直列式分流器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物的排放氣體處理系統(tǒng)包括排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管被適配成將排氣流從該發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)至排氣處理裝置。該導(dǎo)管包括孔口。噴射器將試劑噴射通過(guò)該孔口并進(jìn)入該排氣流。流量調(diào)節(jié)器在該噴射器上游定位在排氣導(dǎo)管內(nèi)。該流量調(diào)節(jié)器包括分流器，該分流器用于增大排放氣體在導(dǎo)管內(nèi)的預(yù)定位置處相對(duì)于所噴射的試劑的速度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
直列式分流器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本披露涉及排放氣體處理系統(tǒng)。更具體地，在試劑噴射器的上游提供排放氣體流量調(diào)節(jié)器以增強(qiáng)試劑在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中的固定和分布。
【背景技術(shù)】
[0002]此部分提供與本披露相關(guān)的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]為了減少不期望的顆粒物質(zhì)和NOx在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中排放至大氣中的量，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種排氣后處理系統(tǒng)。當(dāng)實(shí)施柴油機(jī)燃燒過(guò)程時(shí)，尤其需要排氣后處理系統(tǒng)。
[0004]—種用于減少內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放物的方法被稱(chēng)為選擇性催化還原法(SCR)。SCR可以包括將試劑噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流中以形成試劑與排放氣體的混合物，該混合物隨后經(jīng)過(guò)包含催化劑(如在存在試劑時(shí)能夠減小NOx的濃度的活性炭或如鉑、釩或鎢等金屬)的反應(yīng)器。
[0005]尿素水溶液已知為一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的SCR系統(tǒng)中的有效試劑。然而，使用水溶液和其他試劑可能存在缺點(diǎn)。尿素具有高腐蝕性并且侵害SCR系統(tǒng)的機(jī)械部件。尿素也傾向于如在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中遇到的長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫時(shí)的固化。存在關(guān)注的問(wèn)題，因?yàn)楫a(chǎn)生沉積物的試劑沒(méi)有用于減少N0X。
[0006]此外，如果試劑沒(méi)有正確地與排放氣體混合，該試劑就沒(méi)有被高效利用，從而抑制催化劑的作用并且由此降低SCR系統(tǒng)的有效性。高試劑噴射壓力已經(jīng)用作使尿素混合物的不充分霧化的問(wèn)題最小化的方法。然而，高噴射壓力可能導(dǎo)致噴射的噴霧煙流過(guò)度穿透排氣流，由此引起煙流沖擊與噴射器相對(duì)的排氣管的內(nèi)表面上。過(guò)度穿透導(dǎo)致尿素混合物的使用效率低并且可能減小車(chē)輛可以在NOx排放物減少的情況下運(yùn)行的可行駛里程。只有有限的試劑量可以承載在車(chē)輛中。令人期望的是高效使用儲(chǔ)藏的試劑以使車(chē)輛可行駛里程最大化并且減少對(duì)補(bǔ)充試劑的需要。
[0007]提供用于將試劑噴射進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流中的方法和裝置會(huì)是有利的，以使試劑沉積最小化并且改善試劑與排放氣體的混合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]此部分提供本披露的總體概述而不是其全部范圍或其全部特征的全面披露。
[0009]—種用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物的排放氣體處理系統(tǒng)包括排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管被適配成用于將排氣流從該發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)至排氣處理裝置。該導(dǎo)管包括孔口。噴射器將試劑噴射通過(guò)該孔口并進(jìn)入該排氣流。流量調(diào)節(jié)器在該噴射器上游定位在排氣導(dǎo)管內(nèi)。該流量調(diào)節(jié)器包括分流器，該分流器用于增大排放氣體在導(dǎo)管內(nèi)的預(yù)定位置處相對(duì)于所噴射的試劑的速度。
