CN101218427B - 顺序控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种利用两个阀控制空气流和废气流的混合物的***，第一阀至少部分设置在进气管道中并调节通过空气管道中的流体流量，而第二阀设置在用于调节废气流动的废气再循环管道中。该控制***具有顺序或者步进控制序列，其中第一阀在第一压力范围内启动而第二阀在第二压力范围启动，因此阀以顺序方式运行。

Description

顺序控制阀
对相关申请的交叉引用
本申请要求申请号为60/703,480，提交日为2005年7月28日的美国临时专利申请和申请号为11/343,423、提交日为2006年1月31日的美国实用专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及一种用于控制发动机中输入空气气流和排气回流的混合的***。更明确的说，本发明涉及一种用于控制各个流体的量的顺序控制***。
背景技术
内燃机中NOx的排放一般通过地方、州以及联邦政府制订的限度控制。NOx成分的形成因此必须被保持在至少低于特定的临界值限制或者等级。一般理解为内燃机的废气中NOx的存在由燃烧温度和压力以及空气/燃料比(lambda)决定。燃烧温度的升高引起发动机废气中存在的NOx量增加。因此，希望控制燃烧温度以便限制废气中存在的NOx量。
一种限制或者控制燃烧温度的方法是将一部分废气再循环为发动机的进气。可以理解，因为废气相对氧含量较低，这导致燃烧混合物将在一个更低的温度下燃烧。更低的燃烧温度反过来减少了燃烧过程中产生的NOx的量。
人们也希望使得燃烧效率最大，这传统上通过在或者接近选定的点火正时来运行内燃机实现。然而，已经注意到当发动机在或者接近这样的条件下运行时产生不可接受的高NOx水平。为了抑制NOx的形成和排放，需要限制最高燃烧压力到一临界值。
一种已知的用于限制燃烧压力的方法包括通过燃烧室的引入通道再循环废气，因为再循环废气的增多将减小最高燃烧压力，并因此降低NOx的水平。相应的，不希望的氮氧化物的形成可以通过将一部分废气再循环到内燃机空气/燃料进气通道而被减少，这样能用惰性的水和二氧化碳稀释输入的空气/燃料混合物。这些气体的摩尔比热，特别是二氧化碳的，吸收大量热量以便降低最高循环温度和/或压力到有助于降低NOx形成的水平。
因为NOx的形成随着废气在循环(EGR)气流的增大而减少，因此其代表废气成分的临界百分比，这伴随着发动机性能的恶化，例如，随着EGR的增大，发动机运行的不平稳性增加。因此，一个限制EGR利用的因素是在车辆性能变得难以忍受之前可接受的EGR引起的运行恶化的量。
也已知提供有一种再循环控制***，该***利用一个具有设置在空气管道中的出口套管，其中所述套管的出口可以沿着空气管道调整位置以至少部分闭合废气入口并沿着空气管道的一部分可移动以改变废气入口的闭合程度以便调节进入空气管道的废气流量。进一步设想套管的输出端的截面区域可以有利的减小并可以或者不可以调整位置以完全闭合废气入口以便防止废气流进入空气管道。此外，有利的是，一个流线型主体可以设置在空气管道中。这样，通过套管的进入的空气流的节流在形成文氏管的减少的部分发生。
然而，EGR的利用存在其它挑战。例如，对柴油机来说，在一些特定的情况下，废气压力在进入涡轮增压器的涡轮之前有时可能大于进气管中的新鲜空气压力。这可能在特定的发动机运行模式期间发生，例如1)：高的发动机速度/高的废气质量流量。涡轮堵塞导致低的涡轮增压器效率和高的涡轮上游废气压力(高于增压压力)；以及2)当废气波动幅度较大但涡轮增压器的惯性引起涡轮增压器速度/或转速不上升(涡轮滞后)时的内燃机瞬变/加速过程中。
在这些运行状态过程中，EGR流将相当大(超过所希望的)，甚至在进气管中没有文氏吸引效应。因此，EGR流必须进行限制。附加的EGR节流是必要的。在瞬变过程中，也有完全关闭EGR供给的需要(即为了限制烟尘)。
因此所希望的是一个用于EGR的控制***，该***允许在不同的运行条件下增大对EGR***的控制。
发明内容
本***因此指向用于多种第一和第二气流的混合的控制，例如，在内燃机中输入空气流和EGR流。
根据上面列出的有关现有EGR控制***的问题，有单独控制输入空气流和EGR流的需要，即，使用两个单独的“阀”。
EGR节流可以集成到文氏管中，优选在相对接近排气管道的EGR管道中产生节流有多个原因。例如，1)一个原因是使EGR***当关闭时封闭的容积(即管道，冷却器等)最小。相对较大的容积做为废气波动的缓冲器，使得涡流增压器***效率更低并造成转速上升时间(spool up)更长。根据EGR管道的布置，也可可能在单独的废气管道之间有压力波动的“交叉干扰”，这使得发动机的气体交换效率降低。2)在接近废气管道处设置EGR控制阀的另一个原因是使废气凝结的危险最小。废气凝结是不希望的并可能在节流阀中导致摩擦或者大磨损。在例如冬天运行的情况下，液滴当在高速下冲击时或者凝结的液体可能在缝隙中积累并凝固而可能磨损阀门或者管道。如果EGR冷却器在EGR节流阀上游，冷却效应也可能引起凝结。此外，如果初始温度不够高，则通过部分或者完全关闭的EGR节流阀的泄漏可能引起凝结。
