本說明書整體涉及一種用于混合排氣再循環(huán)(egr)和尿素中的一個或多個的混合器。

背景技術(shù)：

為了滿足嚴(yán)格的聯(lián)邦政府排放標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可被配置成具有用于減少排放的多種技術(shù)。具體地，可期望處理氮氧化物(nox)排放。用于減少nox的兩種示例技術(shù)可包括排氣再循環(huán)(egr)和選擇性催化還原(scr)裝置。經(jīng)由egr減少nox包括將可控比例的發(fā)動機(jī)排氣再循環(huán)回進(jìn)氣通道中以與進(jìn)氣組合。egr的添加可不化學(xué)參與燃燒(例如，氣體基本上是惰性的)，并且可減少可用于燃燒的汽缸內(nèi)容物的量。這可導(dǎo)致對應(yīng)較低的峰值汽缸溫度和熱釋放。通過這樣做，可減少nox排放。經(jīng)由scr裝置減少nox包括由scr裝置促進(jìn)的nox與氨(nh3)之間的還原反應(yīng)，其將nox轉(zhuǎn)化為氮?dú)?n2)和水(h2o)。通過將尿素噴射到排氣通路中，nh3被引入到scr催化劑上游的發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中，或者在上游催化劑中產(chǎn)生。在高溫條件下，尿素熵地分解成nh3。

但是，如本文的發(fā)明人所認(rèn)識到的，在使egr流動到進(jìn)氣通道中時，以及/或者在將尿素噴射到排氣通路中時，可出現(xiàn)問題。在一個示例中，在進(jìn)氣通道在多汽缸發(fā)動機(jī)的上游分開之前，egr被引入到進(jìn)氣通道中。期望的egr與進(jìn)氣混合可難以在各種發(fā)動機(jī)速度/負(fù)載下實(shí)現(xiàn)，這可導(dǎo)致egr/進(jìn)氣空氣混合物的不均勻分布。例如，一個汽缸可接收太多的egr，可能導(dǎo)致增加的顆粒排放，并且另一個汽缸可接收太少的egr，可能導(dǎo)致增加的nox排放。作為第二示例，尿素可與排氣(例如，相比于排氣通道的排氣的第二區(qū)域，排氣的第一區(qū)域具有更高的尿素濃度)混合不良，這可導(dǎo)致scr的不良涂覆和排放(例如，nox)和scr之間的差的反應(yīng)性。另外，過度混合和攪拌排氣中的尿素同樣可引起問題，諸如增加的沉積物。因此，將egr引入到進(jìn)氣通道中和將尿素引入到排氣通道中都可導(dǎo)致不良混合。

解決不足的混合的嘗試包括在egr出口和進(jìn)氣通道之間的接合處引入混合裝置，以及/或者在尿素噴射器的下游和scr裝置的上游引入混合裝置，使得egr或尿素的分散可更均勻。進(jìn)一步的嘗試包括調(diào)節(jié)閥功能以將背壓引入進(jìn)氣通道和/或排氣通道，以及/或者包括具有旋流器和/或其它湍流產(chǎn)生特征部的噴射器中的一個或多個。

但是，本文的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到這種系統(tǒng)的潛在問題。作為一個示例，限制混合器的混合潛能。作為示例，由于靜態(tài)混合器缺少真空或其它混合輔助特征部，靜態(tài)混合器可由于氣流的速度而受到限制。因此，可增加混合器的尺寸以克服對氣體速度的依賴性。但是，增加混合器的尺寸可導(dǎo)致氣體通道的尺寸增加，最終要求對氣體通道的設(shè)計進(jìn)行顯著的修改。這可增加車輛的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個示例中，上述問題可通過包括中空淚珠形(teardrop-shaped)混合器的系統(tǒng)來解決，所述中空淚珠形混合器包括在下游球形圓端(spherically-rounded)處的入口和沿著所述混合器的最大直徑定位的多個出口，所述混合器與管徑向間隔開，所述混合器的直徑沿著中心軸線從所述最大直徑至相對于氣流方向的上游端和下游端連續(xù)地減小。以這種方式，混合器可適于(adaptedto)混合進(jìn)氣通道中的egr或排氣通道中的尿素，而不對進(jìn)氣系統(tǒng)或排氣系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的顯著修改。

作為一個示例，混合器和管之間的徑向空間與混合器的直徑成反比，使得徑向距離隨著混合器直徑減小而增加。以這種方式，混合器和管之間的徑向空間可以是位于混合器的整個周邊周圍的文丘里管通道。文丘里管通道可在文丘里喉部處產(chǎn)生真空，其可通過出口供應(yīng)到混合器的內(nèi)部空間。真空可促進(jìn)混合器內(nèi)的混合，以及促進(jìn)氣體混合物流過出口并進(jìn)入管的通道?；旌掀骺杀慌渲贸晌挥谶M(jìn)氣通道或排氣通道中，其中混合器可分別將egr與進(jìn)氣空氣混合，或?qū)⒛蛩嘏c排氣混合。以這種方式，易于制造、緊湊和成本有效的混合器可適于混合egr或尿素。

應(yīng)當(dāng)理解，上面的發(fā)明內(nèi)容被提供是為了以簡化的形式介紹在詳細(xì)描述進(jìn)一步描述的一些概念。并不旨在標(biāo)識所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍由詳細(xì)描述后面的權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決上面或在本公開的任何部分提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

附圖說明

圖1示出具有至少一個混合器的發(fā)動機(jī)的示意圖。

圖2示出位于排氣通道中的尿素混合器的等距視圖。

圖3示出尿素混合器的下游到上游視圖。

圖4示出尿素混合器的橫截面，其中示例排氣流與尿素混合。

圖5示出位于進(jìn)氣通道中的egr混合器的等距視圖。

圖6示出egr混合器的下游到上游視圖。

圖7示出egr混合器的橫截面，其中示例進(jìn)氣流與egr混合。。

圖2-7近似按比例示出，但是，可使用其它的替換尺寸。

具體實(shí)施方式

以下描述涉及用于混合器的系統(tǒng)。混合器可以是位于進(jìn)氣通道和/或排氣通道中的靜態(tài)混合器。位于進(jìn)氣通道中的混合器可被配置成在腔室中接收egr和環(huán)境空氣，在該腔室中egr和環(huán)境空氣可在流到發(fā)動機(jī)的一個或多個汽缸之前混合。位于排氣通道中的混合器可基本上類似于進(jìn)氣通道中的混合器。排氣通道中的混合器可被配置成接收排氣，其中噴射器被定位成將尿素噴射到混合器的腔室中。以這種方式，進(jìn)氣通道中的混合器可以是egr混合器，并且排氣通道中的混合器可以是尿素混合器。在一個示例中，egr混合器和尿素混合器之間的差異包括egr混合器流體地耦接到egr通道，并且尿素混合器流體耦接到尿素噴射器。以下將進(jìn)一步詳細(xì)地描述混合器之間的差異和相似性?；旌掀骺膳c如圖1中所示的發(fā)動機(jī)一起使用。尿素混合器形成位于尿素混合器和排氣管之間的環(huán)形文丘里管通道。文丘里管通道可促進(jìn)尿素混合器中的尿素混合，如圖2中所示。圖3中示出尿素混合器的下游視圖。排氣可流入尿素混合器并與尿素混合，如圖4中所示。egr混合器在進(jìn)氣管和egr混合器的外表面之間形成環(huán)形文丘里管通道，如圖5中所示。egr混合器還包括沿公共軸線對準(zhǔn)的入口和出口，這可促進(jìn)在進(jìn)氣通道的中心軸線近側(cè)的egr流動。egr混合器還包括沿著混合器的公共軸向軸線對準(zhǔn)的多個穿孔，其中穿孔可引導(dǎo)egr和環(huán)境空氣徑向向外流入進(jìn)氣通道。圖6中分別示出egr混合器的下游視圖。環(huán)境空氣可進(jìn)入egr混合器并在流到進(jìn)氣通道的不同部分之前與egr合并，如圖7中所示。

