太阳城集团

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排气混合组件.pdf

摘要
申请专利号:

CN201580049389.1

申请日:

2015.09.11

公开号:

CN106715853A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F01N 3/20申请日:20150911|||公开
IPC分类号: F01N3/20; F01N13/08 主分类号: F01N3/20
申请人: 天纳克汽车经营有限公司
发明人: 马洛奇·桑帕斯; 奥姆卡尔·钱普卡尔
地址: 美国伊利诺伊州
优先权: 2014.09.15 US 14/486,253
专利代理机构: 上海弼兴律师事务所 31283 代理人: 薛琦
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580049389.1

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.09.05|||2017.05.24

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团一种排气处理部件,该排气处理部件包括位于壳体内的混合组件。该混合装置包括具有第一端和第二端的分解管,该第一端被配置成用于接收来自入口的排气并且被配置成用于接收试剂排气处理流体;被布置成邻近于该第二端的流动反向装置,该流动反向装置被配置成用于将该排气与试剂排气处理流体的混合物在该混合物离开该分解管的第二端时沿朝向该第一端返回的方向进行引导,该流动反向装置包括多个用于使该排气和试剂排气处理流体产生旋流并且相互混合的偏转构件;以及旋流止动器装置,该旋流止动器装置被配置成用于在该排气和试剂排气处理流体离开该流动反向装置之后消除其旋流。

权利要求书

1.一种用于处理发动机排气的排气处理部件,该排气处理部件包括:
壳体,该壳体包括入口和出口;以及
位于该壳体内、在该入口与该出口之间的混合组件,该混合组件包括:
具有第一端和第二端的分解管,该第一端被配置成用于接收来自该入口的排气并且被
配置成用于接收试剂排气处理流体;
被布置成邻近于该第二端的流动反向装置,该流动反向装置被配置成用于将该排气与
试剂排气处理流体的混合物在该混合物离开该分解管的第二端时沿朝向该第一端返回的
方向进行引导,该流动反向装置包括多个用于使该排气和试剂排气处理流体产生旋流并且
相互混合的偏转构件;以及
旋流止动器装置,该旋流止动器装置被配置成用于在该排气和试剂排气处理流体离开
该流动反向装置之后减小其旋流。
2.如权利要求1所述的排气处理部件,其中,该旋流止动器装置包括圆柱环,该圆柱环
具有多个径向向内延伸的叶片构件。
3.如权利要求2所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件是从该圆柱环冲压的。
4.如权利要求2所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件相对于该圆柱环成角度以抵
消这些偏转构件产生的旋流。
5.如权利要求2所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件的宽度沿其长度是可变的。
6.如权利要求2所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件相对于该圆柱环成螺旋扭转
以抵消这些偏转构件产生的旋流。
7.如权利要求6所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件的扭转角沿其长度是可变
的。
8.如权利要求2所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件联接至该流动反向装置。
9.如权利要求1所述的排气处理部件,其中,该旋流止动器装置包括直接联接至该壳体
的内表面、从该内表面径向向内延伸的多个叶片构件。
10.如权利要求9所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件相对于该内表面成角度以
抵消这些偏转构件产生的旋流。
11.如权利要求2所述的排气处理部件,其中,这些叶片构件相对于该内表面成螺旋扭
转以抵消这些偏转构件产生的旋流。
12.如权利要求1所述的排气处理部件,其中,该多个偏转构件连接至安装环,该安装环
联接至该分解管的第二端。
13.如权利要求12所述的排气处理部件,其中,这些偏转构件是螺旋弯曲的。
14.一种用于处理发动机产生的排气的排气处理部件,该排气处理部件包括:
具有入口和出口的壳体;
用于将试剂排气处理流体定量给送到该排气中的定量给送模块,该定量给送模块被紧
固至该壳体上;以及
位于该壳体内并且被定位在该定量给送模块下游的混合装置,该混合装置包括:
外壳;
具有第一端和第二端的分解管,该第一端从该外壳延伸并且与该定量给送模块直接连
通,该第二端被定位在该外壳内;
邻近于该第二端布置的流动反向装置,该流动反向装置将该排气与试剂排气处理流体
沿预定方向引导到该外壳中;
在该分解管的第一端上游固定至该壳体的内表面上的支撑板,该支撑板限定了用于接
收该分解管的孔口以及用于允许该排气在进入该分解管的第一端之前穿其而过流动的多
个通孔;以及
旋流止动器装置,该旋流止动器装置被配置成用于减小该排气和试剂排气处理流体的
旋流,
其中,在进入该分解管的第一端之后该排气流的方向第一次反向;并且
该流动反向装置使该排气流的方向第二次反向而朝向该分解管的第一端返回。
15.如权利要求14所述的排气处理部件,其中,该旋流止动器装置位于该分解管的第一
端内。
16.如权利要求14所述的排气处理部件,其中,该旋流止动器装置位于该流动反向装置
的下游。
17.如权利要求14所述的排气处理部件,其中,该旋流止动器装置位于该壳体的出口
内。
18.如权利要求14所述的排气处理部件,进一步包括被固定至该流动反向装置的外表
面上的杯形鼻部。
19.如权利要求14所述的排气处理系统,其中,该旋流止动器装置包括圆柱环,该圆柱
环具有多个径向向内延伸的叶片构件。
20.如权利要求19所述的排气处理系统,其中,这些叶片构件是从该圆柱环冲压的。
21.如权利要求19所述的排气处理系统,其中,这些叶片构件相对于该圆柱环成角度以
抵消这些偏转构件产生的旋流。
22.如权利要求19所述的排气处理系统,其中,这些叶片构件相对于该圆柱环成螺旋扭
转以抵消这些偏转构件产生的旋流。
23.如权利要求19所述的排气处理系统,其中,这些叶片构件联接至该外壳。
24.如权利要求14所述的排气处理系统,其中,该旋流止动器装置包括直接联接至该外
壳的内表面、从该内表面径向向内延伸的多个叶片构件。
25.如权利要求24所述的排气处理系统,其中,这些叶片构件相对于该内表面成螺旋扭
转以抵消这些偏转构件产生的旋流。

说明书

排气混合组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月15日提交的美国实用专利申请号14/486,253的优选权。
美国实用专利申请号14/486,253是于2014年1月28日提交的美国专利申请号14/165,923的
部分继续申请,后一个申请是于2013年8月5日提交的美国专利申请号13/958,955的部分继
续申请,最后一个申请是在2013年5月7日提交的美国专利申请号13/888,861的部分继续申
请。以上申请的全部披露内容通过引用结合于此。

技术领域

本披露涉及包括排放气体混合装置的排气后处理系统。

背景技术

此部分提供与本披露相关的背景太阳城集团,其不一定是现有技术。

排气后处理系统可以在排气流穿过各种排气后处理部件之前将试剂排气处理流
体定量给送到排气流中。例如,可以在排气穿过选择性催化还原(SCR)催化剂之前将尿素排
气处理流体定量给送到排气流中。然而,当排气与尿素排气处理流体已经充分混合时,SCR
催化剂才是最有效的。

发明内容

此部分提供本披露的总体概述而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。

本披露提供了一种用于处理发动机排气的排气处理部件,该排气处理部件包括:
壳体,该壳体包含入口和出口;以及位于该壳体内、在该入口与该出口之间的混合组件。该
混合装置包括具有第一端和第二端的分解管,该第一端被配置成用于接收来自入口的排气
并且被配置成用于接收试剂排气处理流体;被布置成邻近于该第二端的流动反向装置,该
流动反向装置被配置成用于将该排气与试剂排气处理流体的混合物在该混合物离开该分
解管的第二端时沿朝向该第一端返回的方向进行引导,该流动反向装置包括多个用于使该
排气和试剂排气处理流体产生旋流并且相互混合的偏转构件;以及旋流止动器装置,该旋
流止动器装置被配置成用于在该排气和试剂排气处理流体离开该流动反向装置之后消除
其旋流。

本披露还提供了一种用于处理发动机所产生的排气的排气处理系统,该排气处理
系统包括:被定位在第一壳体内的第一排气处理部件;被定位在第二壳体内的第二排气处
理部件;流体地且机械地连接该第一壳体和该第二壳体的共用罩;安装在该共用罩上、在该
第一排气处理部件下游位置处的定量给送模块,该定量给送模块可运行来将试剂排气处理
流体定量给送到该排气中;以及位于该壳体内并且被定位在该定量给送模块下游的混合组
件。

混合装置包括具有第一端和第二端的分解管,该第一端被配置成用于接收来自该
共用罩的排气并且被配置成用于接收试剂排气处理流体;被布置成邻近于该第二端的流动
反向装置,该流动反向装置被配置成用于将该排气与试剂排气处理流体的混合物在该混合
物离开该分解管的第二端时沿朝向该第一端返回的方向进行引导,该流动反向装置包括多
个用于使该排气和试剂排气处理流体产生旋流并且相互混合的偏转构件;以及旋流止动器
装置,该旋流止动器装置被配置成用于在该排气和试剂排气处理流体离开该流动反向装置
之后消除其旋流。

从本文所提供的描述将清楚其他适用范围。本概述中的描述和具体实例仅旨在用
于说明的目的而并非旨在限制本披露的范围。

附图说明

在此描述的附图仅是出于对所选择实施例的而不是对所有可能实施方式的说明性目
的,并且不旨在限制本披露的范围。

图1是根据本披露原理的排气系统的示意性表示;

图2是根据本披露原理的排气处理部件的透视图;

图3是图2中所展示的排气处理部件的透视侧视图;

图4是图2中所展示的排气处理部件的透视前视图;

图5是沿图4中的线5-5截取的截面视图;

图6是沿图4中的线6-6截取的截面视图;

图7是根据本披露的第一示例性实施例的混合组件的透视图;

图8是图7中所展示的混合组件的分解透视图;

图9是图7中所展示的混合组件的截面视图;

图10是根据本披露的第二示例性实施例的混合组件的透视图;

图11是图10中所展示的混合组件的流动反向装置和分散装置的透视图;

图12是图11中所展示的分散装置处于组装状态下的透视图;

图13是图11中所展示的分散装置处于未组装状态下的另一个透视图;

图14是根据本披露的第三示例性实施例的混合组件的透视图;

图15是图14中所展示的混合组件的流动反向装置和分散装置的透视图;

图16是图15中所展示的分散装置的透视图;

图17是根据本披露的第四示例性实施例的混合组件的透视图;

图18是图17中所展示的混合组件的局部透视图;

图19是图17的透视截面视图;

图20是根据本披露的第五示例性实施例的混合组件的透视图;

图21是图10中所展示的混合组件的分解透视图;

图22是根据本披露原理的排气处理部件的透视图;

图23是图22中所展示的排气处理部件的截面视图;

图24是根据本披露原理的排气后处理系统的透视图;

图25是形成了图24中所展示的排气后处理系统的一部分的排气处理部件的透视
图;

图26是图25中所展示的排气处理部件的另一个透视图;

图27是图25中所展示的排气处理部件的透视顶视图;

图28是图25中所展示的排气处理部件的透视侧视图;

图29是图25中所展示的排气处理部件的截面透视图;

图30是图25中所展示的排气处理部件的截面视图;

图31是根据本披露原理的排气处理部件的透视侧视图;

图32是图31中所展示的排气处理部件的截面视图;

图33是根据本披露原理的混合组件的截面视图;

图34是根据本披露原理的排气处理系统的局部截面透视图;

图35是根据本披露原理的混合组件的透视图;

图36是根据本披露原理的混合组件的透视图;

图37是根据本披露原理的混合组件的透视截面视图;

图38是根据本披露原理的排气处理系统的局部截面透视图;

图39是根据本披露原理的混合组件的侧面透视图;

图40是图39中所展示的混合组件的截面视图;

图41是根据本披露原理的混合组件的透视图;

图42是图41所示的混合组件的底部透视图;

图43是根据本披露原理的混合组件的透视图;

图44是根据本披露原理的流动反向装置的透视图;

图45展示了根据本披露原理的排气处理部件;

图45A和图45B各自展示了根据本披露原理的注入器安装件;

图46展示了根据本披露原理的排气处理部件;

图47展示了根据本披露原理的排气处理部件;

图48是根据本披露原理的排气处理系统的局部截面透视图;

图49是根据本披露原理的排气处理系统的局部截面透视图;

图50是根据本披露原理的穿孔旋流装置的透视图;