因此，希望利用两个单独的控制***控制EGR流。第一个可以设置在空气进气管中用于吸EGR(文氏管)，而第二个可以设置在相对接近废气管道的EGR管道，用于限制EGR流(EGR节流阀)。
在本发明的一个方面中，被设置作为流量调节器的部分的流线形可移动主体设置在管道入口部分。流量调节器包括一个具有径向EGR供给流的管道部分和在一个在该管道中的必须自由悬浮并可移动的主体。所述可移动的主体可以设置在流动方向可移动并优选设计为新鲜空气的瞬时节流一直在最接近入口处最大以供给废气，并且不依赖所述可移动主体的位置。因此，在调节的过程中节流理想地变化，做为在废气供给过程中有关新鲜空气在主体和管道壁之间的流动面积的变化的结果。用这种方式，对于抽吸的变化的需要得到满足，并使压力损失最小。
尽管前述讨论的流量调节器提供了显著的好处，多个阀门的使用(即，成比例的，波动宽度调节“PWM”等)，历史上需要的复杂的控制***成本非常高，而且增大了控制***的复杂性并需要更大的空间。
因此，在本发明的一个有利实施例中，考虑提供一种用于EGR***的单独限制器/关闭阀，该阀设置在从可替换主体开始的废气循环管道内的上游，这样能够提供一个步进式控制策略。限制器/关闭阀可以设计为仅仅当可移动主体例如在液流中完全移动到上游时开启。一旦可移动主体移动一个最大距离，用于EGR的限制器/关闭阀就可以开启。这样，可以获得一种利用限制器/控制阀和可移动主体的步进或者顺序控制***。
这个控制***与以前已知的EGR***相比提供了显著的好处，因为该控制***允许使用单独的控制阀。即使仅仅使用一个控制阀，该***仍然能够提供复杂的流量控制。例如，当控制具有现有***(即气动、液压、电动等等)的启动器时，所述可移动主体在管道中运动，这样可以用于有选择的控制启动器，例如，0psi-50psi。一旦所述可移动主体达到最大位移，仅仅此时限制器/关闭阀开启。当开启时，限制器/关闭阀然后依次控制启动器，例如从50psi到一个上限。在这个特定的示例中，EGR***可以通过1)利用一个单独控制阀以及2)选择气缸的尺寸来提供步进式控制。因此，因为仅仅使用了一个控制阀，除了提供简化的控制电路外还实现了显著降低制造成本。
也应当注意，因为仅仅使用了一个控制阀，所以仅仅需要一个用于CPU和电驱动器。这提供了更大的成本节省和简化的***设计。
为了这个应用，下述术语和定义应当适用：此处使用的术语“连接”、“连接到”以及“与……连接”每一个都表明两个或多个器械、设备、组件、网络、***、子***和/或装置之间的关系，这些构成任何以下的一个或者多个：(a)连接，无论是直接连接或者通过一个或者多个其它器械、设备、组件、网络、***、子***，或者装置的连接，(b)连通关系，无论是直接连通或者通过一个或者多个其它器件、设备、组件、网络、***、子***，或者装置的连接和/或(c)功能关系，其中任何一个或者多个器件、设备、组件、网络、***、子***或装置整体或者部分依靠其它的任何一个或者多个的运行。
术语“第一”和“第二”用来将一个元件、装置、对象或器具与另一个区分开，而不用于表明实时的相对位置或者布置。
在一个有利的实施例中，提供了一种用于控制空气和再循环废气的混合物的***，该***包括：由用于传送通过其中的空气的壁限定的空气管道，以及通过所述空气管道的壁的废气入口，用于将废气引入空气管道。该***另外包括：气流调节器，至少部分设置在空气管道中，该气流调节器调节穿过该空气管道通过的空气的量，以及限制阀，设置在废气再循环管道中的废气入口前，所述限制阀调节引入空气管道的废气量。该***设置为使得气流调节器和限制阀提供顺序控制***，其中在第一压力范围，气流调节器启动，而在第二压力范围限制阀开启。
在另一个有利的实施例中，提供了一种用于控制空气和在循环废气的混合物的***，该***包括：由用于传送通过其中的空气的壁限定的空气管道，以及通过所述空气管道壁的废气入口，用于将废气引入空气管道，所述废气入口连接到一个废气再循环管道。该***还包括：气流调节器，至少部分设置在空气管道中，所述气流调节器调节通过空气管道的空气的量，以及限制阀，设置在废气再循环管道中，所述限制阀调节引入空气管道的废气的量。该***另外还包括第一压力范围，在该范围内气流控制阀开启，以及第二压力范围，在该范围内限制阀开启。该***设置为使得气流调节器和限制阀以顺序方式运行，以便当气流调节器完全启动时，所述限制阀开启。
仍然在另一个有利实施例中，提供了一种用于控制内燃机中的空气和再循环废气的混合物的方法，包括步骤为：通过一个空气管道吸引空气，以及将废气管道连接到空气管道。该方法另外包括步骤为：将废气转移到废气管道以再循环入空气管道中，控制气流调节器，该调节器在第一压力范围内调节通过空气管道的气体的量，以及控制限制阀，该阀在第二压力范围内调节通过废气管道的废气量。该方法设置为使得气流调节器和限制阀以顺序的方式运行以便当气流调节器完全启动时，限制阀接着开启。
