相关申请的交叉引用
本申请要求2018年7月6日提交的印度临时专利申请号201841025311的优先权，该临时专利申请通过引用整体并入本文。
本公开一般涉及与内燃(ic)发动机一同使用的后处理系统。
背景
排气后处理系统用于接收和处理由ic发动机产生的排气。通常，排气后处理系统包括几种不同组分中的任何一种，以降低排气中存在的有害排气排放水平。例如，用于柴油动力ic发动机的某些排气后处理系统包括选择性催化还原(scr)系统，其包括在氨(nh3)存在下，将nox(一些部分中的no和no2)转化成无害的氮气(n2)和水蒸气(h2o)的催化剂。
通常，在这样的后处理系统中，排气的还原剂(例如，如尿素的柴油排气流体)被注入到scr系统，以提供氨源，并与排气混合以部分地降低nox气体。然后，排气的还原副产物流体地连通到包括在scr系统中的催化剂，以将基本上所有的nox气体分解成相对无害的副产物，所述副产物被排出后处理系统。
后处理系统通常包括scr系统的上游的分解室或管。还原剂被插入分解室中，该分解室用于提供通道，以允许在排气流入scr系统之前将还原剂与排气分解、混合和分配。传统的分解室具有相当大的轴向长度，这需要更多的包装空间并且还可以对排气施加更高的压降。此外，传统的分解室由于低效的热管理而经历热损失，这导致还原剂沉积物的形成。
概述
本文描述的实施例通常涉及用于与后处理系统一同使用的分解室，并且特别涉及一种u形分解室，其包括构造成接收第一部分排气的第一室和定位在所述第一室外并构造成接收第二部分排气的第二室。第二部分排气围绕第一室的至少一部分流动，以便保持流过第一室的第一部分排气的温度。
在一个实施例中，用于后处理系统的分解室包括主体和扩散器。主体包括入口、出口、热管理室和主流动室。入口配置成接收排气。出口配置成排出排气。热管理室与入口流体连通。热管理室配置成从入口接收第一部分排气。主流动室与入口流体连通。主流动室配置成从入口接收第二部分排气并从热管理室接收第一部分排气。扩散器位于主流动室内。扩散器包括扩散器入口部分和扩散器凸缘部分。扩散器入口部分包括多个扩散器穿孔。扩散器入口部分配置成从主流动室接收排气。扩散器凸缘部分构造成从扩散器入口部分接收排气并将排气提供给出口。
在另一个实施例中，用于后处理系统分解室，所述分解室包括主体。主体包括入口、出口、热管理室、主流动室、第一侧壁和第二侧壁。入口配置为接收排气。出口配置成排出排气。热管理室与入口流体连通。热管理室配置成从入口接收第一部分排气。主流动室与入口流体连通。主流动室配置成从入口接收第二部分排气并从热管理室接收第一部分排气。主流动室包括第一侧壁和第二侧壁。第一侧壁包括第一凸部。第二侧壁包括第二凸部。第一凸部和第二凸部配合以收缩其间的排气。第一凸部与第二凸部对齐。第一凸部和第二凸部彼此相对，以便在主流动室中形成收缩区域。
应当理解的是，在下面更详细地讨论前述概念和附加概念的所有组合(假定这些概念彼此不冲突)被视本文所公开的主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的所要求保护的主题的所有组合都被认为是本文公开的主题的一部分。
附图的简要说明
从下面结合附图考虑的描述和所附权利要求中，本公开内容的前述和其它特征将变得更充分地显而易见。应理解，这些附图仅描绘了根据本公开的若干实施方式，因此不应认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加特征和细节来描述本公开。
图1是根据一个实施例的分解室的透视图。
图2是图1的分解室的后横截面视图。
图3是图1的分解室的正横截面视图。
图4是图1的分解室的俯视横截面视图。
图5是图1的分解室的侧横截面视图。
图6是图1的分解室的一部分的另一侧横截面视图。
图7是图1的分解室的一部分的俯视透视图，其示出了位于其上的安装板。
图8是根据另一实施例的分解室的一部分的俯视透视图。
图9是图8的分解室的一部分的侧横截面视图。
图10是根据又一个实施例的分解室的后视图。
图11是根据又一实施例的分解室的后视图。
图12是图1的分解室的侧视图。
图13是图1的分解室的后视图。
图14是图1的分解室的一部分的正视横截面视图。
图15是图1的分解室的一部分的俯视横截面视图。
图16是根据另一实施例的分解室的第一气室的后视图。
图17是图16的分解室的一部分的正横截面视图。
图18是根据另一实施例的分解室的侧横截面视图。
图19是图18所示的分解室的一部分的放大图。
图20是根据又一个实施例的分解室的一部分的侧横截面视图。
图21是图20的分解室的一部分的后横截面视图。
图22是根据又一实施例的分解室的一部分的侧横截面视图。
图23是图22的分解室的一部分的后横截面视图。
图24是根据一特定实施例的分解室的一部分的侧横截面视图。
图25是图24的分解室的一部分的侧横截面视图。
图26是根据又一个实施例的分解室的一部分的侧横截面视图。
图27是图26的分解室的侧横截面视图。
图28是根据又一实施例的分解室的一部分的侧横截面视图。
图29是图28的分解室的一部分的后横截面视图。
图30-33是计算流体动力学(cfd)仿真，其示出了流过图1的分解室的排气的热梯度。
图34是根据又一实施例的分解室的侧横截面视图。
图35是图34的分解室的正横截面视图。
图36是根据又一个实施例的分解室的透视图。
图37是图36的分解室的正视图。
图38是图36的分解室的正横截面视图。
图39是图36的分解室的后横截面视图。
图40是根据又一实施例的分解室的透视图。
图41是图40的分解室的正视图。
图42是图40的分解室的正横截面视图。
参考贯穿下面的详细说明的附图。在附图中，除非上下文另有指示，否则类似的符号通常标识类似的组件。在详细说明、附图和权利要求中描述的说明性实施方式并不意味着是限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其他改变。容易理解的是，如本文一般描述和图中所示的本公开的方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合和设计，所有这些都明确地构思并且成为本公开内容的一部分。
