СИСТЕМА ДЛЯ СМЕСИТЕЛЯ СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Российский патент 2019 года по МПК F02M26/19 

Область изобретения

Настоящее изобретение, в целом, относится к способам и системам для смесителя системы рециркуляции отработавших газов РОГ (EGR).

Уровень техники

В системах двигателя для снижения законодательно регулируемых выбросов может использоваться рециркуляция отработавших газов из выпускной системы двигателя в систему впуска двигателей, то есть процесс, называемый рециркуляцией отработавших газов РОГ (EGR). Обычно при работе двигателя объем газов РОГ (EGR), проходящий через систему РОГ (EGR), измеряют и регулируют в зависимости от оборотов двигателя, температуры двигателя и нагрузки для поддержания требуемой стабильности сгорания в двигателе с одновременным обеспечением преимуществ, связанных с выбросами и топливной экономичностью. Такие системы РОГ (EGR) могут обеспечивать снижение склонности двигателя к детонации, тепловых потерь в цилиндрах, потерь при дросселировании, а также выбросов NOx. Однако, обеспечение требуемого обеднения смеси в двигателе предполагает равномерное распределение РОГ (EGR) во впускном воздухе двигателя для поддержания требуемой стабильности сгорания. Следовательно, производительность РОГ (EGR) двигателя в значительной степени определяется смешиванием потока впускного воздуха и потока РОГ (EGR). Для разделения и распределения потока РОГ (EGR) во впускном канале может использоваться традиционная Y-образная конструкция смесителей РОГ (EGR).

Другие попытки решения проблемы смешивания РОГ (EGR) содержат отведение РОГ (EGR) из выпуска РОГ (EGR) в сопло трубки Вентури во впускном канале. Один из примеров такого подхода раскрыт в патенте США №8,056,340 Вогта (Vaught) с соавт. В упомянутой заявке кольцевой выпуск РОГ (EGR) соединен по текучей среде со впускным каналом непосредственно за соплом трубки Вентури канала Вентури по ходу потока. Канал Вентури содержит выступ вблизи сопла трубки Вентури, обеспечивающий турбулентность впускного воздуха для улучшения смешивания РОГ (EGR).

Однако, авторы настоящего изобретения осознали потенциальные недостатки таких конструкций. Например, РОГ (EGR) могут не в достаточной мере смешиваться со впускным воздухом, проходящим через впускной канал. Как следствие, несоответствие концентраций РОГ (EGR) и впускного воздуха может приводить к неоднородному распределению и неравномерному распределению температуры, что негативно влияет на топливно-воздушную смесь, подаваемую во впуск двигателя для сжигания.

В одном из примеров недостатки, описанные выше, могут быть устранены посредством системы, содержащей поверхность, такую как округлая поверхность, перед двигателем и за выпуском РОГ (EGR) по ходу потока, поверхности, содержащей множество трубок Вентури, проходящих перед ней по ходу потока, причем трубки Вентури выполнены с возможностью приема впускного воздуха и газов РОГ (EGR) перед поверхностью по ходу потока, и выпуска впускного воздуха и газов РОГ (EGR) за поверхностью по ходу потока. Таким образом, впускной воздух и отработавшие газы проходят через трубки Вентури, после чего проходят через круглую поверхность.

В качестве одного из примеров, впускной воздух и отработавшие газы вынуждены проходить через трубки Вентури перед поступлением в двигатель. Упомянутая поверхность, которая, в одном из примеров, может быть круглой, может быть непроницаемой, и блокировать поток газа. Смеситель может быть полым, и может обеспечивать возможность прохождения потока впускного воздуха и отработавших газов между трубками Вентури. По мере прохождения газа через трубки Вентури, в трубках Вентури образуется вакуум в сужениях каналов Вентури. В сужении каналов Вентури расположены отверстия и, как следствие, в пространствах между трубками Вентури обеспечивается вакуум из каналов Вентури. Таким образом, газ может проходить в трубки Вентури через впуск трубки Вентури или через отверстия. Перед прохождением через круглую поверхность через выпуск Вентури впускные газы и отработавшие газы могут смешиваться в трубках Вентури или в пространстве между трубками Вентури. Повышается однородность впускного воздуха и отработавших газов, что может обеспечивать улучшение работы двигателя.

Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана схема двигателя.

На фиг. 2 показан вид сбоку смесителя РОГ (EGR) в изометрии.

На фиг. 3А и 3В показан пример прохождения впускного воздуха и отработавших газов через первый вариант осуществления смесителя.

На фиг. 4А и 4В показан пример прохождения впускного воздуха и отработавших газов через второй вариант осуществления смесителя.

На фиг. 5 в увеличенном масштабе показано прохождение РОГ (EGR) и впускного воздуха через трубку Вентури смесителя.

Фиг. 2-5 показаны приблизительно в масштабе.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к системам и способам для смесителя РОГ (EGR). В одном из примеров, смеситель РОГ (EGR) может быть выполнен с возможностью смешивания потоков РОГ (EGR) как высокого, так и низкого давления. Как показано на фиг. 1, смеситель соединен по текучей среде с выпуском канала РОГ (EGR) низкого давления. Упомянутый смеситель расположен в месте соединения канала РОГ (EGR) и впускного канала. Смеситель содержит круглую поверхность во впускном канале за выпуском канала РОГ (EGR) по ходу потока. Упомянутая круглая поверхность содержит множество трубок Вентури для смешивания впускного воздуха с отработавшими газами, при одновременном обеспечении возможности прохождения впускного воздуха и отработавших газов через круглую поверхность, как показано на фиг. 2. Поток впускного воздуха параллелен каналам Вентури множества трубок Вентури, в то время как поток отработавших газов из выпуска РОГ (EGR) перпендикулярен трубкам Вентури, как показано на фиг. 3А и 3В. Выпуск РОГ (EGR) может быть изменен таким образом, чтобы способствовать закручиванию РОГ (EGR) по мере их прохождения в смеситель, как показано на фиг. 4А и 4В. Трубки Вентури содержат множество перфорационных отверстий вокруг сопла трубки Вентури для засасывания газа внутрь трубки Вентури, как показано на фиг. 5.

