用于廢氣再循環(huán)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于廢氣再循環(huán)的系統(tǒng)和方法。具體地，公開一種用于發(fā)動機的廢氣再循環(huán)混合器。廢氣再循環(huán)混合器可以包括能夠接收入口空氣的入口空氣端口、能夠釋放入口空氣和廢氣的混合物的出口、以及與入口空氣端口和出口成一體并且將入口空氣端口和出口連接在一起流體連通以形成整體結(jié)構(gòu)的主體。主體中可以限定用于混合入口空氣和廢氣的腔，廢氣再循環(huán)混合器由復(fù)合材料組成。
【專利說明】用于廢氣再循環(huán)的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及內(nèi)燃發(fā)動機，并且更具體地，涉及用于使內(nèi)燃發(fā)動機內(nèi)的廢氣再循環(huán)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]法規(guī)排放標(biāo)準(zhǔn)通常對能夠釋放到環(huán)境中的諸如氮氧化物(NOx)等污染物的量設(shè)定限制。原裝備制造商典型地通過結(jié)合一些形式的減排技術(shù)來滿足這些限制。減排技術(shù)的一種形式是廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，離開發(fā)動機的廢氣的一部分被再循環(huán)回到發(fā)動機氣缸中，用于進一步燃燒。這些再循環(huán)的廢氣具有低的氧濃度并且能夠通過降低燃燒過程中發(fā)動機氣缸中的氧濃度來減少NOx的形成。
[0003]在至少一些情況中，EGR系統(tǒng)可以包括EGR混合器，其可以安裝至發(fā)動機的氣缸蓋或其它入口系統(tǒng)。EGR混合器可以接收并且使廢氣的一部分與入口空氣混合。來自EGR混合器的混合氣體可以被引導(dǎo)回到發(fā)動機氣缸，以與其中的燃料混合物混合并燃燒。經(jīng)過EGR混合器的廢氣的流動可以通過EGR閥控制。
[0004]傳統(tǒng)EGR系統(tǒng)典型地由金屬構(gòu)造并且包括若干不同的部件。例如，廢氣和入口空氣可以經(jīng)過各種導(dǎo)管、歧管、適配器和間隔件再循環(huán)回到發(fā)動機中，所述各種導(dǎo)管、歧管、適配器和間隔件可以連接在一起以形成傳統(tǒng)EGR系統(tǒng)。由這些不同的金屬部件設(shè)計EGR系統(tǒng)不僅導(dǎo)致較重的EGR系統(tǒng)，而且EGR系統(tǒng)昂貴且難以制造。
[0005]此外，取決于變化的發(fā)動機構(gòu)造，EGR系統(tǒng)可能需要不同的配管和歧管構(gòu)造，這又可能要求EGR混合器以各種構(gòu)造取向。例如，在一些情況中，EGR混合器可以被要求以面向上的構(gòu)造取向，其中，EGR混合器的入口相對于地面指向大致向上方向。在一些其它情況中，EGR混合器可以被要求以面向下的構(gòu)造取向，其中，EGR混合器的入口相對于地面指向大致向下方向。在又一些其它情況中，也可以期望EGR混合器以不同方向取向的替代構(gòu)造。
[0006]轉(zhuǎn)讓給Nissan Motor C0.，Ltd的美國專利N0.6173701中公開了一種現(xiàn)有技術(shù)EGR系統(tǒng)。該專利的EGR系統(tǒng)包括連接至內(nèi)燃發(fā)動機的塑料進氣歧管的EGR管和EGR閥。塑料進氣歧管上形成有安裝座，安裝座具有與進氣歧管的內(nèi)部連接的柱形孔。由金屬構(gòu)造的冷卻殼體連接至進氣歧管的安裝座，并且EGR閥連接至冷卻殼體。EGR管的一端連接至EGR閥，并且EGR管的另一端連接至發(fā)動機的排氣歧管，使得排氣歧管中的廢氣的部分經(jīng)過EGR管通至EGR閥，以經(jīng)過塑料進氣歧管的安裝座中的柱形孔回供到發(fā)動機中。因此，‘701專利的EGR系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜并且由若干部件組成，其中的至少一些部件由金屬構(gòu)造。
