用于发动机后处理的集成式DOC-DPF-SCR总成装置的制作方法

本发明涉及柴油机发动机后处理技术领域，特别是涉及一种用于发动机后处理的集成式doc-dpf-scr总成装置。

背景技术：

现有技术中，doc-dpf-scr装置只集成了排温传感器座、氮氧传感器座、尿素喷嘴座等，其对应的传感器及其附件、线束等需要主机厂自行安装固定，主机厂装配时很容易出现误装的问题，目前满足国vi排放标准的后处理系统包括4个排温传感器，分别为doc(氧化催化器)前排温传感器、doc后排温传感器、dpf(柴油颗粒过滤器)后排温传感器、scr(选择性催化还原)后排温传感器，一旦排温传感器顺序接错，会导致dpf无法正常再生、尿素无法正常喷射或尿素过喷的现象，从而出现尿素结晶、排放超标等问题。同时各个传感器及执行器的线束布置混乱，容易出现高温烤化失效的问题。此外，国vi后处理系统使得整车布置困难及复杂问题。

技术实现要素：

本发明的目的是至少解决上述缺陷与不足之一，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种用于发动机后处理的集成式doc-dpf-scr总成装置，包括根据废气的流向依次设置的doc氧化催化器、dpf柴油机微粒过滤器、尿素混合器以及scr催化转化器,废气进气口设置在所述doc氧化催化器的一侧，废气出气口设置在所述scr催化转化器的一侧，所述doc氧化催化器的前、后端分别设有第一排温传感器和第二排温传感器，所述doc氧化催化器的进气端设有第一氮氧传感器，所述dpf柴油机微粒过滤器的后端设有第三排温传感器，所述dpf柴油机微粒过滤器的进、排气端均设有压力传感器,所述尿素混合器上集成有尿素喷嘴，所述尿素喷嘴的周围设有尿素喷嘴保护架，所述scr催化转化器的后端设有第四排温传感器，所述scr催化还原器的出气端设有第二氮氧传感器，所述scr催化还原器的一侧设有氮氧传感器保护架，氮氧传感器的控制单元通过螺栓固定在所述氮氧传感器保护架上。

进一步地，所述压差传感器通过压差传感器固定支架焊接在所述scr催化还原器上靠近所述dpf柴油机微粒过滤器的一端。

进一步地，还包括后处理过渡线束以及相应的接插件，所述过渡线束通过筒体支架固定在所述doc-dpf-scr总成装置的筒体上，所述接插件能够将所述尿素喷嘴、第一排温传感器、第二排温传感器、第三排温传感器、第四排温传感器、第一氮氧传感器、第二氮氧传感器以及压差传感器的线束进行集成后与所述过渡线束的一端连接，所述过渡线束的另一端与整车线束连接。

进一步地，所述doc氧化催化器与所述dpf柴油机微粒过滤器之间通过卡箍连接，所述dpf柴油机微粒过滤器与所述尿素混合器之间通过卡箍连接。

进一步地，所述废气进气口与所述废气出气口均设有圆形法兰盘。

进一步地，所述第一氮氧传感器和所述第二氮氧传感器均通过连接线束与所述氮氧传感器的控制单元连接。

进一步地，所述第一排温传感器、第二排温传感器、第三排温传感器、第四排温传感器、第一氮氧传感器、第二氮氧传感器以及压差传感器均与发动机的电子控制单元ecu通信连接。

本发明的优点如下：

(1)本发明采用高集成度的doc-dpf-scr封装总成设计，保证国vi后处理系统标定的准确性，提升国vi后处理系统的排放一致性及适应性。

(2)本发明可实现doc-dpf-scr总成装置的模块化设计，应用于不同排量的发动机，通用性强。

(3)本发明整车布置简单，便于运输、安装，并且能够减少整车厂错漏装。

(4)本发明的尿素喷嘴保护架、氮氧传感器保护架、压差传感器固定支架可以有效对尿素喷嘴及传感器进行防护，可靠性高。

(5)本发明采用后处理过渡线束的集成设计，便于整车端的线束连接及安装固定。

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。

图1为本发明实施例提供的集成式doc-dpf-scr总成装置的示意图。

图2为本发明实施例提供的集成式doc-dpf-scr总成装置的氮氧传感器保护架结构图，其分别示出了正视图和俯视图。

图3为本发明实施例提供的集成式doc-dpf-scr总成装置的压差传感器固定支架的正视图。

图4为本发明实施例提供的集成式doc-dpf-scr总成装置的过渡线束的另一布置示意图。

图5为本发明实施例提供的集成式doc-dpf-scr总成装置的过渡线束的另一布置示意图。

图中附图标记如下：

1-doc氧化催化器2-dpf柴油机微粒过滤器

3-尿素混合器4-scr催化转化器

51-废气进气口52-废气排气口

61-第一排温传感器62-第二排温传感器

63-第三排温传感器64-第四排温传感器

71-第一氮氧传感器72-第二氮氧传感器

8-压差传感器9-氮氧传感器保护架

10-尿素喷嘴11-尿素喷嘴保护架

12-后处理过渡线束121-接插件

122-较粗的线束123-较细的线束

124-整车线束的接口13-dpf拆卸卡箍

14-压差传感器固定支架141-盖板

142-压力端口143-螺栓

144-螺栓15-筒体支架

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。

图1示出了根据本发明的实施方式提供的用于发动机国vi后处理系统的集成式doc-dpf-scr总成装置的结构示意图。如图1所示，本装置包括根据废气的流向依次设置的doc氧化催化器1、dpf柴油机微粒过滤器2、尿素混合器3以及scr催化转化器4，废气进气口51设置在doc氧化催化器1的一侧，用于接收来自发动机排气系统的尾气，废气出气口52设置在scr催化转化器4的一侧，用于排出经过scr处理后的尾气。废气进气口51与废气出气口52均采用圆形法兰结构与排气管连接，使得整车的适用性更强。

doc氧化催化器1的前、后端分别设有第一排温传感器61和第二排温传感器62，第一排温传感器61测量doc氧化催化器1的起燃温度，第二排温传感器62测量dpf柴油机微粒过滤器2的入口温度。doc氧化催化器1的进气端设有第一氮氧传感器71，用于测量scr后处理前的nox浓度。

dpf柴油机微粒过滤器2的后端设有第三排温传感器63，将第三排温传感器63设置在dpf柴油机微粒过滤器2的后端，测得的气体参数更加准确。dpf柴油微粒过滤器2的进、排气端均设有压差传感器8，用于准确测量dpf柴油微粒过滤器2两端的压差信号。由于dpf部件上的温度较高，将压差传感器固定支架14布置在scr催化转化器4上。

压差传感器固定支架14通过焊接方式固定在doc-dpf-scr总成筒体上，如图3所示，压差传感器8通过螺栓144固定在压差传感器固定支架14上，该固定支架可以满足压力端口142必须垂直向下的安装要求，保证压差传感器8的测量精度及dpf标定的准确性，并防止接插件的意外损坏。

此外，压差传感器固定支架14上设有盖板141可以避免雨水冲刷、污泥飞溅、石块冲击等潜在失效风险，具体实施中，将盖板141通过螺栓143固定在压差传感器固定支架14上。

dpf柴油机微粒过滤器2的前、后两端均设有dpf拆卸卡箍13，通过dpf拆卸卡箍13将dpf柴油机微粒过滤器2与doc氧化催化器1、尿素混合器3分别连接，接口形式灵活，可实现快速拆卸，便于dpf拆卸维修，使得整车匹配适用性较强。

尿素混合器3的顶部集成有尿素喷嘴10，尿素喷嘴10的周围设有尿素喷嘴保护架11，尿素喷嘴保护架11固定在尿素混合器3上。尿素喷嘴10设置在尿素混合器3的顶端能够更好地将尿素液滴与废气充分地雾化混合，提高nh3均匀性，避免尿素结晶。尿素喷嘴保护架11将尿素喷嘴10包围，能够避免尿素喷嘴10在运输及整车装配过程中发生磕碰。

尿素喷嘴10、尿素喷嘴保护架11与尿素混合器3的固定连接可以采用多种方式，例如，采用焊接、铆接以及螺栓连接等，本发明不具体限定。优选实施中，尿素喷嘴10通过螺栓与尿素混合器3固定连接，便于对尿素喷嘴10进行拆装与更换，尿素喷嘴保护架11也通过螺栓固定在尿素混合器3上。

scr催化转化器4的后端设有第四排温传感器64，scr催化转化器4的出气端设有第二氮氧传感器72，用于测量经scr处理后的nox浓度。

scr催化转化器4的一侧设有氮氧传感器保护架9，两个氮氧传感器的控制单元均通过螺栓固定在氮氧传感器保护架9上。如图2所示，氮氧传感器保护架9为钣金件，安装简便，既能为传感器控制单元提供安装固定位置，又能同时对控制单元起到防护作用，同时便于维修时的拆检或更换。

