[发明专利]喷嘴-扩散器式混合器

说明书

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及，一种用于控制穿过发动机 排气系统管道的流体流的设备和方法，尤其是用于在排气处理装置之 前控制穿过发动机排气系统管道的流体流的设备和方法。

背景技术

经处理的柴油机排气涉及选择性催化还原器(SCR)及柴 油机颗粒过滤器(DPF)的使用以及向排气中喷射尿素-水溶液和柴 油机燃料。这些装置的性能、耐用性和成本强烈依赖向排气中喷射的 流体的蒸发和混合。喷射的流体可以是液体、气体或两相的混合。因 此，在排气流中放置混合器以使所喷射的流体(液相和气相)的蒸发 (若喷射的是液体)以及与排气的混合程度最大。然而，近来使用的 某些混合器和混合结构不胜任喷射流体的蒸发和混合，并且设计复 杂，因此难以制造和封装，昂贵和/或会在排气流中产生不能接受的背 压，例如，背压是由于混合装置的引入以及其对诸如功率和燃料经济 性之类的发动机性能的负面影响而在排气系统中的附加压降。

鉴于以上所述，期望这样一种改进的流体混合器和蒸发器， 其具有相对简单的设计、容易制造、具有高耐用性、和/或成本低，同 时仍可在排气系统内保持相对较低或可接受的背压。

发明内容

本发明的示例性实施方式涉及一种用于控制穿过发动机排 气系统管道的流体流的设备和方法，尤其是用于在排气处理装置之前 控制穿过发动机排气系统管道的流体流的设备和方法。在一个实施方 式中，提供一种流体流控制装置，该流体流控制装置用于接收来自发 动机的排气并朝向排气处理装置引导该排气。该流体流控制装置包括 布置在所述发动机的排气管道内的喷嘴。该喷嘴包括入口和出口，用 于形成穿过该喷嘴的第一流路。该喷嘴与所述排气管道隔开，用于在 该喷嘴与该排气管道之间形成第二流路。该流体流控制装置还包括布 置在所述喷嘴附近的喷射器。该喷射器取向成将加压流体引入所述第 一流路或所述第二流路。

在另一实施方式中，提供一种用于发动机的排气处理系统。 该排气处理系统包括排气处理装置。该排气处理系统还包括位于所述 排气处理装置的至少一部分的上游的流体流控制装置。该流体流控制 装置包括布置在排气管道内的喷嘴。该喷嘴包括入口和出口，用于形 成穿过该喷嘴的第一流路。该喷嘴与所述排气管道隔开，用于在该喷 嘴与该排气管道之间形成第二流路。该排气处理系统还包括布置在所 述流体流控制装置的所述喷嘴附近的喷射器。该喷射器取向成在所述 喷嘴附近将加压流体引入所述第一流路或所述第二流路。

在再一实施方式中，提供一种在发动机的排气管道内分散 排气流的方法。该方法包括：使第一部分的排气流过布置在所述排气 管道内的喷嘴，以形成第一流路，所述喷嘴包括入口和出口；使第二 部分的排气在所述喷嘴和所述排气管道之间流动，以形成第二流路； 以及向所述第一流路或所述第二流路内喷射流体，所述第一部分的排 气、所述第二部分的排气和所述喷射的流体在穿过喷嘴时相结合，从 而形成混合物。

附图说明

仅作为示例，在以下实施方式的详细描述中，其它特征、 优点和细节会展示出来，这些详细描述均参照附图，在附图中：

图1示出发动机排气系统的示意图；

图2示出根据本发明示例性实施方式的流体控制装置的剖 视图；

图3是沿图2中所示的线3-3剖取的剖视图；

图4是根据本发明示例性实施方式的喷嘴的立体图；

图5是根据本发明另一示例性实施方式的喷嘴的立体图；

图6至图10是本发明的不同流体控制装置的示意图，示出 了根据本发明示例性实施方式从这些流体控制装置穿过的流体流；

图11示出根据本发明另一示例性实施方式的流体控制装置 的剖视图；

图12A示出根据本发明又一示例性实施方式的流体控制装 置的剖视图；

图12B示出根据本发明再一示例性实施方式的流体控制装 置的剖视图；

图13示出根据本发明另一示例性实施方式的喷嘴的侧视 图；

图14A示出根据本发明又一示例性实施方式的流体控制装 置的侧视图；

图14B示出图14A中所示的流体控制装置的正视图；

图15示出根据本发明示例性实施方式的排气系统和流体控 制装置的剖视图；