提供的信号,燃料喷射器致动器沿燃料喷射器组件的纵向轴线在向下方向上推动燃料喷射器针。期望的电流可以是为喷射器针的指定行进距离提供期望的力的可变电流。
在1404处,方法1400包括提供保持电流用于维持期望的燃料喷射达持续时间。具体地,当第一排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。保持电流可以为恒定电流,并且可以被提供以维持燃料供应源与第一排喷嘴之间的流体联接达期望的持续时间。期望的持续时间可以基于期望的燃料喷射量,期望的燃料喷射量可以基于发动机工况,如上面关于图8所描述。因此,如果期望较大的燃料喷射量,则提供保持电流的期望持续时间可更长。
在经由第一排喷嘴递送期望的燃料喷射量后,方法1400进行到1406。在1406处,控制器可以增加到燃料喷射器致动器的电流,从而使燃料喷射器针进一步向下远离第一排喷嘴移动,并且与第二排喷嘴流体地连接,如图4中所示。
方法1400进行到1408,在1408处,提供保持电流达期望的持续时间。具体地,当第二排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。提供保持电流的期望持续时间导致喷射期望的燃料量。
然后,方法1400进行到1410,在1410处,到致动器的电流增加以使燃料喷射器针的环形切口部分向下移动,从而与第二排喷嘴流体地断开(但未连接到第三排喷嘴)。在1412处,方法1400减小到致动器的电流,从而使喷射器针向上移动以与第二排喷嘴流体地重新连接。在1414处,提供保持电流以维持喷射器针与第二排喷嘴流体连通达期望的持续时间以喷射期望的燃料量。
方法1400进行到1416,在1416处减小到致动器的电流使喷射器针进一步向上移动,以与第二排喷嘴断开并且连接到第一排喷嘴。在1418处,提供保持电流达期望的持续时间以通过第一排喷嘴喷射燃料。
方法1400进行到1420,在1420处通过结束到喷射器的电流供应来停用致动器。在缺少到电动致动器的电信号的情况下,联接到喷射器主体和喷射器针的多个固位弹簧沿纵向轴线向上推动针远离喷嘴。因此,固位弹簧用于使针向上移动到第一位置并且将针保持在第一位置。此外,如上面参考图2所讨论,针的向上运动也可以被燃料喷射器主体的上部部分阻挡。以这种方式,燃料喷射器组件可用于递送四次燃料喷射。在图15处示出了四次燃料喷射的示例。
图15示出用于四次燃料喷射的序列1450。图15的序列可以通过利用图14的方法结合图7的方法在图1至图2的系统的操作期间观察到。
图15的第一曲线图示出燃料喷射器组件的环形切口部分(诸如图2至图6处的环形切口部分224)的位置对时间的关系。曲线1452指示作为时间的函数的环形切口位置。如图15所示,当环形切口部分沿燃料喷射器的纵向轴线在向下方向(诸如图3处的方向205)上移动时,环形切口位置相对于Y轴线增加。换句话说,Y轴线箭头指示燃料喷射器针的环形切口部分(并且因此燃料喷射器针)在向下方向上的运动。
自图15顶部的第二曲线图示出供应给致动器的电流与时间的关系。曲线1454表示随时间变化的电流,并且电流在Y轴线箭头的方向上增加。
自图15顶部的第三曲线图示出燃料喷射速率与时间的关系。曲线1456表示随时间变化的燃料喷射速率,并且燃料喷射速率在Y轴线箭头的方向上增加。所有曲线均示出时间沿X轴线箭头的方向增加。
在时间t0时,燃料喷射器处于停用状态或静止状态。在停用状态中,燃料喷射器组件通过固位弹簧的力保持在关闭位置中。在关闭位置中,燃料喷射器的环形切口部分在第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴上方,并且因此,环形切口部分未联接到第一排喷嘴、第二排喷嘴或第三排喷嘴。因此,燃料供应源240与喷嘴脱离并且不发生燃料递送,如在图2中所示。
在时间t0与t1之间,将电信号(即,电流)供应给致动器(曲线1454)。因此,燃料喷射器针沿喷射器的纵向轴线在向下的方向上移动。随着电流增加,喷射器针从静止位置朝向第一排喷嘴进一步向下移动,如曲线1452所指示。在t1时,燃料喷射器针的环形切口部分开始联接到第一排喷嘴。因此,在t1时,燃料喷射开始并且燃料被喷射到燃料喷射器定位在其中的环境中。因此,在直接燃料喷射的情况下,燃料被喷射到发动机汽缸并且在进气道燃料喷射的情况下,燃料被喷射到进气岐管中。
在t1与t2之间,随着到致动器的电流增加(曲线1454),喷射器针被进一步向下推动,并且环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域增大。因此,燃料喷射速率增加(曲线1456)。
在t2时,环形切口部分完全联接到第一排喷嘴。在t2与t3之间,向致动器供应恒定的保持电流(曲线1454)。因此,燃料喷射器针的环形切口部分在时间t2与t3之间保持完全联接到第一排喷嘴(曲线1452),并且燃料以恒定的燃料喷射速率经由第一排喷嘴被递送。
在t3时,到致动器的电流供应进一步增加(曲线1454)。因此,燃料喷射器针在向下的方向(诸如图3处指示的方向205)上进一步远离第一排喷嘴并且朝向第二排喷嘴移动。当燃料喷射器针从t3移动到t4时,燃料喷射器的环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域减小并且是部分的。因此,燃料喷射速率降低(曲线1456)。
在t4时,燃料喷射器针的环形切口部分与第一排喷嘴完全脱离(曲线1452)。因此,不喷射燃料。在t4之后并且在t4与t5之间,燃料喷射器电流增加。在t5处开始,到致动器的电流增加,使得燃料喷射器针向下移动以与第二排喷嘴部分联接(曲线1452)。当燃料喷射器针的一部分与第一排喷嘴的一部分接触时,喷射燃料(曲线1456)。随着电流增加,在t6时,燃料喷射器针完全流体地联接到第二排喷嘴。
电流在t6至t7期间保持恒定,并且通过第二排喷嘴喷射燃料(曲线1452)。在t7与t8之间,电流增加,使燃料喷射器针向下移动,其中燃料喷射器针与第二排喷嘴之间的流体联接仅是部分的,从而在t7与t8之间喷射一些燃料。在t8时,电流继续增加(曲线1454),使喷射器针进一步向下移动,与第二排喷嘴流体地断开,并且在t8与t9之间不喷射燃料。
在t9与t10之间,随着燃料喷射器针由于减小的电流(曲线1454)而继续向上移动时(曲线1452),燃料喷射器的环形切口部分地联接到第二排喷嘴。在t9与t10之间喷射燃料,并且在t10时,燃料喷射器针的环形切口部分完全联接到第二排喷嘴。保持到喷射器的电流达期望的持续时间,从而在t10与t11之间通过第二排喷嘴喷射燃料。
在t11时,到致动器的电流继续减小,从而使喷射器针向上移动。在t11与t12之间,燃料喷射器针的环形切口部分仅部分地联接到第二排喷嘴,从而通过第二排喷嘴喷射燃料。
在t12与t13之间,电流继续减小(曲线1454),使环形切口部分与第二排喷嘴断开,从而暂停燃料喷射(曲线1456)。在t13至t14之间,随着电流继续减小,燃料喷射器针继续向上移动(曲线1452)。随着燃料喷射器针的环形切口部分部分地联接到第一排喷嘴时,在t13至t14之间喷射燃料。随着电流增加,环形切口部分完全联接到第一排喷嘴(曲线1452),并且电流在t14至t15之间保持恒定。到喷射器的电流保持达期望的持续时间,从而在t14和t15之间通过第一排喷嘴喷射燃料。
在t15处,到致动器的电流进一步减小(曲线1454),随着燃料喷射器针由于减小的电流(曲线1454)而继续向上移动(曲线1452),燃料喷射器的环形切口部分部分地联接到第一排喷嘴。在t15和t16之间喷射燃料。
在t16至t17之间,到喷射器的电流供应减小并且在t17时结束。在电流减小的情况下,喷射器针继续向上移动。远离喷嘴,从而结束燃料喷射。以这种方式,可在喷射器针运动的一次循环期间执行四次燃料喷射。
图16示出用于在单次燃烧循环期间递送五次燃料喷射的示例方法1600。五次燃料喷射可以通过利用燃料喷射器组件(诸如图2至图6处所示的燃料喷射器组件200)递送。具体地,该方法示出了燃料喷射器致动器(诸如图2处的致动器202)的用于递送五次燃料喷射的控制。
方法1600在1602处开始,在1602处,通过激活燃料喷射器致动器来移动燃料喷射器针以将燃料供应源流体地联接到第一排喷嘴。在该示例中,可以假设,在激活之前燃料喷射器组件最初处于关闭状态,其中未向致动器供应信号并且燃料喷射器针与第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴脱离。当在关闭状态下操作时,燃料喷射器组件可处于第一位置,诸如图2中所示的第一位置201。因此,激活燃料喷射器致动器包括向燃料喷射器致动器提供信号。信号可以为电信号,诸如电流。控制器可向燃料喷射器致动器供应期望的电流。随着致动器提供的力大于复位弹簧提供的力并且在与复位弹簧力相反的方向上动作,响应于控制器提供的信号,燃料喷射器致动器沿燃料喷射器组件的纵向轴线在向下方向上推动燃料喷射器针。期望的电流可以是为喷射器针的指定行进距离提供期望的力的可变电流。
在1604处,方法1600包括提供保持电流达期望的持续时间。具体地,当第一排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。保持电流可以为恒定电流,并且可以被提供以维持燃料供应源与第一排喷嘴之间的流体联接达期望的持续时间。期望的持续时间可以基于期望的燃料喷射量,期望的燃料喷射量基于发动机工况。因此,如果期望较大的燃料喷射量,则提供保持电流的期望持续时间可更长。由此,期望的燃料喷射量或燃料需求可以基于踏板位置(pp)、发动机转速(N)和测量的质量空气流量(MAF)。注意,该燃料喷射量也能够基于其他参数来确定。例如,能够使用发动机转速和踏板位置的二维映射图。可替代地,还能够使用踏板位置和车速的二维映射图。
