CN114008310A - 用于向后处理部件提供均匀废气流的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于壳体的入口组件，该壳体包含后处理系统的后处理部件，入口组件包括入口导管，该入口导管被配置成基本上垂直于壳体的纵向轴线设置。流改向导管被设置在入口导管的下游，并且联接到壳体的端部。多个突出部从流改向导管的侧壁朝向后处理部件的入口面突出，并且被配置成向入口面提供均匀废气流。可选地，流分配板被设置在流改向导管中，流分配板具有被限定成基本上垂直于纵向轴线的多个狭槽，该板相对于纵向轴线倾斜。狭槽被配置成向入口面提供均匀废气流。

Description

用于向后处理部件提供均匀废气流的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及用于与内燃(IC)发动机一起使用的后处理系统。
背景
废气后处理系统用于接收和处理由IC发动机产生的废气。废气后处理系统包括若干不同部件中的任一种，以降低废气中存在的有害废气排放水平。例如，用于柴油动力的IC发动机的某些废气后处理系统包括选择性催化还原(SCR)系统，该系统包括一种催化剂，该催化剂被配制成在氨(NH3)存在时将NOx(一些成分中的NO和NO2)转化为无害的氮气(N2)和水蒸气(H2O)。一般来说，在这种后处理系统中，废气还原剂(例如，诸如尿素的柴油机尾气处理液)被注入到SCR系统内以提供氨的来源，并且与废气混合以部分地还原NOx气体。废气的还原副产物然后被流体地连通到被包括在SCR系统中的催化剂，以使所有NOx气体基本上分解成相对无害的副产物，该相对无害的副产物被排出后处理系统。
一些后处理系统包括被定位在壳体的侧面上的入口导管，该壳体包含后处理系统的后处理部件。在一些情况下，这种入口导管包括废气入口，该废气入口被定向成垂直于壳体的纵向轴线，并且将废气从废气入口朝向后处理部件改向。废气的高压和废气的改向可能造成废气被不均匀地分配在后处理部件的入口表面上方或入口面上方，导致后处理部件的低效利用。此外，对废气施加背压的废气压力也可能发生大幅度降低。这增加了发动机废气的背压，导致发动机燃烧更多的燃料以克服增加的背压，从而降低燃料经济性。
概述
本文描述的实施例总体上涉及用于向设置在壳体中的后处理部件的入口面提供均匀流的系统和方法，该壳体包括侧面安装的入口组件。具体而言，本文描述的实施例涉及入口组件，该入口组件具有入口导管和流改向导管(flow redirection conduit)，入口导管被定位成基本上垂直于壳体的纵向轴线，流改向导管在入口导管的下游被联接到入口导管并且被联接到壳体。流改向导管包括形成在其侧壁上的突出部或被设置在其中的流分配板，突出部或流分配板中的每一个被配置成将废气均匀地分配在后处理部件的入口面上方。
在一些实施例中，一种用于后处理系统的入口组件，后处理系统包括含有后处理部件的壳体，入口组件包括：入口导管，其被配置成基本上垂直于壳体的纵向轴线设置；流改向导管，其被设置在入口导管的下游并且被联接到入口导管，流改向导管被配置成联接到壳体，并且将从入口导管接收的废气改向成朝向后处理部件的入口面，其中流改向导管包括侧壁，该侧壁被配置成被与后处理部件的入口面相对定位，并且其中侧壁包括沿着基本上平行于壳体的纵向轴线的方向突出的多个突出部，多个突出部被配置成当废气在多个突出部之间流动并且被改向成朝向入口面时，将废气流朝向后处理部件的入口面分配。
在一些实施例中，一种方法包括提供用于后处理系统的壳体；沿着壳体的纵向轴线将后处理部件设置在壳体内；提供入口组件，其包括：入口导管，和流改向导管，该流改向导管被设置在入口导管下游并且被联接到入口导管，流改向导管包括侧壁和多个突出部，侧壁被配置为被与后处理部件的入口面相对定位，多个突出部从侧壁突出；以及将流改向导管联接到壳体，使得入口导管被定向成基本上垂直于壳体的纵向轴线，并且多个突出部沿着基本上平行于壳体的纵向轴线的方向朝向后处理部件的入口面突出，其中流改向导管被配置成将从入口导管接收的废气改向成朝向后处理部件的入口面，并且其中多个突出部被配置成当废气在多个突出部之间流动并且被改向成朝向入口面时，将废气流朝向后处理部件的入口面分配。
在一些实施例中，一种用于后处理系统的入口组件，后处理系统包括含有后处理部件的壳体，入口组件包括：入口导管，其被配置成基本上垂直于壳体的纵向轴线设置；流改向导管，其被设置在入口导管的下游并且被联接到入口导管，该流改向导管被配置成被联接到壳体并且将从入口导管接收的废气改向成朝向后处理部件的入口面；以及流分配板，其被设置在流改向导管中，其中流分配板相对于纵向轴线以一定角度倾斜，并且其中流分配板包括多个狭槽，该狭槽被配置成当废气通过多个狭槽朝向入口面流动时，将废气流朝向后处理部件的入口面分配。
