废气后处理装置制造方法及图纸

一种用于内燃机的将废气与还原剂混合的废气后处理装置(1)，废气后处理装置包括废气流通经过的混合腔(2)和用以将还原剂喷射到混合腔(2)中的还原剂喷雾器(3)，所述还原剂喷雾器(3)包括至少一个第一喷嘴(4)和至少一个第二喷嘴(5)，其中，所述至少一个第一喷嘴(4)用于产生小液滴，所述至少一个第二喷嘴(5)用于产生大液滴。

【技术实现步骤摘要】
废气后处理装置
本专利技术涉及还原混合器的
还原混合器是位于内燃机出口处的装置，其功能是将还原剂(例如称为AdBlue或DEF的尿素溶液)与废气混合，以通过减少废气中所含的氮氧化物清洁所述废气。
技术介绍
已知将混合腔定位在排气管路中。废气流动通过该混合腔。至少一个喷嘴位于所述混合腔，以便喷射还原剂到所述混合腔和废气流中。产生的喷雾包括还原剂的液滴，以便与所述废气进行混合。根据诸如温度和/或废气的质量流量之类的因素，混合可能无法令人满意。或者喷雾强度不足以贯穿气流，因而无法提供足够的还原剂，或者喷雾不足够均匀，或者喷雾强度太强，可能会看到还原剂到达腔的对面的壁，还原剂可能会在对面的壁处沉积。这种沉积是有害的，因为一旦沉积，还原剂可能会很难蒸发，然后就保持沉积状态而不是与废气混合。另外，沉积物可能对排气系统的混合和压降产生反效果。文献US20170191393公开了两个喷嘴的使用，其中每个喷嘴位于单独的混合腔中。文献WO2018190843公开了连续运行的第一主喷嘴和可以在需要时提供辅助的第二辅助喷嘴。在没有附加信息的情况下，两个喷嘴看起来是相同的。文献US20160090887公开了两个喷嘴。这些喷嘴是“强”喷嘴，因为它们都导致还原剂沉积。这两个喷嘴交替使用，以便在其喷嘴不再运行时留出每种相应的还原剂蒸发时间。在没有附加信息的情况下，两个喷嘴看起来是相同的。
技术实现思路
这些提议都不能完全令人满意。因此，本专利技术提出了不具有这些提议的缺点同时解决所有混合问题的不同解决方案。本专利技术涉及一种用于内燃机的将废气与还原剂混合的废气后处理装置，废气后处理装置包括废气流通经过的混合腔和用以将还原剂喷射到混合腔中的还原剂喷雾器，所述还原剂喷雾器包括至少一个第一喷嘴和至少一个第二喷嘴，其中，所述至少一个第一喷嘴用于产生小液滴，所述至少一个第二喷嘴用于产生大液滴。可以单独使用或组合使用的其他特征或实施例如下：-所述至少一个第一喷嘴主要在低废气能量时使用，而所述至少一个第二喷嘴主要在高废气能量时使用，-根据废气能量的下降函数使用所述至少一个第一喷嘴，并且根据废气能量的上升函数使用所述至少一个第二喷嘴，-所述至少一个第一喷嘴位于混合腔的对沉积物形成更敏感的位置，并且所述至少一个第二喷嘴位于混合腔的对沉积物形成较不敏感的位置，-所述至少一个第一喷嘴位于混合腔的狭窄区域中，在该狭窄区域，对面的壁较近，并且所述至少一个第二喷嘴位于混合腔的较宽区域中，-小液滴的索特平均直径在10μm到30μm之间，优选地等于20μm，大液滴的索特平均直径在40μm到70μm之间，优选地等于55μm，-低废气能量对应于180℃至300℃之间的温度，而高废气能量对应于300℃至500℃之间的温度。附图说明根据以下参考附图仅作为说明提供的描述，将更好地理解本专利技术，附图中：图1：图1示出根据本专利技术的废气后处理装置沿排气管路的轴线截取的剖视图，图2：图2示出了对各喷嘴的一种可能的控制规律。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的废气后处理装置1。该后处理装置1装纳在内燃机排气管中，通常位于催化装置(未示出)后/下游。后处理装置1包括混合腔2。废气通过入口(此处在左侧)进入混合腔2，并通过出口(此处在右侧)离开混合腔2，从而流通经过混合腔2。后处理装置1还包括还原剂喷雾器3，还原剂喷雾器3通常位于所述混合腔2的壁中，以便能够喷射还原剂到混合腔2中并因此使还原剂穿过流通中的废气喷射。该还原剂喷雾器3通常包括用于对还原剂加压的泵和至少一个能够输送给定数量的还原剂的计量装置。为此，每个计量装置例如可以包括用于控制还原剂计量的针致动器。可替换地，可以通过泵进行计量。后处理装置1包括至少一个第一计量装置和至少一个第二计量装置，每个计量装置均在其端部包括喷嘴。因此，后处理装置1包括至少一个第一喷嘴4和至少一个第二喷嘴5。根据一个特征，所述至少一个第一喷嘴4用于产生小液滴，所述至少一个第二喷嘴用于产生大液滴。有利地，小液滴更易于蒸发，因此更易于与废气流混合。