CN115013123B - 后处理器、尾气处理方法、排气系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种后处理器、尾气处理方法、排气系统及车辆，后处理器包括尾气处理室、第一载体和至少一个第二载体、气流调节组件，尾气处理室设有相互间隔的尾气进口和尾气出口，第一载体和第二载体相互间隔地设于尾气处理室内，气流调节组件用于调节尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动或者沿第二排气路径流动；其中，沿第一排气路径流动的气体，自尾气进口流经第一载体后，全部流经第二载体，并从尾气出口排出；沿第二排气路径流动的气体，自尾气进口流经第一载体后，不流经第二载体或者部分流经第二载体，并从尾气出口排出。该后处理器能够解决后处理器背压较大导致发动机油耗较高的问题。

Description

后处理器、尾气处理方法、排气系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别是涉及一种后处理器、尾气处理方法、排气系统及车辆。

背景技术

国家第六阶段机动车污染物排放标准中对汽车尾气排放有严格的限值，目前国六后处理技术主要是通过在载体表面涂覆催化剂来净化排气污染物。为满足国六对尾气排放的严格要求，通常在后处理器中装配多块载体，使尾气先后流经多块载体后再排出，但多块载体在增强了尾气净化效果的同时，也增加了尾气流通的阻力，使得当发动机以较小的输出功率工作时，后处理器背压较大，导致发动机油耗较高。

发明内容

基于此，有必要针对后处理器背压较大导致发动机油耗较高的问题，提供一种后处理器、尾气处理方法、排气系统及车辆。

根据本申请的一个方面，提供一种后处理器，包括：尾气处理室，设有相互间隔的尾气进口和尾气出口；第一载体和至少一个第二载体，相互间隔地设于所述尾气处理室内；以及气流调节组件，用于调节所述尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动或者沿第二排气路径流动；其中，沿第一排气路径流动的气体，自所述尾气进口流经所述第一载体后，全部流经所述第二载体，并从所述尾气出口排出；沿第二排气路径流动的气体，自所述尾气进口流经所述第一载体后，不流经所述第二载体或者部分流经所述第二载体，并从所述尾气出口排出。

在一些实施例中，所述尾气进口和所述尾气出口沿第一方向相互间隔；所述第一载体和所述第二载体沿第一方向相互间隔，所述第一载体和所述第二载体位于所述尾气进口和所述尾气出口之间，且所述第二载体位于所述第一载体背向所述尾气进口的一侧。

在一些实施例中，所述气流调节组件包括：分隔件，位于所述尾气处理室内，并将所述尾气处理室内的空间分隔为第一子处理室和至少一个第二子处理室，所述第一子处理室和所述第二子处理室之间设有连通口，且在第一方向上，所述连通口位于所述第一载体和所述第二载体之间；以及调节部，与所述分隔件连接，并用于调节所述连通口的开闭；所述第一子处理室沿第一方向的两端分别与所述尾气进口及所述尾气出口连通，所述第二子处理室的一端与开启状态的所述连通口连通，另一端与所述尾气出口连通；所述第一载体和所述第二载体均位于所述第一子处理室内。

在一些实施例中，所述分隔件包括设于所述尾气处理室内的内处理壳，所述内处理壳的内部形成所述第一子处理室，所述内处理壳与所述尾气处理室之间形成所述第二子处理室；所述内处理壳上设有所述连通口。

在一些实施例中，所述调节部包括调节板和驱动组件；所述调节板活动连接于所述连通口；所述驱动组件的驱动端与所述调节板连接，以驱动所述调节板打开或封闭所述连通口。

在一些实施例中，所述驱动组件包括推杆电机、转臂以及转轴；所述推杆电机固定于所述尾气处理室的侧壁上；所述转臂连接于所述推杆电机的推杆与所述转轴之间；其中，所述转轴与所述转臂固定，所述推杆电机的推杆用于驱动所述转臂绕所述转轴的轴线转动，以带动所述转轴转动；所述调节板与所述转轴固定。

