壓縮機進氣混合器系統技術方案

一種用于具有壓縮充氣旁路系統的內燃燃氣機的壓縮機進氣混合器系統，該壓縮機進氣混合器系統包括：旁路充氣和燃料預混合器，該旁路充氣和燃料預混合器與充氣旁路系統連成線，以減小高壓旁路充氣和低壓燃料之間的壓力梯度。單容積主混合器在預混合器的下游連接到壓縮機入口，以使預混合充氣流與空氣混合并且向壓縮機入口提供混合氣體。由此，消除了對用于燃料混合器和旁路混合器的分開的容積的需要，并且在壓縮機入口處設置了單容積。通過設置預混合器也消除了使容積必須位于壓縮機入口處的位置約束。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及內燃燃氣機領域。具體地，本公開涉及內燃燃氣機中用于壓縮機進氣的混合器的領域。
技術介紹
許多內燃燃氣機具有壓縮機旁路系統。壓縮機旁路系統從壓縮機出口排出過多的加壓充氣(charge)(空氣和燃料)，并且將該充氣返回到壓縮機入口，從而通過將壓縮氣體再循環到壓縮機入口而繞過發動機。發動機的燃料系統以低壓從燃料源接收燃料，并且在壓縮機進氣口中將其混合?，F有技術中已知的系統需要分開的混合器，來應付高壓壓縮機旁路系統和低壓燃料系統之間的壓力梯度。
技術實現思路
根據本公開，提供了一種用于具有壓縮充氣旁路系統的內燃燃氣機的壓縮機進氣混合器系統，該壓縮機進氣混合器系統包括:壓縮機；旁路充氣管路，該旁路充氣管路連接在壓縮機的下游，以引導來自壓縮機的高壓旁路充氣，用于再循環；旁路充氣控制閥，該旁路充氣控制閥適于控制流過旁路充氣管路的旁路充氣流；燃料供給管路，該燃料供給管路適于運載低壓燃料；燃料控制閥；以及空氣供給源，該壓縮機進氣混合器系統的特征在于:旁路充氣和燃料預混合器，該旁路充氣和燃料預混合器包括預混合器外殼，該預混合器外殼在旁路充氣控制閥下游沿著旁路充氣管路而定位，預混合器連接到燃料供給管路并且適于減小高壓旁路充氣和低壓燃料之間的壓力梯度并提供燃料和旁路充氣的預混合充氣流；并且單容積主混合器，該單容積主混合器包括流體地連接在空氣供給源和壓縮機之間的混合器外殼，混合器外殼在預混合器外殼的下游流體地連接到旁路充氣管路，以使預混合充氣流與來自空氣供給源的空氣混合并且向壓縮機提供混合氣體。優選地，根據本公開，混合器外殼與預混合器外殼間隔開。通常，根據本公開，旁路充氣和燃料預混合器是文丘里(venturi )泵。優選地，根據本公開，旁路充氣和燃料預混合器包括: 氣室，該氣室布置在預混合器外殼中，該氣室連接到低壓燃料供給管路和旁路充氣管路；.旁路噴口，該旁路噴口與旁路充氣管路連成線，并且布置在氣室內部，該旁路噴口適于具有收斂段，以將旁路充氣的壓能轉換成動能，并且從燃料供給管路吸入燃料，以在氣室中提供燃料和旁路充氣的預混合充氣流；以及 擴散器，該擴散器連接在預混合器外殼的下游，擴散器適于從氣室接收燃料和旁路充氣的預混合充氣流并且將動能轉換回壓位差(pressure head)。 通常地，根據本公開，主混合器外殼包括: 主體，該主體形成適于從空氣供給源接收空氣的進氣口 ；.單混合和分配器容積，該單混合和分配器容積繞主體環狀延伸，混合和分配器容積適于經由入口接收預混合充氣流并繼續混合并分配預混合充氣； 形成在主體中的多個周向隔開的開口；.混合室，該混合室適于經由開口接收預混合充氣流，并且將空氣與預混合充氣進行混合，以生成混合氣體；以及.