[发明专利]用于选择性催化还原系统的混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及机动车排气系统的选择性催化还原(SCR)系统，并且更具体地涉及用于SCR系统的混合装置，所述混合装置在还原剂(例如尿素)与排气到达SCR催化剂之前将二者进行混合。

背景技术

此处提供的背景资料说明是为了总体介绍本发明的背景。在本背景技术部分所描述的范围内，目前署名的发明人的作品以及在申请日时不构成现有技术的该描述的各个方面既非明确地也非隐含地被看作针对本发明的现有技术。

选择性催化还原(SCR)系统已经应用于机动车中，用来还原氮氧化物(NO_x)。SCR系统包括SCR单元(例如，SCR催化剂)，在其中进行SCR处理。通常，向SCR单元上游的排气流中喷入液体还原剂，例如尿素。喷射的尿素溶液在热分解和水解的作用下分解从而形成气态氨(NH₃)和二氧化碳(CO₂)。气态氨起着还原剂的作用，在SCR单元中与排气中的氮氧化物(NO_x)反应以生成水(H₂O)和氮气(N₂)。为了获得最佳的SCR性能，在到达SCR单元之前，尿素溶液必须在排气流中进行适当汽化、混合和均匀分布。

现在参照图1和2，SCR系统的传统混合装置10通常安装在排气管12中，在SCR单元(未示出)的上游，并且具有限定出多个孔道14的网状结构。混合装置10垂直于排气管12布置从而使这些多个孔道14平行于排气的总体流动方向A。调整片15常常在混合装置10的下游端以各种角度伸出从而促进混合。这些调整片15会造成SCR系统中的压力损失。尿素溶液在混合装置10的上游从方向B以与排气的总体流动方向A成角度地喷射。当尿素溶液和排气流过混合装置10的孔道14且经过调整片15时，混合装置10帮助尿素溶液汽化并且使尿素溶液与排气混合。

尿素溶液可能在不接触混合装置10的情况下流过孔道14和调整片15，还可能碰撞管壁。因此，尿素液滴可能不会完全分解为更均匀地分布在排气流中的较小尺寸。而且，混合装置10可能会引起经过混合装置10的极大压降，特别是在高流速时，并且阻碍排气管12中的排气流。

发明内容

一种选择性催化还原(SCR)系统包括用于从发动机接收排气的排气管。选择性催化还原(SCR)单元设置在排气管的下游。第一混合元件包括带孔主体，该带孔主体具有第一表面、第二表面和从第一表面延伸到第二表面的多个孔道。第一表面和第二表面相互平行并且与排气的流动方向成一定角度。这个角度小于90度。

在其它特征中，这个角度可以在0和60度之间。这个角度可以为0度，并且第一表面和第二表面平行于排气的流动方向从而降低压降。本发明的混合装置能获得更好的汽化和分布性能，而不会引起经过混合装置的极大压降。

从本文提供的描述可以清楚更多的应用领域。应当理解的是，该描述和特定示例只是用作说明目的，并不意图限制本发明的范围。

附图说明

本文描述的附图只用作说明目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。

图1是安装在排气管中的现有技术混合装置的示意性侧视图；

图2是现有技术混合装置的局部横截面视图；

图3是采用本发明的混合装置的排气系统的示意图；

图4A是图3中的A部分的放大图；

图4B是示出了混合装置的视图，该混合装置处于与排气的流动方向A成一定角度的位置；

图5是根据本发明第一实施例的混合装置的局部示意性立体图；

图6是根据本发明第二实施例的混合装置的局部示意性立体图；

图7是图6所示混合装置的横截面视图；

图8A是根据本发明第三实施例的混合装置的局部示意性立体图；

图8B是第三实施例的变型的横截面视图；

图8C是第三实施例的变型的另一横截面视图；

图9是根据本发明第四实施例的混合装置的示意性侧视图；

图10A、10B、10C和10D分别是混合装置A、B、C和D的示意图，示出了它们相对于排气管的布置；

图11示出代表沿着排气管的混合区的轴向位置的尿素溶液的蒸气分数的曲线图；

图12示出代表沿着排气管的混合区的轴向位置(X)的尿素溶液的蒸气-液体均匀性指数的曲线图；以及

图13示出代表经过混合装置A、B、C和D的压降的曲线图。

具体实施方式