在一些实施例中，一种方法包括：提供用于后处理系统的壳体；沿着壳体的纵向轴线将后处理部件设置在壳体内；提供入口组件，其包括：入口导管，和流改向导管，该流改向导管被设置在入口导管下游并且被联接到入口导管；将流分配板设置在流改向导管内，流分配板限定多个狭槽；以及将流改向导管联接至壳体，其中流改向导管被配置成将从入口导管接收的废气改向成朝向后处理部件的入口面，并且其中流分配板相对于壳体的纵向轴线以一定角度倾斜，并且其中多个狭槽被配置成当废气通过多个狭槽朝向入口面流动时，将废气流朝向后处理部件的入口面分配。
应该认识到，前述概念和以下被更详细讨论的附加概念(只要这些概念不是互相不一致的)的所有组合被预想为本文所公开的创造性主题的部分。特别地，在本公开的结尾处出现的被要求保护的主题的所有组合被预想为本文所公开的创造性主题的部分。
附图简述
结合附图，根据以下描述和所附权利要求，本公开的前述和其他特征将更充分地变得明显。应当理解，这些附图仅描绘了根据本公开的几种实施方式，并且因此不应被认为是对其范围的限制，通过使用附图本公开将会用附加的特性和细节来描述。
图1是根据一个实施例的后处理系统的示意性框图。
图2A是被联接到后处理系统的壳体的入口组件的实施例的侧面剖视图；图2B是图2A的入口组件的正视图；图2C是由图2A中的箭头A指示的、图2A的入口组件的一部分的放大视图。
图3A是被联接到后处理系统的入口组件的另一实施例的侧面剖视图；
图3B是图3B的入口组件的正视图。
图4A-4C是有限元建模(FEM)仿真，其分别示出了通过图2A-2B的入口组件流入图2A-2B的壳体中的废气的流线、速度等值线和压力等值线。
图5A是根据一个实施例的入口组件的侧面剖视图，该入口组件包括联接到后处理系统的壳体的流分配板；图5B是图5A的入口组件的正视图。
图6A是流分配板的前视图并且图6B是流分配板的侧视图，该流分配板被包括在图5A-5B的入口组件中。
图6C是入口组件和在图5A-5B中所示出的后处理系统的壳体的另一剖视图。
图7A是图5A-5B的入口组件的后视图，其中壳体被移除以示出被设置在其中的流分配板。
图7B是由图5A中的箭头B所示出的入口组件的一部分的侧面剖视图，以示出流分配板的端部。
图7C是入口组件的一部分的后视图，以示出流分配板的相对端部。
图8A-8C是FEM仿真，其示出了通过图5A-5B的入口组件流入图5A-5B的壳体的废气的流线、速度等值线和压力等值线。
图9是根据一个实施例的用于向后处理部件的入口面提供均匀废气流的方法的示意性流程图。
图10是根据另一实施例的用于向后处理部件的入口面提供均匀废气流的方法的示意性流程图。
在以下整个详细描述中对附图进行了参考。在附图中，相似的符号典型地标识相似的部件，除非上下文另有规定。详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不意味着是限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其他改变。将容易理解的是，如本文大体上所描述的和附图中所示出的，本公开的方面能够以多种多样的不同配置被布置、替换、组合和设计，所有这些被明确地设想并且组成本公开的一部分。
详细描述
本文所描述的实施例总体上涉及用于向设置在壳体中的后处理部件的入口面提供均匀流的系统和方法，该壳体包括侧面安装的入口组件。具体而言，本文所描述的实施例涉及入口组件，该入口组件具有被定位成基本上垂直于壳体的纵向轴线的入口导管和在入口导管下游被联接到入口导管并被联接到壳体的流改向导管。流改向导管包括形成在其侧壁上的突出部或者包括被设置在其中的流分配板，突出部或流分配板中的每个被配置成将废气均匀地分配在后处理部件的入口面上方。
一些后处理系统包括入口导管，入口导管被定位在包含后处理系统的后处理部件的壳体的侧面上。在一些情况下，这种入口导管包括废气入口，该废气入口被定向成垂直于壳体的纵向轴线，并且入口导管将废气从废气入口朝向后处理部件改向。废气的高压和废气的改向可能造成废气被不均匀地分配在后处理部件的入口表面或入口面上方，导致后处理部件的低效利用。
包括突出部或流分配板的入口组件的各种实施例以及包括本文所描述的这种入口组件的后处理系统可以提供一个或更多个益处，其包括，例如：(1)在流从定位成基本上垂直于后处理部件的壳体的纵向轴线的入口导管改向成朝向后处理部件的入口面之后，向后处理部件的入口面提供均匀流动的废气；(2)提供的废气流中的压降比常规设计低9％至18％，从而对燃料经济性具有较低的影响；(3)在整个后处理部件的入口面上提供的废气的流分配指数在0.94-0.96的范围内，这明显好于常规的入口导管；以及(4)通过提供对处理部件的表面区域的更好利用，降低制造复杂性和提高后处理部件的效能。