本发明的其它目的和其特殊的特点及优势将从下述附图和所附的详细描述中变得更加明显。
附图说明
图1是本发明一个有利实施例的框图；
图2是根据图1的废气再循环***的部分截面侧视图；
图3是根据图1的废气再循环***的部分截面侧视图；
图4是根据图3的废气再循环***的部分截面侧视图；
图5是说明了根据图1的一个有利的控制***的示例性曲线。
具体实施方式
现在参照附图，其中相同的附图标记在整个附图中表示相应的结构。
现在参照图1，其说明了***10。在图1中，气体入口2被显示为连接到流量调节器3。废气入口4流体连接到限制器/关闭阀5，其也流体连接到流量调节器3。流量调节器3然后接收空气入口2和废气入口4并将流体7输出到。在该有利的实施例中，流量调节器3与限制器/关闭阀5串连运行，以可变的控制空气入口2和废气入口4的流量。例如，限制器/关闭阀5可以被变化启动以打开/关闭从而用来限制流到流量调节器3的废气。
在该特定的实施例中，用于EGR***的限制器/关闭阀5设置在从流体调节器开始的废气再循环管道的上游，以便提供步进式控制策略。例如，限制器/关闭阀5可以设计为仅仅当流量调节器3被完全启动时打开。一旦完全启动，限制器/关闭阀5然后可以被开启。用这种方式，可以利用限制器/关闭阀5和流量调节器3获得步进或者顺序控制***。
该独特的控制***实施例的主要优点是允许使用单个流量调节器3(控制阀)。即使仅仅利用一个流量调节器3(控制阀)，该***也提供了复杂的流体控制。在一个有利的实施例中，流量调节器3可以用于选择性控制启动器，例如0psi-50psi。然而，一旦流量调节器3到达最大动作，仅仅当此时限制器/关闭阀5启动。在动作时，限制器/关闭阀5接着依次控制启动器，例如从50psi到一个上限(即100psi)。
现在参考图2，***10包括一个由壁23限定的空气管道22，通过该管道输入的空气与发动机(未显示)连通。废气入口30通过壁23，通过该入口再循环的废气被从废气管道24引入空气管道22(由尖头B所示)。
套管70，输入空气流动通过该套管，其具有输入端66和输出端68，而至少输出端68设置在管道壁23内部。因此，输入空气通过输入端66进入套管70，并流经该套管70，并且通过输出端68离开该套管70(由箭头A表示)。该套管70可以设置为输出端68至少部分闭合入口30，因此减少进入空气管道22的废气流量。至少套管70的一部分可以沿着空气管道22纵向移动以改变出口端68闭合入口30的程度，允许废气引入空气管道22被调节。
限制器/阀5也在图2中说明，有利的，其设置在废气管道24中。考虑到限制器/关闭阀5实际上可以包括任何类型的可控制阀，该阀可以有效关闭废气的流体流动。限制器/关闭阀5有利的设置在废气管道24中并相对接近入口30以用于限制EGR流动(EGR节流)。
现在再参考流量调节器3的运行，设想套管70的一部分具有外螺纹的表面71，而管道壁23的一部分具有相应的内螺纹表面72用于与螺纹的套管表面71啮合。因此，输出端68可以仅仅通过旋转套管70而沿着空气管道22移动。这样，进入管道22的废气的流量可以被准确而精密的控制。在某些实施例中，套管70和管道22可以是同轴的。
可以应用多种驱动机构来驱动套管70来回通过空气管道22。例如，如图2所示，***10可以包括有螺纹的套管70，而因此包括驱动机构，该机构设计为促成套管70的旋转运动。在这些实施例中，驱动装置可以，例如包括其旋转轴平行于套管70的齿轮32，而套管70可以包括在输入端66附近的外表面以便与齿轮32配合，因此齿轮32的顺时针和逆时针旋转可以驱动套管70沿着管道22向前和向后。
在一些有利的实施例中，输出端98的横截面面积小于输入端66的横截面面积，这样流经套管70的输入空气的一些节流在该减少的部分发生。在某些实施例中，该减少部分仅仅是套管70的收缩部，而在一些实施例中，其包括一个锥形部分74，该部分例如可以具有截头圆锥的形状。类似的，在一些实施例中，套管70的输出端在其中移动的管道22的一部分的横截面面积也被减小，提供了相似的节流效果。在一些实施例中，该减少部分是收缩的或者锥形的，导致为文氏管54。
当套管70在文氏管54的方向纵向旋转时，套管70的环形的、锥形的部分74接近文氏管54的环形的、锥形壁。以这种方式，套管70与文氏管54连接，充当进入管道22并与输入空气混合的的废气的流量调节器。套管70的锥形部分74设计为横截面面积朝向输出端68的顶端减小。类似的，文氏管54的横截面面积在管道22的流动方向减小。此外，文氏管54的横截面面积的这个减小大于输出端68的横截面面积的减小。由于这个布置，因为套管70在通过管道22的流动方向旋转，入口30变得更小，限制通往空气管道22的废气的量。
此外，由于入口30的尺寸按照套管70的输出端68的移动变换，废气进入输入空气流体的点同样地变化。因此流经空气管道22的输入空气的最大节流(即通过套管70的输出端68的节流)总是在废气进入管道22的点实现，独立于套管70的位置。