圖2-7示出具有各種部件的相對定位的示例配置。至少在一個示例中，如果被顯示彼此直接地接觸，或直接地耦接，那么這些元件可分別被稱為直接地接觸或直接地耦接。類似地，至少在一個示例中，被顯示彼此鄰接或相鄰的元件可分別為彼此鄰接或相鄰。作為示例，放置成彼此共面接觸的部件可被稱為共面接觸。作為另一個示例，被定位成彼此隔開，同時其之間僅具有空間且沒有其它部件的元件可在至少一個示例中被稱為如此。作為另一個示例，被顯示在彼此的上面/下面，在彼此的相對側(cè)，或在彼此的左邊/右邊的元件可相對于彼此如此稱呼。此外，在至少一個示例中，如附圖中所示，最頂部的元件或元件的最頂點(diǎn)可被稱為部件的“頂部”，并且最底部的元件或元件的最底點(diǎn)可被稱為部件的“底部”。如本文所使用，頂部/底部、上/下、上面/下面可相對于圖的垂直軸線，并且被用來描述圖中的元件相對于彼此的定位。同樣地，在一個示例中，其它元件上面的所示元件被定位在其它元件的豎直上方。作為另一個示例，附圖內(nèi)所描繪的元件的形狀可被稱為具有那些形狀(例如，諸如為環(huán)狀的，直的，平面的，彎曲的，圓形的，倒棱的，成角度的等等)。此外，在至少一個示例中，被顯示彼此相交的元件可被稱為相交的元件或彼此相交。另外，在一個示例中，被顯示在另一個元件內(nèi)或被顯示在另一個元件外面的元件可被稱為如此。此外，元件可以被描述為彼此基本相等，相似，相同等?；旧舷嗟?，恒定，類似等可以被描述為由于制造公差，兩個相似元件之間的偏差在彼此的1-5％內(nèi)。

繼續(xù)參照圖1，示出了可包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中的多汽缸發(fā)動機(jī)10的一個汽缸的示意圖。發(fā)動機(jī)10可由包括控制器12的控制系統(tǒng)和通過輸入裝置130來自車輛操作者132的輸入至少部分地進(jìn)行控制。在該示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的燃燒室30可包括由汽缸壁32形成的汽缸，其中定位有活塞36?；钊?6可耦接到曲軸40，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸40可通過中間變速器系統(tǒng)耦接到車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，起動馬達(dá)可通過飛輪耦接到曲軸40，從而允許發(fā)動機(jī)10的起動操作。

燃燒室30可通過進(jìn)氣通道42接收來自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)入空氣，并且可通過排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可通過相應(yīng)的進(jìn)氣門52和排氣門54選擇性地與燃燒室30連通。在一些示例中，燃燒室30可包括兩個或更多個進(jìn)氣門和/或兩個或更多個排氣門。

在該示例中，進(jìn)氣門52和排氣門54可通過相應(yīng)的凸輪致動系統(tǒng)51和53通過凸輪致動進(jìn)行控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53可各自包括一個或多個凸輪，并且可以利用可由控制器12操作以改變氣門操作的凸輪輪廓變換系統(tǒng)(cps)、可變凸輪正時(vct)、可變氣門正時(vvt)和/或可變氣門升程(vvl)系統(tǒng)中的一個或多個。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可分別由位置傳感器55和57確定。在替代示例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可由電動氣門致動進(jìn)行控制。例如，汽缸30可另選地包括通過電動氣門致動控制的進(jìn)氣門和通過包括cps和/或vct系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。

燃料噴射器69被顯示直接地耦接到燃燒室30，用于與從控制器12接收的信號的脈沖寬度成比例地將燃料直接地噴射到燃燒室。以這種方式，燃料噴射器69可將已知的燃料的直接噴射提供到燃燒室30中。例如，燃料噴射器可安裝在燃燒室的側(cè)面或燃燒室的頂部。通過包括燃料箱、燃料泵以及燃料軌的燃料系統(tǒng)(未示出)，燃料可被遞送到燃料噴射器69。在一些示例中，燃燒室30可另選地或另外地包括以一種配置布置在進(jìn)氣歧管44中的燃料噴射器，所述配置提供已知的燃料的進(jìn)氣道噴射到每個燃燒室30上游的進(jìn)氣端口中。

火花通過火花塞66被提供到燃燒室30。點(diǎn)火系統(tǒng)可還包括用于增加供應(yīng)到火花塞66的電壓的點(diǎn)火線圈(未示出)。在其它示例中，諸如柴油機(jī)，可省略火花塞66。

進(jìn)氣通道42可包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在該特定示例中，節(jié)流板64的位置可通過控制器12經(jīng)由提供到包括在節(jié)流閥62內(nèi)的電動馬達(dá)或致動器的信號來改變，這種配置通常被稱為電子節(jié)氣門控制(etc)。以這種方式，可操作節(jié)氣門62以改變提供到燃燒室30以及其它發(fā)動機(jī)汽缸中的進(jìn)入空氣。通過節(jié)氣門位置信號可將節(jié)流板64的位置提供到控制器12。進(jìn)氣通道42可包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122，用于感測進(jìn)入發(fā)動機(jī)10的空氣的量。

排氣傳感器126被示為耦接到根據(jù)排氣流的方向在排氣控制裝置72的上游排氣通道48。傳感器126可為用于提供排氣空燃比的指示的任何合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或uego(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或ego、hego(加熱型ego)、nox、hc或co傳感器。在一個示例中，上游排氣傳感器126是uego，其被配置成提供與排氣中存在的氧的量成比例的輸出，諸如電壓信號?？刂破?2通過氧傳感器傳遞函數(shù)將氧傳感器輸出轉(zhuǎn)換成排氣空燃比。

排放控制裝置72被示為在排氣傳感器126和混合器82兩者的下游沿著排氣通道48進(jìn)行布置。在一個示例中，混合器82是尿素混合器。裝置72可為三元催化劑(twc)、nox捕集器、選擇性催化還原劑(scr)、各種其它排放控制裝置或其組合。在一些示例中，在發(fā)動機(jī)10的操作期間，通過在特定空燃比內(nèi)操作發(fā)動機(jī)的至少一個汽缸，排放控制裝置72可周期性地復(fù)位。

尿素混合器82被顯示在排放控制裝置72的上游和排氣傳感器126的下游。在一些實(shí)施例中，另外地或另選地，第二排氣傳感器可位于尿素混合器82和排放控制裝置72之間。噴射器84被定位成將流體噴射到混合器82中。噴射器84可流體地耦接到包括流體的儲存器，其中在一個示例中，流體可為還原劑(例如，尿素)。尿素可經(jīng)由位于管86中的中空通道從儲存器88流到噴射器84?；旌掀?2可為延伸到排氣通道48中的環(huán)形突起。混合器82被配置成接收排氣，并且還包括用于混合尿素和排氣的腔室?；旌掀?2通過位于尿素混合器82的外表面和排氣管之間的環(huán)形文丘里管通道產(chǎn)生的真空效應(yīng)排出排氣。下面將參考圖2和圖3更詳細(xì)地描述尿素混合器82。

排氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng)140可通過流體地耦接到egr混合器80的egr通道152將排氣的期望部分從排氣通道48路由到進(jìn)氣歧管44。在一個示例中，egr混合器80可基本上類似于尿素混合器82。egr混合器80可包括用于允許環(huán)境空氣進(jìn)入混合器的腔室中的至少一個入口。egr通道152流體地且物理地耦接到egr混合器80，如圖所示。在一個示例中，來自egr通道152的全部量的egr在進(jìn)入進(jìn)氣歧管44之前流過egr混合器80。egr混合器80可包括用于將環(huán)境空氣和egr排出到進(jìn)氣歧管44中的一個或多個出口。在一些示例中，egr混合器80可在進(jìn)氣通道42中的進(jìn)氣歧管44上游排出環(huán)境空氣和/或egr。提供到進(jìn)氣通道44的egr的量可通過控制器12經(jīng)由egr閥144改變。在一些條件下，egr系統(tǒng)140可用來調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空氣-燃料混合物的溫度，因此提供一種可在一些燃燒模式期間控制點(diǎn)火正時的方法。