根据本申请的另一个方面，提供一种尾气处理方法，采用如前述的后处理器，所述尾气处理方法包括以下步骤：获取发动机的输出功率；若所述输出功率大于预设功率，则控制所述尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动；若所述输出功率小于或等于预设功率，则控制所述尾气处理室内的气体沿第二排气路径流动。

在一些实施例中，所述预设功率等于30％额定功率。

根据本申请的另一个方面，提供一种排气系统，该排气系统包括如前述的后处理器。

根据本申请的另一个方面，提供一种车辆，该车辆包括如前述的排气系统。

本申请实施例提供的后处理器，在尾气处理室内设置第一载体和至少一个第二载体，通过气流调节组件调节尾气处理室内的气体流向，以选择性地控制进入尾气处理室的气体，在流经第一载体后，是全部流经第二载体后再排出，还是不经过或者部分经过第二载体后再排出，从而能够在发动机以较小的输出功率工作的情况下，使气体全部或者大部分仅经过第一载体，以减小此时后处理器的背压，降低发动机油耗。

附图说明

图1为本申请一实施例中后处理器的结构示意图；

图2为本申请一实施例中后处理器的另一视角的结构示意图；

图3为本申请一实施例中后处理器的另一视角的结构示意图；

图4为本申请一实施例中后处理器的内部气体流向示意图；

图5为本申请一实施例中后处理器的内部气体流向示意图；

图6为本申请一实施例中后处理器的驱动组件的结构示意图；

图7为本申请一实施例中后处理器的爆炸图；

图8为图7中A处的局部放大图。

附图标号说明：

100、尾气处理室；100a、外层壳体；100a1、第一安装孔；100a2、第二安装孔；100b、外层端盖；110、尾气进口；120、尾气出口；

200、第一载体；

300、第二载体；

400、气流调节组件；410、内处理壳；410a、内层壳体；410b、内层端盖；411、第一子处理室；412、第二子处理室；413、连通口；420、调节板；430、驱动组件；431、推杆电机；431a、安装凸耳；432、转臂；433、转轴；434、平头销；435、锁销；436、平垫圈。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前国六汽车排气系统中均安装有后处理器总成，因国六排放限值较严，故后处理器内部至少装配有两块载体，发动机所有工况下的尾气均100％流过两块载体，而因两块载体流阻较大，造成发动机小负荷工况运转时，后处理器背压较大，发动机油耗较高。

为解决上述问题，本申请提供一种后处理器，通过在发动机以较小的输出功率工作的情况下，选择性地控制进入尾气处理室的气体，在流经第一载体后，不经过或者部分经过第二载体后再排出，从而减小此工况下后处理器的背压，降低发动机油耗。

图1示出了本申请一实施例中后处理器的结构示意图；图2示出了本申请一实施例中后处理器的另一视角的结构示意图；图3示出了本申请一实施例中后处理器的另一视角的结构示意图。

参阅图1、图2和图3，本申请一实施例提供了的后处理器，包括尾气处理室100、第一载体200、至少一个第二载体300、气流调节组件400。尾气处理室100设有相互间隔的尾气进口110和尾气出口120，第一载体200和第二载体300相互间隔地设于尾气处理室100内，气流调节组件400用于调节尾气处理室100内的气体沿第一排气路径流动或者沿第二排气路径流动；其中，沿第一排气路径流动的气体，自尾气进口110流经第一载体200后，全部流经第二载体300，并从尾气出口120排出；沿第二排气路径流动的气体，自尾气进口110流经第一载体200后，不流经第二载体300或者部分流经第二载体300，并从尾气出口120排出。

本申请实施例提供的后处理器，在尾气处理室100内设置第一载体200和至少一个第二载体300，通过气流调节组件400调节尾气处理室100内的气体流向，以选择性地控制进入尾气处理室100的气体，在流经第一载体200后，是全部流经第二载体300后再排出，还是不经过或者部分经过第二载体300后再排出，从而能够在发动机以较小的输出功率工作的情况下，使气体全部或者大部分仅经过第一载体200，以减小此时后处理器的背压，降低发动机油耗。

