發(fā)動機后處理系統(tǒng)的混合器及排氣導管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于混合兩種或多種流體的系統(tǒng)和方法，更具體地說，涉及用于在發(fā)動機后處理系統(tǒng)中均化兩種或多種流體的流動的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常在發(fā)動機的后處理系統(tǒng)中設(shè)置一種選擇性催化還原(SCR)模塊，以除去或減少排氣氣流中氮氧化物(NOx)的排放。SCR系統(tǒng)使用一種或多種引入排氣氣流的還原劑，例如尿素。
[0003]通常在發(fā)動機后處理系統(tǒng)中使用混合器來加強還原劑和排氣的混合。然而，已知的混合器可能不能在排氣中均勻地分布還原劑。此外，在混合過程中，還原劑可以與混合器和/或排氣導管的表面接觸并在其上形成沉積物。還原劑沉積物可以使后處理系統(tǒng)的混合器和/或排氣導管的通道結(jié)晶并且堵塞該通道。同時，混合器在其下游側(cè)可以導致還原劑的低蒸發(fā)率、低均勻性和/或不平衡性，橫跨混合器導致背壓增加等。
[0004]在一些排氣系統(tǒng)中，可以通過再生過程防止堵塞，其中將該混合器加熱以燒掉沉積物。該再生過程需要在混合器上設(shè)置另外的加熱裝置。此外，再生過程的完成以及額外的功耗可能需要定量的時間，該額外的功耗會導致整個系統(tǒng)的效率降低。此外，沉積物的形成會引起材料浪費，從而增加操作成本。因此，需要一種改進的用于混合兩種或多種流體的系統(tǒng)和方法。
[0005]美國公開的申請?zhí)枮?013/104531的專利公開了一種用于混合尿素溶液和發(fā)動機排氣的靜態(tài)混合器。該混合器包括外管。該外管包括連接到柴油機的排氣歧管的一個端部以及連接到選擇性催化還原(SCR)模塊的另一個端部。該外管包括尿素溶液噴射適配器設(shè)置有的部件。混合器包括設(shè)置在外管內(nèi)部的信道單元，該信道單元在縱向包括多個導向通道，該信道單元還包括面向尿素溶液噴射適配器的下端部的入口部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種用于在發(fā)動機后處理系統(tǒng)中混合還原劑和排氣氣流的混合器，可以將還原劑液滴分裂成更小的液滴，從而提高了還原劑的蒸發(fā)率。
[0007]在本實用新型的一個方面，提供了一種發(fā)動機后處理系統(tǒng)的混合器，用于混合還原劑和排氣氣流，所述混合器包括第一部分，所述第一部分包括多個第一孔；所述混合器還包括設(shè)置在鄰近所述第一部分處的第二部分，所述第二部分包括多個第二孔；所述混合器還包括設(shè)置在所述第一部分和第二部分之間的第一過渡部分，在所述第一過渡部分中設(shè)置有第一狹槽；所述混合器還包括第三部分，所述第三部分相對于第二部分傾斜地定向，所述第三部分包括多個第三孔；所述混合器還包括設(shè)置在第二部分和第三部分之間的第二過渡部分，在所述第二過渡部分中設(shè)置有第二狹槽。
[0008]優(yōu)選的，所述第一狹槽和第二狹槽的形狀是矩形的；所述多個第一孔的形狀是圓形的；所述多個第三孔的形狀是圓形的；所述多個第二孔的形狀是矩形的，所述多個第二孔中的每個包括從所述第二部分延伸出的翼片。
[0009]其中，所述翼片從所述第二部分沖壓出來，以形成多個所述第二孔。
[0010]可選的，所述第一部分和所述第二部分是共面的，或者，所述第一部分相對于所述第二部分傾斜地定向。
[0011]在本實用新型的另一個方面，提供了一種發(fā)動機后處理系統(tǒng)的排氣導管，所述排氣導管包括在其中限定有通道的壁，所述通道配置為接收排氣氣流，所述通道限定相對于排氣氣流的上游側(cè)和下游側(cè)；所述排氣導管還包括安裝在壁上的噴射器，所述噴射器配置為將還原劑分配到排氣氣流中；所述排氣導管還包括混合器，所述混合器設(shè)置在通道內(nèi)并位于噴射器的下游側(cè)，所述混合器包括第一部分，所述第一部分包括多個第一孔，所述第一部分定位于鄰近噴射器處；所述混合器還包括設(shè)置在鄰近第一部分處的第二部分，所述第二部分包括多個第二孔；所述混合器還包括設(shè)置在所述第一部分和第二部分之間的第一過渡部分，在所述第一過渡部分中包括第一狹槽；所述混合器還包括第三部分，所述第三部分相對于第二部分傾斜地定向，所述第三部分包括多個第三孔；所述混合器還包括設(shè)置在第二部分和第三部分之間的第二過渡部分，在所述第二過渡部分中設(shè)置有第二狹槽。
