CN108150247A - 排气后处理系统、设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种排气后处理系统的部件包括具有锥形部分的金属主体。该排气后处理系统的部件还包括布置在金属主体的锥形部分内的弯曲板。该弯曲板具有多个设置在弯曲板上的穿孔，以促进流过弯曲板的排气混合物在基板的表面上的分布。

Description

排气后处理系统、设备及方法

技术领域

本发明涉及一种排气后处理系统。

背景技术

排气后处理系统(ATS)与机器的发动机相关。通常情况下，发动机的排气ATS在排气ATS的壳体上所限定的入口端口处联接至发动机的排气管。在排气流离开到达大气中之前，排气ATS处理并还原该排气流中存在的氮氧化物(NOx)以及未燃烧的碳氢化合物。排气ATS包括排气基板(诸如柴油机氧化催化器(DOC))，以用于处理并还原排气中存在的未燃烧的碳氢化合物以及促进NO向NO2的氧化。

典型地，限定在壳体中的入口端口和设置在壳体内的排气基板可以足够大以在排气撞击排气基底表面前提供合适的气流均匀性。设计上的限制可能导致排气ATS的可用空间较小，因此入口端口与排气基底表面之间的距离不得不被减小。然而，降低入口端口与排气基底表面之间的距离可以影响排气流的均匀性并进一步降低排气ATS的性能。

美国专利公开号US2012/0151902公开了一种用于发动机排气后处理系统的偏置还原剂混合器。该偏置还原剂混合器有助于引入和转化由喷射器引入的还原剂。根据'902专利公开文件，该偏置还原剂混合器的接触面积可以变化以便为还原剂喷雾提供更大的撞击区域，进而撞击还原剂喷雾并使其破裂，从而产生更多的湍流并进一步帮助还原剂喷雾转化成氨。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种排气后处理系统。该排气后处理系统包括排气入口，其配置用于通过入口端口接收排气混合物。该排气入口包括第一部分和第二部分之间的锥形部分，第一部分将该锥形部分连接到入口端口，第二部分将该锥形部分连接到排气基板的罐。该排气后处理系统还包括布置在排气入口的锥形部分内的扩散器。该扩散器包括在第一部分和第二部分之间形成壁的扩散板。该扩散板具有朝向排气基板的罐的入口表面凸起的弯曲表面。在扩散板的弯曲表面内设置多个穿孔，通过穿孔允许排气混合物从入口端口通到排气基板。基于扩散板的弯曲表面，多个穿孔将排气混合物的一部分径向向外分布在排气基板的罐的入口表面上。该排气后处理系统还包括连接至排气基板的罐的出口的排气出口。该排气出口配置用于通过出口端口从排气基板中排出经处理的排气混合物。该排气出口包括出口管，其朝向排气入口弯曲，从而导致出口端口朝向扩散板的弯曲表面。

在本发明的另一方面，提供了一种方法。该方法包括提供排气后处理系统的排气部件。该排气部件具有位于第一部分和第二部分之间的锥形部分，第二部分将入口端口连接到排气基板的罐上。该方法还包括提供设置在排气部件的锥形部分内的弯曲板，以形成第一部分和第二部分之间的壁。该弯曲板朝向排气基板的罐凸起并包括多个设置在弯曲板上的穿孔，排气混合物通过该穿孔从入口端口流到排气基板。该方法还包括提供排气后处理系统的出口部件。该出口部件包括排放经处理的排气混合物的出口端口。

在本发明的又一方面，提供了一种排气后处理系统的部件。排气后处理系统的部件包括具有锥形部分的金属主体。该排气后处理系统的部件还包括布置在金属主体的锥形部分内的弯曲板。弯曲板具有多个设置在弯曲板上的穿孔，以促进流过弯曲板的排气混合物在基板的表面上的分布。

通过以下的说明和附图，本发明的其它特征和方面将是显而易见的。

附图说明

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了一个或多个实施例，并且连同说明书一起解释各种实施例。此外，附图不一定按比例绘制，附图中的任何值或尺寸仅用于说明的目的而可能代表或可能不代表实际的或优选的值或尺寸。在适用的情况下，可能没有说明某些或全部选择的特征来帮助描述和理解基础特征。

