柴油发动机双燃料喷射策略制造技术

本申请涉及柴油发动机双燃料喷射策略。描述了用于在汽缸的循环期间向柴油发动机供应燃料的方法和系统。在一个示例中，经由具有不同的燃料流率的两个燃料喷射器向汽缸供应燃料。可以操作两个燃料喷射器在汽缸的循环期间提供引燃燃烧燃料喷射、主燃烧燃料喷射和后燃烧燃料喷射。

Dual Fuel Injection Strategy for Diesel Engine

This application relates to a dual fuel injection strategy for a diesel engine. A method and system for supplying fuel to a diesel engine during the cylinder cycle are described. In one example, fuel is supplied to the cylinder via two fuel ejectors with different fuel flow rates. Two fuel ejectors can be operated to provide ignited combustion fuel injection, main combustion fuel injection and post combustion fuel injection during the cylinder cycle.

【技术实现步骤摘要】
柴油发动机双燃料喷射策略
本专利技术涉及柴油发动机双燃料喷射策略。
技术介绍
柴油发动机可以包括增大发动机功率输出性能的涡轮增压器。涡轮增压器可以将加压空气供应到发动机，使得可以增加汽缸充气质量以增加发动机输出功率。然而，当车辆驾驶员不请求扭矩以推动车辆时，发动机也可以在低发动机空气流量和升压压力下操作。另外，柴油发动机可以在宽的贫空气燃料比操作范围内操作。因此，柴油燃料喷射器可以必须供应大范围的燃料量以在一定范围的工况内提供期望的空气燃料比。因此，柴油燃料喷射器的大小被设置为在高发动机负荷和低发动机负荷下供应燃料。虽然如此，由于燃料喷射器内的运动学并由于燃料喷射器供应宽范围的燃料喷射量，所以提供小而精确的燃料量可能是困难的。可以期望在汽缸循环期间将一个或多个小燃料喷射量喷射到汽缸中以减小燃烧噪声并且控制正在燃烧的燃料的热释放。小燃料喷射量，其可以称为引燃喷射(pilotinjections)，可以在汽缸循环期间喷射，并且在汽缸循环期间引燃喷射可以在主燃料喷射之前。如果引燃燃料喷射量不精确，那么发动机燃烧噪声和碳氢化合物排放可增加。此外，可以期望提供这些在时间上非常接近的小引燃燃料喷射，但是燃料喷射器在紧接着关闭之后具有燃料喷射器无法打开的喷射器关闭停留时间(offdwelltime)。因此，燃料喷射器不能提供在时间上尽可能接近期望的引燃燃料喷射。
技术实现思路
本文中专利技术人已经认识到上述缺点并且已经开发出一种柴油发动机喷射方法，其包括：在汽缸的循环期间，通过控制器经由低燃料流率柴油燃料喷射器向汽缸喷射柴油燃料并且经由高燃料流率柴油燃料喷射器向汽缸喷射柴油燃料，低燃料流率柴油燃料喷射器和高燃料流率柴油燃料喷射器被定位在汽缸中。通过经由具有两个不同的柴油燃料流率的两个不同的柴油燃料喷射器向柴油发动机供应柴油燃料，可以在引燃燃料喷射期间供应精确量的柴油燃料并且满足较高发动机负荷下的柴油燃料喷射量。具体地，引燃燃料喷射可以通过较低流量燃料喷射器提供，并且主燃料喷射量可以通过较高流量燃料喷射器提供。另外，当燃料喷射时间可以为短时，低燃料流量喷射器和较高燃料流量喷射器都可以供应主燃料喷射脉冲以在较高发动机负荷和较高发动机转速下提供期望的发动机空气燃料比。以这种方式，可以改善汽缸循环期间喷射小燃料量和大燃料量的精确度。本说明书可以提供若干优点。特别地，所述方法可以通过改善汽缸循环期间递送的燃料的量的精确度来减少发动机排放。此外，所述方法可以减小发动机燃烧噪声和/或控制峰值汽缸压力。另外，所述方法可以提供更加一致的发动机操作。以上优点和其他优点以及本说明书的特征将通过单独或结合附图的下列具体实施方式变得显而易见。应该理解，提供上述
技术实现思路
是为以简化形式介绍所选概念，所选概念在具体实施方式中将进一步被描述。这并非意味着确定所要求保护的主题的关键或重要特征，其范围通过所附权利要求唯一限定。另外，所要求保护的主题不限于解决在上面或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方案。附图说明图1示出了发动机的示意图；图2示出了燃料喷射到图1所示发动机的汽缸中的示意图；图3A至图3C示出了发动机汽缸的燃料喷射喷雾模式(spraypattern)的视图；图4示出了对置式活塞发动机的横截面图；图5示出了对置式活塞发动机的剖视图；图6示出了对置式活塞发动机的活塞的视图；图7A至图7H示出了示例燃料喷射正时；图8示出了用于调整燃料喷射正时的示例方法的流程图；以及图9示出了具有紧密耦接的引燃燃料喷射和后燃料喷射的示例燃料喷射序列。图2至图6大致按比例示出。具体实施方式本说明书涉及向柴油发动机供应燃料。图1示出升压式柴油发动机的一个示例。图2和图3A示出了燃料喷射器喷雾模式的两个视图，该燃料喷射器喷雾模式可以减少发动机排放并且增加发动机机油寿命。图3B和图3C示出了两种额外的燃料喷雾模式。图4示出了每个发动机汽缸包括两个燃料喷射器的对置式活塞两循环柴油发动机。图5示出了图4所示发动机的剖视图。图6示出了图4所示发动机活塞的详细视图。用于包括两个燃料喷射器的柴油发动机的示例燃料喷射正时在图7A至图7H中示出。用于经由两个燃料喷射器向柴油发动机喷射燃料的方法的流程图在图8中示出。图8的方法可以提供如图9所示的紧密耦接的引燃燃料喷射和后(post)燃料喷射。参见图1，内燃发动机10(包括多个汽缸，该内燃发动机的一个汽缸在图1中示出)由电子发动机控制器12控制。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器调整发动机操作。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36定位在其中并且连接到曲轴40。汽缸盖13紧固到发动机缸体14。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通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。然而在其他示例中，发动机可经由单个凸轮轴或推杆操作阀。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57确定。所示燃料喷射器68和燃料喷射器69定位在汽缸盖13中以将燃料直接喷射到燃烧室30中，这作为直接喷射被本领域的技术人员已知。通过包括燃料箱95、燃料泵91、燃料泵控制阀93和燃料轨(未示出)的燃料系统将燃料递送到燃料喷射器68和燃料喷射器69。可以通过改变调节到燃料泵(未示出)的流量的位置阀，调整由燃料系统递送的燃料压力。此外，计量阀可位于燃料轨之中或附近以用于闭环燃料控制。泵计量阀还可调节到燃料泵的燃料流量，从而减少泵送到高压燃料泵的燃料。所示进气歧管44与任选的电子节气门62连通，该电子节气门62调整节流板64的位置以控制来自进气升压室46的空气流。压缩机162从空气进气装置42汲取空气以供应升压室46。排气使涡轮164旋转，该涡轮164经由轴161联接到压缩机162。在一些示例中，可以设置增压空气冷却器。可以经由调整可变叶片控制72或压缩机旁通阀158的位置来调整压缩机速度。在替代的示例中，废气门74可以代替可变叶片控制72，或者除可变叶片控制72之外可以使用废气门74。可变叶片控制72调整可变几何涡轮叶片的位置。当叶片处于打开位置时，排气能够经过涡轮164，从而供应极少能量以使涡轮164旋转。当叶片处于关闭位置时，排气可以经过涡轮164，并且对涡轮164施加增加的力。替代地，废气门74或旁通阀允许排气围绕涡轮164流动以便减少供应到涡轮的能量的量。压缩机旁通阀158允许压缩机162的出口处的压缩空气返回压缩机162的入口。以这种方式，可以降低压缩机162的效率以便影响压缩机162的流量并且降低压缩机发生喘振的可能性。当燃料在活塞36靠近上止点压缩冲程时自动点燃时，燃烧室30中发起燃烧。在一些示例中，通用排气氧(UEGO)传感器126可以联接到排放装置70上游的排气歧管48。在其他示例中，UEGO传感器可以位于一个或多个排气后处理装置下游。另外，在一些示例中，UEGO传感器可以被具有NOx感测元件和氧气感测元件二者的NOx传感器代替。在较低发动机温度下，电热塞66可以将电能转化为热能以便升高燃烧室30中的温度。通过升高燃烧室30的温度，可以更容易地经由压缩将汽缸空气燃料混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油燃料喷射方法，其包括：在汽缸的循环期间，通过控制器经由低燃料流率柴油燃料喷射器向所述汽缸喷射柴油燃料和经由高燃料流率柴油燃料喷射器向所述汽缸喷射柴油燃料，所述低燃料流率柴油燃料喷射器和所述高燃料流率柴油燃料喷射器被定位在所述汽缸中。