在经由第一排喷嘴递送期望的燃料喷射量后,方法1600进行到1606。在1606处,控制器可以增加到燃料喷射器致动器的电流,从而使燃料喷射器针进一步向下远离第一排喷嘴移动,并且与第二排喷嘴流体地连接。
方法1600进行到1608,在1608处提供保持电流达期望的持续时间。具体地,当第二排喷嘴完全联接到燃料喷射器针的环形切口部分时,可提供保持电流。提供保持电流的期望持续时间导致喷射期望的燃料量。
然后,方法1600进行到1610,在1610处,到致动器的电流增加以使燃料喷射器针的环形切口部分向下移动,从而与第三排喷嘴流体地连接。在1612处,通过提供保持电流,方法1600维持燃料喷射器联接到第三排喷嘴达期望的持续时间。在燃料喷射器的该位置处,通过第三排喷嘴喷射燃料。
在1614处,方法1600减小到致动器的电流,并且随着喷射器针向上移动,喷射器针与第三排喷嘴流体地断开,并且顺序地与第二排喷嘴连接,之后与第一排喷嘴连接。在每次与喷嘴孔流体地连接时,均可保持电流来维持特定位置以喷射期望的燃料量,如上所述。
方法1600进行到1616,在1616处,结束到喷射器的电流供应。停用燃料喷射器致动器包括停止向致动器提供信号。在缺少到电动致动器的电信号的情况下,联接到喷射器主体和喷射器针的多个固位弹簧沿纵向轴线向上推动针远离喷嘴。因此,固位弹簧动作以使针向上移动到第一位置并且将针保持在第一位置。另外,如上面参考图2所讨论,针的向上运动也可以被燃料喷射器主体的上部部分阻挡。以这种方式,燃料喷射器组件可用于递送五次燃料喷射。在图17处示出了五次燃料喷射的示例。
图17示出用于五次燃料喷射的序列1650。图17的序列可以通过利用图16的方法结合图7的方法在操作图1至图2的系统时观察到。
自图17顶部的第一曲线图示出燃料喷射器组件的环形切口部分(诸如图2至图6处的环形切口部分224)的位置对时间的关系。曲线1652指示作为时间的函数的环形切口位置。如图17所示,随着环形切口部分沿燃料喷射器的纵向轴线在向下方向(诸如图3处的方向205)上移动,环形切口部分相对于Y轴线增加。换句话说,Y轴线箭头指示燃料喷射器针的环形切口部分(并且因此燃料喷射器针)在向下方向上的运动。
自图17顶部的第二曲线图示出供应给致动器的电流与时间的关系。曲线1654表示随时间变化的电流,并且电流在Y轴线箭头的方向上增加。
自图17顶部的第三曲线图示出燃料喷射速率与时间的关系。曲线1656表示随时间变化的燃料喷射速率,并且燃料喷射速率在Y轴线箭头的方向上增加。所有曲线均示出时间沿X轴线箭头的方向增加。
在时间t0时,燃料喷射器处于停用状态或静止状态。在停用状态中,燃料喷射器针通过固位弹簧的力被保持在关闭位置中。在关闭位置中,燃料喷射器的环形切口部分在第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴上方,并且因此,环形切口部分未联接到第一排喷嘴、第二排喷嘴或第三排喷嘴。因此,燃料供应源240与喷嘴脱离并且不发生燃料递送,如在图2中所示。
在时间t0与t1之间,将电信号(即,电流)供应给致动器(曲线1654)。因此,燃料喷射器针沿喷射器的纵向轴线在向下的方向上移动。随着电流增加,喷射器针从静止位置朝向第一排喷嘴进一步向下移动,如曲线1652所指示。在t1时,燃料喷射器针的环形切口部分开始联接到第一排喷嘴。因此,在t1时,燃料喷射开始并且燃料被喷射到燃料喷射器定位在其中的环境中。因此,在直接燃料喷射的情况下,燃料被喷射到发动机汽缸中并且在进气道燃料喷射的情况下,燃料被喷射到进气岐管中。
在t1与t2之间,随着到致动器的电流增加(曲线1654),喷射器针被进一步向下推动,并且环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域增大。因此,燃料喷射速率增加(曲线1656)。
在t2时,环形切口部分完全联接到第一排喷嘴。在t2与t3之间,向致动器供应恒定的保持电流(曲线1654)。因此,燃料喷射器针的环形切口部分在时间t2与t3之间保持完全联接到第一排喷嘴(曲线1652),并且燃料以恒定的燃料喷射速率经由第一排喷嘴被递送。
在t3时,到致动器的电流供应进一步增加(曲线1654)。因此,燃料喷射器针在向下的方向(诸如图3处指示的方向205)上进一步远离第一排喷嘴移动并且朝向第二排喷嘴移动。随着燃料喷射器针从t3移动到t4,燃料喷射器的环形切口部分与第一排喷嘴之间的联接区域减小并且是部分的。因此,燃料喷射速率降低(曲线1656)。
在t4时,燃料喷射器针的环形切口部分与第一排喷嘴完全脱离(曲线1652)。因此,不喷射燃料。在t4之后并且在t4与t5之间,燃料喷射器电流增加。在t5处开始,到致动器的电流增加,使得燃料喷射器针向下移动以与第二排喷嘴部分联接(曲线1652)。当燃料喷射器针的一部分与第一排喷嘴的一部分接触时,喷射燃料(曲线1656)。随着电流增加,在t6时,燃料喷射器针完全流体地联接到第二排喷嘴。
电流在t6至t7期间保持恒定,并且通过第二排喷嘴喷射燃料(曲线1656)。在t7与t8之间,电流增加,使燃料喷射器针向下移动,其中燃料喷射器针与第二排喷嘴之间的流体联接仅是部分的,从而在t7与t8之间喷射一些燃料。在t8时,电流继续增加(曲线1654),使喷射器针进一步向下移动,从而与第二排喷嘴流体地断开,并且在t8与t9之间不喷射燃料。
在t9与t10之间,随着燃料喷射器针由于增加的电流(曲线1654)而继续向下移动(曲线1652),燃料喷射器的环形切口部分部分地联接到第三排喷嘴。在t9与t10之间喷射燃料,并且在t10时,燃料喷射器针的环形切口部分完全联接到第三排喷嘴。保持到喷射器的电流达期望的持续时间,从而在t10与t11之间通过第三排喷嘴喷射燃料。
在t11时,到致动器的电流减小,从而使喷射器针向上移动。在t11与t12之间,燃料喷射器针的环形切口部分仅部分地联接到第三排喷嘴,从而通过第三排喷嘴喷射燃料。
在t12与t13之间,电流继续减小(曲线1654),具有环形切口部分的喷射器针继续向上移动并且与第三排喷嘴流体地断开。在t13时,环形切口部分部分地联接到第二排喷嘴,从而在t13至t14之间喷射燃料。在t14时,环形切口部分完全联接到第二排喷嘴。在t14与t15之间提供保持电流,以通过第二排喷嘴喷射期望的燃料量。在t15至t16期间,随着电流继续减小,第二排喷嘴部分地联接到环形切口部分,从而在t15至t16期间通过第二排喷嘴喷射燃料。
在t16与t17之间,随着电流继续减小(曲线1654),具有环形切口部分的喷射器针继续向上移动并且与第二排喷嘴流体地断开。在t17时,环形切口部分部分地联接到第一排喷嘴,从而在t17至t18之间喷射燃料。在t18时,第一排喷嘴完全联接到燃料喷射器。在t18与t19之间提供保持电流到喷射器,以通过第一排喷嘴喷射期望的燃料量。在t19至t20期间,随着电流继续减小,第一排喷嘴部分联接到环形切口部分,从而在t18至t19期间通过第一排喷嘴喷射燃料。
在t20至t21期间,到致动器的电流结束(曲线1654),从而通过使环形切口部分和燃料喷射器针返回到(在图2中所示的)默认关闭位置而停用燃料喷射器。
以这种方式,从沿喷射器主体的不同垂直平面的三排不同的喷射器喷嘴递送燃料,可在燃料喷射器针运动的一次循环期间执行多达五次燃料喷射。可基于发动机工况调节在燃料喷射器针运动的一次循环期间的燃料喷射器的每个位置期间递送的燃料量,以递送多达两次燃料预喷射,之后是主喷射事件并且然后是多达两次燃料后喷射。因此,可以递送期望的燃料量并且使其得到有效地燃烧,同时降低燃料喷雾渗透性并且减少燃料喷雾相互作用,这继而可防止排放退化。
在燃料喷射器组件的第二实施例中,除了从沿喷射器主体的三个不同垂直平面定位的燃料喷射器喷嘴递送燃料之外,还可增加在燃料喷射器针的单次循环期间在燃料喷射器的每个打开位置处的燃料喷射的压力,以进一步增强燃料喷雾雾化。多个喷射器针在喷射器主体内部的相应燃料室内的向下运动可增加压力并且减小相应燃料室内部的容积。来自每个室的高压燃料可通过联接的喷射器喷嘴被递送到燃烧室中,从而导致增强的燃料喷雾雾化和到燃烧室的壁中的降低的燃料喷雾渗透性。
图18示出可用于发动机汽缸(诸如图1处的汽缸30)中的燃料喷射器组件300的第二实施例。燃料喷射器组件300可以为图1的燃料喷射器66和/或67的一个非限制性示例。
燃料喷射器组件300包括将第一喷射器针316可移动地容纳在喷射器主体340的第一室322内的喷射器主体340。第一喷射器针316可沿喷射器主体340的纵向轴线315移动。第二喷射器针318可移动地被容纳在环绕第一喷射器针316的第二室324内部。第二喷射器针318可以为环形喷射器针,其环绕第一喷射器针316的圆周。第二喷射器针318的长度L2可小于第一喷射器针316的长度L1。第三喷射器针320可以可移动地被容纳在环绕第二喷射器针318的第三室326内。第三喷射器针320可以为环形喷射器针,其环绕第二喷射器针318的圆周。第三喷射器针320的长度L3可小于第二喷射器针的长度L2。
在一个示例中,在容纳相应针的每个室之间可没有流体连接。随着喷射器针在室内部向上或向下移动,每个喷射器针可与喷射器针周围的环形喷射器的内壁和相应室紧密共面接触。容纳在相应室内的喷射器针中的每个可沿喷射器主体340的纵向轴线315移动。在一个示例中,喷射器的纵向轴线315可垂直于燃料喷射器300向其中递送燃料的汽缸的横向轴线309。然而,在其他示例中,喷射器可以相对于横向轴线成不同的角度定位。