图1是根据一个实施例的后处理系统100的示意图。后处理系统100被配置成接收来自发动机(例如，柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机、生物柴油发动机、双燃料发动机、酒精发动机、E85发动机或任何其他合适的内燃发动机)的废气(例如，柴油废气)和废气的还原成分，例如NOx气体、CO等。后处理系统100包括壳体101、后处理部件150和联接到壳体101的入口组件110。
壳体101限定了内部容积，后处理部件150被设置在该内部容积内。后处理部件150沿着壳体101的纵向轴线AL设置。壳体101可以具有任何合适的横截面，例如圆形、正方形、矩形、卵形、椭圆形、多边形或任何合适的横截面。
后处理部件150被配置成接收和处理流经其中的废气。后处理部件150包括入口面或入口表面152，废气通过该入口面或入口表面152进入后处理部件从而通过后处理部件被处理。在一些实施例中，后处理部件150包括SCR催化剂或者被配置成分解废气成分(例如，NOx气体诸如一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮等)的任何其他后处理部件，废气在还原剂被注入壳体101的情况下流过壳体101。废气可以在催化剂上方和周围流动，使得被包含在废气中的NOx气体被进一步地还原以产生基本上没有一氧化碳和NOx气体的废气。在其他实施例中，后处理部件150可以包括氧化催化剂(例如，柴油氧化催化剂)，其被配置为分解存在于废气中的CO或未燃尽的碳氢化合物。
在各种实施例中，后处理系统100还可以包括其他后处理部件诸如，例如氧化催化剂(例如，柴油氧化催化剂)、一个或更多个颗粒物过滤器、氨氧化催化剂、混合器、挡板或任何其他合适的后处理部件。这种后处理部件可以位于壳体101的后处理部件150的上游或下游。
入口组件110在后处理部件150的上游被联接到壳体101的入口端部102，并且入口组件110被配置成接收废气和将废气传送到壳体101中。出口导管104被联接到壳体101的相对端部，并且被构造成将处理过的废气排放到环境中。在特定的实施例中，限定多个穿孔142的多孔板140可以被设置在后处理部件150的上游。多孔板140被配置成当废气流向后处理部件150时促进还原剂与废气的混合。多孔板140可以被设置在入口组件110内或者多孔板140可以在壳体101内被设置在后处理部件150的上游。
入口组件110被配置成沿着基本上垂直于壳体101的纵向轴线AL的流动方向接收废气，例如来自被定位在入口组件110上游的涡轮增压器的涡轮的废气。如本文所定义的，术语“基本上垂直”是指入口组件110相对于纵向轴线AL以80度至100度的范围内的角度接收废气。入口组件110被配置成将废气改向成朝向设置在壳体中的后处理部件150，例如，导致废气在流动方向上经历大约90度(例如，在70-110度之间，包括端值)的变化。如图1所示，入口组件110包括入口导管112，该入口导管112被设置成基本上垂直于壳体的纵向轴线AL，并且该入口导管112被配置成接收例如来自发动机的废气。入口导管112可以包括入口法兰或管。
入口组件110还包括流改向导管113，流改向导管113被设置在入口导管112的下游并且被联接到壳体101的入口端部102。流改向导管113被配置成将从入口导管112接收的废气改向成朝向后处理部件150的入口面152。例如，流改向导管113朝向后处理部件150在废气的流动方向上引起大约90度的变化。流改向导管113具有对应于壳体101的横截面的横截面，例如圆形、正方形、矩形、椭圆形、多边形等。
具有这种侧面安装的入口组件110可以实现紧凑的结构、使得后处理系统100所占据的空间减少以及实现安装的灵活性，该入口部件110具有被定位成基本上垂直于纵向轴线AL的入口导管112。然而，废气流朝向后处理部件150的改向可能导致高压废气流不均匀地散布在后处理部件150的入口面152上方，或者仅进入入口面152的一部分。因此，废气仅接触后处理部件150的表面区域的一部分，导致后处理部件150的低效利用。
为了将废气均匀地分配在后处理部件150的入口面152上方，入口组件110包括被设置在流改向导管113内的流分配结构120。流分配结构120被配置成将废气均匀地分配在入口面152上方，同时导致废气的压力降低在小于2千帕(例如，大约1.8千帕)的范围内，这低于常规系统，并且因此对燃料效率具有较低的影响。
在一些实施例中，流分配结构120包括多个突出部，这些突出部从流改向导管113的侧壁114沿着基本上平行于纵向轴线AL的方向突入流改向导管113中，侧壁114定位成与后处理部件150的入口面152相对。如本文所述，术语“基本上平行”是指多个突出部相对于纵向轴线AL所限定的角度在-10度至+10度之间。例如，图2A-2C示出了根据一个实施例的后处理系统200的一部分。后处理系统200包括限定纵向轴线AL的壳体201。后处理部件250(例如，SCR催化剂、氧化催化剂或如相对于后处理部件150所描述的任何其他后处理部件)沿着纵向轴线AL被设置在壳体201内。
