用于混合器的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了用于排气混合器的方法和系统。在一个示例中，该混合器可以包括混合室，该混合室带有被定位在其中的穿孔管。

Method and system for Mixers

The present invention provides methods and systems for exhaust mixers. In one example, the mixer may include a mixing chamber with a perforated tube positioned therein.

【技术实现步骤摘要】
领域本说明书总体上涉及用于发动机排气混合器的方法和系统。背景/概述一种用于发动机排气后处理的技术利用选择性催化还原(SCR)使得某些化学反应能够在排气中的NOx与氨(NH3)之间发生。通过将尿素喷射到排气路径中，NH3在SCR催化器的上游被引入发动机排气系统中。在高温条件下，尿素沿熵变分解为NH3。SCR促进NH3与NOx之间的反应，从而将NOx转化为氮气(N2)和水(H2O)。然而，本专利技术的专利技术人认识到，在将尿素喷射到排气路径后可能出现问题。在一个示例中，尿素可能与排气流混合不良(例如，排气流的第一部分具有高于排气流的第二部分的尿素浓度)，这可能导致SCR涂覆不良以及排放物(例如NOx)与SCR之间反应不充分。此外，在排气中过度混合和搅拌尿素同样可能造成问题，诸如增加的增加。解决混合不充分的尝试包括在尿素喷射器的下游且在SCR的上游引入混合装置，使得排气流可以变得均匀。其他解决尿素混合的尝试包括静态混合装置。在U.S.2013/0104531中Cho等人示出了一种示例方法。其中，静态混合器在排气通道中被定位在用于喷射尿素的外部管的下游。排气流过该排气通道，并且在流过静态混合器之前与尿素喷射结合。然而，本专利技术的专利技术人认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，由于被定位在混合器中心的大出口，以上描述的静态混合器表现出有限的混合能力。在一些示例中，排气可能会直接流过孔口而不与排气的其他部分混合。排气通道内的静态混合器还表现出制造和包装限制。不断变化的排气通道几何形状需要在静态混合器的制造时改变，以便该混合器能紧密地配合在该排气通道之中。在一个示例中，以上描述的问题可以通过一种系统来解决，该系统包括尿素喷射器，所述尿素喷射器将尿素喷射到穿孔管内部，所述穿孔管被混合室容纳，所述混合室被配置成用于接收排气，所述管具有与排气通道流体地连接的出口端和定位在所述排气通道下游的SCR催化器。以此方式，排气在通过该出口流至该SCR催化器之前流入该混合室中并且流入该穿孔管中。作为一个示例，该排气通道是与上游排气通道物理地分开的下游排气通道。该上游排气通道被物理地连接至该混合室的上游侧面的入口，并且将排气流引导进入该混合室。尿素通过端口被喷射到该穿孔管的上部中，该端口竖直地高于该混合室的下游侧面上的出口。来自上游排气通道的气体流入该混合室中，并且在流过该穿孔管之后只流入该下游排气通道中。以此方式，气体可以在尿素喷射的同时流过该管。应当理解的是，以上概述被提供用于以简化形式来引入一些概念，这些概念将在详细描述中被进一步描述。它并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特性，要求保护的主题的范围被详细说明后的权利要求书唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决以上指出的或在此披露的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。附图简要说明图1示出了发动机原理图。图2示出了被容纳在混合室内的穿孔管的侧面透视图。图3示出了被容纳在混合室内的穿孔管的正面透视图。虽然图2和图3按比例示出，但是如有需要，可以使用其他相对尺寸。图4示出了被容纳在混合室内的穿孔管以及示例气体流动路径的侧面平面视图。详细说明以下说明涉及混合器的示例，该混合器包括被容纳在混合室中的穿孔管。图1中示出了连接至该混合器的发动机。在图2中，示出了该混合室和该穿孔管的侧面透视图。该穿孔管是沿着管的本体带有穿孔的单根管。该混合室将上游排气通道与下游排气通道流体地连接。来自该上游排气通道的排气在流入该下游排气通道之前流过该穿孔管。图4中示出了该穿孔管与该混合室的下游至上游正面视图。图1-图4示出了带有各种部件的相对定位的示例性构造。至少在一个示例中，如果被示出为彼此直接接触或被直接连接，那么这类元件可以分别被称为直接接触的或直接连接的。类似地，至少在一个示例中，被示出为连续的或彼此邻近的元件可以分别是连续的或邻近彼此的。作为一示例，以彼此共面接触方式安置的部件可以被称作处于共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，被定位为彼此远离以及其之间只有空间而没有其他部件的元件可以被称作如此。继续图1，示出了一个示意图，该示意图示出了发动机系统100中的多缸发动机10的一个汽缸，该发动机系统可以被包括在汽车的推进系统中。包括控制器12的控制系统以及经由输入设备130来自车轮运转者132的输入可以至少部分地控制发动机10。在此示例中，输入设备130包括加速器踏板以及用于生成成比例的踏板位置信号的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30可以包括由汽缸壁32形成的汽缸，汽缸中定位有活塞36。活塞36可以连接至曲轴40，使得该活塞的往复运动被转变为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮连接至曲轴40，以启动发动机10的启动运转。燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气，并且可以经由排气通道48排放燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些示例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在一些示例中，进气门52和排气门54可以经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用凸轮轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统、和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个系统，这些系统可以由控制器12运转从而改变气门运转。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在替代示例中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动控制。例如，汽缸30可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。燃料喷射器69被示为直接连接至燃烧室30，以便直接将燃料与从控制器12接收的信号的脉宽成比例地喷射到燃烧室中。以此方式，燃料喷射器69提供了所谓的将燃料直接喷射到燃烧室30内的直接喷射。例如，燃料喷射器可以安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵、燃料轨的燃料系统(未示出)被递送至燃料喷射器69。在一些示例中，在提供所谓的将燃料喷射到燃烧室30上游的进气道中的进气道喷射的构造中，燃烧室30可以替代地或额外地包括布置在进气歧管44中的燃料喷射器。火花经由火花塞66被提供至燃烧室30。该点火系统可以进一步包括点火线圈(未示出)，用于增大供应至火花塞66的电压。在其他示例中，诸如柴油机中，火花塞66可以被省略。进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在这个具体的示例中，节流板64的位置可以经由被提供至与节气门62一起被包括的电动马达或致动器的信号被控制器12改变，该构造通常被称作电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可以被运转以改变被提供至燃烧室30以及其他发动机气缸的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号被提供至控制器12。进气通道42可以包括空气质量流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于感测进入发动机10中的空气量。排气传感器126被示为连接至在排放控制装置72上游(根据排气流的方向)的排气通道48。传感器12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：尿素喷射器，所述尿素喷射器将尿素喷射到穿孔管内部，所述穿孔管被混合室容纳，所述混合室被配置成用于接收排气，所述管具有出口端流体地连接于排气通道和定位在所述排气通道下游的SCR催化器。

