CN109838290A - 排气处理系统的混流器、排气处理系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气处理系统的混流器、排气处理系统和车辆，所述排气处理系统的混流器包括壳体，所述壳体适于安装在排气管内；第一导流片，所述第一导流片安装在所述壳体内，且所述第一导流片的法线与所述壳体的轴线不垂直；第二导流片，所述第二导流片可枢转地安装在所述壳体内；驱动单元，所述驱动单元与所述第二导流片动力耦合连接以驱动所述第二导流片转动。本发明的排气处理系统的混流器，通过在排气管内设置第一导流片和第二导流片，既可增强尾气与还原剂混合均匀性，也可根据实际工况调节混合强度，降低背压，保证排气通畅，增强发动机动力性，降低油耗。

Description

排气处理系统的混流器、排气处理系统和车辆

技术领域

本发明属于车辆的技术领域，具体而言，涉及一种排气处理系统的混流器、设有该混流器的排气处理系统和设有该排气系统的车辆。

背景技术

随着汽车排放法规愈加严格，柴油机的后处理器将起到越来越重要的作用，其中，尿素溶液雾化后喷射到排气管内，尿素溶液可与排气管内的NOx反应，并排放无污染物，在排气管内增加混合器装置可以使雾化后的尿素液滴进一步分散，使尿素与尾气充分混合。相关技术中，尿素混合器结构全为被动式混合器，被动式混合器无法根据发动机工况动态调整混合效果，且混合器较大的表面积易造成背压升高，造成动力下降、高油耗等问题，存在改进的空间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种排气处理系统的混流器，所述排气处理系统的混流器为静态挡板和动态调整挡板结合使用，便于实时调节尾气与还原剂混合均匀性。

根据本发明实施例的排气处理系统的混流器包括：壳体，所述壳体适于安装在排气管内；第一导流片，所述第一导流片安装在所述壳体内，且所述第一导流片的法线与所述壳体的轴线不垂直；第二导流片，所述第二导流片可枢转地安装在所述壳体内；驱动单元，所述驱动单元与所述第二导流片动力耦合连接以驱动所述第二导流片转动。

根据本发明实施例的排气处理系统的混流器，通过在排气管内设置第一导流片和第二导流片，既可增强尾气与还原剂混合均匀性，也可根据实际工况调节混合强度，降低背压，保证排气通畅，增强发动机动力性，降低油耗。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器，所述第二导流片位于所述第一导流片的下游。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器，所述第一导流片和所述第二导流片均为多个，在所述第二导流片的法线与所述壳体的轴线垂直时，位于所述壳体轴线同侧的所述第二导流片在所述壳体横截面上的投影与所述第一导流片在所述壳体横截面上的投影交错设置。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器，所述第二导流片为多个，多个所述第二导流片沿所述壳体的轴线对称布置。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器，位于所述壳体轴线同侧的多个所述第二导流片的法线平行。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器，所述驱动单元为两个，位于所述壳体轴线同侧的多个所述第二导流片与同一个所述驱动单元动力耦合连接。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器，所述第一导流片具有矩形截面，所述第二导流片具有菱形截面。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器，所述第二导流片的枢转轴线与所述壳体的轴线垂直。

本发明提出一种排气处理系统。

根据本发明实施例的排气处理系统，设置有如上述任一种实施例所述的排气处理系统的混流器；排气管，所述排气处理系统的混流器安装于所述排气管内；还原剂供应模块，所述还原剂供应模块与所述排气管相连。

本发明还提出了一种车辆。

根据本发明实施例的车辆，设置有如上述的排气处理系统。

所述排气处理系统、车辆与上述的排气处理系统的混流器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的混流器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的混流器在低速、低载荷工况下的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的混流器在高速、高载荷工况下的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的混流器处于另一种工况下的结构示意图。

附图标记：

混流器100，

壳体10，第一导流片20，第二导流片30。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的排气处理系统的混流器100。

如图1-图4所示，根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器100包括：壳体10、第一导流片20、第二导流片30、驱动单元(图中未示出)。

壳体10适于安装在排气管内，壳体10为圆管形结构，壳体10的轴线与排气管的轴线重合，以便于排气管内的气流排放通畅。

需要说明的是，排气管内的排放物中包括有害气体，比如，有害气体为NOx，壳体10内通入用于与有害气体反应的还原剂，比如，还原剂为质量浓度为32.5％的尿素溶液，还原剂可与有害气体接触反应并产生无污染的物质(N₂和水)，使得排气管内的气体达到排放法规要求。

