CN115726873A - 并联双通道的箱式后处理器装置 - Google Patents

Abstract

一种并联双通道的箱式后处理器装置，两个并行安装的DOC总成的DOC筒体的进气端连通至进气分流腔，从而将气体均分为两个部分别进入DOC筒体，形成双通道气流的流动，两个DPF总成分别设置于所述DOC总成的DOC筒体内，并联的两个通道内的DPF总成的出气端均连通至DPF合流腔内，所述混合器的出气端连通至SCR前分流腔，两个SCR总成并联设置且进气段连通至所述SCR前分流腔，出气端再次合流连通至出气合流腔，再过出气管排出；由此，本发明通过双通道的SCR布置，大幅降低氮氧化物的排放，满足国六排放标准，对提高发动机的热效率提供有用的排气背压降低的保证，提高了对尾气的处理能力和发动机的热效率。

Description

并联双通道的箱式后处理器装置

技术领域

本发明涉及后处理器的技术领域，尤其涉及一种并联双通道的箱式后处理器装置。

背景技术

随着我国双碳目标的确立，建立健全绿色低碳循环，作为资源能源消耗较大的汽车产业，我国汽车产业正在向节能减排和生态友好型升级过渡。提高发动机热效率是节约能源的重要手段，是改进热力发动机的主要方向之一。

现有传统方案为单通道DOC(氧化催化器)、单通道DPF(颗粒捕集器)、混合器和单通道SCR(选择性催化剂还原器)技术。同时也存在一种方案为单通道DOC(氧化催化器)、单通道DPF(颗粒捕集器)、混合器和双通道SCR(选择性催化剂还原器)技术。

发动机提高热效率时对应发动机排放的主要污染物NOx(氮氧化物)会升高，这样就要求后处理器处理NOx的能力加强。另外，为提高发动机的热效率，排气背压也需要在传统方案的基础上有大幅的降低。

将传统方案的排气处理器在排量13L发动机的基础上测试，在满足排放的前提下，额定工况排气背压大约在40kPa左右，如此高的背压无法满足提高热效率的要求。

而为了提高发动机的热效率，势必会造成NOx(氮氧化物)排放的提高，为还原增多的NOx，需要增加SCR(选择性催化剂还原器)载体的体积，而后处理器增加SCR载体的体积会引起排气背压的升高，不能满足高效率发动机对后处理器低背压的要求。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种并联双通道的箱式后处理器装置，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种并联双通道的箱式后处理器装置，能有效克服现有技术的缺陷，在不改变现行产品的安装空间边界的情况下，把DOC(氧化催化器)和DPF(颗粒捕集器)由单通道改成双通道的后处理器形式，同时满足国六的排放规定和低背压的要求。

为实现上述目的，本发明公开了一种并联双通道的箱式后处理器装置，包括进气分流腔、DOC总成、DPF总成、DPF合流腔、混合器、SCR总成、隔热罩、出气管、出气合流腔以及SCR前分流腔，其特征在于：

所述进气分流腔的一侧连通有进气管，两个并行安装的DOC总成的DOC筒体的进气端连通至进气分流腔，从而将气体均分为两个部分别进入DOC筒体，形成双通道气流的流动，两个DPF总成分别设置于所述DOC总成的DOC筒体内，从而在两个通道内DOC总成与DPF总成一起形成在同一筒体内，并联的两个通道内的DPF总成的出气端均连通至DPF合流腔内，所述混合器的进气端连通至所述DPF合流腔，从而分流的气体又合流汇合后进入混合器，所述混合器的出气端连通至SCR前分流腔，两个SCR总成并联设置且进气段连通至所述SCR前分流腔，进而气流再次被分为两个并联的通道，该两个SCR总成的出气端再次合流连通至出气合流腔，从而再次合流的气流通过出气合流腔汇合后通过出气管排出。

其中：所述混合器设置为U型，其出气端连通至位于DPF合流腔下方的SCR前分流腔，两个SCR总成并联设置于DOC总成的下方，该两个SCR总成的出气端合流连通至位于进气分流腔下方的出气合流腔。

其中：并联的两路DOC总成和DPF总成、DPF合流腔、混合器、并联的SCR总成、出气合流腔以及SCR前分流腔被隔热罩覆盖，隔热罩内部充满高温气体而为内部载体的催化反应保证所需的温度。

其中：所述隔热罩包含外部覆盖的壳体、位于壳体内部的衬板以及设置于壳体内缘的隔热棉。

其中：各DOC总成包含轴线与车辆纵向面垂直的DOC筒体以及位于DOC筒体前端内的DOC载体，所述DPF总成设置于DOC筒体的后端内，其轴线和车辆纵向面垂直。

其中：所述DPF总成和DOC筒体之间设有密封圈以及钢丝网支撑环。

其中：所述DPF总成还包含位于出口端的导流板。

其中：所述导流板和DPF总成的DPF筒体之间设有垫片、V形卡箍以及V型环。

其中：所述V型环通过浮动对中后再焊接的固定形式，以保证了两路DPF和DOC筒体的对中。

其中：所述混合器进气端的中心部设有尿素喷嘴。

通过上述内容可知，本发明的并联双通道的箱式后处理器装置具有如下效果：

1、结构简单，操作维护方便。

2、额定工况排气背压降到17kPa左右。通过双通道的SCR(选择性催化剂还原器)布置，大幅降低NOx(氮氧化物)的排放，满足国六排放标准。

3、通过增加一个并行通道的DOC、DPF以及SCR，降低了后处理器的背压，进而对提高发动机的热效率提供有用的排气背压降低的保证。另外，通过增加DOC和DPF载体的体积，提高了对尾气的处理能力，在满足排放标准的情况下提高了发动机的热效率。