图51是根据本披露原理的穿孔旋流装置的另一个透视图;

图52是根据本披露原理的另一个穿孔旋流装置的透视图;

图53是根据本披露原理的另一个穿孔旋流装置的透视图;

图54是根据本披露原理的另一个穿孔旋流装置的透视图

图55是根据本披露原理的排气处理装置的局部透视图;

图56是根据本披露原理的流动反向装置的透视图;

图57是根据本披露原理的排气处理装置的局部透视图;

图58是根据本披露原理的排气处理装置的透视图;

图59是根据本披露原理的排气处理装置的截面视图;

图60是根据本披露原理的排气处理装置的局部截面透视图;

图60A是根据本披露原理的排气处理部件的剖视图;

图61是根据本披露原理的混合组件的透视图;

图62是根据本披露原理的混合组件的透视图;

图63是根据本披露原理的分解管的透视图;并且

图64是根据本披露原理的另一个分解管的透视图。

贯穿附图的这若干视图中,相应的参考号指示相应的部分。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。

图1示意性地展示了根据本披露的排气系统10。排气系统10可以至少包括与燃料
源(未示出)相连通的发动机12,燃料一旦消耗掉就产生排放气体,排放气体被排入具有排
气后处理系统16的排气通道14中。可以在发动机12的下游布置一对排气处理部件18和20,
该对排气处理部件可以包括催化剂涂覆的基材或过滤器22和24。催化剂涂覆的基材或过滤
器22和24可以是以下各项的任何组合:柴油微粒过滤器(DPF)、柴油氧化催化器(DOC)、选择
性催化还原(SCR)部件、贫NOx催化器、氨逃逸催化器、或本领域技术人员已知的任何其他类
型的排气处理装置。如果使用的是DPF,则它可以是催化剂涂覆的。

尽管本披露并未要求,但排气后处理系统16可以进一步包括诸如增热装置或燃烧
器26的部件以便增加经过排气通道14的排放气体的温度。提高排放气体的温度有利于实现
在寒冷天气条件下以及在发动机12启动时点燃在排气处理部件18中的催化剂、以及在排气
处理基材22或24是DPF时开始排气处理部件18的再生。

为协助对发动机12所产生的排放物加以还原,排气后处理系统16可以包括定量给
送模块28以用于周期性地将排气处理流体定量给送到排气流中。如图1中所展示的,定量给
送模块28可以定位在排气处理部件18的上游,并且可运行来将排气处理流体注入到排气流
中。就此而言,定量给送模块28通过入口管线34与试剂储箱30和泵32处于流体连通,以便将
诸如柴油燃料或尿素的排气处理流体定量给送到排气处理部件18和20上游的排气通道14
中。定量给送模块28还可以经由返回管线36与试剂储箱30相连通。返回管线36允许任何未
被定量给送至排气流的排气处理流体得以返回试剂储箱30。排气处理流体通过入口管线
34、定量给送模块28、和返回管线36的流动还协助了冷却定量给送模块28从而使得定量给
送模块28不会过热。尽管附图中并未展示,但定量给送模块28可以被配置成包括在定量给
送模块28周围传送冷却剂以对其加以冷却的冷却套。

有效地处理该排气流的所需的排气处理流体量可以随负荷、发动机转速、排放气
体温度、排放气体流量、发动机燃料注入正时、所希望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、
EGR比率以及发动机冷却剂温度而变化。可以在排气处理部件18的下游定位NOx传感器或量
计38。NOx传感器38可运行来向发动机控制单元40输出指示排气NOx含量的信号。可以经发
动机/车辆的数据总线从发动机控制单元40将所有或者一些发动机运行参数提供给试剂电
子定量给送控制器42。试剂电子定量给送控制器42也可以作为发动机控制单元40的一部分
而包括在内。如在图1中指示的,可以通过对应的传感器来测量排放气体温度、排放气体流
量和排气背压以及其他车辆运行参数。

有效处理排气流所需的排气处理流体的量还可以取决于发动机12的大小。就此而
言,使用在火车机车、海洋应用、以及固定式应用中的大型柴油发动机可以具有超过单一定
量给送模块28能力的排气流速。因而,尽管仅展示了单一定量给送模块28来用于定量给送
排气处理流体,但应理解的是本披露想象了将多重定量给送模块28用于试剂注入。

参见图2至图6,展示了排气处理部件18和20的示例性构型。如在图2中最佳示出,
排气处理部件18和20被安排成彼此平行。然而,应理解的是,可以将排气处理部件18和20安
排成基本上共轴而不背离本披露范围。

排气处理部件18可以包括壳体44、入口46、和出口48。入口46可以与排气通道14连
通,并且出口48可以与排气处理部件20连通。虽然出口48被展示为直接连接至排气处理部
件20上,但是应理解的是,另外的导管(未示出)可以定位在出口48与排气处理部件20之间。
该另外的导管可以是非线性的,使得穿过该导管的排气流必须在进入排气处理部件20中之
前转弯。壳体44可以是圆柱形的并且可以包括支撑DOC 52的第一区段50和支撑DPF 56的第
二区段54。尽管DOC 52被展示成位于DPF 56上游,但应理解的是可以将DPF 56定位在DOC
52上游而不背离本披露范围。壳体44的相反两端可以包括端盖58和60以用于气密性地密封
壳体44。端盖58和60可以是滑动配合的并且分别焊接至第一区段50和第二区段54上。第一
区段50和第二区段54可以被夹具62紧固。使用夹具62允许容易地移除DOC 52或DPF 56以便
维修、清洁、或更换这些部件。来自排气通道14的排气将进入入口46、穿过DOC 52和DPF 56、
并且离开出口48然后进入排气处理部件20。

排气处理部件20基本上类似于排气处理部件18。就此而言,排气处理部件20可以
包括壳体64、入口66、和出口68。入口66是与排气处理部件18的出口48连通的,并且出口68
可以是与排气通道14的下游区段连通的。

壳体64可以是圆柱形的并且可以支撑SCR 70和氨逃逸催化器72。SCR优选地被定
位在氨逃逸催化器72的上游。壳体64的相反两端可以包括端盖74和76以用于气密性地密封
壳体64。端盖74和76可以是滑动配合的并且焊接至壳体64上。替代地,端盖74和76可以通过
夹具(未示出)紧固至壳体64上。来自排气处理部件18的出口48的排气将进入入口66、穿过
SCR 70和氨逃逸催化器72、并且离开出口68然后进入排气通道14的下游区段。

定量给送模块28可以定位在端盖74上靠近入口66的位置处。定量给送模块28可运
行来在排气流穿过SCR 70之前将还原剂(例如尿素排气处理流体)注入该排气流中。将发生
该排气和排气处理流体的充分相互混合以便在该混合物穿过SCR 70的过程中优化NOx从该
排气流中的去除。为了有助于该排气流与该尿素排气处理流体的相互混合,可以在入口66
的下游和SCR 70的上游定位混合组件80。混合组件80被定位成靠近定量给送模块28,使得
定量给送模块28可以将尿素排气处理流体直接定量给送到混合组件80中,在该混合组件中
该流体可以与该排气流混合。

图7至图9展示了混合组件80的第一示例性实施例。混合组件80包括分解管82,该
分解管包括可以紧固至端盖74上的第一端部分84和被定位成靠近SCR 70的第二端部分86。
分解管82可以是基本上圆柱形的,而径向扩展部分88被定位在第一端部分84与第二端部分
86之间。径向扩展部分88包括:使分解管82扩展的锥形扩展部分90;圆柱形部分92,该圆柱
形部分位于锥形扩展部分90的下游、具有的直径大于第一端部分84和第二端部分86的直
径;以及使分解管82缩窄的锥形缩窄部分94。应理解的是,第一端部分84和第二端部分86可
以具有不同的直径而不背离本披露范围。还应理解的是,本披露并不要求锥形缩窄部分94。
即,径向扩展部分88可以延伸过第二端部分86的整个长度。

第一端部分84可以被穿孔而使得第一端部分84包括多个第一穿孔96。第一穿孔96
围绕第一端部分84的圆周可以改变其大小并且有助于产生紊流并增大排气流在进入分解
管82时的速度。尽管本披露并不要求,但是可以将被穿孔的套环98围绕第一端部分84定位
并且紧固至其上,该穿孔过的套环包括被形成为长形槽缝100的多个第二穿孔。被穿孔的套
环98包括圆柱形部分102,该圆柱形部分具有的直径比第一端部分84的直径大。圆柱形部分
102径向地缩窄成轴向延伸凸缘104,该轴向延伸凸缘可以通过焊接、钎焊、或本领域技术人
员已知的任何其他牢固附接方法在靠近径向扩展部分88的位置处被固定地联接至分解管
82上。

长形槽缝100的尺寸可以大于第一穿孔96。长形槽缝100可以被定向在不同方向
上,这些方向包括与分解管82的轴线平行的方向以及与分解管82的轴线正交安排的方向。
然而,应理解的是,可以将每个长形槽缝100定向在同一方向上而不背离本披露范围。类似
于第一穿孔96,长形槽缝100有助于产生紊流并增大排气流在进入分解管82时的速度。

混合组件80包括位于第二端部分86处的流动反向装置106。流动反向装置106可以
固定至第二端部分86上、或可以被挡板(未示出)支撑,该挡板在靠近第二端部分86的终止
边缘108的位置处将流动反向装置106紧固至端盖74上。流动反向装置106是基本上杯形构
件110,该构件中形成有中央突出部112。流动反向装置106具有的直径大于分解管82的第二
端部分86的直径,使得当排气流进入杯形构件110中时,该排气流将被强制在反方向上朝壳
体64的入口66流回。该排气流的反向有助于在该排气流达到SCR 70之前该试剂排气处理流
体与排气流相互混合。

流动反向装置106可以包括多个偏转构件114,以用于进一步有助于试剂排气处理
流体与该排气流的相互混合。偏转构件114可以被形成为多个翼片,这些翼片从流动反向装
置106的外壁118的内表面116径向地向内延伸。翼片114除了径向地向内延伸之外还可以是
相对于分解管82的轴线成角度的以便进一步在排气流离开流动反向装置106时引导该排气
流。翼片114可以是平坦构件、或可以是略微弯曲的。尽管翼片114被展示为紧固至流动反向
装置106的内表面116上,但是应理解的是,翼片114可以紧固至分解管82的第二端部分86
上。

如在图6中所示,混合组件80可以被安排在与入口66的轴线正交的方向上。因此,
排气流将在被引向SCR 70之前垂直地进入混合组件80中。当排气流进入分解管82的第一端
84时,该排气流的速度可以增大并且该排气流的流动由于第一穿孔和第二穿孔96和100而
变得曲折。当该排气进入径向扩展部分88时,流动可能趋向于保持是沿着分解管82的轴线。
虽然排气流的速度可能减慢,但是该速度仅减慢到确保排气与试剂排气处理流体令人满意
地相互混合的最小程度。就此而言,径向扩展部分88使排气流中由穿孔96和100所产生的紊
流扩散,这有助于将任何潜在的速度损失最小化。下表1中汇总了排气流在排气处理部件20
内的各个区域处的峰值速度。

区域
峰值速度(m/S)
A
84
B
120
C
102
D
102
E
120
F
120
G
25

表1

如在表1和图6中可以看到,当排气流从入口66进入时,该排气可以具有84m/s的峰
值速度(区域A)。当该排气进入混合组件80而穿过套环98和分解管82的第一端部分84时,速
度可以增大(区域B)。区域B中的速度增大在由定量给送模块28所注入的排气处理流体的速
度与流经穿孔96和100的排放气体之间产生大的速度差。该大排气流的速度差导致了比该
排气处理流体的表面张力特征更大的空气动力,这将导致排气处理流体的液滴破碎和雾
化。

接着,当该排气进入径向扩展部分88时,该排气可以略微减慢(区域C和D)。当该排
气离开径向扩展部分并且进入流动反向装置106中时,速度接着可以增大(区域E和F)。该排
气速度可以接着在排气到达SCR 70时减小(区域G)。由于排气速度在该排气处理流体被定
量给送到该排气流中的位置(区域B)增大、并且在其离开流动反向装置106时增大,所以该
排气和排气处理流体可以被充分地相互混合以确保该排气处理流体的令人满意的雾化。

