专利名称：一种带辅助冷却功能的尿素还原剂喷嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种带辅助冷却功能的尿素还原剂喷嘴，应用 于汽车尾气的后处理行业。
技术背景目前汽车后处理技术包括SCR (Selective Catalytic Reduction) 催化转化还原技术，DPF (Diesel Particulate Filter)颗粒捕捉器， DOC (Diesel Oxidation Catalyst)氧化型催化器等。SCR技术的本 质是利用尿素在高温下分解出NH3，作为还原剂的NH3和发动机排气中 的NOx在催化剂和温度的综合作用下进行反应，理想工况下生成无毒 的N2和H20，从而达到净化的目的。SCR技术自70年代开始在国外作 为发电厂等的固定源使用的脱硝技术而进行了开发和广泛应用。为应 对新的环保法规的要求，国外从90年已开始把SCR技术成功移植到 柴油汽车上，并相应进行了 SCR催化剂工艺技术和尿素还原剂的开发 验证，实现了工业化应用，例如，欧洲和日本。目前，欧洲的大多数 造商已经开始坚定不移的采用SCR技术来实现欧4和欧5标准。国外如此热衷于SCR技术的原因，主要是SCR具有很多优点，例 如，可以在排气温度250 550°C的范围内具有50 85%的NO,去除效 率，并能有效降低PM的排放水平；SCR能轻松满足欧4和欧5水平， 也具有达到欧6水平的潜力；目前达到欧4采用的SCR技术，发动机的燃油耗可降低3 6%; SCR催化剂不含有贵金属，比成本相对较低； SCR对车用燃油的质量，特别是硫含量不敏感。基于以上分析，SCR 后处理技术也最适合中国的车辆状况和车用燃油状况。
如果2008年在中国推广应用车载SCR后处理技术，必须解决好 尿素还原剂供应、尿素还原剂的剂量、尿素还原剂的雾化喷射、SCR 催化剂转换效率、氨气泄露量等至关重要的技术难点。上述各点都涉 及到尿素还原剂的问题。在这些问题中，尿素还原剂的雾化喷射是一 个关键点。它涉及到催化剂表面的堵塞问题、催化剂活性问题、尿素 还原剂腐蚀和结焦堵塞喷嘴的问题。
从化学角度分析，尿素在温度高于25CTC以上都会分解放出氨气， 以实现对NOX的清除。但实际上，尿素在喷嘴空腔中输送以及被雾化 喷射进发动机排气管中之前，或在脱离喷嘴的瞬间，可能因为瞬间温 度过热，使尿素还原剂发生聚合反应，生成三聚氰胺， 一种深褐色的 固体化合物，堵塞喷嘴的喷雾微孔，致使SCR故障报警，0BD亮灯。 高温使尿素还原剂堵塞雾化喷嘴的事故在发动机台架以及实际的整 车道路试验中时常发生。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种带辅助冷却功能的尿素还原剂 喷嘴，能根据喷嘴工作的环境和温度场，恰当解决喷嘴基体隔热和防 过热的问题，在市售双通路喷嘴的基础上，增加基于水、冷却液或空 气作为介质进行冷却的功能的隔热空腔，彻底解决尿素还原剂喷嘴问 题。本实用新型的技术方案是这样实现的 一种带辅助冷却功能的尿 素还原剂喷嘴，其特征在于在精密雾化喷嘴外部焊装一厚度
1. 5~2. 5mm的不锈钢板隔热保护空腔，保护空腔与精密雾化喷嘴之间 的间隙最大2mm，喷嘴离发动机增压器出口最近处；最小0.5mm，喷 嘴离发动机增压器出口最远处以及两个侧面；保护空腔中装有冷却介 质；保护空腔中的冷却介质可以自来水、车用防冻液或空气。 '在本实用新型中，为了防止腐蚀产物脱落堵塞催化剂的载体孔 道，隔热空腔必须采用不锈钢材质制造，板厚度影响耐热老化的寿命， 考虑到焊接工艺，选取2.0腿的不锈钢板为最佳。
本实用新型的积极效果在于消除尿素还原剂的结焦对喷嘴的堵 塞的危害，提高车载SCR系统的可靠性，具有实际的意义。
图1为本发明采用液体冷却的隔热空腔的结构
图2为本发明采用空气气垫冷却的隔热空腔的结构具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述 一种带辅 助冷却功能的尿素还原剂喷嘴，其特征在于在精密雾化喷嘴l外部
焊装一厚度1. 5-2. 5mm的不锈钢板隔热保护空腔2，保护空腔2与精 密雾化喷嘴1之间的间隙最大2mm，最小0. 5mm，保护空腔2中有自 来水、车用防冻液或空气冷却介质3。 '实施例1
