帶排氣混合器的scr后處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車排氣系統(tǒng)，尤其涉及一種汽車尾氣SCR (選擇性催化還原)處理裝置，能有效的減少尿素在排氣管道內(nèi)結(jié)晶，同時提高發(fā)動機排氣與尿素混合的均勻性。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著商用車尾氣排放國IV法規(guī)的實施，選擇性催化還原(SCR)后處理裝置已經(jīng)普遍在商用車上使用。目前的車用SCR后處理裝置要求在滿足發(fā)動機性能要求的前提下，盡可能的降低放和減少尿素結(jié)晶。雖然SCR后處理裝置正在大規(guī)模的推廣和應(yīng)用，但仍有較多的問題有待解決，其中較突出的問題便是尿素結(jié)晶和尿素分布均勻性差的問題。研究表明排氣管路中尿素結(jié)晶和尿素分布均勻性差問題對SCR后處理裝置的整體性能和耐久性能有重要的影響。主要會導(dǎo)致以下四方面的問題:一、排氣管路中尿素結(jié)晶會導(dǎo)致管路堵塞，排氣背壓升高，發(fā)動機的性能降低，排放惡化。二、NH3分布不均勻會導(dǎo)致在催化劑載體局部區(qū)域NH3過多而造成NH3泄漏，而在順3稀少區(qū)域則造成NO化效率過低。三、長時間的NH3分布不均勻會導(dǎo)致催化劑老化程度不均勻，從而影響催化劑的壽命和SCR系統(tǒng)的性能。四、由于NH3在載體上的濃度不一致，反應(yīng)速率相差較大，從而導(dǎo)致載體工作溫度分布不均勻，使載體因為熱膨脹不均勻而產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致載體破碎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對傳統(tǒng)車用SCR后處理裝置存在尿素結(jié)晶和尿素分布均勻性差的問題，提供了一種車用SCR后處理裝置，不僅可以減少尿素在排氣管內(nèi)的結(jié)晶現(xiàn)象，還能有效的改善NH3在排氣中的分布均勻性，提高SCR后處理裝置的轉(zhuǎn)化效率。
[0004]為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0005]一種帶排氣混合器的SCR后處理裝置，包括尿素噴射系統(tǒng)、連接SCR總成的排氣混合器，其特征在于，所述排氣混合器包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管固定在外管中，內(nèi)管外壁與外管內(nèi)壁間形成一個夾層；所述尿素噴射系統(tǒng)包括設(shè)置在外管外側(cè)前端的噴嘴座，噴嘴通過噴嘴座將尿素溶液噴射在內(nèi)管中與發(fā)動機排出的廢氣混合。
[0006]上述方案中，所述內(nèi)管的外壁設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。該導(dǎo)流結(jié)構(gòu)為6個螺旋狀葉片，與外管內(nèi)壁形成6個流體通道。
[0007]所述內(nèi)管后端沿周向開多個安裝槽，所述外管后端內(nèi)壁設(shè)有與各內(nèi)管安裝槽位置對應(yīng)、數(shù)量相同的多個限位臺，內(nèi)管通過安裝槽與限位臺的裝配被固定在外管中。
[0008]所述的排氣混合器與SCR總成連接之間設(shè)有密封墊，通過卡箍及緊固件將排氣混合器與SCR總成密封連接。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0010]1、通過將尿素溶液噴射在排氣混合器內(nèi)管的內(nèi)部，提高接觸排氣混合器內(nèi)管的尿素溶液的溫度，從而加速尿素溶液的蒸發(fā)和熱解。
[0011]2、在混合器內(nèi)管和外管之間形成流道，并形成旋流，可以有效提高排氣管壁面氣流的旋流強度和氣流的徑向速度，能夠使尿素水溶液噴霧液滴與發(fā)動機尾氣更加充分地混合，形成更加均勻的NH3分布，從而提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，減少NH3泄漏，同時減少結(jié)晶、沉積物的形成。
[0012]3、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，易于推廣。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明裝置主視圖。
[0014]圖2為圖1的剖視圖。
[0015]圖3為圖1中排氣混合器的俯視圖。
[0016]圖4為圖3的B-B剖視圖。
[0017]圖5為排氣混合器內(nèi)管示意圖。
[0018]圖6為排氣混合器外管示意圖。
[0019]附圖中的標(biāo)號和代表的器件名稱:1、排氣混合器；2、緊固件；3、SCR總成；4、噴嘴；5、噴嘴座；6、密封墊；7、卡箍；8、法蘭；9、排氣混合器內(nèi)管；10、排氣混合器外管；11、安裝孔；12、葉片；13、安裝槽；14、限位臺。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及具體實施對本發(fā)明做進一步詳細(xì)描述。