在另外的实施例中，设置有致动器92用来移动流线型主体90沿着管道22向后和向前，促使锥形端部91通过输出端68来回移动。这样，通过管道22输入的空气的流量可以独立于在循环废气流量的变换而变化。致动器92可以设置在管道22的外侧并连接到主体90，或者可以设置在流线型主体90自身内部。
应用这种设置，除了一般地提供所希望的混合和泵吸效果外，套管70可以用于再控制循环废气的速度，而主体90可以用于控制输入空气的速度，而两者之间的相对速度可以通过协调两者的运动而被控制。另外，在某些实施例中，套管70可以沿着管道22充分向前以便进入管道22的废气流完全关闭。输出端68可以通过文氏管54的收缩部向前直到其达到充满管道22的壁，正好在主体90的最大直径的下游。
在一些实施例中，流线型主体90设置在管道22中以便主体90的最大直径位于套管70的下游，而主体90基本设置在套管70外侧，如图2中所示。因此，在这些实施例中，流动通道直到废气被引入输入空气之处是会聚的，而因此，直到两种气流混合才变得发散。然而，在某些实施例中，流线型主体90也可以位于套管70内部。
应当理解，虽然多种功能和方法在一系列步骤和方法中被描述和介绍，该系列仅仅作为一个有利实施例的实例提供，而不是必须以所说明的特定顺序完成这些功能。另外可以预期，任何这些步骤可以移动和/或与相对其它任何步骤接合。此外，另外还可以预期，根据应用场合，利用所有或者任何部分此处描述的功能都是有利的。
***10的另一个实施例在图3-4中说明。应当注意到，在图2中所描述的实施例中显示的多种特点可以引入下面将描述的实施例中，而反之亦然。
在这个特定的实施例中，***10包括第一管道部分120、供给部分124以及第二管道部分122，输入空气通过这些管道流动(用箭头C表示)。再循环废气通过供给部分124被引入输入空气流，该供给部分为该气流产生了一个输入130(由箭头D表示)。
在某些有利的实施例中，供给部分124包括两部分140、142，其分别***两个管道部分120、122的凸缘144、146之间。然而，在其它实施例中，供给部分124可以是具有单个、径向开口或者多个以环形形式设置的开口的单个、整体件。此外，在一些实施例中，供给部分124与管道部分120、122分开，而在另一些实施例中，供给部分124与管道120、122形成整体。
这个设置导致径向空隙152，废气通过该空隙从供给部分124传送到管道部分122。在某些有利的实施例中，该***包括一个文氏管部分154，这样邻近空隙152的管道122的内部的、环形壁的一部分为锥形，因此将基本为平面的空隙152延伸到基本为截头圆锥形的开口内。连续的、圆柱形的腔156围绕空隙152，而垫圈158设置在两个部分140、142之间。因此，可以通过选择垫圈158的厚度获得所希望的空隙152的间距。提供EGR流的供给管(未示出)可以安装到供给部分124的入口部分160以将发动机的废气输送到***10。
套管170，如上所述，完全可移动地设置在管道部分120内部。套管170具有用于与管道部分120的螺纹内表面172配合的螺纹外表面171，因此使得该套管170精确沿着管道部分的长度方向移动，而该套管170的端部为锥形以用于节流流经套管170的输入空气。
如上所述和如图4中所显示，在一些实施例中，使用流线型主体190以允许流出套管170的入口空气的其它可变化的节流。该主体190可以主要设置在套管外部或者内部，而一个用于移动流线型主体190向后和向前穿过套管170的启动器192或者在主体190内部或者连接到主体190。
在运行中，输入空气一般以传统的方式在涡轮增压器下游通过一个中间冷却器(未显示)冷却，而再循环废气以同样的方式通过单独的EGR冷却器在被与输入空气流混合之前冷却。上述用于调节流量的***可以设置在涡轮增压器下游的任何位置。然而，在一些有利的实施例中，流量调节器优选设置在中间冷却器下游以防止后者被烟灰污染或者被酸性废气腐蚀。
图5是说明了所述控制***如何可以有效的与例如气动致动器(未显示)一起使用。在这个特定的示例中，在0psi，所述气动致动器部没有启动。然而，从0psi到50psi，流量调节器3的启动控制致动器(流量调节器(3)控制区域)。在这个特定的示例中，在大约50psi，流量调节器3达到最大动作而从该点向前，限制器/关闭阀5对致动器提供控制(限制器/关闭阀(5)控制区域)。虽然在该示例中，总的控制区域从0psi到100psi，实际上任何控制范围都可以根据应用场合和特征的配置而被使用和选择。
用这种方式，可以获得一个步进或者顺序控制***而仅仅使用一个控制阀来控制在再循环到内燃机中的废气量。如上所述，可以使用很多不同类型的有效的控制阀，例如，比例阀、PWM阀等等。
虽然本发明参考有关部件、特征等的特定设置做了描述，但这些并不是为了穷尽所有可能的特征或设置，而实际上对本领域的技术人员来说许多其它的修改和变化将是可以确定的。

Claims (29)

1.一种用于控制空气和再循环废气的混合物的***，包括：
空气管道，由用于传送从其中通过的空气的壁限定；
废气入口，通过所述空气管道的壁用于将废气引入所述空气管道；和
气流调节器，至少部分设置在所述空气管道中，所述气流调节器调节通过所述空气管道的空气量；