图1是根据本发明一个或多个实施例的发动机和联接到该发动机的排气后处理系统的示意性框图；

图2是根据本发明的一个或多个实施例的图1的排气后处理系统的横截面图，其示出了弯曲板；

图3是根据本发明的一个或多个实施例的排气后处理系统的排气入口的透视图；

图4是根据本发明的一个或多个实施例的图3的排气入口的平面图；

图5是根据本发明的一个或多个实施例的图2的排气后处理系统的横截面图，其描绘了排气混合物穿过弯曲板和排气基板的流动路径；

图6是根据本发明一个或多个实施例的排气后处理系统的侧视图，其示出了入口管与排气入口的入口端口的连接；以及

图7是根据本发明一个或多个实施例的用于将排气混合物均匀地分布在排气后处理系统的排气基板的横截面上的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图阐述的描述旨在作为所描述的主题的各种实施例的描述，并不一定旨在表示唯一的实施例。在特定的情况下，描述包括提供对所述主题理解为目的的具体细节。然而，对于本领域技术人员来说，没有这些特定的细节也能够实施这些实施方案。在特定的情况下，可以以框图形式示出公知的结构和构件，以避免模糊所描述的主题的概念。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。

说明书中对“一个实施例”或“实施例”的任何引用意味着结合包括在至少一个实施例中实施例描述的特定特征，结构，特性，操作或功能。因此，说明书中任何出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定是指相同的实施例。而且，特定特征，结构，特性，操作或功能可以以任何合适的方式结合在一个或多个实施例中，并且其意图在于所述主题的实施例能够并且一定涵盖所述实施例的修改和改变。

还必须注意，正如在说明书所附权利要求书和摘要中使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数对象。也就是说，除非另外明确指出，正如本文中所使用的术语“一”和“一个”等具有“一个或多个”的意思。此外，可以理解，术语诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“侧”、“高度”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“内侧，“外侧”，“内部的”，“外部的”等仅仅描述参考点，并不一定将所述主题的实施例限制于任何特定的定向或配置。另外，术语”第一“、”第二“、”第三“等仅仅标识在此描述的多个部分，部件，参考点，操作和/或功能中的一个，并且同样不一定限制描述的主题为任何特定的配置或方向。

一般而言，所公开主题的实施例可以通过缩短排气入口的入口和罐的入口表面之间的距离，将排气混合物均匀地分配到排气后处理系统的罐的入口表面，所述排气后处理系统包含排气基板，诸如柴油氧化催化器(DOC)、选择性催化还原(SCR)系统、和/或柴油颗粒过滤器(DPF)。排气入口具有平直部分和锥形部分。在排气混合物撞击罐的入口表面之前，锥形部分有助于实现来自发动机的排气混合物的均匀流动。具有多个穿孔的弯曲板布置在排气入口的锥形部分内，以促进排气混合物的均匀流动。该扩散板具有朝向排气基板的罐的入口表面凸起的弯曲表面。多个穿孔包括以不对称图案布置的多个小穿孔和多个大穿孔。锥形部分，弯曲板的曲率，以及多个多个穿孔有助于保持排气混合物在罐的入口表面上的均匀流动，而不管将发动机与发动机的入口端口连接的的定向或配置成排气口。

参考图1，根据本发明一个或多个实施例，示出了发动机100和联接到发动机100的排气后处理系统102的示意性框图。发动机100可以用于向任何机器(包括但不限于公路卡车、非公路卡车、推土机和发电机)提供动力。因此，发动机100可以与行业(包括但不限于运输、建筑、农业、林业、发电和材料搬运)相关联。在实施例中，发动机100可以是在诸如柴油、汽油、气体燃料或其组合等燃料上运行的内燃机，诸如火花点火发动机或压燃式发动机。发动机100可以包括以诸如“V”型构型和直列构型的各种构型来定义的多个汽缸。发动机100还可以包括各种部件(未示出)，诸如燃料系统和进气系统。

发动机100还可以包括排气歧管(未示出)。排气歧管可以接收从发动机100的多个汽缸离开的排气混合物。排气混合物可以包含排放化合物，其可以包括但不限于氮氧化物(NOx)、未燃烧的碳氢化合物、微粒物和其它燃烧副产物。为了在排到大气之前处理排气混合物并还原排放化合物，发动机100的排气歧管经由入口管104联接到排气后处理系统102。入口管104帮助发动机100的排气歧管与排气后处理系统102流体连通。