入口组件210被设置在壳体201的上游并且被联接到壳体201。入口组件210包括入口导管212和流改向导管213。入口导管212被设置成基本上垂直于纵向轴线AL，并且被配置成接收废气(例如，来自发动机的废气)。入口导管212可以包括例如入口法兰或管。
流改向导管213被设置在入口导管212的下游，并且被联接到壳体201的入口端部202。流改向导管213被配置成将来自入口导管212的废气向后处理部件250的入口面252改向。如图2A所示，流改向导管213包括与入口面252相对设置的轴向侧壁214，和从轴向侧壁214的径向外边缘朝向壳体201突出的径向侧壁215，并且径向侧壁215被联结到壳体201的入口端部202(例如，被焊接，或者经由诸如螺钉、螺母、螺栓、铆钉等的联接特征件联接)。
多孔板240被设置在流改向导管213中。多孔板240的外边缘的很大一部分被联接(例如被焊接)到流改向导管213的径向侧壁215。多孔板240的突出到入口导管212中的一部分朝向入口导管的靠近壳体201的侧壁弯曲，并且被联接到该侧壁(例如被焊接到该侧壁)。
流改向导管213包括多个突出部220，突出部220从流改向导管213的轴向侧壁214沿着基本上平行于纵向轴线AL的方向突出到流改向导管213中，即朝向入口面252。多个突出部220被配置成当废气在多个突出部220之间流动并且被改向成朝向入口面252时，将废气流朝向后处理部件250的入口面252均匀地分配。如本文所使用的，术语“均匀地”是指废气被平均地、大约平均地或平等地分配在后处理部件250的入口面252上方，并且表现为大于90％的流分配指数。在一些实施例中，多个突出部220被冲压或被模制到轴向侧壁214中，如图2B所示。在其他实施例中，多个突出部220可以被单独地形成并且被焊接或被栓接到轴向侧壁214上。流改向导管213具有大致矩形的形状，具有被联接到入口导管212的第一弯曲侧壁和与第一弯曲侧壁相对的第二弯曲侧壁。多个突出部220将废气朝向入口面252偏转或改向。
多个突出部220以成组的行(a set of rows)223布置在轴向侧壁214上，如图2B所示每个行223基本上垂直于纵向轴线AL。如本文所使用的，术语“基本上垂直”是指每个行223相对于纵向轴线AL被定向成的角度在80度至100度的范围内。多个突出部220的每个行223与多个突出部220的相邻行223发生偏移。这导致一个行223中的多个突出部220中的各个突出部之间形成的间隙225与相邻行223中的一组突出部220之间的相应间隙225发生轴向偏移。当废气被改向成朝向后处理部件250的入口面252时，如图2A-2B所示，间隙225的偏移导致从入口导管212进入流改向导管213的废气以之字形图形流动通过间隙225，因此导致废气将被均匀地或平等地分配在后处理部件250的整个入口面252上方。
在一些实施例中，多个突出部220中的靠近入口导管212的顶部行223被定位于后处理部件250的相应顶部边缘的稍上方。例如，突出部220的顶部行223的竖直位置可以在纵向轴线的一定径向距离处，该距离在后处理部件250的横截面的宽度(例如直径)的65％-75％的范围内。在一些实施例中，多个突出部可以提供大约95％的流分配指数(FDI)和小于2千帕(例如，大约1.8千帕)的压降，从而对燃料经济性具有低影响。此外，多个突出部220还可以增加入口组件210的结构强度。
在一些实施例中，多个突出部220具有矩形横截面。在一些实施例中，每个突出部220具有在10-30毫米(包括端值，例如，10、12、14、16、18、20、22、24、26、28或30毫米)范围内的高度H(即突出部220从侧壁214突出到流改向导管213中至该突出部的相对端部的深度)，和在60-80毫米范围(包括端值，例如，60、62、64、66、68、70、72、74、76、78或80毫米)内的长度L(即，水平尺寸)。在一些实施例中，每个突出部220的宽度W(即，竖直尺寸)在5-25毫米的范围(包括端值，例如，5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24或25毫米)内。此外，在相邻突出部220的相应边缘之间的水平距离HD和竖直距离VD可以在5-25毫米的范围内，包括端值，例如，间隙225的宽度在5-25毫米的范围内，包括端值(例如，5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24或25毫米)。在一些实施例中，每个突出部220的拔模角θ(图2C)在8-12度的范围内，包括端值(例如，8、9、10、11或12度)。
