后处理装置和发动机的制作方法

1.本实用新型涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种后处理装置和发动机。


背景技术：

2.当前柴油机后处理的封装设计型式包含如下四种：筒形、u形、s形、方形。其中，u型催化消声器的综合特性较优，适配道路车型比较便利。在u型设计的基础上，如何进一步降低背压，降低结晶风险，提高氨混合均匀性是进一步优化设计的主要需求。
3.然而，传统u型催化消声器的设计在降背压方面没有更优化的设计要点，并且在scr转化效率及降低结晶风险的性能等方面也没有更优化的设计要点。特别的，有些u型催化消声器虽然在降低背压方面进行了优化，但是其传感器以及执行器数量翻倍，且控制技术难以实现，导致装置的成本较高且占用空间较大。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种后处理装置和发动机，用以解决现有技术中后处理装置scr效率低且背压高的缺陷，实现了提高scr转化效率以及降低背压的技术效果。
5.根据本实用新型第一方面实施例的后处理装置，包括：
6.转接器，在同一侧形成有第一转接口和第二转接口；
7.scr组件、doc组件和dpf组件，doc组件和dpf组件连接以形成氧化过滤模块，所述氧化过滤模块与所述scr组件通过所述转接器连接且并排设置在所述转接器的同一侧；
8.所述dpf组件安装在所述第一转接口处，所述scr组件通过扩口管安装在所述第二转接口处，且所述扩口管的进气端连接所述第二转接口，所述扩口管的出气端连接所述scr组件的进气端；
9.其中，所述扩口管的进气端的直径小于所述扩口管的出气端的直径，且所述第二转接口的直径小于所述scr组件的进气端的直径。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述scr组件包括从内向外依次设置的scr载体、scr衬垫、scr封装壳体、隔热夹层和隔热罩。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述scr载体呈圆柱形且用于涂抹催化剂，所述scr载体的直径大于所述第二转接口的直径。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述扩口管的出气端固定连接在所述scr封装壳体上。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述扩口管的进气端形成有向外凸起的驼峰部，所述驼峰部与所述第二转接口通过卡箍实现固定连接。
14.根据本实用新型的一个实施例，从所述扩口管的进气端到所述扩口管的出气端，所述扩口管的直径逐渐增大。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述scr组件的出口端连接有排气管件；在远离所述scr组件的方向上，所述排气管件的直径逐渐减小。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述排气管件沿其中心轴对称设置，且所述scr组件的中心轴线、所述第二转接口的中心轴线和所述排气管件的中心轴线均相互平行。
17.根据本实用新型的一个实施例，所述排气管件的斜面坡度的范围为15
°
至75
°
。
18.根据本实用新型第二方面实施例的发动机，包括：
19.如本实用新型第一方面实施例所述的后处理装置。
20.根据本实用新型实施例的后处理装置，利用扩口管实现转接器与更大直径的scr组件之间的连接，由于在扩口管的扩口作用下，scr组件的进气端直径大于转接器的第二转接口直径，因此扩口管的设置增大了scr组件的体积，这样，本实用新型的后处理装置通过增大scr组件的体积，一方面，不仅增大了scr组件内承载催化剂的scr载体的体积，从而增大催化剂的涂敷面积，进而提高了scr转化效率；另一方面，还可以增大scr载体的横截面积，从而增大了scr组件内可供尾气流通的流通面积，进而实现降低背压的目的。
21.此外，通过扩口管实现转换器和scr组件之间的连接，结构简单，装置的安装、拆卸、更换和维修等过程都更加便捷，并且，通过安装和更换不同直径大小的扩口管，还可以使得后处理装置适配各种不同尺寸大小的scr组件。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本实用新型提供的后处理装置的结构示意图；
24.图2是本实用新型提供的后处理装置的剖视图；
25.图3是本实用新型提供的扩口管和scr组件的装配示意图；
26.图4是本实用新型提供的扩口管安装至scr组件时的剖视图；