无论如何,当排气流在径向扩展部分88(区域D)中时,低速流的区120存在于与分
解管82的内壁122相邻的位置处(图9)。这些区120在排气流穿过径向扩展部分88时环绕该
排气流并且有助于防止内壁122被该试剂排气处理流体润湿。防止内壁122被润湿就防止了
或至少基本上最小化了固体尿素沉积物在内壁122上的积聚。

当排气流进入分解管82的第二端部分86中时,该排气流的速度将再次增大并且当
其进入和离开流动反向装置106时仍然增大。在进入流动反向装置106时,该排气流的流动
方向将朝向入口66反向回去。当排气流离开该流动反向装置106时,排气将被翼片114引导,
这将有助于排气与试剂排气处理流体的进一步相互混合。另外,该排气流可以撞击分解管
82的锥形缩窄部分94,这可能进一步有助于将该排气流引导离开混合组件80。接着该排气
流自由地朝向SCR 70流动。应当理解的是,上面提到的速度在后面描述的实施例中可能会
发生变化。就此而言,速度可以在任何位置从10%-20%增加。

现在参见图10至图13,将描述第二示例性混合组件200。混合组件200类似于图7至
图9所展示的混合组件80。因此为清晰起见,在此省略了对各个组件共用的部件的描述。混
合组件200包括偏转装置202,该偏转装置包括多个偏转构件204。如在图13中最佳示出,偏
转装置202可以是由金属(例如,铝、钢、钛)、或本领域技术人员已知的任何其他材料的长形
条206形成的。偏转构件204是与长形条206一体的(即,统一的)并且被形成为平坦的接片,
这些接片从长形条206、从长形条206中形成的多个切口208径向地向外弯折。

可以将偏转构件204设计成以类似于翼片114的方式起作用。就此而言,当排气流
离开流动反向装置106时,该排气将被偏转构件204引导,这将有助于该排气与试剂排气处
理流体的进一步相互混合。如在图12和图13中最佳示出,切口208是相对于一段长形条206
成角度的。当偏转构件204从长形条206向外弯折时,偏转构件204也相对于混合组件200的
轴线成角度,这可以用来在排气流离开流动反向装置106时沿多个预定方向引导该排气流。

偏转构件204可以具有基本上等于分解管82的第二端部分86与流动反向装置106
的外壁118之间的距离的长度。替代地,偏转构件204可以具有小于第二端部分86与外壁118
之间距离的长度。在另一个替代方案中,偏转构件204可以各自具有终端伸出部210,该终端
伸出部对偏转构件204提供了大于第二端部分86与外壁118之间距离的长度。终端伸出部
210接着可以抵接流动反向装置106的外壁118的终端212,这有助于将偏转装置202相对于
流动反向装置106进行定位。通过提供位置来将每个接片焊接、钎焊、或紧固到流动反向装
置106上(如果希望的话),终端伸出部210还可以有助于将偏转装置202紧固至流动反向装
置106上。

现在参见图14至图16,展示了第三示例性混合组件300。混合组件300基本上类似
于图7至图9所示的混合组件80。因此为清晰起见,在此省略了对各个组件共用的部件的描
述。虽然图14中未展示套环98,但是应理解的是,混合组件300可以包括套环98。混合组件
300包括偏转装置302,该偏转装置包括多个偏转构件304。如在图15中最佳示出,偏转装置
302可以是由金属(例如,铝、钢、钛)、或本领域技术人员已知的任何其他材料的环形环306
形成的。偏转构件304是与环形环306一体的(即,统一的)并且被形成为平坦的接片,这些接
片可以从环形环、从环形环306中形成的多个切口308轴向地向外弯折。虽然偏转构件304被
展示为在朝向流动反向装置106的内部310的方向上弯折,但是应理解的是,偏转构件304可
以在远离内部310的方向上弯折。

可以将偏转构件304设计成以类似于翼片114的方式起作用。就此而言,当排气流
离开流动反向装置106时,该排气将被偏转构件304引导,这将有助于该排气与试剂排气处
理流体的进一步相互混合。偏转构件304也可以相对于混合组件300的轴线成角度,这可以
用来在排气流离开流动反向装置106时沿多个预定方向引导该排气流。

一旦偏转构件304弯折到所希望的方向,偏转装置的内环312和外环314将被限定。
内环312可以用于通过焊接、钎焊、或本领域技术人员已知的任何其他固定方法以任何方式
将偏转装置302紧固至分解管82的第二端部分86上。偏转装置302还可以包括从外环314向
外延伸的轴向延伸凸缘316。轴向延伸凸缘316可以对应于流动反向装置106的终端212(图
11)并且与终端212重叠,使得轴向延伸凸缘316可以通过焊接、钎焊、或已知的任何其他附
接方法紧固至流动反向装置106上。

现在参见图17至图19,展示了第四示例性实施例。混合组件400类似于图7至图9所
展示的混合组件80。因此为清晰起见,在此省略了对各个组件共用的部件的描述。混合组件
400包括位于第二端部分86处的流动反向装置106,该流动反向装置是基本上杯形构件,该
基本上杯形构件中形成有中央突出部。与以上所描述的偏转构件204和304相比,混合组件
400可以包括联接在流动反向装置106与分解管82之间的流动分散盖402。

流动分散盖402包括将流动分散盖402联接至流动反向装置106上的第一轴向延伸
唇缘404以及将流动分散盖402联接至分解管82上的第二轴向延伸唇缘406。具有多个通孔
410的被穿孔的锥形环408位于轴向延伸唇缘404与406之间。类似于第一穿孔96和第二穿孔
100,通孔410有助于产生紊流并且增大排气流在离开流动反向装置106时的速度。通孔410
的大小和形状可以用任何所希望的方式来确定。就此而言,虽然通孔410被展示为圆形,但
是应理解的是,通孔可以是任何形状,包括方形、矩形、三角形、卵形等等。锥形环408可以包
括与第一轴向延伸唇缘404相邻的第一部分412和与第二轴向延伸唇缘406相邻的第二部分
414。

分流环416可以被定位在第二部分414与分解管82之间。如在图19中最佳示出,分
流环416包括联接至分解管82上的圆柱形部分418以及远离圆柱形部分418在分解管82与圆
锥形环408之间延伸的成角度凸缘420。可以将成角度凸缘420以任何希望来进一步有助于
使流量从混合组件400中分流出去的角度进行定位。就此而言,成角度凸缘可以是相对于圆
柱形部分418成25度至75度范围内、优选在35度至65度范围内的角度,并且最优选地成一个
角度。

在进入流动反向装置106时,该排气流的流动方向将朝向入口66反向回去。当该排
气流离开流动反向装置106时,该排气将被分流环416引导穿过通孔410离开,这将有助于该
排气与试剂排气处理流体的进一步相互混合。接着该排气流自由地朝向SCR 70流动。

现在参见图20和图21,展示了第五示例性实施例。混合组件500基本上类似于图7
至图9所示的混合组件80。因此为清晰起见,在此省略了对各个组件共用的部件的描述。混
合组件500包括位于分解管82的第二端部分86处的流动反向装置502,该流动反向装置是基
本上杯形构件,该基本上杯形构件中形成有中央突出部503。流动反向装置502可以包括在
其外壁506中形成的多个流动偏转构件504。偏转构件504是与流动反向装置502一体的(即,
整体)并且被形成为平坦的接片,这些接片从外壁506、从外壁506中形成的多个切口508径
向地向外弯折。可以将偏转构件504设计成以类似于翼片114的方式起作用。就此而言,当排
气流穿过切口508离开流动反向装置502时,该排气流将变得紊乱且被偏转构件504引导,这
将有助于该排气与试剂排气处理流体的进一步相互混合。

混合组件500可以进一步包括被定位在流动反向装置502的终端512与分解管82之
间的分散环510。分散环510可以是由金属(例如,铝、钢、钛)、或本领域技术人员已知的任何
其他材料的环形环514形成的。圆柱形凸缘516可以远离环形环514轴向地延伸。圆柱形凸缘
516可以被焊接、钎焊、或用已知的任何方式而紧固至分解管82上。环形环514包括在其中形
成的多个扇贝形凹陷518。凹陷518用作出口端口以允许排气流离开混合组件500。相应地,
该排气流可以穿过切口508离开、或可以穿过凹陷518离开。相邻的凹陷518可以被环形环
514的凸台部分520隔开。每个凸台部分520的、被定位成与圆柱形凸缘516相反的终端522可
以在轴向方向上弯折以提供抵接表面,该抵接表面可以在分散环510被紧固至分解管82上
之前将分散环510相对于流动反向装置502定位。

在进入流动反向装置502时,该排气流的流动方向将朝向入口66反向回去。当排气
流离开流动反向装置502时,该排气可以穿过切口508离开并且被偏转构件504偏转到所希
望的方向上,或者该排气流可以穿过在分散环510中形成的多个凹陷518离开。与该排气流
离开混合组件500时的位置无关,该排气流在朝向SCR 70流动之前进一步与试剂排气处理
流体相互混合。

虽然每个混合组件是相对于在包含单一SCR 70的排气处理部件20中的使用进行
描述的,但是本披露不限于此。如在图22和图23中最佳示出,混合组件可以用于具有一对
SCR 70的排气处理部件20中。图22展示了一对被安排成平行的排气处理部件18和20。排气
处理部件18类似于之前所描述的实施例,所以省略了其描述。

如在图23中最佳示出的排气处理部件20包括混合组件80(或以上所描述的任何其
他混合组件),以用于混合由定量给送模块28定量给送到该排气流中的排气处理流体。排气
处理部件20包括与一对端盖602和604连通的一对壳体600。端盖602和604可以通过焊接而
紧固至壳体600上、或者可以通过夹具(未示出)紧固至壳体600上。混合组件80和定量给送
模块28被紧固在导管606中,该导管提供排气处理部件18与排气处理部件20之间的连通。导
管606可以包括第一部分608和第二部分610,这两个部分各自对应地包括凸缘612和614,这
两个凸缘可以通过焊接、或通过夹具(未示出)来紧固。每个壳体600支撑多个排气处理部件
基材618,这些基材可以是SCR、氨逃逸催化器、和用于处理排气与排气处理流体的混合物的
过滤器的组合。

当排气进入混合组件80时,尿素排气处理流体可以由定量给送模块28直接定量给
送到混合组件80中。当排气与排气处理流体的混合物行进穿过分解管82和流动反向装置
106时,该排气处理流体和排气流将在穿过排气处理部件基材618之前充分相互混合。混合
组件80可以包括偏转构件或翼片114,以便有助于将排气与排气处理流体相互混合。由于在
该示例性实施例中使用了一对各自包括排气处理部件基材618的壳体600,所以可以将翼片
114定位在流动反向装置106内以确保将基本上等量的排气流引导至每个壳体600中。即,应
理解的是,偏转构件114(以及每个示例性实施例中的偏转构件)可以被定向和定位成将排
气引导至所希望的方向。以此方式,排气可以被排气处理部件基材618适当地处理。

现在参见图24至图30,展示了包括排气处理部件702和704的示例性排气处理组件
700。如在图24中最佳示出,排气处理部件702和704被安排成彼此平行。然而,应理解的是,
可以将排气处理部件702和704安排成基本上共轴而不背离本披露范围。

排气处理部件702可以包括壳体706、入口708、和出口710。入口708可以与排气通
道14连通,并且出口710可以与排气处理部件704连通。虽然出口710被展示为直接连接至排
气处理部件704上,但是应理解的是,另外的导管(未示出)可以定位在出口710与排气处理
部件704之间。该另外的导管可以是非线性的,使得穿过该导管的排气流必须在进入排气处
理部件704中之前转弯。

壳体706可以是圆柱形的并且可以包括支撑DOC 714的第一区段712和支撑混合组
件718的第二区段716(图29和图30)。DOC 714可以例如用DPF或催化剂涂覆的DPF替代,而并
不背离本披露的范围。壳体706的相反两端可以包括端盖720和722以用于气密性地密封壳
体706。端盖720和722可以是滑动配合的并且分别焊接至第一区段712和第二区段716上。第
一区段712和第二区段716可以被夹具724紧固。替代地,第一区段712和第二区段716可以是
滑动配合的或焊接的,而并不脱离本披露的范围。使用夹具724允许容易地移除DOC 714或
混合组件718以便维修、清洁、或更换这些部件。可以将穿孔挡板725直接定位在入口708的
下游并且在DOC 714的上游。来自排气通道14的排气将进入入口708、穿过穿孔挡板725、DOC
714和混合组件718、并且离开出口710然后进入排气处理部件704。

