一种适配稀薄燃烧汽油机的SCR装置及尾气后处理系统的制作方法

本技术涉及稀薄燃烧汽油机的尾气后处理，具体涉及一种适配稀薄燃烧汽油机的scr装置及尾气后处理系统。

背景技术：

1、近年来，为应对能源危机及气候变化，各国发布了更严苛的油耗排放法规，作为车用动力源，汽油机仍将存在相当长时间，汽车厂商需不断提升整车燃油经济性。稀薄燃烧系统能使燃油发挥出较大的效率，使汽油机燃烧室内的燃烧更加安全，大大地降低了汽油机的燃油消耗率，是汽油车降低油耗有效的方案。

2、稀薄燃烧时，过量空气系数λ＞1，属于富氧环境，nox生成物相对较多，hc、co生成物相对较少，因此非常不利于nox的还原，现有的传统汽油车上的三元催化器已经无法适应稀薄燃烧技术的应用。

3、目前现有稀薄燃烧后处理技术路线主要有:twc(三元催化转化器)+lnt(稀燃nox捕集)、twc+pscr(被动选择性催化转化器)、twc+lnt+pscr；其中twc能起到对hc、co的高效氧化作用，lnt用于捕集排气中的nox，lnt载体上的碱金属或碱土金属化合物(如ba等)吸附nox形成硝酸盐或亚硝酸盐，pscr也能捕集部分nox,但是能力较弱。表1给出了不同燃烧方式下多种后处理单元的作用。

4、表1

5、

6、采用了lnt的后处理技术路线，nh3是由twc在浓燃条件下生成，为了处理nox污染物，发动机燃烧模式需进行浓燃和稀薄燃烧的切换，发动机不能一直工作在稀薄燃烧的工况下，导致油耗增加，实际节油效果一般，背离了稀薄燃烧降油耗的开发初衷，并且twc、lnt催化剂贵金属负载量大，从而导致催化器的成本很高；

7、在twc+pscr、twc+lnt+pscr这两条技术路线中，nh3是由twc在浓燃条件下生成，难以控制及预测，标定较难，在高温下lnt中形成的硝酸盐比在低温下更不稳定，导致在稀/浓燃过渡时产生nox尖峰，从而降低整体nox转化率，且极易受硫中毒的影响，需要定期高温再生，最终导致lnt性能退化；

8、twc产生nh3的最佳温度在500°左右，而scr在250°-350°时对nox的转化效率最高，对于稀薄燃烧发动机热管理要求很高，使得技术可行性较差。

9、如果取消lnt，选择采用twc+pscr的技术路线中，nh3是由twc在浓燃条件下生成被动生成，控制逻辑复杂，标定成本较高，由pscr进行nox捕集，pscr存储nox能力弱，且受温度影响较大，标定的成本及难度更加高，现有技术方案实现成本高，技术可行性差，不稳定性高。

10、在柴油机上使用的ascr(主动选择性催化转化器)方案虽然成熟、可靠，但是目前都是在柴机油的商用车底盘上进行布置，采用柴机油的商用车底盘及整车空间较大，scr系统的混合器及尿素喷射单元布置在横纵梁中间，整体离地间隙较高，比较容易布置；但是汽油车底盘较低，给scr混合器布置的空间较小；如果参照现有柴油机轻卡scr和喷射单元的布置方案，需要大改汽油车底盘结构，技术可行性差。

技术实现思路

1、针对上述问题，本实用新型提供了一种适配稀薄燃烧汽油机的scr装置及尾气后处理系统，其可以很好的适配汽油车，无需改动汽油车底盘，使得汽油机可以一直处于稀薄燃烧状态，不需要进行稀燃浓燃切换，稀薄燃烧的nox全部由scr装置供给的nh3进行还原处理，能达到稀薄燃烧节油的初衷，并且实现成本低，技术可行性高。

2、其技术方案是这样的：一种适配稀薄燃烧汽油机的scr装置，包括相连接的喷射管，过渡管、混合器以及scr催化器，其特征在于：

3、所述喷射管的直径小于混合器的直径设置，所述过渡管包括相连通的大端口与小端口，所述过渡管的小端口与所述喷射管相连接，所述过渡管的大端口与所述混合器相连接，所述喷射管上设有倾斜设置的喷射管座，所述喷射管座上安装有尿素喷射装置。

