CN115717562A - 用于在选择性催化还原系统中处理柴油机排气流体的电加热混合管道 - Google Patents

用于在选择性催化还原系统中处理柴油机排气流体的电加热混合管道 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于接收来自机动车辆的排气气体的排气处理组件，该排气处理组件包括混合管道、护套和加热器。混合管道至少部分地限定被适配成接收排气气体和化学还原剂的通道。护套包括流体地密封到混合管道的第一端。护套的至少一部分与混合管道径向地间隔开以至少部分地限定间隙。加热器设置在间隙中。加热器被适配成加热还原剂冲击表面。

Description

用于在选择性催化还原系统中处理柴油机排气流体的电加热 混合管道
技术领域
本披露内容涉及一种用于在选择性催化还原(SCR)系统中处理柴油机排气流体的电加热混合管道。
背景技术
此部分提供了与本披露内容相关的背景信息，其不一定是现有技术。
机动车辆通常具有排气系统，该排气系统将热的排气气体从为机动车辆提供动力的内燃发动机运送到外部环境。这样的排气系统通常包括各种排气部件，包括但不限于，集管、下行管道、x型管道、排气管道、以及消声器。根据被用来为机动车辆中的内燃发动机提供动力的燃料源的类型(例如，汽油与柴油)，排气系统可以包括提供排放控制的附加排气部件，包括但不限于，催化转化器、还原剂注入器、选择性催化还原(SCR)单元、柴油氧化催化器(DOC)、以及柴油颗粒过滤器(DPF)。
可以使用一个或多个SCR单元来控制柴油发动机的NOx排放。SCR单元可以包括使NOx与化学还原剂的反应速率加速的催化器。化学还原剂被引入到催化器的排气上游中。柴油机排气流体(DEF)是化学还原剂，包括尿素水溶液。DEF可以以小液滴的形式喷射到排气中，这些小液滴蒸发、然后热分解。氨气是分解产物中的一种，可以与催化器中的NOx反应。排气系统可以在DEF引入点下游进一步包括混合器，以加速处理DEF并分配产生的氨气。
发明内容
本部分提供了本披露内容的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面披露内容。
本披露内容提供了一种用于接收来自机动车辆的排气气体的排气处理组件。排气处理组件包括混合管道、护套和加热器。混合管道至少部分地限定被适配成接收排气气体和化学还原剂的通道。护套包括流体地密封到混合管道的第一端。护套的至少一部分与混合管道径向地间隔开以至少部分地限定间隙。加热器设置在间隙中。加热器被适配成加热还原剂冲击表面。
在一些构型中，护套设置在混合管道的径向内侧。加热器联接到护套的径向外表面。还原剂冲击表面是护套的径向内表面的至少一部分。
在一些构型中，混合管道限定第一长度。护套限定第二长度，该第二长度小于该第一长度。
在一些构型中，护套限定从0.75mm到2mm范围内的壁厚度。
在一些构型中，护套设置在混合管道的径向外侧。加热器联接到混合管道的径向外表面。还原剂冲击表面是混合管道的径向内侧表面的至少一部分。
在一些构型中，第一端是上游端。
在一些构型中，护套进一步包括与第一端相反的第二端。第二端被适配成与混合管道直接接触。
在一些构型中，还原剂冲击表面是通道内表面的一部分。该部分小于100％。
在一些构型中，加热器包括第一加热器和第二加热器。第二加热器设置在第一加热器的下游。第一加热器和第二加热器可独立运行。
在一些构型中，加热器限定大致环形形状。
在一些构型中，护套包括不锈钢。
在一些构型中，排气处理进一步包括隔热材料。隔热材料围绕混合管道和护套中的至少一个的至少一部分设置。
在一些构型中，排气处理组件进一步包括流体地连接到通道的混合器。混合器在加热器的上游。
在一些构型中，排气处理组件进一步包括化学还原剂注入器。化学还原剂注入器被适配成将化学还原剂喷射到通道中。化学还原剂注入器设置在加热器的上游。
在一些构型中，排气处理组件进一步包括选择性催化还原(SCR)单元。SCR单元在混合管道的下游。
本披露内容提供一种减少车辆排气系统中的化学还原剂沉积物的方法。该方法包括向排气处理部件的通道提供排气气体和化学还原剂。排气处理部件包括混合管道、护套和加热器。混合管道至少部分地限定通道。护套与混合管道径向地间隔开，以至少部分地限定间隙。护套的第一端流体地密封到混合管道。加热器设置在间隙中。该方法进一步包括使化学还原剂冲击该通道的还原剂冲击表面。该方法进一步包括使用加热器加热还原剂冲击表面。
