CN103114897B - 一种机动车尾气处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机动车尾气处理器，将固体尿素加进主体单元内部，当控制器检测到汽车尾气内含有氮氧化物时，控制器控制主体单元工作，即加热装置加热主体单元内的固体尿素生成氨气，并从氨气输出口输出，氨气进入与之相连通的SCR箱体，氨气与汽车尾气中的氮氧化物在SCR箱体中的金属载体中发生氧化还原反应，生成无污染的氮气和水蒸汽，洁净后的尾气从SCR箱体另一端的出气管中排出。本发明提供的机动车尾气处理器，由于采用了固体尿素，在低温下不会结冰，存放和携带极为方便，相比于现有技术中的液体尿素，在尿素罐中的存储量较大，使用时间更长；另一方面，由于在工作过程中是直接从固态变为气态，因此，不会淤塞连接管。

Description

一种机动车尾气处理器

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，特别涉及一种机动车尾气处理器。

背景技术

随着经济的发展，我国汽车保有量连年高速增长，机动车污染物排量总量大，严重影响大气环境质量。由于各国的环境保护部门提出进一步减少柴油机排放的氮氧化物污染物(国内俗称欧IV标准)，发动机生产商开始使用SCR技术(选择性催化还原技术)来达到环保部门的要求。柴油机尾气处理液(国内俗称汽车尿素)是SCR技术中必须要用到的消耗品。SCR系统包括尿素罐(装载有汽车尿素)和催化反应罐，具体地，催化反应罐包括，SCR箱体和设置在SCR箱体内部的金属载体。其工作原理为：当发现排气管中有氮氧化物时，尿素罐自动喷出汽车尿素，汽车尿素与氮氧化物在催化反应罐中发生氧化还原反应，生成无污染的氮气和水蒸汽排出。

目前我国市场上均采用液体汽车尿素，与之适配的是液体尿素罐。然而，液体汽车尿素本身不易存放和携带，低温下易结冰；使用过程中，残留在连接管中的尿素残余在温度较低时会凝结，淤塞连接管。

另一方面，目前的金属载体，卷制完成后用载体外壳固定焊接成型。这种传统形式的装配不能够确保载体径向的牢固性，层与层之间的稳定性也不能够保证，在经过车辆行驶过程中的颠簸震动，载体会因为震动走形，使载体的透气性能和催化效率降低，稳定性能也随之降低。

因此，如何解决现有技术中的机动车尾气处理器，由于使用液体汽车尿素，而导致的存储量小且低温凝结淤塞连接管的问题，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题为提供一种机动车尾气处理器，能够解决现有技术中的机动车尾气处理器，由于使用液体汽车尿素，而导致的存储量小且低温凝结淤塞连接管的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种机动车尾气处理器，包括尿素罐、与所述尿素罐相连的SCR箱体和设置在所述SCR箱体内部的金属载体；

所述尿素罐包括主体单元，所述主体单元上设置有尿素加注口以及氨气输出口；

与所述主体单元相连的用于加热尿素的加热装置；

用于检测尾气氮氧化物含量以判断所述主体单元是否工作的控制器；

设置在所述主体单元上用于与汽车连接的支架；

所述SCR箱体为圆形箱体，所述圆形箱体一端与机动车排气管相连通，另一端设置有出气管。

优选地，上述机动车尾气处理器中，还包括与所述主体单元相连的启动单元和温度传感器；

所述启动单元内部设置有用于盛放尿素的小型储料罐；

所述控制器包括控制模块，所述控制模块控制所述启动单元中的小型储料罐先工作提供氨气，当所述温度传感器检测到主体单元内的尿素达到工作温度时，控制模块控制主体单元工作提供氨气。

优选地，上述机动车尾气处理器中，所述加热装置包括设置在所述主体单元内部的加热管以及与加热管相连的循环管路，所述循环管路内有加热剂。

优选地，上述机动车尾气处理器中，所述SCR箱体内设置有载体挡板总成，所述金属载体设置在所述载体挡板总成上。

优选地，上述机动车尾气处理器中，所述金属载体包括金属泡沫载体和金属丝网载体。

优选地，上述机动车尾气处理器中，所述SCR箱体设置有连续相连的两组所述金属载体。

优选地，上述机动车尾气处理器中，还包括设置在所述SCR箱体内部的进气消音管，所述进气消音管与所述机动车排气管相连通。

优选地，上述机动车尾气处理器中，所述金属载体采用紧固件进行紧固，所述紧固件包括固连为一体式结构的紧固部和锁止部，所述紧固部具有用于同所述金属丝网载体上的网孔配合的双螺旋结构，所述锁止部的尺寸大于所述网孔。

