具有预热的燃烧空气的废气后处理燃烧器的制造方法_2

文档序号:9332327阅读:来源:国知局
压器的自然吸气式发动机或任何发动机输出的废气。
[0033]废气后处理系统10可包括燃烧器26,燃烧器26接收且燃烧来自燃料传输系统98的燃料和来自空气传输系统110的空气。燃烧器26被放置在涡轮增压器18的下游和若干废气后处理装置的上游。例如,废气后处理装置可包括碳氢化合物喷射器28、柴油氧化催化剂30和/或柴油颗粒过滤器32。
[0034]燃烧器26可被放置为与流过主废气通路14的废气气体有热传递关系。如图1所示,燃烧器26可至少部分地被置于混合器外壳400中。混合器外壳400可为置于主废气通路14中的一部分,以便废气气体可流到混合器外壳中并且围绕燃烧器26,以在废气气体和燃烧器26之间传递热量。燃烧器26可被用于将通过主废气通路14的废气气体加热到提升D0C30的效率且允许DPF32的再生的升高的温度。另外地或可选地,燃烧器26可被使用于在发动机12启动之前预热排放系统,以便在发动机启动时提高排放系统的效率,从而减少冷启动排放。
[0035]如图2至5所示,燃烧器26可包括外壳组件40、喷嘴组件36和火焰传感器组件37。外壳组件40可被构造为金属制部件的多件式组件。外壳组件40可包括外壳体42、中间壳体44和内壳体46。如图4和5所示,外壳体42、中间壳体44和内壳体46可大致彼此同心,以便外壳体42和中间壳体44可协作限定它们之间的第一环形通道48,并且中间壳体44和内壳体46可协作限定在它们之间的第二环形通道50。第一环形通道48和第二环形通道50可通过在中间壳体44中的一个或多个孔49互相流体连通。
[0036]壳体42、44、46可分别包括通大致圆柱状的管部51、52、54和大致漏斗状的后壁部56、58、60。分别的管部51、52、54的第一端部62、64、66可被分别焊接或附接于后壁部56、58,60的第一端部68、70、72。外管部51和内管部54的各自的第二端部74、78可被焊接或附接于中间管部52的第二端部76。内壳体46的内表面96可限定燃烧室94(如图4和5中所示)。火焰管95可被置于燃烧室94中,以作用为引起在燃烧室94中的贫氧燃烧物的再循环的汽化元件。再循环导致燃料的完全汽化,并且可致使在燃烧室94中的火焰是表示清洁燃烧、低排放火焰的蓝色火焰。火焰管95可通过一个或多个支架92被连接到内表面96。叶片扩压器77可在管部51、52、54的第二端部74、76、78处或附近处被连接到外壳组件40,并且可使排出燃烧器26的加热空气扩散和打旋。
[0037]后壁部56、58、60的第二端部80、82、84可固定地支撑喷嘴衬套86,喷嘴衬套86容纳喷嘴组件36。喷嘴衬套86可相对于第二端部80、82、84滑动,以允许中间壳体44和内壳体46相对于彼此和相对于外壳体42热膨胀和收缩。喷嘴衬套86可为包括主孔87和凹陷部88的环形组件。凹陷部88可被设置为邻近燃烧室94,并且可包括与第二环形通道50流体连通的多个径向延伸孔90。喷嘴组件36被固定地容纳于主孔87中。喷嘴组件36的一部分可至少部分延伸穿过靠近燃烧室94的凹陷部88。
[0038]外壳体42的后壁部56可包括在空气传输系统110和第一环形通道48之间提供流体连通的空气入口 119。如图4所示,在操作燃烧器26期间,来自空气传输系统110的空气可从空气入口 119流到蜿蜒的流动路径中,穿过第一和第二环形通道,并且进入到燃烧室94中。即是,来自空气传输系统110的空气可流到空气入口 119中,随后穿过第一环形通道48。该空气随后可通过孔49流到第二环形通道50中。该空气随后可流过环形通道50,并且通过在喷嘴衬套86中的孔90进入到燃烧室94中。在燃烧室94中,空气和燃料可被点燃。在点燃之后,在燃烧室94中燃烧之前,随着空气流过蜿蜒的流动路径,流过第一和第二环形通道48、50的进入空气可吸收来自外壳体42、中间壳体44和内壳体46的热量以及来自燃烧室94中的火焰的热量。以这种方式,在燃烧之前空气能被预热并且能冷却外壳体42、中间壳体44和内壳体46。喷嘴组件36可喷射且点燃接收自燃料传输系统98的燃料和接收自空气传输系统HO的空气的混合物。例如,燃料可为传统的柴油燃料或任何烃基或氢基燃料。喷嘴组件36可被构造为喷射燃料和空气的组合的喷嘴,或可提供燃料和空气的分开的喷嘴。
