限制推杆致动系中的部件分离的燃料系统和控制策略的制作方法

1.本公开总体上涉及致动用于发动机的燃料系统中的燃料喷射器，并且更具体地涉及操作溢流阀以抵抗致动系的柱塞前进惯性。


背景技术：

2.机械致动的燃料喷射器用于在世界上众所周知且广泛使用的各种发动机中。在典型的布置中，燃料喷射器配备有柱塞和挺杆。挺杆配置成通过旋转凸轮轴直接作用或通过由凸轮轴枢转的摇臂间接作用，通常使用中间推杆。燃料喷射器中的柱塞的机械致动能够实现高度可靠且稳健的策略，用于实现改善性能(特别是关于某些排放减少)所需的高燃料喷射压力。
3.为了实现相对高的燃料压力，通常需要用相当大的力使柱塞往复运动。在一种常见的设计中，溢流阀驻留在燃料喷射器上或以其他方式与燃料喷射器关联，并且当打开时允许柱塞被动地往复运动，从而在低压燃料供给或空间和柱塞腔之间交换燃料而不加压燃料以用于喷射。当期望在燃料喷射事件之前增加燃料压力时，溢流阀可以关闭以使柱塞能够对燃料喷射器内的柱塞腔中的燃料加压。在一些设计中，燃料喷射器中的燃料压力通过作用于其打开液压表面来确定喷嘴止回件的打开和关闭正时。在其他常见设计中，使用喷嘴止回件的直接控制来选择性地将关闭液压压力施加到喷嘴止回件的表面，直到需要开始燃料喷射时。当需要结束燃料喷射时，关闭液压压力返回到喷嘴止回件的表面并迫使其关闭。
4.在燃料喷射器的机械致动中使用的相对高的力可以导致与磨损和性能相关的某些困难。在一些情况下，用于致动柱塞的部件可以具有足够的惯性，使得它们实际上响应于其中的燃料压力变化而在燃料喷射器的致动系内彼此脱离接触。当部件返回到接触力峰值时，可能发生导致过度磨损或性能劣化。在coldren等人的美国专利第6,688,536号中阐述了一种的用于燃料喷射器的已知机械致动策略。在coldren中，似乎提供了一种柱塞，所述柱塞不机械地联接到挺杆，并且可以在喷射事件期间从挺杆脱开以解决与柱塞磨损和故障相关的问题。尽管coldren等人可能具有各种应用，但是总是存在改进和/或开发替代策略的空间。


技术实现要素：

5.在一个方面，一种用于内燃式发动机的燃料系统包括致动系，所述致动系具有凸轮从动件、推杆、摇臂、柱塞挺杆和具有凸轮凸角的凸轮轴，所述凸轮凸角形成上升斜坡、顶峰和下降斜坡，并且可根据上升斜坡相位、顶峰相位和下降斜坡相位与所述凸轮从动件接触旋转。所述燃料系统还包括燃料喷射器，所述燃料喷射器具有形成在其中的柱塞腔和多个喷嘴出口，并且限定低压空间。所述燃料喷射器包括联接到所述柱塞挺杆并在所述柱塞腔内可移动的柱塞，喷嘴止回件，以及在关闭状态和打开状态之间可调节的电致动溢流阀，在所述关闭状态下所述电致动溢流阀将所述柱塞腔与所述低压空间阻隔开。所述燃料系统
还包括燃料加注控制单元，所述燃料加注控制单元与所述电致动溢流阀控制连通并且构造成在所述凸轮凸角的所述上升斜坡相位期间打开所述电致动溢流阀。所述燃料加注控制单元还构造成在所述上升斜坡相位期间关闭所述电致动溢流阀，使得柱塞腔压力增加以抵抗所述致动系的柱塞前进惯性。所述燃料加注控制单元还构造成打开所述电致动溢流阀以将增加的柱塞腔压力溢出到所述低压空间。
