CN106068380A - 多燃料发动机系统 - Google Patents

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Abstract

提供了用于发动机(104)的进气歧管(302)的多个方法和系统。在一个实例中，进气歧管(302)包括用于将进气供应至发动机的多个气缸(200)的第一通路(304)，和用于将气态燃料供应至该多个气缸(200)的第二通路(308)。

Description

多燃料发动机系统
技术领域
本文公开的主题的实施例涉及例如发动机，发动机构件以及发动机系统。
背景技术
运载工具，诸如机车，可包括由燃料源提供动力来产生机械能的原动机。在一个实例中，由原动机产生的机械能可转换成用于为牵引马达以及运载工具的其它构件和系统提供动力的电能。在一些实例中，原动机可为由柴油(diesel)、汽油、或者其它液体石油馏出物供以燃料的燃烧发动机。在其它实例中，发动机可额外地或备选地使用气态燃料，诸如天然气。
鉴于其有利的能含量，天然气可用作用于发动机的燃料源。然而，许多现有的发动机典型地构造有仅仅单个液体(例如，柴油)燃料供应，限制了利用天然气操作发动机的机会。用于将气态燃料供应给柴油发动机的一种实例措施包括经由各个气缸盖上的进气流道接纳气态燃料。然而，这样的措施可能成本高昂，且难以应用于现有的发动机架构－即便是小规模地。不经过重大的重新设计，气缸盖所需要的修改可损害盖铸件的完整性，且可能导致耐用性降低。
发明内容
在一个实施例中，用于发动机的进气歧管包括：第一通路，其提供通过进气歧管的第一路径，用于将进气供应到发动机的多个气缸；和第二通路，其提供通过进气歧管的第二路径，用于将气态燃料供应至该多个气缸的至少一个。
在一些实例中，进气歧管进一步包括安装到第二通路的至少一个进气阀，其构造成控制通向该多个气缸中的至少一个的气态燃料的流率。
这样，进气歧管构造成将气态燃料(例如，天然气)引导至气缸而不需要重新设计发动机的各个气缸盖。因而，当前构造成仅利用柴油燃料(例如)操作的运载工具可被改型成利用柴油燃料和天然气两者来操作，同时最小化发动机修改，以便实现较低成本燃料的优点。
应当理解，提供以上简要描述来以简单的方式引出对在详细描述中进一步描述的构思的选择。其并不意图标识所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由跟随详细描述的权利要求唯一地限定。进一步地，所要求保护的主题不限于解决以上或本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过参照附图阅读非限制性实施例的以下描述，本发明将得到更好的理解，其中在下文中：
图1显示了具有发动机的轨道运载工具的一实施例的示意图。
图2显示了图1的发动机的气缸的示意图。
图3-4显示了包括图1的发动机的发动机系统的示意图。
图5-10显示了根据本发明的实施例的进气歧管的多个视图。
图11A-12D显示了根据本发明的进气歧管的进气端口和插件的多个视图和实施例。
图13是显示了用于根据本发明的一实施例的双燃料发动机的方法的流程图。
图14显示了根据一实施例的进气歧管中的进气端口的后视图。
具体实施方式
以下描述涉及将进气和气态燃料供应到多缸发动机的多个气缸的进气歧管的多个实施例。在其它实施例中，进气歧管进一步包括将冷却剂从发动机引导到冷却剂系统构件－诸如热交换器或其它构件－的冷却剂出口。该多个气缸的一个或更多个气缸可经由安装在进气歧管上的相应的进气阀被供有气态燃料。通过经由进气歧管供应气态燃料，可提供通向动力组件的单独的气体供应通路和内部气体路径选择，从而减少了气体密封接头的潜在数量，且因此减小了气态燃料泄漏出发动机的可能性。进气歧管还为空气－气体混合优化提供了气体进入几何结构柔性。另外，与其它部位(诸如气缸盖)相比，在进气歧管上安装进气阀提供了更加有利的振动环境，潜在地减少了阀可靠性的关注。进一步，为歧管增加气体通路不会在其它发动机构件上产生可维护性影响。从商业的立场看，对于具体的发动机架构，经由进气歧管供应气态燃料可要求购买较少的双燃料升级构件。更进一步，在该发动机应用中，通过对进气歧管而非各个单独的气缸盖改型，改型的成本可降低。
本文所描述的措施可用于多种多样的发动机类型中，以及多种多样的发动机驱动的系统中。这些系统中的一些可为固定的，而其它的可在半可动的或者可动的平台上。半可动的平台可在运行周期之间被重新定位，诸如安装在平板载货车拖车上。可动平台包括自动的运载工具。这样的运载工具可包括路上的运输运载工具，以及矿业设备，水运工具，轨道运载工具，以及其它非公路运载工具(OHV)。为了显示清楚，提供了机车作为自动的轨道运载工具的实例，且更宽泛地讲，作为可动平台的实例，其支撑结合了本发明的实施例的系统。
在进一步讨论用于将气态燃料提供给柴油发动机的措施之前，公开了平台的一个实例，其中发动机可构造成用于运载工具，诸如轨道运载工具。例如，图1显示了运载工具系统100的一实施例的框图，此处描绘为轨道运载工具106(例如，机车)，构造成通过多个轮子112在轨道102上运行。如图中所描绘的，轨道运载工具106包括发动机104。在其它非限制性实施例中，发动机104可为固定发动机－诸如在动力设备应用中，或如上文所提到的水运工具或其它非公路运载工具推进系统中的发动机。
发动机104从进气通路114接收用于燃烧的进气。进气通路114从空气过滤器160接收环境空气，空气过滤器160过滤来自轨道运载工具106外部的空气。发动机104中的燃烧产生的排气气体被供应至排气通路116。排气气体流过排气通路116，并且流出轨道运载工具106的排气器。在一个实例中，发动机104是通过压缩点火燃烧空气和柴油燃料的柴油发动机。在其它非限制性实施例中，发动机104可通过压缩点火(和/或火花点火)额外地燃烧燃料，包括汽油，煤油，天然气，生物柴油(biodiesel)，或类似密度的其它石油馏出物。
在一个实施例中，轨道运载工具106是柴油-电气运载工具。如图1中所描绘的，发动机104联接到发电系统，其包括交流发电机/发电机122和电气牵引马达124。例如，发动机104是柴油和/或天然气发动机，其产生被传送到发电机122的转矩输出，发电机122机械地联接到发动机104。在本文中的一个实施例中，发动机104是以柴油燃料和天然气操作的多燃料发动机，但是在其它实例中，发动机104可使用柴油和天然气之外的多种燃料组合。
发电机122产生电功率，电功率可存储以及被应用而随后传播至各种各样的下游电气构件。例如，发电机122可电气地联接至多个牵引马达124，且发电机122可为该多个牵引马达124提供电功率。正如所描绘的，该多个牵引马达124各自连接到多个轮子112中的一个上，以便提供牵引动力来推动轨道运载工具106。一种实例构造包括每个轮子组一个牵引马达。如本文中所描绘的，六对牵引马达对应于轨道运载工具的六对原动轮子中的各对。在另一实例中，交流发电机/发电机122可联接到一个或更多个阻抗网126。阻抗网126可构造成经由热量来消散过量的发动机转矩，该热量由网从交流发电机/发电机122产生的电力产生。