4、DPF筒体拆装更方便，将隔热罩和筒体间充满高温气体，有利于防止热量的散失，进而为催化剂和尾气中有害其它发生化学反应提供必要的温度环境。

5、DPF总成的中心轴和车辆的纵向面垂直，需要维护DPF总成时，维护人员只需要面朝车辆纵梁，然后将DPF总成向远离车辆纵梁的方向拉出，不受到车辆上、下、左、右、前等方位的限制，拆卸和维护更加简便快捷。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的并联双通道的箱式后处理器装置的内部结构示意图。

图2A显示了本发明的侧面剖视图。

图2B显示了本发明中其中一个DOC总成和DPF总成的放大示意图。

图3A显示了本发明中DOC总成和DPF总成连接位置的放大示意图。

图3B显示了发明中DPF总成后端位置的放大示意图。

图4显示了本发明的内部部分放大示意图。

图5显示了本发明后端的内部示意图。

图6显示了本发明前端的内部示意图。

附图标记：

1.进气分流腔；2.DOC总成；3.DPF总成；4.DPF合流腔；5.尿素喷嘴；6.混合器；7.SCR总成；8.隔热罩；9.出气管；10.出气合流腔；11.垫片；12.密封圈；13.钢丝网支撑环；14.V形卡箍；15.V型环；16.DOC载体；17.SCR前分流腔。

具体实施方式

参见图1至图6，显示了本发明的并联双通道的箱式后处理器装置。

图1显示了本发明去除了隔热罩且将DPF总成从DOC总成的DOC筒体中取出的示意图，同时参照图2A、图2B、图3A、图3B、图5和图6，所述并联双通道的箱式后处理器装置可包括进气分流腔1、并行安装的DOC(催化转化器)总成2、DPF(颗粒过滤器)总成3、DPF合流腔4、混合器6、SCR(选择性催化还原)总成7、隔热罩8、出气管9、出气合流腔10以及SCR前分流腔17，其中，所述隔热罩8覆盖于装置外缘以提供隔热功能，如图1所示，所述进气分流腔1设置于装置前端的上部，所述DPF合流腔4设置于装置后端的上部，所述进气分流腔1的一侧连通有进气管(图2A右上端位置)，两个并行安装的DOC总成2的DOC筒体的进气端连通至进气分流腔1，从而将气体均分为两个部分进入DOC筒体，进而形成双通道气流的流动，为更好的节约空间和提高效率，两个DPF总成3分别设置于所述DOC总成2的DOC筒体内，从而两个通道内的DOC总成与DPF总成共同形成在同一筒体内，每一个筒体内的DOC总成的出气端和DPF总成的进气端相邻，分流的气体从DOC总成2进入DPF总成3，而并联的两个通道内的DPF总成的出气端均连通至后端的类似于三角形的DPF合流腔4内，所述混合器6的进气端连通至所述DPF合流腔4，从而分流的气体又合流汇合后进入混合器6，所述混合器6的出气端连通至SCR前分流腔17，而两个SCR总成7并联设置且进气端连通至所述SCR前分流腔17，进而气流再次被分为两个并联的通道，该两个SCR总成7的出气端再次连通至出气合流腔10，从而气流再次合流后通过出气合流腔10汇合后通过出气管9排出。

其中，为更好的节约空间，提高使用效率，如图5和图6所示，所述SCR前分流腔17位于DPF合流腔4的下方，所述出气合流腔10位于进气分流腔1的下方，本发明将所述混合器6设置为U型(优选为横向设置)，通过该特别的结构设置，使得混合器6的出气端能连通至位于DPF合流腔4下方的SCR前分流腔17，而两个SCR总成7并联设置于DOC总成的下方，该两个SCR总成7的出气端连通至位于进气分流腔1下方的出气合流腔10。

由此，本发明通过上面特别布置的进气分流腔、催化转化器总成、颗粒过滤器总成、选择性催化还原总成的并联布置(气流流向所在轴线平行)，从而将气流进入时均匀分为两个通道流动，然后汇合，再一次均分为两个通道进行流动，最后合并为一个通道统一排出，通过这种创新的结构和位置设计，实现了流通面积变大，相对单通道的DOC和DPF背压直接降低50％以上，极大的提高了使用效能。

其中，本发明中并联的两路DOC总成2和DPF总成3、DPF合流腔4、混合器6、并联的SCR总成7、出气合流腔10以及SCR前分流腔17被带隔热层的隔热罩8覆盖，隔热罩8内部充满高温气体，使得高温气体包裹载体筒体，进一步为内部载体的催化反应保证所需的温度，其中，可选的是，所述隔热罩8可包含外部覆盖的壳体、位于壳体内部的衬板以及设置于壳体内缘的隔热棉，从而符合整车对封装结构严格的边界要求。