6.在另一方面，一种操作用于内燃式发动机的燃料系统的方法包括旋转与凸轮从动件接触的凸轮凸角以使联接到用于所述燃料系统中的燃料喷射器的致动系中的可枢转摇臂的推杆往复运动。所述方法还包括使联接到所述摇臂的所述燃料喷射器中的柱塞前进和缩回以在所述燃料喷射器中的柱塞腔和低压空间之间交换燃料。所述方法还包括在所述凸轮凸角的上升斜坡相位期间，在较早正时关闭溢流阀以将所述柱塞腔与所述低压空间阻隔开，从而将所述燃料喷射器中的柱塞腔压力增加到喷射压力，并且在喷射压力下从所述燃料喷射器喷射燃料。所述方法还包括在所述凸轮凸角的所述上升斜坡相位期间，在较晚正时关闭所述溢流阀以将所述柱塞腔与所述低压空间阻隔开，并且通过响应于在所述较晚正时关闭所述溢流阀而产生的增加的柱塞腔压力来抵抗所述致动系的柱塞前进惯性。所述方法还进一步包括基于抵抗所述致动系的柱塞前进惯性来限制所述致动系中的间隙，以及打开所述溢流阀以将增加的柱塞腔压力溢出到所述低压空间。
7.在又一方面，提供了一种用于发动机燃料系统的控制系统，所述发动机燃料系统包括燃料喷射器，所述燃料喷射器具有在柱塞腔内可移动的柱塞，以及用于所述柱塞的致动系，所述致动系具有凸轮从动件、推杆、摇臂、柱塞挺杆和凸轮轴。所述凸轮轴具有形成上升斜坡、顶峰和下降斜坡的凸轮凸角，并且可根据包括上升斜坡相位、顶峰相位和下降斜坡相位的凸轮相位与所述凸轮从动件接触旋转。所述控制系统包括燃料加注控制单元，所述燃料加注控制单元具有正时控制器和阀致动控制器，所述正时控制器构造成从正时传感器接收指示所述凸轮凸角的凸轮相位的正时信号。所述阀致动控制器构造成在所述上升斜坡相位期间使所述燃料喷射器中的溢流阀的螺线管致动器断电以打开所述溢流阀，并且在所述上升斜坡相位期间使所述燃料喷射器中的喷射控制阀的螺线管致动器断电以关闭所述喷射控制阀，从而结束来自所述燃料喷射器的燃料喷射。所述阀致动控制器还构造成：在所述上升斜坡相位期间出现的第一正时和所述下降斜坡相位期间出现的第二正时之间使所述溢流阀的螺线管致动器通电以关闭所述溢流阀，以及基于响应于在所述第一正时和所述第二正时之间关闭所述溢流阀而产生的柱塞腔压力的增加来限制所述致动系中的弹道分离。
附图说明
8.图1是根据一个实施例的内燃式发动机系统的示意图；
9.图2是适用于图1的内燃式发动机中的燃料喷射器的剖视侧视示意图；
10.图3是根据一个实施例的燃料系统操作条件和事件的曲线图；以及
11.图4是示出根据一个实施例的示例性方法和逻辑流程的流程图。
具体实施方式
12.参考图1，示出了根据一个实施例的内燃式发动机系统10。发动机系统10包括内燃
式发动机12，其包括发动机壳体14。发动机壳体14具有形成在其中的气缸16和在气缸16内在上止点位置和下止点位置之间可移动的活塞18。发动机12可以包括任何合适布置的任何数量的气缸，例如直列型、v型等。发动机12可以包括压燃式发动机，其可利用合适的压燃式液体燃料操作，例如柴油馏出物燃料、生物柴油燃料、包括十六烷增强剂的液体燃料或各种混合物。在另外的其他实施例中，发动机12可以是双燃料发动机。发动机12通常将以常规的四冲程发动机循环操作，然而，本公开也不限于此。本领域技术人员将领会，发动机12可以配备有图1中未示出的各种装置，包括但不限于发动机阀、涡轮增压器、进气系统和排气系统。活塞18通常将在压缩冲程中在气缸16中可移动以将气缸16中的流体压力增加到自燃阈值。发动机系统10可以在例如从载具推进到泵或压缩机的操作或用于操作发电机的各种应用中实施。
13.发动机系统10还包括燃料系统20。燃料系统20可以包括燃料供给22或燃料箱，以及可操作以将液体燃料从燃料供给22输送到发动机壳体14的低压输送泵24。来自低压输送泵24的液体燃料可以通过形成在发动机壳体14中的燃料通道26传送。燃料系统20还包括定位成部分地延伸到气缸16中的燃料喷射器28。燃料喷射器28可以是燃料系统20中的多个燃料喷射器中的一个，其可在发动机12中的多个气缸之间互换使用。燃料系统20还包括用于致动燃料喷射器28的致动系30，所述致动系包括凸轮从动件32、推杆34、摇臂36、柱塞挺杆38和凸轮轴42。承窝件40可以定位在摇臂36和挺杆38之间。
