[發明專利]一種用于排氣后處理系統的可重構的雙金屬混合器及其使用方法

有效

• 申請號: 201210234658.X
• 申請日: 2012-04-08
• 公開（公告）號: CN102748112A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: Y·苗;P·迪馬蒂諾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N13/00
• 分類號: F01N13/00;F01N3/24;F01N9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰;傅永霄

技術領域

本發明示范性的實施例涉及一種用于排氣后處理系統的可重構的混合器和，更特別地，涉及一種使用這類混合器來增強系統性能的排氣系統，尤其更特別地，涉及使用它們的方法。

背景技術

內燃機排氣后處理系統使用氧化催化劑(OC)，選擇性催化還原催化劑(SCR)，顆粒過濾器(PF)和其它排氣后處理系統。在這些系統中，OC裝置頻繁地使用固定在其上游的碳氫(HC)噴射器來噴射碳氫化合物，通常為燃料，到排氣流中以為OC中氧化反應提升排氣流的溫度；例如當PF需要再生時。有效地使用在OC中的HC是尤其重要的，因為其直接影響了發動機的效率(如，燃油經濟性)和發動機和排氣后處理系統的排放性能，還因為未燃HC(HC泄露)的排放是受到法律限制的。為了確保HC在使用HC噴射器的系統中的有效利用，這些系統頻繁地在噴射器的下游使用混合器，該混合器也被稱為蒸發器或者汽化器，以確保噴射到系統中的燃料被完全地蒸發并散布到排氣流中使得其可以在OC中被最大可能范圍的氧化。這些混合器被設計來增強排氣流中的紊流以提供HC的混合和分散。然而對該目的的影響在于，混合器同時也在排氣流中產生了與流體路徑的部分堵塞和預定紊流的生成相關聯的背壓。由于混合器被永久地設置在這些系統中，因此甚至當不噴射HC和并不需要使用它們時，混合器都會產生背壓并影響流動。

其它混合器也與其它排氣后處理裝置一起結合使用。例如，SCR催化裝置頻繁地使用尿素SCR(U-SCR)催化劑，其需要在上游噴射尿素，例如尿素水溶液到排氣流中。U-SCR催化劑和其它下游的排氣后處理裝置的性能，耐久性和運行成本強烈地依靠噴射到排氣流中的流體的混合度和發散度。混合器也使用在這些裝置的上游來增加噴射到排氣流中的液體的發散度和增加用于催化反應的氨水產物。甚至當尿素不被噴射也不需要使用的時候，這些混合器也會產生不需要的系統背壓和紊流。

因此，迫切地需要具有所必要的混合功能同時能減少系統背壓的混合器和采用該混合器并使用混合方法的排氣后處理系統。

發明內容

在本發明的一個示范性實施例中，提供了一種用于排氣后處理系統的混合器。所述混合器包括被構造來布置在排氣后處理系統的排氣管道中、并位于排氣后處理裝置的上游的本體部。混合器還包括布置在本體部上的、在展開位置和縮回位置之間可逆地移動的翼型部，其中翼型部在展開位置提供了對排氣流的展開阻力，在縮回位置提供了對排氣流的縮回阻力，展開阻力大于縮回阻力，本體部和翼型部一起組成了混合器。混合器進一步包括可操作地連接到混合器的雙金屬偶，其被構造來從縮回位置向展開位置可逆地移動翼型部。

在本發明的另一個示范性實施例中，提供了一種內燃機的排氣后處理系統。所述系統包括構造來與內燃機流體連接以通過排氣管道接收來自發動機的排氣的排氣后處理裝置。所述系統還包括定位在排氣后處理裝置上游的混合器，所述混合器包括被構造來布置在排氣管道中的本體部和布置在本體部上的、在展開位置和縮回位置之間可逆地移動的翼型部，其中翼型部在展開位置提供了對排氣流的展開阻力，在縮回位置提供了對排氣流的縮回阻力，展開阻力大于縮回阻力。所述系統進一步包括定位在混合器上游的噴射器，所述噴射器被構造來噴射還原劑到排氣流中。

在本發明的另一個示范性實施例中，提供了一種內燃機的排氣后處理系統的運行方法。所述方法包括，布置混合器到排氣后處理系統的排氣管道中，所述混合器包括被構造來布置在排氣管道中的本體部，包含活性材料的翼型部被布置在本體部上，在活性材料的激活下，其可逆地在展開位置和縮回位置之間移動。在展開位置，翼型部提供了對排氣流的展開阻力，在縮回位置提供了縮回阻力，其中展開阻力大于縮回阻力。所述方法還包括運行內燃機來在排氣管道中產生排氣流。所述方法進一步包括激活活性材料來移動翼型部到展開位置。進一步地，所述方法包括通過定位在混合器上游的噴射器開始進入到排氣管道中的還原物質的噴射。進一步地，所述方法還包括去激活雙金屬偶活性材料來移動翼型部到縮回位置。

本發明上述的特點和優點以及其它特點和優點將從下面參考相應附圖的具體描述中變得顯而易見。

本發明還提供了以下方案：

1、一種用于排氣后處理系統的混合器，包括：

本體部，其被構造來布置在排氣后處理裝置上游的排氣后處理系統的排氣管道中；

翼型部，其布置在本體部上并可在展開位置和縮回位置之間可逆地移動，其中所述翼型部在展開位置提供了對排氣流的展開阻力，在縮回位置提供了對排氣流的縮回阻力，所述展開阻力大于所述縮回阻力，所述本體部和翼型部包括混合器；和