如图1所示， 一种进口的SCR专用尿素还原剂喷嘴，双通路，基体材料为不锈钢，喷嘴微孔径为0. 2mm，梅花分布，恰当调节空气压 力和流量以及尿素还原剂压力和流量，常温下能使尿素还原剂形成雾 化颗粒从0. 5 50 tx m的气雾，有效促进SCR的去除N0X主反应的进行。此精密雾化喷嘴1安装到汽车的排气管中以前，首先根据其结构 外型，采用1.5mm厚度的不锈钢板，焊接成一个保护空腔2，该保护 空腔2同精密雾化喷嘴1基体之间的间隙最大处为2mm，应该在精密 雾化喷嘴1处于排气管的迎气面，即精密雾化喷嘴1离发动机增压器 出口最近处；最小处为0.5腿，应该在精密雾化喷嘴1处于排气管的 背气面，即精密雾化喷嘴1离发动机增压器出口最远处以及两个侧 面，保护空腔2的两侧分别焊接直径4mm的不锈钢管，采用自来水或 车用防冻液作作为冷却介质，调节流量5L/min，以此在精密雾化喷 嘴1的基体上形成防过热的屏障。把此精密雾化喷嘴1安装到汽车的排气管中，在热的尾气的作 用，精密雾化喷嘴1基体不产生过热，液流通畅，具体显示为流量控 制仪表显示的数值恒定，无波动，系统运行保持稳定。车辆行驶或发 动机运行1000小时后进行拆检，在精密雾化喷嘴1的出口处的微孔 无任何堵塞。实施例2如图2所示， 一种进口的SCR专用尿素还原剂喷嘴，双通路，基 体材料为不锈钢，精密雾化喷嘴1微孔径为0. 2mm，梅花分布，恰当 调节空气压力和流量以及尿素还原剂压力和流量，常温下能使尿素还 原剂形成雾化颗粒从0. 5 50 p m的气雾，有效促进SCR的去除NOX主反应的进行。
此精密雾化喷嘴安装到汽车的排气管中以前，首先根据其结构外
型，采用1.5mm厚度的不锈钢板，焊接成一个空腔，该保护空腔2同 精密雾化喷嘴1基体之间的间隙最大处为2mm，应该在精密雾化喷嘴 l处于排气管的迎气面，即喷嘴离发动机增压器出口最近处；最小处 为0. 5mm，应该在精密雾化喷嘴1处于排气管的背气面，即精密雾化 喷嘴1离发动机增压器出口最远处以及两个侧面，保护空腔2内的空 气进气道上钻1个直径lmra的气孔，促使压縮空气在隔热空腔内自然 泄露，充满隔热保护空腔2，而在精密雾化喷嘴1的另一侧的隔热空 腔的壁上钻1个直径0. 5mm的小气孔，使隔热保护空腔2中的压縮空 气自然泄露，如此形成的空气隔热垫，在精密雾化喷嘴1的基体上形 成防过热的屏障。
把此精密雾化喷嘴1安装到汽车的排气管中，在热的尾气的作 用，精密雾化喷嘴l基体不产生过热，液流通畅，具体显示为流量控 制仪表显示的数值无波动，系统运行保持稳定。车辆行驶或发动机运 行1000小时后进行拆检，在精密雾化喷嘴1的出口处的微孔无任何 堵塞。
权利要求1、一种带辅助冷却功能的尿素还原剂喷嘴，其特征在于在精密雾化喷嘴(1)外部焊装一隔热保护空腔(2)，保护空腔(2)与精密雾化喷嘴(1)之间的间隙最大2mm，最小0.5mm，保护空腔(2)中有冷却介质(3)。
2、 根据权利要求1所述的一种带辅助冷却功能的尿素还原剂喷 嘴，其特征在于所述的保护空腔(2)中的冷却介质(3)可以是自来 水、车用防冻液或空气。
3、 根据权利要求1所述的一种带辅助冷却功能的尿素还原剂喷 嘴，其特征在于所述的保护空腔(2)为厚度1. 5-2. 5皿的不锈钢板。
专利摘要本实用新型涉及一种带辅助冷却功能的尿素还原剂喷嘴，其特征在于在精密雾化喷嘴外部焊装一厚度1.5～2.5mm的不锈钢板隔热保护空腔，保护空腔与精密雾化喷嘴之间的间隙最大2mm，喷嘴离发动机增压器出口最近处；最小0.5mm，喷嘴离发动机增压器出口最远处以及两个侧面；保护空腔中装有冷却介质；保护空腔中的冷却介质可以自来水、车用防冻液或空气。应用于车载SCR后处理装备中的尿素还原剂的雾化和喷射，解决尿素喷射中的结焦堵塞问题，具有极高的可靠性。
文档编号F01N3/24GK201129202SQ20072009478
公开日2008年10月8日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者刘国军, 龙 崔, 张克金, 张苡铭, 赵家瑞, 郭英俊 申请人:中国第一汽车集团公司