用于尿素混合器的系统技术方案

本申请提供用于尿素混合器的系统。在一个示例中，尿素混合器可以包括具有环形形状的穿孔管，其经配置以接收尿素喷射和排气流。

【技术实现步骤摘要】
用于尿素混合器的系统
本说明书总体涉及尿素混合器。
技术介绍
用于发动机排气后处理的一种技术利用选择性催化还原(SCR)以使某些化学反应能够在排气中的NOx和氨(NH3)之间发生。通过将尿素喷射到排气路径中，NH3被引入到SCR催化剂上游的发动机排气系统中。尿素在高温条件下熵分解为NH3。SCR促进NH3和NOx之间的反应以将NOx转换为氮(N2)和水(H2O)。然而，如专利技术人在此意识到的，将尿素喷射到排气路径中可能出现问题。在一个示例中，尿素可能不良地混合到排气流中(例如，排气流的第一部分具有比排气流的第二部分更高的尿素浓度)，这可能导致SCR的不良涂覆以及排放物(例如，NOx)和SCR之间不良反应。此外，在排气中过度混合和搅动尿素同样可能产生问题，诸如沉积增加。解决不充分混合的尝试包括在尿素喷射器下游和SCR上游引入混合设备，以使得排气流可以均匀。解决尿素混合的其它尝试包括固定式混合装置。一种示例方法由Cho等人在U.S.2013/0104531中示出。在其中，静态混合器位于外管下游的排气通道中用于喷射尿素。排气流过排气通道并在流过静态混合器之前与尿素喷射组合。然而，专利技术人在此已经意识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，由于通过混合器的排气流出的方向性，上述静态混合器呈现出受限的混合能力，不能够完全混合层状排气流。排气通道内部的静态混合器也呈现出制造和封装限制。改变排气通道几何结构要求变化静态混合器的制造，以便混合器在排气通道内紧密配合。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于尿素喷射器的系统来解决，该尿素喷射器喷射尿素到穿孔管(perforatedtube)，该管是环形件并且经配置以借助入口接收排气，该入口位于面向排气通道中的进入排气流的方向的上游面上。以此方式，尿素可以在进入排气通道之前在穿孔管中与排气混合。作为一个示例，穿孔管还包括面向垂直于进入排气流的方向的内部出口和外部出口。此外，内部出口和外部出口面向排气通道的中心区域和外部区域。尿素在流出内部出口和外部出口中的任一者之前可以在穿孔管中与排气混合。流出内部出口的混合物在径向向内的方向上流到中心区域，并且流出外部出口的混合物在径向向外的方向上流到外部区域。以此方式，通过排气通道的整个排气流可以与尿素接触并增强混合。应该理解，提供上述
技术实现思路
以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，所述主题的范围由随附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本公开任何部分提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出发动机示意图。图2示出耦连到喷射器的排气通道中的混合器的透视图。图3示出混合器的正视图。图4示出混合器的侧视图。图2至图4按比例示出，然而如果需要则可以使用其它相对尺寸。图5示出比较线性尿素混合器与本公开混合器的流体动力学仿真。具体实施方式下面的描述涉及示例尿素混合器，其包括突出到排气通道中的环状穿孔管。图1中示出耦连到混合器的发动机。该混合器可以位于SCR催化剂上游，在该处混合器可以增强排气流中的尿素混合。如图2所示，该混合器为带有流体地连接到尿素喷射器的线性通道的穿孔环。该环可以生成大量的排气流。图3中示出混合器的正视图。图4中示出混合器的侧视图。混合器可以延伸排气流路径，其中当排气被环截取时排气流的距离被增加。增加的距离可以增强尿素混合而不增加封装限制。此外，如图5所示，相比于线性混合器，环的入口和出口可以提高混合。图1至图4示出带有各种部件的相对定位的示例配置。如果被示为彼此直接接触或直接耦连，则此类元件至少在一个示例中可以被分别称为直接接触或直接耦连。类似地，被示为彼此邻接(contiguous)或相邻的元件在至少在一个示例中可以分别彼此邻接或相邻。作为示例，彼此共面接触放置的部件可以被称为共面接触。作为另一示例，彼此分开定位并且在其间仅有空间而没有其它部件的元件在至少一个示例中可以被这样称谓。继续到1，发动机系统100中的多汽缸发动机10中的一个汽缸的示意图被示出，该发动机系统100可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统并通过经由输入设备130的来自车辆操作员132的输入控制。在该示例中，输入设备130包括加速器踏板和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，其中活塞36被定位在该汽缸中。活塞36可以耦连到曲轴40使得活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速系统被耦连到车辆的至少一个驱动轮。进一步，起动机马达可以经由飞轮被耦连到曲轴40以启用发动机10的起动操作。燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气空气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。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与燃烧室30选择性地连通。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。在该示例中，进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53可以均包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作的凸轮轮廓转换(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来改变气门操作。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。在替换性示例中，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可以替换地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS系统和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。燃料喷射器69被示为直接耦连到燃烧室30，用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地将燃料喷射到其中。以此方式，燃料喷射器69提供所谓的燃料到燃料室30中的直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧部或燃烧室的顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)被输送到燃料喷射器69。在一些示例中，燃烧室30可以替换地或额外地包括以这样的配置被布置在进气歧管44中的燃料喷射器：该配置提供所谓的燃料到燃烧室30上游的进气端口中的进气道喷射。火花经由火花塞66提供到燃烧室30。点火系统还可包括用于增加供应到火花塞66的电压的点火线圈(未示出)。在诸如柴油机等其它示例中，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。在该特定示例中，节流板64的位置可以由控制器12经由提供到包括有节气门62的电动马达或致动器的信号来改变，这种配置通常被称为电子节气门控制(ECT)。以此方式，节气门62可以被操作以改变提供到燃烧室30以及其它发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号被提供到控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器120和用于感测进入发动机10的空气量的歧管空气压力传感器122。根据排气流的方向，排气传感器126被示为耦连到排放控制设备72上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空气-燃料比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：尿素喷射器，其经定位以在环形的穿孔管内喷射尿素，所述环形的穿孔管被定位在发动机排气流中并且经配置以借助位于面向排气通道中的进入排气流的方向的上游面上的入口接收排气。

