CN108999734A - 直接燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直接燃料喷射器。提供一种燃料输送系统和一种用于将燃料直接地喷射到汽缸中的直接喷射器。在一种示例中，直接燃料喷射器包含与燃料源流体连通的喷嘴，所述喷嘴包含第一组孔口，所述第一组中的所述孔口中的每一个以第一孔口角度布置在喷嘴的进气侧上。所述直接燃料喷射器还包含第二组孔口，所述第二组中的所述孔口中的每一个以大于所述第一孔口角度的第二孔口角度布置在喷嘴的排气侧上。

Description

直接燃料喷射器

技术领域

本发明大体上涉及在发动机的燃料输送系统中的直接燃料喷射器。

背景技术

内燃发动机中的燃料输送系统已采用燃料喷射器来将燃料直接地输送到发动机燃烧室中。先前的直接燃料喷射器已包含具有较小数目的孔口的喷嘴，该喷嘴在期望的间隔期间将燃料的射流提供到燃烧室。由Albrodt在U.S.9,194,351中示出的一种示例方法为燃料喷射阀。Albrodt公开在喷射器阀的末端处具有穿孔圆盘的燃料喷射阀。穿孔圆盘包含出口开口，该出口开口经配置以促进混合的模式喷洒燃料。具体地，Albrodt中的出口开口布置在燃料喷雾中产生旋涡，以增加在燃烧室中的混合。发明人已认识到Albrodt的燃料喷射阀以及其它燃料喷射器的若干问题。例如，燃料喷射阀中的圆盘包含将燃料喷雾的一部分引导至燃烧室壁和活塞的较小数目的开口。因此，采用Albrodt的燃料喷射阀的发动机可经历壁变湿。因此，壁上的燃料在动力冲程期间可不完全燃烧，由此增加排放(例如，烟雾和颗粒物质排放)并降低燃烧效率。

发明内容

发明人已认识到前述问题并且针对这些问题研发了一种直接燃料喷射器。在一个示例中，直接燃料喷射器包含与燃料源流体连通的喷嘴。喷嘴包含第一组孔口，所述第一组中的孔口中的每一个以第一孔口角度布置在喷嘴的进气侧上。直接燃料喷射器还包含第二组孔口，所述第二组中的孔口中的每一个以大于第一孔口角度的第二孔口角度布置在喷嘴的排气侧上。具有比靠近排气门的第二组孔口更大的孔口角度的靠近进气门的第一组孔口的直接燃料喷射器使得能够产生减少燃料撞击在汽缸壁和活塞上的喷雾模式(spraypattern)。因此，采用直接燃料喷射器的发动机可实现排放减少和燃烧效率增加。具体地，通过燃料喷射器产生的喷雾模式可减少烟雾和颗粒物质排放。

作为一个示例，第一组孔口和第二组孔口均可以围绕喷嘴的中心轴线被布置成弧形/以弧形进行布置，且关于竖直轴线具有共同的竖直位置。以此方式，喷射器产生具有类似花瓣形状的成弧形射流的燃料喷雾模式。此喷雾模式还减少汽缸中的壁变湿。因此，发动机可实现进一步的排放减少和燃烧效率增加。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及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性描绘。

