用于发动机的气体流动系统的制作方法

1.本说明书总体上涉及一种用于车辆的进气系统，并且更具体地涉及一种用于将再循环排气与进气混合的混合器。


背景技术：

2.为了满足严格的联邦排放标准，发动机系统可以配置有多种技术以减少排放物，诸如氮氧化物(nox)排放物。一种用于减少nox的示例性技术可以包括排气再循环(egr)。经由egr减少nox包括将可控比例的发动机排气再循环回到进气通道中以与进气组合。egr的添加可以不以化学方式参与燃烧(例如，气体基本上是惰性的)，并且可以减少可用于燃烧的气缸内容物的量。这可能导致相应地较低的峰值气缸温度和热量释放。通过这样做，可以减少nox排放。
3.然而，如本文的发明人所认识到的，在使egr流入进气通道时可能出现问题。在一个示例中，在进气通道在多缸发动机的上游分开之前，将egr引入到进气通道中。在各种发动机转速/负荷下可能难以实现期望的egr与进气的混合，特别是当egr通道以基本上垂直的角度连接到进气通道时，这可能导致egr/进气混合物的不均匀分布。例如，一个气缸可能接收太多egr，可能导致微粒排放增加，而另一个气缸可能接收太少egr，可能导致nox排放增加。
4.解决混合不足的尝试包括在egr通道的egr出口与进气通道之间的接合部引入混合装置，使得egr的分散可以更均匀。然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，一些混合器可能难以制造或制造成本高昂。作为另一个示例，一些混合器可能会阻止足够的egr流，从而增加排气背压并且降低发动机效率。


技术实现要素：

5.现有技术的这些技术问题通过以下实用新型来解决。
6.在一个示例中，可以通过一种用于发动机的气体流动系统来解决上述问题，所述气体流动系统包括：第一通道，第一气体被配置为沿着第一轴线流过所述第一通道；第二通道，第二气体被配置为沿着第二轴线流过所述第二通道，第一通道在第一通道的出口处流体地连接到第二通道；以及混合器，所述混合器在出口处与第一通道集成在一起并且延伸到第二通道中，所述混合器包括围绕第一轴线径向延伸的延伸部和沿着第一轴线延伸到第二通道中的主体。
7.以这种方式，第一气体(其可以是从发动机再循环的排气)可以经由混合器的主体和延伸部从第一通道引导到第二通道的中心，同时混合器的主体使围绕第二通道中心的第二气体(其可以是进气)的流动转向(例如，优先使第二气体转向第二通道的横向侧和底部)。在这样做时，第一气体可以在混合器下游与第二气体均匀地混合。混合器可以不阻碍第一气体的流动，并且可以与第一通道一体地形成。以这种方式，可以降低制造成本并且可以相对于其他混合器降低排气背压。
8.应当理解，提供以上实用新型内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
9.本专利或申请文件包含以彩色执行的至少一个附图。具有彩色附图的本专利或专利申请公布的副本将在请求和支付必要费用后由专利局提供。
10.图1示意性地示出了具有排气再循环(egr)系统的示例性发动机的一个气缸。
11.图2至图4示出了连接到与进气通道流体地接合的egr通道的 egr混合器的透视图。
12.图5至图6示出了图2至图4的egr系统的透视图，包括进气流和排气流的示意图。
13.图7示出了没有混合器的egr系统的透视图，包括进气流和排气流的示意图。
14.图8示出了图5至图6的egr系统的进气通道的截面，包括排气和进气混合的示意图。
15.图9示出了图7的egr系统的进气通道的截面，包括排气和进气混合的示意图。
具体实施方式
16.以下描述涉及车辆(诸如图1中所示的车辆)的排气系统和进气系统。排气系统包括用于使排气从内燃发动机的排气口流到内燃发动机的进气系统的排气再循环(egr)系统。进气系统可以包括进气口以从车辆外部吸入空气并且将进气输送到发动机。egr系统和进气系统可以包括流体连接，其中再循环排气汇合并且流入进气。如图2至图 4中所示，提供了连接到egr通道的出口的混合器以使egr与进气彻底混合。混合器可以包括延伸到进气通道中的壁，所述壁设置在 egr通道的上游侧上(例如，在进气通道的上游方向处)。因此，混合器充当进气的部分屏障，使进气在混合器周围和下方流动。egr沿混合器向下流动并且与进气一起被引导向下游。当进气流到egr的侧面时，进气与egr混合。如图5、图6和图8中所示，混合器用于将egr散布在进气通道内的更大体积上，从而利于egr与进气的流体混合。如图7和图9中所示，与没有混合器的类似系统相比，egr 与进气更彻底地混合，同时在egr通道与进气通道之间保持90
°
关系。此外，混合器可以由egr通道形成，例如，在egr通道的端部延伸到进气通道中的一段egr通道可以被切割以形成混合器。通过这样做，混合器的制造可以相对便宜。
17.转到图1，示出了可以包括在车辆5的推进系统中的多缸发动机 10的一个气缸的示意图。车辆5可以被配置用于在道路上推进。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过由车辆操作员132经由输入装置130进行的输入来控制。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号pp的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30(也称为气缸30)可以包括燃烧室壁32，其中活塞36定位在所述燃烧室壁中。活塞36可以连接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统(未示出)连接到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可经由飞轮(未示出)连接到曲轴40以实现发动机10的起动操作。
18.燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气歧管48排出燃烧气体。排气歧管48可以包括温度传感器72。进气歧管44和排气歧管48可以经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
