气体燃料混合器的制作方法

本发明涉及气体混合器，其用于将气体燃料（即，天然地以气体状态而不是液体状态存在的燃料）和再循环排气引入例如客车中的内燃发动机的进气通路中。气体燃料包括天然气（主要是甲烷）及其衍生物，诸如丁烷和丙烷，但是不包括汽油。

背景技术：

天然气能够被用于给内燃发动机提供动力。与常规发动机相比，以天然气运行的车辆是燃料效率高的且环境友好的。它们还能够提供良好的转矩和稳健的性能，同时比传统的柴油动力发动机输出更小的发动机噪音。然而，为了满足具有变化排量、性能等的各种不同发动机的需要，需要大量专用部件。

相比于没有排气再循环（egr）的发动机，现代的天然气发动机采用egr来提供各种性能益处，包括提高的效率、增加的转矩和减少的排放。将燃料和再循环排气引入并与进气空气混合需要单独的装置。

技术实现要素：

在一个方面中，本发明提供用于将气体燃料引入到发动机的进气空气流中的混合装置，该混合装置包括：设置在第一端处的入口；设置在第二端处的出口；以及进气通路，其在入口和出口之间延伸，以用于将进气空气流朝向发动机引导。混合装置还包括：环状通道，其至少部分地环绕进气通路；多个燃料供应歧管，每个燃料供应歧管均联接到混合装置的主气体燃料入口；以及单独的多个气体燃料喷射器，其联接到所述多个燃料供应歧管中的每个，每个单独的多个气体燃料喷射器均被设置成，从所述多个燃料供应歧管中的对应岐管接收气体燃料。环状通道被构造成，接收从所有单独的多个气体燃料喷射器喷射的气体燃料。扩散器沿着进气通路定位，该扩散器被设置成，从环状通道接收气体燃料，并且是可操作的，以将气体燃料从环状通道扩散到在进气通路中的进气空气流中。

在另一方面中，本发明提供用于将气体燃料引入到发动机的进气空气流中的混合装置，该混合装置包括主体，通过该主体限定进气通路，以用于将进气空气流朝向发动机引导，该主体设有主气体燃料入口。环状通道被限定在该主体内以至少部分地环绕进气通路。扩散器沿进气通路定位在环状通道的位置处，该扩散器被设置成，从环状通道接收气体燃料，并且是可操作的，以将气体燃料从环状通道扩散到在进气通路中的进气空气流中。混合装置还包括第一和第二燃料供应歧管，每个燃料供应歧管均可移除地固定到主体的外部，并且通过该主体流体联接到主气体燃料入口。燃料入口歧管可移除地固定到主体的外部，并且通过该主体而与环状通道流体联接。第一多个组（afirstmultiplegroup）的气体燃料喷射器联接到第一燃料供应歧管，以从其接收气体燃料。第二多个组的气体燃料喷射器联接到第二燃料供应歧管，以从其接收气体燃料。第一组和第二组二者中的所有气体燃料喷射器被设置成，将气体燃料喷射到燃料入口歧管中，并且环状通道被构造成，接收从所有单独的多个气体燃料喷射器喷射的气体燃料。

在又一方面中，本发明提供用于将气体燃料引入到发动机的进气空气流中的混合装置，该混合装置包括主体，通过该主体限定进气通路，以用于将进气空气流朝向发动机引导。环状通道被限定在该主体内以至少部分地环绕进气通路。扩散器沿进气通路定位在环状通道的位置处，该扩散器被设置成，从环状通道接收气体燃料，并且是可操作的，以将气体燃料从环状通道扩散到在进气通路中的进气空气流中。混合装置还包括燃料入口歧管，其具有带主气体燃料入口的上游部分，并且还具有限定与环状通道流体连通的出口的下游部分。多个燃料供应歧管可移除地固定到燃料入口歧管的外部，并且单独的多个气体燃料喷射器联接到所述多个燃料供应歧管中的每个。燃料入口歧管的上游部分将气体燃料散布到所有所述多个燃料供应歧管。燃料入口歧管的下游部分具有联接到所有单独的多个气体燃料喷射器的共同喷射器接收腔室，使得来自所有单独的多个气体燃料喷射器的气体燃料通过燃料入口歧管被运送到环状通道以用于被扩散器扩散。

通过参考具体实施方式和附图将显而易见到本发明的其他方面。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的混合装置的透视图。

图2是图1中所示的混合装置的分解组件图，其中以虚线示出在混合装置的主体的内部的通路。

图3是图1中所示的混合装置的俯视图。

图4是沿着图3中的线4-4截取的图1中所示的混合装置的横截面图。

图5是根据本发明的另一实施例的混合装置的透视图。

图6是图5中所示的混合装置的主视图。

图7是沿着图6的线7-7截取的图5中所示的混合装置的横截面图。

图8是图1中所示的混合装置的透视图，其被重构成借助塞子来代替若干气体燃料喷射器。

图9是图5中所示的混合装置的透视图，其被重构成借助塞子来代替若干气体燃料喷射器。

图10是扩散器组件的透视图，该扩散器组件能够被用于代替图5-图7和图9的混合装置的节气门体入口适配器、主体和扩散器。

图11是图10中所示的扩散器组件的分解组件图。

图12是沿着图10的线12-12截取的图10中所示的扩散器组件的横截面图，其中扩散器组件的钝后缘插入件被移除。

图13是包括根据本发明的混合装置的发动机系统的示意图。

在详细解释本发明的任意实施例之前，应该理解，本发明不将其应用限于在接下来的描述中阐述的或在接下来的附图中示出的构造和部件设置的细节。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实现或执行。同样，应该理解的是，本文所使用的表述和术语仅用于描述目的并且不应该被看作是限制。

