一种SCR混合器及具有其的发动机的制作方法

一种scr混合器及具有其的发动机
技术领域
1.本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种scr混合器和一种发动机。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.随着道路及非道路排放法规升级，nox排放要求逐渐加严。整车工况更为恶劣，低温低排量的工况占比更大，在此工况下，尿素喷雾受到气流向下运动作用，在混合器底部的浓度较高，降低了氨分布均匀性，排放难达标准，同时大量喷射尿素打到混合器的挡板背部气流死区容易形成结晶堵塞，使scr失效。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是至少解决现有技术中scr混合器混合效果不佳，以及易产生尿素结晶堵塞的问题，该目的是通过以下技术方案实现的：
5.本实用新型的第一方面提出了一种scr混合器，包括：
6.外壳，所述外壳内形成有连接腔，所述外壳设有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口通过所述连接腔连通，所述连接腔的顶端设有尿素喷嘴口；
7.旋流管，所述旋流管的第一端对应所述尿素喷嘴口设置，所述旋流管包括第一管段和与所述第一管段的底部连接的第二管段，所述第一管段和所述第二管段均为圆台形，所述第二管段的母线与轴线之间的夹角大于所述第一管段的母线与轴线之间的夹角，所述第一管段上设有多个第一旋流孔，所述旋流管还包括设于所述第一旋流孔上的第一导流片，所述第一导流片的外形与所述第一旋流孔相适配，所述第一导流片的部分与所述第一管段连接；
8.第一多孔管，所述第一多孔管穿设于所述旋流管内并且与所述旋流管间隔设置，所述第一多孔管设有多个第一过流孔。
9.本实用新型提出的scr混合器具有变径管结构的旋流管，废气从连接腔的进气口流入旋流管中，在第一导流片及小管径的作用下，形成强烈的旋转扰动，与喷入旋流管的尿素喷雾发生激烈混合，使尿素液滴分散开，发生二次破碎，形成更小直径的小液滴，更易蒸发。旋流管的后端设计为扩口状态，增大了气流流通截面积，有利于降低背压。另外，第一多孔管安装在旋流管的内部，两者同轴。第一过流孔增加了管内气流量，有利于气流与尿素喷雾的前期混合。
10.另外，根据本实用新型的scr混合器，还可具有如下附加的技术特征：
11.在本实用新型的一些实施例中，所述第一旋流孔为沿所述第一管段的轴向方向延伸的矩形孔，所述第一管段上还设有多个第二旋流孔，所述第二旋流孔沿所述第一管段的轴向方向延伸，所述旋流管还包括设于所述第二旋流孔上的第二导流片，所述第二导流片的外形与与所述第二旋流孔相适配，所述第一旋流孔的长度大于所述第二旋流孔的长度，所述第一旋流孔靠近所述第一管段的顶部设置，所述第二旋流孔靠近所述第一管段的底部
设置。
12.在本实用新型的一些实施例中，所述旋流管还包括与所述第二管段的底部连接的第三管段，所述第三管段为直管结构。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述第一过流孔为圆孔，所述第一多孔管上还设有多个长条孔，所述长条孔沿所述第一多孔管的周向方向延伸，所述圆孔靠近所述第一多孔管的顶部设置，所述长条孔靠近所述第一多孔管的底部设置。
14.在本实用新型的一些实施例中，多个所述第一过流孔在所述第一多孔管上形成第一阵列，多个长条孔在所述所述第一多孔管上形成第二阵列，所述第一阵列的面积大于所述第二阵列的面积。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述scr混合器还包括第二多孔管，所述第二多孔管与所述连接腔的出气口同轴设置，所述第二多孔管的侧壁朝向所述旋流管的第二端设置，所述第二多孔管上设有多个第二过流孔。
16.在本实用新型的一些实施例中，所述第二多孔管朝向所述旋流管的部分未设置所述第二过流孔，所述第二多孔管的其余部分设有由多个所述第二过流孔形成的第三阵列。
17.在本实用新型的一些实施例中，所述scr混合器还包括锥形管，所述第二多孔管通过所述锥形管与所述出气口连接，所述锥形管的直径较小的一端与所述第二多孔管连接。
