[发明专利]带排气混合器的SCR后处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车排气系统，尤其涉及一种汽车尾气SCR(选择性催化还原)处理装置，能有效的减少尿素在排气管道内结晶，同时提高发动机排气与尿素混合的均匀性。

背景技术

伴随着商用车尾气排放国Ⅳ法规的实施，选择性催化还原(SCR)后处理装置已经普遍在商用车上使用。目前的车用SCR后处理装置要求在满足发动机性能要求的前提下，尽可能的降低NO_x排放和减少尿素结晶。虽然SCR后处理装置正在大规模的推广和应用，但仍有较多的问题有待解决，其中较突出的问题便是尿素结晶和尿素分布均匀性差的问题。研究表明排气管路中尿素结晶和尿素分布均匀性差问题对SCR后处理装置的整体性能和耐久性能有重要的影响。主要会导致以下四方面的问题：一、排气管路中尿素结晶会导致管路堵塞，排气背压升高，发动机的性能降低，排放恶化。二、NH₃分布不均匀会导致在催化剂载体局部区域NH₃过多而造成NH₃泄漏，而在NH₃稀少区域则造成NO_x转化效率过低。三、长时间的NH₃分布不均匀会导致催化剂老化程度不均匀，从而影响催化剂的寿命和SCR系统的性能。四、由于NH₃在载体上的浓度不一致，反应速率相差较大，从而导致载体工作温度分布不均匀，使载体因为热膨胀不均匀而产生应力，从而导致载体破碎。

发明内容

本发明针对传统车用SCR后处理装置存在尿素结晶和尿素分布均匀性差的问题，提供了一种车用SCR后处理装置，不仅可以减少尿素在排气管内的结晶现象，还能有效的改善NH₃在排气中的分布均匀性，提高SCR后处理装置的转化效率。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种带排气混合器的SCR后处理装置，包括尿素喷射系统、连接SCR总成的排气混合器，其特征在于，所述排气混合器包括内管和外管，内管固定在外管中，内管外壁与外管内壁间形成一个夹层；所述尿素喷射系统包括设置在外管外侧前端的喷嘴座，喷嘴通过喷嘴座将尿素溶液喷射在内管中与发动机排出的废气混合。

上述方案中，所述内管的外壁设有导流结构。该导流结构为6个螺旋状叶片，与外管内壁形成6个流体通道。

所述内管后端沿周向开多个安装槽，所述外管后端内壁设有与各内管安装槽位置对应、数量相同的多个限位台，内管通过安装槽与限位台的装配被固定在外管中。

所述的排气混合器与SCR总成连接之间设有密封垫，通过卡箍及紧固件将排气混合器与SCR总成密封连接。

本发明的优点是：

1、通过将尿素溶液喷射在排气混合器内管的内部，提高接触排气混合器内管的尿素溶液的温度，从而加速尿素溶液的蒸发和热解。

2、在混合器内管和外管之间形成流道，并形成旋流，可以有效提高排气管壁面气流的旋流强度和气流的径向速度，能够使尿素水溶液喷雾液滴与发动机尾气更加充分地混合，形成更加均匀的NH₃分布，从而提高NOx的转化效率，减少NH₃泄漏，同时减少结晶、沉积物的形成。

3、结构简单，使用方便，易于推广。

附图说明

图1为本发明装置主视图。

图2为图1的剖视图。

图3为图1中排气混合器的俯视图。

图4为图3的B-B剖视图。

图5为排气混合器内管示意图。

图6为排气混合器外管示意图。

附图中的标号和代表的器件名称：1、排气混合器；2、紧固件；3、SCR总成；4、喷嘴；5、喷嘴座；6、密封垫；7、卡箍；8、法兰；9、排气混合器内管；10、排气混合器外管；11、安装孔；12、叶片；13、安装槽；14、限位台。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施对本发明做进一步详细描述。

参照图1和图2，一种带排气混合器的SCR后处理装置，包括连接SCR总成3一端的排气混合器1，其中设有尿素喷射系统。

尿素喷射系统包括喷嘴4和喷嘴座5。喷嘴4安装在喷嘴座5上，喷嘴座5安装在排气混合器1外管10外侧靠近法兰8的安装孔11上。喷嘴将尿素溶液喷射在排气混合器1的内管9内部流体区域，与发动机的排气混合。

排气混合器1与SCR总成3连接之间设置了密封垫6，防止废气发生泄漏，同时通过卡箍7和紧固件2将排气混合器1与SCR总成3连在一起。