19.燃料喷射器66被示为以如下配置布置在进气歧管44中：提供所谓的燃料到在燃烧室30上游的进气道中的进气道喷射。燃料喷射器 66可与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号fpw的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可替代地或另外包括燃料喷射器，所述燃料喷射器直接地连接到燃烧室 30，以被称为直接喷射的方式直接地在其中喷射燃料。
20.进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置可通过控制器12经由被提供到与节气门62 包括在一起的电动马达或致动器的信号来改变，即通常被称为电子节气门控制(etc)的配置。以这种方式，可以操作节气门62以改变提供到燃烧室30以及其他发动机气缸的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号tp提供到控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器120，所述质量空气流量传感器连接在节气门62的上游以测量通过节气门62进入气缸的空气充气的流速。进气通道42还可以包括歧管空气压力传感器122，所述歧管空气压力传感器连接在节气门62的下游以测量歧管空气压力map。
21.在一些实施例中，至少包括压缩机(未示出)的压缩装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)可以沿着进气歧管44布置。对于涡轮增压器，压缩机可以至少部分地由涡轮(未示出)例如经由轴来驱动，所述涡轮沿着排气歧管48布置。对于机械增压器，压缩机可以至少部分地由发动机和/或电机驱动，并且可以不包括涡轮。
22.在选择操作模式下，点火系统88可以响应于来自控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在具有或不具有点火火花的情况下以压缩点火模式来操作。
23.排气传感器126被示为在排放控制装置70的上游连接到排气通道58。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或uego(通用或宽域排气氧)、窄带(较旧系统视为双态装置)氧传感器或ego、hego(加热型ego)、nox、 hc或co传感器。排放控制装置70被示为沿着排气通道58布置在排气传感器126的下游。排放控制装置70可以是三元催化器(twc)、 scr催化器、nox捕集器、汽油微粒过滤器(gpf)、这些装置中的两种或更多种的组合或各种其他排放控制装置中的一种。
24.另外，发动机10可以包括排气再循环(egr)系统以帮助降低nox 和其他排放物。egr系统可以被配置为使一部分排气从发动机排气口再循环到发动机进气口。在一个示例中，egr系统可以是低压egr 系统，其中排气从汽油微粒过滤器70的下游再循环到发动机进气口。
25.egr和进气的彻底混合可以利于均匀燃烧，从而减少排放物并且提高燃料效率。封装约束条件可能要求egr通道以90
°
角与进气通道42相汇。在下面描述的实施例中，可以提供混合器以帮助排气和进气的混合。
26.排气通道58还可以包括消声器71和布置在消声器71下游的主动排气阀75(也称为排气调节阀)。排气通道58在本文中也可以称为排气管道或排气管，并且可以作为排气尾管(或连接到排气尾管)终止于车辆5的外部。可以经由来自控制器12的信号来控制主动排气阀 75，以便提供期望的声音特性，如下面将更详细地解释的。
27.车辆5的一个或多个氧传感器可以是线性氧传感器或开关型氧传感器。作为一个示例，氧传感器可以是uego传感器(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或ego传感器、或hego(加热型ego)传感器中的一者。排气氧传感器126可以评估排气中存在的氧浓度，并感测排放控制装置70周围的排气尾管排气氧浓度。排气传感器126可以是位于排放控制装置70上游的进给气氧传感器，所述进给气氧传感器被配置为感测进给气排气氧浓度。
28.从气缸30释放的排气的空燃比可以通过位于发动机的排气流中的氧传感器中的一者或多者来确定。基于所估计的排气空燃比，可以调整向发动机气缸的燃料喷射以控制气缸燃烧的空燃比。例如，向气缸的燃料喷射量可以基于排气空燃比的偏差来调整，所述偏差基于排气传感器126的输出和期望的空燃比(诸如与化学计量比的偏差)来估计。
29.车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示示例中，车辆5包括发动机 10和电机53。电机53可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机53经由变速器57连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机53之间，并且第二离合器56设置在电机53与变速器57之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送使离合器接合或脱离接合的信号，以便使曲轴140与电机53和与其连接的部件连接或断开连接，和/或使电机53与变速器57和与其连接的部件连接或断开连接。变速器57可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置，包括被配置为并联、串联或混联式混合动力车辆。
30.电机53从牵引电池59接收电力以向车轮55提供扭矩。电机53 也可以充当发电机，以例如在制动操作期间提供电力以便给电池59 充电。