排气处理部件704基本上类似于排气处理部件702。就此而言,排气处理部件704可
以包括壳体726、入口728、和出口730。入口728是与排气处理部件702的出口710连通的,并
且出口730可以是与排气通道14的下游区段连通的。

壳体726可以是圆柱形的并且可以支撑SCR 732和氨逃逸催化器734。SCR 732优选
地被定位在氨逃逸催化器734的上游。壳体726的相反两端可以包括端盖736和738以用于气
密性地密封壳体726。端盖736和738可以是滑动配合的并且焊接至壳体726上。替代地,端盖
736和738可以通过夹具(未示出)紧固至壳体726上。来自排气处理部件702的出口710的排
气将进入入口728、穿过SCR 732和氨逃逸催化器734、并且离开出口730然后进入排气通道
14的下游区段。

定量给送模块28可以定位在端盖722上靠近出口710的位置处。如在之前描述的实
施例中,定量给送模块28可运行来在排气流穿过SCR 732之前将还原剂(例如尿素排气处理
流体)注入该排气流中。将发生该排气和排气处理流体的充分相互混合以便在该混合物穿
过SCR 732之前优化NOx从该排气流中的去除。为了有助于该排气流与该尿素排气处理流体
的相互混合,可以将混合组件718定位在DOC 714的下游和SCR 732的上游。混合组件718被
定位成靠近定量给送模块28,使得定量给送模块28可以将尿素排气处理流体直接定量给送
到混合组件718中,在该混合组件中该流体可以与该排气流混合。

图29和图30最佳地展示了混合组件718。类似于之前描述的实施例,混合组件718
包括分解管82,该分解管包括可以紧固至端盖722上的第一端部分84和被定位成靠近DOC
714的第二端部分86。分解管82可以是基本上圆柱形的,而径向扩展部分88被定位在第一端
部分84与第二端部分86之间。流动反向装置740位于第二端部分86处。除了分解管82被固定
到端盖722上之外,混合组件718可以通过穿孔支撑板742被支撑在壳体706内。

支撑板742包括环绕了孔口746的环形中央部分744,该孔口是由固定至分解管82
上的轴向延伸凸缘748限定的。支撑板742的环形外部部分750包括用于允许排气流经其中
的多个通孔752。外部部分750还包括用于将支撑板742固定至壳体706上的轴向延伸凸缘
754。可以在该环形中央部分744与环形外部部分750之间定位轴向延伸的肩台部分756。肩
台部分756为混合组件718的圆柱形外壳758提供了安装表面。外壳758包括固定至肩台部分
756上的近端760以及固定至流动反向装置740上的远端762。径向延伸的安装凸缘764接收
出口710的末端766。

如图30中最佳所示,排气流将进入入口708、经过穿孔挡板725、并且进入DOC 714。
在排气离开DOC 714之后,排气将接近混合组件718。虽然本披露不作要求,但混合组件718
可以是固定至流动反向装置740的外表面770上的杯形鼻部768。杯形鼻部768可以包括锥形
的、半球形的、或椭球形的外表面772,该外表面在与排气接触时将围绕混合组件718引导排
气。杯形鼻部768还可以具有相对于排气方向而言的凹形表面。此外,杯形鼻部768可以具有
在外表面772上形成的多个凸起的或凹入的特征(例如,隆起或陷窝,未示出)。虽然杯形鼻
部768被展示为是固定至流动反向装置740上,但应理解的是,杯形鼻部768可以由支撑板
(未示出)支撑在靠近流动反向装置740的位置处。例如,可以使用类似于支撑板742的具有
允许排气流动的通孔752的支撑板,其中环形中央部分744限定了杯形鼻部768而不是孔口
746。

在经过了混合组件718周围之后,排气将穿过支撑板742的通孔752。在穿过了支撑
板742之后,排气可以穿过穿孔96和100进入混合组件718。为了辅助将排气给送到混合组件
718中,端盖722可以限定将排气引导到混合组件718中的多个弯曲表面(例如,类似于流动
反向装置740,未示出)。在进入了分解管82之后,排气流将暴露给由定量给送模块28定量给
送到混合组件718中的排气处理流体(例如,尿素)。在排气流经分解管82之后,排气将被流
动反向装置740沿反方向引导到外壳758中。接着排气可以通过出口710离开外壳758并且进
入排气处理部件704,SCR 732和氨逃逸催化器734被定位在该排气处理部件处。

根据上述构型,排气流将在排气处理部件702内被迫反转方向两次。也就是说,排
气流将在进入混合组件718时第一次反转方向,并且排气将由于与流动反向装置740接触而
第二次反转方向。由于排气流在前行经过排气处理部件702时反转方向两次,因此排气流将
变得曲折,这增大了使排气处理流体与排气在排气进入SCR 732之前相混合的能力。由于排
气处理流体与排气的混合增加,SCR 732从排气中去除NOx的功效可以增大。

虽然在图29和图30中未展示出,但应理解的是,流动反向装置740可以包括多个偏
转构件,如翼片114。替代地,可以在排气处理部件702中使用混合组件200、300、400和500中
的任一者,而并不背离本披露的范围。

现在参见图31和图32,展示了排气处理部件800。排气处理部件800包括壳体802、
入口804、和出口806。壳体802可以包括内部外壳807和外部外壳808。在内部外壳806与外部
外壳808之间可以布置隔热材料810。入口804可以联接到排气通路14上并且包括内锥体812
和外锥体814。在内锥体812与外锥体814之间可以布置隔热材料810。内锥体812可以固定至
内部外壳807上,并且外锥体814可以固定至外部外壳808上。内锥体812可以首先固定至外
锥体814上,并且接着入口804可以固定至内部壳体807和外部外壳808上。出口806可以包括
固定至外部外壳808上的外套筒816并且包括内套筒818。内套筒818可以由气密性密封的一
个或多个区段构造而成。在内套筒818与外套筒816之间可以布置隔热材料810。出口806可
以从壳体802向外径向延伸,而入口804可以是与壳体802共轴的。

端盖820可以在壳体802的与入口804相反的一端处联接到壳体802上。定量给送模
块28可以定位在端盖820上(或另外的凸缘(未示出)上)靠近出口806的位置处。如在之前描
述的实施例中,定量给送模块28可运行来在排气流穿过SCR(未示出)之前将还原剂(例如尿
素排气处理流体)注入该排气流中。将发生该排气和排气处理流体的充分相互混合以便在
该混合物穿过该SCR之前优化NOx从该排气流中的去除。为了有助于该排气流与该尿素排气
处理流体的相互混合,可以将混合组件718定位在入口804与出口806之间。混合组件718被
定位成靠近定量给送模块28,使得定量给送模块28可以将排气处理流体直接定量给送到混
合组件718中,在该混合组件中该流体可以与该排气流混合。

图32最佳地展示了在排气处理部件800中的混合组件718。混合组件718包括分解
管82,该分解管包括可以紧固至端盖820上的第一端部分84和被定位成靠近入口804的第二
端部分86。排气流将进入入口804并接近混合组件718。虽然本披露不作要求,但混合组件
718可以包括被固定至流动反向装置740的外表面770上的杯形鼻部768。杯形鼻部768可以
包括锥形的、半球形的、或椭球形的外表面772,该外表面在与排气接触时将围绕混合组件
718引导排气。杯形鼻部768还可以具有相对于排气方向而言的凹形表面。此外,杯形鼻部
768可以具有在外表面772上形成的多个凸起的或凹入的特征(例如,隆起或陷窝,未示出)。
在经过了混合组件718周围之后,排气将穿过支撑板742的通孔752。在穿过了支撑板742之
后,排气可以穿过穿孔96进入混合组件718。虽然在图32中混合组件718被展示为不包括穿
孔套环98,但应理解的是,所展示的实施例可以包括穿孔套环98,而并不背离本披露的范
围。

在进入了分解管82之后,排气流将暴露给由定量给送模块28定量给送到混合组件
718中的排气处理流体(例如,尿素)。在排气流经分解管82之后,排气将被流动反向装置740
沿反方向引导到外壳758中。接着排气可以通过出口806离开外壳758并且进入可以定位有
SCR的另一个排气处理部件(例如,图24中展示的排气处理部件)。

虽然在图32中未展示出,但应理解的是,流动反向装置740可以包括多个偏转构
件,如翼片114。替代地,可以在排气处理部件800中使用混合组件200、300、400和500中的任
一者,而并不背离本披露的范围。

根据上述构型,排气流将在排气处理部件800内被迫反转方向两次。也就是说,排
气流将在进入混合组件718时第一次反转方向,并且排气将由于与流动反向装置740接触而
第二次反转方向。由于排气流在前行经过排气处理部件800时反转方向两次,因此排气流将
变得曲折,这增大了使排气处理流体与排气在排气进入SCR之前相混合的能力。由于排气处
理流体与排气的混合增加,该SCR从排气中去除NOx的功效可以增大。

此外应理解的是,排气处理部件800不包括DOC、DPF、SCR、或某一其他类型的排气
处理基材。在没有任何这些装置的情况下,可以将部件800做成紧凑的。这样的设计允许用
部件800对现有的包含SCR的排气后处理系统进行翻新,以辅助增大排气与尿素排气处理流
体的混合。

应理解的是,可以在希望时对上述每种构型进行修改。例如,虽然图24中所展示的
入口708被展示为具有90度的弯度,但本披露考虑了像图31中展示那样的共轴入口(即,入
口804)或像入口728那样的径向定位的入口。类似地,出口710可以用共轴出口(类似于共轴
入口804)或具有90度弯度的出口(类似于入口708)替代。可以对部件800进行类似的修改,
而并不背离本披露的范围。

图33展示了根据本披露的另一个混合组件900。类似于之前描述的实施例,混合组
件90包括分解管82,该分解管包括可以紧固至端盖74上的第一端部分84和被定位成靠近
SCR 70的第二端部分86。分解管82可以是基本上圆柱形的,而径向缩窄部分902被定位在第
一端部分84与第二端部分86之间。

径向缩窄部分902包括:使分解管82缩窄的锥形缩窄部分904;圆柱形部分92,该圆
柱形部分位于锥形缩窄部分904下游、具有的直径小于第一端部分84和第二端部分86的直
径;以及使分解管82径向扩展的锥形扩展部分906。应理解的是,第一端部分84和第二端部
分86可以具有不同的直径而不背离本披露范围。还应理解的是,本披露并不要求锥形缩窄
部分906。即,径向缩窄部分902可以延伸过第二端部分86的整个长度。径向缩窄的分解管82
导致排出的气体在其行进通过分解管82时速度增加。这种速度的增加有助于试剂排气处理
流体的雾化。

尽管如混合组件80(例如见图9)和混合组件900(例如见图33)等混合组件已经被
描述成包括径向扩展部分88或径向缩窄部分902,本披露应不限于此。就此而言,应理解的
是,本披露设想,混合组件包括完全圆柱形的分解管82,其中,分解管82沿着其整个长度具
有相同的直径。例如在图33中,在908处展示了完全圆柱形的分解管82。

现在参见图34至图37,将描述另一种排气处理系统1000。排气处理系统1000包括
排气处理部件18和20,其中,排气处理部件18可包括定位在壳体44内的DOC 52和/或DPF
56,并且排气处理部件20可包括壳体64内的SCR 70和/或氨逃逸催化器72。共用罩1002流体
且机械地连接排气处理部件18和20。

罩1002包括限定了连接凸缘1006的周围外表面1004,该连接凸缘用于连接至每个
壳体44和64。连接凸缘1006可被焊接至每个壳体44和64,或连接凸缘1006可以使用夹具
1005紧固至每个壳体44和64。为了防止在排出的气体从排气处理部件18行进至排气处理部
件20时排出的气体从罩1002中逸出,可在排气处理部件18与排气处理部件20之间定位实体
连接板1008。连接板1008可包括用于接收壳体44和64的孔口1010。为了确保连接板1008与
壳体44和64之间的气密配合,连接板1008可以焊接至每个壳体44和64,或可在壳体44和64
与孔口1010之间定位垫圈(未示出)。罩1002的端板1012与周围外表面1004成一体。端板
1012可在排气处理部件18处包括帮助将排出的气体朝向排气处理部件20引导的造形表面
1014。另外,罩1002可包括用于接收定量给送模块28的安装装置1016,该定量给送模块可运
行来将试剂排气处理流体定量给送到排出气体中。

