排氣系統及汽車的製作方法

2023-09-19 04:53:15 4

排氣系統及汽車的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種排氣系統，包括排氣管(21)以及安裝於排氣管(21)上的SCR噴射裝置，SCR噴射裝置包括噴嘴(22)，噴嘴(22)鉸接於排氣管(21)上，SCR噴射裝置還包括與噴嘴(22)相固定的滑殼(23)、轉動連接於排氣管(21)上的擺杆(24)以及與擺杆(24)固定連接的驅動件(25)，擺杆(24)的一端與滑殼(23)滑動配合，驅動件(25)的一端位於排氣管(21)內，噴嘴(22)的轉動面和擺杆(24)的轉動面均位於廢氣流動方向所在的面內，且兩者的轉動方向相反。上述排氣系統能夠改善還原劑與廢氣的反應效果，同時緩解還原劑的浪費現象。本發明還公開了一種汽車。
【專利說明】排氣系統及汽車

【技術領域】
[0001]本發明涉及排氣後處理【技術領域】，尤其涉及一種排氣系統。本發明還涉及一種汽車。

【背景技術】
[0002]汽車在運行過程中會排出大量的廢氣，這部分廢氣中通常含有較多的有害物質，會對環境造成較嚴重的汙染。為了降低汽車排放物對環境的汙染，SCR(SelectiveCatalytic Reduct1n,選擇性催化還原法)技術得到了比較廣泛的應用。
[0003]SCR技術通過SCR噴射裝置將還原劑噴入到發動機排氣中，在廢氣溫度和氣流的作用下，還原劑能快速分解釋放出氨，將NOx還原成為氮氣，達到降低NOx量的效果。上述SCR噴射裝置通常安裝於排氣管上，其具體安裝時通常採用以下兩種方式:
[0004](I)、如圖1所示，SCR噴射裝置11垂直布置於排氣管12的上方，自SCR噴射裝置11中噴射出的還原劑將垂直噴射入排氣管12中，一部分還原劑將與廢氣混合發生催化反應，另一部分還原劑還未與廢氣混合即附著於排氣管12的相應內壁上；
[0005](2)、如圖2所示，SCR噴射裝置11以預設角度傾斜設置於排氣管12的上方，自SCR噴射裝置11噴出的還原劑隨之以預設角度進入排氣管12中，大部分還原劑與廢氣混合發生催化反應，小部分還原劑還未與廢氣混合即附著於排氣管12的相應內壁上。
[0006]上述兩種設置方式下，還原劑的噴射方向不變，如果廢氣流量增大，還原劑的噴射壓力不變，其與排氣管的碰撞力度相比於廢氣流量就顯得偏弱，致使還原劑與廢氣的反應效果較差；而如果廢氣流量減小，廢氣溫度偏低，還原劑與排氣管12發生碰撞後，還原劑容易直接結晶於排氣管12的內壁上，導致還原劑出現浪費。
[0007]綜上所述，如何緩解還原劑與廢氣的反應效果較差，以及還原劑出現浪費的問題，已成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。