图2以横截面示出具有图1中示出的内燃发动机中的直接燃料喷射器的示例汽缸的图示说明。

图3示出图2中示出的直接燃料喷射器的详细图示说明。

图4示出图3中示出的直接燃料喷射器中包含的喷嘴的第一实施例。

图5以横截面示出图4中示出的喷嘴中的孔口的详细视图。

图6以横截面示出图4中示出的喷嘴中的另一孔口的详细视图。

图7示出图3中示出的直接燃料喷射器中包含的喷嘴的第二实施例。

图8示出通过图3中示出的直接燃料喷射器产生的喷雾模式的视图。

具体实施方式

以下描述涉及在内燃发动机的燃料输送系统中的直接燃料喷射器。直接燃料喷射器以减少壁变湿的不同弧形产生喷雾模式。举例来说，喷嘴可包含围绕喷嘴的中心轴线被布置成弧形的不同组孔口。这些组孔口中的每一组可具有不同的西塔角(θ)。具体地，与进气门相邻的第一组孔口可具有比与排气门相邻的第二组孔口的西塔角(θ)更小的西塔角(θ)。以此方式，燃料喷射器喷嘴产生类似于减少壁变湿的花瓣形状的喷雾模式。具体地，较小喷嘴和花瓣形射流产生较小的喷射燃料液滴，所述较小的喷射燃料液滴相比于先前的多孔喷射器具有较小的动量。动量的减小限制喷雾的射程(penetration)并增强喷雾中的下游液滴分散。因此，该喷雾模式可使液滴返回而非继续喷射路径而撞击壁。此外，花瓣状喷雾模式还可实现在汽缸中期望量的射程和燃料蒸发以使得能够维持燃烧稳定性，同时还实现上述壁变湿减少。因此，在利用本文中描述的直接燃料喷射器的发动机中，排放可减少且燃烧效率可增加。

图1示出具有内燃发动机的车辆的示意性描绘，该内燃发动机包含具有直接燃料喷射器的燃料输送系统。图2以横截面示出汽缸和图1中示出的燃料输送系统中的直接燃料喷射器的示例。图3示出图2中示出的直接燃料喷射器的详细视图。图4示出图3中示出的直接燃料喷射器的喷嘴的第一实施例，所述喷嘴经配置以类似于花瓣的成弧形模式产生燃料喷雾。图5和图6以横截面示出图4中示出的喷嘴中包含的不同孔口的详细视图，以突出孔口的不同角度布置。图7示出图2中示出的直接燃料喷射器的喷嘴的第二实施例。图8示出通过图4中示出的直接燃料喷射器的喷嘴产生的喷雾模式。

转到图1，示意性地图示说明具有发动机12的车辆10，所述发动机带有燃料输送系统14。尽管图1提供各种发动机和燃料输送系统部件的示意性描绘，但是应当了解，部件中的至少一些可具有与图1中示出的部件不同的空间位置和比图1中示出的部件更大的结构复杂性。部件的结构细节在本文中关于图2至图8更详细地进行论述。

图1中还描绘将进气空气提供到汽缸18的进气系统16。尽管图1描绘带有一个汽缸的发动机12，但发动机12可具有替代数目的汽缸。举例来说，在其它示例中，发动机12可包含两个汽缸、三个汽缸、六个汽缸等。

进气系统16包含进气导管20和被联接到进气导管的节气门22。节气门22经配置以调节提供到汽缸18的空气流的量。在所描绘的示例中，进气导管20将空气馈送到进气歧管24。进气歧管24被联接到进气流道26并与所述进气流道26流体连通。进气流道26继而将进气空气提供到进气门28。在所图示说明的示例中，图1中描绘两个进气门。然而，在另一些示例中，汽缸18可包含单一进气门或超过两个进气门。进气歧管24、进气流道26以及进气门28被包含在进气系统16中。

进气门28可通过进气门致动器30被致动。同样地，被联接到汽缸18的排气门32可通过排气门致动器34被致动。具体地，每一进气门可通过相关联的进气门致动器被致动且每一排气门可通过相关联的排气门致动器被致动。在一个示例中，进气门致动器30以及排气门致动器34可采用被分别联接到进气凸轮轴和排气凸轮轴的凸轮，以打开/闭合气门。以凸轮驱动的气门致动器示例继续，进气凸轮轴和排气凸轮轴可以被旋转地联接到曲轴。另外在此示例中，气门致动器可利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个，以改变气门操作。因此，如果需要，凸轮正时装置可以被用于改变气门正时。因此，应当了解，如果需要，气门重叠可在发动机中发生。在另一示例中，进气门致动器30和/或排气门致动器34可由电动气门致动来控制。例如，气门致动器30和34可为经由电子致动控制的电动气门致动器。在又一示例中，汽缸18可替代地包含经由电动气门致动控制的排气门，和经由凸轮致动控制的进气门，所述凸轮致动包含CPS和/或VCT系统。在又一些实施例中，进气门和排气门可通过共同的气门致动器或致动系统来控制。

燃料输送系统14将加压燃料提供到直接燃料喷射器36。燃料输送系统14包含燃料箱38，所述燃料箱储存液体燃料(例如，汽油、柴油、生物柴油、醇类(例如，乙醇和/或甲烷)和/或其组合)。燃料输送系统14还包含燃料泵40，所述燃料泵给燃料加压并产生到直接燃料喷射器36的燃料流。燃料导管42在燃料泵40与直接燃料喷射器36之间提供流体连通。直接燃料喷射器36被联接(例如，被直接地联接)到汽缸18。直接燃料喷射器36经配置以将计量量的燃料提供到汽缸18。燃料输送系统14可包含未在图1中示出的另外的部件。举例来说，燃料输送系统14可包含第二燃料泵。在此示例中，举例来说，第一燃料泵可为提升泵且第二燃料泵可为高压泵。另外的燃料输送系统部件可包含止回阀、回流管路等，以使得能够在期望的压力下将燃料提供到喷射器。

