CN111255550A - 一种柴油国六后处理器总成 - Google Patents

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Abstract

本发明要解决的问题提供一种柴油国六后处理器总成，能使柴油车达到国六排放标准，且能减少PM颗粒物的排放，其包括壳体和混合管总成、出气管、处理通道Ⅰ及至少一个处理通道Ⅱ；处理通道Ⅰ的右端连通有进气管，所述处理通道Ⅰ内从右到左依次安装有DOC总成和DPF总成；所述DOC总成的左端通过DPF导流腔与所述混合管总成的左端连通，所述DPF导流腔上设有能将向所述混合管总成喷射还原剂的尿素喷嘴；处理通道Ⅱ内设有SCR+ASC总成，所述混合管总成的右端通过SCR右导流腔连通SCR+ASC总成的右端，所述SCR+ASC总成的左端通过SCR左导流腔连通所述出气管的左端。

Description

一种柴油国六后处理器总成
技术领域
本发明涉及柴油车排气系统用零部件，具体涉及一种柴油国六后处理总成。
背景技术
随着机动车保有量的快速增长，我国的大中城市的空气污染逐渐转变为煤烟和机动车排放为主的复合型污染 城市大气中氮氧化物和PM颗粒物的主要来源之一。而在机动车排放的氮氧化物和PM颗粒物中，重型商用车的产生的影响更为突出，能占60%以上。尽管重型商用车的保有量不高，但其单车排放很高，减少重型商用车的排放已成为机动车减排的重中之重。为了控制重型商用车的污染排放，我国已于2018年6月颁布GB 17691《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》，其中柴油车于2020年7月1日实施国六排放标准，部分城市已提前实施。为使柴油车达到国六排放标准，需设计出满足环保法规要求的后处理器总成。现有设计主要存在的问题是，不能满足国六排放标准要求；后处理器总成无法捕集PM颗粒物。
发明内容
本发明要解决的问题提供一种柴油国六后处理器总成，能使柴油车达到国六排放标准，且能减少PM颗粒物的排放。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种柴油国六后处理器总成，包括壳体和横向设置在所述壳体上的混合管总成、出气管、处理通道Ⅰ及至少一个处理通道Ⅱ；
所述处理通道Ⅰ的右端连通有进气管，所述处理通道Ⅰ内从右到左依次安装有DOC总成和DPF总成；所述DOC总成的左端通过DPF导流腔与所述混合管总成的左端连通，所述DPF导流腔上设有能将向所述混合管总成喷射还原剂的尿素喷嘴；
所述处理通道Ⅱ内设有SCR+ASC总成，所述混合管总成的右端通过SCR右导流腔连通SCR+ASC总成的右端，所述SCR+ASC总成的左端通过SCR左导流腔连通所述出气管的左端。
进一步的，所述混合管总成由位于左边的大圆锥形段和位于右边的小圆锥形段构成，所述大圆锥形段从左到右直径逐渐变小，所述小圆锥形段从做导游直径逐渐变大；所述大圆锥形段的右端设有旋流导向板件。
进一步的，所述处理通道Ⅱ为两个、且上下平行分布；所述DPF导流腔的侧壁设有正对着所述混合管总成的凹陷部，所述尿素喷嘴通过尿素喷嘴座安装在所述凹陷部。
进一步的，所述进气管通过进气端锥连通所述处理通道Ⅰ的左端，所述进气端锥相对于DOC总成的中心轴线偏置并且倾斜。
进一步的，所述壳体由罩壳周壁和左右两支撑板拼接而成，所述DPF导流腔、SCR右导流腔、SCR左导流腔和进气端锥外部设有保温棉和罩壳。
本发明与现有技术相比所取得的有益效果如下：
1、进气管接受从发动机排放的尾气，尾气依次流过DOC总成和DPF总成，以使尾气中的碳氢化合物和一氧化碳发生氧化催化反应生成二氧化碳和水，并且尾气中的PM颗粒物被DPF总成捕集，然后尾气进入混合管总成内与还原剂充分混合，再经过SCR+ASC总成，在SCR+ASC总成中，尾气与还原剂经历了选择性催化还原反应，氮氧化物被转化成氮气和其它无毒成分，处理完的尾气经出气管流出，从而使柴油车达到国六排放标准，且能减少PM颗粒物的排放；
2、混合管总成的设计能保证尾气与还原剂充分混合，提高进入CR+ASC总成的反应效率；
3、进气口采用变截面弧形设计，保证载体入口面的气流均匀性，提高了DOC转化效率；
4、DPF导流腔、SCR右导流腔、SCR左导流腔和进气端锥外部设有保温棉和罩壳，具有良好的保温隔热效果，降低后处理器总成内部温度损失，保证转化效率。
附图说明
图1为本发明所述柴油国六后处理器总成前方向立体示意图；
图2为本发明所述柴油国六后处理器总成后方向立体示意图；
图3为本发明所述处理通道Ⅰ和混合管总成内部结构示意图；
图4本发明所述处理通道Ⅱ和混合管总成内部结构示意图；
图5为本发明所述处理通道Ⅰ尾气流动示意图；
图6为本发明所述处理通道Ⅱ尾气流动示意图；
图中：1、壳体，2、混合管总成，21、大圆锥形段，22、小圆锥形段，23、旋流导向板件，3、出气管，4、进气管，5、DOC总成，6、DPF总成，7、SCR+ASC总成，8、进气端锥，9、DPF导流腔，10、尿素喷嘴，11、SCR右导流腔，12、SCR左导流腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细的说明。所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。下面描述中使用的表示相对位置的术语“上游”、“下游”是相对尾气的流动方向定义的。
