[发明专利]气体燃料发动机内的稀释剂或次级燃料的直接喷射

权利要求书

1.一种发动机系统，其包括：

第一气体燃料源，其耦接至一个或多个发动机汽缸，其中第一气体燃料位于所述第一气体燃料源中，

第一排气再循环系统即第一EGR系统，其包含将第一排气通道耦接至第一进气通道的第一EGR通道，所述第一EGR通道包含布置在其内部的转化催化剂，所述第一排气通道耦接至第一汽缸组；

第二EGR系统，包含将第二排气通道耦接至第二进气通道的第二EGR通道，所述第二排气通道耦接至第二汽缸组，其中所述第二EGR通道在其内部不包含转化催化剂；以及

天然气进口，其将天然气源耦接至所述第一EGR系统，其中天然气位于所述天然气源中。

2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述天然气进口将所述天然气源耦接至所述转化催化剂或所述转化催化剂上游的所述第一EGR系统内的位置。

3.根据权利要求2所述的发动机系统，其中所述转化催化剂是蒸汽转化催化剂并且包括具有反应涂层的板或衬底。

4.根据权利要求3所述的发动机系统，其中所述反应涂层包括金属氧化物，所述金属氧化物包括氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化锰、钼、氧化铬、氧化钒、氧化钛、氧化铁、氧化钴、氧化钨、氧化锆、氧化铝、氧化铈、氧化镨、氧化钕或另一种过渡金属氧化物中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的发动机系统，其中所述板或衬底包括铂、钯、铑、钌、金、银或另一种贵金属中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述发动机系统是涡轮增压的，并且所述第一EGR系统是低压EGR系统。

7.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一气体燃料是CNG和甲烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一气体燃料源包括所述天然气源，并且所述第一气体燃料包括所述天然气。

9.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述天然气源包括甲烷。

10.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一进气通道耦接至第一压缩机，所述第一压缩机耦接至第一涡轮机，所述第一涡轮机耦接至所述第一排气通道；并且其中所述第二进气通道耦接至第二压缩机，所述第二压缩机耦接至第二涡轮机，所述第二涡轮机耦接至所述第二排气通道。

11.一种用于操作发动机系统的方法,包括：

进气道喷射第一量的第一气体燃料到发动机进气通道内；

确定发动机汽缸的排气门的温度；以及

将第二量的第一气体燃料喷射至包括在其内部布置的转化催化剂的第一EGR系统，所述第二量是期望AFR的函数,所述期望的AFR基于所述发动机排气门的所述温度。

12.根据权利要求11所述的方法,还包括转化转化催化剂内的第一气体燃料以形成次级气体燃料。

13.根据权利要求12所述的方法,还包括将第一气体燃料源内的甲烷和水转化成第二气体燃料源内的氢气和一氧化碳。

14.根据权利要求12所述的方法,还包括根据当前AFR和额外AFR确定期望的AFR，其中额外AFR可以从喷射次级气体燃料至进气系统中得到。

15.根据权利要求11所述的方法,还包括当排气温度在阈值最小值和最大值之间时，将排气系统流体地耦接至转化催化剂。

16.根据权利要求11所述的方法,还包括当AFR低于富阈值时，增加喷射至EGR系统的第二量的第一气体燃料；以及当AFR高于富阈值时，减少喷射至EGR系统的第二量的第一气体燃料。