31.控制器12在图1中被示为微计算机，所述微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在所述特定示例中，被示为只读存储器106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以从连接到发动机10的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(maf)的测量值；来自连接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度 (ect)；来自连接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(pip)；来自节气门位置传感器的节气门位置(tp)；排气歧管中来自传感器72的排气温度；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号map。发动机转速信号(rpm)可以由控制器12根据信号 pip来生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号map可用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。应当注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如使用maf传感器而不使用map传感器，反之亦然。在化学计量操作期间，所述map传感器可以给出发动机扭矩的指示。另外，该传感器连同检测到的发动机转速一起可提供对引入气缸中的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，传感器118(其也用作发动机转速传感器)可以在曲轴的每转中产生预定数量的等距脉冲。另外，控制器12可以与群集显示装置通信，例如以向驾驶员警
告发动机或排气系统中的故障。
32.存储介质只读存储器106可以用表示可由处理器102执行的指令的计算机可读数据来编程，这些指令用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。
33.控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器以基于所接收信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，调整燃料喷射可以包括调整到电子驱动器68的脉冲宽度信号fpw，以调整经由燃料喷射器66喷射到气缸的燃料量。
34.虽然图1的多缸发动机10被示出为柴油发动机，但是在不脱离本公开的范围的情况下，发动机10可以替代地是汽油、火花点火发动机、双燃料发动机或多燃料发动机。
35.图2至图4示出了根据本公开的实施例的egr系统的透视图。图2示出了包括进气通道220、egr通道210和混合器230的egr 系统202的前视图/正视图200。图3示出了进气通道220、egr通道 210和混合器230的侧视图300。图4示出了混合器230的分离透视图400。图2至图4各自包括一组参考轴线201。至少当egr系统 202安装在车辆中并且车辆位于平坦地面上时，参考轴线201包括平行于重力方向延伸的y轴线。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，其他取向是可能的。
36.egr通道210可以包括沿着(在图3中示出的)第一轴线212延伸的中空通道(例如，管道、实心部件内的孔等)。在所示的示例中，第一轴线212可以平行于参考轴线201的y轴线延伸。箭头222指示通过egr通道210的egr气体的流动方向，其中箭头222与第一轴线 212平行地布置。egr通道210的上游侧(例如，egr通道210的入口端)可以流体地连接到排气源(例如，egr通道210可以被配置为从上游侧的排气歧管或排气通道接收排气)，而egr通道210的下游侧可以与进气通道220流体地连接(例如，egr气体可以从下游侧流过 egr通道210，流出egr出口206并且在上游侧流入进气通道220)。 egr气体可以沿着混合器230的内圆周表面266(例如，内周边)在第一轴线212的方向上流动，然后在(图3中所示的)第二轴线214的方向上转向(例如，改变方向)并且流动。egr出口206流体地连接到进气通道220，使得egr气体可以从egr出口206流入进气通道220 中。egr出口206可以包括在进气通道220的上壁部分207上的开口205，使得egr可以经由开口205流入进气通道220中。egr通道210是图1的egr通道81的非限制性示例。
37.进气通道220可以包括中空通道(例如，管道、实心部件内的孔等)，所述中空通道可以形成供气体(例如，空气)流过的通道。进气通道220可以在第二轴线214的方向上延伸。在所示的示例中，第二轴线214可以平行于参考轴线201的x轴线延伸。箭头224指示通过进气通道220的进气的流动方向，其中箭头224与第二轴线214平行地布置。进气在上游端流入进气通道220中，围绕混合器230流动，并且流向进气通道220的下游端(例如，其可以终止于进气歧管，最终通向发动机，诸如图1中所示并且如上所述的发动机10)。进气通道 220是图1的进气通道42的非限制性示例。
38.egr通道210和进气通道220被示出为以角度α连接。在一些示例中，如图3中所示，egr通道210可以接合到进气通道220，使得角度α为90
°
。然而，在其他示例中，角度α可以是不同的度数(例如，egr通道210可以以95
°
、85
°
等角度与进气通道220相汇)。如前所解释的，在角度α为90
°
的配置中，egr通道和进气通道的成角度的接合部可能导致进气通道中的egr分布不均匀，从而导致气缸处的egr水平不同，这可能会有损一些气缸中的燃烧稳定性和/或排放控制。