如图1-图4所示，第一导流片20安装在壳体10内，第一导流片20可改变壳体10内的气流流向，第一导流片20与壳体10相对固定，且第一导流片20的法线与壳体10的轴线不垂直，即第一导流片20与壳体10的轴线形成一定角度，以便于第一导流片20将通过壳体10的气流进行分流，增加混流器与还原剂的接触面积，增强有害气体与还原剂的混合效果，减少排放气体中的有害气体。

如图1-图4所示，第二导流片30可枢转地安装在壳体10内，第二导流片30可将经第一导流片20初步分流后的气流进行二次分流，增强有害气体与还原剂的混合均匀性，提高有害气体的转化效率，第二导流片30的法线与壳体10的轴线的夹角可调，可通过调节第二导流片30与壳体10轴线的夹角来适应不同工况下的尾气排放处理。

驱动单元与第二导流片30动力耦合连接，以驱动第二导流片30转动，驱动单元可以为步进电机，在不同工况下，对于有害气体与还原剂的混合需求不同，驱动单元可驱动第二导流片30转动，以改变第二导流片30的法线与壳体10的轴线的夹角，改变有害气体与还原剂的混合效果，从而适应不同的工况。

比如，如图2所示，发动机在低速、低载荷工况下，因尾气中的有害气体含量低，不需要喷射还原剂或还原剂喷射量较小，混流器应对气流的阻碍尽可能小，该工况下第二导流片30垂直于壳体10的轴线，保证排气畅通，增强发动机动力性，降低油耗。

再比如，如图3所示，发动机在高速、高载荷工况下，因尾气中的有害气体含量高，第二导流片30应起到增强气流均匀性和增大还原剂接触面积的作用，该工况下，驱动单元驱动第二导流片30转动一定角度，增大混流器与还原剂的接触面积同时将气流引导到远离中心，加速两侧的空气流动，形成环流，增强尾气与还原剂混合均匀性。

根据本发明实施例的排气处理系统的混流器100，通过在排气管内设置第一导流片20和第二导流片30，既可增强尾气与还原剂混合均匀性，也可根据实际工况调节混合强度，降低背压，保证排气通畅，增强发动机动力性，降低油耗。

根据本发明一个实施例的排气处理系统的混流器100，第二导流片30位于第一导流片20的下游，第一导流片20对混合气流进行初步分流后，第二导流片30可将混合气流进行二次分流，进一步提高混合效果，满足低背压和高混合要求。

具体地，第一导流片20和第二导流片30均为多个，比如，如图1-图4所示，第一导流片20为两个，第二导流片30为四个，两个第一导流片20设于四个第二导流片30的上游，且四个第二导流片30的枢转轴均位于同一平面内，使得壳体10内各处的气流分流均匀，有利于增强尾气与还原剂混合均匀性。

在第二导流片30的法线与壳体10的轴线垂直时，如图1所示，位于壳体10轴线同侧的第二导流片30在壳体10横截面上的投影与第一导流片20在壳体10横截面上的投影交错设置，即第二导流片30位于第一导流片20两侧，便于第二导流片30对经过第一导流片20后的气流进行二次分流，保证尾气与还原剂的混合效果。

具体地，第二导流片30为多个，如图1-图4所示，多个第二导流片30沿壳体10的轴线对称布置，比如，第二导流片30为四个，四个第二导流片30沿壳体10的轴线对称布置，其中，四个第二导流片30的两个设于壳体10的轴线一侧，四个第二导流片30的另两个设于壳体10的轴线另一侧，增大混流器与还原剂的接触面积同时将气流引导至排气管外。

具体地，如图2-图4所示，位于壳体10轴线同侧的多个第二导流片30的法线平行，即位于壳体10轴线同侧的多个第二导流片30对排气管内气流的引导方向相同，以使位于壳体10轴线不同侧的多个第二导流片30将排气管内的气流朝向不同的方向引导，增强尾气与还原剂的混合效率，提高尾气中NOx的转化率，保证排气管排放气流的清洁性。

具体地，驱动单元为两个，两个驱动单元用于驱动多个第二导流片30转动，更进一步地，位于壳体10轴线同侧的多个第二导流片30与同一个驱动单元动力耦合连接，位于壳体10轴线同侧的多个第二导流片30联动，比如，两个驱动单元中的一个可同时驱动位于壳体10轴线一侧的多个第二导流片30转动，两个驱动单元中的另一个可同时驱动位于壳体10轴线另一侧的多个第二导流片30转动，驱动单元可以为步进电机，可通过调节步进电机的转动角，改变多个第二导流片30与壳体10轴线的夹角，调节方式简单，易于实现。

