发动机排气后处理混合装置及发动机排气后处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种发动机排气后处理混合装置及发动机排气后处理装置，属于发动机排气后处理技术领域。

背景技术：

当前业内都是用混合器金属结构来达到尿素液滴与排气的混合。通常，在混合器中设置多孔板、翅片等结构，让尿素液滴和金属结构的混合器发生碰撞从而使尿素液滴破碎成更小的液滴，以有利于在金属表面蒸发和热解。现状是由于排放法规的升级，使得当前尿素喷射策略更加激进，例如在更低的温度、更小的排气流量下就开始较大的尿素喷射量。这里存在一个热量守恒的关系，一个是尿素液滴蒸发和热解所需要的热量，一个是排气从上游所带来的热量。由于上述喷射策略的激进化，排气所承载的总热量和尿素溶液充分蒸发、热解所需要的热量之间的比值不断降低。行业里面用以一个叫EER的比值来描述这个热量之间的关系。一般来讲，EER值在150以上混合器的结晶风险极低。如果EER没有那么高，但是如果通过对混合器的结构进行优化，其抗结晶能力会有一定的提高，这也是业界绝大部分公司的研发方向，即如何优化混合器的结构设计。收益与此，业界某些公司现在可以做到EER50左右时的结晶风险较低。理论上EER等于1时，排气和混合器里面的尿素液滴的换热效率要达到100％才可以，显然利用传统金属结构的混合器是无法实现的，很多公司的设计，就连EER小于50都出现很多结晶。

因此，有必要提供一种新型的解决方案以解决上述技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种抗结晶能力较强的发动机排气后处理混合装置以及具有该混合装置的发动机排气后处理装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种发动机排气后处理混合装置，其包括用以安装尿素喷嘴的安装座以及沿排气流动方向位于所述安装座的下游的混合元件，所述尿素喷嘴用以向所述发动机排气后处理混合装置中喷射雾化的尿素液滴，所述混合元件用以将所述尿素液滴与排气进行混合，所述发动机排气后处理混合装置还包括热管，以进一步增加所述尿素液滴蒸发和热解。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述混合元件包括混合管，所述尿素喷嘴用以向所述混合管中喷射雾化的尿素液滴；所述热管包括延伸入排气中的第一延伸部以及延伸入所述混合管中的第二延伸部，其中所述第一延伸部用以吸收排气温度并迅速传递至所述第二延伸部。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述热管包括多个，呈矩阵状。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述发动机排气后处理混合装置包括壳体，所述安装座形成或者固定于所述壳体上；所述混合元件还包括套接在所述混合管外围且位于所述壳体中的隔板，以将所述壳体隔成位于所述隔板的一侧的第一腔体以及位于所述隔板的另一侧的第二腔体，所述混合管位于所述第一腔体内的部分设有排气入口。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述混合管还设有位于所述排气入口的上游且靠近所述安装座的若干穿孔。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述混合管呈中空的筒状，其设有用以安装所述热管的安装壁，所述热管的第一延伸部位于所述安装壁的一侧，所述热管的第二延伸部位于所述安装壁的另一侧。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述隔板包括第一竖直部、与所述第一竖直部延伸方向相反的第二竖直部以及连接所述第一竖直部与所述第二竖直部的连接部，所述第一竖直部与所述第二竖直部均抵靠在所述壳体的内表面，所述连接部设有供所述混合管穿过的开孔。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一竖直部贴靠在所述混合管的外壁上，所述混合管位于所述第二腔体内的部分设有排气出口。

本实用新型还涉及一种发动机排气后处理装置，其包括上述的发动机排气后处理混合装置以及位于所述发动机排气后处理混合装置的下游的选择性催化还原剂(SCR)。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述发动机排气后处理装置还包括位于所述发动机排气后处理混合装置的上游且依次串联的柴油氧化催化器(DOC)以及柴油颗粒捕集器(DPF)。

相较于现有技术，本实用新型通过热管极强的传热特性，将发动机排气中的热量尽可能多地传递到尿素液滴的喷射区域中，给尿素液滴的蒸发和热解提供优良的温度环境，从而提高了抗结晶能力。

