本发明专利技术涉及用于选择性催化还原系统的混合装置。一种选择性催化还原（ＳＣＲ）系统包括用于从发动机接收排气的排气管。选择性催化还原（ＳＣＲ）单元设置在排气管的下游。包括带孔主体的第一混合元件具有第一表面、第二表面和从第一表面延伸到第二表面的多个孔道。第一表面和第二表面相互平行并且与排气的流动方向成一定角度。该角度小于９０度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机动车排气系统的选择性催化还原(SCR)系统，并且更具体地涉及用 于SCR系统的混合装置，所述混合装置在还原剂(例如尿素)与排气到达SCR催化剂之前将二者进行混合。
技术介绍
此处提供的背景资料说明是为了总体介绍本专利技术的背景。在本
技术介绍
部分所描 述的范围内，目前署名的专利技术人的作品以及在申请日时不构成现有技术的该描述的各个方 面既非明确地也非隐含地被看作针对本专利技术的现有技术。 选择性催化还原(SCR)系统已经应用于机动车中，用来还原氮氧化物(N0X)。 SCR 系统包括SCR单元(例如，SCR催化剂)，在其中进行SCR处理。通常，向SCR单元上游的排 气流中喷入液体还原剂，例如尿素。喷射的尿素溶液在热分解和水解的作用下分解从而形 成气态氨(NH3)和二氧化碳(C02)。气态氨起着还原剂的作用，在SCR单元中与排气中的氮 氧化物(N0X)反应以生成水(H20)和氮气(N2)。为了获得最佳的SCR性能，在到达SCR单元 之前，尿素溶液必须在排气流中进行适当汽化、混合和均匀分布。 现在参照图1和2， SCR系统的传统混合装置10通常安装在排气管12中，在SCR 单元(未示出)的上游，并且具有限定出多个孔道14的网状结构。混合装置10垂直于排 气管12布置从而使这些多个孔道14平行于排气的总体流动方向A。调整片15常常在混合 装置10的下游端以各种角度伸出从而促进混合。这些调整片15会造成SCR系统中的压力 损失。尿素溶液在混合装置10的上游从方向B以与排气的总体流动方向A成角度地喷射。 当尿素溶液和排气流过混合装置10的孔道14且经过调整片15时，混合装置10帮助尿素 溶液汽化并且使尿素溶液与排气混合。 尿素溶液可能在不接触混合装置10的情况下流过孔道14和调整片15，还可能碰 撞管壁。因此，尿素液滴可能不会完全分解为更均匀地分布在排气流中的较小尺寸。而且， 混合装置IO可能会引起经过混合装置10的极大压降，特别是在高流速时，并且阻碍排气管 12中的排气流。
技术实现思路
—种选择性催化还原(SCR)系统包括用于从发动机接收排气的排气管。选择性催 化还原(SCR)单元设置在排气管的下游。第一混合元件包括带孔主体，该带孔主体具有第 一表面、第二表面和从第一表面延伸到第二表面的多个孔道。第一表面和第二表面相互平 行并且与排气的流动方向成一定角度。这个角度小于90度。 在其它特征中，这个角度可以在0和60度之间。这个角度可以为O度，并且第一 表面和第二表面平行于排气的流动方向从而降低压降。本专利技术的混合装置能获得更好的汽 化和分布性能，而不会引起经过混合装置的极大压降。 从本文提供的描述可以清楚更多的应用领域。应当理解的是，该描述和特定示例4只是用作说明目的，并不意图限制本专利技术的范围。 附图说明 本文描述的附图只用作说明目的，并不意图以任何方式限制本专利技术的范围。 图1是安装在排气管中的现有技术混合装置的示意性侧视图； 图2是现有技术混合装置的局部横截面视图； 图3是采用本专利技术的混合装置的排气系统的示意图； 图4A是图3中的A部分的放大图； 图4B是示出了混合装置的视图，该混合装置处于与排气的流动方向A成一定角度 的位置； 图5是根据本专利技术第一实施例的混合装置的局部示意性立体图； 图6是根据本专利技术第二实施例的混合装置的局部示意性立体图； 图7是图6所示混合装置的横截面视图； 图8A是根据本专利技术第三实施例的混合装置的局部示意性立体图； 图8B是第三实施例的变型的横截面视图； 图8C是第三实施例的变型的另一横截面视图； 图9是根据本专利技术第四实施例的混合装置的示意性侧视图； 图10A、10B、10C和10D分别是混合装置A、 B、 C和D的示意图，示出了它们相对于 排气管的布置； 图11示出代表沿着排气管的混合区的轴向位置的尿素溶液的蒸气分数的曲线 图； 图12示出代表沿着排气管的混合区的轴向位置(X)的尿素溶液的蒸气_液体均 匀性指数的曲线图；以及 图13示出代表经过混合装置A、 B、 C和D的压降的曲线图。 具体实施例方式下列描述本质上仅仅是示例性的，并且不用于限制本专利技术、其应用或用途。应当理 解，在所有附图中，相同的附图标记代表相同或相应的部件和特征。 —种用于选择性催化还原(SCR)系统的混合装置设置在排气管中并且在SCR单元 的上游，用于使尿素溶液与排气混合。该混合装置包括带孔主体和从带孔主体向外伸出的 多个调整片。该带孔主体具有第一表面、第二表面和从第一表面延伸到第二表面的多个孔 道。第一表面和第二表面相互平行并且与排气管壁成一定角度。这个角度小于90度。这 个角度可以为0度从而降低压降。