[发明专利]具有偏流器的紧凑型混合器

说明书

一种用于车辆排气系统的混合器组件，其包括内壁表面和偏流器，该偏流器具有流动引导表面，该流动引导表面与内壁表面间隔开以提供排气入口区域。流动引导表面终止于从内壁表面间隔开的远端处，以在远端和内壁表面之间提供孔口，排气流加速通过该孔口并被引导着沿内壁表面流动。一种包括混合器的车辆排气部件组件以及用于将喷射的流体喷雾混合到混合器中的方法。

发明背景

排气系统传导由发动机产生的热排气通过各种排气部件以减少排放并控制噪声。排气系统包括喷射系统，该喷射系统在选择性催化还原(SCR)催化器上游喷射柴油排气流体(DEF)、或诸如尿素和水的溶液之类的还原剂。混合器定位在SCR催化器上游，并且将发动机排气和尿素转化的产物混合。喷射系统包括将尿素喷(雾)到排气流中的定量加料器。在到达SCR催化器之前，尿素应尽可能多地转化为氨(NH₃)。因此，液滴喷雾尺寸在实现该目标中起重要作用。

行业正朝着提供更紧凑的排气系统发展，这导致系统的体积减小。当用在更紧凑的系统构造中时，喷出较大尺寸的液滴的系统可能不能够提供充足的尿素转化。因此，对于这些更紧凑的构造，需要更小的液滴尺寸的定量加料器。

由于增加的表面接触面积，因此液滴尺寸越小，转化成氨的效率就越高。然而，由小液滴的定量加料器产生的喷雾对再循环的流非常敏感。通常，位于定量加料器末端处的区域具有再循环的流的涡流。该涡流将喷雾液滴朝向喷射部位处的混合区域的壁推动，这沿着壁产生了沉积起始部位。随着时间的推移，沉积物积聚并会对系统运行产生不利的影响。例如，氨均匀性指数可能较低，跨混合器的压降可能增大，或者在主动柴油颗粒过滤器(DPF)再生期间存在更高的氨排放。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种用于车辆排气系统的混合器组件包括内壁表面和具有流动引导表面的偏流器，该流动引导表面与内壁表面间隔开，以提供排气入口区域。流动引导表面终止于与内壁表面间隔开的远端处，以在远端和内壁表面之间提供孔口，排气流加速通过该孔口并被引导着沿内壁表面流动。

在上述的另一个实施例中，流动引导表面包括第一壁部分和第二壁部分，第一壁部分从内壁表面向外延伸，第二壁部分从第一壁部分横向延伸以终止于远端处，该远端通过间隙与内壁表面间隔开以提供孔口。

在上述任何一个的另一个实施例中，组件包括具有至少一个入口开口的入口挡板，该入口开口将排气流引导到内壁表面与流动引导表面之间的排气入口区域中。

在上述任何一个的另一个实施例中，该组件包括具有锥体入口的锥体，该锥体入口接纳喷射的流体喷雾以与离开孔口的排气流混合，并且其中，排气入口区域没有喷射的喷雾。

在另一个示例性实施例中，一种车辆排气部件组件包括混合器壳体，该混合器壳体限定内部腔体并且围绕混合器中心轴线，并且其包括内壁表面。入口挡板由混合器壳体的上游端支承并且包括多个入口开口。出口挡板由混合器壳体的下游端支承并且包括至少一个出口开口。喷射锥体定位在入口挡板和出口挡板之间，并且喷射锥体具有锥体入口和锥体出口，锥体入口构造成接纳喷射的流体喷雾，锥体出口将喷射的流体喷雾和排气的混合物引导到内部腔体中。偏流器包括与内壁表面间隔开以提供排气入口区域的流动引导表面，该排气入口区域接纳来自入口开口中的至少一个的排气并且没有喷射的流体喷雾。流动引导表面终止于与内壁表面间隔开的远端处，以在远端和内壁表面之间提供孔口，该孔口加速排气流通过孔口并引导排气流沿着内壁表面流动，以与喷射的流体喷雾和离开锥体出口的排气的混合物混合。

在上述任何一个的另一个实施例中，混合器壳体包括：外壁，其完全地围绕混合器中心轴线延伸；以及内壁，其与外壁径向地向内间隔开并且至少部分地围绕混合器中心轴线延伸，并且其中，内壁提供面向混合器中心轴线的内壁表面。

在上述任何一个的另一个实施例中，多个入口开口包括至少第一入口开口、第二开口以及多个第三开口，第一入口开口将排气的第一部分引导到排气入口区域中，第二开口将排气的第二部分导向锥体入口，多个第三开口将排气的剩余部分引导到内部腔体中，并且其中，第一部分大于第二部分。