在一些实施例中，运载工具系统100可包括布置在进气通路114和排气通路116之间的涡轮增压器120。涡轮增压器120增大抽入进气通路114中的环境空气的空气填充，以便在燃烧期间提供更大的填充密度，以增大动力输出和/或发动机-运行效率。涡轮增压器120可包括至少部分地由涡轮(未显示)驱动的压缩机(未显示)。虽然在这种情况下包括单个涡轮增压器，但该系统可包括多个涡轮和/或压缩机级。
在一些实施例中，运载工具系统100可进一步包括在涡轮增压器120的上游和/或下游联接在排气通路中的后处理系统(图3中示为后处理装置314)。在一个实施例中，后处理系统可包括柴油氧化催化器(DOC)和柴油微粒过滤器(DPF)。在其它实施例中，后处理系统可额外地或备选地包括一个或更多个排放控制装置。这样的排放控制装置可包括选择性催化还原(SCR)催化器，三路催化器，NOx捕集器，或各种其它装置或系统。
运载工具系统100可进一步包括联接到发动机104的排气气体再循环(EGR)系统130，其将排气气体从发动机104的排气通路116在涡轮增压器120下游引导到进气通路114。在一些实施例中，排气气体再循环系统130可唯一地联接到一组一个或更多个发动机原料缸(也称为原料缸系统)。如图1中所描绘的，EGR系统130包括EGR通路132和EGR冷却器134来在排气气体进入进气通路114之前降低该排气气体的温度。通过将排气气体引导至发动机104，可用于燃烧的氧的量减少，从而降低燃烧火焰温度，且减少氮氧化物(例如，NOx)的形成。
在一些实施例中，EGR系统130可进一步包括用于控制从发动机104的排气通路116再循环到发动机104的进气通路114的排气气体的量的EGR阀。例如，EGR阀可为由控制器110控制的开/关阀，或其可控制EGR的可变的量。如在图1的非限制性实例实施例中所示，EGR系统130是高压EGR系统。在其它实施例中，运载工具系统100可额外地或备选地包括低压EGR系统，确定EGR的路线为从涡轮的下游至压缩机的上游。
如图1中所描绘，运载工具系统100还包括冷却系统150。冷却系统150使冷却剂循环通过发动机104来吸收废发动机热量，以及将被加热的冷却剂分配至热交换器，诸如散热器152。风扇154可联接至散热器152，以便在运载工具106于发动机运行的同时缓慢地移动或停止时，维持通过散热器152的气流。在一些实例中，风扇速度可由控制器，诸如控制器110，来控制。由散热器152冷却的冷却剂进入储器156。然后冷却剂可由水或冷却剂泵(未显示)泵送回到发动机104或回到运载工具系统的另一构件，诸如EGR冷却器。
轨道运载工具106进一步包括发动机控制器110(下文中称为控制器)来控制与该轨道运载工具106相关的多个构件。例如，运载工具系统的多个构件可经由通信信道或数据总线联接到该控制器110。在一个实例中，控制器110包括计算机控制系统。控制器110可额外地或备选地包括存储器，其保持有非瞬时计算机可读存储介质(未显示)，包括用于实现轨道运载工具运行的机载监控和控制的代码。
控制器110可接收来自多个传感器的信息，并且可将控制信号发送给多个促动器。控制器110，在其监督轨道运载工具106的控制和管理的同时，可被构造成从多种发动机传感器接收信号，如本文中进一步详细阐述，以便确定运行参数和运行条件，以及对应地调节多个发动机促动器来控制轨道运载工具106的运行。例如，发动机控制器110可从多个发动机传感器接收信号，包括但不限于发动机速度，发动机负载，进气歧管空气压力，增压压力，排气压力，环境压力，环境温度，排气温度，微粒过滤器温度，微粒过滤器背压，发动机冷却剂压力，EGR冷却器中的气体温度，等等。相应地，控制器110可通过将命令发送至多个构件－诸如牵引马达124，交流发电机/发电机122，气缸阀，燃料喷射器，凹口节流阀等等－来控制轨道运载工具106。其它促动器可联接到轨道运载工具中的多个部位。
图2描绘了多缸内燃发动机－诸如以上参照图1所描述的发动机104－的燃烧室或气缸200的实施例。气缸200可由气缸盖201以及气缸体203限定，气缸盖201容纳进气和排气阀以及燃料喷射器（下文所述）。如在图4-5中更详细地显示的，多缸发动机的各个气缸可包括联接到公共的气缸体的单独的气缸盖。
发动机可至少部分地由包括控制器110的控制系统来控制，控制器100可与运载工具系统―诸如以上参照图1所述的运载工具系统100―进一步连通。如上文所述，控制器110可进一步从多个发动机传感器接收信号，包括但不限于发动机速度，发动机负载，增压压力，排气压力，环境压力，CO2水平，排气温度，NOx排放，来自联接到冷却套筒228的温度传感器230的发动机冷却剂温度(ECT)等。相应地，控制器110可通过对多个构件―诸如交流发电机，气缸阀，节流阀，燃料喷射器等―发送命令控制运载工具系统。
气缸(即，燃烧室)200可包括燃烧室壁204，活塞206位于其中。活塞206可联接到曲轴208，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。在一些实施例中，发动机可为四冲程发动机，其中各个气缸在曲轴208的两次旋转期间以一定点火顺序点火。在其它实施例中，发动机可为二冲程发动机，其中，各个气缸在曲轴208的一次旋转期间以一定点火顺序点火。
气缸200从包括进气流道210的进气口接收用于燃烧的进气。进气流道210经由进气歧管接收进气。例如，进气流道210可与除了气缸200外发动机的其它气缸连通，或进气流道210可与气缸200唯一地连通。
由发动机中的燃烧所产生的排气气体被供应至包括排气流道212的排气装置。排气气体在一些实施例中(图2中未显示)通过排气流道212流向涡轮增压器，且经由排气歧管流向大气。例如,排气流道212可进一步接收来自除气缸200之外的发动机的其它气缸的排气气体。
发动机的各个气缸可包括一个或更多个进气阀以及一个或更多个排气阀。例如，气缸200显示为包括位于气缸200的上部区域中的至少一个进气提升阀214和至少一个排气提升阀216。在一些实施例中，发动机的各个气缸，包括气缸200，可包括位于气缸盖处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气阀214可经由促动器218由控制器110控制。类似地，排气阀216可经由促动器220由控制器110控制。在一些状态期间，控制器110可改变提供给促动器218和220以便控制相应的进气和排气阀的打开和闭合的信号。进气阀214和排气阀216的位置可分别由相应的阀位置传感器222和224确定。例如，阀促动器可为电动阀促动类型或凸轮促动类型，或它们的组合。