39.因此，本文所述的egr通道210包括从egr通道210延伸到进气通道220中的集成混合器(在本文中称为混合器230)。混合器230 可以增加通过进气通道220的进气流动的湍流和/或扰动的可能性，同时将egr气体朝向进气通道220的中心引导，从而促进egr气体与进气在混合器230下游的混合。混合器230可以包括连接到egr 通道210并且从所述egr通道延伸的延伸部231和从延伸部231竖直延伸的主体232。延伸部231可以围绕第一轴线212径向延伸并且可以沿着第一轴线212竖直延伸。
40.在一些示例中，混合器230可以与egr通道210是连续的，使得在混合器230与egr通道210之间不存在接缝或接头(例如，egr 通道210和混合器230可以是连续的)。例如，混合器230和egr通道210可以一起形成为单个整体件(例如，模制在一起)。在其他示例中，混合器230可以至少部分地与egr通道210分开形成，并且可以经由焊接或其他合适的连接机构连接到egr通道210。
41.在图2至图4所示的示例中，混合器230和egr通道210可以共享形成混合器230的顶部圆周边缘216的边缘。在一些示例中，顶部圆周边缘216可以沿着egr通道210的整个圆周延伸，使得混合器230围绕egr通道的整个圆周与egr通道接触。在其他示例中，顶部圆周边缘216可以仅部分地沿着egr通道210的圆周延伸。
42.混合器230可以包括外表面264和内表面266。外表面264可以与egr通道210的外表面是连续的，并且内表面266可以与egr通道210的内表面是连续的。外表面264和内表面266可以各自沿着延伸部231围绕第一轴线212连续地延伸。
43.主体232可以从egr出口206朝向进气通道220的下侧227向外(例如，竖直向下)延伸，但是可以不接触进气通道220的下侧 227。主体232具有(由外表面264形成的)前表面区域和(由内表面266 形成的)后表面区域，所述前表面区域和后表面区域各自由第一边缘 234、与第一边缘234相对的第二边缘236、底部边缘238和egr出口206/顶部圆周边缘216界定。底部边缘238从第一边缘234延伸到第二边缘236，从而形成主体232的底部终端边缘。因此，可以在进气通道220的底壁部分209与底部边缘238之间形成间隙。进气通道 220可以具有从上壁部分207的内侧平行于第一轴线212(例如，沿着 y轴线竖直地)延伸到底壁部分209的内侧的内径d1。间隙可以具有最短长度g1(从底部边缘238的最底点延伸到底壁部分209的内侧)，所述最短长度是内径d1的一部分，例如间隙的长度g1可以在内径 d1的20-30％的范围内。
44.主体232可以具有由上部锥形部分240和下部锥形部分242形成的不对称沙漏形状。例如，中心纵向轴线235可以形成主体232的对称轴线，但是主体232在沿着主体232的任何点处都可以不具有与中心纵向轴线235正交的轴线对称性。上部锥形部分240的宽度可以从顶部圆周边缘216向中线244减小，使得第一边缘234和第二边缘 236各自沿着上部锥形部分240向内成角度。第一边缘234和第二边缘236可以各自以相同的角度沿着上部锥形部分240向内(例如，在主体232的中心纵向轴线235的方向上，朝向彼此)成角度。在图2 至图4所示的示例中，第一边缘234和第二边缘236可以各自沿着上部锥形部分240相对于主体232的中心纵向轴线235以30
°
的角度向内延伸。由于(下面更详细地解释的)主体232的曲率，第一边缘234 和第二边缘236可以不沿着上部锥形部分240以恒定角度延伸。确切而言，第一边缘234和第二边缘236可以以凹曲率沿着上部锥形部分 240延伸。例如，如图3中所示，第一边缘234可以从第一点256向中线244弯曲，在朝向egr通道210和进气通道220的上游侧并
且远离进气通道220的中心和进气通道220的下游端的方向上弯曲。
45.下部锥形部分242的宽度可以从中线244向底部边缘238增加，使得第一边缘234和第二边缘236各自沿着下部锥形部分242向外(例如，彼此远离)成角度(例如，第一边缘234和第二边缘236的靠近底部边缘238布置的部分相对于第一边缘234和第二边缘236的更远离底部边缘238布置的部分彼此间隔得更远)。第一边缘234和第二边缘236可以各自以相同的角度沿着下部锥形部分242向外成角度。在图2至图4所示的示例中，对于下部锥形部分242的一部分，第一边缘234和第二边缘236可以各自沿着下部锥形部分242相对于主体 232的中心纵向轴线235以30
°
的角度向外延伸，并且然后第一边缘 234和第二边缘236可以转变为以不同的第二角度(例如，10
°
)向外延伸，直到边缘终止于底部边缘238为止。底部边缘238可以不是平坦的，而是可以具有凹曲率(例如，在远离egr通道210并且朝向进气通道220的下侧227的方向上弯曲)。
46.因此，中线244可以表示主体232处外表面264的具有最窄宽度的区域。从图2了解，上部锥形部分240可以比下部锥形部分242长，使得中线244被定位成比顶部圆周边缘216更靠近底部边缘238。在一个示例中，主体232可以具有从顶部圆周边缘216延伸到底部边缘 238并且与中心纵向轴线235对准的长度l1，并且上部锥形部分240 可以具有在长度l1的60-75％范围内的长度，并且下部锥形部分242 可以具有在长度l1的25-40％范围内的长度。
47.因此，主体232可以使通过引入egr的进气通道220的进气流动转向。相对于进气通道的下侧227处的进气流，主体232可以优先阻止进气通道的顶侧226处的进气流，同时允许沿着进气通道的横向侧228、229的相对相等的进气流。
48.如上所述，混合器230可以包括具有切口的egr通道210的延伸部，以形成主体232和径向延伸部231。例如，混合器230可以在egr通道210的制造期间经由切割、冲压和/或其他机加工由egr通道210形成。因此，主体232可以具有与egr通道210的曲率匹配的总曲率。例如，主体232处的外表面264和内表面266可以具有凹曲率，使得主体232的顶部径向宽度246(所述顶部径向宽度可以是主体232的最宽部分)具有的曲率半径可以与egr通道210的一个或多个部段的曲率半径相同。同样地，主体232的底部径向宽度248(所述底部径向宽度可以是下部锥形部分242的最宽部分)可以具有与顶部径向宽度246相同的曲率半径。另外，第一边缘234和第二边缘236 不是直边缘，而是第一边缘234和第二边缘236各自沿着y轴线弯曲 (例如，从顶部圆周边缘朝向中线244弯曲，然后远离中线244朝向底部边缘238弯曲，从而形成主体232的锥形部分，如上所述并且如图2中所示)并且沿着x轴弯曲(例如，从中线244到第一点256或第四点262朝向egr通道210弯曲，如图3中所示)。
