尾气后处理装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种尾气后处理装置，属于发动机尾气后处理技术领域。


背景技术：

[0002]
现有的尾气后处理装置通常包括若干个串联布置的后处理单元，例如，柴油氧化器(doc)、柴油颗粒捕集器(dpf)以及选择性催化还原器(scr)。为了实现尿素液滴与尾气的均匀混合，以促进尿素的热解、水解，通常会在选择性催化还原器的上游设置混合器以及位于混合器中的尿素破碎板。当尿素液滴在尿素破碎板上破碎时，如何使尿素液滴与尾气的混合气流能够均匀地分散开以降低尿素结晶风险，是所属技术领域的技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于提供一种抗尿素结晶能力较强的尾气后处理装置。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种尾气后处理装置，其包括第一后处理单元、位于所述第一后处理单元的下游的第二后处理单元、位于所述第一后处理单元与所述第二后处理单元之间的混合腔体，所述混合腔体用以供尿素喷嘴向所述混合腔体内喷射雾化的尿素液滴；所述第一后处理单元包括第一壳体以及封装在所述第一壳体内的第一载体；所述第二后处理单元包括外壳体、位于所述外壳体内的第二壳体、封装在所述第二壳体内的第二载体以及位于所述外壳体与所述第二壳体之间的环形腔体；所述第二载体设有入口端部以及出口端部，其中所述入口端部相较于所述出口端部更远离所述混合腔体，所述环形腔体的一端与所述混合腔体相连通，所述环形腔体的另一端与所述入口端部相连通；所述尾气后处理装置设有用以破碎以及分流所述尿素液滴的破碎分流装置，所述破碎分流装置设有与所述出口端部相连通的出气腔体，所述破碎分流装置设有暴露在所述混合腔体内的正面以及暴露在所述出气腔体内的背面，所述破碎分流装置的正面设有向远离所述第一载体的方向凹陷的弧形凹陷部以及与所述弧形凹陷部相连通的若干分流槽，所述分流槽沿所述弧形凹陷部的径向延伸且呈散射状。
[0005]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述破碎分流装置的正面呈倾斜状，所述破碎分流装置设有靠近所述尿素喷嘴的第一端面以及远离所述尿素喷嘴的第二端面，其中所述第一端面与所述第一载体之间的距离小于所述第二端面与所述第一载体之间的距离。
[0006]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述弧形凹陷部的法线与所述第二载体的中心线之间的夹角呈锐角。
[0007]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述尾气后处理装置设有与所述出气腔体相连通的出气管，所述出气管固定于所述破碎分流装置，所述出气管贯穿所述外壳体且凸出于所述外壳体。
[0008]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述尾气后处理装置设有位于所述环形
腔体内且靠近所述混合腔体的环形混合器，所述环形混合器包括固定在所述第二壳体上的若干第一旋流片以及固定在所述第二壳体上的若干第二旋流片，所述第二旋流片位于所述第一旋流片的下游，所述第一旋流片的倾斜方向与所述第二旋流片的倾斜方向相同，所述第一旋流片和所述第二旋流片与所述外壳体的内表面不接触。
[0009]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述尾气后处理装置设有位于所述环形腔体内且远离所述混合腔体的支撑片，所述支撑片固定在所述第二壳体上且抵接在所述外壳体的内表面。
[0010]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一后处理单元与所述第二后处理单元沿直线布置、或者并排布置、或者垂直布置。
[0011]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一后处理单元还包括位于所述第一载体与所述混合腔体之间的第三载体，所述第一载体为柴油氧化器载体，所述第三载体为柴油颗粒捕集器载体，所述第二载体为选择性催化还原载体。
[0012]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述尾气后处理装置设有靠近所述入口端部且位于所述入口端部的上游的多孔板，所述多孔板包括位于中心的第一穿孔以及位于周边的若干第二穿孔，所述第一穿孔的尺寸大于所述第二穿孔的尺寸。
[0013]
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述破碎分流装置与所述第二壳体为两个独立的元件，且所述破碎分流装置与所述第二壳体焊接固定。
[0014]
相较于现有技术，本实用新型通过设置弧形凹陷部，在不额外增加整体尺寸的情况下，增大了尿素液滴与尾气的混合距离，有利于尿素蒸发和热解，降低了尿素结晶的风险；另外，通过设置与所述弧形凹陷部相连通的若干分流槽，且所述分流槽沿所述弧形凹陷部的径向延伸且呈散射状，当尿素液滴与尾气在弧形凹陷部内混合后，能够顺着所述分流槽向四周分散开，从而提高了气流的均匀性，降低了局部发生尿素结晶的风险，提高了尾气后处理装置的抗尿素结晶能力。
附图说明
[0015]
图1是本实用新型尾气后处理装置在一种实施方式中的立体示意图。
[0016]
图2是图1另一角度的立体示意图。
[0017]
图3是本实用新型尾气后处理装置的部分立体分解图。
[0018]
图4是图3另一角度的立体分解图。
[0019]
图5是第二后处理单元、破碎分流装置、出气管以及尿素喷嘴的部分立体分解图。
[0020]
图6是图5另一角度的部分立体分解图。
[0021]
图7图5中破碎分流装置、出气管以及第二壳体的主视图。
[0022]
图8是图7的仰视图。
[0023]
图9是图7的左视图。
[0024]
图10是图7的右视图。
[0025]
图11是图7的部分立体分解图。
[0026]
图12是图11另一角度的部分立体分解图。
[0027]
图13是沿图1中a-a线的剖面示意图。
具体实施方式
[0028]
请参图1至图13所示，本实用新型揭示了一种尾气后处理装置100，其包括第一后处理单元1、位于所述第一后处理单元1的下游的第二后处理单元2、位于所述第一后处理单元1与所述第二后处理单元2之间的混合腔体3、连接在所述第一后处理单元1的上游的进气组件9。所述混合腔体3用以供尿素喷嘴31向所述混合腔体3内喷射雾化的尿素液滴，以与尾气进行混合。请参图13所示，所述第一后处理单元1与所述第二后处理单元2沿直线布置，此时，所述尾气后处理装置100被称之为直线型尾气后处理装置。当然，在其它实施方式中，所述第一后处理单元1与所述第二后处理单元2也可以并排布置，此时，所述尾气后处理装置100被称之为并排型尾气后处理装置。在其他实施方式中，所述第一后处理单元1与所述第二后处理单元2还可以垂直布置。需要说明的是，直线型尾气后处理装置并不要求第一后处理单元1与第二后处理单元2完全对齐，而允许有一定的偏斜；类似地，并排型尾气后处理装置并不要求第一后处理单元1与第二后处理单元2相互平行，而允许有一定的角度。
[0029]
所述第二后处理单元2包括外壳体21、位于所述外壳体21内的第二壳体22、封装在所述第二壳体22内的第二载体23以及位于所述外壳体21与所述第二壳体22之间的环形腔体20。所述第二载体23设有入口端部231以及出口端部232，其中所述入口端部231相较于所述出口端部232更远离所述混合腔体3。所述环形腔体20的一端与所述混合腔体3相连通，所述环形腔体20的另一端与所述入口端部231相连通。如此设置，从混合腔体3流出的气流先流入环形腔体20，并自入口端部231折回流动，以提高尾气与尿素液滴的混合距离。
[0030]
所述第一后处理单元1包括第一壳体11以及封装在所述第一壳体11内的第一载体12。在本实用新型图示的实施方式中，所述第一后处理单元1还包括位于所述第一载体12与所述混合腔体3之间的第三载体13，其中所述第一载体12为柴油氧化器载体(doc)，所述第三载体13为柴油颗粒捕集器载体(dpf)，所述第二载体23为选择性催化还原载体(scr)。优选地，所述第二载体23包括两段以及位于这两段之间的空隙233，其中位于所述空隙233中的气流能够通过所述第二壳体22的管壁对所述环形腔体20中气流进行加热，以降低尿素结晶的风险。
[0031]
所述尾气后处理装置100设有位于所述第一后处理单元1的下游且位于所述混合腔体3的上游的旋流混合器4、安装在所述环形腔体20内的环形混合器5、安装在所述环形腔体20内且位于所述环形混合器5的下游的支撑片6。所述环形混合器5靠近所述混合腔体3，所述支撑片6远离所述混合腔体3。所述旋流混合器4可以作为初级混合器，用以将流出所述第三载体13的尾气形成旋流，以能够在混合腔体3中较好地包裹住尿素液滴；靠近所述混合腔体3的环形混合器5可以作为次级混合器，能够更好地实现尾气与尿素液滴的均匀混合。通过设置两级混合器，可以简化旋流混合器4以及环形混合器5本身的设计难度；而且，环形混合器5相较于现有的混合器更容易增加端面面积，以提高尾气与尿素液滴的混合效果。