[0007]因此，如果可以開發(fā)一種具有較少零部件以降低EGR系統(tǒng)的復(fù)雜性和制造成本且不折衷其可靠性和耐久性的改進的EGR系統(tǒng)，將是有益的。如果EGR系統(tǒng)可以以不同的構(gòu)造使用，諸如但不限于面向上的構(gòu)造和面向下的構(gòu)造，還將是有益的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開一種廢氣再循環(huán)混合器。廢氣再循環(huán)混合器可以包括能夠接收入口空氣的入口空氣端口、能夠釋放入口空氣和廢氣的混合物的出口、以及與入口空氣端口和出口成一體并且將入口空氣端口和出口連接在一起流體連通以形成整體結(jié)構(gòu)的主體。主體中可以限定用于混合入口空氣和廢氣的腔,廢氣再循環(huán)混合器由復(fù)合材料組成。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開一種發(fā)動機。發(fā)動機可以包括氣缸蓋和廢氣再循環(huán)混合器。廢氣再循環(huán)混合器可以由復(fù)合材料組成并且可以包括限定入口空氣端口的主體，當(dāng)廢氣再循環(huán)混合器安裝到氣缸蓋時，入口空氣端口能夠大致面向下朝向地面和大致面向上背向地面中的至少一種。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，公開一種使從排氣歧管釋放的廢氣再循環(huán)回到發(fā)動機中的方法。該方法可以包括提供一種廢氣再循環(huán)混合器，其具有由復(fù)合材料構(gòu)造并且限定入口空氣端口、廢氣入口端口和出口的主體，廢氣再循環(huán)混合器定位在排氣歧管和發(fā)動機之間。該方法還可以包括接收經(jīng)過入口空氣端口的入口空氣；接收從排氣歧管經(jīng)過廢氣入口端口到廢氣再循環(huán)混合器中的廢氣；并且使廢氣遠(yuǎn)離入口空氣端口并朝向出口轉(zhuǎn)向。該方法附加地可以包括使入口空氣與廢氣在廢氣再循環(huán)混合器內(nèi)混合以形成經(jīng)過出口釋放的廢氣再循環(huán)混合物，以及將廢氣再循環(huán)混合物從出口導(dǎo)引至發(fā)動機。
[0011]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下說明時，將更容易理解本發(fā)明的這些和其它方面和特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出在其上安裝有示例性EGR混合器的發(fā)動機的進氣側(cè)的立體圖，EGR混合器根據(jù)本發(fā)明的至少一種實施方式構(gòu)造；
[0013]圖2示出圖1的發(fā)動機的排氣側(cè)的立體圖的一部分；
[0014]圖3更詳細(xì)地示出圖1的EGR混合器的實施方式的立體圖；
[0015]圖4示出圖3的EGR混合器的實施方式的第一區(qū)段，第一區(qū)段根據(jù)本發(fā)明的至少一種實施方式構(gòu)造；
[0016]圖5示出圖3的EGR混合器的實施方式的第二區(qū)段，第二區(qū)段根據(jù)本發(fā)明的至少一種實施方式構(gòu)造；
[0017]圖6示出圖3的EGR混合器的實施方式沿著其線100-100截取的剖視圖；
[0018]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的圖1的發(fā)動機的氣缸蓋，其上安裝有以面向上的構(gòu)造的圖3的EGR混合器；和
[0019]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的至少一種實施方式的圖1的發(fā)動機的氣缸蓋，其上安裝有以面向下的構(gòu)造的圖3的EGR混合器。
[0020]雖然本發(fā)明易受各種變型和替代結(jié)構(gòu)的影響，以下將詳細(xì)示出并描述其某些示意性實施方式。但是，應(yīng)當(dāng)理解，不意于限制為所公開的【具體實施方式】，而是相反，意圖是覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變型、替代結(jié)構(gòu)和等效。

