多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了用于發(fā)動(dòng)機(jī)(104)的進(jìn)氣歧管(302)的多個(gè)方法和系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)例中，進(jìn)氣歧管(302)包括用于將進(jìn)氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)氣缸(200)的第一通路(304)，和用于將氣態(tài)燃料供應(yīng)至該多個(gè)氣缸(200)的第二通路(308)。
【專利說明】
多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文公開的主題的實(shí)施例涉及例如發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件以及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)載工具，諸如機(jī)車，可包括由燃料源提供動(dòng)力來產(chǎn)生機(jī)械能的原動(dòng)機(jī)。在一個(gè)實(shí)例中，由原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能可轉(zhuǎn)換成用于為牽引馬達(dá)以及運(yùn)載工具的其它構(gòu)件和系統(tǒng)提供動(dòng)力的電能。在一些實(shí)例中，原動(dòng)機(jī)可為由柴油(diesel)、汽油、或者其它液體石油餾出物供以燃料的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。在其它實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可額外地或備選地使用氣態(tài)燃料，諸如天然氣。
[0003]鑒于其有利的能含量，天然氣可用作用于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料源。然而，許多現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)典型地構(gòu)造有僅僅單個(gè)液體(例如，柴油)燃料供應(yīng)，限制了利用天然氣操作發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)會(huì)。用于將氣態(tài)燃料供應(yīng)給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的一種實(shí)例措施包括經(jīng)由各個(gè)氣缸蓋上的進(jìn)氣流道接納氣態(tài)燃料。然而，這樣的措施可能成本高昂，且難以應(yīng)用于現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)一即便是小規(guī)模地。不經(jīng)過重大的重新設(shè)計(jì)，氣缸蓋所需要的修改可損害蓋鑄件的完整性，且可能導(dǎo)致耐用性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管包括:第一通路，其提供通過進(jìn)氣歧管的第一路徑，用于將進(jìn)氣供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)氣缸;和第二通路，其提供通過進(jìn)氣歧管的第二路徑，用于將氣態(tài)燃料供應(yīng)至該多個(gè)氣缸的至少一個(gè)。
[0005]在一些實(shí)例中，進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括安裝到第二通路的至少一個(gè)進(jìn)氣閥，其構(gòu)造成控制通向該多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)的氣態(tài)燃料的流率。
[0006]這樣，進(jìn)氣歧管構(gòu)造成將氣態(tài)燃料(例如，天然氣)引導(dǎo)至氣缸而不需要重新設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸蓋。因而，當(dāng)前構(gòu)造成僅利用柴油燃料(例如)操作的運(yùn)載工具可被改型成利用柴油燃料和天然氣兩者來操作，同時(shí)最小化發(fā)動(dòng)機(jī)修改，以便實(shí)現(xiàn)較低成本燃料的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上簡(jiǎn)要描述來以簡(jiǎn)單的方式引出對(duì)在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。其并不意圖標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或本質(zhì)特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由跟隨詳細(xì)描述的權(quán)利要求唯一地限定。進(jìn)一步地，所要求保護(hù)的主題不限于解決以上或本公開的任何部分中所提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0008]通過參照附圖閱讀非限制性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明將得到更好的理解，其中在下文中:
圖1顯示了具有發(fā)動(dòng)機(jī)的軌道運(yùn)載工具的一實(shí)施例的示意圖。
[0009]圖2顯示了圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的示意圖。[00?0]圖3-4顯示了包括圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖5-10顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的進(jìn)氣歧管的多個(gè)視圖。
[0012]圖11A-12D顯示了根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣端口和插件的多個(gè)視圖和實(shí)施例。
[0013]圖13是顯示了用于根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的方法的流程圖。
[0014]圖14顯示了根據(jù)一實(shí)施例的進(jìn)氣歧管中的進(jìn)氣端口的后視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下描述涉及將進(jìn)氣和氣態(tài)燃料供應(yīng)到多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)氣缸的進(jìn)氣歧管的多個(gè)實(shí)施例。在其它實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括將冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)引導(dǎo)到冷卻劑系統(tǒng)構(gòu)件一諸如熱交換器或其它構(gòu)件一的冷卻劑出口。該多個(gè)氣缸的一個(gè)或更多個(gè)氣缸可經(jīng)由安裝在進(jìn)氣歧管上的相應(yīng)的進(jìn)氣閥被供有氣態(tài)燃料。通過經(jīng)由進(jìn)氣歧管供應(yīng)氣態(tài)燃料，可提供通向動(dòng)力組件的單獨(dú)的氣體供應(yīng)通路和內(nèi)部氣體路徑選擇，從而減少了氣體密封接頭的潛在數(shù)量，且因此減小了氣態(tài)燃料泄漏出發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性。進(jìn)氣歧管還為空氣一氣體混合優(yōu)化提供了氣體進(jìn)入幾何結(jié)構(gòu)柔性。另外，與其它部位(諸如氣缸蓋)相比，在進(jìn)氣歧管上安裝進(jìn)氣閥提供了更加有利的振動(dòng)環(huán)境，潛在地減少了閥可靠性的關(guān)注。進(jìn)一步，為歧管增加氣體通路不會(huì)在其它發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件上產(chǎn)生可維護(hù)性影響。從商業(yè)的立場(chǎng)看，對(duì)于具體的發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)，經(jīng)由進(jìn)氣歧管供應(yīng)氣態(tài)燃料可要求購(gòu)買較少的雙燃料升級(jí)構(gòu)件。更進(jìn)一步，在該發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中，通過對(duì)進(jìn)氣歧管而非各個(gè)單獨(dú)的氣缸蓋改型，改型的成本可降低。
[0016]本文所描述的措施可用于多種多樣的發(fā)動(dòng)機(jī)類型中，以及多種多樣的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)中的一些可為固定的，而其它的可在半可動(dòng)的或者可動(dòng)的平臺(tái)上。半可動(dòng)的平臺(tái)可在運(yùn)行周期之間被重新定位，諸如安裝在平板載貨車拖車上?？蓜?dòng)平臺(tái)包括自動(dòng)的運(yùn)載工具。這樣的運(yùn)載工具可包括路上的運(yùn)輸運(yùn)載工具，以及礦業(yè)設(shè)備，水運(yùn)工具，軌道運(yùn)載工具，以及其它非公路運(yùn)載工具(OHV)。為了顯示清楚，提供了機(jī)車作為自動(dòng)的軌道運(yùn)載工具的實(shí)例，且更寬泛地講，作為可動(dòng)平臺(tái)的實(shí)例，其支撐結(jié)合了本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)。
[0017]在進(jìn)一步討論用于將氣態(tài)燃料提供給柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的措施之前，公開了平臺(tái)的一個(gè)實(shí)例，其中發(fā)動(dòng)機(jī)可構(gòu)造成用于運(yùn)載工具，諸如軌道運(yùn)載工具。例如，圖1顯示了運(yùn)載工具系統(tǒng)100的一實(shí)施例的框圖，此處描繪為軌道運(yùn)載工具106(例如，機(jī)車)，構(gòu)造成通過多個(gè)輪子112在軌道102上運(yùn)行。如圖中所描繪的，軌道運(yùn)載工具106包括發(fā)動(dòng)機(jī)104。在其它非限制性實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104可為固定發(fā)動(dòng)機(jī)一諸如在動(dòng)力設(shè)備應(yīng)用中，或如上文所提到的水運(yùn)工具或其它非公路運(yùn)載工具推進(jìn)系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0018]發(fā)動(dòng)機(jī)104從進(jìn)氣通路114接收用于燃燒的進(jìn)氣。進(jìn)氣通路114從空氣過濾器160接收環(huán)境空氣，空氣過濾器160過濾來自軌道運(yùn)載工具106外部的空氣。發(fā)動(dòng)機(jī)104中的燃燒產(chǎn)生的排氣氣體被供應(yīng)至排氣通路116。排氣氣體流過排氣通路116，并且流出軌道運(yùn)載工具106的排氣器。在一個(gè)實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104是通過壓縮點(diǎn)火燃燒空氣和柴油燃料的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在其它非限制性實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104可通過壓縮點(diǎn)火(和/或火花點(diǎn)火)額外地燃燒燃料，包括汽油，煤油，天然氣，生物柴油(b1diesel)，或類似密度的其它石油餾出物。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，軌道運(yùn)載工具106是柴油-電氣運(yùn)載工具。如圖1中所描繪的，發(fā)動(dòng)機(jī)104聯(lián)接到發(fā)電系統(tǒng)，其包括交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)122和電氣牽引馬達(dá)124。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)104是柴油和/或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其產(chǎn)生被傳送到發(fā)電機(jī)122的轉(zhuǎn)矩輸出，發(fā)電機(jī)122機(jī)械地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)104ο在本文中的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104是以柴油燃料和天然氣操作的多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，但是在其它實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104可使用柴油和天然氣之外的多種燃料組合。