14.凸轮轴42包括形成上升斜坡46、顶峰48和下降斜坡50的凸轮凸角44。凸轮轴42和/或凸轮凸角44还可以包括基圆表面52。在实际的实施策略中，凸轮凸角44可以是凸轮轴42的多个凸轮凸角中的一个，每个凸轮凸角形成用于燃料系统20中的多个燃料喷射器28的多个致动系30中的一个的一部分。通常在一半发动机转速下，凸轮轴42围绕凸轮轴轴线84可旋转。凸轮凸角44可根据上升斜坡相位、顶峰相位和下降斜坡相位与凸轮从动件32接触旋转。应当领会，上升斜坡相位、顶峰相位和下降斜坡相位表示周向围绕凸轮轴轴线84的角范围，其中凸轮从动件32与相应的上升斜坡46、顶峰48和下降斜坡50接触，其重要性将从以下描述中进一步显而易见。
15.致动系30限定多个间隙位置。间隙位置是致动系30中的位置，其中部件不是机械地和直接地彼此附接，而是彼此接触。第一间隙位置可以限定在摇臂36和承窝40之间，第二间隙位置可以限定在承窝40和挺杆38之间，第三间隙位置可以限定在推杆34和凸轮从动件32之间，并且第四间隙位置可以限定在凸轮从动件32和凸轮凸角44之间。推杆34可以是致动系30的相对较大质量的部件，并且与致动系30的其他部件一起在往复运动期间可以具有惯性，在没有本文设想的减轻策略的情况下，该惯性足以使致动系30中的部件以及可能在关联齿轮系中的部件在间隙位置处分离。如上所述，致动系30中的接触部件之间的间隙分离可能导致不期望的磨损和/或性能问题。从以下描述将进一步显而易见，燃料系统20可以独特地配置成限制或抑制致动系30中的部件之间的完全间隙分离。
16.现在还参考图2，更详细地示出了燃料喷射器28的特征。燃料喷射器28具有形成在其中的柱塞腔54和多个喷嘴出口56。燃料喷射器28包括柱塞60，所述柱塞联接到柱塞挺杆38并且在柱塞腔54内在前进位置和缩回位置之间可移动以将燃料吸入柱塞腔54和从柱塞腔54排出燃料。燃料喷射器28还包括喷嘴止回件62，所述喷嘴止回件可以配置为直接控制的针式止回件。燃料喷射器28还包括燃料通道，所述燃料通道围绕柱塞60供应燃料以用于
密封和润滑。喷嘴供应通道66在柱塞腔54和喷嘴出口56之间延伸。燃料喷射器28还包括电致动的喷射控制阀74和用于喷射控制阀74的螺线管电致动器76。止回件控制室在78处示出。喷射控制件74可以在打开状态和关闭状态之间进行调节，在打开状态下，止回件控制室78暴露于低压并且其中的致动流体(通常但不一定是燃料)可以从燃料喷射器28排出，在关闭状态下，止回件控制室78暴露于喷嘴供应通道66的压力。喷射控制阀74的构造和操作在本领域中是公知的。挺杆复位弹簧在80处示出，并且抵抗由摇臂36施加到柱塞60的向下致动力。燃料喷射器28还包括电连接器82，所述电连接器构造成与本文进一步讨论的电子控制装置电连接。
17.燃料喷射器28还包括电致动溢流阀70和用于溢流阀70的螺线管电致动器72。溢流阀70可在溢流阀70将柱塞腔54与低压空间58阻隔开的关闭状态和溢流阀70不将柱塞腔54与低压空间58阻隔开的打开状态之间调节。低压空间58由燃料喷射器28限定，并且可以包括燃料喷射器28内的通道、间隙或腔，以及包括或连接到燃料喷射器28外部的空间，包括燃料通道26。当溢流阀70处于关闭状态并且柱塞腔54与低压空间58阻隔开时，柱塞60可以前进通过柱塞腔54以增加燃料喷射器28中的燃料压力。当溢流阀70处于打开状态时，柱塞60被动地往复运动以在柱塞腔54和低压空间58之间交换燃料。在实施方式中，低压空间58是形成在发动机壳体14中并且围绕燃料喷射器28延伸并填充有低压燃料的燃料进给空间。