【具體實施方式】
[0021 ] 本發(fā)明提供一種EGR系統(tǒng)，其具有復(fù)合EGR混合器，該混合器能夠接收經(jīng)過入口空氣端口的入口空氣和經(jīng)過廢氣入口端口的來自發(fā)動機的廢氣、使入口空氣和廢氣在EGR混合器內(nèi)混合在一起以形成EGR混合物、并且使EGR混合物經(jīng)過EGR混合器的出口釋放回到發(fā)動機中。在一種實施方式中，EGR混合器可以包括第一主體區(qū)段和第二主體區(qū)段。兩個主體區(qū)段可以由能夠承受發(fā)動機的操作溫度而不熔化的復(fù)合材料組成。此外，EGR混合器可以被構(gòu)造成以多種構(gòu)造(包括面向上的構(gòu)造和面向下的構(gòu)造)安裝到發(fā)動機，并且特別地，安裝到發(fā)動機的氣缸蓋。
[0022]現(xiàn)在參照圖1和2，示出根據(jù)本發(fā)明的至少一些實施方式的示例性發(fā)動機2的側(cè)向立體圖。具體地，圖1是示出示例性發(fā)動機2的進氣側(cè)的立體圖，而圖2示出該發(fā)動機的排氣側(cè)的一部分。在至少一些實施方式中，發(fā)動機2可以是渦輪增壓壓燃發(fā)動機，通常已知為柴油發(fā)動機。在其它實施方式中，也可以使用在其上可能期望廢氣再循環(huán)的其它類型的發(fā)動機。
[0023]發(fā)動機2上可以安裝有示例性EGR混合器4。EGR混合器4可以安裝到發(fā)動機2的氣缸蓋6，并且可以包括入口空氣端口 8、廢氣入口端口 10和出口 12。入口空氣端口 8可以接收來自發(fā)動機2的一定量的壓縮入口空氣(也稱為增壓空氣或新鮮空氣)，而廢氣入口端口 10可以接收經(jīng)過排氣歧管14離開發(fā)動機2的廢氣。在至少一些實施方式中，入口空氣可以在其進入EGR混合器4的入口空氣端口 8之前被導(dǎo)引經(jīng)過后冷卻器(未示出)。類似地，來自排氣歧管14的廢氣可以在剩余的氣體被導(dǎo)引經(jīng)過渦輪增壓器16之前經(jīng)由排氣導(dǎo)管20引出到EGR混合器4中。EGR冷卻器18可以用以在廢氣進入EGR混合器4之前冷卻廢氣。進入廢氣入口端口 10的廢氣的量可以通過EGR閥22來控制。
[0024]在進入廢氣入口端口 10時，廢氣可以與經(jīng)過入口空氣端口 8進入的入口空氣結(jié)合，以形成EGR混合物。該EGR混合物接著可以被導(dǎo)引(有時經(jīng)過附圖中未示出的進氣歧管)連同待燃燒的噴射燃料一起進入氣缸蓋6。燃燒過程導(dǎo)致更多的廢氣形成，其再次如上所述被導(dǎo)引經(jīng)過EGR混合器4。
[0025]將理解，這里僅示出對于理解本發(fā)明所需的發(fā)動機2的這些部件。不過，通常與發(fā)動機2和EGR混合器4組合或結(jié)合采用的若干其它部件是可想到的并且被考慮為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0026]現(xiàn)在結(jié)合圖4和5轉(zhuǎn)向圖3，更詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明的至少一些實施方式的EGR混合器4。具體地，圖3示出EGR混合器4的立體圖，而圖4和5分別示出EGR混合器的主體28的第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26。如上所述，EGR混合器4可以包括用于接收入口空氣的入口空氣端口 8、用于接收廢氣的廢氣入口端口 10以及用于將EGR混合物釋放回到發(fā)動機2的氣缸蓋6中的出口 12。將理解，雖然在本實施方式中僅示出單一的一個入口空氣端口 8、廢氣入口端口 10和出口 12，在其它實施方式中可以設(shè)置多個數(shù)量的這些端口(可能被認(rèn)為是期望的)。
