CN112360598B - 一种双scr系统、后处理系统及发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双SCR系统，包括串联布置的第一SCR混合器和第二SCR混合器，第一SCR混合器和第二SCR混合器均包括壳体、设置在壳体内的SCR载体和位于SCR载体上游的混合组件；混合组件包括设置在所述壳体内的多孔板、设置在多孔板上的若干扰流翅片、用于调节扰流翅片的倾斜角度的调节机构和设置在壳体上并用于向扰流翅片喷射尿素的尿素喷嘴；且当尿素喷嘴不喷射尿素时，扰流翅片与壳体内的排气流向平行；当尿素喷嘴喷射尿素时，扰流翅片与壳体内的排气流向呈预设倾角布置。该双SCR系统中不需要喷射尿素的SCR混合器相当于一段管路的作用，大大降低了排气阻力和排气背压，从而有助于降低发动机的油耗。

Description

一种双SCR系统、后处理系统及发动机
技术领域
本发明涉及发动机后处理技术领域，尤其涉及一种双SCR系统、后处理系统及发动机。
背景技术
选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOX的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOX还原成N2和H2O。现如今排放法规不断加严，排放限值不断降低。现有柴油机通常采用的是DOC+DPF+SCR+ASC的技术路线，来满足国六水平。该DOC+DPF+SCR+ASC的技术路线中，只有一个混合器用来混合尿素与排气。
目前的柴油机能够满足国六水平，但是随着排放法规进一步加严，需要采用双SCR系统，才能满足更加严格的排放限值。但双SCR系统中，有两个尿素混合器，分别用来前后两个SCR前的尿素与排气的混合。两个混合器存在时，增加了排气阻力，排气背压增大，导致油耗升高。
综上所述，如何解决双SCR系统存在排气阻力大导致油耗升高的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种双SCR系统、后处理系统及发动机，以解决双SCR系统存在排气阻力大导致油耗升高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种双SCR系统，包括串联布置的第一SCR混合器和第二SCR混合器，所述第一SCR混合器和第二SCR混合器均包括壳体、设置在所述壳体内的SCR载体和位于所述SCR载体上游的混合组件；
所述混合组件包括设置在所述壳体内的多孔板、设置在所述多孔板上的若干扰流翅片、用于调节所述扰流翅片的倾斜角度的调节机构和设置在所述壳体上并用于向所述扰流翅片喷射尿素的尿素喷嘴；
且当所述尿素喷嘴不喷射尿素时，所述扰流翅片与所述壳体内的排气流向平行；当所述尿素喷嘴喷射尿素时，所述扰流翅片与所述壳体内的排气流向呈预设倾角布置。
优选地，所述扰流翅片的一端通过摆轴可转动的设置在所述多孔板上，所述扰流翅片的另一端可绕所述摆轴摆动，且所述扰流翅片摆动至第一极限位置时，所述扰流翅片与所述壳体内的排气流向平行，当所述扰流翅片摆动至第二极限位置时，所述扰流翅片与所述壳体内的排气流向呈所述预设倾角；所述调节机构包括设置在所述多孔板上的第一限位电磁铁和第二限位电磁铁，所述第一限位电磁铁通电时能够将所述扰流翅片吸附至所述第一极限位置，所述第二限位电磁铁通电时能够将所述扰流翅片吸附至所述第二极限位置。
优选地，所述扰流翅片呈列排布，且相邻两列的扰流翅片呈左右交替布置。
优选地，相邻两列的所述扰流翅片摆动至所述第二极限位置时与所述壳体内的排气流向所呈的预设倾角的倾斜方向相反。
优选地，所述扰流翅片呈行排布，且相邻两行的扰流翅片呈上下交替布置。
优选地，相邻两行的所述扰流翅片摆动至所述第二极限位置时与所述壳体内的排气流向所呈的预设倾角的倾斜方向相反。
优选地，所述多孔板与所述壳体的内壁之间通过枢轴铰接，所述调节机构能够驱动所述多孔板绕所述枢轴转动；所述扰流翅片倾斜固定在多孔板上，且任意两个所述扰流翅片的倾斜方向相同。
优选地，所述扰流翅片上还设置有若干通气孔。