排气后处理系统102可以包括部件106，该部件在下文中可互换地称为“排气入口106”或“排气部件106”，其联接到入口管104。排气入口106可以是由金属或合金(诸如钢)制成的金属主体108(如图2所示)。如图1所示，排气入口106可以包括限定在排气入口106的第一端112处的入口端口110(在图2中示出)。排气歧管可以经由入口管104联接到排气入口106的金属主体108的入口端口110。在发动机100运转期间，排气后处理系统102通过排气歧管和排气入口106的入口端口110接收来自发动机100的排气混合物。

排气后处理系统102还可以包括设置在排气入口106的入口端口110下游的罐114。罐114还可以联接到排气入口106的金属主体108的第二端116。罐114可以按照如下的方式与排气入口106联接，即在罐114和排气入口106之间提供流体密封连接，并且因此可以防止排气混合物的泄漏。在一个实施例中，罐114可以使用诸如螺栓和螺母的紧固件紧固到排气入口106的金属主体108。在另一个实施例中，罐114可以焊接到排气入口106。在又一个实施例中，罐114可以与排气入口106的第二端116压入配合。罐114可以是具有预定内容积的中空圆柱形本体，并且可以在中空圆柱形本体的预定内容积内容纳排气基板118。排气基板118可以布置在罐114内以经由入口端口110接收从发动机100的排气歧管得到的排气混合物。排气基板118可以用于还原排气混合物中存在的排放化合物。此外，在DPF的情况下，当排气混合物通过排气基板118时，排气混合物中所含的微粒物可能被捕获并防止其排放到大气中。

在一些实施例中，排气后处理系统102可以包括还原剂系统(未示出)，该还原剂系统(未示出)通过还原剂喷射器将还原剂喷涂或喷射到排气混合物。在一个示例中，还原剂可以是柴油机尾气处理液(DEF)。在其它示例中，还原剂可以包括尿素，氨和其他合适的还原剂。

排气后处理系统102的排气基板118可以处理和处理从发动机100接收的排气混合物。处理排气混合物的一个示例是过滤，诸如在DPF的情况下。经处理的排气混合物还可以被引进排气后处理系统102的排气出口120。排气出口120可以连接到罐114的出口122，并通过出口端口124将经处理的排气混合物从排气基板118排放到大气中。如图1所示，排气出口120可以包括朝向排气入口106弯曲的出口管126。在一个实施例中，出口管126可以由冲压或激光切割的金属片制成并且可以焊接到罐114上。在另一个实施例中，出口管126可以使用诸如螺栓和螺母的紧固件紧固到罐114。在又一个实施例中，出口管126可以使用任何能够承受由排气后处理系统102内的排气混合物所引起高温的材料来制造。本文中所公开的排气后处理系统102是非限制性的示例。可以理解，排气后处理系统102可以相对于排气歧管布置在各种装置和/或组合内。

图2示出了根据本发明一个或多个实施例的排气后处理系统102的横截面图。排气后处理系统102可以包括入口端口110，该入口端口具有限定在排气入口106的金属主体108的第一端112处的入口直径“D1”。在替代实施例中，入口端口110可以限定在排气后处理系统102上可接近的任何位置处，而不会偏离本发明的范围。为了在排气歧管和排气后处理系统102之间提供流体密封连通，在一个实施例中，可以使入口端口110的入口直径“D1”等于与入口端口110联接的入口管104的端部端口(未示出)的内径。在一些实施例中，入口端口110的入口直径“D1”可以不同于入口管104的端部端口的内径。