点火系统44(例如，无分电器点火系统)也被包含在发动机12中。响应于来自控制器100的控制信号，点火系统44经由点火装置46(例如，火花塞)将点火火花提供到汽缸。然而，在另一些示例中，发动机可经设计以实施压缩点火，且因此在此示例中点火系统可被省略。

经配置以管理来自汽缸18的排气的排气系统48也被包含在车辆10中，如图1中描绘。排气系统48包含被联接到汽缸18的排气门32。具体地，图1中示出两个排气门。然而，已经设想具有替代数目的排气门的发动机，例如具有单一排气门、三个排气门等的发动机。排气门32与排气流道50流体连通。排气流道50被联接到排气歧管52并与所述排气歧管52流体连通。排气歧管52继而被联接到排气导管54。排气流道50、排气歧管52以及排气导管54被包含在排气系统48中。排气系统48还包含被联接到排气导管54的排放控制装置56。排放控制装置56可包含过滤器、催化剂、吸收器等，以用于减少尾管排放。

在发动机操作期间，汽缸18通常经历四冲程循环：所述循环包含进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。在进气冲程期间，一般地，排气门闭合且进气门打开。空气经由对应的进气通道被引入到汽缸中，且汽缸活塞移动到汽缸的底部以便增加汽缸内的容积。活塞靠近汽缸的底部且在其冲程结束处(例如，当燃烧室处于其最大容积时)的位置通常被所属领域的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门和排气门都闭合。活塞朝向汽缸盖移动以便压缩燃烧室内的空气。活塞在其冲程结束处且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室处于其最小容积时)的点通常被所属领域的技术人员称为上止点(TDC)。在本文中被称为喷射的过程中，燃料被引入到汽缸中。在本文中被称为点火的过程中，燃烧室中的经喷射的燃料经由来自点火装置(例如，火花塞)的火花和/或压缩(在压缩点火发动机的情况下)点火。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞推回到BDC。曲轴将此活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。在排气冲程期间，在传统的设计中，排气门打开以将残余的燃烧后的空气燃料混合物释放到对应的排气通道且活塞返回到TDC。

图1还示出车辆10中的控制器100。具体地，控制器100在图1中示出为常规的微型计算机，其包含：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及常规的数据总线。控制器100经配置以从被联接到发动机12的传感器接收各种信号。传感器可包含发动机冷却剂温度传感器120、排气传感器122、进气空气流传感器124等。另外，控制器100还经配置以从被联接到通过操作者116致动的踏板114的节气门位置传感器112接收节气门位置(TP)。

此外，控制器100可经配置以触发一个或多个致动器和/或将命令发送到部件。举例来说，控制器100可触发节气门22、进气门致动器30、排气门致动器34、点火系统44和/或燃料输送系统14的调整。具体地，控制器100可经配置以将信号发送到点火装置46和/或直接燃料喷射器36以调整输送到汽缸18的火花和/或燃料的操作。因此，控制器100从各种传感器接收信息，并基于接收到的信号和存储在控制器的存储器中的指令采用各种致动器来调整发动机操作。因此，应当了解，控制器100可将信号发送到燃料输送系统14并从所述燃料输送系统14接收信号。

例如，调整直接燃料喷射器36可包含调整燃料喷射器致动器以调整直接燃料喷射器。在又一示例中，经由直接燃料喷射器36输送的燃料的量可凭经验确定并且被存储在预定的查找表或函数中。例如，一个表可对应于确定直接喷射量。表可被索引至发动机工况，所述发动机工况诸如发动机转速和发动机负载以及其它发动机工况。此外，表可输出在每一汽缸循环经由直接燃料喷射器喷射到汽缸的燃料的量。而且，命令直接燃料喷射器喷射燃料可包含在控制器处产生脉冲宽度信号并将所述脉冲宽度信号发送到直接燃料喷射器。