18.在本实用新型的一些实施例中，所述scr混合器还包括挡板，所述挡板设有通孔，所述旋流管通过所述挡板与所述外壳连接，所述旋流管与所述外壳的连接位置位于所述进气口和所述出气口之间。
19.在本实用新型的一些实施例中，所述第一多孔管的长度小于所述旋流管的长度，所述第一多孔管还包括设于所述第一多孔管的底部的多个支架，所述支架与所述挡板抵接。
20.本实用新型的第二方面提出了一种发动机，包括scr混合器，所述scr混合器为本实用新型第一方面提出的scr混合器。
21.本实用新型第二方面提出的发动机具有和本实用新型第一方面提出的scr混合器相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
22.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
23.图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的scr混合器的结构示意图。
24.图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的scr混合器的旋流管的结构示意图。
25.图3示意性地示出了根据本实用新型实施方式的scr混合器的第一多孔管的结构示意图。
26.图4示意性地示出了根据本实用新型实施方式的scr混合器的第二多孔管的结构示意图。
27.图5示意性地示出了根据本实用新型实施方式的scr混合器的挡板的结构示意图。
28.附图中各标记表示如下：
29.10：外壳、11：连接腔、12：进气口、13：出气口、14：尿素喷嘴口；
30.20：旋流管、21：第一管段、22、第二管段、23：第一旋流孔、24：第一导流片、25：第二旋流孔、26：第二导流片、27：第三管段；
31.30：第一多孔管、31：第一过流孔、32：长条孔、33：支架；
32.40：第二多孔管、41：第二过流孔；
33.50：锥形管、51：挡板、52：通孔。
具体实施方式
34.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
35.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及
“”
也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
36.尽管可以在文中使用术语、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
37.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
38.如图1至图5所示，本实用新型的第一方面提出了一种scr混合器，包括：
39.外壳10，外壳10内形成有连接腔11，外壳10设有进气口12和出气口13，进气口12和出气口13通过连接腔11连通，连接腔11的顶端设有尿素喷嘴口14；
40.旋流管20，旋流管20的第一端对应尿素喷嘴口14设置，旋流管20包括第一管段21和与第一管段21的底部连接的第二管段22，第一管段21和第二管段22均为圆台形，第二管
段22的母线与轴线之间的夹角大于第一管段21的母线与轴线之间的夹角，第一管段21上设有多个第一旋流孔23，旋流管20还包括设于第一旋流孔23上的第一导流片24，第一导流片24的外形与第一旋流孔23相适配，第一导流片24的部分与第一管段21连接；
41.第一多孔管30，第一多孔管30穿设于旋流管20内并且与旋流管20间隔设置，第一多孔管30设有多个第一过流孔31。
42.可以理解的是，第一旋流孔23可以是矩形孔、椭圆形孔或腰型孔，第一导流片24的结构根据第一旋流孔23的外形相适配，第一导流片24可以通过钣金折弯与第一管段21一体成型，或者通过焊接与第一管段21连接。第一多孔管30优选为圆形直管，第一过流孔31可以是矩形孔、椭圆形孔或腰型孔等。
43.本实用新型提出的scr混合器具有变径管结构的旋流管20，废气从连接腔11的进气口12流入旋流管20中，在第一导流片24及小管径的作用下，形成强烈的旋转扰动，与喷入旋流管20的尿素喷雾发生激烈混合，使尿素液滴分散开，发生二次破碎，形成更小直径的小液滴，更易蒸发。旋流管20的后端设计为扩口状态，增大了气流流通截面积，有利于降低背压。另外，第一多孔管30安装在旋流管20的内部，两者同轴。第一过流孔31增加了管内气流量，有利于气流与尿素喷雾的前期混合。
