降低排氣后處理系統(tǒng)中還原劑沉淀物形成的系統(tǒng)和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī),特別是柴油機(jī)的排氣后處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的內(nèi)燃機(jī)的調(diào)制系統(tǒng)通常包括用于控制排氣系統(tǒng)排放量的選擇性催化還原(Selective catalytic reduct1n,簡稱SCR)排氣后處理系統(tǒng)。SCR系統(tǒng)通常包括連接泵和定量加料器的還原劑儲存罐,定量加料器把還原劑噴射到與SCR催化劑相混合的排氣流中,使之發(fā)生反應(yīng)從而減少NOx的排放。即使在正常的工作條件下,噴射到排氣流中的還原劑會在一段時間內(nèi)導(dǎo)致多余還原劑的沉淀,而且,多余的還原劑就會堆積在噴射還原劑的地方。因此,進(jìn)一步改善排氣后處理系統(tǒng)從而減少還原劑沉淀物的形成是有必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供了一種特別的系統(tǒng)和裝置以減少還原劑在排氣系統(tǒng)中所生成的沉淀,該排氣系統(tǒng)引導(dǎo)至少一部分排氣流向排氣后處理系統(tǒng)的一個還原劑開口。該概述的目的不是確定關(guān)鍵或重要的要求保護(hù)的主題特征,也不是用來作為限制所要求保護(hù)的主題范圍的援助。進(jìn)一步的實(shí)施例、形式、對象、特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和效果方面應(yīng)當(dāng)從下面的說明和圖紙變得明顯。該概述介紹了在以下各【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步闡述的概念選擇。
【附圖說明】
[0004]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的包括發(fā)動機(jī)和排氣后處理的系統(tǒng)示意圖;
[0005]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的排氣后處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0006]圖3A-3B分別是本發(fā)明一實(shí)施例提供的排氣流導(dǎo)向裝置和安裝于排氣后處理設(shè)備之出口上的導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)圖;
[0007]圖4A-4B分別是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的排氣流導(dǎo)向裝置和安裝于排氣后處理設(shè)備出口上的導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為了促進(jìn)對本發(fā)明原理的理解之目的,在【具體實(shí)施方式】的附圖中將提供參考信息并使用特定的語言來對其予以解釋。然而,可以理解,這并不能限制意味著對本發(fā)明的保護(hù)范圍形成任何限制,對【具體實(shí)施方式】的任何改變和進(jìn)一步修改,以及像本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常會做出的那樣,對于本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所描述的基于本發(fā)明原理的任何進(jìn)一步應(yīng)用關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用,在這里都會被考慮。
[0009]如圖1所不的系統(tǒng)100包括一排氣后處理系統(tǒng)110,系統(tǒng)100可以是任意應(yīng)用裝置,例如,由發(fā)動機(jī)102如柴油機(jī)提供動力的交通工具,或者在其他裝置中采用了發(fā)動機(jī)102,如發(fā)電機(jī)、泵、船舶和機(jī)車系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)102包括供增壓氣體通過的吸氣系統(tǒng)104以及將來自內(nèi)燃機(jī)的排氣流排出的排氣系統(tǒng)106,可以理解地,并未顯示該系統(tǒng)的所有具體細(xì)節(jié)。
[0010]發(fā)動機(jī)102包括多個具有腔體的活塞,混合有增壓氣體的燃料通過該腔體進(jìn)入吸入系統(tǒng)104,該混合過程產(chǎn)生了許多的排放物,典型的有一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),統(tǒng)稱為NOx,其他排放物包括顆粒物、一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC),然而,在進(jìn)入大氣之前,這些排放物要經(jīng)過后處理系統(tǒng)110中的一套或多套后處理設(shè)備處理,從而減少類似排放物的排放。
