СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ
METHOD FOR ENGINE

Область техники
Настоящее раскрытие в целом относится к способам и системам для выпускной системы, содержащей теплообменник.
Уровень техники и раскрытие изобретения
x
x
x
2
2
x
Атмосферный азот может вступать в реакцию с кислородом во всасываемом воздухе с образованием оксидов азота (NO) во время сгорания в двигателях внутреннего сгорания. В связи с этим, транспортные средства обычно содержат устройства нейтрализации, например, устройства избирательного каталитического восстановления ИКР (SCR), улавливатели NO и иные восстановительные каталитические нейтрализаторы для восстановления NO до других веществ (например, N и HO). Еще один способ сокращения выбросов NO включает в себя рециркуляцию отработавших газов двигателя обратно на впуск двигателя по магистрали рециркуляции отработавших газов РОГ (EGR).
x
При этом образование NO происходит по большей части во время холодного пуска двигателя, когда температура двигателя ниже необходимой рабочей температуры, и каталитический нейтрализатор не достиг температуры активации. РОГ могут не применять во время холодного пуска, чтобы двигатель мог быстрее достичь необходимой рабочей температуры.
x
x
В число других мер борьбы с выбросами NO входит использование теплообменника, способствующего нагреву двигателя во время холодного пуска путем отбора тепла из горячих отработавших газов и передачи этого тепла охлаждающей  жидкости двигателя. Это обеспечивает возможность ускорения нагрева двигателя и, тем самым, ускорения достижения температуры активации каталитического нейтрализатора, могущего сокращать выбросы NO. Один пример решения раскрыт Парком (Park) в U.S. 2014/0202149. Согласно данному документу, в устройство рекуперации тепла поступает тепло из отработавших газов с возможностью его использования для нагрева рабочей текучей среды (например, охлаждающей жидкости двигателя, охлаждающей жидкости турбины и т.п.).
Однако авторы настоящего изобретения выявили потенциальные недостатки таких систем. В качестве одного примера, газы РОГ текут из выпускного канала через перегреватель и бойлер, а затем - в заборный канал. На перегревателе и бойлере происходит отбор тепла из отработавших газов и его передача на рабочую текучую среду системы рекуперации тепла отработавших газов. Таким образом, раскрытая Парком система выполнена с возможностью подачи только охлажденных отработавших газов. Кроме того, охлажденные отработавшие газы могу не течь обратно в выпускной канал для регулирования температуры отработавших газов.
В одном примере вышеуказанные недостатки позволяет преодолеть способ, содержащий шаги, на которых: направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, рециркуляционному каналу и магистрали РОГ, при нахождении трехходового клапана в полностью закрытом положении и нахождении перепускного клапана в более открытом положении, направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и по рециркуляционному каналу в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, при нахождении перепускной части указанного трехходового клапана в закрытом положении и нахождении указанного трехходового клапана в более открытом положении, и направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и через теплообменник указанного перепускного канала в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по рециркуляционному каналу, при нахождении рециркуляционной части указанного трехходового клапана в закрытом положении и нахождении указанного перепускного клапана в более закрытом положении.
Это обеспечивает возможность подачи в двигатель горячих и холодных отработавших газов, а также возможность подачи охлажденных отработавших газов в поток горячих отработавших газов.
В качестве одного примера, между подвижной выступающей частью и выступающей частью может возникать эффект Вентури с возможностью создания разрежения на вершинах выступающей части и фланца. Разрежение может естественным образом способствовать возврату ранее перепущенных отработавших газов в выпускной канал. В некоторых примерах возвращаемые в выпускной канал отработавшие газы холоднее, чем отработавшие газы в выпускном канале, в связи с тем, что перепущенные отработавшие газы прошли через теплообменник перед возвращением в выпускной канал. Это позволяет повысить точность поддержания температуры устройств нейтрализации отработавших газов в более широком диапазоне условий эксплуатации.
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». Заявляемый предмет изобретения также не ограничивается вариантами осуществления, устраняющими недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящей заявки.
Краткое описание Фигур чертежей
На ФИГ. 1 изображен двигатель, содержащий множество цилиндров.
На ФИГ. 2А и 2В изображены виды перепускного клапана снаружи и изнутри соответственно.
На ФИГ. 3 изображен вид изнутри компонентов в перепускном клапане.
На ФИГ. 4А, 4В и 4С изображены различные положения подвижной выступающей части относительно фланца в перепускном клапане.
На ФИГ. 5А, 5В, 5С, 5D, 5Е и 5F представлены примеры потоков отработавших газов в зависимости от положений подвижной выступающей части и клапанных частей трехходового клапана.
ФИГ. 2-5F приведены приблизительно в масштабе, однако возможны и другие относительные размеры без отступления от объема раскрываемого изобретения.
На ФИГ. 6А, 6В и 6С раскрыты способы для регулирования положения подвижной выступающей части и клапанных частей трехходового клапана в зависимости от параметров работы двигателя.
Осуществление изобретения
Нижеследующее описание относится к системам и способам для перепускания отработавших газов из выпускного канала. Перепускной клапан, содержащий подвижную выступающую часть с возможностью перемещения относительно неподвижного фланца, позволяет регулировать количество отработавших газов, перепускаемых из выпускного канала. Перепускаемые отработавшие газы могут течь в перепускной канал, содержащий теплообменник, изображенный на ФИГ. 1. Это обеспечивает возможность передачи тепла из отработавших газов на теплообменник, выполненный с возможностью нагрева охлаждающей жидкости двигателя и/или устройства, работающего от тепла (например, устройства Пельтье и/или устройства, работающего по циклу Ренкина). Подвижная выступающая часть и фланец выполнены по схожей форме на противоположных сторонах корпуса перепускного клапана, как показано на ФИГ. 2А и 2В. Изгибы выступающей части и фланца показаны на ФИГ. 3. Перепускной клапан выполнен с возможностью создания разрежения в более открытом положении выступающей части, как показано на ФИГ. 4А. Указанное более открытое положение позволяет перепускать относительно небольшое количество отработавших газов из выпускного канала в перепускной канал. Перепускной клапан выполнен с возможностью создания разрежения между выступающей частью и фланцем, когда выступающая часть находится в более закрытом положении, как показано на ФИГ. 4С. Указанное более закрытое положение позволяет перепускать относительно большое количество отработавших газов из выпускного канала в перепускной канал. Некоторые положения трехходового клапана обеспечивают возможность всасывания как минимум части перепускаемых газов обратно в выпускной канал за счет разрежения, создаваемого посредством канала Вентури, образованного между выступающей частью и фланцем. Дополнительно или взамен, выступающая часть выполнена с возможностью перемещения в промежуточные положения между указанными более открытым и более закрытым, как показано на ФИГ. 4В. Отработавшие газы текут через перепускной клапан и трехходовой клапан, соединяющий перепускной канал, магистраль рециркуляции отработавших газов и рециркуляционный канал, показанные на ФИГ. 5А, 5В, 5С, 5D, 5Е и 5F. Способ для регулирования положения трехходового клапана и выступающей части в зависимости от одного или нескольких состояний двигателя раскрыт на ФИГ. 6А, 6В и 6С.
На ФИГ. 1-5F представлены примеры конфигураций с относительным расположением различных компонентов. Если они показаны непосредственно соприкасающимися друг с другом или непосредственно соединенными, то такие элементы могут именоваться непосредственно соприкасающимися или, в соответствующих случаях, непосредственно соединенными, как минимум в одном примере. Если в настоящем описании указано, что те или иные элементы расположены непосредственно ниже или выше по потоку друг от друга, речь может идти о том, что между двумя сравниваемыми элементами отсутствуют какие-либо другие элементы. Аналогичным образом, элементы, показанные смежными или прилегающими друг к другу, могут быть смежными или, в соответствующих случаях, прилегать друг к другу в как минимум одном примере. Например, компоненты, соприкасающиеся друг с другом лицевыми сторонами, могут рассматриваться как соприкасающиеся по общей лицевой стороне. В качестве другого примера, элементы, расположенные отдельно друг от друга, между которыми находится только какое-либо пространство, но не другие компоненты, могут описываться таким образом в как минимум одном примере. В качестве еще одного примера, элементы, показанные расположенными друг над/под другом, на противоположных сторонах друг от друга или слева/справа друг от друга, могут именоваться соответствующим образом по отношению друг к друг. Кроме того, как показано на фигурах, самый верхний элемент или точка элемента может именоваться «верхом» компонента, а самый нижний элемент или точка элемента может именоваться «низом» компонента в как минимум одном примере. В контексте настоящего описания, термины «верх/низ», «верхний/нижний», «над/под» могут обозначать положение относительно вертикальной оси фигур и могут служить для обозначения положения элементов фигуры по отношению друг к другу. Таким образом, элементы, показанные расположенными над другими элементами, расположены над ними по вертикали в одном примере. В качестве еще одного примера, если на фигурах элементы изображены в тех или иных формах, в описании может идти речь о том, что эти элементы имеют соответствующие формы (например, являются круглыми, прямыми, пленарными, криволинейными, закругленными, скошенными, угловыми и т.п.). Кроме того, элементы, показанные пересекающими друг друга, могу именоваться «пересекающимися элементами» или «пересекающими друг друга» в как минимум одном примере. Кроме того, элемент, показанный расположенным внутри другого элемента или снаружи другого элемента, может именоваться соответственно «внутренним» или «наружным» в одном примере.
На ФИГ. 1 схематически изображена система 6 транспортного средства. Система 6 транспортного средства содержит систему 8 двигателя, содержащую двигатель 10 с множеством цилиндров 30. Двигатель 10 содержит впускную систему 23 двигателя и выпускную систему 25 двигателя. Впускная система 23 двигателя содержит дроссель 62, соединенный по текучей среде с впускным коллектором 44 двигателя по заборному каналу 42. Выпускная система 25 двигателя содержит выпускной коллектор 48, ведущий в выхлопную трубу 35, по которой отработавшие газы направляют в атмосферу. Дроссель 62 может быть расположен в заборном канале 42 ниже по потоку от устройства наддува, например, турбокомпрессора 50 или нагнетателя, и ниже по потоку от охладителя 52 наддувочного воздуха. Охладитель 52 наддувочного воздуха может быть выполнен с возможностью снижения температуры всасываемого воздуха, сжатого устройством наддува. Турбокомпрессор 50 может содержать компрессор 51а, расположенный между заборным каналом 42 и впускным коллектором 44. Компрессор 51а выполнен с возможностью как минимум частичного приведения в действие газовой турбиной 51b, расположенной между выпускным коллектором 48 и выхлопной трубой 35.
Искру в камеры 30 сгорания можно подавать посредством свеч зажигания. Система зажигания может дополнительно содержать катушку зажигания (не показана) для повышения напряжения, подаваемого на свечи зажигания. В других примерах, таких, как дизельный двигатель, свечи зажигания могут отсутствовать.
Выпускная система 25 двигателя может содержать одно или несколько устройств 70 снижения токсичности выбросов с возможностью установки в непосредственной близости друг от друга в выпускной системе. Одно или несколько устройств снижения токсичности выбросов могут представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, фильтр обедненных NOx, нейтрализатор избирательного каталитического восстановления (ИКВ) и т.п. Выпускная система 25 двигателя также может содержать систему 22 улавливания твердых частиц (ТЧ) выше по потоку от устройств 70 снижения токсичности выбросов и ниже по потоку от перепускного клапана 60. Выпускной канал 26 соединен по текучей среде и с перепускным клапаном 60, и с перепускным каналом 28. Перепускной клапан 60 выполнен с возможностью регулирования потока отработавших газов из выпускного канала 26 в перепускной канал 28.
Теплообменник 56 расположен выше по потоку от трехходового клапана 58 в перепускном канале 28. Трехходовой клапан 58 соединен с перепускным каналом 28, рециркуляционным трактом 198 и магистралью 29 РОГ. В некоторых состояниях, когда перепускной клапан 60 как минимум частично закрыт, а трехходовой клапан 58 как минимум частично открыт, отработавшие газы могут течь из выпускного канала 26, через теплообменник 56 и трехходовой клапан 58 в магистраль 29 РОГ, где происходит направление отработавших газов в заборный канал 42. Количество газов РОГ, направляемых в заборный канал 42, можно регулировать путем приведения в действие перепускного клапана 60 и/или трехходового клапана 58. Перепускной клапан 60, теплообменник 56 и трехходовой клапан 58 подробнее раскрыты ниже.
Теплообменник 56 соединен с теплоприемным устройством 54. Теплоприемное устройство 54 может представлять собой систему охлаждающей жидкости двигателя, устройство Пельтье, устройство, работающее по циклу Ренкина, и/или иные подходящие устройства. Теплообменник выполнен для подачи тепла в теплоприемное устройство 54. Таким образом, тепло, отобранное из отработавших газов, протекающих через теплообменник 56, может быть передано в теплоприемное устройство 54. В одном примере может происходить нагрев охлаждающей жидкости двигателя с помощью теплообменника 56. Дополнительно или взамен, теплообменник выполнен с возможностью энергоснабжения электроприводных компонентов транспортного средства (например, кондиционера воздуха) путем подачи тепла, отобранного из отработавших газов, в устройство Пельтье и/или устройство, работающее по циклу Ренкина.