限制阀，设置在废气再循环管道内的所述废气入口前，所述限制阀调节引入所述空气管道的废气量；
所述气流调节器和所述限制阀以顺序方式运行，其中在所述空气管道的第一压力范围所述气流调节器启动而接着在所述空气管道的第二压力范围所述限制阀开启。
2.根据权利要求1所述的***，其中所述第一压力范围和所述第二压力范围不重叠。
3.根据权利要求2所述的***，其中所述第一压力范围从大约0psi到大约50psi，而所述第二压力范围从大约50psi到大约100psi。
4.根据权利要求1所述的***，其中所述气流调节器包括比例阀。
5.根据权利要求1所述的***，其中所述气流调节器包括至少部分设置在所述空气管道中的套管，所述套管具有输入端和输出端，空气通过输入端进入所述套管，而流经所述套管的空气通过输出端离开所述套管进入所述空气管道，所述套管的输出端设置在所述空气管道中。
6.根据权利要求5所述的***，其中所述套管的输出端沿着所述空气管道定位以至少部分闭合所述废气入口，并沿着所述空气管道的一部分可移动以改变所述废气入口的闭合程度以便调节进入所述空气管道的气流。
7.根据权利要求5所述的***，还包括设置在所述空气管道中并沿着所述空气管道定位的流线型主体以至少部分闭合所述套管的输出端。
8.根据权利要求7所述的***，还包括用于沿着所述空气管道移动所述流线型主体的致动器以改变所述套管的输出端的闭合程度从而调节离开所述套管的气流。
9.根据权利要求7所述的***，其中所述流线型主体包括穿过所述套管的输出端可移动的锥形端部。
10.根据权利要求9所述的***，其中所述流线型主体的锥形端部是卵形的。
11.根据权利要求7所述的***，其中所述流线型主体基本设置在所述套管外侧。
12.根据权利要求5所述的***，还包括设置在所述空气管道中的流线型主体，其中所述主体关于所述管道静止而所述套管的输出端在至少部分所述主体可移动以至少部分闭合所述套管的输出端。
13.一种用于控制空气和再循环废气的混合物的***，包括：
空气管道，由用于传送从其中通过的空气的壁限定；
废气入口，通过所述空气管道的壁用于将废气引入所述空气管道，所述废气入口连接到废气再循环管道；
气流调节器，至少部分设置在所述空气管道中，所述气流调节器调节通过所述空气管道的空气量；
限制阀，设置在废气再循环管道中，所述限制阀调节引入所述空气管道的废气量；
所述空气管道中的第一压力范围，在该第一压力范围所述气流调节器启动；以及
所述空气管道中的第二压力范围，在该第二压力范围所述限制阀开启；
所述气流调节器和所述限制阀以顺序方式运行，因此当所述气流调节器完全启动时，所述限制阀将接着开启。
14.根据权利要求13所述的***，其中所述第一压力范围从大约0psi到大约50psi，而所述第二压力范围从大约50psi到大约100psi。
15.根据权利要求13所述的***，其中所述气流调节器包括至少部分设置在所述空气管道中的套管，所述套管具有输入端和输出端，空气通过该输入端进入所述套管，而流经所述套管的空气通过该输出端离开所述套管进入所述空气管道，所述套管的输出端设置在所述空气管道中。
16.根据权利要求15所述的***，其中所述套管的输出端沿着所述空气管道定位以至少部分封闭所述废气入口，并沿着所述空气管道的一部分可移动以改变所述废气入口的封闭程度从而调节进入所述空气管道的废气气流。
17.根据权利要求15所述的***，还包括设置在所述空气管道中并沿着所述空气管道定位的流线型主体以至少部分封闭所述套管的输出端。
18.根据权利要求17所述的***，还包括致动器，该致动器用于沿着所述空气管道移动所述流线型主体以改变所述套管输出端的封闭程度从而调节流出所述套管的空气流。
19.根据权利要求17所述的***，其中所述流线型主体包括通过所述套管的输出端部可移动的锥形端部。
20.根据权利要求19所述的***，其中所述流线型主体的锥形端部为卵形的。
21.根据权利要求17所述的***，其中所述流线型主体基本设置在所述套管外侧。
22.根据权利要求15所述的***，还包括设置在所述空气管道中的流线型主体，其中所述主体关于所述管道静止而所述套管的输出端在所述主体的至少一部分上可移动以至少部分闭合所述套管的输出端。
23.一种用于控制内燃机中空气和再循环废气的混合物的方法，包括步骤为：
通过空气管道将空气吸入；
将废气管道连接到该空气管道；
将废气输送到该废气管道以再循环进入该空气管道；
控制气流调节器，该气流调节器在所述空气管道中的第一压力范围内调节通过该空气管道的空气的量；以及
控制限制阀，该限制阀在所述空气管道中的第二压力范围内调节通过该废气管道的废气的量；
其中该气流调节器和限制阀以顺序方式运行，因此当该气流调节器完全启动时，该限制阀将接着开启。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一压力范围从大约0psi到大约50psi，而所述第二压力范围从大约50psi到大约100psi。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述气流调节器包括至少部分设置在所述空气管道中并具有输入端和输出端的套管，空气通过该输入端进入所述套管，而流经所述套管的空气通过该输出端离开。