在一些构型中，加热包括使还原剂冲击表面达到从135℃到275℃范围内的温度。
在一些构型中，加热包括向加热器提供量值从1kW到2kW范围内的功率。
在一些构型中，加热器包括第一加热器和第二加热器。第一加热器和第二加热器可独立运行。
在一些构型中，该方法进一步包括确定还原剂冲击表面上的高还原剂冲击通量区域。加热该还原剂冲击表面包括基于该最大还原剂冲击区域运行第一加热器和第二加热器中的至少一个。
从本文提供的描述中将清楚其他适用范围。本概述中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而并非旨在限制本披露内容的范围。
附图说明
本文描述的附图仅是出于对所选择实施例的而不是对所有可能实现方式的展示性目的，并且不旨在限制本披露内容的范围。
图1是根据本披露内容的原理的排气系统的示意性表示；
图2A是根据本披露内容的原理的排气处理组件的立体图；
图2B是图2A的排气处理组件的混合箱的截面图；
图3是图2A的排气处理组件的根据本披露内容的原理的混合管子组件的截面图；
图4是根据本披露内容的原理的另一混合管子组件的截面图；
图5是根据本披露内容的原理的排气处理组件的立体图；
图6是图5的排气处理组件的截面图；以及
图7是描绘根据本披露内容的原理的减少排气处理部件上的化学还原剂沉积物的方法的流程图。
在附图的若干视图，对应的附图标记指示对应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。
提供了示例实施例从而使得本披露内容将是详尽的，并将其范围充分地传达给本领域技术人员。阐述了许多特定的细节，比如特定的部件、装置和方法的示例，以提供对本披露内容的实施例的详尽理解。对本领域技术人员显而易见的是，不必采用特定的细节，而可以用多种不同的形式实施示例实施例、并且这些特定的细节都不应当解释为是对本披露内容的范围的限制。在一些示例实施例中，对周知过程、周知装置结构及周知技术不做详细描述。
本文所使用的术语仅是出于描述特定示例实施例的目的而并不旨在限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可以旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。术语“包括”、“含有”、“包含”和“具有”都是包括性的并且因此指定所陈述特征、整合物、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或加入一种或多种其他特征、整合物、步骤、操作、元件、部件和/或它们的集合。本文所描述的这些方法步骤、过程和操作不应当被解释为必须要求它们按所讨论或展示的特定顺序执行，除非特别指出执行顺序。还应理解的是，可以采用附加的或替代性的步骤。
当一个元件或层涉及“在……上”、“接合到”、“连接到”、或“联接到”另一个元件或层时，它可以是直接在该另一个元件或层上、接合、连接或联接到该另一个元件或层，或者可以存在中介元件或层。相比之下，当一个元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一个元件或层时，就可能不存在中介元件或层。用于描述这些元件之间关系的其他词语应当以类似的方式进行解释(例如，“在……之间”对比“直接在……之间”、“邻近”对比“直接邻近”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一项或多项的任意和所有组合。
虽然术语第一、第二、第三等在本文中可以用来描述不同的元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区分开。术语如“第一”、“第二”和其他数字术语在本文使用时并不暗示序列或顺序，除非上下文清楚地指明。因此，在不脱离示例实施例的传授内容的情况下，下文中讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称为第二元件、部件、区域、层或区段。