[0027]入口空氣端口 8、廢氣入口端口 10和出口 12可以通過在其中限定腔30的主體28彼此流體連通。腔30可以被構(gòu)造成接收并混合入口空氣和廢氣的預(yù)定體積。在一種實施方式中，腔30可以通過單獨地制造主體28的第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26并且將這些區(qū)段連接在一起來限定。可以采用注模工藝來分別制造第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26的不能分割的結(jié)構(gòu)，接著可以將其焊接在一起以形成主體28和腔30。在一些實施方式中，可以采用振動焊接機構(gòu)來將第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26連接在一起，使得在焊接時，這兩個區(qū)段實際不能分割。
[0028]因此，在至少一種實施方式中，EGR混合器4并且特別是EGR混合器的主體28可以僅由兩個單獨的零部件構(gòu)造，即，第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26，其可以被連接在一起以形成用于接收和混合入口空氣和廢氣的腔30。僅由兩個區(qū)段構(gòu)造主體28與由連接在一起的若干零部件組成的傳統(tǒng)EGR混合器形成對照。
[0029]將理解，為了易于制造，EGR混合器4的主體28主要由兩個單獨的元件組成，如以下將進一步描述的。在其它實施方式中并且取決于制造模式和期望的應(yīng)用，EGR混合器4的主體28可以由單一元件或者也可能由多于兩個元件組成。此外，盡管本實施方式中的事實，第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26已被描述為通過注模工藝構(gòu)造并且焊接在一起，在至少一些實施方式中，也可以利用其它機構(gòu)和/或工藝來制造并連接第一主體區(qū)段和第二主體區(qū)段。
[0030]而且，第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26中的每個可以由能夠承受發(fā)動機2的操作溫度而不熔化的復(fù)合材料組成。例如，在至少一些實施方式中，第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26中的每個可以分別由熱復(fù)合材料(諸如但不限于玻璃填充型尼龍)制造。在其它實施方式中，也可以利用其它類型的加強塑料、熱復(fù)合樹脂或材料來制造第一主體區(qū)段24和/或第二主體區(qū)段26。另外，第一主體區(qū)段24和第二主體區(qū)段26不必總是由相同復(fù)合材料構(gòu)造。在至少一些實施方式中，這些主體區(qū)段中的每個可以由不同類型的復(fù)合材料組成并且連接在一起以形成EGR混合器4的主體28。
[0031]利用復(fù)合材料來構(gòu)造EGR混合器4的主體28在若干方面是有益的。例如，由復(fù)合材料制造EGR混合器4比金屬更廉價，由此相對于傳統(tǒng)EGR混合器降低EGR混合器的成本，并且因此還降低采用EGR混合器的發(fā)動機2的總成本。相比于用于構(gòu)造傳統(tǒng)EGR混合器的諸如鋁、鐵和鋼等金屬，復(fù)合材料的重量也更輕。因此，相比于傳統(tǒng)EGR混合器，由復(fù)合材料組成的EGR混合器4的重量更輕。更輕的EGR混合器產(chǎn)生更輕的發(fā)動機，并且由此使得采用發(fā)動機2的車輛和機器的燃料經(jīng)濟性更好。
[0032]另外，并且如上所述，通過使用復(fù)合材料，EGR混合器4可以僅由兩個(或者可能更少)零部件構(gòu)造。這代表在現(xiàn)有技術(shù)的金屬EGR混合器中利用的零部件數(shù)量減少，如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的金屬EGR混合器中可能要求單獨的入口、適配器或其它混合器部件，以及要求各種密封墊片、圈和連接機構(gòu)以氣密構(gòu)造將所有零部件連接在一起。在EGR混合器4中采用任何適配器或其它部件的程度上，它們一體地形成在第一主體區(qū)段24內(nèi)。
