CN216110933U - 车辆排气系统部件 - Google Patents

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Abstract

一种车辆排气系统部件，主要包括：壳体，该壳体限定了用于接收排气气体的内部腔体；被接收在该内部腔体中的至少一个第一催化器；定位在该内部腔体内的至少一个第一催化器下游的至少一个过滤器；以及被接收在内部腔体中该至少一个过滤器下游的至少一个第二催化器。混合器具有入口和出口，入口接收从该至少一个过滤器离开的排气气体，出口将排气气体引导到至少一个第二催化器中。至少一个第一催化器、至少一个第二催化器和至少一个过滤器中的一个或多个是可维修的。

Description

车辆排气系统部件
技术领域
本公开大体上涉及用于车辆排气系统的可维修催化器和混合器单元。
背景技术
车辆包括排气系统，该排气系统具有催化器部件以减少排放。排气系统包括具有喷射器或定量器的喷射系统，该喷射系统在选择性催化还原(SCR)催化器上游喷射柴油排气流体(DEF)、或例如尿素和水的溶液的还原剂，用于减少NOx排放。混合器定位在SCR催化器上游，并且在引入SCR到催化器中之前将发动机排气气体和尿素转化的产物混合。车辆排气系统还能包括其他部件，比如柴油氧化催化器(DOC)和柴油微粒过滤器(DPF)。每个排气部件的效率会随着时间降低。排气部件的组合对于封装和维修会具有挑战性。
实用新型内容
根据本公开的示例性方面的车辆排气系统部件主要包括：壳体，该壳体限定了用于接收排气气体的内部腔体；被接收在该内部腔体中的至少一个第一催化器；定位在该内部腔体中该至少一个第一催化器下游的至少一个过滤器；以及被接收在内部腔体中该至少一个过滤器下游的至少一个第二催化器。混合器具有入口和出口，入口接收离开该至少一个过滤器的排气气体，出口将排气气体引导到该至少一个第二催化器中。至少一个第一催化器、至少一个第二催化器和至少一个过滤器中的一个或多个是可维修的。
在前述设备的进一步的非限制性实施例中，壳体具有外壁，外壁围绕至少一个第一催化器、至少一个第二催化器和至少一个过滤器，以封围内部腔体内的至少一个第一催化器、至少一个第二催化器、和至少一个过滤器。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，外壁从第一端延伸到第二端，并且其中，壳体包括从车辆发动机接收排气气体的壳体入口和包括壳体出口，其中，壳体入口在第一端附近而混合器定位于第二端处。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，混合器壳体使从至少一个过滤器的出口到至少一个第二催化器的入口的排气气体流的方向反向。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，端壁在第一端处封围壳体，并且其中壳体出口在端壁中。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，壳体入口在外壁内与第一端相邻。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，至少一个第一催化器、至少一个第二催化器、和至少一个过滤器可彼此独立地维修，使得至少一个第一催化器、至少一个第二催化器、和至少一个过滤器能选择性地从壳体中被移除以供维修，而无需移除至少一个第一催化器、至少一个第二催化器、和至少一个过滤器中的其余任何一个。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，至少一个第一催化器包括至少一个柴油氧化催化器，至少一个第二催化器包括至少一个选择性催化还原催化器，并且至少一个过滤器包括至少一个柴油微粒过滤器。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，混合器包括安装到壳体的一端的混合器壳体，并且其中混合器可独立地从壳体中被移除以进行维修。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，具有喷射器或定量器的喷射系统构造成将流体喷射到由混合器壳体提供的混合室中。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，至少一个选择性催化还原催化器包括彼此平行的至少第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器。
根据本公开的还有一示例性方面的车辆排气系统部件主要包括：壳体，该壳体限定了用于接收排气气体的内部腔体，其中，壳体具有在第一端和第二端之间延伸的外壁；被接纳在该内部腔体中的至少一个第一催化器；定位在该内部腔体内该至少一个第一催化器下游的至少一个过滤器；以及被接收在内部腔体内在至少一个过滤器下游的至少一个第二催化器。外壁围绕至少一个第一催化器、至少一个第二催化器和至少一个过滤器，以将至少一个第一催化器、至少一个第二催化器和至少一个过滤器封围在内部腔体内。混合器具有混合器壳体，其具有入口和出口，入口接收离开至少一个过滤器的排气气体，出口将排气气体引导到至少一个第二催化器中。至少一个第一催化器、至少一个第二催化器和至少一个过滤器中的一个或多个是可经由从内部腔体内的选择性移除而维修的。喷射系统构造成在混合器壳体内喷射流体以与排气气体混合。