26.根据权利要求25所述的方法，另外包括步骤为：沿着所述空气管道可变地定位所述套管的输出端以至少部分闭合废气入口以便调节进入所述空气管道的废气气流。
27.根据权利要求25所述的方法，另外包括步骤为：在所述空气管道中设置流线型主体并沿着所述空气管道可变地定位该流线型主体以至少部分闭合所述套管的输出端。
28.根据权利要求27所述的方法，另外包括步骤为：沿着所述空气管道移动所述流线型主体以改变所述套管输出端的闭合程度从而调节流出所述套管的空气气流。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述流线型主体包括穿过所述套管输出端可移动的锥形端部。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109404171A (zh) * 2018-12-10 2019-03-01 广西玉柴机器股份有限公司 Egr率的调节控制机构

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7426923B2 (en) * 2006-09-19 2008-09-23 Haldex Hydraulics Ab Exhaust gas recirculation system for gasoline engines
ES2320960B1 (es) * 2007-04-30 2010-03-11 Universidad Politecnica De Valencia Dispositivo de regulacion y mezcla de gas recirculado para motores de combustion interna, motor que comprende dicho dispositivo y vehiculo automovil que comprende dicho motor.
US7770565B2 (en) 2008-04-08 2010-08-10 Cummins Inc. System and method for controlling an exhaust gas recirculation system
US10196993B2 (en) * 2009-09-08 2019-02-05 Ge Global Sourcing Llc System and method for operating a turbocharged engine
RU2459932C1 (ru) * 2011-02-08 2012-08-27 Пассербай Инк Режущий узел гидромеханического щелевого перфоратора
RU2459931C1 (ru) * 2011-02-10 2012-08-27 Пассербай Инк Режущий узел щелевого перфоратора (варианты)
RU2459933C1 (ru) * 2011-02-14 2012-08-27 Пассербай Инк Гидромеханический щелевой перфоратор (варианты)
US8453626B2 (en) * 2011-08-26 2013-06-04 Concentric Skånes Fagerhult AB EGR venturi diesel injection
EP2610474B1 (de) * 2011-12-27 2015-09-09 BorgWarner Esslingen GmbH Niederdruck-Abgasrückführventil
JP6211246B2 (ja) * 2012-02-08 2017-10-11 日野自動車株式会社 Ｅｇｒガス混合装置
US9074540B2 (en) 2012-04-19 2015-07-07 Cummins Inc. Exhaust gas recirculation systems with variable venturi devices
US9243595B2 (en) 2013-01-17 2016-01-26 Ford Global Technologies, Llc Multi-path purge ejector system
US9353711B2 (en) * 2013-10-08 2016-05-31 Fca Us Llc Boost purge ejector tee arrangement
DE102014009416A1 (de) * 2014-06-24 2015-12-24 Man Truck & Bus Ag Mischvorrichtung zur Ladeluftzuführung und Abgasrückführung