[0010]排放氣流流量調(diào)節(jié)器被提供用于排放氣體處理系統(tǒng)，該排放氣體處理系統(tǒng)包括排氣導(dǎo)管和用于將試劑噴射進(jìn)排氣流中的噴射器。該流量調(diào)節(jié)器包括被適配成將該噴射器固定至該導(dǎo)管上的安裝節(jié)。該安裝節(jié)包括孔口，試劑被噴射通過(guò)該孔口。分流器聯(lián)接至該安裝節(jié)和該導(dǎo)管之一、被適配成定位在導(dǎo)管內(nèi)，并且從該導(dǎo)管的內(nèi)表面偏移。該分流器定位在試劑噴射孔口的上游，并且傾斜一定角度，以增大排氣在該導(dǎo)管內(nèi)的預(yù)定位置處的速度，減少試劑對(duì)導(dǎo)管內(nèi)表面的沖擊。
[0011]本披露還提供了一種用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物的排放氣體處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:排放氣體處理裝置;排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管被適配成用于將排氣流從該發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)至該排氣處理裝置，該導(dǎo)管包括孔口 ；噴射器，該噴射器用于將試劑噴射通過(guò)該孔口并且進(jìn)入該排氣流；以及流量調(diào)節(jié)器，該流量調(diào)節(jié)器鄰近該噴射器定位在排氣導(dǎo)管內(nèi)。該流量調(diào)節(jié)器包括具有第一端和第二端的板，該第一端和第二端固定至該排氣導(dǎo)管的相反側(cè)以便將該板懸浮在該排氣導(dǎo)管內(nèi)，并且該板包括多個(gè)遮板，這些遮板以朝向或遠(yuǎn)離該噴射器的方向引導(dǎo)該排氣流。
[0012]從本文所提供的描述將清楚其他適用范圍。本概述中的說(shuō)明和具體實(shí)例僅旨在用于說(shuō)明的目的而并非旨在限制本披露的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0013]在此描述的附圖僅是出于對(duì)所選擇實(shí)施例的而不是對(duì)所有可能實(shí)施方式的說(shuō)明性目的，并且不旨在限制本披露的范圍。
[0014]圖1描繪了裝備有根據(jù)本傳授內(nèi)容的預(yù)噴射排氣流量調(diào)節(jié)器的排放物控制系統(tǒng)的示例性?xún)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；
[0015]圖2是包括預(yù)噴射排氣流量調(diào)節(jié)器的排放氣體處理裝置的分解透視圖；
[0016]圖3是排放氣體處理裝置的局部截面?zhèn)纫晥D；
[0017]圖4是描繪經(jīng)過(guò)未裝備有預(yù)噴射調(diào)節(jié)器的導(dǎo)管的排放氣體速度曲線的曲線圖；
[0018]圖5描繪了在沒(méi)有流量調(diào)節(jié)器的導(dǎo)管中的試劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型；
[0019]圖6是描繪了在沒(méi)有預(yù)噴射排氣流量調(diào)節(jié)器的導(dǎo)管內(nèi)所噴射的試劑液滴的模擬噴霧濃度的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等值線；
[0020]圖7描繪了在具有流量調(diào)節(jié)器的導(dǎo)管中的試劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型；
[0021]圖8是描繪了具有預(yù)噴射排氣流量調(diào)節(jié)器的導(dǎo)管內(nèi)所噴射的試劑液滴的模擬噴霧濃度的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等值線；
[0022]圖9是半圓錐形流量調(diào)節(jié)器的局部透視圖；
[0023]圖10是楔形翻板流量調(diào)節(jié)器的局部透視圖；
[0024]圖11是另一個(gè)替代的預(yù)噴射流量調(diào)節(jié)器的局部透視圖；
[0025]圖12是圖11中所描繪的流量調(diào)節(jié)器的截面?zhèn)纫晥D；
[0026]圖13是圖11中所描繪的流量調(diào)節(jié)器的端視圖；
[0027]圖14是描繪了流經(jīng)裝備有如圖11所示的流量調(diào)節(jié)器的導(dǎo)管的排氣的速度曲線的曲線圖；
[0028]圖15是另一個(gè)替代的流量調(diào)節(jié)器的平面視圖；
[0029]圖16是圖15中所示的流量調(diào)節(jié)器的局部截面?zhèn)纫晥D；
[0030]圖17是根據(jù)本披露原理的包括位于導(dǎo)管的上部的流量調(diào)節(jié)器的排氣導(dǎo)管的局部截面?zhèn)纫晥D；
[0031]圖18是根據(jù)本披露原理的包括位于導(dǎo)管的下部的流量調(diào)節(jié)器的排氣導(dǎo)管的局部截面?zhèn)纫晥D；