27.图5是本实用新型提供的扩口管的结构示意图；
28.图6是本实用新型提供的scr载体和scr衬垫的结构示意图；
29.图7是本实用新型提供的scr封装壳体的结构示意图；
30.图8是本实用新型提供的隔热罩的结构示意图；
31.图9是本实用新型提供的排气管件的结构示意图；
32.图10是本实用新型提供的doc组件的结构示意图；
33.图11是本实用新型提供的dpf组件的结构示意图；
34.图12是本实用新型提供的转接器的结构示意图。
35.附图标记：
36.1、转接器；11、第一转接口；12、第二转接口；13、喷嘴；
37.2、scr组件；21、scr载体；22、scr衬垫；23、scr封装壳体；24、隔热夹层；25、隔热罩；
38.3、doc组件；4、dpf组件；5、扩口管；51、驼峰部；6、排气管件；61、排气口。
具体实施方式
39.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的
附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.下面参考附图描述本实用新型提供的一种后处理装置和发动机。
41.如图1至图12所示，根据本实用新型第一方面实施例的后处理装置，包括转接器1、scr组件2、doc组件3和dpf组件4。
42.转接器1在同一侧形成有第一转接口11和第二转接口12。doc组件3和dpf组件4连接以形成氧化过滤模块，氧化过滤模块与scr组件2通过转接器1连接且并排设置在转接器1的同一侧。
43.dpf组件4安装在第一转接口11处，scr组件2通过扩口管5安装在第二转接口12处，且扩口管5的进气端连接第二转接口12，扩口管5的出气端连接scr组件2的进气端。
44.其中，扩口管5的进气端的直径小于扩口管5的出气端的直径，且第二转接口12的直径小于scr组件2的进气端的直径。
45.根据本实用新型实施例的后处理装置，利用扩口管5实现转接器1与更大直径的scr组件2之间的连接，由于在扩口管5的扩口作用下，scr组件2的进气端直径大于转接器1的第二转接口12直径，因此扩口管5的设置增大了scr组件2的体积，这样，本实用新型的后处理装置通过增大scr组件2的体积，一方面，不仅增大了scr组件2内承载催化剂的scr载体21的体积，从而增大催化剂的涂敷面积，进而提高了scr转化效率；另一方面，还可以增大scr载体21的横截面积，从而增大了scr组件2内可供尾气流通的流通面积，进而实现降低背压的目的。
46.此外，通过扩口管5实现转换器和scr组件2之间的连接，结构简单，装置的安装、拆卸、更换和维修等过程都更加便捷，并且，通过安装和更换不同直径大小的扩口管5，还可以使得后处理装置适配各种不同尺寸大小的scr组件2。
47.本实用新型提供的后处理装置，通常被用在发动机(例如柴油机)上以进行发动机燃烧尾气的后处理，其中，dpf组件4指的是颗粒捕捉器，颗粒捕捉器简称dpf(即diesel particulate filter)，颗粒捕捉器是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。doc组件3指的是氧化型催化转化器，氧化型催化转化器简称doc(即diesel oxidation catalyst)，氧化型催化转化器是安装在发动机排气管路中，通过氧化反应，将发动机排气中一氧化碳和碳氢化合物转化成无害的水和二氧化碳的装置。
48.scr组件2指的是执行选择性催化还原技术的组件，其中，选择性催化还原技术指的是在含有nox的尾气中喷入氨、尿素或者其它含氮化合物，通过850-1100℃的高温，使其中的nox还原成n2和水。来达到尾气无害化处理的方法。
49.如图1和2所示，在本实用新型的后处理装置中，装置的整体形状呈u型，类似于相关技术中常用的发动机(例如柴油机)的u型催化消声器结构，具体地，doc组件3和dpf组件4连接以形成氧化过滤模块，氧化过滤模块与scr组件2通过转接器1连接且并排设置在转接器1的同一侧，转接器1上还设有用于向转接器1内部喷涂尿素的喷嘴13。
50.由于本实用新型提出的后处理装置仍旧采用相关技术中传统u型催化消声器的框
架结构，因此，本实用新型的后处理装置，在调整了scr组件2尺寸以增大scr载体21体积的同时，可以保证其外形尺寸相较于传统设计没有明显改变，从而仍然具备易于布置，占用车身空间小的优点。可见，本实用新型提出的后处理装置，通过布置扩口管5与更大体积的scr组件2，在u型设计的基础上，进一步降低了背压，降低了结晶风险，提高了氨混合均匀性，并且进一步提高了装置的scr转化效率。