18.燃料系统20还包括控制系统90。控制系统90可以包括燃料加注控制单元94和正时传感器92。正时传感器92可以与曲轴、凸轮轴42或另一可旋转部件(例如具有直接或间接地指示曲柄角或凸轮角的位置、取向或状态的齿轮)联接。正时传感器92产生由燃料加注控制单元94解释的正时信号，目的是用于控制燃料喷射器28，如本文进一步讨论。在一个实施方式中，燃料加注控制单元94包括正时控制器96，所述正时控制器接收来自正时传感器92的正时信号。正时控制器96可以是驻留在燃料加注控制单元94上的包括电路的硬件、固件或软件的任何组合，其使燃料加注控制单元94能够对与发动机正时相关的某些事件起作用。燃料加注控制单元94也可以包括阀致动控制器98，所述阀致动控制器也包括驻留在燃料加注控制单元94上的包括电路的硬件、固件或软件的任何组合，其使燃料加注控制单元94能够向燃料喷射器28输出电流控制命令以使螺线管电致动器72和螺线管电致动器76通电和断电，从而控制溢流阀70和喷射控制阀74，如本文进一步讨论。燃料加注控制单元94通常将包括存储计算机可执行控制指令的计算机可读存储器，所述计算机可执行控制指令可以由燃料加注控制单元94的一个或多个数据处理器执行以执行正时控制器96和阀致动控制器98的功能，以及其他燃料系统控制功能。在一些实施例中，正时控制器96和阀致动控制器98可以是相同算法的子程序。计算机可读存储器可以是任何合适的存储器，例如ram、rom、sdram、dram、flash等。数据处理器可以包括任何合适的可编程逻辑控制器，例如微处理器、微控制器等。
19.正时控制器96和阀致动控制器98是燃料加注控制单元的部分，并且在本文中通常关于燃料加注控制单元94本身的结构和功能被提及。因此，各种术语有时可互换使用，并且因此不旨在限制。燃料加注控制单元94与溢流阀70和螺线管电致动器72控制连通，并且构造成在凸轮凸角44的上升斜坡相位期间打开溢流阀70。燃料加注控制单元94也构造成在上升斜坡相位期间关闭溢流阀70，使得包括柱塞腔54中的燃料压力的柱塞腔压力增加以抵抗致动系30的柱塞前进惯性。燃料加注控制单元94还构造成打开溢流阀70以将增加的柱塞腔
压力溢出到低压空间58。关闭溢流阀70可以包括用控制电流使螺线管电致动器72通电，并且打开溢流阀70可以包括通过结束控制电流使螺线管电致动器72断电。喷射控制阀74的关闭和打开可以通过螺线管电致动器76的类似通电和断电来执行。
20.柱塞腔54中的燃料压力的控制可以用于以限制致动系30中的部件的间隙分离的方式抵消柱塞60的向下惯性。本领域技术人员将熟悉致动系中的弹道分离的概念。根据本公开，预期可以限制或消除致动系30中的部件之间的弹道、间隙分离。将回想起致动系30限定多个间隙位置。燃料加注控制单元94可以构造成基于响应于溢流阀70的关闭而产生的增加的柱塞腔压力来限制间隙位置中的一个或多个处的间隙形成，如本文所讨论的。间隙位置中的一个或多个可以包括限定在凸轮从动件32和推杆34之间的间隙位置。因此可以设想，当推杆34相对于图1的图示通过凸轮凸角44在上升斜坡相位中的旋转被向上推动时，柱塞60将被向下推动。致动系30的质量，特别是推杆34的相对大的质量，在没有本文讨论的溢流阀70的控制的情况下有时可能导致部件之间的间隙分离。如上所述，由于凸轮从动件32和推杆34之间的整个致动系30的柱塞前进惯性，可能发生间隙分离。本公开还可应用于限制致动系30的其他部件之间的间隙分离，或与所示不同的致动系构造中的部件之间的间隙分离。