相比于背景技术介绍内容，上述双SCR系统，包括串联布置的第一SCR混合器和第二SCR混合器，第一SCR混合器和第二SCR混合器均包括壳体、设置在壳体内的SCR载体和位于SCR载体上游的混合组件；混合组件包括设置在所述壳体内的多孔板、设置在多孔板上的若干扰流翅片、用于调节扰流翅片的倾斜角度的调节机构和设置在壳体上并用于向扰流翅片喷射尿素的尿素喷嘴；且当尿素喷嘴不喷射尿素时，扰流翅片与壳体内的排气流向平行；当尿素喷嘴喷射尿素时，扰流翅片与壳体内的排气流向呈预设倾角布置。该双SCR系统在实际应用过程中，当第一SCR混合器和第二SCR混合器均不需要喷射尿素时，又或者第一SCR混合器和第二SCR混合器中仅其中一个需要喷射尿素时，通过控制不需要喷射尿素SCR混合器内的调节机构驱动扰流翅片位于与壳体内的排气流向平行的位置，此时不需要喷射尿素的SCR混合器相当于一段管路的作用，大大降低了排气阻力和排气背压，从而有助于降低发动机的油耗；当SCR混合器内需要喷射尿素时，调节机构驱动扰流翅片位于与壳体内的排气流向呈预设倾角布置，此时的SCR混合器充当了尿素与排气的混合器的作用。
另外，本发明还提供了一种后处理系统，包括双SCR系统，该双SCR系统为上述任一方案所描述的双SCR系统。由于该双SCR系统具有上述技术效果，因此具有上述双SCR系统的后处理系统也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
此外，本发明还提供了一种发动机，包括后处理系统，该后处理系统为上述方案所描述的后处理系统。由于该后处理系统具有上述技术效果，因此具有上述后处理系统的发动机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的双SCR系统中第一SCR混合器和第二SCR混合器中扰流翅片均处于与排气流向呈预设倾角的结构原理示意图；
图2为本发明实施例提供的双SCR系统中第一SCR混合器中扰流翅片均处于与排气流向平行的位置且第二SCR混合器中扰流翅片均处于与排气流向呈预设倾角的结构原理示意图；
图3为本发明实施例提供的双SCR系统中第一SCR混合器中扰流翅片均处于与排气流向呈预设倾角且第二SCR混合器中扰流翅片均处于与排气流向平行的位置的结构原理示意图；
图4为本发明实施例提供的混合器组件中扰流翅片处于与排气流向呈预设倾角的结构原理示意图；
图5为本发明实施例提供的混合器组件中扰流翅片处于与排气流向平行的位置的结构原理示意图；
图6为本发明实施例提供的多孔板采用枢轴方式连接于壳体内时翅片的布置的轴视结构示意图；
图7为本发明实施例提供的多孔板采用枢轴方式连接于壳体内时翅片的布置的正面结构示意图；
图8为本发明实施例提供的多孔板采用枢轴方式连接于壳体内时翅片处于与排气流向平行的轴视结构示意图。
上图1-图8中，
第一SCR混合器1、第二SCR混合器2、壳体3、SCR载体4、混合组件5、多孔板51、扰流翅片52、尿素喷嘴53、枢轴54、DOC载体6、ASC载体7、DPF载体8。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种双SCR系统、后处理系统及发动机，以解决双SCR系统存在排气阻力大导致油耗升高的问题。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将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。
在本发明的描述中，需要理解的是，如若涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，如若涉及术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1-图8所示，本发明实施例提供的一种双SCR系统，包括串联布置的第一SCR混合器1和第二SCR混合器2，第一SCR混合器1和第二SCR混合器2均包括壳体3、设置在壳体3内的SCR载体4和位于SCR载体4上游的混合组件5；混合组件5包括设置在壳体3内的多孔板51、设置在多孔板51上的若干扰流翅片52、用于调节扰流翅片52的倾斜角度的调节机构和设置在壳体3上并用于向扰流翅片52喷射尿素的尿素喷嘴53；且当尿素喷嘴53不喷射尿素时，扰流翅片52与壳体3内的排气流向平行；当尿素喷嘴53喷射尿素时，扰流翅片52与壳体3内的排气流向呈预设倾角布置。