[0032]圖19是圖17中所展示的包括流量調(diào)節(jié)器的排氣導(dǎo)管的正視圖；并且
[0033]圖20是圖17中所展示的包括流量調(diào)節(jié)器的排氣導(dǎo)管的透視圖。
[0034]貫穿附圖中的若干視圖，相應(yīng)的參考號(hào)表不相應(yīng)的部分。
【具體實(shí)施方式】
[0035]現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施例。
[0036]應(yīng)理解的是，雖然可以結(jié)合柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和NOx排放物的減少描述了本傳授內(nèi)容，但可以結(jié)合多條排氣流(如來(lái)自(通過(guò)非限制性實(shí)例的方式)柴油、汽油、渦輪機(jī)、燃料電池、噴氣式飛機(jī)或輸出排氣流的任何其他動(dòng)力源的排氣流)中的任一排氣流使用本傳授內(nèi)容。此夕卜，可以結(jié)合減少多種不期望的排放物中的任一排放物來(lái)使用本傳授內(nèi)容。例如，用于柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器再生的碳?xì)浠衔锏膰娚湟矊儆诒九兜姆秶?。?duì)于額外說(shuō)明，應(yīng)注意共同受讓的、2011 年 11 月I 日發(fā)布的標(biāo)題為“Method And Apparatus For Injecting AtomizedFluids(用于噴射霧化流體的方法和裝置)”的第8，047，452號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，其通過(guò)引用結(jié)合于此。
[0037]參見(jiàn)附圖，提供了一種用于減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)21的排氣的NOx排放物的污染控制系統(tǒng)8。在圖1中，該系統(tǒng)的元件之間的實(shí)線表示試劑的流體管線，虛線表示電連接。本傳授內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括用于容納試劑的試劑儲(chǔ)箱10、以及用于從儲(chǔ)箱10遞送試劑的遞送模塊12。該試劑可以是尿素溶液、碳?xì)浠衔铩⑼榛?、乙醇、有機(jī)化合物、水等等，并且可以是其摻混物或組合。還應(yīng)理解的是，一種或多種試劑可用在該系統(tǒng)中并且可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。儲(chǔ)箱10和遞送模塊12可以形成整合的試劑儲(chǔ)箱/遞送模塊。也可作為系統(tǒng)8的一部分提供的是電子噴射控制器14、試劑噴射器16和排氣系統(tǒng)19。排氣系統(tǒng)19包括排氣導(dǎo)管18，該排氣導(dǎo)管將排氣流供應(yīng)至至少一個(gè)催化劑床17。
[0038]遞送模塊12可以包括栗，該栗通過(guò)供應(yīng)管線9從該儲(chǔ)箱10供應(yīng)試劑。試劑儲(chǔ)箱10可以是聚丙烯、涂覆環(huán)氧樹(shù)脂的碳鋼、PVC、或不銹鋼，并根據(jù)應(yīng)用(例如車(chē)輛大小、車(chē)輛的預(yù)期用途等)來(lái)設(shè)定大小?？梢蕴峁毫φ{(diào)節(jié)器(未示出)，用于將系統(tǒng)維持在預(yù)定的壓力設(shè)定點(diǎn)(例如，約60-80psi的相對(duì)低的壓力，或者在一些實(shí)施例中為約60-150psi的壓力)，并且可以位于從試劑噴射器16開(kāi)始的回流管線35中?？梢栽谝蛟噭﹪娚淦?6的供應(yīng)管線9中提供壓力傳感器。系統(tǒng)還可以結(jié)合多種防凍保護(hù)策略以融化結(jié)凍的試劑或防止試劑結(jié)凍。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，不論噴射器是否正在將試劑釋放到排放氣體中，試劑可以在儲(chǔ)箱10與試劑噴射器16之間連續(xù)循環(huán)以冷卻該噴射器并且使試劑在噴射器中的駐留時(shí)間減到最小，從而使得試劑保持冷卻。連續(xù)的試劑循環(huán)對(duì)于對(duì)溫度敏感的試劑而言可能是必要的，如尿素水溶液，其在暴露于300°C至650°C的高溫(如在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中經(jīng)歷的溫度)下時(shí)傾向于固化。
[0039]另外，可能令人期望的是將試劑混合物保持低于140°C，并且優(yōu)選地保持在5°C與95°C的更低運(yùn)行范圍內(nèi)，以確保防止試劑固化。則固化后的試劑(如果允許成形)會(huì)污染移動(dòng)零件和噴射器的開(kāi)口。
