CN117418926A - 尾气后处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发动机尾气后处理技术领域，公开了尾气后处理装置，该尾气后处理装置包括壳体和载体，壳体呈圆筒状结构，载体由金属材料制成，载体呈网状结构，沿壳体的圆周方向，载体的外周面固定连接于壳体的内周壁，载体包括DOC区、DPF区、SCR区以及ASC区，DOC区、DPF区、SCR区以及ASC区依次连接且连通设置，壳体与载体之间采用无需设置衬套结构的固定形式，结构紧凑，可满足小型化、紧耦合的布置要求，并且，能够减少管路的长度，金属钢丝网载体强度好，热传导性能好，有效降低整体热容，载体采用紧密排列的金属网结构，减少无用流通面积8％，保证布置紧凑，集成性高，载体本身导电，可直接通电，节省外接电阻的布置空间，结构极其简单易实现，导热效果好。
Description
技术领域
本发明涉及发动机尾气后处理技术领域，尤其涉及尾气后处理装置。
背景技术
尾气后处理系统通常都包括作为颗粒物捕捉单元的柴油颗粒捕集器(DPF)。使用中，随着颗粒物在DPF内部不断累积，DPF中的空隙会逐渐被颗粒物填充，随之而来的是DPF的背压(气流阻力)上升。在一般情况下，颗粒物累计到一定的程度，DPF会在系统的指令下进行再生。
为保证后处理器的转化效率，需将载体有效的固定在后处理器外壳上，传统的后处理结构包括壳体、载体以及将载体封装在壳体中的衬垫。采用载体外包衬垫并塞入外壳的方式，由衬垫的变形提供固定力。三层结构复杂，载体外圈的衬垫会增加无效的流通面积，在保证排气背压的情况下，需增加外壳直径。并且陶瓷载体的比热容较高，升温较慢，这会导致整车在冷启动中的排放由于温度不足迟迟无法得到净化，带来排放超标问题。传统陶瓷载体衬垫为非金属结构，为绝缘体，无法实现电加热功能。
因此，亟需尾气后处理装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供尾气后处理装置，无需设置衬套结构，结构紧凑，可满足小型化、紧耦合的布置要求，并且，载体热传导性能好，有效降低整体热容，载体本身可直接通电，节省外接电阻的布置空间，导热效果好。
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明采用以下技术方案：
尾气后处理装置，包括：
壳体，所述壳体呈圆筒状结构，所述壳体具有进气口，所述进气口连通于发动机的增压器出口；
载体，由金属材料制成，所述载体呈网状结构，沿所述壳体的圆周方向，所述载体的外周面固定连接于所述壳体的内周壁，所述载体包括DOC区、DPF区、SCR区以及ASC区，所述DOC区、所述DPF区、所述SCR区以及所述ASC区依次连接且连通设置。
优选地，所述壳体与所述载体通过焊接的方式固定连接。
优选地，所述壳体包括前端外壳和后端外壳，所述前端外壳连通于所述后端外壳，所述前端外壳具有所述进气口，所述后端外壳具有喷嘴，所述喷嘴用于向所述载体喷射氨气。
优选地，所述尾气后处理装置还包括保温层，所述保温层包括第一保温层和第二保温层，所述第一保温层和所述第二保温层对扣形成通孔，所述前端外壳穿设于所述通孔。
优选地，所述尾气后处理装置还包括隔热棉，所述隔热棉夹设于所述保温层和所述前端外壳之间。
优选地，所述尾气后处理装置还包括电加热组件，所述电加热组件包括供电盒和电加热丝，所述电加热丝与所述供电盒电连接，所述前端外壳设置有预留孔，所述电加热丝安装于所述预留孔，所述电加热丝与所述载体焊接连接。
优选地，所述尾气后处理装置还包括卡箍，所述卡箍包括第一卡箍和第二卡箍，所述第一卡箍和所述第二卡箍对扣并围设于所述前端外壳和所述后端外壳的连接处，以使所述前端外壳和所述后端外壳相连接。
优选地，所述尾气后处理装置还包括多个传感器，多个所述传感器安装于所述壳体，所述传感器与所述载体垂直设置。
优选地，所述传感器为温度传感器或氮氧化物传感器。
优选地，所述DOC区、所述DPF区、所述SCR区以及所述ASC区一体成型设置。
本发明的有益效果为：
