具有一体式配量给送器锥体的混合器制造技术

披露了一种用于车辆排气系统的混合器，该混合器包括：混合器壳体，该混合器壳体限定了混合器中央轴线、并且在上游端具有入口且在下游端具有出口。上游挡板在该壳体中位于该上游端处、并且包括被配置成用于接纳发动机排放气体的至少一个入口开口。下游挡板在该混合器壳体中位于该下游端处，使得该下游挡板与该上游挡板轴向地间隔开。该下游挡板包括至少一个出口开口。在该混合器壳体内、在该上游挡板与下游挡板之间的某个位置处形成壳体开口，并且该壳体开口被配置成用于接纳配量给送器。锥体具有与壳体开口对准的锥体出口开口，并且延伸部分从该锥体的宽端向外延伸，以提供环绕该锥体出口开口的壁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有一体式配量给送器锥体的混合器相关申请的交叉引用本申请要求于2016年4月19日提交的美国申请号15/132,473的优先权，该申请是要求于2015年6月12日提交的美国专利申请号14/737,546的优先权的部分继续申请，该美国专利申请要求于2015年4月30日提交的美国临时专利申请号62/155,025的优先权。
技术介绍
排气系统将发动机产生的热的排放气体传导穿过多个不同的排气组件，以减少排放并控制噪音。排气系统包括在选择性催化还原(SCR)催化器上游注入柴油排气处理流体(DEF)或还原剂、例如尿素与水的溶液的注入系统。混合器被定位在SCR催化器的上游、并且将发动机排放气体和尿素转化产物进行混合。注入系统包括将尿素喷洒到排气流中的配量给送器。在到达SCR催化器之前，尿素应尽可能多地转化为氨气(NH3)。因此，液滴喷雾大小在实现这一目标方面起着重要的作用。在一种已知的构型中，混合器包括外壳体，该外壳体具有接纳配量给送器的开口。锥体与这个开口对准，以向该外壳体的内部空腔提供逐渐加宽的喷洒区域。当喷雾进入排放气体流时，逐渐加宽的喷洒区域促进喷雾液滴更均匀地分布在更大的区域上。行业正在向提供更紧凑的排气系统方向发展，这导致系统的体积减小。喷洒较大大小的液滴的系统在用于更紧凑的系统构型中时可能无法提供足够的尿素转化。这样，这些更紧凑的构型要求具有较小液滴大小的配量给送器。由于表面接触面积增大，因此液滴大小越小，转化为氨的效果越好。然而，由小液滴配量给送器产生的喷雾对再循环流非常敏感。通常，位于配量给送器尖端处的区域具有再循环流涡流。这种涡流将喷雾液滴推向混合器的壁、并且推到配量给送器的尖端上，这产生了沉积起始部位。在利用锥体的构型中，在锥体的壁上发现了沉积起始部位。这些部位中的沉积物随着时间堆积、并且可能不利地影响系统运行。例如，可能存在较低的氨均匀性指数，在混合器上可能存在压降增大，或者在活性柴油颗粒过滤器(DPF)再生过程中可能出现氨排放峰值。
技术实现思路
在一个示例性实施例中，一种用于车辆排气系统的混合器，该混合器包括：混合器壳体，该混合器壳体限定了混合器中央轴线、并且在上游端具有入口且在下游端具有出口。上游挡板在该壳体中位于该上游端处、并且包括被配置成用于接纳发动机排放气体的至少一个入口开口。下游挡板在该混合器壳体中位于该下游端处，使得该下游挡板与该上游挡板轴向地间隔开。该下游挡板包括至少一个出口开口。在该混合器壳体内、在该上游挡板与下游挡板之间的某个位置处形成壳体开口，并且该壳体开口被配置成用于接纳配量给送器。锥体具有与壳体开口对准的锥体出口开口，并且延伸部分从该锥体的宽端向外延伸，以提供环绕该锥体出口开口的壁。在上述事项的另外的实施例中，该配量给送器被配置成用于将还原剂喷洒到该上游挡板与该下游挡板之间的区域中，使得该还原剂与排放气体的混合物离开该混合器壳体，并且其中该混合物在离开该混合器壳体之前移过至少360度的旋转流动路径。在上述任一项的另外的实施例中，该上游挡板包括：第一部分；与该第一部分在沿着该混合器中央轴线的方向上偏离的第二部分；以及从该第一部分过渡到该第二部分的第三部分，并且其中该至少一个入口开口包括至少一个主要入口开口以及一个或多个次要入口开口；并且该下游挡板包括：第一部分；与该第一部分在沿着该混合器中央轴线的方向上偏离的第二部分；以及从该第一部分过渡到该第二部分的第三部分，并且其中该至少一个出口开口包括至少一个主要出口开口和一个或多个次要出口开口。