21.将回想起，关闭溢流阀70以抵抗致动系30的柱塞前进惯性在上升斜坡相位期间发生。还将回想起，在上升斜坡相位期间关闭溢流阀70之后，溢流阀70打开以将增加的柱塞腔压力溢出到低压空间58。在一些实施例中，燃料加注控制单元94构造成在凸轮凸角44的顶峰相位之后打开溢流阀70以溢出增加的柱塞腔压力。因此，可以理解，溢流阀70在顶峰相位之前关闭，在顶峰相位之后打开。换句话说，燃料加注控制单元94可以在凸轮凸角44的上升斜坡相位期间出现的第一较早正时和凸轮凸角44的下降斜坡相位期间出现的第二正时之间使螺线管电致动器72通电以关闭溢流阀70。如图1中所示，凸轮凸角44上的第一较早正时位置在118处示出，并且第二较晚正时位置在120处示出。在一些实施例中，第一正时位置118和第二正时位置120之间的凸轮角可以小于60
°
，优选小于45
°
，可能更小。在凸轮凸角44逆时针旋转的情况下，可以看到凸轮从动件32在越过顶峰48之前不久遇到第一正时位置118，在越过顶峰48之后不久遇到第二正时位置120。溢流阀70将在大约第一正时位置118关闭，并且在大约第二正时位置120打开，因此在上升斜坡相位期间出现的第一正时和下降斜坡相位期间出现的第二正时之间保持关闭。根据该一般策略，如果溢流阀70保持打开，则在致动系30中大约在顶峰48与凸轮从动件44接触的位置处观察到的峰值力事件可以通过抵抗致动系30的柱塞前进惯性的增加的柱塞腔压力来减轻。
22.还应当领会，受控关闭溢流阀70以限制致动系30中的间隙分离可以在燃料喷射事件之后发生。在一个实施方式中，燃料加注控制单元94可以构造成在关闭溢流阀70之前操作燃料喷射器28以在燃料喷射压力下执行主燃料喷射，从而防止致动系30中的部件分离。例如，溢流阀70可以由燃料加注控制单元94通过在上升斜坡相位期间在第一正时之前出现的第三正时使螺线管电致动器72通电来关闭以建立用于喷射的压力，然后打开和关闭喷射控制阀74以执行燃料喷射。然后可以打开溢流阀70以溢出任何过量的压力，并且在第一正时再次关闭。燃料加注控制单元94因此可以理解为构造成在凸轮凸角44的上升斜坡相位期间溢流阀70的关闭之前关闭喷射控制阀74。燃料加注控制单元94还可以构造成保持喷射控制阀74关闭，直到溢流阀70在第二正时打开以将增加的柱塞腔压力溢出到低压空间58之
后。
23.现在还参考图3，示出了曲线图100，其示出与已知策略相比根据本公开的燃料系统20的示例性事件、状态和操作。在曲线图100中，第一迹线102表示在操作根据本公开的燃料系统时可能观察到的燃料压力。第二迹线104表示在根据标准实践操作燃料系统时可能观察到的燃料压力。流向螺线管电致动器72的第一控制电流在108处示出。流向螺线管电致动器72的第二控制电流在110处示出。在时刻t1，凸轮凸角44可以处于上升斜坡相位并且燃料加注控制单元94使螺线管72通电。在时刻t2，控制电流108结束。在时刻t3，启动使螺线管72通电的控制电流110。在时刻t5，控制电流110结束。大约在时刻t4，凸轮凸角44处于顶峰相位，其中凸轮从动件32直接在顶峰48上。