优选地，上述机动车尾气处理器中，所述锁止部的端部沿所述紧固部的中心轴方向向所述紧固部的末端延伸形成加强轴。

优选地，上述机动车尾气处理器中，其特征在于，所述尿素罐的外侧设置有全封闭式保护罩。

相对于现有技术，本发明的技术效果是：

本发明提供的机动车尾气处理器，包括尿素罐、与尿素罐相连的SCR箱体和设置在所述SCR箱体内部的金属载体。尿素罐通过支架与汽车相连，工作时，将固体尿素从尿素加注口加进主体单元内部，当控制器检测到汽车尾气内含有氮氧化物时，控制器控制主体单元开始工作，即加热装置加热主体单元内的固体尿素生成氨气，并从氨气输出口输出，氨气进入与之相连通的SCR箱体，汽车尾气从机动车排气管进入与之相通的SCR箱体，从而氨气与汽车尾气中的氮氧化物在SCR箱体中的金属载体中发生氧化还原反应，生成无污染的氮气和水蒸汽，从而净化尾气，洁净尾气从SCR箱体另一端的出气管中排出。

综上可知，本发明提供的机动车尾气处理器，由于采用了固体尿素，在低温下不会结冰，存放和携带极为方便，相比于现有技术中的液体尿素，在尿素罐中的存储量较大；另一方面，由于在工作过程中是直接从固态变为气态，因此，不会淤塞连接管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的机动车尾气处理器的结构示意图；

图2为本发明中一种实施提供的尿素罐的主视图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图2中尿素罐的俯视图；

图5为图2中尿素罐的侧视图；

图6为本发明中SCR箱体的结构示意图；

图7为本发明中SCR箱体的剖视图；

图8为本发明中第一种实施例中金属载体的紧固件的结构示意图；

图9为本发明中第二种实施例中金属载体的紧固件的结构示意图；

图10为本发明中第三种实施例中金属载体的紧固件的结构示意图；

图11为采用本发明实施例提供的金属载体的紧固件对金属载体进行紧固的结构示意图；

图12为采用本发明实施例提供的金属载体的紧固件对金属载体进行紧固的俯视图；

图13为图12的左视图；

图14为本发明中另一种实施提供的尿素罐的结构示意图。

上图中，附图标记和部件名称之间的对应关系为：

1主体单元；2尿素加注口；3氨气输出口；41加热管；42循环管路；5控制器；6支架；7启动单元；8温度传感器；9电磁阀；10压力表；11接线插头。

21SCR箱体；221金属泡沫载体；222金属丝网载体；23机动车排气管；24出气管；25载体挡板总成；26连接法兰；27进气消音管；281侧连接架；282上连接架；

31紧固部；32锁止部；33加强轴；

0全封闭式保护罩。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种机动车尾气处理器，能够解决现有技术中的机动车尾气处理器，由于使用液体汽车尿素，而导致的存储量小且低温凝结淤塞连接管的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明提供的机动车尾气处理器的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的机动车尾气处理器，包括尿素罐、与尿素罐相连的SCR箱体21和设置在所述SCR箱体21内部的金属载体。尿素罐通过支架与汽车相连，工作时，将固体尿素从尿素加注口加进主体单元内部，当控制器检测到汽车尾气内含有氮氧化物时，控制器控制主体单元开始工作，即加热装置加热主体单元内的固体尿素生成氨气，并从氨气输出口输出，氨气进入与之相连通的SCR箱体21，汽车尾气从机动车排气管23进入与之相通的SCR箱体21，从而氨气与汽车尾气中的氮氧化物在SCR箱体21中的金属载体中发生氧化还原反应，生成无污染的氮气和水蒸汽，从而净化尾气，洁净尾气从SCR箱体21另一端的出气管24中排出。

综上可知，本发明提供的机动车尾气处理器，由于采用了固体尿素，在低温下不会结冰，存放和携带极为方便，相比于现有技术中的液体尿素，在尿素罐中的存储量较大，使用时间更长；另一方面，由于在工作过程中是直接从固态变为气态，因此，不会淤塞连接管。

同时，由于上述SCR箱体21为圆形箱体，因此，横向空间占用较小，可以沿纵向延伸，适用于一些纵向空间较大而横向空间较小的机动车。

请参考图2-图5，图2为本发明中一种实施提供的尿素罐的主视图；图3为图1中A-A剖视图；图4为图2中尿素罐的俯视图；图5为图2中尿素罐的侧视图。

为了进一步优化上述技术方案，本发明提供的机动车尾气处理器中，其尿素罐还包括与上述主体单元1相连的启动单元7和温度传感器8，上述启动单元7内部设置有用于盛放尿素的小型储料罐，控制器5增设控制模块，当控制器5检测到汽车尾气内含有氮氧化物时，控制模块首先控制启动单元7中的小型储料罐先工作提供氨气，同时加热装置对主体单元1内的尿素进行加热，当温度传感器8检测到主体单元1内的尿素达到工作温度时，控制模块再控制主体单元1工作提供氨气。