【技术特征摘要】
2017.07.19 US 15/654,3591.一种柴油燃料喷射方法，其包括：在汽缸的循环期间，通过控制器经由低燃料流率柴油燃料喷射器向所述汽缸喷射柴油燃料和经由高燃料流率柴油燃料喷射器向所述汽缸喷射柴油燃料，所述低燃料流率柴油燃料喷射器和所述高燃料流率柴油燃料喷射器被定位在所述汽缸中。2.根据权利要求1所述的柴油燃料喷射方法，其中所述低燃料流率柴油燃料喷射器在所述汽缸的所述循环期间提供引燃燃料喷射。3.根据权利要求2所述的柴油燃料喷射方法，其中所述高燃料流率柴油燃料喷射器在所述汽缸的所述循环期间提供主燃料喷射。4.根据权利要求3所述的柴油燃料喷射方法，还包括在所述汽缸的所述循环期间，经由所述低燃料流率柴油燃料喷射器提供后燃烧燃料喷射。5.根据权利要求4所述的柴油燃料喷射方法，其中所述汽缸被包括在四冲程发动机中。6.根据权利要求4所述的柴油燃料喷射方法，其中所述汽缸被包括在两冲程对置式活塞发动机中。7.根据权利要求1所述的柴油燃料喷射方法，其中经由低燃料流率柴油燃料喷射器向所述汽缸喷射柴油燃料和经由高燃料流率柴油燃料喷射器向所述汽缸喷射柴油燃料包括经由所述低燃料流率柴油燃料喷射器喷射主燃料脉冲和经由所述高燃料流率柴油燃料喷射器喷射主燃料脉冲。8.根据权利要求1所述的柴油燃料喷射方法，还包括：在所述汽缸的所述循环期间，通过所述控制器在所述低燃料流率柴油燃料喷射器和所述高燃料流率柴油燃料喷射器之间交替进行引燃燃料喷射，在提供所述循环中的第一引燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·库尔兹，D·J·斯戴尔斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US