图2示出发动机12的示例的横截面。发动机12被示出为包含汽缸体200，所述汽缸体200被联接到汽缸盖202，从而形成汽缸18。排气门32中的一个和进气门28中的一个在图2中示出。因此，应当了解，另外的排气和进气门在图2的视图中被隐藏。然而，在另一些示例中，仅一个进气门和一个排气门可被联接到汽缸。

另外，活塞204被安置在汽缸18内并且被连接到曲轴206。直接燃料喷射器36，且具体地直接燃料喷射器36的喷嘴208被示出为关于汽缸18的中心轴线210定位在汽缸18的上部区域中。另外，在所图示说明的示例中，直接燃料喷射器36还被水平地定位在进气门28与排气门32之间。具体地，直接燃料喷射器36的喷嘴208关于水平轴线被定位在进气门28与排气门32之间。坐标轴线X和Z被提供以用于参考。在一个示例中，Z轴线可平行于重力轴线。另外，X轴线可为横向或水平轴线。

图2还示出与进气门28流体连通的进气流道26中的一个。同样地，图2另外示出与排气门32流体连通的排气流道50中的一个。应当了解，图2中示出的排气流道使排气流动到排气系统中的下游部件。另一方面，图2中示出的进气流道从上游进气系统部件接收进气空气。

直接燃料喷射器36还被示出为从图1中示出的燃料输送系统14中的燃料源接收燃料。应当了解，燃料源可为燃料输送系统中的上游部件中的一个或多个，例如燃料导管、燃料泵、燃料箱、燃料轨道等。

图3示出图2中示出的直接燃料喷射器36的详细视图。直接燃料喷射器36包含主体300。主体300经配置以从图1中示出的燃料输送系统14中的燃料源接收燃料。主体300可包含从图1中示出的控制器100接收控制信号的致动器(例如，螺线管)。

继续图3，直接燃料喷射器36还包含经配置以将计量量的燃料喷洒到图2中示出的汽缸18中的喷嘴208。示例孔口角度302在图3中示出。孔口角度302可对应于被包含在喷嘴208中的单一孔口。具体地，在一个示例中，孔口角度302可为相关联的孔口的西塔角(θ)。喷嘴的孔口角度在本文中关于图4、图5以及图6更详细地进行论述。

图4示出图3中示出的直接燃料喷射器36中的喷嘴208的第一实施例的详细视图。在图4中，燃料喷射器的喷嘴从朝上的角度观看。Y轴线和X轴线被提供以用于参考。Y轴线可为纵向轴线且X轴线可为横向轴线，或反之亦然。喷嘴208包含经配置以从图3中示出的喷射器主体300接收燃料的多个孔口400。孔口被示出为围绕喷嘴208的中心轴线402被布置成弧形。具体地，在所描绘的示例中，孔口以相等的半径周向地围绕中心轴线402。然而，在另一些实例中，孔口可仅延伸围绕中心轴线402的路径的一部分或可包含在喷嘴208的不同侧上彼此间隔开的孔口的群组。在又一示例中，多个孔口可具有关于中心轴线变化的半径，此外，在一个示例中，孔口中的每一个可关于喷嘴208的中心轴线402布置在共同的竖直位置(例如，深度)处。喷嘴208的中心轴线402可平行于图2中示出的汽缸18的中心轴线210和/或Z轴线。

喷嘴208中的孔口在概念上能够被分成不同的组。因此，喷嘴208包含具有多个孔口406的第一组孔口404。第一组孔口404被布置在喷嘴208的进气侧408上。图4中图示说明示例性线410，所述线可为在喷嘴208的排气侧409与进气侧408之间延伸通过中心轴线402的划分线。然而，喷嘴208的侧面可使用其它边界来界定。应当了解，喷嘴的进气侧可靠近被联接到其中定位有喷嘴的汽缸的一个或多个进气门。还应当了解，喷嘴的排气侧可靠近被联接到汽缸的一个或多个排气门。