На фиг. 1-5 показаны примеры конфигураций со взаимным расположением различных компонентов. Если элементы показаны в непосредственном контакте друг с другом, или непосредственно соединенными, то такие элементы могут быть упомянуты, соответственно, как непосредственно контактирующие или непосредственно соединенные, по меньшей мере, в одном из примеров. Аналогично, элементы, показанные соприкасающимися или близкими друг к другу, соответственно, могут соприкасаться или располагаться близко друг к другу, по меньшей мере, в одном из примеров. В качестве примера, компоненты, расположенные заподлицо друг с другом, могут быть упомянуты как компоненты, расположенные заподлицо. В качестве другого примера, элементы, расположенные отдельно друг от друга, только с пространством и без других компонентов между ними, могут быть упомянуты как таковые, по меньшей мере, в одном из примеров. В еще одном примере, элементы, показанные выше/ниже друг друга, в противоположных сторонах или слева/справа относительно друг друга, могут быть упомянуты как расположенные таким образом друг относительно друга. Кроме того, как показано на фигурах, самый верхний элемент или точка элемента могут быть упомянуты как «верх» компонента, и самый нижний элемент или точка элемента могут быть упомянуты как «низ» компонента, по меньшей мере, в одном из примеров. В настоящей заявке слова верхний/нижний, выше/ниже, над/под могут относиться к вертикальному направлению на фигурах, и использоваться для описания взаимного расположения элементов фигур. Таким образом, в одном из примеров, элементы, показанные выше других элементов, расположены вертикально над другими элементами. В другом примере, формы элементов, изображенные на фигурах, могут быть упомянуты как имеющие эти формы (например, такие как круглые, прямые, плоские, изогнутые, скругленные, скошенные, прямоугольные, или тому подобные). Кроме того, по меньшей мере, в одном из примеров, элементы, показанные пересекающимися друг с другом, могут быть упомянуты как пересекающиеся элементы или пересекающиеся друг с другом. Более того, элемент, показанный внутри другого элемента или показанный за пределами другого элемента, может быть упомянут как таковой в одном из примеров. Следует понимать, что один или несколько компонентов, называемых «существенно похожими и/или идентичными», отличаются друг от друга в зависимости от допускаемых производственных отклонений (например, отклонений в пределах 1-5%).

На фиг. 1 схематически представлены аспекты системы 100 двигателя, содержащей двигатель 10. В описанном варианте осуществления, двигатель 10 является наддувным двигателем, оснащенным турбонагнетателем 13, который содержит компрессор 114, приводимый в движение турбиной 116. Более конкретно, свежий воздух подают по впускному каналу 42 в двигатель 10 через воздушный фильтр 112, после чего он поступает в компрессор 114. Компрессор 114 может быть любым подходящим компрессором впускного воздуха, таким как компрессор нагнетателя с приводом от двигателя или с приводом от приводного вала. Однако, в системе 10 двигателя, компрессор является компрессором турбонагнетателя, механически соединенным с турбиной 116 посредством вала 19, причем турбину 116 приводят в действие расширяющиеся отработавшие газы двигателя. В одном из вариантов осуществления турбонагнетатель может быть устройством с двойной улиткой. В другом варианте осуществления турбонагнетатель может быть турбонагнетателем с изменяемой геометрией ТИГ (VGT), в котором геометрию турбины активно изменяют в зависимости от условий работы двигателя.

Как показано на фиг. 1, компрессор 114 расположен перед дроссельным клапаном 20 по ходу потока с расположенным между ними охладителем 18 нагнетаемого воздуха ОНВ (САС) (в настоящей заявке также упоминаемым как «промежуточный охладитель»). Дроссельный клапан 20 соединен со впускным коллектором 22 двигателя. Из компрессора 114 поступающий сжатый воздух проходит через охладитель 18 нагнетаемого воздуха и дроссельный клапан 20 во впускной коллектор 22. Упомянутый охладитель 18 нагнетаемого воздуха может быть теплообменником типа «воздух-воздух» или «вода-воздух». В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, давление нагнетаемого во впускной коллектор воздуха измеряют посредством датчика 124 давления воздуха в коллекторе ДВК (MAP).

Во впуске компрессора могут быть предусмотрены один или несколько датчиков. Этими датчиками могут являться, например, датчик 55 температуры на впуске компрессора, датчик 56 давления на впуске компрессора ДВПК (CIP), а также датчик 57 влажности на впуске компрессора. Упомянутые датчики могут оценивать состояние впускного воздуха на впуске компрессора, поступающего из впускных каналов, а также нагнетаемого воздуха, рециркулируемого из местоположения до или за ОНВ (САС) по ходу потока. Кроме того, при активной РОГ (EGR) датчики могут оценивать температуру, давление, влажность и воздушно-топливное отношение нагнетаемой смеси, содержащей свежий воздух, сжатый рециркулируемый воздух и остатки отработавших газов, поступающие во впуск компрессора. К числу дополнительных датчиков могут относиться, например, датчики воздушно-топливного отношения, датчики давления и так далее. В других примерах одно или несколько условий на впуске компрессора (таких как влажность, температура и так далее) могут быть вычислены на основе условий работы двигателя.

При некоторых условиях, например, во время отпускания педали акселератора, при переходе от работы двигателя с наддувом к работе двигателя без наддува, может произойти помпаж компрессора. Это может быть обусловлено снижением потока через компрессор при закрытом дросселе при отпускании педали акселератора. Уменьшение прямого потока через компрессор может привести к помпажу и ухудшению производительности турбонагнетателя. Кроме того, помпаж может приводить недостаткам, связанным с ШВЖ (NVH), таким как нежелательный шум из системы впуска двигателя. Для снижения помпажа компрессора может осуществляться рециркуляция, по меньшей мере, части нагнетаемого воздуха, сжимаемого компрессором 114, во впуск компрессора. Это позволяет, по существу, немедленно снизить избыточное давление наддува.

При отпускании педали акселератора может быть приведен в действие привод 92 перепускной заслонки отработавших газов для спуска, по меньшей мере, некоторого давления отработавших газов перед турбиной 116 по ходу потока в область за турбиной по ходу потока через перепускную заслонку 90 отработавших газов. За счет снижения давления отработавших газов перед турбиной 116 по ходу потока может быть снижена скорость турбины.

Впускной коллектор 22 соединен с рядом камер 30 сгорания через ряд впускных клапанов (не показаны). Камеры сгорания дополнительно соединены с выпускным коллектором 36 посредством ряда выпускных клапанов (не показаны). В представленном варианте осуществления показан одиночный выпускной коллектор 36. Однако, в других вариантах осуществления выпускной коллектор может содержать несколько секций выпускного коллектора. Конфигурации, содержащие несколько секций выпускного коллектора, могут обеспечить распределение потока газов от различных камер сгорания в разные участки системы двигателя.

В одном из вариантов осуществления каждый из впускных и выпускных клапанов может иметь электрический привод или управление. В одном из вариантов осуществления каждый из впускных и выпускных клапанов может иметь кулачковый привод или управление. Как при электрическом приводе, так и при кулачковом приводе время открытия и закрытия выпускного и впускного клапанов может быть отрегулировано по необходимости для обеспечения требуемого сгорания и эффективности системы снижения выбросов.

Камеры 30 сгорания могут работать на одном или нескольких видах топлива, таких как бензин, топливные смеси на основе спиртов, дизель, биодизель, сжатый природный газ и т.д. Подача топлива в камеры сгорания может осуществляться путем непосредственного впрыска, распределенного впрыска, впрыска в корпус дроссельного клапана или их сочетания. Инициирование сгорания в камерах сгорания может осуществляться посредством воспламенения от искры и/или воспламенения от сжатия.