空间相关术语如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文中可以是为了使得对如附图中所展示的一个元件或特征相对另外的(多个)元件或(多个)特征的关系的描述易于阐释。空间相对术语可以旨在涵盖除了在附图中描绘的取向之外的、装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果这些附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在该其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以涵盖上方和下方两种取向。装置可以被另外定向(旋转90度或处于其他取向)，并且本文中所使用的空间相关描述符做出了相应的解释。
参考图1，提供了根据本披露内容的原理的排气处理系统10。排气处理系统10可以处理燃烧发动机14输出的排气气体12。排气处理系统10可以包括排气气体通道20、氧化催化器22(例如，柴油氧化催化器(DOC))、过滤器24(例如，柴油颗粒过滤器(DPF))、一个或多个选择性催化还原(SCR)单元26、一个或多个相应的化学还原剂注入器28、以及一个或多个相应的混合器30。氧化催化器22、过滤器24、SCR单元26、以及混合器30设置在排气气体通道20内，使得从发动机14输出的一些或所有排气气体12流动穿过其中。
排气处理系统10可以具有两个SCR单元26(如所示出的)，并且可以被称为“'双定量给送系统”。其中一个SCR单元26可以设置在氧化催化器22和过滤器24的下游，而另一个SCR单元26可以设置在氧化催化器22和过滤器24的上游。然而，在其他示例中，排气处理系统可以具有单个SCR单元。单个SCR单元可以设置在氧化催化器和过滤器的下游、或氧化催化器和过滤器的上游。
如所示出的，混合器30可以是非冲击混合器(还参见图2B的混合器68和图5至图6的混合器302)。非冲击混合器可以具有大致环形形状。非冲击混合器包括多个轴向延伸的、周向间隔开的百叶窗板。在一些示例中，所有或一部分百叶窗板可以限定多个孔口(例如，参见图2B的混合器68)。非冲击混合器被适配成接收排气气体并且产生排气气体和空气的涡流，化学还原剂注入到该涡流中。该涡流可以类似于旋风，其具有与排气气体的流动方向大致平行的轴线。由于非冲击混合器产生的排气气体涡流的湍流，还原剂可以在非冲击混合器内保持充分的空气传播。在其他示例中，排气处理系统可以包括冲击混合器，该冲击混合器具有适配于来自还原剂注入器的化学还原剂直接冲击或接触的表面。
继续参考图1，还原剂注入器28中的每一个可以设置在相应SCR单元26的上游，如所示出的。然而，在其他示例中，还原剂注入器可以部分地设置在混合器内或与混合器成一体。还原剂注入器28中的每一个可以接收来自还原剂储箱(未示出)的还原剂32，并且将还原剂32作为液体还原剂液滴喷雾锥注入到排气气体12中、喷射到混合器30的上游或其中。当混合器30是非冲击混合器时，如所示出，还原剂32喷雾锥可以朝向混合器30的中心引导，而不是引导在排气处理系统10的壁上或混合器30的表面上。混合器30可以被适配成产生排气气体12的涡流，该涡流充分地保持还原剂32，以减少或避免还原剂32与混合器30的表面接触。
在被排放到混合管子组件34中之后，排气气体12和还原剂32在混合器30内和/或在混合器30的下游混合。混合管子组件34中的每一个设置在相应的一个还原剂注入器28和相应的一个混合器30的下游并且与其轴向地间隔开。混合管子组件34中的每一个设置在相应的一个SCR单元26的上游并且与其轴向地间隔开。
混合管子组件34包括混合管36、护套38和加热器40。如所示出的，护套38可以设置在混合管36内。然而，在其他示例中，护套可以至少部分地设置在混合管外(例如，参见图6的混合管子组件304)。如所示出的，加热器40可以设置在混合管36与护套38之间的间隙42内、比如设置在护套38的外表面上。相应地，加热器40可以设置在还原剂注入器28和混合器30的下游并且与其轴向地间隔开。加热器40可以设置在SCR单元26的上游并且与其轴向地间隔开。
还原剂32可以由混合器和/或混合管子组件34中的排气气体12加热。一部分还原剂32可以在空气传播时蒸发和热分解。例如，还原剂32可以是DEF，其包括尿素水溶液。尿素可以分解成气态产物，包括氨气。
另一部分还原剂可能未被加热足以蒸发和分解，比如在排气焓率低和/或还原剂引入率高的情况下。未分解的这部分还原剂32可以作为液体液滴而落在混合管子组件34的表面上。这部分还原剂32可以冲击混合器子组件34的内侧表面，该内侧表面被称为还原剂冲击表面42。还原剂冲击表面42是液体还原剂28在混合器30产生的排气气体涡流中进行空气传播之后且在进行蒸发和分解之前落在其上或冲击的表面。还原剂冲击表面42在混合器30的下游且在SCR单元26的上游。还原剂冲击表面42可以在护套38的内侧表面上、如所示出的，和/或在混合管道36的内侧表面上。