为了组装排气处理系统1000,可通过焊接或垫圈(未示出)将连接板1008紧固至每
个排气处理部件18和20,这允许连接板1008和排气处理部件18和20通过其间的过盈配合进
行紧固。在将连接板1008紧固至排气处理部件18和20之后,然后可通过焊接或通过夹具(未
示出)将罩1002紧固至排气处理部件18和20和连接板1008。

排气处理系统1000包括定位在SCR 70的上游的混合组件1100,该混合组件帮助使
排出的气体与试剂排气处理流体混合。如图34所示,混合组件1100在罩1002与排气处理部
件20之间延伸。为了在罩1002与排气处理部件20之间紧固混合组件1100,可以使用使混合
组件1100与SCR 70轴向对齐的实体隔板1018。隔板1018包括中心轴向延伸凸缘1020,该凸
缘通过焊接或本领域技术人员已知的任何其他附接方法联接至混合组件1100的分解管82。
隔板1018可被紧固至壳体64或可被紧固至连接板1008。在排气离开混合组件1100之后,排
出气体可以穿过定位在SCR 70上游的穿孔挡环1022,该穿孔挡环帮助使排出的气体与试剂
排气处理流体相互混合。挡环1022可被紧固至壳体64的内部表面1024。可替代地,挡环1022
可被紧固在联接至壳体64的一端的分开的壳体中。

如图35和36所示,混合组件1100包括具有径向扩展部分88的分解管82。然而,应理
解的是,分解管82可以是完全圆柱形的或包括像图33的混合组件900的径向缩窄部分。无论
如何,混合组件1100没有被固定在罩1002的端板1012上。而是,混合组件1100与罩1002的端
板1012间隔开。

根据本披露,分解管82的第一端部分84包括扩张边缘1102。扩张边缘1102增加了
分解管82的第一端84的直径,并且被设计成增加排出的气体进入混合组件1100的容易度。
通过增加排出的气体进入混合组件1100的容易度,还可降低排气处理系统1000内的背压。
应理解的是,尽管图35展示了分解管82的第一端84没有穿孔96,但本披露设想在第一端84
中使用穿孔96,如图36所示。

如前面描述的实施例中所述,穿孔96围绕第一端84的圆周可以改变其大小并且有
助于产生紊流并增大排气流在进入分解管82时的速度。另外,尽管没有在图35和图36中展
示,但应理解的是,混合组件1100还可包括如图9所示的穿孔套环98而不背离本披露范围。
如前面描述的实施例相似,混合组件1100包括位于第二端86的流动反向装置106。可以使用
流动反向装置106中的任何一个,如在7、11、15、19和21中所示。

尽管排气处理系统1000已经如以上描述的包括与端板1012间隔开的混合组件
1100,应理解的是本披露应不限于此。具体地,如图37中最佳显示的,可以看出罩1002可包
括用于接收分解管82的第一端部分84的孔口1026,使得分解管82可以直接附接至罩1002的
端板1012。为了相对于端板1012和分解管82安装定量给送模块(未示出),可将安装环1028
紧固至第一端部分84成使得定量给送模块可将试剂排气处理流体直接定量给送到分解管
82中。

如图37所示,可将流动分布板1030相对于分解管82的第一端部分84定位在罩1002
中。流动分布板1030可以是一个实体板,或流动分布板1030可包括多个以虚线示出的穿孔
1032。可以通过焊接或钎焊等将流动分布板1030紧固至罩1002或分解管的第一端部分84。
无论如何,流动分布板1030有助于防止排气流在进入分解管82的穿孔96之前围绕分解管82
的第一端部分84形成旋涡。换言之,流动分布板1030阻断了排气围绕第一端部分84的流动,
并且有助于迫使排气进入分解管82。

现在参见图38,可以看到,混合组件1100可另外包括静态混合器1104,该静态混合
器被定位在分解管82内、在流动反向装置106的上游位置。静态混合器1104可包括多个混合
叶片1106,这些混合叶片被固定在通过过盈配合或焊接而紧固至分解管82的内部表面1110
上的安装环1108内。优选地,静态混合器1104被定位在第一端84与第二端86之间、在径向扩
展部分88处。混合叶片1106可略微扭转,以使排出的气体和试剂排气处理流体的混合物在
该混合物穿过分解管82时形成旋涡。然而,应理解的是,可以使用本领域已知的任何类型的
静态混合器。无论如何,静态混合器1104还有助于使排出的气体与试剂排气处理流体相互
混合。

静态混合器1104可包括支撑杆1112,该支撑杆从混合叶片1106上、沿朝向流动反
向装置106的方向轴向延伸。支撑杆1112为流动反向装置106提供了附接点,使得流动反向
装置106可通过焊接、钎焊等紧固至支撑杆1112。使用支撑杆1112来相对于分解管82紧固流
动反向装置106省去了对将流动反向装置106紧固至壳体64的内部表面的分开的支撑挡板
(未示出)的需要。然而,应理解的是,并不要求静态混合器1104包括支撑杆1112。

现在参见图39和图40,展示了混合组件1100的又另一种配置。与图35至图37中所
示的混合组件相似,图39和图40中展示的混合组件1100被设计成与罩1002的端板1012间隔
开。混合组件1100与图35至图37所示的混合组件不同,在于第一端部分84是截短的。换言
之,第一端部分84的长度L在沿着其圆周的轴向方向上是可变的。更具体地,第一端部分84
的沿着其圆周的长度从扩张边缘1102上沿着朝向第二端部分86的方向减小,使得第一端部
分84的扩张边缘1102处的终端的长度L1大于靠近第二端部分86的部分的长度L2。第一端部
分84的长度沿着其圆周减小的量是可变的,并且因此可以根据需要进行调节。第一端部分
84的截短允许排出气体更容易地进入分解管82,有助于降低排气处理系统1000中的背压,
并且增加了排出气体进入分解管82的紊流。

尽管本披露并不要求,具有截短的第一端部分84的混合组件1100可以与附接至端
板1012的圆柱形喷射引导件1032结合使用。喷射引导件1032确保通过定量给送模块28送入
排气的试剂排气处理流体将进入分解管92。对于截短的第一端部分84而言这是特别重要
的,该截短的第一端部分与前面所述实施例相比具有更大的开口、并且与端板1012间隔开。
然而,应理解的是圆柱形喷雾引导件1026可与任何与端板1012间隔开的混合组件结合使
用,以确保试剂排气处理流体正确进入分解管82。

现在参见图41和图42,将要描述流动反向装置1200。流动反向装置1200与前面描
述的流动反向装置106相似是在于流动反向装置1200是基本上杯状的构件110,在该构件中
形成有中央突出部112。流动反向装置1200具有的直径大于分解管82的第二端部分86的直
径,使得当排气流进入杯形构件110中时,该排气流被强制在反方向上流动。流动方向的反
向有助于在该排气流达到SCR 70之前该试剂排气处理流体与排气流相互混合。流动反向装
置1200还可配置成包括如图7、11、15、19和21所示的偏转构件。

根据本披露,流动反向装置1200可包括在杯状构件110的底表面1204上形成的多
个通孔1202。尽管通孔1202允许一小部分排气流在没有反转方向的情况下穿过杯状构件
110,但是通孔1202被设计成允许任何尚未被雾化的试剂排气处理流体流动穿过。通过允许
液体试剂排气处理流体通过杯状构件110,可以防止在杯状构件110内形成尿素沉积物。就
此而言,如果在杯状构件110内收集液体试剂排气处理流体并随后蒸发,则可在杯状构件
110内形成尿素沉积物,这样最终会堵塞排气从分解管82流动穿过流动反向装置1200。尽管
流动反向装置1200被展示成具有通孔1202,应理解的是,只要允许任何液体试剂排气处理
流体从中穿过,任何类型的穿孔(即如长形槽缝)都是可接受的。

现在参见图43和图44,将要描述流动反向装置1300。流动反向装置1300与前面描
述的流动反向装置106相似是在于流动反向装置1300是基本上杯状的构件110,在该构件中
形成有中央突出部112。流动反向装置1300具有的直径大于分解管82的第二端部分86的直
径,使得当排气流进入杯形构件110中时,该排气流被强制在反方向上流动。流动方向的反
向有助于在该排气流达到SCR 70之前该试剂排气处理流体与排气流相互混合。

流动反向装置1300包括多个偏转构件1302,这些偏转构件联接至被固定至分解管
82的第二端部分86的轴向延伸环1304。偏转构件1302进一步有助于试剂排气处理流体与该
排气流的相互混合。偏转构件1302可以形成为多个从环1304向外径向延伸的螺旋弯曲翼片
1306。尽管翼片1306被展示成被紧固至环1304,但应理解的是在不背离本披露范围的情况
下可将翼片1306紧固至分解管82的第二端部分86。

翼片1306包括排气的高紊流旋涡,以增加该试剂排气处理流体与排出的气体的相
互混合。由翼片1306产生的高紊流旋涡导致在通过翼片1306使排气流形成旋涡时该试剂排
气处理流体周向分布遍及排气流。尽管展示了六个翼片1306,但应理解的是翼片1306的数
量是可变的。而且,也可以根据期望产生的旋涡的量来改变翼片1306的螺距。最后,应理解
的是,流动反向装置1300可与所描述的包括具有径向扩展部分88、径向缩窄部分902、扩张
边缘1102和截短的第一部分84(图39)的管82的任何分解管82结合使用。

图45展示了根据本披露的另一个排气处理部件1400。排气处理部件1400基本上类
似于图6展示的排气处理部件20。就此而言,排气处理部件1400可以包括壳体64、入口66、和
出口68。入口66是与排气处理部件18的出口48连通的,并且出口68可以是与排气通道14的
下游区段连通的。

壳体64可以是圆柱形的并且可以支撑SCR 70和氨逃逸催化器72。SCR优选地被定
位在氨逃逸催化器72的上游。壳体64的相反两端可以包括端盖74和76以用于气密性地密封
壳体64。端盖74和76可以是滑动配合的并且焊接至壳体64上。替代地,端盖74和76可以通过
夹具(未示出)紧固至壳体64上。来自排气处理部件18的出口48的排气将进入入口66、穿过
SCR 70和氨逃逸催化器72、并且离开出口68然后进入排气通道14的下游区段。

与图6展示的排气处理部件20相比,定量给送模块28可以在靠近入口66的位置处
定位在被紧固于端盖74的定量给送模块安装件1402上。尽管图45和图45A示出的是定量给
送模块安装件1402通过焊接、钎焊等来紧固至端盖74,但应理解的是,定量给送模块安转节
1402可以与端盖74统一成形而不背离本披露范围。

定量给送模块安装件1402包括用于接收定量给送模块28的孔口1404,该定量给送
模块可运行来在排气流穿过SCR 70之前将还原剂(例如尿素排气处理流体)注入该排气流
中。将发生该排气和排气处理流体的充分相互混合以便在该混合物穿过SCR 70的过程中优
化NOx从该排气流中的去除。为了有助于该排气流与该尿素排气处理流体的相互混合,可以
在入口66的下游和SCR 70的上游定位混合组件80。混合组件80被定位成靠近定量给送模块
28,使得定量给送模块28可以将尿素排气处理流体直接定量给送到混合组件80中,在该混
合组件中该流体可以与该排气流混合。

如前所述,与区域B、C、D、E和F相比,区域A经受低峰值排气流速度。尽管混合组件
80帮助将排气与尿素排气处理流体相互混合以克服区域A处的低速度,但希望的是进一步
减轻区域A处的初始低速度对尿素排气处理流体雾化的影响。排气处理部件1400因此包括
超声换能器1406,该超声换能器在定量寄送模块28将排气处理流体定量给送到定量给送模
块安装件1402中之后并且在尿素排气处理流体进入混合组件80之前帮助使得尿素排气处
理流体立即雾化。应理解的是,可以与排气处理部件1400结合使用如前所述的任何混合组
件而不背离本披露范围。

如图45A中最佳示出,超声换能器1406被定位在定量给送模块安装件1402的相反
两侧,并且被配置成用于沿横向于尿素排气处理流体被定量给送到定量给送模块安装件
1402中的方向来将超声波1408发射到定量给送模块安装件1402中。以此方式,因为超声波
1408通过定量给送模块安装件1402传播,超声波1408将穿过尿素排气处理流体,并且超声
波1408的能量将被转移给尿素排气处理流体。这有助于雾化尿素排气处理流体。尽管优选
的是超声换能器1406沿横向于定量给送方向的方向发出超声波,但本披露设想了超声换能
器1406也可以被配置成沿朝向或远离定量给送模块28的方向发出超声波1408。