Для осуществления привода турбины в турбину 116 направляют отработавшие газы из одной или нескольких секций выпускного коллектора, как показано на фиг. 1. Когда требуется снижение крутящего момента турбины, некоторое количество отработавших газов может быть направлено вместо этого через перепускную заслонку отработавших газов 90, в обход турбины. Далее общий поток от турбины и перепускной заслонки отработавших газов проходит через устройство 70 снижения выбросов. Обычно, одно или несколько устройств 170 снижения выбросов могут содержать один или несколько каталитических нейтрализаторов последующей обработки отработавших газов, выполненных с возможностью каталитической обработки потока отработавших газов, позволяющей снизить количество одного или нескольких веществ в потоке отработавших газов. Например, один каталитический нейтрализатор последующей обработки отработавших газов может быть выполнен с возможностью улавливания NOx в потоке отработавших газов при обедненном потоке отработавших газов, и восстановления уловленных NOx при богатом потоке отработавших газов. В других примерах каталитический нейтрализатор последующей обработки отработавших газов может быть выполнен с возможностью изменения пропорций NOx или выборочного восстановления NOx с использованием восстановителя. В других примерах каталитический нейтрализатор последующей обработки отработавших газов может быть выполнен с возможностью окисления остаточных углеводородов и/или оксида углерода в потоке отработавших газов. Различные каталитические нейтрализаторы последующей обработки отработавших газов с любой из упомянутых функций могут быть расположены на сотовых структурах или на любом этапе последующей обработки отработавших газов, как по отдельности, так и вместе. В некоторых вариантах осуществления этапы последующей обработки выхлопных газов могут содержать сажевый фильтр с возможностью регенерации, выполненный с возможностью улавливания и окисления частиц сажи в потоке отработавших газов.

Обработанные отработавшие газы могут быть полностью или частично выпущены из устройства 170 снижения выбросов в атмосферу через выхлопную трубу 35. Однако, вместо этого, в зависимости от условий работы, некоторое количество отработавших газов может быть отведено в канал 50 РОГ (EGR), и, через охладитель 51 РОГ (EGR) и клапан 52 РОГ (EGR), во впуск компрессора 114. Клапан 52 РОГ (EGR) может быть открыт для пропускания регулируемого количества охлажденных отработавших газов во впуск компрессора для обеспечения требуемых характеристик сгорания и снижения выбросов. Таким образом, система 10 двигателя выполнена с возможностью обеспечения внешней РОГ (EGR) низкого давления (НД) посредством улавливания отработавших газов за турбиной 116 по ходу потока. Кроме того, расположение точек отбора РОГ (EGR) и их подмешивания обеспечивает очень эффективное охлаждение отработавших газов для увеличения массы доступных РОГ (EGR) и улучшения производительности. В других вариантах осуществления система двигателя может дополнительно содержать канал потока РОГ (EGR) высокого давления, причем отработавшие газы отводятся перед турбиной 116, и их рециркуляция осуществляется во впускной коллектор за компрессором 114 по ходу потока.

Однородность впускного воздуха и отработавших газов перед компрессором 114 может быть улучшена посредством смесителя 72. Смеситель 72 содержит конструктивные элементы, расположенные рядом соединением канала 50 РОГ (EGR) и впускного канала 42, для обеспечения смешивания отработавших газов с впускным воздухом. В некоторых примерах форма упомянутого соединения может быть выбрана так, чтобы дополнительно способствовать смешиванию отработавших газов с впускным воздухом. Таким образом, каждая из камер 30 сгорания, по существу, может получать одинаковую по количеству и составу смесь впускного воздуха и отработавших газов. Это позволяет улучшить стабильность сгорания и снизить выбросы транспортного средства, по сравнению с транспортными средствами без смесителя.

Охладитель 51 РОГ (EGR) может быть соединен с каналом 50 РОГ (EGR) для охлаждения РОГ (EGR), подаваемых в компрессор. Кроме того, в канале 50 РОГ (EGR) могут быть предусмотрены один или несколько датчиков для обеспечения информации о составе и состоянии РОГ (EGR). Например, для определения температуры РОГ (EGR) может быть предусмотрен датчик температуры, для определения давления РОГ (EGR) может быть предусмотрен датчик давления, для определения влажности или содержания воды в РОГ (EGR) может быть предусмотрен датчик влажности, и для оценки воздушно-топливного отношения РОГ (EGR) может быть предусмотрен датчик 54 воздушно-топливного отношения. Проходное сечение клапана РОГ (EGR) может быть отрегулировано на основе условий работы двигателя и состояния РОГ (EGR) для обеспечения требуемого обеднения смеси в двигателе.

Система 100 двигателя может дополнительно содержать систему 14 управления. Система 14 управления показана принимающей информацию от множества датчиков 16 (различные примеры которых раскрыты в настоящей заявке) и посылающей управляющие сигналы множеству исполнительных механизмов 81 (различные примеры которых раскрыты в настоящей заявке). Например, датчики 16 могут содержать датчик 126 отработавших газов, расположенный перед устройством снижения выбросов по ходу потока, датчик 124 ДВК (MAP), датчик 128 температуры отработавших газов, датчик 129 давления отработавших газов, датчик 55 температуры на впуске компрессора, датчик 56 давления на впуске компрессора, датчик 57 влажности на впуске компрессора и датчик 54 РОГ (EGR). Другие датчики, такие как дополнительные датчики давления, температуры, воздушно-топливного отношения и состава отработавших газов, могут быть предусмотрены в различных местах системы 100 двигателя. Исполнительные механизмы 81 могут содержать, например, дроссель 20, клапан 52 РОГ (EGR), привод 92 перепускной заслонки отработавших газов и топливный инжектор 66. Система 14 управления может содержать контроллер 12. Контроллер может получать входные данные от различных датчиков, обрабатывать входные данные, и приводить в действие различные исполнительные механизмы в ответ на обработанные данные и на основе запрограммированных в нем команд или программного кода, в соответствии с одним или несколькими алгоритмами.

На фиг. 2 показан изометрический вид 200 смесителя 72, расположенного во впускном канале 42 во впускной трубе 202. По существу, представленные ранее компоненты могут быть пронумерованы на последующих фигурах аналогично. Смеситель 72 выполнен с возможностью получения впускного воздуха через впускной канал 42, а также отработавших газов через канал 50 РОГ (EGR). Следует понимать, что смеситель 72 может не получать РОГ (EGR), когда клапан РОГ (EGR) (то есть, клапан 52 РОГ (EGR)) находится в полностью закрытом положении. Таким образом, смеситель 72 может работать как смеситель впускного воздуха при перекрытом потоке РОГ (EGR). Смеситель 72 прикреплен во впускном канале 42 ко внутренней поверхности впускной трубы 202, и может не быть соединен с механическими или электрическими приводами.

Система 290 координат показана содержащей три оси, ось X в горизонтальном направлении, ось Y в вертикальном направлении и ось Z в направлении, перпендикулярном обеим осям X и Y. Центральная ось 295 впускной трубы 202 показана пунктирной линией. Упомянутая центральная ось 295 проходит через геометрический центр смесителя 72. По существу, упомянутая центральная ось 295 может выполнять функцию горизонтальной центральной оси 295 смесителя 72. Вертикальная ось 298 показана проходящей через геометрический центр смесителя 72 перпендикулярно центральной оси 295. Упомянутая вертикальная ось 298 является вертикальной центральной осью канала 50 РОГ (EGR). Таким образом, канал 50 РОГ (EGR) перпендикулярно пересекает впускную трубу 202 в смесителе 72. Направление силы тяжести показано стрелкой 299, параллельной вертикальной оси 298. Направление входящего потока впускного воздуха показано стрелкой 292, параллельной центральной оси 295.

