[发明专利]排气混合器

说明书

本发明涉及排气混合器。提供用于混合器的方法和系统。在一个示例中，系统可包括布置在通道中的混合器，并且所述混合器经配置用于混合一种装置上游的两种不同的气体。

技术领域

本发明大体涉及排气混合器。

背景技术

在较高的发动机负载和/或升压发动机状况中，会展现出较高的燃烧温度和排气温度。这些较高的温度会增加氮氧化物(NO_x)排放物，并造成发动机中和排气系统中催化材料的加速劣化。排气再循环(EGR)是一种抵御这些影响的方法。EGR策略通过用排气稀释进气减少了进气中的氧含量。当用稀释的空气/排气混合物代替未与排气混合的环境空气来支持发动机中燃烧时，就会展现出较低的燃烧和排气温度。EGR还可以通过减少节流损失和散热来增加汽油发动机的燃料经济性。

替代地，当发动机状况不适合采用EGR时，一种用于发动机排气后处理的技术采用了选择性催化还原(SCR)的方法，以使排气中的NO_x与氨气(NH₃)之间的特定的化学反应能够发生。氨气通过将还原剂注射到排气通道中的方式被引入到SCR催化剂上游的发动机排气系统中。在高温状况下还原剂熵分解为NH₃。SCR促进NH₃和NO_x之间的反应，以将NO_x转化成氮气(N₂)和水(H₂O)。但是，在将还原剂注射入排气通道的过程中可能会产生一些问题。在一个示例中，还原剂可能与排气流混合不良(例如，排气流的第一部分比排气流的第二部分具有更高的尿素浓度)从而可能导致SCR涂层不良和排放物(例如NO_x)与SCR之间的反应较差。

因此，排气不管是与进气、还原剂还是其自身的混合，对于实现发动机的最佳性能都是至关重要的。解决排气混合不足的尝试包括沿通道布置流体混合器，以增加流经其中的气体的湍流。

但是，在这里发明人已经认识到此类系统的潜在问题。例如，这些混合器通常设计复杂并且难以整合到不同形状的发动机系统中。举例来说，混合器可能不能适应通道中存在的各种弯头和/或喷射器。此外，这些混合器的模具和/或铸件很贵，导致生产成本的提高。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过包含布置在第一通道、第二通道和辅助通道之间的混合板的发动机系统解决，上述通道中的每一个均联接到腔室，并且其中该板被穿孔并且具有S形状的横截面，该板将腔室分成两部分，其中第一通道与第一部分联接，第二通道与第二部分联接。以此方式，第一部分中的气体(并且在一个示例中所有气体)在进入第二部分之前被迫流经板。

作为一个示例，辅助通道与第一部分联接。来自第一通道和辅助通道的气体可以在流经板的穿孔进入第二部分之前，在第一部分中碰撞。板可以增加湍流度，湍流度可以促进来自第一通道和辅助通道的气体之间的混合。混合气体在流入第二通道之前可以流过第二部分的片段。以此方式，混合气体可以提高布置在板和腔室下游的第二通道中的组件的效率和性能。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是包含有排气混合器的发动机中的单独一个汽缸的示意图。

图2A和图2B展示了排气混合器的第一示例的透视图。

图3展示了具有通过其的示例排气流的排气混合器的第一示例的剖视图。

图4展示了排气混合器的第二示例的透视图。

图5A展示了排气混合器的第二示例布置在其中的腔室。