[0020]發(fā)電機(jī)122產(chǎn)生電功率，電功率可存儲(chǔ)以及被應(yīng)用而隨后傳播至各種各樣的下游電氣構(gòu)件。例如，發(fā)電機(jī)122可電氣地聯(lián)接至多個(gè)牽引馬達(dá)124，且發(fā)電機(jī)122可為該多個(gè)牽引馬達(dá)124提供電功率。正如所描繪的，該多個(gè)牽引馬達(dá)124各自連接到多個(gè)輪子112中的一個(gè)上，以便提供牽引動(dòng)力來推動(dòng)軌道運(yùn)載工具106。一種實(shí)例構(gòu)造包括每個(gè)輪子組一個(gè)牽引馬達(dá)。如本文中所描繪的，六對(duì)牽引馬達(dá)對(duì)應(yīng)于軌道運(yùn)載工具的六對(duì)原動(dòng)輪子中的各對(duì)。在另一實(shí)例中，交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)122可聯(lián)接到一個(gè)或更多個(gè)阻抗網(wǎng)126。阻抗網(wǎng)126可構(gòu)造成經(jīng)由熱量來消散過量的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，該熱量由網(wǎng)從交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)122產(chǎn)生的電力產(chǎn)生。
[0021]在一些實(shí)施例中，運(yùn)載工具系統(tǒng)100可包括布置在進(jìn)氣通路114和排氣通路116之間的渦輪增壓器120。渦輪增壓器120增大抽入進(jìn)氣通路114中的環(huán)境空氣的空氣填充，以便在燃燒期間提供更大的填充密度，以增大動(dòng)力輸出和/或發(fā)動(dòng)機(jī)-運(yùn)行效率。渦輪增壓器120可包括至少部分地由渦輪(未顯示)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)(未顯示)。雖然在這種情況下包括單個(gè)渦輪增壓器，但該系統(tǒng)可包括多個(gè)渦輪和/或壓縮機(jī)級(jí)。
[0022]在一些實(shí)施例中，運(yùn)載工具系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括在渦輪增壓器120的上游和/或下游聯(lián)接在排氣通路中的后處理系統(tǒng)(圖3中示為后處理裝置314)。在一個(gè)實(shí)施例中，后處理系統(tǒng)可包括柴油氧化催化器(DOC)和柴油微粒過濾器(DPF)。在其它實(shí)施例中，后處理系統(tǒng)可額外地或備選地包括一個(gè)或更多個(gè)排放控制裝置。這樣的排放控制裝置可包括選擇性催化還原(SCR)催化器，三路催化器，NOx捕集器，或各種其它裝置或系統(tǒng)。
[0023]運(yùn)載工具系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)104的排氣氣體再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)130，其將排氣氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)104的排氣通路116在渦輪增壓器120下游引導(dǎo)到進(jìn)氣通路114。在一些實(shí)施例中，排氣氣體再循環(huán)系統(tǒng)130可唯一地聯(lián)接到一組一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)原料缸(也稱為原料缸系統(tǒng))。如圖1中所描繪的，EGR系統(tǒng)130包括EGR通路132和EGR冷卻器134來在排氣氣體進(jìn)入進(jìn)氣通路114之前降低該排氣氣體的溫度。通過將排氣氣體引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)104，可用于燃燒的氧的量減少，從而降低燃燒火焰溫度，且減少氮氧化物(例如，NOx)的形成。
[0024]在一些實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)130可進(jìn)一步包括用于控制從發(fā)動(dòng)機(jī)104的排氣通路116再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)104的進(jìn)氣通路114的排氣氣體的量的EGR閥。例如，EGR閥可為由控制器110控制的開/關(guān)閥，或其可控制EGR的可變的量。如在圖1的非限制性實(shí)例實(shí)施例中所示，EGR系統(tǒng)130是高壓EGR系統(tǒng)。在其它實(shí)施例中，運(yùn)載工具系統(tǒng)100可額外地或備選地包括低壓EGR系統(tǒng)，確定EGR的路線為從渦輪的下游至壓縮機(jī)的上游。
[0025]如圖1中所描繪，運(yùn)載工具系統(tǒng)100還包括冷卻系統(tǒng)150。冷卻系統(tǒng)150使冷卻劑循環(huán)通過發(fā)動(dòng)機(jī)104來吸收廢發(fā)動(dòng)機(jī)熱量，以及將被加熱的冷卻劑分配至熱交換器，諸如散熱器152。風(fēng)扇154可聯(lián)接至散熱器152，以便在運(yùn)載工具106于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的同時(shí)緩慢地移動(dòng)或停止時(shí)，維持通過散熱器152的氣流。在一些實(shí)例中，風(fēng)扇速度可由控制器，諸如控制器110，來控制。由散熱器152冷卻的冷卻劑進(jìn)入儲(chǔ)器156 ο然后冷卻劑可由水或冷卻劑栗(未顯示)栗送回到發(fā)動(dòng)機(jī)104或回到運(yùn)載工具系統(tǒng)的另一構(gòu)件，諸如EGR冷卻器。
[0026]軌道運(yùn)載工具106進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器110(下文中稱為控制器)來控制與該軌道運(yùn)載工具106相關(guān)的多個(gè)構(gòu)件。例如，運(yùn)載工具系統(tǒng)的多個(gè)構(gòu)件可經(jīng)由通信信道或數(shù)據(jù)總線聯(lián)接到該控制器110。在一個(gè)實(shí)例中，控制器110包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?？刂破?10可額外地或備選地包括存儲(chǔ)器，其保持有非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(未顯示)，包括用于實(shí)現(xiàn)軌道運(yùn)載工具運(yùn)行的機(jī)載監(jiān)控和控制的代碼。
[0027]控制器110可接收來自多個(gè)傳感器的信息，并且可將控制信號(hào)發(fā)送給多個(gè)促動(dòng)器?？刂破?10，在其監(jiān)督軌道運(yùn)載工具106的控制和管理的同時(shí)，可被構(gòu)造成從多種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器接收信號(hào)，如本文中進(jìn)一步詳細(xì)闡述，以便確定運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行條件，以及對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)促動(dòng)器來控制軌道運(yùn)載工具106的運(yùn)行。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器110可從多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器接收信號(hào)，包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)速度，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，進(jìn)氣歧管空氣壓力，增壓壓力，排氣壓力，環(huán)境壓力，環(huán)境溫度，排氣溫度，微粒過濾器溫度，微粒過濾器背壓，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑壓力，EGR冷卻器中的氣體溫度，等等。相應(yīng)地，控制器110可通過將命令發(fā)送至多個(gè)構(gòu)件一諸如牽引馬達(dá)124，交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)122，氣缸閥，燃料噴射器，凹口節(jié)流閥等等一來控制軌道運(yùn)載工具106。其它促動(dòng)器可聯(lián)接到軌道運(yùn)載工具中的多個(gè)部位。
[0028]圖2描繪了多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)一諸如以上參照?qǐng)D1所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)104—的燃燒室或氣缸200的實(shí)施例。氣缸200可由氣缸蓋201以及氣缸體203限定，氣缸蓋201容納進(jìn)氣和排氣閥以及燃料噴射器(下文所述)。如在圖4-5中更詳細(xì)地顯示的，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸可包括聯(lián)接到公共的氣缸體的單獨(dú)的氣缸蓋。
[0029]發(fā)動(dòng)機(jī)可至少部分地由包括控制器110的控制系統(tǒng)來控制，控制器100可與運(yùn)載工具系統(tǒng)一諸如以上參照?qǐng)D1所述的運(yùn)載工具系統(tǒng)100—進(jìn)一步連通。如上文所述，控制器110可進(jìn)一步從多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器接收信號(hào)，包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)速度，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，增壓壓力，排氣壓力，環(huán)境壓力，CO2水平，排氣溫度，NOx排放，來自聯(lián)接到冷卻套筒228的溫度傳感器230的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)等。相應(yīng)地，控制器110可通過對(duì)多個(gè)構(gòu)件一諸如交流發(fā)電機(jī)，氣缸閥，節(jié)流閥，燃料噴射器等一發(fā)送命令控制運(yùn)載工具系統(tǒng)。