具体地，尾气进口110可与发动机的尾气排气管连通，尾气出口120可与大气连通。

在一些实施例中，尾气进口110和尾气出口120沿第一方向相互间隔；第一载体200和第二载体300沿第一方向相互间隔，第一载体200和第二载体300位于尾气进口110和尾气出口120之间，且第二载体300位于第一载体200背向尾气进口110的一侧。气体从尾气进口110进入尾气处理室100后，在无外力干涉在情况下，会沿第一方向先后经过第一载体200和第二载体300，然后通过尾气出口120排出，从而满足发动机大功率工况下的尾气排放需求。

图4示出了本申请一实施例中后处理器的内部气体流向示意图；图5示出了本申请一实施例中后处理器的内部气体流向示意图。

参阅图2、图4和图5，在一些实施例中，气流调节组件400包括分隔件以及调节部。分隔件位于尾气处理室100内，并将尾气处理室100内的空间分隔为第一子处理室411和至少一个第二子处理室412，第一子处理室411和第二子处理室412之间设有连通口413，且在第一方向上，连通口413位于第一载体200和第二载体300之间；调节部与分隔件连接，并用于调节连通口413的开闭状态；第一子处理室411沿第一方向的两端分别与尾气进口110及尾气出口120连通，第二子处理室412的一端与开启状态的连通口413连通，另一端与尾气出口120连通；第一载体200和第二载体300均位于第一子处理室411内。

气体从尾气进口110进入尾气处理室100后，当调节部调节第一子处理室411和第二子处理室412互不连通时，气体全部通过第一子处理室411内的第一载体200和第二载体300后，从尾气出口120排出；当调节部调节第一子处理室411和第二子处理室412连通时，一部分或者全部气体通过第一子处理室411内的第一载体200后，通过连通口413进入第二子处理室412，然后从尾气出口120排出，而不经过第一子处理室411内的第二载体300。

如此，在发动机输出功率较低的工况下，通过打开第一子处理室411和第二子处理室412之间的连通口413，可以使一部分或者全部气体经过第一子处理室411内的第一载体200后，通过连通口413进入第二子处理室412，而不经过第一子处理室411内的第二载体300，从而减小此工况下后处理器的背压，降低发动机油耗。

进一步地，第二载体300的数量具体可以是一个、两个、三个、四个或者更多个。当第二载体300的数量为一个时，第二子处理室412的数量为一个或多个。作为优选，第二载体300的数量为一个，第二子处理室412的数量为一个，以节省空间，减小后处理器的体积。

在一些实施例中，分隔件包括设于尾气处理室100内的内处理壳410，内处理壳410的内部形成第一子处理室411，内处理壳410与尾气处理室100之间形成第二子处理室412；内处理壳410上设有上述连通口413。通过在尾气处理室100内设置内处理壳410，从而将尾气处理室100内的空间分隔为第一子处理室411和第二子处理室412，并且，通过在内处理壳410上设置连通口413，改变连通口413的开闭状态，即可实现第一子处理室411和第二子处理室412之间的连通状态，结构简单。

图6示出了本申请一实施例中后处理器的驱动组件的结构示意图；图7示出了本申请一实施例中后处理器的爆炸图；图8示出了图7中A处的局部放大图。

参阅图6、图7和图8，在一些实施例中，调节部包括调节板420和驱动组件430；调节板420活动连接于连通口413；驱动组件430的驱动端与调节板420连接，以驱动调节板420打开或封闭连通口413。通过调节板420相对连通口413移动来调节连通口413打开或者封闭。进一步地，调节板420可以转动式连接于连通口413，具体可以是铰接于连通口413；或者，调节板420可以滑动式连接于连通口413。

在一些实施例中，驱动组件430包括推杆电机431、转臂432以及转轴433；推杆电机431固定于尾气处理室100的侧壁上；转臂432连接于推杆电机431的推杆与转轴433之间；其中，转轴433与转臂432固定，推杆电机431的推杆用于驱动转臂432绕转轴433的轴线转动，以带动转轴433转动；调节板420与转轴433固定。通过推杆电机431和转臂432的配合带动转轴433转动，从而带动调节板420转动，实现连通口413的打开和关闭。