排气入口106还可以包括将排气入口106与入口管104连接的第一部分202和将排气入口106与罐114连接的第二部分204。在所示实施例中，第一部分202具有在第一部分202的整个长度上保持恒定的内径“D2”。在一个实施例中，内径“D2”可以等于入口端口110的入口直径“D1”。在一些实施例中，内径“D2”可以不同于入口端口110的入口直径“D1”。排气入口106的第二部分204可以具有比第一部分202的内径“D2”更大的内径“D3”。而且，第二部分204的内径“D3”可以大于罐114的罐直径“D4”，并且第一部分202的入口直径“D1”可以小于罐114的罐直径“D4”。例如，入口端口110的入口直径“D1”可以是大约4英寸到5英寸，并且罐114的罐直径“D4”可以是大约14英寸。在一些实施例中，第二部分202的内径“D3”可以等于罐114的罐直径“D4”。

排气入口106还可以包括在第一部分202和第二部分204之间延伸的锥形部分206。更具体地，排气入口106的锥形部分206设置在第一部分202和第二部分204之间，第一部分将锥形部分206的第一端208连接到入口端口110，第二部分将锥形部分206的第二端210连接到罐114。在所示的实施例中，锥形部分206具有圆锥形状。由于锥形部分206的圆锥形状，锥形部分206的内径可以从锥形部分206的第一端208到锥形部分206的第二端210成比例地增加。因此，排气入口106的第二部分204可以具有比第一部分202的内径“D2”更大的内径“D3”。锥形部分206的圆锥形状可将入口端口110连接到排气基板118，并帮助维持引入到排气入口106中的排气混合物的均匀流动。

排气后处理系统102还可以包括布置在排气入口106的锥形部分206内的扩散器212。扩散器212设置在锥形部分206内以保持排气混合物在其中均匀地流动。扩散器212还可以包括布置在排气入口106的金属主体108的锥形部分206内的弯曲板214，以改善排气混合物的均匀流动。弯曲板214可以具有朝向罐114的入口表面218凸起的弯曲表面216。正如图2所示，由于这样的布置，弯曲板214在排气入口106的第一部分202和第二部分204之间形成壁。在优选的实施例中，弯曲板214可以由冲压金属板或铸钢制造，并且可以焊接到排气入口106的锥形部分206以形成单一集成结构。在一些实施方案中，弯曲板214和排气入口106可以作为单个部件通过铸造工艺来一起制造。在另一个实施例中，弯曲板214可以使用任何能够承受排气后处理系统102中产生的高温的材料来制造。在另一个实施例中，弯曲板214可以使用诸如螺栓和螺母等紧固件紧固到排气入口106的锥形部分206。在下文中，弯曲板214可互换地称为“扩散板214”。

多个穿孔222可以限定在扩散板214的弯曲表面216中。基于扩散板214的弯曲表面216，扩散板214中的多个穿孔222可以一体成形，以将排气混合物的一部分径向向外分布在罐114的入口表面218上。参考下文中的图3和图4，详细描述了扩散板214中的扩散板214和多个穿孔210的构造。

排气后处理系统102还可以包括设置在入口端口110下游的罐114。罐114在距离排气后处理系统102的入口端口110的距离“D”处联接至排气入口106的第二部分204。在一个实施例中，罐114可以使用诸如螺栓和螺母的紧固件紧固到第二部分204。在另一个实施例中，罐114可以焊接到第二部分204。当排气混合物通过限定在扩散板214中的多个穿孔222，基于第一部分202的内径“D2“、罐114的罐直径“D4“和由排气混合物所产生的分散量，限定了从入口端口110到罐114的入口表面218的距离“D”。

罐114还可以包括位于入口表面218远侧的出口122。入口表面218和出口122中的每一个可以具有限定在其中的多个穿孔，以允许排气混合物通过其流动。排气混合物还可以穿过设置在罐114内的排气基板118，并通过罐114的出口122中限定的多个穿孔离开。在接收到排气混合物时，排气基板118可以处理来自排气混合物的排放化合物。

在一个实施例中，排气基板118可以是柴油氧化催化器(DOC)。在另一个实施例中，排气基板118可以是柴油微粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)设备、氨氧化催化器(AMOX)或任何其它合适的排气基板118。在又一个实施例中，DOC和DPF可以布置在罐114内。在又一个实施例中，DOC和DPF可以布置在不同的罐内。尽管相对于具有罐114的排气后处理系统102描述了本发明，但可以理解的是，本发明可以适用于具有一个以上的罐的排气后处理系统102。