具体实施方式

图1-图4示出了用于将气体燃料（例如，压缩天然气）引入到内燃发动机的进气空气流中的混合装置14。混合装置14沿着发动机的进气口定位，该进气口至少部分地由通过混合装置14的进气通路18限定。混合装置14包括主体22，该主体22具有大体圆筒形开口，该开口沿中央轴线a延伸并且接收如下文更详细描述的可互换的各种部件。

参考图4，主体22包括主气体燃料入口26，该主气体燃料入口26从进气通路18径向向外设置。节气门体入口适配器34被主体22的上游端接收。主体的主气体燃料入口26通过节气门体入口适配器34的燃料入口管30（例如，通过各种配件、燃料管线等等）被连接到气体燃料供应。燃料入口管30在主体22的上游侧上被流体联接到主体22的主气体燃料入口26。此外，主体22的上游端和节气门体入口适配器34的下游端一起限定其间的环状燃料入口通道28（见图4），该通道28与管30一起共同限定混合装置14的主气体燃料入口。环状燃料入口通道28被设置成环绕进气通路18。环状燃料入口通道28沿着中心轴线a定位在节气门体入口适配器34和主体22之间的燃料入口位置处。节气门体入口适配器34限定混合装置14的圆形形状的入口38，并且形成入口直径，进气空气流从该入口直径被引入到主体22。由节气门体入口适配器34提供的入口38可以被设计尺寸成对应于发动机的节气门体的直径，使得直径匹配。节气门体入口适配器34还包括各种温度和压力传感器（未示出），其与混合装置14外部的电子装置通信以便辅助控制混合装置14。出口适配器42被设置在主体22的下游，并且提供混合装置14的圆形形状的出口46，进气空气流在与气体燃料混合之后被引导通过该出口46至发动机。节气门体入口适配器34和出口适配器42（即通过安装螺钉）被可移除地固定到主体22的第一和第二端，并且当被固定到主体22时至少部分地延伸到主体22中。出口适配器42在出口46处被可移除地固定到发动机的进气口（例如，管道或歧管），并且当被可移除地固定到主体22时，出口适配器42的径向内表面与主体22的大体圆筒形开口的径向内表面齐平。

扩散器50沿进气通路18被定位在主体22内（见图4），并且被构造成促进进气空气流与气体燃料的混合（即，通过使气体燃料散布在进气空气内并且通过产生湍流），如下文更详细讨论的。扩散器50在扩散器50的每端处使用o形环（未示出）被密封在主体22内部。扩散器50被主体22径向包围。

节气门体入口适配器34和出口适配器42与主体22和扩散器50一起限定通过混合装置14的进气通路18。进气通路18从入口38轴向延伸到出口46，并且被构造成将进气空气流从入口38引导到出口46。进气通路18由节气门体入口适配器34、出口适配器42、主体22和扩散器50的内表面径向限定，并且关于轴线a居中。

扩散器50被设置在主体22内，并且在沿着中心轴线a的混合位置处沿着进气通路18被主体22至少部分地环绕，在该混合位置处气体燃料被配置成与进气空气流混合。扩散器50与主体22一起限定在扩散器58的径向外表面和主体22的径向内表面62之间的环状通道54。环状通道54沿着中心轴线a被设置在进气通路18的混合位置处，并且在混合位置处至少部分地环绕进气通路18（见图4）。通向环状通道54的一个或多个入口70（例如，三个入口70）由混合位置处的主体22限定。通向环状通道54的入口70是圆形孔口，该孔口相对于中心轴线a从主体22的外部表面74径向延伸到环状通道54。在所示构造中，通向环状通道54的入口70中的两个绕中心轴线a间隔开180度。通向环状通道54的第三个入口70绕中心轴线a与通向环状通道54的前两个入口70间隔开90度。如所示，这对应于主体22的外部表面74被设置为具有垂直表面部分的大体矩形形状，但其他构造的外部表面74是可选的。

如图4所示，扩散器50是独立于主体22且被可移除地定位或联接到主体22的扩散器插入件。扩散器50的上游端抵接节气门体入口适配器34的下游端。扩散器50的下游端抵接在主体22的开口中形成的内部肩部。扩散器50被构造成从环状通道54接收气体燃料并且使气体燃料从环状通道54扩散到进气通路18中的进气空气流中。扩散器50限定大体垂直于中心轴线a设置的一系列径向扩散器孔口82。径向扩散器孔口82将气体燃料引入到进气空气流中。扩散器50还被构造成随着进气空气流接近混合位置而使进气通路18变窄，之后在进气空气流已经经过混合位置之后扩张以加宽进气通路18（见图2、图4）。进气通路118的这种变窄是为了利用文氏管效应来在进气空气流内产生局部压降，以辅助将气体燃料引入到进气空气流中。