[0033]因此，EGR混合器4可以以降低的成本、較少的零部件和較輕的發(fā)動機實現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)的EGR混合器類似的功能。如以下進一步描述的，由復(fù)合材料構(gòu)造EGR混合器4還可以提供一些設(shè)計益處以改進EGR混合器的性能，特別是改進其中的入口空氣和廢氣的流動。由復(fù)合材料構(gòu)造EGR混合器4還可以消除在發(fā)動機的操作過程中EGR混合器4可能傾向于振動的至少一些。
[0034]仍參照圖3-5并且特別地參照圖3和4，現(xiàn)在將描述EGR混合器4的主體28的第一主體區(qū)段24。如所示，第一主體區(qū)段24可以具有基本L形結(jié)構(gòu)，并且可以在其中一體地限定有入口空氣端口 8、廢氣入口端口 10和出口 12。盡管第一主體區(qū)段24已被示出并描述為具有基本L形結(jié)構(gòu)的事實，在至少一些實施方式中，第一主體區(qū)段24的形狀、尺寸和構(gòu)造可以改變。
[0035]此外，將入口空氣端口 8—體化到主體28的第一主體區(qū)段24中與現(xiàn)有技術(shù)的EGR混合器形成對照，在現(xiàn)有技術(shù)的EGR混合器中，入口端口典型地是通過金屬連接附接至EGR混合器4的單獨的適配器部件。通過將入口空氣端口 8 —體化到EGR混合器4中，可以取消這種適配器部件的使用，并且可以基本上降低并可能完全消除與單獨的入口連接相關(guān)聯(lián)的諸如泄漏、松動等風(fēng)險，由此在減少零部件數(shù)量的同時改進EGR混合器4的可靠性和耐久性。
[0036]經(jīng)過入口空氣端口 8進入的入口空氣可以流向廢氣入口端口 10。類似于入口空氣端口 8，廢氣入口端口 10也可以一體地形成在主體28的第一主體區(qū)段24內(nèi)?？拷鼜U氣入口端口 10并且在腔30內(nèi)，可以提供偏轉(zhuǎn)葉片32 (參照圖6)，以使經(jīng)過廢氣入口端口進入的廢氣偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離入口空氣端口 8并且朝向環(huán)繞第一主體區(qū)段24的肘形接合部34的區(qū)域。在肘形接合部34的區(qū)域周圍，來自廢氣入口端口 10的廢氣可以與來自入口空氣端口 8的入口空氣混合以形成EGR混合物。
[0037]EGR混合物可以經(jīng)由與入口空氣端口 8和廢氣入口端口 10類似的出口 12從第一主體區(qū)段24的腔30釋放，出口 12也可以一體地形成在第一主體區(qū)段內(nèi)。再次，通過使入口空氣端口 8、廢氣入口端口 10和出口 12 —體化，EGR混合器4中的部件的數(shù)量減少，并且EGR混合器的可靠性和耐久性得以改進。
[0038]此外并且除上述的入口空氣端口 8、廢氣入口端口 10和出口 12之外，第一主體區(qū)段24還可以包括多個附加端口 36。附加端口 36可以包括傳感器端口、出氣端口和乙醚端口，其可以用于測量EGR混合器4的不同參數(shù)、用于使用與EGR混合器結(jié)合的其它部件或者用于以其它方式擴展其功能性。如所示，在一種實施方式中，在制造過程中可以將附加端口36 一體地形成在主體28的第一主體區(qū)段24內(nèi)。在其它實施方式中，可以根據(jù)期望在EGR混合器4上提供除了上述那些之外的端口。除了附加端口 36之外，EGR混合器4還可以包括各種安裝位置38，用于配線線束和安裝可以與EGR混合器4結(jié)合采用的其它部件。
[0039]圖5中更詳細(xì)地示出第二主體區(qū)段26。如上所述，第二主體區(qū)段26是可以焊接至第一主體區(qū)段24的單個不能分割的元件。第二主體區(qū)段26主要意于覆蓋第一主體區(qū)段24中的開口 40，該開口用以制造第一主體區(qū)段的內(nèi)壁表面內(nèi)的一些設(shè)計特征，以改進EGR混合器內(nèi)的氣體流動。下面針對圖6討論這些設(shè)計特征。將理解，圖5中所示的第二主體區(qū)段26的形狀和特別構(gòu)造僅是示例性的。類似于第一主體區(qū)段24，在其它實施方式中，第二主體區(qū)段26的形狀、大小和尺寸可以改變以對應(yīng)于第一主體區(qū)段的形狀、大小和構(gòu)造。