本装置还包括后处理过渡线束12以及相应的接插件121，由于线束跌落到doc-dpf-scr总成的筒体上或者距离较近时存在被高温烤化的风险，将过渡线束12通过筒体支架15固定在doc-dpf-scr总成的筒体上，后处理过渡线束12的接插件121为一个32针的接插件，通过过渡线束12的接插件能够将尿素喷嘴10、第一排温传感器61、第二排温传感器62、第三排温传感器63、第四排温传感器64、第一氮氧传感器71、第二氮氧传感器72以及压差传感器8的线束进行集成，其与整车线束对插装配后能够实现即插即用，便于整车端的线束连接及安装固定。

后处理过渡线束12的布置方式、布置位置、大小以及粗细可以根据不同传感器的位置灵活多样布置来适应整车安装要求，实现doc-dpf-scr总成装置的集成化、模块化、通用化的设计要求，本发明不具体限定。

如图4所示，在另一实施方式中，过渡线束12由较粗的线束122和较细的连接各传感器的线束123组成，较粗的线束122的长度较长，将一根较粗的线束122通过筒体支架15固定在筒体的一侧，将不同的传感器通过较细的线束123集成连接到该较粗的线束122上，再通过该较粗的线束122的接插件与整车上对应的接插件连接，与整车连接的接口124如图中所示，设置在scr催化转化器4靠近出气口的一端。该过渡线束12的接插件是一个32针的总接插件，不需要将每个传感器分别与整车上对应的传感器对插连接，防止接插错误以及线束布置混乱。

如图5所示，在另一实施方式中，过渡线束12由较粗的线束122和较细的连接各传感器的线束123组成，较细的线束123的长度较长，将多根连接不同传感器的较细的线束123通过筒体支架15固定在筒体的一侧，再将这些较细的线束123集成连接到较粗的线束122上，通过较粗的线束122上的接插件与整车上对应的接插件连接，与整车连接的接口124如图中所示，设置在scr催化转化器4靠近出气口的一端。

本发明的工作过程如下：

具体工作时，发动机废气从进气口51进入doc氧化催化器1中，废气在doc氧化催化器1的筒体中进行氧化反应，去除废气中的碳氢化合物hc和一氧化碳co，同时提高进入dpf柴油机微粒过滤器2的废气温度。提高dpf的入口温度，有利于dpf的主动再生。废气由doc氧化催化器1的筒体直接进入dpf柴油机微粒过滤器2的筒体中，通过dpf柴油机微粒过滤器2的颗粒捕集作用，过滤掉废气中的pm。然后废气进入尿素混合器3混合，此处在合适的温度时，尿素喷嘴10喷射尿素溶液，尿素溶液和废气在尿素混合器3中充分混合后，尿素溶液分解的nh3进入scr催化转化器4，并在此进行选择性还原反应，去除废气中大部分的nox，然后通过出气口52排进大气中，尾气经后处理后满足国vi排放标准。

本发明提供的集成式doc-dpf-scr总成装置能够应用于国vi后处理系统，该装置集成了多个排温传感器、氮氧传感器、压差传感器以及尿素喷嘴等附件，并且通过不同结构的保护支架对尿素喷嘴、氮氧传感器、压差传感器进行防护，防止运输装配及整车使用过程中的磕碰损坏。

同时，后处理过渡线束的设计方案，可以根据不同传感器的位置实现灵活多样，可以很好地适应国vi整车安装要求，实现doc-dpf-scr总成装置的集成化模块化通用化的设计要求。

此外，本装置可以节省国vi后处理系统的布置空间，有利于主机厂实现即插即用，提高装配效率，减少后处理系统的错漏装。同时集成式的设计，可靠性高，布置简洁，可以保证生产一致性及美观，在性能开发时固化各项排放性能指标，提高国vi排放一致性及耐久性。

需要指出的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

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。