排气后处理系统102还可以包括排气出口120。在所示的实施例中，排气出口120可连接至罐114的出口122。此外，排气出口120的出口管126可朝向排气入口106弯曲，导致出口端口124面向扩散板214的弯曲表面216。这样，出口管126可以具有“眼镜蛇”形状。在另一个实施例中，出口管126可以具有任何其它形状，诸如轴向形状或径向形状。在一些实施例中，排气出口120可连接至罐114的出口122。由于在罐114的出口122中限定了多个穿孔，经处理的排气混合物朝向排气出口120流动。排气出口120可以将经处理的排气混合物从排气基板118经由出口端口124排放到大气中。在一个实施例中，排气出口120可以通过诸如螺母和螺栓的紧固件联接到罐114的出口122。在另一个实施例中，排气出口120可以焊接到罐114的出口122。

参照图3，示出了根据本发明的一个或多个实施例的排气入口106的透视图。具有多个穿孔222的扩散板214可以联接至排气入口106的锥形部分206。扩散板214可以具有由其环形边缘302限定的外径。外径可以基于排气入口106的锥形部分206内的扩散板214的位置来进行限定。更具体地，扩散板214的外径可以基于从扩散板214可以联接的入口端口110到排气入口106的锥形部分206的内表面304的距离来进行限定。在一个实施例中，扩散板214的环形边缘302可以焊接至排气入口106的锥形部分206的内表面304。在一些实施方案中，弯曲板214和排气入口106可以作为单个部件通过铸造工艺来一起进行制造。在替代实施例中，扩散板214的环形边缘302可以使用螺栓和螺母等紧固件紧固至锥形部分206的内表面304。在一些实施例中，扩散板214可以与锥形部分206的内表面304压入配合。

多个穿孔222可以限定在扩散板214的整个弯曲表面216中。基于扩散板214的弯曲表面216，多个穿孔222将排气混合物的一部分径向向外分布在罐114的入口表面218上。此外，扩散板214的弯曲表面216有助于排气混合物沿着排气入口106的锥形部分206的内表面304进行分布，然后到达罐114的入口表面218。在一个实施例中，多个穿孔222可以以不对称的图案布置在扩散板214的弯曲表面216上。参见图4，详细描述了多个穿孔222的不对称图案。

图4示出了图1的排气入口106的平面图，而该平面图示出了根据本发明一个或多个实施例的多个穿孔222的不对称图案。扩散板214可以包括第一半球402和第二半球404。在一个实施例中，第一半球402的表面积可以小于第二半球404的表面积。在另一个实施例中，第一半球402的表面积可以大于第二半球404的表面积。在又一个实施例中，第一半球402的表面积可以等于第二半球404的表面积。

多个穿孔222的不对称图案还可以包括第一组穿孔404和第二组穿孔408。更具体地，第一组穿孔404可以限定在扩散板214的第一半球402中。类似地，第二组穿孔408可以限定在扩散板214的第二半球404中。第一组穿孔404中的每一个可以具有第一直径“d1”，并且第二组穿孔408中的每一个可以具有第二直径“d2”。在一个实施例中，第一组穿孔404的第一直径“d1”可以小于第二组穿孔408的第二直径“d2”。在另一个实施例中，第一组穿孔404的第一直径“d1”可以等于第二组穿孔408的第二直径“d2”。在一些实施例中，第一组穿孔404的第一直径“d1”可以大于第二组穿孔408的第二直径“d2”。在一些实施例中，多个穿孔222可以具有三组或更多组的不等直径。

在实施例中，扩散板214可以按照如下的方式设置在锥形部分206内，即具有第一直径“d1”的第一组穿孔404可以更靠近排气出口120的出口端口124，而具有第二直径“d2”的第二组穿孔408可以比第一组穿孔404更远离出口端口124。此外，基于可以允许排气混合物流向罐114的流量以及可能在排气后处理系统102内引起的排气混合物的背压，可以限定出第一组穿孔404的第一直径“d1”和第二组穿孔408的第二直径“d2”。

如图3和图4所示，由于多个穿孔222的不对称图案，排气混合物可以均匀地分布在罐114的入口表面218和排气基板118的表面226(图2中示出)上。尽管参考多个穿孔222的不对称图案来解释本发明，正如图3和图4所示，可以理解的是，多个穿孔222的不对称图案可基于排气后处理系统102的各种参数而变化，诸如罐114的尺寸，排气基板118的位置，排气出口120以及出口管126的构型，而不限制本发明的范围。

