[发明专利]用于排气后处理的气体/液体混合装置

说明书

技术领域

本发明示例性的实施例涉及排气处理系统，并且，更具体的，涉及一种用于内燃机的排气处理系统以及包含了该系统的车辆。

背景技术

内燃机制造商必须满足消费者需求并满足减少排放和改进燃料经济性的各种法规。改进燃料经济性的方法的一个例子是将发动机在化学计量比的稀侧(氧量过剩)的空气/燃料比(以下简称为空/燃比)下工作。稀燃发动机的例子包括压缩点火(柴油机)和稀燃火花点火发动机。然而，尽管稀燃发动机可能改进了燃料经济性，但从这样的发动机，尤其是柴油机排出的排气是不均质的混合物，其包含了诸如一氧化碳(“CO”)，未燃尽的碳氢化合物(“HC”)以及氮氧化物(“NO_x”)的气态排放物以及构成微粒物质(“PM”)的凝聚相材料(液体和固体)。由于缺乏在稀排气流离开尾管之前从其中除去足够的NO_x以满足法规的有效方法，稀燃发动机的商业应用受到限制。因此，为了满足未来的排放标准并且改进车辆燃料经济性，来自稀燃汽油和柴油排气的NO_x在其离开尾管之前的有效的减少是非常重要的。

已经提出了一些用于车辆应用的具有潜力的排气处理系统。这些系统采用了各种排气处理装置。一种这样的排气处理系统采用了尿素选择催化剂还原(SCR)催化剂和NO_x还原剂(例如，尿素)，该NO_x还原剂使用大体上面对下游的流体喷射器喷射到催化剂的上游。NO_x还原剂转换为用来将NO_x还原为N₂的氨。作为还原剂的尿素的使用使得尿素分配基础结构和用于该辅助流体的车载监控系统成为必要。这样的系统需要周期性的进行包括燃料喷射或还原剂喷射的催化剂再生从而再生催化剂的存储材料。

一种用于高水平的微粒物质还原的排气处理技术是柴油机微粒过滤器装置(“DPF”)。在DPF中使用的有一些已知的过滤器结构，其在从排气中除去微粒物质方面展现出了有效性，诸如陶瓷蜂窝壁流过滤器，缠绕或填充式纤维过滤器，开孔泡沫，烧结金属纤维等。陶瓷壁流过滤器在汽车应用中有相当大的接受度。过滤器是用于从排气中除去微粒的物理结构，因此过滤出的微粒的累积将具有增加排气系统背压的效果，该背压由发动机承受。为了处理由排气微粒的累积引起的背压的增加，DPF被周期性地清洁，或再生。在车辆应用中的DPF的再生典型地是自动的并且是基于由发动机和排气系统传感器产生的信号由发动机或其它控制器控制的。为了燃烧累积的微粒，再生事件包括将DPF的温度增加至通常大于600℃的水平。

在排气系统中产生用于DPF再生所需的温度的一个方法是将未燃的HC传送到布置在DPF上游的氧化催化剂装置中。可以通过通常使用面向下游的排出流体喷射器将燃料直接喷射到排气系统而传送HC。HC在氧化催化剂装置中氧化，产生了增加排气温度的放热反应。被加热的排气向下游移动到DPF并且燃烧掉微粒累积。

当采用SCR催化剂和DPF的系统用作在排气流动气流中NO_x和微粒减少时，各种装置的封装已经存在问题，尤其是在具有相对较短轴距的相对较小的车辆中，这是由于在减少的空间中需要将所需的装置的组合与用于各种排气处理流体的导入所需的相关喷射系统进行封装。在一些情况中，当还提供用于将喷射的尿素转化成氨以及HC的汽化所需的混合长度的同时，尤其是如果系统还采用了用于将包括一氧化碳(CO)，各种碳氢化合物(HC)，微粒物质(PM)等的其它排气成分还原或氧化的多个排气处理装置的情况下，没有足够的空间用以封装催化剂和过滤器装置。

发明内容

在示例性的实施例中，用于内燃机的排气处理系统包括构成为接收来自内燃机的排气口的排气以及将排气向下游传送至排气处理装置的排气导管。喷射器隔室从排气处理装置上游的排气导管向外延伸，并且排出流体喷射器通过喷射器隔室中的开口安装并且与排气导管流体连通，并且在朝上游的方向上定向从而在朝上游的方向上将排出流体传送至向下游流动的排气中。排气流挡板从喷射器隔室向外延伸并且在朝上游的方向上延伸至排气中。排气流挡板位于排出流体喷射器的上游并且构成为在其下游限定出湍流的低压力速度区域并且接近排出流体喷射器。