混合氣體出口，該混合氣體出口用于向壓縮機傳送混合氣體。附加地，根據本公開，旁路充氣包括正常旁路流和充氣泄漏流。根據本公開的另一個實施方式，提供了一種壓縮機進氣混合器系統，用于混合用于內燃機的高壓旁路充氣、低壓燃料和空氣，該系統包括:.在旁路充氣和燃料預混合器的氣室中接收高壓旁路充氣的裝置；.將旁路充氣的壓能轉換成動能的裝置；.將低壓燃料吸入到氣室中的裝置；.第一混合器，該第一混合器適于將旁路充氣與燃料混合，以提供預混合充氣流；.將預混合充氣的動能轉換回壓位差的裝置； .供應裝置，該供應裝置向主混合器供應預混合充氣；以及.第二混合器，該第二混合器適于在主混合器中將預混合充氣與空氣進行混合。根據本公開，提供了一種混合用于內燃燃氣機的高壓旁路充氣、低壓燃料和空氣的壓縮機進氣的方法，該方法包括以下步驟:.在旁路充氣和燃料預混合器的氣室中接收高壓旁路充氣；.將芳路充氣的壓能轉換成動能；.將低壓燃料吸入到氣室中；.將旁路充氣與燃料混合，以提供預混合充氣流；.將預混合充氣的動能轉換回壓位差；.向主混合器供應預混合充氣；以及 在主混合器中將預混合充氣與空氣進行混合。附圖說明現在將結合附圖說明本公開，附圖中:圖1例示了現有技術中已知的用于燃氣機的壓縮機進氣混合器系統的流程圖；圖2例示了圖1中系統的主混合器的細節；圖3例示了圖2中主混合器的截面圖；圖4a和圖4b例示了圖3中燃料混合器的細節；圖5a和圖5b例示了圖3中旁路混合器的細節；圖6例示了根據本公開的壓縮機進氣混合器系統的流程圖；圖7例示了根據本公開的圖6中系統的主混合器的細節；圖8a和圖8b例示了根據本公開的圖7中主混合器的截面圖；以及圖9例示了根據本公開的圖6中旁路和燃料預混合器的細節。具體實施例方式現在將參照附圖中所示出的實施方式來描述本公開。該實施方式不限制本公開的范圍和涉及面。描述僅涉及本公開的示例性優選實施方式及其提出的應用。這里的附圖和描述僅是例示性的并且僅例示本專利技術，決不限制其范圍?，F有技術中已知的常規旁路系統在壓縮機入口處必須設置有兩個容積。圖1例示了現有技術中已知的用于燃氣機的壓縮機進氣混合器系統的流程圖，該壓縮機進氣混合器系統籠統地由數字100來表示。該流程圖例示了如何在主混合器中將兩個容積(即，燃料混合器和分開的旁路混合器)設置為分開的室，以應付主混合器中高壓壓縮機旁路系統和低壓燃料系統之間的壓力梯度。朝向發動機節流閥的虛線箭頭、朝向壓縮機旁路閥的虛線箭頭、朝向燃料控制閥的虛線箭頭和從發動機節流閥開始的虛線箭頭、從壓縮機旁路閥開始的虛線箭頭、以及從燃料控制閥開始的虛線箭頭表示朝向ECM(電子控制模塊)的信號和來自ECM的信號。發動機充氣流、壓縮機旁路、以及燃料供給由厚度不同的箭頭表示。圖2例示了圖1中系統的主混合器的細節，該主混合器籠統地由數字200表示。燃料入口由數字210表示，空氣進入如數字220表示的空氣入口，旁路充氣入口由數字230表示，并且數字240表示朝向壓縮機入口的出口。圖3例示了圖2中主混合器200的截面圖。燃料混合器或分配器由數字310表示并且旁路充氣混合器或分配器由數字330表示。燃料分配器310和旁路充氣分配器330被由數字320表示的隔離物分開，由此例示出如何設置兩個分開的分配器容積，即如何將兩個分開的分配器容積集成在現有技術中已知的系統中的主混合器200的本體中。