[发明专利]一种新型可变混合速率的尿素混合器及控制方法

说明书

本发明公开了一种新型可变混合速率的尿素混合器及控制方法，所述尿素混合器为旋流式，包括基体以及连接在基体上的旋流叶片，其中，旋流叶片倾角能够改变，所述旋流叶片倾角为器旋流叶片与水平面所形成的夹角。利用本申请，柴油机工况变化时，可调节叶片倾角，获得与工况相匹配的NOx处理能力和排气背压，从而获得较好的排放性能和经济性。

技术领域

本发明涉及尿素混合器结构技术领域，尤其涉及一种新型可变混合速率的尿素混合器及控制方法。

背景技术

SCR系统能够有效的降低柴油机的NOx排放，但在柴油机低负荷运行时，由于排气温度低，SCR系统中喷射的尿素不易蒸发，分布不均，易在系统壁面产生尿素结晶，降低催化剂还原效率,同时,还会对排气管路产生一定程度的堵塞,导致排气压力损失增大,从而降低发动机经济性。

为了更好地促进尿素蒸发、分解以及与排气的混合,比较常见的做法是在SCR系统中安装混合器，混合器对尿素溶液的喷雾、蒸发、分解和混合有很大的影响,尤其是在排气温度较低时影响更显著，不仅能够使尿素喷雾液滴更充分地与排气混合，提高混合均匀性，还能加快尿素液滴的蒸发，促进尿素的分解，从而提高NOx的转化效率,并减少低温下尿素沉积物的生成量。但复杂的混合器结构会增大排气背压，降低柴油机大负荷下的经济性。

发明内容

本发明的目的是提出了一种新型可变混合速率的尿素混合器及控制方法，可在不同负荷下通过改变混合器旋流叶片倾角，即可获得不同的混合效果和排气背压。

为实现本发明的目的，本发明提供的一种新型可变混合速率的尿素混合器，所述尿素混合器为旋流式，包括基体以及连接在基体上的旋流叶片，其中，旋流叶片倾角能够改变，所述旋流叶片倾角为器旋流叶片与水平面所形成的夹角。

其中，所述旋流叶片倾角为锐角或直角。

其中，还包括用于改变旋流叶片倾角的执行机构，所述执行机构包括罩在基体外侧的、能够顺时针和逆时针旋转的驱动环和多个驱动杆机构，每个旋流叶片均分别通过一个驱动杆机构与驱动环连接，

所述驱动杆机构包括第一驱动杆、第二驱动杆以及第一铰链销、第二铰链销、第三铰链销，所述旋流叶片端部的一侧通过第二铰链销与基体铰接连接，其端部的另一侧与第二驱动杆的一端通过第一铰链销铰接连接，所述第二驱动杆的另一端通过第三铰链销与第一驱动杆的一端铰接连接，第一驱动杆的另一端与固定环固定连接。

其中，第一驱动杆与固定环焊接连接。

其中，所述驱动环与基体滑动连接，或者所述驱动环与基体间隔设置。

其中，所述驱动环与步进电机传动连接，所述步进电机传动所述驱动环旋转。

相应地，本发明还提供了一种新型可变混合速率的尿素混合器控制方法，所述新型可变混合速率的尿素混合器为如上述的新型可变混合速率的尿素混合器，

所述尿素混合器的控制方法如下：

(1)当柴油机低负荷运行时，控制驱动环旋转，将旋流叶片倾角调小；

(2)当柴油机中负荷运行时，控制驱动环旋转，将旋流叶片倾角调节至大于低负荷运行时的旋流叶片的倾角；

(3)当柴油机大负荷运行时，控制驱动环旋转，将旋流叶片倾角调节至垂直于水平面，或调节至接近于垂直水平面的状态。

相应地，本发明还提供了另一种新型可变混合速率的尿素混合器控制方法，所述新型可变混合速率的尿素混合器为如上述的新型可变混合速率的尿素混合器，

所述尿素混合器的控制方法如下：

(1)当柴油机低负荷运行时，控制驱动环顺时针旋转，通过驱动杆机构带动旋流叶片，旋流叶片倾角随之减小；