[发明专利]一种圆筒型集成可拆卸尿素喷嘴的后处理器总成

说明书

本发明提供了一种圆筒型集成可拆卸尿素喷嘴的后处理器总成，将尿素喷嘴直接集成布置在后处理器上并与尿素混合器配合使用，同时在尿素喷嘴座与后处理器的连接处由传统的喷嘴座与管路焊接方式改为法兰密封垫连接方式，在保证密封的同时保证尿素喷嘴的可拆卸可观察结构，可随时拆卸检查后处理器内部和混合器是否产生尿素结晶，可随时拆卸清理内部产生的尿素结晶，本发明是一种集成型的、模块化的、带混合器的、可拆卸清理检查的、简单低成本的圆筒型集成可拆卸尿素喷嘴后处理器结构，可很好地解决管路尿素喷嘴布置困难、尿素混合均匀性难保证、抗尿素结晶能力不足等问题的后处理系统，具备很强的布置优势及市场竞争力。

技术领域

本发明专利属于商用车选择催化还原环保零部件领域，涉及一种圆筒型集成可拆卸尿素喷嘴的后处理器总成，适用于满足国IV、国V、国VI法规的柴油商用车。针对整车尿素喷嘴布置困难，管路易形成尿素结晶的SCR后处理系统。

背景技术

柴油发动机国Ⅳ、国Ⅴ、国Ⅵ的排放法规中排气污染物(主要是颗粒和氮氧化合物NOx)的限值，与国Ⅲ排放法规相比降低很多。在发动机机内很难同时实现降低上述两种排气污染物，SCR(选择催化还原)系统能有效降低排气污染物中氮氧化合物的含量，使发动机的排气污染物满足排放法规要求。

随着SCR技术的大量应用，作为还原剂的尿素水溶液需要提前通过尿素喷嘴喷射入排气管路中与废气充分混合均匀，以供在后处理器载体上与NOx发生氧化还原反应。但尿素喷嘴的布置要求比较苛刻，现有的尿素喷嘴布置方式存在以下技术问题：

尿素喷嘴布置在管路上，有尿素喷嘴与管路轴线夹角、喷嘴座焊接高度、尿素喷嘴与管路偏置等布置要求。现有管路布置方案的弯管及管路焊接工艺很难满足上述要求，同时由于尿素具有腐蚀性，要求所有与尿素接触的管路都必须采用不锈钢材料，成本较高。尿素水溶液可能产生尿素结晶，现有管路布置方案的管路尿素结晶可能产生泄漏、腐蚀，大大影响美观性。同时影响排气系统背压，甚至堵塞管路及后处理器。如发生尿素结晶，则这部分尿素则无法作为SCR反应的还原剂氨气参加选择催化还原反应，可能造成整车氮氧化物超标故障，甚至限值整车输出扭矩；尿素水溶液可能产生尿素结晶，但现有管路布置方案无法随时观察后处理器内部是否产生结晶。一旦产生结晶，现有管路布置方案同样无法清理后处理器内部产生的结晶。

尿素水溶液水解需要持续的高温(140℃)，现有单层外壳管路布置方案的管路内壁温度下降很快，系统热利用率低，无法保证持续高温。尿素水溶液的液滴需充分的与气流接触、冲击、破碎来保证氨气的蒸发率，现有无混合器的布置方案无法保证尿素液滴与气流的充分混合，无法保证尿素混合均匀性及氨气蒸发率。尿素水溶液的混合与水解需要一定的反应时间，现有管路布置方案需布置较长的管路(≥500mm)以保证混合与水解时间，不利于节省空间。

整车尿素罐布置在排气系统之后，尿素喷嘴及尿素罐之间需尿素供给管路进行连接。现有管路布置方案的尿素喷嘴与尿素罐之间的距离较长，供给管路也较长，不利于降重降成本。整车开发存在多种车型(载货、牵引、自卸、危化品等)，需尽量通用化、集成化、模块化来保证产品多样性。现有管路布置方案不利于通用化、集成化、模块化。

为解决上述问题，就要求排气系统在保证尿素混合均匀性的同时降低尿素结晶风险。同时要求一旦结晶真的发生，也需要有可观察可清理结晶的结构。

因此，现在急需一种能解决上述问题的、在后处理器上集成型的、模块化的、保证密封的、带混合器的、抗尿素结晶能力强的、热利用率高的、可拆卸清理检查的、简单低成本的圆筒型集成可拆卸尿素喷嘴后处理器结构，可以降低布置难度，实现尿素的均匀混合和很强的抗尿素结晶能力。

发明内容