49.延伸部231可以围绕第一轴线212径向延伸并且可以包括竖直向下(例如，朝向进气通道220的内部)延伸的多个结构，所述多个结构包括主体232、第一拐角区域250和第二拐角区域252。延伸部231 可以包括径向底部边缘254，所述径向底部边缘从第一边缘234连续地延伸到第二边缘236，并且在第一拐角区域250处形成第一拐角258 且在第二拐角区域252处形成第二拐角260。径向底部边缘254可以包括多个凹入区域。例如，径向底部边缘254可以以第一曲率半径从第一点256弯曲到第一拐角258，以第一曲率半径从第一拐角258弯曲到第二拐角260，并且以第一曲率半径从第二拐角260弯曲到第四点262。第一点256可以用作第一边缘234与径向底部边缘254之间的边界，并且第四点262可以用作第二边缘236与
径向底部边缘254 之间的边界。然而，径向底部边缘254、第一边缘234和第二边缘236 彼此连续，并且因此本文包括第一点256和第四点262以帮助解释底部径向边缘254的曲率，并且应当理解，在其他示例中，径向底部边缘254与第一边缘234和第二边缘236之间的边界可以定位在其他地方。
50.延伸部231可以具有从顶部圆周边缘216延伸到径向底部边缘254的第二长度l2，所述第二长度可以是径向延伸部231的最小长度。径向延伸部231可以具有在第一拐角258和第二拐角260处从顶部圆周边缘216延伸到径向底部边缘254的第三长度l3，所述第三长度可以是延伸部231的最大长度。在一些示例中，第三长度l3可以是第二长度l2的两倍长，但是其他相对尺寸也是可能的。另外，主体 232的总长度(第一长度l1)可以是第三长度l3的至少五倍长。在一些示例中，延伸部的底部径向边缘在第一拐角和第二拐角处形成 90-100度范围内的角度。此外，主体232、第一拐角258和第二拐角 260可以围绕顶部圆周边缘216和/或出口206的圆周均匀地间隔开。例如，中心纵向轴线235可以位于相对于出口206的第一位置处，第一拐角258可以位于相对于出口206的第二位置处，并且第二拐角 260可以位于相对于出口206的第三位置处，并且第一位置可以与第二位置和第三位置间隔开相等的量(例如，第一位置可以处于0
°
，第二位置可以处于120
°
，并且第三位置可以处于240
°
)。
51.在一些示例中，主体232可以由第一材料片(sheet)(例如，铝、不锈钢等)形成，并且延伸部231可以由连接到第一片的第二材料片形成，并且第一片和第二片中的每一者可以围绕第一轴线212以共同的曲率半径弯曲。在此类示例中，第一边缘234、第二边缘236和底部终端边缘238是第一片的边缘，并且底部径向边缘254是第二片的边缘。另外，第一片的第一顶部边缘和第二片的第二顶部边缘共同形成混合器的顶部圆周边缘216。第一片和第二片可以连接在一起，并且顶部圆周边缘216可以以合适的方式(例如，焊接)连接到egr通道。在此类示例中，第一片和第二片各自具有在1-2mm范围内的厚度。在另一个示例中，第一片和第二片可以通过移除背侧和两侧上的不需要的部分而由圆柱形管一体成型为单件，从而形成主体和延伸部。例如，可以通过移除形成egr通道的管/管道的端部的部分来形成主体和延伸部。在任一示例中，混合器的内部是完全中空的，使得egr 通道的内部与混合器的内部是连续的，并且混合器的内表面266以对应于外表面264的曲率的方式围绕第一轴线弯曲。
52.延伸部231可以朝向进气通道220的中部向下引导egr，并且降低egr在进气通道220的顶部处分散的可能性。另外，第一拐角区域250和第二拐角区域252可以帮助将egr朝向进气通道220的中部并且远离进气通道220的横向边缘引导，从而在混合器后面生成流动湍流以更好地混合。较长的拐角区域可以促进更好的流动混合，但可能会增加进气的附加背压。
53.主体232可以使进气转向为分流空气流。例如，主体232可以使进气转向为三股单独的空气流，第一流在进气通道220的第一横向侧 228上，第二流在进气通道220的第二横向侧229上，并且第三流在混合器230下方并且在进气通道220的下侧227上。混合器230可以限制进气沿着进气通道220的顶侧226的流动。由于混合器230的沙漏形状以及混合器230在混合器的顶部处比在混合器的底部处更宽，因此在混合器230周围的区域中与沿着进气通道220的顶侧226相比，更高比例的进气可以沿着进气通道220的下侧227流动。对进气流的这种限制可以利于egr沿混合器230向下流动并且进入进气通道220 的中心部分，这可以改
善egr和进气的混合。另外，主体232的沙漏形状仍然可以允许足够的进气流通过进气通道220。主体的沙漏形状的另一个效果是它在混合器后面产生四股再循环流，每侧有两股再循环流。由于沙漏形状，进气的流动阻力在主体的靠近中线244的两侧上较小。大部分进气将流过那两个区域。以第一横向侧228为例，在刚好通过主体的第二边缘236之后，进气趋向于朝向顶侧上主体的上背部(例如，朝向靠近顶部圆周边缘216的内表面266)向上流动和朝向底侧上主体的下背部(例如，朝向靠近底部边缘238的内表面266) 向下流动。同时，egr的一部分在靠近中线244的位置处从主体的背部离开。进气吸收egr并且将egr从进气通道的中心扩散到上侧和底侧。在第二横向侧229上发生类似的进气流动和egr扩散。
54.进气在混合器230周围的转向可以通过允许egr沿着第一轴线212流动更远的距离，然后由进气沿着第二轴线214向更远的下游携载来允许改善egr和进气的混合。