本专利技术的混合装置能获得更好的汽化和分布性能，而不 会弓I起经过混合装置的极大压降。 参照图3，发动机系统20包括内燃发动机22和用于接收并处理发动机22在燃烧 过程中产生的排气的选择性催化还原(SCR)系统24。 SCR系统24包括与排气歧管28连通 的排气管26、布置在排气管26下游的SCR单元30、布置在SCR单元30的下游的用于将处 理过的排气释放到大气中的尾管32以及计量系统34。发动机系统20可选地包括在排气歧 管28下游的柴油氧化催化器(DOC) 27和/或柴油微粒过滤器(DPF) 29。计量系统34储存SCR过程所需的尿素溶液。与计量系统34连通的喷嘴36设置在排气管26处，用于在适当 时间将尿素溶液喷入排气流中。混合装置38布置在排气管26中，邻近喷嘴36，用于汽化 尿素水溶液并且使汽化了的尿素与排气混合。混合区限定在喷嘴36与SCR单元30的入口 39之间。 当SCR单元30达到SCR单元30上的催化剂变得活化的预定温度时，喷嘴36将尿 素水溶液喷入排气管26中。排气流的热量加热并汽化尿素水溶液，从而使尿素水溶液分解 成氨(NH3)和异氰酸(HNC0)。然后氨和异氰酸与排气管26中的排气混合。通过混合装置 38，尿素溶液得以在排气流中被汽化、混合和分布。氨、异氰酸和排气的混合物然后流向SCR 单元30，在这里进行SCR过程。通过SCR过程，可从排气中除去氮氧化物(N0X)。处理过的 排气然后经由尾管32释放到大气中。 参照图4A、4B和5，混合装置38包括限定Y方向的带孔主体40。该Y方向平行于 带孔主体40的厚度方向，并且基本上垂直于排气管26的中心轴线(或纵轴线)。带孔主 体40具有板状结构并且包括第一表面44和第二表面46。第一表面44和第二表面46是平 行的。如图4B所示，带孔主体40(并由此是第一表面44和第二表面46)与体总流动方向 A成角度0。角度0小于9O度。角度0可以在O和6O度之间。在一种实施方式中，角度0可 以小于IO。，从而降低压降。在另一种实施方式中，角度0可以大于10。，但小于90° ，这 取决于混合装置38的结构。 排气的总体流动方向A是排气质量流从第一点移动到第二点的移动方向。排气的 总体流动方向A平行于排气流过其中的排气管的中心轴线X。当排气管26具有弯曲或弧形 结构时，总体流动方向A会随着排气管的弯曲或弧形部分而变化。尽管如此，排气的总体流 动方向A仍然平行于弯曲或弧形排气管的中心轴线X。 多个孔道48沿着Y方向从第一表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种选择性催化还原（ＳＣＲ）系统，包括： 用于从发动机接收排气的排气管； 设置在所述排气管下游的选择性催化还原（ＳＣＲ）单元；以及 第一混合元件，其包括限定出第一表面、第二表面和从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个孔道的带孔主体，其中，所述第一表面和所述第二表面相互平行并且与排气的流动方向成一定角度，所述角度小于９０度。
【技术特征摘要】
US 2008-12-1 12/325480一种选择性催化还原(SCR)系统，包括用于从发动机接收排气的排气管；设置在所述排气管下游的选择性催化还原(SCR)单元；以及第一混合元件，其包括限定出第一表面、第二表面和从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个孔道的带孔主体，其中，所述第一表面和所述第二表面相互平行并且与排气的流动方向成一定角度，所述角度小于90度。2. 如权利要求1所述的SCR系统，其中，所述角度在0和60度之间。3. 如权利要求1所述的SCR系统，其中，所述第一表面和所述第二表面平行于排气的流 动方向。4. 如权利要求1所述的SCR系统，其中，所述带孔主体具有板状结构。5. 如权利要求1所述的SCR系统，其中，所述多个孔道垂直于所述带孔主体的第一表面 和第二表面。6. 如权利要求1所述的SCR系统，其中，所述第一混合元件还包括从所述第一表面和所 述第二表面中的一个向外伸出的多个调整片。7. 如权利要求6所述的SCR系统，其中，所述多个调整片在所述第一表面和所述第二表 面中的一个上均匀间隔开。8. 如权利要求6所述的SCR系统，其中，所述多个调整片沿着所述多个孔道交替布置。9. 如权利要求6所述的SCR系统，其中，所述多个调整片包括从所述第一表面向上伸出 的多个上调整片和从所述第二表面向下伸出的多个下调整片，所述上调整片和下调整片朝 着相反的方向伸出。10. 如权利要求1所述的SCR系统，还包括布置在所述排气管中且与所述第一混合元件 间隔开的第二混合元件，其中，所述第二混合元件具有带孔主体，并且其中，所述带孔主体 限定出第一表面、第二表面和在所述第一表...
【专利技术属性】
技术研发人员：CE索尔布里格，C乔施，SH埃尔塔里，VS卡萨，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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