控制器12在圖1中被示為微型計算機(jī)，其包括微處理器單元102，輸入/輸出端口104，用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的在該特定示例中被示為只讀存儲器芯片106(例如，非暫時性存儲器)的電子存儲介質(zhì)，隨機(jī)存取存儲器108，不失效存儲器110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可從耦接到發(fā)動機(jī)10的傳感器接收各種信號，除了先前討論的那些信號之外，包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器120的引入的質(zhì)量空氣流量(maf)的測量；來自耦接到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ect)；來自感測曲軸40的位置的霍爾效應(yīng)傳感器118(或其它類型)的發(fā)動機(jī)位置信號；來自節(jié)氣門位置傳感器65的節(jié)氣門位置；以及來自傳感器122的歧管絕對壓力(map)信號。發(fā)動機(jī)速度信號可通過控制器12從曲軸位置傳感器118產(chǎn)生。歧管壓力信號還提供進(jìn)氣歧管44中的真空或壓力的指示。需注意，上述傳感器的各種組合可被使用，諸如有maf傳感器而沒有map傳感器，或者反之亦然。在發(fā)動機(jī)操作期間，可根據(jù)map傳感器122的輸出和發(fā)動機(jī)速度推斷發(fā)動機(jī)扭矩。此外，該傳感器與檢測到的發(fā)動機(jī)速度一起可以是用于估計引入汽缸的充氣(包括空氣)的基礎(chǔ)。在一個示例中，也用作發(fā)動機(jī)速度傳感器的曲軸位置傳感器118可在曲軸的每個旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖。

存儲介質(zhì)只讀存儲器106可用表示可由處理器102執(zhí)行的非瞬時性指令的計算機(jī)可讀數(shù)據(jù)進(jìn)行編程，所述非瞬時性指令用于執(zhí)行下面描述的方法以及預(yù)期但未具體列出的其它變型。

控制器12從圖1的各種傳感器接收信號，并且采用圖1的各種致動器，從而基于接收的信號和存儲在控制器的存儲器上的指令，調(diào)整發(fā)動機(jī)操作。例如，調(diào)整scr的反應(yīng)性可包括調(diào)整尿素噴射器的致動器以噴射尿素，從而用尿素覆蓋scr的表面。例如，調(diào)節(jié)到混合器中的噴射可包括調(diào)節(jié)噴射器的致動器，以打開噴射器的孔口，以將一定量的流體噴射到混合器中。

因此，混合器可在進(jìn)氣通道和/或排氣通道中使用?；旌掀髋c進(jìn)氣通道或排氣通道的管徑向間隔開?；旌掀骺砂ǚ謩e位于上游最末端和下游最末端處的第一開口和第二開口?；旌掀鬟€可包括沿著與混合器的中間部分相對應(yīng)的最大直徑定位的多個出口?；旌掀鞯闹睆娇梢缘谝凰俾试谏嫌畏较蛏蠌闹虚g到第一開口減小?；旌掀鞯闹睆娇梢缘诙俾试谙掠畏较蛏蠌闹虚g到第二開口減小。在一個示例中，第一速率可大于第二速率。因此，在第一開口和中間部分之間的混合器的第一長度可小于在中間部分和第二開口之間的混合器的第二長度。因此，混合器和管之間的徑向空間可以是位于混合器的整個長度的周圍和整個周邊的不對稱的文丘里管通道。對于位于進(jìn)氣通道中的混合器，混合器還可包括在中間部分和第二開口之間的第三開口，其中第三開口被配置成允許egr進(jìn)入混合器的內(nèi)部空間。因此，進(jìn)氣通道中的混合器適于經(jīng)由第一開口接收進(jìn)入空氣，以及經(jīng)由第三開口接收egr。進(jìn)入空氣和egr可在經(jīng)由第二開口或多個出口流出混合器之前在混合器的內(nèi)部空間中混合。對于位于排氣通道中的混合器，混合器可還包括通過第一開口突出的尿素噴射器，其中該噴射器被配置成將尿素噴射到混合器的內(nèi)部空間中。第二開口可允許排氣進(jìn)入內(nèi)部空間，在那里排氣和尿素可碰撞并混合。排氣和尿素的混合物可經(jīng)由多個出口流出混合器，并與沒有尿素的排氣合并。位于進(jìn)氣通道中的混合器可沿著進(jìn)氣通道經(jīng)由egr管固定地定位。位于排氣通道中的混合器可經(jīng)由彎管沿著排氣通道固定地定位，所述彎管被配置成使尿素從尿素儲存器流動到噴射器。

圖2示出沿著排氣通道202(例如，圖1的實(shí)施例中的排氣通道48)定位在排氣管204內(nèi)的混合器200的等距視圖。該混合器200可類似地用作圖1的實(shí)施例中的混合器82。因此，在一個示例中，混合器200可以是尿素混合器200。尿素混合器200可被配置成接收尿素噴射，同時允許排氣進(jìn)入腔室以增加scr裝置(例如，后處理裝置72)上游的排氣流中的尿素分散。

坐標(biāo)系290被示出包括三個軸，水平方向上的x軸，豎直方向上的y軸，以及垂直于x軸和y軸的方向上的z軸。排氣管204和/或排氣通道202的中心軸線295由虛線示出?；旌掀?00沿著中心軸線295進(jìn)行定位，并且與排氣管204間隔開。在一個示例中，混合器200關(guān)于中心軸線295對稱。因此，作為示例，中心軸線295也可以是混合器200的中心軸線。排氣流的總方向由箭頭298示出。箭頭299示出平行于y軸的重力的方向。

混合器200可以是單個、連續(xù)和中空的機(jī)加工件?；旌掀?00可由陶瓷材料，金屬合金，硅衍生物或其它合適材料中的一種或多種組成，所述合適材料能夠承受高溫同時還減輕排氣流所經(jīng)歷的摩擦，使得保持排氣壓力。另外地或另選地，混合器200可包括涂層和材料中的一種或多種，使得排氣可接觸混合器200的表面，而不在混合器200上沉積煙灰或其它排氣成分。

排氣管204是管狀的，并且被配置成允許排氣通過排氣通道202?；旌掀?00沿著排氣管204的中心軸線295進(jìn)行定位，與排氣管204的內(nèi)表面徑向間隔開?；旌掀?00可圍繞中心軸線295均勻地間隔開，使得混合器不偏置到排氣通道202的上部部分或下部部分。

在一個示例中，混合器200是淚珠形的。混合器200可以是茄形(eggplant-shaped)，橢圓形，球形，足球形，蛋形，梨形，魚雷形，桶形或其它合適的形狀。因此，混合器200沿y軸的橫截面基本上是圓形的，同時橫截面和排氣管204之間的距離是基本上恒定的。

混合器200包括在上游端和下游端之間沿著直徑的中心部分定位的最大直徑?；旌掀?00的直徑沿中心軸線295從中心部分朝向上游端和下游端連續(xù)減小。在一個示例中，在上游端處的混合器200的直徑基本上等于在下游端處的混合器200的直徑。上游端和最大直徑之間的第一距離小于下游端和最大直徑之間的第二距離。以這種方式，上游端和最大直徑之間的斜率大于最大直徑和下游端之間的斜率。