详细说明
本文描述的实施例通常涉及用于与后处理系统一起使用的分解室，并且特别涉及一种u形分解室，其包括第一室和第二室，第一室构造成接收第一部分排气，第二室位于所述第一室外部并构造成接收第二部分排气。第二部分排气围绕第一室的至少一部分流动，以便保持流过第一室的第一部分排气的温度。
后处理系统通常包括scr系统上游的分解室或室。还原剂被插入分解室中，该分解室用于提供通道，以允许在排气流入scr系统之前将还原剂与排气分解、混合和分配。传统的分解室具有相当大的轴向长度，这需要更大的包装空间并且还可以在排气上施加更高的压降。此外，传统的分解室由于低效的热管理而经历热损失，这导致还原剂沉积物的形成。
本文描述的分解室的各种实施例可提供益处，包括例如：(1)流过分解室的排气的温度的热管理；(2)提供受控的质量流分流；(3)提供在排气中产生的涡流，以增强还原剂与排气的混合；(4)在分解室内使还原剂喷射器屏蔽较高排气温度；(5)增强还原剂与排气的分解、混合和分配，从而减少还原剂沉积；(6)最大化均匀度指数和还原剂蒸发，以减少还原剂沉积；(7)提供紧凑的包装，其降低包括本文所述的分解室的后处理系统的空间要求，以及降低成本。
图1-6示出了根据一个实施例的分解室100的各种视图。分解室100包括第一壁1、第二壁3、第三壁、形成在第一壁1和第二壁3之间的第一室110，以及由第二壁3和第三壁5形成的第二室120。分解室100被构造成接收来自发动机(例如，柴油、汽油、生物柴油、天然气、和/或双燃料发动机)的排气(例如，柴油机排气)，并且在将排气流通到scr系统之前允许还原剂与排气混合。
如图5中最佳示出，第一室110包括限定在第一壁1和第二壁3之间的第一气室114。第一气室114沿着分解室100的纵向轴线al定位。第一气室114限定第一气室内部容积118。第一气室114可以是具有任何合适的形状，例如球形、正方形、矩形、或任何其他合适的形状或它们的组合，并且可以由任何合适的材料形成(例如，金属，如铝、不锈钢、合金等)。在第一气室114的第一端部限定第一入口112。第一入口112构造成以垂直于纵向轴线al的第一方向接收排气的第一部分排气。例如，第一入口112可以流体地联接到发动机的发动机排气口，以便从其接收第一部分排气。在其他实施例中，第一入口112可以相对于纵向轴线以任何合适的角度定向，例如0度和360度之间的任何角度。
在接近第一入口112的第二壁3也限定第一还原剂插入端口119。喷射器(例如，图10-11所示的喷射器390)通过限定在第二室120的第二气室124中的第二还原剂插入端口129可以流体地联接至所述第一还原剂插入端口119，如下面进一步详细描述的，并且构造成将还原剂(例如，尿素、柴油机排气流体、尿素水溶液、尿素气体、氨等)插入第一气室内部容积118中。将流入第一气室内部容积118的还原剂与排气混合，以促进排气成分(例如排气中包含的nox气体)的分解。
第一出口116也限定在第一壁1和第二壁3之间的第一气室的第二端，第二端与第一端相对。第一出口116被构造成允许排气以垂直于纵向轴线al的第一方向相反的第二方向上离开第一气室114。在其他实施例中，第一入口112可以相对于纵向轴线以任何合适的角度定向，例如0度和360度之间的任何角度。换句话说，分解室100基本上为u形。第一出口116可以流体联接到scr系统，以便将排气流通到其上。以这种方式，分解室100可以具有紧凑的尺寸，与传统的分解室相比，其需要较小的封装空间，并且当排气流过第一气室114时在排气上施加较小的压降。第二凸缘4可以定位在出口处并且构造成将第一出口116联接到后处理部件(例如，scr系统)。
在具体实施例中，多个挡板130可以定位在第一入口112上。多个挡板130可以构造为引导排气流入第一气室内部容积118。通过引导流，多个挡板130防止还原剂沉积物撞击位于第一入口112上游的任何后处理部件(例如，微粒过滤器)。多个挡板130还可以管理排气流，例如通过改变多个挡板130中的每个挡板之间的开口和/或多个挡板130的倾斜角度，允许形成还原剂喷雾，并且使还原剂的沉积能够横贯第一气室114的宽度均匀分布。
在一些实施例中，混合器160可定位在第一还原剂插入端口119的下游的第一气室内部容积118中，例如由第一气室内部容积118限定的排气流路内的中途。混合器160可包括交叉叶片式混合器，其包括多个凸片162，如图4所示。混合器160构造成当第一部分排气从第一入口112进入第一气室114时，在横贯第一气室114的宽度均匀地分布与还原剂混合的排气流、使还原剂液滴能够二次雾化、防止由于第一部分排气的排气流动方向的急剧变化而导致的再循环和/或流动分离、并且改善了流动分布，从而减少了还原剂沉积。混合器160的位置可以允许还原剂的喷射雾锥适当地形成，并且进而确保混合器160液滴破碎的最大利用。混合器160还可以增加第一部分排气的排气流速，其可以剪切还原剂液滴并且能够二次雾化，从而改善还原剂蒸发。
在其它实施例中，扩散器150可定位在靠近第一出口116的第一气室内部容积118中。扩散器150包括联接到第二壁3并限定第一横截面的扩散器第一端151。扩散器第二端153联接到第一出口116并限定大于第一横截面的第二横截面。靠近扩散器第二端153的扩散器150的至少一部分限定曲率。例如，扩散器150的一部分可以是圆柱形的，其具有从扩散器第一端151朝向扩散器第二端153延伸的恒定横截面。扩散器150的第二部分可以从扩散器第一部分朝向第一出口116向外张开(例如，向外弯曲或向外倾斜)。在其他实施例中，扩散器150可以定位成使得在扩散器第一端151和第二壁3之间存在间隙。例如，允许一部分排气进入间隙，从而改善均匀性，减少还原剂沉积的形成和/或降低背压。在特定实施例中，间隙可以在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。