如上文讨论的，气体燃料从燃料供应通过燃料入口管30至在主气体燃料入口26处的主体22，从而被供应到混合装置14。参考图2和图4，气体燃料被引导到主气体燃料入口26和环状燃料入口通道28。气体燃料从环状燃料入口通道28被引导到设置在主体22内的三个轴向燃料通路（例如，管）32。轴向燃料管32从环状燃料入口通道28延伸主体22的大部分轴向长度。轴向燃料通路32被定位成相对于中心轴线a从进气通路18径向向外。每个轴向燃料通路32将气体燃料引导到两个单独的径向燃料通路（例如，管）36，所述径向燃料通路36均被构造成将气体燃料径向向外引导到混合装置14的对应燃料供应歧管86。因为这种构造，多个燃料供应歧管86被平行连接，以从主气体燃料入口26接收气体燃料。

在所示构造中，混合装置14包括六个燃料供应歧管86，其中每个燃料供应歧管86均被构造成从联接到所述三个轴向燃料通路32中的每个的所述两个单独的径向燃料通路36中的一个接收气体燃料。燃料供应歧管86被可移除地固定到主体22的外部74。燃料供应歧管86被每组两个地设置在主体22的三个侧面上，其中每组的两个燃料供应歧管86沿着主体22的外部74轴向间隔开。在未示出的替代性构造中，燃料供应歧管86可以被设置在主体22的所有四个侧面上。

如图4中最佳示出的，燃料入口歧管90被设置在每个对应组的两个燃料供应歧管86之间。燃料入口歧管90被可移除地固定到主体22的外部74并且在通向环状通道54的入口70处流体连接到主体22。燃料入口歧管90每个均居中在通向环状通道54的入口70中的一个之上。燃料入口歧管90中的两个绕中心轴线a间隔开180度。第三个燃料入口歧管90绕中心轴线a与前两个燃料入口歧管90间隔开90度。燃料入口歧管90通过一个或多个气体燃料喷射器94被流体连接到设置在燃料入口歧管90的每侧上的所述两个燃料供应歧管86。如所示，每个燃料供应歧管86设有燃料喷射器端口102以容纳三个气体燃料喷射器94，并且每个燃料入口歧管90包括六个喷射器接收端口98，其中在两个相反侧面中的每个上有三个喷射器接收端口98。这导致六组气体燃料喷射器94（每组三个气体燃料喷射器94）。每个气体燃料喷射器94均具有联接到对应燃料供应歧管86的燃料喷射器端口102的入口或上游端106、以及联接到对应燃料入口歧管90的喷射器接收端口98的出口或排放端110。每个气体燃料喷射器94均在喷射器接收端口98处联接到每个燃料入口歧管90，所述喷射器接收端口98被设计形状和尺寸成接收每个气体燃料喷射器94的排放端110。在未示出的替代性构造中，燃料入口歧管90可以被设置在主体22的所有四个侧面上。

每个燃料入口歧管90均被构造成从联接到燃料供应歧管86的气体燃料喷射器94接收气体燃料，所述燃料供应歧管86位于每个燃料入口歧管90的相反侧上。此外，每个燃料入口歧管90均被构造成将气体燃料通过通向环状通道54的入口70径向向内（即，垂直于轴线a）引导到环状通道54中，通过混合位置处的扩散器50。因此，混合装置14的气体燃料喷射器94为发动机提供中心点喷射，其中来自所有喷射器94的所有气体燃料在下游位置处被大体均匀地散布到多个发动机汽缸中。

图13示出操作中的燃料混合器和发动机（例如柴油动力发动机）的示意图。在操作中，向混合装置14供应进气空气流。进气空气流通过入口38进入到进气通路18中。气体燃料被燃料供应供应到主气体燃料入口26，由此气体燃料到达燃料供应歧管86，如上文讨论的。之后气体燃料喷射器94将来自燃料供应歧管86的气体燃料喷射到燃料入口歧管90中，所述燃料入口歧管90引导气体燃料通过通向环状通道54的入口70。从环状通道54，气体燃料被径向向内地引导通过扩散器50的径向扩散器孔口82，在扩散器50内气体燃料与进气空气流混合并且被引导到出口46。虽然混合装置14没有示出为具有用于排气再循环（egr）的入口，但能够提供该入口，使得混合装置14被构造成将排气从发动机扩散到进气空气流中。更具体地，可以从发动机通过涡轮增压器上游的旁通管线向混合装置14提供排气，其中涡轮增压器被构造成压缩进气通路18中的进气空气，如图13所示。涡轮增压器和旁通管线的这种设置允许高压egr在用于egr的入口处进入混合装置14。高压egr与低压egr的区别在于，高压egr将再循环排气馈送到具有借助于增压进气系统被压缩（而不是自然吸气）的空气的进气口中。