除了多个穿孔222的不对称图案之外，扩散板214的曲率量，在扩散板214上限定的穿孔222的数量以及每个穿孔222的第一和第二直径“d1”，“d2”多个穿孔222可以帮助保持排气混合物的均匀流动。基于在入口端口110下游的扩散板214处产生背压，确定扩散板214的曲率量，在扩散板214上限定的穿孔222的数量以及多个穿孔222中的每一个的第一和第二直径“d1”，“d2”。在一个实施例中，扩散板214的曲率量和限定在扩散板214上的穿孔222的数量可以这样设计，使得在入口端口110下游产生的背压量可以小于预定的阈值压力。基于实验室测试和模拟，确定预定阈值压力。

图5示出了排气后处理系统102的横截面图，其描绘了经由入口端口110和扩散板214的排气混合物的流动路径“F”。在发动机100运转期间，排气混合物可以经由入口管104在入口端口110处引入到排气后处理系统102中。在所示实施例中，入口管104可以是水平设置并连接到发动机100的排气歧管的直管，并且入口端口110可以与排气后处理系统102的中心轴线“C”同轴。排气混合物通过入口端口110和第一部分202进入排气入口106的锥形部分206。由于排气入口106的锥形部分206具有圆锥形状，因此在引入到扩散板214之前，排气混合物的流动可以进行扩散。此外，锥形部分206的圆锥形状可以有助于排气混合物的流动的顺利扩散，而同时在引入到扩散板214之前不会在排气混合物的流动中产生任何湍流。

扩散板214的弯曲表面216和限定在扩散板214上的多个穿孔222可以促进排气混合物的一部分基本上均匀地分布在罐114的入口表面218上。在实施例中，排气混合物的某些部分可以穿过限定在扩散板214的第一半球402中的第一组穿孔404。类似地，排气混合物的某些部分可以穿过限定在扩散板214的第二半球404中的第二组穿孔408。当第一组穿孔404的第一直径“d1”小于第二组穿孔408的第二直径“d2”时，与第二组穿孔408相比，较少量的排气混合物可以穿过第一组穿孔404。排气混合物的这种流量差可以防止排气出口120处的背压，因为出口管126朝着扩散板214的第一半球402弯曲，并且出口端口124朝向扩散板214的弯曲表面216。尽管排气混合物流过罐114的流量可能是不同的，但是排气混合物可以基本上均匀地分布在罐114的入口表面218上。由于限定在罐114的入口表面218上的多个穿孔222的缘故，排气混合物还可以引入到排气基板118中。

排气基板118还可以减少排气混合物中存在的排放化合物。例如，在DPF的情况下，随着排气混合物通过排气基板118，排气混合物中所含的微粒物可能被捕获并防止其排放到大气中。经处理的排气混合物还可以经由在罐114的出口122中限定的多个穿孔222进入排气后处理系统102的排气出口120。经处理的排气混合物还可以流过出口管126并且可以通过出口端口124排放到大气中。

图6示出了根据本发明一个或多个实施例的排气后处理系统102的侧视图，该侧视图示出了入口管602到排气后处理系统102的连接。基于发动机舱内的空间，连接发动机100的排气歧管和排气后处理系统102的入口管602可以以各种取向进行布置，以便适应排气后处理系统102、排气后处理系统102的尺寸和形状、以及发动机100的应用。在实施例中，正如图6所示，将发动机100的排气歧管连接到入口端口110的入口管602可以弯曲90度。由于入口管104具有这种L形形状，因而可以改变从排气歧管到入口端口110的排气混合物的流动，这是因为排气混合物可以被推到入口管602的弯曲部的外侧，导致排气混合物在流过入口管602时的流动中的湍流。然而，排气入口106的第一部分202和锥形部分206可以在引入到扩散板214之前使得排气混合物的这种非均匀流动变得具有均匀性。