【發明內容】

[0008]本發明的目的是提供一種排氣系統，該排氣系統能夠改善還原劑與廢氣的反應效果，同時緩解還原劑的浪費現象。本發明的另一目的是提供一種包括上述排氣系統的汽車。
[0009]為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0010]一種排氣系統，包括排氣管以及安裝於所述排氣管上的SCR噴射裝置，所述SCR噴射裝置包括噴嘴，所述噴嘴鉸接於所述排氣管上，所述SCR噴射裝置還包括與所述噴嘴相固定的滑殼、轉動連接於所述排氣管上的擺杆以及與所述擺杆固定連接的驅動件，所述擺杆的一端與所述滑殼滑動配合，所述驅動件的一端位於所述排氣管內，所述噴嘴的轉動面和所述擺杆的轉動面均位於廢氣流動方向所在的面內，且兩者的轉動方向相反。
[0011]優選地，在上述排氣系統中，所述滑殼內具有擺杆端部容置空間，在所述擺杆的轉動面內，所述擺杆上具有兩個分別與所述擺杆端部容置空間的相對兩側壁相接觸的作用部。
[0012]優選地，在上述排氣系統中，所述噴嘴通過固定於所述排氣管上的安裝支架與所述排氣管鉸接，所述安裝支架上具有限位面，所述噴嘴與所述限位面接觸以到達極限轉動位置。
[0013]優選地，在上述排氣系統中，所述滑殼內設置彈性控制件，所述彈性控制件位於所述滑殼的內壁與所述擺杆的端部之間。
[0014]優選地，在上述排氣系統中，所述彈性控制件為螺旋彈簧，所述擺杆上與所述螺旋彈簧相作用的一端為弧形端。
[0015]優選地，在上述排氣系統中，所述驅動件上位於所述排氣管內的一端上設置葉片，所述葉片與所述驅動件轉動連接。
[0016]優選地，在上述排氣系統中，所述排氣管的外表面與所述擺杆之間設置轉動復位件，所述轉動復位件在所述擺杆的轉動行程內具有變形量。
[0017]優選地，在上述排氣系統中，所述滑殼固定於所述噴嘴上背離所述排氣管的一側，所述擺杆位於所述噴嘴上設置所述滑殼的一側。
[0018]優選地，在上述排氣系統中，所述滑殼上具有與所述噴嘴相固定的底板，所述底板與所述擺杆滑動配合。
[0019]一種汽車，包括排氣系統，所述排氣系統為上述任一項所述的排氣系統。
[0020]在上述技術方案中，本發明提供的排氣系統包括排氣管以及安裝於排氣管上的SCR噴射裝置，SCR噴射裝置包括噴嘴、與噴嘴相固定的滑殼、轉動連接於排氣管上的擺杆以及與擺杆固定連接的驅動件，噴嘴鉸接於排氣管上，擺杆的一端與滑殼滑動配合，驅動件的一端位於排氣管內，噴嘴的轉動面和擺杆的轉動面均位於廢氣流動方向所在的面內，且兩者的轉動方向相反。當排氣管內的廢氣流量增大時，驅動件受到廢氣施加的驅動力，帶動擺杆轉動，擺杆轉動時向滑殼施加作用力，使得滑殼帶動噴嘴轉動，此時噴嘴的噴射方向與廢氣流動方向之間的夾角增大，使得還原劑更容易與排氣管碰撞並反彈，進而改善還原劑與廢氣的反應效果；當排氣管內的廢氣量不斷減小時，驅動件受到的驅動力減小，進而帶動擺杆反向轉動，擺杆向滑殼施加反向作用力，使得滑殼帶動噴嘴反向轉動，此時噴嘴的噴射方向與廢氣流動方向之間的夾角減小，還原劑不容易與排氣管碰撞，進而緩解還原劑的結晶現象，以此緩解還原劑的浪費問題。
[0021]由於上述排氣系統具有上述技術效果，包含該排氣系統的汽車也應具有相應的技術效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為一種典型的排氣系統的結構示意圖；
[0024]圖2為另一種典型的排氣系統的結構示意圖；
[0025]圖3為本發明實施例提供的排氣系統在一種狀態下的結構示意圖；
[0026]圖4為本發明實施例提供的排氣系統在另一種狀態下的結構示意圖。
[0027]附圖標記說明:
[0028]Il-SCR噴射裝置，12-排氣管；
[0029]21-排氣管，22-噴嘴，23-滑殼，24-擺杆，25-驅動件，26-支架，27-安裝支架，28-彈性控制件，29-葉片，30-轉動復位件。

