[发明专利]机动车辆排气管路

说明书

技术领域

本发明涉及一种下述类型的机动车辆排气管路，包括：

-用于排气的热管；

-用于排气的冷管；

-机械分离元件，该机械解耦元件将热管的下游端部连接至冷管的上游端部；

-用于处理氮氧化物的装置；以及

-喷射装置，喷射装置用于在氮氧化物处理装置的上游，将试剂喷射到排气管路中或在排气管路中产生试剂。

提供这种排气管路是为了装备诸如柴油机之类的内燃机。排气管路包括用于减少氮氧化物的催化剂装置，以及置于催化剂装置上游的喷射器。喷射器设计成在排气管路中喷射试剂，尤其是还原剂，或产生氮氧化物的还原剂的物质，例如尿素。尿素连续经过两个化学反应、热分解和水解，并且转化成氨。在催化剂装置内并且当排气达到一定温度时，氨与氮氧化物进行化学反应，将氮氧化物还原为氮和水。

背景技术

在包括SCR（Selective Catalytic Reduction/选择性催化还原）系统、即执行氮氧化物的选择性还原的催化剂装置系统的排气管路中，还原剂的喷射通常位于机械解耦元件的下游以防止损坏机械解耦元件，例如从而避免腐蚀和机械故障的风险。但是，这种设置的主要缺点是由于SCR系统距发动机的距离，而延长了氮氧化物的转化的开始时间。

鉴于上述限制，由于不可能达到允许快速喷射还原剂的阈值或最小温度，这种包括SCR系统的排气管路的结构使得当车辆在城市条件下行驶时难以获得氮氧化物NOx转化的有效增加。

发明内容

在此背景下，本发明旨在提出一种操作更理想、氮氧化物的转化更有效的排气管路。

为此目的，本发明涉及一种上述类型的排气管路，其特征在于，该排气管路包括用于将排气和由喷射装置喷射或产生的试剂进行混合的混合器，其中，所述混合器定位在氮氧化物处理装置的上游，氮氧化物处理装置在机械解耦元件的下游定位在冷管中，并且，喷射装置和混合器形成直接地连接至机械解耦元件的组件。

根据本发明的排气管路可以包括以下特征中的一个或多个：

-由喷射装置和混合器形成的组件在机械解耦元件上游直接地插入到热管中；

-由喷射装置和混合器形成的组件在机械解耦元件下游直接地插入到冷管中；

-氮氧化物处理装置是氮氧化物的选择性还原催化装置；

-排气管路包括定位在由喷射装置和混合器形成的组件的上游的氧化催化剂装置；

-混合器包括喷射部，该喷射部定位在分别由通入混合器内的排气入口和混合器外的排气出口限定的上游面和下游面之间，该喷射部包括从上游面延伸到下游面的排气管道，该管道具有中心线且具有介于上游面和下游面之间的设定长度，该喷射装置包括试剂喷射器，该试剂喷射器安装在喷射部上并且能够在喷射部里喷射或产生试剂，该喷射部包括至少一个第一杯状部，该至少一个第一杯状部定位于所述管道内侧，使得所述管道中的排气的平均路径比设定长度大至少20%；

-设定长度大致包括在40mm至140mm之间；

-第一杯状部具有绕喷射部的中心线以螺旋形的形式盘绕的底部；

-第一杯状部的底部围绕着喷射部的中心线以螺旋形的形式盘绕转过四分之三圈；

-第一杯状部在螺旋形的距上游面最远的端部处具有开口；

-第一杯状部在螺旋形的距上游面最远的端部处具有喙状部；

-喙状部从第一杯状部的底部朝向上游面并朝向螺旋形的外侧延伸；

-喷射部包括在上游面与第一杯状部之间定位在管道内侧的第二杯状部，该第二杯状部具有围绕着喷射部的中心线以螺旋形的形式盘绕的底部；

-第二杯状部在螺旋形的距上游面最远的端部处具有开口；

-第二杯状部在螺旋形的距上游面最近的端部处具有开口；

-这两个杯状部在其之间限定了螺旋形的导管，该螺旋形的导管起始于第二杯状部的开口并且延伸到第一杯状部的开口，该螺旋形的导管延伸至少180°，优选275°，并且具有大致大于2,300mm²的横截面积；

-第一杯状部包括：圆形壁，该圆形壁具有朝向上游面凸起的中央区域以及围绕凸起的中央区域转向上游面的中空周缘区域；以及开口，该开口形成在第一杯状部的位于凸起中心区域和中空周缘区域之间的壁中；