51.如图4至图8所示，根据本实用新型的一些实施例，scr组件2包括从内向外依次设置的scr载体21、scr衬垫22、scr封装壳体23、隔热夹层24和隔热罩25。
52.其中，scr载体21位于scr组件2的最里层，scr载体21的表面涂抹有贵金属催化剂以用于scr技术中的催化还原，scr衬垫22套设在scr载体21的外侧，scr载体21和scr衬垫22被封装在scr封装壳体23内，scr封装壳体23的外侧又安装有隔热罩25，并且隔热罩25与scr封装壳体23之间设有隔热夹层24以实现隔热和保温功能。
53.可以理解，scr组件2的进口端的直径实际上指的是scr组件2的进气口的直径，而scr组件2的进气口是由scr载体21在其入口处所限定出来的，因此，scr组件2的进气端的直径大于第二转接口12的直径，实际上指的是：scr载体21的入口直径大于第二转接口12的直径。综上，scr组件2的体积增大即代表scr载体21的体积也随着变大，进而scr载体21所能承载的催化剂总量也随之增加，并且scr载体21内部所限定出的尾气流道的流通面积也随之增大，这样，不仅能够实现提高scr催化效率的目的，还能实现降低背压的目的。
54.根据本实用新型的一些实施例，scr组件2并非呈标准的圆柱形，scr组件2也可以呈圆台形或者其他直径随高度变化的形状，对应地，scr载体21也可以呈圆台形或者其他直径随高度变化的形状，本实用新型在此不做特殊限制。
55.如图6所示，在一个实施例中，scr载体21呈圆柱形且用于涂抹催化剂，scr载体21的直径大于第二转接口12的直径。这样，scr载体21整体均呈圆柱形，且直径均大于第二转接口12的直径，这样，进一步增大了scr载体21的体积，使得scr载体21可以流经更多的尾气和涂抹更多的催化剂，进一步降低背压和提高催化效率。
56.如图2至图4所示，根据本实用新型的一个实施例，扩口管5的出气端固定连接在scr封装壳体23上。这样，便于扩口管5与scr组件2的安装连接，且安装在scr封装壳体23上不会占用scr载体21的体积，避免scr载体21由于额外的连接结构造成可涂抹催化剂的减少以及结构的不稳定。
57.例如，扩口管5的出气端通过焊接、螺栓连接或者卡接等方式固定于scr封装壳体23上，本实用新型在此不做特殊限制，只要扩口管5可以固定在scr封装壳体23上即可。
58.进一步地，在一个具体实施例中，扩口管5可以从12英寸的第二转接口12连接至13英寸的scr封装壳体23上，进而增大scr载体21的体积以提高scr效率。当然，上述第二转接口12的直径以及scr封装壳体23的直径不限于本实施例所描述的直径大小，后处理装置也可以选用其他尺寸大小的第二装接口和scr封装壳体23，本实用新型在此不做特殊限制。
59.如图5所示，根据本实用新型的一个实施例，扩口管5的进气端形成有向外凸起的驼峰部51，驼峰部51与第二转接口12通过卡箍实现固定连接。这样，通过卡箍将驼峰部51与第二转接口12固定连接，连接结构简单且便于装配，并且结构稳定性也较高。
60.根据本实用新型的一个实施例，从扩口管5的进气端到扩口管5的出气端，扩口管5的直径逐渐增大。这样，避免扩口管5内由于流通面积的突变而造成其内部压力的突变，保
证尾气在扩口管5内顺畅地流通，保证其内部压力的平缓过渡。例如，从驼峰部51到扩口管5的出气端，扩口管5的直径逐渐增大，并且该部分扩口管5呈锥形。
61.如图4和图9所示，根据本实用新型的一些实施例，scr组件2的出口端连接有排气管件6。在远离scr组件2的方向上，排气管件6的直径逐渐减小。
62.在本实施例中，尾气在进入排气管件6后，随着尾气在排气管件6内的流通，排气管件6的可流通面积逐渐减小并在排气口61处达到最小值。这样，通过特殊设计的锥形排气管件6，可以进一步降低背压，保证装置的使用安全。例如，排气管件6呈锥形，且排气管件6的进气端的直径最大，其出气端的直径最小。
63.如图4和图9所示，进一步地，排气管件6沿其中心轴对称设置。这样，通过将排气管件6设计为中心对称结构，可以避免气流因局部流速过大产生的局部背压。
64.如图4和图9所示，进一步地，scr组件2的中心轴线、第二转接口12的中心轴线和排气管件6的中心轴线均相互重合。
65.这样，可以保证排气管件6内气流的流动方向与scr组件2内气流的流动方向完全一致，避免气流在流动过程中由于方向的改变而造成的流量损失和压力变化。
66.如图9所示，在一些实施例中，排气管件6的斜面坡度的范围为15
°
至75
°
。这样，通过选取不同的斜面坡度，排气管件6可以适配不同的整车边界，从而扩大了后处理装置的使用范围。
67.如图1至图12所示，根据本实用新型第二方面实施例的发动机，包括上文中所描述的后处理装置。其中，上述发动机可以选用柴油机等发动机结构。