[0039]如图6至9所示,喷嘴组件36可包括主体部120、外喷嘴体部122、内喷嘴体部123、喷嘴帽124和热线点火塞126。主体部120包括具有外表面128和径向延伸凸缘130的大致圆柱状的构件。如图4和5所示,外表面128可被容纳于主孔87中,以便凸缘130邻接喷嘴衬套86的轴向端部132。多个螺栓134(图2和3)可将凸缘130固定于喷嘴衬套86。应了解的是,例如,主体部120可通过任何其他适合的方式被固定到喷嘴衬套86,诸如焊接或压入配合。在某些实施方式中,主体部120可与喷嘴衬套86被一体地形成。
[0040]如图7至9所示,主体部120还可包括第一凹槽136、中心孔138和第二凹槽140。热线点火塞126可与第一凹槽136螺纹接合,并且可延伸穿过中心孔138和第二凹槽140。外喷嘴体部122可被固定地容纳于第二凹槽140中。内喷嘴体部123被可滑动地容纳于中心孔138中,以允许内喷嘴体部123的轴向膨胀和收缩,以允许内喷嘴体部123的轴向热膨胀和收缩。
[0041]主体部120还可包括燃料入口通道97 (图8中示出)和空气入口通道99(图9中示出)。燃料入口通道97可延伸穿过主体部120的端部142到达第一凹槽136。空气入口通道99可延伸穿过主体部120的端部142到达第二凹槽140。
[0042]如图1所示,燃料入口通道97与燃料传输系统98流体连通。燃料传输系统98可包括由燃料管路108互相连接的燃料箱100、燃料过滤器102和燃料栗104。在某些实施方式中,燃料栗104可为计量式栗,其中增加或减少栗电动机转速以控制燃料传输速率。基于来自火焰传感器组件37的反馈可控制栗104。在某些实施方式中,燃料传输系统98可包括控制燃料传输的燃料模块(未示出)。燃料管路108可直接地或间接地与燃料入口通道97耦合。燃料传输系统98的部件的操作选择性地将燃料提供给喷嘴组件36。空气入口通道99与空气传输系统110流体连通。空气传输系统110可包括副空气过滤器112和MAF传感器114。压缩机116接收穿过副空气过滤器112和MAF传感器114的空气。压缩机116可包括增压机、涡轮增压器18或独立式电动压缩机的一部分。压缩机116的输出通过空气供应管路118被提供给空气入口通道99。空气供应管路118还将空气供应到外壳体42的空气入口 119。
[0043]在一些实施方式中,阀117可被置于压缩机116的下游,以控制进入到喷嘴组件36和进入到入口 119的空气流。阀117可被配置为保证预定量的空气流入到喷嘴组件36中。例如,在一些实施方式中,阀117可被配置为使得在喷嘴组件36的入口处的空气气压为大约每平方英寸(Psi)五镑,比在入口 119处的空气气压高。然而,应了解的是,流过空气供应管路118的大多数空气可流到入口 119中,伴随着相对小部分的空气转移到喷嘴组件36,以雾化在喷嘴组件36中的燃料。
[0044]再次参考图6至9,外喷嘴体部122可包括圆柱部144和截头锥形部146。圆柱部144可被固定地容纳于主体部120的第二凹槽140中,以便截头锥形部146邻接主体部120的端部。外喷嘴体部122可被焊接于或固定于主体部120。
[0045]外喷嘴体部122还可包括第一凹槽148和第二凹槽150。第一凹槽148可部分地由环形凸缘152限定。第二凹槽150可从圆柱部144的轴向端部延伸穿过截头锥形部146的一部分然后进入到第一凹槽148中。第二凹槽150可由圆柱环形表面153和邻近第一凹槽148的锥状环形表面154限定。
[0046]内喷嘴体部123可包括体部156和头部158。体部156可从主体部120的第一凹槽136延伸穿过中心孔138然后穿过第二凹槽140的一部分。体部156可包括外表面160和内表面162。外表面160可包括圆柱部164和锥状部166。例如,圆柱部164可通过滑动配合被容纳于中心孔138中。外表面160的圆柱部164和锥状部166可与
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