[發明專利]控制內燃發動機的燃料噴霧持續時間的方法

有效

• 申請號: 201710397060.5
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107448317B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張小鋼
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D41/40
• 分類號: F02D41/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;張穎

本發明涉及控制內燃發動機的燃料噴霧持續時間的方法，提供了用于直接燃料噴射的方法和系統。在一個示例中，燃料噴射器系統包括噴射器針和噴射器軸針，以及在噴射器軸針外圓周周圍的寬度不均勻的弧形燃料通道，弧形燃料通道沿著其長度與噴射器軸針中的燃料貯存器流體連接。耦連于噴射器針的執行器可以順序移動并定位噴射器針，以在每個位置處在弧形燃料通道與燃料噴射器的一個或多個噴嘴孔之間建立流體連接，其中在每個位置的流體連接的持續時間基于弧形燃料通道的寬度，并且可以確定僅從這些噴嘴孔排放的燃料體積，由此減少燃料噴霧互相作用并增加燃料噴霧霧化。

技術領域

本發明大致涉及控制車輛的內燃發動機中的直接燃料噴射的方法和系統。

背景技術

內燃發動機可以使用直接燃料噴射，其中被精確控制量的燃料在高壓下被噴射進每個發動機汽缸，從而增加燃料效率和發動機動力輸出。在傳統的直接燃料噴射器中，噴射器噴嘴孔的配置和幾何構形能夠調節燃燒特性并且影響車輛排放。通常，燃料從燃料噴射器針的頂端的腔通過多個孔噴射進發動機汽缸，燃料被配置為多種形式以增加霧化并提升空氣-燃料混合。

然而，本文發明人已經意識到，在發動機燃燒室內，由于進氣門和排氣門沿燃燒室的定位，氣流可能不均勻。在發動機進氣沖程中，進氣門的打開可以在燃燒室的一些部分中生成具有高渦旋和滾動的湍急氣流，同時較少的渦旋、滾動和湍流在燃燒室的其他位置可見。因此，如果燃料在燃燒室的所有部分中被均勻地輸送(例如，如果相同體積的燃料被輸送)，則在燃燒室的某些部分中，燃料壁滲透可能增加并且燃料噴霧霧化可能減少，如燃燒室內經歷較少湍急氣流的區域，這些區域可能最終使排放劣化。

發明內容

在一個示例中，通過燃料噴射器系統可以解決上述問題，該燃料噴射器系統包括具有多個噴嘴孔的噴射器主體，和耦連到燃料噴射器軸針(injector pin)的噴射器針(injector needle)；燃料噴射器軸針包括與燃料噴射器軸針內部的燃料貯存器流體連通的弧形燃料通道；燃料噴射器針與噴射器軸針被容納于噴射器主體內；弧形燃料通道包括具有第一寬度的第一區域和具有第二寬度的第二區域，第二寬度大于第一寬度；并且當噴射器針被致動時，第一區域被配置為與多個噴嘴孔中的第一噴嘴孔流體連通，進而輸送第一燃料體積，并且第二區域被配置為與多個噴嘴孔中的第二噴嘴孔流體連通，進而輸送大于第一燃料體積的第二燃料體積。

操作上述燃料噴射器的一個示例性方法可以包括：致動具有被容納于燃料噴射器主體內的弧形燃料通道的針，以使針從關閉位置順序向下移動經過多個開放位置；將一定寬度的弧形燃料通道流體連接到特定噴嘴孔；噴射期望體積的燃料至燃燒室的不同區域中。在一個示例中，第一寬度的燃料通道可以流體連接到第一噴嘴孔，隨后使針下移，使燃料通道的第一寬度與第一噴嘴孔流體地斷開；并且在多個開放位置中的第二開放位置，將燃料通道的第二寬度流體連接到第二噴嘴孔，其中第二寬度大于第一寬度。第一燃料體積可以通過第一噴嘴孔被噴射至燃燒室中的低滾動低渦旋的區域，并且第二燃料體積可以通過第二噴嘴孔被噴射至燃燒室中的高滾動和高渦旋的區域，其中第一燃料體積可以小于第二燃料體積。

通過這種方式，在多孔燃料噴射器裝配中，具有非均勻寬度的弧形燃料通道的噴射器針可以被順序放置，以便在每個位置可以基于與特定噴嘴孔并置的(in appositionwith)弧形燃料通道的寬度而建立弧形燃料通道與特定噴嘴孔之間的達一持續時間的流體連通。在每個位置，特定體積的燃料可以通過噴嘴孔被噴射至燃燒室的特定區域中，由此最小化燃料噴霧相互作用并增加燃料噴霧霧化。

應理解的是，上述發明內容被提供用來以簡單形式介紹一系列概念，這些概念將在詳細說明中被進一步描述。說明書并非旨在確定所要求保護主題的關鍵或必要特征，被要求保護主題的范圍僅由所附權利要求唯一限定。另外，被要求保護的主題不限于解決上文或本公開任何部分提及的任何不足的實施方式。

附圖說明

圖1顯示了內燃發動機的示意描述圖。

圖2顯示了圖1中發動機在停用位置時所使用的直接燃料噴射器裝配的示例。