图5-图7示出了根据另一实施例的混合装置114，其用于将气体燃料从燃料供应引入到沿进气通路118的发动机的进气空气流中。注意到，与图1-图4中的部分类似的部分具有相同的附图标记，但是增加了100。类似标记的部分也具有类似功能，并且在适当情况下依赖上文的描述。节气门体入口适配器134被可移除地联接到主体122的上游端。节气门体入口适配器134限定混合装置114的空气入口138，该空气入口138被构造成匹配紧接在适配器134上游的节气门体135的直径。节气门体入口适配器134被可移除地固定在通向节气门体135的入口138处。主体122具有大体圆筒形开口并且限定用于将空气和气体燃料提供给发动机的出口146。虽然混合装置出口146与主体122被整体提供为单件，但出口146能够可选地被提供为可移除地联接到主体122的单独适配器。主体122还限定从主体122的外部174径向向内延伸到环状通道154的入口170。混合装置114还包括扩散器150，其如所示是独立于主体122被形成且可移除地联接到主体122的扩散器插入件。紧接定位在节气门体135下游的部件形成混合器子组件或者扩散器组件。气体燃料从包括单个模块化燃料入口歧管190的单独子组件被喷射到扩散器子组件。

如图7所示，主体122和扩散器150共同地限定环状通道154。主体122限定环状通道154的径向外部部分162，并且扩散器150限定环状通道154的径向内部部分158。此外，主体122、扩散器150和节气门体入口适配器134限定进气通路118。进气通路118从入口138延伸到出口146。进气通路118由节气门体入口适配器134、主体122和扩散器150的径向内表面径向地限定。进气通路118限定中心轴线a。通向环状通道154的入口170、环状通道154和扩散器150沿着进气通路118轴向定位在混合位置处，在该处气体燃料被扩散到进气空气流中。

参考图7，混合装置114包括流体联接到主体122的燃料入口歧管190。此外，燃料入口歧管190限定歧管轴线m，该歧管轴线m平行于进气通路118的中心轴线a且与其间隔开。在车辆的发动机上的位置中，燃料入口歧管190被定位在节气门体135和主体122上方。燃料入口歧管190是单个主体，其包括上游部分192和下游部分222，该上游部分192具有用作混合装置114的主燃料入口的燃料入口220，该下游部分222具有用于多个气体燃料喷射器94的共同喷射器接收腔室224。主燃料入口220通过一个或多个燃料供应歧管186流体联接到喷射器接收腔室224，如下文讨论的。在所示构造中，燃料入口歧管190限定在燃料入口歧管190的不同侧面上以单独的组或行被提供的18个喷射器接收端口198。不管数量如何，混合装置114的所有的气体燃料喷射器94均被联接到燃料入口歧管190。气体燃料从主燃料入口220流动通过第一（例如，轴向）通路132，在此气体燃料之后转向（例如，从歧管轴线m径向向外通过三个径向通路136）到一个或多个燃料供应歧管186。

在所示构造中，三个燃料供应歧管186被可移除地固定到燃料入口歧管190的外部236（即经由安装螺钉），并且围绕歧管轴线m径向设置。燃料供应歧管186被设置成使得燃料供应歧管186中的两个绕歧管轴线m间隔开180度（见图6）。第三个燃料供应歧管186绕歧管轴线m与第一个和第二个燃料供应歧管186中的每个间隔开90度。

一组（例如，六个对齐的）气体燃料喷射器94被可移除地联接到对应的燃料供应歧管186的燃料喷射器端口202。例如，每个气体燃料喷射器94的入口或上游端206被密封地接收在燃料喷射器端口202中的一个中。每个气体燃料喷射器94的出口或排放端210被可移除地联接到燃料入口歧管190的喷射器接收端口198，使得喷射器94喷射到共同喷射器接收腔室224中。每个气体燃料喷射器94被构造成朝向歧管轴线m将燃料径向排放到共同喷射器接收腔室224中。共同喷射器接收腔室224被构造成将气体燃料沿着歧管轴线m向下游引导到燃料入口歧管190的出口238和燃料连接通路240。燃料连接通路240具有联接到主体122的下游端244，使得燃料连接通路240将共同喷射器接收腔室224与通向环状通道154的入口70流体连接。

燃料连接通路240被构造成接收从所有气体燃料喷射器94排出的所有气体燃料，并将气体燃料引导到环状通道154以便通过扩散器150的径向扩散器孔口182扩散到进气空气流中。然而，阀248被联接到燃料连接通路240并且沿燃料连接通路240定位。阀248被构造成选择性地阻挡在燃料入口歧管190和环状通道154之间的流体连通。混合装置114还包括控制器252，其被构造成选择性地致动阀248并控制气体燃料喷射器94的操作。

图13示出操作中的混合装置114和发动机的示意图。在操作中，向混合装置114供应进气空气流，进气空气流通过入口138进入到进气通路118中。从燃料供应向主燃料入口220供应气体燃料，其中其被引导到（一个或多个）燃料供应歧管186并且被气体燃料喷射器94喷射到共同喷射器接收腔室224中，如上文讨论的。从共同喷射器接收腔室224，气体燃料被引导通过通向环状通道154的入口170并且通过扩散器150。扩散器150通过扩散器150的径向扩散器孔口182朝向进气通路118的中心轴线a径向向内引导气体燃料，在此气体燃料与进气空气流混合并经由出口146被引导到发动机。虽然混合装置114没有示出为具有用于egr的入口，但能够提供该入口，使得混合装置114被构造成将排气从发动机扩散到进气空气流中。如图13所示且如上文讨论的，混合装置114可以设有高压egr。

