[发明专利]一种可拆卸集成尿素喷嘴的后处理器结构

说明书

本发明涉及一种可拆卸集成尿素喷嘴的后处理器结构，该结构的后处理器壳体内具有混合腔体；进气口单元固定于后处理器壳体的前端盖上且其开口部分伸入后处理器壳体内；混合单元安装在后处理器壳体的侧面上，其尿素喷嘴座焊接总成与外部尿素喷嘴连接且通过V型卡箍总成与液路总成连接；液路总成与尿素混合器总成连接，尿素混合器总成位于混合腔体内；SCR单元位于后处理器壳体内，其前端与混合腔体连接，后端靠近后处理器壳体的后端盖；消声单元布置于SCR单元的外围；出气单元布置在靠近后处理器壳体的后端盖位置。本发明集成度高，且可随时拆卸检查后处理器内部和混合器是否产生尿素结晶，并可随时拆卸清理内部产生的尿素结晶。

技术领域

本发明涉及一种方型可拆卸集成尿素喷嘴的后处理器结构，适用于满足国IV、国V、国VI法规的柴油商用车。

背景技术

柴油发动机国Ⅳ、国Ⅴ、国Ⅵ的排放法规中排气污染物(主要是颗粒和氮氧化合物NOx)的限值，与国Ⅲ排放法规相比降低很多。在发动机机内很难同时实现降低上述两种排气污染物，SCR(选择催化还原)系统能有效降低排气污染物中氮氧化合物的含量，使发动机的排气污染物满足排放法规要求。

随着SCR技术的大量应用，作为还原剂的尿素水溶液需要提前通过尿素喷嘴喷射入排气管路中与废气充分混合均匀，以供在后处理器载体上与NOx发生氧化还原反应。但尿素喷嘴的布置要求比较苛刻，现有的尿素喷嘴布置方式存在以下技术问题：

1.尿素喷嘴布置在管路上，有尿素喷嘴与管路轴线夹角、喷嘴座焊接高度、尿素喷嘴与管路偏置等布置要求。现有管路布置方案的弯管及管路焊接工艺很难满足上述要求；

2.尿素喷嘴布置在管路上，由于尿素具有腐蚀性，要求所有与尿素接触的管路都必须采用不锈钢材料，成本较高；

3.尿素水溶液可能产生尿素结晶，现有管路布置方案的管路尿素结晶可能产生泄漏、腐蚀，大大影响美观性；

4.尿素水溶液可能产生尿素结晶，现有管路布置方案的尿素结晶可能在管路及后处理器内部产生并积累，影响排气系统背压，甚至堵塞管路及后处理器；

5.尿素水溶液可能产生尿素结晶，如发生尿素结晶，则这部分尿素则无法作为SCR反应的还原剂氨气参加选择催化还原反应，可能造成整车氮氧化物超标故障，甚至限制整车输出扭矩；

6.尿素水溶液可能产生尿素结晶，现有管路布置方案无法随时观察后处理器内部是否产生结晶；

7.尿素水溶液可能产生尿素结晶。一旦产生结晶，现有管路布置方案无法清理后处理器内部产生的结晶；

8.尿素水溶液水解需要持续的高温(140℃)，现有单层管路布置方案的管路内壁温度下降很快，系统热利用率低，无法保证持续高温；

9.尿素水溶液的液滴需充分的与气流接触、冲击、破碎来保证氨气的蒸发率，现有无混合器的布置方案无法保证液滴与气流的充分混合保证尿素混合均匀性及氨气蒸发率；

10.尿素水溶液的混合与水解需要一定的反应时间，现有管路布置方案需布置较长的管路(≥500mm)以保证混合与水解时间，不利于节省空间；

11.整车尿素罐布置在排气系统之后，尿素喷嘴及尿素罐之间需尿素供给管路进行连接。现有管路布置方案的尿素喷嘴与尿素罐之间的距离较长，供给管路也较长，不利于降重降成本；

12.整车存在多种车型(载货、牵引、自卸、危化品等)，需尽量通用化、集成化、模块化来保证产品多样性。现有管路布置方案不利于通用化、集成化、模块化。

为解决上述问题，就要求排气系统在保证尿素混合均匀性的同时降低尿素结晶风险。同时要求一旦结晶真的发生了，也需要有可观察可清理结晶的结构。