[0040]所需的試劑量可以隨著負(fù)荷、排放氣體溫度、排放氣體流量、發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射正時(shí)、期望的NOx還原、氣壓計(jì)壓力、相對(duì)濕度、EGR比率和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度而變化。NOx傳感器或量計(jì)25定位在催化劑床17的下游。NOx傳感器25可運(yùn)行來(lái)將指明排氣NOx含量的信號(hào)輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元27?？梢越?jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)/車(chē)輛的數(shù)據(jù)總線從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元27將所有或者一些發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)提供給試劑電子噴射控制器14。試劑電子噴射控制器14還可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元27的一部分而包括在內(nèi)。可以通過(guò)相應(yīng)的傳感器來(lái)測(cè)量排放氣體溫度、排放氣體流量和排氣背壓以及其他車(chē)輛運(yùn)行參數(shù)。
[0041]現(xiàn)在參見(jiàn)圖2至圖8，排放氣體處理組件100被限定成包括排氣導(dǎo)管18和噴射器16。排氣導(dǎo)管18包括基本上圓柱形的管102，該管限定了排氣通路104。圓柱形管102包括內(nèi)表面106和外表面108。
[0042]噴射器16包括本體150，該本體限定了接納可軸向平移的閥構(gòu)件154的圓柱形腔室152。本體150包括作為所噴射的試劑的排出位置的出口孔156。鄰近出口孔156形成閥座146，該閥座選擇性地與閥構(gòu)件154接合以控制試劑噴射進(jìn)排放氣體流動(dòng)路徑。閥構(gòu)件154沿著試劑噴射軸線158是可平移的。
[0043]安裝節(jié)160固定到本體150上并且包括徑向向外延伸的凸緣162。流量調(diào)節(jié)器164從安裝節(jié)160徑向向內(nèi)延伸至管102中，以改變通過(guò)排氣通路104的排氣流的方向。夾具(未示出)或者其他合適的聯(lián)接裝置將安裝節(jié)160固定至管102上。
[0044]流量調(diào)節(jié)器164包括徑向向內(nèi)延伸的立柱166，該立柱具有固定至安裝節(jié)160上的第一端168和固定至基本上平面的分流板172上的相反端170。分流板172被定位為與穿過(guò)管102的排氣流的方向成一個(gè)傾斜角。在圖2所描繪的實(shí)施例中，分流板172包括狹長(zhǎng)的橢圓形外形。
[0045]流量調(diào)節(jié)器164和安裝節(jié)160顯示為一件式構(gòu)件，使用典型的噴射器安裝硬件，該一件式構(gòu)件可以容易地固定至管102上。還設(shè)想到流量調(diào)節(jié)器164可以與安裝節(jié)160間隔開(kāi)，被定位在排氣通路104之內(nèi)，并且分開(kāi)地固定至圓柱形管102。在圖2所描繪的版本中，管102包括鎖孔槽173，該鎖孔槽的形狀被設(shè)定為用于接納流量調(diào)節(jié)器164。
[0046]流量調(diào)節(jié)器164定位在試劑噴射軸線158的上游。流量調(diào)節(jié)器164的大小、形狀和位置被設(shè)定成在該通路104內(nèi)，用于改變排氣在沿試劑噴射軸線158截取的橫截面平面的速度曲線。在沒(méi)有流量調(diào)節(jié)器的情況下，流經(jīng)管102的排氣流速曲線顯示基本對(duì)稱(chēng)的彎曲軌跡，在通路104的中心增大至最大速度，而在內(nèi)表面106處速度最小，如圖4所示。排放氣體在內(nèi)表面106附近的速度基本上低于排放氣體在管102的中心的速度。當(dāng)排氣流速相對(duì)低的時(shí)候，如當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，所噴射的試劑傾向于穿過(guò)排放氣體并且沿著管102的下半部沖擊內(nèi)表面106(圖3)。如前所述，令人期望的是將試劑與排放氣體混合并且將混合物供應(yīng)至排氣處理裝置，如SCR催化器。沖擊內(nèi)表面106的試劑可能傾向于附著在管102上，從而引起不期望的池化、腐蝕和可能的試劑固化。
[0047]圖5描繪了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等值線，該等值線展示了對(duì)于沒(méi)有流量調(diào)節(jié)器的排氣系統(tǒng)，在約380kg/時(shí)的相對(duì)低的排氣流速下，試劑在每分鐘噴射約4.2克過(guò)程中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布。在圖6也提供了相同排氣流速和試劑噴射速率下的模擬試劑噴霧濃度等值線圖。圖5和圖6的繪圖均與沒(méi)有流量調(diào)節(jié)器的圓柱形管內(nèi)的排氣流量和試劑噴射相關(guān)。