各分配器容積或分配器箱310、330繞主混合器300環狀延伸，以分別產生燃料和旁路充氣的、向主混合器室中的周向分配。圖4a和圖4b例示了圖3中燃料混合器的細節。燃料通過燃料入口 210進入，空氣通過空氣入口 220進入，并且朝向壓縮機的充氣通過出口 240排出。圖5a和圖5b例示了圖3中旁路混合器的細節。數字230表示旁路充氣入口，而數字220和240分別籠統地表示進氣口和朝向壓縮機的充氣。申請人:已經認識到，除了制造費用高之外，形成均勻的氣體周向分配的多混合器容積很大并且不便于進行封裝。而且，混合器容積的特征在于必須使容積位于壓縮機入口處的位置約束。由此，從發動機封裝的觀點看，已經證實由于高性能壓縮機的要求，要構造具有圖1中所例示的流程的、并在圖2-圖5中進一步詳細例示的常規系統很昂貴且不方便。因此，需要一種可以滿足燃氣機的壓縮機旁路系統的以下要求的壓縮機進氣混合器:.簡化的混合器設計；.消除混合器容積在發動機上的位置的嚴格性；.方便的發動機封裝； 緊湊設計；以及.有成本效益的設計。已經進行了一些嘗試來克服現有技術的缺點。例如，美本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.14 IN 2537/MUM/20101.一種用于具有壓縮充氣旁路系統的內燃燃氣機的壓縮機進氣混合器系統，該壓縮機進氣混合器系統包括:壓縮機；旁路充氣管路，該旁路充氣管路連接在所述壓縮機的下游，以引導來自所述壓縮機的高壓旁路充氣，用于再循環；旁路充氣控制閥，該旁路充氣控制閥適于控制流過所述旁路充氣管路的旁路充氣流；燃料供給管路，該燃料供給管路適于運載低壓燃料；燃料控制閥；以及空氣供給源， 所述壓縮機進氣混合器系統的特征在于: 旁路充氣和燃料預混合器，該旁路充氣和燃料預混合器包括預混合器外殼，該預混合器外殼在所述旁路充氣控制閥下游沿著所述旁路充氣管路而定位，所述預混合器連接到所述燃料供給管路并且適于減小所述高壓旁路充氣和所述低壓燃料之間的壓力梯度并提供燃料和旁路充氣的預混合充氣流；并且 單容積主混合器，該單容積主混合器包括流體地連接在所述空氣供給源和所述壓縮機之間的混合器外殼，所述混合器外殼在所述預混合器外殼的下游流體地連接到所述旁路充氣管路，以使所述預混合充氣流與來自所述空氣供給源的空氣混合并且向所述壓縮機提供混合氣體。2.根據權利要求1所述的壓縮機進氣混合器系統，其中，所述混合器外殼與所述預混合器外殼間隔開。3.根據權利要求1所述的壓縮機進氣混合器系統，其中，所述旁路充氣和燃料預混合器是文丘里泵。4.根據權利要求1所述的壓縮機進氣混合器系統，其中，所述旁路充氣和燃料預混合器包括: 氣室，該氣室布置在所述預混合器外殼中，所述氣室連接到所述低壓燃料供給管路和所述旁路充氣管路； 旁路噴口，該旁路噴口與所述旁路充氣管路連成線，并且布置在所述氣室內部，所述旁路噴口適于具有收斂段，以將所述旁路充氣的壓能轉換成動能，并且從所述燃料供給管路吸入燃料，以在所述氣室中提供燃料和旁路充氣的所述預混合充氣流；以及 擴散器，該擴散器連接在所述預混合器外殼的下游...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·R·赫德加，
申請(專利權)人：康明斯公司，
類型：
國別省市：