在任意前述设备的进一步的非限制性实施例中，至少一个第一催化器、至少一个第二催化器、和至少一个过滤器可彼此独立地维修，使得至少一个第一催化器、至少一个第二催化器、和至少一个过滤器能选择性地从壳体中被移除以供维修，而无需移除至少一个第一催化器、至少一个第二催化器、和至少一个过滤器中的其余任何一个。
在任意前述设备进一步的非限制性实施例中，混合器壳体使从至少一个过滤器的出口到至少一个第二催化器入口的排气气体流的方向反向。
在任意前述设备进一步的非限制性实施例中，至少一个第一催化器包括至少一个柴油氧化催化器，至少一个第二催化器包括彼此平行的至少第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器，并且至少一个过滤器包括至少一个柴油微粒过滤器。
根据本公开的又一个示例性方面的方法主要包括：提供壳体，壳体限定用于接收排气气体的内部腔体；将至少一个第一催化器定位在内部腔体内；将至少一个过滤器定位在内部腔体内至少一个第一催化器下游；将至少一个第二催化器定位在内部腔体内至少一个过滤器下游；借助混合器使从至少一个过滤器的出口到至少一个第二催化器的入口的排气气体流的方向反向；以及通过从壳体中移除第一催化器、第二催化器、和过滤器中的一个或多个，并将第一催化器、第二催化器、和过滤器中的一个或多个更换或放回到壳体，来维修第一催化器、第二催化器、和过滤器中的一个或多个。
在前述方法的进一步的非限制性实施例中，至少一个第一催化器包括至少一个柴油氧化催化剂，至少一个第二催化器包括彼此平行(并联)的至少第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器，并且至少一个过滤器包括至少一个柴油微粒过滤器。
在任意前述方法的进一步的非限制性实施例中，柴油氧化催化器、第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器、以及柴油微粒过滤器可彼此独立维修，使得柴油氧化催化器、第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器、以及柴油微粒过滤器中的任何一个能从壳体中被选择性地移除以进行维修，而无需移除柴油氧化催化器、第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器、以及柴油微粒过滤器中的其余任何一个。
在任意前述方法的进一步的非限制性实施例中，壳体具有外壁，并且方法包括借助外壁围绕柴油氧化催化器、第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器、以及柴油微粒过滤器，以在内部腔体内封围柴油氧化催化器、第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器、以及柴油微粒过滤器。
在任意前述方法的进一步的非限制性实施例中，喷射系统构造成将流体喷射到混合器的混合室中以与排气气体混合。
前述段落的实施例、示例和替代方式，权利要求书或以下描述和附图，包括它们的各个方面或相应的单独特征中的任何一个可以独立地或以任何组合来采用。结合一个实施例描述的特征可适用于所有实施例，除非这些特征不兼容。
附图说明
从具体实施方式部分所公开的示例的各种特征和优点将对于本领域技术人员变得明显。具体实施方式部分所附的附图可简要描述如下：
图1示意性地示出了根据示例性公开的具有带有混合器的可维修单元的车辆排气系统的一个示例。
图2是图1的单元的端视图。
图3是图1的单元的相对的端视图。
图4是来自图1的单元的、在共同的壳体内的排气部件的示意性侧视图。
图5是图4的排气部件的端视图。
图6示出了通过图4的排气部件的流动路径。
图7是来自图1的单元的混合器的一侧的立体图，其中移除了混合器盖。
图8是图7的混合器的相对侧的立体图。
具体实施方式
本公开详述了用于车辆排气系统的示例性可维修催化剂和混合器单元。
图1示出了车辆排气系统10，该车辆排气系统10通过各种排气部件14 传导由发动机12产生的热排气气体，以如已知地减少排放并控制噪音。在一个示例构造中，壳体14设置有内部腔体16(图4)，并具有围绕内部腔体16 以提供箱形排气系统单元的外壁18。进气管20将发动机排气气体引至壳体14 中，而出口管22将排气气体从壳体14中引至下游排气系统部件。
外壁18封围内部腔体16，并且沿着中心轴线A从第一端24延伸到第二端26。多个排气部件被接收在共同的内部腔体16内以提供排气系统单元。在一个示例中，入口管20与第一端24相邻，并且混合器28定位于第二端26处。混合器28使单元内的排气气体流的方向反向。混合器28包括封围壳体14的第二端26的混合器壳体或盖30(图3)。端壁或端盖32(图2)封围壳体14 的第一端24。因此，所有排气部件被完全封围在共同的内部腔体16内，该共同的内部腔体16被外壁18、混合器盖30和端盖32封围。在一个示例中，出口管22的出口在端盖2中，而入口管20的入口在外壁18内，邻近壳体14的第一端24。
封围在内部腔体16内的各部件由多个排气后处理部件组成，包括用于减少排放的一个或多个催化器基板部件。在一个示例中，排气部件包括柴油氧化催化器(DOC)40，该柴油氧化催化器(DOC)40在上游端具有入口42，在下游端具有出口44。DOC 40下游是过滤器部件，比如柴油微粒过滤器(DPF) 46，其已知用于移除排气气体中的污染物。DPF 46具有面向DOC 40的出口 44的入口48和面向混合器28的出口50。DOC 16和DPF 46下游是至少一个选择性催化还原(SCR)催化器52，其具有面向混合器28的入口54和出口 56。出口56将排气气体连通到下游排气部件，下游排气部件最终排到大气中。在一个示例中，至少一个选择性催化还原催化器52包括彼此并联的至少第一选择性催化还原催化器52a和第二选择性催化还原催化器52b，如图5所示。