Система 6 транспортного средства может также содержать систему 14 управления. Система 14 управления показана получающей информацию от множества датчиков 16 (ряд примеров которых раскрыт в настоящем описании) и направляющей управляющие сигналы множеству исполнительных устройств 81 (ряд примеров которых раскрыт в настоящем описании). В одном примере в число датчиков 16 могут входить: датчик 126 отработавших газов (расположенный в выпускном коллекторе 48), датчик 128 температуры и датчик 129 давления (ниже по потоку от устройства 70 снижения токсичности выбросов). Прочие датчики, например, датчики давления, температуры, воздушно-топливного отношения и состава могут быть установлены в различных местах системы 6 транспортного средства, как будет подробнее раскрыто в настоящем описании. В качестве другого примера, указанные исполнительные устройства могут представлять собой топливные форсунки, двухходовые клапаны-регуляторы, клапан РОГ и дроссель 62. Система 14 управления может содержать контроллер 12 с машиночитаемыми командами для регулирования положения выступающей части в перепускном клапане и трехходового клапана для перепуска потока отработавших газов из выпускного канала в перепускной канал и/или магистраль РОГ. Контроллер выполнен с возможностью приема входных данных от различных датчиков, обработки входных данных и приведения в действие исполнительных устройств на ФИГ. 1 в зависимости от результатов обработки входных данных и в соответствии с запрограммированными в нем командами или программой, соответствующими одному или нескольким алгоритмам, для регулирования работы двигателя. Регулирование положения перепускного клапана 60 может включать в себя перемещение подвижной выступающей части перепускного клапана 60 для регулирования количества отработавших газов, вытекающих из выпускного канала 26 в перепускной канал 28. Дополнительно или взамен, контроллер 12 выполнен с возможностью приведения в действие трехходового клапана 58. В одном примере перепускной клапан 60 и трехходовой клапан 58 представляют собой электронные клапаны. Следует понимать, что перепускной клапан 60 и трехходовой клапан 58 могут представлять собой механические, пневматические, гидравлические клапаны или клапаны иного типа.
ФИГ. 2А и 2В изображают виды сбоку в аксонометрии первого варианта осуществления части выпускного канала 26 на ФИГ. 1, содержащей перепускной клапан 60. Поэтому компоненты, раскрытые ранее на ФИГ. 1, имеют аналогичные номера на ФИГ. 2А и 2В и могут не раскрываться повторно.
ФИГ. 2А изображает вид 200 снаружи сбоку в аксонометрии перепускного клапана 60, содержащегося в выпускном канале 26. ФИГ. 2В изображает вид 250 изнутри сбоку в аксонометрии перепускного клапана 60. А именно, ФИГ. 2В изображает тот же вид сбоку в аксонометрии перепускного клапана 60, что и на ФИГ. 2А, за исключением того, что на ФИГ. 2В перепускной клапан 60 изображен прозрачным для демонстрации внутреннего пространства перепускного клапана 60. В связи с этим ФИГ. 2А и 2В могут быть описаны совместно в настоящем описании.
В настоящем описании относительное расположение компонентов перепускного клапана 60 может быть раскрыто в системе 290 координат. Система 290 координат может содержать ось х, параллельную горизонтальному направлению, ось у, параллельную вертикальному направлению, и ось z, перпендикулярную указанным горизонтальному и вертикальному направлениям. Термин «высота» перепускного клапана 60 и/или его компонентов может означать физический размер компонентов по оси у. Аналогичным образом, «длина» компонентов перепускного клапана 60 может означать физический размер компонентов по оси х. Физический размер компонентов по оси z может быть обозначен как «ширина». Стрелка 299 указывает направление силы тяжести. Плоскость М-М' сечения обозначает поперечный разрез перепускного клапана 60 на ФИГ. 4А-4С.
Перепускной клапан 60 может содержать корпус 62 клапана, содержащего четыре стенки: верхнюю стенку 224, расположенную напротив нижней стенки 222, при этом верхняя стенка 224 и нижняя стенка 222 ограничивают перепускной клапан 60 по высоте, и две боковые стенки 226 и 228, при этом боковые стенки 226 и 228 ограничивают перепускной клапан 60 по ширине. Верхнюю стенку 224 можно именовать «верх» перепускного клапана 60. Аналогичным образом, нижнюю стенку 222 можно именовать «низ» перепускного клапана 60.
Передняя боковая стенка 226 и задняя боковая стенка 228 могут физически соединять нижнюю стенку 222 и верхнюю стенку 224. Как раскрыто в примерах на ФИГ. 2А и 2В, стенки 222, 224, 226 и 228 могут быть относительно плоскими и пленарными. То есть корпус 62 дросселя может быть приблизительно прямоугольным. А именно, стенки 222, 224, 226 и 228 могут образовывать прямую призму. При этом следует понимать, что в других примерах стенки 222, 224, 226 и 228 могут быть криволинейными. То есть форма и размер перепускного клапана 60, а также форма, размер и конфигурация стенок 222, 224, 226 и 228 могут отличаться от изображенных на ФИГ. 2А и 2В. Также следует понимать, что в других примерах корпус 62 клапана может иметь и другие призматические формы.
Стенки 222, 224, 226 и 288 перепускного клапана 60 могут состоять из любого подходящего материала, например, пластмассы, металла, металлического сплава и т.п. Кроме того, стенки 222, 224, 226 и 228 корпуса 62 клапана могут быть тонкими для образования полого внутреннего пространства перепускного клапана 60. Всасываемые газы могут течь через внутреннее пространство корпуса 62 клапана в одно или несколько устройств нейтрализации отработавших газов (например, фильтр 22 твердых частиц на ФИГ. 1), как показано стрелками 205 потока на ФИГ. 2А и 2В. Стенки 222, 224, 226 и 228 могут плотно соприкасаться друг с другом по краям, изолируя внутреннюю часть перепускного клапана 60 от атмосферы, окружающей корпус 62 клапана. Отработавшие газы текут из расположенной выше по потоку первой части 202 выпускного канала 26, через корпус 62 клапана, в расположенную ниже по потоку вторую часть 204 выпускного канала 26.
Поперечное сечение корпуса 62 клапана может быть больше, чем у выпускного канала 26. Поперечное сечение может быть определено как поперечное сечение по плоскости, образованной осями у и z. То есть поперечное сечение может быть по существу перпендикулярно потоку отработавших газов по выпускному каналу 26. Иначе говоря, объем, содержащийся в участке корпуса 62 клапана той или иной длины, может быть больше объема, содержащегося в аналогичном по длине участке выпускного канала 26.
Перепускной клапан 60 также может содержать входной конус 206, физически соединяющий корпус 62 клапана с расположенной выше по потоку первой частью 202 выпускного канала 26, и выходной конус 212, физически соединяющий корпус 62 клапана с расположенной ниже по потоку второй частью 204 выпускного канала 26. То есть конусы 206 и 212 могут физически соединять относительно узкий выпускной канал 26 с относительно широким корпусом 62 клапана. Поэтому расположенный выше по потоку первый конец 208, здесь также именуемый «впускной конец 208» входного конуса 206 может быть меньше расположенного ниже по потоку второго конца 210, здесь также именуемого «выпускной конец 210». Иначе говоря, поперечное сечение входного конуса 206 может быть больше на выпускном конце 210, чем на впускном конце 208. Аналогичным образом, расположенный выше по потоку первый конец 214, здесь также именуемый «впускной конец 214», выходного конуса 212 может быть больше расположенного ниже по потоку второго конца 216, здесь также именуемого «выпускной конец 216». Иначе говоря, поперечное сечение выходного конуса 212 может быть меньше на выпускном конце 216, чем на впускном конце 214.
В некоторых примерах диаметр и, следовательно, поперечное сечение, выпускного канала 26 может быть приблизительно одинаковым по длине выпускного канала 26. То есть размер впускного конца 208 входного конуса 206 и выпускного конца 216 выходного конуса 212 может быть приблизительно одинаковым и/или схожим. При этом следует понимать, что в некоторых примерах диаметр выпускного канала 26 может быть разным на его протяжении, поэтому выпускной конец 216 и впускной конец 208 могут быть разной формы и/или размера. Поперечное сечение корпуса 62 клапана может быть приблизительно одинаковым по длине корпуса 62 клапана. То есть размер выпускного конца 210 входного конуса 206 и впускного конца 214 выходного конуса 212 может быть приблизительно одинаковым и/или схожим. При этом следует понимать, что в других примерах корпус 62 клапана может не быть прямоугольным и может иметь другую форму, в которой поперечное сечение корпуса 62 клапана может варьироваться на его протяжении. В таких примерах впускной конец 214 и выпускной конец 210 могут быть разными по размеру и/или форме.
Расположенный выше по потоку первый конец 208 входного конуса 206 может быть физически соединен с расположенной выше по потоку первой частью 202 выпускного канала 26 и плотно соприкасаться с ней. Расположенный ниже по потоку второй конец 210 входного конуса 206 может быть физически соединен с расположенным ниже по потоку первым концом 209 корпуса 62 клапана и плотно соприкасаться с ним, при этом расположенный ниже по потоку первый конец 209 может быть образован расположенными выше по потоку кромками стенок 222, 224, 226 и 228. Аналогичным образом, расположенный выше по потоку первый конец 214 выходного конуса 212 может быть физически соединен с расположенным ниже по потоку вторым концом 211 корпуса 62 клапана и плотно соприкасаться с ним, при этом расположенный ниже по потоку второй конец 211 может быть образован расположенными ниже по потоку кромками стенок 222, 224, 226 и 228. Расположенный ниже по потоку второй конец 216 выходного конуса 212 может быть физически соединен с расположенной ниже по потоку второй частью выпускного канала 26 и плотно соприкасаться с ней.
Расположенный ниже по потоку первый конец 209 и расположенный ниже по потоку второй конец 211 корпуса 62 клапана являются открытыми. То есть ни на расположенном ниже по потоку первом конце 209, ни на расположенном ниже по потоку втором конце 211 не могут быть сформированы стенки. Кроме того, расположенный выше по потоку первый конец 208 и расположенный ниже по потоку второй конец 210 входного конуса 206, а также расположенный выше по потоку первый конец 214 и расположенный ниже по потоку второй конец 216 выходного конуса 212 являются открытыми. Кроме того, внутреннее пространство конусов 206 и 212 может быть полым с возможностью относительно беспрепятственного протекания отработавших газов через конусы 206 и 212. То есть ни на расположенных выше по потоку первых концах 208 и 214, ни на расположенных ниже по потоку вторых концах 210 и 216 не могут быть сформированы стенки. Таким образом, отработавшие газы текут из расположенной выше по потоку первой части 202 выпускного канала 26 через перепускной клапан 60 и далее в расположенную ниже по потоку вторую часть 204 выпускного канала 26. А именно, отработавшие газы могут течь из расположенной выше по потоку первой части 202 выпускного канала 26 через входной конус 206, в корпус 62 клапана и из него через выходной конус 212 в расположенную ниже по потоку вторую часть 204 выпускного канала 26. При этом следует понимать, что в других примерах входной и выходной конусы 206 и 212 соответственно могут не входить в состав перепускного клапана 60. В таких примерах расположенная выше по потоку первая часть 202 выпускного канала 26 может быть физически соединена непосредственно с расположенным ниже по потоку первым концом 209 корпуса 62 клапана. Кроме того, расположенная ниже по потоку вторая часть 204 выпускного канала может быть физически соединена непосредственно с расположенным ниже по потоку вторым концом 211 корпуса 62 клапана. То есть отработавшие газы могут течь из расположенной выше по потоку первой части 202 выпускного канала 26 в корпус 62 клапана через открытый расположенный ниже по потоку первый конец 209 и могут течь из корпуса 62 клапана в расположенную ниже по потоку вторую часть 204 выпускного канала 26 через открытый расположенный ниже по потоку второй конец 211.
Корпус 62 клапана может дополнительно содержать цилиндр 242, связывающий по текучей среде перепускной канал 28 и внутреннее пространство корпуса 62 клапана. А именно, цилиндр 242 может быть соединен с трактом 198, при этом тракт 198 соединен с перепускным каналом 28, как раскрыто выше на примере ФИГ. 1. То есть цилиндр 242 может проходить через нижнюю стенку 222 корпуса 62 клапана. Цилиндр 242 может быть по существу полым, поэтому газы могут течь через него.
Как подробнее раскрыто ниже на примере ФИГ. 4A-4C, в корпусе 62 дросселя в одном примере может возникать разрежение, вытягивающее газы из перепускного канала 28, через тракт 198, цилиндр 242, в корпус 62 клапана.
На ФИГ. 2B наружные стенки 222, 224, 226 и 228 корпуса 62 клапана и стенки входного конуса 206 и выходного конуса 212 изображены точечными линиями, чтобы продемонстрировать внутренние компоненты перепускного клапана 60, например, выступающую часть 64.
Выступающая часть 64 содержит герметизирующую поверхность 262, расположенную заподлицо с одной из стенок 222, 224, 226 или 228 корпуса 62 клапана и/или плотно соприкасающуюся с ней. В одном примере, раскрытом на ФИГ. 2B, герметизирующая поверхность 262 плотно соприкасается с верхней стенкой 224. Поэтому поток отработавших газов через корпус 62 клапана не может течь между герметизирующей поверхностью 262 и верхней стенкой 224. Кроме того, герметизирующая поверхность 262 может сохранять плотное соприкосновение с верхней стенкой 224, когда положение выступающей части 64 регулируют (например, происходит ее смещение) относительно корпуса 62 клапана. То есть выступающая часть 64 выполнена с возможностью перемещения по оси z внутри корпуса 62 клапана, а герметизирующая поверхность 262 - с возможностью скольжения относительно верхней стенки 224 с сохранением плотного соприкосновение с ней. Выступающая часть 64 может проходить между боковыми стенками 226 и 228. А именно, выступающая часть 64 может плотно соприкасаться с боковыми стенками 226 и 228, так что отработавшие газы не могут течь между выступающей частью 64 и боковыми стенками 226 и 228.