还原剂32可以在还原剂冲击表面42上形成液体膜(例如，参见图3中的膜153、图4中的膜220、图6中的膜326)。加热器40可以被适配成加热还原剂冲击表面42上的还原剂32，以使还原剂32蒸发和热分解。在混合管道子组件34的下游，排气气体12和还原剂32分解的气态产物流到SCR单元26中。SCR单元被适配成提高排气气体12中的NOx与还原剂32分解产生的氨气的反应速率。
参考图2A至图2B，提供了根据本披露内容的原理的排气组件60的一部分。排气组件60被适配成接收来自燃烧发动机(例如，参见图1的燃烧发动机14)的排气气体62、并且在燃烧发动机运行期间排放排气气体62。排气组件60通常包括：还原剂注入器64；混合箱66，其包括混合器68(图2B中所示)；混合管子组件70(也被称为“子组件70”)；以及SCR单元72。
如图2B所示，混合箱66容纳混合器68。混合器68和混合箱66被适配成接收来自燃烧发动机的排气气体62和来自还原剂注入器64的化学还原剂。混合器68在混合管子组件70的上游并与其内部处于流体连通。如上文结合图1所做的讨论中描述的，混合器68是非冲击混合器。混合器68具有大致环形形状、并且沿轴线80延伸。轴线80可以与混合器68中的排气气体62的流动方向大致平行。混合器68包括多个轴向延伸的、周向间隔开的百叶窗板82。百叶窗板82与相应的多个狭槽84交替设置。所有或一部分百叶窗板82可以限定多个孔口86。
回到图2A，混合管子组件70设置在混合箱66与SCR单元72之间。更具体地，混合管子组件70在混合箱66的下游且在SCR单元72的上游。下文结合图3所做的讨论中更加详细地描述了混合管子组件70和其运行。
参考图3，示出了图2A至图2B的混合管子组件70。子组件70通常包括混合管道100、护套102、加热器104、以及绝缘体106。如所示出的，护套102可以设置在混合管道100的径向内侧。
混合管道100至少部分地限定通道108。通道180在入口110与出口112之间延伸。通道108被适配成接收排气气体114和化学还原剂116的液滴。
护套102可以具有环形形状。护套102包括第一端或上游端120、以及第二端或下游端122。护套102的至少一部分与混合管道100间隔开，以限定间隙124(例如，空气间隙)。如所示出的，护套102的第一端120和第二端122中的至少一个(比如第一端120)流体地密封到混合管道100。第一端120可以通过焊缝126流体地密封到混合管道100。第二端122可以与混合管道100物理接触，但不流体地密封到混合管道100。相应地，间隙124可以部分地与通道108隔离开。结果，间隙124中的空气可能多半是静态的，并且与气流穿过其中的间隙相比，可以减少或最小化穿过间隙124的热损失。随着空气受热膨胀，间隙124中的压力增大，空气可以比如通过使护套102背离混合管道100弯曲而从护套102的第二端122与混合管道100之间的间隙逸出。
加热器104设置在间隙124中。加热器104被适配成加热还原剂冲击表面130。还原剂冲击表面130可以在护套102上、如所示出的，和/或在混合管道上(例如，参见图6)。在所示的示例中，还原剂冲击表面130是护套102的内表面132的一部分。在至少一个示例实施例中，冲击表面130是小于护套102的内表面132的100％的一部分。
加热器104可以与还原剂冲击表面130相反地固定。相应地，在所示的示例实施例中，加热器104固定至护套102的外表面134。加热器104可以通过粘合剂、一个或多个夹具、或粘合剂和一个或多个夹具两者而联接到护套102(未示出)。加热器104可以直接联接到护套102的外表面134。加热器104可以与护套102直接热接触。
加热器104可以与混合管道100间隔一定距离144。相应地，加热器104可以不与混合管道100直接热接触。替代地，间隙124中穿过距离144的空气可以充当加热器104与混合管道100之间的绝缘体。相比于加热器与混合管道直接热接触，加热器104的这个位置可以有助于使到子组件70的外环境146的热损失减小或最小化。
加热器104可以具有大致环形形状，使得该加热器包绕护套102的外表面134的整个周界。在其他示例实施例中，加热器104包括多个离散的加热器。多个离散的加热器可以绕外表面134周向间隔开和/或沿外表面134轴向间隔开(例如，参见图4)。多个加热器可以独立运行。