[0048]圖7描繪了對(duì)于裝備有成形為分流板172的流量調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)在相同的排氣流量和試劑噴射速率下的試劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)等值線。圖8示出了對(duì)應(yīng)的試劑噴霧濃度等值線。將在沒(méi)有流量分流器的情況下產(chǎn)生的等值線與包括分流板172時(shí)的等值線進(jìn)行比較，展示了在試劑出口孔156附近增大排氣速度的效果。通過(guò)在試劑初始噴射的區(qū)域增大速度，試劑液滴在穿越管并且沖擊噴射器16對(duì)面的內(nèi)表面106之前就被迫向上移動(dòng)和/或進(jìn)一步向下游移動(dòng)。
[0049]關(guān)于整個(gè)通路106中所噴射的試劑的濃度，產(chǎn)生了額外的計(jì)算估值。具體地，在排氣流速為380kg/時(shí)并且試劑噴射速率為約4.2g/分鐘時(shí)，估計(jì)沉積在管壁表面的下半部上的試劑量。通過(guò)安裝流量調(diào)節(jié)器164，沉積在內(nèi)表面106的下半部上的試劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少了超過(guò)50 %。
[0050]進(jìn)一步回顧計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，反映了分流板172在前緣174引起分流，從而促使排氣流加速流向噴射器16。在分流板172的后緣176處，排氣流速度在分流板172與噴射器16之間的區(qū)域增加了 25%。結(jié)果是增強(qiáng)了混合并減小了試劑沖擊。
[0051]圖9描繪了替代的流量調(diào)節(jié)器200。如先前關(guān)于流量調(diào)節(jié)器164所討論的，流量調(diào)節(jié)器200可以固定在噴射器安裝節(jié)上或者可以與噴射器16單獨(dú)間隔開(kāi)，并且聯(lián)接至管102上。流量調(diào)節(jié)器200包括具有基本上平面形狀、徑向延伸至通路104中的立柱202。半圓錐形翻板204固定至立柱202上。半圓錐形翻板204包括局部圓椎形的外表面206，該外表面與局部圓錐形的內(nèi)表面208間隔開(kāi)。半圓錐形翻板204結(jié)束于第一邊緣210和第二邊緣212。第一邊緣210與第二邊緣212間隔開(kāi)，以允許立柱202從其之間穿過(guò)。圓錐形外表面206的旋轉(zhuǎn)軸線216相對(duì)于排氣流經(jīng)通路104的方向成一定角度延伸，以便增大排氣流在噴射器16附近的速度。CFD分析表明有利的試劑與排氣混合、以及試劑對(duì)在噴射器16對(duì)面的內(nèi)表面106的沖擊減小。
[0052]如圖10所示，以參考數(shù)字300標(biāo)識(shí)了另一個(gè)替代的流量調(diào)節(jié)器。流量調(diào)節(jié)器300包括位于噴射器16上游的楔形翻板302，該楔形翻板從內(nèi)表面106向內(nèi)伸出。楔形翻板302包括圓錐形壁304，該圓錐形壁起始于點(diǎn)306且結(jié)束于基本上平面的面板308。楔形翻板302還用于調(diào)節(jié)噴射器16上游的排放氣體速度曲線，以增強(qiáng)混合并減小試劑對(duì)內(nèi)表面106的沖擊。
[0053]圖11至圖13描繪了以參考數(shù)字500標(biāo)識(shí)的另一種類(lèi)型的流量調(diào)節(jié)器。流量調(diào)節(jié)器500成形為基本上平面的板502，該板固定在基本上圓柱形管504內(nèi)。板502朝著與分流板172的方向相反的方向傾斜。具體地，板502的上游邊緣508被定位成比板502的下游邊緣510更靠近噴射器16。當(dāng)排氣流穿越前緣508時(shí)該排氣流被分開(kāi)，使得流的頂部將會(huì)膨脹并且稍微減速，而該流的底部會(huì)壓縮并且引起速度增大。在管道下部速度增大將會(huì)將到達(dá)管道下部的試劑液滴在蒸發(fā)之前吹走。因而，流量調(diào)節(jié)器500將會(huì)減少由于試劑沖擊而引起的管道潤(rùn)濕。
[0054]如果板502在管504內(nèi)的角度足夠陡，則管道的頂部將會(huì)經(jīng)歷邊界層滑脫，從而引起紊流以幫助試劑與排氣混合。在一個(gè)實(shí)施例中，可以包括例如在第8，141,353號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中描述的后噴混合器，該專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合在此。進(jìn)入混合器的紊流將會(huì)增強(qiáng)混合器在整個(gè)排放氣體中分布試劑的能力。如此，混合長(zhǎng)度可以被縮短。替代地，通過(guò)將板502正確定位在噴射器16上游，可以去除后噴混合器。
[0055]圖14呈現(xiàn)了在傾斜板502下游的四個(gè)不同軸向位置的排氣的速度曲線。繪制了在板502的后緣510的第一速度分布圖。如在圖14看到的，右側(cè)的下一個(gè)分布圖描繪了在距離后緣520下游一英寸軸向距離處的排放氣體速度分布。還示出了在六英寸的偏移距離和十二英寸的偏移距離處的速度分布?；谟?jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型，噴射器16可以有益地放置在與后緣510對(duì)齊的軸向位置，或者在后緣510的約I英寸內(nèi)，以利用在噴射器16對(duì)面的內(nèi)表面106附近增大速度曲線。