由于，小型储料罐中的尿素较少，因此，需要加热的温度较低，通过电打火即可使得其中的少量尿素变为氨气，从而进行供氨，同时，加热装置对主体单元1内的尿素进行加热，一旦达到工作温度，则控制模块控制切换主体单元1工作进行供氨，使得本发明在很短的时间就能开始供氨，提高了本发明的反应灵敏性。

具体地，上述加热装置包括设置在主体单元1内部的加热管41以及与加热管41相连的循环管路42，该循环管路42内有加热剂。循环管路42内的加热剂在循环管路42内流通，流至主体单元1内部的加热管41后向其中的尿素供热。为了增强换热效果，本发明采用螺旋状加热管41，增大了换热面积，加强了换热效果。更进一步地，上述加热剂为汽车防冻液，汽车防冻液在循环管路42中流通，吸收汽车启动产生的热量使得自身升温，而后流入加热管41对尿素进行加热，低温的汽车防冻液流出后，重新吸收汽车启动产生的热量升温，如此循环。可知，利用汽车自身启动的热量对尿素进行加热，节约了能源。

本发明中，上述启动单元7与主体单元1通过电磁阀9连接，电磁阀9是用电磁控制的工业设备，其配合不同的电路能够实现预期的控制，且控制的精度和灵活性能都能够保证，本发明中，通过电磁阀9连接启动单元7和主体单元1，配合控制器5的控制模块，能够实现两者工作的灵活切换。

为了保证整个装置的安全，本发明中，在上述主体单元1上还设置有压力表10，对主体单元1内部的压力进行实时监控，提高了本发明的安全性能。

且上述主体单元1内部具有控制电源对本发明内部的各用电元件进行供电。进一步地，上述控制电源的接线插头11与汽车的电瓶适配，可以直接插设至汽车的电瓶取电，增强了本发明的适用性。

请参考图6和图7，图6为本发明中SCR箱体的结构示意图；图7为本发明中SCR箱体的剖视图。

本发明提供的机动车尾气处理器，其SCR箱体21内设置有载体挡板总成25，上述金属载体设置在该载体挡板总成25上，具体地，上述金属载体包括金属泡沫载体221和金属丝网载体222，金属泡沫载体221设置在靠近机动车排气管23的一端，金属丝网载体222设置在靠近出气管24的一端。

为了进一步优化上述技术效果，本发明中，SCR箱体21内设置有连续相连的两组金属载体，即沿汽车尾气进入SCR箱体21后，首先经过第一组金属载体的金属泡沫载体221和金属丝网载体222；而后在经过第二组金属载体的金属泡沫载体221和金属丝网载体222。因此，能够有效提高本发明的机动车尾气处理器的处理能力。具体地，本实施例中，SCR箱体21包括前后两部分，第一组金属载体位于前半部分，第二组金属载体位于后半部分，两部分通过连接法兰26连接为SCR箱体21整体。

本发明还包括设置在SCR箱体21内部的进气消音管27，切该进气消音管27与机动车排气管23相连通，即汽车尾气通过机动车排气管23后直接进入进气消音管27，而后从进气消音管27的孔中流向金属载体。该进气消音的设置能够有效减少系统噪音。

为了将该SCR箱体21与外部其他部件进行固定连接，本发明中，在SCR箱体21的侧面还设置有侧连接架281、顶面设置有上连接架282。

请参考图8-图9，图8为本发明中第一种实施例中金属载体的紧固件的结构示意图；图9为本发明中第二种实施例中金属载体的紧固件的结构示意图。

本发明提供的机动车尾气处理器，其金属载体采用紧固件进行紧固，紧固件包括固连为一体式结构的紧固部31和锁止部32，紧固部31具有用于同金属丝网载体222上的网孔配合的双螺旋结构，该具有双螺旋结构的紧固部31能够依次旋入金属丝网载体222相邻层上的网孔，从而实现将成卷金属丝网载体222的紧固为一个整体式的金属载体，锁止部32的尺寸大于网孔，用于在上述紧固部31完全旋入金属丝网载体222内后，卡止在较外层的金属丝网上，如图8和图9所示，在本实施例中，锁止部32具体为弯折成环形的结构，方便对其进行旋转和提拉操作，从而控制整个紧固件的动作。

从上述的技术方案可以看出，本发明中的紧固件采用独特的双螺旋结构固定，完全避免因金属丝网载体222断裂而产生的不良影响，并且能从根本上杜绝金属丝网载体222分层的可能性，使金属丝网载体222均一完整，同时大大增强了金属丝网载体222的催化净化效率，保证金属丝网载体222的通透性能，提高了金属丝网载体222的净化能力。