此外,应理解的是,超声换能器1406的数量可以大于两个。如图45B所示,超声换能
器1406沿定量给送模块安装件1402在轴向方向上被安排成排1403a和1403b。此外,尽管仅
展示了一对排1403a和1403b,但应理解的是设想的是多于两排1403。更进一步地,应理解的
是每排1403a和1403b可以包括数量多于两个(例如3、4、5等)的超声换能器1406。例如,三个
超声换能器1406可以形成每排1403a和1403b,每个换能器1406以60度间隔开。此外,上排
1403a的换能器1406可以相对于下排1403b的换能器1406偏离30度,这样使得上排1403a相
对于下排1403b中的换能器1406是围绕定量给送模块安装件1402的周边错开的。当使用更
大直径的排气管时,这些配置是希望的。也应理解的是本披露不一定要求定量给送模块安
装件1402。相比之下,应理解的是超声换能器1406可以被安装在沿分解管82的通过使用计
算流体力学(CFD)可以确定会由于与高流动条件下的排气的相互作用而使得注入器28的喷
射开始分散的任何位置。参照在图45中以虚线示出的换能器1406。

超声换能器1406可以与控制器42通信,这样使得一旦致动定量给送模块28,超声
换能器1406就能将超声波1408传播到定量给送模块安装件1402中。超声换能器1406可以和
定量给送模块28同时运行,或者可以在致动定量给送模块28之前或之后立即运行。

此外,基于多种不同排气处理系统运行条件,可以运行超声换能器1406以增加或
减少提供给每个超声波1408的超声能量的量。例如,与热排气温度下的排气处理流体的雾
化相比,冷排气温度下的尿素排气处理流体的雾化更困难。因此,超声换能器1406可以在排
气温度低时传播具有更大幅值(即能量)或频率的超声波1408以进一步帮助雾化。相比之
下,当排气温度更高时,超声换能器1406可以在不太需要帮助雾化尿素排气处理流体时传
播具有更小幅值(即能量)或频率的超声波1408。

其他运行条件包括排气流中的NOx的量、排气处理流体的温度、以及基于流动均匀
性条件的排气流动条件或者使用CFD确定的管体几何形状。无论如何,当超声换能器1406要
基于具体排气处理系统运行条件而增加或减小超声波1408的幅值或频率时,控制器42都接
收指示对应传感器的具体运行条件的信号(例如,排气温度传感器、NOx传感器或排气处理
流体传感器)。控制器42被配置成一旦接收到对应传感器的信号就相应地指导超声换能器
1406。

现在参照图46,展示的是与图22和图23展示的排气处理部件20基本上类似的排气
处理部件1500。然而,与图22和图23示出的排气处理部件20相比,定量给送模块28可以被定
位在紧固于导管606的第二部分610上的定量给送模块安装件1502上。尽管图46示出的是定
量给送模块安装件1502通过焊接、钎焊等紧固至第二部分610,但应理解的是,定量给送模
块安转节1502可以与第二部分610统一成形而不背离本披露范围。

定量给送模块安装件1502包括用于接收定量给送模块28的孔口1504,该定量给送
模块可运行来在排气流穿过SCR 618之前将还原剂(例如尿素排气处理流体)注入该排气流
中。超声换能器1506被定位在定量给送模块安装件1502的相反两侧,并且被配置成用于沿
横向于尿素排气处理流体被定量给送到定量给送模块安装件1502中的方向来将超声波
1508发射到定量给送模块安装件1502中。以此方式,因为超声波1508通过定量给送模块安
装件1502传播,超声波1508将穿过尿素排气处理流体,并且超声波1508的能量将被转移给
尿素排气处理流体。这有助于使得尿素排气处理流体在行进穿过混合组件80之前雾化。应
理解的是,可以与排气处理部件1500结合使用如前所述的任何混合组件而不背离本披露范
围。

与超声换能器1406类似,超声换能器1506可以与控制器42通信,这样使得一旦致
动定量给送模块28,超声换能器1506就能将超声波1508传播到定量给送模块安装件1502
中。超声换能器1406可以和定量给送模块28同时运行,或者可以在致动定量给送模块28之
前或之后立即运行。此外如前所述,基于多种不同排气处理系统运行条件,可以运行超声换
能器1506以增加或减少提供给每个超声波1508的超声能量的量。

现在参照图47,展示的是与图25至图30展示的排气处理部件702基本上类似的排
气处理部件1600。然而,与图25至图30示出的排气处理部件702相比,定量给送模块28可以
被定位在紧固于壳体706的第二部分端盖722的定量给送模块安装件1602上。尽管图47示出
的是定量给送模块安装件1602通过焊接、钎焊等紧固至第二部分端盖722,但应理解的是,
定量给送模块安转节1602可以与第二部分端盖722统一成形而不背离本披露范围。

定量给送模块安装件1602包括用于接收定量给送模块28的孔口1604,该定量给送
模块可运行来在排气流穿过SCR 732之前将还原剂(例如尿素排气处理流体)注入该排气流
中。超声换能器1606被定位在定量给送模块安装件1602的相反两侧,并且被配置成用于沿
横向于尿素排气处理流体被定量给送到定量给送模块安装件1602中的方向来将超声波
1608发射到定量给送模块安装件1602中。以此方式,因为超声波1608通过定量给送模块安
装件1602传播,超声波1608将穿过尿素排气处理流体,并且超声波1608的能量将被转移给
尿素排气处理流体。这有助于使得尿素排气处理流体在行进穿过混合组件718之前雾化。应
理解的是,可以与排气处理部件1600结合使用如前所述的任何混合组件而不背离本披露范
围。

与超声换能器1406和1506类似,超声换能器1606可以与控制器42通信,这样使得
一旦致动定量给送模块28,超声换能器1606就能将超声波1608传播到定量给送模块安装件
1602中。超声换能器1606可以和定量给送模块28同时运行,或者可以在致动定量给送模块
28之前或之后立即运行。此外如前所述,基于多种不同排气处理系统运行条件,可以运行超
声换能器1606以增加或减少提供给每个超声波1608的超声能量的量。

现在参照图48,展示的是与图34展示的排气处理部件1000基本上类似的排气处理
部件1700。然而,与图34示出的排气处理部件1000相比,定量给送模块28可以被定位在紧固
于罩1002的端板1012的定量给送模块安装件1702上。尽管图48示出的是定量给送模块安装
件1702通过焊接、钎焊等紧固至第二部分端板1012,但应理解的是,定量给送模块安转节
1702可以与端板1012统一成形而不背离本披露范围。

定量给送模块安装件1702包括用于接收定量给送模块28的孔口1704,该定量给送
模块可运行来在排气流穿过SCR 70之前将还原剂(例如尿素排气处理流体)注入该排气流
中。超声换能器1706被定位在定量给送模块安装件1702的相反两侧,并且被配置成用于沿
横向于尿素排气处理流体被定量给送到定量给送模块安装件1702中的方向来将超声波
1708发射到定量给送模块安装件1702中。以此方式,因为超声波1708通过定量给送模块安
装件1702传播,超声波1708将穿过尿素排气处理流体,并且超声波1708的能量将被转移给
尿素排气处理流体。这有助于使得尿素排气处理流体在行进穿过混合组件1100之前雾化。
应理解的是,可以与排气处理部件1700结合使用如前所述的任何混合组件而不背离本披露
范围。

与超声换能器1406、1506和1606类似,超声换能器1706可以与控制器42通信,这样
使得一旦致动定量给送模块28,超声换能器1706就能将超声波1708传播到定量给送模块安
装件1702中。超声换能器1706可以和定量给送模块28同时运行,或者可以在致动定量给送
模块28之前或之后立即运行。此外如前所述,基于多种不同排气处理系统运行条件,可以运
行超声换能器1706以增加或减少提供给每个超声波1708的超声能量的量。

现在参见图49至图51,将描述另一种排气处理系统1800。排气处理系统1800类似
于图34展示的排气处理系统1000。就此而言,排气处理系统1800包括排气处理部件18和20,
其中,排气处理部件18可包括定位在壳体44内的DOC 52和/或DPF 56,并且排气处理部件20
可包括壳体64内的SCR 70和/或氨逃逸催化器72。共用罩1002流体且机械地连接排气处理
部件18和20。

罩1002包括限定了连接凸缘1006的周围外表面1004,该连接凸缘用于连接至每个
壳体44和64。连接凸缘1006可被焊接至每个壳体44和64,或连接凸缘1006可以使用夹具
1005紧固至每个壳体44和64。为了防止在排出的气体从排气处理部件18行进至排气处理部
件20时排出的气体从罩1002中逸出,可在排气处理部件18与排气处理部件20之间定位实体
连接板1008。连接板1008可包括用于接收壳体44和64的孔口1010。为了确保连接板1008与
壳体44和64之间的气密配合,连接板1008可以焊接至每个壳体44和64,或可在壳体44和64
与孔口1010之间定位垫圈(未示出)。罩1002的端板1012与周围外表面1004成一体。端板
1012可在排气处理部件18处包括帮助将排出的气体朝向排气处理部件20引导的造形表面
1014。另外,罩1002可包括用于接收定量给送模块28的安装装置1016,该定量给送模块可运
行来将试剂排气处理流体定量给送到排出气体中。

排气处理系统1800包括定位在SCR 70的上游的混合组件1802,该混合组件帮助使
排出的气体与试剂排气处理流体混合。如图49所示,混合组件1802在罩1002与排气处理部
件20之间延伸。为了在罩1002与排气处理部件20之间紧固混合组件1802,可以使用使混合
组件1802与SCR 70轴向对齐的实体隔板1018。隔板1018包括中心轴向延伸凸缘1020,该凸
缘通过焊接或本领域技术人员已知的任何其他附接方法联接至混合组件1802的分解管
1804。隔板1018可被紧固至壳体64或可被紧固至连接板1008。在排气离开混合组件1802之
后,排出气体可以穿过定位在SCR 70上游的穿孔挡环1022,该穿孔挡环帮助使排出的气体
与试剂排气处理流体相互混合。挡环1022可被紧固至壳体64的内部表面1024。可替代地,挡
环1022可被紧固在联接至壳体64的一端的分开的壳体中。

如图49所示的,混合组件1802包括缺乏用于前述实施例(例如图8)的穿孔第一端
部分84的分解管1804。而是,分解管1804在其第一端部分1808处包括作为入口的径向扩展
部分1806。径向扩展部分1806包括:使分解管1802扩展的锥形扩展部分1810;位于锥形扩展
部分1810的下游的圆柱形部分1812;以及使分解管1804径向缩窄的锥形缩窄部分1814。第
二端部分1816连接至锥形缩窄部分1814,并且朝向流动反向装置1818延伸。尽管未展示,但
应理解的是流动反向装置1818可以包括像在之前描述的上述实施例中的偏转构件,这些偏
转构件在排气流通过流动反向装置1818时有助于在排气流中产生紊流。

代替包括穿孔第一端部分84的分解管1804,混合组件1802包括穿孔旋流装置
1820。如在图50和图51中最佳示出,穿孔旋流装置1820包括限定包括多个穿孔或孔口1824
的入口1822的穿孔圆柱形管。穿孔1824被展示为围绕入口1822的圆周是错开的,但是应理
解的是可以改变穿孔1824的安排和穿孔1824的尺寸以有助于在进入穿孔旋流装置1820时
产生紊流并且提高排气流的速度。此外,当排气进入入口1822时,排气将开始旋流,这随着
试剂排气处理流体通过注入器28而被定量给送到排气流中将保持试剂排气处理流体在沿
轴线A朝向排气处理部件70、72行进时沿旋流装置1820的轴线A悬浮。尽管没有在图50和图
51中示出,但应理解的是,穿孔旋流装置1820还可以包括如图9所示的穿孔套环98而不背离
本披露范围。

入口1822的终端1826被配置成通过焊接等来紧固于注入器安装装置1016所在的
孔口1026处的端板1012,从而使得尿素排气处理流体可以直接注入到入口1822中。可替代
地,终端1826可以与端板1012间隔开并且包括类似于图36示出的实施例的扩张边缘(未示
出)。另一个替代方案是使得排气处理系统1800包括具有如图48示出的超声换能器的定量
给送模块安装件。在这种构型中,入口1822可以在定量给送模块安装件紧固于端板1012的
位置处紧固于端板1012的相反表面。

