[发明专利]用于燃料辅助EGR流的燃料喷射器组件

说明书

本公开涉及用于燃料辅助EGR流的燃料喷射器组件。一种燃料喷射器组件包括喷嘴和排气再循环(“EGR”)管道，喷嘴被构造成从燃料管道接收燃料，以及通过该喷嘴喷射燃料，排气再循环(“EGR”)管道被构造成使再循环排气通过该排气再循环管道传送。混合部分被设置在喷嘴和EGR管道的下游，喷嘴和EGR管道流体耦合到混合部分，使得混合部分接收燃料和再循环排气中的每一者。扩散器被设置在混合部分的下游并且被配置成流体耦合到发动机，以将燃料与再循环排气的混合物传送到发动机。

相关申请的交叉引用

本申请要求2022年1月20日提交的美国临时专利申请第63/301，242号的优先权和权益，该美国临时专利申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及包括排气再循环(“EGR”)系统的内燃机系统。

背景技术

提高内燃机的效率对于满足客户期望和各种政府强制法规是非常重要的。一些内燃机可以使用天然气作为其燃料源。天然气发动机是火花点火发动机，其可以在化学计量条件下操作。

发明内容

本文描述的实施例总体上涉及用于将再循环排气与燃料一起添加到发动机中的系统和方法，并且具体地涉及燃料喷射器组件，该燃料喷射器组件包括喷嘴，该喷嘴接收加压燃料流并加速燃料流进入混合部分，该混合部分还接收来自EGR管道的再循环排气。加压燃料的过剩能量(“火用(exergy)”)推动再循环排气进入发动机，降低了发动机必须施加以将再循环排气抽吸到其中的背压(backpressure)。

在一组实施例中，燃料喷射器组件包括喷嘴和排气再循环(“EGR”)管道，该喷嘴被构造成从燃料管道接收燃料以及通过该喷嘴喷射燃料，该排气再循环管道被构造成使再循环排气通过该排气再循环管道传送。混合部分被设置在喷嘴和EGR管道的下游，喷嘴和EGR管道流体耦合到混合部分，使得混合部分接收燃料和再循环排气中的每一者。扩散器被设置在混合部分的下游，并且被构造成流体耦合到发动机，以将燃料与再循环排气的混合物传送到发动机。

根据本申请的一些实施例，燃料喷射器组件还可以包括旁通管线(bypass line)，该旁通管线在喷嘴的上游流体耦合到燃料管道，旁通管线被构造成接收燃料的一部分并将燃料的一部分传送到扩散器的下游。燃料喷射器组件还可以包括旁通阀，该旁通阀流体耦合到旁通管线，并且被配置成选择性地调节流经旁通管线的燃料的一部分的流量。燃料喷射器组件还可以包括燃料流量控制阀，该燃料流量控制阀流体耦合到燃料管道，并且被配置成选择性地调节流向喷嘴的燃料的流量。旁通管线可以在燃料流量控制阀的下游流体耦合到燃料管道，该燃料流量控制阀流体耦合到所述燃料管道，并且被配置成选择性地调节流向喷嘴的燃料的流量。旁通管线还可以在燃料流量控制阀的上游流体耦合到燃料管道，该燃料流量控制阀流体耦合到燃料管道，并且被配置成选择性地调节流向喷嘴的燃料的流量。

根据本申请的一些实施例，EGR管道还可以被构造成使从排气歧管接收的排气的一部分再循环，该排气歧管被构造成接收由发动机产生的排气；并且排气的一部分包括再循环排气。

在另一组实施例中，燃料添加系统包括从燃料源接收燃料的燃料管道和燃料喷射器组件。该燃料喷射器组件包括：喷嘴，该喷嘴被构造成从燃料管道接收燃料并通过该喷嘴喷射燃料；排气再循环(“EGR”)管道，该排气再循环管道被构造成使再循环排气通过该排气再循环管道传送；混合部分，该混合部分被设置在喷嘴和EGR管道的下游，喷嘴和EGR管道流体耦合到混合部分，使得混合部分接收燃料和再循环排气中的每一者；以及扩散器，该扩散器被设置在混合部分的下游，并且被构造成流体耦合到发动机，以将燃料与再循环排气的混合物传送到发动机。燃料添加系统还包括燃料流量(flowrate)控制阀和控制器，该燃料流量控制阀耦合到燃料管道并选择性地调节从燃料源经由燃料管道流向燃料喷射器组件的燃料的流量，该控制器操作该燃料流量控制阀以调节从燃料源流向燃料喷射器组件的燃料的流量。