外部排氣通道250位于混合器200和排氣管204之間。外部排氣通道250是環(huán)形通道，并且由此位于混合器200的整個周邊周圍。外部排氣通道250可以是基本上文丘里管狀的，由此包括文丘里管入口252，文丘里管出口254和文丘里管喉部256。因此，在一個示例中，外部排氣通道250可以是外部文丘里管通道，其中該通道是不間斷的，且沒有中間部件定位在其中。排氣可不間斷地流過外部排氣通道250，同時不接觸混合器200或排氣管204。沿y軸截取的外部排氣通道250的橫截面基本上為圓形。

第一表面232、第二表面234和交叉部236形成混合器200的外表面。第一表面232在第二表面234的上游。因此，相對于排氣流的方向(箭頭298)，第一表面232與第二表面234相比更靠近發(fā)動機(jī)(例如，圖1的發(fā)動機(jī)10)。第一表面232、第二表面234和交叉部236是基本上環(huán)形的，并且跨越混合器200的外表面的整個周邊。在一個示例中，第一表面232、第二表面234和交叉部236可以是將混合器200的內(nèi)部與排氣通道202分隔開的僅有的壁。

第一表面232和第二表面234是彎曲的，使得該表面和排氣管204之間的徑向距離在表面沿著x軸的整個長度上變化。具體地，第一表面232和排氣管204之間的徑向距離從第一表面的上游邊緣231到鄰近交叉部236的第一表面的下游邊緣233減小。相反，第二表面234和排氣管204之間的距離從鄰近交叉部236的第二表面234的上游邊緣235到第二表面234的下游邊緣237增加。在一個示例中，上游邊緣231和下游邊緣237是混合器200的最末端。下游邊緣237位于混合器200的下游端處，其中在一個示例中下游端是球形圓的。在一個示例中，排氣管204和第一表面232的上游邊緣231之間的徑向距離基本上等于排氣管204和第二表面234的下游邊緣237之間的徑向距離。同樣，排氣管204和第一表面232的下游邊緣233之間的距離基本上等于排氣管和第二表面234的上游邊緣235之間的距離。在一個示例中，第一表面232的上游邊緣231是最上游邊緣，并且第二表面234的下游邊緣237是最下游邊緣。在一些示例中，除此之外或另選地，上游邊緣231和排氣管204之間的徑向距離可大于下游邊緣237和排氣管204之間的徑向距離。

除此之外或另選地，第一表面232的長度小于第二表面234的長度，使得第一表面包括與第二表面的曲率相比更極端的曲率。以這種方式，第一表面232的角度θa大于第二表面234的角度θb。此外，第一表面232的斜率大于第二表面234的斜率。以這種方式，第一表面232和第二表面234可以是基本截頭圓錐形，其中第二表面234的高度大于第一表面232的高度。從第一圓形最末端到第二圓形最末端測量截頭圓錐形狀的高度。

交叉部236位于第一表面232的下游邊緣233和第二表面234的上游邊緣235之間。對于沿x軸測量的交叉部的長度，交叉部236和排氣管204之間的徑向距離可以是基本上恒定的。在一個示例中，交叉部236可對應(yīng)于混合器200的最大直徑，并且因此對應(yīng)于排氣管204和混合器200之間的最小距離?；旌掀?00的直徑在上游和下游方向上從交叉部236減小，在上游邊緣231和下游邊緣237處達(dá)到最小直徑。

文丘里管入口252、文丘里管出口254和文丘里管喉部256分別與第一表面232、第二表面234和交叉部236相關(guān)聯(lián)。文丘里管入口252、文丘里管出口254和文丘里喉部256的半徑分別與第一表面232、第二表面234和交叉部236的半徑逆相關(guān)。以這種方式，文丘里管入口252的半徑朝向文丘里喉部256減小，其中文丘里喉部的半徑是外部排氣通道250的最小半徑。外部排氣通道250在文丘里管出口254變寬，其中文丘里管出口254的半徑從上游邊緣235到下游邊緣237增加。通過以這種方式成形外部排氣通道250，排氣流速度可通過文丘里管入口252增加，并且在文丘里喉部256達(dá)到最大速度，之后在文丘里管出口254減小。此外，壓力和速度通過外部排氣通道250時負(fù)相關(guān)，使得通過文丘里管入口252時壓力減小，在文丘里喉部256達(dá)到最低壓力，并且在文丘里管出口254增加。

排氣可通過第二表面234的入口262進(jìn)入尿素混合器200的內(nèi)部。入口262將尿素混合器200的內(nèi)部流體地耦接到排氣通道202。入口262的尺寸可由第二表面234的下游邊緣237的周邊限定。因此，入口262是關(guān)于中心軸線295對稱的位于尿素混合器200的最末端處的單個開口。在一些示例中，除此之外或代替地，第二表面234可在其最末端處閉合，并且其中入口是沿著公共軸線位于上游邊緣235和下游邊緣237之間的多個入口。

排氣可經(jīng)由沿著交叉部236的整個外周邊定位的多個出口264流出尿素混合器200的內(nèi)部。出口264基本上等距離地彼此間隔開，使得出口264的第一出口和出口264的第二出口之間的第一距離基本上等于出口264的第三出口和出口264的第四出口之間的第二距離。出口264沿著平行于z軸的公共平面對準(zhǔn)。出口264面向垂直于排氣流方向(箭頭298)朝向排氣管204的徑向向外方向。作為示例，出口264的各個出口可小于入口262。以這種方式，與流過出口264的一個出口的氣體相比，更大量的氣體可流過入口262。出口264位于入口262的上游。這迫使排氣以與指示排氣流方向的箭頭298相反的方向流動。

以這種方式，當(dāng)排氣流過外部排氣通道250時，在文丘里管喉部256處產(chǎn)生的真空可被供應(yīng)到混合器200的內(nèi)部。真空可促進(jìn)排氣流過入口262，并且進(jìn)入混合器200的內(nèi)部。排氣可在流過出口264并進(jìn)入外部排氣通道250之前流過混合器200的整個內(nèi)部容積。在文丘里喉部256處產(chǎn)生的真空與通過入口262的排氣流一起可促進(jìn)來自混合器200內(nèi)部的排氣流過出口264并進(jìn)入外部排氣通道250。

如上所述，尿素混合器200被配置成接收來自排氣通道202的排氣，以及將排氣排出到排氣通道202。尿素混合器200被進(jìn)一步配置成接收來自噴射器220的噴射，所述噴射器220被定位成將還原劑噴射到混合器的腔室中。噴射器220在第一表面232的上游邊緣231處突出穿過開口222，該開口222被定位成沿著中心軸線295直接與入口262相對。噴射器凸臺224氣密地密封到開口222，允許噴射器220穿過其突出。在一個示例中，噴射器220是尿素噴射器。噴射器220可通過流體耦接到儲存器(例如，圖1的儲存器88)的彎管210的通道接收尿素。

彎管210包括豎直管212和水平管214。豎直管的第一端213物理地耦接到凸臺218，并且水平管的第二端215物理地耦接到噴射器凸臺224。豎直管212平行于y軸，并且水平管214平行于x軸(垂直于豎直管)。管在轉(zhuǎn)彎216處接合，轉(zhuǎn)彎216可包括在彎管210中產(chǎn)生彎曲的角度。在一個示例中，彎管210的角度可基本上等于90°。應(yīng)當(dāng)理解，該角度可大于或小于90°，例如135°或60°。因此，彎管210可為l形、c形、v形或包括彎曲的其它合適的形狀。以這種方式，在通過水平管在下游方向上水平轉(zhuǎn)彎之前，彎管210通過豎直管212從排氣管204的上游部分向下延伸。如圖所示，豎直管212比水平管214長，同時管的直徑基本上相等。除此之外或代替地，管的長度、半徑和厚度中的一個或多個可不相等。在一個示例中，豎直管212可與水平管214基本上相同。