进气和排气阀正时可同时受控制，或可使用可能的可变进气凸轮正时，可变排气凸轮正时，双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时中的任一种。在其它实施例中，进气阀和排气阀可由共同的阀促动器或促动系统，或可变阀正时促动器或促动系统来控制。进一步，进气阀和排气阀可基于运行条件受控制器控制来具有可变的抬升。
在一些实施例中，发动机的各个气缸可构造成具有一个或更多个燃料喷射器，用于为其提供燃料。作为非限制性实例，图2显示了气缸200包括燃料喷射器226。燃料喷射器226显示为直接联接到气缸200，以便将燃料直接喷射到其中。以这种方式，燃料喷射器226将被称为直接燃料喷射的喷射提供到燃烧气缸200中。燃料可从包括燃料储器232、燃料泵和燃料轨道(未显示)的高压燃料系统输送到燃料喷射器226。在一个实例中，燃料是通过压缩点火在发动机中被燃烧的柴油燃料。在其它非限制性实施例中，燃料可为通过压缩点火(和/或火花点火)的汽油，煤油，生物柴油，或具有类似密度的其它石油馏出物。进一步，如下文更详细地阐述的，作为柴油燃料的替换或者除了柴油燃料之外，发动机的一个或更多个气缸可构造成接收气态燃料(例如，天然气)。气态燃料可经由进气歧管提供给气缸200，如下文阐述。
图3显示了包括具有多个气缸200的多缸发动机104的发动机系统300的示意图。因此，发动机系统300包括上文参照图1所述的发动机104。发动机104接收来自进气歧管302的用于燃烧的进气。进气歧管302从进气通路114接收进气，进气通路114从空气过滤器(在图1中示出)接收环境空气，空气过滤器过滤来自发动机104可位于其中的运载工具的外部的空气。进入进气歧管302的进气的流动可受节流阀312控制，节流阀312的位置可受控制器110控制。
在图3中所描绘的实施例中，发动机104是具有十二个气缸的V-12发动机。在其它实施例中，发动机可为V-6，V-8，V-10，V-16，I-4，I-6，I-8，对置4，或者另一发动机类型。由于发动机的V字形的构造，该发动机包括具有六个气缸(例如，气缸1-6)的第一气缸排，和具有六个气缸(例如，气缸7-12)的第二气缸排。进气歧管302布置在这两个气缸排之间，并且构造成经由多个进气流道将进气供应至各个排的各个气缸。虽然在图3中未显示，但是各个进气流道联接到至少部分地限定气缸的单独的气缸盖。因此，流过进气歧管的进气被分配到各自流体地联接到发动机的单独的气缸盖的多个进气流道。
进气歧管302构造成将进气供应到发动机的气缸，如上所述。然而，进气歧管302包括另外的通路，用于从发动机排放冷却剂，以及将气态燃料输送至发动机。因而，进气歧管302包括构造成用来使进气流动的第一通路304。第一通路304联接到该多个进气流道。第一通路304从进气通路114接收进气。
为了从发动机排放冷却剂，进气歧管302包括第二通路306。例如，第二通路306接收从各个气缸盖引导出的冷却剂，且第二通路将冷却剂引导回到一般的发动机冷却剂系统318。发动机冷却剂系统318可包括一个或更多个冷却剂构件，诸如散热器(例如，图1的散热器152)，冷却剂储器(例如，储器156)，冷却管线，泵和/或其它构件。因此，来自发动机冷却剂系统的冷却剂被泵送到发动机104，此处其流过气缸体和/或气缸盖的一个或更多个套罩(例如，冷却剂套筒228)来冷却发动机。然后冷却剂经由从各个气缸盖引导至第二通路306的排放管线从发动机排放出来，且冷却剂返回到发动机冷却剂系统。
在一些运行模式中，发动机104可以液体燃料燃烧(例如，柴油燃料)和气态燃料(例如，天然气)燃烧两者来运行。虽然根据上文参照图2所述的构造柴油燃料被输送至各个气缸，但气态燃料可经由进气歧管302的第三通路308输送至一个或更多个气缸。如图3中所示，进气歧管302的第三通路308可经由一个或更多个气态燃料管线、泵、压力调节器等从气态燃料储器316接收气态燃料供应。在一些实施例中，气态燃料储器316可定位成远离发动机104，诸如在不同的轨道车辆上(例如，在燃料供应车辆上)，且气态燃料可经由横穿单独的车辆的一个或更多个燃料管线供应至发动机104。然而，在其它实施例中，气态燃料储器316可与发动机104位于同一轨道车辆上。第三通路308可包括多个进气阀(在图4中示出且下文中更详细地描述)，其各自构造成将气态燃料从第三通路308供应至相应的气缸盖。
在一些实例中，发动机的该多个气缸中的各个气缸可构造成接收气态燃料。因而，各个气缸盖可构造成经由相应的进气阀和气体流道(下文更详细地描述)从第三通路接收气态燃料。然而，在其它实例中，仅仅气缸的子组可构造成接收气态燃料。例如，只有一半气缸可接收气态燃料。在这样的实例中，气缸盖的子组可包括气体流道，而剩余的气缸并不包括气体流道。类似地，进气歧管可构造成使得存在比气缸盖更少的进气阀，以便将气态燃料提供给仅仅气缸的子组。
由发动机104中的燃烧产生的排气气体被供应至排气通路116，此处，排气由后处理装置314处理和/或在离开而到达大气之前流过一个或更多个涡轮增压器。在图3中所示的构造中，各个气缸排具有排气歧管。例如，图3中显示了排气歧管310a和310b。各个排气歧管接收从相应的气缸排中的各个气缸释放(经由相应的气缸盖的排气流道，诸如图2的排气流道212)的排气。各个排气歧管310a，310b将排气引导至共同的排气通路116。
如上所述，在实施例中，进气歧管302包括三个通路，用于三种单独的流体－进气，冷却剂和气态燃料的流动。图4-10单独地或结合发动机和/或运载工具系统的多个特征显示了进气歧管302的多个视图。具体地，图4是进气歧管和两个气缸盖－包括联接到气缸体的内部构件－的示意截面图400。图5显示了联接到两个气缸盖的进气歧管的截面图500，图6显示了联接到两个气缸盖的进气歧管的倾斜的透视图600，图7A和7B显示了根据多个实施例的进气歧管的等距视图700，710，图8显示了进气歧管的截面图800，图9A和9B显示了安装在运载工具系统中的进气歧管的顶部透视图900，910，而图10显示了进气歧管的侧透视图1000。图5-10大致成比例地绘制。
要理解的是，在一些实例中，为了清楚的目的，进气歧管和发动机在下文中描述为使各个气缸构造成用于接收气态燃料，但其它构造也是可行的。例如，仅仅气缸的子组(例如，一半，三分之一，四分之一，四分之三，等)可构造成接收气态燃料。当气缸并未构造成接收气态燃料时，对于该气缸，可省去某些元件部分，诸如进气阀，气体流道，以及进气端口插件(下文中更详细地描述)。