【技术特征摘要】
2015.11.04 US 14/932,6951.一种系统，包括：尿素喷射器，所述尿素喷射器将尿素喷射到穿孔管内部，所述穿孔管被混合室容纳，所述混合室被配置成用于接收排气，所述管具有出口端流体地连接于排气通道和定位在所述排气通道下游的SCR催化器。2.如权利要求1所述的系统，其中所述排气通道是下游排气通道，进一步包括上游排气通道，所述上游排气通道被物理地连接至所述混合室的上游侧面，并且其中，所述上游排气通道与所述下游排气通道分离。3.如权利要求2所述的系统，其中来自所述上游排气通道的排气流过所述上游通道与所述混合室之间的入口、流过所述管的穿孔、并且流过所述出口端、流入所述下游排气通道中。4.如权利要求3所述的系统，其中排气只经由所述入口进入所述室，并且只经由所述出口离开所述室。5.如权利要求1所述的系统，其中所述管包括上直线部、下直线部、以及弯曲部，并且其中，所述弯曲部在所述上直线部与所述下直线部之间。6.如权利要求5所述的系统，其中所述尿素喷射器经由入口端口被流体地连接至所述上直线部。7.如权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管包括U形截面。8.如权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管被焊接至所述混合室的下游壁，并且与所述混合室的其余壁分隔开。9.如权利要求1所述的系统，进一步包括所述管的多个穿孔在所述管的一定长度上跨越管的整个圆周。10.一种混合器，包括：带有下游侧面和上游侧面的混合室；所述上游侧面的入口，所述入口与上游排气通道流体地连接；所述下游侧面的出口，所述出口与下游排气通道流体地连接；被定位在所述混合室内部的弯曲穿孔管，所述穿孔管包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小钢，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US