4、进一步的，在所述喷射管内且位于所述喷射管座的喷射口的后侧设置有尿素破碎挡板，所述尿素破碎挡板上开设有若干窗口，所述窗口上设置有向外侧倾斜的叶片。

5、进一步的，所述尿素破碎挡板采用格栅板，所述格栅板上的栅格构成所述窗口，所述叶片与所述窗口配合形成的气流开口在横向或纵向上交错设置。

6、进一步的，在所述喷射管内且位于所述尿素破碎挡板的前侧设置有导流板。

7、进一步的，所述混合器包括外筒体和设置在所述外筒体内侧的内筒体，所述外筒体与所述内筒体之间形成有环形通道，在所述外筒体内且位于靠近所述过渡管的前侧设置有前封板，前封板将所述内筒体的前侧开口封堵，所述前封板上设有缺口，所述缺口位置处还设置有堵板将所述环形通道阻断，在所述内筒体靠近所述堵板处还设置内筒体进气口，气流从所述缺口进入，绕所述环形通道流动后从所述内筒体进气口进入所述内筒体中，在所述外筒体内且位于远离所述过渡管的后侧设置有后封板，所述后封板正对所述内筒体位置处设有缺口构成内筒体出气口。

8、进一步的，所述环形通道内还设置有气流挡板。

9、进一步的，所述前封板上的缺口位于所述前封板的最下端。

10、进一步的，所述过渡管采用偏心锥管，所述过渡管的小端口的最下端与所述过渡管的大端口的最下端相齐平，或者低于所述过渡管的大端口的最下端。

11、一种适配稀薄燃烧汽油机的尾气后处理系统，其特征在于，包括顺序设置的goc单元、gpf单元以及scr单元，所述scr单元采用上述的适配稀薄燃烧汽油机的scr装置。

12、进一步的，所述goc单元与gpf单元一体设置，所述scr单元与所述goc单元、gpf单元分离设置，所述gpf单元的出气口通过排气管连接所述scr单元的进气口。

13、本实用新型的适配稀薄燃烧汽油机的scr装置，设计了直径小于混合器、scr催化器的喷射管，并将尿素喷射装置座安装在喷射管上，能够有效的降低scr装置的整体安装的高度，能有效的提高离地间隙，适配汽油车底盘；本实用新型的适配稀薄燃烧汽油机的scr装置可以主动喷射尿素，尿素从喷射管座上喷射到尿素破碎挡板上，提高尿素热解水解的效率，喷射管座前段还有一个导流板，可以调整进气气流的方向，对喷射管底部的存积的尿素进行吹扫，避免结晶，并且由于尿素喷射装置安装在喷射管上，尿素喷射装置可以随着在喷射管周向180°方向可调节，可以更加灵活的布置尿素喷射装置，提高了通用性，可以更好的适配不同的汽油车底盘，降低开发及管理成本。

14、本实用新型的适配稀薄燃烧汽油机的尾气后处理系统，发动机可以一直处于稀薄燃烧状态，产生的hc、co可以由goc单元进行氧化，产生的pm可以由gpf单元进行捕集，生成的nox，可以通过scr的尿素喷射装置主动喷射，在scr催化器上进行还原，稀薄燃烧发动机不需要进行稀燃浓燃切换，稀薄燃烧的nox全部由scr装置供给的nh3进行还原处理，能达到稀薄燃烧节油的初衷；

15、本实用新型的适配稀薄燃烧汽油机的尾气后处理系统的氧化型催化器goc上只要涂覆少量的铂钯，只需保证hc、co的氧化反应，贵金属含量较twc少，同时，尿素存储、喷射及scr催化器的成本比lnt+pscr的成本低；

16、并且，本实用新型的适配稀薄燃烧汽油机的尾气后处理系统中的goc单元、gpf单元、scr单元各个部件单独工作，nh3主动生成，控制逻辑、标定成本较现有技术的方案低，技术可行性高。