44.在本实用新型的一些实施例中，第一旋流孔23为沿第一管段21的轴向方向延伸的矩形孔，第一管段21上还设有多个第二旋流孔25，第二旋流孔25沿第一管段21的轴向方向延伸，旋流管20还包括设于第二旋流孔25上的第二导流片26，第二导流片26的外形与与第二旋流孔25相适配，第一旋流孔23的长度大于第二旋流孔25的长度，第一旋流孔23靠近第一管段21的顶部设置，第二旋流孔25靠近第一管段21的底部设置。通过设置两段旋流孔阵列，提高过流能力以及旋流管20的刚度，进而提高旋流管20的混合性能。
45.在本实用新型的一些实施例中，旋流管20还包括与第二管段22的底部连接的第三管段27，第三管段27为直管结构，方便在外部套接挡板51进行固定，并且混合后的尿素废气通过直管进行整流，有助于提高scr混合器的流通能力。
46.在本实用新型的一些实施例中，第一过流孔31为圆孔，第一多孔管30上还设有多个长条孔32，长条孔32沿第一多孔管30的周向方向延伸，圆孔靠近第一多孔管30的顶部设置，长条孔32靠近第一多孔管30的底部设置。
47.具体地，在管体前部分沿管径均匀开设小孔，管体后部分沿管径均匀开设长条孔32，圆形小孔增加了管内气流量，有利于气流与尿素喷雾的前期混合；长条孔32有利于尿素液滴从第一级多孔管内通过，减少该部位的着壁量，降低了结晶风险。
48.在本实用新型的一些实施例中，多个第一过流孔31在第一多孔管30上形成第一阵列，多个长条孔32在第一多孔管30上形成第二阵列，第一阵列的面积大于第二阵列的面积。
49.具体地，在管体前三分之二部分沿管径均匀开设直径8mm的小孔，管体后三分之一部分沿管径均匀开设宽度5mm长度18mm的长条孔32，小孔承担增加气流量的功能需要设计面积更大一些，长条孔32流通能力不如小圆孔，需要设计面积较小一些，能够实现尿素液滴流通过，减少该部位的着壁量即可。
50.在本实用新型的一些实施例中，scr混合器还包括第二多孔管40，第二多孔管40与连接腔11的出气口13同轴设置，第二多孔管40的侧壁朝向旋流管20的第二端设置，第二多孔管40上设有多个第二过流孔41。第二过流孔41可以是圆孔或者椭圆孔，经旋流管20和第
一多孔管30混合后的尿素和废气经过第二多孔管40进行再次混合，进一步提高尿素与废气的混合度，提高氨分布均匀性。
51.在本实用新型的一些实施例中，第二多孔管40朝向旋流管20的部分未设置第二过流孔41，第二多孔管40的其余部分设有由多个第二过流孔41形成的第三阵列。避免未蒸发尿素液滴直接进入第二多孔管40内，而是通过与未开孔的光滑管壁接触换热加强蒸发，同时延长了混合路径，气流进入第二多孔管40内时更加均匀。管壁上的第二过流孔41促进了氨气与废气气流间的扩散与混合，同时有助于未蒸发的尿素液滴受热蒸发分解。
52.在本实用新型的一些实施例中，scr混合器还包括锥形管50，优选为圆锥形管50，第二多孔管40通过锥形管50与外壳10的出气口13连接，锥形管50的直径较小的一端与第二多孔管40连接。锥形管50的管径由第二多孔管40的管径逐渐扩张到载体直径大小，废气气流通过锥形管50时向外围四周扩散，有助于提高催化剂前的气流分布均匀性。
53.在本实用新型的一些实施例中，scr混合器还包括挡板51，挡板51设有通孔52，旋流管20通过挡板51与外壳10连接，旋流管20与外壳10的连接位置位于进气口12和出气口13之间。通过在外壳10的进气口12和连接腔11的出气口13之间设置挡板51避免废气不经过旋流管20和第一多孔管30直接流出，加强尿素与废气的混合效果，提高氨的均匀性。
54.在本实用新型的一些实施例中，第一多孔管30的长度小于旋流管20的长度，第一多孔管30还包括设于第一多孔管30的底部的多个支架33，支架33与挡板51抵接，支架33可卡接在挡板51的凸起上，装配方便，可靠性好。
55.本实用新型的第二方面提出了一种发动机，包括scr混合器，scr混合器为本实用新型第一方面提出的scr混合器。
56.本实用新型第二方面提出的发动机具有和本实用新型第一方面提出的scr混合器相同的有益效果，在此不再赘述。
57.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。