本发明提供的尾气后处理装置，壳体呈圆筒状结构，载体由金属材料制成，载体呈网状结构，沿壳体的圆周方向，载体的外周面固定连接于壳体的内周壁，载体包括DOC区、DPF区、SCR区以及ASC区，DOC区、DPF区、SCR区以及ASC区依次连接且连通设置。发动机排出的高温废气沿轴向通过进气口进入到壳体的内部，再通过扩散作用分散流入到DOC区，经密集排列的钢丝网载体的扰流作用，高温废气将均匀地进入钢丝网的孔隙，并与载体上涂覆的图层发生反应，以消除气流中的碳颗粒、未燃烧的碳氢化合物等固体颗粒，有效提升换热面积和换热效率，保证混合的均匀性。壳体与载体之间采用无需设置衬套结构的固定形式，结构紧凑，由原来的三层结构简化为两层结构。取消衬垫来降低成本，可满足小型化、紧耦合的布置要求，并且，能够减少管路的长度，金属钢丝网载体强度好，成本较低，热传导性能好，可以有效利用系统的热量形成热岛效应，有效降低整体热容，升温更快，解决发动机冷启动升温慢和管路散热的问题。载体采用紧密排列的金属网结构，减少无用流通面积8％，保证布置紧凑，集成性高，金属的熔点明显高于陶瓷，可有效规避DPF再生超温烧蚀，同时，解决了传统陶瓷载体只能轴向流动的问题，在钢丝网上还可以径向流动，并且只需调整钢丝排布紧密程度调整局部孔隙率。载体本身导电，可直接通电，节省外接电阻的布置空间，结构极其简单易实现，导热效果好。
附图说明
图1为本发明实施例中尾气后处理装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中尾气后处理装置的剖视图；
图3为本发明实施例中尾气后处理装置的爆炸示意图。
附图标记：
1、壳体；11、前端外壳；12、后端外壳；
2、进气口；
3、载体；31、DOC区；32、DPF区；33、SCR区；34、ASC区；
4、喷嘴；
5、第一保温层；
6、第二保温层；
7、电加热组件；
8、第一卡箍；
9、第二卡箍；
10、传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图3所示，在本实施例中，尾气后处理装置包括壳体1和载体3。其中，壳体1呈圆筒状结构，壳体1具有进气口2，进气口2连通于发动机的增压器出口。载体3由金属材料制成，载体3呈网状结构，沿壳体1的圆周方向，载体3的外周面固定连接于壳体1的内周壁，载体3包括DOC区31、DPF区32、SCR区33以及ASC区34，DOC区31、DPF区32、SCR区33以及ASC区34依次连接且连通设置。具体地，壳体1的外形呈圆筒状，壳体1的内部依次串联设置有DOC区31、DPF区32、SCR区33以及ASC区34，以包覆形式卷制焊接而成的壳体1，其内部预留焊接载体3的位置，外部预留焊接支架的位置。采用紧密排列的筒状金属钢丝网形式的载体3分段加工有DOC区31、DPF区32、SCR区33以及ASC区34，其中，载体3的前部区域涂覆DOC涂层形成DOC区31，载体3的中间区域的前半部分涂覆DPF涂层，后半部分不涂覆涂层充当混合结构，使得中间区域形成DPF区32以及混合器钢丝载体3总成，载体3的后部区域依次涂覆SCR涂层和ASC涂层以形成SCR区33和ASC区34。发动机排出的高温废气沿轴向通过进气口2进入到壳体1的内部，再通过扩散作用分散流入到DOC区31，经密集排列的钢丝网载体3的扰流作用，高温废气将均匀地进入钢丝网的孔隙，并与载体3上涂覆的图层发生反应，以消除气流中的碳颗粒、未燃烧的碳氢化合物等固体颗粒，有效提升换热面积和换热效率，保证混合的均匀性。壳体1与载体3之间采用无需设置衬套结构的固定形式，结构紧凑，由原来的三层结构简化为两层结构。取消衬垫来降低成本，可满足小型化、紧耦合的布置要求，不需要单独为封装添加复杂的设备，解决了传统陶瓷载体3及衬垫的GBD封装难题，不需选择载体3和衬垫再调整封装外壳尺寸，并且，能够减少管路的长度，金属钢丝网载体3强度好，成本较低，热传导性能好，可以有效利用系统的热量形成热岛效应，有效降低整体热容，升温更快，解决发动机冷启动升温慢和管路散热的问题。载体3采用紧密排列的金属网结构，减少无用流通面积8％，保证布置紧凑，集成性高，金属的熔点明显高于陶瓷，可有效规避DPF再生超温烧蚀，同时，解决了传统陶瓷载体3只能轴向流动的问题，在钢丝网上还可以径向流动，并且只需调整钢丝排布紧密程度调整局部孔隙率。载体3本身导电，可直接通电，节省外接电阻的布置空间，结构极其简单易实现，导热效果好。