[0030]氣缸(即，燃燒室)200可包括燃燒室壁204，活塞206位于其中?；钊?06可聯(lián)接到曲軸208，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中各個(gè)氣缸在曲軸208的兩次旋轉(zhuǎn)期間以一定點(diǎn)火順序點(diǎn)火。在其它實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，各個(gè)氣缸在曲軸208的一次旋轉(zhuǎn)期間以一定點(diǎn)火順序點(diǎn)火。
[0031]氣缸200從包括進(jìn)氣流道210的進(jìn)氣口接收用于燃燒的進(jìn)氣。進(jìn)氣流道210經(jīng)由進(jìn)氣歧管接收進(jìn)氣。例如，進(jìn)氣流道210可與除了氣缸200外發(fā)動(dòng)機(jī)的其它氣缸連通，或進(jìn)氣流道210可與氣缸200唯一地連通。
[0032]由發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒所產(chǎn)生的排氣氣體被供應(yīng)至包括排氣流道212的排氣裝置。排氣氣體在一些實(shí)施例中(圖2中未顯示)通過排氣流道212流向渦輪增壓器，且經(jīng)由排氣歧管流向大氣。例如，排氣流道212可進(jìn)一步接收來自除氣缸200之外的發(fā)動(dòng)機(jī)的其它氣缸的排氣氣體。
[0033]發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸可包括一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣閥以及一個(gè)或更多個(gè)排氣閥。例如，氣缸200顯示為包括位于氣缸200的上部區(qū)域中的至少一個(gè)進(jìn)氣提升閥214和至少一個(gè)排氣提升閥216。在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸，包括氣缸200，可包括位于氣缸蓋處的至少兩個(gè)進(jìn)氣提升閥和至少兩個(gè)排氣提升閥。
[0034]進(jìn)氣閥214可經(jīng)由促動(dòng)器218由控制器110控制。類似地，排氣閥216可經(jīng)由促動(dòng)器220由控制器110控制。在一些狀態(tài)期間，控制器110可改變提供給促動(dòng)器218和220以便控制相應(yīng)的進(jìn)氣和排氣閥的打開和閉合的信號(hào)。進(jìn)氣閥214和排氣閥216的位置可分別由相應(yīng)的閥位置傳感器222和224確定。例如，閥促動(dòng)器可為電動(dòng)閥促動(dòng)類型或凸輪促動(dòng)類型，或它們的組合。
[0035]進(jìn)氣和排氣閥正時(shí)可同時(shí)受控制，或可使用可能的可變進(jìn)氣凸輪正時(shí)，可變排氣凸輪正時(shí)，雙獨(dú)立可變凸輪正時(shí)或固定凸輪正時(shí)中的任一種。在其它實(shí)施例中，進(jìn)氣閥和排氣閥可由共同的閥促動(dòng)器或促動(dòng)系統(tǒng)，或可變閥正時(shí)促動(dòng)器或促動(dòng)系統(tǒng)來控制。進(jìn)一步，進(jìn)氣閥和排氣閥可基于運(yùn)行條件受控制器控制來具有可變的抬升。
[0036]在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸可構(gòu)造成具有一個(gè)或更多個(gè)燃料噴射器，用于為其提供燃料。作為非限制性實(shí)例，圖2顯示了氣缸200包括燃料噴射器226。燃料噴射器226顯示為直接聯(lián)接到氣缸200，以便將燃料直接噴射到其中。以這種方式，燃料噴射器226將被稱為直接燃料噴射的噴射提供到燃燒氣缸200中。燃料可從包括燃料儲(chǔ)器232、燃料栗和燃料軌道(未顯示)的高壓燃料系統(tǒng)輸送到燃料噴射器226。在一個(gè)實(shí)例中，燃料是通過壓縮點(diǎn)火在發(fā)動(dòng)機(jī)中被燃燒的柴油燃料。在其它非限制性實(shí)施例中，燃料可為通過壓縮點(diǎn)火(和/或火花點(diǎn)火)的汽油，煤油，生物柴油，或具有類似密度的其它石油餾出物。進(jìn)一步，如下文更詳細(xì)地闡述的，作為柴油燃料的替換或者除了柴油燃料之外，發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)氣缸可構(gòu)造成接收氣態(tài)燃料(例如，天然氣)。氣態(tài)燃料可經(jīng)由進(jìn)氣歧管提供給氣缸200，如下文闡述。
[0037]圖3顯示了包括具有多個(gè)氣缸200的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)104的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)300的示意圖。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)300包括上文參照?qǐng)D1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)104。發(fā)動(dòng)機(jī)104接收來自進(jìn)氣歧管302的用于燃燒的進(jìn)氣。進(jìn)氣歧管302從進(jìn)氣通路114接收進(jìn)氣，進(jìn)氣通路114從空氣過濾器(在圖1中示出)接收環(huán)境空氣，空氣過濾器過濾來自發(fā)動(dòng)機(jī)104可位于其中的運(yùn)載工具的外部的空氣。進(jìn)入進(jìn)氣歧管302的進(jìn)氣的流動(dòng)可受節(jié)流閥312控制，節(jié)流閥312的位置可受控制器110控制。
[0038]在圖3中所描繪的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104是具有十二個(gè)氣缸的V-12發(fā)動(dòng)機(jī)。在其它實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可為V-6，V-8，V-1O，V-16，1-4，1-6，1-8，對(duì)置4，或者另一發(fā)動(dòng)機(jī)類型。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的V字形的構(gòu)造，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有六個(gè)氣缸(例如，氣缸1-6)的第一氣缸排，和具有六個(gè)氣缸(例如，氣缸7-12)的第二氣缸排。進(jìn)氣歧管302布置在這兩個(gè)氣缸排之間，并且構(gòu)造成經(jīng)由多個(gè)進(jìn)氣流道將進(jìn)氣供應(yīng)至各個(gè)排的各個(gè)氣缸。雖然在圖3中未顯示，但是各個(gè)進(jìn)氣流道聯(lián)接到至少部分地限定氣缸的單獨(dú)的氣缸蓋。因此，流過進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣被分配到各自流體地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的單獨(dú)的氣缸蓋的多個(gè)進(jìn)氣流道。
[0039]進(jìn)氣歧管302構(gòu)造成將進(jìn)氣供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸，如上所述。然而，進(jìn)氣歧管302包括另外的通路，用于從發(fā)動(dòng)機(jī)排放冷卻劑，以及將氣態(tài)燃料輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)。因而，進(jìn)氣歧管302包括構(gòu)造成用來使進(jìn)氣流動(dòng)的第一通路304。第一通路304聯(lián)接到該多個(gè)進(jìn)氣流道。第一通路304從進(jìn)氣通路114接收進(jìn)氣。
[0040]為了從發(fā)動(dòng)機(jī)排放冷卻劑，進(jìn)氣歧管302包括第二通路306。例如，第二通路306接收從各個(gè)氣缸蓋引導(dǎo)出的冷卻劑，且第二通路將冷卻劑引導(dǎo)回到一般的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)318。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)318可包括一個(gè)或更多個(gè)冷卻劑構(gòu)件，諸如散熱器(例如，圖1的散熱器152)，冷卻劑儲(chǔ)器(例如，儲(chǔ)器156)，冷卻管線，栗和/或其它構(gòu)件。因此，來自發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)的冷卻劑被栗送到發(fā)動(dòng)機(jī)104，此處其流過氣缸體和/或氣缸蓋的一個(gè)或更多個(gè)套罩(例如，冷卻劑套筒228)來冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。然后冷卻劑經(jīng)由從各個(gè)氣缸蓋引導(dǎo)至第二通路306的排放管線從發(fā)動(dòng)機(jī)排放出來，且冷卻劑返回到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)。
[0041]在一些運(yùn)行模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)104可以液體燃料燃燒(例如，柴油燃料)和氣態(tài)燃料(例如，天然氣)燃燒兩者來運(yùn)行。雖然根據(jù)上文參照?qǐng)D2所述的構(gòu)造柴油燃料被輸送至各個(gè)氣缸，但氣態(tài)燃料可經(jīng)由進(jìn)氣歧管302的第三通路308輸送至一個(gè)或更多個(gè)氣缸。如圖3中所示，進(jìn)氣歧管302的第三通路308可經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)氣態(tài)燃料管線、栗、壓力調(diào)節(jié)器等從氣態(tài)燃料儲(chǔ)器316接收氣態(tài)燃料供應(yīng)。在一些實(shí)施例中，氣態(tài)燃料儲(chǔ)器316可定位成遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)104，諸如在不同的軌道車輛上(例如，在燃料供應(yīng)車輛上)，且氣態(tài)燃料可經(jīng)由橫穿單獨(dú)的車輛的一個(gè)或更多個(gè)燃料管線供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)104。然而，在其它實(shí)施例中，氣態(tài)燃料儲(chǔ)器316可與發(fā)動(dòng)機(jī)104位于同一軌道車輛上。第三通路308可包括多個(gè)進(jìn)氣閥(在圖4中示出且下文中更詳細(xì)地描述)，其各自構(gòu)造成將氣態(tài)燃料從第三通路308供應(yīng)至相應(yīng)的氣缸蓋。
[0042]在一些實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)的該多個(gè)氣缸中的各個(gè)氣缸可構(gòu)造成接收氣態(tài)燃料。因而，各個(gè)氣缸蓋可構(gòu)造成經(jīng)由相應(yīng)的進(jìn)氣閥和氣體流道(下文更詳細(xì)地描述)從第三通路接收氣態(tài)燃料。然而，在其它實(shí)例中，僅僅氣缸的子組可構(gòu)造成接收氣態(tài)燃料。例如，只有一半氣缸可接收氣態(tài)燃料。在這樣的實(shí)例中，氣缸蓋的子組可包括氣體流道，而剩余的氣缸并不包括氣體流道。類似地，進(jìn)氣歧管可構(gòu)造成使得存在比氣缸蓋更少的進(jìn)氣閥，以便將氣態(tài)燃料提供給僅僅氣缸的子組。