燃料喷射器主体340包括多个喷嘴,多个喷嘴包括第一排喷嘴342、第二排喷嘴344和第三排喷嘴346,每排喷嘴布置和定位在燃料喷射器主体340的下部部分中。所述多个喷嘴用于递送来自燃料供应源330的燃料(例如,用于将燃料递送到汽缸)。燃料供应源可以为例如高压燃料供应管线。
第一排喷嘴342的喷嘴中的每个包括流体地连接到第一室322的第一端341,在燃料喷射器主体340的外壁上的第二端343和连接第一端341与第二端343的第一路径342a。第一端341联接到燃料喷射器主体340的第一室322。第二端343通向燃料喷射器主体的外部,并且喷嘴中的每个的第二端沿燃料喷射器主体的第一外部圆周路径设置。因此,第一排喷嘴342的喷嘴中的每个将燃料喷射器主体340的第一室322联接到燃料喷射器主体340的外部(外面)。因此,如果燃料喷射器被定位在汽缸的燃烧室内,则第二端通向燃烧室,并且第一排喷嘴342提供用于将燃料递送到汽缸的第一路径。
如图18中所示的示例所指示,第一路径342a可向下倾斜,其中第一排喷嘴342的第一端341可被定位成高于第二端343。具体地,通向第一室322的第一端341被定位成高于通向燃料喷射器主体外部的第二端343。外部是其中放置燃料喷射器300的环境(例如,燃烧室或进气歧管)。应当理解,在未脱离本公开的范围的情况下,第一路径342a的斜率可以改变(即,斜率可以更大或更小)。在一些示例中,第一排喷嘴342的第一端341和第二端343可以沿与喷射器的纵向轴线315垂直的横向轴线彼此平齐。
燃料喷射器主体340进一步包括在垂直方向上布置和定位在第一排喷嘴342上方的第二排喷嘴344。第二排喷嘴344和第一排喷嘴342可以分开一定的距离。换句话说,第二排喷嘴344可以沿喷射器主体的纵向轴线315定位在第一排喷嘴342的上方。第二排喷嘴344可以递送来自燃料供应源330的燃料。第二排喷嘴344的喷嘴中的每个可以提供将燃料喷射器主体340的第二室324流体地联接到燃料喷射器主体340的外部(即,外面)的第二路径344a。具体地,第二排喷嘴344的喷嘴中的每个的第一端345通向燃料喷射器主体的第二室324,并且第二排喷嘴344的喷嘴中的每个的第二端343通向燃料喷射器主体的外部。因此,如果燃料喷射器被定位在燃烧室内,则第二端通向燃烧室,并且第二排喷嘴提供用于将燃料递送到汽缸的第二路径344a。进一步地,第二排喷嘴344的喷嘴中的每个的第二端沿燃料喷射器主体的第一外部圆周路径上方的第二外部圆周路径设置。
燃料喷射器主体340进一步包括在垂直方向上布置和定位在第二排喷嘴344上方的第三排喷嘴346。第三排喷嘴346和第二排喷嘴344可以分开一定的距离。换句话说,第三排喷嘴346可以沿喷射器主体的纵向轴线315定位在第二排喷嘴344上方。第三排喷嘴346可以递送来自燃料供应源330的燃料。第三排喷嘴346的喷嘴中的每个可以提供将燃料喷射器主体340的第三室326流体地联接到燃料喷射器主体340外部(即,外面)的第三路径346a。具体地,第三排喷嘴346的喷嘴中的每个的第一端349通向燃料喷射器主体的第三室326,而第三排喷嘴346的喷嘴中的每个的第二端351通向燃料喷射器主体的外部。因此,如果燃料喷射器被定位在燃烧室内,则第二端通向燃烧室,并且第三排喷嘴提供用于将燃料递送到汽缸的第三路径346a。进一步地,第三排喷嘴346的喷嘴中的每个的第二端沿第二外部圆周路径上方的燃料喷射器主体的第三外部圆周路径设置。
类似于第一路径和第二路径,第三路径346a可以向下倾斜。也就是说,第三排喷嘴346的喷嘴中的每个的第一端349可以被定位成高于第二端351。具体地,通向第三室326的第一端349被定位成高于通向燃料喷射器主体外部的第二端351。如上所述,外部为其中放置燃料喷射器的环境(例如,燃烧室或进气歧管)。应当理解,在未脱离本公开的范围的情况下,第三路径346a的斜率可以改变(即,斜率可以更大或更小)。在一些示例中,第三排喷嘴的第一端349和第二端351可以沿与喷射器的纵向轴线315垂直的横向轴线彼此平齐。
进一步地,第一排喷嘴342的喷嘴中的每个可以与第二排喷嘴344的喷嘴中的每个平行布置并且平行于第三排喷嘴346。类似地,第二排喷嘴344可以平行于第三排喷嘴346。因此,第一路径342a、第二路径344a和第三路径346a的斜面可以彼此平行。
进一步地,在一些示例中,当在第一排喷嘴342中存在三个或更多个喷嘴时,第一排喷嘴342的喷嘴可以彼此基本等距布置。类似地,当在第二排中存在三个或更多个喷嘴时,第二排喷嘴344的喷嘴可以彼此基本等距布置。第三排喷嘴346的三个或更多个喷嘴可以彼此基本等距地布置。然而,应当理解,在未脱离本公开的范围的情况下,喷嘴的其他布置(例如,群簇布置)是可能的。
燃料供应源330包括流体地连接到第一室的第一燃料供应分支317。第一燃料供应分支317可以沿第一室322的底部节段通入第一室322,底部节段靠近燃料喷射器主体340的基部338。流体通路332可以存在于第一喷射器针中,如图18中所示。流体通路332可以沿第一燃料喷射器针316的基部333打开。
类似地,燃料供应源330包括流体地连接到第二室324的第二燃料供应分支319。第二燃料供应分支319可以沿第二室324的底部节段通入第二室324中。流体通路334可以存在于第二喷射器针中,如图18中所示。流体通路334可以沿第二燃料喷射器针318的基部335打开。
燃料供应源330包括与第三室326流体连接的第三燃料供应分支321。第三燃料供应分支321可以沿第三室326的底部节段通入第三室326。第三燃料供应分支可以在垂直方向上高于第二燃料供应分支319,并且第二燃料供应分支在垂直方向上高于第一燃料供应分支317。流体通路336可以存在于第三喷射器针中,如图18中所示。流体通路336可以沿第三燃料喷射器针320的基座337打开。
在喷射器主体340与喷射器针的每个之间可包括一个或多个固位弹簧。第一组固位弹簧310可联接到第一喷射器针316的顶部节段304。第二组固位弹簧312可联接到第二喷射器针318的顶部节段306,并且第三组固位弹簧314可联接到第三喷射器针320的顶部节段308。联接到相应喷射器针的固位弹簧中的每个可动作以沿喷射器主体340的纵向轴线315在向上的方向上偏置喷射器针(例如,朝向喷射器主体的上部部分远离喷嘴)。
第一喷射器针316的顶部节段304可在垂直方向上高于第二喷射器针318的顶部节段306,并且第二喷射器针318的顶部节段306在垂直方向上高于第三喷射器针320的顶部节段308。当喷射器处于关闭位置370(无燃料喷射)时,固位弹簧中的每个可使相应针的联接的顶部节段偏置远离喷射器主体。在一个示例中,当喷射器处于关闭位置时,顶部节段304可不与顶部节段306物理接触,并且顶部节段306不与顶部节段308物理接触。随着燃料喷射器开始喷射燃料,顶部节段中的每个的相对位置可以随着相应的喷射器针朝向燃料喷射器主体340的基座338向下移动而变化,如下面将参考图19至图25所描述。
致动器303可联接到第一喷射器针316的顶部节段304。致动器303可用于移动第一喷射器针316以调整燃料喷射。具体地,致动器303可以克服第一组弹簧310的力而沿纵向轴线315在向下的方向上(例如,朝向喷嘴)移动第一喷射器针316。致动器303可以从控制器(诸如图1处的控制器12)接收电信号。到致动器的电信号可以基于燃料喷射模式(例如,单次燃料喷射、两次燃料喷射或多次燃料喷射)、期望的燃料喷射量、燃料喷射正时、轨道压力等。响应于电信号,致动器可移动第一喷射器针316以调整燃料喷射。
在燃料喷射器主体340的基座338处设置开口360,以在第一喷射器针316通过致动器303的力上下移动时释放来自第一室322的空气压力。进一步地,每个室可包括一个或多个止动器(未示出),用于在向喷射器针施加电力时阻止相应的燃料喷射器针碰撞室的内部底表面。
图19至图23示出在燃料喷射期间处于各种位置的燃料喷射器300。应当理解,为清楚起见,已将燃料喷射器300的一些特征从图19至图23中移除,并且图19至图23中所示的燃料喷射器300是与图18中所示的燃料喷射器相同的燃料喷射器。
图19示出处于第一打开位置317的燃料喷射器300。在第一打开位置371中,可以通过激活致动器303来调节第一燃料喷射器针316。具体地,致动器303可以被激活以提供第一量的力。响应于激活,致动器克服第一组弹簧310的力迫使第一喷射器针316向下朝向喷射器主体340的基部338。第一量的力将第一喷射器针向下推动以将燃料供应管线330的第一燃料供应分支317联接到流体通路332。换句话说,响应于致动器的激活,第一量的力使第一喷射器针316沿纵向轴线315在向下方向上移动第一距离,这导致流体通路332与第一燃料供应分支317之间的流体联接。流体通路332与第一燃料供应分支317的流体联接导致高压燃料进入第一室322,并且来自第一室322的燃料通过第一组喷射器喷嘴342被递送到喷射器主体外面,例如,递送到燃烧室中。
在第一打开位置371期间,在第二室324或第三室326中不存在燃料,因为在流体通路334与第二燃料供应分支319之间或者在流体通路336和第三燃料分支321之间无流体连接。因此,不通过分别流体地联接到第二室324和第三室326的第二排喷嘴和第三组喷嘴喷射燃料。
致动器303可将燃料喷射器保持在第一位置371达一段特定的持续时间以基于发动机工况递送燃料量,此后致动器303可增加所施加的力以使第一喷射器针克服第一组弹簧310的力朝向燃料喷射器主体的基部进一步向下移动到第二打开位置372,如在图20中所示。在第二打开位置372中,在一个示例中,在向下移动时,第一喷射器针316的顶部节段304可不与第二喷射器针318的顶部节段306接触。