55.在一些示例中，外表面264和/或内表面266可以包括各种空隙和/或可以具有光滑或不规则的纹理。外表面264可以包括与内表面 266不同的表面纹理，或者外表面264和内表面266可以具有相同的表面纹理。例如，内表面266可以是光滑的，在表面上没有通道或突起或凹陷，或者内表面266可以在表面上具有突起和/或凹陷。作为另一示例，外表面264可以是光滑的，或者它可以具有突起或凹陷。在一些示例中，这些凹陷部可以延伸穿过混合器到另一侧(例如，从外表面延伸到内表面)以在混合器230中形成空隙。可以提供纹理或空隙以实现egr或进气的期望的流动模式。
56.图5至图6示意性地示出了流过上述egr系统202的示例性气流。图5示出了进气通道220、egr通道210和混合器230的前视图 500(例如，从进气通道220的上游端看)。图6示出了进气通道220、 egr通道210和混合器230的后视图600(例如，从进气通道220的下游端看)。
57.图5至图6中模拟并且示出了egr系统202中的气体路径和气体混合。给定流的颜色对应于该egr流中的气体总质量的分数，如图例501所示。
58.随着进气向下游流过进气通道220，egr可以与进气流体地混合；因此，流的颜色从流的上游端到下游端可以改变。
59.图5至图6中所示的模拟示出了进气质量等于egr质量或略大于egr质量的气流(例如，egr可以构成在egr通道下游流过进气通道的气体的总分数的40％)。红色指示完全由egr组成的流。egr 的总质量分数可以是1.0或100％。可以基本上仅存在从egr出口206 流入进气通道220的egr。橙色至黄色指示流的总质量中egr占0.9 (90％)至0.7(70％)。绿色指示流的总质量中egr的质量分数在0.6 (60％)与0.4(40％)之间。浅蓝色的范围可以指示egr的质量分数在 0.4(40％)与0.2(20％)之间。蓝色至深蓝色可以指示egr占0.2(20％) 至0.0(0.0％)。深蓝色指示完全由进气组成的流。
60.由混合器230使流转向。进气的第一流502可以被转向到混合器 230的第一横向侧228，而进气的第二流504可以被转向到第二横向侧229。第三流506可以在混合器230下方朝向进气通道220的下侧 227转向。
61.第一流502、第二流504和第三流506可以各自构成流过进气通道的总进气的一部分。作为一个示例，进气的40％可以沿着混合器的第一横向侧228流入第一流502中，而进气的40％可以流入第二流 504中，并且进气的20％可以流入第三流506中。
62.第四流508可以沿着第一轴线212流动并且流出egr出口206。在egr通道内，第四流
508可以完全由egr组成。第四流508可以沿着第一轴线212流动到进气通道220中而到达竖直地定位在egr 出口下方的第一区域510。egr流的速度可以沿着第一轴线212携载 egr达可变距离。具有高速度的egr可以流到下侧227，而具有低速度的egr可以沿着第一轴线212流动较短的距离。第四流508可以显著改变方向并且可以沿着第二轴线214流动。第四流508可以沿着其在进气通道中的路径与进气混合。
63.第一流502、第二流504和第三流506中的进气可以沿着第二轴线与第四流508一起流动。在egr出口/混合器230下游的第二区域 512处，egr与进气充分混合，由具有在10％的egr与50％的egr 之间的egr质量分数的流示出。因此，在混合器230处，egr和进气可能几乎完全不混合(例如，100％的egr流和100％的进气流可以在混合器处相汇)，但即使在混合器230下游的一小段距离处(例如，在第二区域512(其可以是混合器230下游的合适距离，诸如在进气通道的直径的1-2倍范围内的距离)处)，egr可以与进气充分混合。例如，在第二区域512处，先前由100％的egr组成的流(例如，第四流508)可以由50％的egr组成。另外，egr可以更均匀地分布，使得egr存在于进气通道的顶部、中部和底部的流中。
64.图7示意性地示出了流过egr系统的示例性气流，所述egr系统可以类似于图2至图4中所示的egr系统202，但不存在混合器。图7示出了进气通道720和egr通道710的视图700，并且从进气通道720的上游侧观察。通过egr通道710的egr流沿箭头721所示的方向，并且通过进气通道720的进气流沿箭头723所示的方向。图7包括图例501。
65.给定流的颜色对应于该egr流中的空气总质量的分数。模拟并且以离散流表示空气。每个流示出了由egr组成的流中的空气分数。
66.随着气体向下游流过进气通道720，egr可以与进气流体地混合；因此，随着流内egr的质量分数改变，流的颜色从流的上游端到下游端可以改变。
67.基本上完全由egr通道中的egr组成的第一流722可以沿着第一轴线712流过egr通道710并且流入进气通道720，如图7中模拟所示。egr的速度仅可以沿着第一轴线712携载egr一小段距离。第一流722可以朝向进气通道720的底部并且垂直于沿着第二轴线 714的进气流的方向(例如，向下或与y轴线对齐)流动，然后沿着并且平行于第二轴线714携载所述第一流。
68.第二流724可以沿着第二轴线714流入进气通道720中。第二流 724可能不会在进气通道720中的任何障碍物周围转向，因为图7中的egr通道710可能不包含延伸到进气通道720中的混合器。
69.egr在第一轴线712的方向上流入进气通道720中一小段距离，但是基本上保持集中在进气通道720的上部部分726中。
70.在可以竖直位于egr出口下方的第一区域744处，egr可以基本上或仅在第二轴线714的方向上流动，并且在第一轴线712的方向上流动非常少。在可以位于egr出口下游与图5的第二区域512类似距离的第二区域746处，egr已经与第一流722一起向下游流动，但是主要集中在进气通道720的上部部分726中。例如，第二区域 746处的egr质量分数的范围可以从进气通道720的上部部分726 附近的70％的egr到egr通道的下部部分727附近的0％的egr。进气通道720的下部部分727可以沿着图7中所示的进气通道720的整个部分保持0.2或更低的质量分数(例如，0-20％egr)。