[0043]由發(fā)動(dòng)機(jī)104中的燃燒產(chǎn)生的排氣氣體被供應(yīng)至排氣通路116，此處，排氣由后處理裝置314處理和/或在離開而到達(dá)大氣之前流過一個(gè)或更多個(gè)渦輪增壓器。在圖3中所示的構(gòu)造中，各個(gè)氣缸排具有排氣歧管。例如，圖3中顯示了排氣歧管310a和310b。各個(gè)排氣歧管接收從相應(yīng)的氣缸排中的各個(gè)氣缸釋放(經(jīng)由相應(yīng)的氣缸蓋的排氣流道，諸如圖2的排氣流道212)的排氣。各個(gè)排氣歧管310a，310b將排氣引導(dǎo)至共同的排氣通路116。
[0044]如上所述，在實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管302包括三個(gè)通路，用于三種單獨(dú)的流體一進(jìn)氣，冷卻劑和氣態(tài)燃料的流動(dòng)。圖4-10單獨(dú)地或結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)和/或運(yùn)載工具系統(tǒng)的多個(gè)特征顯示了進(jìn)氣歧管302的多個(gè)視圖。具體地，圖4是進(jìn)氣歧管和兩個(gè)氣缸蓋一包括聯(lián)接到氣缸體的內(nèi)部構(gòu)件一的示意截面圖400。圖5顯示了聯(lián)接到兩個(gè)氣缸蓋的進(jìn)氣歧管的截面圖500，圖6顯示了聯(lián)接到兩個(gè)氣缸蓋的進(jìn)氣歧管的傾斜的透視圖600，圖7A和7B顯示了根據(jù)多個(gè)實(shí)施例的進(jìn)氣歧管的等距視圖700，710，圖8顯示了進(jìn)氣歧管的截面圖800，圖9A和9B顯示了安裝在運(yùn)載工具系統(tǒng)中的進(jìn)氣歧管的頂部透視圖900，910，而圖10顯示了進(jìn)氣歧管的側(cè)透視圖1000。圖5-10大致成比例地繪制。
[0045]要理解的是，在一些實(shí)例中，為了清楚的目的，進(jìn)氣歧管和發(fā)動(dòng)機(jī)在下文中描述為使各個(gè)氣缸構(gòu)造成用于接收氣態(tài)燃料，但其它構(gòu)造也是可行的。例如，僅僅氣缸的子組(例如，一半，三分之一，四分之一，四分之三，等)可構(gòu)造成接收氣態(tài)燃料。當(dāng)氣缸并未構(gòu)造成接收氣態(tài)燃料時(shí)，對(duì)于該氣缸，可省去某些元件部分，諸如進(jìn)氣閥，氣體流道，以及進(jìn)氣端口插件(下文中更詳細(xì)地描述)。
[0046]首先參照?qǐng)D4的截面圖400和圖5的截面圖500，進(jìn)氣歧管302包括第一通路304，第二通路306以及第三通路308。通路中的各個(gè)是中空通路，其構(gòu)造成通過進(jìn)氣歧管使不同的流體流動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)以及從發(fā)動(dòng)機(jī)流出。第一通路304是構(gòu)造成用于使進(jìn)氣流動(dòng)的進(jìn)氣通路，第二通路306是構(gòu)造成用于使冷卻劑(例如，水)流動(dòng)的冷卻劑通路，而第三通路308是構(gòu)造成用于使氣態(tài)燃料(例如，天然氣)流動(dòng)的氣體通路。第一通路304具有第一容積，第二通路306具有第二容積，而第三通路308具有第三容積。如圖所示，第一通路的第一容積大于第二容積和第三容積，同時(shí)第二容積大于第三容積。第一容積是第一通路的內(nèi)部的全部，第二容積是第二通路的內(nèi)部的全部，而第三容積是第三通路的內(nèi)部的全部。第一通路304的截面積大于第二通路306的截面積，而第二通路306的截面積大于第三通路308的截面積。然而，其它構(gòu)造也是可行的，諸如第三通路的第三容積大于第二通路的第二容積。一方面，通路304，306，308并未彼此流體地連接，使得通路中的流體不會(huì)共同混合(co-mingle)。
[0047]在安裝進(jìn)氣歧管時(shí)，第一通路304在豎向最低的位置上定位在進(jìn)氣歧管302中。也SP，第二通路306和第三通路308各自位于第一通路304上方。第三通路308在豎向上高于第二通路306和第一通路304，且第二通路306介于第一通路304和第三通路308中間。進(jìn)一步，進(jìn)氣歧管可包括從第三通路的頂部延伸到第一通路的底部的中心軸線，且各個(gè)通路可沿著該中心軸線在豎向上對(duì)齊。雖然本公開顯示了具有如上所述的相對(duì)位置的三個(gè)通路，但其它位置也在本公開的范圍內(nèi)。例如，在一些實(shí)施例中，使氣態(tài)燃料流動(dòng)的第三通路可位于第一進(jìn)氣通路與第二冷卻劑通路之間的中間，或使氣態(tài)燃料流動(dòng)的第三通路可位于第一進(jìn)氣通路下方。在其它實(shí)施例中，可省去第二冷卻劑通路，即進(jìn)氣歧管僅包括用于進(jìn)氣的通路以及用于氣態(tài)燃料的通路，而不包括用于冷卻劑的通路。在另外的其它實(shí)施例中，不只一個(gè)冷卻劑、氣態(tài)(燃料)和/或進(jìn)氣通路可存在于進(jìn)氣歧管中。
[0048]進(jìn)氣歧管302位于兩個(gè)氣缸排之間。各個(gè)氣缸排包括聯(lián)接到氣缸體的多個(gè)單獨(dú)的氣缸蓋。因此，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸，提供單獨(dú)的氣缸蓋。圖4和5顯示了兩個(gè)氣缸蓋，氣缸蓋201 (在圖2中示出)和氣缸蓋412。各個(gè)氣缸蓋容納圖2中所述的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件，包括進(jìn)氣和排氣閥，液體燃料噴射器等。進(jìn)一步，作為第一氣缸排的一部分而包括氣缸蓋201，而作為第二不同的氣缸排的一部分而包括氣缸蓋412。氣缸蓋201和氣缸蓋412兩者都聯(lián)接到相同的氣缸體203。
[0049]如圖5中所示，各個(gè)氣缸蓋經(jīng)由將進(jìn)氣歧管302的第一通路304流體地聯(lián)接到氣缸蓋的進(jìn)氣流道將用于燃燒的進(jìn)氣接收在其氣缸中。例如，進(jìn)氣流道210將第一通路304聯(lián)接到氣缸蓋201，而進(jìn)氣流道211將第一通路304聯(lián)接到氣缸蓋412。
[0050]為了將氣態(tài)燃料供應(yīng)至氣缸，一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣閥安裝在進(jìn)氣歧管上。如圖所示，第一進(jìn)氣閥402和第二進(jìn)氣閥404顯示為安裝到第三通路308上。在圖5中所示的截面圖500中，顯示了進(jìn)氣閥404的截面，同時(shí)顯示了進(jìn)氣閥402的前透視圖，這兩個(gè)進(jìn)氣閥彼此偏離(在圖6中更詳細(xì)地示出)。各個(gè)進(jìn)氣閥包括用來打開閥的電磁體或其它促動(dòng)器。為了調(diào)節(jié)從第三通路308流動(dòng)至相應(yīng)的氣缸的氣態(tài)燃料的量(例如，容積，流率，等)，可調(diào)節(jié)閥打開的持續(xù)時(shí)間。
[0051]氣態(tài)燃料通過多個(gè)氣體流道從第三通路308引導(dǎo)到氣缸蓋。圖4和5顯示了兩個(gè)氣體流道，氣體流道406和氣體流道408。氣體流道406將進(jìn)氣閥402流體地聯(lián)接到氣缸蓋412。氣體流道408將進(jìn)氣閥404流體地聯(lián)接到氣缸蓋201。圖4-5的各個(gè)氣體流道是豎直流道，它們沿著進(jìn)氣歧管的高度延伸。因此，氣體流道從第三通路308離開，經(jīng)過第二通路306外部或者橫過第二通路306，并且進(jìn)入第一通路304中。在第一通路304中，各個(gè)氣體流道流體地聯(lián)接到相應(yīng)的氣缸蓋，以便將氣態(tài)燃料供應(yīng)至氣缸蓋。因而，在一個(gè)實(shí)例中，進(jìn)氣歧管包括對(duì)應(yīng)于氣缸的數(shù)量的多個(gè)氣體流道，其中存在對(duì)應(yīng)于各個(gè)氣缸的單個(gè)氣體流道。在其它實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管包括對(duì)應(yīng)于少于氣缸的數(shù)量的氣體流道。
[0052]對(duì)于各個(gè)給定的氣缸蓋，氣體流道和進(jìn)氣閥，氣態(tài)燃料離開氣體流道，且在進(jìn)氣歧管聯(lián)接到氣缸蓋的混合區(qū)處與進(jìn)入的進(jìn)氣混合。具體地，各個(gè)氣缸蓋可在進(jìn)氣端口一諸如進(jìn)氣端口 420(此處氣缸蓋201聯(lián)接到進(jìn)氣歧管302)以及進(jìn)氣端口 418(此處氣缸蓋412聯(lián)接到進(jìn)氣歧管302)—處聯(lián)接到進(jìn)氣歧管302的第一通路304。敞開通路(在圖5的區(qū)域410中顯示)可用工具加工到進(jìn)氣歧管302中，以便提供從氣體流道到進(jìn)氣端口的通路。在混合區(qū)(其可為進(jìn)氣端口與氣缸蓋結(jié)合的結(jié)合點(diǎn))處，在燃料空氣混合物抽入氣缸蓋中之前，氣態(tài)燃料與進(jìn)氣混合。如下文中更詳細(xì)地描述，各個(gè)進(jìn)氣端口可包括插件902來輔助氣態(tài)燃料循環(huán)和空氣混合。然而，在一些實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管可聯(lián)接到各個(gè)氣缸蓋而不包括插件。
[0053]進(jìn)氣歧管302包括與氣缸蓋的另外的聯(lián)接。例如，第二通路306通過多個(gè)冷卻劑端口 -諸如冷卻劑端口 414和冷卻劑端口 416流體地聯(lián)接到各個(gè)氣缸蓋。各個(gè)冷卻劑端口可從相應(yīng)的氣缸蓋接收冷卻劑，并且將冷卻劑引導(dǎo)到第二通路306，此處，其被引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)。例如，圖4顯示了第二通路306從各自容納在相應(yīng)的氣缸蓋中的第一冷卻劑套罩401a和第二冷卻劑套罩401b接收冷卻劑。更進(jìn)一步，各個(gè)氣缸排具有單獨(dú)的排氣歧管(例如，排氣歧管310a和排氣歧管310b)。
[0054]因此，圖4-5顯示了在實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管302由集成在單個(gè)歧管中的三個(gè)通路組成。各個(gè)通路可由合適的材料鑄造，諸如鋼，鋁，和/或鎳。進(jìn)氣歧管可鑄造或以其它方式形成為一個(gè)集成的構(gòu)件，或通路中的一個(gè)或更多個(gè)可單獨(dú)地鑄造并且聯(lián)接在一起。在一個(gè)實(shí)例中，第一通路304和第二通路306可鑄造在一起，且第三通路308可單獨(dú)地鑄造，并且聯(lián)接(例如，焊接)到第二通路306上。
[0055]如圖所示，進(jìn)氣閥沉入第三通路308中，使得各個(gè)閥的一部分在進(jìn)氣歧管外部，且各個(gè)閥的一部分容納在進(jìn)氣歧管內(nèi)。為了容納進(jìn)氣閥，第三通路308可包括一個(gè)或更多個(gè)安裝凸緣，其包括一個(gè)或更多個(gè)孔口，進(jìn)氣閥插入于該孔口中。例如，圖7A-B顯示了進(jìn)氣歧管302，為了清楚而去除了進(jìn)氣閥。安裝凸緣602包括兩個(gè)孔口 604，它們各自構(gòu)造成以便容納進(jìn)氣閥。
