CN207813700U - Scr混合腔结构、催化消声器总成及车辆 - Google Patents

Scr混合腔结构、催化消声器总成及车辆 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种SCR混合腔结构、催化消声器总成及车辆，其中，SCR混合腔结构包括混合腔和混合管，所述混合管的轴线与混合腔的轴线之间设置有夹角，混合管的出口端朝向混合腔的底部；通过上述技术方案，本公开提供的SCR混合腔结构能够使得尿素水溶液与尾气充分混合，使得混合了尾气的尿素水溶液能够均匀喷射到SCR载体上。

Description

SCR混合腔结构、催化消声器总成及车辆
技术领域
本公开涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种SCR混合腔结构、催化消声器总成及车辆。
背景技术
选择性催化还原(SCR)是柴油动力车型为满足国五及以上排放法规所采用的一种重要后处理路线，基本原理如下：
尿素水溶液喷入排气管中，在尾气的高温作用下发生水解反应生成NH3：
NH3CONH2+H2O→2NH3+CO2
然后NH3与尾气中的NOx在催化剂作用下产生化学反应生成无害的N2和H2O。
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O
2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O
尿素水溶液在水解反应时，极易因雾化程度不够，导致尿素水溶液积聚，形成尿素结晶物，随着尿素结晶的增加引起排气背压升高，发动机功率下降，排放不达标等问题。
在尿素水溶液喷出后，需一套混合结构，保证尿素水溶液与尾气充分混合，避免尿素水溶液积聚。
现有技术中，尿素喷嘴直接将尿素水溶液直接喷射到前隔板上面，然后通过排气气流作用使尿素水溶液雾化；其存在的缺点是，(1)混合管布置在腔体的上部位置，导致尿素水溶液无法与腔体内的尾气充分混合，尿素水溶液与尾气混合后不能均匀喷射到SCR载体上，导致反应不充分；(2)混合管布置与尿素水溶液喷射角度不一致，尿素水溶液喷射到混合管及隔板上面发生触壁，尿素水溶液瞬时积聚在一起，该状态下尿素水溶液不易发生水解反应，长期积累形成尿素结晶物；(3)尿素喷嘴距离前隔板、混合腔偏近，尿素水溶液不能充分雾化，易造成尿素水溶液积聚，在催化器及消声器总成底部出现尿素结晶物；(4)由于排气气流场的不规律性，易造成尿素水溶液没有完成水解反应即接触壁面，在壁面较低温度下水分气化生成不溶于水的固态化学物质。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种SCR混合腔结构，该混合腔结构能够使得尿素水溶液与尾气充分混合，使得混合了尾气的尿素水溶液能够均匀喷射到SCR载体上。
为了实现上述目标，本公开提供一种SCR混合腔结构，包括混合腔，该混合腔内设置有混合管，所述混合管的轴线与混合腔的轴线之间设置有夹角，混合管的出口端朝向混合腔的底部。
可选地，所述SCR混合腔结构还包括混合器，混合器设置在所述混合管的出口端。
可选地，所述混合器包括柱体，柱体上设置有多个通孔，每个通孔上设置有一个锯齿形翻边。
可选地，所述锯齿形翻边呈列布置，相邻列上的锯齿形翻边的朝向相反。
可选地，所述SCR混合腔结构还包括均流板，所述混合器和均流板沿尿素水溶液的喷射方向依次设置。
可选地，所述SCR混合腔结构还包括托板，托板设置在所述混合器的下方，托板的一端穿过所述均流板。
可选地，所述托板为四分之一圆柱管，所述托板穿过所述均流板的一端安装有挡板。
可选地，所述均流板上均布有多个圆孔，多个圆孔的孔径由均流板的中心向边缘依次增大。
本公开还提供一种催化消声器总成，包括SCR混合腔结构和尿素喷嘴，所述SCR混合腔结构为所述的SCR混合腔结构，所述尿素喷嘴上喷孔的轴线方向与所述的SCR混合腔结构中的混合管的轴线方向一致。
本公开还提供一种车辆，该车辆包括催化消声器总成，所述催化消声器为所述的催化消声器总成。