另外，由于小液滴的惯性低，因此小液滴到达混合腔2的对面的壁的能力更小，因此不会侵占该对面的壁并且不会形成有害的沉积物。但是，通过使用小液滴来输送大数量的还原剂更困难。另外，由于小液滴的惯性低，因此小液滴达到最远离喷嘴的废气流部分的能力更小，从而可能导致不均匀混合。大液滴具有相反的优点和缺点。它们具有更大的惯性，因此更能穿过废气流并产生均匀的混合。但是，这种较大的惯性增加了侵占和沉积的风险。更大数量喷射的还原剂导致产生更大的液滴，这意味着蒸发更难以及混合能力下降。根据另一特征，与前述优点和缺点相一致地，在废气能量低时主要使用所述至少一个第一喷嘴4，而在废气能量高时主要使用所述至少一个第二喷嘴5。废气能量与温度和质量流量有关。为简单起见，通过监测温度对其进行观察。当温度低时，蒸发减慢。当质量流量低时，浸占/沉积的风险升高，同时所需的还原剂数量降低。这些规范与小液滴喷嘴相符。相反，当温度高时，蒸发加快，从而包括大液滴的混合得到改善并减少了沉积的后果。当质量流量高时，浸占/沉积的风险降低，同时所需的还原剂数量增加。这些规范与大液滴喷嘴相符。根据另一有利特征，以协调的方式实施两种喷嘴类型：根据废气能量的下降函数使用所述至少一个第一喷嘴4，而根据废气能量的上升函数使用所述至少一个第二喷嘴5。图2示出了该特征的一个实施例：在x轴上示出废气的能量/温度T(和/或质量流量)和在y轴上示出喷嘴的相对使用率的示意图中，曲线C1表示第一喷嘴4(小液滴)的受控使用率，曲线C2表示第二喷嘴5(大液滴)的受控使用率。可以看出，在低能量下，单独使用第一喷嘴4，而在高能量下，单独使用第二喷嘴5。在此期间，以互补的方式，第一喷嘴的使用率连续下降，而第二喷嘴的使用率连续升高。可以根据以废气温度表征的能量来控制每个喷嘴。可以例如通过位于排气管路中的温度传感器来测量温度。可替代地，可以由发动机控制单元或任何其他单元提供温度。显然，两种喷嘴以协调的方式运行，以使所有喷嘴分配到混合腔2中的还原剂的累积数量等于为了还原由废气输送的NOx所需的总数量，所述数量以已知的方式根据在内燃机出口处的废气的NOx量和质量流量来确定。喷嘴是包括校准孔的零件。对于给定的粘度和还原剂压力，离开喷嘴的液滴的尺寸可以直接与此孔的直径相关联。不使用其中一个用于小液滴以及一个用于大液滴的两个喷嘴，而曾经考虑过使用单一个可变喷嘴，这使得可以改变其孔的尺寸/直径从而改变液滴的尺寸。由于这种可变喷嘴的复杂性，该解决方案遭到摒弃。具有不同尺寸的两个固定尺寸喷嘴，包括增加可变分配器以改变还原剂在所述两个喷嘴之间的分配，似乎更简单和更耐用。另外，两个喷嘴相对于仅一个喷嘴具有这样的优点：它们可以独立地定位在混合腔2的不同区域中，每个喷嘴均根据其自身的约束条件进行定位。因此，例如可以将小液滴喷嘴安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的混合废气与还原剂的废气后处理装置(1)，废气后处理装置包括废气流通经过的混合腔(2)和用以将还原剂喷射到混合腔(2)中的还原剂喷雾器(3)，所述还原剂喷雾器(3)包括至少一个第一喷嘴(4)和至少一个第二喷嘴(5)，其特征在于，所述至少一个第一喷嘴(4)用于产生小液滴，小液滴的索特平均直径在10μm至30μm之间，所述至少一个第二喷嘴(5)用于产生大液滴，大液滴的索特平均直径在40μm至70μm之间。/n

【技术特征摘要】
20190626 FR 19069501.一种用于内燃机的混合废气与还原剂的废气后处理装置(1)，废气后处理装置包括废气流通经过的混合腔(2)和用以将还原剂喷射到混合腔(2)中的还原剂喷雾器(3)，所述还原剂喷雾器(3)包括至少一个第一喷嘴(4)和至少一个第二喷嘴(5)，其特征在于，所述至少一个第一喷嘴(4)用于产生小液滴，小液滴的索特平均直径在10μm至30μm之间，所述至少一个第二喷嘴(5)用于产生大液滴，大液滴的索特平均直径在40μm至70μm之间。


2.根据权利要求1所述的废气后处理装置(1)，其特征在于，所述至少一个第一喷嘴(4)主要在低废气能量时使用，而所述至少一个第二喷嘴(5)主要在高废气能量时使用，并且低废气能量对应于180℃至300℃之间的温度，而高废气能量对应于300℃至500℃之间的温度。

【专利技术属性】
技术研发人员：C·图特尔，J·穆利尔，
申请(专利权)人：富尔西亚排气系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR