一种SCR催化消声器装置的制作方法

本发明涉及一种消声器装置，具体涉及一种scr催化消声器装置。

背景技术：

scr技术是消除柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术之一，scr技术消除氮氧化物(nox)需要催化剂辅助，将催化剂涂覆在载体上，并对该载体添加的特殊材料及结构进行设计，从而起到消声的作用，然后封装完毕后，即称为scr催化消声器。

scr催化消声系统根据功能主要分为控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分。其中，scr系统的控制单元与发动机的控制单元(ecu)集成在一起，共同称为控制单元，主要是用来执行scr控制策略，并根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力传感器信号控制尿素剂量单元，并根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中；尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素供给单元、尿素喷射单元、加热组件及连接管路和线路，保证尿素溶液的充分雾化和分解；催化反应单元主要包括scr催化剂、载体及其封装，用来将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。

目前，在scr催化消声系统中，喷射单元通过喷嘴喷向催化反应单元的尿素水溶液在水解生成氨气的过程中会发生一系列复杂的化学反应，而伴随着化学反应过程中会生成多种中间产物，如缩二脲、三聚氰酸等；并附着在scr催化消声器的进气混合管路，尤其是尿素喷射落点的尿素结晶在高温下会缩合成缩二脲、三聚氰酸，甚至会生成三聚氰胺等，形成结石。在更高温度下也会发生分解，但上述中间产物分解的速度如果小于形成的速度，则结石就会不断积累，这样就大大增加了尿素水溶液碰壁的几率，加速了结晶形成。例如，对于使用排温、排气流量都相对较低的中小排量scr路线的发动机，尿素喷出后先发生水解，生成co2和nh3，在排温较低或者排气流量较低的情况下，由于液滴的惯性以及尿素水解热解速度较慢，在排气管壁温度较低或者局部气流流速较低，导致有部分尿素直接喷到管壁上，形成湿壁，湿壁蒸发吸热导致管壁温度进一步降低，逐渐积累出部分尿素结晶。由于scr进气混合器中的进气内层管与过渡连接板之间通常采用焊接的方式进行连接，从而在连接处会形成一条焊缝，而尿素喷嘴的三个喷孔发出的尿素液滴被吹到焊缝处的机率很大，容易在焊缝处形成结晶。对于7l及以下中型排量发动机，进气内层管直径通常设计为70～80mm，气体进入到进气内层管后，流速不足以把喷入的尿素及时吹走，还会在尿素喷嘴喷射出的喷束落点处形成结晶，同时对于低温低流速工况，尿素液滴易于内层管底部汇集难以蒸发，从而也会在内层管底部形成结晶。随着车辆运行里程的增加，结晶体有增长趋势。而且传统结构scr箱喷嘴安装角度有严格要求，要求至少在水平面以上，整车布置受限严重；再则尿素喷嘴裸露在箱体外部，运输及使用过程中尿素管路接头易断，导致故障率偏高。因此，亟需解决中型排量发动机废气流量小、流速低导致的尾气与尿素混合不充分，导致结晶严重的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种scr催化消声器装置，包括进气管和尿素喷嘴，还包括喷嘴保护装置和1级旋流器；所述喷嘴保护装置为内凹结构的前端盖，所述1级旋流器的外壁上设有以均匀间隔分布呈倾斜排列的多个第一叶片，并且所述多个第一叶片间存在空隙；所述尿素喷嘴垂直连接在所述前端盖的内凹结构的上表面上，所述1级旋流器安装在所述前端盖的内凹结构的下表面上，所述进气管穿过scr箱外壁并且所述进气管的出口方向垂直于所述1级旋流器的轴向方向，使得从所述进气管进入的发动机排气经由所述多个第一叶片间的空隙进入所述1级旋流器的管道内。

进一步，还包括前挡板和2级旋流器，所述前挡板垂直安装在scr箱内壁上，所述1级旋流器安装在所述前挡板和所述前端盖的内凹结构的下表面之间，所述2级旋流器安装在所述前挡板后部并相隔一定距离，使得所述2级旋流器与所述前挡板之间能形成一个混合腔。

进一步，所述尿素喷嘴的末端与所述前端盖的边缘齐平。

进一步，各所述第一叶片均为相同翼型的叶片。

进一步，所述2级旋流器的表面开有不同间距的小孔并且设有多个第二叶片。

进一步，所述小孔均为直径相同的圆孔。

进一步，各所述第二叶片均为相同翼型的叶片。

本发明的优点在于：

(1)将喷嘴保护装置设计为内凹形式的前端盖，将喷嘴垂直安装在scr催化消声器的前端盖处，“埋藏”起来，可将喷嘴有效保护起来，从而降低运输及使用过程中喷嘴接头的故障率；同时喷嘴末端与前端盖边缘平齐，可以有效节约安装空间；且scr催化消声器不受喷嘴安装角度影响，可以根据整车布置需求对进气口位置进行调整，使安装更灵活，适应性增强。

