CN110905644B - 一种排气混合装置及发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种排气混合装置及发动机，该排气混合装置包括扰流混合器以及整流装置，扰流混合器设置于排气管中并位于NOx传感器的上游，整流装置设置于排气管中并位于NOx传感器的下方，整流装置用于将排气气流向NOx传感器所在方向抬升；上述排气混合装置，扰流混合器和整流装置的配合运用能够提高氮氧化物在排气中的分布均匀性，避免气体流动死区的发生，可以使NOx传感器对流经的气体进行准确的监测，得出整个排气管内气体的平均氮氧化物的浓度水平，同时，整流装置使排气管内形成窄径结构，可以使排气管有一个较大的扩张比，增加对低频噪声的消音能力。

Description

一种排气混合装置及发动机
技术领域
本发明涉及发动机后处理技术领域，特别涉及一种排气混合装置及发动机。
背景技术
SCR催化还原技术是一种利用氨气和NOx发生催化还原反应消除柴油机尾气中氮氧化物的技术，为满足国IV及以上排放法规要求，需要对排放气体中的NOx含量进行监测。
如图1所示，现有NOx监测方式是将NOx传感器通过安装座固定的后处理系统的筒体上，废气流经NOx传感器的探头进行浓度监测，在当前结构下存在排放气体混合不足导致氮氧化物分布不均匀的问题，且极易出现气体流动死区，因此容易造成NOx测量不准确的问题，与尾气排放检测设备的监测值差异很大，且差异无规律，或大或小，无法通过数据标定予以纠正，导致客户满意度下降，甚至不满足国家OBD排放法规要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种排气混合装置，以提高NOx传感器的监测精度。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述排气混合装置的发动机。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种排气混合装置，包括扰流混合器以及整流装置，所述扰流混合器设置于排气管中并位于NOx传感器的上游，所述整流装置设置于所述排气管中并位于所述NOx传感器的下方，所述整流装置用于将排气气流向所述NOx传感器所在方向抬升。
优选地，所述扰流混合器包括多个在所述排气管横截面上矩阵排列的扰流板，所述扰流板与所述排气管中的排气流向斜交，且相邻两排所述扰流板交错设置。
优选地，所述扰流混合器还包括通气格栅，各个所述扰流板设置于所述通气格栅的出气侧。
优选地，所述整流装置上设置有多个贯穿所述整流装置的通气孔。
优选地，所述整流装置呈球壳状。
优选地，所述NOx传感器位于所述整流装置的拱顶的正上方。
优选地，所述NOx传感器伸入所述排气管的端部贴近所述整流装置的拱顶设置。
优选地，所述整流装置的外表面为平滑的曲面。
优选地，所述整流装置分别关于经过所述NOx传感器的轴线的所述排气管的纵截面以及横截面对称。
一种发动机，所述发动机的排气管中设置有如上任意一项所述的排气混合装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种排气混合装置，该排气混合装置包括扰流混合器以及整流装置，其中，扰流混合器设置于排气管中并位于NOx传感器的上游，整流装置设置于排气管中并位于NOx传感器的下方，整流装置用于将排气气流向NOx传感器所在方向抬升；在应用时，当排气流经NOx传感器上游的扰流混合器时，扰流混合器能够对排气进行扰乱混合，提高氮氧化物在排气中的分布均匀性，排气流经整流装置时，受到整流装置的挤压，大多数气流将在整流装置的抬升作用下在NOx传感器的检测端流过，避免了气体流动死区的发生，扰流混合器和整流装置的配合运用可以使NOx传感器对流经的气体进行准确的监测，得出整个排气管内气体的平均氮氧化物的浓度水平，同时，整流装置使排气管内形成窄径结构，可以使排气管有一个较大的扩张比，增加对低频噪声的消音能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中后处理系统进气混合装置示意图；
图2为本发明实施例提供的排气混合装置的透视图；
图3为本发明实施例提供的排气混合装置的纵向剖视图；
图4为图3的主视图；
图5为本发明实施例提供的排气混合装置的整流装置轴测图。
图中：
1为排气管；2为NOx传感器；3为扰流混合器；301为扰流板；302为通气格栅；4为整流装置。
具体实施方式
本发明的核心之一在于提供一种排气混合装置，该排气混合装置的结构设计能够提高NOx传感器的监测精度。