Выступающая часть 64 может быть криволинейной и может проходить внутрь в направлении внутреннего пространства и/или центра корпуса 62 клапана. То есть корпус 62 клапана может быть суженным в месте расположения выступающей части 64. Иначе говоря, поперечное проходное сечение корпуса 62 клапана может быть меньше в месте расположения выступающей части 64, чем в частях корпуса 62 клапана, не содержащих выступающую часть 64. Выступающая часть 64 может содержать расположенную выше по потоку первую поверхность 264, обращенную к наступающему потоку отработавших газов. Расположенная выше по потоку первая поверхность 264 может быть расположена под углом к направлению потока отработавших газов. Выступающая часть 64 также может содержать расположенную ниже по потоку вторую поверхность 266, обращенную в сторону от наступающего потока отработавших газов. Расположенная ниже по потоку вторая поверхность 266 также может быть расположена под углом к направлению потока отработавших газов.
Таким образом, расположенная выше по потоку первая поверхность 264 и расположенная ниже по потоку вторая поверхность 266 могут образовывать изгиб выступающей части 64, при этом вершина или венец 268 выступающей части 64 может быть образован в месте схождения расположенной выше по потоку первой поверхности 264 и расположенной ниже по потоку второй поверхности 266.
Вершина 268 выступающей части 64 может представлять собой наиболее выступающую внутрь часть выступающей части 64 или, иначе говоря, часть выступающей части 64, наиболее удаленную от верхней стенки 224, с которой плотно соприкасается выступающая часть 64.
Поперечные сечения выступающей части 64 по плоскости, образованной осью y и осью x, могут быть по существу одинаковыми по оси z. Таким образом, вершина 268 может представлять собой не единственную точку, а проходить по ширине выступающей части 64 между боковыми стенками 226 и 228. При этом в некоторых примерах следует понимать, что вершина 268 может не проходить между боковыми стенками 226 и 228. Кроме того, вершина 268 в некоторых примерах может представлять собой единственную точку.
Как будет подробнее раскрыто ниже на примере ФИГ. 4A-4C, выступающая часть 64 выполнена с возможностью перемещения по оси z. То есть выступающая часть 64 может скользить относительно корпуса 62 клапана между расположенным ниже по потоку первым концом 209 и расположенным ниже по потоку вторым концом 211. Выступающую часть 64 можно перемещать по линии, по существу параллельной направлению потока отработавших газов (например, стрелке 298). Иначе говоря, выступающую часть 64 можно перемещать вниз по направлению потока всасываемых газов или вверх, то есть противоположно направлению потока всасываемых газов. Выступающую часть 64 можно перемещать по оси 234 для создания разрежения между выступающей частью 64 и выступающим  внутрь фланцем 240 корпуса 62 клапана.
В некоторых примерах выступающая часть 64 также выполнена с возможностью вращения таким образом, что выступающая  часть 64 может быть как минимум частично повернута внутри корпуса 62 клапана. Как показано, первая расположенная выше по потоку поверхность 264 и вторая расположенная ниже по потоку поверхность 266 обращены в направлениях, противоположных входному конусу 206 и выходному конусу 212 соответственно. При этом выступающая часть 64 выполнена с возможностью вращения на 90°, так что первая расположенная выше по потоку поверхность 264 будет обращена к боковой стенке 226, а вторая расположенная ниже по потоку поверхность 266 – к боковой стенке 228. То есть ширина выступающей части 64 может быть меньше ширины корпуса 62 клапана.
Фланец 240 может быть выполнен по форме, схожей с формой выступающей части 64. Фланец 240 может иметь относительно плоскую, планарную герметизирующую поверхность 272, расположенную выше по потоку поверхность 274, обращенную к наступающему потоку всасываемых газов, и расположенную ниже по потоку поверхность 276, обращенную в сторону от наступающего потока всасываемых газов. Герметизирующая поверхность 272 физически и непроницаемо для текучей среды соединена со стенкой корпуса 62 клапана, противоположной стенке, с которой непроницаемо для текучей среды соединена герметизирующая поверхность 262 выступающей части 64. В примере на ФИГ. 2B герметизирующая поверхность 272 фланца 240 физически соединена с нижней стенкой 222 и плотно соприкасается с ней, поскольку нижняя стенка 222 противоположна верхней стенке 224. При этом следует понимать, что ориентации выступающей части 64 и фланца 240 могут быть противоположными. Кроме того, выступающая часть 64 и фланец 240 могут быть расположены на противоположных друг другу боковых стенках 226 и 228 корпуса 62 клапана. То есть выступающая часть 64 и фланец 240 могут быть соединены с любой из стенок 222, 224, 226 и 228 корпуса 62 клапана, при этом они должны быть расположены на противоположных стенках и обращены друг к другу.
Герметизирующая поверхность 272 может плотно соприкасаться с нижней стенкой 222 корпуса 62 клапана. В некоторых примерах фланец 240 может быть физически соединен с корпусом 62 клапана любым подходящим способом, например, сваркой, ультразвуковой сваркой, литьем под давлением, с помощью крепежных средств и т.п. В некоторых примерах фланец 240 может быть сформирован за одно целое с корпусом 62 клапана. Таким образом, отработавшие газы не могут течь  между герметизирующей поверхностью 272 и нижней стенкой 222. Кроме того, фланец 240 может проходить между боковыми стенками 226 и 228. А именно, фланец 240 может плотно соприкасаться с боковыми стенками 226 и 228, в связи с чем отработавшие газы не могут течь между фланцем 240 и боковыми стенками 226 и 228.
Фланец 240 может быть криволинейным и может проходить внутрь в направлении внутреннего пространства и/или центра корпуса 62 клапана. То есть корпус 62 клапана может быть суженным в месте расположения фланца 240. Иначе говоря, поперечное проходное сечение корпуса 62 клапана может быть меньше в месте расположения фланца 240, чем в частях корпуса 62 клапана, не содержащих фланец 240. Фланец 240 может содержать расположенную выше по потоку первую поверхность 274, обращенную к наступающему потоку отработавших газов. Расположенная выше по потоку первая поверхность 274 может быть расположена под углом к направлению потока отработавших газов. Фланец 240 также может содержать расположенную ниже по потоку вторую поверхность 276, обращенную в сторону от наступающего потока отработавших газов. Расположенная ниже по потоку вторая поверхность 276 также может быть расположена под углом к направлению потока отработавших газов. Таким образом, расположенная выше по потоку первая поверхность 274 и расположенная ниже по потоку вторая поверхность 276 могут образовывать изгиб фланца 240, при этом вершина или венец 278 фланца 240 может быть образован в месте схождения расположенной выше по потоку первой поверхности 274 с расположенной ниже по потоку второй поверхностью 276.
Поперечные сечения фланца 240 по плоскости, образованной осью y и осью x, могут быть по существу одинаковыми по оси z. Таким образом, вершина 278 может представлять собой не единственную точку, а проходить по ширине выступающей части 64 между боковыми стенками 226 и 228. При этом в некоторых примерах следует понимать, что вершина 278 может не проходить между боковыми стенками 226 и 228. Кроме того, вершина 278 в некоторых примерах может представлять собой единственную точку.
Как раскрыто выше, фланец 240 может быть физически соединен с корпусом 62 клапана. Положение фланца 240 относительно корпуса 62 клапана может быть постоянным. В некоторых примерах фланец 240 может быть расположен ближе к расположенному ниже по потоку первому концу 209, чем к расположенному ниже по потоку второму концу 211. То есть вершина 278 может быть расположена ближе к расположенному ниже по потоку первому концу 209, чем к расположенному ниже по потоку второму концу 211. При этом в других вариантах, например - на ФИГ. 2B, фланец 240 может быть расположен ближе к расположенному ниже по потоку концу 211, чем к расположенному ниже по потоку первому концу 209. То есть вершина 279, как показано на ФИГ. 2B, может быть ближе к расположенному ниже по потоку второму концу 211, чем к расположенному ниже по потоку первому концу 209.
Цилиндр 242 может быть соединен по текучей среде с внутренним пространством фланца 240. То есть цилиндр 242 может соединять по текучей среде перепускной канал 28 и внутреннее пространство фланца 240.
А именно, цилиндр 242 может быть соединен с трактом 198, при этом тракт 198 соединен с трехходовым клапаном (например, трехходовым клапаном 58), как будет раскрыто ниже. То есть цилиндр 242 может проходить через нижнюю стенку 222 корпуса 62 клапана. Цилиндр 242 может быть по существу полым, поэтому газы могут течь через него. Внутри корпуса 62 клапана может возникать разрежение, вытягивающее газы из перепускного канала 28, через тракт 198, цилиндр 242, и в корпус 62 клапана при перемещении выступающей части 64 относительно фланца 240.
В некоторых примерах, дополнительно или взамен, выступающая часть 64 может содержать внутренний канал и цилиндр, схожие с внутренним каналом 72 и цилиндром 242 фланца 240. Цилиндр выступающей части может быть соединен по текучей среде с устройством-потребителем разрежения. В состояниях, когда выступающая часть находится в более закрытом положении (например, ближе к фланцу 240), часть разрежения, возникающего в выпускном канале 26, можно использовать для отбора всасываемого потока из устройства-потребителя разрежения и, тем самым, восполнения разрежения в нем.
Как будет подробнее раскрыто ниже на примере ФИГ. 4A-4C, перемещение (например, вращение) выступающей части 64 по оси z позволяет варьировать расстояние между выступающей частью 64 и фланцем 240. По мере приближения другу к другу выступающей части 64 и фланца 240 за счет перемещения выступающей части 64, может возрастать степень сужения в корпусе 62 клапана. А именно, по мере приближения вершины 268 выступающей части 64 к вершине 278 фланца 240 может происходить уменьшение поперечного проходного сечения, образованного между вершиной 268 и вершиной 278. Таким образом, чем меньше расстояние между выступающей частью 64 и фланцем 240, тем больше степень сужения в корпусе 62 клапана и тем меньше поперечное проходное сечение корпуса 62 клапана. Поэтому перемещение выступающей части 64 к фланцу 240 позволяет создать эффект Вентури между вершиной 268 выступающей части 64 и вершиной 278 фланца 240. Таким образом, между вершинами 268 и 278 возможно создание разрежения с возможностью его использования для втягивания газов из тракта 198 в зависимости от положения клапана в перепускном канале 28. Кроме того, при перемещении выступающей части 64 к фланцу 240 происходит направление отработавших газов из расположенной выше по потоку первой части 202 выпускного канала 26 в перепускной канал 28. А именно, как подробнее раскрыто ниже на примере ФИГ. 3, газы могут быть направлены из выпускного канала 26 в перепускной канал 28 за пределами выпускного канала 26. Газы в перепускном канале 28 могут быть направлены во впускной коллектор в рамках процесса рециркуляции отработавших газов (РОГ) и/или во внутреннее пространство корпуса 62 клапана по тракту 198. Другие примеры потоков отработавших газов раскрыты ниже.
На ФИГ. 3 изображен вид 300 сбоку в аксонометрии корпуса 62 клапана изнутри. Поэтому компоненты, раскрытые ранее, могут иметь аналогичные номера позиций на последующих фигурах. ФИГ. 3 изображает внутреннюю конструкцию выступающей части 64, содержащей полый внутренний канал 72. Полый внутренний канал 72 может соединять по текучей среде цилиндр 242 с отверстием 68. Поэтому газы могут течь из внутреннего пространства корпуса 62 клапана в цилиндр 242 в зависимости от положения трехходового клапана и/или положения выступающей части 64. Или же газы могут течь из цилиндра 242 в полый внутренний канал 72 в зависимости от положения трехходового клапана и/или положения выступающей части. Внутренний канал 72 может образовывать пространство фланца 240. Части фланца 240, не содержащие внутренний канал 72, могут не быть полыми. Цилиндр 242 может проходить во внутреннее пространство канала 72 из области за пределами корпуса 62 клапана.
Передняя боковая поверхность 265 выступающей части 64 может плотно соприкасаться с передней боковой стенкой 226 корпуса 62 клапана. Задняя боковая поверхность 267 выступающей части 64 может плотно соприкасаться с задней боковой стенкой 228 корпуса 62 клапана. То есть, как разъяснялось выше, выступающая часть 64 может проходить между боковыми стенками 226 и 228.
А именно, расположенная выше по потоку первая поверхность 264 может быть ориентирована под приблизительно первым углом θ1 к герметизирующей поверхности 262 и/или направлению потока отработавших газов в корпусе 62 клапана, а расположенная ниже по потоку вторая поверхность 266 может быть ориентирована под приблизительно вторым углом θ2 к герметизирующей поверхности 262 и/или направлению потока отработавших газов в корпусе 62 клапана. Как показано в примере на ФИГ. 2B, первый угол θ1 может быть больше второго угла θ2. Иначе говоря, уклон расположенной выше по потоку первой поверхности 264 может быть больше уклона расположенной ниже по потоку второй поверхности 266. При этом следует понимать, что в других примерах углы θ1 и θ2 могут быть приблизительно одинаковыми, то есть выступающая часть 64 может быть относительно симметричной относительно вершины 268 выступающей части 64. В дополнительных примерах второй угол θ2 может быть больше первого угла θ1, поэтому уклон расположенной выше по потоку первой поверхности 264 может быть меньше уклона расположенной ниже по потоку второй поверхности 266.