首先参照图4的截面图400和图5的截面图500，进气歧管302包括第一通路304，第二通路306以及第三通路308。通路中的各个是中空通路，其构造成通过进气歧管使不同的流体流动到发动机以及从发动机流出。第一通路304是构造成用于使进气流动的进气通路，第二通路306是构造成用于使冷却剂(例如，水)流动的冷却剂通路，而第三通路308是构造成用于使气态燃料(例如，天然气)流动的气体通路。第一通路304具有第一容积，第二通路306具有第二容积，而第三通路308具有第三容积。如图所示，第一通路的第一容积大于第二容积和第三容积，同时第二容积大于第三容积。第一容积是第一通路的内部的全部，第二容积是第二通路的内部的全部，而第三容积是第三通路的内部的全部。第一通路304的截面积大于第二通路306的截面积，而第二通路306的截面积大于第三通路308的截面积。然而，其它构造也是可行的，诸如第三通路的第三容积大于第二通路的第二容积。一方面，通路304，306，308并未彼此流体地连接，使得通路中的流体不会共同混合(co-mingle)。
在安装进气歧管时，第一通路304在竖向最低的位置上定位在进气歧管302中。也即，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在竖向上高于第二通路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中间。进一步，进气歧管可包括从第三通路的顶部延伸到第一通路的底部的中心轴线，且各个通路可沿着该中心轴线在竖向上对齐。虽然本公开显示了具有如上所述的相对位置的三个通路，但其它位置也在本公开的范围内。例如，在一些实施例中，使气态燃料流动的第三通路可位于第一进气通路与第二冷却剂通路之间的中间，或使气态燃料流动的第三通路可位于第一进气通路下方。在其它实施例中，可省去第二冷却剂通路，即进气歧管仅包括用于进气的通路以及用于气态燃料的通路，而不包括用于冷却剂的通路。在另外的其它实施例中，不只一个冷却剂、气态（燃料）和/或进气通路可存在于进气歧管中。
进气歧管302位于两个气缸排之间。各个气缸排包括联接到气缸体的多个单独的气缸盖。因此，对于发动机的各个气缸，提供单独的气缸盖。图4和5显示了两个气缸盖，气缸盖201(在图2中示出)和气缸盖412。各个气缸盖容纳图2中所述的多个发动机构件，包括进气和排气阀，液体燃料喷射器等。进一步，作为第一气缸排的一部分而包括气缸盖201，而作为第二不同的气缸排的一部分而包括气缸盖412。气缸盖201和气缸盖412两者都联接到相同的气缸体203。
如图5中所示，各个气缸盖经由将进气歧管302的第一通路304流体地联接到气缸盖的进气流道将用于燃烧的进气接收在其气缸中。例如，进气流道210将第一通路304联接到气缸盖201，而进气流道211将第一通路304联接到气缸盖412。
为了将气态燃料供应至气缸，一个或更多个进气阀安装在进气歧管上。如图所示，第一进气阀402和第二进气阀404显示为安装到第三通路308上。在图5中所示的截面图500中，显示了进气阀404的截面，同时显示了进气阀402的前透视图，这两个进气阀彼此偏离(在图6中更详细地示出)。各个进气阀包括用来打开阀的电磁体或其它促动器。为了调节从第三通路308流动至相应的气缸的气态燃料的量(例如，容积，流率，等)，可调节阀打开的持续时间。
气态燃料通过多个气体流道从第三通路308引导到气缸盖。图4和5显示了两个气体流道，气体流道406和气体流道408。气体流道406将进气阀402流体地联接到气缸盖412。气体流道408将进气阀404流体地联接到气缸盖201。图4-5的各个气体流道是竖直流道，它们沿着进气歧管的高度延伸。因此，气体流道从第三通路308离开，经过第二通路306外部或者横过第二通路306，并且进入第一通路304中。在第一通路304中，各个气体流道流体地联接到相应的气缸盖，以便将气态燃料供应至气缸盖。因而，在一个实例中，进气歧管包括对应于气缸的数量的多个气体流道，其中存在对应于各个气缸的单个气体流道。在其它实施例中，进气歧管包括对应于少于气缸的数量的气体流道。
对于各个给定的气缸盖，气体流道和进气阀，气态燃料离开气体流道，且在进气歧管联接到气缸盖的混合区处与进入的进气混合。具体地，各个气缸盖可在进气端口－诸如进气端口420(此处气缸盖201联接到进气歧管302)以及进气端口418(此处气缸盖412联接到进气歧管302)－处联接到进气歧管302的第一通路304。敞开通路(在图5的区域410中显示)可用工具加工到进气歧管302中，以便提供从气体流道到进气端口的通路。在混合区（其可为进气端口与气缸盖结合的结合点）处，在燃料空气混合物抽入气缸盖中之前，气态燃料与进气混合。如下文中更详细地描述，各个进气端口可包括插件902来辅助气态燃料循环和空气混合。然而，在一些实施例中，进气歧管可联接到各个气缸盖而不包括插件。
进气歧管302包括与气缸盖的另外的联接。例如，第二通路306通过多个冷却剂端口-诸如冷却剂端口414和冷却剂端口416流体地联接到各个气缸盖。各个冷却剂端口可从相应的气缸盖接收冷却剂，并且将冷却剂引导到第二通路306，此处，其被引导到发动机冷却剂系统。例如，图4显示了第二通路306从各自容纳在相应的气缸盖中的第一冷却剂套罩401a和第二冷却剂套罩401b接收冷却剂。更进一步，各个气缸排具有单独的排气歧管(例如，排气歧管310a和排气歧管310b)。
因此，图4-5显示了在实施例中，进气歧管302由集成在单个歧管中的三个通路组成。各个通路可由合适的材料铸造，诸如钢，铝，和/或镍。进气歧管可铸造或以其它方式形成为一个集成的构件，或通路中的一个或更多个可单独地铸造并且联接在一起。在一个实例中，第一通路304和第二通路306可铸造在一起，且第三通路308可单独地铸造，并且联接(例如，焊接)到第二通路306上。
如图所示，进气阀沉入第三通路308中，使得各个阀的一部分在进气歧管外部，且各个阀的一部分容纳在进气歧管内。为了容纳进气阀，第三通路308可包括一个或更多个安装凸缘，其包括一个或更多个孔口，进气阀插入于该孔口中。例如，图7A-B显示了进气歧管302，为了清楚而去除了进气阀。安装凸缘602包括两个孔口604，它们各自构造成以便容纳进气阀。
气体流道406，408可横过第二通路，如上所述。因而，在一些实施例中，第二通路可在流道前进通过通路处受限，限制在流道处通过第二通路的冷却剂的流动。然而，在其它实施例中，流道可基本位于第二通路外部(例如，容纳在第二通路的外壁中)，使得冷却剂流不受限制。在一些情况中，第二通路中的冷却剂可起作用来冷却气体流道和/或进气阀。然而，因为流过第二通路的冷却剂离开发动机，冷却剂可由于来自发动机的热传递而为热的，且可能不会充分地冷却进气阀。因为进气阀位于排气歧管附近，来自排气的热量可能会传递到进气阀。为了保护阀，各个阀的电磁体可沉入第三通路308中。另外，通过进气阀的气体流可起作用来冷却阀，从而进一步保护电磁体。