被包含在第一组孔口404中的孔口406中的每一个可以相似的孔口角度(例如，西塔角(θ))进行布置。被包含在喷嘴208中的孔口中的一个的示例性孔口角度在图5中详细示出，且在本文中更详细论述。然而，在另一些示例中，孔口的孔口角度在第一组孔口中可不相等。举例来说，第一组中的孔口的孔口角度可围绕中心轴线402沿顺时针或逆时针方向增大或减小。在一个示例中，第一组孔口404中的孔口406的孔口角度可小于30°或可在25°与30°之间。具体地，在一个特定示例中，第一组孔口404中的孔口406中的每一个的孔口角度可为27.4°。当第一组中的孔口以在前述角度范围内的角度或具体地以27.4°进行布置时，来自孔口的燃料喷雾可被引导远离汽缸壁和活塞同时实现深汽缸射程。因此，汽缸壁变湿在发动机中的燃烧操作期间被减少。因此，发动机排放(例如，颗粒物质排放和烟雾排放)可减少且燃烧效率可增加。

另外，喷嘴208包含具有多个孔口414的第二组孔口412。第二组孔口412被布置在喷嘴208的排气侧409上。被包含在第二组孔口412中的孔口414中的每一个可以相似的孔口角度(例如，西塔角(θ))进行布置。此外，第二组孔口412中的孔口414的孔口角度可大于第一组孔口404中的孔口406的孔口角度。以此方式，这些组孔口的孔口角度被改变以使得燃料能够以不同的射程角度以弧形进行喷洒以产生有利于减少壁变湿的喷雾模式。在一个特定示例中，第二组孔口412中的孔口414的孔口角度可大于30°或可具体地在35°与45°之间。具体地，在一个特定示例中，第二组孔口412中的孔口414的孔口角度可为40.1°。然而，在另一些示例中，第二组中的孔口的孔口角度可不相等。举例来说，第二组中的孔口的孔口角度可围绕中心轴线402沿顺时针或逆时针方向增大或减小。

此外，喷嘴208包含第三组孔口416。第三组孔口416能够在概念上被分成第一孔口群组418和第二孔口群组420。第一孔口群组418包含多个孔口422且第二孔口群组420同样地包含多个孔口424。

在所图示说明的示例中，第一孔口群组418和第二孔口群组420被彼此间隔开。具体地，第一孔口群组418和第二孔口群组420被定位在喷嘴208的相对侧上。此外，第三组孔口416被定位在第一组孔口404与第二组孔口412之间。被包含在第一孔口群组418中的多个孔口422从喷嘴208的进气侧408跨越划分线410延伸到喷嘴的排气侧409。类似地，被包含在第二孔口群组420中的多个孔口424也从喷嘴208的进气侧408延伸到排气侧409。以此方式布置第三组孔口的另外目的是实现燃料远离汽缸壁。因此，壁变湿在发动机燃烧期间被进一步减少。

在一个示例中，第一组孔口404、第二组孔口412和/或第三组孔口416可基于发动机事件针对特定的汽缸区域来设计。举例来说，这些组孔口中的一个或多个的孔口角度可经设计以改进在部分负载期间的空气/燃料混合，同时通过保持燃料与壁撞击较低而不危及排放性能。在另一示例中，这些组孔口中的一个或多个的孔口角度可经设计以增加在冷启动期间在空气/燃料进料分层时的燃烧效率。继续此示例，设计第一组孔口404的目的可以是将燃料输送到火花塞区域以提供稳定的燃烧。

被包含在第三组孔口416中的孔口中的每一个可以相似的孔口角度(例如，西塔角(θ))进行布置。此外，第三组孔口416中的孔口的孔口角度可大于第一组孔口404中的孔口的孔口角度并小于第二组孔口412中的孔口的角度。以此方式，孔口的孔口角度(例如，西塔角)在朝向进气门的方向上增加。在一个特定示例中，第三组孔口416中的孔口的孔口角度可在30°与35°之间。具体地，在一个特定示例中，第三组孔口416中的孔口的孔口角度可为32.4°。然而，在另一些示例中，第三组中的孔口的孔口角度可不相等。举例来说，第三组中的孔口的孔口角度可沿顺时针或逆时针方向增大或减小。

另外，在图4中，这些组孔口中的每一个包含八(8)个孔口。因此，喷嘴208中的孔口的总数目为二十四(24)。然而，已经设想具有替代数目的孔口的喷嘴。举例来说，在另一些示例中，喷嘴可包含二十八(28)或十六(16)个孔口。