在一个示例中，混合器28具有入口60和出口62，入口60接收离开DPF 46的排气气体，出口62将排气气体引导到SCR催化器52a、52b中。如图6 所示，混合器28使从DPF 46的出口50至到SCR催化器52的入口54的排气气体流的方向反向。在这种构造中，排气气体流在第一方向D1上经由入口管 20进入壳体，进入DOC 40的进气口42，并在第二方向D2上流动通过DOC 40 和DPF 46，离开DPF的出口50并在第三方向D3上流动通过混合器，然后离开混合器28以在与第二方向D2相反的第四方向D4上流动通过SCR催化器 52。在一个示例中，第二方向D2和第四方向D4平行于中心轴线A，并且第一方向D1和第三方向D3垂直于中心轴线A。
喷射系统64用于将比如尿素和水的溶液的还原剂喷射到SCR催化器52 上游的排气气体流中，使得混合器28能在尿素和排气气体进入催化器之前将它们完全混合在一起。如已知的，喷射系统64包括流体供给部66、喷射器或限定定量器轴线A2的定量器68和控制尿素喷射的控制器70。定量器/喷射器 68如已知的那样操作。
在图7至图8所示的示例中，混合器28包括平板体72，该平板体72具有面向壳体14的第一侧74和面向混合器盖30的第二侧76。在一个示例中，至混合器28的入口60包括形成在第一侧74上以面向DPF 46的入口凸缘78 和形成在第一侧74上以面向SCR催化器52的出口凸缘80。在一个示例中，板体72包括主要入口开口82和多个较小的开口84，大部分排气气体通过该主要入口开口82进入混合器28，并且其余部分的排气气体通过该多个较小的开口84进入混合器28。分隔挡板或凸缘86将主要开口82与较小的开口84隔开。在一个示例中，板体72包括主要出口开口88和多个较小的开口90，排气气体和流体的混合物通过该主要出口开口88离开混合器28，并且其余部分的混合物通过该多个较小的开口90离开混合器28。在一示例中，附加的凸缘或挡板 92在一个或多个开口88、90之间向板体72外延伸。
在一个示例中，内壁94从板体72的第二侧76向外延伸，并且通过绝缘间隙96与混合器壳体盖30的内表面间隔开。内壁94基本上沿着混合器板体 72的整个长度从入口60延伸到出口62。定量器安装部98在入口60附近与壁 94相邻定位，以支承混合器锥体100。定量器68将流体喷射进锥体100中以与排气气体混合。混合器盖30覆盖板体72以封围形成在板体72的第二侧76 和盖30之间的混合室102。图7-8中所示的混合器仅仅是混合器构造的一个示例，并且应当理解的是，其它混合器构造也能用于使流动方向反向。
在本主题公开中，排气系统单元以紧凑的箱形构造设置，其中DOC 40、 DPF 46、SCR 52全部都被容纳在具有U形混合器布置的共同的壳体14中，该 U形混合器布置在将注入的流体和排气气体混合的同时还使流动方向反向。这种构造允许DOC 40、SCR催化器52和DPF 46中的一个或多个为了修理或更换而可通过从壳体14中选择性移除来彼此独立地进行维修。这意味着DOC 40、 SCR催化器52和DPF 46都可彼此独立地维修，使得它们中的任何一个都能选择性地从壳体14中移除以进行维修而无需移除其他部件。另外，混合器28可独立地从壳体14中移除以进行维修。
本主题公开内容提供了一种可维修的排气系统箱单元，用于该单元的后处理部件，例如DOC 40、SCR 52、DPF 46能根据部件寿命独立更换，以优化维修成本。此外，优化和简化了流动路径的路径长度，以减少或消除壳体内的折返流动(之字形流动)。背压因此根据路径长度和部件的横截面降低。在一端处设置混合器用于使流动方向反向，并向一对SCR催化器均匀地供给流体和排气气体的混合物。
尽管在本公开的附图中图示了特定的部件关系，但是这些图示并不旨在限制本公开。换句话说，所示的各种部件的放置和定向可以在本公开的范围内变化。此外，本公开所附的各种附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被夸大或最小化，以示出特定部件的某些细节。
前述描述本质上是示例性的而不是限制性的。对于所公开的示例的变型和修改对于本领域技术人员而言可以变得明显，而不必脱离本公开的实质。因此，只能通过研究以下权利要求来确定给予本公开的法律保护范围。

Claims (15)

1.一种车辆排气系统部件，包括：
壳体，所述壳体限定用于接收排气气体的内部腔体；
至少一个第一催化器，所述至少一个第一催化器被接收在所述内部腔体内；
至少一个过滤器，所述至少一个过滤器定位在所述内部腔体内所述至少一个第一催化器下游；
至少一个第二催化器，所述至少一个第二催化器被接收在所述内部腔体内所述至少一个过滤器下游；以及
混合器，所述混合器具有入口和出口，所述入口接收离开所述至少一个过滤器的排气气体，所述出口将所述排气气体引导到所述至少一个第二催化器中，并且其中所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、以及所述至少一个过滤器中的一个或多个是能维修的。