凸臺218與彎管210一起將混合器200固定地耦接到排氣管204。凸臺218延伸穿過排氣管204的最高部分，并且可通過焊接、粘合劑和/或其它合適的耦接元件與排氣管204的最高部分氣密地密封。來自排氣通道202的排氣不可以在凸臺218和排氣管204之間流入到環(huán)境大氣中。這可緩解和/或防止由于苛刻的道路條件和/或與湍流排氣流接觸而引起的尿素混合器200的振蕩或其它移動。彎管210與排氣通道202和混合器200氣密密封，使得排氣不流入彎管，從而允許沒有排氣的尿素流向噴射器220。作為示例，以這種方式，除了所描述的那些之外，不存在附加的排氣入口和不同的排氣出口。

當(dāng)排氣流過排氣通道時，其可在流動到第一表面232之前接觸彎管210的外表面。這可允許彎管210加熱流動到噴射器220的尿素。通過這樣做，尿素可更有效地蒸發(fā)，從而提高尿素的混合能力。排氣然后流過外部排氣通道，其中第一部分繼續(xù)流動通過排氣通道202，而不進(jìn)入尿素混合器200。第二部分流過入口262，并進(jìn)入尿素混合器200的腔室。在一個示例中，第一部分包括比排氣的第二部分的質(zhì)量更大的質(zhì)量。排氣的第二部分可在經(jīng)由出口264作為尿素和排氣的混合物流回到排氣通道202中之前與尿素噴射物混合?；旌衔锟稍谖那鹄锕芎聿?56與鄰近尿素混合器200的沒有尿素的排氣合并。以這種方式，尿素混合器200可增加通過scr裝置上游的排氣通道202的尿素的分散，這可提高在scr處的nox還原。

因此，尿素混合器包括第一表面和第二表面以及位于其間的交叉部。第一表面包括在上游端處的第一開口，噴射器被定位在第一開口中以將還原劑噴射到混合器的內(nèi)部。第二表面包括在下游端處的第二開口，用于允許排氣進(jìn)入混合器的內(nèi)部。在一個示例中，第一開口和第二開口沿共有的公共軸線進(jìn)行定位，使得尿素噴射和通過第二開口的排氣流處于相反方向。多個穿孔沿著交叉部進(jìn)行定位，將混合器的內(nèi)部流體地耦接到位于混合器和排氣管之間的環(huán)形文丘里管通道。穿孔可與文丘里管的喉部相關(guān)聯(lián)，使得在喉部中產(chǎn)生的真空可被供應(yīng)到混合器的內(nèi)部。這可促進(jìn)排氣改變方向，并且流過第二開口進(jìn)入混合器的內(nèi)部。排氣可流過混合器的內(nèi)部，并且在流過穿孔并進(jìn)入環(huán)形文丘里管通道之前與尿素混合。下面將描述混合器中的示例排氣流和尿素混合。

圖3示出圖2的實(shí)施例中的尿素混合器200的下游到上游視圖300。因此，先前呈現(xiàn)的組件可在隨后的附圖中被類似地編號。如上所述，尿素混合器200是固定的，并且經(jīng)由彎管210和凸臺218固定地定位在排氣管204內(nèi)部。在下游到上游視圖300中，第一表面(例如，圖2的第一表面232)被第二表面234擋住。

坐標(biāo)系390包括兩個軸，水平方向上的x軸和豎直方向上的y軸。箭頭299示出平行于y軸的重力的方向。排氣可在垂直于x軸和y軸的方向上沿著排氣管204的中心軸線流動。

尿素混合器200沿著排氣通道202進(jìn)行定位，并且在混合器200和排氣管204之間形成外部排氣通道250。外部排氣通道250是文丘里管形的，并且沿x軸和/或y軸截取的外部排氣通道250的橫截面是圓形的。外部排氣通道250的寬度與混合器200和排氣管204之間的徑向距離的變化相關(guān)聯(lián)地變化。具體地，第一寬度304對應(yīng)于排氣管204和混合器200之間的最小徑向距離。因此，在一個示例中，第一寬度304是外部排氣通道250的最小寬度，并且對應(yīng)于文丘里管喉部(例如，圖2的文丘里管喉部256)。第二寬度306對應(yīng)于排氣管204和混合器200之間的最大徑向距離。因此，在另一個示例中，第二寬度306是外部排氣通道250的最大寬度，并且對應(yīng)于文丘里管出口(例如，圖2的文丘里管出口254)的最下游部分。第一寬度304相對于排氣流在第二寬度306的上游。

入口262包括等于第二表面234的下游邊緣237的周邊的周邊。入口262被定位在排氣管204的中心軸線的近側(cè)。因此，入口262可允許排氣管204的中心軸線附近的排氣進(jìn)入。通過入口262的開口示出了混合器200的內(nèi)部腔室302，其中噴射器被定位在入口262的開口。噴射器220關(guān)于排氣管204的中心軸線與入口262同心。因此，排氣管204的中心軸線橫向穿過噴射器220和入口262的中心。

出口264沿著排氣管204近側(cè)的交叉部236的周邊進(jìn)行定位。以這種方式，混合器200接收沿著排氣管204的中心軸線的排氣，并且在遠(yuǎn)離中心軸線的排氣管204的近側(cè)將排氣排出。如圖所示，出口264面向垂直于入口262的徑向向外方向。在一個示例中，出口264和排氣管204之間的距離可基本上等于第一寬度304。入口262和排氣管204之間的距離可基本上等于第二寬度306。

圖4示出圖2實(shí)施例中的尿素混合器200沿著y軸的橫截面400，如切割平面c-c所示。此外，橫截面400示出通過尿素混合器200的示例排氣流。如上所述，尿素混合器200可在后處理裝置72(例如，scr裝置)上游促進(jìn)排氣和尿素之間的混合。通過在scr上游增加尿素在排氣流中的分散，尿素可更均勻地涂覆scr，最終導(dǎo)致減少的nox排放。

坐標(biāo)系390被示出包括兩個軸，平行于水平方向的x軸和平行于豎直方向的y軸。箭頭298示出排氣通道202中的排氣流的總體方向。箭頭299示出重力的方向。示出了平行于x軸的排氣管204的中心軸線295。黑色頭箭頭表示排氣通道202中沒有尿素的排氣。白色頭箭頭表示在排氣通道202中與尿素混合的排氣。

排氣在到達(dá)尿素混合器200之前流過排氣通道202的上游部分402。上游部分402中的大部分排氣可不間斷地流動而不接觸彎管210。因此，上游部分402中的排氣的剩余部分接觸彎管210的外表面，從而與彎管熱傳遞，而不流入彎管的通道416。來自上游部分402的排氣流入位于上游邊緣231和下游邊緣233之間的第一表面232的整個周邊外部的文丘里管入口252。當(dāng)文丘里管入口252在下游方向上收縮時，文丘里管入口中的排氣速度增加并且壓力減小。在一個示例中，文丘里管入口中的排氣不進(jìn)入尿素混合器200的腔室302。

文丘里管入口252中的排氣可在流入文丘里喉部256之前接觸第一表面232和排氣管204。當(dāng)流過喉部256時，排氣速度可達(dá)到最大速度，并且排氣壓力可達(dá)到最小壓力。因此，喉部256可對應(yīng)于外部排氣通道250的最窄部分。在一個示例中，喉部256中的排氣流入文丘里管出口254，而不流過出口264并進(jìn)入腔室302。這可由于排氣的速度增加。最大速度和最小壓力相對于在外部排氣通道250(例如，文丘里管通道)中產(chǎn)生的速度和壓力，并且不考慮在外部排氣通道250外部產(chǎn)生的速度和壓力。在喉部256中產(chǎn)生的真空經(jīng)由出口264流體地耦接到內(nèi)部腔室302。