[0056]還應(yīng)理解的是，板502可以固定在管504內(nèi)，或者可以可移動(dòng)地安裝在其中。對(duì)于可移動(dòng)地安裝的版本，設(shè)想到板502可以以類(lèi)似于通過(guò)引用結(jié)合在此的第7，434，570號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中所描述的卡扣作用閥的方式樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接至管504上。在也通過(guò)引用結(jié)合在此的第7，775，322、8，215，103和8，468，813號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中描述了附加可移動(dòng)閥。所引用的每個(gè)參考文獻(xiàn)都包括扭力彈簧和被動(dòng)致動(dòng)閥，該被動(dòng)致動(dòng)閥關(guān)于作用于其上的排氣壓力而旋轉(zhuǎn)。還設(shè)想到可以通過(guò)使用致動(dòng)器(未示出)來(lái)主動(dòng)地控制本流量調(diào)節(jié)器，該致動(dòng)器可運(yùn)行來(lái)使板502在基本上平行于排氣流的方向的位置與之前所討論的傾斜位置之間旋轉(zhuǎn)。
[0057]圖15和圖16描繪了樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接至管602上的偏置流量調(diào)節(jié)器600。流量調(diào)節(jié)器600可以在展開(kāi)位置和縮回位置之間移動(dòng)以使對(duì)更高排氣流速流動(dòng)的限制最小化。當(dāng)通過(guò)管102的排氣流速足夠高時(shí)，附加的流量調(diào)節(jié)不需要獲得充足的試劑混合和避免試劑沖擊。在這些更高的排放氣體流速下，將流量調(diào)節(jié)器從其展開(kāi)位置縮回可能是有益的。
[0058]扭力彈簧604使得翻板606朝向圖中所描繪的展開(kāi)位置偏置。翻板606彎曲以使排氣流遠(yuǎn)離噴射器16偏轉(zhuǎn)并且增大在噴射器16對(duì)面的內(nèi)表面608附接的排氣速度。當(dāng)排氣流速達(dá)到預(yù)定幅度時(shí)，在流量調(diào)節(jié)器600的上游表面610上的力克服彈簧604的偏置力，由此引起翻板606朝著鄰近內(nèi)表面608的縮回位置移動(dòng)。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器600處于縮回位置上時(shí)，使對(duì)排氣流的限制最小化。將會(huì)使由于使用流量調(diào)節(jié)器600引起的任何背壓增大最小化。
[0059]圖17展示了根據(jù)本披露原理的另一流量調(diào)節(jié)器700。流量調(diào)節(jié)器700是包括第一邊緣704和第二邊緣706的彎曲板702，該第一邊緣和第二邊緣固定至排氣管708上，使得板702在噴射器16上游的位置懸浮在排氣管708內(nèi)。盡管板702被展示為彎曲的，但板702可以為基本上平面的，而沒(méi)有脫離本披露的范圍。多個(gè)遮板710可以形成在板702中以便朝著期望的方向引導(dǎo)排氣流。在所展示的實(shí)施例中，流量調(diào)節(jié)器在排氣管708的上部712固定至該排氣管(B卩，在管708的與噴射器16相同的一側(cè))。當(dāng)排氣流接近流量調(diào)節(jié)器700時(shí)，遮板710將會(huì)朝著遠(yuǎn)離噴射器16的向下方向引導(dǎo)排氣流。以此方式，可以防止試劑排氣處理流體的液滴到達(dá)管708的下部713并池化或者防止在其上形成沉積物。
[0060]替代地，流量調(diào)節(jié)器700可以在排氣管708的下部713固定至該排氣管(圖18)。遮板710隨后將會(huì)將排氣流向上和朝向噴射器16引導(dǎo)。不論流量調(diào)節(jié)器700定位在哪里，由遮板710引起的速度的增大和漩渦將會(huì)使試劑排氣處理流體與排氣流混合，使得防止或至少基本上最小化沉積物的形成。進(jìn)一步地，應(yīng)理解的是，不論是定位在上部712還是在下部713，流量調(diào)節(jié)器700可以包括以與所展示的相反構(gòu)形定向的遮板710。即，當(dāng)流量調(diào)節(jié)器700定位在管708的上部712時(shí)，遮板710可以被定向成朝向噴射器16引導(dǎo)排氣流。替代地，當(dāng)流量調(diào)節(jié)器700定位在管708的下部712時(shí)，遮板710可以被定向成遠(yuǎn)離噴射器16引導(dǎo)排氣流。另一替代方案是將朝向每一個(gè)方向定向遮板710，而不論流量調(diào)節(jié)器700定位在管708的上部712或者下部713。