【具體實施方式】
[0030]本發明的核心是提供一種排氣系統，該排氣系統能夠改善還原劑與廢氣的反應效果，同時緩解還原劑的浪費現象。本發明的另一核心是提供一種包括上述排氣系統的汽車。
[0031]為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細介紹。
[0032]如圖3和圖4所不,本發明實施例提供一種排氣系統,該排氣系統包括排氣管21和SCR噴射裝置，排氣管21中流通廢氣，SCR噴射裝置則可噴射還原劑，為了提高還原效果，該還原劑可為尿素水溶液。上述SCR噴射裝置包括噴嘴22、滑殼23、擺杆24和驅動件25，其中:
[0033]噴嘴22內具有還原劑噴射通道，其插入排氣管21中，且其可相對於排氣管21移動；
[0034]滑殼23可固定於噴嘴22上，其可位於噴嘴22上靠近排氣管21的一側，該滑殼23的底部可為開口結構，其與噴嘴22固定後即可形成擺杆端部容置空間；
[0035]擺杆24的一端位於滑殼23與噴嘴22形成的擺杆端部容置空間內，其可與噴嘴22的外表面接觸，同時也能夠與滑殼23的內壁接觸，擺杆24的另一端可通過轉軸與排氣管21轉動連接；
[0036]驅動件25的一端與擺杆24固定連接，另一端伸入排氣管21內，具體地,擺杆24和驅動件25均可固定於轉軸上，轉軸通過支架26與排氣管21轉動連接，驅動件25也可以直接固定於擺杆24上，驅動件25可優選為驅動杆；
[0037]噴嘴22的轉動面和擺杆24的轉動面均位於廢氣流動方向所在的面內，且兩者的轉動方向相反，即擺杆24逆時針轉動時，噴嘴22順時針轉動，擺杆24順時針轉動時，噴嘴22逆時針轉動。
[0038]當排氣管21內的廢氣流量增大時，驅動件25受到廢氣施加的驅動力，帶動擺杆24轉動，擺杆24轉動時向滑殼23施加作用力，使得滑殼23帶動噴嘴22轉動，此時噴嘴22的噴射方向與廢氣流動方向之間的夾角增大，使得還原劑更容易與排氣管21碰撞並反彈，進而改善還原劑與廢氣的反應效果；當排氣管21內的廢氣量不斷減小時，驅動件25受到的驅動力減小，進而在自身重力的作用下帶動擺杆24反向轉動，擺杆24向滑殼23施加反向作用力，使得滑殼23帶動噴嘴22反向轉動，此時噴嘴22的噴射方向與廢氣流動方向之間的夾角減小，還原劑不容易與排氣管21碰撞，進而緩解還原劑的結晶現象，以此緩解還原劑的浪費問題。
[0039]可以理解地，上述擺杆24放置於滑殼23內的擺杆端部容置空間中後，其與滑殼23的內壁和噴嘴22的外表面之間可具有間隙，此時，驅動件25驅動擺杆24時，擺杆24要進過一段空程才能與滑殼23或者噴嘴22相接觸，導致傳動效率偏低。為此，在擺杆24的轉動面內，擺杆24上具有兩個分別與擺杆端部容置空間的相對兩側壁相接觸的作用部，此處所說的相對兩側壁可分別為滑殼23的內壁和噴嘴22的外表面。上述兩個作用部可為弧形結構，以使擺杆24的端部在轉動過程中始終與滑殼23和噴嘴22相作用，進而在傳動過程中有效地節省因空程所耗費的時間，以此提高傳動效率，促使SCR噴射裝置根據廢氣流量變化作出更靈敏的調整。
