用于燃料喷射器的方法和系统技术方案

提供了用于燃料喷射器的方法和系统。在一个示例中，一种系统可以包括具有文氏管形状的喷射喷嘴，所述喷射喷嘴具有布置在文氏管入口中的上游扭转翼片。所述系统还可以包括布置在文氏管出口中的下游扭转翼片。

Methods and systems for fuel injectors

【技术实现步骤摘要】
用于燃料喷射器的方法和系统
本说明书总体涉及燃料喷射器，所述燃料喷射器包括用于减少烟粒形成的一个或多个特征。
技术介绍
在发动机中，在进气冲程期间通过打开一个或多个进气门将空气汲取到燃烧室中。然后，在随后的压缩冲程期间，进气门关闭，并且燃烧室的往复活塞压缩在进气冲程期间允许进入的气体，从而提高燃烧室中的气体的温度。然后将燃料喷射到燃烧室中的热压缩气体混合物中。混合物可以经由火花或在达到阈值压力时点燃。燃烧的空气-燃料混合物推动活塞，驱动活塞的运动，然后活塞的运动转换成曲轴的旋转能量。然而，专利技术人已经认识到此类发动机的潜在问题。作为一个示例，燃料可能不会与燃烧室中的空气均匀混合，从而导致在燃烧室中形成致密的燃料袋。当燃料燃烧时，这些致密的燃料区域可能产生烟粒。这样，发动机可以包括微粒过滤器以用于减少其排放物中的烟粒和其他颗粒物的量。然而，此类微粒过滤器导致制造成本增加并且在过滤器的主动再生期间增加燃料消耗。用于对抗发动机烟粒输出和不良空气/燃料混合的现代技术可以包括用于在喷射之前使燃料卷吸空气的特征。这可以包括布置在喷射器主体中的通道，所述喷射器主体作为插入发动机缸盖板表面中或者集成在发动机缸盖中的插入件。环境空气与燃料混合，冷却喷射温度，之后将混合物递送到气缸中的压缩空气。通过在喷射之前使燃料卷吸冷却空气，延长了浮起长度并且延迟了燃烧的开始。这通过一系列发动机工况限制了烟粒产生，从而减少了对微粒过滤器的需要。然而，本文的专利技术人已经认识到此类喷射器的潜在问题。作为一个示例，根据日益严格的排放标准，先前描述的燃料喷射器可能不再足以防止烟粒产生以达到期望的水平。另外，先前描述的燃料喷射器可能仅限制柴油发动机中的烟粒产生，其中与火花点火发动机相比，空气/燃料在燃烧前具有更长的用于混合的持续时间。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可以通过一种系统来解决，所述系统包括：喷射器，所述喷射器具有文氏管形喷嘴，其中所述喷嘴包括布置在所述喷嘴的文氏管入口中的多个上游扭转翼片，并且其中所述多个上游扭转翼片中的上游扭转翼片的前缘垂直于所述扭转翼片的后缘。以这种方式，可以将涡流施加到燃料混合物上，这可以改进各种燃料组分与空气和排气之间的混合。作为一个示例，喷射器还可以包括布置在文氏管出口中的下游扭转翼片。下游扭转翼片和上游扭转翼片可以类似地成形，然而，翼片可以相对于燃料混合物流的总体方向彼此偏离。这可能增加燃料混合物接触上游扭转翼片或下游扭转翼片中的至少一者的可能性。通过这样做，可以防止和/或在一定程度上减轻发动机的烟粒产生，使得可以从排气系统省略微粒过滤器。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围是由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中所提及的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出混合动力车辆的发动机。图2示出单个喷射器喷嘴的示例。图3A和图3B分别示出上游翼片和下游翼片的视图。图4示出与喷射器喷嘴包括在一起的空气卷吸系统的第一实施例的示例。图5示出与喷射器喷嘴包括在一起的空气卷吸系统的第二实施例的示例。图6A和图6B示出喷射器顶端的示例，所述喷射器顶端包括弯曲形状以使其喷嘴成角度，其中所述喷嘴可以包括图2、图3A、图3B、图4和图5的喷嘴。图2至图5是大致按比例显示的，但是如果需要的话，可以使用其他相对尺寸。具体实施方式以下描述涉及一种喷射器喷嘴，其具有用于促进更完全的燃烧以减少来自发动机的烟粒产生的各种特征。发动机可以布置在混合动力车辆(诸如图1所示的混合动力车辆)中。在一个示例中，喷射器可以是燃料喷射器，然而，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，喷射器可以喷射其他类型的液体和/或液体混合物，其中液体可以包括水、醇、还原剂、碱、酸、催化剂等。另外，喷射器可被成形用于混合气体。喷射器可以包括文氏管形状，其中文氏管入口和文氏管出口可选地包括一个或多个特征以促进燃料混合物涡流。更具体地，文氏管入口可以包括一个或多个上游翼片，如图2和图3A所示。另外，文氏管出口可以包括一个或多个下游翼片，如图2和图3B所示。喷射器喷嘴还可以包括如图4所示的空气卷吸系统的第一实施例、或者如图5所示的空气卷吸系统的第二实施例，其中系统可以引导燃烧室气体流动到喷嘴的文氏管喉部，以进一步增加燃料混合物与燃烧室气体之间的混合，这可以将燃烧条件调整成不能产生烟粒的条件。图6A和图6B示出包括弯曲表面的喷射器顶端的示例，所述弯曲表面具有以不同直径圆形布置的多个喷嘴组。由于喷射器顶端的曲率，各组的喷嘴可以相对于喷射器的中心轴线不同地成角度。图1至图6B示出具有各种部件的相对定位的示例性构型。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以分别被称为直接接触或直接联接。类似地，被示出为彼此邻接或相邻的元件至少在一个示例中可以分别是彼此邻接或相邻的。作为一个示例，放置成彼此共面接触的部件可被称为处于共面接触。作为另一个示例，定位成彼此分离且其间仅有一定空间而无其他部件的元件可在至少一个示例中被称为如此。作为又一个示例，被示出为在彼此的上方/下方、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此被称为如此。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部的元件或元件的最顶点可被称为部件的“顶部”，并且最底部的元件或元件的最底点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的竖直轴线，并且可用于描述附图的元件相对于彼此的定位。这样，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件竖直地定位在其他元件的上方。作为又一个示例，附图中描绘的元件的形状可被称为具有那些形状(例如像，是圆形的、笔直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。此外，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，被示出为在另一个元件内或被示出为在另一个元件外部的元件可被称为如此。应当理解，被称为“基本上类似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差(例如，在1％至5％的偏差内)而彼此不同。注意，图3A、图3B、图4和图5示出指示存在供气体流动的空间的箭头，并且装置壁的实线示出了流动被阻挡的位置，并且由于装置壁从一点跨越到另一点所产生的流体连通的缺乏而无法进行通信。除允许所述流体连通的壁中的开口之外，壁在区域之间形成分离。图1描绘了车辆的发动机系统100。车辆可以是具有接触路面的驱动轮的道路车辆。发动机系统100包括发动机10，所述发动机10包括多个气缸。图1详细描述了一个这样的气缸或燃烧室。发动机10的各种部件可以由电子发动机控制器12控制。发动机10包括气缸体14和气缸盖16，所述气缸体14包括至少一个气缸孔20，所述气缸盖16包括进气门152和排气门154。在其他示例中，在发动机10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n喷射器，所述喷射器具有文氏管形喷嘴，其中所述喷嘴包括布置在所述喷嘴的文氏管入口中的多个上游扭转翼片，并且其中所述多个上游扭转翼片中的上游扭转翼片的前缘垂直于所述扭转翼片的后缘。/n

【技术特征摘要】
20180822 US 16/109,3831.一种系统，包括：
喷射器，所述喷射器具有文氏管形喷嘴，其中所述喷嘴包括布置在所述喷嘴的文氏管入口中的多个上游扭转翼片，并且其中所述多个上游扭转翼片中的上游扭转翼片的前缘垂直于所述扭转翼片的后缘。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述喷嘴还包括布置在所述喷嘴的文氏管出口中的多个下游扭转翼片，并且其中所述多个下游扭转翼片在形状上与所述多个上游扭转翼片相同。


3.如权利要求2所述的系统，其中所述多个下游扭转翼片中的下游扭转翼片的前缘相对于所述上游扭转翼片中的所述上游扭转翼片的所述前缘以一定角度取向。


4.如权利要求3所述的系统，其中所述角度等于45°。


5.如权利要求2所述的系统，其中所述多个下游扭转翼片中的每一个的宽度等于所述文氏管出口的直径的40％，并且其中所述文氏管出口的所述直径沿下游方向增大。


6.如权利要求1所述的系统，其中所述喷嘴的文氏管喉部布置在所述文氏管入口与文氏管出口之间，并且其中所述上游扭转翼片并不延伸到所述文氏管喉部中。


7.如权利要求1所述的系统，其中所述文氏管入口的直径沿下游方向减小，并且其中所述多个上游扭转翼片中的每一个的宽度沿所述下游方向减小，并且其中所述宽度等于所述文氏管出口的所述直径的40％。


8.如权利要求1所述的系统，其中所述多个上游扭转翼片被取向成将逆时针或顺时针涡流施加到燃料混合物流上。


9.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓刚，约瑟夫·巴斯马基，建文·詹姆斯·伊，马克·米恩哈特，
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