[0061]遮板710可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)。例如，遮板710可以是呈從板702穿出的接片714的形式。接片714各自可以包括不同的長(zhǎng)度，其允許定制排氣的非統(tǒng)一的目標(biāo)流量分布。替代地，遮板710可以具有本領(lǐng)域技術(shù)人員期望的任何形狀。例如，遮板710可以是橢圓形的、圓形的、三角形的等等，而沒(méi)有脫離本披露的范圍。另外，遮板710可以是略微螺旋扭轉(zhuǎn)的，以在排氣流中引起較大的渦旋量，該渦旋幫助試劑排氣處理流體與排氣進(jìn)行混合。如圖20中最佳所示，遮板710在板702上是錯(cuò)開(kāi)的，這允許增加流量調(diào)節(jié)器700重新導(dǎo)向的排氣流量。
[0062]流量調(diào)節(jié)器700不應(yīng)局限于定位在噴射器16的上游。而是，流量調(diào)節(jié)器700可以直接定位在噴射器16下面，或者可以定位在噴射器16的下游。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器700直接定位在噴射器16下面時(shí)，沒(méi)有立即霧化并且與排氣混合的試劑排氣處理流體的大液滴可能沖擊板702。盡管大液滴可能沖擊板702，但因?yàn)榱髁空{(diào)節(jié)器700可以懸浮在管708內(nèi)，所以液滴受到更高速率排氣流的影響，更高速率排氣流通常引起液滴升華而不是形成沉積物。
[0063]此外，應(yīng)理解的是流量調(diào)節(jié)器700不應(yīng)局限于與噴射器16結(jié)合使用。相比之下，應(yīng)理解的是噴射器16可以用例如NOx傳感器25、溫度傳感器、壓力傳感器等等進(jìn)行替換。流量調(diào)節(jié)器700與傳感器結(jié)合使用允許排氣的非均勻流動(dòng)，因?yàn)槠浣咏鼈鞲衅?，可以提供排氣溫度、NOx濃度等等的更準(zhǔn)確的讀數(shù)。
[0064]以上對(duì)這些實(shí)施例的描述是出于展示和說(shuō)明的目的提供的。并不旨在詳盡或限制本披露。具體實(shí)施例的單獨(dú)的要素或特征通常并不局限于該具體實(shí)施例，而是在適用時(shí)是可互換的、并且可以用在甚至并未明確示出或描述的選定實(shí)施例中。也可以用多種方式來(lái)對(duì)其加以變化。這樣的變化不應(yīng)視作是脫離本披露，并且所有這樣的改動(dòng)都旨在包含在本披露的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物的排放氣體處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 排氣處理裝置； 排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管被適配成用于將排氣流從該發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)至該排氣處理裝置，該導(dǎo)管包括孔口 ； 噴射器，該噴射器用于將試劑噴射通過(guò)該孔口并且進(jìn)入該排氣流； 流量調(diào)節(jié)器，該流量調(diào)節(jié)器鄰近該噴射器定位在該排氣導(dǎo)管內(nèi)，該流量調(diào)節(jié)器包括具有第一端和第二端的彎曲板，該第一端和第二端固定至該排氣導(dǎo)管的相反側(cè)以將該彎曲板懸浮在該排氣導(dǎo)管內(nèi)，該彎曲板包括多個(gè)遮板，這些遮板以朝向或遠(yuǎn)離該噴射器的方向引導(dǎo)該排氣流。2.如權(quán)利要求1所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板是由從該彎曲板穿出的接片形成的。3.如權(quán)利要求1所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板是螺旋扭轉(zhuǎn)的。4.如權(quán)利要求1所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器定位在該噴射器的上游。5.如權(quán)利要求1所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器懸浮在該排氣導(dǎo)管的與該噴射器相同的一側(cè)。6.如權(quán)利要求1所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器懸浮在該排氣導(dǎo)管的與該噴射器相反的一側(cè)。7.如權(quán)利要求1所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板在該彎曲板的一面上是錯(cuò)開(kāi)的。8.如權(quán)利要求1所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板各自包括不同高度。9.