该双SCR系统在实际应用过程中，当第一SCR混合器和第二SCR混合器均不需要喷射尿素时，又或者第一SCR混合器和第二SCR混合器中仅其中一个需要喷射尿素时，通过控制不需要喷射尿素SCR混合器内的调节机构驱动扰流翅片位于与壳体内的排气流向平行的位置，此时不需要喷射尿素的SCR混合器相当于一段管路的作用，大大降低了排气阻力和排气背压，从而有助于降低发动机的油耗；当SCR混合器内需要喷射尿素时，调节机构驱动扰流翅片位于与壳体内的排气流向呈预设倾角布置，此时的SCR混合器充当了尿素与排气的混合器的作用。
这里需要说明的是，一般来说，SCR混合器中除具有SCR载体外，还可以具有DOC载体6、ASC载体7、DPF载体8。比如，第一SCR混合器1可以包括在混合组件5上游布置的DOC载体6和在SCR载体4下游布置的ASC载体7；第二SCR混合器2可以包括在混合组件5上游依次布置的DOC载体6和DPF载体8，及在SCR载体4下游布置的ASC载体7。
在一些具体的实施方案中，上述扰流翅片52可角度可调节的方式设置在多孔板上的具体结构，可以是扰流翅片52的一端通过摆轴可转动的设置在多孔板51上，扰流翅片52的另一端可绕摆轴摆动，且扰流翅片52摆动至第一极限位置时，扰流翅片52与壳体3内的排气流向平行，当扰流翅片52摆动至第二极限位置时，扰流翅片52与壳体3内的排气流向呈预设倾角；调节机构包括设置在多孔板51上的第一限位电磁铁和第二限位电磁铁，第一限位电磁铁通电时能够将扰流翅片52吸附至第一极限位置，第二限位电磁铁通电时能够将扰流翅片52吸附至第二极限位置。通过对第一限位电磁铁通电可以驱动扰流翅片运动至第一极限位置，也即扰流翅片与壳体内的排气流向平行，此时的SCR混合器充当一段管段，降低了不喷射尿素的SCR混合器的排气背压；通过对第二限位电磁铁通电可以驱动扰流翅片运动至第二极限位置，也即扰流翅片与壳体内的排气流向呈预设倾角布置，当然该预设倾角的角度可以根据实际混合需求进行布置，比如，可以在30°-60°选取一个值，例如45°等，此时的SCR混合器发挥尿素与排气混合的作用。当然可以理解的是，为了实现第一/第二限位电磁铁对扰流翅片的吸附力，扰流翅片应该至少部分为铁质。
进一步的实施方案中，上述扰流翅片52具体可以呈列排布，且相邻两列的扰流翅片52呈左右交替布置。通过这样布置能够有效增强相邻两列扰流翅片之间混合气流的相互流动，有助于增强混合效果。
更进一步的实施方案中，上述相邻两列的扰流翅片52摆动至第二极限位置时与壳体3内的排气流向所呈的预设倾角的倾斜方向相反。通过上述布置使得相邻两列的扰流方向相反，可以加强混合气流之间的撞击效果，继而有助于增强混合效果。
当然可以理解的是，上述扰流翅片52也可以呈行排布，且相邻两行的扰流翅片52呈上下交替布置。通过这样布置能够有效增强相邻两行扰流翅片之间混合气流的相互流动，有助于增强混合效果。
同理，当扰流翅片52呈行排布时，相邻两行的扰流翅片52摆动至第二极限位置时与壳体3内的排气流向所呈的预设倾角的倾斜方向相反。通过上述布置使得相邻两行的扰流方向相反，可以加强混合气流之间的撞击效果，继而有助于增强混合效果。
这里还需要说明的是，上述扰流翅片52可以选择设计在多孔板51的迎流侧，也可以选择设计在多孔板的背流侧，还可以是部分位于多孔板的迎流侧，部分位于多孔板的背流侧。实际应用过程中，可以根据实际需求进行布置，在此不做更具体的限定。
这里需要说明的是，上述采用限位电磁铁实现对扰流翅片的驱动，仅仅是本发明实施例对于扰流翅片倾角可调节的方式的一种举例而已，实际应用过程中，还可以采用其他调节机构的形式。比如：多孔板51与壳体3的内壁之间通过枢轴54铰接，调节机构能够驱动多孔板51绕枢轴54转动；扰流翅片52倾斜固定在多孔板51上，并且任意两个扰流翅片52的倾斜方向相同。通过上述布置方式，当第一SCR混合器和第二SCR混合器均不需要喷射尿素时，又或者第一SCR混合器和第二SCR混合器中仅其中一个需要喷射尿素时，通过控制不需要喷射尿素SCR混合器内的调节机构驱动多孔板绕枢轴转动，继而带动多孔板上的扰流翅片运动直至扰流翅片与与壳体内的排气流向平行时停止驱动，此时的扰流翅片基本失去了扰流作用，SCR混合器可以看待成一段管路的作用，大大降低了排气阻力和排气背压，从而有助于降低发动机的油耗；当SCR混合器内需要喷射尿素时，调节机构驱动多孔板转动至竖直位置，此时扰流翅片与壳体内的排气流向呈预设倾角布置，此时的SCR混合器充当了尿素与排气的混合器的作用。该种结构形式，相对于前述限位电磁铁的方式而言，结构更加简单且易于实现。