[0021]參照圖1和圖2，一種帶排氣混合器的SCR后處理裝置，包括連接SCR總成3 —端的排氣混合器1，其中設(shè)有尿素噴射系統(tǒng)。
[0022]尿素噴射系統(tǒng)包括噴嘴4和噴嘴座5。噴嘴4安裝在噴嘴座5上，噴嘴座5安裝在排氣混合器1外管10外側(cè)靠近法蘭8的安裝孔11上。噴嘴將尿素溶液噴射在排氣混合器1的內(nèi)管9內(nèi)部流體區(qū)域，與發(fā)動機的排氣混合。
[0023]排氣混合器1與SCR總成3連接之間設(shè)置了密封墊6，防止廢氣發(fā)生泄漏，同時通過卡箍7和緊固件2將排氣混合器1與SCR總成3連在一起。
[0024]參照圖3和圖4，排氣混合器包法蘭8、內(nèi)管9和外管10。內(nèi)管9固定在排氣混合器1外管10的內(nèi)部，法蘭8焊接在排氣混合器1的兩端。內(nèi)管9的外壁面與外管10的內(nèi)壁面形成一個夾層，從而使內(nèi)管9不與外界空氣直接接觸，因此內(nèi)管9的內(nèi)表面溫度明顯高于外管10的內(nèi)表面的溫度。相比傳統(tǒng)的將尿素溶液直接噴射在排氣管內(nèi)側(cè)的方式，此排氣混合器可以加速尿素溶液的蒸發(fā)和熱解，避免排氣管內(nèi)結(jié)晶的出現(xiàn)。由于內(nèi)管9的外側(cè)設(shè)計了螺旋狀的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(圖5)，從而使外管10與內(nèi)管9之間夾層形成旋流，有效提高排氣管壁面氣流的旋流強度。當(dāng)內(nèi)管9的內(nèi)外的氣流混合時，由于夾層內(nèi)氣流具有更大的旋流強度，所以會提高整體氣流的旋流強度和氣流的徑向速度，從而提高尿素與發(fā)動機的排氣混合的均勻性。
[0025]參照圖5，內(nèi)管9內(nèi)部光滑，并具有較高的光潔度，外部做成螺旋狀的6個導(dǎo)流葉片12，與外管內(nèi)壁形成6個流體通道，用于提高氣流的旋流強度，一端沿周向開多個安裝槽13用于與外管10裝配。
[0026]參照圖6，外管10內(nèi)表面具有較高的光潔度，下部焊接與內(nèi)管安裝槽位置對應(yīng)、數(shù)量相同的多個限位臺14，用于和內(nèi)管9 一端的安裝槽13吻合裝配。
[0027]本發(fā)明可有效的減少尿素溶液在排氣管內(nèi)的結(jié)晶，并可以提高尿素與發(fā)動機排氣混合的均勻性。
【主權(quán)項】
1.一種帶排氣混合器的SCR后處理裝置，包括尿素噴射系統(tǒng)、連接SCR總成的排氣混合器，其特征在于，所述排氣混合器包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管固定在外管中，內(nèi)管外壁與外管內(nèi)壁間形成一個氣流夾層；所述尿素噴射系統(tǒng)包括設(shè)置在外管外側(cè)前端的噴嘴座，噴嘴通過噴嘴座將尿素溶液噴射在內(nèi)管中與發(fā)動機排出的廢氣混合。2.如權(quán)利要求1所述的帶排氣混合器的SCR后處理裝置，其特征在于，所述內(nèi)管的外壁設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求2所述的帶排氣混合器的SCR后處理裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)為螺旋狀葉片。4.如權(quán)利要求3所述的帶排氣混合器的SCR后處理裝置，其特征在于，所述螺旋狀葉片為6個，與外管內(nèi)壁形成6個流體通道。5.如權(quán)利要求1所述的帶排氣混合器的SCR后處理裝置，其特征在于，所述內(nèi)管后端沿周向開多個安裝槽，所述外管后端內(nèi)壁設(shè)有與各內(nèi)管安裝槽位置對應(yīng)、數(shù)量相同的多個限位臺，內(nèi)管通過安裝槽與限位臺的裝配被固定在外管中。6.如權(quán)利要求1所述的帶排氣混合器的SCR后處理裝置，其特征在于，所述的排氣混合器與SCR總成連接之間設(shè)有密封墊，通過卡箍及緊固件將排氣混合器與SCR總成密封連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶排氣混合器的SCR后處理裝置，包括尿素噴射系統(tǒng)、連接SCR總成的排氣混合器，其特征在于，所述排氣混合器包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管固定在外管中，內(nèi)管外壁與外管內(nèi)壁間形成一個氣流夾層；所述尿素噴射系統(tǒng)包括設(shè)置在外管外側(cè)前端的噴嘴座，噴嘴通過噴嘴座將尿素溶液噴射在內(nèi)管中與發(fā)動機排出的廢氣混合。本發(fā)明能夠使尿素水溶液噴霧液滴與發(fā)動機尾氣更加充分地混合，形成更加均勻的NH3分布，從而提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，減少NH3泄漏，同時減少結(jié)晶、沉積物的形成。
【IPC分類】F01N3/28
【公開號】CN105275554
【申請?zhí)枴緾N201510695066
【發(fā)明人】許睦旬, 王芳蘭, 陶濤
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月21日