Смеситель 72 может быть сплошной единой деталью, выполненной путем механической обработки. В качестве альтернативы, смеситель 72 может представлять собой множество деталей, сваренных, сплавленных или соединенных друг с другом посредством других подходящих соединительных средств (например, клеящих веществ). Смеситель 72 может содержать прочные и легкие материалы, способные выдерживать высокие скорости потока газов и высокие температуры газов. Например, смеситель 72 может содержать один или несколько материалов, таких как керамику, металлические сплавы, производные кремния или другие подходящие материалы, соответствующие описанным выше условиям. Дополнительно, или в качестве альтернативы, смеситель 72 может содержать покрытия, выполненные с возможностью снижения количества сажи и/или мусора, накапливающихся на смесителе 72.

Смеситель 72 имеет цилиндрическую форму с круглым поперечным сечением, повторяющим форму впускной трубы 202. Таким образом, следует понимать, что геометрические характеристики смесителя 72 могут быть изменены для обеспечения сходства с характеристиками впускной трубы, без отступления от объема настоящего изобретения. То есть, поперечное сечение смесителя 72 может быть треугольным, прямоугольным, квадратным и т.д.

В некоторых примерах смеситель 72 может содержать наружную кольцевую стенку 204, диаметр которой, по существу, равен диаметру впускной трубы 202, так что наружная поверхность наружной кольцевой стенки 204 прижата к внутренней поверхности впускной трубы 202 (установлена с опорой на нее). В одном из примеров смеситель 72 вдвигают внутрь впускного канала 42 с натягом. В другом примере наружная кольцевая стенка 204 приварена, сплавлена и/или соединена со впускной трубой 202 клеящими веществами. Дополнительно, или в качестве альтернативы, наружная кольцевая стенка 204 может быть присоединена к впускной трубе 202 посредством контактной сварки. Как видно, впускная труба 202 и наружная кольцевая стенка 204 содержат отверстие 250 для пропускания РОГ (EGR) из канала 50 РОГ (EGR) в смеситель 72 и/или во впускной канал 42. В некоторых вариантах осуществления, дополнительно, или в качестве альтернативы, смеситель 72 может не содержать наружную кольцевую стенку 204. По существу, впускная труба 202 может образовывать наружную кольцевую грань смесителя 72 и содержать признаки наружной кольцевой стенки 204, описанные ниже, без отступления от объема настоящего изобретения.

Смеситель 72 дополнительно содержит переднюю сторону 206 и заднюю сторону 208 относительно направления входящего потока 292 впускного воздуха. В одном из примеров, передняя сторона 206 содержит переднюю грань наружной кольцевой стенки 204, и полностью открыта, таким образом, что входящий впускной воздух может беспрепятственно проходить через нее.

В качестве альтернативы, в одном из примеров, задняя сторона 208 является круглой поверхностью (например, пластиной), физически соединенной с задней гранью наружной кольцевой стенки 204. Таким образом, задняя сторона 208 смесителя 72 непроницаема, и впускной воздух и/или РОГ (EGR) не проходят напрямую через заднюю стенку 208. По существу, задняя стенка 208 может быть упомянута в настоящей заявке как задняя поверхность 208. Для крепления задней поверхности 208 к наружной кольцевой стенке 204 могут использоваться сварные швы, адгезивы, расплавленные массы и/или другие соединительные средства. В качестве альтернативы, задняя поверхность 208 может быть физически соединена с внутренней поверхностью впускной трубы 202 за отверстием 250 по ходу потока. Ширина задней поверхности 208 по оси х может быть относительно небольшой (например, менее 1 сантиметра) для уменьшения массы смесителя 72.

Множество трубок 210 Вентури проходят от задней поверхности 208 в направлении против потока, противоположно стрелке 292, в сторону передней стороны 206. Трубки 210 Вентури, по существу, идентичны друг другу, причем их каналы Вентури, по существу, параллельны направлению входящего потока впускного воздуха. Длинна трубок 210 Вентури, по существу, равна диаметру отверстия 250. В некоторых примерах, длина трубок 210 Вентури больше или меньше диаметра отверстия 250.

Трубки 210 Вентури содержат впуски 212 Вентури, выпуски 214 Вентури и сопла 216 Вентури. Впуски 212 Вентури могут быть не соединены и могут быть параллельны вертикальной оси 298 в плоскости передней стороны 206. Выпуски 214 Вентури могут быть соединены с задней поверхностью 208 посредством сварных швов, адгезивов, расплавленных масс и/или других подходящих соединительных средств. Таким образом, в то время как задняя поверхность 208 непроницаема для впускного воздуха и потока отработавших газов, трубки 210 Вентури выполнены с возможностью прохождения впускного воздуха и отработавших газов через заднюю поверхность 208. Таким образом, задняя поверхность 208 может содержать множество отверстий, соответствующих каждой из трубок 210 Вентури, таких, что впускной воздух может проходить через трубки 210 Вентури за заднюю поверхность 208 к двигателю (например, двигателю 10, показанному на фиг. 1). Дополнительно, или в качестве альтернативы, трубки 210 Вентури могут быть физически соединены с задней поверхностью 208 в области между соплом Вентури и выпуском Вентури. В одном из примеров, впускной воздух проходит через заднюю поверхность 208 только через трубки 210 Вентури. Таким образом, впускной воздух не проходит напрямую через заднюю поверхность 208 и не проходит между задней поверхностью 208 и впускной трубой 202.

Трубки 210 Вентури расположены концентрически с радиальным интервалом вокруг центральной оси 295. Таким образом, трубки 210 Вентури расположены симметрично относительно вертикальной оси. По существу, трубки 210 Вентури равномерно расположены вокруг центральной оси 295, причем первая группа расположена поблизости к центральной оси 295, и вторая группа расположена поблизости к впускной трубе 202. Таким образом, упомянутая вторая группа более радиально удалена от центральной оси 295, чем первая группа. Благодаря симметричному расположению трубок 210 Вентури, вакуум, создаваемый трубками 210 Вентури, может быть равномерно распределен по смесителю 72. Таким образом, впускной воздух и отработавшие газы могут быть равномерно распределены по впускному каналу 42. Однако, следует понимать, что трубки 210 Вентури могут быть не упорядочены и могут быть распределены по передней поверхности задней стороны 208 неравномерно, без отступления от объема настоящего изобретения. Например, большее количество трубок Вентури может быть расположено в нижней части смесителя 72. Это может способствовать прохождению большего количества впускного воздуха и отработавших газов через впускной канал в области нижней части.