68.根据本实用新型实施例的发动机，选用u型催化消声器，调整载体尺寸的同时，保证外形尺寸和传统设计相比没有明显改变，仍然具备易于布置，占用车身空间小的特点。
69.此外，为了具备较高的scr转化效率以及较低的尿素结晶风险，后处理装置选用直径为13英寸的scr封装壳体23，增大了scr体积，因此增加了scr催化剂涂敷表面积，进而提高了scr转化效率；并且，增加了扩口管5以连接转接器1和scr组件2，并进一步将用于排气的排气管件6设计为对心端锥的结构。
70.本实用新型提出的发动机的后处理装置，还保留了喷嘴13及内部混合器(即转接器1)结构的设计，且其混合距离和传统u形催化消声器方案的混合距离一致。并且，由于本装置采用一个喷嘴13并仍然保留了单路尾气流道的设计，因此本装置的传感器及执行器的数量与传统u形催化消声器方案的数量一致。
71.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种后处理装置，其特征在于，包括：转接器(1)，在同一侧形成有第一转接口(11)和第二转接口(12)；scr组件(2)、doc组件(3)和dpf组件(4)，所述doc组件(3)和所述dpf组件(4)连接以形成氧化过滤模块，所述氧化过滤模块与所述scr组件(2)通过所述转接器(1)连接且并排设置在所述转接器(1)的同一侧；所述dpf组件(4)安装在所述第一转接口(11)处，所述scr组件(2)通过扩口管(5)安装在所述第二转接口(12)处，且所述扩口管(5)的进气端连接所述第二转接口(12)，所述扩口管(5)的出气端连接所述scr组件(2)的进气端；其中，所述扩口管(5)的进气端的直径小于所述扩口管(5)的出气端的直径，且所述第二转接口(12)的直径小于所述scr组件(2)的进气端的直径。2.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，所述scr组件(2)包括从内向外依次设置的scr载体(21)、scr衬垫(22)、scr封装壳体(23)、隔热夹层(24)和隔热罩(25)。3.根据权利要求2所述的后处理装置，其特征在于，所述scr载体(21)呈圆柱形且用于涂抹催化剂，所述scr载体(21)的直径大于所述第二转接口(12)的直径。4.根据权利要求2所述的后处理装置，其特征在于，所述扩口管(5)的出气端固定连接在所述scr封装壳体(23)上。5.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，所述扩口管(5)的进气端形成有向外凸起的驼峰部(51)，所述驼峰部(51)与所述第二转接口(12)通过卡箍实现固定连接。6.根据权利要求1所述的后处理装置，其特征在于，从所述扩口管(5)的进气端到所述扩口管(5)的出气端，所述扩口管(5)的直径逐渐增大。7.根据权利要求1至6中任一项所述的后处理装置，其特征在于，所述scr组件(2)的出口端连接有排气管件(6)；在远离所述scr组件(2)的方向上，所述排气管件(6)的直径逐渐减小。8.根据权利要求7所述的后处理装置，其特征在于，所述排气管件(6)沿其中心轴对称设置，且所述scr组件(2)的中心轴线、所述第二转接口(12)的中心轴线和所述排气管件(6)的中心轴线均相互平行。9.根据权利要求7所述的后处理装置，其特征在于，所述排气管件(6)的斜面坡度的范围为15
°
至75
°
。10.一种发动机，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的后处理装置。

技术总结
本实用新型提供一种后处理装置和发动机。后处理装置包括：转接器；SCR组件、DOC组件和DPF组件，DOC组件和DPF组件连接以形成氧化过滤模块，氧化过滤模块与SCR组件通过转接器连接且并排设置在转接器的同一侧；DPF组件安装在第一转接口处，SCR组件通过扩口管安装在第二转接口处；其中，扩口管的进气端的直径小于扩口管的出气端的直径，且第二转接口的直径小于SCR组件的进气端的直径。本实用新型的后处理装置通过增大SCR组件的体积，一方面，不仅增大了SCR组件内承载催化剂的SCR载体的体积，从而增大催化剂的涂敷面积，进而提高了SCR转化效率；另一方面，还可以增大SCR载体的横截面积，从而增大了SCR组件内可供尾气流通的流通面积，进而实现降低背压的目的。进而实现降低背压的目的。进而实现降低背压的目的。


技术研发人员：刘潇 郭云杰 李冬旭
受保护的技术使用者：湖南道依茨动力有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/6