第一通路304和第二通路306可各自具有基本圆形的截面，而第三通路308可具有长圆形的或椭圆形截面。然而，其它截面形状也是可行的，诸如矩形。进一步，各个气体流道可基本竖直，或可在适当的位置弯曲。另外，各个气体流道可包括铸造或机加工在进气歧管中的通道，但是单独的管路或管道也是可行的。备选地或另外，第一通路304，第二通路306，第三通路308，气体流道，或进气流道中的一个或更多个可包括用于影响通过相应的通路的气态燃料和/或空气的流动的结构或装置。例如，通路或流道中的一个或更多个可包括混合器导叶，文丘里管，或例如用来增大或者减小流动速度，产生漩涡，或增强空气与气态燃料的混合的其它效果的其它结构。
如上文关于图3所阐述的，发动机可为十二缸发动机，其具有两个气缸排，各排具有六个气缸。各个气缸可由单独的气缸盖限定，且各个气缸盖可联接至进气歧管至少两个端口，进气端口和冷却剂端口。进气歧管可制造为三个单独的节段，它们各自构造成联接到四个气缸盖(进气歧管的每侧上有两个)。因此，如图6中所显示，进气歧管的各个节段可包括四个进气阀，诸如进气阀402，404，502和504。进气歧管的各个节段的各侧可联接到两个气缸盖，诸如图5中所示的气缸盖412和506。进气歧管的各个节段可联接到进气歧管的另一个类似地构造的节段和/或尾端件。因此，在完全安装的V-12发动机中，三个进气歧管节段可联接在一起，使得六个气缸盖联接到进气歧管的各侧。为了便于联接进气歧管节段，各个进气歧管节段可包括联接凸缘(诸如图10的联接凸缘904)。联接凸缘可有助于两个进气歧管节段的联接，尾端件到进气歧管节段的联接，和/或进气通路、气态燃料输送管线和/或冷却剂排放管线到进气歧管的联接。可在联接凸缘之间提供多个衬垫，以便密封水对水、空气对空气以及气体对气体接头。图6中所示的进气歧管302的节段包括以偏离的对安装到第三通路308的四个进气阀。安装凸缘602(图7A-B和8中示出)容纳两个进气阀，一个进气阀联接到第一气缸排上的第一气缸盖，另一个进气阀联接到第二气缸排上的第二气缸盖。图6进一步显示了在一些实施例中，第一通路和第二通路304，306可毗邻(例如，在通路之间没有居间的空间)，而间隙可存在于第二通路306与第三通路308之间。安装凸缘孔口604可横过第三通路308和第二通路306之间的间隙。另外，虽然气体流道在图4和7B中显示为基本竖直，在图7A中，气体流道408实施为绕着第二通路306弯曲。
图8显示了进气阀与进气歧管之间的联接的另外的细节。例如，图8显示了通过进气阀404的截面。如上文所述，安装凸缘602提供了进气阀的直接安装。进气阀的入口702接收流过第三通路308的气态燃料。密封件704密封进气阀的入口。此外，进气阀的出口706构造成将气态燃料释放至气体流道408。密封件708密封进气阀的出口。
因此，气态燃料通路(第三通路308)可为集成到进气歧管中的铸造通路。进气阀可经由具有孔口的安装凸缘落入通路中。气体流道可铸造在进气阀出口与进气歧管和气缸盖之间的进气端口处的混合区之间。流道可为竖直的(例如直的)，弯曲的，或具有不同的几何形状。
气体通路和进气阀可以在歧管压力(MAP)之上1-2巴（bar）将气态燃料供应到发动机，以在一些实例中实现直至100%的柴油能当量气体替换。各个气缸的气体进入可为单独的，也即，如果需要的话，各个进气阀可独立地受控制，使得各个气缸可接收不同的量的气态燃料。上述构造，其中第三气态燃料通路安装在空气通路和冷却剂通路上，允许最初构造为用于仅柴油运行的发动机在对发动机有最小的改动的情况下改型为用于多燃料运行。
通过提供包括气态燃料通路的进气歧管而使得气态燃料通过进气歧管进入气缸，与其它构造(诸如当进气阀直接安装在气缸盖上时)相比，进气阀振动可减小。此外，存在较少的气体密封接头。另外，不需要主要的气缸盖修改，且对现有的发动机构件有很小的或没有可维护性影响。
上述实施例参照具有两个气缸排的V-12发动机来呈现。然而，本公开的进气歧管可用于其它发动机构造中，诸如V-6，V-18，直列式发动机，或其它构造。在直列式发动机中－其中存在单个气缸排，进气歧管可沿着进气歧管的一侧(而非在上述双排构造中的两侧)联接到各个气缸盖。在这样的直列式发动机构造中，进气歧管可具有沿着进气歧管的仅一侧定位的进气流道，冷却剂端口，和/或进气阀。进一步，虽然进气歧管在之前被描述为每个进气歧管节段包括四个进气阀和相应的气体流道，但其它构造也是可行的，诸如具有用于所有发动机气缸的所有的进气阀和气体流道的单节段进气歧管，或多节段进气歧管，其中各个节段具有一个、两个、三个、四个、五个或其它数量的进气阀和气体流道。在另外的其它实例中，进气阀和对应的气体流道的数量可少于气缸的数量。因而，在一个实例中，进气歧管的仅一侧可包括进气阀和气体流道来将气态燃料输送到仅一个气缸排。在另一实例中，进气歧管的一个或更多个节段可包括比气缸更少的进气阀和气体流道，诸如一个节段不包括进气阀也不包括气体流道，而其它节段包括至少一些进气阀和气体流道。因此，歧管节段、每个歧管节段的进气阀等的数量对于具体的发动机的架构而言是特定的。在其它发动机应用(V8、V16、直列式等)中，进气歧管可具有任意数量的歧管节段和阀数量组合。
如之前所阐述，气态燃料和进气可在进气端口处混合，此处进气通路(例如，第一通路304)联接到气缸盖。为了促进进气与气态燃料的高效混合，各个进气端口可设有插件。图10显示了在进气端口420中包括插件902的进气歧管302的实施例。插件可为环形的，且包括多个凹槽，以有助于安装气缸盖，进气歧管与气缸盖之间的接头的密封，以及气体循环。
图11A-12D和14显示了插件和容纳插件的进气端口的多个视图和实施例。图11A显示了容纳在进气端口中的插件的截面图。图11B和11C显示了进气端口的隔离视图(isolated view)。图11D-11E和12A-12D在插件的截面图中显示了气体开口的多个实施例。
插件902包括具有顶面905、与顶面相反的底面907、内表面909以及与内表面相反的外表面911的环形本体。当插件安装在气缸盖与进气歧管之间的联接部位处时，顶面定向成面向气缸盖安装区域(例如面向气缸盖)，而外表面定向成与进气歧管的进气端口成共享面的接触。
插件902包括面向气缸盖安装区域的插件的外周边中的第一凹槽1002(例如，第一凹槽位于环形本体的顶面上)。第一凹槽有助于与气缸盖的紧密连接。存在两个另外的凹槽1004和1006来容纳密封件，诸如O形环，迷宫密封件等，它们可仅仅存在于插件上，以便消除歧管铸件上的机械加工，以密封歧管和气缸盖之间的接头。第二凹槽1008有助于气体循环。第二凹槽由存在于插件的环形本体的外表面中的凹槽组成，且被机械加工到歧管的进气端口中。从气体流道释放的气体循环通过第二凹槽1008，且被抽吸到进气端口，以便通过一个或更多个开口(图11A中未显示)与进气混合。