虽然入口组件210的流改向导管213具有大体上矩形横截面，但是在其他实施例中，入口组件的流改向导管可以具有圆形横截面或任何其他合适的横截面。例如，图3A-3B示出了根据另一实施例的后处理系统300的一部分。后处理系统300包括含有后处理部件250的壳体201。入口组件310联接到壳体201的入口端部202。入口组件310包括入口导管312和被联接到壳体201的入口端部202的流改向导管313。如本文前面所述，流改向导管313包括轴向侧壁，该轴向侧壁具有从其朝向后处理部件250突出的多个突出部320。流改向导管313限定大致圆形的横截面。具有正方形、椭圆形、多边形或不对称横截面的其他入口组件也是被预想的，应该被认为在本公开的范围内。
图4A-4C是有限元建模(FEM)仿真，其分别示出了通过图2A-2B的入口组件流入图2A-2B的壳体的废气的流线、速度等值线和压力等值线。突出部之间的竖直距离为16毫米，水平距离为24毫米，并且突出部具有10毫米的宽度。在入口组件中观察到1.83千帕的压降，以及在整个后处理部件处观察到1.33千帕的压降。在整个后处理部件的入口面处观察到大约0.95的FDI。在入口组件中观察到大约0.023秒的停留时间。对于图3A-3B的入口组件得到类似的结果。
再次参考图1，在一些实施例中，流分配结构120可以包括流分配板，该流分配板具有被设置在流改向导管113中的下游部分和与下游部分相对并且延伸到入口导管112中的上游部分。该流分配板相对于纵向轴线AL以一定角度倾斜，并且多个狭槽被限定在流分配板中。流分配板被配置成当废气流动通过多个狭槽朝向入口面152时，将废气流朝向后处理部件150的入口面152均匀地分配。
例如，图5A-7C示出了根据实施例的后处理系统400的各种部件的视图。后处理系统400包括壳体201，该壳体201限定了纵向轴线AL和具有被设置在其中的后处理部件250。
入口组件410被设置在壳体401的上游并且联接至壳体401。入口组件410包括入口导管412和流改向导管413。入口导管412被设置成基本上垂直于纵向轴线AL(例如，以大约90度的角度，或在70-110度之间)并且被配置成接收废气(例如，来自发动机的废气)。入口导管412可以包括例如入口法兰或管。
流改向导管413设置在入口导管412的下游，并且联接到壳体201的入口端部202。流改向导管413被配置成将废气从入口导管412改向到后处理部件250的入口面252。如图5A所示，流改向导管413包括与入口面252相对设置的轴向侧壁414，和从轴向侧壁414的径向外边缘朝向壳体201突出的径向侧壁415，并且该径向侧壁415联接到壳体201的入口端部202(例如，被焊接，或通过诸如螺钉、螺母、螺栓、铆钉等联接特征件被联接)。
流分配板420被设置在入口组件410中。在一些实施例中，该板420的上游部分被设置在入口导管412中，而该板420的下游部分被设置在流改向导管413中。在一些实施例中，流分配板420的径向外边缘421的至少一部分与流改向导管413的相应内表面(例如，径向侧壁415的内表面)接触并且联接到流改向导管413的该相应内表面。流分配板420所具有的形状可以对应于流改向导管413的形状。在一些实施例中，入口组件410包括被定位成轴向地远离壳体201的第一段411，和被定位成轴向地靠近壳体201并且联接至壳体201的第二段419。
如图7C所示，流分配板420可以被设置在第一段411中，并且下游部分的径向外边缘421联接到流改向导管413的由段411形成的径向侧壁415。然后第二段419联接到第一段411(例如，被焊接到其上)，使得上游部分的上游端部429延伸进入入口导管412中并且被联接到入口导管412的由第二段419形成的靠近壳体201的侧壁，如图7B所示。在一些实施例中，上游端部429可以经由贯通焊缝(从外表面穿过侧壁形成)，或者经由穿过入口导管412的侧壁插入的螺栓或螺钉而联接到入口导管412的侧壁。因此，流分配板420相对于纵向轴线AL以角度α倾斜。在一些实施例中，角度α在75-85度的范围内，包括端值(例如，75、76、77、78、79、80、81、82、83、84或85度)。
在一些实施例中，流分配板420的下游部分的径向外边缘421的定位成靠近入口导管412的一部分被设置在径向侧壁415的相应部分的径向内部，使得在径向侧壁415和流分配板420的下游部分的相应径向外边缘421之间形成开口416。开口416为部分废气提供旁路路径以绕过流分配板420。这可以降低废气的背压，从而降低对燃油经济性的影响。
多个狭槽422被限定在流分配板420中。多个狭槽422被配置成当废气流动通过多个狭槽422时，将废气流朝向入口面252均匀地分配。如图5A、图6A-6C、图7A和图7C所示，多个狭槽422中的每个狭槽被限定为基本上垂直于壳体201的纵向轴线AL。如本文所使用的，术语“基本上垂直”是指每个狭槽被定向成相对于纵向轴线AL所成的角度在80度至100度范围内。狭槽422可以具有8-20毫米范围内的宽度，包括端值(例如，8、9、10、12、14、16、18或20毫米)并且狭槽422可以具有长度，该长度对应于流分配板420在特定狭槽422所在位置处的宽度。