如图1-4所示，本发明所述的柴油国六后处理器总成，其主要包括壳体1和横向设置在所述壳体1上的混合管总成2、出气管3、进气管4、处理通道Ⅰ和两个处理通道Ⅱ，以及尾气处理元件总成。尾气处理元件总成包括有，DOC总成5（氧化型催化转化器总成），DPF总成6（柴油颗粒捕集器总成）和SCR+ASC总成7（选择性催化还原转化器+氨气氧化催化器总成）。
壳体1由罩壳周壁和左右两侧的支撑板拼接而成，内部形成放置各个组成部件的空间。处理通道Ⅰ位于壳体1的前下部，混合管总成2位于所述处理通道Ⅰ的正上方，两个处理通道Ⅱ分别位于处理通道Ⅰ和混合管总成2的后方，出气管3位于处理通道Ⅱ的后方，它们大致彼此平行分布。处理通道Ⅰ内从右到左依次安装有DOC总成5和DPF总成6，DOC总成5和DPF总成6具有大致的圆筒形壳体1， DOC总成5的右端为入口端并且贯穿右侧的支撑板而位于外侧，DPF总成6的左端穿过左侧的支撑板而位于外侧。进气管4通过进气端锥8连通所述处理通道Ⅰ的左端，进气端锥8相对于DOC总成5的中心轴线偏置并且倾斜。这种布置方式使的尾气能够更充分的撞击DOC总成5中的氧化催化剂，这会增强DOC总成5中的催化反应。进气管4与发动机排气管端相连接，进气管4接受从发动机排放的尾气。DPF总成6布置在DOC总成5左方，尾气依次流过DOC总成5和DPF总成6，以使尾气中的碳氢化合物和一氧化碳发生氧化催化反应生成二氧化碳和水，并且尾气中的PM颗粒物被DPF总成6捕集。
混合管总成2布置在DOC总成5的上方，是用作还原剂（32.5%尿素水溶液）与尾气的混合室。混合管总成2包括轴向衔接的两部分，即位于左边上游的大圆锥形段21和右边下游的小圆锥形段22，二者可以单独制成并且组合在一起，或者可以一体的制成。大圆锥形段21的横截面尺寸沿着从上游向下游的方向逐渐缩小，小圆锥形段22的横截面尺寸沿着从上游向下游的方向逐渐扩大。大圆锥形段21的上游端口构成混合管总成2的入口端，大圆锥形段21的下游端口与小圆锥形段22的上游端口衔接，小圆锥形段22的下游端口构成混合管总成2的出口端。混合管总成2入口端穿过左侧的支撑板而到达支撑板外侧，混合管总成2入口端出口端穿过右侧的支撑板Ⅰ而到达支撑板外侧。大圆锥形段21与小圆锥形段22同轴，在靠近大圆锥形段21的下游端口安装有旋流导向板件23。
DPF总成6的出口端和混合管总成2的入口端通过密闭的DPF导流腔9连通，本实施例中，DPF导流腔9通过V型卡箍、密封垫组件分别连接到所述DPF总成6出口端和混合管总成2的入口端，DPF导流腔9内部为呈沿竖直方向延伸的扁平内部空间。DPF导流腔9的侧壁设有正对着所述混合管总成2的凹陷部，在凹陷部通过尿素喷嘴座装有尿素喷嘴10，尿素喷嘴10的喷射口朝向混合管总成2的入口端。尿素喷嘴的喷射口的中心轴线与混合管总成2的中心轴线大致同轴，这样以计量的方式向混合管总成2中喷射还原剂（32.5%尿素水溶液）。凹陷部的设计可使得尾气不容易把喷射的还原剂（32.5%尿素水溶液）吹偏，同时使得尾气环状对称地进入混合管总成2。
两个处理通道Ⅱ内均安装有SCR+ASC总成7，SCR+ASC总成7的右端为入口端、左端为出口端。混合管总成2的右端通过SCR右导流腔11连通两个SCR+ASC总成7的右端，两个SCR+ASC总成7的左端通过SCR左导流腔12连通所述出气管3的左端。出气管3的出口端带限位装置，防止排气尾管随意转动，出气管3可用于改装上排气。DPF导流腔9、SCR右导流腔11、SCR左导流腔12和进气端锥8外部设有保温棉和罩壳，这样设计具有良好的保温隔热效果，降低后处理器总成内部温度损失，保证转化效率。
本发明所述的国六后处理器还包括拉带限位块，固定在壳体1上，用于防止后处理器固定拉带窜动。壳体1上还集成NOx-压差传感器支架、NOx-PM传感器支架、管路支架以及线束固定支架分别用于固定压差传感器、上游和下游NOx传感器、PM传感器、尿素管路，尿素喷嘴冷却水管以及后处理器线束，拆装方便，整齐美观。还包括吊耳可实现后处理器总成吊装。这些属于后处理器常规的零部件，在此不详细描述。
如图5-6所示，本发明所述的柴油国六后处理器总成具体处理尾气工作过程如下：
进气管4接受从发动机排放的尾气，尾气依次流过DOC总成5和DPF总成6，以使尾气中的碳氢化合物和一氧化碳发生氧化催化反应生成二氧化碳和水，并且尾气中的PM颗粒物被DPF总成6捕集，然后尾气进入混合管总成2内；
尾气在流经混合管总成2时，与尿素喷嘴喷入的还原剂（32.5%尿素水溶液）混合。为了提高还原剂（32.5%尿素水溶液）在尾气中的混合程度，旋流导向板件23构造成在混合管总成2中产生旋流，提高混合效率；
混合后的尾气经过SCR右导流腔11分两股进入两个SCR+ASC总成7，在SCR+ASC总成7中，尾气与还原剂经历了选择性催化还原反应，氮氧化物被转化成氮气和其它无毒成分，处理完的尾气经出气管3流出，从而使柴油车达到国六排放标准，且能减少PM颗粒物的排放。