[0056]氣體流道406，408可橫過第二通路，如上所述。因而，在一些實(shí)施例中，第二通路可在流道前進(jìn)通過通路處受限，限制在流道處通過第二通路的冷卻劑的流動(dòng)。然而，在其它實(shí)施例中，流道可基本位于第二通路外部(例如，容納在第二通路的外壁中)，使得冷卻劑流不受限制。在一些情況中，第二通路中的冷卻劑可起作用來冷卻氣體流道和/或進(jìn)氣閥。然而，因?yàn)榱鬟^第二通路的冷卻劑離開發(fā)動(dòng)機(jī)，冷卻劑可由于來自發(fā)動(dòng)機(jī)的熱傳遞而為熱的，且可能不會(huì)充分地冷卻進(jìn)氣閥。因?yàn)檫M(jìn)氣閥位于排氣歧管附近，來自排氣的熱量可能會(huì)傳遞到進(jìn)氣閥。為了保護(hù)閥，各個(gè)閥的電磁體可沉入第三通路308中。另外，通過進(jìn)氣閥的氣體流可起作用來冷卻閥，從而進(jìn)一步保護(hù)電磁體。
[0057]第一通路304和第二通路306可各自具有基本圓形的截面，而第三通路308可具有長(zhǎng)圓形的或橢圓形截面。然而，其它截面形狀也是可行的，諸如矩形。進(jìn)一步，各個(gè)氣體流道可基本豎直，或可在適當(dāng)?shù)奈恢脧澢?。另外，各個(gè)氣體流道可包括鑄造或機(jī)加工在進(jìn)氣歧管中的通道，但是單獨(dú)的管路或管道也是可行的。備選地或另外，第一通路304，第二通路306，第三通路308，氣體流道，或進(jìn)氣流道中的一個(gè)或更多個(gè)可包括用于影響通過相應(yīng)的通路的氣態(tài)燃料和/或空氣的流動(dòng)的結(jié)構(gòu)或裝置。例如，通路或流道中的一個(gè)或更多個(gè)可包括混合器導(dǎo)葉，文丘里管，或例如用來增大或者減小流動(dòng)速度，產(chǎn)生漩渦，或增強(qiáng)空氣與氣態(tài)燃料的混合的其它效果的其它結(jié)構(gòu)。
[0058]如上文關(guān)于圖3所闡述的，發(fā)動(dòng)機(jī)可為十二缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有兩個(gè)氣缸排，各排具有六個(gè)氣缸。各個(gè)氣缸可由單獨(dú)的氣缸蓋限定，且各個(gè)氣缸蓋可聯(lián)接至進(jìn)氣歧管至少兩個(gè)端口，進(jìn)氣端口和冷卻劑端口。進(jìn)氣歧管可制造為三個(gè)單獨(dú)的節(jié)段，它們各自構(gòu)造成聯(lián)接到四個(gè)氣缸蓋(進(jìn)氣歧管的每側(cè)上有兩個(gè))。因此，如圖6中所顯示，進(jìn)氣歧管的各個(gè)節(jié)段可包括四個(gè)進(jìn)氣閥，諸如進(jìn)氣閥402，404，502和504。進(jìn)氣歧管的各個(gè)節(jié)段的各側(cè)可聯(lián)接到兩個(gè)氣缸蓋，諸如圖5中所示的氣缸蓋412和506。進(jìn)氣歧管的各個(gè)節(jié)段可聯(lián)接到進(jìn)氣歧管的另一個(gè)類似地構(gòu)造的節(jié)段和/或尾端件。因此，在完全安裝的V-12發(fā)動(dòng)機(jī)中，三個(gè)進(jìn)氣歧管節(jié)段可聯(lián)接在一起，使得六個(gè)氣缸蓋聯(lián)接到進(jìn)氣歧管的各側(cè)。為了便于聯(lián)接進(jìn)氣歧管節(jié)段，各個(gè)進(jìn)氣歧管節(jié)段可包括聯(lián)接凸緣(諸如圖10的聯(lián)接凸緣904)。聯(lián)接凸緣可有助于兩個(gè)進(jìn)氣歧管節(jié)段的聯(lián)接，尾端件到進(jìn)氣歧管節(jié)段的聯(lián)接，和/或進(jìn)氣通路、氣態(tài)燃料輸送管線和/或冷卻劑排放管線到進(jìn)氣歧管的聯(lián)接?？稍诼?lián)接凸緣之間提供多個(gè)襯墊，以便密封水對(duì)水、空氣對(duì)空氣以及氣體對(duì)氣體接頭。圖6中所示的進(jìn)氣歧管302的節(jié)段包括以偏離的對(duì)安裝到第三通路308的四個(gè)進(jìn)氣閥。安裝凸緣602 (圖7A-B和8中示出)容納兩個(gè)進(jìn)氣閥，一個(gè)進(jìn)氣閥聯(lián)接到第一氣缸排上的第一氣缸蓋，另一個(gè)進(jìn)氣閥聯(lián)接到第二氣缸排上的第二氣缸蓋。圖6進(jìn)一步顯示了在一些實(shí)施例中，第一通路和第二通路304，306可毗鄰(例如，在通路之間沒有居間的空間)，而間隙可存在于第二通路306與第三通路308之間。安裝凸緣孔口 604可橫過第三通路308和第二通路306之間的間隙。另外，雖然氣體流道在圖4和7B中顯示為基本豎直，在圖7A中，氣體流道408實(shí)施為繞著第二通路306彎曲。
[0059]圖8顯示了進(jìn)氣閥與進(jìn)氣歧管之間的聯(lián)接的另外的細(xì)節(jié)。例如，圖8顯示了通過進(jìn)氣閥404的截面。如上文所述，安裝凸緣602提供了進(jìn)氣閥的直接安裝。進(jìn)氣閥的入口 702接收流過第三通路308的氣態(tài)燃料。密封件704密封進(jìn)氣閥的入口。此外，進(jìn)氣閥的出口 706構(gòu)造成將氣態(tài)燃料釋放至氣體流道408。密封件708密封進(jìn)氣閥的出口。
[0060]因此，氣態(tài)燃料通路(第三通路308)可為集成到進(jìn)氣歧管中的鑄造通路。進(jìn)氣閥可經(jīng)由具有孔口的安裝凸緣落入通路中。氣體流道可鑄造在進(jìn)氣閥出口與進(jìn)氣歧管和氣缸蓋之間的進(jìn)氣端口處的混合區(qū)之間。流道可為豎直的(例如直的)，彎曲的，或具有不同的幾何形狀。
[0061]氣體通路和進(jìn)氣閥可以在歧管壓力(MAP)之上1-2巴(bar)將氣態(tài)燃料供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)，以在一些實(shí)例中實(shí)現(xiàn)直至100%的柴油能當(dāng)量氣體替換。各個(gè)氣缸的氣體進(jìn)入可為單獨(dú)的，也即，如果需要的話，各個(gè)進(jìn)氣閥可獨(dú)立地受控制，使得各個(gè)氣缸可接收不同的量的氣態(tài)燃料。上述構(gòu)造，其中第三氣態(tài)燃料通路安裝在空氣通路和冷卻劑通路上，允許最初構(gòu)造為用于僅柴油運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有最小的改動(dòng)的情況下改型為用于多燃料運(yùn)行。
[0062]通過提供包括氣態(tài)燃料通路的進(jìn)氣歧管而使得氣態(tài)燃料通過進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸，與其它構(gòu)造(諸如當(dāng)進(jìn)氣閥直接安裝在氣缸蓋上時(shí))相比，進(jìn)氣閥振動(dòng)可減小。此外，存在較少的氣體密封接頭。另外，不需要主要的氣缸蓋修改，且對(duì)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件有很小的或沒有可維護(hù)性影響。
[0063]上述實(shí)施例參照具有兩個(gè)氣缸排的V-12發(fā)動(dòng)機(jī)來呈現(xiàn)。然而，本公開的進(jìn)氣歧管可用于其它發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中，諸如V-6，V_18，直列式發(fā)動(dòng)機(jī)，或其它構(gòu)造。在直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中一其中存在單個(gè)氣缸排，進(jìn)氣歧管可沿著進(jìn)氣歧管的一側(cè)(而非在上述雙排構(gòu)造中的兩側(cè))聯(lián)接到各個(gè)氣缸蓋。在這樣的直列式發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中，進(jìn)氣歧管可具有沿著進(jìn)氣歧管的僅一側(cè)定位的進(jìn)氣流道，冷卻劑端口，和/或進(jìn)氣閥。進(jìn)一步，雖然進(jìn)氣歧管在之前被描述為每個(gè)進(jìn)氣歧管節(jié)段包括四個(gè)進(jìn)氣閥和相應(yīng)的氣體流道，但其它構(gòu)造也是可行的，諸如具有用于所有發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的所有的進(jìn)氣閥和氣體流道的單節(jié)段進(jìn)氣歧管，或多節(jié)段進(jìn)氣歧管，其中各個(gè)節(jié)段具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或其它數(shù)量的進(jìn)氣閥和氣體流道。在另外的其它實(shí)例中，進(jìn)氣閥和對(duì)應(yīng)的氣體流道的數(shù)量可少于氣缸的數(shù)量。因而，在一個(gè)實(shí)例中，進(jìn)氣歧管的僅一側(cè)可包括進(jìn)氣閥和氣體流道來將氣態(tài)燃料輸送到僅一個(gè)氣缸排。在另一實(shí)例中，進(jìn)氣歧管的一個(gè)或更多個(gè)節(jié)段可包括比氣缸更少的進(jìn)氣閥和氣體流道，諸如一個(gè)節(jié)段不包括進(jìn)氣閥也不包括氣體流道，而其它節(jié)段包括至少一些進(jìn)氣閥和氣體流道。因此，歧管節(jié)段、每個(gè)歧管節(jié)段的進(jìn)氣閥等的數(shù)量對(duì)于具體的發(fā)動(dòng)機(jī)的架構(gòu)而言是特定的。在其它發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用(V8、V16、直列式等)中，進(jìn)氣歧管可具有任意數(shù)量的歧管節(jié)段和閥數(shù)量組合。
[0064]如之前所闡述，氣態(tài)燃料和進(jìn)氣可在進(jìn)氣端口處混合，此處進(jìn)氣通路(例如，第一通路304)聯(lián)接到氣缸蓋。為了促進(jìn)進(jìn)氣與氣態(tài)燃料的高效混合，各個(gè)進(jìn)氣端口可設(shè)有插件。圖10顯示了在進(jìn)氣端口420中包括插件902的進(jìn)氣歧管302的實(shí)施例。插件可為環(huán)形的，且包括多個(gè)凹槽，以有助于安裝氣缸蓋，進(jìn)氣歧管與氣缸蓋之間的接頭的密封，以及氣體循環(huán)。
[0065]圖11A-12D和14顯示了插件和容納插件的進(jìn)氣端口的多個(gè)視圖和實(shí)施例。圖1IA顯示了容納在進(jìn)氣端口中的插件的截面圖。圖1lB和IlC顯示了進(jìn)氣端口的隔離視圖(isolated view)。圖11D-11E和12A-12D在插件的截面圖中顯示了氣體開口的多個(gè)實(shí)施例。
[0066]插件902包括具有頂面905、與頂面相反的底面907、內(nèi)表面909以及與內(nèi)表面相反的外表面911的環(huán)形本體。當(dāng)插件安裝在氣缸蓋與進(jìn)氣歧管之間的聯(lián)接部位處時(shí)，頂面定向成面向氣缸蓋安裝區(qū)域(例如面向氣缸蓋)，而外表面定向成與進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣端口成共享面的接觸。
[0067]插件902包括面向氣缸蓋安裝區(qū)域的插件的外周邊中的第一凹槽1002(例如，第一凹槽位于環(huán)形本體的頂面上)。第一凹槽有助于與氣缸蓋的緊密連接。存在兩個(gè)另外的凹槽1004和1006來容納密封件，諸如O形環(huán)，迷宮密封件等，它們可僅僅存在于插件上，以便消除歧管鑄件上的機(jī)械加工，以密封歧管和氣缸蓋之間的接頭。第二凹槽1008有助于氣體循環(huán)。第二凹槽由存在于插件的環(huán)形本體的外表面中的凹槽組成，且被機(jī)械加工到歧管的進(jìn)氣端口中。從氣體流道釋放的氣體循環(huán)通過第二凹槽1008，且被抽吸到進(jìn)氣端口，以便通過一個(gè)或更多個(gè)開口(圖1lA中未顯示)與進(jìn)氣混合。
[0068]圖1lB顯示了進(jìn)氣端口420，其中移除了插件。顯示了由歧管提供的凹槽1008的部分，以及從氣體流道引導(dǎo)到凹槽1008的通路1102，通過該通路1102，氣體離開流道且進(jìn)入進(jìn)氣端口。
