地连接到燃烧室16。
[0029]气体混合器100被提供且优选地设置在进气歧管24的上游，所述进气歧管24将燃烧混合物供应到发动机机体12和相关联的气缸14。气体混合器100经由通信线路72与电子控制模块70连通，所述电子控制模块70进而将电子信号提供到气体混合器100。电子控制模块70可以进一步配置成控制气体燃料内燃发动机10的总体操作。进气歧管压力和温度传感器60经由通信线路74将进气歧管压力和温度传达到电子控制模块70。
[0030]如本文中所描述，气体燃料内燃发动机10也可以是直接喷射或端口喷射发动机或可以包含预燃室。本领域熟知的氧传感器80优选地位于废气出口通路33中，且包含可以与气体混合器100直接或间接通信的通信构件。氧传感器80经由通信线路76与电子控制模块70连通。氧传感器80配置成提供指示废气内氧含量的信号。这个信号可以用于计算被供应到气缸的气体燃料和空气混合物的所期望的空气燃料比。催化剂50 (诸如三元催化剂)可以位于废气出口通路33中以减少污染物排放。
[0031]气体燃料内燃发动机10可以还包括废气再循环系统或回路28，所述再循环系统或回路28可以操作以使废气从出口通路33优选地循环到进气通路23。在气体燃料内燃发动机10中，废气可以显示为从出口通路33供应。在这个实施例中，文氏管52或一些其它装置可以优选地并入到进气通路23中以促进优选地经由供应管路29从与燃料源22的其连接处的上游向进气通路23递送废气。在一些实施例中，文氏管52可以设置在气体混合器100与进气歧管24之间。
[0032]废气中的压力降通常可以由于(例如)其穿过催化剂50而导致，且用于帮助将废气供应到进气通路23的一些构件通常可以是期望的。应了解，废气也可以从例如催化剂50的上游位置被取得/抽吸。在这个实施例中，减少或消除了对补充抽吸废气的需要且不需要文氏管52，因为在(例如)催化剂50上游的废气的压力将通常足以使废气再循环。
[0033]本领域技术人员将了解，气体燃料内燃发动机10的压缩比不足以致使燃烧室16中气体燃料的压缩点火。作为替代，气体燃料内燃发动机10的每一气缸14配备了火花塞90，所述火花塞90经由通信线路78从电子控制模块70接收控制信号。
[0034]废气再循环系统28可以还包括废气中间冷却器(未显示)，例如，常规热交换器和可调整废气控制阀30。废气控制阀30可以经由通信线路79从电子控制模块70接收控制信号。
[0035]参考图2，更详细显示包含多个发动机气缸14的发动机机体12。火花塞90提供火花，所述火花在位于预燃室94中的火花隙92处被形成。预燃室94中的火花点燃的燃气混合物接着点燃气体燃料、空气的剩余混合物，可选地，经由通过火焰传播通道96射出的火焰点燃燃烧室16中的废气。
[0036]然而，本领域技术人员将了解，本发明也涵盖不包含预燃室94而替代地可以利用不同火花塞配置(诸如本领域已知的常规J-间隙型火花塞)的火花点燃气体燃料发动机。每一气缸14也配备进气阀26，所述进气阀26从进气歧管24接收废气、气体燃料和空气的混合物。类似地，每一气缸14包含用于将燃烧产物从燃烧室16排放到废气出口通路33的排气阀36。
[0037]本领域技术人员将进一步认识到，气体燃料内燃发动机10可以不设有废气再循环系统28。在这样的实施例中，进气阀26可以从进气歧管24接收不含废气的气体燃料和空气的混合物。
[0038]优选地包含可编程微处理器的电子控制模块70也被优选地提供且可操作以控制气体燃料内燃发动机10的各种组件，如本文中所描述。电子控制模块70优选地经由通信线路76与氧传感器80连通。氧传感器80可以(例如)配置成向电子控制模块70产生周期性信号，或电子控制模块70可以自身激活氧传感器80以确定废气的读数。
[0039]在任一情形中，电子控制模块70可优选地操作以确定λ值或发动机的燃料空气比的倒数。电子控制模块70可进一步优选地操作以经由与气体混合器100的通信线路72调整燃烧混合物的燃料空气比。
[0040]本领域技术人员将了解，电子控制模块70控制发动机组件(例如，进气阀26，排气阀36，气体混合器100和火花塞75)以操作气体燃料内燃发动机10。在一些实施例中，电子控制模块70可以通过调整供应到气缸14的燃气混合物的所期望密度来控制气体燃料内燃发动机10。
[0041]通常，较高密度导致较低NOx产生。然而，如果密度过高，例如在过多废气添加到燃烧混合物的情况下，则可发生过稀不点火。类似地，过低的密度可以导致发动机爆震。因此，通常将气体流量调整为在发动机不点火边缘与发动机爆震边缘之间以获得所期望NOx含量。
[0042]如本文中所阐述，与氧传感器80和气体混合器100配合的电子控制模块70优选地将燃料空气比保持为与以化学计量的量是可行的接近程度。这可以通过调整供应到进气通路23的气体燃料量或喷射到发动机气缸或预燃室中的燃料量来进行。在一些实施例中，废气可以抽吸到进气通路23中以增大进入到歧管24的燃气混合物的密度。然而，通常优选地保持供应到气体燃料内燃发动机10的燃料与空气的相对比例，且再循环的废气可以充当惰性气体散热器，从而降低燃烧温度。
[0043]在一些实施例中，电子控制模块70可以包含计算机可读介质，所述计算机可读介质具有记录在其上的用于控制指示值确定和燃气流量的控制算法。所述算法可以包含用于优选地基于测量的歧管温度和压力确定指示燃气混合物的密度的值的方法，且也可以包含用于至少部分地基于所述值设定燃气流量的方法。虽然所述控制算法可以利用(例如)理想燃气方程式来确定此值，但如本文中所描述涵盖替代方法。
[0044]电子控制模块70可以进一步用第二或相同控制算法编程，所述算法具有用于确定气体燃料内燃发动机10中燃料空气比及用于设定所述比或将所述比调整到期望的(例如，化学计量的)燃料空气比的方法。由于气体燃料内燃发动机10可以以与以化学计量的燃料与空气比例是可行的接近程度来操作，因此燃气混合物密度调整优选地至少部分地基于以相对接近于I的λ值进行的操作。
[0045]电子控制模块70也可以配置有常规气体燃料供应系统控制算法，所述控制算法记录在介质上且可由程序执行或与电子控制模块70相关联以控制气体混合器100的操作及因此燃料和空气向气体燃料内燃发动机10的供应。另外，电子控制模块70可以包含记录在介质上的用于控制火花事件的时间和时长的火花塞控制算法。点火事件通常可以在活塞18处于压缩冲程的上止点附近时通过火花塞90发生以控制发动机气缸14中的燃气混合物的点火时间。
[0046]参考图3和图4，更详细显示气体混合器100的示例性实施例。通常，气体混合器100包括限定空气路径120的壳体110。壳体110包括入口 112，所述入口 112配置成连接到用于接收压缩空气的空气入口 20。壳体110还包括用于连接到(例如)进气通路23且用于供应具有预定燃料空气比的气体燃料和空气的混合物的出口 114。
[0047]空气路径120可以具有似文氏管形状。例如，空气路径120可以包括具有第一直径Dl的圆柱形部分122及具有小于第一直径Dl的第二直径D2的狭窄部分124