[0040]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，示出根據(jù)本發(fā)明的至少一些實施方式沿著圖3的線100-100截取的EGR混合器4的剖視圖。剖視圖特別地圖示第一主體區(qū)段24的設(shè)計特征，其改進經(jīng)過其的氣體的流動。具體地，肘形接合部34可以被構(gòu)造成使第一主體區(qū)段24的腔30中的內(nèi)半徑具有傾斜表面42以改進EGR混合器4的性能。更具體地，內(nèi)半徑可以包括在肘形接合部34處的曲度41，以減小對EGR混合器4內(nèi)的入口空氣和廢氣的流動的阻力。類似地，傾斜表面42可以從肘形接合部的腔30中的較窄喉部區(qū)域朝向出口 12的較寬開口延伸，以使通過肘形接合部的區(qū)域的入口空氣和廢氣的速度減小。
[0041]通過使入口空氣和廢氣的流動速度以及對入口空氣和廢氣的流動的阻力減小，EGR混合器4內(nèi)的這些流體的壓降降低，并且相應(yīng)地，由于改進的流體流動，EGR混合器的性能得以改進。至少部分由于使用復(fù)合材料來構(gòu)造第一主體區(qū)段24，內(nèi)半徑的曲度41的設(shè)計是可能的。第一主體區(qū)段24中的開口 40可以用以在制造過程中設(shè)計內(nèi)半徑的曲度41和傾斜表面42。
[0042]現(xiàn)在參照圖7和8，示出根據(jù)本發(fā)明的至少一些實施方式安裝在發(fā)動機2的氣缸蓋6上的EGR混合器4。具體地，圖7示出以面向上的構(gòu)造安裝在氣缸蓋6上的EGR混合器4，而圖8示出以面向下的構(gòu)造安裝在氣缸蓋上的EGR混合器。如這里使用的，“面向上的構(gòu)造”是指EGR混合器4可以安裝在氣缸蓋6上，使得EGR混合器的入口空氣端口 8相對于地面指向大致向上方向。相關(guān)地，“面向下的構(gòu)造”是指EGR混合器4可以安裝在氣缸蓋6上，使得EGR混合器的入口空氣端口 8相對于地面指向大致向下方向。
[0043]此外，EGR混合器4可以經(jīng)由EGR混合器4的出口 12安裝在發(fā)動機2的氣缸蓋6上。在至少一些實施方式中，出口 12可以諸如通過螺栓直接連接至氣缸蓋6。在氣缸蓋6和EGR混合器4的出口 12之間可以不需要附加部件，使得離開EGR混合器的EGR混合物直接進入發(fā)動機，而不必通過任何附加部件?？梢圆捎弥T如O型圈、橡膠圈或墊片等各種密封機構(gòu)來實現(xiàn)氣密并確保EGR混合器4連接至氣缸蓋6。
[0044]雖然未示出，在至少一些其它實施方式中并且根據(jù)期望，EGR混合器4可以直接附接至進氣歧管或者一些其它部件(諸如具有一體的空氣通道的閥蓋底座)，其又可以附接至氣缸蓋6。通過將EGR混合器4直接連接至氣缸蓋6或者連接至進氣歧管/閥蓋底座，對在傳統(tǒng)EGR混合器中通常采用的任何適配器或間隔件的需求可以取消。
[0045]因此，相同EGR混合器4可以在圖7的面向上的構(gòu)造和圖8的面向下的構(gòu)造中采用。由于使EGR混合器的若干部件一體化到由復(fù)合材料組成的整體結(jié)構(gòu)中，這至少部分是可能的。將理解，雖然EGR混合器4已被示出和描述為以面向上或面向下的構(gòu)造取向，這僅是示例性的。在至少一些實施方式中，EGR混合器4可以以面向上的構(gòu)造和面向下的構(gòu)造之間的各種其它方向取向(對于特定發(fā)動機構(gòu)造可能被認(rèn)為是適當(dāng)?shù)?。
[0046]再次將理解，在本實施方式中僅示出對于理解本發(fā)明必要的發(fā)動機2的那些部件和EGR混合器4安裝位置的區(qū)域。不過，發(fā)動機的可以與EGR混合器組合或結(jié)合使用以實現(xiàn)其全部功能的若干其它部件是可以想到的并且被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0047]工業(yè)實用性