本发明的另一核心在于提供一种基于上述排气混合装置的发动机。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2-图4，图2为本发明实施例提供的排气混合装置的透视图，图3为本发明实施例提供的排气混合装置的纵向剖视图，图4为图3的主视图。
本发明实施例提供的一种排气混合装置，该排气混合装置包括扰流混合器3以及整流装置4。
其中，扰流混合器3设置于排气管1中并位于NOx传感器2的上游，整流装置4设置于排气管1中并位于NOx传感器2的下方，整流装置4用于将排气气流向NOx传感器2所在方向抬升。
与现有技术相比，本发明实施例提供的排气混合装置在应用时，当排气流经NOx传感器2上游的扰流混合器3时，扰流混合器3能够对排气进行扰乱混合，提高氮氧化物在排气中的分布均匀性，排气流经整流装置4时，受到整流装置4的挤压，大多数气流将在整流装置4的抬升作用下在NOx传感器2的检测端流过，避免了气体流动死区的发生，扰流混合器3和整流装置4的配合运用可以使NOx传感器2对流经的气体进行准确的监测，得出整个排气管1内气体的平均氮氧化物的浓度水平，同时，整流装置4使排气管1内形成窄径结构，可以使排气管1有一个较大的扩张比，增加对低频噪声的消音能力。
扰流混合器3可以采用多种结构，如图3所示，在本发明一种具体实施例中，扰流混合器3包括多个在排气管1横截面上矩阵排列的扰流板301，扰流板301与排气管1中的排气流向斜交，且相邻两排扰流板301交错设置，从而扰动尾气，提高尾气中氮氧化物分布的均匀性。
需要说明的是，上述扰流板301可以为平板、也可以为弧形板。
进一步地，如图3所示，扰流混合器3还包括通气格栅302，各个扰流板301设置于通气格栅302的出气侧，这样，尾气首先经过通气格栅302，再在扰流板301的作用下变向。
当然，扰流混合器3还可以采用其他结构，比如由若干周向分布的旋流叶片构成，总之扰流混合器3并不局限于上述结构，本领域技术人员可以根据需要进行设计调整，在此不做限定。
若气流完全从整流装置4上方流过，可能会对排气背压有所影响，为保证排气背压处于合理范围内，可在整流装置4上设置有多个贯穿整流装置4的通气孔，使部分尾气能够从整流装置4中流过，以保证排气背压处于较合理范围。
优选地，整流装置4的外表面为平滑的曲面，以减小对气流的阻力。
如图5所示，在本发明实施例中，整流装置4呈球壳状。当然，整流装置4还可以采用其他形状，如锥面形、弧形、斜面形等等，在此不做限定。
如图4所示，NOx传感器2位于整流装置4的拱顶的正上方。
进一步地，NOx传感器2伸入排气管1的端部贴近整流装置4的拱顶设置。
优选地，整流装置4分别关于经过NOx传感器2的轴线的排气管1的纵截面以及横截面对称，从而进一步提高流经NOx传感器2的气流的均匀性。
基于上述排气混合装置，本发明实施例还提供了一种发动机，该发动机的排气管1中设置有上述实施例所述的排气混合装置，由于上述排气混合装置具有上述技术效果，则采用该排气混合装置的发动机的技术效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种排气混合装置，其特征在于，包括扰流混合器以及整流装置，所述扰流混合器设置于排气管中并位于NOx传感器的上游，所述整流装置设置于所述排气管中并位于所述NOx传感器的下方，所述整流装置用于将排气气流向所述NOx传感器所在方向抬升，所述整流装置上设置有多个贯穿所述整流装置的通气孔，所述整流装置呈球壳状，所述整流装置的外表面为平滑的曲面。
2.根据权利要求1所述的排气混合装置，其特征在于，所述扰流混合器包括多个在所述排气管横截面上矩阵排列的扰流板，所述扰流板与所述排气管中的排气流向斜交，且相邻两排所述扰流板交错设置。
3.根据权利要求2所述的排气混合装置，其特征在于，所述扰流混合器还包括通气格栅，各个所述扰流板设置于所述通气格栅的出气侧。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的排气混合装置，其特征在于，所述NOx传感器位于所述整流装置的拱顶的正上方。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的排气混合装置，其特征在于，所述NOx传感器伸入所述排气管的端部贴近所述整流装置的拱顶设置。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的排气混合装置，其特征在于，所述整流装置分别关于经过所述NOx传感器的轴线的所述排气管的纵截面以及横截面对称。
7.一种发动机，其特征在于，所述发动机的排气管中设置有如权利要求1-6任意一项所述的排气混合装置。
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