扩散器开口155限定在靠近第一气室114的第二端部扩散器150中。扩散器开口155被构造成允许第一部分排气围绕扩散器150流动，以进入扩散器150并通过第一出口116排出。扩散器150邻近第一出口116的定位使扩散器150刚好位于scr系统上游，其可以流体联接到第一出口160。扩散器150增加了第一部分排气行进的距离，从而增加了还原剂与排气的混合，增强了还原剂液滴的蒸发，并且可以通过增加第一部分排气的湍流和流速来进一步促进还原剂液滴的雾化。在特定实施例中，扩散器150可以配置成允许包括第一部分排气、流过第二气室118的第二部分排气和流过第三气室122的第三部分排气的所有排气通过(下文进一步详细描述)。
随着第一部排气分朝第一出口116围绕扩散器150流动，第一部分排气的对流围绕扩散器150流动并重新加入通过扩散器开口155进入扩散器150。对流在扩散器150内碰撞，其进一步增强了还原剂液滴的雾化，并且还可以提升排气流。在各种实施例中，扩散器150可包括开口、穿孔、狭槽、百叶窗等，以增加朝向scr系统的排气流的均匀性并减少流动限制。可以定位开口或穿孔的位置和定位以改变流速矢量以增强混合，可以改变开口的尺寸以实现最佳流速，和/或可以改变或旋转扩散器150的形状，以减小或增加扩散器开口155，如下文进一步详细描述的。
在又一实施例中，多孔板140可以被定位在第一出口116处。多孔板140可以防止任何还原剂沉积物流入scr系统。此外，多孔板140还可以用作二次流动调节装置，以便管理流动限制、分布、均匀性和/或还原剂液滴分布。而图1将多孔板140示为包括直的多孔板，在其他实施例中，多孔板140可以具有凹形或凸形，以便产生所需的第一部分排气的流。此外，多孔板140可以具有包括在其中的穿孔的均匀或不均匀图案。
所述分解室100还包括联接到第一室110的第二室120。第二室120包括第二气室124，其限定在第二壁3和第三壁5之间并沿着分解室100的纵向轴线al定位，使得第二气室124围绕第一气室114的至少一部分定位。第二气室124限定第二气室内部容积128和第二入口121，第二入口121限定在第二壁3和第三壁5之间至第一入口112。第二入口121被构造成接收排气的第二部分排气。第二部分排气围绕第一气室114流入第二气室124，以便保持流过第一气室内部容积118的第一部分排气的温度。
进一步扩展，第二室120用作围绕第一室110的至少一部分定位的护套。第一气室114的第一入口112和第二气室124的第二入口121彼此相邻定位并流体地联接到排气源，例如到发动机排气。在一些实施例中，第一凸缘2可以联接到第一入口112和第二入口121中的每一个，以便提供与发动机排气的单个流体联接并且将第一入口112和第二入口121中的每一个流体地联接到发动机排气。
当排气进入分解室100中，排气分流成流入第一入口112的第一部分排气，以及朝向第二气室内部容积128流入第二入口121的第二部分排气。第二部分排气通过将第一气室侧壁保持在期望温度而能够对第一气室114进行热管理。这减少了还原剂沉积物，特别是在还原剂撞击第一气室侧壁的区域。
在一些实施例中，多个引导挡板6可以定位在第二气室124中，如图4所示。多个引导挡板6可促进第二气室内部容积128内的第二部分排气均匀扩散，以便将整个第二气室内部容积128，或者其内的特定区域保持在期望的温度。在其他实施例中，多个百叶窗113可以限定第一入口112下游和混合器160上游的第一气室114内的第二壁3上。多个百叶窗113将第二气室124流体地联接到第一气室114。
多个引导挡板6可引导第二部分排气从第二气室124的侧面流动到多个百叶窗板113。在具体实施例中，多个百叶窗113可包括多个穿孔或穿孔锥，如图1-3和5-6所示。百叶窗113在第一气室侧壁上的位置在靠近第一还原剂插入端口119的第一气室侧壁处形成第二部分排气的床，这可以减少还原剂在第一气室侧壁上的冲击。由于第二部分排气不包括任何还原剂，因此其上游引入可以增加还原剂与排气的混合，促进蒸发，从而提高均匀性。
可调整多个百叶窗113的量和/或开放区域以调整流动限制，和/或冲击。此外，可以基于冲击区域和/或混合要求来调整多个百叶窗113的位置。图16-17示出了根据另一实施例的分解室400。多个百叶窗413限定在分解室400的第一室410的第一气室的第一气室侧壁上，经由限定在第一气室侧壁中的多个开口413a，将第二室420的第二气室流体联接到第一室410的第一气室。多个百叶窗413包括纵向百叶窗，所述纵向百叶窗垂直于第一气室侧壁上的分解室400的纵向轴线定位。
在其它实施例中，狭槽、转向器、穿孔锥、或任何其它特征可以限定在第一气室侧壁上，用于将第二气室124与其流体联接。此外，可以改变第二气室内部容积128和/或第一气室侧壁和第二气室侧壁之间的间隙以调节还原剂插入速率和/或排气流速。
正如前面所描述的，第二还原剂插入端口129限定在靠近第一还原剂插入端口119的第二气室124中，如图2-3和5-7所示。例如，第一还原剂插入端口119和第二还原剂插入端口129可以轴向对齐。喷射器安装板115可以定位在第二还原剂插入端口129中，并且构造成在其上安装喷射器(例如，图10-11中所示的喷射器390)。喷射器安装板115限定孔117，孔117构造成允许还原剂插入第一气室内部容积118中。
在一些实施例中，分解室100还包括第三气室122。现在还参考图14和15，u形分隔件111可以围绕第一还原剂插入端口119和第二还原剂插入端口129定位在第二入口121中，使得分隔件111限定围绕第一还原剂插入端口119和第二还原剂插入端口129的第三气室122。第三气室122构造成接收第三部分排气并与热隔离喷射器，喷射器从第一气室114流体联接到第一还原剂插入端口119和第二还原剂插入端口129。
在特定实施例中，喷射器将还原剂插入到第三气室122。流入第三气室122的第三部分排气可协助还原剂流入第一气室内部容积118(即，提供排气辅助还原剂插入)，确保适当的还原剂流速，以便有助于形成还原剂喷雾并促进渗透到第一部分排气中。此外，进入第三气室122第三部分排气的流可以为喷射器提供热屏蔽防止第一气室114的较高温度并且将喷射器尖端(例如，还原剂插入喷嘴)的温度保持在温度阈值以下。第三部分排气还可带走积聚在喷射器尖端周围的还原剂液滴，从而避免在喷射器尖端上形成还原剂沉积物。