[0048]整體上，本發(fā)明提出一種用于使廢氣與入口空氣混合并且使混合物再循環(huán)回到發(fā)動機中的復(fù)合EGR混合器。EGR混合器可以包括第一主體區(qū)段和第二主體區(qū)段，這兩者可以連接在一起以形成主體。第一主體區(qū)段和第二主體區(qū)段中的每個可以由復(fù)合材料構(gòu)造。第一主體區(qū)段可以在其中一體地形成有用于接收入口空氣的入口空氣端口、用于接收來自發(fā)動機的排氣歧管的廢氣的廢氣入口端口、以及用于釋放入口空氣和廢氣的混合物的出口。
[0049]通過使若干零部件一體化在一起成為一個元件，EGR混合器提供對傳統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)EGR混合器的改進。具體地，EGR混合器不僅減少廢氣排放以確保符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)排放標(biāo)準(zhǔn)，EGR混合器還相對于傳統(tǒng)EGR混合器制造經(jīng)濟、需要較少零部件并且改進性能。此外，相同EGR混合器可能以多種構(gòu)造采用。EGR混合器尤其可以用在發(fā)動機的總成本引起關(guān)注的低成本發(fā)動機中。另外，由于EGR混合器的重量輕并且因此發(fā)動機的總重量輕，發(fā)動機可以實現(xiàn)改進的燃料經(jīng)濟性。
[0050]附加地，在至少一些實施方式中，在排放法規(guī)不要求EGR混合器的情況下，EGR混合器可以不采用廢氣再循環(huán)。在這些情況中，用于接收EGR混合器的廢氣的排氣端口可以被覆蓋并且EGR混合器可以用作空氣彎肘部以將新鮮空氣引入發(fā)動機中。
[0051]雖然僅提出一些實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員從上面的描述將清楚替代和變型。這些和其它替代被認(rèn)為是等效的并且在本發(fā)明和權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種廢氣再循環(huán)混合器，包括: 入口空氣端口，其能夠接收入口空氣； 出口，其能夠釋放入口空氣和廢氣的混合物；和 主體，其與入口空氣端口和出口成一體并且將入口空氣端口和出口連接在一起流體連通以形成整體結(jié)構(gòu)，主體中限定用于混合入口空氣和廢氣的腔，廢氣再循環(huán)混合器由復(fù)合材料組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，復(fù)合材料是玻璃填充型尼龍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，復(fù)合材料在發(fā)動機操作溫度下不熔化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣再循環(huán)混合器，還包括用于接收廢氣到廢氣再循環(huán)混合器中的廢氣入口端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，主體設(shè)計有內(nèi)半徑，內(nèi)半徑具有在主體的肘形接合部處的曲度，內(nèi)半徑能夠減小廢氣再循環(huán)混合器內(nèi)的入口空氣和廢氣的壓降。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，內(nèi)半徑包括使主體的腔從主體的肘形接合部到其出口逐漸擴張的傾斜表面，傾斜表面能夠減小廢氣再循環(huán)混合器內(nèi)的入口空氣和廢氣的壓降。