(2)气体由进气管进入壳体后，1级旋流器上面的旋流叶片与旋流管之间的间隙是气体流动的唯一通道，旋流叶片的结构形式可以使得进入的气流快速扰动起来，从而加快了混合气体的流速，降低了尿素结晶风险。尿素溶液垂直于气流方向喷入，便于尿素溶液与进入的尾气充分混合，可提高尿素利用率。

综上，本发明通过喷嘴保护装置，将尿素喷嘴“埋藏”在scr催化消声器壳体内，对尿素喷嘴起到有效的保护作用，并通过尿素喷嘴水平安装，使得进气口在壳体上360°方向旋转，具有安装灵活性及方便性的特点，可满足不同车型的布置需求；同时通过进气旋流结构的设计，可使尿素溶液与尾气充分混合，大大加快尾气的流动速度，有效提高尿素利用率、降低结晶风险。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明scr催化消声器。其中，1-进气管，2-喷嘴保护装置，3-尿素喷嘴，4-1级旋流器，5-前挡板，6-2级旋流器。

图2为本发明1级旋流器的结构示意图。其中，7-1级旋流器叶片。

图3为本发明2级旋流器的剖视图。其中，8-2级旋流器小孔，9-2级旋流器叶片。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

一种scr催化消声器装置，包括进气管1和尿素喷嘴3，还包括喷嘴保护装置2和1级旋流器4；所述喷嘴保护装置2为内凹结构的前端盖，所述尿素喷嘴3的末端与所述前端盖的边缘齐平，所述1级旋流器4的外壁上设有以均匀间隔分布呈倾斜排列的多个第一叶片7，并且所述多个第一叶片7间存在空隙，各所述第一叶片7均为相同翼型的叶片，见图2；所述尿素喷嘴3垂直安装在所述前端盖的内凹结构的上表面上，所述1级旋流器4安装在所述前端盖的内凹结构的下表面上，所述进气管1穿过scr箱外壁并且所述进气管1的出口方向垂直于所述1级旋流器4的轴向方向，使得从所述进气管1进入的发动机排气经由所述多个第一叶片7间的空隙进入所述1级旋流器4的管道内。

该实施例气体经进气管1进入scr催化消声器壳体内部，经1级旋流器4的第一叶片7间存在的空隙进入到1级旋流器4管道内。此时安装在喷嘴保护装置2内的尿素喷嘴3在ecu的控制下，根据不同工况将不同量的尿素喷入到1级旋流器4管道内，气体与尿素在1级旋流器4管道内相遇混合。1级旋流器4上设计的倾斜叶片结构能够让由此进入的气体旋流扰动起来，从而提高进入气体流动的速度，由此也加速了尿素的雾化，使得气体与尿素得以充分混合。实施例2

一种scr催化消声器装置，见图1，包括进气管1，尿素喷嘴3，喷嘴保护装置2，1级旋流器4，前挡板5和2级旋流器6；所述喷嘴保护装置2为内凹结构的前端盖，所述尿素喷嘴3的末端与所述前端盖的边缘齐平，所述1级旋流器4的外壁上设有以均匀间隔分布呈倾斜排列的多个第一叶片7，并且所述多个第一叶片7间存在空隙；所述2级旋流器6的表面开有不同间距的小孔8并且设有多个第二叶片9，其中，各小孔8均为直径相同的圆孔，且各第二叶片9均为相同翼型的叶片，见图3。所述尿素喷嘴3垂直安装在所述前端盖的内凹结构的上表面上，所述1级旋流器4安装在所述前端盖的内凹结构的下表面上，所述进气管1穿过scr箱外壁并且所述进气管1的出口方向垂直于所述1级旋流器4的轴向方向，使得从所述进气管1进入的发动机排气经由所述多个第一叶片7间的空隙进入所述1级旋流器4的管道内；所述前挡板5垂直安装在scr箱内壁上，所述1级旋流器4连接在所述前挡板5和所述前端盖的内凹结构的下表面之间，所述2级旋流器6安装在所述前挡板5后部并相隔一定距离，使得所述2级旋流器6与所述前挡板5之间能形成一个混合腔。

该实施例气体经进气管1进入scr催化消声器壳体内部，经1级旋流器4的第一叶片7间存在的空隙进入到1级旋流器4管道内。此时安装在喷嘴保护装置2内的尿素喷嘴3在ecu的控制下，根据不同工况将不同量的尿素喷入到1级旋流器4管道内，气体与尿素在1级旋流器4管道内相遇混合。1级旋流器4上设计的倾斜叶片结构能够让由此进入的气体旋流扰动起来，从而提高进入气体流动的速度，由此也加速了尿素的雾化，使得气体与尿素得以充分混合。混合后的气体经1级旋流器4的旋流管旋转流出，进入到前挡板5与2级旋流器6的混合腔，在此混合腔内，旋流管流出的旋流气体加快气体的扰动，扰动的气体促进气体与雾化后的尿素得以进一步的充分混合。2级旋流器6的表面开有不同间距的小孔8并且设有多个第二叶片9，在混合腔内再次充分混合的气体流经2级旋流器6时，会再次提高气体流速及混合度，同时最主要的是提高了进入载体的速度均匀性，可以加大催化转换器的利用率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。