图1-图4和图5-图7中分别示出的混合装置14、114被构造成可定制以适应不同的发动机需求和不同应用。为此目的，混合装置14、114的被可移除地固定到混合装置14、114的各个部件在对于特定应用或发动机来说不需要时能够被移除，或者能够被更换成更合适的部件。例如，整个燃料供应歧管86、186能够从混合装置14、114的任一实施例被移除，其中对应气体燃料喷射器94被移除且对应喷射器接收端口98、198被堵塞以防止气体燃料从混合装置14、114的燃料入口歧管90、190泄漏。类似地，能够类似地堵塞通过移除与燃料供应流体连通的燃料供应歧管86、186而露出的其他开口。将理解的是，一个或一个以上的燃料供应歧管86、186能够被移除。替代性地，燃料供应歧管86、186可以保持就位，但是设有少于燃料喷射器端口102、202的总数量的若干气体燃料喷射器94。不使用的燃料喷射器端口102、202和对应喷射器接收端口98、198能够被堵塞或者填塞。

参考图1-图4中的实施例，扩散器50、节气门体入口适配器34和出口适配器42是可移除且可更换的以便定制混合装置14。节气门体入口适配器34能够被完全移除，或者被更换成另一节气门体入口适配器34，该另一节气门体入口适配器34产生不同的入口直径、不同的连接尺寸或者类型，且/或具有与所示燃料管30不同的至燃料供应的连接。扩散器50能够被移除或者被更换成另一扩散器50，该另一扩散器50被定制，以便通过跨进气空气流横截面产生不同的压降和/或气体分布而使气体燃料与进气空气流不同地混合（即，针对不同的发动机需求或应用）。例如，径向扩散器孔口82的数量可以增加或减少，扩散器50的几何构型可以被改变成使得环状通道54和进气通路18被不同地限定，或者扩散器50的总长度可以增加或减小。另外，出口适配器42可以被移除或者被更换成不同的出口适配器42。所述不同的出口适配器42可以设有替代性出口直径，提供至发动机的不同连接类型或者以其他方式限定进气通路18。

另外，燃料入口歧管90中的一个能够被移除。在这样的实施例中，位于该燃料入口歧管90的两侧上的燃料供应歧管86可以被移除，因为在两侧上的燃料供应歧管86将不再流体连接到环状通道54。一个以上的燃料入口歧管90能够以此方式与燃料入口歧管90的两侧上的对应燃料供应歧管86一起被移除。通过移除燃料入口歧管90而露出的在主体22中的一个或多个开口（例如，入口70）能够被堵塞以防止气体燃料从混合装置14泄漏。

在图5-图7的混合装置114中，节气门体入口适配器134和扩散器150被可移除地固定（即，经由安装螺钉）或者可移除地联接到主体122，如上文描述的。混合装置114的这些部件与混合装置14的那些部件类似地可定制。此外，燃料供应歧管186被可移除地固定到燃料入口歧管190的外部236。

参考图1-图7，燃料入口歧管90、190的喷射器接收端口98、198除了被设计形状和尺寸成接收气体燃料喷射器94的排放端110、210，还被设计形状和尺寸成接收塞子300。每个塞子300能够如图8-图9所示那样是假燃料喷射器，其被构造成代替混合装置14、114中的气体燃料喷射器94。假燃料喷射器具有类似于起作用的气体燃料喷射器94中的一个的形状（例如，在其端部具有相同或者相似的密封接口），但是不能够喷射燃料并且可不设有任何流体导管。大体而言，塞子300可以是可插入到喷射器接收端口98、198中的密封件，或者是能够被用于从燃料入口歧管90、190的外侧覆盖喷射器接收端口98、198的平坦板。任何形式的塞子300均阻止通过对应喷射器接收端口98、198的流体连通。塞子300的使用减少了能够通过进气通路18、118被引导到发动机的总气体燃料输出。

此外，燃料供应歧管86、186中的一个和对应燃料入口歧管90、190可以分别具有不同数量的燃料喷射器端口102、202和喷射器接收端口98、198。例如，燃料供应歧管86、186中的一个或多个可以包括比对应燃料入口歧管90、190上的喷射器接收端口98、198的数量更少的燃料喷射器端口102、202。在将气体燃料喷射器94中的一个联接到每个燃料喷射器端口102、202和对应喷射器接收端口98、198之后，剩余的未被占据的喷射器接收端口98、198可以通过使用塞子300来堵塞。

再次参考图1-图4和图8，燃料入口歧管90在每个燃料入口歧管90的相反侧面上包括单独的两组喷射器接收端口98（每组三个喷射器接收端口98）。这些喷射器接收端口98与燃料供应歧管86上的燃料喷射器端口102对齐，所述燃料供应歧管86设置在燃料入口歧管90的两侧上。参考图5-图7和图9，燃料入口歧管190在燃料入口歧管190的三个侧面上包括单独的三组喷射器接收端口198（每组六个喷射器接收端口198）。喷射器接收端口198与三个燃料供应歧管186上的燃料喷射器端口202对齐。图1-图4和图8中的喷射器接收端口98如所示，全部被类似地设计形状和尺寸成接收一个共同类型的气体燃料喷射器。同样地如图5-图7和图9中所示，喷射器接收端口198全部被类似地设计形状和尺寸成接收一个共同类型的气体燃料喷射器。

