[發明專利]減少定量給料器的錐形件中的沉積物的流體分流器

有效

• 申請號: 201680087846.0
• 申請日: 2016-09-01
• 公開（公告）號: CN109477411B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 菲利普·M·迪姆佩爾費爾德;愛德華多·阿拉諾
• 申請（專利權）人: 佛吉亞排放控制技術美國有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;F01N3/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡曉萍

一種用于車輛排氣系統的混合器，該混合器包括混合器殼體，該混合器殼體限定用于發動機排氣的內腔，并且該混合器包括形成在混合器殼體的壁內的定量給料器開口。錐形件具有與定量給料器開口對準的錐形件入口開口和進入到內腔中的錐形件出口開口。筒形構件圍繞錐形件的至少一部分并且包括至少一個窗口。至少一個分流器管道固定至混合器殼體并且具有第一管道端部和第二管道端部，該第一管道端部通向內腔，該第二管道端部與所述至少一個窗口至少部分地交疊，使得內腔中的發動機排氣的一部分被引導進入第一管道端部，流動通過所述至少一個窗口并且然后流動到錐形件入口開口中以與通過定量給料器開口所噴射的流體混合。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年7月20日提交的申請號為15/214,509的美國申請的優先權。

背景技術

排氣系統將發動機產生的熱排氣引導通過各種排氣部件以減少排放并控制噪音。排氣系統包括噴射系統，該噴射系統例如在選擇性催化還原(SCR)催化器上游噴射柴油機排氣處理液(DEF)或還原劑，比如尿素和水的溶液。混合器定位在SCR催化器的上游并且使發動機排氣和尿素的轉化產物混合。噴射系統包括將尿素噴射到排氣流中的定量給料器。尿素在到達SCR催化器之前應當被盡可能多地轉化為氨(NH₃)。因此，液滴噴射尺寸對于實現這個目標起著重要的作用。

在一種已知的構型中，混合器包括具有開口的殼體，該開口接納定量給料器。錐形件與該開口對準，以提供進入外部殼體的內腔中的加寬的噴射區域。當噴射物進入排氣流時，加寬的噴射區域有利于噴射液滴更徹底地分布在更大的區域上。

工業正朝著提供更緊湊的排氣系統的方向發展，使系統的體積減小。噴射較大尺寸的液滴的系統在更緊湊的系統構型中使用時可能無法提供尿素的充分轉化。因此，這些更緊湊的構型需要更小液滴尺寸的定量給料器。

液滴尺寸越小，則轉化成氨的效果由于表面接觸面積增大而越好。然而，由小液滴定量給料器產生的噴射物對再循環流非常敏感。通常，位于定量給料器的梢部處的區域具有循環流的渦流。該渦流將噴射液滴推向混合器的壁并到達定量給料器的梢部，這形成沉積起始位置。在使用錐形件的構型中，已經發現沉積起始位置位于錐形件的壁上。這些位置中的沉積物會隨著時間的推移而積累，并且可能對系統的運行產生不利的影響。

發明內容

在一個示例性實施方式中，用于車輛排氣系統的混合器包括混合器殼體，該混合器殼體限定用于發動機排氣的內腔，并且該混合器包括形成在混合器殼體的壁內的定量給料器開口。錐形件具有與定量給料器開口對準的錐形件入口開口和進入到內腔中的錐形件出口。筒形構件圍繞錐形件的至少一部分并且包括至少一個窗口。至少一個分流器管道固定至混合器殼體并且具有第一管道端部和第二管道端部，該第一管道端部通向內腔，該第二管道端部與所述至少一個窗口至少部分地交疊，使得內腔中的發動機排氣的一部分被引導進入第一管道端部，流動通過所述至少一個窗口并且然后流動進入錐形件入口開口以與通過定量給料器開口所噴射的流體混合。

在上述實施方式的進一步一實施方式中，錐形件包括本體，該本體具有限定錐形件入口開口的基部端部和限定錐形件出口開口的出口端部，并且其中，本體的至少一部分的直徑沿從基部端部向出口端部延伸的方向增大。

在上述任一實施方式的進一步實施方式中，基部端部與混合器殼體的圍繞定量給料器開口的內表面間隔開以在錐形件的基部端部與混合器殼體之間形成間隙，從而允許從所述至少一個窗口逸出的排氣流動到該間隙中并且進入錐形件入口開口。

在上述任一實施方式的進一步實施方式中，分流器管道包括形成在第一管道端部處的鏟狀部分和形成在第二管道端部處的附接部分，并且其中，附接部分固定至筒形構件的外表面。

在上述任一實施方式的進一步實施方式中，附接部分包括與筒形構件的彎曲表面匹配的曲線輪廓。

在上述任一實施方式的進一步實施方式中，所述至少一個分流器管道包括單個分流器管道。