用于车辆的混合器、排气系统和混合器的确定方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于车辆的混合器、排气系统和混合器的确定方法。混合器包括：混合器本体，混合器本体具有入口和出口，入口和出口通过导流通道连通，导流通道与混合器本体的参考轴线之间具有夹角。本发明专利技术解决了现有技术中混合器仍存在混合效果差的问题。

Determination of mixers, exhaust systems and mixers for vehicles

The present invention provides a method for determining a mixer, an exhaust system and a mixer for a vehicle. The mixer comprises a mixer body, the mixer body has an inlet and an outlet, and the inlet and outlet are connected through the diversion channel, and the diversion channel has an angle between the reference axis of the mixer body. The invention solves the problem that the mixer still has poor mixing effect in the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的混合器、排气系统和混合器的确定方法
本专利技术涉及汽车
，具体而言，涉及一种用于车辆的混合器、排气系统和混合器的确定方法。
技术介绍
随着汽车排放法规的不断升级，对尾气中有毒的氮氧化物(NOx)的排放限值要求愈发严苛。在排气系统中，安装选择性催化还原反应器(SCR)，以氨气(NH3)为还原剂，把NOx转化成无毒的氮气(N2)和水(H2O)已经成为降低柴油机NOx排放的标准方法。柴油机尾气处理液AdBlue(即车用尿素：32.5％高纯尿素、67.5％去离子水)，由尿素喷嘴喷射入排气系统，通过热解与水解反应转化成SCR系统所需的还原剂—氨气。为了保证SCR的性能与使用寿命，通常会在尿素喷射口与SCR之间的尿素混合段安装混合器，以加速尿素液滴的破碎，提高氨气和尾气的混合均匀性。现有的混合器仍存在混合效果差的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于车辆的混合器、排气系统和混合器的确定方法，以解决现有技术中混合器仍存在混合效果差的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于车辆的混合器，包括：混合器本体，混合器本体具有入口和出口，入口和出口通过导流通道连通，导流通道与混合器本体的参考轴线之间具有夹角。进一步地，导流通道为多个，至少一部分的导流通道与混合器本体的参考轴线的夹角大小不同，其中，混合器本体的参考轴线为混合器本体的几何中心对称轴。进一步地，混合器还包括导流板，导流板设置在混合器本体的入口的前端和/或混合器本体内，导流板与混合器本体的参考轴线之间具有夹角。根据本专利技术的另一方面，提供了一种排气系统，包括壳体和混合器，混合器设置在壳体内，混合器是上述的混合器，壳体是U形结构的，且混合器设置在U形结构的弯曲部。进一步地，排气系统还包括：设置在壳体内的第一载体和第二载体，第一载体位于壳体的靠近排气进口的一侧，第二载体位于壳体的靠近排气出口的一侧，混合器位于第一载体和第二载体之间，其中，第一载体是DOC载体，第二载体是涂覆SCR催化剂的载体；尿素喷嘴，尿素喷嘴设置在壳体上并朝向混合器的入口设置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种混合器的确定方法，混合器是上述的排气系统中的混合器，确定方法包括：步骤S1：模拟混合器的工作场景；步骤S2：定义尿素喷嘴的工作状态；步骤S3：确定第二载体的进口端面的氨气分布均匀性，若氨气分布均匀性不符合要求，替换新的混合器；步骤S4：确定混合器的背压，若背压不符合要求，替换新的混合器，若背压符合要求，混合器完成确定。进一步地，在步骤S1中，先将未添加导流板的混合器本体放置在工作场景中，并执行步骤S2和步骤S3，若氨气分布均匀性不符合要求，在混合器本体的前端放置导流板，并重复步骤S2和步骤S3，直至完成步骤S4。进一步地，在步骤S1中，混合器的工作场景与发动机舱内布置的结构完全一致。进一步地，在步骤S2中，根据定义的尿素喷嘴的喷射量，监测尾气和尿素液滴的流动方向。进一步地，在步骤S3中，若第二载体的进口端面的氨气分布均匀性大于0.9，确认氨气分布均匀性符合要求。进一步地，在步骤S4中，混合器的背压是指混合器本体和导流板构成的整体结构的入口侧与出口侧之间的压力差。进一步地，在步骤S1中，采用3D建模的方式模拟混合器的工作场景。进一步地，在步骤S1和步骤S2中，根据排气系统的工况、尿素喷嘴的喷射量，进行CFD流场计算以模拟混合器的工作场景。应用本专利技术的技术方案，混合器本体具有入口和出口，入口和出口通过导流通道连通，导流通道与混合器本体的参考轴线之间具有夹角。由于导流通道与混合器本体的参考轴线之间具有夹角，因而尿素液滴滴落在混合器上时，会增加尿素液滴与混合器本体之间的撞击，使尿素液滴被破碎成更小的液滴，从而更利于热解水解成氨气。同时尾气主气流由于受到混合器本体内叶片的影响，气流方向在该处发生了改变，湍流程度增加，并与氨气进行了混合。也就是说，通过使导流通道斜置，不仅增加了尿素液滴的破碎可能性，还有利于其与氨气充分混合，从而提高了混合器的混合效果。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术的一个实施例中排气系统的结构示意图；图2示出了图1的侧视图；图3示出了图1中的混合器的确定方法的流程图；以及图4示出了图3中采用建模的方法确定混合器的设计参数的流程图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、混合器本体；11、导流通道；12、参考轴线；20、导流板；30、壳体；31、排气进口；32、排气出口；40、第一载体；50、第二载体；60、尿素喷嘴。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本专利技术。为了解决现有技术中混合器仍存在混合效果差的问题，本专利技术提供了一种用于车辆的混合器、排气系统和混合器的确定方法。如图1和图2所示，混合器包括混合器本体10，混合器本体10具有入口和出口，入口和出口通过导流通道11连通，导流通道11与混合器本体10的参考轴线12之间具有夹角，其中，混合器本体10的参考轴线12为混合器本体10的几何中心对称轴。在图2中，示出了上述处参考轴线12。一般而言，混合器本体10因为考虑到噪音等问题，都是几何对称结构的，也就是回转体结构，因而混合器本体10的参考轴线12也处于混合器本体10的对称平面内。现有技术中的混合器的导流通道大都是与混合器本体的参考轴线同向设置的，这样，尿素液滴落在导流通道内，会有一部分尿素液滴不与导流通道接触碰撞，而是直接流走，从而使混合器的混合效果变差。由于导流通道11与混合器本体10的参考轴线12之间具有夹角，因而尿素液滴滴落在混合器上时，会增加尿素液滴与混合器本体10之间的撞击，使尿素液滴被破碎成更小的液滴，从而更利于热解水解成氨气。同时尾气主气流由于受到混合器本体10内叶片的影响，气流方向在该处发生了改变，湍流程度增加，并与氨气进行了混合。也就是说，通过使导流通道11斜置，不仅增加了尿素液滴的破碎可能性，还有利于其与氨气充分混合，从而提高了混合器的混合效果。在图1和图2所示的具体实施例中，导流通道11为多个，至少一部分的导流通道11与混合器本体10的参考轴线12的夹角大小不同。若混合器的结构很单一，各导流通道11的倾斜程度均一致，这样相比于导流通道11多样性的混合器而言，自然其混合效果稍显逊色。需要指出的是，为了提高混合器的混合效果，部分导流通道11彼此之间的斜度是不一样的。具体的要求，需要根据项目而进行改进。为了进一步提高混合器的混合效果，混合器还包括导流板20，导流板20设置在混合器本体10的入口的前端和/或混合器本体10内，导流板20与混合器本体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的混合器，其特征在于，包括：混合器本体(10)，所述混合器本体(10)具有入口和出口，所述入口和所述出口通过导流通道(11)连通，所述导流通道(11)与所述混合器本体(10)的参考轴线(12)之间具有夹角。