在另外的其它实施例中，第一还原剂插入口119可以具有比第二还原剂插入端口129的横截面大的横截面，并且可以相对于纵向轴线al倾斜一角度。第一还原剂插入端口119的较大横截面和其倾斜可以促进较大的流速并且增加由第三部分排气流辅助的还原剂插入速度。
第二室120可具有用于安装喷射器安装板115和/或喷射器的结构或特征。在一个实施例中，如图1-7所示，第二室120可包括凹槽123，其由围绕第二还原剂插入端口129的第二气室侧壁限定。凹槽123包括凹槽基座125，第二还原剂插入端口129限定在凹槽基座125中。凹槽123可以构造成使得定位在喷射器安装板115上的喷射器至少部分地被凹槽123的凹槽侧壁围绕，以便保护喷射器免受物理损坏。凹槽123减小了通过第二还原剂插入端口129的还原剂插入点与第一还原剂插入端口119之间的距离，以便借由第三部分排气促进排气辅助还原剂插入。
图8示出俯视透视图，以及图9示出了根据另一实施例的分解室200的一部分的侧横截面视图。分解室200包括具有第一气室214的第一室210和具有第二气室224的第二室220。第一气室214中限定第一还原剂插入端口219。第二气室224包括喷射器安装部分225，其包括用于安装喷射器的平坦表面。第二还原剂插入端口229限定在喷射器安装部分225中。
喷射器可以安装在靠近分解室100的第一入口112的任何合适的位置。根据图10中所示的特定实施例，分解室300a包括第二室320a，第二室320a包括第二气室324a。第二气室324a限定了相对平坦的喷射器安装部分325a。喷射器390安装在喷射器安装部分325a上，喷射器安装部分325a定位成使得喷射器与纵向轴线al轴向对齐。
根据图11所示的另一个实施例，分解室300b包括第二室320b，第二腔320b包括第二气室324b。第二气室324b还限定了扁平喷射器安装部分325b。然而，第二气室324b定位成使得安装在其上的喷射器390相对于纵向轴线al倾斜或定向成角度α(例如，在±90度的范围内)。使喷射器390相对于排气的流动方向倾斜可以促进排气流的平滑，和/或避免在第一气室侧壁或其拐角处产生还原剂沉积物。此外，扁平喷射器安装部分225、325a/b还可以在与后处理系统封装时减小分解室100、300a/b占据的空间。
在各种实施例中，分解室100或本文描述的任何其他分解室可以具有用于便于包装的光滑拐角。例如，图12示出了分解室100的侧视图，图13示出了分解室100的后视图。第二气室124的第二气室侧壁包括光滑的圆角(例如，第二室120被模制成具有光滑的圆角)，这可以提供易于操作和便于包装。
如前所述，扩散器150可包括开放区域、穿孔、狭槽、百叶窗等，以增加朝向scr系统的排气流的均匀性和减少流动限制。图18示出了根据一个实施例的分解室500的侧剖视，图19示出了其一部分的放大图。分解室500包括第一室510和第二室520。第一室510包括第一入口512、限定第一气室内部容积518的第一气室514和第一出口516。
扩散器550定位在第一气室内部容积518内。扩散器550包括扩散器的第一端551，其限定了第一横截面。扩散器第一端551定位成使得在第一气室514的第一气室侧壁与扩散器第一端551之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可以在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端553联接到第一出口516并限定大于第一横截面的第二横截面。扩散器550的扩散器第一部分是圆柱形的，具有从扩散器第一端551朝向扩散器第二端553延伸的恒定横截面。扩散器550的扩散器第二部分朝向第一出口516向外弯曲。
多个第一穿孔557限定在扩散器的第一部分上，并且可以跨越小于扩散器的第一部分的一半圆周。多个第一穿孔557允许流向扩散器550的至少一部分第一部分排气通过其进入扩散器550，这可以进一步增加流动均匀性、调节流速和/或增强还原剂与第一部分排气的混合。
在特定实施例中，靠近第一出口516的第一气室514的第一气室侧壁可以包括第一气室弯曲部516a，其朝向第一出口516引导第一部分排气流动。第一气室侧壁弯曲部516a可以产生围绕扩散器550朝向第一出口516流动的第一部分排气的两个相对漩涡的更平滑过渡，从而消除再循环并将第一部分排气流向第一出口516突出。
图20是另一实施例的分解室600的一部分的侧视横截面视图，图21是示出了根据另一实施例的分解室600的一部分的放大视图。分解室600包括第一室610和第二室620。第一腔610包括限定第一气室内部容积618的第一气室614和第一出口616。
扩散器650定位在第一气室内部容积618内。扩散器650包括扩散器第一端651，其限定了第一横截面。扩散器第一端651定位成使得在第一气室614的第一气室侧壁和扩散器第一端651之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可以在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端653联接到第一出口616并限定大于第一横截面的第二横截面。扩散器650限定扩散器开口655。扩散器650的扩散器第一部分是圆柱形的，具有从扩散器第一端651朝向扩散器第二端653延伸的恒定横截面。扩散器650的扩散器第二部分以一角度从扩散器第一部分朝第一出口616向外张开。
多个第一穿孔657限定在扩散器的第一部分上，并且可以跨越小于扩散器的第一部分的一半圆周。多个第二穿孔659也限定在扩散器第二部分上。多个第二穿孔659以及多个第一穿孔657可以进一步增加流动均匀性，调节流速和/或增强还原剂与第一部分排气的混合。
扩散器挡板672定位在扩散器650内，并从第一气室侧壁朝向第一出口616延伸。如图21所示，扩散器挡板672水平地定位在扩散器650内。扩散器挡板672的宽度小于扩散器650的扩散器宽度，并且其长度小于扩散器650的扩散器长度。扩散器挡板672可以流重定向从扩散器650绕过的第一部分排气，以便增加朝向第一出口616的第一部分排气流的均匀性。扩散器挡板672还可以包括穿孔、槽、百叶窗或者没有限定在其中的开口。此外，虽然图20-21示出了扩散器挡板672是平面的，但在其他实施例中，扩散器挡板672可以是凹形、凸形、弯曲的和/或具有任何其他合适的形状或尺寸。