具体地，转臂432的一端设有长条形的调节孔，推杆电机431的推杆穿设于调节孔内，且推杆可沿调节孔的长度延伸方向滑动。由于推杆电机431固定于尾气处理室100的侧壁上，转轴433固定于调节板420上，即推杆电机431与转轴433之间的距离固定，如此，当推杆电机431工作时，其推杆若要靠近转轴433，则会带动转臂432转动，从而带动转臂432所连接的转轴433转动，进而带动调节板420转动，实现连通口413的打开和关闭。

在一具体实施例中，尾气处理室100包括呈筒状的外层壳体100a，外层壳体100a沿第一方向延伸，外层壳体100a沿第一方向的相对两端各盖设有外层端盖100b，以形成封闭空间。内处理壳410包括呈筒状且位于外层壳体100a内的内层壳体410a，内层壳体410a沿第一方向延伸，内层壳体410a沿第一方向的相对两端各该设有内层端盖410b，以形成第一子处理室411。其中，外层壳体100a上设有尾气进口110，一外层端盖100b上设有尾气出口120，内层壳体410a的侧壁上设有连通口413，调节板420设于连通口413处，且尾气进口110与第一子处理室411连通，从而保障气体从尾气进口110进入尾气处理室100后会进入第一子处理室411，进而经过载体得到净化。

外层壳体100a两端的外层端盖100b上各设有第一安装孔100a1，转轴433的两端分别通过螺母安装于两个第一安装孔100a1中，且可相对于第一安装孔100a1转动。外层壳体100a的一端的外层端盖100b上还设有用于安装推杆电机431的第二安装孔100a2，相对应地，推杆电机431的外壳上设有安装凸耳431a，从而利用螺钉或螺栓将推杆电机431固定在外层端盖100b上。另外，转臂432与推杆电机431的推杆之间通过平头销434与锁销435配合进行连接，为提升其稳定性，还可进一步在锁销435与转臂432之间设置平垫圈436。

基于同样的发明目的，本申请还提供一种尾气处理方法，其采用上述实施例中的后处理器。

在本申请一实施例中，该尾气处理方法包括以下步骤：

获取发动机的输出功率；

若输出功率大于预设功率，则控制尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动；

若输出功率小于或等于预设功率，则控制尾气处理室内的气体沿第二排气路径流动。

本申请实施例提供的尾气处理方法，以发动机的输出功率为判断依据，在输出功率大于预设功率时，控制尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动，在输出功率小于或等于预设功率时，控制尾气处理室内的气体沿第二排气路径流动，实现根据输出功率的大小，选择性地控制进入尾气处理室的气体，在流经第一载体后，是全部流经第二载体后再排出，还是不经过或者部分经过第二载体后再排出，从而能够在发动机以较小的输出功率工作的情况下，使气体全部或者大部分仅经过第一载体，以减小此时后处理器的背压，降低发动机油耗。

进一步地，预设功率等于30％额定功率。当输出功率大于30％额定功率时，控制尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动，使气体进入尾气处理室后，先后经过第一载体和第二载体后再排出，保障发动机大功率工况下尾气处理效果；当输出功率小于或等于30％额定功率时，控制尾气处理室内的气体沿第二排气路径流动，使气体进入尾气处理室后，不经过或者部分经过第二载体后再排出，从而能够在发动机以较小的输出功率工作的情况下，使气体全部或者大部分仅经过第一载体，以减小此时后处理器的背压，降低发动机油耗。

基于同样的发明目的，本申请还提供一种排气系统。在本申请一实施例中，该排气系统包括上述实施例中的后处理器。

基于同样的发明目的，本申请还提供一种车辆。在本申请一实施例中，该车辆包括上述实施例中的排气系统。

在一些实施例中，车辆还包括电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)，当电子控制单元检测到发动机的输出功率大于30％额定功率时，控制第一子处理室和第二子处理室之间的连通口打开，使进入尾气处理室的气体沿第一排气路径流动，从而先后经过第一子处理室内的第一载体和第二载体，保障发动机大功率工况下的尾气处理效果。