进一步地，继续参照图1-图3，壳体1与载体3通过焊接的方式固定连接。具体地，载体3通过焊接的方式固定在壳体1上，不需要在载体3和壳体1之间设置衬垫，有效提升载体3的有效面积，减小尾气后处理装置整体的外形尺寸，满足小型化、紧耦合的布置要求，集成性高。可选地，DOC区31、DPF区32、SCR区33以及ASC区34一体成型设置，热量的传导性更好，升温更快，便于热量控制和温度管理，并且有效提升布置的集成度和紧凑度，采用一体式结构，无需准备多个模具，只需调整钢丝排布紧密程度来调整局部孔隙率，可根据需要任意调整载体3的长度，解决传统陶瓷载体3必须断开为多段的问题。
进一步地，继续参照图1-图3，壳体1包括前端外壳11和后端外壳12，前端外壳11连通于后端外壳12，前端外壳11具有进气口2，后端外壳12具有喷嘴4，喷嘴4用于向载体3喷射氨气。具体地，喷嘴4焊接在后端外壳12预留的孔位，还原剂氨气由喷嘴4沿径向方向喷入壳体1的内部，并附着在载体3上，无需像传统的混合器一样必须采用特点位置和角度布置单独的喷嘴4。氨气与废气混合气流并流向SCR区33，并在SCR区33发生催化还原反应，将氨气与废气中的氮氧化物还原为氮气和水。再将反应完成的废气流入ASC区34，在ASC区34将未参与反应的还原剂氨气氧化为氮气和水。气体与氨气换热充分，混合均匀性高，无尿素结晶风险。
进一步地，继续参照图1-图3，尾气后处理装置还包括保温层，保温层包括第一保温层5和第二保温层6，第一保温层5和第二保温层6对扣形成通孔，前端外壳11穿设于通孔。具体地，第一保温层5和第二保温层6通过冲压的形式安装在前端外壳11上，并在保温层和前端外壳11之间设置隔热棉，起到保温隔热的作用，保证尾气后处理装置的温度损失最低。
进一步地，继续参照图1-图3，尾气后处理装置还包括电加热组件7，电加热组件7包括供电盒和电加热丝，电加热丝与供电盒电连接，前端外壳11设置有预留孔，电加热丝安装于预留孔，电加热丝与载体3焊接连接。具体地，钢丝网载体3本身导电，可直接通电进行电加热，也可以设置电加热组件7，将供电盒通过焊接的方式固定在壳体1上，供电盒向电加热丝供电，并保证随时向电加热丝切断供电，供电盒内部集成的控制模块可根据传感器10的测量数值调整加热策略，以进行过载保护。电加热丝向载体3提供加热功能，为排放系统提供额外热量，保证快速起燃满足排放要求，并且有效解决发动机冷启动时载体3的催化剂温度不足的问题，尾气后处理装置一旦产生尿素结晶，可通过电加热进行结晶清除，可靠性好，导热效果好。
进一步地，继续参照图1-图3，尾气后处理装置还包括卡箍，卡箍包括第一卡箍8和第二卡箍9，第一卡箍8和第二卡箍9对扣并围设于前端外壳11和后端外壳12的连接处，以使前端外壳11和后端外壳12相连接。
进一步地，继续参照图1-图3，尾气后处理装置还包括多个传感器10，多个传感器10安装于壳体1，传感器10与载体3垂直设置。具体地，传感器10为温度传感器，根据需要可在尾气后处理装置的前、中、后位置分别设置温度传感器，温度传感器探头都垂直载体3布置在壳体1上，可根据测量要求调整伸入长度，更精确的测量载体3内部真实的反应温度，解决了传统陶瓷载体3无法测量内部温度，提升测量精度。可选地，传感器10可设置为氮氧化物传感器进行氮氧化物的检测。传感器10与电加热组件7的供电盒信号连接，根据传感器10的测量值调整供电盒的加热测量，起到过载保护的作用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.尾气后处理装置，其特征在于，包括：
壳体(1)，所述壳体(1)呈圆筒状结构，所述壳体(1)具有进气口(2)，所述进气口(2)连通于发动机的增压器出口；
载体(3)，由金属材料制成，所述载体(3)呈网状结构，沿所述壳体(1)的圆周方向，所述载体(3)的外周面固定连接于所述壳体(1)的内周壁，所述载体(3)包括DOC区(31)、DPF区(32)、SCR区(33)以及ASC区(34)，所述DOC区(31)、所述DPF区(32)、所述SCR区(33)以及所述ASC区(34)依次连接且连通设置。
2.根据权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述壳体(1)与所述载体(3)通过焊接的方式固定连接。