在具体实施例中，第一气室弯曲板674定位在靠近第一出口616的第一气室614的第一气室侧壁61上。第一气室弯曲板674从第一气室侧壁朝向第一出口616以向下的角度倾斜，并且第一气室弯曲板674构造成将第一部分排气流引向第一出口616。第一气室弯曲板674可以通过增加两个相反旋流的自然流动轮廓，产生围绕扩散器650流动的第一部分排气的两个相对漩涡的更平滑过渡。第一气室弯曲板674的轮廓可以构造成通过分离第一部分排气的两个涡流来帮助维持涡流，并且有助于将第一部分排气流和还原剂液滴朝向第一出口616突出，从而增加均匀度。
图22示出了根据又一个实施例的分解室700的一部分的侧横截面视图，图23示出了根据又一个实施例的分解室700的一部分的放大图。分解室700包括第一室710和第二室720。第一室710包括限定第一气室内部容积718的第一气室714和第一出口716。此外，第二室720包括具有靠近第一出口716的第二气室第二端726的第二气室724。
扩散器750定位在第一气室内部容积718内，并且包括限定第一横截面的扩散器的第一端751。扩散器第一端751定位成使得在第一气室714的第一气室侧壁与扩散器第一端751之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可以在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端753联接到第一出口716并且限定大于第一横截面的第二横截面。扩散器750的扩散器第一部分是圆柱形的，具有从扩散器第一端751朝向扩散器第二端753延伸的恒定横截面。扩散器750的扩散器第二部分从扩散器第一部分朝第一出口716以一角度向外张开。
多个纵向狭槽757限定在扩散器的第一部分上，且从扩散器的第一端751朝向扩散器的第二部分轴向地延伸。多个第二穿孔759也限定在扩散器第二部分上，如先前关于扩散器750所述。扩散器挡板772定位在扩散器750内，并且可以在结构和功能上与扩散器挡板772基本类似。
第一个气室弯曲板774定位在靠近第二气室第二端726的第一气室714的第一气室侧壁上。第一气室弯曲板774从第一气室侧壁朝向第一出口716以向下的角度倾斜。该第一气室弯曲板774限定了多个孔775，以在第二气室的第二端726处，将第二气室724流体联接到第一气室714。至少一部分第二部分排气可以通过多个孔775进入第一气室内部容积718，使得第一气室弯曲板774除了将排气流引向第一出口716之外，还可以通过第二部分排气的部分增加在第一气室侧壁上的剪切，并将还原剂液滴推向第一出口716。
图24示出了根据另一实施例的分解室800的一部分的侧横截面视图，图25示出了根据另一实施例的分解室800的一部分的放大图。分解室800包括第一室810和第二室820。第一室810包括限定第一气室内部容积818的第一气室814和第一出口816。
扩散器850定位在第一气室内部容积818内。扩散器850包括扩散器的第一端851，其限定了第一横截面。扩散器第一端851定位成使得在第一气室814的第一气室侧壁与扩散器第一端851之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可以在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端853联接到第一出口816并限定大于第一横截面的第二横截面。扩散器850包括如先前关于扩散器650、750所述的扩散器第一部分和扩散器第二部分，并且限定扩散器开口855，其大于扩散器650的扩散器开口655。
此外，多个第一穿孔857限定在扩散器第一部分上。多个第一穿孔857具有比扩散器550、650的多个第一穿孔557、657更大的直径和更密集的分布。此外，多个第一穿孔857跨越扩散器第一部分的一半以上的圆周。
多个第二穿孔859也限定在扩散器第二部分上。多个第二穿孔859具有比扩散器850的多个第二穿孔859更大的直径并且更密集地分布。扩散器挡板872定位在扩散器850内并且从第一气室814的第一气室侧壁朝向第一出口816延伸。另外，第一气室弯曲板874定位在第一气室814的第一气室侧壁上，以及从第一气室侧壁朝向第一出口816以向下的角度倾斜。
图26是根据又一实施例的分解室900的一部分的侧横截面视图，图27示出了根据又一实施例的分解室900的一部分的放大图。分解室900包括第一室910和第二室920。第一室910包括限定第一气室内部容积918的第一气室914和第一出口916。扩散器950定位在第一气室内部容积918内，并且限定了扩散器开口955，其分别小于扩散器650和850的扩散器开口655和855。第一气室弯曲板974定位在第一气室914的第一气室侧壁上。第一气室弯曲板974与第一出口916轴向对齐，并且从第一气室914的第一气室侧壁朝向第一出口916延伸。
图28示出了根据另一实施例的分解室1000的一部分的侧横截面视图，图29示出了根据另一实施例的分解室1000的一部分的放大图。分解室1000包括第一室1010和第二室1020。第一室1010包括限定第一气室内部容积1018的第一气室1014和第一出口1016。
扩散器1050定位在第一气室内部容积1018中。扩散器1050包括联接到第一气室侧壁的扩散器第一端1051和联接到第一出口1016扩散器的第二端1053。扩散器1050包括如前面关于扩散器650、750所述的扩散器第一部分和扩散器第二部分。多个第一穿孔1057限定在扩散器第一部分上。
扩散器挡板1072定位在扩散器1050内，并且从第一气室1014的第一气室侧壁朝向第一出口1016延伸。扩散器挡板1072具有比扩散器第一部分的扩散器第一部分一半的长度更小的扩散器挡板长度。此外，扩散器挡板1072的宽度约为扩散器挡板第一部分的一段宽度，扩散器挡板1072位于该扩散器挡板第一部分中。第一气室弯曲板1074定位在第一气室1014的第一气室侧壁上，并且从第一气室侧壁朝向第一出口1016以向下的角度倾斜。