混合管道100包括内表面140和外表面142。护套102可以直接固定至混合管道100的内表面140。绝缘体106可以设置在混合管道100的外表面142上、围绕整个外表面或围绕其一部分设置。绝缘体106包括隔热材料。与不具有绝缘体的子组件70相比，绝缘体106可以有助于使到环境146的热损失减少。
混合管道100限定第一长度150，该第一长度与子组件70的轴线A1平行。护套102限定第二长度152，该第二长度与轴线A1平行。第二长度152小于第一长度150。在至少一个示例实施例中，第二长度152可以小于或等于第一长度的约90％(例如，小于或等于约80％、小于或等于约70％、小于或等于约60％、小于或等于约50％、小于或等于约40％、或者小于或等于约30％)。与子组件包括具有大致相似长度的混合管道和护套的情况相比，第一长度150与第二长度152存在差异可以有助于使到通道108中的排气气体114的热损失减少。护套102可以沿纵向轴线A1定位在最高期望还原剂冲击通量的位置处。
如本文所使用的，还原剂冲击通量是指冲击子组件70的表面(例如，还原剂冲击表面130)或落在其上的还原剂流动速率。还原剂冲击通量可以通过冲击还原剂冲击表面130或落在其上的还原剂116的质量、摩尔或体积流率来测量。在一些示例中，还原剂冲击表面130上的液体还原剂膜153的厚度可以指示还原剂冲击通量。
加热器104限定第三长度154，该第三长度与轴线A1平行。第三长度154小于护套102的第二长度152。与子组件包括具有大致相似长度的护套和加热器的情况相比，第二长度152与第三长度154的这种差异可以有助于使到通道108中的排气气体114的热损失减少。加热器104可以沿纵向轴线A1定位在最高期望还原剂冲击通量的位置处。
在至少一个示例实施例中，通道108包括一个或多个第一壁部分160、一个或多个第二壁部分162、以及一个或多个第三壁部分164。可以预期第一壁部分160在运行期间基本上没有液体还原剂沉积物。可以预期第二部分162和第三部分164受还原剂冲击以形成液体还原剂膜153。相应地，护套102与第二和第三壁部分162在轴向上大致对齐。第二壁部分162和第三壁部分164可以包括还原剂冲击表面130。可以预期第三壁部分164比第二壁部分162接收的还原剂冲击通量更高。相应地，加热器104与第三壁部分164在轴向上大致对齐。
在一些示例中，膜153的厚度可以指示还原剂冲击通量。因此，膜153可以限定第二部分162上的第一膜厚度166和第三部分164上的第二膜厚度168，在发动机运行期间，该第一膜厚度小于该第二膜厚度。
可以优化护套102的材料和护套102的尺寸，以实现所期望的热传递特征。例如，当期望较低传导率时，可以使用由较低热导率材料形成的较薄的护套。使用较低传导率的护套可以减少或最小化穿过护套的热传递，以限制到排气(而非还原剂)的热传递。当期望较高传导率时，可以使用由较高热导率材料形成的较厚的护套。在至少一些示例实施例中，护套102限定约0.75mm到约2mm范围内的护套厚度170。在至少一些示例实施例中，护套102包括不锈钢。护套102的表面132、134可以是大致光滑的，以使到通道108和/或间隙124中的排气气体114和/或空气的热损失最小化。
子组件70可以被适配成高效地加热还原剂，同时使功率消耗最小化。更具体地，护套102和加热器104的轴向位置是在最高期望还原剂冲击通量的区域(例如，第二壁部分160和第三壁部分162)处，以使到排气气体114的热损失减少或最小化。加热器104设置在间隙124中并且与混合管道100间隔一定距离144，以使到环境146的热损失减少或最小化。此外，护套102至少部分地流体密封到混合管道100，以进一步减少或最小化穿过间隙124的热损失。另外，选择护套102的厚度和材料以优化传导率，使得加热器104高效地加热冲击表面130来使还原剂蒸发和热分解，同时使对护套102的具有少量或不具有还原剂冲击通量的其他区域的加热(这将使热量传递至排气气体114)最小化。上述设计特征将加热严苛地定制到具有最高期望还原剂冲击通量的区域并且使到排气气体114和环境146的热损失最小化，有助于热量的高效使用，并且因此可以比缺少一些或所有上述特征的装置所要求的功率更低。在至少一个示例实施例中，加热器可以在约1kW到约2kW范围内的功率运行。相应地，子组件70可以与24V至48V的车辆系统一起使用，无需增加额外的电源来支持排气处理系统。