附图说明

图1是本实用新型发动机排气后处理装置的立体示意图。

图2是图1的部分立体分解图。

图3是图2进一步的立体分解图。

图4是图3中发动机排气后处理混合装置的立体图。

图5是图4的左视图。

图6是图4的右视图。

图7是图4中A-A线的剖面示意图。

图8是去除图4中壳体后的立体图。

图9是图4的立体分解图。

图10是图9另一角度的立体分解图。

具体实施方式

请参图1至图10所示，本实用新型揭示了一种发动机排气后处理装置100，用于例如SCR等后处理系统中以处理发动机的尾气。所述发动机排气后处理装置100包括发动机排气后处理混合装置10、位于所述发动机排气后处理混合装置10的上游且依次串联的柴油氧化催化器(DOC)20以及柴油颗粒捕集器(DPF)30、以及位于所述发动机排气后处理混合装置10的下游的选择性催化还原剂(SCR)40。

所述发动机排气后处理混合装置10包括壳体1、安装于所述壳体1内的混合元件2以及用以进一步增加尿素液滴蒸发和热解的热管3。

在本实用新型图示的实施方式中，所述壳体1呈圆筒状，其设有向所述壳体1内凹陷的安装板11以及形成或者固定于所述壳体1上的安装座12。在本实用新型图示的实施方式中，所述安装座12焊接在所述安装板11上。所述混合元件2沿排气流动方向位于所述安装座12的下游。所述安装座12用以安装尿素喷嘴(未图示)，以向所述发动机排气后处理混合装置10中喷射雾化的尿素液滴。

所述混合元件2用以将所述尿素液滴与排气进行混合。在本实用新型图示的实施方式中，所述混合元件2包括混合管21以及套接在所述混合管21外围且位于所述壳体1中的隔板22。所述尿素喷嘴用以向所述混合管21中喷射雾化的尿素液滴。在本实用新型图示的实施方式中，所述隔板22将所述壳体1隔成位于所述隔板22的一侧的第一腔体110以及位于所述隔板22的另一侧的第二腔体120。

所述混合管21呈中空的筒状，其中其位于所述第一腔体110内的部分设有排气入口211、位于所述排气入口211的上游且靠近所述安装座12的若干穿孔212。所述排气入口211与所述穿孔212均与所述第一腔体110相连通。所述混合管21位于所述第二腔体120内的部分设有排气出口213。另外，所述混合管21还设有暴露于所述第一腔体110内的安装壁214。

所述隔板22大致呈Z形，其包括第一竖直部221、与所述第一竖直部221延伸方向相反的第二竖直部222以及连接所述第一竖直部221与所述第二竖直部222的连接部223，其中所述第一竖直部221与所述第二竖直部222均抵靠在所述壳体1的内表面，所述连接部223设有供所述混合管21穿过的开孔224。所述第一竖直部221贴靠在所述混合管21的外壁215上。

热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)实用新型的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力。与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。

在本实用新型图示的实施方式中，所述热管3包括多个，呈矩阵状，以提升收集热量的能力。所述热管3固定在所述安装壁214上。所述热管3包括延伸入排气中的第一延伸部31以及延伸入所述混合管21中的第二延伸部32，其中所述第一延伸部31用以吸收排气温度并迅速传递至所述第二延伸部32。请参图7及图8所示，所述第一延伸部31位于所述安装壁214的一侧，所述第二延伸部32位于所述安装壁214的另一侧。

本实用新型能够解决低温低流量排气工况下尿素的结晶问题，以提高排气在混合元件2内的换热效率为突破点。另外，本实用新型混合元件2在空间较小的情况下，也能够极大地提高换热效率。

当发动机的排气进入第一腔体110时，此时排气温度相对较高，热管3通过第一延伸部31，迅速将较高的温度传递至所述第二延伸部32，从而在混合管21形成了较高的温度环境。排气在隔板22的阻挡下，绝大部分自排气入口211进入到混合管21中，一小部分排气穿过穿孔212进入到混合管21中。当达到喷射条件时，尿素喷嘴向混合管21中喷射雾化的尿素液滴，尿素液滴与发动机的排气一起混合并向下形成双涡流(doubleswirl)，并通过排气出口213进入到第二腔体120中。在此过程中，热管3提供了较高的温度环境，极大地促进了尿素液滴的蒸发与热解，降低了尿素结晶的机率。同时，双涡流增加了尿素蒸发的距离和时间，提高了气流混合的均匀性，也降低了尿素结晶的风险。另外，围绕在尿素喷嘴附近的穿孔212能够加强尿素喷嘴端面的气流运动，从而降低尿素喷嘴端面结晶的风险。

相较于现有技术，本实用新型开拓性的将热管应用到发动机排气后处理混合装置10中，极大地降低了尿素结晶的风险，具有显著的技术进步。

另外，以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。