2.根据权利要求1所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述壳体具有外壁，所述外壁围绕所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器，以在所述内部腔体内封围所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器。
3.根据权利要求2所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述外壁从第一端延伸到第二端，并且其中，所述壳体包括从车辆发动机接收排气气体的壳体入口和包括壳体出口，以及其中，所述壳体入口在所述第一端附近，所述混合器定位于所述第二端处。
4.根据权利要求3所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述混合器壳体使从所述至少一个过滤器的出口到所述至少一个第二催化器的入口的排气气体流的方向反向。
5.根据权利要求3所述的车辆排气系统部件，其特征在于，包括端壁，所述端壁在所述第一端处封围所述壳体，并且其中所述壳体出口在所述端壁中。
6.根据权利要求3所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述壳体入口在与所述第一端相邻的所述外壁内。
7.根据权利要求2所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器能彼此独立地维修，使得所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器中的任一个能选择性地从所述壳体中被移除以进行维修，而无需移除所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器中其余任何一个。
8.根据权利要求7所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述至少一个第一催化器包括至少一个柴油氧化催化器，所述至少一个第二催化器包括至少一个选择性催化还原催化器，并且所述至少一个过滤器包括至少一个柴油微粒过滤器。
9.根据权利要求8所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述混合器包括安装于所述壳体的一端的混合器壳体，并且其中，所述混合器能从所述壳体独立地移除以进行维修。
10.根据权利要求9所述的车辆排气系统部件，其特征在于，包括具有喷射器或定量器的喷射系统，所述喷射系统构造成将流体喷射到由所述混合器壳体提供的混合室中。
11.根据权利要求8所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述至少一个选择性催化还原催化器包括彼此并联的至少第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器。
12.一种车辆排气系统部件，包括：
壳体，所述壳体限定用于排气气体的内部腔体，其中，所述壳体具有在第一端与第二端之间延伸的外壁；
至少一个第一催化器，所述至少一个第一催化器被接纳在所述内部腔体内；
至少一个过滤器，所述至少一个过滤器定位在所述内部腔体内所述至少一个第一催化器下游；
至少一个第二催化器，所述至少一个第二催化器被接纳在所述内部腔体内所述至少一个过滤器下游，其中，所述外壁围绕所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器，和所述至少一个过滤器以在所述内部腔体内封围所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器和所述至少一个过滤器；
混合器，其具有带有入口和出口的混合器壳体，所述入口接收离开所述至少一个过滤器的排气气体，所述出口将排气气体引导到所述至少一个第二催化器，并且其中所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化剂器、以及所述至少一个过滤器中的一个或多个是能经由从所述内部腔体内选择性移除而维修的；以及
喷射系统，所述喷射系统构造成在所述混合器壳体内喷射流体以与所述排气气体混合。
13.根据权利要求12所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器能彼此独立地维修，使得所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器能选择性地从所述壳体中移除以供维修，而无需移除所述至少一个第一催化器、所述至少一个第二催化器、和所述至少一个过滤器中的其余任何一个。
14.根据权利要求13所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述混合器壳体使从所述至少一个过滤器的出口到所述至少一个第二催化器的入口的排气气体流的方向反向。
15.根据权利要求12所述的车辆排气系统部件，其特征在于，所述至少一个第一催化器包括至少一个柴油氧化催化器，所述至少一个第二催化器包括彼此并联的至少第一选择性催化还原催化器和第二选择性催化还原催化器，并且所述至少一个过滤器包括至少一个柴油微粒过滤器。
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