71.图8示意性地示出了进气通道220的截面800，示出了egr和进气在混合器230下游
的进气通道220区域处的混合。进气通道220 上的颜色总体上是均匀的，在进气通道220的横向侧上仅具有两个变化区域。例如，如图8中所示的进气通道220中的egr的质量分数除了在区域802和区域804处之外，都可以是大约40％至50％的egr，这两个区域各自具有的egr质量分数可以更接近20％的egr。
72.进气和egr的混合可以由混合指数(也称为均匀性指数)表示，所述混合指数可以是0至1范围内的值，其中0指示无混合并且1指示完全混合。图8中所示的高度均匀的egr分布可以产生0.91的混合指数，所述混合指数可以高于可以提供期望的性能的混合指数阈值 (例如，0.9)。
73.图9示出了在egr出口706处没有包括混合器的进气通道720 的截面900，示出了egr和进气在egr出口下游的进气通道720的区域处的混合。进气通道720中的egr分数的范围可以从进气通道顶部附近的第一区域902处的约60-70％的egr到进气通道底部处的第二区域904处基本上没有egr。egr的不均匀分布可能导致0.78 的混合指数，其低于混合指数阈值。因此，在没有本文所述的混合器的情况下，egr混合可能不充分并且导致燃烧问题和/或排放控制不足。
74.本公开还提供对一种用于发动机的气体流动系统的支持，所述气体流动系统包括：第一通道，第一气体被配置为沿着第一轴线流过所述第一通道；第二通道，第二气体被配置为沿着第二轴线流过所述第二通道，第一通道在第一通道的出口处流体地连接到第二通道；以及混合器，所述混合器在出口处连接到第一通道并且延伸到第二通道中，所述混合器包括围绕第一轴线径向延伸的延伸部和沿着第一轴线延伸到第二通道中的主体。在所述系统的第一示例中，第二通道具有直径，并且主体具有从第一通道的出口延伸到主体的底部终端边缘的长度，并且其中长度在直径的70-80％的范围内。在所述系统的第二示例(可选地包括第一示例)中，主体包括第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘，第一边缘和第二边缘中的每一者从延伸部延伸到主体的底部终端边缘。在所述系统的第三示例(可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个)中，主体包括由第一边缘和第二边缘形成的上部锥形部分和下部锥形部分，其中第一边缘和第二边缘各自从延伸部到中线朝向主体的中心纵向轴线向内锥化以形成上部锥形部分，并且第一边缘和第二边缘各自从中线到底部终端边缘远离主体的中心纵向轴线向外锥化以形成下部锥形部分。在所述系统的第四示例(可选地包括第一至第三示例中的一个或多个或每一个)中，主体具有从第一通道的出口延伸到主体的底部终端边缘的总长度，并且上部锥形部分具有从第一通道的出口延伸到中线的第一长度，并且其中第一长度在总长度的60-75％的范围内。在所述系统的第五示例(可选地包括第一至第四示例中的一个或多个或每一个)中，延伸部包括从第一边缘连续地延伸到第二边缘的底部径向边缘，底部径向边缘以凹入方式弯曲以形成延伸部的第一拐角和第二拐角。在所述系统的第六示例(可选地包括第一至第五示例中的一个或多个或每一个)中，主体由第一材料片形成，并且延伸部由连接到第一片的第二材料片形成，其中第一片和第二片中的每一者围绕第一轴线以共同的曲率半径弯曲，其中第一边缘、第二边缘和底部终端边缘是第一片的边缘，并且底部径向边缘是第二片的边缘，并且其中第一片的第一顶部边缘和第二片的第二顶部边缘共同形成混合器的顶部圆周边缘，顶部圆周边缘连接到第一通道。在所述系统的第七示例(可选地包括第一至第六示例中的一个或多个或每一个)中，第一片和第二片各自具有在1-2mm的范围内的厚度。在所述系统的第八示例(可选地包
括第一至第七示例中的一个或多个或每一个)中，主体和延伸部是一体的并且由共同的材料片形成，其中共同的材料片围绕第一轴线以一定的曲率半径弯曲，并且其中主体的第一顶部边缘和延伸部的第二顶部边缘共同形成混合器的顶部圆周边缘，顶部圆周边缘连接到第一通道。在所述系统的第九示例(可选地包括第一至第八示例中的一个或多个或每一个)中，延伸部具有在主体与第一拐角中间的位置处从第一通道的出口延伸到底部径向边缘的第二长度，并且具有在第一拐角处从第一通道的出口延伸到底部径向边缘的第三长度，其中第二长度是延伸部的最小长度，并且第三长度是延伸部的最大长度，并且其中第三长度是第二长度的至少两倍长。在所述系统的第十示例(可选地包括第一至第九示例中的一个或多个或每一个)中，主体的中心纵向轴线定位在相对于第一通道的出口的第一位置处，第一拐角定位在相对于第一通道的出口的第二位置处，并且第二拐角定位在相对于第一通道的出口的第三位置处，其中第一位置、第二位置和第三位置围绕第一通道的出口的圆周均匀地间隔开。在所述系统的第十一示例(可选地包括第一至第十示例中的一个或多个或每一个)中，第一气体是排气并且第二气体是进气，并且其中第一轴线垂直于第二轴线。在所述系统的第十二示例(可选地包括第一至第十一示例中的一个或多个或每一个)中，主体被配置为阻止第二气体沿着第二通道的顶侧和中心流动，从而使第二气体沿着第二通道的底侧和第二通道的每个横向侧在主体周围流动。在所述系统的第十三示例(可选地包括第一至第十二示例中的一个或多个或每一个)中，主体和延伸部被配置为将第一气体沿着第一轴线引导到第二通道的中心。