Трубки 210 Вентури полые и содержат впуски 212 Вентури и выпуски 214 Вентури, как описано выше. Трубки 210 Вентури сужаются между впусками 212 Вентури, выпусками 214 Вентури в соплах 216 Вентури, которые соответствуют площади наибольшего сужения трубок 210 Вентури. Таким образом, диаметр трубок 210 Вентури уменьшается от впусков 212 Вентури к соплам 216 Вентури, достигая минимального диаметра в соплах, после чего возрастает от сопел 216 Вентури к выпускам 214 Вентури. В одном из примеров, сопла 216 Вентури расположены точно посередине между впусками 212 Вентури и выпусками 214 Вентури, в положении, соответствующем вертикальной оси 298. Таким образом, трубки 210 Вентури расположены в соответствии с отверстием 250 канала 50 РОГ (EGR). Поэтому поток впускного воздуха параллелен трубкам 210 Вентури, и поток отработавших газов перпендикулярен трубкам 210 Вентури. Это может обеспечивать увеличение турбулентности и/или завихрений, что улучшает однородность впускного воздуха и отработавших газов в смесителе 72.

Для обеспечения потока впускного воздуха и/или отработавших газов через трубки 210 Вентури, трубки 210 Вентури дополнительно содержат множество перфорационных отверстий 218, расположенных в соплах 216 Вентури. Перфорационные отверстия 218, по существу, идентичны друг другу. Перфорационные отверстия 218 могут быть круглыми, овальными, треугольными или другой формы. В одном из примеров, перфорационные отверстия 218 являются круглыми и расположены по всей окружности сопел 216 Вентури. Перфорационные отверстия 218 соединяют по текучей среде сопла 216 Вентури со впускным каналом 42. Таким образом, создаваемый при прохождении впускного воздуха через сопла 216 Вентури вакуум может подаваться во впускной канал 42 для засасывания впускного воздуха и/или отработавших газов из трубок 210 Вентури вблизи перфорационных отверстий 218. Таким образом, впускной воздух и/или отработавшие газы могут входить в трубки 210 Вентури через перфорационные отверстия 218 без прохождения через впуски 212 Вентури. Поток впускного воздуха через смеситель 72 более подробно описан ниже.

Таким образом, на фиг. 2 показана система смесителя, содержащего круглую поверхность перед двигателем и за выпуском РОГ (EGR) по ходу потока, поверхность, содержащую множество трубок Вентури, проходящих перед ней по ходу потока, причем трубки Вентури выполнены с возможностью приема впускного воздуха и газов РОГ (EGR) перед упомянутой поверхностью по ходу потока, и выпуска впускного воздуха и газов РОГ (EGR) за упомянутой поверхностью по ходу потока. Упомянутые трубки Вентури содержат впуски Вентури, выпуски Вентури и сопла Вентури, причем круглая поверхность физически соединена с трубками Вентури в области выпусков Вентури. Каждая трубка Вентури содержит множество перфорационных отверстий, расположенных вокруг сопла Вентури. Упомянутая круглая поверхность находится в плотном контакте с внутренней поверхностью впускной трубы, причем поверхность непроницаема для потока газов. Таким образом, впускной газ и РОГ (EGR) не могут проходить через указанную поверхность без прохождения через трубку Вентури множества трубок Вентури. Таким образом, впускной газ и РОГ (EGR), которые не проходят в трубки Вентури через впуски Вентури, могут проходить в трубки Вентури через перфорационные отверстия, расположенные вокруг сопел Вентури. Это приводит не только к изменению направления потока газа, но также может увеличивать турбулентность впускного воздуха и РОГ (EGR), тем самым увеличивая смешивание РОГ (EGR) со впускным воздухом.

Теперь обратимся к фиг. 3А и 3В, на которых показан пример потоков впускного воздуха и отработавших газов через смеситель в виде сбоку и спереди, соответственно. Более конкретно, на фиг. 3А показан изометрический вид 300, аналогичный изометрическому виду, показанному на фиг. 2, тогда как на фиг. 3В показан вид 350 спереди смесителя 72. Показанные потоки впускного воздуха и РОГ (EGR) являются примерами потоков в смесителе 72. Обе фигуры, фиг. 3А и 3В, содержат систему 290 координат. Однако, система 290 координат повернута в соответствии с видом на фиг. 3В.

На фиг. 3А пунктирными стрелками показан впускной воздух, проходящий от левой стороны фигуры к правой. Поток РОГ (EGR), также обозначенный пунктирными стрелками, проходит в плоскости, параллельной вертикальной оси 298 и осям Y и Z. Таким образом, поток РОГ (EGR) показан на фигуре проходящим в нисходящем направлении. РОГ (EGR) поступают в смеситель 72 из канала 50 РОГ (EGR) через отверстие 250 в направлении, по существу, перпендикулярном направлению впускного воздуха (стрелка 292), после чего проходят через трубки 210 Вентури или между ними. При прохождении впускного воздуха через трубки 210 Вентури в соплах 216 Вентури образуется вакуум, обеспечивающий возможность засасывания РОГ (EGR) и/или впускного воздуха через перфорационные отверстия 218 в трубки 210 Вентури. Таким образом, РОГ (EGR) могут проходить вниз или вокруг трубок 210 Вентури и смешиваться со впускным воздухом вне трубок 210 Вентури, после чего проходить в трубки 210 Вентури для смешивания со впускным воздухом внутри трубок 210 Вентури. Другими словами, впускной воздух и РОГ (EGR) могут завихряться вокруг трубок 210 Вентури перед поверхностью 208 по ходу потока до тех пор, пока впускной воздух и/или РОГ (EGR) не приблизятся к перфорационным отверстиям 218 трубок 210 Вентури. Газ, проходящий через перфорационные отверстия 218, проходит в направлении, перпендикулярном направлению потока газа, проходящего через впуски 212 Вентури (то есть, параллельного стрелке 292). Стрелка справа от смесителя 72 показывает поток впускного воздуха и/или РОГ (EGR), выходящий из трубок 210 Вентури через выпуски 214 Вентури. Как описано выше, воздух не проходит через заднюю поверхность 208 без прохождения через выпуски 214 Вентури. Таким образом, трубки 210 Вентури соединяют по текучей среде впускной канал 42 перед смесителем 72 по ходу потока с впускным каналом 42 за смесителем 72 по ходу потока.

На фиг. 3В показан РОГ (EGR), проходящий в смеситель 72 вдоль вертикальной оси 298. При прохождении РОГ (EGR) в смеситель 72 часть РОГ (EGR) начинает проходить в пространства, расположенные между трубками 210 Вентури. Впускной воздух, попавший в смеситель 72 и не вошедший в трубки 210 Вентури (например, поступивший в смеситель 72 и столкнувшийся с задней стороной 208) может также быть расположен в пространствах между трубками 210 Вентури. Таким образом, РОГ (EGR) и впускной воздух могут смешиваться в смесителе 72 за пределами трубок 210 Вентури. Оставшаяся часть РОГ (EGR) поступает в трубки 210 Вентури через перфорационные отверстия 218 или впуски 212 Вентури. В одном из примеров, через перфорационные отверстия 218 в трубки 210 Вентури поступает больше РОГ (EGR), чем через впуски 212 Вентури. Это может произойти, когда впускной воздух проходит через трубки 210 Вентури, создавая низкое статическое давление в соплах 216 Вентури, и засасывает РОГ (EGR) и/или впускной воздух в смеситель 72 из пространств между трубками 210 Вентури. Таким образом, смесь впускного воздуха и РОГ (EGR) может выходить из выпусков 214 Вентури и поступать в часть впускного канала 42 за задней поверхностью 208 по ходу потока. Благодаря описанному выше расположению трубок Вентури смесь может проходить вблизи впускной трубы или центральной оси (например, впускной трубы 202 и центральной оси 295 на фиг. 2 и 3А). Таким образом, поток отработавших газов рядом со впускной трубой может быть, по существу, сходным по составу отработавшим газам рядом с центральной осью впускной трубы.