在上述任一项的另外的实施例中，延伸板被在该混合器壳体内定位在该下游挡板下游，该延伸板包括至少一个板主出口开口，使得从在该上游挡板与下游挡板之间、在该配量给送器轴线处的上游位置到该板主出口开口的中央轴线处的下游位置，该混合物经历了至少390度旋转。在上述任一项的另外的实施例中，该次要入口开口和次要出口开口中的至少一者包括唇缘，并且其中该唇缘背离该上游挡板和该下游挡板中对应一者延伸来限定以下唇缘高度：该唇缘高度为该上游挡板和该下游挡板中的该对应一者的材料厚度的至少三倍。在上述任一项的另外的实施例中，该上游挡板的该第一部分包括第一平坦表面，该第二部分包括小于该第一平坦表面的第二平坦表面，并且该第三部分包括从该第一平坦表面过渡到该第二平坦表面的螺旋形表面，并且其中该上游挡板包括在该第一平坦表面与该第二平坦表面之间延伸的竖直壁部分，该竖直壁部分包括该至少一个主要入口开口。在上述任一项的另外的实施例中，该至少一个主要入口开口包括在该竖直壁部分中形成的至少三个入口开口。在上述任一项的另外的实施例中，其中该第一平坦表面占该上游挡板的至少一半。在上述任一项的另外的实施例中，该一个或多个次要入口开口仅形成在该上游挡板的第一平坦表面内，该上游挡板的其余部分没有次要入口开口。在上述任一项的另外的实施例中，该下游挡板的该第一部分包括第一平坦表面，该第二部分包括与该第一平坦表面偏离的第二平坦表面，并且该第三部分包括从该第一平坦表面过渡到该第二平坦表面的螺旋形表面，并且其中该主要出口开口包括在该下游挡板的该第一平坦表面与该第二平坦表面之间的竖直偏离区内形成的开放区域。在上述任一项的另外的实施例中，该下游挡板的至少一半具有没有次要出口开口的实心表面，并且其中该下游挡板的该实心表面与该配量给送器轴线对齐，使得由该配量给送器限定的喷洒区延伸在该实心表面上而不遇到任何次要出口开口。在上述任一项的另外的实施例中，该锥体具有带有入口开口的窄端、以及从该窄端延伸至提供了该出口开口的宽端的渐缩本体部分，并且其中该延伸部分环绕该出口开口并且沿着该混合器壳体的内圆周延伸。在上述任一项的另外的实施例中，该锥体具有带有入口开口的窄端、以及从该窄端延伸至提供该出口开口的该宽端的渐缩本体部分，并且包括被定位在该上游挡板与下游挡板之间的中间板，该中间板被附接至该延伸部分上，并且其中该中间板包括楔形形状，该楔形形状在混合器中央轴线附近具有顶点并且沿朝向该外壳体的方向径向向外加宽，并且其中该中间板包括由以下各项限定的平坦部分：从该顶点径向向外延伸的第一边缘、从该顶点径向向外延伸且与该第一边缘周向间隔开的第二边缘、以及将该第一边缘与第二边缘相连以限定该楔形形状的外周缘边缘，并且其中该延伸部分沿着该外周缘边缘的至少一部分连接至该中间板上，并且其中该中间板包括从该外周缘边缘向外延伸的凸缘部分，并且其中该凸缘部分的边缘附接至该延伸部分上。本申请的这些和其他特征将从以下说明和附图中得到最好的理解，其中以下是简要说明。附图说明图1示意性展示了具有根据本主题专利技术的混合器的排气系统的一个实例。图2A是根据本主题专利技术的混合器的上游端的透视图。图2B是图2A的上游挡板的透视图。图3是根据本主题专利技术的混合器的下游端的透视图。图4A是包括锥体、歧管、和中间板的混合器子组件的透视前视图。图4B是图4A的子组件的透视后视图。图4C是图4A的子组件的透视顶视图。图5是图4A的子组件被包含在混合器内的透视图。图6是锥体与混合器内壁的示意性截面视图。图7是锥体与延伸部分的另一实例的透视图。图8是图7的实施例与歧管的透视图。图9是图8的子组件被包含在混合器内的透视图。