图30-33是cfd仿真，其示出了通过分解室100的第一部分排气、第二部分排气和第三部分排气的速度分布。从模拟中明显可见，分解室100构造成使得第一部分排气在第一气室中加速并且在第一出口处具有最大第一部分排气速度，并且在第一出口处具有高流量分布指数(fdi)，如图33中突出显示。
图34和35示出了根据一个实施例的分解室3400的横截面视图。分解室3400包括主体3402。主体3402包括入口3404和出口3406。入口3404配置成接收(例如，构造成接收等)来自发动机的排气(例如，柴油内燃机、汽油内燃机、生物柴油内燃机、天然气内燃机、双燃料内燃机等)。出口3406构造成将排气(例如，用还原剂处理的排气等)提供给下游排气部件(例如，scr系统、后处理部件、消声器、排气管等)。
主体3402还限定了主流动室3408和热管理室3410。主要流动腔室3408从入口3404接收第一部分排气以及和热管理室3410从入口3404接收第二部分排气。主体3402可以被不同地配置以提供第一部分排气和第二部分排气之间的目标比率(例如，70％/30％、80％/20％、90％、10％等)使得分解室3400适合于目标应用。
主流动室3408配置为至少部分地从第二部分分离第一部分，以及热管理室3410配置为至少部分地从第一部分分离第二部分。主流动室3408包括主流动室入口壁3412。在各种实施例中，主流动室入口壁3412基本上沿着平面(例如，横向平面等)设置。
主流动室入口壁3412包括排气辅助孔3414。排气辅助孔3414配置成接收来自安装到主体3402的加料器底座3416的加料器(doser)的还原剂(例如尿素、def等)。主体3402还限定排气辅助室3417。排气辅助室3417位于主流动室3408的外侧且突出到热管理室3410。排气辅助室3417从入口3404接收第三部分排气，将由主流动室3408接收的第一部分排气和由热管理室3410接收的第二部分排气分开。排气辅助孔3414设置在排气辅助室3417下方，使得来自排气辅助室3417的第三部分排气可以经由排气辅助孔3414流入主流动室3408。
排气辅助室3417设置在加料器底座3416下方的并且配置成从联接到加料器底座的加料器接收还原剂。例如，加料器可以联接到加料器底座3416并且配置成选择性地将还原剂通过加料器底座3416注入排气辅助室3417，在排气辅助室3417中，还原剂与流入排气辅助室3417的第三部分混合排气并且进一步流入主流动室3408，在主流动室3408中，第三部分排气与第一部分排气混合。热管理室从入口3404接收第二部分排气，并围绕排气辅助室3417旋转第二部分排气。
主流动室3408还包括分隔壁3418。分隔壁3418在主体3402内延伸，并且与主流动室入口壁3412相连。主流动室3408还包括主流动室的第一侧壁3420和主流动室的第二侧壁3422。主流动室的第一侧壁3420和主流动室的第二侧壁3422与该分隔壁3418相连。
主流动室的第一侧壁3420包括朝向主流动室第二侧壁3422延伸的的第一凸部3424。同样地，主流动室的第二侧壁3422包括朝向主流动室的第一侧壁3420延伸的第二凸部3426。第一凸部3424与第二凸部3426对准以及第一凸部3424和第二凸部3426邻近主流动室第一侧壁3420和/或主流动室第二侧壁3422的中间部分居中(例如，在入口3404与出口3406之间等)。第一凸部3424和第二凸部3426可以基本相同(例如，由相同的尺寸限定等)。
第一凸部3424和第二凸部3426彼此相对，以在主流动室3408中形成收缩区域(例如，收缩部等)。主流动室3408收集排气(例如，来自入口3404的第一部分排气、来自排气辅助孔3414的第三部分排气等)并迫使排气通过形成在第一凸部3424和第二凸部3426之间的收缩部。该收缩部产生了相对高速的区域，这有利于增加排气中的还原剂的混合(例如，扩散等)，从而使得从出口3406提供的排气具有相对高的均匀性指数(ui)并且具有相对低量的nox，同时还减轻了主流动室3408内的沉积物形成和/或沉积物的生长。
在一些实施例中，主流动室3408还包括混合器3428。混合器3428靠近第一凸部3424和第二凸部3426中的每一个的中点，联接到第一凸部3424和第二凸部3426。以这种方式，第一凸部3424和第二凸部3426使排气流向并通过混合器3428时增加排气的速度。混合器3428作用以进一步混合排气和还原剂。混合器3428可包括多个槽、穿孔、叶片和/或旋流装置，其构造成引起排气和还原剂的混合(例如，通过引发旋流等)。
主流动室3408还包括扩散器3430。扩散器3430配置为从混合器3428接收排气并将排气提供到出口3406。扩散器3430构造成使得没有排气可以绕过扩散器3430。其结果是，所有从出口3406提供的排气首先通过扩散器3430。
扩散器3430包括扩散器入口部分3431。扩散器入口部3431是圆柱形的，并且联接到隔离壁3418，使得扩散器入口部3431在主流动室3408内延伸。主流动室3408围绕扩散器入口部分3431以三百六十度延伸，使得排气可以完全包围扩散器入口部分3431。
扩散器入口部3431包括圆柱形壁，在圆柱形壁中形成有多个扩散器穿孔3432。扩散器穿孔3432促进排气和还原剂的一致混合，并因此促进在排气中还原剂的一致分散。扩散器穿孔3432可以彼此相同并且围绕扩散器3430布置。扩散器穿孔3432布置成围绕扩散器3430延伸360度的多个行。扩散器3430包括大量的扩散器穿孔3430，使得扩散器穿孔3432设置在扩散器入口部分3431的一部分的大部分(例如，80％，90％等)上。以这种方式，扩散器穿孔3432提供相对大的开口区域以使排气流过，从而最小化扩散器3430上游排气的背压。排气流过的相对大的开口区域减轻主流动室3408内沉积物的形成，例如在扩散器3430的表面上游。相比于没有分解室3400的内燃机，对于具有分解室3400的内燃机而言，由此产生的最小化背压与有助于实现相对高的燃料经济性(例如，效率等)。