Аналогичным образом, передняя боковая поверхность 275 фланца 240 может плотно соприкасаться с передней боковой стенкой 226 корпуса 62 клапана. Задняя боковая поверхность 277 фланца 240 может плотно соприкасаться с задней боковой стенкой 228 корпуса 62 клапана. То есть, как разъяснялось выше, фланец 240 может проходить между боковыми стенками 226 и 228.
А именно, расположенная выше по потоку первая поверхность 274 может быть ориентирована под приблизительно первым углом θ3 к герметизирующей поверхности 272 и/или направлению потока отработавших газов в корпусе 62 клапана, а расположенная ниже по потоку вторая поверхность 276 может быть ориентирована под приблизительно вторым углом θ4 к герметизирующей поверхности 272 и/или направлению потока отработавших газов в корпусе 62 клапана. Как показано в примере на ФИГ. 2B, первый угол θ3 может быть больше второго угла θ4. Иначе говоря, уклон расположенной выше по потоку первой поверхности 274 может быть больше уклона расположенной ниже по потоку второй поверхности 276. При этом следует понимать, что в других примерах углы θ3 и θ4 могут быть приблизительно одинаковыми, поэтому фланец 240 может быть относительно симметричным относительно вершины 278 фланца 240. В дополнительных примерах второй угол θ4 может быть больше первого угла θ3, поэтому уклон расположенной выше по потоку первой поверхности 274 может быть меньше уклона расположенной ниже по потоку второй поверхности 276.
Вершина 278 фланца 240 может представлять собой наиболее выступающую внутрь часть фланца 240, или, иначе говоря, часть фланца 240, наиболее удаленную от нижней стенки 222, с которой соединен фланец 240.
Отверстие 68 может быть сформировано на вершине 278 фланца 240. При этом следует понимать, что в других примерах отверстие 68 может быть сформировано в другом месте либо на расположенной выше по потоку первой поверхности 264, либо на расположенной ниже по потоку второй поверхности 266. Отверстие 68 может, таким образом, проходить от передней боковой поверхности 265 до задней боковой поверхности 267 фланца 240. Иначе говоря, стенки, образующие внутренний канал 72, могут быть сведены воедино с наружными стенками фланца 240, образуя первую поверхность 274 и вторую поверхность 276 для образования отверстия 68. В одном примере первая поверхность 274 и вторая поверхность 276  являются единственными стенками, отделяющими полый внутренний канал 72 от внутреннего пространства перепускного клапана 60. Таким образом, отверстие 68 может представлять собой щель во фланце 240, образованную схождением полого внутреннего канала 72 с наружными стенками фланца 240, например, первой и второй поверхностями 274 и 276 соответственно. Отверстие 68 может проходить по ширине фланца 240. При этом следует понимать, что в других примерах отверстие может не проходить между боковыми поверхностями 275 и 277. В дополнительных примерах отверстие может представлять собой единственное отверстие или множество отверстий. Форма, размер и/или распределение отверстий могут быть разными. Например, отверстия могут быть круглыми, прямоугольными, треугольными, иметь геометрическую или негеометрическую форму.
Как видно из примера на ФИГ. 3, подвижная выступающая часть расположена на верхней стенке, а неподвижная выступающая часть расположена на нижней стенке, причем подвижная выступающая часть и неподвижная выступающая часть содержат соответствующие расположенные выше по потоку первые поверхности, обращенные к входящему потоку отработавших газов, при этом первые поверхности ориентированы под соответствующими первыми углами к направлению входящего потока отработавших газов, причем подвижная выступающая часть и неподвижная выступающая часть, каждая, содержат соответствующие расположенные ниже по потоку вторые поверхности, обращенные в сторону от входящего потока всасываемых газов, при этом вторые поверхности ориентированы под соответствующими вторыми углами к направлению входящего потока отработавших газов, причем вторые углы меньше соответствующих первых углов. Может иметь место сжатие потока отработавших газов при его протекании между выступающей частью 64 и фланцем 240. Отработавшие газы текут слева направо на ФИГ. 3, на что указывают стрелки 205 потока отработавших газов. Отработавшие газы текут над первой поверхностью 274 и вершиной 278 фланца 240 и под первой поверхностью 264 и вершиной 268 выступающей части 64. Сужение в корпусе 62 клапана между фланцем 240 и выступающей частью 64 обеспечивает возможность отведения части отработавших газов выше по потоку от перепускного клапана 60 в перепускной канал 28. Кроме того, возможно создание разрежения на отверстии 68 фланца 240, позволяющего втягивать газы из тракта 198, как показано стрелками 326 потока. В одном примере можно перепускать отработавшие газы из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, где перепускаемые отработавшие газы текут через теплообменник, расположенный в перепускном канале 28 выше по потоку от клапана РОГ. В зависимости от положения клапана РОГ, отработавшие газы могут течь во впускной коллектор и/или тракт 198. Отработавшие газы в тракте 198 поступают обратно во внутреннее пространство корпуса 62 клапана. Как раскрыто ниже на примере ФИГ. 4A-4C, положение выступающей части 64 можно регулировать для изменения величины  разрежения, создаваемого на отверстии 68 фланца 240, а также количества отработавших газов, перепускаемых из выпускного канала 26. С выступающей частью 64 может быть физически соединен мотор посредством вала 342 с возможностью перемещения выступающей части 64 по оси x, как подробнее раскрыто ниже на примере ФИГ. 4A-4C. Вал 342 может быть физически соединен с выступающей частью 64 и может выходить в наружное пространство за пределами корпуса 62 клапана. Вал может, в некоторых примерах, быть соединен с частью выступающей части 64, не содержащей полый внутренний канал 72. Или же мотор может вращать выступающую часть 64.
Таким образом, цилиндр 242, соединенный с фланцем 240, неподвижно закреплен в точке корпуса 62 клапана. При перемещении выступающей части 64 в направлениях вверх и вниз по потоку, по существу параллельных направлению потока всасываемого воздуха, перемещение цилиндра 242, отверстия 68 и фланца 240 не происходит. В полый внутренний канал 72, расположенный внутри фланца 240, может поступать разрежение при перемещении выступающей части 64 к фланцу 240 в направлении вниз по потоку. Поток отработавших газов той или иной величины может течь из тракта 198, в полый внутренний канал 72, из отверстия 68, и из фланца 240 для смешивания с потоком отработавших газов, как указано стрелками 205 потока. Величина потока газов, текущих в перепускной канал 28, может возрастать по мере приближения выступающей части 64 к приспособлению 240.. Дополнительно или взамен, величина разрежения, создаваемого перепускным клапаном 60, растет по мере приближения выступающей части 64 к приспособлению 240, причем разрежение обеспечивает возможность втягивания воздуха из тракта 198 в полый внутренний канал 72 при нахождении клапана РОГ в некоторых положениях. В одном примере разрежение максимальной величины может возникать, когда вершина 278 фланца 240 располагается на общей вертикальной оси с вершиной 268 выступающей части 64. Дополнительно или взамен, в одном примере количество отработавших газов, перепускаемых из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, является максимальным, когда вершина 278 фланца 240 располагается на общей вертикальной оси с вершиной 268 выступающей части 64. В одном варианте осуществления и выступающая часть 64, и фланец 240 содержат полые внутренние каналы, причем выступающая часть 64 и фланец могут быть соединены по текучей среде с одними и теми же или с разными компонентами. Выступающая часть 64 может быть соединена по текучей среде с устройством-потребителем разрежения, причем выступающая часть 64 выполнена с возможностью восполнения разрежения в указанном устройстве при перемещении выступающей части 64 к фланцу с одновременным отведением отработавших газов из выпускного канала в перепускной канал.
На ФИГ. 4А-4С раскрыты примеры положений, в которые можно устанавливать выступающую часть 64. Таким образом, на ФИГ. 4А-4С раскрыто относительное расположение выступающей части 64 внутри корпуса 62 клапана при ее установке в различные примеры положений. На ФИГ. 4А-4С изображены поперечные разрезы выступающей части 64, расположенной внутри корпуса 62 клапана, при этом плоскость поперечного сечения построена по линии М - М' на ФИГ. 2А-2В. На ФИГ. 4А изображена выступающая часть 64 в открытом первом положении. На ФИГ. 4С изображена выступающая часть 64 в закрытом втором положении, а на ФИГ. 4В изображена выступающая часть 64 в промежуточном третьем положении, при этом третье положение представляет собой положение между открытым первым положением и закрытым вторым положением. Поток воздуха через корпус 62 клапана может быть больше, когда выступающая часть 64 находится в промежуточном третьем положении, чем когда она находится в закрытом втором положении, при этом поток воздуха через корпус 62 клапана может больше, когда выступающая часть 64 находится в открытом первом положении, чем когда она находится в промежуточном третьем положении, на что указывает количество стрелок 205. То есть поток отработавших газов через перепускной клапан 60 может быть тем больше, чем больше отклонение в сторону открытого первого положения от закрытого второго положения. Следует учесть, что компоненты, раскрытые ранее на ФИГ. 1-3, имеют аналогичные номера на ФИГ. 4А-4С, и могут не раскрываться повторно.
На ФИГ. 4А-4С выступающая часть 64 может быть изображена перемещенной в горизонтальном направлении, как показано стрелкой 299, обозначающей направление силы тяжести, в различные положения. Расстояние между выступающей частью 64 и фланцем 240 может быть разным в зависимости от положения выступающей части 64. А именно, при установке перепускного клапана 60 в более открытое положение, выступающая часть 64 может быть перемещена ближе к расположенному ниже по потоку первому концу 209 корпуса 62 клапана от расположенного ниже по потоку второго конца 211 корпуса 62 клапана и фланца 240. Так можно увеличить проход в перепускном клапане 60, образуемый выступающей частью 64 и фланцем 240, с соответствующим увеличением потока воздуха через него. Когда перепускной клапан 60 устанавливают в более закрытое положение, выступающая часть 64 может быть перемещена ближе к расположенному ниже по потоку второму концу 211 корпуса 62 клапана и фланцу 240 от расположенного ниже по потоку первого конца 209 корпуса 62 клапана. Так можно уменьшить проход в перепускном клапане 60, образуемый между выступающей частью 64 и фланцем 240, с соответствующим уменьшением потока воздуха через него. Как разъяснялось выше, установка перепускного клапана 60 в более закрытое положение позволяет усилить эффект Вентури между выступающей частью 64 и фланцем 240 с одновременным увеличением количества отработавших газов, перепускаемых из выпускного канала 26 в перепускной канал 28. То есть происходит рост величины разрежения, создаваемого между выступающей частью 64 и фланцем 240, и количества отработавших газов, отводимых из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, при установке перепускного клапана 60 в более закрытое положение.
Так как поток отработавших газов через корпус 62 клапана может быть по существу параллелен горизонтали, перемещение выступающей части 64 может быть по существу параллельно потоку отработавших газов в корпусе 62 клапана. Поток отработавших газов через корпус 62 клапана показан направленным слева направо на ФИГ. 4А-4С. Поэтому перемещение выступающей части 64 вниз потоку может означать ее перемещение в том же или схожем направлении, что и направление потока отработавших газов (слева направо на ФИГ. 4А-4С). И наоборот, перемещение выступающей части 64 вверх по потоку может означать ее перемещение противоположно направлению потока отработавших газов (справа налево на ФИГ. 4А-4С). То есть, когда выступающую часть 64 перемещают в более закрытое положение, может происходить ее смещение в направлении, почти точно совпадающем с направлением потока отработавших газов в корпусе 62 клапана. И наоборот, когда выступающую часть 64 перемещают в более открытое положение, может происходить ее смещение в направлении, почти точно противоположном направлению потока отработавших газов в корпусе 62 клапана (например, вниз по потоку). Так как фланец 240 показан расположенным ближе к расположенному ниже по потоку второму концу 211, чем к расположенному ниже по потоку первому концу 209 корпуса 62 клапана, при смещении выступающей части 64 вниз по потоку может происходить ее перемещение ближе к фланцу 240. И наоборот, при перемещении выступающей части 64 вверх по потоку расстояние между выступающей частью 64 и фланцем 240 может возрастать.
Положение выступающей части 64 может регулировать мотор 81. А именно, мотор 81 может быть физически соединен с выступающей частью 64 для перемещения выступающей части 64 в корпусе 62 клапана. Мотор 81 может быть электрически связан с контроллером 12 с возможностью регулирования положения выступающей части 64 по сигналам от контроллера 12. Например, при увеличении потребности в рециркуляции отработавших газов, контроллер 12 может направлять сигналы на мотор 81 для установки выступающей части 64 в более закрытое положение для увеличения количества отработавших газов, перепускаемых из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, путем увеличения сужения в выпускном канале 26.