图11B显示了进气端口420，其中移除了插件。显示了由歧管提供的凹槽1008的部分，以及从气体流道引导到凹槽1008的通路1102，通过该通路1102，气体离开流道且进入进气端口。
图11D-11E和12A-12D显示了插件902中的开口的多个实施例，开口从内表面延伸通过插件而延伸到外表面，且通过开口，气态燃料可与进气端口中的进气混合。开口可由一个或更多个表面限定，这些表面限定了一个或更多个孔口或突出。图11D和11E显示了多个开口，诸如开口1104。开口1104可为椭圆形的、圆角矩形、正方形、圆形或其它构造。该多个开口可沿着插件的内周边均等地间隔开。图12A显示了单个开口1202，其布置在插件的内周边的中心处，此处，通路1102通向凹槽1008。虽然所显示的开口1202是椭圆形的，但其它构造也是可行的。例如，开口可为圆形，矩形，为存在于插件周边的一部分或者全部周围的连续开口，或其它构造。进一步，该一个或更多个开口可延伸穿过具有平滑/直的表面轮廓的插件，或该一个或更多个开口可延伸穿过具有扩张的、带槽的、渐缩的、螺旋状弯曲的、会引起涡旋的表面轮廓或其它构造的插件。
一个或更多个开口的截面和/或表面轮廓(例如，无论是椭圆形的、圆形、直的、渐缩的等)可影响气态燃料进入进气端口的流动速度、散射角或其它参数，且因此可基于期望的系统性能来选择。在一个实例中，圆形开口可引导气态燃料朝向进气端口的中心，而椭圆形或矩形开口可提供更均匀的气态燃料散布。
图12B和12C显示了插件902的实施例，其中存在多个开口。图12B显示了第一组多个开口1204，而图12C显示了第二组多个开口1206。与第二组多个开口1206相比，第一组多个开口1204尺寸可更大，但是数量更少。例如，第一组多个开口1204可绕着插件的内周边布置成单独一排，而第二组多个开口可布置成多个排。进一步，如图12D中所示，一个或更多个开口可由限定了一个或更多个突出1208的表面限定，以便将气体引导至进气端口的中心。
因此，本文所述的系统提供了用于发动机的进气歧管。在一个实施例中，进气歧管包括第一通路，其提供通过进气歧管的第一路径，以便将进气供应至发动机的多个气缸；以及第二通路，其提供通过进气歧管的第二路径，以便将气态燃料供应至该多个气缸的至少一个。进气歧管进一步包括至少一个进气阀，其安装到第二通路上，构造成控制通向该多个气缸的该至少一个的气态燃料的流率。
发动机可包括多个气缸盖，各个气缸盖限定了该多个气缸的相应的气缸。进气歧管进一步包括至少一个气体流道，其将进气阀中的相应的一个联接至气缸盖中的相应的一个，以便气态燃料从第二通路通过该多个气缸。在一些实例中，各个气体流道包括进气歧管的相应的通道。在实例中，各个气体流道包括竖直通道。
进气歧管的第一通路还可包括多个进气端口，各个气缸盖联接到进气端口中的相应的一个上。进气歧管可构造成引导供应至该多个气缸的进气通过该多个进气端口。
各个气体流道可包括联接到第二通路的第一端和经由通路流体地联接到进气端口中的相应的一个的第二端。各个进气端口可进一步包括混合区，其中进气和气态燃料在被引导至相应的气缸盖之前混合。
进气歧管可进一步包括第三通路，其提供了通过进气歧管的第三路径，用于将冷却剂从发动机引导至冷却系统构件。在一些实例中，第一通路包括第一容积，第二通路包括第二容积，且第三通路包括第三容积，其中，第一容积大于第二容积，且第三容积大于第二容积。第一容积是第一通路的全部内部空间，第二容积是第二通路的全部内部空间，而第三容积是第三通路的全部内部空间。
在实例中，第一通路布置成竖直地低于第二通路和第三通路，而第二通路布置成竖直地高于第三通路。第一通路、第二通路和第三通路可集成在进气歧管中，或各自可铸造为单独的部件且联接(例如，焊接)在一起。在一个实施例中，进气歧管至少包括用于进气的通路和用于气态燃料的通路，它们被铸造，或者以其它方式形成为一个集成的构件，或另外通过焊接等等而永久地联接在一起。在另一实施例中，进气歧管进一步包括用于冷却剂的通路，其被铸造或以其它方式与进气和气态燃料通路形成为一个集成的构件，或另外通过焊接等等与用于进气和气态燃料的通路永久地联接在一起。在另一实施例中，进气、气态燃料和冷却剂通路中的一个或更多个并非永久地连接到通路中的其它通路上，而是当结合发动机来安装时，通路位于发动机的气缸体上方，且竖直地彼此上下堆叠/排列。在另一实施例中，通路永久地连接至彼此，且当结合发动机来安装时，位于气缸体上方，且竖直地彼此上下堆叠/排列。在另外的又一实施例中，可存在不止一个进气、气态燃料和/或冷却剂通路。
进气歧管可为第一进气歧管，其具有四个进气阀且进一步包括在第一进气歧管的第一端上的第一联接凸缘和在第一进气歧管的第二端上的第二联接凸缘，第一和第二联接凸缘各自构造成联接到另外的进气歧管的联接凸缘或联接到尾端件。
在一些实例中，发动机是具有第一排气缸和第二排气缸的多缸发动机，且第一进气歧管构造成设置在第一排与第二排之间。一半进气阀构造成将气态燃料供应至第一排的相应的气缸，而另一半进气阀构造成将气态燃料供应至第二排的相应的气缸。
根据另一实施例的用于发动机的进气歧管包括用于将进气供应至发动机的多个气缸的第一通路；和用于将冷却剂从发动机引导到冷却系统构件的第二通路；以及用于将气态燃料供应至该多个气缸的第三通路。
发动机包括多个气缸盖，各个气缸盖限定了该多个气缸的相应的气缸，且进气歧管进一步包括安装到第三通路的多个进气阀，用于调节气态燃料到该多个气缸的进入，进气阀分别通过多个气体流道流体地联接到气缸盖，其中，进气歧管构造成用于来自第三通路的气态燃料流过气体流道而到达该多个气缸。在一些实例中，各个气体流道包括横过第二通路的相应的竖直通道。
用于发动机系统的一个实施例包括：具有多个气缸的发动机，各个气缸由相应的气缸盖限定；和进气歧管，经由第一通路将进气供应至发动机，经由第二通路从发动机引导出冷却剂，以及经由第三通路将气态燃料供应至发动机。发动机的各个气缸包括构造成喷射用于燃烧的液体燃料的燃料喷射器。
进气歧管进一步包括联接到第三通路的至少一个进气阀，用于控制气态燃料向发动机的供应。该发动机系统进一步包括控制系统，其构造成在发动机运行期间控制各个燃料喷射器，且进一步构造成在多燃料运行模式期间控制该多个进气阀将气态燃料供应至发动机。
进气歧管进一步包括多个气体流道，其中各个进气阀经由气体流道中的相应的一个流体地联接到相应的气缸盖。进气歧管的第一通路进一步包括多个进气端口，各个气缸盖联接到进气端口的相应的一个上，且其中，进气歧管构造成用于来自气体流道的气态燃料在被引导至相应的气缸盖之前与进气端口处的进气混合。
各个进气端口可进一步包括相应的插件，各个插件包括用于将进气端口联接到相应的气缸盖的第一凹槽和用于使来自气体流道中的相应的一个的气态燃料循环的第二凹槽。插件可进一步包括一个或更多个开口来将第二凹槽流体地联接到进气端口的内部。一个或更多个开口可包括在插件的内周边的周围环形地布置的一个或更多个圆形孔口和/或突出。