來自喉部256的排氣流入文丘里管出口254，在那里排氣的速度減小，并且壓力增加。文丘里管出口254中的排氣可接觸排氣管204和/或第二表面234。代替地，排氣可不間斷地流過文丘里管出口254，而不接觸第二表面234或排氣管204中的任一者。排氣流出文丘里管出口254并進(jìn)入位于混合器200和后處理裝置72之間的下游排氣通道404。在中心軸線295遠(yuǎn)側(cè)的排氣可流過下游排氣通道404，而不進(jìn)入內(nèi)部腔室302。在中心軸線295近側(cè)的排氣可經(jīng)由通過出口264從喉部256供應(yīng)到混合器200的真空被抽吸通過入口262，并進(jìn)入內(nèi)部腔室302。通過使排氣流過文丘里喉部256產(chǎn)生真空，其中真空經(jīng)由出口264流體地耦接到內(nèi)部腔室302。通過在多個方向上使排氣轉(zhuǎn)彎進(jìn)入內(nèi)部腔室302，真空促進(jìn)排氣流過入口262。流過入口262的排氣可在至少包括與排氣通道202中的排氣流方向相反的第一方向(例如，箭頭298)的多個方向上流動。在流過出口264之前，內(nèi)部腔室302中的排氣可流過內(nèi)部腔室302的整個容積。排氣徑向向外流過出口264，并且以至少包括垂直于箭頭298的第一角度的多個角度進(jìn)入文丘里管喉部256。

除此之外或代替地，噴射器220可將尿素噴射到內(nèi)部腔室302中。在到達(dá)噴射器220之前，尿素從儲存器88流動并且流過彎管210的通道416。具體地，尿素通過通道416在向下方向上流動通過豎直管212，然后以對應(yīng)于轉(zhuǎn)彎216的角度的角度轉(zhuǎn)彎，并且在下游方向上流動通過水平管214到噴射器220。在一個示例中，尿素噴射420在平行于箭頭298的方向上沿著排氣管204的中心軸線295。通過以這種方式噴射尿素，由于尿素與混合器200的內(nèi)表面的距離，尿素不太可能撞擊到混合器200的內(nèi)表面，同時還增加了內(nèi)部腔室302中的尿素和排氣的混合能力/湍流。在一些實(shí)施例中，噴射器220可以傾斜于中心軸線295的角度噴射。與尿素混合的排氣可流過出口264，并且與沒有尿素的排氣混合。因此，在之前，與尿素混合的排氣從混合器200徑向向外流動，并且在排氣管204的近側(cè)流動，然后徑向向內(nèi)移動并且沿著排氣通道202在混合器200下游和后處理裝置72的上游的更大數(shù)量的區(qū)域流動。以這種方式，與尿素混合的排氣在排氣管204附近處，中心軸線295處，以及在位于它們之間的排氣通道202的各個區(qū)域流動。

因此，圖2-4示出一種混合器，其被配置成允許排氣進(jìn)入被流體地耦接到能夠噴射尿素的噴射器的內(nèi)部腔室中。排氣通過位于混合器的最遠(yuǎn)的下游部分上的入口被抽吸到混合器中。排氣通過位于混合器和排氣管之間的外部文丘里管通道中產(chǎn)生的真空被吸入到內(nèi)部腔室中。當(dāng)排氣流過文丘里管通道時，可通過混合器的穿孔將真空供應(yīng)到內(nèi)部腔室。尿素可在與被允許進(jìn)入內(nèi)部腔室的排氣流的方向相反的方向上被噴射到內(nèi)部腔室中。通過以這種方式噴射尿素，可增加內(nèi)部腔室中的湍流，從而改善尿素與排氣的混合。排氣和尿素的混合物流過出口并返回到排氣通道中，其中混合物可與沒有尿素的排氣合并?；旌衔锟杀葲]有尿素的排氣更湍流的，這可增加排氣通道中排氣的整體湍流。以這種方式，到后處理裝置(例如，scr裝置)的尿素流可更均勻，并且涂覆更多數(shù)量和/或更大面積的scr裝置的表面。

圖5示出沿著進(jìn)氣通道502定位的混合器500。該混合器500可被類似地用作圖1的實(shí)施例中的混合器80?；旌掀?00是連續(xù)的，并且物理地耦接到通過進(jìn)氣管504突出到進(jìn)氣通道502中的egr管506?；旌掀?00是中空的，具有被配置成接收egr和環(huán)境空氣的內(nèi)部腔室。

坐標(biāo)系590被示出為包括三個軸，平行于水平方向的x軸，平行于豎直方向的y軸，以及垂直于x軸和y軸的z軸。中心軸線595是平行于x軸的進(jìn)氣管504的中心軸線。除了egr管506之外，混合器500關(guān)于中心軸線595對稱。中心軸線596是平行于y軸的egr管506的中心軸線。箭頭598示出環(huán)境空氣流的方向。箭頭599示出重力的方向。

混合器500可基本上類似于上述混合器200，其中在此描述一個或多個偏差。例如，混合器500的第一開口522可以是打開的，而混合器200的對應(yīng)開口(例如開口222)經(jīng)由噴射器凸臺224和位于其中的噴射器220氣密地密封。因此，進(jìn)入空氣(環(huán)境空氣)可流過第一開口522，而排氣不可流過開口222。此外，混合器500經(jīng)由物理地耦接到混合器500的下游表面534的egr管506流體地耦接到egr通道(例如，圖1的egr通道152)。相反，在一個示例中，混合器200僅僅在第一表面232的上游邊緣231處物理地耦接到彎管210。因此，混合器200的第二表面234是不間斷的。以這種方式，混合器500可以是被配置成接收egr和環(huán)境空氣的egr混合器，而混合器200是如上所述的尿素混合器。由于這些原因，可將先前在圖2的實(shí)施例中引入的部件與混合器500的部件進(jìn)行比較。

egr混合器500包括上游表面532和下游表面534，其之間具有交叉部536。在一個示例中，上游表面532、下游表面534和交叉部536分別基本上類似于圖2的實(shí)施例中的混合器200的上游表面232和下游表面234以及交叉部236。具體地，混合器500的表面的曲率基本上類似于混合器200的表面的曲率。因此，位于進(jìn)氣管504和混合器500之間的外部進(jìn)氣通道550基本上類似于位于排氣管204和混合器200之間的外部排氣通道250。以這種方式，外部進(jìn)氣通道550還可用作包括文丘里管入口552、文丘里管出口554和文丘里管喉部556的文丘里管通道。

在一些示例中，除此之外或代替地，egr混合器500和進(jìn)氣管504的尺寸基本上與尿素混合器200和排氣管204相同。因此，外部進(jìn)氣通道550的尺寸也可類似于外部排氣通道250。

由于孔566，混合器500的下游表面534偏離混合器200的第二表面234，該孔566允許egr從egr管506流入混合器500的內(nèi)部腔室。因此，下游表面534包括第二表面234不具有的開口。但是，在一個示例中，下游表面534的所有其它部分可與第二表面234基本上相同。

在一些實(shí)施例中，可省略孔566。egr管506的形狀可類似于彎管210，并且經(jīng)由第一開口522流體地耦接到混合器500的內(nèi)部腔室。在這樣的示例中，下游表面534和egr管506分別與第二表面234和彎管210基本上相同。

egr管506延伸穿過進(jìn)氣管504，并且沿著進(jìn)氣管504的中心軸線595保持egr混合器500。焊接、粘合劑和/或其它合適的耦接元件可將egr管506物理地耦接到進(jìn)氣管504和下游表面534中的一個或多個。egr管506在上游邊緣235和下游邊緣537之間物理地耦接到混合器500。在一個示例中，egr管506被定位成相比于下游邊緣537更靠近上游邊緣235。在其它示例中，egr管506被定位在該邊緣的中間，或者與上游邊緣235相比，更靠近下游邊緣237?；旌掀?00關(guān)于中心軸線595對稱地間隔開。在一個示例中，進(jìn)氣管504中的egr混合器500的取向基本上類似于排氣管204中的尿素混合器200的取向。