Мотор 81 может представлять собой любой подходящий привод, например, гидравлический, электрический, пневматический, электромеханический и т.п. Мотор 81 также может быть физически соединен с выступающей частью 64 посредством вала 342 и/или приводной тяги 426. Мотор 81 может представлять собой привод линейного перемещения с возможностью смещения выступающей части 64 в горизонтальном направлении вниз и вверх по потоку в корпусе 62 клапана. В некоторых примерах мотор 81 может быть непосредственно физически соединен с приводной тягой 426, а приводная тяга 426, в свою очередь, может быть непосредственно физически соединена с валом 342, который, в свою очередь, может быть непосредственно физически соединен с выступающей частью 64. Приводная тяга 426 может, в некоторых примерах, представлять собой толкатель или поршень с возможностью перемещения в горизонтальном направлении. Когда мотор 81 смещает приводную тягу 426 по горизонтальной оси, также может происходить смещение выступающей части 64, так как она может быть физически соединена с тягой 426 посредством вала 342. При этом в других вариантах, например, на ФИГ. 4А-4С, приводная тяга 426 может быть резьбовой, при этом вращение приводной тяги 426 может вызывать смещение вала 342 и выступающей части 64 в горизонтальном направлении. Таким образом, вращательное движение, создаваемое мотором 81, может быть преобразовано в линейное движение выступающей части 64. Кроме того, следует понимать, что возможны другие примеры приведения выступающей части 64 в линейное движение мотором 81. Дополнительно или взамен, возможны примеры приведения выступающей части во вращение без отступления от объема раскрываемого изобретения. В одном примере выступающая часть выполнена с возможностью вращения в диапазоне 360°, причем выступающая часть находится в открытом первом положении при повороте, соответствующем 0°, и в закрытом втором положении при повороте, соответствующем 90°. Кроме того, в некоторых примерах мотор 81 может быть непосредственно физически соединен с валом 342, а тяга 426 может отсутствовать.
На ФИГ. 4А изображен вариант 400 осуществления, в котором выступающая часть 64 находится в открытом первом положении. Когда выступающая часть 64 находится в открытом первом положении, поток отработавших газов через корпус 62 клапана может быть больше, чем в каком-либо другом положении. Положение выступающей части 64 на ФИГ. 4А может именоваться «полностью открытое положение». Перекрытие между выступающей частью 64 и фланцем 240 может отсутствовать. Точнее, то или иное поперечное сечение корпуса 62 клапана, построенное по направлению силы тяжести (стрелка 299), может не включать в себя и фланец 240, и выступающую часть 64, когда выступающая часть 64 установлена в открытое первое положение. Иначе говоря, никакая часть выступающей части 64 не может быть расположена над какой-либо частью фланца 240. При этом в других примерах в открытом первом положении может иметь место некоторое перекрытие выступающей части 64 и фланца 240. Степень сужения в корпусе 62 клапана в открытом первом положении может быть меньше, чем в более закрытых положениях, и поток отработавших газов через корпус 62 клапана может быть относительно беспрепятственным.
ФИГ. 4В изображает вариант 425 осуществления, в котором выступающая часть 64 смещена вниз по потоку в корпусе 62 клапана по оси х относительно открытого первого положения на ФИГ. 4А в промежуточное третье положение. В промежуточном третьем положении поток отработавших газов через корпус 62 клапана может быть меньше, чем в открытом первом положении, при этом поток отработавших газов, перепускаемых из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, может быть больше в промежуточном третьем положении, чем в открытом первом положении. При этом величина разрежения, создаваемого на вершинах 268 и 278, может быть больше в третьем положении, чем в открытом первом положении. Разрежение позволяет осуществлять рециркуляцию как минимум части отработавших газов в перепускном канале 28 обратно в корпус 62 клапана, как будет раскрыто ниже на ФИГ. 5D и 5Е. В промежуточном третьем положении может иметь место перекрытие выступающей части 64 с фланцем 240. То есть то или иное поперечное сечение корпуса 62 клапана, построенное по оси у, может включать в себя и фланец 240, и выступающую часть 64, когда выступающая часть 64 установлена в промежуточное третье положение. Иначе говоря, части выступающей части 64 могут быть расположены над частями фланца 240. При этом в других примерах в промежуточном третьем положении может отсутствовать перекрытие выступающей части 64 с фланцем 240.
На ФИГ. 4С изображен вариант 450 осуществления, в котором выступающая часть 64 смещена вниз по потоку в корпусе 62 клапана по оси х относительно открытого первого положения и промежуточного третьего положения на ФИГ. 4А и 4В в закрытое второе положение. В закрытом втором положении поток отработавших газов через корпус 62 клапана может быть меньше, чем в открытом первом положении и промежуточном третьем положении, при этом в закрытом втором положении количество отработавших газов, отводимых из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, больше, чем в открытом первом положении и промежуточном третьем положении. При этом величина разрежения, создаваемого на вершинах 268 и 278, может быть больше в закрытом втором положении, чем в открытом первом положении и промежуточном третьем положении. Величина рециркуляции отработавших газов обратно в корпус 62 клапана из перепускного канала 28 может быть больше в закрытом втором положении, чем в открытом первом положении и промежуточном третьем положении.
В закрытом втором положении может иметь место полное перекрытие выступающей части 64 с фланцем 240. То есть по существу все поперечные сечения выступающей части 64, построенные по оси у, могут включать в себя и фланец 240, и выступающую часть 64, когда выступающая часть 64 установлена в закрытое второе положение. Иначе говоря, выступающая часть 64 может быть расположена непосредственно над фланцем 240 так, что венец 268 выступающей части 64 и венец 278 фланца 240 совпадают друг с другом по оси у. Как показано на ФИГ. 4С, в закрытом втором положении вершины 268 и 278 могут быть отделены друг от друга узким пространством, поэтому поток отработавших газов по выпускному каналу 26 все же может иметь место. Таким образом, в закрытом втором положении выступающая часть 64 и фланец 240 могут физически не соприкасаться друг с другом, в связи с чем некоторое количество воздуха может продолжить течь через корпус 62 клапана для создания разрежения при прохождении через сужение, образуемое выступающей частью 64 и фланцем 240 в закрытом втором положении.
При этом следует понимать, что в других примерах выступающая часть 64 и фланец 240 могут плотно соприкасаться друг с другом, когда выступающая часть 64 установлена в закрытое второе положение. В таких примерах поток отработавших газов через корпус 62 клапана может по существу быть равен нулю. То есть в некоторых примерах выступающая часть 64 может быть установлена в полностью закрытое положение для отсечения потока отработавших газов в часть выпускного канала 26 ниже по потоку от корпуса 62 клапана. Дополнительно или взамен, отверстие 68 может быть расположено на расположенной ниже по потоку поверхности 276, чтобы отработавшие газы из перепускного канала 28 могли течь обратно в корпус 62 клапана даже тогда, когда выступающая часть плотно соприкасается с фланцем 240.
Таким образом, когда выступающую часть 64 устанавливают в более закрытое положение, ближе к фланцу 240, возможно уменьшение потока воздуха через корпус 62 клапана, рост разряжения, создаваемого между выступающей частью 64 и фланцем 240, и рост количества отработавших газов, текущих из выпускного канала 26 в перепускной канал 28. И наоборот, когда выступающую часть 64 устанавливают в более открытое положение, дальше от фланца 240, возможно увеличение потока отработавших газов через корпус 62 клапана, уменьшение разряжения, создаваемого между выступающей частью 64 и фланцем 240, и уменьшение количества отработавших газов, текущих из выпускного канала 26 в перепускной канал 28. Таким образом, поток отработавших газов в перепускной канал 28 можно регулировать путем регулирования положения выступающей части 64.
В одном примере количество охлажденных отработавших газов, текущих обратно в корпус 62 клапана, можно регулировать, перемещая выступающую часть 64 ближе и дальше от фланца 240 в промежуточном третьем положении. Например, при перемещении выступающей части 64 ближе к фланцу 240 в промежуточном третьем положении растет поток охлажденных отработавших газов обратно в корпус 62 клапана. То есть температуру отработавших газов в выпускном канале 26 можно регулировать путем перемещения выступающей части 64. Дополнительно или взамен, количество охлажденных газов РОГ, текущих в двигатель, можно регулировать, перемещая выступающую часть 64 ближе и дальше от фланца 240 в промежуточном третьем положении. Например, при перемещении выступающей части 64 ближе к фланцу 240 в промежуточном третьем положении растет количество охлажденных газов РОГ, текущих в двигатель. То есть перемещение выступающей части 64 от фланца 240 приводит к уменьшению количества охлажденных газов РОГ, текущих в двигатель. Таким образом, перепускной клапан 60 и трехходовой клапан позволяют расширить диапазон регулирования температуры потока отработавших газов в устройства нейтрализации и газов РОГ, текущих в двигатель.
Обратимся к ФИГ. 5А, 5В, 5С, 5D, 5Е и 5F, изображающим примеры потока отработавших газов в зависимости от положения выступающей части 64 относительно фланца 240. Кроме того, на ФИГ. 5А, 5В, 5С, 5D, 5Е и 5F изображено положение трехходового клапана 58 для регулирования РОГ и/или рециркулируемых отработавших газов. ФИГ. 5А и 5В изображают выступающую часть 64 в открытом первом положении, показанном на ФИГ. 4А, а также примеры потоков отработавших газов по выпускному каналу 26, перепускному каналу 28 и магистрали 29 РОГ. ФИГ. 5С, 5D, и 5Е изображают выступающую часть 64 в закрытом втором положении, показанном на ФИГ. 4С, а также примеры потоков отработавших газов по выпускному каналу 26, перепускному каналу 28 и магистрали 29 РОГ. ФИГ. 5F изображает выступающую часть 64 в промежуточном третьем положении, показанном на ФИГ. 4В, а также примеры потоков отработавших газов по выпускному каналу 26, перепускному каналу 28 и магистрали 29 РОГ. Выпускной канал 26 соединен по текучей среде с первым концом перепускного канала 28 выше по потоку от перепускного клапана 60. Трехходовой клапан 58 расположен на втором конце перепускного канала 28, причем трехходовой клапан 58 выполнен для регулирования величины потока отработавших газов в рециркуляционный тракт 198 и/или магистраль 29 РОГ. Перепускной канал 28 также содержит теплообменник 56, выполненный для отбора тепла из отработавших газов. Тепло можно использовать для нагрева охлаждающей жидкости и/или для энергоснабжения электроприводного компонента, соединенного с устройством Пельтье.
Обратимся к ФИГ. 5А, изображающей вариант 500 осуществления, в котором выступающая часть 64 находится в открытом первом положении. Как раскрыто выше, пространство между выступающей частью 64 и фланцем 240 в открытом первом положении больше, чем в промежуточном третьем положении и закрытом втором положении. Кроме того, трехходовой клапан 58 показан с перепускной частью 502, рециркуляционной частью 504 и частью 506 РОГ в закрытых положениях (например, полностью закрытое положение трехходового клапана 58), на что указывают кружки в частях трехходового клапана 58. Поэтому большая часть отработавших газов может течь непосредственно по выпускному каналу 26, а не через перепускной канал 28 и магистраль 29 РОГ, на что указывают стрелки 205 потока отработавших газов. В одном примере поток отработавших газов в перепускной канал 28 и магистраль 29 РОГ может по существу отсутствовать, когда трехходовой клапан 58 полностью закрыт. Дополнительно или взамен, отработавшие газы могут заполнять некоторый объем перепускного канала 28 без возможности течения в магистраль 29 РОГ и рециркуляционный тракт 198, когда трехходовой клапан 58 полностью закрыт. Таким образом, отработавшие газы текут напрямую через выпускной канал 26 в устройство нейтрализации без охлаждения отработавших газов посредством теплообменника 56 и подачи газов РОГ во впускной коллектор.
В одном примере выступающая часть 64 может находиться в открытом первом положении с трехходовым клапаном 58 в полностью закрытом положении при холодном пуске. Это обеспечивает возможность оставления горячих отработавших газов в выпускном канале 26 и, тем самым, достижения необходимой температуры устройств нейтрализации. Дополнительно или взамен, выступающая часть 64 может находиться в открытом первом положении с трехходовым клапаном 58 в полностью закрытом положении, когда рабочая температура двигателя равна необходимой, и РОГ не нужна.
Обратимся к ФИГ. 5В, изображающей вариант 515 осуществления, в котором выступающая часть 64 находится в открытом первом положении, аналогично варианту 500 осуществления на ФИГ. 5А. Пространство между выступающей частью 64 и фланцем 240 все еще больше, чем пространство в закрытом втором положении и промежуточном третьем положении. Поэтому большая часть отработавших газов может течь напрямую по выпускному каналу 26, а не через перепускной канал 28 и магистраль 29 РОГ. Как показано на фигуре, отработавшие газы по существу не поступают в перепускной канал 28, когда выступающая часть 64 находится в открытом первом положении. РОГ может быть нужна для двигателя (например, двигателя 10 на ФИГ. 1), когда выступающая часть находится в открытом первом положении. Поэтому рециркуляционная часть 504 и часть 506 РОГ трехходового клапана 58 открыты, а перепускная часть 502 закрыта. Это обеспечивает возможность течения отработавших газов через внутренний канал 72 фланца 240, в тракт 198, через открытую рециркуляционную часть 504 трехходового клапана 58, через часть 506 РОГ трехходового клапана 58, и в магистраль 29 РОГ в двигатель. В одном примере подачу разрежения во впускном коллекторе можно осуществлять посредством магистрали 29 РОГ, открытых рециркуляционной части 504 и части 506 РОГ трехходового клапана 58, и во внутренний канал 72, соединенный по текучей среде с выпускным каналом 26. Это обеспечивает возможность течения газов РОГ в двигатель, когда выступающая часть 64 находится в открытом первом положении, без направления потока газов РОГ через теплообменник 56 в перепускном канале 28. Температура газов РОГ, текущих в двигатель, выше, чем у газов РОГ, прошедших через теплообменник 56 перед поступлением в двигатель.
Например, когда выступающая часть 64 находится в открытом первом положении, перепускная часть 502 закрыта, рециркуляционная часть 504 открыта, и часть 506 РОГ открыта, для двигателя могут быть нужны горячие газы РОГ. Это может иметь место, например, при низких температурах окружающей среды. Горячие газы РОГ, в отличие от более холодных газов РОГ, могут способствовать сохранению устойчивости горения с одновременным сокращением выбросов. Следует понимать, что в других состояниях двигателя выступающая часть 64 может находиться в открытом первом положении, при этом горячие газы РОГ могут течь из выпускного канала 26 в двигатель.