Теперь обратимся к фиг. 4А и 4В, на которых показан пример потоков впускного воздуха и РОГ (EGR) через смеситель 400 в виде сбоку и спереди, соответственно. Более конкретно, на фиг. 4А показан изометрический вид, аналогичный показанному на фиг. 2, тогда как на фиг. 4В показан вид спереди смесителя 400. Упомянутый смеситель 400 является альтернативным вариантом осуществления смесителя 72. Таким образом, общие компоненты смесителя 400 и смесителя 72 имеют аналогичные ссылочные номера и могут не быть представлены заново. Кроме того, смеситель 400 может быть использован во впускной трубе 202 впускного канала 42, показанного на фиг. 2. Показанный поток впускного воздуха и РОГ (EGR) в смесителе 400 является примером потока в смесителе 400. Обе фигуры, фиг. 4А и 4В, содержат систему 290 координат. Однако, система 290 координат повернута в соответствии с видом на фиг. 4В.

На фиг. 4А показан смеситель 400, содержащий трубку 410, повторяющую контур впускной трубы 202. Таким образом, трубка 410 упомянута в настоящей заявке как изогнутая трубка 410. Изогнутая трубка 410 полая, и соединена по текучей среде с выпуском канала 50 РОГ (EGR). В одном из примеров, изогнутая трубка примыкает к каналу 50 РОГ (EGR). Таким образом, РОГ (EGR) перед попаданием в смеситель 400 проходят через изогнутую трубку 410. Изогнутая трубка 410 расположена вне впускной трубы 202 и/или наружной кольцевой стенки 204, перед задней поверхностью 208 по ходу потока. Изогнутая трубка 410 и трубки 210 Вентури расположены вдоль вертикальной оси 298 между плоскостями, образованными передней стороной 206 и задней поверхностью 208. Другими словами, ни изогнутая трубка 410, ни трубки 210 Вентури не проходят перед передней стороной 206 по ходу потока или за задней поверхностью 208 по ходу потока. Дополнительно, или в качестве альтернативы, РОГ (EGR) могут проходить вдоль окружности смесителя 400 и/или впускной трубы 202 по спирали или в форме улитки в сторону центральной оси 295. В некоторых примерах выпуск может быть соединен по текучей среде как с отверстием (например, отверстием 250 на фиг. 2), так и с изогнутой трубкой 410. Таким образом, РОГ (EGR) могут проходить в смеситель 72 через отверстия и/или изогнутую трубку 410.

Впуск 412 изогнутой трубки 410 соединен с выпуском канала РОГ (EGR) (например, с каналом 50 РОГ (EGR) на фиг. 1 и 2). Как видно, впуск 412 круглый, но может иметь другую форму в зависимости от геометрии выпуска РОГ (EGR). Наибольшим диаметром изогнутой трубки 410 может быть диаметр впуска 412. Таким образом, диаметр изогнутой трубки уменьшается от впуска 412 к конечной точке 414, как описано ниже.

На фиг. 4В показана изогнутая трубка 410, опоясывающая часть окружности наружной кольцевой стенки 204. Изогнутая трубка 410 охватывает менее половины окружности наружной кольцевой стенки 204. Более конкретно, в одном из примеров, изогнутая трубка 410 опоясывает ровно одну треть окружности наружной кольцевой стенки 204. В одном из примеров, изогнутая трубка 410 имеет улиткообразную форму. Как видно, изогнутая трубка 410 загибается улиткообразно в сторону наружной кольцевой стенки 204. Таким образом, диаметр и/или высота изогнутой трубки 410 постепенно уменьшается от впуска 412 к конечной точке 414. Это может способствовать закручиванию потока РОГ (EGR), как показано на фигуре. Благодаря закручиванию трубки 410 и, как следствие, потока РОГ (EGR), может быть обеспечен эффект завихрения в смесителе 400, который может обеспечивать улучшение смешивания РОГ (EGR) и впускного воздуха.

Внутренний канал 416 соединен по текучей среде со смесителем 400. В одном из примеров, внутренний канал 416 полностью открыт вдоль внутренней части 432 изогнутой трубки 410. Таким образом, РОГ (EGR) могут беспрепятственно проходить из изогнутой трубки 410 в смеситель 400. В качестве альтернативы, внутренняя часть 432 перфорирована, и РОГ (EGR) могут выходить из внутреннего канала 416 только через перфорационные отверстия. Таким образом, внешняя часть 434 изогнутой трубки 410 полностью герметична. Как следствие, РОГ (EGR) не может проходить непосредственно из внутреннего канала 416 к двигателю или в окружающую атмосферу. Впускной воздух может не проходить в изогнутую трубку 410 из-за того, что давление в смесителе 400 меньше давления во внутреннем канале 416. Это может быть обусловлено тем, что трубки 210 Вентури создают вакуум в смесителе 400.

Как видно, РОГ (EGR) проходят в концентрическом направлении в сторону геометрического центра смесителя 400. При прохождении РОГ (EGR) в сторону центра смесителя 400 вакуум из трубок 210 Вентури может обеспечивать засасывание части РОГ (EGR). Таким образом, впускной газ и РОГ (EGR) смешиваются внутри трубок 210 Вентури, после чего выходят из смесителя 400. В качестве альтернативы, РОГ (EGR) могут смешиваться со впускным воздухом вне трубок 210 Вентури. Таким образом, впускной воздух может проходить через заднюю поверхность 208 (показана заштрихованной окружностью) и, затем, проходить в полые пространства смесителя 400, расположенные между трубками 210 Вентури. Таким образом, впускной воздух и РОГ (EGR) могут смешиваться и, затем, проходить в одну из трубок Вентури множества трубок 210 Вентури для смешивания с несмешанным впускным воздухом. Благодаря этому посредством смесителя 400 могут быть задействованы множество механизмов смешивания, способствующих смешиванию впускного воздуха и РОГ (EGR) для улучшения распределения РОГ (EGR) в цилиндрах двигателя. Это может способствовать улучшению стабильности сгорания, снижению выбросов и увеличению срока службы двигателя.

Таким образом, способ для смесителя может содержать смешивание впускных и отработавших газов посредством множества трубок Вентури, расположенных вдоль вертикальной оси, общей с каналом РОГ (EGR), содержащим изогнутый выпуск (например, изогнутую трубку), охватывающий часть окружности задней стенки, к которой прикреплены трубки Вентури. Упомянутый изогнутый выпуск имеет улиткообразную форму и загибается улиткообразно в сторону наружной кольцевой стенки смесителя. Упомянутая задняя стенка непроницаема для газов и находится в плотном контакте с внутренней поверхностью впускной трубы. Упомянутая задняя стенка разделяет по текучей среде часть впускного канала перед стенкой по ходу потока от части впускного канала за стенкой по ходу потока. Упомянутые трубки Вентури дополнительно содержат множество перфорационных отверстий, расположенных в сопле Вентури вдоль общей вертикальной оси. Упомянутые трубки Вентури обеспечивают вакуум в смесителе через перфорационные отверстия, способствующий смешиванию отработавших газов и впускного воздуха в смесителе. РОГ (EGR) проходят в трубки Вентури через перфорационные отверстия. Высота упомянутого изогнутого выпуска уменьшается от впуска к конечной точке, обеспечивая эффект завихрения при попадании РОГ (EGR) в смеситель.