[0032]
在本实用新型图示的实施方式中，所述环形混合器5包括固定在所述第二壳体22上的若干第一旋流片51以及固定在所述第二壳体22上的若干第二旋流片52，所述第二旋流片52位于所述第一旋流片51的下游，所述第一旋流片51的倾斜方向与所述第二旋流片52的倾斜方向相同，即同为顺时针或者逆时针。请参照图13所示，在本实用新型图示的实施方式中，所述第一旋流片51和所述第二旋流片52与所述外壳体21的内表面不接触；如此设置，一方面有利于提高对环形混合器5的热管理；另一方面，有利于调节气流的流动，降低背压。所
述支撑片6固定在所述第二壳体22上且抵接在所述外壳体21的内表面；如此设置，一方面能够通过所述支撑片6对所述第二壳体22的一端进行定位；另一方面，气流能够自位于所述支撑片6之间的狭槽穿过所述支撑片6，而流向所述第二载体23。优选地，所述支撑片6也倾斜设置，且倾斜方向与所述第一旋流片51以及所述第二旋流片52的倾斜方向相同。
[0033]
所述外壳体21设有面向所述入口端部231的导流罩24，所述支撑片6位于所述导流罩24的上游且靠近所述导流罩24。所述支撑片6能够起到一定的整流作用，以便于与导流罩24相配合，均匀地将气流分配到入口端部231。
[0034]
优选地，所述尾气后处理装置100设有靠近所述入口端部231且位于所述入口端部231的上游的多孔板25。在本实用新型图示的实施方式中，所述多孔板25包括位于中心的第一穿孔251以及位于周边的若干第二穿孔252。所述第一穿孔251的尺寸大于所述第二穿孔252的尺寸。当旋流状的气流经过所述多孔板25时，旋流状的气流受到离心力的作用，绝大部分气流会向外侧流动。本实用新型通过将第一穿孔251的尺寸设计为大于所述第二穿孔252的尺寸，从而有利于对气流进行分配，提高气流的均匀性。
[0035]
所述尾气后处理装置100设有用以破碎且分流所述尿素液滴的破碎分流装置7。所述破碎分流装置7与所述第二壳体22为两个独立的元件，且所述破碎分流装置7与所述第二壳体22焊接固定。所述破碎分流装置7设有与所述出口端部231相连通的出气腔体70。所述尾气后处理装置100设有与所述出气腔体70相连通的出气管8。所述出气管8固定于所述破碎分流装置7，所述出气管8贯穿所述外壳体21且凸出于所述外壳体21。所述破碎分流装置7设有暴露在所述混合腔体3内的正面71以及暴露在所述出气腔体70内的背面72。所述破碎分流装置7的正面71设有向远离所述第一载体12的方向凹陷的弧形凹陷部73以及与所述弧形凹陷部73相连通的若干分流槽74，所述分流槽74沿所述弧形凹陷部73的径向延伸且呈散射状。所述破碎分流装置7的正面71呈倾斜状，所述破碎分流装置7设有靠近所述尿素喷嘴31的第一端面711以及远离所述尿素喷嘴31的第二端面712，其中所述第一端面711与所述第一载体12之间的距离小于所述第二端面712与所述第一载体12之间的距离。所述弧形凹陷部73的法线731与所述第二载体23的中心线230之间的夹角呈锐角。如此设置，从尿素喷嘴31喷出来的尿素液滴能够在破碎分流装置7上进一步发生破碎，使之成为更小的颗粒，便于尿素的蒸发和热解；弧形凹陷部73有利于将尾气与尿素液滴的混合气流沿着径向向外均匀分布到环形腔体20中。破碎分流装置7的正面71暴露在混合腔体3中，从而能够利用第一后处理单元1的出口尾气的热量对正面71进行加热，从而也对位于正面71的尿素液滴起到加热作用，降低了因表面温度过低而造成尿素结晶的风险；另外，通过将出气管8前端的气流导入，从而能够利用第二后处理单元2的出口尾气的热量对破碎分流装置7的背面72进行加热，进一步提高了破碎分流装置7的温度，降低了尿素结晶风险。通过利用尾气对破碎分流装置7的正面71和背面72进行加热，这有利于缩短发动机冷启动阶段时间，从而优化排放。
[0036]
相较于现有技术，本实用新型通过设置弧形凹陷部73，相较于弧形凸起表面，在不额外增加尾气后处理装置100整体尺寸的情况下，增大了尿素液滴与尾气的混合距离，有利于尿素蒸发和热解，降低了尿素结晶的风险；另外，通过设置与所述弧形凹陷部73相连通的若干分流槽74，且所述分流槽74沿所述弧形凹陷部73的径向延伸且呈散射状。当尿素液滴与尾气在弧形凹陷部73内混合并反射后，气流能够顺着所述分流槽74向四周分散开，从而
提高了气流的均匀性，降低了局部发生尿素结晶的风险，提高了尾气后处理装置100的抗尿素结晶能力。
[0037]
以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。