[0069]圖11D-11E和12A-12D顯示了插件902中的開口的多個(gè)實(shí)施例，開口從內(nèi)表面延伸通過插件而延伸到外表面，且通過開口，氣態(tài)燃料可與進(jìn)氣端口中的進(jìn)氣混合。開口可由一個(gè)或更多個(gè)表面限定，這些表面限定了一個(gè)或更多個(gè)孔口或突出。圖1lD和IlE顯示了多個(gè)開口，諸如開口 1104。開口 1104可為橢圓形的、圓角矩形、正方形、圓形或其它構(gòu)造。該多個(gè)開口可沿著插件的內(nèi)周邊均等地間隔開。圖12A顯示了單個(gè)開口 1202，其布置在插件的內(nèi)周邊的中心處，此處，通路1102通向凹槽1008。雖然所顯示的開口 1202是橢圓形的，但其它構(gòu)造也是可行的。例如，開口可為圓形，矩形，為存在于插件周邊的一部分或者全部周圍的連續(xù)開口，或其它構(gòu)造。進(jìn)一步，該一個(gè)或更多個(gè)開口可延伸穿過具有平滑/直的表面輪廓的插件，或該一個(gè)或更多個(gè)開口可延伸穿過具有擴(kuò)張的、帶槽的、漸縮的、螺旋狀彎曲的、會(huì)引起渦旋的表面輪廓或其它構(gòu)造的插件。
[0070]—個(gè)或更多個(gè)開口的截面和/或表面輪廓(例如，無論是橢圓形的、圓形、直的、漸縮的等)可影響氣態(tài)燃料進(jìn)入進(jìn)氣端口的流動(dòng)速度、散射角或其它參數(shù)，且因此可基于期望的系統(tǒng)性能來選擇。在一個(gè)實(shí)例中，圓形開口可引導(dǎo)氣態(tài)燃料朝向進(jìn)氣端口的中心，而橢圓形或矩形開口可提供更均勻的氣態(tài)燃料散布。
[0071]圖12B和12C顯示了插件902的實(shí)施例，其中存在多個(gè)開口。圖12B顯示了第一組多個(gè)開口 1204，而圖12C顯示了第二組多個(gè)開口 1206。與第二組多個(gè)開口 1206相比，第一組多個(gè)開口 1204尺寸可更大，但是數(shù)量更少。例如，第一組多個(gè)開口 1204可繞著插件的內(nèi)周邊布置成單獨(dú)一排，而第二組多個(gè)開口可布置成多個(gè)排。進(jìn)一步，如圖12D中所示，一個(gè)或更多個(gè)開口可由限定了一個(gè)或更多個(gè)突出1208的表面限定，以便將氣體引導(dǎo)至進(jìn)氣端口的中心。
[0072]因此，本文所述的系統(tǒng)提供了用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管包括第一通路，其提供通過進(jìn)氣歧管的第一路徑，以便將進(jìn)氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)氣缸；以及第二通路，其提供通過進(jìn)氣歧管的第二路徑，以便將氣態(tài)燃料供應(yīng)至該多個(gè)氣缸的至少一個(gè)。進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括至少一個(gè)進(jìn)氣閥，其安裝到第二通路上，構(gòu)造成控制通向該多個(gè)氣缸的該至少一個(gè)的氣態(tài)燃料的流率。
[0073]發(fā)動(dòng)機(jī)可包括多個(gè)氣缸蓋，各個(gè)氣缸蓋限定了該多個(gè)氣缸的相應(yīng)的氣缸。進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括至少一個(gè)氣體流道，其將進(jìn)氣閥中的相應(yīng)的一個(gè)聯(lián)接至氣缸蓋中的相應(yīng)的一個(gè)，以便氣態(tài)燃料從第二通路通過該多個(gè)氣缸。在一些實(shí)例中，各個(gè)氣體流道包括進(jìn)氣歧管的相應(yīng)的通道。在實(shí)例中，各個(gè)氣體流道包括豎直通道。
[0074]進(jìn)氣歧管的第一通路還可包括多個(gè)進(jìn)氣端口，各個(gè)氣缸蓋聯(lián)接到進(jìn)氣端口中的相應(yīng)的一個(gè)上。進(jìn)氣歧管可構(gòu)造成引導(dǎo)供應(yīng)至該多個(gè)氣缸的進(jìn)氣通過該多個(gè)進(jìn)氣端口。
[0075]各個(gè)氣體流道可包括聯(lián)接到第二通路的第一端和經(jīng)由通路流體地聯(lián)接到進(jìn)氣端口中的相應(yīng)的一個(gè)的第二端。各個(gè)進(jìn)氣端口可進(jìn)一步包括混合區(qū)，其中進(jìn)氣和氣態(tài)燃料在被引導(dǎo)至相應(yīng)的氣缸蓋之前混合。
[0076]進(jìn)氣歧管可進(jìn)一步包括第三通路，其提供了通過進(jìn)氣歧管的第三路徑，用于將冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)引導(dǎo)至冷卻系統(tǒng)構(gòu)件。在一些實(shí)例中，第一通路包括第一容積，第二通路包括第二容積，且第三通路包括第三容積，其中，第一容積大于第二容積，且第三容積大于第二容積。第一容積是第一通路的全部?jī)?nèi)部空間，第二容積是第二通路的全部?jī)?nèi)部空間，而第三容積是第三通路的全部?jī)?nèi)部空間。
[0077]在實(shí)例中，第一通路布置成豎直地低于第二通路和第三通路，而第二通路布置成豎直地高于第三通路。第一通路、第二通路和第三通路可集成在進(jìn)氣歧管中，或各自可鑄造為單獨(dú)的部件且聯(lián)接(例如，焊接)在一起。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管至少包括用于進(jìn)氣的通路和用于氣態(tài)燃料的通路，它們被鑄造，或者以其它方式形成為一個(gè)集成的構(gòu)件，或另外通過焊接等等而永久地聯(lián)接在一起。在另一實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括用于冷卻劑的通路，其被鑄造或以其它方式與進(jìn)氣和氣態(tài)燃料通路形成為一個(gè)集成的構(gòu)件，或另外通過焊接等等與用于進(jìn)氣和氣態(tài)燃料的通路永久地聯(lián)接在一起。在另一實(shí)施例中，進(jìn)氣、氣態(tài)燃料和冷卻劑通路中的一個(gè)或更多個(gè)并非永久地連接到通路中的其它通路上，而是當(dāng)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)來安裝時(shí)，通路位于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體上方，且豎直地彼此上下堆疊/排列。在另一實(shí)施例中，通路永久地連接至彼此，且當(dāng)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)來安裝時(shí)，位于氣缸體上方，且豎直地彼此上下堆疊/排列。在另外的又一實(shí)施例中，可存在不止一個(gè)進(jìn)氣、氣態(tài)燃料和/或冷卻劑通路。
[0078]進(jìn)氣歧管可為第一進(jìn)氣歧管，其具有四個(gè)進(jìn)氣閥且進(jìn)一步包括在第一進(jìn)氣歧管的第一端上的第一聯(lián)接凸緣和在第一進(jìn)氣歧管的第二端上的第二聯(lián)接凸緣，第一和第二聯(lián)接凸緣各自構(gòu)造成聯(lián)接到另外的進(jìn)氣歧管的聯(lián)接凸緣或聯(lián)接到尾端件。
[0079]在一些實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)是具有第一排氣缸和第二排氣缸的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，且第一進(jìn)氣歧管構(gòu)造成設(shè)置在第一排與第二排之間。一半進(jìn)氣閥構(gòu)造成將氣態(tài)燃料供應(yīng)至第一排的相應(yīng)的氣缸，而另一半進(jìn)氣閥構(gòu)造成將氣態(tài)燃料供應(yīng)至第二排的相應(yīng)的氣缸。
[0080]根據(jù)另一實(shí)施例的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管包括用于將進(jìn)氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)氣缸的第一通路;和用于將冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)引導(dǎo)到冷卻系統(tǒng)構(gòu)件的第二通路；以及用于將氣態(tài)燃料供應(yīng)至該多個(gè)氣缸的第三通路。
[0081 ]發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)氣缸蓋，各個(gè)氣缸蓋限定了該多個(gè)氣缸的相應(yīng)的氣缸，且進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括安裝到第三通路的多個(gè)進(jìn)氣閥，用于調(diào)節(jié)氣態(tài)燃料到該多個(gè)氣缸的進(jìn)入，進(jìn)氣閥分別通過多個(gè)氣體流道流體地聯(lián)接到氣缸蓋，其中，進(jìn)氣歧管構(gòu)造成用于來自第三通路的氣態(tài)燃料流過氣體流道而到達(dá)該多個(gè)氣缸。在一些實(shí)例中，各個(gè)氣體流道包括橫過第二通路的相應(yīng)的豎直通道。
[0082]用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例包括:具有多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，各個(gè)氣缸由相應(yīng)的氣缸蓋限定;和進(jìn)氣歧管，經(jīng)由第一通路將進(jìn)氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)由第二通路從發(fā)動(dòng)機(jī)弓I導(dǎo)出冷卻劑，以及經(jīng)由第三通路將氣態(tài)燃料供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸包括構(gòu)造成噴射用于燃燒的液體燃料的燃料噴射器。
[0083]進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括聯(lián)接到第三通路的至少一個(gè)進(jìn)氣閥，用于控制氣態(tài)燃料向發(fā)動(dòng)機(jī)的供應(yīng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)，其構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間控制各個(gè)燃料噴射器，且進(jìn)一步構(gòu)造成在多燃料運(yùn)行模式期間控制該多個(gè)進(jìn)氣閥將氣態(tài)燃料供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0084]進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括多個(gè)氣體流道，其中各個(gè)進(jìn)氣閥經(jīng)由氣體流道中的相應(yīng)的一個(gè)流體地聯(lián)接到相應(yīng)的氣缸蓋。進(jìn)氣歧管的第一通路進(jìn)一步包括多個(gè)進(jìn)氣端口，各個(gè)氣缸蓋聯(lián)接到進(jìn)氣端口的相應(yīng)的一個(gè)上，且其中，進(jìn)氣歧管構(gòu)造成用于來自氣體流道的氣態(tài)燃料在被引導(dǎo)至相應(yīng)的氣缸蓋之前與進(jìn)氣端口處的進(jìn)氣混合。
[0085]各個(gè)進(jìn)氣端口可進(jìn)一步包括相應(yīng)的插件，各個(gè)插件包括用于將進(jìn)氣端口聯(lián)接到相應(yīng)的氣缸蓋的第一凹槽和用于使來自氣體流道中的相應(yīng)的一個(gè)的氣態(tài)燃料循環(huán)的第二凹槽。插件可進(jìn)一步包括一個(gè)或更多個(gè)開口來將第二凹槽流體地聯(lián)接到進(jìn)氣端口的內(nèi)部。一個(gè)或更多個(gè)開口可包括在插件的內(nèi)周邊的周圍環(huán)形地布置的一個(gè)或更多個(gè)圓形孔口和/或突出。