Обратимся к ФИГ. 5С, изображающей вариант 530 осуществления, в котором выступающая часть 64 находится в закрытом втором положении. Как раскрыто выше, пространство между выступающей частью 64 и фланцем 240 в закрытом втором положении меньше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. Поэтому часть отработавших газов, могущая течь напрямую через выпускной канал 26, в закрытом втором положении может быть меньше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. В связи с данным препятствием для потока отработавших газов, часть отработавших газов, могущая течь из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, может быть больше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. В варианте 530 осуществления перепускная часть 502 и часть 506 РОГ трехходового клапана 58 открыты. Это обеспечивает возможность течения отработавших газов из выпускного канала 26 через теплообменник 56 с последующим течением в двигатель в виде охлажденных газов РОГ. Кроме того, рециркуляционную часть 504 трехходового клапана 58 удерживают в закрытом положении, в связи с чем не происходит рециркуляция охлажденных отработавших газов обратно в выпускной канал 26. Таким образом, температура отработавших газов в выпускном канале 26 выше, чем у отработавших газов в магистрали 29 РОГ. Это обеспечивает возможность нагрева одного или нескольких устройств нейтрализации отработавших газов или поддержания их рабочей температуры с помощью отработавших газов в выпускном канале 26 с одновременной возможностью снижения температуры сгорания в двигателе с помощью охлажденных газов РОГ до более низкой температуры, чем с помощью неохлажденных газов РОГ (например, газов РОГ в варианте 515 осуществления на ФИГ. 5В).
Например, когда выступающая часть 64 находится в закрытом втором положении, перепускная часть 502 открыта, рециркуляционная часть 504 закрыта, а часть 506 РОГ открыта, охлажденные газы РОГ текут в двигатель. Таким образом, через выпускной канал 26 течет меньше отработавших газов. Это может быть связано с тем, что температура двигателя выше необходимой, а рабочая температура устройств нейтрализации отработавших газов по существу равна необходимой. Кроме того, тепло, отобранное на теплообменнике 56 из отработавших газов, можно использовать для энергоснабжения какого-либо электрического компонента транспортного средства (например, установки кондиционирования воздуха) путем направления отобранного тепла на устройство Пельтье (например, устройство 60 Пельтье на ФИГ. 1).
Обратимся к ФИГ. 5F, изображающей вариант 575 осуществления, в котором выступающая часть находится в промежуточном третьем положении, аналогично варианту 425 осуществления на ФИГ. 4В. Как раскрыто выше, пространство между выступающей частью 64 и фланцем 240 в промежуточном третьем положении меньше, чем в открытом первом положении и больше, чем в закрытом втором положении. Поэтому часть отработавших газов, могущая течь через выпускной канал 26, в промежуточном третьем положении меньше, чем в открытом первом положении, но больше, чем в закрытом втором положении. То есть часть отработавших газов, могущая течь из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, в промежуточном третьем положении больше, чем в открытом первом положении, но меньше, чем в закрытом втором положении. В варианте 575 осуществления перепускная часть 502 и часть 506 РОГ трехходового клапана 58 открыты. Это обеспечивает возможность течения отработавших газов из выпускного канала 26 через теплообменник 56 с последующим течением в двигатель в качестве охлажденных газов РОГ. Кроме того, рециркуляционную часть 504 трехходового клапана 58 удерживают в закрытом положении, в связи с чем не происходит рециркуляция охлажденных отработавших газов обратно в выпускной канал 26.
Таким образом, вариант 575 осуществления по существу схож с вариантом 530 осуществления, при этом единственной разницей между ними является положение выступающей части 64. Так как в варианте 575 выступающая часть 64 представлена в промежуточном третьем положении, количество отработавших газов, перепускаемых из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, меньше, чем в закрытом втором положении в варианте 530 осуществления. То есть количество охлажденных газов РОГ, подаваемых в двигатель в промежуточном третьем положении, меньше, чем в закрытом втором положении. Таким образом, перепускной клапан 60 выполнен с возможностью регулирования количества газов РОГ, подаваемых в двигатель.
x
Обратимся к ФИГ. 5D, изображающей вариант 545 осуществления, в котором выступающая часть 64 находится в закрытом втором положении. Как раскрыто выше, пространство между выступающей частью 64 и фланцем 240 в закрытом втором положении меньше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. Поэтому часть отработавших газов, могущая течь напрямую через выпускной канал 26, в закрытом втором положении меньше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. В связи с данным препятствием для потока отработавших газов, часть отработавших газов, могущая течь из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, может быть больше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. В варианте 545 осуществления перепускная часть 502, рециркуляционная часть 504 и часть 506 РОГ трехходового клапана 58 открыты, что обеспечивает возможность охлаждения отработавших газов, текущих через перепускной канал 28, и либо их возврата в выпускной канал 26, либо подачи в двигатель. Рециркуляция охлажденных отработавших газов обратно в выпускной канал 26 позволяет с их помощью поддерживать и/или снижать температуру одного или нескольких устройств нейтрализации. Разрежение, возникающее между выступающей частью 64 и фланцем 240, обеспечивает возможность отбора охлажденных отработавших газов из перепускного канала 28 во внутренний канал 72 по тракту 198. Например, при регенерациях фильтра твердых частиц температура регенерации может достигать высоких значений, в связи с чем возможно ухудшение характеристик фильтра твердых частиц. Направление потока охлажденных отработавших газов обратно в выпускной канал 26 позволяет с их помощью уменьшить и/или предотвратить ухудшение характеристик фильтра твердых частиц. Кроме того, направление потока охлажденных газов РОГ в двигатель позволяет снизить температуру сгорания в двигателе быстрее, чем при помощи неохлажденных газов РОГ, и, тем самым, уменьшить образование NO. В варианте 545 осуществления количество газов РОГ, которые могут быть поданы в двигатель, может быть меньше, чем в варианте 530 осуществления на ФИГ. 5С. При этом количество отработавших газов, текущих через перепускной клапан 60, в варианте 545 осуществления больше, чем в варианте 530 осуществления на ФИГ. 5С.
В одном примере выступающая часть 64 может находиться в закрытом втором положении, при этом перепускная часть 502, рециркуляционная часть 504 и часть 506 РОГ могут находиться в открытых положениях, когда температура двигателя выше необходимой и температура устройств нейтрализации отработавших газов выше необходимой. Таким образом, охлажденные газы РОГ поступают в двигатель через открытую часть 506 РОГ, а охлажденные отработавшие газы поступают в выпускной канал 26 через открытую рециркуляционную часть 504. Кроме того, тепло, отобранное из горячих отработавших газов, можно использовать для энергоснабжения какого-либо электрического устройства с помощью устройства Пельтье, как раскрыто выше.
Обратимся к ФИГ. 5Е, изображающей вариант 560 осуществления, в котором выступающая часть 64 находится в закрытом втором положении. Как раскрыто выше, пространство между выступающей частью 64 и фланцем 240 в закрытом втором положении меньше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. Поэтому часть отработавших газов, могущая течь напрямую через выпускной канал 26, в закрытом втором положении меньше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. В связи с данным препятствием для потока отработавших газов, часть отработавших газов, могущая течь из выпускного канала 26 в перепускной канал 28, может быть больше, чем в промежуточном третьем положении и открытом первом положении. В варианте 560 осуществления перепускная часть 502 и рециркуляционная часть 504 трехходового клапана 58 открыты, при этом часть 506 РОГ трехходового клапана 58 закрыта. Таким образом, происходит охлаждение отработавших газов, находящихся в перепускном канале 28, в теплообменнике 56 с последующим направлением их потока обратно во внутренний канал 72. Разрежение, возникающее между фланцем 240 и выступающей частью 64, может способствовать течению охлажденных отработавших газов, находящихся в перепускном канале 28, обратно во внутренний канал 72 с последующим возвратом в выпускной канал 26. Таким образом, количество отработавших газов, текущих через выпускной канал 26 ниже по потоку от перепускного клапана 60, в варианте 560 осуществления по существу равно количеству отработавших газов, текущих через выпускной канал 26 в варианте 500 осуществления, в схожих состояниях двигателя. При этом температура отработавших газов в выпускном канале 26 в варианте 560 осуществления ниже температуры отработавших газов в выпускном канале 26 в варианте 500 осуществления. Таким образом, с помощью отработавших газов в выпускном канале 26 в варианте 560 осуществления можно снизить температуру устройств нейтрализации, расположенных в выпускном канале 26 ниже по потоку от перепускного клапана 60.
В одном примере выступающая часть 64 может находиться в закрытом положении, перепускная часть 502 и рециркуляционная часть 504 могут быть открыты, а часть 506 РОГ может быть закрыта, когда для двигателя не нужна РОГ, а температура одного или нескольких устройств нейтрализации отработавших газов выше необходимой рабочей температуры. Поэтому охлажденные отработавшие газы отводят обратно в выпускной канал 26 без направления потока газов РОГ в двигатель.
Один пример способа может содержать шаги, на которых: в первом состоянии, перемещают перепускной клапан в более закрытое положение и перемещают трехходовой клапан в закрытое положение, и направляют поток отработавших газов из выпускного канала через теплообменник и через неподвижную выступающую часть перепускного клапана обратно в выпускной канал. Способ может дополнительно содержать шаг, на котором осуществляют передачу тепла из теплообменника на рабочую текучую среду транспортного средства, причем рабочая текучая среда в одном примере представляет собой охлаждающую жидкость двигателя. Пример способа может дополнительно содержать шаг, на котором во втором состоянии перемещают перепускной клапан в более закрытое положение и перемещают трехходовой клапан в открытое положение, и направляют поток отработавших газов из выпускного канала через теплообменник и в магистраль РОГ в направлении на впуск двигателя. Пример способа может дополнительно содержать шаг, на котором в указанном втором состоянии осуществляют передачу тепла из теплообменника на устройство Пельтье и/или на устройство, работающее по циклу Ренкина. Пример способа может дополнительно содержать шаг, на котором в третьем состоянии перемещают перепускной клапан в полностью открытое положение и перемещают трехходовой клапан в полностью открытое положение, и направляют поток отработавших газов из выпускного канала через неподвижную выступающую часть, через открытый трехходовой клапан, в магистраль РОГ и на впуск двигателя. Пример способа может дополнительно содержать шаг, на котором в четвертом состоянии перемещают перепускной клапан в полностью открытое положение и перемещают трехходовой клапан в полностью закрытое положение, и направляют поток отработавших газов через перепускной клапан без направления потока отработавших газов в теплообменник и магистраль РОГ.
Еще один пример способа может содержать шаги, на которых направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, рециркуляционному каналу и магистрали РОГ, при нахождении трехходового клапана в полностью закрытом положении и нахождении перепускного клапана в более открытом положении, направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и по рециркуляционному каналу в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, при нахождении перепускной части указанного трехходового клапана в закрытом положении и нахождении указанного трехходового клапана в более открытом положении, и направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и через теплообменник указанного перепускного канала в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по рециркуляционному каналу, при нахождении рециркуляционной части указанного трехходового клапана в закрытом положении и нахождении указанного перепускного клапана в более закрытом положении. Способ включает в себя то, что перемещение перепускного клапана в более открытое положение включает в себя перемещение выступающей части в сторону от схожего с ней по форме фланца вдоль выпускного канала, причем перемещение перепускного клапана в более закрытое положение включает в себя перемещение выступающей части в сторону к фланцу вдоль выпускного канала. Перепускной канал соединен по текучей среде с выпускным каналом выше по потоку от перепускного клапана, рециркуляционный канал соединен по текучей среде с внутренним каналом фланца перепускного клапана, и магистраль РОГ соединена по текучей среде с заборным каналом. Теплообменник выполнен с возможностью охлаждения отработавших газов, текущих через него, причем теплообменник также выполнен с возможностью передачи тепла, полученного из отработавших газов, прошедших через него, на теплоприемное устройство.
Способ дополнительно содержит шаги, на которых: в первом режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, рециркуляционному каналу и магистрали РОГ, путем перемещения выступающей части перепускного клапана Вентури в более открытое положение в сторону от фланца перепускного клапана Вентури и полного закрытия трехходового клапана, во втором режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и по рециркуляционному каналу в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, путем перемещения выступающей части в более открытое положение в сторону от фланца и закрытия перепускной части трехходового клапана с одновременным открытием рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана, в третьем режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и через теплообменник перепускного канала в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по рециркуляционному каналу, путем перемещения выступающей части в более закрытое положение к фланцу и закрытия рециркуляционной части с одновременным открытием перепускной части и части РОГ трехходового клапана, в четвертом режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, через теплообменник перепускного канала, рециркуляционный канал и магистраль РОГ путем перемещения выступающей части в более закрытое положение к фланцу и открытия перепускной части, рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана; и в пятом режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, через теплообменник перепускного канала и рециркуляционный канал, не направляя при этом поток отработавших газов по магистрали РОГ, путем перемещения выступающей части в более закрытое положение к фланцу и открытия перепускной и рециркуляционной частей трехходового клапана и закрытия части РОГ трехходового клапана.