在一些实施例中，狭槽422彼此等距地间隔开。在其他实施例中，相邻狭槽422之间的距离可以变化，例如，在靠近入口导管412的狭槽之间可以提供更大的间隔，而在远离入口导管412的狭槽之间可以提供更小的间隔(例如，对于从入口导管412到流分配板420的相对端部的每个后续狭槽，间隔可以逐渐地减小)。
整个流分配板420形成的狭槽422的数量和宽度限定了用于废气流动穿过流分配板420的流通面积。在一些实施例中，多个狭槽422提供了大于流分配板420的总面积的50％的流通面积，即流通面积大于板420的总表面积。
流分配板420还包括叶片423，其从每个狭槽422的边缘朝向后处理部件250的入口面252突出。例如，为了形成每个狭槽422，支架形或C形切口可以形成在流分配板420中。流分配板420的在支架形切口的各个边缘之间的部分朝向后处理部件250弯曲以形成叶片423。在一些实施例中，每个叶片423可以被定向成大约垂直于纵向轴线AL。在一些实施例中，每个叶片423所具有的叶片角β在75-85度范围内，包括端值，对应于多孔板420的倾斜角。叶片角β可以有助于将废气流朝向后处理部件250的入口面引导。
多个狭槽422和叶片423导致流分配板将从上游端部429至板420的相对端部的废气流朝向入口面252引导，以将废气均匀地分配到后处理部件250的整个入口面252上方。通过使板420以倾斜角α倾斜，穿过流分配板420的废气的体积流率可以保持均匀。此外，防止废气在流改向导管413的底端的再循环。废气在流分配板上方流动和流动通过流分配板时废气膨胀，从而导致入口组件110中的压降，该压降低于常规系统中的压降。
在一些实施例中，流分配板420可以导致小于1.7千帕的压降，这优于常规系统，并且对燃料经济性具有较低的影响。此外，流分配板420可以提供大约95％的FDI。
图8A-8C是FEM仿真，其示出通过图5A-5B的入口组件流入图5A-5B的壳体的废气的流线、速度等值线和压力等值线。流分配板中的每个狭槽具有14.35毫米的宽度，并且该板以75度的角度倾斜。在入口组件中观察到1.66千帕的压降，并且在整个后处理部件的入口面处观察到大约0.96的FDI。在入口组件中观察到大约0.027秒的停留时间。
图9是用于提高废气在设置于后处理系统(例如，后处理系统100、200、300)的壳体(例如，壳体101、201)中的后处理部件(例如，后处理部件150、250)上方的流动均匀性的方法500的示意性流程图。方法500包括在502处提供入口组件。入口组件(例如，入口组件110、210、310)包括入口导管(例如，入口导管112、212、312)，该入口导管被配置成基本上垂直于壳体(例如，壳体101、201)的纵向轴线设置。入口组件包括设置在入口导管下游的流改向导管(例如，流改向导管113、213、313)。多个突出部(例如，突出部220、320)从流改向导管的侧壁(例如，轴向侧壁114、214、314)沿着基本上平行于纵向轴线的方向突入流改向导管中。
在一些实施例中，在504处，多孔板(例如，多孔板140、240)被设置在入口组件的流改向导管内。在506处，入口组件被联接到壳体的入口端部(例如，被焊接或被栓接到其上)。具体而言，流改向导管(例如，流改向导管113、213、313)被联接至壳体，使得侧壁定位成与后处理部件的入口面(例如，入口面152、252)相对。流改向导管接收来自入口导管的废气，并且将废气改向成朝向后处理部件的入口面。多个突出部被配置成当废气在多个突出部之间流动并且被改向成朝向入口面时，将废气流朝向后处理部件的入口面均匀地分配，如本文前面所述。
图10是用于提高废气在设置于后处理系统(例如，后处理系统400)的壳体(例如，壳体101、201)中的后处理部件(例如，后处理部件150、250)上方的流动均匀性的方法600的示意性流程图。方法600包括在602处提供用于壳体的入口组件。入口组件可以包括例如入口组件410，入口组件410包括入口导管412和流改向导管413。
在604处，流分配板被设置在流改向导管中，例如，联接到入口组件的流改向导管的侧壁。例如，流分配板420被设置在入口组件410中，使得板420的上游部分被设置在入口导管412中，并且板420的下游部分被设置在流改向导管413中。如图7C所示，流分配板420的下游部分的径向外边缘421联接到流改向导管413的由段411形成的径向侧壁415。流分配板包括多个狭槽(例如，狭槽422)，并且还可以包括从狭槽的边缘朝向后处理部件的入口面延伸的叶片(例如，叶片423)。
在606处，流改向导管联接到壳体。例如，流改向导管413联接到壳体201的入口端部202。