当电子控制单元检测到发动机的输出功率小于或等于30％额定功率时，控制第一子处理室和第二子处理室之间的连通口关闭，使进入尾气处理室的气体沿第二排气路径流动，从而使部分或者全部气体不经过第二载体，而是在经过第一子处理室内的第一载体后，进入第二子处理室并排出。其中，第一载体的催化剂满足发动机输出功率≤30％额定功率时，尾气净化能力达到排放法规限值，从而减小此工况下后处理器的背压，降低发动机油耗。本方案能最大程度的降低后处理器背压及发动机油耗，且不影响车辆的正常使用，同时能保证整车满足排放法规限值要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种后处理器，其特征在于，包括：

尾气处理室，设有相互间隔的尾气进口和尾气出口；

第一载体和至少一个第二载体，相互间隔地设于所述尾气处理室内；以及

气流调节组件，用于调节所述尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动或者沿第二排气路径流动；

其中，沿第一排气路径流动的气体，自所述尾气进口流经所述第一载体后，全部流经所述第二载体，并从所述尾气出口排出；

沿第二排气路径流动的气体，自所述尾气进口流经所述第一载体后，不流经所述第二载体或者部分流经所述第二载体，并从所述尾气出口排出；

所述气流调节组件包括设于所述尾气处理室内的内处理壳，所述内处理壳的内部形成第一子处理室，所述内处理壳与所述尾气处理室之间形成第二子处理室；

所述第一载体和所述第二载体均位于所述第一子处理室内；

所述内处理壳上设有连通口，且沿所述第一载体和所述第二载体的间隔方向，所述连通口位于所述第一载体和所述第二载体之间；

沿所述第一载体和所述第二载体的间隔方向，所述尾气进口和所述尾气出口分别位于所述第一子处理室的两端；

所述气流调节组件还包括连接于所述内处理壳上并位于所述连通口处的调节部，所述调节部用于调节所述连通口的开闭状态。

2.根据权利要求1所述的后处理器，其特征在于，所述尾气进口和所述尾气出口沿第一方向相互间隔；

所述第一载体和所述第二载体沿第一方向相互间隔，所述第一载体和所述第二载体位于所述尾气进口和所述尾气出口之间，且所述第二载体位于所述第一载体背向所述尾气进口的一侧。

3.根据权利要求2所述的后处理器，其特征在于，所述第一子处理室沿第一方向的两端分别与所述尾气进口及所述尾气出口连通，所述第二子处理室的一端与开启状态的所述连通口连通，另一端与所述尾气出口连通。

4.根据权利要求3所述的后处理器，其特征在于，所述调节部包括调节板和驱动组件；

所述调节板活动连接于所述连通口；

所述驱动组件的驱动端与所述调节板连接，以驱动所述调节板打开或封闭所述连通口。

5.根据权利要求4所述的后处理器，其特征在于，所述驱动组件包括推杆电机、转臂以及转轴；

所述推杆电机固定于所述尾气处理室的侧壁上；

所述转臂连接于所述推杆电机的推杆与所述转轴之间；

其中，所述转轴与所述转臂固定，所述推杆电机的推杆用于驱动所述转臂绕所述转轴的轴线转动，以带动所述转轴转动；

所述调节板与所述转轴固定。

6.一种尾气处理方法，其特征在于，采用如权利要求1至5任一项所述的后处理器，所述尾气处理方法包括以下步骤：

获取发动机的输出功率；

若所述输出功率大于预设功率，则控制所述尾气处理室内的气体沿第一排气路径流动；

若所述输出功率小于或等于预设功率，则控制所述尾气处理室内的气体沿第二排气路径流动。

7.根据权利要求6所述的尾气处理方法，其特征在于，所述预设功率等于30％额定功率。

8.一种排气系统，其特征在于，所述排气系统包括如权利要求1至5任一项所述的后处理器。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求8所述的排气系统。