24.迹线104表示在仅使用第一控制电流而不使用后续控制电流的情况下可能观察到的情况。从迹线104可以看出，力尖峰出现在112处。还如迹线104所示，零力状态出现在116处。可以预期零力状态，其中至少短暂地没有力通过致动系传递，原因是已发生间隙分离。可以在阀机构部件再次接触的情况下观察到力尖峰112。在一些情况下，接触可以在凸轮凸角的下降斜坡相位期间发生，因此在凸轮凸角已经趋向于脱离接合并且从凸轮从动件脱离的情况下，力尖峰可能相对严重。在力尖峰112之后的迹线104中可以预期额外的力尖峰和分离。相比之下，在迹线102中，仅看到对应于小的(如果有的话)间隙分离事件的燃料压力的相对小的扰动，大体上在114处示出。由于对部件的间隙分离的改善限制，在迹线102中没有观察到大的力尖峰。
25.从图3还可以观察到，在根据本公开操作的燃料系统的情况下，在较晚的正时关闭溢流阀70的控制电流110包括较短持续时间控制电流。在较早的正时关闭溢流阀70的控制电流108是较长持续时间控制电流。还应当领会，柱塞腔压力增加的相对程度可以在溢流阀70关闭的两种情况之间变化。使用较长持续时间控制电流108关闭溢流阀70可以导致柱塞腔压力的相对较大增加，达到较大量值的喷射压力。使用控制电流110关闭溢流阀70可以使柱塞腔压力增加到较小的量值。在较长持续时间控制电流108和较短持续时间控制电流110之间从t2到t3的停留时间可以小于较长持续时间控制电流108和较短持续时间控制电流110的持续时间。在第一正时位置118和第二正时位置120之间的凸轮凸角44的变化角也影响通过溢流阀70的受控关闭而改变柱塞腔压力的相对程度。
26.工业适用性
27.总体上参考附图，但现在也参考图4，示出了流程图200，其示出根据本公开的示例性方法和逻辑流程。在块210处，旋转凸轮轴42以使凸轮凸角44与凸轮从动件32接触旋转并且因此使推杆34往复运动。推杆34联接到可枢转摇臂36并且因此使摇臂36枢转、推进和缩回燃料喷射器28中的柱塞60，从而只要溢流阀70打开，就在燃料喷射器28中的柱塞腔54和低压空间58之间交换燃料。柱塞往复运动60在块220处示出。
28.从块220，逻辑可以前进或并行地执行块230以接收正时信号。接收正时信号意味着燃料加注控制单元94正在监测指示凸轮轴42的凸轮相位的发动机正时。从块230，流程图200前进到块240以关闭溢流阀70以将柱塞腔54与低压空间58阻隔开。在块240处关闭溢流阀70可以被理解为关闭溢流阀70以使得能够将燃料喷射器28中的燃料压力增加到喷射压力，并且通常将在凸轮凸角44的上升斜坡相位期间发生，但是可以替代地在较早的正时发生。从块240，流程图200前进到块250以打开喷射控制阀74以在喷射压力下从燃料喷射器28
开始喷射燃料。
29.从块250，流程图200前进到块260以关闭喷射控制阀74以结束燃料的喷射。在凸轮凸角44的上升斜坡相位期间也与块260中一样发生关闭喷射控制阀74。从块260，流程图200前进到块270以打开溢流阀70以减小/溢出燃料压力。从块270，流程图200前进到块280以关闭溢流阀70以将柱塞腔54与低压空间58阻隔开。在凸轮凸角44的上升斜坡相位期间也与块270中一样发生关闭溢流阀70并且产生抵抗致动系30的柱塞前进惯性的增加的柱塞腔压力。如本文所讨论的，抵抗柱塞前进惯性限制致动系30中的间隙分离。从块280，流程图200前进到块290以在凸轮凸角44的顶峰相位之后打开溢流阀70以将所有增加的柱塞腔燃料压力溢出到低压空间58。在流程图200中所示的操作之后，凸轮轴42将继续旋转，然后溢流阀70可以再次关闭，并且喷射控制阀74适当地操作以在另一发动机循环中执行另一燃料喷射。