另外，在图4中，在第一组孔口404、第二组孔口412以及第三组孔口416中的孔口中的每一个可具有相似的直径和形状。在一个示例中，孔口可具有圆形或椭圆形形状。在椭圆形形状的情况下，每一孔口可具有较大和较小直径。然而，已经设想其它孔口形状。在一个示例中，孔口的直径可小于85微米(μm)。当孔口直径小于前述阈值直径时，通过喷嘴产生的燃料羽流可具有促进进一步的壁变湿减少的较小液滴。然而，在另一些示例中，孔口的直径和形状可改变。举例来说，第一组孔口的直径可大于第二组孔口的直径，或反之亦然。在又一示例中，第三组孔口可具有比第一组孔口更大的直径和比第二组孔口更小的直径。在另一些示例中，孔口的直径在每一组孔口可变化。例如，第一组中的孔口的直径可沿顺时针或逆时针方向增大或减小。

另外，在所图示说明的示例中，在第一组孔口404、第二组孔口412以及第三组孔口416中的孔口中的每一个以围绕喷嘴208的中心轴线402测得的相等方位角被顺序地间隔开。图4中图示说明通过延伸经过两个孔口的中心430和中心轴线402的线428的相交形成的方位角426。具体地，在所描绘的示例中，方位角为15°。然而，已经设想其它方位角值，例如10°、20°、30°等。指示图5的横截面的观看平面432也被提供在图4中。指示图6的横截面的观看平面433也在图4中被图示说明。

图5示出被包含在图4中描绘的喷嘴208中的孔口500中的一个的详细视图。具体地，孔口500为被包含在第二组孔口412中的孔口中的一个。图5示出以孔口角度501进行布置的孔口500。孔口角度501可为在孔口500的中心线502与竖直轴线504之间形成的角度。在一个示例中，竖直轴线504可平行于图2中示出的汽缸18的中心轴线210。此外，中心线502可垂直于延伸经过孔口500的外面506的平面。

图5还示出延伸经过喷嘴尖端508的通道510。通道510包含从尖端空腔514接收燃料的入口512，和在孔口500处的通往图2中示出的汽缸18的出口516。尖端空腔514可从上游喷射器部件，例如图2中示出的喷射器主体300，接收计量量的燃料。

图6示出被包含在图4中描绘的喷嘴208中的孔口600中的一个的详细视图。具体地，孔口600为被包含在第一组孔口404中的孔口中的一个。孔口600以孔口角度601进行布置。孔口角度601可为在孔口600的中心线602与竖直轴线604之间形成的角度。在一个示例中，竖直轴线604可平行于图2中示出的汽缸18的中心轴线210。此外，中心线602可垂直于延伸经过孔口600的外面606的平面。

当对比图5和图6时，清楚可见，图6中示出的孔口600的角度601小于图5中示出的孔口500的角度501。具体地，在一个示例中，角度601可为27.4°且角度501可为40.1°。以此方式改变喷嘴的角度使得喷嘴能够产生有利于减少壁变湿的喷雾模式。

另外，图6示出延伸经过喷嘴尖端508的通道610。通道610包含从尖端空腔514接收燃料的入口612，和在孔口600处的通往图2中示出的汽缸18的出口616。尖端空腔514可从上游喷射器部件，例如图2中示出的喷射器主体300，接收计量量的燃料。

图7示出喷嘴208的第二实施例。在第二实施例中，喷嘴中的孔口具有围绕中心轴线402成弧形的狭缝形状。具体地，第一组狭缝704、第二组狭缝706以及第三组狭缝708。这些组狭缝中的每一组中的狭缝均可以具有相似的尺寸和轮廓。然而，在另一些示例中，在每一组中的狭缝的尺寸和轮廓可改变。如图所示，每一狭缝包含第一末端710和第二末端712，其中弧形段714在第一末端与第二末端之间延伸。在所描绘的示例中，弧形段的宽度716沿着其长度保持不变。然而，在另一些示例中，弧形段的宽度可沿着其长度改变。狭缝设计的益处是在喷嘴形状设计中具有较小开口，所述开口可小于85微米(μm)的阈值。狭缝设计能够通过维持相同的总开口面积以较小的开口输送相同量的燃料。较小开口/宽度将有可能通过产生较小的燃料液滴来进一步减小喷雾射程。

狭缝可具有与先前关于图4中示出的喷嘴的第一实施例描述的这些组孔口的角度相似的角度(例如，西塔角、方位角)。举例来说，第一组狭缝704可以小于第二组狭缝706的西塔角(θ)的西塔角(θ)进行布置。此外，图7中的第一组狭缝704、第二组狭缝706以及第三组狭缝708的定位可以具有与图4中示出的喷嘴208的实施例的第一组孔口404、第二组孔口412以及第三组孔口416相似的相对位置和/或形状。因此，省略多余的描述。