Теперь обратимся к фиг. 5, на которой в увеличенном масштабе показан пример 500 одной трубки 510 Вентури множества трубок 210 Вентури. Также показан пример потоков впускного воздуха и РОГ (EGR). Впускной воздух проходит непосредственно в трубку 510 Вентури, как показано сплошными стрелками. Впускной воздух, обходящий трубку 510 Вентури и сталкивающийся с задней стороной 208, показан средними пунктирными стрелками. РОГ (EGR) показаны малыми пунктирными стрелками. Штрихи среднего пунктира больше штрихов малого пунктира.

Сплошные стрелки показывают поток непосредственно в трубку 510 Вентури через впуск 512 Вентури. Средние пунктирные стрелки показывают поток в заднюю сторону 208 без прохождения через трубку 510 Вентури. Как видно, упомянутые средние пунктирные стрелки проходят в направлении потока, контактируют с задней стороной 208, и затем проходят навстречу изначальному пути потока. Таким образом, задняя сторона 208 предотвращает прохождение впускного воздуха в двигатель (например, двигатель 10) без прохождения через трубку Вентури множества трубок Вентури. Малые пунктирные стрелки проходят непосредственно в трубку 510 Вентури через перфорационные отверстия 518. Как видно, перфорационные отверстия 518 находятся в положении, соответствующем вертикальной оси 298, вдоль сопла 516 Вентури трубки 510 Вентури. Следует понимать, что упомянутые малые пунктирные стрелки могут не проходить непосредственно в трубку 510 Вентури, а вместо этого, обходить трубку 510 Вентури и соединяться со средними пунктирными стрелками. Средние пунктирные стрелки также проходят в трубку 510 Вентури через перфорационные отверстия 518 после столкновения средних пунктирных стрелок с задней стороной 208. Средние пунктирные стрелки и малые пунктирные стрелки соединяются в сопле 516 Вентури со сплошными стрелками, после чего выходят из выпуска 514 Вентури, проходят через заднюю сторону 208 и в сторону двигателя.

Таким образом, компактный смеситель РОГ (EGR), расположенный на пересечении канала РОГ (EGR) и впускного канала, может улучшать смешивание РОГ (EGR) с потоком впускного воздуха. Упомянутый смеситель РОГ (EGR) содержит заднюю сторону, выполненную с возможностью препятствования потоку газов к частям впускного канала за задней стороной по ходу потока. Трубки Вентури выступают из задней стороны навстречу потоку, и выполнены с возможностью обеспечения потока газов через заднюю сторону. Таким образом, в одном из примеров, упомянутые трубки Вентури являются единственным проходом для газов через заднюю сторону. Технический эффект от предотвращения потока газов через заднюю сторону заключается в улучшении смешивания впускных газов и РОГ (EGR). Упомянутый канал РОГ (EGR) может обеспечивать поток РОГ (EGR) непосредственно в смеситель или может обеспечивать поток РОГ (EGR) через изогнутую трубку в смеситель. РОГ (EGR) засасываются в трубки Вентури при прохождении впускных газов через сопло Вентури, в котором расположены множество перфорационных отверстий для воздействия на РОГ (EGR) посредством вакуума. Таким образом, упомянутые перфорационные отверстия соединены по текучей среде с вакуумом, создаваемом в сопле Вентури для засасывания РОГ (EGR). Благодаря этому, РОГ (EGR) и впускные газы смешиваются перед задней стороной по ходу потока перед прохождением через трубку Вентури и в двигатель.

Система, содержащая округлую поверхность перед двигателем и за выпуском РОГ (EGR) по ходу потока, причем поверхность содержит множество трубок Вентури, проходящих навстречу потоку, и причем трубки Вентури выполнены с возможностью приема впускного воздуха и газов РОГ (EGR) перед поверхностью по ходу потока и выпуска впускного воздуха и газов РОГ (EGR) за поверхностью по ходу потока. Первый пример системы дополнительно содержит вариант, в котором упомянутая поверхность находится в плотном контакте с внутренней поверхностью впускной трубы, причем поверхность непроницаема для потока газов. Второй пример системы, в вариантах, содержит первый пример, и дополнительно содержит вариант, в котором упомянутые трубки Вентури содержат впуски Вентури, выпуски Вентури и сопла Вентури, причем поверхность имеет круглую форму и физически соединена с трубками Вентури через выпуски Вентури. Третий пример системы, в вариантах, содержит первый и/или второй примеры, и дополнительно содержит вариант, в котором каждая из трубок Вентури содержит множество перфорационных отверстий, расположенных вокруг сопла Вентури. Четвертый пример системы, в вариантах, содержит один или более из примеров с первого по третий, и дополнительно содержит вариант, в котором выпуск РОГ (EGR) изогнут и охватывает часть окружности впускной трубы. Пятый пример системы, в вариантах, содержит один или более из примеров с первого по четвертый, и дополнительно содержит вариант, в котором впускной газ и РОГ (EGR) не могут проходить через упомянутую поверхность без прохождения через трубку Вентури множества трубок Вентури. Шестой пример системы, в вариантах, содержит один или более из примеров с первого по пятый, и дополнительно содержит вариант, в котором трубки Вентури параллельны направлению входящего потока впускного воздуха и перпендикулярны направлению входящего потока РОГ (EGR).

Смеситель РОГ (EGR), содержащий наружную кольцевую стенку, находящуюся в контакте с внутренней поверхностью впускной трубы, канал РОГ (EGR), соединенный по текучей среде с частью впускного канала внутри наружной кольцевой стенки, и заднюю стенку, находящеюся в плотном контакте с наружной кольцевой стенкой, причем задняя стенка дополнительно содержит множество трубок Вентури, выполненных с возможностью пропускания потока газов через заднюю стенку. Первый пример смесителя РОГ (EGR) дополнительно содержит вариант, в котором трубки Вентури дополнительно содержат перфорационные отверстия, расположенные вдоль сопел Вентури, причем перфорационные отверстия и канал РОГ (EGR) расположены вдоль вертикальной оси. Второй пример смесителя РОГ (EGR), содержащий, в вариантах, первый пример, дополнительно содержит вариант, в котором канал РОГ (EGR) содержит выпускной канал, охватывающий наружную часть наружной кольцевой стенки, причем наружная кольцевая стенка и впускная труба содержат отверстие, охватывающее полную длину выпускного канала. Третий пример смесителя РОГ (EGR), содержащий, в вариантах, первый и/или второй примеры, дополнительно содержит вариант, в котором выпускной канал изогнут и охватывает меньше половины окружности наружной кольцевой стенки. Четвертый пример смесителя РОГ (EGR), содержащий, в вариантах, один или более из примеров с первого по третий, дополнительно содержит вариант, в котором задняя стенка выполнена с возможностью блокировки потока газов и отделяет по текучей среде смеситель РОГ (EGR) от части впускного канала, расположенной за задней стенкой по ходу потока. Пятый пример смесителя РОГ (EGR), содержащий, в вариантах, один или более из примеров с первого по четвертый, дополнительно содержит вариант, в котором трубки Вентури соединяют по текучей среде смеситель РОГ (EGR) с частью впускного канала, расположенной за задней стенкой по ходу потока.