[0086]—個(gè)實(shí)施例涉及運(yùn)載工具。該運(yùn)載工具包括多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其構(gòu)造成用于燃燒第一液體燃料與第二氣態(tài)燃料。該多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少具有聯(lián)接到氣缸體的第一氣缸蓋和第二氣缸蓋的第一氣缸排，和至少具有聯(lián)接到氣缸體的第三氣缸蓋和第四氣缸蓋的第二氣缸排。第一氣缸排和第二氣缸排的各個(gè)氣缸包括用于噴射液體燃料的相應(yīng)的燃料噴射器。
[0087]該運(yùn)載工具進(jìn)一步包括布置在第一氣缸排和第二氣缸排之間的進(jìn)氣歧管。該進(jìn)氣歧管包括用于將進(jìn)氣供應(yīng)至第一氣缸排和第二氣缸排的各個(gè)氣缸蓋的第一通路，用于將冷卻劑從第一氣缸排和第二氣缸排的各個(gè)氣缸蓋引導(dǎo)至冷卻系統(tǒng)構(gòu)件的第二通路，以及用于將氣態(tài)燃料供應(yīng)至第一氣缸排和第二氣缸排的各個(gè)氣缸蓋的第三通路。多個(gè)進(jìn)氣閥安裝至第三通路上，以便調(diào)節(jié)氣態(tài)燃料進(jìn)入氣缸蓋。
[0088]該運(yùn)載工具進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)液體燃料且流體地聯(lián)接到各個(gè)燃料噴射器的第一燃料儲(chǔ)器，以及用于氣態(tài)燃料且流體地聯(lián)接到進(jìn)氣歧管的第三通路的第二燃料源。在一些實(shí)例中，液體燃料是柴油，而氣態(tài)燃料是天然氣。第二燃料源可為將氣態(tài)燃料儲(chǔ)器流體地聯(lián)接到進(jìn)氣閥的氣態(tài)燃料通路，其中氣態(tài)燃料儲(chǔ)器遠(yuǎn)離運(yùn)載工具而存儲(chǔ)(例如，在供應(yīng)器上)。
[0089]該運(yùn)載工具可進(jìn)一步包括聯(lián)接到第一氣缸排的第一排氣歧管以及聯(lián)接到第二氣缸排的第二排氣歧管。在實(shí)例中，該運(yùn)載工具是軌道運(yùn)載工具。在實(shí)例中，軌道運(yùn)載工具是機(jī)車。
[0090]在一個(gè)實(shí)例中，插件包括具有頂面、底面、內(nèi)表面以及外表面的環(huán)形本體；用于將進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣端口聯(lián)接到氣缸蓋的第一凹槽;用于循環(huán)從進(jìn)氣歧管的氣體流道接收的氣態(tài)燃料的第二凹槽；以及將第二凹槽流體地聯(lián)接到進(jìn)氣端口的內(nèi)部的一個(gè)或更多個(gè)開口，由此插件構(gòu)造成在進(jìn)氣歧管與氣缸蓋之間的聯(lián)接部位處混合氣態(tài)燃料與進(jìn)氣。
[0091]第一凹槽由環(huán)形本體的頂面限定，且當(dāng)插件位于進(jìn)氣歧管與氣缸蓋之間的聯(lián)接部位處時(shí)定向成面向氣缸蓋安裝區(qū)域。第二凹槽由環(huán)形本體的外表面限定，且當(dāng)插件位于進(jìn)氣歧管與氣缸蓋之間的聯(lián)接部位處時(shí)，外表面定向成與進(jìn)氣端口成共享面的接觸。
[0092]插件進(jìn)一步包括構(gòu)造成容納密封件的一個(gè)或更多個(gè)另外的凹槽，該一個(gè)或更多個(gè)另外的凹槽由外表面限定。一個(gè)或更多個(gè)開口可限定在插件的內(nèi)周邊周圍環(huán)形地布置的一個(gè)或更多個(gè)孔口。該一個(gè)或更多個(gè)孔口可為橢圓形、圓形、矩形和/或正方形的。分別限定該一個(gè)或更多個(gè)開口的一個(gè)或更多個(gè)表面可限定在插件的內(nèi)周邊周圍環(huán)形地布置的一個(gè)或更多個(gè)突出。該一個(gè)或更多個(gè)開口從內(nèi)表面延伸穿過插件而到達(dá)外表面。
[0093]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一實(shí)施例包括:具有至少一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，該至少一個(gè)氣缸設(shè)置在相應(yīng)的氣缸蓋內(nèi)；進(jìn)氣歧管，其構(gòu)造成經(jīng)由第一通路將進(jìn)氣供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)由第二通路從發(fā)動(dòng)機(jī)引導(dǎo)出冷卻劑，以及經(jīng)由第三通路將氣態(tài)燃料供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)；以及位于進(jìn)氣歧管與氣缸蓋之間的聯(lián)接部位處的插件。
[0094]該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括燃料噴射器，其構(gòu)造成將用于燃燒的液體燃料噴射到至少一個(gè)氣缸中。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)接到第三通路且構(gòu)造成控制氣態(tài)燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)的供應(yīng)的至少一個(gè)進(jìn)氣閥。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)，其構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間至少控制燃料噴射器，以及在多燃料模式期間控制至少一個(gè)進(jìn)氣閥將氣態(tài)燃料供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0095]該進(jìn)氣歧管進(jìn)一步包括氣體流道，且進(jìn)氣閥經(jīng)由該氣體流道流體地聯(lián)接到氣缸蓋。進(jìn)氣歧管的第一通路進(jìn)一步包括進(jìn)氣端口，氣缸蓋聯(lián)接到該進(jìn)氣端口，且進(jìn)氣歧管構(gòu)造成用于來自氣體流道的氣態(tài)燃料在被引導(dǎo)到氣缸蓋之前經(jīng)由插件與進(jìn)氣端口處的進(jìn)氣混入口 ο
[0096]插件包括將進(jìn)氣端口聯(lián)接到氣缸蓋的第一凹槽，用于使來自氣體流道的氣態(tài)燃料循環(huán)的第二凹槽，以及將第二凹槽流體地聯(lián)接到進(jìn)氣端口的內(nèi)部的一個(gè)或更多個(gè)開口。限定了一個(gè)或更多個(gè)開口的一個(gè)或更多個(gè)表面可限定繞著插件的內(nèi)周邊環(huán)形地布置的一個(gè)或更多個(gè)孔口和/或突出。
[0097]圖13是用于多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)一諸如本文所述的發(fā)動(dòng)機(jī)104—的方法1300。方法1300可至少部分地根據(jù)存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)一諸如包括控制器110的控制系統(tǒng)一中的非瞬時(shí)指令來執(zhí)行。在1302處，方法1300包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在多燃料模式下運(yùn)行。在多燃料模式期間，液體燃料和氣態(tài)燃料兩者都被提供給發(fā)動(dòng)機(jī)。多燃料模式可基于環(huán)境條件、多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和/或終端用戶輸入/偏好來執(zhí)行。如果發(fā)動(dòng)機(jī)沒有以多燃料模式運(yùn)行，則方法1300前進(jìn)至以僅液體-燃料模式運(yùn)行，這將在下文中在1312處描述。如果發(fā)動(dòng)機(jī)以多燃料模式運(yùn)行，方法1300前進(jìn)至1304，以便引導(dǎo)進(jìn)氣通過進(jìn)氣歧管的第一通路且到達(dá)多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。在1306處，方法1300包括引導(dǎo)氣態(tài)燃料通過進(jìn)氣歧管的不同的第二通路。在1308處，進(jìn)氣閥被啟動(dòng)來將氣態(tài)燃料供應(yīng)至該多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，其中，氣態(tài)燃料與進(jìn)氣結(jié)合(例如，在氣缸蓋的進(jìn)氣端口 /進(jìn)氣歧管接合點(diǎn)處)，以形成氣態(tài)燃料-空氣混合物。在1310處，液體燃料被噴射到該多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，其中，其與進(jìn)氣燃燒，并且點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)燃料。
[0098]返回1302，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在1312處僅以液體-燃料運(yùn)行，則進(jìn)氣被引導(dǎo)通過進(jìn)氣歧管的第一通路且被引導(dǎo)至氣缸。在1314處，液體燃料被噴射到氣缸以便與進(jìn)氣燃燒。
[0099]1310和1314兩者都前進(jìn)至1316，此處，該多個(gè)進(jìn)氣閥被冷卻。進(jìn)氣閥可經(jīng)由流過第二通路和/或進(jìn)氣閥的氣態(tài)燃料本身冷卻。額外地或備選地，進(jìn)氣閥可由另一種類型的冷卻流體冷卻，諸如經(jīng)由第一通路中的進(jìn)氣和/或經(jīng)由流過進(jìn)氣歧管的第三通路的冷卻劑。然后方法1300返回。
[0100]液體燃料噴射器和進(jìn)氣閥的啟動(dòng)可根據(jù)存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)的單個(gè)控制器中的指令來執(zhí)行。然而，在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可包括多個(gè)控制器，且第一控制器(例如，液體燃料控制器)可控制液體燃料噴射器的啟動(dòng)，而第二控制器(例如，氣態(tài)燃料控制器)可控制進(jìn)氣閥的啟動(dòng)。進(jìn)一步，在其它實(shí)施例中，液體燃料噴射器和進(jìn)氣閥兩者可由單個(gè)控制器控制，而通向進(jìn)氣歧管的氣態(tài)燃料通路的氣態(tài)燃料的供應(yīng)可由第二控制器控制。例如，氣態(tài)燃料可存儲(chǔ)在位于遠(yuǎn)離機(jī)車的供應(yīng)車輛上的儲(chǔ)器中，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝于機(jī)車上。通向機(jī)車的氣態(tài)燃料的供應(yīng)可由通過第二控制器控制的氣體供應(yīng)閥、栗等來控制。
[0101]當(dāng)進(jìn)氣閥被啟動(dòng)來將氣態(tài)燃料供應(yīng)至氣缸時(shí)，進(jìn)氣閥打開。進(jìn)氣閥的打開的量，第二氣態(tài)燃料通路中的壓力，和/或進(jìn)氣閥打開的持續(xù)時(shí)間可限定氣態(tài)燃料流率，且最終限定多少氣態(tài)燃料接納到了氣缸中。進(jìn)氣閥可獨(dú)立地被操作，或它們可一前一后地被操作。
[0102]因此，在一實(shí)施例中，一種方法包括引導(dǎo)進(jìn)氣通過進(jìn)氣歧管的第一通路且到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)氣缸；引導(dǎo)氣態(tài)燃料通過進(jìn)氣歧管的第二通路;將液體燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的該多個(gè)氣缸，以便與進(jìn)氣燃燒;且在多燃料模式期間，控制安裝到第二通路上的多個(gè)進(jìn)氣閥以便打開來將氣態(tài)燃料供應(yīng)至該多個(gè)氣缸，以便與進(jìn)氣燃燒。氣態(tài)燃料可經(jīng)由將進(jìn)氣歧管聯(lián)接到該多個(gè)氣缸的多個(gè)插件與來自進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣混合。