旋流构件1828附接于入口1822上。旋流构件1828可以与入口1822是统一的,或者
旋流构件1828可以单独制造然后通过焊接、钎焊等紧固于入口1822。旋流构件1828优选通
过焊接、钎焊等紧固于分解管1804的第一端部分1808。可替代地,旋流构件1828可以延伸进
入分解管1804(未示出)。然而,在这个构型中,应理解的是支撑挡板(未示出)将被要求用于
支撑旋流装置1820。无论如何,旋流构件1828都是套环状构件,该套环状构件从入口1822成
锥形向外扩展并且包括多个孔口,这些孔口允许一部分排气绕过入口1822并且进入分解管
1804。确切地,旋流构件1828包括被长形槽缝1832隔开的多个接片1830。槽缝1832在图50和
图51中被展示为包括第一部分1832a和第二部分1832b,在第一部分1832a与1832b之间限定
了钝角。然而,应理解的是,槽缝1832可以是线性的或者与旋流构件1828的轴线A基本上共
轴延伸的而不背离本披露范围。

每个接片1830包括主体部分1834,该主体部分有助于限定旋流构件1828从入口
1822向外的锥形扩展。主体部分1834包括附接于入口1822的第一端1836以及远离入口1822
的第二端1838。如图50和图51所示,第二端1838相对于第一端1836沿径向向内方向弯曲。

接片1830还各自包括围绕旋流构件1828沿圆周方向延伸的旋流部分1840。换言
之,旋流部分1840沿下游方向远离主体部分1834轴向延伸。旋流部分1840相对于主体部分
1834沿轴向向下方向弯曲,并且被设计成在排气流穿过旋流部分1840时在其中引入旋流。
每个旋流部分1840可以相对于主体部分1834同样地弯曲,或者与旋流装置1822的其他接片
1830相比,每个旋流部分1840可以相对于主体部分1834被弯曲成不同角度。即,应理解的
是,每个旋流部分1840的取向可以如所希望地单独调整。此外,应理解的是旋流部分1840可
螺旋扭转,以使排气和试剂排气处理流体的混合物在该混合物穿过分解管1804时形成旋
涡。无论如何,旋流构件1828还有助于随着混合物在到达流动反向装置1818之前穿过分解
管而将排气与试剂排气处理流体相互混合,并且也保持试剂排气处理流体沿远离分解管
1804的壁的轴线A而悬浮。这防止或至少基本上最小化分解管1804中沉淀物的积聚。

可替代地,旋流装置1820可以用图52展示的旋流装置1820a进行替换。旋流装置
1820a可以包括限定入口部分1822a的管状部分1821,以及旋流构件1828a。流动穿过排气管
12的排气的第一部分可以流动到管状部分1821中并且排气的第二部分可以围绕管状部分
1821流动并且穿过旋流构件1828a。管状部分1821可以包括围绕管状部分1821的直径成排
延伸并且沿管状部分1821的轴向长度成列延伸安排的多个开口1823和多个导流板1825。导
流板1825可以是从管状部分1821部分地切割或冲压出(由此形成这些开口1823)并且朝内
弯曲到管状部分1821中。

一些排气可以通过开口1823进入管状部分1821并且可以被导流板1825沿旋转方
向引导以便在管状部分1821内产生第一旋流图案(例如沿顺时针方向)。这个旋流图案有助
于试剂排气处理流体的雾化以及试剂排气处理流体与排气进行混合。旋流图案也限制或防
止试剂排气处理流体撞击在管状部分1821的表面上,这减少了还原剂沉淀物在管状部分
1821上的形成和/或积聚。当试剂/排气混合物到达旋流构件1828a时,接片1830a将产生可
以与第一旋流图案相反的第二旋流图案(例如沿逆时针方向)。相反流动图案平衡了通过旋
流装置1820a的流动。在一些实施例中,旋流装置1820a可以包括水解涂层以进一步减小在
其上的还原剂沉淀物的形成和/或积聚。

虽然导流板1825在图52中被示出为朝内延伸到管状部分1821中,但在一些实施例
中,导流板1825可以被形成为从管状部分1821(未示出)朝外延伸。当导流板1825径向朝外
延伸时,可以进一步减小在导流板1825上形成还原剂沉积物的机会,同时仍然能够有效地
产生在管状部分1821内的旋流图案。

参照图53,可以使用另一个旋流装置1820b而不是旋流装置1820和1820a。除了以
下所描述的和/或附图中示出的任何不同,旋流装置1820b的结构和功能可以与旋流装置
1820和1820a的结构和功能相似或相同。旋流装置1820b可以包括管状部分1821b和上游部
分1831,该管状部分包括从管状部分1821b的下游末端1829延伸的多个叶片1827。如以上相
对于旋流装置1820和1820a所阐述的,旋流装置1820b可以引起排气流中的紊流以利于还原
剂与排气的混合。

管状部分1821b可以有多个开口1823b。虽然图53中示出的开口1823b具有圆形形
状,但应理解的是开口1823b可以具有任何形状,例如矩形、正方形、或椭圆形。此外,也可以
改变每个开口1823b的大小和开口1823b的总数量。开口1823b可以被安排成围绕管状部分
1821b周向延伸的多个平行排或者可以是彼此不对齐的。

叶片1827可以向下游延伸而远离管状部分1821b的下游末端1829并且从那里径向
朝外地延伸。叶片1827向下游延伸时弯曲。如图53中所示,叶片1827和管状部分1821b可以
限定由共用的板材一体形成的统一体。管状部分1821b与叶片1827之间的过渡部1833可以
是光滑的、无棱的和/或无缝的。也就是说,这些过渡部1833可以不包括例如台阶或脊。光
滑、无棱的过渡部1833可以减小穿过旋流装置1820b的排气流中的背压。光滑、无棱的过渡
部1833还可以减小或防止还原剂沉积物和/或其他沉积物在旋流装置1820b上的积聚。

在一些实施例中,叶片1827可以包括总体上L形的截面或轮廓。以此方式,每个叶
片1827的第一部分1835可以基本上径向朝外延伸并且每个叶片1827的第二部分1837可以
基本上在下游方向延伸。在一些实施例中,叶片1827可以具有总体上螺旋形的形状。在一些
实施例中,叶片1827可以是总体上平坦且成角度的,而不是螺旋形的。可以改变叶片1827的
确切数量、形状和间距。叶片127的形状和构型,相对于其他叶片构型,在减少背压的同时促
进了排气流中的紊流。也就是说,叶片1827可以被设计成使得大多数或所有增加背压的结
构将同时产生紊流(即,旋流装置1820b具有非常少的增加背压而不同时增加紊流的结构)。
将理解的是,可以使用任何合适的数量、形状和/或间距以适应给定的应用。

参照图54,可以使用另一个旋流装置1820c而不是旋流装置1820、1820a和1820b。
除了以下所描述的和/或附图中示出的任何不同,旋流装置1820c的结构和功能可以与旋流
装置1820、1820a和1820b中的任一者相似或相同。因此,将不再详细描述相似的特征。

混合管1820c可以包括管状部分1821c和多个叶片1827c。管状部分1821c可以包括
多个开口1823c。导流板1825c可以是从管状部分1821c部分地切割或冲压出(由此形成这些
开口1823c)并且可以从管状部分1823c总体上径向朝外地延伸并且总体上在上游方向延
伸。如上所述,导流板1825c可以增加流体流的紊流并且可以促进流体流中的旋涡流动。

现在参见图55至图58,将要描述流动反向装置1900。流动反向装置1900与前面描
述的流动反向装置1300相似是在于流动反向装置1900是基本上杯状的构件110,在该构件
中形成有中央突出部112。流动反向装置1900具有的直径大于分解管82的第二端部分86的
直径,使得当排气流进入杯形构件110中时,该排气流被强制在反方向上流动。流动方向的
反向有助于在该排气流达到SCR 70之前该试剂排气处理流体与排气流相互混合。

流动反向装置1900可以包括多个偏转构件1302,这些偏转构件联接至分解管82的
第二端部分86。偏转构件1302进一步有助于试剂排气处理流体与该排气流的相互混合。偏
转构件1302可以形成为多个螺旋弯曲翼片1306。翼片1306包括排气的高紊流旋涡,以增加
该试剂排气处理流体与排出的气体的相互混合。由翼片1306产生的高紊流旋涡导致在通过
翼片1306使排气流形成旋涡时该试剂排气处理流体周向分布遍及排气流。应理解的是翼片
1306的数量是可变的。而且,也可以根据期望产生的旋涡的量来改变翼片1306的螺距。还应
理解的是,流动反向装置1900可与之前所描述的包括具有径向扩展部分88、径向缩窄部分
902、扩张边缘1102(图26)、截短的第一部分84(图39)和穿孔旋流装置1802(图50至图54)的
管82的任何分解管82结合使用。

尽管翼片1306产生的高紊流旋涡在排气处理流体与排气流相互混合时是有效的,
但是影响了排气流穿过翼片1306后的速度分布。为了使排气流穿过杯状构件110中的翼片
1306后的速度分布正常化,流动反向装置1900包括定位在杯状构件110中的翼片1306下游
的旋流止动器装置1910。旋流止动器装置1910包括圆柱环1912,该圆柱环包括多个径向向
内延伸的叶片构件1914。叶片构件1914可以与圆柱环1912是统一的,这样使得叶片构件
1914是从形成圆柱环1912的材料冲压的,或者叶片构件1914可以单独制造并且通过焊接、
钎焊等附接到圆柱环1912。无论如何,叶片构件1914相对于圆柱环1912是成角度的或者螺
旋扭转的,并且被配置成减小翼片1306产生的旋流。基于排气流离开杯状构件110时排气的
速度型线,可以改变叶片构件1914的数量。

更具体地,应理解的是,叶片构件1914并非被配置成使翼片1306产生的旋流反向。
而是,叶片构件1914被配置成减小、停止或止动翼片1306所产生的旋流。以此方式,可以遍
及排气流使得排气的速度型线分布更均匀,这有助于在排气流穿过SCR基材时在排气流中
进行对NOx的选择性催化还原。因而,可以选择用于减小、停止或止动翼片1306所产生的旋
流的叶片构件1914的数量,从而使得在高流动条件下叶片构件1914不产生反向旋流。所选
择的叶片构件1914的数量是基于高流动条件的,因为与低流动条件相比,叶片构件1914在
高流动条件下在更大程度上影响排气流。

圆柱环1912可以联接至排气处理部件20的内表面,叶片构件朝向包括翼片1306的
杯状构件110而径向向内延伸。可替代地,叶片构件1914可以联接至杯状构件110的外表面
1916,从而使得圆柱环1912与排气处理部件20的内表面间隔开。

可替代地,如图57和图58所示,可以单独制造叶片构件1914并且围绕排气处理部
件20的内圆周来附接。就此而言,在通过焊接、钎焊或本领域技术人员已知的任何其他附接
方法附接至排气处理部件20的内表面之前,可以如所希望的预制和螺旋扭转(或者像360度
旋转的丝带扭转)叶片构件1914。叶片构件1914也可以包括预防叶片构件1914在高流动条
件下变形的加强筋1915(图57),或者增加排气流中的紊流的多个通孔1917。此外,叶片构件
1914可以具有沿其长度改变的宽度D(图58)。在另一个替代性实施例中,可以沿叶片构件
1914的长度改变其扭角。无论如何,与上述实施例类似,叶片构件1914并没有被配置成使翼
片1306所产生的旋流反向。而是,叶片构件1914被配置成减小、停止或止动翼片1306所产生
的旋流。以此方式,可以遍及排气流使得排气的速度型线分布更均匀,这有助于在排气流穿
过SCR基材时在排气流中进行对NOx的选择性催化还原。因而,可以选择用于减小、停止或止
动翼片1306所产生的旋流的叶片构件1914的数量,从而使得叶片构件1914不产生反向旋
流。也应理解的是,与基于特定排气后处理系统的具体流动特性的其他叶片构件1914相比,
可以考虑更大或更小程度的旋流止动地对单个叶片构件1914进行取向或成形。