[0012]其中，所述第二部分位于離所述排氣導管的壁的第一距離處；所述第三部分位于離所述排氣導管的壁的第二距離處，所述第一距離和所述第二距離彼此不同；所述第一部分和所述第二部分可以相互平行或者傾斜地定向；所述第一狹槽和所述第二狹槽的形狀是矩形的；所述多個第一孔的形狀是圓形的；所述多個第三孔的形狀是圓形的；所述多個第二孔的形狀是矩形的，并且所述多個第二孔中的每個包括從所述第二部分延伸的翼片，從所述第二部分沖壓出所述翼片以形成所述多個第二孔中的每個，所述翼片平行于所述排氣氣流的方向。
[0013]上述技術(shù)方案提供了一種混合器，其具有改進的還原劑液滴分解和改進的蒸發(fā)率。
[0014]通過以下說明和附圖，本實用新型的其它特征和方面將顯而易見。
【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本實用新型的實施例的示例性發(fā)動機系統(tǒng)的框圖；
[0016]圖2是根據(jù)本實用新型的實施例的安裝在排氣導管內(nèi)的混合器的示意圖；
[0017]圖3是根據(jù)本實用新型的實施例的混合器的透視圖；
[0018]圖4是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的混合器的另一種結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0019]圖5是根據(jù)本實用新型的實施例的安裝在排氣導管內(nèi)的混合器的又一種結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0020]圖6是根據(jù)本實用新型的實施例的示出了混合器的沿軸線A-A’截取的排氣導管的橫截面視圖；
[0021]圖7是根據(jù)本實用新型的實施例的沿軸線B-B’截取的混合器的下游側(cè)上的排氣導管的橫截面視圖；
[0022]圖8是根據(jù)本實用新型的實施例的混合器的工作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]在所有附圖中將盡可能地用相同的附圖標記表示相同或類似的部件。參照圖1，示出了示例性發(fā)動機系統(tǒng)102的框圖。該發(fā)動機系統(tǒng)102包括發(fā)動機104。在一個實施例中，發(fā)動機104包括柴油動力發(fā)動機。在其它實施例中，發(fā)動機104可以包括本領(lǐng)域已知的任何內(nèi)燃機，包括但不限于汽油動力發(fā)動機、天然氣動力發(fā)動機或其組合。發(fā)動機104可以包括其它部件(未示出)，例如燃料系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)(包括傳輸系統(tǒng))等。該發(fā)動機104可以用于向任何機械設(shè)備(包括但不限于公路上行駛載重車、越野載重車、推土機、發(fā)電機等)提供動力。此外，發(fā)動機系統(tǒng)102可以與任何行業(yè)(包括但不限于運輸、建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、發(fā)電和物料裝卸)相關(guān)聯(lián)。
[0024]該發(fā)動機系統(tǒng)102包括流體地連接到發(fā)動機104的排氣歧管(未示出)的排氣后處理系統(tǒng)106 (在下文稱作“后處理系統(tǒng)106”)。該后處理系統(tǒng)106配置為處理離開發(fā)動機104的排氣歧管的排氣氣流。排氣氣流包括排放化合物(可以包括氮氧化物(NOx)、未燃燒的碳氫化合物、顆粒物質(zhì)和/或其它化合物)。后處理系統(tǒng)106配置為處理和減少在排氣氣流離開發(fā)動機系統(tǒng)102之前排放的NOx、未燃燒的碳氫化合物、顆粒物質(zhì)和/或其它化合物。
[0025]該后處理系統(tǒng)106可以包括還原劑輸送模塊108。將還原劑輸送模塊108配置為用于將還原劑分配在排氣氣流中。后處理系統(tǒng)106還可以包括設(shè)置在還原劑輸送模塊108下游的選擇性催化還原(SCR)模塊110。SCR模塊110配置為用于降低排氣氣流中存在的NOx的濃度。SCR模塊110可以包括催化劑，當氣流通過SCR模塊110時，該催化劑有助于反應(yīng)、還原或從排氣中除去NOx。該SCR模塊110可以具有由合適的材料制成或涂覆的蜂巢或其它