[發明專利]降低柴油機后處理系統中固體沉積物形成的風險的多重DEF噴射構思

有效

• 申請號: 201880064234.9
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN111133177B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: M.埃爾-加馬爾;M.V.卡薩雷拉
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/035;B01F25/20;F01N3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜凝;劉茜

提供一種用于與柴油機排氣流體（DEF）噴射系統一起使用的緊湊型SCR裝置，該DEF噴射系統具有多個噴射器以便向廢氣提供柴油機排氣流體以降低NOsubgt;x/subgt;排放。DEF噴射器安置在緊密聯接的SCR混合器中。第一噴射器利用具有開口的向側向定向的沖擊板噴射到混合器的腔室中。徑向間隔開且偏移的第二噴射器具有與第一噴射器不同的角度以便將DEF噴射到SCR混合器中。渦流板迫使流動路徑中的廢氣轉向并通過出口開口離開。混合器的入口開口在第一噴射器附近被橫向地排列并從出口開口偏移。因此，在進入緊湊型SCR混合器時，廢氣必須改變方向，并且在離開混合器之前經過至少一個噴射器以及具有瓣片和開口的沖擊板。

相關申請

本申請要求2017年8月2日提交的美國臨時申請62/540,208的優先權，該申請的公開內容特此通過引用以其整體并入本文。

技術領域

本布置涉及一種用于降低在柴油機后處理系統中固體沉積物形成的風險的方法和系統，該柴油機后處理系統包括用于選擇性催化還原（SCR）混合器的多個柴油機排氣流體噴射器。

發明內容

選擇性催化轉化器在通過執行選擇性催化還原（SCR）降低柴油機NO_x排放時作為一種有效的方法被廣泛使用。為了滿足未來的低氮氧化物（NO_x）排放要求，諸如針對乘用車輛的超低排放車輛（SULEV）30和針對重載和非公路應用的CARB低0.02?NO_x，將需要高柴油機排氣流體（DEF）流體噴射速率。高尿素劑量給送速率將增加DEF流體液膜壁厚的水平，這因此可能導致固體沉積物副產物形成的風險增加。在發動機冷起動和/或低負載操作條件期間，固體沉積物形成的風險甚至更高。選擇性催化還原（SCR）裝置中的固體沉積物顯著阻礙了SCR混合器功能。沉積物也可能增加SCR背壓、DEF流體消耗并減少通向SCR的入口處的氨分布。

可能需要SCR裝置中的高劑量給送速率以滿足未來的低NO_x排放要求，且尤其是低排放車輛（LEV）III?NO_x排放要求。在低溫操作點，即排氣溫度在180℃至250℃之間，由于DEF液膜蒸發速率不足，縮二脲和其他不期望的固體副產物很有可能能夠形成。這些副產物能夠沿著SCR混合器瓣片、混合器壁和/或沿著SCR催化器入口錐體形成。固體沉積物積聚能夠不利地增加背壓和/或降低SCR催化器入口處所遞送的氨的量或均勻度，因此阻礙SCR系統功能。

一個實施例涉及一種用于噴射柴油機排氣流體（DEF）的緊湊型SCR裝置，該緊湊型SCR裝置包括柴油機氧化催化器（DOC）、選擇性催化轉化器（SCR）和SCR混合器。SCR混合器包括大體圓筒形的外壁，其限定腔室；頂板中的至少一個入口開口，其安置在外壁的頂側/上游側上以接收廢氣流；底板中的出口開口，其安置在外壁的底側/下游側上；以及渦流板，其安置在腔室中并且圍繞出口開口的一部分被定向，其中，渦流板沿與外壁類似的方向被定向。SCR混合器也包括第一噴射器凸緣，其被定向以便將DEF噴射到腔室中；以及第二噴射器凸緣，其被定向以便將DEF噴射到腔室中。DOC與SCR混合器和SCR串聯。

另一個實施例涉及一種用于噴射柴油機排氣流體（DEF）的緊湊型SCR裝置，該緊湊型SCR裝置包括：柴油機氧化催化器（DOC）、選擇性催化轉化器（SCR）和SCR混合器，其中，DOC與SCR混合器和SCR串聯。SCR混合器包括大體圓筒形的外壁，其限定腔室；頂板中的至少一個入口開口，其安置在外壁的頂側/上游側上以接收廢氣流；以及底板中的出口開口，其安置在外壁的底側/下游側上。SCR混合器也包括渦流板，其安置在腔室中并且圍繞出口開口的一部分被定向；第一噴射器凸緣，其安置在入口開口附近并被定向以便將DEF噴射到腔室中；第二噴射器凸緣，其安置在第一噴射器凸緣下游并被定向以便將DEF噴射到腔室中；以及沖擊板，其安置在腔室中，在第一噴射器凸緣下游。