第一開口522的周邊基本上等于上游邊緣531的周邊。類似地，第二開口562的周邊基本上等于下游邊緣537的周邊。第一開口522沿著中心軸線595與第二開口562間隔開，并且直接位于第二開口562的上游。在一個示例中，第一開口522可以是被配置成允許進(jìn)氣進(jìn)入混合器500的入口，并且第二開口562可以是被配置成將進(jìn)入空氣和/或egr從混合器500排出到進(jìn)氣通道502的出口。作為示例，第一開口522在尺寸上與第二開口562基本上相同。在其它示例中，第一開口522大于或小于第二開口562。

混合器500還包括沿著下游邊緣533和上游邊緣535之間的交叉部536定位的多個穿孔564。穿孔564的形狀和功能基本上類似于混合器200的出口264。因此，進(jìn)入空氣和/或egr可從混合器500的內(nèi)部腔室流動，通過穿孔564，并且進(jìn)入外部進(jìn)氣通道550。此外，在文丘里管喉部556處產(chǎn)生的真空可流體地耦接到混合器500的內(nèi)部腔室，其中真空可幫助使氣體流過穿孔564，和/或者用于使egr從egr管506流入內(nèi)部腔室，如下面將詳述的。

圖6示出圖5的混合器500的下游視圖。因此，先前引入的部件在后面的附圖中可進(jìn)行類似地編號。如上所述，混合器500是固定的，并且經(jīng)由egr管506被固定地定位在進(jìn)氣管504內(nèi)部。在下游視圖600中，上游表面(例如，圖5的上游表面532)被第二表面234擋住。

坐標(biāo)系690包括兩個軸，水平方向上的x軸和豎直方向上的y軸。箭頭599示出重力的方向。進(jìn)入空氣可沿著進(jìn)氣管504在垂直于x軸和y軸的方向上流動。

如圖所示，egr管506在下游邊緣537和交叉部536之間與下游表面534垂直地相交。在一個示例中，egr管506延伸通過地面上車輛的進(jìn)氣管504的最高部分。以這種方式，egr借助重力在向下方向上行進(jìn)到egr混合器500中。

第二開口562直接在第一開口(例如，第一開口522)的前面，并與其間隔開。內(nèi)部腔室602位于第一開口和第二開口562之間。以這種方式，進(jìn)入空氣可直接流動通過第一開口，沿著進(jìn)氣管504的中心軸線流過內(nèi)部腔室602，并且從第二開口562流出回到進(jìn)氣通道502中。內(nèi)部腔室602在尺寸和形狀上可與圖3和圖4的內(nèi)部腔室302基本上相同。

圖7示出根據(jù)雙頭箭頭m-m的egr混合器500的橫截面圖700。其示出了示例進(jìn)氣流和egr流，且分別是實(shí)線箭頭和虛線箭頭。egr混合器500被配置成促進(jìn)進(jìn)入空氣和egr之間的混合，使得egr性能可更均勻地流過進(jìn)氣歧管44。

坐標(biāo)系690包括兩個軸，水平方向上的x軸和豎直方向上的y軸。進(jìn)氣管504的中心軸線595由虛線示出。箭頭598指示進(jìn)氣流的總體方向。箭頭599示出重力的方向。

進(jìn)氣通道502中的進(jìn)入空氣可從進(jìn)氣通道的上游部分702流到混合器500或外部進(jìn)氣通道502。進(jìn)入空氣可經(jīng)由沿著中心軸線595定位的第一開口522進(jìn)入egr混合器500。因此，進(jìn)入空氣在中心軸線595遠(yuǎn)側(cè)的剩余部分流入外部進(jìn)氣通道550的文丘里管入口552。文丘里管入口552中的進(jìn)入空氣可流動通過文丘里管喉部556，真空在那里產(chǎn)生，并且在到達(dá)進(jìn)氣通道502的下游部分704之前進(jìn)入文丘里管出口554。流過第一開口522的進(jìn)入空氣進(jìn)入內(nèi)部腔室602，其中進(jìn)入空氣可在經(jīng)由穿孔564或第二開口562流出內(nèi)部腔室602之前與egr混合。在一個示例中，進(jìn)入空氣可由于其動量從第一開口522直接流過內(nèi)部腔室602到達(dá)第二開口562。作為另一個示例，由于在喉部556處產(chǎn)生的真空，進(jìn)入空氣可流出穿孔564并進(jìn)入文丘里管喉部556。

egr可從egr系統(tǒng)140流動通過位于egr管506中的egr通道152，通過孔566，并進(jìn)入內(nèi)部腔室602。在一個示例中，來自egr系統(tǒng)140的所有egr在進(jìn)入進(jìn)氣通道502之前流過混合器500。egr在與指示進(jìn)氣流的方向的箭頭298正交的方向上流動。這可增加當(dāng)egr和進(jìn)入空氣在egr混合器中碰撞時產(chǎn)生的湍流，進(jìn)一步促進(jìn)egr的分散。egr可經(jīng)由穿孔564或第二開口562流出內(nèi)部腔室602。穿孔564可將egr和/或進(jìn)入空氣沿著垂直于箭頭298的徑向向外的方向引導(dǎo)到進(jìn)氣通道502的在進(jìn)氣管504的近側(cè)的區(qū)域。第二開口562可將egr和/或進(jìn)入空氣沿著與箭頭298平行的方向引導(dǎo)到進(jìn)氣通道502的在中心軸線595的近側(cè)的區(qū)域。此外，在內(nèi)部腔室602中產(chǎn)生的湍流可被攜帶到外部進(jìn)氣通道550或進(jìn)氣通道502的下游部分704中，這可允許egr流動到進(jìn)氣通道502的更多數(shù)量的區(qū)域。這可允許egr均勻地分布在整個進(jìn)氣通道502中，使得其可被均勻地遞送到發(fā)動機(jī)(例如，圖1的發(fā)動機(jī)10)的每個期望的汽缸。

如上所述，相比于egr管506到第二開口562，egr管506更靠近穿孔564。因此，經(jīng)由穿孔564從文丘里管喉部556供應(yīng)到內(nèi)部腔室602的真空可輔助egr流從egr通道152流到內(nèi)部腔室602中。作為其中歧管壓力高(例如，在高發(fā)動機(jī)負(fù)載期間)的示例，可禁止egr流出egr通道152。但是，在文丘里管喉部556中產(chǎn)生的真空可補(bǔ)償高歧管壓力并且保持進(jìn)入混合器500的egr流。

因此，可在進(jìn)氣通道中使用第一混合器，并且可在排氣通道中使用第二混合器?；旌掀靼ㄑ刂鼈兏髯缘耐ǖ赖闹行妮S線進(jìn)行定位的第一開口和第二開口?；旌掀鬟€包括沿著第一表面和第二表面之間的交叉部定位的多個穿孔。第一表面和第二表面以這樣的方式彎曲，使得管和混合器之間的通道用作文丘里管通道。文丘里管通道的喉部與穿孔相關(guān)聯(lián)，使得在文丘里管通道中產(chǎn)生的真空可供應(yīng)到混合器的內(nèi)部腔室。在一個示例中，第一混合器是egr混合器，其還包括在其第二表面在穿孔近側(cè)的孔，其中孔被配置成從egr通道接收egr氣體。第一混合器通過延伸穿過進(jìn)氣通道的上部部分并且物理地耦接到第二表面的egr管固定地支撐在進(jìn)氣通道中。因此，第一混合器可通過第一開口接收進(jìn)入空氣，并且通過第二開口接收egr，同時通過穿孔和/或第二開口排出egr和/或進(jìn)入空氣。作為另一個示例，第二混合器是尿素混合器，其還包括突出穿過第一開口的尿素噴射器。第二混合器通過從排氣通道的上部部分延伸，物理地耦接到混合器的第一表面的彎管固定地支撐在排氣通道中。第二混合器可從第一開口中的噴射器接收尿素噴射，同時通過第二開口接收排氣。尿素和/或排氣可經(jīng)由穿孔流出混合器的內(nèi)部腔室。