图8示出图4中示出的喷嘴208的喷雾模式800。为了参考，进气门28和排气门32也在图8中示出。如图所示，图示说明对应于图4中描绘的喷嘴208的孔口的燃料羽流802。如所描绘，燃料羽流802形成类似于花瓣的形状的弧形804、806以及808。在图8中，每一弧形对应于喷嘴中的不同组孔口。具体地，弧形804对应于图4中示出的第一组孔口404，弧形806对应于图4中示出的第二组孔口412，且弧形808对应于图4中示出的第三组孔口416。继续图8，当燃料羽流802形成花瓣状形状时，汽缸内的壁变湿可以被减少。具体地，孔口的角度布置可造成燃料撞击在汽缸壁和活塞上的减少。因此，排放且具体地为烟雾和颗粒物质排放可减少同时增加燃烧效率。因此，以产生指向进气门和排气门的单独的燃料羽流的角度布置孔口的技术效果可为排放的减少和燃烧效率的增加。

图1至图8示出具有各种组件的相对定位的示例配置。如果被示为直接彼此接触或直接联接，那么至少在一个示例中，这些元件可以分别被称为直接接触或直接联接。同样地，至少在一个示例中，被示为彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为示例，彼此共面接触的部件可以被称为处于共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，彼此分开定位并在其间仅有间隔而没有其他部件的元件可以被如此称呼。作为又一个示例，被示为在彼此的上方/下方、彼此的相反侧或彼此的左侧/右侧的元件可以相对于彼此被如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最高点可以被称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的最低点可以被称为部件的“底部”。如本文中所使用的，顶部/底部、上面/下面、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线而言的，并且用来描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件位于所述其他元件的竖直上方。作为又一个示例，附图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如环形的、直线的、平面的、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为相互交叉的元件可以被称为相交元件或相互交叉。更进一步地，在一个示例中，被示为在另一个元件内或在另一个元件外面的元件可以被如此称呼。

本发明将在以下段落中被进一步描述。在一个方面中，提供一种直接燃料喷射器。直接燃料喷射器包括与燃料源流体连通的喷嘴，所述喷嘴包含：第一组孔口，所述第一组中的孔口中的每一个以第一孔口角度布置在喷嘴的进气侧上；以及第二组孔口，所述第二组中的孔口中的每一个以大于第一孔口角度的第二孔口角度布置在喷嘴的排气侧上。

在另一方面中，提供一种燃料输送系统。燃料输送系统包括汽缸、被联接到汽缸的排气门、被联接到汽缸的进气门以及被联接到汽缸的直接燃料喷射器，所述直接燃料喷射器包含从燃料源接收燃料的主体和与所述主体流体连通的喷嘴，所述喷嘴包含：包含多个孔口的第一组孔口，所述第一组孔口中的多个孔口中的每一个以第一孔口角度布置在喷嘴的进气侧上；以及包含多个孔口的第二组孔口，所述第二组孔口中的多个孔口中的每一个以第二孔口角度布置在喷嘴的排气侧上，所述第一孔口角度小于所述第二孔口角度，其中第一孔口角度和第二孔口角度中的每一个为在对应孔口的中心线与竖直轴线之间形成的角度。