请参考图10，图10为本发明中第三种实施例中金属载体的紧固件的结构示意图。

为了进一步优化上述的技术方案，锁止部22的端部沿紧固部21的中心轴方向向紧固部21的末端延伸形成加强轴23，其具体结构如图10所示。通过增设加强轴23，增强了整个结构的强度，便于金属纤维载体紧固件2的旋入和提拉，同时也可以起到导向作用。

请参考图11-图13，图11为采用本发明实施例提供的金属载体的紧固件对金属载体进行紧固的结构示意图；图12为采用本发明实施例提供的金属载体的紧固件对金属载体进行紧固的俯视图；图13为图12的左视图。

在金属丝网载体222的卷制过程中，一边卷制一边固定。从卷制开始，根据紧固件的尺寸，当金属丝网载体222卷制到一定直径后，先用紧固件在金属丝网载体222的两侧横截面上靠近中心的部分进行紧固，形成第一紧固组；然后随着金属丝网载体222的逐渐卷制直至完成，逐步分层固定，并确保金属丝网载体222间的每一层均固定，使其成为一个整体；在金属丝网载体222的径向固定，即卷制完成的时候，再用紧固件2在金属丝网载体222的两侧横截面上靠近边缘的部分进行紧固，形成第二紧固组，以及在金属丝网载体222的圆周面上旋入紧固件进行紧固，形成第三紧固组，使金属丝网载体222在横向和径向均成为均一整体，然后在装入载体外壳焊接成型。

请参考图14，图14为本发明中另一种实施例提供的尿素罐的结构示意图。

为了进一步优化上述技术方案，如图14所示，本发明中，其尿素罐的外侧设置有全封闭式保护罩0，因此，在这种实施例下，尿素罐可以在超低温和涉水的状况下进行工作，大大提升了本发明的适用性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机动车尾气处理器，其特征在于，包括尿素罐、与所述尿素罐相连的SCR箱体(21)和设置在所述SCR箱体(21)内部的金属载体(22)；

所述尿素罐包括主体单元(1)，所述主体单元(1)上设置有尿素加注口(2)以及氨气输出口(3)；

与所述主体单元(1)相连的用于加热尿素的加热装置；

用于检测尾气氮氧化物含量以判断所述主体单元是否工作的控制器(5)；

设置在所述主体单元上用于与汽车连接的支架(6)；

所述SCR箱体(21)为圆形箱体，所述圆形箱体一端与机动车排气管(23)相连通，另一端设置有出气管(24)；

所述SCR箱体(21)内设置有载体挡板总成(25)，所述金属载体(22)设置在所述载体挡板总成(25)上；

所述金属载体(22)包括金属泡沫载体(221)和金属丝网载体(222)，所述金属泡沫载体(221)设置在靠近所述机动车排气管(23)的一端，所述金属丝网载体(222)设置在靠近所述出气管(24)的一端。

2.根据权利要求1所述的机动车尾气处理器，其特征在于，还包括与所述主体单元相连的启动单元(7)和温度传感器(8)；

所述启动单元(7)内部设置有用于盛放尿素的小型储料罐；

所述控制器(5)包括控制模块，所述控制模块控制所述启动单元(7)中的小型储料罐先工作提供氨气，当所述温度传感器(8)检测到主体单元(1)内的尿素达到工作温度时，控制模块控制主体单元(1)工作提供氨气。

3.根据权利要求2所述的机动车尾气处理器，其特征在于，所述加热装置包括设置在所述主体单元(1)内部的加热管(41)以及与加热管相连的循环管路(42)，所述循环管路(42)内有加热剂。

4.根据权利要求1所述的机动车尾气处理器，其特征在于，所述SCR箱体(21)内设置有连续相连的两组所述金属载体(22)。

5.根据权利要求1所述的机动车尾气处理器，其特征在于，还包括设置在所述SCR箱体(21)内部的进气消音管(27)，所述进气消音管(27)与所述机动车排气管(23)相连通。

6.根据权利要求1所述的机动车尾气处理器，其特征在于，所述金属载体(22)采用紧固件进行紧固，所述紧固件包括固连为一体式结构的紧固部(31)和锁止部(32)，所述紧固部(31)具有用于同所述金属丝网载体(222)上的网孔配合的双螺旋结构，所述锁止部(32)的尺寸大于所述网孔。

7.根据权利要求6所述的机动车尾气处理器，其特征在于，所述锁止部(32)的端部沿所述紧固部(31)的中心轴方向向所述紧固部(31)的末端延伸形成加强轴(33)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的机动车尾气处理器，其特征在于，所述尿素罐的外侧设置有全封闭式保护罩(0)。