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，主體包括連接在一起以形成整體結(jié)構(gòu)的第一主體區(qū)段和第二主體區(qū)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，當(dāng)廢氣再循環(huán)混合器安裝到發(fā)動機時，廢氣再循環(huán)混合器的入口空氣端口相對于地面以各種位置取向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，當(dāng)廢氣再循環(huán)混合器安裝到發(fā)動機時，入口空氣端口能夠大致面向地面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢氣再循環(huán)混合器，其中，當(dāng)廢氣再循環(huán)混合器安裝到發(fā)動機時，入口空氣端口能夠大致背向地面。
11.一種發(fā)動機，包括: 氣缸蓋；和 廢氣再循環(huán)混合器，其由復(fù)合材料組成并且包括限定入口空氣端口的主體，當(dāng)廢氣再循環(huán)混合器安裝到氣缸蓋時，入口空氣端口能夠大致面向下朝向地面和大致面向上背向地面中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動機，其中，廢氣再循環(huán)混合器直接安裝到氣缸蓋。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動機，其中，廢氣再循環(huán)混合器的主體限定廢氣入口端口，其能夠接收來自排氣導(dǎo)管的廢氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機，其中，廢氣再循環(huán)混合器包括在主體的腔內(nèi)并且靠近廢氣入口端口的偏轉(zhuǎn)葉片，用于使經(jīng)過廢氣入口端口進入的廢氣遠(yuǎn)離入口空氣端口轉(zhuǎn)向。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動機，其中，主體包括第一主體區(qū)段和第二主體區(qū)段，第一主體區(qū)段限定入口空氣端口和廢氣入口端口，并且第二主體區(qū)段能夠限定第一主體區(qū)段內(nèi)的內(nèi)半徑，內(nèi)半徑能夠減小流過廢氣再循環(huán)混合器的入口空氣和廢氣的壓降。
16.一種使從排氣歧管釋放的廢氣再循環(huán)回到發(fā)動機中的方法，該方法包括: 提供一種廢氣再循環(huán)混合器，其具有由復(fù)合材料構(gòu)造并且限定入口空氣端口、廢氣入口端口和出口的主體，廢氣再循環(huán)混合器定位在排氣歧管和發(fā)動機之間； 接收經(jīng)過入口空氣端口的入口空氣； 接收從排氣歧管經(jīng)過廢氣入口端口到廢氣再循環(huán)混合器中的廢氣，并且使廢氣遠(yuǎn)離入口空氣端口并朝向出口轉(zhuǎn)向； 使入口空氣與廢氣在廢氣再循環(huán)混合器內(nèi)混合，以形成經(jīng)過出口釋放的廢氣再循環(huán)混合物；以及 將廢氣再循環(huán)混合物從出口導(dǎo)引至發(fā)動機。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，使入口空氣與廢氣混合包括減小流過廢氣再循環(huán)混合器的入口空氣和廢氣的壓降。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，廢氣再循環(huán)混合器能夠安裝到發(fā)動機，使得入口空氣端口相對于地面面向大致向下方向。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，廢氣再循環(huán)混合器能夠安裝到發(fā)動機，使得入口空氣端口相對于地面面向大致向上方向。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，廢氣再循環(huán)混合器直接安裝到發(fā)動機的氣缸至JHL ο
【文檔編號】F02M25/07GK104234876SQ201410267819
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】M·J·萊寧, C·R·里德, D·阿爾曼, 屈蓉, T·阿爾塞紐斯 申請人:卡特彼勒公司