[发明专利]用于内燃机系统的燃料喷射器和燃料系统

说明书

一种用于内燃机(10)的燃料喷射器(26)包括喷射器头(28)，所述喷射器头包括喷嘴(44)、预混合器(48)和分配器(70)，所述分配器被构造成将多种不同的燃料分配到所述预混合器(48)中的不同的燃料供给孔组(58、60、66)。所述燃料喷射器(26)的引燃组件(103)联接到所述预混合器(48)，并且包括用于第一燃料的第一燃料供给通道(110)和用于第二燃料的第二燃料供给通道(111)。多个燃料供给孔组(58、60、66)定位在所述燃料喷射器(26)内，所述燃料供给孔组(58、60、66)可选择性地连接到多个不同的燃料供应装置(20、22、24)，并且它们的位置和尺寸被设定成适应范围广泛的流速，以使得与所述燃料喷射器(26)联接的内燃机(10)能够使用具有一系列沃泊指数和成分的燃料来操作。

技术领域

本公开一般涉及气体燃料输送和内燃机的操作，更具体地涉及用于通过多种类型的燃料来操作内燃机的设备和方法。

背景技术

是众所周知的，广泛用于车辆推进、发电、用于驱动泵和压缩机，以及用于各种其他应用。燃烧几乎任何可燃燃料都会产生某些排放物，在许多情况下，消除或减少这些排放物的相对量是人们所希望的。具有未燃烧的碳氢化合物和部分燃烧的碳氢化合物的性质的烟雾通常是人们不希望有的，尤其是在人口稠密的区域。已知统称为NOx的各种氮氧化物是烟雾等的众所周知的成因。过去几十年来，发动机操作技术和结构以及先进的废气处理技术的显著进步减少了排放，清洁了空气。例如，所谓的稀燃情况(燃料与化学计量过量的氧气一起燃烧)，以及预混合(燃料和空气在被点火之前首先混合)，已被证实有利地减少了某些排放物。存在引燃燃料、燃烧室形状、颗粒过滤器、通过选择性催化还原(SCR)进行的废气处理以及许多其他技术，用于排放控制和效率优化。

随着对减少排放的兴趣的越来越大，内燃机中传统上不太使用的某些类型的燃料(例如各种形式的生物柴油、重整或瓶装氢燃料、酒精燃料、垃圾填埋气和生物质所产生的气体燃料)种类越来越多，并且采用这种燃料的动机也越来越强烈。对于至少一些应用和发动机设计来说，这种燃料燃烧时所产生的某些类型的排放物减少，并且也越来越多地可用作更传统的燃料(例如石油衍生的碳氢化合物)的替代物。然而，工程师们越来越多地发现，发动机设计、部件和操作技术相对于某些燃料类型或类别可能有好处和优点，但相对于其他燃料类型或类别，应用有限，甚至有缺点。授予Hughes等人的美国专利No.8,991,187涉及“具有贫预喷嘴燃料喷射系统的燃烧器”。Hughes等人似乎公开了一种燃烧器，其括燃料喷嘴、位于燃料喷嘴上游以用于预混燃料流和空气流的贫预喷嘴燃料喷射系统。尽管Hughes等人可以实现他们的既定目标，但仍有改进的余地。

发明内容

在一个方面，燃料喷射器包括喷射器头，所述喷射器头具有限定纵向轴线并被构造成与内燃机中的燃烧器流体连接的喷嘴、与喷嘴联接的预混合器，以及与预混合器联接的燃料分配器。所述燃料喷射器还包括与喷射器头联接的多个燃料输送导管。所述预混合器限定多个流动通道，每个流动通道都在上游端与下游端之间延伸，所述上游端在燃料喷射器中形成开口，所述开口被构造成接收进入燃料喷射器中的流入空气。所述预混合器还在其中形成有多个燃料供给孔，所述多个燃料供给孔被定位成将燃料输送到多个流动通道中，并且被布置成邻近对应上游端定位的第一孔组、邻近对应下游端定位的第二孔组，以及第三孔组。所述分配器形成将多个燃料输送导管中的第一个与第一组燃料供给孔和第三组燃料供给孔流体连接的第一燃料通路，以及将多个燃料输送导管中的第二个与第二组燃料供给孔流体连接的第二燃料通路。