当第一喷射器针316沿第一室322向下移动时,来自第一室的燃料继续通过第一组喷嘴342被喷射,同时流体通路332从与第一燃料供应分支317的完全流体连接移动到部分连接,但仍然将高压燃料引导至第一室。在第二打开位置372期间第二喷射器针318和第三喷射器针320不向下移动,因为第二喷射器针的顶部节段306与第一喷射器针的顶部节段304之间无物理接触。另外,在第三喷射器针的顶部节段308与第二喷射器针的顶部节段306之间无物理接触。因此,第二喷射器针和第三喷射器针不朝向燃烧室向下移动。
在流体通路334与第二燃料供应分支319之间或者在流体通路336与第三燃料分支331之间无流体连接。因此,无燃料流到第二室324或第三室326,并且无燃料通过分别流体地联接到第二室324和第三室326的第二排喷嘴或第三组喷嘴被喷射。
图21中示出燃料喷射器300的第三打开位置373。当燃料喷射器从第二位置371(在图20中示出)移动到第三位置373(在图21中示出)时,致动器303使第一喷射器针316的顶部节段304向下移动。因此,与顶部节段304共面接触的第二喷射器针318的顶部节段306也向下移动。
第一喷射器针316和第二喷射器针318的向下运动导致流体通路332与第一燃料供应分支317脱离,并且同时第二流体通路334流体地连接到第二燃料供应分支319。
当流体通路332与第一燃料供应分支317流体地断开时,燃料继续通过第一组喷嘴342喷射,因为燃料仍然存在于第一室322内部。在第三位置373期间,第一室322内部的压力大于在第一位置371和第二打开位置372中的第一室内部的压力。
由于流体通路334与第二燃料供应分支319的流体联接,第二室324内部也存在高压燃料。来自第二室324的燃料通过第二组喷嘴344被喷射。由于流体通路336与第三燃料分支321之间无流体连接,所以在第三打开位置373期间,在第三室326内部不存在燃料。因此,不通过流体地联接到第三室326的第三组喷嘴喷射燃料。
燃料喷射器300从图21的第三打开位置373移动到图22中所示的第四打开位置374。当燃料喷射器从第三打开位置371(在图21中示出)移动到第四打开位置374时,致动器303使第一喷射器针316的顶部节段304向下移动。因此,与顶部节段304共面接触的第二喷射器针318的顶部节段306也在向下方向上移动,并且与第三喷射器针320的顶部节段308接触。顶部节段308和所联接的第三喷射器针也向下移动,其中第三喷射器针在第三室326内部向下移动。
第一喷射器针316与第二喷射器针318的向下运动导致第二通路334与第二燃料供应分支319脱离,使到第二室的燃料递送暂停。然而,在第三位置期间的燃料递送和燃料喷射之后,第二室中存在残余燃料量。随着第二喷射器针向下移动,第二室324的容积减小。另外,随着第一喷射器针向下移动,流体通路332继续保持与第一燃料供应分支317断开,从而进一步减小第一室322内部的容积。第三喷射器针沿第三室326的向下运动使得流体通路336与第三燃料分支321流体连接。
当流体通路332与第一燃料供应分支317流体地断开时,燃料继续通过第一组喷嘴342喷射,因为燃料仍然存在于第一室322内(在第一和第二位置期间所递送)。在第四打开位置374期间,容有燃料的第一室322的容积小于在上述第三、第二和第一位置中的每个中容有燃料的第一室内部的容积。在第四打开位置374期间在第一室322内部的压力大于在上述第三、第二和第一位置中的每个中在第一室内部的压力。
虽然在第四位置中在第二通路334与第二燃料供应分支319之间无流体联接,但燃料也存在于第二室324内部。来自第二室324的燃料通过第二组喷嘴344被喷射。在第四位置374期间在第二室324内部的压力大于在上述第三、第二和第一位置中的每个中在第二室324内部的压力。
由于流体通路336与第三燃料供应分支321的流体联接,在第四位置374期间燃料可以存在于第三室326内部。通过第三组喷嘴346喷射燃料。因此,在第四位置中,通过第一组、第二组和第三组喷嘴中的每组喷嘴喷射燃料。
致动器303可以停用(例如,通过停止电流)。致动器303的停用可以使固位弹簧中的每个远离喷射器主体340向上偏置。固位弹簧中的每个的向上运动使喷射器针中的每个的联接的顶部节段远离喷射器主体向上移动,从而使燃料喷射器300返回到图18的关闭位置,从而结束燃料喷射。喷射器针中的每个的向上运动向上使流体通路中的每个与相应的燃料通路分支断开。在喷射器针的向上运动期间,可以重新建立并且然后断开流体通路332和流体通路334与相应燃料通路分支的流体连接。
在一个示例中,可在第一位置之后停用燃料喷射器,而在另一示例中,可在第二位置之后停用燃料喷射器。在其他示例中,可在第三位置之后停用燃料喷射器。在燃料喷射器的打开位置中的每个期间以恒定的水平维持电流的持续时间可确定通过喷嘴孔中的每个所喷射的燃料量,该燃料量继而取决于发动机工况。在一个示例中,当发动机转速低时,需要较少的燃料量来维持发动机操作。相比之下,当以高发动机转速操作时,可以通过燃料喷射器喷射更多的燃料。
转到图23,其示出说明用于操作燃料喷射器组件(诸如图18至图22处的燃料喷射器组件300)的示例方法400的流程图。方法400的至少部分可以被实现为存储在非暂时性存储器中的可执行控制器指令。另外,方法400的部分可以是在物理世界中采取的动作,以变换致动器或装置(诸如燃料喷射器组件的致动器303)的操作状态。用于执行方法400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的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如以上参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以利用发动机系统的发动机致动器(诸如图18至图22处的致动器303)来根据下面描述的方法调节发动机操作。
方法400在402处开始。在402处,方法400包括确定和/或估计发动机操作参数。发动机操作参数可包括但不限于发动机状态(例如,开启或断开)、发动机转速、发动机扭矩需求、指示的发动机扭矩、发动机位置和发动机温度。在确定发动机操作参数之后,方法400进行到404。
在404处,方法400包括确定是否接收到喷射燃料的命令。当发动机旋转并且操作者或控制器期望发动机操作时,可以向发动机喷射燃料。作为示例,可以响应于发动机负载高于阈值和/或响应于点火顺序和指示喷射器要喷射燃料以开始汽缸中的燃烧的发动机位置来喷射燃料。如果喷射燃料的命令为是,则方法400进行到406。
在406处,方法400包括基于发动机工况确定当前燃料喷射事件的燃料喷射模式是否通过一排或多排喷嘴进行。也就是说,控制器可以确认燃料喷射是否仅通过第一排喷嘴进行,或者通过第一排喷嘴和第二排喷嘴进行,或者通过第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴进行用于操作发动机。例如,可在包括发动机怠速控制、排气催化剂温度高于阈值、发动机温度高于阈值的一个或多个发动机工况期间,以及在发动机热起动条件期间执行仅通过第一排喷嘴的燃料喷射。因此,基于发动机工况,如果期望通过第一组喷嘴进行燃料喷射,则方法400进行到408。在408处,方法400包括调节到致动器(诸如图19至图20处所示的燃料喷射组件300的致动器303)的电信号,以通过第一排喷嘴执行燃料喷射。然后,方法400返回。
例如,如果扭矩需求大于阈值并且需要将更多的燃料量(例如,比在较小扭矩需求期间期望的燃料量多的燃料)喷射到燃烧室,则燃料喷射可以通过第一排喷嘴和第二排喷嘴进行。另外,可在冷起动条件期间通过第一排和第二排喷嘴喷射附加燃料,其中所生成的附加排气能量可部分地用于使排放控制装置的温度达到阈值温度,从而改善催化剂起燃,并且还维持排放控制装置的温度高于阈值。还可在高速公路巡航条件期间执行来自第一排喷嘴和第二排喷嘴中的每个的燃料喷射,以减少燃料喷雾碰壁并减少HC排放。因此,基于发动机工况,如果期望通过第一排和第二排两者进行燃料喷射,则方法400进行到410。在410处,方法400包括调节到燃料喷射器致动器的电信号,以在单次燃烧循环期间通过第一排喷嘴和第二排喷嘴执行燃料喷射,如在图21中所示。然后,方法400返回。
在一些发动机工况期间,可期望通过第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴中的每个喷射燃料以递送期望的扭矩,用于再生或增加一个或多个排气后处理装置(例如,微粒过滤器、三元型催化剂)的温度。在膨胀冲程期间,可执行来自三排喷嘴中的每个的燃料喷射,以递送少量的燃料到排气系统中,从而增加排气温度,以便缩短催化剂起燃时间和柴油微粒过滤器再生。在峰值功率和负载条件下,可以执行来自三排喷嘴中的每个的燃料喷射(在进气冲程期间执行一次喷射以及在压缩冲程期间执行两次喷射),以减少烟粒和NOx排放。因此,如果在单次燃烧事件期间期望通过第一排喷嘴、第二排喷嘴和第三排喷嘴中的每个进行燃料喷射,则方法400进行到412。在412处,方法400包括调节到燃料喷射器致动器的电信号,以在单次燃烧循环期间通过所有三排喷嘴执行燃料喷射(如在图22中所示)。在单次燃烧事件期间执行三次燃料喷射的细节将关于图24详细说明。然后,方法400返回。
返回404,如果确定未接收到喷射燃料的命令,则不向致动器发送信号,如在414处所指示。在416处,通过固位弹簧(诸如图18中的固位弹簧310、312和314)保持或向上移动喷射器,使得喷射器针被保持在关闭位置中,从而导致燃料通道关闭,并且因此无燃料喷射。然后,方法400返回。
