一种尿素混合器及发动机制造技术

本实用新型专利技术涉及发动机领域，公开一种尿素混合器及发动机，一种尿素混合器包括：进气总管以及安装于进气总管内部的混合器本体；混合器本体将进气总管内部分隔成不连通的第一腔体和第二腔体，其中第一腔体背离第二腔体一侧具有进气口，第二腔体背离第一腔体一侧具有出气口；进气总管上设有连通混合器本体内部的进液口；混合器本体上设有旋流组件和混合气出口管路，其中，旋流组件用于允许第一腔体内的气体进入混合器本体内部；混合气出口管路用于连通混合器本体内部与第二腔体。上述尿素混合器对于解决目前常见的尿素蒸发率不高、结晶问题具有较大改善作用。具有较大改善作用。具有较大改善作用。

【技术实现步骤摘要】
一种尿素混合器及发动机


[0001]本技术涉及发动机
，特别涉及一种尿素混合器及发动机。

技术介绍

[0002]选择性催化还原技术(SCR)是利用氨、氨水、尿素或烃类为还原剂，在氧浓度高出NOx浓度两个数量级以上的条件下，高选择性地优先把NOx还原为N2。催化的作用是降低分解反应的活化能，使其反应温度降低至合适的温度区间。选择性催化还原转化器也被称为降氮氧化物(DeNOx)催化转化器。在车用柴油机上最常用的催化剂和还原剂分别是V2O5/TiO2基金属氧化物型催化剂和尿素水溶液。以尿素作为还原剂还原NOx，尿素不仅以氨气的形式参加还原反应，而且它分解的副产物异氰酸(HNCO)也能还原NOx，同时尿素分解过程中产生的水蒸气有助于抑制高温下NH3被直接氧化为NOx的几率。
[0003]尿素溶液喷雾与排气的混合、喷雾的蒸发及分解是SCR(选择性催化还原技术)系统工作的一个重要环节，对SCR系统中结晶、尿素利用率、NOx转化效率都有着很大的影响。
[0004]因此，如何改善尿素溶液与排气的混合是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术公开了一种尿素混合器及发动机，用于改善目前常见的尿素蒸发率不高、结晶问题。
[0006]为达到上述目的，本技术提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本技术提供一种尿素混合器，包括：进气总管以及安装于所述进气总管内部的混合器本体；
[0008]所述混合器本体将所述进气总管内部分隔成不连通的第一腔体和第二腔体，其中所述第一腔体背离所述第二腔体一侧具有进气口，所述第二腔体背离所述第一腔体一侧具有出气口；
[0009]所述进气总管上设有连通所述混合器本体内部的进液口；
[0010]所述混合器本体上设有旋流组件和混合气出口管路，其中，所述旋流组件用于允许所述第一腔体内的气体进入所述混合器本体内部；所述混合气出口管路用于连通所述混合器本体内部与所述第二腔体。
[0011]上述尿素混合器中，气体自进气口进入第一腔体，因第一腔体和第二腔体不连通，第一腔体内的气体只能经旋流组件进入混合器本体内部，与经进液口进入的尿素溶液充分混合后经混合气出口管路进入第二腔体，最终从出气口排出。气流和尿素液滴在混合器本体内部混合，混合器本体内部无扰流结构，避免了尿素在扰流结构产生结晶的风险；气体经过旋流组件会在旋流组件的作用下产生旋流，气体旋流与进液口进入的尿素溶液对冲，有利于尿素水溶液液滴的破碎和蒸发；同时，气体旋流增加了气流路径长度，增长了尿素液滴在混合器本体内的停留时间，增加了水解及热解的时间，NH3与排气有更加充分的混合时间，有利于尿素水溶液液滴的蒸发；在充分考虑空气动力学的前提下，上述尿素混合器对于
解决目前常见的尿素蒸发率不高、结晶问题具有较大改善作用。
[0012]可选地，所述混合器本体包括旋流筒和挡板，所述混合气出口管路一端与所述旋流筒连接，另一端与所述挡板配合将所述进气总管内部分隔成所述第一腔体和所述第二腔体；
[0013]所述旋流筒至少一端具有所述旋流组件。
[0014]可选地，所述旋流筒的轴线方向与所述进气总管的轴线方向垂直。
[0015]可选地，所述旋流筒两端均设有所述旋流组件。
[0016]可选地，所述旋流筒两端的旋流组件旋向相反。
[0017]可选地，所述混合气出口管路与所述旋流筒的中部连接。
[0018]可选地，所述旋流组件包括沿所述旋流筒周向均布的旋流叶栅。
[0019]可选地，所述旋流筒两端均与所述进气总管连接。
[0020]可选地，所述挡板为环形件，所述环形件外轮廓与所述进气总管内壁适配，所述环形件内轮廓与所述混合气出口管路的外壁适配。
[0021]第二方面，本技术还提供一种发动机，包括如第一方面中任一项所述的尿素混合器。
附图说明
[0022]图1为本技术实施例提供的一种尿素混合器的结构示意图；
[0023]图2为本技术实施例提供的一种尿素混合器中混合器本体的结构示意图；
[0024]图3为本技术实施例提供的一种尿素混合器中旋流筒的结构示意图；
[0025]图4为本技术实施例提供的另一种尿素混合器的结构示意图。
[0026]图标：100