В одном примере первый режим может иметь место в связи со средней нагрузкой двигателя, когда температура отработавших газов и температура двигателя по существу равны пороговой температуре отработавших газов и пороговой температуре двигателя (например, оптимальной рабочей температуре двигателя) соответственно. Кроме того, в это время может не происходить регенерация фильтра твердых частиц. Второй режим может иметь место в связи с низкой нагрузкой двигателя, когда температура двигателя ниже пороговой. Третий режим может иметь место в связи с высокой нагрузкой двигателя, когда температура двигателя превышает верхнюю пороговую температуру двигателя (например, температуру, при которой возможно ухудшение характеристик двигателя). Четвертый режим может иметь место в связи с высокой нагрузкой двигателя, когда температура двигателя превышает верхнюю пороговую температуру двигателя, и температура устройства нейтрализации выше пороговой температуры устройства (например, температуры, при которой возможно ухудшение характеристик устройства). Пятый режим может иметь место в связи с тем, что температура двигателя равна пороговой температуре двигателя, и температура устройства нейтрализации выше пороговой температуры устройства.
Способ также включает в себя то, что полностью закрытое состояние трехходового клапана включает в себя нахождение перепускной части, рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана в закрытых положениях. Выступающая часть также имеет промежуточное положение между открытым и закрытым положениями, причем указанное промежуточное положение обеспечивает величину потока отработавших газов в выпускной канал, и/или перепускной канал, и/или рециркуляционный канал, и/или магистраль РОГ, являющуюся промежуточной между величинами, обеспечиваемыми в открытом положении и закрытом положении.
Обратимся к ФИГ. 6А, 6В и 6С, на которых раскрыты способы для эксплуатации перепускного клапана 60 и трехходового клапана 58 в зависимости от состояний двигателя.
На ФИГ. 6А изображена высокоуровневая блок-схема способа 600 для определения наличия потребности транспортного средства в РОГ. Команды для реализации способа 600 и остальных способов, раскрытых в настоящем описании, может выполнять контроллер в соответствии с командами, хранящимися в его памяти, и во взаимосвязи с сигналами, полученными от датчиков системы двигателя, например, датчиков раскрытых выше на примере ФИГ. 1. Контроллер может задействовать исполнительные устройства двигателя в системе двигателя для регулирования работы двигателя в соответствии с раскрытыми ниже способами.
На шаге 602 способа 600 определяют, оценивают и/или измеряют текущие параметры работы двигателя. В число текущих параметров работы двигателя могут входить один или несколько из следующих: нагрузка двигателя, температура двигателя, холодный пуск, частота вращения двигателя, скорость транспортного средства, давление отработавших газов, температура отработавших газов, расход потока отработавших газов, температура активации каталитического нейтрализатора, температура окружающей среды и воздушно-топливное отношение.
На шаге 604 способа 600 проверяют наличие потребности в РОГ. Потребность в РОГ может быть обусловлена вышеуказанными текущими параметрами работы двигателя. Например, если нагрузка двигателя высока, РОГ может быть нужна для двигателя для снижения его температуры, что может способствовать сокращению выбросов при работе двигателя с высокой нагрузкой. В качестве еще одного примера, если двигатель находится в состоянии холодного пуска, то РОГ может быть не нужна для двигателя для снижения вероятности детонации в двигателе.
Если потребность в РОГ отсутствует, способ 600 следует на шаг 606 на ФИГ. 6В. На шаге 606 способа 600 проверяют, имеет ли место холодный пуск. Наличие холодного пуска устанавливают на основании того, что происходит запуск двигателя (например, вращение двигателя и зажигание в цилиндрах), когда температура двигателя ниже пороговой рабочей температуры, причем в одном примере пороговая рабочая температура представляет собой диапазон необходимой температуры двигателя (например, от 185° до 205°С). Дополнительно или взамен, наличие холодного пуска может быть установлено на основании того, что двигатель запускают по прошествии порогового времени после предыдущего периода работы двигателя, причем в основе порогового времени лежит количество времени, за которое двигатель может остыть до достаточно низкой температуры (например, температуры ниже пороговой рабочей температуры). В одном примере пороговое время можно корректировать в зависимости от температуры окружающей среды и/или других условий окружающей среды. Например, в случае падения температуры окружающей среды пороговое время можно уменьшить с учетом того, что двигатель остывает тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды.
Если холодный пуск происходит, способ 600 следует на шаг 608 для закрытия части РОГ (например, части 506 РОГ), открытия перепускной и рециркуляционной частей (например, перепускной части 502 и рециркуляционной части 504 соответственно) и перемещения выступающей части в более закрытое положение, причем часть отработавших газов из выпускного канала направляют в перепускной канал, содержащий теплообменник (например, часть отработавших газов из выпускного канала 26 течет в перепускной канал 28 к теплообменнику 56). Таким образом, указанные положения выступающей части и частей клапана РОГ отражают пример, раскрытый в варианте 560 осуществления на ФИГ. 5Е. Как раскрыто выше, РОГ может быть не нужна во время холодного пуска из-за проблем с устойчивостью горения. Закрытие части РОГ трехходового клапана изолирует магистраль РОГ от перепускного канала. Перемещение перепускного клапана в более закрытое положение включает в себя перемещение выступающей части перепускного клапана в сторону неподвижной выступающей части. Количество отработавших газов, текущих в перепускной канал, может зависеть от положения перепускного клапана, причем в более закрытом положении выступающей части количество отработавших газов, текущих в перепускной канал, может быть больше. В одном примере полностью закрытое положение перепускного клапана обеспечивает наибольшее количество отработавших газов, текущих в перепускной канал. При этом остальная часть отработавших газов течет через перепускной клапан (например, между неподвижной выступающей частью и подвижной выступающей частью), когда он находится в полностью закрытом положении, так, чтобы не все отработавшие газы в выпускном канале были направлены в перепускной канал. В некоторых примерах, когда перепускной клапан находится в полностью закрытом положении, весь воздух в выпускном канале может быть направлен в перепускной канал. В этом примере вершины выступающей части и фланца соприкасаются.
На шаге 610 способа 600 направляют поток отработавших газов из выпускного канала, в перепускной канал, через теплообменник и обратно в выпускной канал. Между выступающей частью и фланцем перепускного клапана может возникнуть разрежение, могущее способствовать направлению потока охлажденных газов РОГ ниже по потоку от теплообменника в рециркуляционный тракт, во внутренний канал фланца, и в выпускной канал. Кроме того, при протекании отработавших газов через теплообменник возможна передача тепла от отработавших газов на теплопроводные материалы теплообменника (например, материалы с фазовым переходом). Теплообменник выполнен с возможностью передачи тепла, полученного из отработавших газов, на теплоприемное устройство транспортного средства (например, теплоприемное устройство 60 на ФИГ. 1). В одном примере во время холодного пуска теплообменник может нагревать рабочую текучую среду транспортного средства (например, охлаждающая жидкость двигателя) для сокращения периода нагрева при холодном пуске.
Если на шаге 606 будет установлено, что холодный пуск не происходит, способ 600 следует на шаг 612, на котором проверяют, нужно ли охлаждение отработавших газов. Охлаждение отработавших газов может быть нужно, если температура каталитического нейтрализатора слишком высока, температура отработавших газов слишком высока, и/или если температура регенерации фильтра твердых частиц слишком высока. Если охлаждение не нужно, способ 600 следует на шаг 614 для перемещения перепускного клапана в открытое первое положение и для закрытия части РОГ трехходового клапана. В одном примере в открытом первом положении по существу все отработавшие газы текут через выпускной канал, при этом поток отработавших газов в перепускной канал и/или магистраль РОГ по существу отсутствует. Положение перепускного клапана и положения частей трехходового клапана на шаге 614 аналогичны примеру в варианте 500 осуществления на ФИГ. 5А.
Если охлаждение нужно, способ 600 следует на шаг 616 для закрытия части РОГ трехходового клапана и перемещения перепускного клапана в более закрытое положение (например, закрытое второе положение), причем более закрытое положение может представлять собой промежуточное положение или полностью закрытое положение. Кроме того, перепускную и рециркуляционную части трехходового клапана перемещают в открытые положения. Таким образом, как минимум часть отработавших газов в выпускном канале направляют в теплообменник, расположенный в перепускном канале, где отработавшие газы могут быть охлаждены.
На шаге 618 способа 600 направляют поток отработавших газов из выпускного канала, через теплообменник в перепускном канале, через рециркуляционный тракт, через внутренний канал фланца, и в выпускной канал в перепускном клапане. Таким образом, температуру отработавших газов, текущих в устройства нейтрализации отработавших газов, можно регулировать путем изменения положения перепускного клапана. Температура отработавших газов, текущих в устройства нейтрализации отработавших газов, может быть наименьшей, когда перепускной клапан находится в полностью закрытом положении. Положения перепускного клапана и частей трехходового клапана на шаге 618 аналогичны примеру в варианте 560 осуществления на ФИГ. 5Е.
Например, указанное охлаждение обеспечивает возможность снижения рабочей температуры одного или нескольких устройств нейтрализации отработавших газов. В некоторых состояниях двигателя температура каталитического нейтрализатора может быть не ниже пороговой температуры каталитического нейтрализатора, причем в основе пороговой температуры каталитического нейтрализатора лежит температура, повышающая вероятность ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора. Охлажденные отработавшие газы можно использовать для снижения температуры каталитического нейтрализатора и вероятности ухудшения характеристик каталитического нейтрализатора. Дополнительно или взамен, фильтр твердых частиц (например, фильтр 22 твердых частиц на ФИГ. 1) можно периодически возвращать в исходное состояние пассивными или интрузивными способами. Интрузивные способы предусматривают активное регулирование параметров работы двигателя, включая, помимо прочего, обеднение воздушно-топливного отношения, поздний впрыск топлива, изменение момента зажигания в сторону запаздывания и т.п. для повышения температуры отработавших газов. Во время регенерации температура фильтра твердых частиц растет и происходит выжигание сажи. При этом, во время регенерации температура выжигания может превысить пороговую температуру выжигания, при которой возможно ухудшение характеристик фильтра твердых частиц. В одном примере ухудшение характеристик фильтра твердых частиц может включать в себя возникновение трещин и/или дыр в фильтре твердых частиц. Таким образом, температуру отработавших газов можно регулировать для регулирования температуры выжигания фильтра твердых частиц для снижения вероятности ухудшения характеристик фильтра твердых частиц.
В качестве еще одного примера, после регенерации фильтра твердых частиц возможно скопление золы на передней поверхности фильтра твердых частиц. Охлажденные отработавшие газы можно использовать для охлаждения поверхностей в выпускном канале для конденсации водяных паров в горячих отработавших газах, не текущих в теплообменник, на поверхностях выпускного канала. Конденсат можно использовать для сбора скопившейся сажи и удаления ее из фильтра твердых частиц через выхлопную трубу выпускного канала в окружающую атмосферу.
Вернемся на шаг 604: если будет установлено, что РОГ нужна, способ 600 следует на шаг 620 на ФИГ. 6С для проверки того, нужно ли охлаждение газов РОГ. Охлаждение газов РОГ может быть нужно, если температура газов РОГ не ниже пороговой и/или температура двигателя не ниже пороговой. В основе пороговой температуры газов РОГ может лежать температура газов РОГ, слишком высокая для обеспечения необходимого снижения температуры сгорания. В основе пороговой температуры двигателя может лежать температура двигателя, могущая вызвать рост выбросов и/или ухудшение характеристик двигателя. Таким образом, газы РОГ можно охлаждать для обеспечения необходимого снижения температуры сгорания и/или температуры двигателя.
Если охлаждение нужно, способ 600 следует на шаг 622 для проверки того, нужно ли охлаждение отработавших газов, аналогично тому, о котором идет речь выше на шаге 612. Если охлаждение отработавших газов не нужно, способ 600 следует на шаг 624, на котором выступающую часть перепускного клапана перемещают в более закрытое положение для перепуска отработавших газов из выпускного канала в перепускной канал. Кроме того, перепускную часть и часть РОГ трехходового клапана перемещают в открытые положения с одновременным перемещением рециркуляционной части в закрытое положение. В одном примере положение выступающей части регулируют в зависимости от необходимого количества газов РОГ. Например, если необходимо максимальное количество газов РОГ, выступающую часть перемещают в полностью закрытое положение. Или же выступающую часть можно переместить в промежуточное третье положение для подачи умеренного количества газов РОГ в двигатель.
На шаге 626 способа 600 направляют поток охлажденных газов РОГ в магистрали РОГ в заборный канал, по которому газы РОГ могут течь в двигатель. Таким образом, отработавшие газы текут из выпускного канала, через теплообменник в перепускном канале, через магистраль РОГ и во впускной коллектор или заборный канал. Температура газов РОГ ниже, чем у отработавших газов в выпускном канале. Кроме того, рабочая температура двигателя может быть по существу не ниже необходимой рабочей температуры двигателя. Поэтому тепло, поглощенное теплообменником, подают на устройство Пельтье и/или устройство, работающее по циклу Ренкина, для работы того или иного электрического устройства транспортного средства без подачи тепла на рабочую текучую среду. Это может быть связано с тем, что температура рабочей текучей среды уже находится в необходимом диапазоне, при котором дополнительное тепло может перегреть рабочую текучую среду. Положение перепускного клапана и положения частей трехходового клапана на шаге 626 аналогичны варианту 530 на ФИГ. 5С.
Если на шаге 622 будет установлено, что охлаждение отработавших газов нужно, способ 600 следует на шаг 628 для перемещения выступающей части перепускного клапана в более закрытое положение и открытия перепускной части, рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана на шаге 628.
На шаге 630 способа 600 направляют поток отработавших газов из выпускного канала, через теплообменник перепускного канала в рециркуляционный канал и/или магистраль РОГ. Отработавшие газы в рециркуляционном канале текут через внутренний канал фланца и обратно в выпускной канал в перепускном клапане. Так происходит смешивание более холодных отработавших газов из рециркуляционного канала с более горячими отработавшими газами, которые не перепускали. Отработавшие газы в магистрали РОГ текут либо во впускной коллектор, либо в заборный канал, ведущий во впускной коллектор. В одном примере, при высокой нагрузке двигателя температура фильтра твердых частиц может превышать порог температуры регенерации, а температура двигателя - необходимую температуру двигателя. Поэтому можно понизить температуру двигателя с одновременным снижением температуры регенерации фильтра твердых частиц. Это снижает вероятность ухудшения характеристик и двигателя, и фильтра твердых частиц. Положения перепускного клапана и частей трехходового клапана на шаге 628 аналогичны раскрытым в варианте 545 осуществления на ФИГ. 5D.
Если на шаге 620 будет установлено, что охлаждение не нужно, способ 600 следует на шаг 632, на котором перемещают выступающую часть перепускного клапана в более открытое положение. Кроме того, перепускную часть трехходового клапана перемещают в закрытое положение с одновременным перемещением рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана в открытые положения.
На шаге 634 способа 600 направляют поток отработавших газов из выпускного канала, через внутренний канал фланца, через рециркуляционный канал, через магистраль РОГ, и во впускной коллектор или заборный канал. Таким образом, отработавшие газы не текут через теплообменник, и горячие газы РОГ могут быть поданы во впускной коллектор. В одном примере разрежение в коллекторе может способствовать направлению потока горячих отработавших газов из выпускного канала во впускной коллектор. Коллектор соединен по текучей среде с выпускным каналом на шаге 634. Положения перепускного клапана и трехходового клапана на шаге 634 схожи с раскрытыми в варианте 515 осуществления на ФИГ. 5В.
Таким образом, перепускной клапан и трехходовой клапан выполнены с возможностью обеспечения множества потоков отработавших газов через выпускной канал и магистраль РОГ. Регулирование положения перепускного клапана и/или трехходового клапана позволяет регулировать количество газов РОГ, подаваемых в двигатель, и количество отработавших газов, сбрасываемых в атмосферу. Кроме того, можно изменять температуру указанных отработавших газов и газов РОГ. Технический эффект, достигаемый применением перепускного клапана и трехходового клапана, состоит в улучшении регулирования температуры газов РОГ и температуры отработавших газов с одновременным преодолением ограничений в части компоновки. Применение только двух клапанов также позволяет снизить производственные затраты.
Способ может содержать шаги, на которых: направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, рециркуляционному каналу и магистрали РОГ, при нахождении трехходового клапана в полностью закрытом положении и нахождении перепускного клапана в более открытом положении, направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и по рециркуляционному каналу в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, при нахождении перепускной части указанного трехходового клапана в закрытом положении и нахождении указанного трехходового клапана в более открытом положении; и направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и через теплообменник указанного перепускного канала в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по рециркуляционному каналу, при нахождении рециркуляционной части указанного трехходового клапана в закрытом положении и нахождении указанного перепускного клапана в более закрытом положении. Первый пример способа также включает в себя то, что перемещение перепускного клапана в более открытое положение включает в себя перемещение выступающей части в сторону от схожего с ней по форме фланца вдоль выпускного канала, причем перемещение перепускного клапана в более закрытое положение включает в себя перемещение выступающей части в сторону к фланцу вдоль выпускного канала. Второй пример способа, необязательно включающий в себя первый пример, также включает в себя то, что перепускной канал соединен по текучей среде с выпускным каналом выше по потоку от перепускного клапана, рециркуляционный канал соединен по текучей среде с внутренним каналом фланца перепускного клапана, и магистраль РОГ соединена по текучей среде с заборным каналом. Третий пример способа, необязательно включающий в себя первый и/или второй примеры, также включает в себя то, что теплообменник выполнен с возможностью охлаждения отработавших газов, текущих через него, причем теплообменник также выполнен с возможностью передачи тепла, полученного из отработавших газов, прошедших через него, на теплоприемное устройство. Четвертый пример способа, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по третий, также включает в себя то, что в первом режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, рециркуляционному каналу и магистрали РОГ, путем перемещения выступающей части перепускного клапана Вентури в более открытое положение в сторону от фланца перепускного клапана Вентури и полного закрытия трехходового клапана, во втором режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и по рециркуляционному каналу в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по перепускному каналу, путем перемещения выступающей части в более открытое положение в сторону от фланца и закрытия перепускной части трехходового клапана с одновременным открытием рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана, в третьем режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу и через теплообменник перепускного канала в магистраль РОГ, не направляя при этом поток отработавших газов по рециркуляционному каналу, путем перемещения выступающей части в более закрытое положение к фланцу и закрытия рециркуляционной части с одновременным открытием перепускной части и части РОГ трехходового клапана, в четвертом режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, через теплообменник перепускного канала, рециркуляционный канал и магистраль РОГ путем перемещения выступающей части в более закрытое положение к фланцу и открытия перепускной части, рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана, и в пятом режиме направляют поток отработавших газов по выпускному каналу, через теплообменник перепускного канала и рециркуляционный канал, не направляя при этом поток отработавших газов по магистрали РОГ, путем перемещения выступающей части в более закрытое положение к фланцу и открытия перепускной и рециркуляционной частей трехходового клапана и закрытия части РОГ трехходового клапана. Пятый пример способа, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по четвертый, также включает в себя то, что полностью закрытое состояние трехходового клапана включает в себя нахождение перепускной части, рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана в закрытых положениях. Шестой пример способа, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по пятый, также включает в себя то, что выступающая часть также имеет промежуточное положение между открытым и закрытым положениями, причем указанное промежуточное положение обеспечивает величину потока отработавших газов в выпускной канал, и/или перепускной канал, и/или рециркуляционный канал, и/или магистраль РОГ, являющуюся промежуточной между величинами, обеспечиваемыми в открытом положении и закрытом положении.
Выпускной канал может содержать подвижную выступающую часть, заключенную внутри корпуса клапана, направленную внутрь неподвижную выступающую часть, закрепленную в корпусе клапана, при этом указанная выступающая часть содержит полый канал, соединяющий магистраль рециркуляции отработавших газов с внутренним пространством корпуса клапана, и теплообменник, расположенный в перепускном канале, соединенном по текучей среде с магистралью рециркуляции отработавших газов. Первый пример выпускного канала также включает в себя то, что корпус клапана является прямоугольным и содержит четыре по существу пленарные стенки: две боковые стенки, верхнюю стенку и нижнюю стенку, при этом подвижная выступающая часть и неподвижная выступающая часть расположены на разных стенках противоположно друг другу, причем поперечное сечение корпуса клапана больше, чем поперечное сечение выпускного канала. Второй пример выпускного канала, необязательно включающий в себя первый пример, также включает в себя то, что подвижная выступающая часть расположена на верхней стенке, а неподвижная выступающая часть расположена на нижней стенке, причем подвижная выступающая часть и неподвижная выступающая часть содержат соответствующие расположенные выше по потоку первые поверхности, обращенные к входящему потоку отработавших газов, при этом первые поверхности ориентированы под соответствующими первыми углами к направлению входящего потока отработавших газов, причем подвижная выступающая часть и неподвижная выступающая часть, каждая, содержат соответствующие расположенные ниже по потоку вторые поверхности, обращенные в сторону от входящего потока всасываемых газов, при этом вторые поверхности ориентированы под соответствующими вторыми углами к направлению входящего потока отработавших газов, причем вторые углы меньше соответствующих первых углов. Третий пример выпускного канала, необязательно включающий в себя первый и/или второй примеры, также включает в себя входной конус, соединяющий расположенную выше по потоку часть выпускного канала с расположенным выше по потоку концом корпуса клапана, причем первый конец входного конуса соединен с выпускным каналом, причем второй конец входного конуса соединен с корпусом клапана, причем поперечное сечение входного конуса больше на втором конце, чем на первом конце. Четвертый пример выпускного канала, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по третий, также включает в себя выходной конус, соединяющий расположенную ниже по потоку часть выпускного канала с расположенным ниже по потоку концом корпуса клапана, причем первый конец выходного конуса соединен с расположенным ниже по потоку концом корпуса клапана, причем второй конец выходного конуса соединен с выпускным каналом, причем поперечное сечение выходного конуса больше на первом конце, чем на втором конце. Пятый пример выпускного канала, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по четвертый, также включает в себя то, что подвижная выступающая часть выполнена с возможностью перемещения относительно неподвижной выступающей части по горизонтальной оси корпуса клапана между открытым и закрытым положениями, причем проход в корпусе клапана, образуемый между подвижной заслонкой и фланцем, тем больше, чем дальше подвижная выступающая часть перемещена в сторону открытого положения от закрытого положения. Шестой пример выпускного канала, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по пятый, также включает в себя то, что неподвижная выступающая часть содержит отверстие, сформированное на вершине выступающей части рядом с полым каналом, причем на указанной вершине возникает эффект Вентури, причем величина эффекта Вентури тем больше, чем меньше расстояние между подвижной выступающей частью и указанной выступающей частью. Седьмой пример выпускного канала, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по шестой, также включает в себя то, что вход перепускного канала расположен выше по потоку от входа корпуса клапана, причем теплообменник расположен выше по потоку от трехходового клапана в магистрали рециркуляции отработавших газов. Восьмой пример выпускного канала, необязательно включающий в себя один или несколько примеров с первого по седьмой, также включает в себя то, что теплообменник соединен с одним или несколькими теплоприемными устройствами, причем в число теплоприемных устройств входит система охлаждающей жидкости, устройство Пельтье и устройство, работающее по циклу Ренкина.
Еще один способ может включать в себя шаги, на которых: изменяют поток отработавших газов по выпускному каналу и/или поток отработавших газов в двигатель путем перемещения подвижной выступающей части в сторону неподвижного фланца перепускного клапана в выпускном канале выше по потоку от перепускного канала или от указанного неподвижного фланца. Первый пример способа также включает в себя то, что с перепускным каналом, рециркуляционным каналом и магистралью РОГ соединен трехходовой клапан, причем трехходовой клапан содержит перепускную часть, рециркуляционную часть и часть РОГ для регулирования потока отработавших газов в перепускной канал, рециркуляционный канал и магистраль РОГ соответственно. Второй пример способа, необязательно включающий в себя первый пример, также включает в себя то, что отсутствие перепуска отработавших газов из выпускного канала предусматривает перемещение выступающей части в более открытое положение и закрытие перепускной части, рециркуляционной части и части РОГ трехходового клапана. Третий пример способа, необязательно включающий в себя первый и/или второй примеры, также включает в себя то, что направление потока охлажденных отработавших газов в двигатель включает в себя перемещение выступающей части в более закрытое положение, открытие перепускной части и части РОГ трехходового клапана и закрытие рециркуляционной части трехходового клапана, причем отработавшие газы перепускают из выпускного канала в перепускной канал, содержащий теплообменник выше по потоку от трехходового клапана.
В еще одном аспекте система может содержать двигатель, содержащий выпускной канал, перепускной клапан, расположенный в выпускном канале ниже по потоку от перепускного канала, соединенного по текучей среде с выпускным каналом, при этом перепускной клапан содержит подвижную выступающую часть и неподвижный фланец, трехходовой клапан выше по потоку от теплообменника в перепускном канале и ниже по потоку от магистрали РОГ, и контроллер с машиночитаемыми командами для регулирования положения выступающей части в перепускном клапане и трехходового клапана для перепуска потока отработавших газов из выпускного канала в перепускной канал и/или магистраль РОГ. Система также включает в себя то, что трехходовой клапан соединен с внутренним каналом фланца через рециркуляционный канал, причем внутренний канал соединен по текучей среде с выпускным каналом через отверстие на вершине фланца. Система также включает в себя то, что отработавшие газы перепускают из выпускного канала в перепускной канал, когда выступающая часть находится в более закрытом положении, причем более закрытое положение также предусматривает охлаждение отработавших газов посредством теплообменника. Система также включает в себя то, что выступающую часть перемещают в более закрытое положение, перепускную часть и часть РОГ трехходового клапана перемещают в открытые положения, а рециркуляционную часть трехходового клапана перемещают в закрытое положение в связи с наличием потребности в охлажденных газах РОГ. Система также включает в себя то, что выступающую часть перемещают в более закрытое положение, перепускную часть и рециркуляционную часть трехходового клапана перемещают в открытые положения, а часть РОГ трехходового клапана перемещают в закрытое положение для направления потока охлажденных отработавших газов в выпускной канал по внутреннему каналу фланца в связи с тем, что температура устройства нейтрализации отработавших газов ниже по потоку от перепускного клапана превышает пороговую температуру устройства нейтрализации. Система также включает в себя то, что выступающую часть перемещают в более открытое положение, рециркуляционную часть и часть РОГ трехходового клапана перемещают в открытые положения, а перепускную часть трехходового клапана перемещают в закрытое положение в связи с наличием потребности в горячих газах РОГ. Система также включает в себя то, что выступающая часть выполнена с возможностью вращения.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящем описании способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти с возможностью реализации их системой управления, содержащей контроллер, во взаимодействии с различными датчиками, исполнительными устройствами и другими техническими средствами 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 т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя в системе управления двигателя, в которой раскрытые действия осуществляют путем выполнения команд в системе, содержащей различные технические компоненты двигателя, во взаимодействии с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.