[发明专利]柴油机尾气混合装置

说明书

本发明公开了一种柴油机尾气混合装置，外壳内设置进气挡板、出气组件，进气挡板与出气组件之间沿轴向横置有中心管，进气挡板的板面上凸起有第一凸起，形成第一开口、第二开口；中心管的圆周壁面上开设若干第二通孔；出气组件上具有若干开孔部及第二凸起，第二凸起的外侧边缘朝外开出、形成第三开口。本发明的气流旋转进入混合腔，降低了尿素结晶的风险；导流腔内的气流具有三个出气通道，气流分别从三个通道流出，气流流速分布均匀性高，结晶风险低，尾气与氨气的混合更均匀。

技术领域

本发明涉及柴油发动机尾气后处理技术领域，尤其是一种柴油机尾气混合装置。

背景技术

目前，在柴油发动机尾气后处理系统中，通常采用选择性催化还原技术(SCR)对发动机的尾气排放进行后处理；为了使尿素液滴能够在后处理系统中充分的与柴油机尾气混合均匀，需要在后处理系统中增加混合器，在混合器中喷入尿素水溶液，尿素水溶液经尾气加热被分解成氨气（NH₃），在催化剂的作用下，氨气（NH₃）把尾气中的氮氧化物（NO_X）还原成无害的氮气（N₂）和水（H₂O），最终从尾气管排出，从而达到降低排放物的目的。

现有的尾气后处理混合装置通常存在气体流速分布均匀性差、氨混合均匀性差的问题。气体流速分布均匀性差一方面会导致催化剂老化不均匀；另一方面，由于气体流速分布不均匀，在尾气后处理混合装置内部，处于气体流速较小区域的内壁面的温度较低，当尿素液滴接触到此部分内壁面后会带走一部分热量，使此部分的内壁面温度进一步降低，掉落在温度过低的内壁面上尿素液滴由于没有充分的吸热挥发，很容易形成尿素结晶，进而影响后处理系统性能，更甚者还会造成排放超标或后处理系统堵塞而造成车辆动力不足。氨混合均匀性差使氮氧化物的转化效率较差，并造成部分氨逃逸，从而影响催化剂的整体性能。

发明内容

本申请人针对上述现有尾气后处理混合装置存在气体流速分布均匀性差、容易形成尿素结晶，混合均匀性差的缺点，提供一种结构合理的柴油机尾气混合装置，气体流速分布均匀性高、结晶风险低，混合均匀性高。

本发明所采用的技术方案如下：

一种柴油机尾气混合装置，外壳内沿径向设置进气挡板、出气组件，进气挡板与出气组件之间沿轴向横置有中心管，外壳内部位于进气挡板、出气组件之间及中心管的外侧空腔为导流腔；进气挡板的外周轮廓尺寸与外壳内周轮廓尺寸相匹配，进气挡板的板面上凸起有第一凸起，形成第一开口、第二开口，第一凸起内侧形成混合腔；中心管的内部通道连通外壳的出气端部，中心管的圆周壁面上开设若干第二通孔，若干第二通孔及内部通道成为第一出气通道、导通导流腔与外壳的出气端部；出气组件的外周轮廓尺寸与外壳内周轮廓尺寸相匹配；出气组件上具有若干开孔部及第二凸起，第二凸起的外侧边缘朝外开出、形成第三开口；第二凸起位于开孔部的内侧，二者之间形成有出气腔，出气腔连通第三开口；开孔部上开设若干第一通孔，若干第一通孔成为第二出气通道、导通导流腔与出气腔；开孔部的外边缘与第二凸起的对应部位之间具有间隙、形成出气口，出气口作为第三出气通道、导通导流腔与出气腔。

本发明的尾气气流流经进气挡板时，对进气挡板的板面及第一凸起的第一弧面进行了预热，使掉落在板面及第一弧面上尿素液滴充分吸热挥发，降低了尿素结晶的风险；尾气气流通过第一开口旋入混合腔内与尿素液滴相遇，气流在第一弧面的作用下加速旋流，旋入混合腔后形成环流，对喷射的尿素液滴起到有效的分散及预加热作用，同时也延长了气流对尿素液滴的加热路径，提高了尾气的热利用效率，使得尿素液滴充分吸热挥发，避免尿素液滴掉落到对应部件的内壁面上而形成尿素结晶，降低了尿素结晶的风险，保证了后处理系统的性能，避免造成排放超标或后处理系统堵塞，保证车辆动力要求。导流腔内的气流分别通过第一出气通道、第二出气通道、第三出气通道流出，进一步提高气流流速的均匀性，提高氨气的混合均匀性，使得尿素液滴充分吸热挥发，降低了尿素结晶的风险。

作为上述技术方案的进一步改进：

第一凸起为弧形凸起、具有第一弧面；第二凸起为弧形凸起、具有第二弧面。