一种尿素溶液双喷嘴后处理装置的制作方法

1.本实用新型属于柴油机尾气scr尿素溶液喷射技术领域，尤其涉及一种尿素溶液双喷嘴后处理装置。


背景技术：

2.重型柴油车国六法规gb17691-2018已经颁布和执行，国六阶段scr后处理催化器技术方案主流为：doc+dpf+尿素喷嘴+scr+asc，均能解决当时的尾气排放问题。当前柴油车通过scr技术路线，处理后尾气中氮氧浓度排放已经很低，转化率已经接近99％，但是这是实验室内基于法规whtc工况循环测得的，尾气温度相对较高，在车载尾气测试pems实验中，整车存在着许多倒拖滑行，以及冷风吹拂降温，尾气温度更低。即使实验室内柴油机在whtc循环中，约2/3模拟城市、郊区路况部分，温度区间低于250℃，甚至低于尿素溶液起喷温度(主流标定为180℃～220℃之间某值)。这种现象普遍存在，小排量发动机更加明显。
3.温度的小幅升高，能够显著改善催化器对尾气的转换效率。scr催化还原反应是氨气参与反应，尿素溶液约在160℃开始水解生成氨气，但效率非常低，温度升高至t1(t1为220℃～250℃之间某值，由催化器特性决定)效率迅速提升，温度t1至温度t2(t2为450℃～500℃之间某值，由催化器特性决定)效率保持最大，称为最大效率窗口，温度继续升高，效率开始下降。在实际测试中，柴油机尾气温度介于160℃～250℃时，如果温度能够提升20℃，效率能够得到改善，温度如果能够提升50℃，效率将会显著提升，尾气中氮氧污染物转换将毫无压力。
4.当前的国六技术方案中，必须采用一些升温措施，升温方法主要有：缸内升温，包括：憋节气门、增加缸内后喷油、喷油正时等；缸外升温，如排气管内后喷油、排气管内电加热、排气管保温结构等。这些方法都会造成油耗的严重增加，实质上是增加一部分不做功只发热的燃油，难以满足油耗限制法规要求，同时带来hc污染物增加，升温效果有限。缸内后喷油还会造成严重的机油稀释。节气门动作会造成增压器喘振和输出扭矩波动。
5.公开号为cn207905899u的中国专利公开了一种氨气尿素双喷射系统，其是尿素溶液+氨气组成双喷，氨气用于低温时喷射，催化器布置未公布，理解为传统的doc+pdf+scr+asc方案。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种尿素溶液双喷嘴后处理装置。本实用新型的尿素溶液双喷嘴后处理装置的双喷嘴均用于尿素溶液喷射，从原理上不同于现有的技术方案，能够提升温度窗口，氨气喷射、存储、加注、稳定性目前存在技术困难，市场上尚未得到应用。
7.为了解决现有技术的不足，本实用新型采用以下技术方案：一种尿素溶液双喷嘴后处理装置，包括第一尿素喷嘴及第二尿素喷嘴，所述第一尿素喷嘴设置在发动机涡后，所述第一尿素喷嘴的后端依次连接有第一scr载体、doc载体、dpf载体、第二scr载体及asc载
体，所述dpf载体与第二scr载体之间设置有第二尿素喷嘴，所述第二尿素喷嘴与所述第一尿素喷嘴连接，并连接有尿素泵。
8.进一步地，所述第一scr载体后端与所述doc载体前端之间设置有第一 no
x
传感器和第二采样口，所述发动机涡后与第一尿素喷嘴之间设置有第一采样口。
9.进一步地，所述第一尿素喷嘴及第一scr载体的安装位置靠近发动机涡后，所述第一尿素喷嘴的安装底座设置隔热挡板。
10.进一步地，所述asc载体后端连接有第二no
x
传感器。
11.进一步地，所述尿素泵为单个或多个，所述第一尿素喷嘴与第二尿素喷嘴连接至同一尿素泵上，或者分别各自连接一个尿素泵。
12.进一步地，所述第一尿素喷嘴的安装底座设置冷却水管路和断水电磁阀，所述断水电磁阀低温关闭，高温开启，防止发动机涡后高温时损坏所述第一尿素喷嘴。
13.进一步地，所述第一scr载体与第二scr载体的体积均小于常规scr载体的体积，但二者的体积和不小于常规scr载体的体积。
14.进一步地，所述第一尿素喷嘴采用不耐高温的风冷型/水冷型带电磁阀喷嘴或耐高温的通孔机械喷嘴。
15.优选地，所述第一尿素喷嘴与第一scr载体之间设置有一块doc载体，所述doc载体与第一scr载体作为总成封装在一起，所述doc载体、dpf载体、第二scr载体及asc载体作为总成封装在一起。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
17.本实用新型的尿素溶液双喷嘴后处理装置采用双喷嘴的布置结构，在传统单喷嘴、单块scr载体的方案上升级，喷嘴价格较低，scr载体总体积几乎不变，使得总成本得到控制。第一尿素喷嘴布置在涡后位置，充分利用此处温度较高的特点，使得尿素溶液水解生成氨气，参与第一scr载体反应，受限于布置空间，第一scr载体体积较小，但在低温时有较高效率，替代了传统发动机尾气提温方法，具有以下优点：
