[发明专利]用于废气再循环的系统和方法

说明书

技术领域

本发明整体涉及内燃发动机，并且更具体地，涉及用于使内燃发动机内的废气再循环的废气再循环系统和方法。

背景技术

法规排放标准通常对能够释放到环境中的诸如氮氧化物(NO_X)等污染物的量设定限制。原装备制造商典型地通过结合一些形式的减排技术来满足这些限制。减排技术的一种形式是废气再循环(EGR)系统。在该系统中，离开发动机的废气的一部分被再循环回到发动机气缸中，用于进一步燃烧。这些再循环的废气具有低的氧浓度并且能够通过降低燃烧过程中发动机气缸中的氧浓度来减少NO_X的形成。

在至少一些情况中，EGR系统可以包括EGR混合器，其可以安装至发动机的气缸盖或其它入口系统。EGR混合器可以接收并且使废气的一部分与入口空气混合。来自EGR混合器的混合气体可以被引导回到发动机气缸，以与其中的燃料混合物混合并燃烧。经过EGR混合器的废气的流动可以通过EGR阀控制。

传统EGR系统典型地由金属构造并且包括若干不同的部件。例如，废气和入口空气可以经过各种导管、歧管、适配器和间隔件再循环回到发动机中，所述各种导管、歧管、适配器和间隔件可以连接在一起以形成传统EGR系统。由这些不同的金属部件设计EGR系统不仅导致较重的EGR系统，而且EGR系统昂贵且难以制造。

此外，取决于变化的发动机构造，EGR系统可能需要不同的配管和歧管构造，这又可能要求EGR混合器以各种构造取向。例如，在一些情况中，EGR混合器可以被要求以面向上的构造取向，其中，EGR混合器的入口相对于地面指向大致向上方向。在一些其它情况中，EGR混合器可以被要求以面向下的构造取向，其中，EGR混合器的入口相对于地面指向大致向下方向。在又一些其它情况中，也可以期望EGR混合器以不同方向取向的替代构造。

转让给Nissan Motor Co.,Ltd的美国专利No.6173701中公开了一种现有技术EGR系统。该专利的EGR系统包括连接至内燃发动机的塑料进气歧管的EGR管和EGR阀。塑料进气歧管上形成有安装座，安装座具有与进气歧管的内部连接的柱形孔。由金属构造的冷却壳体连接至进气歧管的安装座，并且EGR阀连接至冷却壳体。EGR管的一端连接至EGR阀，并且EGR管的另一端连接至发动机的排气歧管，使得排气歧管中的废气的部分经过EGR管通至EGR阀，以经过塑料进气歧管的安装座中的柱形孔回供到发动机中。因此，‘701专利的EGR系统的设计复杂并且由若干部件组成，其中的至少一些部件由金属构造。

因此，如果可以开发一种具有较少零部件以降低EGR系统的复杂性和制造成本且不折衷其可靠性和耐久性的改进的EGR系统，将是有益的。如果EGR系统可以以不同的构造使用，诸如但不限于面向上的构造和面向下的构造，还将是有益的。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开一种废气再循环混合器。废气再循环混合器可以包括能够接收入口空气的入口空气端口、能够释放入口空气和废气的混合物的出口、以及与入口空气端口和出口成一体并且将入口空气端口和出口连接在一起流体连通以形成整体结构的主体。主体中可以限定用于混合入口空气和废气的腔，废气再循环混合器由复合材料组成。

根据本发明的另一方面，公开一种发动机。发动机可以包括气缸盖和废气再循环混合器。废气再循环混合器可以由复合材料组成并且可以包括限定入口空气端口的主体，当废气再循环混合器安装到气缸盖时，入口空气端口能够大致面向下朝向地面和大致面向上背向地面中的至少一种。

根据本发明的又一方面，公开一种使从排气歧管释放的废气再循环回到发动机中的方法。该方法可以包括提供一种废气再循环混合器，其具有由复合材料构造并且限定入口空气端口、废气入口端口和出口的主体，废气再循环混合器定位在排气歧管和发动机之间。该方法还可以包括接收经过入口空气端口的入口空气；接收从排气歧管经过废气入口端口到废气再循环混合器中的废气；并且使废气远离入口空气端口并朝向出口转向。该方法附加地可以包括使入口空气与废气在废气再循环混合器内混合以形成经过出口释放的废气再循环混合物，以及将废气再循环混合物从出口导引至发动机。

当结合附图阅读以下说明时，将更容易理解本发明的这些和其它方面和特征。

附图说明

图1示出在其上安装有示例性EGR混合器的发动机的进气侧的立体图，EGR混合器根据本发明的至少一种实施方式构造；

图2示出图1的发动机的排气侧的立体图的一部分；