参考图4，提供了根据本披露内容的原理的另一混合管子组件200(也称为“子组件200”)。除非下文另有说明，子组件200与图2A至图3的子组件70相同。子组件200通常包括混合管道202、护套204、第一加热器206、第二加热器208、以及绝缘体210。子组件200可以被适配成接收排气气体212。
子组件200可以包括一个或多个第一壁部分214、一个或多个第二壁部分216、以及一个或多个第三壁部分218。可以预期第一壁部分214在运行期间基本上没有还原剂沉积物。可以预期第二壁部分216和第三壁部分218受还原剂冲击219，以形成液体还原剂膜220。第二壁部分216和第三壁部分218可以包括还原剂冲击表面222。可以预期第三部分218比第二部分216接收的还原剂冲击通量更高。
第一加热器206和第二加热器208可以被适配成加热还原剂冲击表面222。冲击表面222可以被适配成受还原剂219冲击，该还原剂可以形成膜220。第一加热器206和第二加热器208可以设置在护套204上的不同轴向位置处。第一加热器206和第二加热器208可以在轴向上间隔开。第一加热器206可以被适配成加热第二壁部分216上的还原剂冲击表面222，而第二加热器208可以被适配成加热第三壁部分218上的第三部分还原剂冲击表面222。
第一加热器206和第二加热器208可以独立运行。相应地，若最高还原剂冲击通量位置改变，加热器206、208的运行可能响应地改变(例如，以不同的功率运行、或者打开或关闭)。在至少一个示例实施例中，当第二部分226中的还原剂冲击通量比第一部分224高时，第一加热器206可以与第二加热器208相比以较低的功率运行。
参考图5至图6，提供了根据本披露内容的原理的排气处理组件300。排气处理组件300通常可以包括还原剂注入器301(图6中所示)、混合器302、以及混合管道子组件304(也称为“子组件304”)。混合器302可以是非冲击混合器。混合管道子组件304可以与图2A至图3的混合管道子组件70相同或相似，除非下文另有说明。排气处理组件300可以被适配成接收来自燃烧发动机(例如，参见图1的燃烧发动机14)的排气气体306和来自还原剂注入器301的呈液体液滴形式的化学还原剂308。
如图6所示，混合管道子组件304包括混合管道310、护套312和加热器314。子组件304可以进一步包括围绕整个护套312或其一部分的绝缘体(未示出)。混合管道310可以至少部分地限定通道316。
护套312的至少一部分设置在混合管道310的径向外侧。护套312与混合管道310间隔开，以限定间隙318。加热器314设置在间隙318中。
加热器314被适配成加热还原剂冲击表面320。还原剂冲击表面320是在混合管道310上。更具体地，加热器314联接到混合管道310的外表面322以加热该冲击表面320，该冲击表面是混合管道310的整个内表面324或其一部分。还原剂冲击表面320可以被适配成接收还原剂308。还原剂308可以在还原剂冲击表面320上形成还原剂膜326。
护套312可以包括第一端或上游端330、以及第二端或下游端332。第一端330可以流体地密封到混合管道310。第二端332可以流体地连接到通道316，使得间隙318是部分气隙。附加地或替代性地，护套312的第二端332可以流体地密封到混合管道310(未示出)。护套312可以通过焊缝334流体地密封到混合管道310。
参考图7，提供了流程图，该流程图描绘了根据本披露内容的原理的减少排气处理部件上的化学还原剂沉积物的方法。在400，该方法包括向排气处理部件提供排气气体和化学还原剂。通过举例的方式，排气处理部件可能包括图2A至图3的混合管子组件70、图4的混合管子组件200、或图5至图6的排气处理组件300。
在404，该方法包括使化学还原剂冲击该排气处理部件的还原剂冲击表面。化学还原剂可以包括DEF。化学还原剂可以被适配成冲击排气处理部件的期望区域(例如，冲击表面)或落在其上。如上所述，还原剂可以被注入到混合器中并且保持充分的空气传播，直至被蒸发和热分解、或者作为液体液滴落到还原剂冲击表面上以形成还原剂膜。
在408，该方法可选地包括确定最大还原剂冲击通量区域，比如在排气处理组件包括多个独立运行的加热器时。最大还原剂冲击通量区域可以通过发动机速度(其指示空气和燃料流量)、排气温度(其可以被测量)和/或还原剂流量(其可以由设定点和/或传感器得知)确定。