如图8所示，塞子300是被接收在燃料供应歧管86的燃料喷射器端口102中的假喷射器300，在所述燃料喷射器端口102中，通常将接收起作用的气体燃料喷射器94的上游端106。类似地，塞子300被接收在燃料入口歧管90的喷射器接收端口198中，在所述喷射器接收端口198中，通常将接收气体燃料喷射器94的排放端110。塞子300阻止燃料从燃料供应歧管86至燃料入口歧管90的流体连通。可以使用一个以上的这种塞子300。例如，每个燃料供应歧管86可以接收一个塞子300来代替起作用的气体燃料喷射器94，以便使混合装置14均匀地或对称地“缩小规模（downsize）”，使得每个燃料供应歧管86仅馈送两个气体燃料喷射器94。混合装置14也能够以其他构造被对称地缩小规模，并且能够不对称地被缩小规模。例如，如图8所示，对应于一个燃料供应歧管86的一整组喷射器接收端口98能够在组装点处被“关闭”（例如，使用塞子300堵塞）。如所示，如上所述，三个塞子300阻止了在一个燃料供应歧管86和对应燃料入口歧管90之间的流体连通。类似地，附加的燃料入口歧管90的一个或多个喷射器接收端口98能够被堵塞。

如图9所示，对应于一个燃料供应歧管186的一整组喷射器接收端口198被塞子300堵塞。如所示，六个塞子300完全堵塞了从一个燃料供应歧管186到燃料入口歧管190的共同喷射器接收腔室224的流体连通。类似地，附加的燃料供应歧管186的一个或多个附加的燃料喷射器端口202能够通过使用附加的塞子300被堵塞以免与燃料入口歧管190的共同喷射器接收腔室224流体连通。

混合装置14、114的模块化部件可以被组装成装备具有混合装置14、114的内燃机以便将气体燃料引入到发动机中。例如，图8的混合装置14可以通过如下方式来组装：提供主体22，将扩散器50可移除地联接在主体22中，以及将节气门体入口适配器34和出口适配器42固定到主体22。六个燃料供应歧管86和三个燃料入口歧管90也被固定到主体22。若干（例如三个）喷射器接收端口98被塞子300堵塞，如图8所示，以便减少混合装置14向发动机供应燃料的能力。未被堵塞的喷射器接收端口98被气体燃料喷射器94流体连接到剩余的燃料供应歧管86。

在另一示例中，图9的混合装置114可以通过如下方式来组装：提供主体122，将扩散器150可移除地联接在主体122中，以及将节气门体入口适配器134可移除地固定到主体122。燃料入口歧管190借助燃料连接通路240和阀248被联接到扩散器组件（即，在主体122的开口170处）。三个燃料供应歧管186中的每个被可移除地联接到燃料入口歧管190的外部136。每个燃料供应歧管186具有单独的一组燃料喷射器端口202（例如，每组六个），并且一个燃料供应歧管186的所有六个燃料喷射器端口202可以使用塞子300被堵塞，如图9所示。气体燃料喷射器94被可移除地联接到另两个燃料供应歧管186和燃料入口歧管190以便完成混合装置114，如所示。

图10-图12示出能够与图5-图7和图9的混合装置114一起使用的替代性扩散器组件310。更具体地，扩散器组件310能够被用于代替限定图5-图7和图9的混合装置114的进气通路118的节气门体入口适配器134、主体122和扩散器150。注意到，与图5-图7和图9的部分类似的部分具有相同附图标记，但是增加了100或在一些情况下增加了200。类似标记的部分也具有类似功能。在上文图1-图9的描述中能够找到类似标记的部分的细节。除了气体燃料与进气空气流的混合之外，扩散器组件310还被构造成允许排气被再循环到发动机进气口中。排气再循环（egr）提供各种发动机性能益处，包括提高的效率、增加的转矩和减少的排放（相比于没有egr的发动机）。虽然所示构造的扩散器组件310被实现为替换图5-图7和图9的混合装置114的部件，但图1-图4的混合装置14可以根据扩散器组件310的特征被修改以便包括egr能力。

如图12最佳示出，扩散器组件310包括在主体322的上游端处被联接到主体322的节气门体入口适配器334。节气门体入口适配器334限定进气通路318的入口338。此外，节气门体入口适配器334的一部分形成扩散器并且在节气门体入口适配器334的与入口338相反的一侧上被可移除地联接到主体322。当被可移除地联接到主体322时，节气门体入口适配器334的径向内表面与主体322的大体圆筒形开口的径向内表面齐平，以限定沿轴向方向的平滑过渡。此外，节气门体入口适配器334的与入口338相反的一侧被主体322径向环绕。节气门体入口适配器334还限定环绕进气通路318的第一环状通道354的径向内壁362。节气门体入口适配器334还限定大体半圆形的扩散器孔口382，其被设置成大体垂直于进气通路318的中心轴线d。扩散器孔口382被限定在节气门体入口适配器334的下游端面的周边中，并且绕下游端的圆周均匀间隔开。扩散器孔口382通过抵接主体322的内部肩表面而被界定在轴向下游端上，该内部肩表面横于中心轴线d设置。