在一些实施例中，在608处，流分配板的上游端部联接到入口组件。例如，流分配板420的上游部分的上游端部429延伸到入口导管412中，并且联接到入口导管412的侧壁，如图7B所示。在一些实施例中，流分配板420的下游部分的径向外边缘421的定位成靠近入口导管412的部分被设置在径向侧壁415的相应部分的径向内部，使得在径向侧壁415和流分配板420的下游部分的相应径向外边缘421之间形成开口416。开口416为部分废气提供旁路路径以绕过流分配板420。这可以降低废气的背压，从而降低对燃料经济性的影响。
应该注意，如本文所使用的以描述各实施例的术语“示例”意在指示，这类实施例是可行的实施例的可行的示例、代表和/或说明，并且这类术语不意在隐含这类实施例必然是特别的或者最好的示例。
本文所使用的术语“联接”和类似术语是指两个构件直接地或间接地彼此接合。这种接合可以是静态的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除或可释放的)。这种接合可以通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此整体地形成为单个整体，或者通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此附接来实现。
如本文所使用的，术语“大约”一般来说指所述值的正负10％。例如，大约0.5将包括0.45和0.55，大约10将包括9至11，大约1000将包括900至1100。
重要的是注意到，各种示例性实施例的结构和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中仅若干实施例被详细地描述，但审阅本公开的本领域技术人员将容易认识到，很多修改是可行的(例如，在各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化)，而实质上不偏离本文所描述的主题的新颖性教导和优点。此外，应当理解，如本领域中的普通技术人员将理解的，可以将来自本文所公开的一个实施例的特征与本文所公开的其他实施例的特征组合。在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置上也可以做出其他替代、修改、变化和省略，而不偏离本发明的范围。
虽然本说明书包含许多特定的实施细节，但这些不应被解释为对任何发明或者可以被要求保护内容的范围的限制，而是解释为特定发明的特定实施方式所特有的特征的描述。本说明书中在单独实施方式的上下文中所描述的某些特征也可以在单个实施方式中以组合方式被执行。相反，在单个实施的上下文中所描述的各种特征也能够在多个实施方式中被单独执行或者以任何合适的子组合方式被执行。此外，尽管特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初被这样要求保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或更多个特征能够从该组合中被删除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变体。

Claims (24)

1.一种用于后处理系统的入口组件，所述后处理系统包括含有后处理部件的壳体，所述入口组件包括：
入口导管，其被配置成基本上垂直于所述壳体的纵向轴线设置；
流改向导管，其被设置在所述入口导管的下游并且被联接到所述入口导管，所述流改向导管被配置成联接到所述壳体，并且将从所述入口导管接收的废气改向成朝向所述后处理部件的入口面，
其中所述流改向导管包括侧壁，所述侧壁被配置成与所述后处理部件的所述入口面相对定位，并且
其中所述侧壁包括沿着基本上平行于所述壳体的所述纵向轴线的方向突出的多个突出部，所述多个突出部被配置成当所述废气在所述多个突出部之间流动并且被改向成朝向所述入口面时，将废气流朝向所述后处理部件的所述入口面分配。
2.根据权利要求1所述的入口组件，其中，所述多个突出部以成组的行布置在所述侧壁上，每一行基本上垂直于所述纵向轴线。
3.根据权利要求2所述的入口组件，其中，每一行与所述多个突出部的相邻行发生偏移。
4.根据权利要求1所述的入口组件，其中，所述多个突出部中的每个突出部具有矩形横截面。
5.根据权利要求4所述的入口组件，其中，在所述多个突出部的相邻突出部的对应边缘之间的水平距离和竖直距离在5毫米至25毫米的范围内。
6.根据权利要求4所述的入口组件，其中，所述多个突出部中的每个突出部具有高度和长度，所述高度是从所述侧壁到所述突出部的与所述侧壁相对定位的端部，所述高度在10毫米至30毫米的范围内，所述长度在60毫米至80毫米的范围内。
7.一种后处理系统，用于分解流经其中的废气成分，所述后处理系统包括：
壳体；
后处理部件，其沿着所述壳体的纵向轴线被设置在所述壳体内；以及
根据权利要求1所述的入口组件，其被联接到所述壳体的端部。