30.本说明书仅用于说明目的，并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围。因此，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的完整和合理范围和精神的情况下，可对当前公开的实施例进行各种修改。通过查看所附附图和所附权利要求书，其它方面、特征和优点将变得显而易见。如本文所使用，冠词“一(a)”和“一(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可与“一个或多个”互换使用。在意图表示仅有一个项目时，使用术语“一个(one)”或类似语言。此外，如本文所使用，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在为开放式术语。此外，短语“基于”意图表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。

技术特征：
1.一种用于内燃式发动机的燃料系统，其包括：致动系，所述致动系具有凸轮从动件、推杆、摇臂、柱塞挺杆和具有凸轮凸角的凸轮轴，所述凸轮凸角形成上升斜坡、顶峰和下降斜坡，并且可根据上升斜坡相位、顶峰相位和下降斜坡相位与所述凸轮从动件接触旋转；燃料喷射器，所述燃料喷射器具有形成在其中的柱塞腔和多个喷嘴出口，并且限定低压空间，并且所述燃料喷射器包括联接到所述柱塞挺杆并且在所述柱塞腔内可移动的柱塞，喷嘴止回件，以及在关闭状态和打开状态之间可调节的电致动溢流阀，在所述关闭状态下所述电致动溢流阀将所述柱塞腔与所述低压空间阻隔开；以及燃料加注控制单元，所述燃料加注控制单元与所述电致动溢流阀控制连通并且构造成：在所述凸轮凸角的所述上升斜坡相位期间打开所述电致动溢流阀；在所述上升斜坡相位期间关闭所述电致动溢流阀，使得柱塞腔压力增加以抵抗所述致动系的柱塞前进惯性；以及打开所述电致动溢流阀以将增加的柱塞腔压力溢出到所述低压空间。2.根据权利要求1所述的燃料系统，其中：所述燃料加注控制单元还构造成在所述凸轮凸角的所述下降斜坡相位期间打开所述电致动溢流阀以溢出增加的柱塞腔压力。3.根据权利要求1或2所述的燃料系统，其中：所述致动系限定多个间隙位置，并且所述燃料加注控制单元还构造成基于增加的柱塞腔压力来限制所述间隙位置中的一个或多个处的间隙形成；以及所述间隙位置中的一个或多个包括所述凸轮从动件和所述推杆的间隙位置。4.根据权利要求1所述的燃料系统，其中：所述燃料喷射器还包括电致动喷射控制阀，并且所述燃料加注控制单元还构造成在所述凸轮凸角的所述上升斜坡相位期间所述电致动溢流阀的关闭之前关闭所述电致动喷射控制阀以结束燃料喷射；并且所述燃料加注控制单元还构造成保持所述电致动喷射控制阀关闭，直到增加的柱塞腔压力溢出到所述低压空间之后。5.根据权利要求1-4中任一项所述的燃料系统，其中：在所述上升斜坡相位期间所述电致动溢流阀的关闭发生在较晚正时，并且使得所述柱塞腔压力增加到较小量值的压力；所述燃料加注控制单元还构造成在所述上升斜坡相位期间在较早正时关闭所述电致动溢流阀，并且使得所述柱塞腔压力增加到更大量值的喷射压力；并且所述燃料加注控制单元还构造成使用较短持续时间控制电流在所述较晚正时关闭所述电致动溢流阀，并且使用较长持续时间控制电流在所述较早正时关闭所述电致动溢流阀。6.一种操作用于内燃式发动机的燃料系统的方法，其包括：旋转与凸轮从动件接触的凸轮凸角以使联接到用于所述燃料系统中的燃料喷射器的致动系中的摇臂的推杆往复运动；使联接到所述摇臂的所述燃料喷射器中的柱塞前进和缩回以在所述燃料喷射器中的