扩散器穿孔3432将排气提供进入扩散器入口部3431，并随后进入出口3406上游的混合室3434。在扩散器3430和环形板3436之间延伸。环形板3436包括环形板孔3438，排气通过环形板孔3438从混合室3434提供到出口3406。在各种实施例中，环形板孔3438以出口3406为中心(例如，环形板孔3438的中心轴线与出口3406的中心轴线重合等)并且以扩散器3430为中心(例如，环形板孔的中心轴线与扩散器3430的中心轴线重合等)。
扩散器3430包括一个扩散器凸缘部分3440。扩散器凸缘部分3440配置为从扩散器入口部分3431接收排气并提供排气到出口3406。当排气朝向出口3406行进时，扩散器凸缘部分3440防止排气绕过扩散器3430。结果，排气可以通过扩散器穿孔3432到达出口3406，并且优选地仅通过扩散器穿孔3432。
扩散器入口部分3431是由直径d1定义。类似地，环形板孔3438由直径d2限定。环形板孔3438的直径d2可以小于(例如，其97％、其95％、其90％等)扩散器入口部分3431的直径d1。扩散器凸缘部分3440被直径d3限定。扩散器入口部分3431的直径d1与扩散器凸缘部分3440的直径d3的差异导致至少一些排气从扩散器3430流出(例如，扩散器穿孔3432的下游等)以流入位于扩散器凸缘部分3440和环形板3436之间的混合室3434的部分。流入位于扩散器凸缘部分3440和环形板3436之间的混合腔室3434的部分之后，将排气再循环并流出环形板孔3438。这种再循环导致在从出口3406提供排气之前，排气和还原剂额外的混合。因此，可以选择扩散器凸缘部分3440和环形板3436之间的距离l和扩散器凸缘部分3440的直径d3以及混合室3434的容积，使得发生目标量的再循环，并且使得分解室3400适合于目标应用。
热管理室3410包括导流件3442。导流件3442联接到分隔壁3418，突出到热管理室3410，并且联接到热管理室后壁3443。导流件3442配置成从入口3404沿着分隔壁3418引导(例如，指引，指向等)热管理室3410内的第二部分排气，使得分隔壁3418在热管理室3410内被第二部分排气基本均匀地加热。例如，导流件3442可以是弧形的(例如，u形、马蹄形、弓形等)，使得第二部分排气围绕导流件3442的一端以顺时针方向指引，并在热管理室3410内围绕导流件442的另一端的逆时针方向指引。
导流件3442还指示在热管理室3410中的第二部分排气到在分隔壁3418中的多个百叶窗3444(例如，通风孔、板条等)。多个百叶窗3444中的每一个促进的排气从热管理室3410流入主流动室3408。这样，提供给混合器3428的排气是(i)通过入口3404直接进入主流动室3408的第一部分排气，(ii)通过多个百叶窗3444进入主流动室3408的第二部分排气，和(iii)通过排气辅助孔3414进入主流动室3408的第三部分排气。来自热管理室3410的第二部分排气在主流动室3408内(例如，百叶窗3444的下游等)配送有还原剂。因此，热管理室3410作用以使用排气、尚未加入还原剂的第二部分排气提供分隔壁3418的加热，从而防止在热管理室3410内形成还原剂沉积物，并随后将这些排气提供到主流动室3408中，用于配送有还原剂和/或与已经加入还原剂的其它排气混合。
图36-39示出了没有混合器3428的分解室3400。图38是图36的取自a-a平面的横截面视图。图39是图36中所示的没有示出热管理室后壁3443的分解室3400的后视图。
图40-42示出了没有混合器3428且没有环形板3436的分解室3400。图42是图40的取自a-a平面的横截面视图。
应当注意的是，如本文中用于描述各种实施例的术语“示例”旨在表示这样的实施例是可能的示例、代表和/或可能的实施例(和这样的术语的说明并不旨在意味着这些实施例必然是非凡或最高级的例子)。
如本文所使用的，术语“基本上”和类似术语意在具有一致的广泛含义与本公开的主题所属领域的普通技术人员的共同和接受的用法一致。本领域技术人员应当理解，本发明人认为这些术语旨在允许描述和要求保护的某些特征而不将这些特征的范围限制于所提供的精确数值范围。因此，这些术语应被解释为表明所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是在所附权利要求中所述的本发明的范围内。
术语“联接”和如本文所用是指两个部件的接合直接或间接地彼此等。这种联接可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种连接可以通过两个构件彼此一体地形成为单个整体实现或两个构件和任何另外的中间构件彼此一体地形成为单个整体实现，或者与两个构件一体地形成或两个构件和任何另外的中间构件彼此联接一体地形成。
重要的是要注意，各种示例性实施例的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施例，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易理解，可以进行许多修改(例如，各种元件的尺寸、尺寸、结构、形状和比例的变化；参数值、安装布置、材料、颜色、取向等的使用)，而不实质上脱离本文所述主题的新颖教导和优点。另外，应当理解，如本领域普通技术人员将理解的，本文公开的一个实施例的特征可以与本文公开的其他实施例的特征组合。在不脱离本实施例的范围的情况下，还可以在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。
虽然本说明书包含许多具体的实施细节，但这些不应被解释为对任何实施例的范围或所要求保护的限制，而是作为对特定实施例的特定实施方式的特征的描述。在单独实现的上下文中在本说明书中描述的某些特征也可以在单个实现中组合实现。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实现中实现。此外，尽管上面的特征可以描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声明，但是在一些情况下可以从组合中切除来自所要求保护的组合的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或字组合的变型。
