[发明专利]具有导热性计量通道的排气系统

说明书

技术领域

本发明涉及排气系统，特别涉及具有导热性计量通道/分配管(dosing channel)的排气系统。

背景技术

内燃发动机，包括柴油发动机、汽油发动机、气态燃料驱动发动机和其他本领域已知的发动机，排放出空气污染物的复杂混合物。这些空气污染物由诸如氮氧化物(NOx)的气态化合物组成。由于对于环境问题关注度的增加，排气排放标准也日益严格，且从发动机排放的NOx的量可以根据发动机的类型、发动机的大小和/或发动机的级别而被调节。为了确保与这些化合物的调节相适应，一些发动机制造厂实行所谓的“选择性催化还原(SCR)”的策略。

SCR是将气态或液态的还原剂(大多数情况下为尿素固体和水的溶液)添加到发动机排气流中并使之被吸附到下游催化剂的过程。还原剂被分解为氨(NH₃)，该氨与排气中的NOx反应而生成可被安全地释放到大气中H₂O和N₂。尽管SCR可能是一种有效的用于还原NOx的方法，但在排气流中引入还原剂在某些情况下可能存在困难。例如，当还原剂被引入到排气通路的相对较冷的部位时，还原剂的副产品例如氰尿酸、缩二脲和三聚氰胺可能会沉积到靠近引入位置的通路壁上。这些沉积物可能会造成排气流和/或还原剂阻塞，这导致NOx转化过程和发动机性能的恶化。

2010年3月31日公开的、Kuenkel等人的欧洲专利申请1,781,908(’908公报)中记载了一种减少与SCR过程相关的沉积物的尝试。’908公报公开了一种将还原介质供给到内燃发动机的排气内的装置。该装置包括排气管以及安置于该排气管中的管状元件，从而形成经过该管状元件的第一排气通路和在管状元件的外表面与排气管的内表面之间的第二排气通路。该管状元件由具有良好导热性能的材料制成，从而使得来自于第二排气通路的热被输送到管状元件中，以使该管状元件免受环境的冷却作用并且将该管状元件保持在被喷射入第一排气通路内的介质的蒸发点。在一个可选的实施例中，略去了管状元件，并且排气管在位于还原剂喷射位置的部分由具有高隔热性能的材料制成，以减小在喷射位置的环境冷却作用。

尽管对于减少还原剂沉积的形成可能是有效的，’908公报中的系统仍然并非最佳方案。特别是，’908公报中的管状元件仅从还原剂引入位置向下游延伸。在该实施例中，整个管状元件可能由于还原剂的引入而被持续冷却且仅有一定限量的热可被输送到管状元件中。在前述可选实施例中，对沉积物形成的抑制仅取决于隔热性能，这在某些情况下是不够的。

本发明的排气系统解决了上述提及的一个或多个问题和/或现有技术中的其他问题。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种用于燃烧发动机的排气系统。该排气系统可包括排气通路、设置在排气通路内的还原催化剂、以及配置成将还原剂喷射入还原催化剂上游的排气通路内的喷射装置。该排气系统还可包括形成排气通路的一部分的计量通道(分配管)。该计量通道可具有不同于相邻的排气通路上游部和下游部的导热率，并且在喷射装置的上游延伸足够的距离以将足够的热量传输到喷射装置下游的计量通道延伸部，从而引起动力附着到下游延伸部的还原剂的气化(蒸发)。

本发明的另一方面涉及另一种排气系统。该排气系统可包括排气通路、设置在排气通路内的还原催化剂、以及配置成将还原剂喷射入还原催化剂上游的排气通路内的喷射装置。该还原剂可被选择成在还原催化剂中有利于排气成分的还原。该排气系统还可包括形成排气通路一部分的计量通道，以接收经过该排气通路的全部排气流。该计量通道可具有大于相邻的排气通路上游部和下游部的导热率。

附图说明

图1是示例性公开的动力系统的示意图；以及

图2是可用于图1的动力系统的示例性公开的计量通道的截面图。

具体实施方式

图1示出了一个示例性的动力系统10。为了说明的目的，动力系统10被描绘和描述为柴油驱动的内燃发动机。但是，可以预见，该动力系统10可以实施为任何其他类型的内燃发动机，例如，汽油发动机或燃烧经过压缩或液化的天然气、丙烷、甲烷的气态燃料驱动发动机。动力系统10可包括发动机缸体12，其至少部分地限定多个燃烧室14。可以预见，动力系统10可包括任意数目的燃烧室14，并且燃烧室14可以以“直列”配置、“V形”配置或任何其他常规的配置进行布置。