图10是与本主题专利技术相结合的混合器的另一实施例的入口端的透视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆排气系统的混合器，包括：混合器壳体，该混合器壳体限定了混合器中央轴线、并且在上游端具有入口且在下游端具有出口；上游挡板，该上游挡板被在该混合器壳体内定位在该上游端处、并且包括被配置成用于接纳发动机排放气体的至少一个入口开口；下游挡板，该下游挡板被在该混合器壳体内定位在该下游端处，使得该下游挡板与该上游挡板在沿着该混合器中央轴线的方向上轴向地间隔开，该下游挡板包括至少一个出口开口；在该混合器壳体内形成在该上游挡板与下游挡板之间的某个位置处的壳体开口，该壳体开口被配置成用于接纳限定了配量给送器轴线的配量给送器；锥体，该锥体具有与该壳体开口对齐的锥体出口开口；以及延伸部分，该延伸部分从该锥体的宽端向外延伸，以提供环绕该锥体出口开口的壁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.30 US 62/155,025;2015.06.12 US 14/737,5461.一种用于车辆排气系统的混合器，包括：混合器壳体，该混合器壳体限定了混合器中央轴线、并且在上游端具有入口且在下游端具有出口；上游挡板，该上游挡板被在该混合器壳体内定位在该上游端处、并且包括被配置成用于接纳发动机排放气体的至少一个入口开口；下游挡板，该下游挡板被在该混合器壳体内定位在该下游端处，使得该下游挡板与该上游挡板在沿着该混合器中央轴线的方向上轴向地间隔开，该下游挡板包括至少一个出口开口；在该混合器壳体内形成在该上游挡板与下游挡板之间的某个位置处的壳体开口，该壳体开口被配置成用于接纳限定了配量给送器轴线的配量给送器；锥体，该锥体具有与该壳体开口对齐的锥体出口开口；以及延伸部分，该延伸部分从该锥体的宽端向外延伸，以提供环绕该锥体出口开口的壁。2.根据权利要求1所述的混合器，其中，该配量给送器被配置成用于将还原剂喷洒到该上游挡板与该下游挡板之间的区域中，使得该还原剂与排放气体的混合物离开该混合器壳体，并且其中该混合物在离开该混合器壳体之前移过至少360度的旋转流动路径。3.根据权利要求2所述的混合器，其中，该上游挡板包括：第一部分；与该第一部分在沿着该混合器中央轴线的方向上偏离的第二部分；以及从该第一部分过渡到该第二部分的第三部分，并且其中该至少一个入口开口包括至少一个主要入口开口以及一个或多个次要入口开口，并且该下游挡板包括：第一部分；与该第一部分在沿着该混合器中央轴线的方向上偏离的第二部分；以及从该第一部分过渡到该第二部分的第三部分，并且其中该至少一个出口开口包括至少一个主要出口开口和一个或多个次要出口开口。4.根据权利要求3所述的混合器，包括被在该混合器壳体内定位在该下游挡板下游的延伸挡板，该延伸挡板包括至少一个主出口开口，使得从在该上游挡板与下游挡板之间、在该配量给送器轴线处的上游位置到该延伸挡板的主出口开口的中央轴线处的下游位置，该混合物经历了至少390度旋转。5.根据权利要求4所述的混合器，其中，该延伸挡板包括总体上平坦的基部，其周向壁部分从该基部的外周缘边缘沿上游方向延伸，并且其中该基部在该混合器中央轴线附近具有中心、并且沿朝向该周向壁部分的方向向外加宽，并且其中该基部是由从该中心径向向外延伸的第一边缘、和从该中心径向向外延伸且与该第一边缘周向间隔开的第二边缘限定的。6.根据权利要求5所述的混合器，其中，在该第一边缘与该第二边缘之间限定的角度为至少90度。7.根据权利要求5所述的混合器，其中，在该第一边缘与该第二边缘之间限定的角度为至少180度，使得该混合物经历至少480度旋转。8.根据权利要求5所述的混合器，其中，该第一边缘包括该延伸挡板的入口侧或上游侧，并且该第二边缘包括该延伸挡板的出口侧或下游侧，并且其中径向壁部分从该平坦基部的第二边缘沿该上游方向延伸，并且其中该径向壁部分包括该主出口开口。9.根据权利要求8所述的混合器，其中，该延伸挡板包括在该基部中形成的至少一个挡板次要开口，其中该挡板次要开口小于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华多·阿拉诺，布莱克·李·麦克皮克，
申请(专利权)人：佛吉亚排放控制技术美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US