在另一方面中，提供一种直接燃料喷射器。直接燃料喷射器包括从燃料源接收燃料的主体，和与所述主体流体连通的喷嘴，所述喷嘴包含：包含多个孔口的第一组孔口，所述第一组孔口中的多个孔口中的每一个以第一孔口角度进行布置并定位在喷嘴的进气侧上；包含多个孔口的第二组孔口，所述第二组孔口中的多个孔口中的每一个以第二孔口角度进行布置并定位在喷嘴的排气侧上，其中所述第二孔口角度大于所述第一孔口角度；以及包含多个孔口的第三组孔口，所述第三组孔口中的多个孔口中的每一个以第三孔口角度进行布置，其中第三孔口角度小于第二孔口角度并大于第一孔口角度，其中第一孔口角度、第二孔口角度以及第三孔口角度中的每一个为在对应孔口的中心线与竖直轴线之间形成的角度。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一孔口角度和第二孔口角度中的每一个可为在对应孔口的中心线与竖直轴线之间形成的角度。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一孔口角度可小于30度且第二孔口角度可大于30度。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一孔口角度可在35度与45度之间且第二孔口角度可在25度与35度之间。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，直接燃料喷射器可进一步包含定位在第一组孔口与第二组孔口之间的第三组孔口，所述第三组孔口以第三孔口角度进行布置，其中第三孔口角度可小于第二孔口角度且大于第一孔口角度。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第三组孔口可包含与第二孔口群组间隔开的第一孔口群组，并且其中第一孔口角度和第二孔口群组均可以被布置成弧形、从喷嘴的进气侧延伸到喷嘴的排气侧。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一组孔口和第二组孔口均可以围绕喷嘴的中心轴线布置成弧形且关于竖直轴线具有共同的竖直位置。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一组孔口和第二组孔口中的孔口中的每一个可以围绕喷嘴的中心轴线测得的相等方位角被顺序地间隔开。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一组孔口和第二组孔口中的孔口中的每一个的直径可小于85微米。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，被包含在第一组孔口和第二组孔口中的每一个中的孔口可具有狭缝形状，所述狭缝形状具有在第一末端与第二末端之间延伸的弧形段。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，喷嘴可关于水平轴线被定位在进气门与排气门之间。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，燃料输送系统可进一步包含被定位在第一组孔口与第二组孔口之间的第三组孔口，所述第三组孔口以第三孔口角度进行布置，其中第三孔口角度可小于第二孔口角度且大于第一孔口角度。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一孔口角度可在25度与30度之间且第二孔口角度可在35度与45度之间。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，直接燃料喷射器可关于水平轴线被定位在进气门与排气门之间。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第三组孔口可从喷嘴的进气侧延伸到喷嘴的排气侧。

在本文中的方面中的任何方面或所述方面的组合中，第一孔口角度可在25度与30度之间，第二孔口角度可在35度与45度之间且第三孔口角度可在30度与35度之间。

应当了解，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造以及其他的特征、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。

随附权利要求具体地指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求相比范围更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (12)

1.一种燃料系统，其包括：

汽缸；和

直接燃料喷射器，所述直接燃料喷射器包括：

喷嘴，所述喷嘴与燃料源流体连通，所述喷嘴包含：

第一组孔口，所述第一组中的所述孔口中的每一个以第一孔口角度布置在所述喷嘴的进气侧上；和

第二组孔口，所述第二组中的所述孔口中的每一个以大于所述第一孔口角度的第二孔口角度布置在所述喷嘴的排气侧上。

2.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述第一孔口角度和所述第二孔口角度中的每一个为在对应孔口的中心线与竖直轴线之间形成的角度。

3.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述第一孔口角度小于30度且所述第二孔口角度大于30度。

4.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述第一孔口角度在25度与30度之间且所述第二孔口角度在35度与45度之间。

5.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述直接燃料喷射器还包括定位在所述第一组孔口与所述第二组孔口之间的第三组孔口，所述第三组孔口以第三孔口角度进行布置，其中所述第三孔口角度小于所述第二孔口角度且大于所述第一孔口角度。

6.根据权利要求5所述的燃料系统，其中所述第三组孔口包含与第二孔口群组间隔开的第一孔口群组，并且其中所述第一孔口群组和所述第二孔口群组均被布置成弧形、从所述喷嘴的所述进气侧延伸到所述喷嘴的所述排气侧。

7.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述第一组孔口和所述第二组孔口均围绕所述喷嘴的中心轴线被布置成弧形且关于竖直轴线具有共同的竖直位置。

8.根据权利要求7所述的燃料系统，其中所述第一组孔口和所述第二组孔口中的所述孔口中的每一个以围绕所述喷嘴的所述中心轴线测得的相等方位角被顺序地间隔开。

9.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述第一组孔口和所述第二组孔口中的所述孔口中的每一个的直径小于85微米。

10.根据权利要求1所述的燃料系统，其中被包含在所述第一组孔口和所述第二组孔口中的每一个中的所述孔口具有狭缝形状，所述狭缝形状具有在第一末端与第二末端之间延伸的弧形段。

11.根据权利要求1所述的燃料系统，其还包括：

排气门，所述排气门被联接到所述汽缸；以及

进气门，所述进气门被联接到所述汽缸。

12.根据权利要求11所述的燃料系统，其中所述喷嘴关于水平轴线被定位在所述进气门与所述排气门之间。