[发明专利]内燃发动机的排气处理系统

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2011年3月16日提交的序列号为No.61/453,346的美国临时专利申请的优先权，其全文在此引入作为参考。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及内燃发动机的排气处理系统，更具体地，涉及一种在不同发动机速度下具有一致流的排气系统。

背景技术

传统的内燃发动机排气后处理系统可具有设置在内燃发动机排气歧管附近的催化处理装置。该催化处理装置，称作紧耦合(close-coupled，或紧密联接)的催化转换器，其使得发动机和该装置之间的排气热损失最小化，从而产生更高的温度和更快的催化反应，这是因为一般用于处理发动机排气的催化剂化合物在高于350℃的温度下运行最佳。

应用压缩机(如排气驱动的涡轮增压器对燃烧空气充气进行压缩的内燃发动机)可被构造为使得从发动机排出的排气被直接引导进入并穿过所述排气驱动的涡轮增压器。为了达到最大的热效率，可希望设置紧耦合催化转换器直接邻接在排气驱动的涡轮增压器的出口处，以最小化这两者之间的排气通道长度；以及必需克服的由此产生的热负荷。

在这种紧耦合配置中，在低速运行期间从排气驱动的涡轮增压器所排出的排气可能包括向排气通道的外圆周流动的旋转或涡旋分量。因此，一旦到达紧耦合催化转换器的催化剂载体的入口面时，排气在入口面上的分布可能会集中朝向外圆周，从而造成通过载体的低效的排气流动。通过载体的这种排气不均衡流动可降低排气处理装置的转换效率。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，构造成从内燃发动机接收排气的排气系统包括，排气驱动的涡轮增压器，其具有出口和围绕出口延伸的凸缘部；排气处理装置，其包括具有入口锥体的刚性罐体和布置在该刚性罐体内的载体，该入口锥体包括整体式入口凸缘，该整体式入口凸缘限定了排气处理装置的入口开口并且构造成与围绕排气驱动的涡轮增压器的出口延伸的凸缘部限定密封，排气流经所述载体。排气通道由涡轮增压器出口和排气处理装置的入口开口限定，将排气驱动的涡轮增压器和排气处理装置流体地联接并允许排气在其间通过，并且，包括径向向内延伸的壁部的流动调节器从排气通道的内壁延伸，并在排气进入排气处理装置的入口锥体时引导排气远离排气通道的外径以将排气均匀分布在载体的入口面上。

在本发明的另一示例性实施例中，具有构造成接收来自内燃发动机的排气的排气系统的内燃发动机包括，排气驱动的涡轮增压器，其与排气系统流体连通以接收来自内燃发动机的排气，并具有出口和围绕出口延伸的凸缘部。排气处理装置，其包括具有入口锥体的刚性罐体，该入口锥体包括整体式入口凸缘，该整体式入口凸缘限定了排气处理装置的入口开口并且构造成与围绕排气驱动的涡轮增压器的出口延伸的凸缘部限定密封以从那接收排气。涂覆有催化剂的载体布置在排气流经的刚性罐体内。排气通道由涡轮增压器出口和排气处理装置的入口开口限定，将排气驱动的涡轮增压器和排气处理装置流体形连接并允许排气在其间通过，并且，流动调节器包括径向向内延伸的壁部，其从排气通道的内壁延伸，并在排气进入排气处理装置的入口锥体时引导排气远离排气通道的外径以将排气均匀分布在涂覆有催化剂的载体的入口面上。

方案1.一种构造成从内燃发动机接收排气的排气系统，包括：

排气驱动的涡轮增压器，所述排气驱动的涡轮增压器具有出口和围绕该出口延伸的凸缘部；

排气处理装置，所述排气处理装置包括具有入口锥体的刚性罐体，该入口锥体包括整体式入口凸缘，该入口凸缘限定了排气处理装置的入口开口，且构造成与围绕排气驱动的涡轮增压器的出口延伸的凸缘部限定密封；

载体，所述载体布置在刚性罐体内，排气流经所述载体；

排气通道，所述排气通道由涡轮增压器出口和排气处理装置的入口开口限定，将排气驱动的涡轮增压器和排气处理装置流体地联接，并允许排气在其间通过；以及

流动调节器，所述流动调节器包括径向向内延伸的壁部，该径向向内延伸的壁部从排气通道的内壁延伸，并在排气进入排气处理装置的入口锥体时引导排气远离排气通道的外径，以将排气均匀分布在载体的入口面上。

方案2.根据方案1所述的排气系统，其中，流动调节器的径向向内延伸的壁部是分段的，以引导一部分排气朝向排气通道的外径。方案3.根据方案1所述的排气系统，其中，流动调节器与入口锥体的入口凸缘一体构造。

方案4.根据方案1所述的排气系统，其中，流动调节器与涡轮增压器出口的凸缘部一体构造。