随后，排气混合物的均匀流动可以引入到扩散板214。扩散板214的曲率量、设置在扩散板214上的多个穿孔222的数量以及多个穿孔222的第一直径“d1”和第二直径“d2”可以进一步帮助保持排气混合物的均匀流动，而与入口管602的配置或取向无关。流过扩散板214的排气混合物此后可以基本上均匀地分布在罐114的入口表面218上，而与连接到排气入口106的入口端口110的入口管602的配置或取向无关。

工业实用性

本发明涉及排气后处理系统102的排气入口106和设置在排气入口106的锥形部分206内的扩散板214。具有排气入口106的排气后处理系统102可与任何发动机一起使用，其中排气基板118的入口端口104与罐114之间的距离“D”(如图2所示)必须最小。排气入口106的锥形部分206，扩散板214的曲率量以及限定在弯曲板214中的多个穿孔222的不对称图案可以有助于在分散在罐114的入口表面218之前维持排气混合物的均匀流动。由于排气入口106的紧凑结构，可以优化发动机舱内的空间。另外，可以减少排气后处理系统102的排气入口106的开发成本。此外，与由平坦扩散板所致的排气混合物的流动的扩散相比，扩散板214的朝向罐114凸起的弯曲表面216引起通过罐114的横截面的排气混合物流动的扩散。此外，限定在扩散板214上的多个穿孔222的数量可以比限定在平坦扩散板上的多个穿孔的数量多。这样，可以在入口端口110下游的扩散器板214处产生的背压量可以相对平坦扩散器板上产生的背压量更小。在下文中，排气入口106，扩散板214和排气出口120分别被称为“排气部件106”，“弯曲板214”和“出口部件120”。

图7示出了根据本发明一个或多个实施例的用于将排气混合物均匀地分布在排气后处理系统102的排气基板118的横截面上的方法700的流程图。在步骤702处，方法700可以包括提供排气后处理系统102的排气部件106。排气部件106可以具有第一部分202、第二部分204以及设置在在第一部分202和第二部分204之间的锥形部分206。更具体地，锥形部分206设置在第一部分202和第二部分204之间，第一部分将锥形部分206连接到入口端口110，而第二部分将锥形部分206连接到罐114。排气部件106通过连接在发动机100的排气歧管和排气部件106的入口端口110之间的入口管104来接收来自发动机100的排气混合物。

在步骤704处，方法700可以包括提供弯曲板214。弯曲板214可以布置在排气部件106的锥形部分206内并且在第一部分202和第二部分204之间形成壁。弯曲板214可以朝向罐114凸起。更具体地，弯曲板214可以是凸起的并且面向罐114的入口表面218。弯曲板214可以包括限定在弯曲板214上的多个穿孔222，排气混合物可以通过该穿孔从入口端口110流动到设置在罐114内的排气基板118。多个穿孔222可以促进排气混合物在排气基板118的表面226上的分布。更具体地，基于弯曲板214中限定的多个穿孔222的不对称图案，弯曲板214和多个穿孔222可以促进排气混合物基本上均匀地分布在排气基板118的表面226上。

在步骤706处，方法700可以包括提供排气后处理系统102的出口部件120。出口部件120可以包括出口管126，该出口管具有限定在远离罐114的出口122并且面向排气部件106的弯曲板214的出口端口124。出口端口124可将经处理的排气混合物排放到大气中。

虽然已经参照上面的实施例具体示出和描述了本发明的各方面，但是本领域技术人员将会理解，可以通过对所公开的机器，系统和方法的修改而预期各种附加实施例而不背离所披露的精神和范围。应该理解这样的实施例落入基于权利要求及其任何等同物所确定的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种排气后处理系统，包括：

排气入口，所述排气入口配置用于通过入口端口接收排气混合物，所述排气入口包括第一部分和第二部分之间的锥形部分，所述第一部分将所述锥形部分连接到所述入口端口，所述第二部分将所述锥形部分连接到所述排气基板的罐；

扩散器，所述扩散器布置在所述排气入口的所述锥形部分内，所述扩散器包括在所述第一部分和第二部分之间形成壁的扩散板，所述扩散板具有朝向所述排气基板的所述罐的入口表面凸起的弯曲表面以及多个设置在所述扩散板的所述弯曲表面中的穿孔，通过所述穿孔允许所述排气混合物从所述入口端口通到所述排气基板，