因此，混合器可在進(jìn)氣通道和/或排氣通道中使用，其中混合器可被配置成分別促進(jìn)egr混合或尿素混合。混合器可以是緊湊的并且易于制造，從而減小發(fā)動機(jī)尺寸和制造成本。使用緊湊的混合器的技術(shù)效果是在不添加電控制器和/或致動器的情況下改善車輛性能。因此，機(jī)械操作的混合器可在不增加車輛部件的尺寸的情況下改善車輛性能。

系統(tǒng)的第一實(shí)施例包括中空淚珠形混合器，所述混合器包括在下游球形圓端處的入口，以及沿著混合器的最大直徑定位的多個出口，混合器與管徑向間隔開，混合器的直徑沿著中心軸線從最大直徑至相對于氣流方向的上游端和下游端連續(xù)地減小。系統(tǒng)的第一示例還包括其中最大直徑和上游端之間的距離為第一距離，并且最大直徑和下游端之間的距離為第二距離，并且其中第一距離小于第二距離。任選地包括第一示例的系統(tǒng)的第二示例還包括其中直徑以第一速率從最大直徑減小至上游端，并且其中直徑以第二速率從最大直徑減小至下游端，其中第一速率大于第二速率。任選地包括第一示例至第二示例中的一個或多個的系統(tǒng)的第三示例還包括其中位于混合器和管之間的外部通道，其中外部通道用作文丘里管通道，并且其中文丘里管的喉部與多個出口相鄰。任選地包括第一示例至第三示例中的一個或多個的系統(tǒng)的第四示例還包括其中管是排氣管，并且混合器是尿素混合器，尿素混合器被配置成通過下游開口將排氣接收到內(nèi)部腔室中。任選地包括第一示例至第四示例中的一個或多個的系統(tǒng)的第五示例還包括其中尿素混合器還包括突出通過上游開口的噴射器，噴射器被定位成將尿素噴射到混合器的內(nèi)部空間中。任選地包括第一示例至第五示例中的一個或多個的系統(tǒng)的第六示例還包括其中彎管物理地耦接到排氣管和尿素混合器，彎管沿排氣管的中心軸線固定地支撐尿素混合器。任選地包括第一示例至第六示例中的一個或多個的系統(tǒng)的第七示例還包括其中管是進(jìn)氣管，并且混合器是egr混合器，egr混合器被配置成通過egr管接收egr，所述egr管將egr混合器物理地耦接到進(jìn)氣管。任選地包括第一示例至第七示例中的一個或多個的系統(tǒng)的第八示例還包括其中egr混合器包括上游開口,所述上游開口在位于直接與下游端相對的上游端處，并且其中上游開口可允許進(jìn)入進(jìn)入空氣，并且下游開口和多個出口可排出進(jìn)入空氣。

一種排氣系統(tǒng)的實(shí)施例，其包括對稱固定的尿素混合器，所述尿素混合器沿進(jìn)氣管內(nèi)的中心軸線定位，具有被定位在第二開口的對面并且沿著中心軸線與第二開口對準(zhǔn)的第一開口，沿著混合器的最大周邊定位的多個穿孔，以及突出穿過第一開口的噴射器，該噴射器經(jīng)由管流體地耦接到儲存器。排氣系統(tǒng)的第一示例還包括其中管是包括豎直管和水平管的彎管，其中豎直管物理地耦接到排氣管，并且水平管物理地耦接到混合器。任選地包括第一示例的排氣系統(tǒng)的第二示例還包括其中第一開口相對于排氣流的方向在第二開口的上游，第二開口被配置成經(jīng)由真空允許排氣進(jìn)入尿素混合器的內(nèi)部空間，所述真空由位于尿素混合器和排氣管之間的環(huán)形文丘里管通道供應(yīng)。任選地包括第一示例和/或第二示例的排氣系統(tǒng)的第三示例還包括其中排氣在包括與排氣流的方向相反的第一方向的多個方向上流動通過第二開口進(jìn)入內(nèi)部空間。任選地包括第一示例至第三示例中的一個或多個的排氣系統(tǒng)的第四示例還包括其中噴射器在與第一方向相反的方向上噴射尿素。

一種進(jìn)氣系統(tǒng)的實(shí)施例，其包括沿著進(jìn)氣管內(nèi)的中心軸線定位的對稱固定的egr混合器，具有被定位在第二開口的對面并且沿著中心軸線與第二開口對準(zhǔn)的第一開口，沿著混合器的最大周邊定位的多個穿孔，以及延伸穿過進(jìn)氣管的egr管，所述egr管物理地耦接到egr混合器的表面，所述egr管被配置成使egr流動到混合器的內(nèi)部腔室。進(jìn)氣系統(tǒng)的第一示例還包括其中表面是下游表面，并且其中下游表面經(jīng)由位于其間的交叉部物理耦接到上游表面，所述交叉部對應(yīng)于混合器的最大周邊。任選地包括第一示例的進(jìn)氣系統(tǒng)的第二示例還包括其中第一開口位于混合器的上游最末端處，并且第二開口位于混合器的下游最末端處，并且其中穿孔被定位成相比于第二開口更靠近第一開口。任選地包括第一示例和第二示例中的一個或多個的進(jìn)氣系統(tǒng)的第三示例還包括其中egr管在多個穿孔的近側(cè)，并且在第二開口的遠(yuǎn)側(cè)。任選地包括第一示例至第三示例中的一個或多個的進(jìn)氣系統(tǒng)的第四示例還包括其中穿孔將混合器的內(nèi)部空間流體地連接到位于混合器和進(jìn)氣管之間的外部進(jìn)氣通道的真空產(chǎn)生部分。任選地包括第一示例至第四示例中的一個或多個的進(jìn)氣系統(tǒng)的第五示例還包括其中混合器不包括除了所描述的那些之外的其它入口或附加出口。

需注意，包括在本文的示例控制和估計程序可與各種發(fā)動機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文公開的控制方法和程序可作為可執(zhí)行指令存儲在非瞬時存儲器中，并且可由控制系統(tǒng)進(jìn)行，所述控制系統(tǒng)包括與各種傳感器、致動器以及其它發(fā)動機(jī)硬件組合的控制器。本文描述的特定程序可表示任何數(shù)量的處理策略，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等等中的一個或多個。這樣，示出的各種動作、操作和/或功能可以示出的次序、并行或以其它省略的情況執(zhí)行。同樣地，處理的順序不是實(shí)現(xiàn)本文所描述的示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的，而是為了便于說明和描述被提供的。根據(jù)使用的特定策略，可重復(fù)執(zhí)行示出的動作、操作和/或功能中的一個或多個。此外，所描述的動作、操作和/或功能可用圖表表示被編程進(jìn)發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的非瞬時存儲器的代碼，其中通過執(zhí)行系統(tǒng)中的指令進(jìn)行所述動作，所述系統(tǒng)包括與電子控制器組合的各種發(fā)動機(jī)硬件部件。

應(yīng)該理解，本文公開的配置和程序在本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實(shí)施例不應(yīng)視為限制性意義，因?yàn)樵S多變化是可能的。例如，以上技術(shù)可應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對置4缸以及其它的發(fā)動機(jī)類型。本公開的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和配置，以及其它特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。

下面的權(quán)利要求特別指出被視為新穎和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可指“一個”元件或“第一”元件或其等同物。應(yīng)該理解，這些權(quán)利要求包括一個或更多這些元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或更多這些元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其它組合和子組合可通過本權(quán)利要求的修正或通過在這個或相關(guān)申請的新權(quán)利要求的提出被要求保護(hù)。這些權(quán)利要求，無論是更寬于，更窄于，等于，或不同于原始的權(quán)利要求的范圍，也被視為包括在本公開的主題之內(nèi)。