3.根据权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述壳体(1)包括前端外壳(11)和后端外壳(12)，所述前端外壳(11)连通于所述后端外壳(12)，所述前端外壳(11)具有所述进气口(2)，所述后端外壳(12)具有喷嘴(4)，所述喷嘴(4)用于向所述载体(3)喷射氨气。
4.根据权利要求3所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述尾气后处理装置还包括保温层，所述保温层包括第一保温层(5)和第二保温层(6)，所述第一保温层(5)和所述第二保温层(6)对扣形成通孔，所述前端外壳(11)穿设于所述通孔。
5.根据权利要求4所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述尾气后处理装置还包括隔热棉，所述隔热棉夹设于所述保温层和所述前端外壳(11)之间。
6.根据权利要求3所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述尾气后处理装置还包括电加热组件(7)，所述电加热组件(7)包括供电盒和电加热丝，所述电加热丝与所述供电盒电连接，所述前端外壳(11)设置有预留孔，所述电加热丝安装于所述预留孔，所述电加热丝与所述载体(3)焊接连接。
7.根据权利要求3所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述尾气后处理装置还包括卡箍，所述卡箍包括第一卡箍(8)和第二卡箍(9)，所述第一卡箍(8)和所述第二卡箍(9)对扣并围设于所述前端外壳(11)和所述后端外壳(12)的连接处，以使所述前端外壳(11)和所述后端外壳(12)相连接。
8.根据权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述尾气后处理装置还包括多个传感器(10)，多个所述传感器(10)安装于所述壳体(1)，所述传感器(10)与所述载体(3)垂直设置。
9.根据权利要求8所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述传感器(10)为温度传感器或氮氧化物传感器。
10.根据权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于，所述DOC区(31)、所述DPF区(32)、所述SCR区(33)以及所述ASC区(34)一体成型设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311647536.8A CN117418926A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 尾气后处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311647536.8A CN117418926A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 尾气后处理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117418926A true CN117418926A (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=89523253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311647536.8A Pending CN117418926A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 尾气后处理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117418926A (zh) |
-
2023
- 2023-12-04 CN CN202311647536.8A patent/CN117418926A/zh active Pending
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