US9541017B2 (en) * 2014-10-07 2017-01-10 Ford Global Technologies, Llc Throttle bypass turbine with exhaust gas recirculation
US10316803B2 (en) * 2017-09-25 2019-06-11 Woodward, Inc. Passive pumping for recirculating exhaust gas
US10995705B2 (en) 2019-02-07 2021-05-04 Woodward, Inc. Modular exhaust gas recirculation system
CN213175878U (zh) 2020-01-08 2021-05-11 伍德沃德有限公司 排气气体再循环混合器和发动机***
US11215132B1 (en) 2020-12-15 2022-01-04 Woodward, Inc. Controlling an internal combustion engine system
US11174809B1 (en) 2020-12-15 2021-11-16 Woodward, Inc. Controlling an internal combustion engine system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5597951A (en) * 1995-02-27 1997-01-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Intake air amount-estimating apparatus for internal combustion engines
US6378515B1 (en) * 2000-06-09 2002-04-30 Mack Trucks, Inc. Exhaust gas recirculation apparatus and method
CN1379171A (zh) * 2001-04-02 2002-11-13 杜卡提·恩勒基公司 用于控制内燃机有害排放物的方法和装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1793556A (en) * 1929-03-15 1931-02-24 Maxmoor Corp Apparatus for modifying and supplementing charges for internalcombustion engines
US3741179A (en) * 1971-07-01 1973-06-26 Ford Motor Co Exhaust gas recirculating system control
US4043304A (en) * 1973-05-02 1977-08-23 Robert Bosch Gmbh Fuel injection system for self-igniting internal combustion engines
US4149503A (en) * 1976-10-01 1979-04-17 Nippon Soken, Inc. Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
JPS53109018A (en) * 1977-03-04 1978-09-22 Mitsubishi Motors Corp Suction control device
JPH08254160A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd ディーゼル機関の排気ガス還流制御装置
JPH1077912A (ja) * 1996-08-30 1998-03-24 Mitsubishi Motors Corp 排気ガス還流装置
GB2329001B (en) * 1997-09-04 2001-09-05 Gen Motors Corp Exhaust gas recirculation valve
SE9902966L (sv) * 1999-08-23 2000-11-27 Motortestct Mtc Ab Anordning för överföring av avgaser från en överladdad förbränningsmotors avgassamlare till dess inloppsledning
JP4415497B2 (ja) * 2000-03-29 2010-02-17 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジン
US6343594B1 (en) * 2000-06-01 2002-02-05 Caterpillar Inc. Variable flow venturi assembly for use in an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine
SE517251C2 (sv) * 2000-08-30 2002-05-14 Gustav Berggren Komponent för reglering av avgasåterflöde
EP1270924A3 (en) * 2001-06-28 2004-01-07 Delphi Technologies, Inc. Integrated intake manifold assembly for an internal combustion engine
US6640542B2 (en) * 2001-12-20 2003-11-04 Caterpillar Inc Bypass venturi assembly with single shaft actuator for an exhaust gas recirculation system
US6725848B2 (en) 2002-01-18 2004-04-27 Detroit Diesel Corporation Method of controlling exhaust gas recirculation system based upon humidity
US7543600B2 (en) * 2003-07-07 2009-06-09 Varivent Innovations Ab Arrangement for mixing a first and second gas flow with downstream control
US7036493B1 (en) * 2004-10-08 2006-05-02 General Motors Corporation Intake manifold for an internal combustion engine
US7426923B2 (en) * 2006-09-19 2008-09-23 Haldex Hydraulics Ab Exhaust gas recirculation system for gasoline engines

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5597951A (en) * 1995-02-27 1997-01-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Intake air amount-estimating apparatus for internal combustion engines
US6378515B1 (en) * 2000-06-09 2002-04-30 Mack Trucks, Inc. Exhaust gas recirculation apparatus and method
CN1379171A (zh) * 2001-04-02 2002-11-13 杜卡提·恩勒基公司 用于控制内燃机有害排放物的方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2003-239811A 2003.08.27

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109404171A (zh) * 2018-12-10 2019-03-01 广西玉柴机器股份有限公司 Egr率的调节控制机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN101218427A (zh) 2008-07-09
EP1937951A2 (en) 2008-07-02
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US20070023018A1 (en) 2007-02-01
KR100902854B1 (ko) 2009-06-16
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WO2007029064A2 (en) 2007-03-15
JP4964880B2 (ja) 2012-07-04
KR20080030041A (ko) 2008-04-03
RU2008107569A (ru) 2009-09-10
EP1937951B1 (en) 2009-11-18
ATE449242T1 (de) 2009-12-15
WO2007029064A3 (en) 2007-05-18
US7252077B2 (en) 2007-08-07
JP2009503334A (ja) 2009-01-29

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