一个实施例涉及运载工具。该运载工具包括多燃料发动机，其构造成用于燃烧第一液体燃料与第二气态燃料。该多燃料发动机包括至少具有联接到气缸体的第一气缸盖和第二气缸盖的第一气缸排，和至少具有联接到气缸体的第三气缸盖和第四气缸盖的第二气缸排。第一气缸排和第二气缸排的各个气缸包括用于喷射液体燃料的相应的燃料喷射器。
该运载工具进一步包括布置在第一气缸排和第二气缸排之间的进气歧管。该进气歧管包括用于将进气供应至第一气缸排和第二气缸排的各个气缸盖的第一通路，用于将冷却剂从第一气缸排和第二气缸排的各个气缸盖引导至冷却系统构件的第二通路，以及用于将气态燃料供应至第一气缸排和第二气缸排的各个气缸盖的第三通路。多个进气阀安装至第三通路上，以便调节气态燃料进入气缸盖。
该运载工具进一步包括用于存储液体燃料且流体地联接到各个燃料喷射器的第一燃料储器，以及用于气态燃料且流体地联接到进气歧管的第三通路的第二燃料源。在一些实例中，液体燃料是柴油，而气态燃料是天然气。第二燃料源可为将气态燃料储器流体地联接到进气阀的气态燃料通路，其中气态燃料储器远离运载工具而存储(例如，在供应器上)。
该运载工具可进一步包括联接到第一气缸排的第一排气歧管以及联接到第二气缸排的第二排气歧管。在实例中，该运载工具是轨道运载工具。在实例中，轨道运载工具是机车。
在一个实例中，插件包括具有顶面、底面、内表面以及外表面的环形本体；用于将进气歧管的进气端口联接到气缸盖的第一凹槽；用于循环从进气歧管的气体流道接收的气态燃料的第二凹槽；以及将第二凹槽流体地联接到进气端口的内部的一个或更多个开口，由此插件构造成在进气歧管与气缸盖之间的联接部位处混合气态燃料与进气。
第一凹槽由环形本体的顶面限定，且当插件位于进气歧管与气缸盖之间的联接部位处时定向成面向气缸盖安装区域。第二凹槽由环形本体的外表面限定，且当插件位于进气歧管与气缸盖之间的联接部位处时，外表面定向成与进气端口成共享面的接触。
插件进一步包括构造成容纳密封件的一个或更多个另外的凹槽，该一个或更多个另外的凹槽由外表面限定。一个或更多个开口可限定在插件的内周边周围环形地布置的一个或更多个孔口。该一个或更多个孔口可为椭圆形、圆形、矩形和/或正方形的。分别限定该一个或更多个开口的一个或更多个表面可限定在插件的内周边周围环形地布置的一个或更多个突出。该一个或更多个开口从内表面延伸穿过插件而到达外表面。
发动机系统的一实施例包括：具有至少一个气缸的发动机，该至少一个气缸设置在相应的气缸盖内；进气歧管，其构造成经由第一通路将进气供应到发动机，经由第二通路从发动机引导出冷却剂，以及经由第三通路将气态燃料供应到发动机；以及位于进气歧管与气缸盖之间的联接部位处的插件。
该发动机系统进一步包括燃料喷射器，其构造成将用于燃烧的液体燃料喷射到至少一个气缸中。该发动机系统进一步包括联接到第三通路且构造成控制气态燃料到发动机的供应的至少一个进气阀。该发动机系统进一步包括控制系统，其构造成在发动机运行期间至少控制燃料喷射器，以及在多燃料模式期间控制至少一个进气阀将气态燃料供应至发动机。
该进气歧管进一步包括气体流道，且进气阀经由该气体流道流体地联接到气缸盖。进气歧管的第一通路进一步包括进气端口，气缸盖联接到该进气端口，且进气歧管构造成用于来自气体流道的气态燃料在被引导到气缸盖之前经由插件与进气端口处的进气混合。
插件包括将进气端口联接到气缸盖的第一凹槽，用于使来自气体流道的气态燃料循环的第二凹槽，以及将第二凹槽流体地联接到进气端口的内部的一个或更多个开口。限定了一个或更多个开口的一个或更多个表面可限定绕着插件的内周边环形地布置的一个或更多个孔口和/或突出。
图13是用于多燃料发动机－诸如本文所述的发动机104－的方法1300。方法1300可至少部分地根据存储在控制系统－诸如包括控制器110的控制系统－中的非瞬时指令来执行。在1302处，方法1300包括确定发动机是否在多燃料模式下运行。在多燃料模式期间，液体燃料和气态燃料两者都被提供给发动机。多燃料模式可基于环境条件、多个发动机参数和/或终端用户输入/偏好来执行。如果发动机没有以多燃料模式运行，则方法1300前进至以仅液体-燃料模式运行，这将在下文中在1312处描述。如果发动机以多燃料模式运行，方法1300前进至1304，以便引导进气通过进气歧管的第一通路且到达多个发动机气缸。在1306处，方法1300包括引导气态燃料通过进气歧管的不同的第二通路。在1308处，进气阀被启动来将气态燃料供应至该多个发动机气缸，其中，气态燃料与进气结合(例如，在气缸盖的进气端口/进气歧管接合点处)，以形成气态燃料-空气混合物。在1310处，液体燃料被喷射到该多个发动机气缸，其中，其与进气燃烧，并且点燃气态燃料。
返回1302，如果发动机在1312处仅以液体-燃料运行，则进气被引导通过进气歧管的第一通路且被引导至气缸。在1314处，液体燃料被喷射到气缸以便与进气燃烧。
1310和1314两者都前进至1316，此处，该多个进气阀被冷却。进气阀可经由流过第二通路和/或进气阀的气态燃料本身冷却。额外地或备选地，进气阀可由另一种类型的冷却流体冷却，诸如经由第一通路中的进气和/或经由流过进气歧管的第三通路的冷却剂。然后方法1300返回。
液体燃料喷射器和进气阀的启动可根据存储在控制系统的单个控制器中的指令来执行。然而，在一些实施例中，控制系统可包括多个控制器，且第一控制器(例如，液体燃料控制器)可控制液体燃料喷射器的启动，而第二控制器(例如，气态燃料控制器)可控制进气阀的启动。进一步，在其它实施例中，液体燃料喷射器和进气阀两者可由单个控制器控制，而通向进气歧管的气态燃料通路的气态燃料的供应可由第二控制器控制。例如，气态燃料可存储在位于远离机车的供应车辆上的储器中，发动机安装于机车上。通向机车的气态燃料的供应可由通过第二控制器控制的气体供应阀、泵等来控制。
当进气阀被启动来将气态燃料供应至气缸时，进气阀打开。进气阀的打开的量，第二气态燃料通路中的压力，和/或进气阀打开的持续时间可限定气态燃料流率，且最终限定多少气态燃料接纳到了气缸中。进气阀可独立地被操作，或它们可一前一后地被操作。
因此，在一实施例中，一种方法包括引导进气通过进气歧管的第一通路且到达发动机的多个气缸；引导气态燃料通过进气歧管的第二通路；将液体燃料喷射到发动机的该多个气缸，以便与进气燃烧；且在多燃料模式期间，控制安装到第二通路上的多个进气阀以便打开来将气态燃料供应至该多个气缸，以便与进气燃烧。气态燃料可经由将进气歧管联接到该多个气缸的多个插件与来自进气歧管的进气混合。
该方法可进一步包括以如下方式冷却该多个进气阀：通过引导进气通过进气歧管的第一通路，通过引导气态燃料通过进气歧管的第二通路，通过打开该多个进气阀，和/或通过引导冷却剂通过进气歧管的第三通路。