【技术特征摘要】
2015.11.18 US 14/945,1221.一种系统，包括：尿素喷射器，其经定位以在环形的穿孔管内喷射尿素，所述环形的穿孔管被定位在发动机排气流中并且经配置以借助位于面向排气通道中的进入排气流的方向的上游面上的入口接收排气。2.根据权利要求1所述的系统，其中SCR催化剂被定位在所述穿孔管下游，其中所述喷射器被定位以仅在所述管内从所述喷射器喷嘴喷射。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管还包括内部出口，所述内部出口面向朝向所述排气通道的中心轴的径向向内的方向。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述穿孔管还包括外部出口，所述外部出口面向所述穿孔管的相对侧上从所述中心轴径向向外的方向。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管与排气管同轴，其中出口仅径向向内面向和径向向外面向，并且其中没有穿孔面向下游。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管经由线性管耦连到容纳所述喷射器的转接器，所述管具有从所述线性管分叉到所述穿孔管的共同的内部通道。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述线性管包括入口，并且不包括到所述排气通道的出口。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管围绕所述排气通道的中心轴跨越整个360°。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管包括圆环形中空横截面，并且其中所述喷射器垂直于所述环形件的中心轴喷射。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述穿孔管还包括与所述入口径向错开的出口，并且其中所述环形件的中心轴与运送所述排气流并且所述混合器被定位在其中的排气通道的中心轴对齐。11.一种尿素混合器，包括：与下部环形管邻接的上部线性管；位于所述管的上游侧上的入口和位于所述环形管...

【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