图24示出用于结合图23中所示的方法400操作燃料喷射器(例如,图18至图22的燃料喷射器300)的示例方法420。具体地,该方法示出了燃料喷射器致动器(诸如在图18中所示的致动器303)的用于通过第一排喷嘴、第二排喷嘴和/或第三排喷嘴递送燃料喷射的控制。根据燃料喷射器在发动机汽缸或进气歧管内的定位,燃料喷射器组件可用于直接燃料喷射或进气道燃料喷射。
方法420在424处开始,在424处通过激活燃料喷射器致动器来移动燃料喷射器针以将燃料喷射器针的第一流体通道流体地联接到第一燃料分支。高压燃料通过流体地联接到第一流体通道的第一燃料分支被递送到第一室。激活燃料喷射器可包括向联接到第一喷射器针的致动器提供电信号(诸如电流)。例如,控制器可确定到致动器的期望电流以使第一喷射器针向下移动从而将第一流体通道联接到第一燃料分支,如在图19至图20中所示。然后,控制器可向燃料喷射器致动器供应期望的电流。由于致动器提供的力大于由复位弹簧提供的力并且在与复位弹簧力相反的方向上动作,所以响应于由控制器提供的信号,燃料喷射器致动器沿燃料喷射器组件的纵向轴线在向下的方向上推动燃料喷射器针。期望的电流可以为可变电流,以为喷射器针的指定行进距离提供期望的力。第一流体通道和第一燃料分支的流体联接可以是部分的或完全的,从而将燃料递送到第一燃料室。
方法420进行到425,保持到致动器的电流供应,维持第一流体通道和第一燃料分支的流体联接,继续递送高压燃料到第一室。来自第一室的燃料通过第一排喷嘴被喷射,如在图19至图20中所示。在该示例中,可以假设,在激活之前,燃料喷射器组件最初处于关闭状态,其中未向致动器供应信号并且第一燃料喷射器针的第一通道与第一燃料分支脱离。因此,在第一室内部不存在燃料并且不喷射燃料,如在图18中所示。
在426处,方法420包括增加到致动器的电流供应,使第一喷射器针与第二喷射器针一起向下朝向喷射器喷嘴移动。第一喷射器和第二喷射器的向下运动导致第一流体通道与第一燃料分支脱离,从而结束到第一室的高压燃料供应。第一燃料喷射器针沿第一室的向下运动增加了具有剩余燃料(即,在425处通过第一排喷嘴喷射后在第一室中留下的燃料)的第一室内部的压力。另外,第一喷射器针和第二喷射器针的向下运动导致第二喷射器针的第二流体通道与第二燃料分支的流体联接。第二流体通道与第二燃料分支的联接导致向联接到第二排喷嘴的第二室供应高压燃料。
方法420进行到427,维持到致动器的电流供应以维持第二流体通道和第二燃料分支的联接,继续递送高压燃料到第二室。来自第二室的燃料可以通过第二排喷嘴被喷射到燃烧室。另外,燃料继续从第一室通过第一排喷嘴喷射。
方法420进行到428,进一步增加到致动器的电流,使第一喷射器针与第二和第三燃料喷射器针一起沿各自的室移动。控制器可增加到燃料喷射器致动器的电流,使第一燃料喷射器针进一步向下移动,其中第一喷射器针的顶部节段与第二喷射器针的顶部节段共面接触。第二喷射器针的顶部节段可与第三喷射器针的顶部节段共面接触。因此,第一喷射器针的向下运动也使第二喷射器针和第三喷射器针向下移动。喷射器针的向下运动将第二流体通道与第二燃料分支脱离,从而结束到第二室的高压燃料递送。第一燃料喷射器针沿第一室的向下运动增加了具有剩余燃料(即,在427处通过第一排喷嘴喷射后在第一室中留下的燃料)的第一室内部的压力。第二燃料喷射器针沿第二室的向下运动增加了具有剩余燃料(即,在427处通过第二排喷嘴喷射后在第二室中留下的燃料)的第二室内部的压力。另外,第三流体通道联接到第三燃料分支,从而将高压燃料递送到第三室。
方法420进行到429,维持到致动器的电流供应,以维持第三流体通道和第三燃料分支的联接,继续将高压燃料递送到第三室。来自第三室的燃料可以通过第三排喷嘴被喷射到燃烧室。另外,燃料继续从第二室通过第二排喷嘴喷射,并且从第一室通过第一排喷嘴喷射。
然后,方法420进行到431,其中通过结束到喷射器的电流供应而停用致动器。停用燃料喷射器致动器包括停止向致动器提供信号。在缺少到电动致动器的电信号的情况下,联接到喷射器主体和喷射器针中的每个的多个固位弹簧沿纵向轴线向上推动第一喷射器针、第二喷射器针和第三喷射器针远离喷嘴。在一个示例中,致动器可以在425处的燃料喷射之后或者在427处的燃料喷射之后被停用,从而结束燃料喷射。以这种方式,燃料喷射器组件可用于基于发动机操作参数经由第一排、第二排和/或第三排喷嘴递送燃料喷射。
图25示出用于通过三排喷射器喷嘴进行燃料喷射的序列450,其中每排喷射器喷嘴沿喷射器主体的不同垂直平面。图25的序列可以在由图1和图18的系统通过利用图23和图24的方法进行操作期间观察到。
具有曲线452的第一曲线图示出了三个喷射器针的每个流体通路与相应燃料分支管线的流体联接,诸如每个流体通路332、334和336分别与燃料供应分支317、319或321的流体联接,如在图19至图22中所示。曲线452在Y轴线箭头的方向上指示当(一个或多个)喷射器针沿燃料喷射器的纵向轴线在向下方向上移动时,流体通路的流体联接的变化。
具有曲线454的第二曲线图示出了供应到致动器的电流与时间的关系。曲线454表示随时间变化的电流,并且电流在Y轴线箭头的方向上增加。
具有曲线456的第三曲线图示出了燃料喷射速率与时间的关系。曲线456表示随时间变化的燃料喷射速率,并且燃料喷射速率在Y轴线箭头的方向上增加。所有曲线均示出时间沿X轴线箭头的方向增加。
在时间t0时,燃料喷射器处于停用状态或静止状态。在停用状态中,燃料喷射器针通过固位弹簧的力被保持在关闭位置。不向致动器供应电流(曲线454)。在关闭位置中,流体通路均不联接到相应的燃料分支管线(曲线452)。因此,不向三个燃料室中的任一个供应燃料,并且因此在t0至t1之间不通过喷嘴中的任一个喷射燃料,并且不发生燃料递送(曲线456)。图18中示出了燃料喷射器组件的关闭位置。
在t0与t1之间,将电信号(即,电流)供应给致动器(曲线454)。因此,第一燃料喷射器针沿喷射器的纵向轴线在向下的方向上移动。随着电流增加,第一喷射器针从静止位置朝向第一燃料分支进一步向下移动,如曲线452所示。在t1时,第一喷射器针的流体通道部分地联接到第一燃料分支管线(曲线452),并且因此燃料开始进入第一室,并且燃料喷射通过第一排喷嘴开始(曲线456)。在直接燃料喷射的情况下,燃料被喷射到发动机汽缸中,并且在进气道燃料喷射的情况下,燃料被喷射到进气歧管中。
在t1与t2之间,随着到致动器的电流增加(曲线454),第一喷射器针被进一步向下推动,并且在t2时,第一喷射器针的流体通道完全联接到第一燃料分支管线。因此,燃料喷射速率增加(曲线456)。
在t2与t3之间,向致动器供应恒定的保持电流(曲线454)。因此,第一喷射器针的流体通道保持完全联接到第一燃料分支管线(曲线452),并且燃料以恒定的燃料喷射速率经由第一排喷嘴被递送(曲线456)。
在t3时,到致动器的电流供应进一步增加(曲线454)。因此,具有流体通道的第一燃料喷射器针进一步在向下方向上移动远离第一燃料分支,从而导致第一燃料喷射器的流体通道与第一燃料分支管线在t3至t4之间部分联接(曲线452)。燃料继续以恒定的燃料喷射速率通过第一排喷嘴喷射(曲线456)。
在t4时,第一燃料喷射器的流体通道与第一燃料分支管线流体地脱离(曲线452)。然而,在t4至t5之间,存在于第一室中的燃料继续以恒定速率(曲线456)通过第一排喷嘴被递送。燃料喷射器电流在t4至t5之间增加(曲线454),并且第一喷射器和第二喷射器的向下运动在t5时使得第二燃料喷射器针的流体通道与第二燃料分支管线部分地联接(曲线452)。当第二燃料喷射器针的流体通道的一部分与第二燃料分支管线的一部分接触时,燃料被递送到第二室并通过第二排喷嘴喷射,并且继续从第一排喷嘴喷射(曲线456)。随着电流增加,在t6时,第二燃料喷射器针的流体通道完全流体地联接到第二燃料分支管线。
电流在t6至t7期间保持恒定(曲线454),并且通过第二排喷嘴喷射燃料并通过第一排喷嘴喷射燃料(曲线456)。电流在t7与t8之间进一步增加,使第一燃料喷射器针和第二燃料喷射器针进一步向下移动,从而在第二燃料喷射器针的流体通道与第二燃料分支管线之间建立部分的流体联接。在t7与t8之间,燃料继续通过第一排喷嘴和第二排喷嘴喷射。在t8时,电流继续增加(曲线454),使第一喷射器针、第二喷射器针和第三喷射器针进一步向下移动,从而使第二喷射器针的流体通道与第二燃料分支管线流体地断开,而在t8与t9之间,燃料继续以恒定的速率通过第一排和第二排进行喷射(曲线456)。
在t9与t10之间,由于电流增加(曲线454),第三喷射器针的流体通道部分地联接到第三燃料分支管线(曲线452)。第三喷射器针的流体通道与第三燃料分支管线的部分联接使得燃料被递送到第三燃料室,并且通过第三排喷嘴,以及通过第二排喷嘴和第一排喷嘴喷射燃料,从而在t9至t10之间增加燃料喷射速率(曲线456)。在t10时,第三喷射器针的流体通道完全联接到第三燃料分支管线。在t10至t11之间,保持到喷射器的电流达期望的持续时间,从而通过第三排喷嘴并且从第二排喷嘴和第一排喷嘴喷射燃料。
在t11时,到致动器的电流减小,从而使第一喷射器针、第二喷射器针和第三喷射器针向上移动。在t11与t12之间,由于电流减小(曲线454),第三喷射器针部分地联接到第三燃料分支管线(曲线452)。燃料继续以恒定速率从第三排喷嘴和第一排喷嘴与第二排喷嘴喷射(曲线456)。