[0011]在本實(shí)施例中,排氣系統(tǒng)106包括具有一個或多個選擇性催化還原(Selectivecatalytic reduct1n,簡稱SCR)還原劑116的排氣后處理系統(tǒng)110以及一個或多個用于接收還原劑的位置,所述還原劑是來自還原劑定量系統(tǒng)120。還原劑噴射器114安裝在排氣系統(tǒng)106上并具有將還原劑噴射至排氣系統(tǒng)106中的出口或者噴嘴,該排氣系統(tǒng)106位于所述SCR還原劑116的上游,在排氣系統(tǒng)106中,所述還原劑與發(fā)動機(jī)102產(chǎn)生的排放氣體混合。所述SCR還原劑116加快了所述還原劑與所述排放氣體中NOx的化學(xué)反應(yīng)速度,從而轉(zhuǎn)化了大量的N0X,并在所述排放氣體進(jìn)入大氣之前減少了 NOx的排放量。
[0012]所述排氣后處理系統(tǒng)還包括位于還原劑噴射器114之排氣流路徑上游的排氣流導(dǎo)向裝置112。所述排氣流導(dǎo)向裝置112引導(dǎo)至少一部分排氣流流向所述還原劑噴射器114中,從而有效地混合了排放氣體和由所述還原劑噴射器114噴射至所述排氣系統(tǒng)106中的還原劑。所述排放氣體與所述還原劑的有效混合減少了所述排氣系統(tǒng)106中還原劑沉淀的生成。減少所述還原劑沉淀的生成可以提高排氣后處理系統(tǒng)的可靠性并使其滿足排放要求。所述排氣流導(dǎo)向裝置112會在下文中做進(jìn)一步的具體詳述。
[0013]所述排氣后處理系統(tǒng)110可能包括一個或多個未顯示出來的其它后處理元件,例如柴油氧化催化劑、柴油顆粒過濾器、安氨氧化催化劑以及不同溫度、壓力和排放氣體成分的感應(yīng)器。所述排氣系統(tǒng)106可能包括未顯示出來的元件,如排氣再循環(huán)系統(tǒng)、渦輪增壓系統(tǒng)、冷卻器以及其它把所述排氣系統(tǒng)106和所述吸入系統(tǒng)104連接起來的元件。
[0014]所述還原劑定量系統(tǒng)120接收來自還原劑儲存罐(未顯示)的還原劑,并將所述還原劑提供給所述排氣系統(tǒng)106,具體地,通過所述還原劑噴射器114、適當(dāng)裝置、噴射安裝結(jié)構(gòu)或者還原劑遞送結(jié)構(gòu)將所述還原劑傳送至分解室或直接傳送至所述排氣系統(tǒng)106。這里所使用的,噴射器包含任意噴嘴、靜態(tài)裝置、電子控制裝置和/或者具有使所述還原劑進(jìn)入所述排放氣體流道中的出口的機(jī)械觸發(fā)器。在一實(shí)施例中,適當(dāng)?shù)倪€原劑可以是柴油排氣流體(Diesel Exhaust Fluid,簡稱DEF),所述柴油排氣流體包括32.5%的高純度尿素與67.5%的去離子水。然而,可以理解地,任何可以用所述還原劑定量系統(tǒng)120噴射進(jìn)入排放系統(tǒng)的適當(dāng)還原劑都可以使用。
[0015]如圖2所示的本發(fā)明具體實(shí)施例中的排氣后處理系統(tǒng)200,所示排氣后處理系統(tǒng)200包括具有分解室210和基底腔室230的殼體204,在其他實(shí)施例中,所示分解室210和基底腔室230由相互獨(dú)立的殼體而形成,該相互獨(dú)立的殼體彼此直接相互連接或者通過管道彼此相互連接。所示分解室210包括接收由所述發(fā)動機(jī)102產(chǎn)生的排氣流202的開口 212,在所述開口 212上或者所述開口 212附近設(shè)置一位于所述排氣流202流道上的排氣流導(dǎo)向裝置214,利用一個或者多個支撐物216將所述排氣流導(dǎo)向裝置214固定安裝于所述開口212上。在其他實(shí)施例中,所述排氣流導(dǎo)向裝置214固定安裝于所述殼體202的內(nèi)壁上,利用排氣導(dǎo)管連接于所述排氣流導(dǎo)向裝置214與所述開口 212之間,或者采用其他結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接。利用所述還原劑噴射器114上的至少一個還原劑噴射器開口 222使所述分解室210連接于還原劑定量系統(tǒng)120,這樣,使得還原劑經(jīng)過所述還原劑噴射器開口 222噴入至所述排氣流202中。
[0016]所述基底腔室230通過基底腔室入口 232連接所述分解室210,以接收所述混合還原劑和從所述分解室210中排出的排氣流202,所述基底腔室入口 232與所述開口 212軸向偏離,這樣,所述排氣流202從所述分解室210之設(shè)有還原劑開口 222的一側(cè)流入至所述分解室210的另一相對側(cè),以將所述還原劑與所述排氣流的混合物排放至所述基底腔室230中。這種偏離式結(jié)構(gòu)使得所述流道緊湊并加速了所述還原劑與所述排放氣體在進(jìn)入所述基底腔室230之前的混合速度。所述基底腔室230還包括一個或者多個加速所述排氣流202中還原劑與NOx化學(xué)反應(yīng)速度的SCR催化劑234,所述排氣流202由所述基底腔室出口 236從所述殼體204和所述基底腔室230中排出。所述SCR催化劑234在所述基底腔室230中的其他分布方式也是可以