18.1)满足比国六b阶段更严苛的污染物排放法规要求。
19.2)满足严苛的油耗法规，降低一部分仅用于升温、但不做功的燃油消耗。
20.3)增加尾气的温度窗口，使得scr更早介入尾气转换工作。
21.4)减轻发动机提温难度，减轻节气门喘振、后喷油机油稀释，hc污染物激增等风险。
22.5)催化器包裹保温材料成本的节约。
附图说明
23.图1是本实用新型柴油机尿素双喷嘴后处理装置的硬件连接示意图。
24.图2是通孔式尿素喷嘴的冷却底座结构示意图。
25.图3是电磁阀式尿素喷嘴的冷却底座结构示意图。
26.图4是图1中第一尿素喷嘴冷却底座冷却水道的剖面图。
27.附图标记说明：1-第一尿素喷嘴；2-第二尿素喷嘴；3-第一scr载体；4-doc 载体；5-dpf载体；6-第二scr载体；7-asc载体；8-尿素泵；9-第一no
x
传感器；10-第二采样口；11-第一采样口；12-第二no
x
传感器；13-冷却水管路； 14-断水电磁阀；15-隔热挡板；16-尿素
管；17-喷嘴锁紧上端盖；18-喷嘴锁紧下端盖；19-进出水接口。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.实施例1
30.如图1所示，一种尿素溶液双喷嘴后处理装置，包括第一尿素喷嘴1及第二尿素喷嘴2，所述第一尿素喷嘴1设置在发动机涡后，所述第一尿素喷嘴1的后端依次连接有第一scr载体3、doc载体4、dpf载体5、第二scr载体6 及asc载体7，所述dpf载体5与第二scr载体6之间设置有第二尿素喷嘴2，所述第二尿素喷嘴2与所述第一尿素喷嘴1连接，并连接有尿素泵8。
31.所述第一scr载体3后端与所述doc载体4前端之间设置有第一no
x
传感器9和第二采样口10，所述发动机涡后与第一尿素喷嘴1之间设置有第一采样口11。
32.所述第一尿素喷嘴1及第一scr载体3的安装位置靠近发动机涡后，所述第一尿素喷嘴1的安装底座设置隔热挡板15，防止高温时排气管热辐射损坏所述第一尿素喷嘴1。
33.所述asc载体7后端连接有第二no
x
传感器12。
34.所述尿素泵8为单个或多个，所述第一尿素喷嘴1与第二尿素喷嘴2连接至同一尿素泵上，或者分别各自连接一个尿素泵。优选地，所述尿素泵8为两个，所述第一尿素喷嘴1与第二尿素喷嘴2分别各自连接一个尿素泵。
35.所述第一尿素喷嘴1的安装底座设置冷却水管路13和断水电磁阀14，所述断水电磁阀14低温关闭，高温开启，防止发动机涡后高温时损坏所述第一尿素喷嘴1。
36.涡后温度非常高时，断水电磁阀14开启，第一尿素喷嘴1安装底座开始降温，保证第一尿素喷嘴1及管路不会损坏。一般尿素喷嘴总成自带水冷、风冷、或者自身耐高温，但由于涡后位置在驾驶室下方，极限接触温度高于650℃，无额外散热隔热措施易导致尿素管与尿素喷嘴接头塑料件熔化，或者尿素喷嘴的加速损坏。
37.优选地，所述第一尿素喷嘴1采用不耐高温的风冷型/水冷型带电磁阀喷嘴或耐高温的通孔机械喷嘴，如图3和4所示，所述喷嘴连接尿素管16，并由喷嘴锁紧上端盖17和喷嘴锁紧下端盖18锁紧，喷嘴锁紧上端盖17的上方设置有隔热挡板15，隔热挡板15连接有进出水接口19。
38.所述第一scr载体3与第二scr载体6的体积均小于常规scr载体的体积，但二者的体积和不小于常规scr载体的体积。
39.优选地，所述第一尿素喷嘴1与第一scr载体3之间还设置有一块doc 载体，所述doc载体与第一scr载体3作为总成封装在一起，所述doc载体 4、dpf载体5、第二scr载体6及asc载体7作为总成封装在一起。
40.尾气中氮氧污染物经过第一尿素喷嘴1、第一scr载体3后，部分被转换，残留的氮氧污染物被第一no
x
传感器9测得浓度，经计算后，第二尿素喷嘴2 喷射对应尿素溶液，与剩余氮氧污染物混合，经过第二scr载体6转换，两次尿素喷射充分利用了涡后高温特点，也考虑到整车的实际布置条件，实现非常高的转换效率。
41.当第二no
x
传感器12测得氮氧浓度较大时，为异常现象；如果第一no
x
传感器9也测得较大浓度，对第二尿素喷嘴2进行尿素喷射量增加以提高转换效率；如果第一no
x
传感器9测得较小浓度，说明第二no
x
传感器12测得值为氨气浓度，对第二尿素喷嘴2进行尿素喷射量减小动作。
42.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。