[发明专利]预注射废气流量调节器

说明书

技术领域

本公开内容涉及废气处理系统。更具体地，在试剂注射器的上游提供废气流量调节器(flow modifier)以增强试剂在发动机废气料流内的固定和分布。

背景技术

这一节提供有关本公开内容的背景信息，不一定是现有技术。

为了降低不希望的粒状物质和NO_x在内燃机运行过程中排放至环境中的量，已开发了许多废气后处理系统。当柴油机内的燃料进行燃烧过程时，尤其需要废气后处理系统。

一种减少内燃机NO_x排放的方法称为选择性催化还原(SCR)。SCR可包括向发动机的废气料流中注入试剂以形成试剂与废气的混合物，该混合物随后流经含有催化剂的反应器，催化剂例如活性炭，或金属如铂、钒或钨，其能够在试剂的存在下降低NO_x的浓度。

尿素水溶液已知为柴油机SCR系统中的一种有效试剂。然而，使用尿素水溶液和其他试剂可具有缺点。尿素是高腐蚀性的，会腐蚀SCR系统的机械组件。尿素在长时间暴露于高温(例如在柴油废气系统中遇到的高温)时还会趋于固化。这令人担心，因为生成沉淀的试剂没有用于减少NO_x。

此外，如果试剂不能适当地与废气混合，则试剂不能被高效利用，会抑制催化剂的作用，从而降低SCR系统的效率。已使用高的试剂注射压力作为最小化尿素混合物雾化不足问题的一个方法。然而，高的注射压力会导致注射的喷雾羽流(spray plume)过度渗透至废气料流中，从而使喷雾羽流碰撞至与注射器相对的废气管的内表面。过度渗透使尿素混合物的使用无效，并且可减少车辆能够以减少的NO_x排放而运行的行驶里程。车辆中仅可装载有限量的试剂。期望有效率地运用所储存的试剂来最大化车辆行驶里程并减少补充试剂的需求。

可有利的是提供将试剂注入内燃机的废气料流中的方法和设备，以最小化试剂沉淀，并改进试剂与废气的混合。

发明内容

这一部分提供对本公开内容的概述，而并非对其完整范围或其全部特征的全面公开。

一种用于减少发动机排放的废气处理系统，其包括适应于将废气料流从发动机供应至废气处理器件的废气管道。管道包括孔。注射器通过孔将试剂注入废气料流。废气管道内在注射器的上游布置有流量调节器。流量调节器包括分流器，用于增加废气在管道内的预定位置相对于所注射试剂的速度。

提供一种用于废气流处理系统的废气料流流量调节器，废气处理系统包括废气管道和用于将试剂注入废气料流的注射器。流量调节器包括适应于将注射器固定至管道的支架(mount)。支架包括孔，通过该孔注入试剂。分流器(divider)联结至支架和管道之一，适应于布置在管道内，并偏离(offset from)管道的内表面。分流器位于试剂注射孔的上游，并且以一个角度倾斜，以增加废气在管道内的预定位置的速度，从而降低试剂在管道内表面上的碰撞。

从本文提供的说明中将明了更多的应用领域。本概述中的说明和具体实施例仅旨在示例，而不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文的附图仅旨在例示所选的实施方案，而并非所有可能的实施方式，且并不旨在限制本公开内容的范围。

图1描述了一个示例性的具有排放控制系统的内燃机的示意图，排放控制系统装有根据本教导的预注射废气流量调节器；

图2是一个包括预注射废气流量调节器的废气处理器件的分解立体图；

图3是废气处理器件的局部截面侧视图；

图4是描绘经过未安装预注射调节器的管道的废气速度曲线的图表；

图5描绘了在没有流量调节器的管道中的试剂的质量分数的计算流体动力学模型；

图6是描绘在不含预注射废气流量调节器的管道内所注射试剂的液滴模拟喷雾浓度的计算流体动力学等值线；

图7描绘了在具有流量调节器的管道中的试剂的质量分数的计算流体动力学模型；

图8是描绘具有预注射废气流量调节器的管道内所注射试剂的液滴模拟喷雾浓度的计算流体动力学等值线；

图9是半圆锥形流量调节器的局部立体图；

图10是楔形板(wedge flap)流量调节器的局部立体图；

图11是另一个替代的预注射流量调节器的局部立体图；

图12是图11中描绘的流量调节器的横截面侧视图；

图13是图11中描绘的流量调节器的端视图；