75.本公开还提供对一种用于发动机的系统的支持，所述系统包括：排气再循环(egr)通道，来自发动机的排气被配置为沿着第一轴线流过所述排气再循环通道；进气通道，前往发动机的途中的进气被配置为沿着第二轴线流过所述进气通道，egr通道在egr通道的出口处流体地连接到进气通道；以及混合器，所述混合器在出口处连接到 egr通道并且延伸到进气通道中，所述混合器包括沿着第一轴线延伸的主体，所述主体具有不对称沙漏形状并且竖直地终止于进气通道的底侧上方，所述主体被配置为阻止进气沿着进气通道的顶侧和中心流动，从而使进气沿着进气通道的底侧和进气通道的每个横向侧在主体周围流动。在所述系统的第一示例中，主体包括围绕第一轴线以等于egr通道的曲率半径的曲率半径弯曲的材料片，其中材料片具有第一边缘、与第一边缘相对的第二边缘以及从第一边缘延伸到第二边缘的底部边缘，并且其中由第一边缘和第二边缘从主体的顶部到主体的中线朝向主体的中心纵向轴线向内锥化并且从中线到底部边缘远离所述中心纵向轴线向外锥化来形成不对称沙漏形状，并且其中中线被定位成比主体的顶部更靠近底部边缘。在所述系统的第二示例(可选地包括第一示例)中，混合器还包括延伸部，所述延伸部连接到主体并且具有从第一边缘延伸到第二边缘的底部径向边缘，延伸部围绕第一轴线以与主体相同的曲率半径弯曲，底部径向边缘具有第一拐角和第二拐角。在所述系统的第三示例(可选地包括第一和第二示例中的一个或两个)中，延伸部在第一拐角处和第二拐角处具有最大长度，其中主体具有沿着中心纵向轴线的总长度，并且其中主体的总长度是延伸部的最大长度的至少五倍长。
76.本公开还提供对一种方法的支持，所述方法包括：使排气沿着第一轴线流动通过排气再循环(egr)通道；使进气沿着垂直于第一轴线的第二轴线流动通过进气通道；以及经由混合器混合排气与进气，所述混合器连接到egr通道并且延伸到进气通道中，经由混合器
混合排气与进气包括经由混合器引导进气以沿着进气通道的第一横向侧、进气通道的第二横向侧和进气通道的底部流动且阻止进气沿着进气通道的顶部流动并且经由混合器引导排气以流到进气通道的中心。在所述方法的第一示例中，阻止进气沿着进气通道的顶部流动包括在混合器处阻止进气沿着进气通道的顶部流动，其中egr通道流体地连接到进气通道。在所述方法的第二示例(可选地包括第一示例)中，混合器包括沿着第一轴线延伸到进气通道中的主体，并且其中经由混合器引导进气以沿着进气通道的第一横向侧、进气通道的第二横向侧和进气通道的底部流动包括：引导进气的第一部分以在混合器的主体的中线处沿着进气通道的第一横向侧流动以及引导进气的第二部分以在混合器的主体的中线处沿着进气通道的第二横向侧流动，混合器的主体的中线具有主体的最窄宽度。在所述方法的第三示例(可选地包括第一和第二示例中的一个或两个)中，经由混合器引导排气以流到进气通道的中心包括引导排气以流过由主体和连接到主体的延伸部形成的混合器的中空开口。在所述方法的第四示例(可选地包括第一至第三示例中的一个或多个或每一个)中，引导排气以流过由主体和延伸部形成的混合器的中空开口包括引导排气以经由主体、延伸部的第一拐角和延伸部的第二拐角沿着第一轴线朝向进气通道的中心向下流动，并且其中沿着进气通道的第一横向侧、进气通道的第二横向侧和进气通道的底部流动的进气在流过混合器的主体之后与进气通道的中心处的排气混合，并且将排气朝向进气通道的顶部和底部扩散。
77.图1至图4示出了各种部件的相对定位的示例性配置。至少在一个示例中，如果被示出为直接彼此接触或直接连接，则此类元件可以分别称为直接接触或直接连接。类似地，至少在一个示例中，被示出为彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。作为示例，彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，仅在其间具有空间并且没有其他部件的彼此相隔定位的元件可以被称作如此。作为又一个示例，被示为在彼此的上方/下方的、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此如此。另外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可能是相对于图的竖直轴线而言，并用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件位于其他元件的正上方。作为另一示例，附图内描绘的元件的形状可被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、直线的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。另外，在至少一个示例中，被示出为相互交叉的元件可被称为交叉元件或彼此交叉。更进一步地，在一个示例中，被示出为在另一元件内或被示出为在另一元件外部的元件可被称为如此。
78.应当注意，本文所包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和 /或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一者或多者。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。另外，所描述的动
作、操作和/或功能可图形地表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。
79.应当理解，本文中公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制性含义，因为众多变化是可能的。例如，以上技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸以及其他发动机类型。此外，除非明确地相反指出，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等不意图表示任何顺序、位置、数量或重要性，而是仅用作标记以区分一个元件与另一个元件。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非明显的组合和子组合。
80.如本文所使用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为表示所述范围的
±
5％。
81.所附权利要求特别地指出被视为新颖的且非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。