需要说明的是，两个驱动单元调节多个第二导流片30时所转动的角度相同，但两个驱动单元转动的方向不同，两个驱动单元中的一个正转，两个驱动单元中的另一个反转，这样，两个驱动单元对位于壳体10轴线两侧的多个第二导流片30调节的角度相同，但位于壳体10轴线一侧的多个第二导流片30绕枢转轴顺时针转动，位于壳体10轴线另一侧的多个第二导流片30绕枢转轴逆时针转动，从而有效地增加第二导流片30与还原剂的接触面积，提高尾气与还原剂的混合效率。

根据不同发动机工况，调节步进电机的转动角，保证混流器与还原剂的接触面积，破碎还原剂雾滴，来提高转化效率，同时兼顾背压，降低油耗。

在一些实施例中，第一导流片20具有矩形截面，增大混流器的表面积，矩形截面的长边与壳体10轴线的夹角不宜过大，以保证排气管内气流有效排放，第二导流片30具有菱形截面，菱形截面可提高第二导流片30对排气管内气流的分流作用，同时有利于气流排放。

第二导流片30的枢转轴线与壳体10的轴线垂直，使得第二导流片30对气流的分流效果明显增强，从而提高尾气与还原剂的混合效率。

本发明提出一种排气处理系统。

根据本发明实施例的排气处理系统，设置有上述任一种实施例所述的排气处理系统的混流器100；还包括排气管、还原剂供应模块。

排气处理系统的混流器100安装于排气管内，以对排气管内的气体进行混流作用，还原剂供应模块与排气管相连，还原剂供应模块可向排气管内供应还原剂，具体地，还原剂供应模块包括尿素泵、喷嘴、尿素罐，尿素罐储存有尿素，尿素泵的输入端与尿素罐相连，尿素泵的输出端与喷嘴相连，喷嘴与排气管相连，且喷嘴设于壳体10的上游，喷嘴可向排气管内喷射尿素液，以便于尿素与排气管内的有害气体反应，提高排气管排放气体的清洁性。

本发明还提出一种车辆。

根据本发明实施例的车辆，设置有上述的排气处理系统，实现动静结合的气流分流调节，增强尾气与还原剂混合均匀性，保证排气通畅，增强发动机动力性，降低油耗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)适于安装在排气管内；

第一导流片(20)，所述第一导流片(20)安装在所述壳体(10)内，且所述第一导流片(20)的法线与所述壳体(10)的轴线不垂直；

第二导流片(30)，所述第二导流片(30)可枢转地安装在所述壳体(10)内；

驱动单元，所述驱动单元与所述第二导流片(30)动力耦合连接以驱动所述第二导流片(30)转动。

2.根据权利要求1所述的排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，所述第二导流片(30)位于所述第一导流片(20)的下游。

3.根据权利要求1所述的排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，所述第一导流片(20)和所述第二导流片(30)均为多个，在所述第二导流片(30)的法线与所述壳体(10)的轴线垂直时，位于所述壳体(10)轴线同侧的所述第二导流片(30)在所述壳体(10)横截面上的投影与所述第一导流片(20)在所述壳体(10)横截面上的投影交错设置。

4.根据权利要求1所述的排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，所述第二导流片(30)为多个，多个所述第二导流片(30)沿所述壳体(10)的轴线对称布置。

5.根据权利要求4所述的排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，位于所述壳体(10)轴线同侧的多个所述第二导流片(30)的法线平行。

6.根据权利要求4所述的排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，所述驱动单元为两个，位于所述壳体(10)轴线同侧的多个所述第二导流片(30)与同一个所述驱动单元动力耦合连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，所述第一导流片(20)具有矩形截面，所述第二导流片(30)具有菱形截面。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的排气处理系统的混流器(100)，其特征在于，所述第二导流片(30)的枢转轴线与所述壳体(10)的轴线垂直。

9.一种排气处理系统，其特征在于，设置有如权利要求1-8中任一项所述的排气处理系统的混流器(100)；

排气管，所述排气处理系统的混流器(100)安装于所述排气管内；

还原剂供应模块，所述还原剂供应模块与所述排气管相连。

10.一种车辆，其特征在于，设置有如权利要求9所述的排气处理系统。