[0103]該方法可進(jìn)一步包括以如下方式冷卻該多個(gè)進(jìn)氣閥:通過引導(dǎo)進(jìn)氣通過進(jìn)氣歧管的第一通路，通過引導(dǎo)氣態(tài)燃料通過進(jìn)氣歧管的第二通路，通過打開該多個(gè)進(jìn)氣閥，和/或通過引導(dǎo)冷卻劑通過進(jìn)氣歧管的第三通路。
[0104]如本文所用，以單數(shù)形式記載且前面有詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”的元件或者步驟應(yīng)當(dāng)被理解為不排除多個(gè)所述元件或者步驟，除非明確陳述了這種排除。此外，對(duì)本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施例”的參照并不意圖被解釋為排除存在同樣結(jié)合了所述的特征的另外的實(shí)施例。此外，除非明確相反地陳述，“包括”、“包含”或“具有”帶有特定屬性的一個(gè)元件或者多個(gè)元件的實(shí)施例可包括另外的不具有該屬性的這樣的元件。用語(yǔ)“包含”和“在其中”用作相應(yīng)的用語(yǔ)“包括”和“其中”的普通語(yǔ)言替換。此外，用語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等僅僅用作標(biāo)記，并且不意圖在它們的對(duì)象上強(qiáng)加數(shù)字要求或特定位置順序。
[0105]本書面描述使用實(shí)例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使得相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠執(zhí)行本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明的可獲得專利權(quán)的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這樣的其它實(shí)例具有與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的書面語(yǔ)言具有非本質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)元件，則這樣的其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)(104)的進(jìn)氣歧管(302)，包括: 第一通路(304)，提供通過所述進(jìn)氣歧管(302)的第一路徑，用于將進(jìn)氣供應(yīng)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)(104)的多個(gè)氣缸(200);和 第二通路(308)，提供通過所述進(jìn)氣歧管(302)的第二路徑，用于將氣態(tài)燃料供應(yīng)至所述多個(gè)氣缸(200)中的至少一個(gè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，進(jìn)一步包括安裝到所述第二通路(308)、構(gòu)造成控制通向所述多個(gè)氣缸(200)中的所述至少一個(gè)的氣態(tài)燃料的流率的至少一個(gè)進(jìn)氣閥(402)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)(104)包括多個(gè)氣缸蓋(412)，各個(gè)氣缸蓋(412)限定了所述多個(gè)氣缸(200)中的相應(yīng)的氣缸，且其中，所述進(jìn)氣歧管(104)進(jìn)一步包括至少一個(gè)氣體流道(406)，其將所述至少一個(gè)進(jìn)氣閥(402)聯(lián)接到至少一個(gè)氣缸蓋(412)，且由此容許氣態(tài)燃料從所述第二通路(302)流動(dòng)到相應(yīng)的至少一個(gè)氣缸蓋(412)的氣缸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述氣體流道(406)是多個(gè)氣體流道其中之一，且所述氣缸蓋(412)是構(gòu)造成聯(lián)接到所述氣體流道中的相應(yīng)的一個(gè)的多個(gè)氣缸蓋中的一個(gè)，且各個(gè)氣體流道限定了所述進(jìn)氣歧管(302)的相應(yīng)的通道。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述進(jìn)氣歧管(302)的第一通路(304)包括至少一個(gè)進(jìn)氣端口(418)，且至少一個(gè)氣缸蓋(412)聯(lián)接到所述進(jìn)氣端口(418)，且所述進(jìn)氣歧管(302)構(gòu)造成通過所述進(jìn)氣端口(418)將進(jìn)氣供應(yīng)至所述氣缸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，各個(gè)氣體流道(412)包括聯(lián)接到所述第二通路(308)的第一端和經(jīng)由通路流體地聯(lián)接到所述進(jìn)氣端口(418)中的相應(yīng)的一個(gè)的第二端，各個(gè)進(jìn)氣端口(418)進(jìn)一步包括混合區(qū)，其中進(jìn)氣和氣態(tài)燃料在被引導(dǎo)至相應(yīng)的氣缸蓋(412)之前混合。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，進(jìn)一步包括第三通路(306)，其提供通過所述進(jìn)氣歧管(302)的第三路徑，用于將冷卻劑引導(dǎo)至冷卻系統(tǒng)構(gòu)件(401a)和/或從冷卻系統(tǒng)構(gòu)件(401a)引導(dǎo)冷卻劑。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述進(jìn)氣歧管(302)是具有四個(gè)進(jìn)氣閥的第一進(jìn)氣歧管，其中，所述第一進(jìn)氣歧管(302)進(jìn)一步包括所述第一進(jìn)氣歧管的第一端上的第一聯(lián)接凸緣(904)，和所述第一進(jìn)氣歧管的第二端上的第二聯(lián)接凸緣，所述第一和第二聯(lián)接凸緣各自構(gòu)造成聯(lián)接到第二進(jìn)氣歧管的聯(lián)接凸緣或聯(lián)接到尾端件。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)(104)是具有第一排氣缸和第二排氣缸的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第一進(jìn)氣歧管設(shè)置在所述第一排與第二排之間，且其中，一半的所述進(jìn)氣閥構(gòu)造成將氣態(tài)燃料供應(yīng)給所述第一排的相應(yīng)的氣缸，而另一半所述進(jìn)氣閥構(gòu)造成將氣態(tài)燃料供應(yīng)給所述第二排的相應(yīng)的氣缸。10.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括: 具有至少一個(gè)氣缸(200)的發(fā)動(dòng)機(jī)(104)，所述至少一個(gè)氣缸設(shè)置在相應(yīng)的氣缸蓋(201)內(nèi); 進(jìn)氣歧管(302)，構(gòu)造成經(jīng)由第一通路(304)將進(jìn)氣供應(yīng)給所述發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)由第二通路(306)從所述發(fā)動(dòng)機(jī)引導(dǎo)出冷卻劑，以及經(jīng)由第三通路(308)將氣態(tài)燃料供應(yīng)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)；以及 插件(902)，位于所述進(jìn)氣歧管(302)與所述氣缸蓋(201)之間的聯(lián)接部位處。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括構(gòu)造成將用于燃燒的液體燃料噴射到所述至少一個(gè)氣缸中的燃料噴射器(226)，聯(lián)接到所述第三通路(308)且構(gòu)造成控制氣態(tài)燃料到所述發(fā)動(dòng)機(jī)(104)的供應(yīng)的至少一個(gè)進(jìn)氣閥(404)，以及控制系統(tǒng)(110)，其構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間至少控制所述燃料噴射器(226)，以及在多燃料模式期間控制所述至少一個(gè)進(jìn)氣閥(404)將氣態(tài)燃料供應(yīng)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)(104)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣歧管(302)進(jìn)一步包括氣體流道(408)，且所述進(jìn)氣閥(404)經(jīng)由所述氣體流道(408)流體地聯(lián)接到所述氣缸蓋(201)。13.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣歧管(302)的第一通路(304)進(jìn)一步包括進(jìn)氣端口(420)，所述氣缸蓋(201)聯(lián)接到所述進(jìn)氣端口(420)，且所述進(jìn)氣歧管(302)構(gòu)造成用于來自所述氣體流道(408)的氣態(tài)燃料在被引導(dǎo)至所述氣缸蓋(201)之前，經(jīng)由所述插件(902)與所述進(jìn)氣端口(420)處的進(jìn)氣混合。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述插件(902)包括用于將所述進(jìn)氣端口(420)聯(lián)接至所述氣缸蓋(201)的第一凹槽(1002)，用于循環(huán)來自所述氣體流道的氣態(tài)燃料的第二凹槽(1008)，以及將所述第二凹槽(1008)流體地聯(lián)接到所述進(jìn)氣端口(420)的內(nèi)部的一個(gè)或更多個(gè)開口(1104)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，限定了所述一個(gè)或更多個(gè)開口的一個(gè)或更多個(gè)表面限定了繞著所述插件(902)的內(nèi)周邊環(huán)形地布置的一個(gè)或更多個(gè)孔口和/或突出。
【文檔編號(hào)】F02D19/06GK106068380SQ201580015398
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日 公開號(hào)201580015398.9, CN 106068380 A, CN 106068380A, CN 201580015398, CN-A-106068380, CN106068380 A, CN106068380A, CN201580015398, CN201580015398.9, PCT/2015/12121, PCT/US/15/012121, PCT/US/15/12121, PCT/US/2015/012121, PCT/US/2015/12121, PCT/US15/012121, PCT/US15/12121, PCT/US15012121, PCT/US1512121, PCT/US2015/012121, PCT/US2015/12121, PCT/US2015012121, PCT/US201512121
【發(fā)明人】A.格魯肖夫, L.O.特拉斯克, E.R.迪倫, J.S.羅思, M.J.菲利安
【申請(qǐng)人】通用電氣公司