8.一种方法，包括：
提供用于后处理系统的壳体；
沿着所述壳体的纵向轴线将后处理部件设置在所述壳体内；
提供入口组件，所述入口组件包括：
入口导管，和
流改向导管，其被设置在所述入口导管的下游并且被联接到所述入口导管，所述流改向导管包括侧壁和从所述侧壁突出的多个突出部，所述侧壁被配置成与所述后处理部件的所述入口面相对定位；以及
将所述流改向导管联接到所述壳体，使得所述入口导管被定向成基本上垂直于所述壳体的所述纵向轴线，并且所述多个突出部沿着基本上平行于所述壳体的所述纵向轴线的方向朝向所述后处理部件的入口面突出，
其中所述流改向导管被配置成将从所述入口导管接收的废气改向成朝向所述后处理部件的入口面，并且其中，所述多个突出部被配置成当所述废气在所述多个突出部之间流动并且被改向成朝向所述入口面时，将废气流朝向所述后处理部件的所述入口面分配。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述多个突出部以成组的行布置在所述侧壁上，每一行基本上垂直于所述纵向轴线。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，每一行与所述多个突出部的相邻行发生偏移。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述多个突出部中的每个突出部具有矩形横截面。
12.一种用于后处理系统的入口组件，所述后处理系统包括含有后处理部件的壳体，所述入口组件包括：
入口导管，其被配置成基本上垂直于所述壳体的纵向轴线设置；
流改向导管，其被设置在所述入口导管的下游并且被联接到所述入口导管，所述流改向导管被配置成联接到所述壳体，并且将从所述入口导管接收的废气改向成朝向所述后处理部件的入口面；以及
流分配板，其被设置在所述流改向导管中，其中所述流分配板相对于所述纵向轴线以一定角度倾斜，并且其中，所述流分配板包括多个狭槽，所述狭槽被配置成当所述废气通过所述多个狭槽朝向所述入口面流动时，将废气流朝向所述后处理部件的所述入口面分配。
13.根据权利要求12所述的入口组件，其中，所述流分配板的径向外边缘的至少一部分是与所述流改向导管的相应内表面接触并且被联接到所述流改向导管的相应内表面。
14.根据权利要求12所述的入口组件，其中，所述多个狭槽中的每个狭槽被定向成基本上垂直于所述纵向轴线。
15.根据权利要求12所述的入口组件，其中，所述流分配板还包括从所述狭槽中的每一个狭槽的边缘朝向所述后处理部件的所述入口面突出的叶片。
16.根据权利要求12所述的入口组件，其中，所述流分配板被倾斜的所述角度在75度至85度的范围内。
17.根据权利要求12所述的入口组件，其中，所述多个狭槽限定了用于废气流动穿过所述流分配板的流通面积，所述流通面积大于所述流分配板的总面积的50％。
18.根据权利要求12所述的入口组件，其中，所述流分配板包括被设置在所述流改向导管中的下游部分和与所述下游部分相对的上游部分，所述上游部分延伸进入所述入口导管中。
19.一种后处理系统，用于分解流经其中的废气成分，所述后处理系统包括：
壳体；
后处理部件，其沿着所述壳体的纵向轴线被设置在所述壳体内；以及
根据权利要求12所述的入口组件，其被联接到所述壳体的端部。
20.一种方法，包括：
提供用于后处理系统的壳体；
将后处理部件沿着所述壳体的纵向轴线设置在所述壳体内；
提供入口组件，所述入口组件包括：
入口导管，和
流改向导管，其被设置在所述入口导管的下游并且被联接到所述入口导管；
将流分配板设置在所述流改向导管内，所述流分配板限定多个狭槽；以及
将所述流改向导管联接到所述壳体，
其中所述流改向导管被配置成将从所述入口导管接收的废气改向成朝向所述后处理部件的入口面，并且
其中所述流分配板相对于所述壳体的纵向轴线以一定角度倾斜，并且其中，所述多个狭槽被配置成当所述废气通过所述多个狭槽朝向所述入口面流动时，将废气流朝向所述后处理部件的所述入口面分配。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述多个狭槽中的每个狭槽被定向成基本上垂直于所述纵向轴线。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述流分配板还包括从所述狭槽中的每一个狭槽的边缘朝向所述后处理部件的所述入口面突出的叶片。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，所述流分配板被倾斜的所述角度是在75度至85度的范围内。
24.根据权利要求20所述的方法，其中，所述多个狭槽限定了用于废气流动穿过所述流分配板的流通面积，所述流通面积大于所述流分配板的总面积的50％。
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