图59展示了排气处理部件800的变体。确切地,图59中的排气处理部件800包括排
气混合装置1900a,该排气混合装置包括如上所述的至少一个旋流止动器装置1910。旋流止
动器装置1910可以定位在分解管84内且紧固于分解管以便在排气进入分解管84时对排气
的旋流加以止动。在另一个构型中,旋流止动器装置1910可以定位在流动反向装置740的下
游以在排气离开反向装置740时对排气的旋流加以止动。就此而言,圆柱环1912可以被紧固
于外壳758。在另一个构型中,旋流止动器装置1910可以被紧固在内套筒818内以在排气离
开排气处理部件800之前对排气的旋流加以止动。如以上所指出的,部件800包括至少一个
旋流止动器装置1910。优选地,部件800包括至少两个旋流止动器装置1910。最优选地,部件
800包括这三个旋流止动器装置1910中的每一者。尽管没有展示出,但旋流止动器装置1910
可以紧固(例如焊接或单件成形)于流动反向装置740的中央突出部112(参见图7至图9)。

现在参见图60至图61,将描述另一种排气处理系统2000。排气系统2000类似于图
34示出的排气处理系统1000是在于排气系统2000包括排气处理部件18和20,其中,排气处
理部件18可包括定位在壳体44内的DOC 52和/或DPF 56,并且排气处理部件20可包括壳体
64内的SCR 70和/或氨逃逸催化器72。共用罩1002流体且机械地连接排气处理部件18和20。

排气处理系统2000包括定位在SCR 70的上游的混合组件2100,该混合组件帮助使
排出的气体与试剂排气处理流体混合。如图60所示,混合组件2100在罩1002与排气处理部
件20之间延伸。如图61中最佳示出,混合组件2100包括具有径向扩展部分88的分解管82。然
而,应理解的是,分解管82可以是完全圆柱形的或包括像图33的混合组件900的径向缩窄部
分。分解管82的第一端部分84可包括扩张边缘1102。扩张边缘1102增加了分解管82的第一
端84的直径,并且被设计成增加排出的气体进入混合组件2100的容易度。通过增加排出的
气体进入混合组件2100的容易度,还可降低排气处理系统2000内的背压。应理解的是,尽管
图60展示了分解管82的第一端84没有穿孔96,但本披露设想在第一端84中使用穿孔96,如
图36所示。

如前面描述的实施例中所述,穿孔96围绕第一端84的圆周可以改变其大小并且有
助于产生紊流并增大排气流在进入分解管82时的速度。另外,尽管没有在图61中示出,但应
理解的是,混合组件2100还可包括如图9所示的穿孔套环98而不背离本披露范围。与如前面
描述的实施例相似,混合组件2100包括位于第二端86的流动反向装置106。可以使用如在图
7、11、15、19、21、41、44和52中所示的任何流动反向装置106。

尽管排气处理系统2000已经如以上描述的包括与端板1012间隔开的混合组件
2100,应理解的是本披露应不限于此。具体地,如图37中最佳显示的,可以看出罩1002可包
括用于接收分解管82的第一端部分84的孔口1026,使得分解管82可以直接附接至罩1002的
端板1012。为了相对于端板1012和分解管82安装定量给送模块(未示出),可将安装环1028
紧固至第一端部分84成使得定量给送模块可将试剂排气处理流体直接定量给送到分解管
82中。

混合组件2100可另外包括静态混合器2104,该静态混合器被定位在分解管82内、
在流动反向装置106的上游位置。静态混合器2104可包括多个混合叶片2106,这些混合叶片
被固定在通过过盈配合或焊接而紧固至分解管82的内部表面2110上的安装环2108内。优选
地,静态混合器2104被定位在第一端84与第二端86之间、在径向扩展部分88处。混合叶片
2106可略微扭转,以使排出的气体和试剂排气处理流体的混合物在该混合物穿过分解管82
时形成旋涡。

排气处理系统2000的注入器28被配置成将尿素排气处理流体定量给送至排气流。
确切地,注入器28包括形成尿素排气处理流体的多个喷洒路径的孔口(未示出)。如在图60
中最佳示出,注入器28被配置成在注入器28被致动时形成尿素排气处理流体的三个(或四
个、五个、六个等)圆锥形喷洒路径2111。考虑喷洒路径2111的数量,可以将静态混合器2104
配置成包括与喷洒路径2111的数量相等的多个混合叶片2106。例如,在图61示出的示例性
实施例中,静态混合器2104包括三个混合叶片2106,这些混合叶片的数量与图60示出的喷
洒路径2111的数量相等。

此外,混合叶片2106可以与喷洒路径2111对齐使得每个喷洒路径将撞击对应的混
合叶片2106并且有助于使尿素排气处理流体的大液滴破碎。为了使每个喷洒路径2111与混
合叶片2106对齐,首先使得注入器28相对于共用罩1002对齐。就此而言,注入器28可以包括
对齐特征(未示出),该对齐特征可以与共用罩1002上形成的对齐特征(未示出)对齐。一旦
注入器28被正确对齐,那么混合叶片2106就可以与喷洒路径2111对齐。

当混合叶片2106与喷洒路径2111对齐时,混合叶片2106可以包括多个通孔2113以
允许所收集的任何尿素排气处理流体穿过混合叶片2106。以此方式,可以防止形成尿素沉
淀物,或者至少基本上使其最小化。应理解的是可以根据系统要求改变通孔2113的数量和/
或尺寸。此外,应理解的是,通孔2113可以被配置成包括在排气中产生旋流的百叶窗(未示
出)。在替代性构型中,混合叶片2106可以被对齐成使得喷洒路径2111不会撞击在混合叶片
2106上。在这个构型中,所希望的是流动反向装置106包括像图41示出的通孔1202以便需要
时允许所收集的任何尿素排气处理流体穿过混合组件2100。在图60A所示的另一个实施例
中,可以看出分解管82包括多个超声换能器1406,这些超声换能器被安排成与注入器28发
出的每个圆锥形流动路径2111相对应。通过将超声换能器1406与圆锥形流动路径2111对
正,可以增强试剂排气处理流体的分散和雾化。在这种构型中,应理解的是,不是必需存在
静态混合器2104。

静态混合器2104可包括支撑杆2112,该支撑杆从混合叶片2106上、沿朝向流动反
向装置106的方向轴向延伸。支撑杆2112为流动反向装置106提供了附接点,使得流动反向
装置106可通过焊接、钎焊等紧固至支撑杆2112。使用支撑杆2112来相对于分解管82紧固流
动反向装置106省去了对将流动反向装置106紧固至壳体64的内部表面的分开的支撑挡板
(未示出)的需要。然而,应理解的是,并不要求静态混合器2104包括支撑杆2112。

尽管静态混合器2104如上被描述成具有多个混合叶片2106,但应理解的是,可以
使用本领域已知的其他类型的静态混合器。例如,可以使用板混合器或穿孔混合器而不背
离本披露范围。此外,可以使用网筛而不背离本披露范围。更具体地,如在图62中最佳示出,
示出的是静态混合器2104a包括外圆柱安装环2108a和内圆柱安装环2108b。多个网筛2150
将外安装环2108a连接至内安装环2108b。网筛2150可以是圆的、椭圆的或者本领域技术人
员希望的任何其他形状,只要每个网筛2150与注入器28发射的圆锥形喷洒路径2111对齐即
可。相应地,网筛2150的数量优选等于注入器28发射的圆锥形喷洒路径2111的数量。此外,
应理解的是,网筛2150可以成形为叶片构件2106(例如扭转的)而不背离本披露范围。与静
态混合器2104类似,混合器2104a被配置成安装在分解管82内。

图63和图64展示了以上说明的示例性构型中描述的分解管82的替代性构型。就此
而言,可以在图6、图7、图10、图14、图17、图20、图23、图29、图32至图38、图41、图43、图45至
图49、图55、图57和图59至图61中各自示出的构型中使用图63和图64对应地示出的分解管
82a和82b而不背离本披露范围。在图63中,分解管82a包括第一端部分84a和第二端部分
86a。分解管82a可以是基本上圆柱形的,径向扩展部分88a被定位在第一端部分84a与第二
端部分86a之间。径向扩展部分88a包括:使分解管82a扩展的锥形扩展部分90a;圆柱形部分
92a,该圆柱形部分位于锥形扩展部分90a的下游、具有的直径大于第一端部分84a和第二端
部分86a的直径;以及使分解管82a缩窄的锥形缩窄部分94a。应理解的是,第一端部分84a和
第二端部分86a可以具有不同的直径而不背离本披露范围。还应理解的是,本披露并不要求
锥形缩窄部分94a。也就是说,径向扩展部分88a可以延伸过第二端部分86a的整个长度。

第一端部分84a包括多个百叶窗面板85a。百叶窗面板85a可以各自包括基本上沿
第一端部分84a的整个长度延伸的长度L3。百叶窗面板85a可以从第一端部分84a冲压,并且
可以或者径向向外或者径向向内倾斜,使得在第一端部分84a形成多个长形槽缝87a以允许
排气进入第一端部分84a。可以改变每个百叶窗面板85a的倾斜角,使得每个百叶窗面板85a
倾斜同等的量,或者使得每个百叶窗面板85a倾斜不同的量。百叶窗面板85a有助于在第一
端部分84a内产生高速旋流,从而使得排气处理流体和排气的混合物将防止或基本上防止
混合物撞击在分解管82a的内表面上。尽管分解管82a的第一端部分84a示出为圆柱形,但应
理解的是,第一端部分84a可以是锥形的而不背离本披露范围。尽管百叶窗面板85a和长形
槽缝87a可以被展示为沿第一端部分84a的长度轴向延伸,但应理解的是,百叶窗面板85a和
长形槽缝87a可以围绕第一端部分84a的圆周成角度。百叶窗面板85a和长形槽缝87a的尺寸
和形状也可以是变化的。

在图64中,分解管82b包括第一端部分84b和第二端部分86b。分解管82b可以是基
本上圆柱形的,径向扩展部分88b被定位在第一端部分84b与第二端部分86b之间。径向扩展
部分88b包括:使分解管82b扩展的锥形扩展部分90b;圆柱形部分92b,该圆柱形部分位于锥
形扩展部分90b的下游、具有的直径大于第一端部分84b和第二端部分86b的直径;以及使分
解管82b缩窄的锥形缩窄部分94b。应理解的是,第一端部分84b和第二端部分86b可以具有
不同的直径而不背离本披露范围。还应理解的是,本披露并不要求锥形缩窄部分94b。即,径
向扩展部分88b可以延伸过第二端部分86b的整个长度。

第一端部分84b包括多个百叶窗面板85b。百叶窗面板85b可以各自包括基本上沿
第一端部分84b的长度的一半至四分之三延伸的长度L4。百叶窗面板85b可以从第一端部分
84b冲压,并且可以或者径向向外或者径向向内倾斜,使得在第一端部分84b形成多个长形
槽缝87b以允许排气进入第一端部分84b。可以改变每个百叶窗面板85b的倾斜角,使得每个
百叶窗面板85b倾斜同等的量,或者使得每个百叶窗面板85b倾斜不同的量。百叶窗面板85b
有助于在第一端部分84b内产生高速旋流,从而使得排气处理流体和排气的混合物将防止
或基本上防止混合物撞击在分解管82b的内表面上。尽管分解管82b的第一端部分84b示出
为圆柱形,但应理解的是,第一端部分84b可以是锥形的而不背离本披露范围。尽管百叶窗
面板85b和长形槽缝87b被展示为沿第一端部分84b的长度轴向延伸,但应理解的是,百叶窗
面板85b和长形槽缝87b可以围绕第一端部分84b的圆周成角度。百叶窗面板85b和长形槽缝
87b的尺寸和形状也可以是变化的。

分解管82b还可以包括穿孔96b,这些穿孔围绕第一端部分84b的圆周可以改变其
大小并且有助于产生紊流并增大排气流在进入分解管82b时的速度。尽管穿孔96b示出为被
定位成围绕第一部分84b的圆周呈一对两排,但应理解的是,穿孔96b可以是错开的而不背
离本披露范围。

以上对这些实施例的描述是出于展示和说明的目的提供的。这些描述并不旨在是
穷尽的或限制本披露。具体实施例的单独的要素或特征通常并不局限于该具体实施例,而
是在适用时是可互换的、并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。也可以
用多种方式来对其加以变化。这样的变化不应视作是脱离本披露,并且所有这样的改动都
旨在包括在本披露的范围之内。

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