此外，术语“或”以其包含性意义使用(而不是以其独有意义)，因此当使用时，例如，为了连接元素列表，术语“或”表示一个，一些或列表中的所有元素。除非另有明确说明，否则诸如短语“x、y和z中的至少一个”之类的联合语言在上下文中被理解为通常用于表示项目，术语等可以是x、y、z，x和y，x和z，y和z，或x、y和z(即，x、y和z的任何组合)。因此，除非另有说明，否则这种联合语言通常不旨在暗示某些实施例需要x中的至少一种，y中的至少一种和z中的至少一种存在。
1.一种用于后处理系统的分解室，其特征在于，所述分解室包括：
主体，所述主体包括：
入口，所述入口配置成接收排气；
出口，所述出口配置成排出所述排气；
热管理室，所述热管理室与所述入口流体连通，所述热管理室配置成从所述入口接收第一部分排气；以及
主流动室，所述主流动室与所述入口流体连通，所述主动流室配置成成从所述入口接收第二部分排气并从所述热管理室接收所述第一部分排气；以及
扩散器，所述扩散器位于所述主流动室内，所述扩散器包括：
扩散器入口部分，所述扩散器入口部分包括多个扩散器穿孔，所述扩散器入口部分配置成接收来自所述主流动室的所述排气；以及
扩散器凸缘部分，所述扩散器凸缘部分配置成接收来自所述扩散器入口部分的所述排气并将所述排气提供至所述出口。
2.如权利要求1所述的分解室，其特征在于，所述扩散器入口部分包括圆柱形壁，所述多个扩散器穿孔形成在所述圆柱形壁中。
3.如权利要求2所述的分解室，其特征在于：
所述主流动室由以下限定：
第一侧壁，所述第一侧壁包括第一凸部；以及
第二侧壁，所述第二侧壁包括第二凸部；
其中所述第一凸部和所述第二凸部彼此相对，以便在所述主流动室中形成收缩区域。
4.如权利要求3所述的分解室，其特征在于，所述收缩区域位于所述扩散器的上游并且定位成使得所述第一部分排气和所述第二部分排气在围绕所述扩散器入口部分流动之前被引导到所述收缩区域。
5.如权利要求4所述的分解室，其特征在于，还包括混合器，所述混合器联接到所述第一凸部和所述第二凸部，使得所述第一部分排气和所述第二部分排气在围绕所述扩散器入口部分流动之前指引通过所述混合器。
6.如权利要求5所述的分解室，其特征在于，还包括多个百叶窗，所述百叶窗配置成便于所述第一部分排气从所述热管理室流入所述主流动室。
7.如权利要求6所述的分解室，其特征在于，所述多个百叶窗位于所述第一凸部的上游和所述第二凸部的上游。
8.如权利要求2所述的分解室，其特征在于，所述多个扩散器穿孔以围绕所述圆柱形壁延伸的多排设置。
9.如权利要求1所述的分解室，其特征在于，所述分解室包括分隔壁，所述分隔壁将所述主流动室与所述热管理室分隔开。
10.如权利要求9所述的分解室，其特征在于，所述扩散器入口部分联接到所述分隔壁。
11.如权利要求9所述的分解室，其特征在于，所述热管理室配置成沿着所述分隔壁引导所述第二部分排气，以向所述分隔壁提供加热。
12.如权利要求9所述的分解室，其特征在于：
所述热管理室包括导流件，所述导流件联接到所述分隔壁并且突出到所述热管理室中，所述导流件配置成沿着所述分隔壁引导所述第一部分排气；以及
所述导流件至少部分是弧形的。
13.如权利要求12所述的分解室，其特征在于，还包括多个百叶窗，所述百叶窗定位在所述分隔壁上并且配置成便于所述第一部分排气从所述热管理室流入所述主流动室。
14.如权利要求13所述的分解室，其特征在于，所述导流件在所述多个百叶窗附近终止，使得所述第一部分排气被引导至所述多个百叶窗。
15.如权利要求1所述的分解室，其特征在于：
所述主体还包括：
排气辅助腔，所述排气辅助腔与所述入口流体连通，所述排气辅助腔配置成从所述入口接收第三部分排气，以及
排气辅助孔，所述排气辅助孔将所述主流动室和所述排气辅助室流体连通；以及
所述主流动室配置成从所述排气辅助室接收第三部分排气。
16.如权利要求1所述的分解室，其特征在于，还包括环形板，所述环形板在所述扩散器下游和所述出口的上游联接到所述的主体，所述环形板包括环形板孔，所述环形板孔配置成从所述扩散器接收所述排气并提供所述排气到所述出口。
17.如权利要求16所述的分解室，其特征在于：
所述环形板联接到所述主体，使得所述扩散器凸缘部分与所述环形板隔开；以及
所述扩散器凸缘部分的直径小于谢谢扩散器入口部分的直径。
18.一种用于后处理系统的分解室，其特征在于，所述分解室包括：
主体，所述主体包括：
入口，所述入口配置成接收排气；
出口，所述出口配置成排出所述排气；
热管理室，所述热管理室与所述入口流体连通，所述热管理室配置成从所述入口接收第一部分排气；以及
主流动室，所述主流动室与所述入口流体连通，所述主动流室配置成成从所述入口接收第二部分排气并从所述热管理室接收所述第一部分排气，以及所述主流动室包括：
第一侧壁，所述第一侧壁包括第一凸部；以及
第二侧壁，所述第二侧壁包括第二凸部；以及
其中所述第一凸部和所述第二凸部配合以收缩其间的所述排气；
其中所述第一凸部与所述第二凸部对齐；以及
其中所述第一凸部和所述第二凸部彼此相对，以便在所述主流动室中形成收缩区域。
19.如权利要求18所述的分解室，其特征在于，还包括环形板，所述环形板联接到所述第一凸部的下游、所述第二凸部的下游和所述出口的上游的所述主体，所述环形板包括环形板孔，所述环形板孔配置成接收所述排气并将所述排气提供给所述出口。
20.如权利要求19所述的分解室，其特征在于，还包括在所述主流动室内的扩散器，所述扩散器包括：
扩散器入口部分，所述扩散器入口部分包括多个扩散器穿孔，所述扩散器入口部分配置成接收来自所述主流动室的所述排气；以及
扩散器凸缘部分，所述扩散器凸缘部分配置成接收来自所述扩散器入口部分的所述排气并将所述排气提供至所述出口；
其中所述扩散器凸缘部分的直径小于所述扩散器入口部分的直径。
技术总结