在t12时,第三喷射器针的流体通道与第三燃料分支管线完全脱离。在t12至t13之间,到喷射器的电流暂停,并且燃料喷射器移动到关闭位置,从而结束来自所有燃料喷射器喷嘴孔的燃料喷射。在t12至t13之间,随着喷射器针向上移动到关闭位置,可以重新建立流体通道中的每个与相应的燃料分支之间的流体联接达短的持续时间,并且在t13时,当喷射器处于关闭位置时,不再通过喷嘴孔喷射燃料(曲线456)。
以这种方式,可以在燃料喷射器针运动的一次循环期间执行通过第一排喷嘴、第二排喷嘴和/或第三排喷嘴进行的燃料喷射,从而增加用于燃料分配的燃料喷雾雾化,这提高了燃烧效率。进一步地,经由第一排喷嘴的燃料喷射可以以第一较低压力开始。然后,当燃料喷射事件进行时,随着第一喷射器针继续向下移动,燃料可以以第二、较高压力从第一排喷嘴喷射,并且然后以第三、更高压力从第一排喷嘴喷射。同样地,从第二排喷嘴喷出的燃料可以首先以第一较低压力喷射,并且然后随着第二喷射器针向下移动,燃料可以以第二较高压力从第二排喷嘴喷射。从第三排喷嘴喷出的燃料可以以单一压力喷射。
以这种方式,燃料喷射器可以提供可变压力的燃料喷射。该可变喷射压力可以经由燃料喷射器内的三个不同的燃料室来提供。在燃料喷射事件的过程中随着室的容积改变并且随着与燃料供应源的流体联接和脱离发生,燃料室中的每个可经受不同的压力。可从相同的燃料供应源向三个燃料室提供燃料,并且在燃料喷射事件的过程中,燃料供应源可以被维持在恒定的压力下。另外,每个燃料室可被配置为流体地联接到仅单排喷嘴,并且每个室所联接的喷嘴在燃料喷射事件的过程中不改变。
通过三排喷射器喷嘴(其中每排喷射器喷嘴在喷射器主体的不同垂直平面处)喷射燃料的技术效果为,通过在燃烧室的不同位置处喷射燃料降低了燃料渗透性并且减少了燃料到汽缸壁中的冲击。通过喷射器喷嘴喷射的高压燃料增强了燃料喷雾雾化,从而改善了燃烧特性,这继而减少了排放。另外,燃料喷射器组件在燃料喷射器的一次致动循环中执行多达五次燃料喷射的能力允许基于发动机操作参数以两次连续喷射之间的正时的精确控制进行燃料预喷射、燃料主喷射和燃料后喷射。这可以进一步提高排放质量、增加燃烧效率,并且减少燃料喷射器的磨损和撕裂。
用于燃料喷射器的示例方法包括:在燃料喷射器的单次致动循环期间,通过使燃料喷射器的多个燃料喷射器针移位以通过联接到第一燃料室的第一喷嘴、联接到第二燃料室的第二喷嘴以及联接到第三燃料室的第三喷嘴递送燃料来从燃料喷射器喷射燃料。在前述示例中,另外地或可选地,使多个燃料喷射器针移位包括:使多个燃料喷射器针的第一喷射器针从关闭位置移位第一距离到第一打开位置,其中在第一打开位置处,燃料喷射器通过流体地联接到第一室的第一喷嘴喷射燃料,第一室通过流体地联接到第一燃料分支的第一喷射器针的第一通道接收燃料。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,使第一喷射器针移位进一步包括:使第一喷射器针连同多个燃料喷射器针的第二喷射器针一起从第一打开位置移位第二距离到第二打开位置,其中在第二打开位置处,燃料喷射器通过第二喷嘴并且通过第一喷嘴喷射燃料。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,在第二打开位置处,第二室通过第二喷射器针的第二通道接收燃料,第二通道联接到第二燃料分支,并且在第二打开位置处,第一喷射器针与第一燃料分支流体地脱离,且第一室不通过第一喷射器针的第一通道接收燃料。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,使第一喷射器针移位进一步包括:使第一喷射器针连同第二喷射器针和多个喷射器针中的第三喷射器针一起从第二打开位置移位第三距离到第三打开位置,其中在第三打开位置处,燃料喷射器通过第三喷嘴、通过第二喷嘴并且通过第一喷嘴喷射燃料。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,在第三打开位置处,第三室通过联接到第三燃料分支的第三喷射器针的第三通道接收燃料,第一室与第一燃料分支流体地脱离并且不通过第一喷射器针的第一通道接收燃料,并且第二室与第二燃料分支流体地脱离,并且不通过第二喷射器针的第二通道接收燃料。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,在第三打开位置处在第一室中的第三压力大于在第二打开位置处在第一室中的第二压力,并且第二压力大于在第一打开位置处在第一室中的第一压力。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,在第三打开位置处在第二室中的第四压力大于在第二打开位置处在第二室中的第五压力。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,进一步包括将燃料喷射器从第三打开位置经由第二打开位置和第一打开位置移动到关闭位置,其中在关闭位置处,不向第一室、第二室和第三室递送燃料,并且不通过第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴喷射燃料。
一种示例燃料喷射器系统,其包括:燃料喷射器主体,燃料喷射器主体包括在垂直方向上定位在第二喷嘴下方的第一喷嘴和在垂直方向上定位在第三喷嘴下方的第二喷嘴;可在燃料喷射器主体的第一室内移动的第一喷射器针,第一喷射器针包括被配置为联接到第一燃料供应分支的第一流体通道,所述第一室流体地连接到第一喷嘴;围绕第一燃料喷射器针的至少一部分的第二环形喷射器针,第二环形燃料喷射器针可在燃料喷射器主体的第二室内移动,所述第二环形喷射器针包括被配置为联接到第二燃料供应分支的第二流体通道,所述第二室流体地连接到第二喷嘴;围绕第二环形喷射器针的至少一部分的第三环形喷射器针,第三环形喷射器针可在燃料喷射器主体的第三室内移动,第三环形喷射器针包括被配置为联接到第三燃料供应分支的第三流体通道,所述第三室流体地连接到第三喷嘴;以及用于控制第一燃料喷射器针的移动的致动器。在前述示例中,另外地或可选地,进一步包括将非暂时性指令存储在存储器中的控制器,当被执行时,所述指令使得控制器:响应于将燃料喷射到汽缸的命令,执行燃料喷射器的致动循环以进行多次燃料喷射,在致动循环期间,激活致动器以使第一喷射器针向下移动第一距离,从而将第一燃料供应分支流体地联接到第一室并且在其中通过第一喷嘴执行第一燃料喷射。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,所述指令进一步使得控制器激活致动器以使第一喷射器针和第二喷射器针向下移动第二距离,从而使第二燃料供应分支流体地联接到第二室并且使第一燃料供应分支与第一室流体地脱离,并且在其中通过第二喷嘴和第一喷嘴执行第二燃料喷射。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,所述指令进一步使得控制器激活致动器以使第一喷射器针、第二喷射器针和第三喷射器针向下移动第三距离,从而使第三燃料供应分支流体地联接到第三室并且使第二燃料供应分支与第二室流体地脱离,并且在其中通过第三喷嘴、第二喷嘴和第一喷嘴中的每个执行第三燃料喷射。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,其中第一燃料供应分支、第二燃料供应分支和第三燃料供应分支中的每个联接到共用的高压燃料供应源。
用于燃料喷射器的另一示例方法包括:将喷射器针从第一位置经由第二位置和第三位置移动到第四位置,在第二位置处执行第一燃料喷射,在第三位置处执行第二燃料喷射,以及在第四位置处执行第三燃料喷射,并且随后将针从第四位置经由第三位置和第二位置移动到第一位置,并且在第三位置处执行第四燃料喷射以及在第二位置处执行第五燃料喷射。将喷射器针从第一位置移动到第二位置,从第二位置移动到第三位置,以及从第三位置移动到第四位置分别与第一燃料喷射事件、第二燃料喷射事件和第三燃料喷射事件同时发生。在前述示例中,另外地或可选地,进一步包括在第二燃料喷射期间,将针保持在第三位置处达持续期望的持续时间,所述期望的持续时间基于期望的燃料喷射量。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,其中将针从第一位置移动到第四位置包括在第一位置处启动到致动器的电输入,并将输入增加到期望值,所述期望值基于针从第一位置到第四位置的位移。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,进一步包括在第三燃料喷射期间,通过将电输入维持在期望值处达期望的持续时间来将针保持在第四位置处。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,其中将针从第四位置移动到第一位置包括从第四位置到第一位置将电输入随时间从期望值减小,并且当针处于第一位置时停止所述输入。当针处于第四位置时,减小到针的电输入以使针从第四位置移回到第一位置。一旦针到达第一位置,到针的电输入就结束。在前述示例中的任一个或全部中,另外地或可选地,其中沿喷射器针的纵向轴线,在第一位置处的喷射器针在垂直方向上高于在第二位置中的喷射器针,并且在第二位置中的喷射器针在垂直方向上高于在第三位置中的喷射器针。
