[发明专利]燃料喷射器控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制系统和方法，更具体地涉及一种用于控制燃料喷射器的操作的系统和方法。

背景技术

内燃机例如柴油发动机、汽油发动机和气体燃料动力发动机都使用喷射器将燃料引入到发动机的燃烧室内。这些喷射器可以通过机械、液压或电子控制燃料输送而被液压或机械地致动。在2005年2月15日授予Forck的美国专利No.6,856,222(′222专利)中介绍了机械致动、电子控制的燃料喷射器的一个例子。

′222专利描述了一种燃料喷射器，其具有弹簧加载、螺线管控制的溢流阀和弹簧加载、螺线管控制的直接操作单向阀(DOC阀)。溢流阀和DOC阀都与凸轮驱动的柱塞以及阀针的控制室相关联。当柱塞最初被凸轮压入到燃料喷射器中的腔内时，燃料从腔内流过溢流阀到达低压排出管。当溢流阀在柱塞向腔内进一步运动期间被电动关闭时，压力即在腔内建立。当需要喷射燃料时，DOC阀被电动地运动以将控制室连接至低压排出管，从而允许阀针远离阀座运动以开始喷射。要终止喷射，DOC阀使控制室与低压排出管断开，以使阀针返回其阀座。阀针离开其阀座期间的这段时间就决定了燃料喷射量。

尽管′222专利中的喷射器可以有效地将燃料喷入发动机的燃烧室内，但是它可能缺少损坏保护方案。具体地，在凸轮驱动的柱塞向下移动期间溢流阀关闭之后，如果DOC阀没有正确地关闭以起动喷射，那么喷射器内增加的燃料压力就可能会达到足以损坏喷射器的水平。

发明内容

本发明的控制系统解决了上述的一个或多个问题。

本发明一方面涉及一种燃料喷射器。该燃料喷射器包括设置在腔内作往复运动的柱塞、具有末端且末端带有至少一个喷孔的喷嘴构件，以及具有底端和末端的阀针。阀针设置在喷嘴构件内，并且能够克服弹簧偏压从断流位置运动到通流位置，在断流位置，基本没有燃料流过至少一个喷孔，在通流位置，燃料流过至少一个喷孔。燃料喷射器还包括与腔和阀针的底端流体连通的单向阀。该单向阀可以在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，阀针的底端与腔流体连通，在第二位置，阀针的底端与排出管流体连通。燃料喷射器还包括与腔相连并且可以在第一位置和第二位置之间运动的溢流阀，在第一位置，燃料从腔流向排出管，在第二位置，燃料被阻止从腔流向排出管。燃料喷射器还包括与单向阀和溢流阀相连通的控制器。控制器用于在柱塞向下移动期间使溢流阀朝向其第二位置运动以在腔内建立压力，并且还要在柱塞向下移动期间使单向阀朝向其第二位置运动。控制器还用于检测单向阀未成功地运动到第二位置，并响应于该检测提前终止当前的喷射事件。

本发明的另一方面涉及一种操作燃料喷射器的方法。该方法包括移动燃料、阻止被移动的燃料流以对被移动的燃料进行加压并且将加压燃料引至至少一个喷孔并引至阻塞至少一个喷孔的阀针底端。该方法还包括尝试降低阀针底端处的燃料压力以允许加压燃料流过至少一个喷孔，并检测降低压力的未成功尝试。该方法还包括响应于该检测提前释放移动的燃料流。

附图说明

图1是根据本发明的一种示例性的燃料系统的示意性简图；

图2是用于图1中燃料系统的根据本发明的一种示例性的燃料喷射器的剖视图；

图3A至3E是用于图2中燃料喷射器的油路图；以及

图4是描述图2中燃料喷射器的一种示例性操作方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了发动机10和燃料系统12的示例性实施例。为了更清楚地描述本发明，发动机10被图示和描述为四冲程柴油发动机。但是本领域普通技术人员应该认识到发动机10也可以是其他任意类型的内燃机例如汽油发动机或气体燃料动力发动机。发动机10可以包括限定了多个气缸16的发动机气缸体14、可滑动地设置在每个气缸16内的活塞18和与每个气缸16相连的气缸盖20。

气缸16、活塞18和气缸盖20可以构成燃烧室22。在图示的实施方式中，发动机10包括六个燃烧室22。但是，应该预见到发动机10也可以包括更多或更少数量的燃烧室22并且燃烧室22可以“直列式”结构、“V型”结构或者其他任何适合的结构设置。

还是如图1所示，发动机10可以包括可旋转地设置在发动机气缸体14内的曲轴24。连杆26可以将每个活塞18连接至曲轴24，使得活塞18在每个对应的气缸16内的滑动动作引起曲轴24的旋转。类似地，曲轴24的旋转也可以引起活塞18的滑动动作。

燃料系统12可以包括协同将加压燃料喷射送入每个燃烧室22内的部件。具体地，燃料系统12可以包括用于保持燃料供应的罐28、用于加压燃料并利用歧管34将加压燃料引导至多个燃料喷射器32的燃料泵送设备30，和控制系统35。