主体322限定第一环状通道354的径向外壁358，并且还包括延伸主体322的长度的大体圆筒形开口。主体322还限定通向第一环状通道354的入口370，该入口370垂直于中心轴线d被设置在沿着进气通路318的上游或第一位置处。第一位置大体是进气空气流被配置成与被引导通过扩散器孔口382的气体燃料混合之处。另外，主体322限定egr入口开口400，其垂直于中心轴线d被设置在沿着进气通路318的第一位置下游的第二位置处。第二位置大体是再循环排气被配置成与进气空气流和气体燃料混合之处，如下文讨论的。此外，egr入口开口400和气体燃料的入口370被设置成平行于彼此，从相反侧进入主体322，但其他设置是可选的。

出口适配器342在主体322的下游被可移除地固定到主体322，并且被设置成与节气门体入口适配器334相反。o形环被设置在出口适配器342和主体322之间，以确保出口适配器342和主体322之间的紧密密封。出口适配器342限定进气通路318的出口346。当被固定到主体322时，出口适配器342的径向内表面与egr扩散器350的径向内表面齐平，该egr扩散器350通过出口适配器342的附接而被固定到主体322。如图11和图12所示，egr扩散器350是可移除地固定到主体322且可与其分离的扩散器插入件。在被可移除地固定到主体322时，egr扩散器350的径向内表面与主体322的大体圆筒形开口的径向内表面以及出口适配器342的径向内表面齐平，以维持进气通路318的一致且平滑的直径。egr扩散器350限定径向扩散器孔口482，其被设置成大体垂直于中心轴线d（见图12）。egr扩散器350还限定环绕进气通路318的第二环状通道454的径向内部部分462。主体322限定第二环状通道454的径向外部部分458并且径向地围绕或环绕第二环状通道454。此外，egr扩散器350位于与egr入口开口400相同的轴向位置处以便沿径向方向直接从其接收egr流。在另一些未示出的实施例中，出口适配器342和egr扩散器350作为单个集成部件被提供。

虽然在图12中为了清楚而被移除，但空气动力学钝后缘插入件424被可移除地固定到主体322并被容纳在主体322内。钝后缘插入件424包括水雷形主体428，其与中心轴线d同轴。钝后缘插入件424还包括四个翼片432，其被设置成绕中心轴线d相对于彼此成90度角度。每个翼片432均具有平坦端，其包括螺纹孔以用于接收安装螺钉434，该安装螺钉434通过主体374的外部中的孔被插入到主体322中。钝后缘插入件424沿着进气通路318定位并且与第一和第二环状通道354、454两者重叠，例如向第一环状通道354的上游延伸且向第二环状通道454的下游延伸。钝后缘插入件424当被固定到主体322时相对于中心轴线d居中。钝后缘插入件424被构造成，通过沿着钝后缘插入件424的长度使横于中心轴线d的进气通路318的横截面面积变窄，来增加在进气通路318中的进气空气流的速度。进气空气流的增加的速度产生局部压降来辅助气体燃料和再循环排气的引入，从而最小化在喷射器和排气系统上的背压。在钝后缘插入件424之后的进气通路318内的进气气体的膨胀有助于进气气体的混合。

节气门体入口适配器334、主体322、出口适配器342、扩散器350的径向内表面和钝后缘插入件424的外表面组合在一起限定从入口338延伸到出口346的进气通路318的横截面形状。

气体燃料通过通向主体332的第一环状通道354的入口370被引入到扩散器组件310。特别地，图5-图7和图9的燃料连接通路240被联接到通向第一环状通道354的入口370，并且流体连接通向第一环状通道354的入口370以便从燃料入口歧管190接收燃料。如上文讨论的，入口歧管190的共同喷射器接收腔室224被构造成将燃料引导到燃料连接通路240，该燃料连接通路240进一步将气体燃料引导到第一环状通道354并通过节气门体入口适配器334的扩散器孔口382。

egr被构造成，通过联接到egr入口开口400的egr供应管道470被引入到扩散器组件310。此外，egr供应管道470将排气引导到第二环状通道454并通过egr扩散器350。egr供应管道470被联接到发动机的排气系统。

如上文参考图1-图9讨论的，图10-图12的扩散器组件310可被定制。节气门体入口适配器334、出口适配器342、钝后缘插入件424和扩散器350全部被可移除地固定或可移除地联接到主体322，并且能够针对不同应用或不同发动机根据需要被移除或更换。另外，虽然扩散器组件310在上文被描述为图5-图7和图9中的混合装置114的更换部分，但其他混合装置的部分也能够被联接到扩散器组件310，使得混合装置从再循环排气获益。此外，在未示出的扩散器组件310的另一些实施例中，扩散器组件310能够被构造成使得egr入口开口400在通向第一环状通道354的入口370的上游。