注意,本文包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件来实施。本文描述的具体程序可以表示任何数目的处理策略中的一种或多种,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此,所说明的各种动作、操作和/或功能可以以所说明的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略。同样地,处理的次序并非是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所必需的,而是为易于说明和描述提供。根据所使用的特定策略,可以重复执行所说明的行为、操作和/或功能中的一种或多种。进一步地,所描述的动作、操作和/或功能可以用图形表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中所描述的动作通过在包括各种发动机硬件组件的系统中结合电子控制器执行指令来实施。
应该理解,因为许多变化是可能的,所以本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义。例如,上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他的发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置、以及其他特征、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。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求来要求保护。此类权利要求,无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同,仍被视为包括在本公开的主题内。
Claims (19)
1.一种用于燃料喷射器的方法,其包括:
在所述燃料喷射器的单次致动循环期间,通过使所述燃料喷射器的多个燃料喷射器针沿所述燃料喷射器的纵向轴线移位以通过联接到第一燃料室的第一喷嘴、联接到第二燃料室的第二喷嘴以及联接到第三燃料室的第三喷嘴递送燃料从所述燃料喷射器喷射燃料,所述第二喷嘴的出口沿所述燃料喷射器的所述纵向轴线在垂直方向上定位在所述第一喷嘴的出口上方并且所述第三喷嘴的出口沿所述燃料喷射器的所述纵向轴线在垂直方向上定位在所述第二喷嘴的所述出口上方,其中通过所述第一喷嘴、所述第二喷嘴和所述第三喷嘴递送的燃料由共用的燃料供应源供应,所述共用的燃料供应源供应被配置成流体地联接到所述第一燃料室、所述第二燃料室和所述第三燃料室中的每一个。
2.根据权利要求1所述的方法,其中使所述多个燃料喷射器针移位包括:使所述多个燃料喷射器针的第一喷射器针从关闭位置移位第一距离到第一打开位置,其中在所述第一打开位置处,所述燃料喷射器通过流体地联接到所述第一燃料室的所述第一喷嘴喷射燃料,所述第一燃料室通过流体地联接到第一燃料分支的所述第一喷射器针的第一通道接收燃料。
3.根据权利要求2所述的方法,其中使所述第一喷射器针移位进一步包括:使所述第一喷射器针连同所述多个燃料喷射器针的第二喷射器针一起从所述第一打开位置移位第二距离到第二打开位置,其中在所述第二打开位置处,所述燃料喷射器通过所述第二喷嘴并且通过所述第一喷嘴喷射燃料。
4.根据权利要求3所述的方法,其中在所述第二打开位置处,所述第二燃料室通过所述第二喷射器针的第二通道接收燃料,所述第二通道联接到第二燃料分支,并且在所述第二打开位置处,所述第一喷射器针与所述第一燃料分支流体地脱离,且所述第一燃料室不通过所述第一喷射器针的所述第一通道接收燃料。
5.根据权利要求4所述的方法,其中使所述第一喷射器针移位进一步包括:使所述第一喷射器针连同所述第二喷射器针和所述多个喷射器针中的第三喷射器针一起从所述第二打开位置移位第三距离到第三打开位置,其中在所述第三打开位置处,所述燃料喷射器通过所述第三喷嘴、通过所述第二喷嘴并且通过所述第一喷嘴喷射燃料。
6.根据权利要求5所述的方法,其中在所述第三打开位置处,所述第三燃料室通过联接到第三燃料分支的所述第三喷射器针的第三通道接收燃料,所述第一燃料室与所述第一燃料分支流体地脱离并且不通过所述第一喷射器针的所述第一通道接收燃料,并且所述第二燃料室与所述第二燃料分支流体地脱离,并且不通过所述第二喷射器针的所述第二通道接收燃料。
7.根据权利要求6所述的方法,其中在所述第三打开位置处在所述第一燃料室中的第三压力大于在所述第二打开位置处在所述第一燃料室中的第二压力,并且所述第二压力大于在所述第一打开位置处在所述第一燃料室中的第一压力。
8.根据权利要求6所述的方法,其中在所述第三打开位置处在所述第二燃料室中的第四压力大于在所述第二打开位置处在所述第二燃料室中的第五压力。
9.根据权利要求6所述的方法,其进一步包括将所述燃料喷射器从所述第三打开位置经由所述第二打开位置和所述第一打开位置移动到所述关闭位置,其中在所述关闭位置处,不向所述第一燃料室、所述第二燃料室和所述第三燃料室中的每个递送燃料,并且不通过所述第一喷嘴、所述第二喷嘴和所述第三喷嘴喷射燃料。
10.一种燃料喷射器系统,其包括:
燃料喷射器主体,其包括在垂直方向上定位在第二喷嘴下方的第一喷嘴和在垂直方向上定位在第三喷嘴下方的所述第二喷嘴;
第一喷射器针,其在所述燃料喷射器主体的第一室内可移动,所述第一喷射器针包括被配置为联接到第一燃料供应分支的第一流体通道,所述第一室流体地连接到所述第一喷嘴;
第二环形喷射器针,其围绕所述第一喷射器针的至少一部分,所述第二环形喷射器针在所述燃料喷射器主体的第二室内可移动,所述第二环形喷射器针包括被配置为联接到第二燃料供应分支的第二流体通道,所述第二室流体地连接到所述第二喷嘴;
第三环形喷射器针,其围绕所述第二环形喷射器针的至少一部分,所述第三环形喷射器针在所述燃料喷射器主体的第三室内可移动,所述第三环形喷射器针包括被配置为联接到第三燃料供应分支的第三流体通道,所述第三室流体地连接到所述第三喷嘴;以及
用于控制所述第一喷射器针的纵向移动的致动器,
其中所述第一燃料供应分支、所述第二燃料供应分支和所述第三燃料供应分支中的每个联接到共用的燃料供应源。
11.根据权利要求10所述的系统,其进一步包括将非暂时性指令存储在存储器中的控制器,当被执行时,所述指令使得所述控制器:
响应于将燃料喷射到汽缸的命令,执行所述燃料喷射器的致动循环,以进行多次燃料喷射;
在所述致动循环期间,激活所述致动器以使所述第一喷射器针向下移动第一距离,将所述第一燃料供应分支流体地联接到所述第一室并且从而通过所述第一喷嘴执行第一燃料喷射。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述指令进一步使得所述控制器激活所述致动器以使所述第一喷射器针和所述第二环形喷射器针向下移动第二距离,从而使所述第二燃料供应分支流体地联接到所述第二室并且使所述第一燃料供应分支与所述第一室流体地脱离,并且在其中通过所述第二喷嘴和所述第一喷嘴执行第二燃料喷射。
13.根据权利要求11所述的系统,其中所述指令进一步使得所述控制器激活致动器以使所述第一喷射器针、所述第二环形喷射器针和所述第三环形喷射器针向下移动第三距离,使所述第三燃料供应分支流体地联接到所述第三室并且使所述第二燃料供应分支与所述第二室流体地脱离,并且从而通过所述第三喷嘴、所述第二喷嘴和所述第一喷嘴中的每个执行第三燃料喷射。
14.根据权利要求10所述的系统,其中所述共用的燃料供应源是高压燃料供应源。
15.一种用于燃料喷射器的方法,其包括:
将喷射器针从第一位置经由第二位置和第三位置纵向移动到第四位置;
在所述第二位置处执行第一燃料喷射,在所述第三位置处执行第二燃料喷射,以及在所述第四位置处执行第三燃料喷射,并且随后将所述喷射器针从所述第四位置经由所述第三位置和所述第二位置纵向移动到所述第一位置;以及
在所述第三位置处执行第四燃料喷射并且在所述第二位置处执行第五燃料喷射;
其中在所述第二位置、所述第三位置、所述第四位置处喷射的燃料由共用的燃料供应源供应;
其中沿所述喷射器针的纵向轴线,在所述第一位置处的所述喷射器针在垂直方向上高于在所述第二位置中的所述喷射器针,并且在所述第二位置中的所述喷射器针在垂直方向上高于在所述第三位置中的所述喷射器针。
16.根据权利要求15所述的方法,其进一步包括:在所述第二燃料喷射期间,将所述喷射器针保持在所述第三位置处达期望的持续时间,所述期望的持续时间基于期望的燃料喷射量。
17.根据权利要求15所述的方法,其中将所述喷射器针从所述第一位置移动到所述第四位置包括在所述第一位置处启动到致动器的电输入,并将所述电输入增加到期望值,所述期望值基于所述喷射器针从所述第一位置到所述第四位置的位移。
18.根据权利要求17所述的方法,其进一步包括,在所述第三燃料喷射期间,通过将所述电输入维持在所述期望值处达所述期望的持续时间,将所述喷射器针保持在所述第四位置处。
19.根据权利要求18所述的方法,其中将所述喷射器针从所述第四位置移动到所述第一位置包括从所述第四位置到所述第一位置使所述电输入随时间从所述期望值减小,并且当所述喷射器针处于所述第一位置时停止所述电输入。
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10570865B2 (en) * | 2016-11-08 | 2020-02-25 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel injector with variable flow direction |
US10808668B2 (en) * | 2018-10-02 | 2020-10-20 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for a fuel injector |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5199398A (en) * | 1991-06-25 | 1993-04-06 | Wartsila Diesel International Ltd. Oy | Fuel injection valve arrangement |
