[发明专利]用于减少定量给料器锥形件中的沉积物的分流器

说明书

一种用于车辆排气系统的混合器，该混合器包括混合器壳体，该混合器壳体限定用于发动机排气的内腔，并且该混合器包括形成在混合器壳体的壁内的定量给料器开口。锥形件具有与定量给料器开口对准的锥形件入口开口和进入到内腔中的锥形件出口开口。分流器具有通向内腔的至少一个第一开口以及围绕锥形件出口的第二开口。排气流被分流器引导至锥形件入口开口以与通过定量给料器开口所喷射的流体混合。

相关申请

本申请是于2016年7月20日提交的申请号为15/214,509的美国专利申请的部分继续申请。

技术领域

本申请涉及车辆排气系统，具体地涉及用于车辆排气系统的分流器。

背景技术

排气系统将发动机产生的热排气引导通过各种排气部件以减少排放并控制噪音。排气系统包括喷射系统，该喷射系统例如在选择性催化还原(SCR)催化器上游喷射柴油机排气处理液(DEF)或还原剂，比如尿素和水的溶液。混合器定位在SCR催化器的上游并且使发动机排气和尿素的转化产物混合。喷射系统包括将尿素喷射到排气流中的定量给料器。尿素在到达SCR催化器之前应当被尽可能多地转化为氨(NH₃)。因此，液滴喷射尺寸对于实现这个目标起着重要的作用。

在一种已知的构型中，混合器包括具有开口的壳体，该开口接纳定量给料器。锥形件与该开口对准，以提供进入外部壳体的内腔中的加宽的喷射区域。当喷射物进入排气流时，加宽的喷射区域有利于喷射液滴更彻底地分布在更大的区域上。

工业正朝着提供更紧凑的排气系统的方向发展，使系统的体积减小。喷射较大尺寸的液滴的系统在更紧凑的系统构型中使用时可能无法提供尿素的充分转化。因此，这些更紧凑的构型需要更小液滴尺寸的定量给料器。

液滴尺寸越小，则转化成氨的效果由于表面接触面积增大而越好。然而，由小液滴定量给料器产生的喷射物对再循环流非常敏感。通常，位于定量给料器的梢部处的区域具有循环流的涡流。该涡流将喷射液滴推向混合器的壁并到达定量给料器的梢部，这形成沉积起始位置。在使用锥形件的构型中，已经发现沉积起始位置位于锥形件的壁上。这些位置中的沉积物会随着时间的推移而积累，并且可能对系统的运行产生不利的影响。

发明内容

在一个示例性实施方式中，用于车辆排气系统的混合器包括混合器壳体，该混合器壳体限定用于发动机排气的内腔，并且该混合器包括形成在混合器壳体的壁内的定量给料器开口。锥形件具有与定量给料器开口对准的锥形件入口开口和进入到内腔中的锥形件出口。分流器具有通向内腔的至少一个第一开口以及围绕锥形件出口的第二开口。排气流被分流器引导至锥形件入口开口以与通过定量给料器开口所喷射的流体混合。

在上述实施方式的进一步实施方式中，分流器包括：至少一个铲状部分，所述至少一个铲状部分具有位于第一开口处的铲状部分入口；以及波纹状壁部分，该波纹状壁部分将排气从铲状部分入口引导至锥形件入口开口。

在上述任一实施方式中的进一步实施方式中，所述至少一个第一开口包括：位于铲状部分入口处的至少一个铲状部分入口开口；以及窗户式入口开口，该窗户式入口开口与铲状部分入口开口分开成使得铲状部分入口开口将排气引导至锥形件入口开口的一侧并且窗户式入口开口将排气引导至锥形件入口开口的相反侧。

在上述任一实施方式中的进一步实施方式中，所述至少一个铲状部分包括至少第一铲状部分和第二铲状部分。第一铲状部分具有位于第一开口处的第一铲状部分入口以及第一波纹状壁部分，该第一波纹状壁部分将排气从第一铲状部分入口引导至锥形件入口开口。第二铲状部分具有位于第一开口处的第二铲状部分入口以及第二波纹状壁部分，该第二波纹状壁部分将排气从第二铲状部分入口引导至锥形件入口开口。

在上述任一实施方式中的进一步实施方式中，混合器包括多个分流器壁，其中，每个分流器壁具有第一边缘和第二边缘，该第一边缘直接连接至分流器的内表面或混合器壳体，该第二边缘朝向锥形件的外表面延伸以将分流器分成多个流动通道。