柱塞腔和低压空间之间交换燃料；在所述凸轮凸角的上升斜坡相位期间，在较早正时关闭溢流阀以将所述柱塞腔与所述低压空间阻隔开，从而将所述燃料喷射器中的柱塞腔压力增加到喷射压力；在喷射压力下从所述燃料喷射器喷射燃料；在所述凸轮凸角的所述上升斜坡相位期间，在较晚正时关闭所述溢流阀以将所述柱塞腔与所述低压空间阻隔开；通过响应于在所述较晚正时关闭所述溢流阀而产生的增加的柱塞腔压力来抵抗所述致动系的柱塞前进惯性；基于抵抗所述致动系的柱塞前进惯性来限制所述致动系中的间隙；以及打开所述溢流阀以将增加的柱塞腔压力溢出到所述低压空间。7.根据权利要求6所述的方法，其中限制间隙包括限制所述凸轮从动件和所述推杆之间的间隙。8.根据权利要求6或7所述的方法，其还包括在喷射燃料之后并且直到所述凸轮凸角的顶峰相位之后，保持所述燃料喷射器中的喷嘴止回件关闭；其中打开所述溢流阀以溢出增加的柱塞腔压力包括在所述凸轮凸角的下降斜坡相位期间打开所述溢流阀；其中在所述较早正时和所述较晚正时之间限定的凸轮角小于60
°
；并且其中抵抗所述柱塞前进惯性包括通过小于所述喷射压力的增加的燃料压力来抵抗所述柱塞前进惯性。9.一种用于发动机燃料系统的控制系统，所述发动机燃料系统包括燃料喷射器，所述燃料喷射器具有在柱塞腔内可移动的柱塞；以及用于所述柱塞的致动系，所述致动系具有凸轮从动件、推杆、摇臂、柱塞挺杆和具有凸轮凸角的凸轮轴，所述凸轮凸角形成上升斜坡、顶峰和下降斜坡，并且可根据上升斜坡相位、顶峰相位和下降斜坡相位与所述凸轮从动件接触旋转，所述控制系统包括：燃料加注控制单元，所述燃料加注控制单元包括正时控制器和阀致动控制器，所述正时控制器构造成从正时传感器接收指示所述凸轮凸角的凸轮相位的正时信号，所述阀致动控制器构造成：在所述上升斜坡相位期间使所述燃料喷射器中的溢流阀的螺线管致动器断电以打开所述溢流阀；在所述上升斜坡相位期间使所述燃料喷射器中的喷射控制阀的螺线管致动器断电以关闭所述喷射控制阀，从而结束来自所述燃料喷射器的燃料喷射；在所述上升斜坡相位期间出现的第一正时和所述下降斜坡相位期间出现的第二正时之间使所述溢流阀的螺线管致动器通电以关闭所述溢流阀；以及基于响应于在所述第一正时和所述第二正时之间关闭所述溢流阀而产生的柱塞腔压力的增加来限制所述致动系中的弹道分离。10.根据权利要求9所述的控制系统，其中：所述阀致动控制器还构造成使用较短持续时间控制电流在所述第一正时和所述第二正时之间使所述溢流阀的螺线管致动器通电以关闭所述溢流阀，并且在所述第一正时之前出现的第三正时并且使用较长持续时间控制电流使所述溢流阀的螺线管致动器通电以关
闭所述溢流阀；并且所述柱塞腔中的压力基于在所述第一正时和所述第二正时之间关闭所述溢流阀而增加到较小量值的压力，并且基于在所述第三正时关闭所述溢流阀而增加到较大量值的喷射压力。

技术总结
一种用于内燃式发动机的燃料系统包括致动系，所述致动系具有凸轮从动件、推杆、摇臂和具有凸轮凸角的凸轮轴，所述凸轮凸角可根据上升斜坡相位、顶峰相位和下降斜坡相位与凸轮从动件接触旋转。燃料系统还包括燃料喷射器，所述燃料喷射器包括电致动溢流阀。燃料加注控制单元与溢流阀连通并且构造成在上升斜坡相位期间关闭溢流阀，使得柱塞腔压力增加以抵抗致动系的柱塞前进惯性。还公开了相关的方法和控制逻辑。制逻辑。制逻辑。


技术研发人员：K
受保护的技术使用者：卡特彼勒公司
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/6/3