CN1724863A (zh) * | 2004-07-19 | 2006-01-25 | 卡特彼勒公司 | 机械致动和电子控制的燃料喷射系统 |
CN101772636A (zh) * | 2007-07-31 | 2010-07-07 | 卡特彼勒公司 | 具有限流装置的燃料喷射器喷嘴 |
CN101903640A (zh) * | 2007-10-19 | 2010-12-01 | 卡特彼勒公司 | 压电增强燃料喷射器和使用该压电增强燃料喷射器的发动机 |
CN103119274A (zh) * | 2010-07-07 | 2013-05-22 | C.R.F.阿西安尼顾问公司 | 用于内燃机的燃料喷射系统 |
CN105492757A (zh) * | 2013-08-30 | 2016-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 燃料喷射器 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2758057A1 (de) * | 1977-12-24 | 1979-06-28 | Daimler Benz Ag | Doppelnadel-einspritzventil |
EP0694123A1 (de) * | 1994-02-11 | 1996-01-31 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh | Einspritzsystem |
JPH08193560A (ja) * | 1994-11-15 | 1996-07-30 | Zexel Corp | 可変噴孔型燃料噴射ノズル |
KR100293551B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2001-07-12 | 이계안 | 디젤엔진의 이중분사각을 갖는 연료분사노즐 |
US6293261B1 (en) | 2000-03-03 | 2001-09-25 | Delphi Technologies, Inc. | Canister purge hydrocarbon sensing |
DE10023960A1 (de) | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
US6705278B2 (en) | 2001-06-26 | 2004-03-16 | Caterpillar Inc | Fuel injector with main shot and variable anchor delay |
US6725838B2 (en) * | 2001-10-09 | 2004-04-27 | Caterpillar Inc | Fuel injector having dual mode capabilities and engine using same |
US7056474B2 (en) | 2001-10-29 | 2006-06-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | Hydrocarbon sensor and collector |
US7803039B2 (en) | 2004-06-18 | 2010-09-28 | Denso Corporation | Method of controlling air intake into air conditioned enclosure |
ATE439515T1 (de) * | 2005-04-28 | 2009-08-15 | Delphi Tech Inc | Einspritzdüse |
KR100999609B1 (ko) | 2007-09-06 | 2010-12-08 | 현대자동차주식회사 | 캐니스터의 초기 탄화수소 농도 측정방법, 이를 이용한 연료 분사량 제어 방법 및 그 시스템 |
GB0806705D0 (en) | 2008-04-14 | 2008-05-14 | Delphi Tech Inc | Fuel injector |
DE102008045322B4 (de) | 2008-09-02 | 2019-06-19 | Continental Automotive Gmbh | Anordnung zur Messung einer Kohlenwasserstoffkonzentration |
US8181631B2 (en) | 2009-06-06 | 2012-05-22 | Ford Global Technologies, Llc | Hydrocarbon storage canister purge system and method |
US8707935B2 (en) | 2009-10-28 | 2014-04-29 | Ford Global Technologies, Llc | Exhaust gas recirculation system with a NOx sensor |
US20110297753A1 (en) * | 2010-12-06 | 2011-12-08 | Mcalister Roy E | Integrated fuel injector igniters configured to inject multiple fuels and/or coolants and associated methods of use and manufacture |
KR20120015132A (ko) | 2010-08-11 | 2012-02-21 | 현대중공업 주식회사 | 2단 연료 분사 밸브 |
FI20115418A0 (fi) | 2011-05-03 | 2011-05-03 | Waertsilae Finland Oy | Polttoaineenruiskutusyksikkö ja-järjestelmä |
US9068539B2 (en) | 2012-08-03 | 2015-06-30 | Caterpillar Inc. | Dual check fuel injector and fuel system using same |
US9410521B2 (en) * | 2013-07-19 | 2016-08-09 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel injector spray pattern |
DE102013022260B3 (de) * | 2013-12-30 | 2015-05-21 | L'orange Gmbh | Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor |
-
2016
- 2016-08-30 US US15/251,852 patent/US11260407B2/en active Active
-
2017
- 2017-08-11 RU RU2017128718A patent/RU2017128718A/ru not_active Application Discontinuation
- 2017-08-29 CN CN201710754526.2A patent/CN107795401B/zh active Active
- 2017-08-30 DE DE102017119950.0A patent/DE102017119950A1/de active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5199398A (en) * | 1991-06-25 | 1993-04-06 | Wartsila Diesel International Ltd. Oy | Fuel injection valve arrangement |
CN1724863A (zh) * | 2004-07-19 | 2006-01-25 | 卡特彼勒公司 | 机械致动和电子控制的燃料喷射系统 |
CN101772636A (zh) * | 2007-07-31 | 2010-07-07 | 卡特彼勒公司 | 具有限流装置的燃料喷射器喷嘴 |
CN101903640A (zh) * | 2007-10-19 | 2010-12-01 | 卡特彼勒公司 | 压电增强燃料喷射器和使用该压电增强燃料喷射器的发动机 |
CN103119274A (zh) * | 2010-07-07 | 2013-05-22 | C.R.F.阿西安尼顾问公司 | 用于内燃机的燃料喷射系统 |
CN105492757A (zh) * | 2013-08-30 | 2016-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 燃料喷射器 |
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---|---|
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