其中基于所述扩散板的所述弯曲表面，所述多个穿孔将排气混合物的一部分径向向外分布在所述排气基板的所述罐的所述入口表面上；以及

排气出口，所述排气出口连接至所述排气基板的所述罐的出口，所述排气出口配置用于通过出口端口从所述排气基板中排出经处理的排气混合物，

其中所述排气出口包括出口管，所述出口管朝向所述排气入口弯曲，从而导致所述出口端口朝向所述扩散板的所述弯曲表面。

2.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述入口端口的入口直径小于所述排气基板的所述罐的罐直径。

3.根据权利要求2所述的排气后处理系统，其中从所述入口端口至所述排气基板的所述罐的所述入口表面的距离基于所述入口直径和所述罐直径之间的差和由通过设置在所述扩散板上的所述多个穿孔的所述排气混合物所产生的分散量。

4.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述排气入口的所述锥形部分具有将所述入口端口连接至所述排气基板的圆锥形状。

5.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述排气入口的所述第二部分的直径大于所述第一部分和所述锥形部分的直径。

6.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述排气基板是柴油氧化催化器(DOC)。

7.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述排气基板是柴油机微粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)设备或氨氧化催化器(AMOX)。

8.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述多个穿孔在所述扩散板的所述弯曲表面上以不对称图案布置。

9.根据权利要求8所述的排气后处理系统，其中所述不对称图案包括第一半球与第二半球，其中所述第一半球的表面积小于所述第二半球的表面积。

10.根据权利要求8所述的排气后处理系统，其中所述不对称图案包括具有第一直径的第一组穿孔和具有第二直径的第二组穿孔，其中所述第一组穿孔的所述第一直径小于所述第二组穿孔的所述第二直径。

11.根据权利要求10所述的排气后处理系统，其中具有所述第一直径的所述第一组穿孔更靠近所述出口端口，并且其中具有所述第二直径的所述第二组穿孔比起所述第一组穿孔距离所述出口端口更远。

12.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述多个穿孔和所述弯曲表面将所述排气混合物的所述部分基本上均匀地分布在所述排气基板的所述罐的所述入口表面上。

13.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述流过所述扩散板的排气混合物基本上均匀地分布在所述排气基板的所述罐的所述入口表面上，而与连接到所述排气基板的所述入口端口的入口管的配置或取向无关。

14.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其中所述出口管具有轴向形状或径向形状。

15.一种方法，包括：

提供排气后处理系统的排气部件，所述排气部件具有位于第一部分和第二部分之间的锥形部分，所述第二部分将入口端口连接到排气基板的罐；

提供弯曲板，所述弯曲板布置在所述排气部件的所述锥形部分内，以在所述第一部分和所述第二部分之间形成壁，所述弯曲板朝向所述排气基板的所述罐凸起并包括多个设置在所述弯曲板上的穿孔，所述排气混合物通过所述穿孔从所述入口端口流到所述排气基板；以及

提供所述排气后处理系统的出口部件，所述出口部件包括排放经处理的排气混合物的出口端口。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在所述排气部件处接收引入所述入口端口中的所述排气混合物；以及

通过布置在所述弯曲板上的所述多个穿孔，促进所述排气混合物在所述排气基板的表面上的分布。

17.根据权利要求16所述的方法，其中促进所述排气混合物在所述排气基板的所述表面上的分布包括基于设置在所述弯曲板上的所述多个穿孔的不对称图案，将所述排气混合物基本上均匀地分布在所述排气基板的所述表面上。

18.一种排气后处理系统的部件，包括：

具有锥形部分的金属主体；以及

布置在所述金属主体的所述锥形部分内的弯曲板，所述弯曲板具有设置在所述弯曲板上的多个穿孔，

其中所述弯曲板上的所述多个穿孔促进流过所述弯曲板的排气混合物在基板的表面上的分布。

19.根据权利要求18所述的部件，其中所述金属主体和所述弯曲板被焊接或铸造在一起作为单个部件。

20.根据权利要求18所述的部件，其中所述多个穿孔包括具有第一直径的第一组穿孔和具有第二直径的第二组穿孔，并且其中所述第一直径小于所述第二直径。