图13示出在操作中的发动机的示意图，其中混合装置114被改进成具有带egr能力的替代性扩散器组件310。在操作中，进气空气通过节气门体入口适配器334的入口338被提供给扩散器组件310。此外，燃料供应将气体燃料提供给通向第一环状通道354的入口370，如上文参考图5-图7和图9所描述的。气体燃料被引导到第一环状通道354中并通过节气门体入口适配器334的扩散器孔口382，以使气体燃料与进气空气流混合。来自发动机的排气通过egr供应管道470被递送到egr入口开口400，以用于通过发动机的再循环。egr被引导通过第二环状通道454并通过egr扩散器350，在此其与进气空气流和气体燃料混合。如上文讨论的，egr可以是高压egr。

再次参考图5-图7和图9，如上文讨论的，阀248沿着燃料连接通路240定位。阀248被构造成选择性地堵塞在燃料入口歧管190和通向主体122的环状通道154的入口170之间的流体连通。阀248沿着燃料连接通路240定位，以便防止气体燃料从喷射器接收腔室224的不希望的排出。例如，在发动机负荷减小之后，在通过进气通路118的进气空气流中可出现压力降低。压力的这种降低能够导致过量气体燃料从喷射器接收腔室224被排出到进气通路118中。

混合装置114的控制器252被构造成致动阀248，并且被构造成与发动机和发动机的发动机控制单元通信。控制器252还被构造成，选择性地使阀248运动到闭合位置以阻挡气体燃料通过燃料连接通路240，以及使阀248运动到打开位置以允许气体燃料通过燃料连接通路240。阀248能够经由可变电子信号或经由电子信号的存在/不存在被控制器252电子控制，以使阀248运动离开偏置位置。控制器252还被构造成输出电子信号以控制气体燃料喷射器94的操作或者与具有所述功能的发动机控制单元通信。无论与控制器252结合还是分离，具有混合装置114的发动机的燃烧均通过执行被编程到控制器的控制策略来控制，所述控制策略包括各种功能，其能够包括节气门开度、燃料量和正时、阀升程廓线和正时、涡轮增压器废气门开度等等。

在操作中，混合装置114和发动机可以被操作，以便控制气体燃料向发动机中的排放，以便使气体燃料从混合装置114到发动机中的流动能迅速停止。方法包括操作混合装置114以将气体燃料排放到燃料入口歧管190的共同喷射器接收腔室224中。气体燃料从共同喷射器接收腔室224被传送通过燃料连接通路240至环状通道154中，并且通过扩散器150，在此气体燃料与进气通路118中的进气空气混合。在喷射气体燃料时，发动机被操作以燃烧被喷射的气体燃料。当发动机的操作者关闭发动机时，熄火信号通过发动机的发动机控制单元被发送给控制器252。响应地，控制器252给阀248发送关闭的信号。气体燃料喷射器94也被发送信号以便停止喷射气体燃料。此外，通过发动机控制单元发送熄火信号还引导发动机停止被喷射的气体燃料的燃烧（例如，停止火花点火）。利用阀248相比于气体燃料喷射器94更下游的位置，能够更快速地停止向发动机中的燃料运送以便精确控制。例如，阀248可以在完全停止从气体燃料喷射器94排放燃料之前关闭，使得阀248阻挡从气体燃料喷射器94排放的气体燃料使其不能到达发动机。这提供了简单且可重复的停止燃烧的方式且不会发生具有较差燃烧品质的不可预知的后续燃烧事件。在替代性实施例中，阀248沿着燃料连接通路240被定位在燃料连接通路240的端部244处，该端部244接近通向主体122的环状通道154的入口170。这样，关闭阀248会最小化已经被喷射但还未到达环状通道154的气体燃料的残余量。

此外，应该注意到，响应于探测到需要发动机负荷减少（例如，驾驶员抬起加速器踏板），可以执行类似功能。当发动机转矩必须被减少时，燃料的量也减少。尽管电子信号根据该转矩减少而被发送到气体燃料喷射器94（即，指示喷射器94减少喷射量或停止喷射），也能够在这样的喷射器控制之前或与其相结合地执行关闭或部分关闭阀248的信号。同样，阀248的下游定位使得能够更快地响应这种发动机转矩减少的需求。

阀248也可以用于提供燃料的从环境的充分密封，即使在气体燃料喷射器94中的一些或全部在关闭时不是无泄漏的情况下。例如，气体燃料喷射器94在一些情况下在其出口处可以不包括任何弹性体密封元件，而是在其出口处具有金属对金属的闭合元件。在一些情况下，气体燃料喷射器94中的一些或全部可以不是如联合国欧洲经济委员会的检验程序的110条（其以引用方式并入本文）所定义的那样无泄漏的，而是，当能够依赖阀248来容纳气体燃料并防止其排放到大气时，可以接受从气体燃料喷射器94的少量泄漏。通过使用不太复杂的气体燃料喷射器94，在提供高可靠性的同时总系统成本保持较低。在燃料连接通路中的阀248可以是如联合国欧洲经济委员会的检验程序的110条所定义的那样无泄漏的。

上述且在附图中示出的实施例仅通过示例方式被呈现，并且不试图限制本发明构思和原理。这样，将意识到，在不背离本发明精神和范围的情况下，元件及其构造和设置的各种改变是可能的。