Claims (5)

1.一种柴油国六后处理器总成，其特征在于，包括壳体和横向设置在所述壳体上的混合管总成、出气管、处理通道Ⅰ及至少一个处理通道Ⅱ；
所述处理通道Ⅰ的右端连通有进气管，所述处理通道Ⅰ内从右到左依次安装有DOC总成和DPF总成；所述DOC总成的左端通过DPF导流腔与所述混合管总成的左端连通，所述DPF导流腔上设有能将向所述混合管总成喷射还原剂的尿素喷嘴；
所述处理通道Ⅱ内设有SCR+ASC总成，所述混合管总成的右端通过SCR右导流腔连通SCR+ASC总成的右端，所述SCR+ASC总成的左端通过SCR左导流腔连通所述出气管的左端。
2.根据权利要求1所述的柴油国六后处理器总成，其特征在于，所述混合管总成由位于左边的大圆锥形段和位于右边的小圆锥形段构成，所述大圆锥形段从左到右直径逐渐变小，所述小圆锥形段从做导游直径逐渐变大；所述大圆锥形段的右端设有旋流导向板件。
3.根据权利要求1所述的柴油国六后处理器总成，其特征在于，所述处理通道Ⅱ为两个、且上下平行分布；所述DPF导流腔的侧壁设有正对着所述混合管总成的凹陷部，所述尿素喷嘴通过尿素喷嘴座安装在所述凹陷部。
4.根据权利要求1所述的柴油国六后处理器总成，其特征在于，所述进气管通过进气端锥连通所述处理通道Ⅰ的左端，所述进气端锥相对于DOC总成的中心轴线偏置并且倾斜。
5.根据权利要求4所述的柴油国六后处理器总成，其特征在于，所述壳体由罩壳周壁和左右两支撑板拼接而成，所述DPF导流腔、SCR右导流腔、SCR左导流腔和进气端锥外部设有保温棉和罩壳。
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