如本文所用，以单数形式记载且前面有词语“一”或“一个”的元件或者步骤应当被理解为不排除多个所述元件或者步骤，除非明确陈述了这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的参照并不意图被解释为排除存在同样结合了所述的特征的另外的实施例。此外，除非明确相反地陈述，“包括”、“包含”或“具有”带有特定属性的一个元件或者多个元件的实施例可包括另外的不具有该属性的这样的元件。用语“包含”和“在其中”用作相应的用语“包括”和“其中”的普通语言替换。此外，用语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标记，并且不意图在它们的对象上强加数字要求或特定位置顺序。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使得相关领域中的普通技术人员能够执行本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何所结合的方法。本发明的可获得专利权的范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有与权利要求的书面语言并无不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的书面语言具有非本质区别的等效结构元件，则这样的其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于发动机(104)的进气歧管(302)，包括：
第一通路(304)，提供通过所述进气歧管(302)的第一路径，用于将进气供应至所述发动机(104)的多个气缸(200)；和
第二通路(308)，提供通过所述进气歧管(302)的第二路径，用于将气态燃料供应至所述多个气缸(200)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，进一步包括安装到所述第二通路(308)、构造成控制通向所述多个气缸(200)中的所述至少一个的气态燃料的流率的至少一个进气阀(402)。
3.根据权利要求2所述的进气歧管，其特征在于，所述发动机(104)包括多个气缸盖(412)，各个气缸盖(412)限定了所述多个气缸(200)中的相应的气缸，且其中，所述进气歧管(104)进一步包括至少一个气体流道(406)，其将所述至少一个进气阀(402)联接到至少一个气缸盖(412)，且由此容许气态燃料从所述第二通路(302)流动到相应的至少一个气缸盖(412)的气缸。
4.根据权利要求3所述的进气歧管，其特征在于，所述气体流道(406)是多个气体流道其中之一，且所述气缸盖(412)是构造成联接到所述气体流道中的相应的一个的多个气缸盖中的一个，且各个气体流道限定了所述进气歧管(302)的相应的通道。
5.根据权利要求3所述的进气歧管，其特征在于，所述进气歧管(302)的第一通路(304)包括至少一个进气端口(418)，且至少一个气缸盖(412)联接到所述进气端口(418)，且所述进气歧管(302)构造成通过所述进气端口(418)将进气供应至所述气缸。
6.根据权利要求5所述的进气歧管，其特征在于，各个气体流道(412)包括联接到所述第二通路(308)的第一端和经由通路流体地联接到所述进气端口(418)中的相应的一个的第二端，各个进气端口(418)进一步包括混合区，其中进气和气态燃料在被引导至相应的气缸盖(412)之前混合。
7.根据权利要求2所述的进气歧管，其特征在于，进一步包括第三通路(306)，其提供通过所述进气歧管(302)的第三路径，用于将冷却剂引导至冷却系统构件(401a)和/或从冷却系统构件(401a)引导冷却剂。
8.根据权利要求2所述的进气歧管，其特征在于，所述进气歧管(302)是具有四个进气阀的第一进气歧管，其中，所述第一进气歧管(302)进一步包括所述第一进气歧管的第一端上的第一联接凸缘(904)，和所述第一进气歧管的第二端上的第二联接凸缘，所述第一和第二联接凸缘各自构造成联接到第二进气歧管的联接凸缘或联接到尾端件。
9.根据权利要求8所述的进气歧管，其特征在于，所述发动机(104)是具有第一排气缸和第二排气缸的多缸发动机，其中，所述第一进气歧管设置在所述第一排与第二排之间，且其中，一半的所述进气阀构造成将气态燃料供应给所述第一排的相应的气缸，而另一半所述进气阀构造成将气态燃料供应给所述第二排的相应的气缸。
10.一种发动机系统，包括：
具有至少一个气缸(200)的发动机(104)，所述至少一个气缸设置在相应的气缸盖(201)内；
进气歧管(302)，构造成经由第一通路(304)将进气供应给所述发动机，经由第二通路(306)从所述发动机引导出冷却剂，以及经由第三通路(308)将气态燃料供应至所述发动机；以及
插件(902)，位于所述进气歧管(302)与所述气缸盖(201)之间的联接部位处。
11.根据权利要求10所述的发动机系统，其特征在于，进一步包括构造成将用于燃烧的液体燃料喷射到所述至少一个气缸中的燃料喷射器(226)，联接到所述第三通路(308)且构造成控制气态燃料到所述发动机(104)的供应的至少一个进气阀(404)，以及控制系统(110)，其构造成在发动机运行期间至少控制所述燃料喷射器(226)，以及在多燃料模式期间控制所述至少一个进气阀(404)将气态燃料供应至所述发动机(104)。
12.根据权利要求11所述的发动机系统，其特征在于，所述进气歧管(302)进一步包括气体流道(408)，且所述进气阀(404)经由所述气体流道(408)流体地联接到所述气缸盖(201)。
13.根据权利要求13所述的发动机系统，其特征在于，所述进气歧管(302)的第一通路(304)进一步包括进气端口(420)，所述气缸盖(201)联接到所述进气端口(420)，且所述进气歧管(302)构造成用于来自所述气体流道(408)的气态燃料在被引导至所述气缸盖(201)之前，经由所述插件(902)与所述进气端口(420)处的进气混合。
14.根据权利要求13所述的发动机系统，其特征在于，所述插件(902)包括用于将所述进气端口(420)联接至所述气缸盖(201)的第一凹槽(1002)，用于循环来自所述气体流道的气态燃料的第二凹槽(1008)，以及将所述第二凹槽(1008)流体地联接到所述进气端口(420)的内部的一个或更多个开口(1104)。
15.根据权利要求14所述的发动机系统，其特征在于，限定了所述一个或更多个开口的一个或更多个表面限定了绕着所述插件(902)的内周边环形地布置的一个或更多个孔口和/或突出。
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