Способ для смесителя, содержащий смешивание впускных и отработавших газов посредством множества трубок Вентури, расположенных вдоль вертикальной оси, общей с каналом РОГ (EGR), который содержит изогнутый выпуск, охватывающий часть окружности задней стенки, к которой прикреплены трубки Вентури. Первый пример способа дополнительно содержит вариант, в котором упомянутый изогнутый выпуск имеет улиткообразную форму и загибается улиткообразно в сторону наружной кольцевой стенки смесителя. Второй пример способа, содержащий, в вариантах, первый пример, дополнительно содержит вариант, в котором упомянутая задняя стенка непроницаема для газов и находится в плотном контакте с внутренней поверхностью впускной трубы. Третий пример способа, содержащий, в вариантах, первый и/или второй примеры, дополнительно содержит вариант, в котором упомянутые трубки Вентури дополнительно содержат множество перфорационных отверстий, расположенных у сопла Вентури вдоль общей вертикальной оси. Четвертый пример способа, содержащий, в вариантах, один или более из примеров с первого по третий, дополнительно содержит вариант, в котором осуществляется прохождение впускного газа через множество трубок Вентури, причем прохождение впускного газа через сопла Вентури содержит создание вакуума, подаваемого в части смесителя через перфорационные отверстия. Пятый пример способа, содержащий, в вариантах, один или более из примеров с первого по четвертый, дополнительно содержит вариант, в котором РОГ (EGR) проходят в трубки Вентури через перфорационные отверстия. Шестой пример способа, содержащий, в вариантах, один или более из примеров с первого по пятый, дополнительно содержит вариант, в котором высота упомянутого изогнутого выпуска уменьшается от впуска к конечной точке.

Необходимо отметить, что примеры приведенных здесь алгоритмов управления и оценки могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти, и могут исполняться системой управления, содержащей контроллеры в сочетании с различными датчиками, приводами и другими компонентами двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и тому подобные. Таким образом, различные описанные действия, процессы и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно, или, в некоторых случаях, могут быть опущены. Аналогично, такой порядок обработки не обязателен для достижения преимуществ и реализации признаков раскрытых в настоящей заявке примеров осуществления, но приведен для простоты графического представления и описания. Одно или несколько описанных действий, процессов и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Более того, описанные действия, процессы и/или функции могут графически представлять код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, в которой описанные действия реализуются посредством исполнения команд в системе, причем раскрытые действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.

Следует понимать, что конфигурации и последовательности, раскрытые в данном документе, являются по своей сути примерами, и эти конкретные варианты осуществления не должны быть восприняты в ограничивающем значении, поскольку возможно множество модификаций. Например, вышеупомянутая технология может быть применена к V-образному шестицилиндровому, рядному четырехцилиндровому, рядному шестицилиндровому, V-образному двенадцатицилиндровому, оппозитному четырехцилиндровому и другим типам двигателей. Объем настоящего изобретения содержит все неизвестные и неочевидные сочетания и частичные сочетания различных систем, конфигураций, и других признаков, функций и/или свойств, раскрытых в данном документе.

В последующих пунктах формулы изобретения конкретно указаны определенные сочетания и частичные сочетания, которые следует считать новыми и неочевидными. Эти пункты формулы могут ссылаться на «элементы» или «первые элементы», или их эквиваленты. Такие пункты формулы следует считать содержащими возможность наличия одного или нескольких таких элементов, но не требующими наличия и не исключающими возможность наличия двух или большего количества таких элементов. Другие сочетания или частичные сочетания раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены посредством внесения поправок в настоящие пункты формулы или через включение новых пунктов формулы в настоящую или связанную заявку. Такие пункты формулы, вне зависимости от того, шире, уже, эквивалентные или отличные от исходных пунктов формулы изобретения, также включены в объем настоящего изобретения.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система смешивания газов содержит первую и вторую поверхности (206), (208) и трубки Вентури. Первая поверхность (206) расположена выше по потоку относительно потока впускного воздуха от двигателя. Первая поверхность (206) содержит впуски (212) трубок Вентури, выполненные с возможностью приема впускного воздуха. Вторая поверхность (208) содержит выпуски (214) трубок Вентури, выполненные с возможностью выпуска впускного воздуха и газов рециркуляции отработавших газов (РОГ). В соплах (216) Вентури выполнены перфорационные отверстия (218) ниже по потоку, относительно потока газов РОГ, от изогнутой трубы, проходящей в окружном направлении относительно впускной трубы. Трубки Вентури проходят между первой и второй поверхностями перпендикулярно окружному направлению изогнутой трубы. Технический результат заключается в улучшении смешивания впускного воздуха и потока газа РОГ. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система смешивания газов, содержащая:

первую поверхность, расположенную выше по потоку, относительно потока впускного воздуха, от двигателя и содержащую впуски множества трубок Вентури, выполненных с возможностью приема впускного воздуха, и

вторую поверхность, содержащую выпуски указанных трубок Вентури, выполненных с возможностью выпуска впускного воздуха и газов рециркуляции отработавших газов (РОГ),

перфорационные отверстия в соплах Вентури ниже по потоку, относительно потока газов рециркуляции отработавших газов (РОГ), от изогнутой трубы, проходящей в окружном направлении относительно впускной трубы, причем

трубки Вентури проходят между первой и второй поверхностями перпендикулярно окружному направлению изогнутой трубы.

2. Система смешивания газов по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутые первая и вторая поверхности находятся в уплотняющем контакте с внутренней поверхностью впускной трубы, причем упомянутые поверхности непроницаемы для потока газов.

3. Система смешивания газов по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутые первая и вторая поверхности соединяют по текучей среде перфорационные отверстия, изогнутую трубу и выпуск РОГ.

4. Система смешивания газов по п. 3, отличающаяся тем, что сопло Вентури обеспечивает разрежение для вытягивания газов РОГ через перфорационные отверстия.

5. Система смешивания газов по п. 1, отличающаяся тем, что выпуск РОГ изогнут и охватывает часть окружности впускной трубы.

6. Система смешивания газов по п. 1, отличающаяся тем, что для впускного газа предусмотрена возможность вхождения через впуски трубок Вентури в первой поверхности, а для газов РОГ предусмотрена возможность вхождения через перфорационные отверстия так, чтобы впускной газ и газы РОГ смешивались в соплах Вентури и выходили через выпуски трубок Вентури во второй поверхности.

7. Система смешивания газов по п. 1, отличающаяся тем, что трубки Вентури параллельны направлению входящего потока впускного воздуха и перпендикулярны направлению входящего потока РОГ.