一種用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物的排放氣體處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 排氣處理裝置； 排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管被適配成用于將排氣流從該發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)至該排氣處理裝置； 傳感器，該傳感器與該排氣導(dǎo)管相連通； 流量調(diào)節(jié)器，該流量調(diào)節(jié)器鄰近該傳感器定位在該排氣導(dǎo)管內(nèi)，該流量調(diào)節(jié)器包括具有第一端和第二端的板，該第一端和第二端固定至該排氣導(dǎo)管的相反側(cè)以將該板懸浮在該排氣導(dǎo)管內(nèi)，該板包括多個(gè)遮板，這些遮板以朝向該傳感器的非統(tǒng)一方向引導(dǎo)該排氣流。10.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該板是彎曲的。11.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板是由從該板穿出的接片形成的。12.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板是螺旋扭轉(zhuǎn)的。13.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器定位在該傳感器的上游。14.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器懸浮在該排氣導(dǎo)管的與該傳感器相同的一側(cè)。15.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器懸浮在該排氣導(dǎo)管的與該傳感器相反的一側(cè)。16.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板在該板的一面上是錯(cuò)開(kāi)的。17.如權(quán)利要求9所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板各自包括不同高度。18.—種用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物的排放氣體處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 排氣處理裝置； 排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管被適配成將排氣流從該發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)至該排氣處理裝置，該導(dǎo)管包括孔口； 噴射器，該噴射器用于將試劑噴射通過(guò)該孔口并且進(jìn)入該排氣流； 流量調(diào)節(jié)器，該流量調(diào)節(jié)器鄰近該噴射器定位在該排氣導(dǎo)管內(nèi)，該流量調(diào)節(jié)器包括多個(gè)遮板，這些遮板以朝向或遠(yuǎn)離該噴射器的方向引導(dǎo)該排氣流。19.如權(quán)利要求18所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器包括具有第一端和第二端的彎曲板，該第一端和第二端固定至該排氣導(dǎo)管的相反側(cè)以將該彎曲板懸浮在該排氣導(dǎo)管內(nèi)，并且這些遮板從該彎曲板延伸出來(lái)。20.如權(quán)利要求19所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板在該板的一面上是錯(cuò)開(kāi)的。21.如權(quán)利要求18所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板是由從該彎曲板穿出的接片形成的。22.如權(quán)利要求18所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板是螺旋扭轉(zhuǎn)的。23.如權(quán)利要求18所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器定位在該噴射器的上游。24.如權(quán)利要求18所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器懸浮在該排氣導(dǎo)管的與該噴射器相同的一側(cè)。25.如權(quán)利要求18所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，該流量調(diào)節(jié)器懸浮在該排氣導(dǎo)管的與該噴射器相反的一側(cè)。26.如權(quán)利要求18所述的排放氣體處理系統(tǒng)，其中，這些遮板各自包括不同高度。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK106030064SQ201580010584
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年2月24日
【發(fā)明人】瑞安·A·弗洛伊德, 約翰·M·勞里, 拉里·J·吉爾
【申請(qǐng)人】天納克汽車(chē)經(jīng)營(yíng)有限公司