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的混合器，其特征在于，包括：混合器本体(10)，所述混合器本体(10)具有入口和出口，所述入口和所述出口通过导流通道(11)连通，所述导流通道(11)与所述混合器本体(10)的参考轴线(12)之间具有夹角。2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述导流通道(11)为多个，至少一部分的所述导流通道(11)与所述混合器本体(10)的参考轴线(12)的夹角大小不同，其中，所述混合器本体(10)的参考轴线(12)为所述混合器本体(10)的几何中心对称轴。3.根据权利要求1或2所述的混合器，其特征在于，所述混合器还包括导流板(20)，所述导流板(20)设置在所述混合器本体(10)的入口的前端和/或所述混合器本体(10)内，所述导流板(20)与所述混合器本体(10)的参考轴线(12)之间具有夹角。4.一种排气系统，包括壳体(30)和混合器，所述混合器设置在所述壳体(30)内，其特征在于，所述混合器是权利要求1至3中任一项所述的混合器，所述壳体(30)是U形结构的，且所述混合器设置在所述U形结构的弯曲部。5.根据权利要求4所述的排气系统，其特征在于，所述排气系统还包括：设置在所述壳体(30)内的第一载体(40)和第二载体(50)，所述第一载体(40)位于所述壳体(30)的靠近排气进口(31)的一侧，所述第二载体(50)位于所述壳体(30)的靠近排气出口(32)的一侧，所述混合器位于所述第一载体(40)和所述第二载体(50)之间，其中，所述第一载体(40)是DOC载体，所述第二载体(50)是涂覆SCR催化剂的载体；尿素喷嘴(60)，所述尿素喷嘴(60)设置在所述壳体(30)上并朝向所述混合器的入口设置。6.一种混合器的确定方法，其特征在于，所述混合器是权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嬿，
申请(专利权)人：宝沃汽车中国有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11