其中，如图2A和图2B所示，各DOC总成2包含轴线与车辆纵向面垂直的DOC筒体以及位于DOC筒体前端内的DOC载体16，所述DPF总成3为轴向维护拆卸式且设置于DOC筒体的后端内，其轴线和车辆纵向面垂直，其中，所述DPF总成3和DOC筒体之间设有密封圈12以及钢丝网支撑环13，如图3A所示，所述钢丝网支撑环13设置于密封圈12一侧，以确保DOC总成和DPF总成之间的密封和可拆卸，如图3B所示，所述DPF总成3还包含位于出口端的导流板，所述导流板和DPF总成的DPF筒体之间设有垫片11、V形卡箍14以及V型环15，从而实现中心对中密封。其中V型环的浮动(所述浮动是指V型环相对DPF总成的筒体在焊接到壳体之前可以绕DPF轴线四周移动)对中后再行焊接的形式，保证了两路DPF和DOC筒体的对中性在制造中的实现。

如图4和图5所示，所述混合器6进气端的中心部设有尿素喷嘴5。

由此，本发明在目前产品安装空间边界不变的基础上，通过增加一个并行通道的DOC、DPF以及SCR，降低了后处理器的背压，进而对提高发动机的热效率提供有用的排气背压降低的保证。另外，通过增加DOC和DPF载体的体积，提高了对尾气的处理能力，在满足排放标准的情况下提高了发动机的热效率。

而且，载体所在筒体的中心轴线和车辆纵向平面平行，和市场上较多的筒体的中心轴线和车辆纵向平面平行不同，DPF筒体拆装更方便，2、DPF筒体可拆卸结构、密封形式不同，是此次发明不同于现有技术的特别地方；现有的气流全部都在筒体内流动，隔热罩和筒体之间无高温气体，而本发明将隔热罩和筒体间充满高温气体，有利于防止热量的散失，进而为催化剂和尾气中有害其它发生化学反应提供必要的温度环境。

同时，DPF总成的中心轴和车辆的纵向面垂直，需要维护DPF总成时，维护人员只需要面朝车辆纵梁，然后将DPF总成向远离车辆纵梁的方向拉出，不受到车辆上、下、左、右、前等方位的限制，拆卸和维护更加简便快捷。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (10)

1.一种并联双通道的箱式后处理器装置，包括进气分流腔、DOC总成、DPF总成、DPF合流腔、混合器、SCR总成、隔热罩、出气管、出气合流腔以及SCR前分流腔，其特征在于：

所述进气分流腔的一侧连通有进气管，两个并行安装的DOC总成的DOC筒体的进气端连通至进气分流腔，从而将气体均分为两个部分别进入DOC筒体，形成双通道气流的流动，两个DPF总成分别设置于所述DOC总成的DOC筒体内，从而在两个通道内DOC总成与DPF总成一起形成在同一筒体内，并联的两个通道内的DPF总成的出气端均连通至DPF合流腔内，所述混合器的进气端连通至所述DPF合流腔，从而分流的气体又合流汇合后进入混合器，所述混合器的出气端连通至SCR前分流腔，两个SCR总成并联设置且进气段连通至所述SCR前分流腔，进而气流再次被分为两个并联的通道，该两个SCR总成的出气端再次合流连通至出气合流腔，从而再次合流的气流通过出气合流腔汇合后通过出气管排出。

2.如权利要求1所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：所述混合器设置为U型，其出气端连通至位于DPF合流腔下方的SCR前分流腔，两个SCR总成并联设置于DOC总成的下方，该两个SCR总成的出气端合流连通至位于进气分流腔下方的出气合流腔。

3.如权利要求1所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：并联的两路DOC总成和DPF总成、DPF合流腔、混合器、并联的SCR总成、出气合流腔以及SCR前分流腔被隔热罩覆盖，隔热罩内部充满高温气体而为内部载体的催化反应保证所需的温度。

4.如权利要求3所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：所述隔热罩包含外部覆盖的壳体、位于壳体内部的衬板以及设置于壳体内缘的隔热棉。

5.如权利要求1所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：各DOC总成包含轴线与车辆纵向面垂直的DOC筒体以及位于DOC筒体前端内的DOC载体，所述DPF总成设置于DOC筒体的后端内，其轴线和车辆纵向面垂直。

6.如权利要求1所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：所述DPF总成和DOC筒体之间设有密封圈以及钢丝网支撑环。

7.如权利要求1所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：所述DPF总成还包含位于出口端的导流板。

8.如权利要求7所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：所述导流板和DPF总成的DPF筒体之间设有垫片、V形卡箍以及V型环。

9.如权利要求8所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：所述V型环通过浮动对中后再焊接的固定形式，以保证了两路DPF和DOC筒体的对中。

10.如权利要求1所述的并联双通道的箱式后处理器装置，其特征在于：所述混合器进气端的中心部设有尿素喷嘴。

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