通过上述技术方案，本公开的混合管能够占据混合腔腔体沿横截面方向的大部分空间，使得尿素水溶液与混合腔腔体内的尾气充分混合；因混合管的轴线与催化消声器总成的轴线相交，则由混合管的出口端喷射出的混合了尾气的尿素水溶液能够均匀喷射到SCR载体上。本公开提供的催化消声器总成及车辆包括上述SCR混合腔结构，因此同样具有上述优点。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的具体实施方式提供的SCR混合腔结构的立体图；
图2是根据本公开的具体实施方式提供的SCR混合腔结构中混合器的正视图；
图3是根据本公开的具体实施方式提供的SCR混合腔结构中混合器的立体图；
附图标记说明
1混合管；2混合器；21锯齿形翻版；3均流板；4托板；5尿素喷嘴；6SCR载体；7隔板。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
根据本公开的具体实施方式，提供一种SCR混合腔结构，包括混合腔，混合腔内设置有混合管1，所述混合管1的轴线与催化消声器总成的轴线之间设置有夹角，混合管1的出口端朝向混合腔的底部，所述的混合腔的底部为催化消声器总成在使用过程中，混合腔朝向地面的一面。
本公开的SCR混合腔结构设置在尿素喷嘴喷射腔体和SCR载体前腔体之间，在发动机起动并满足喷射要求的条件下，选择性催化还原(SCR)开始通过尿素喷嘴喷射腔体内的尿素喷嘴5喷射尿素水溶液，尿素水溶液和尾气进入混合管1中，经过混合管1的导流作用，混合了尾气的尿素水溶液由混合管1的出口端喷出，并喷射到SCR载体6上。所述混合管1的轴线与催化消声器总成的轴线之间设置有夹角，混合管1的出口端朝向混合腔的底部，保证混合管1能够占据混合腔腔体沿横截面方向的大部分空间，使得尿素水溶液与混合腔腔体内的尾气充分混合；因混合管1的出口端朝向混合腔的底部，则由混合管1的出口端喷射出的混合了尾气的尿素水溶液能够均匀喷射到SCR载体6上。在该实施例中，可选地，所述混合管1的轴线与混合腔的轴线之间设置的夹角为11°～12°；优选地，所述混合管1的轴线与混合腔的轴线之间设置的夹角为11.5°。
在本公开的又一实施例中，所述SCR混合腔结构还包括混合器2，混合器2设置在所述混合管1的出口端，混合管1的出口端为尿素水溶液喷出的一端。经由混合管1的出口端喷射出的混合了尾气的尿素水溶液随气流冲击在混合器2上，起到充分雾化的效果，并且能够使尿素水溶液与尾气充分混合均匀。本实施例中，混合器2焊接在混合管1的出口端。
进一步地，在本公开的又一实施例中，所述混合器2包括柱体，柱体上设置有多个通孔，每个通孔上设置有一个锯齿形翻边21。其中，多个锯齿形翻边21呈列布设，相邻列上的锯齿形翻边21的朝向相反，每一列上的相邻锯齿形翻边之间留有间隙，相邻列上的间隙交错排列，尿素水溶液由交错排列的间隙喷出，能够对尿素水溶液起到充分雾化的效果。
进一步地，在本公开的又一实施例中，所述SCR混合腔结构还包括均流板3，所述混合器2和均流板3沿尿素水溶液的喷射方向依次设置。均流板3用于使混合了尾气的尿素水溶液均匀进入到SCR载体前腔体内，在SCR载体6上进行反应，提高催化消声器总成的催化转化效率，避免出现涡流区域、串气现象，避免出现载体过热、过冷现象，使流场、温度场分布更加合理。进一步地，均流板3与混合器2平行设置，保证经过混合器2雾化后的尿素水溶液垂直进入均流板3中，保证全部尿素水溶液最大程度地穿过均流板3进入SCR载体6上。均流板3与混合器2之间的间距为50mm～60mm。
具体地，在本公开的又一实施例中，所述均流板3上均布有多个圆孔，多个圆孔的孔径由均流板3的中心向边缘依次增大，充分满足尿素水溶液的雾化及均匀性要求。本实施例中，均流板3的外径大小为190mm～210mm，其与催化消声器总成的筒体相配合。多个圆孔的孔径为14个16mm圆孔、10个14mm圆孔、8个12mm圆孔、5个10mm圆孔、1个8mm圆孔。
