[發(fā)明專利]內(nèi)燃發(fā)動機的排氣處理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210119125.7
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102678268A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: K·奧凱恩;C·王;G·克拉克二世
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00;F01N3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華

相關申請的交叉引用

本專利申請要求于2011年3月16日提交的序列號為No.61/453,346的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全文在此引入作為參考。

技術領域

本發(fā)明的示例性實施例涉及內(nèi)燃發(fā)動機的排氣處理系統(tǒng)，更具體地，涉及一種在不同發(fā)動機速度下具有一致流的排氣系統(tǒng)。

背景技術

傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機排氣后處理系統(tǒng)可具有設置在內(nèi)燃發(fā)動機排氣歧管附近的催化處理裝置。該催化處理裝置，稱作緊耦合(close-coupled，或緊密聯(lián)接)的催化轉(zhuǎn)換器，其使得發(fā)動機和該裝置之間的排氣熱損失最小化，從而產(chǎn)生更高的溫度和更快的催化反應，這是因為一般用于處理發(fā)動機排氣的催化劑化合物在高于350℃的溫度下運行最佳。

應用壓縮機(如排氣驅(qū)動的渦輪增壓器對燃燒空氣充氣進行壓縮的內(nèi)燃發(fā)動機)可被構(gòu)造為使得從發(fā)動機排出的排氣被直接引導進入并穿過所述排氣驅(qū)動的渦輪增壓器。為了達到最大的熱效率，可希望設置緊耦合催化轉(zhuǎn)換器直接鄰接在排氣驅(qū)動的渦輪增壓器的出口處，以最小化這兩者之間的排氣通道長度；以及必需克服的由此產(chǎn)生的熱負荷。

在這種緊耦合配置中，在低速運行期間從排氣驅(qū)動的渦輪增壓器所排出的排氣可能包括向排氣通道的外圓周流動的旋轉(zhuǎn)或渦旋分量。因此，一旦到達緊耦合催化轉(zhuǎn)換器的催化劑載體的入口面時，排氣在入口面上的分布可能會集中朝向外圓周，從而造成通過載體的低效的排氣流動。通過載體的這種排氣不均衡流動可降低排氣處理裝置的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，構(gòu)造成從內(nèi)燃發(fā)動機接收排氣的排氣系統(tǒng)包括，排氣驅(qū)動的渦輪增壓器，其具有出口和圍繞出口延伸的凸緣部；排氣處理裝置，其包括具有入口錐體的剛性罐體和布置在該剛性罐體內(nèi)的載體，該入口錐體包括整體式入口凸緣，該整體式入口凸緣限定了排氣處理裝置的入口開口并且構(gòu)造成與圍繞排氣驅(qū)動的渦輪增壓器的出口延伸的凸緣部限定密封，排氣流經(jīng)所述載體。排氣通道由渦輪增壓器出口和排氣處理裝置的入口開口限定，將排氣驅(qū)動的渦輪增壓器和排氣處理裝置流體地聯(lián)接并允許排氣在其間通過，并且，包括徑向向內(nèi)延伸的壁部的流動調(diào)節(jié)器從排氣通道的內(nèi)壁延伸，并在排氣進入排氣處理裝置的入口錐體時引導排氣遠離排氣通道的外徑以將排氣均勻分布在載體的入口面上。

在本發(fā)明的另一示例性實施例中，具有構(gòu)造成接收來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣的排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機包括，排氣驅(qū)動的渦輪增壓器，其與排氣系統(tǒng)流體連通以接收來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣，并具有出口和圍繞出口延伸的凸緣部。排氣處理裝置，其包括具有入口錐體的剛性罐體，該入口錐體包括整體式入口凸緣，該整體式入口凸緣限定了排氣處理裝置的入口開口并且構(gòu)造成與圍繞排氣驅(qū)動的渦輪增壓器的出口延伸的凸緣部限定密封以從那接收排氣。涂覆有催化劑的載體布置在排氣流經(jīng)的剛性罐體內(nèi)。排氣通道由渦輪增壓器出口和排氣處理裝置的入口開口限定，將排氣驅(qū)動的渦輪增壓器和排氣處理裝置流體形連接并允許排氣在其間通過，并且，流動調(diào)節(jié)器包括徑向向內(nèi)延伸的壁部，其從排氣通道的內(nèi)壁延伸，并在排氣進入排氣處理裝置的入口錐體時引導排氣遠離排氣通道的外徑以將排氣均勻分布在涂覆有催化劑的載體的入口面上。

方案1.一種構(gòu)造成從內(nèi)燃發(fā)動機接收排氣的排氣系統(tǒng)，包括：

排氣驅(qū)動的渦輪增壓器，所述排氣驅(qū)動的渦輪增壓器具有出口和圍繞該出口延伸的凸緣部；

排氣處理裝置，所述排氣處理裝置包括具有入口錐體的剛性罐體，該入口錐體包括整體式入口凸緣，該入口凸緣限定了排氣處理裝置的入口開口，且構(gòu)造成與圍繞排氣驅(qū)動的渦輪增壓器的出口延伸的凸緣部限定密封；

載體，所述載體布置在剛性罐體內(nèi)，排氣流經(jīng)所述載體；

排氣通道，所述排氣通道由渦輪增壓器出口和排氣處理裝置的入口開口限定，將排氣驅(qū)動的渦輪增壓器和排氣處理裝置流體地聯(lián)接，并允許排氣在其間通過；以及

流動調(diào)節(jié)器，所述流動調(diào)節(jié)器包括徑向向內(nèi)延伸的壁部，該徑向向內(nèi)延伸的壁部從排氣通道的內(nèi)壁延伸，并在排氣進入排氣處理裝置的入口錐體時引導排氣遠離排氣通道的外徑，以將排氣均勻分布在載體的入口面上。

方案2.根據(jù)方案1所述的排氣系統(tǒng)，其中，流動調(diào)節(jié)器的徑向向內(nèi)延伸的壁部是分段的，以引導一部分排氣朝向排氣通道的外徑。方案3.根據(jù)方案1所述的排氣系統(tǒng)，其中，流動調(diào)節(jié)器與入口錐體的入口凸緣一體構(gòu)造。

方案4.根據(jù)方案1所述的排氣系統(tǒng)，其中，流動調(diào)節(jié)器與渦輪增壓器出口的凸緣部一體構(gòu)造。