在412，该方法进一步包括运行一个或多个加热器，来使化学还原剂的至少一部分蒸发。加热器可以被适配成将还原剂加热到一定温度，该温度将使还原剂的热致分解(TBU)最大化，同时使表面扩散、飞溅、回弹、或分解和回弹最小化。还原剂TBU可以有助于高效热传递到还原剂。TBU产生的二次液滴可以比初始或一次液滴(在冲击之前)更小，并且因此比一次液滴更适合在排气下游处理。在至少一些示例实施例中，加热器可以加热到约135℃到约275℃范围内的温度。
以上对这些实施例的描述是出于展示和描述的目的提供的。其并不旨在是穷尽的或限制本披露内容。具体实施例的单独的元件或特征通常并不局限于该具体实施例，而是在适用时是可互换的、并且可以使用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。也可以用许多方式来对其加以变化。这样的变化不应视作是脱离本披露内容，并且所有这样的修改都旨在包含在本披露内容的范围之内。

Claims (15)

1.一种用于接收来自机动车辆的排气气体的排气处理组件，其特征在于，该排气处理组件包括：
混合管道，该混合管道至少部分地限定被适配成接收该排气气体和化学还原剂的通道；
护套，该护套包括流体地密封到该混合管道的第一端，该护套的至少一部分与该混合管道径向地间隔开以至少部分地限定间隙；以及
加热器，该加热器设置在该间隙中并且被适配成加热还原剂冲击表面。
2.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中：
该护套设置在该混合管道的径向内侧，
该加热器联接到该护套的径向外表面，并且
该还原剂冲击表面是该护套的径向内表面的至少一部分。
3.如权利要求2所述的排气处理组件，其特征在于，其中，
该混合管道限定第一长度，并且
该护套限定第二长度，该第二长度小于该第一长度。
4.如权利要求2所述的排气处理组件，其特征在于，其中，该护套限定0.75mm到2mm范围内的壁厚度。
5.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中：
该护套设置在该混合管道的径向外侧，
该加热器联接到该混合管道的径向外表面，并且
该还原剂冲击表面是该混合管道的径向内侧表面的至少一部分。
6.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中，该第一端是上游端。
7.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中：
该护套进一步包括与该第一端相反的第二端，并且
该第二端被适配成与该混合管道直接接触。
8.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中，该还原剂冲击表面是通道内表面的一部分，该部分小于100％。
9.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中：
该加热器包括第一加热器和设置在该第一加热器下游的第二加热器，并且
该第一加热器和该第二加热器可独立运行。
10.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中，该加热器限定大致环形形状。
11.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，其中，该护套包括不锈钢。
12.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，进一步包括：
隔热材料，该隔热材料围绕该混合管道和该护套中的至少一个的至少一部分设置。
13.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，进一步包括：
混合器，该混合器流体地连接到该加热器上游的通道。
14.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，进一步包括：
化学还原剂注入器，该化学还原剂注入器被适配成将该化学还原剂喷射到该通道中，该化学还原剂注入器设置在该加热器的上游。
15.如权利要求1所述的排气处理组件，其特征在于，进一步包括：
在该混合管道下游的选择性催化还原(SCR)单元。
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