进一步的实施方案中，为了增强扰流翅片的扰流效果，对应扰流翅片上还可以布置若干通气孔，该通气孔可以是均匀布置，也可以根据实际需求所选择的非均匀布置。
另外，本发明还提供了一种后处理系统，包括双SCR系统，该双SCR系统为上述任一方案所描述的双SCR系统。由于该双SCR系统具有上述技术效果，因此具有上述双SCR系统的后处理系统也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
此外，本发明还提供了一种发动机，包括后处理系统，该后处理系统为上述方案所描述的后处理系统。由于该后处理系统具有上述技术效果，因此具有上述后处理系统的发动机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的双SCR系统、后处理系统及发动机进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (10)

1.一种双SCR系统，包括串联布置的第一SCR混合器(1)和第二SCR混合器(2)，其特征在于，所述第一SCR混合器(1)和第二SCR混合器(2)均包括壳体(3)、设置在所述壳体(3)内的SCR载体(4)和位于所述SCR载体(4)上游的混合组件(5)；
所述混合组件(5)包括设置在所述壳体(3)内的多孔板(51)、设置在所述多孔板(51)上的若干扰流翅片(52)、用于调节所述扰流翅片(52)的倾斜角度的调节机构和设置在所述壳体(3)上并用于向所述扰流翅片(52)喷射尿素的尿素喷嘴(53)；
且当所述尿素喷嘴(53)不喷射尿素时，所述扰流翅片(52)与所述壳体(3)内的排气流向平行；当所述尿素喷嘴(53)喷射尿素时，所述扰流翅片(52)与所述壳体(3)内的排气流向呈预设倾角布置。
2.如权利要求1所述的双SCR系统，其特征在于，所述扰流翅片(52)的一端通过摆轴可转动的设置在所述多孔板(51)上，所述扰流翅片(52)的另一端可绕所述摆轴摆动，且所述扰流翅片(52)摆动至第一极限位置时，所述扰流翅片(52)与所述壳体(3)内的排气流向平行，当所述扰流翅片(52)摆动至第二极限位置时，所述扰流翅片(52)与所述壳体(3)内的排气流向呈所述预设倾角；所述调节机构包括设置在所述多孔板(51)上的第一限位电磁铁和第二限位电磁铁，所述第一限位电磁铁通电时能够将所述扰流翅片(52)吸附至所述第一极限位置，所述第二限位电磁铁通电时能够将所述扰流翅片(52)吸附至所述第二极限位置。
3.如权利要求2所述的双SCR系统，其特征在于，所述扰流翅片(52)呈列排布，且相邻两列的扰流翅片(52)呈左右交替布置。
4.如权利要求3所述的双SCR系统，其特征在于，相邻两列的所述扰流翅片(52)摆动至所述第二极限位置时与所述壳体(3)内的排气流向所呈的预设倾角的倾斜方向相反。
5.如权利要求2所述的双SCR系统，其特征在于，所述扰流翅片(52)呈行排布，且相邻两行的扰流翅片(52)呈上下交替布置。
6.如权利要求5所述的双SCR系统，其特征在于，相邻两行的所述扰流翅片(52)摆动至所述第二极限位置时与所述壳体(3)内的排气流向所呈的预设倾角的倾斜方向相反。
7.如权利要求1所述的双SCR系统，其特征在于，所述多孔板(51)与所述壳体(3)的内壁之间通过枢轴(54)铰接，所述调节机构能够驱动所述多孔板(51)绕所述枢轴(54)转动；所述扰流翅片(52)倾斜固定在所述多孔板(51)上，且任意两个所述扰流翅片(52)的倾斜方向相同。
8.如权利要求7所述的双SCR系统，其特征在于，所述扰流翅片(52)上还设置有若干通气孔。
9.一种后处理系统，包括双SCR系统，其特征在于，所述双SCR系统为如权利要求1-8中任一项所述的双SCR系统。
10.一种发动机，包括后处理系统，其特征在于，所述后处理系统为如权利要求9所述的后处理系统。
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