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进气总管；110
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第一腔体；120
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第二腔体；130
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进液口；111
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进气口；121
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出气口；200
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混合器本体；210
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旋流组件；220
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混合气出口管路；230
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挡板；211
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旋流筒；212
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旋流叶栅。
具体实施方式
[0027]SCR技术的基本原理是向排气中喷射燃油或者添加其他还原剂，选择合适的催化剂，促进还原剂与NOx反应，同时抑制还原剂被排气中的氧气氧化。现有SCR技术按照还原剂的种类可以分为以尿素分解产生的NH3作为还原剂的尿素SCR技术和以碳氢作为还原剂的碳氢SCR技术两类。目前碳氢SCR技术仍在进一步的研究当中，实际应用不多；而尿素SCR技术较为成熟，实际应用较多。尿素SCR系统的结构主要包括催化器、尿素喷射泵、尿素箱、喷射控制单元、混合器、尿素水溶液温度传感器、液位传感器、排温传感器、NOx传感器和NH3传感器。其中，关于混合器对于SCR系统性能的影响方面，混合器不仅可以促进尿素和排气混合，优化尿素分布，还能减少沉积物的生成和氨泄漏，此外设计混合器时还要考虑排气流经混合器使得压力损失和混合器的制造方便性，即混合器评价指标包括：还原剂分布均匀性、系统NOx转化效率的提高、压力损失、机械耐久性和热应力分析、加工方便性与沉积物生产量。实际应用中，在发动机实际运行中，排气温度、排气流速、喷嘴安装位置、喷束水溶液喷射速率、喷雾特性及管壁内壁面是否粗糙等多个因素均会影响到尿素的分解以及沉积物的生成。尿素水溶液以喷雾的形式喷射到混合腔内与排气混合。喷雾中的液滴受热蒸发分解，
在此过程中一部分液滴主要与排气换热，直接吸收排气的热量完成蒸发分解，也有一部分液滴会碰到壁面上并与壁面换热，直接吸收壁面的热量。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]第一方面，如图1至图4所示，本技术实施例提供了一种尿素混合器，包括：进气总管100以及安装于进气总管100内部的混合器本体200；混合器本体200将进气总管100内部分隔成不连通的第一腔体110和第二腔体120，其中第一腔体110背离第二腔体120本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尿素混合器，其特征在于，包括：进气总管以及安装于所述进气总管内部的混合器本体；所述混合器本体将所述进气总管内部分隔成不连通的第一腔体和第二腔体，其中所述第一腔体背离所述第二腔体一侧具有进气口，所述第二腔体背离所述第一腔体一侧具有出气口；所述进气总管上设有连通所述混合器本体内部的进液口；所述混合器本体上设有旋流组件和混合气出口管路，其中，所述旋流组件用于允许所述第一腔体内的气体进入所述混合器本体内部；所述混合气出口管路用于连通所述混合器本体内部与所述第二腔体。2.根据权利要求1所述的尿素混合器，其特征在于，所述混合器本体包括旋流筒和挡板，所述混合气出口管路一端与所述旋流筒连接，另一端与所述挡板配合将所述进气总管内部分隔成所述第一腔体和所述第二腔体；所述旋流筒至少一端具有所述旋流组件。3.根据权利要求2所述的尿素混合器，其特征在于，所述旋流筒的轴线方向与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹琪，王作峰，康天钦，贾帅，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：