进一步地，在本公开的又一实施例中，所述SCR混合腔结构还包括托板4，托板4的一端穿过所述均流板3并固设在所述均流板3上，托板4的另一端固设在所述混合器2的出口端。托板4用于暂时收集停机后尿素喷嘴5排空吹扫出的尿素水溶液，待下次发动机启动时在高速、高温气流作用下，迅速气化并分解，易于尿素析晶的气化、分解，降低尿素结晶风险。本实施例中，托板4的另一作用为，增加尿素喷嘴5与均流板3的距离，从而降低尿素水溶液触壁几率、充分雾化尿素水溶液、提高NH3转化效率、避免尿素水溶液积聚及降低尿素结晶风险。本实施例中，尿素喷嘴5距SCR载体6前端面360～380mm，使得混合腔更长尿素水溶液雾化距离更长，雾化效果更好。在本实施例中，托板与混合器垂直设置，二者焊接。
具体地，在本公开的又一实施例中，所述托板4为四分之一圆柱管，所述托板4穿过所述均流板3的一端安装有挡板。本实施例中，将托板4设置为四分之一圆柱管，避免托板4收集到的尿素水溶液发生撒漏，挡板用于避免托板收集到的尿素水溶液由托板4的端部流出。可选地，所述四分之一圆柱管的托板4的内径为85～95mm，托板4的长度为110mm～120mm。托板4穿过所述均流板3部分的长度为35～37mm。
根据本公开的第二方面，还提供一种催化消声器总成，包括SCR混合腔结构和尿素喷嘴5，所述SCR混合腔结构为上述的的SCR混合腔结构，所述尿素喷嘴5上喷孔的轴线方向与所述的SCR混合腔结构中的混合管1的轴线方向一致，保证由尿素喷嘴5喷射出的尿素水溶液最大程度地沿混合管1的轴线由混合管1的出口端喷出，避免尿素水溶液喷射到混合管1中时发生触壁，减少了尿素结晶物形成的几率。在该实施例中，混合管1的管壁上设置有圆孔，圆孔的个数为38～42个，孔径为
根据本公开的第三方面，还提供一种车辆，该车辆包括催化消声器总成，所述催化消声器总成为上述催化消声器总成，能够保证尿素水溶液与尾气充分混合，避免尿素水溶液积聚。可选择地，上述车辆为轻型、中重型卡车。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种SCR混合腔结构，包括混合腔，该混合腔内设置有混合管(1)，其特征在于，所述混合管(1)的轴线与混合腔的轴线之间设置有夹角，混合管(1)的出口端朝向混合腔的底部。
2.根据权利要求1所述的SCR混合腔结构，其特征在于，所述SCR混合腔结构还包括混合器(2)，混合器(2)设置在所述混合管(1)的出口端。
3.根据权利要求2所述的SCR混合腔结构，其特征在于，所述混合器(2)包括柱体，柱体上设置有多个通孔，每个通孔上设置有一个锯齿形翻边(21)。
4.根据权利要求3所述的SCR混合腔结构，其特征在于，所述锯齿形翻边(21)呈列布置，相邻列上的锯齿形翻边(21)的朝向相反。
5.根据权利要求2-4中任一权利要求所述的SCR混合腔结构，其特征在于，所述SCR混合腔结构还包括均流板(3)，所述混合器(2)和均流板(3)沿尿素水溶液的喷射方向依次设置。
6.根据权利要求5所述的SCR混合腔结构，其特征在于，所述SCR混合腔结构还包括托板(4)，托板(4)设置在所述混合器(2)的下方，托板的一端穿过所述均流板(3)。
7.根据权利要求6所述的SCR混合腔结构，其特征在于，所述托板(4)为四分之一圆柱管，所述托板(4)穿过所述均流板(3)的一端安装有挡板。
8.根据权利要求5所述的SCR混合腔结构，其特征在于，所述均流板(3)上均布有多个圆孔，多个圆孔的孔径由均流板(3)的中心向边缘依次增大。
9.一种催化消声器总成，包括SCR混合腔结构和尿素喷嘴(5)，其特征在于，所述SCR混合腔结构为根据权利要求1-8中任一权利要求所述的SCR混合腔结构，所述尿素喷嘴(5)上喷孔的轴线方向与所述的SCR混合腔结构中的混合管(1)的轴线方向一致。
10.一种车辆，该车辆包括催化消声器总成，其特征在于，所述催化消声器为根据权利要求9所述的催化消声器总成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109184863A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 潍柴动力股份有限公司 一种scr混合系统及其scr混合器

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