[0040]在實際工作過程中，雖然噴嘴22隨著廢氣流量的變化不斷改變自身位置可以達到前述的效果，但通過研究發現，噴嘴22的噴射方向與廢氣流動方向之間的夾角不能過大，也不能過小，即上述夾角在一定範圍內變化才會產生比較好的效果。有鑑於此，進一步的技術方案中，噴嘴22通過固定於排氣管21上的安裝支架27與排氣管21鉸接，該安裝支架27上具有限位面，噴嘴22與限位面接觸以到達極限轉動位置，在此極限轉動位置處，噴嘴22即無法相對於排氣管21轉動。此方案採用限位面控制噴嘴22的轉動幅度，使得噴嘴22的位置控制在合理的範圍內。當然，上述限位面可為一個，以此對噴嘴22的轉動進行單向限制，限位面也可為兩個，以此對噴嘴22的轉動進行雙向控制。通常，可將噴嘴22的噴射方向與廢氣流動方向之間的夾角控制在20°?60°之間。
[0041]當滑殼23內不設置其他部件時，擺杆24在滑殼23內的移動不受其他部件的限制，致使滑殼23在廢氣流量變化比較大的情況下出現劇烈的振動，既產生了比較大的噪音，又容易對其他部件產生損傷。為了緩解這一問題，本發明實施例中，滑殼23內可設置彈性控制件28，該彈性控制件28位於滑殼23的內壁與擺杆24的端部之間。如此設置後，擺杆24的運動將受到彈性控制件28的限制，以此起到緩衝作用。同時，彈性控制件28可控制擺杆24在滑殼23內的位置，對於噴嘴22的轉動幅度也有一定的控制作用。
[0042]上述彈性控制件28可由彈性材料(例如橡膠)製成，也可選為螺旋彈簧。當彈性控制件28為螺旋彈簧時，為了提高螺旋彈簧與擺杆24的配合性能，擺杆24上與螺旋彈簧相作用的一端可為弧形端，該弧形端可以與螺旋彈簧的端部具有較大的接觸面積，以使兩者之間的作用更加可靠；並且，螺旋彈簧在自身周向上與擺杆24的作用點分布比較均勻，使得螺旋彈簧的變形也更加均勻，不容易出現疲勞損壞。
[0043]更進一步地，驅動件25上位於排氣管21內的一端上可設置葉片29，該葉片29與驅動件25轉動連接。當廢氣作用於葉片29時，驅動件25更容易被驅動，使得整個SCR噴射裝置對廢氣流量變化的反應更加靈敏。並且，葉片29在廢氣作用下可轉動，進而對排氣管21內的物質進行攪拌，使得廢氣與還原劑的混合更加充分；另外，葉片29轉動時亦可將還原劑液體打碎為小液滴，以此改善霧化效果，同樣有利於廢氣與還原劑的充分混合。
[0044]前文提到，廢氣量減小時，驅動件25在自身重力的作用下可以反向運動，但驅動件25本身的重力可能較小，不足以驅使驅動件25反向運動。因此，排氣管21的外表面與擺杆24之間可設置轉動復位件30，該轉動復位件30在擺杆24的轉動行程內具有變形量，即擺杆24轉動時，轉動復位件30會發生彈性變形。如此設置後，當廢氣量減小時，驅動件25受到的作用力減小，轉動復位件30即進行復位，使得驅動件25在轉動復位件30的作用下反向運動，繼而驅動擺杆24。顯然，此種結構使得擺杆24的運動更加可靠。上述轉動復位件30可為扭力彈簧，該扭力彈簧的一端與排氣管21相固定，另一端可與擺杆24相固定。
[0045]優選地，滑殼23可固定於噴嘴22上背離排氣管21的一側，而擺杆24則位於噴嘴22上設置滑殼23的一側。此種結構下，滑殼23對於噴嘴22的運動不容易產生幹涉，同時，擺杆24和滑殼23位於噴嘴22的同一側，也有利於通過簡單的結構即可實現擺杆24與噴嘴22之間的傳動，而無須另外設置轉接結構以防止上述各部件之間產生幹涉。
[0046]由前文可知，滑殼23內具有擺杆端部容置空間，該擺杆端部容置空間可由滑殼23和噴嘴22的外表面形成，在另一種實施例中，擺杆端部容置空間也可由滑殼23單獨形成，即滑殼23上具有與噴嘴22相固定的底板，該底板與擺杆24滑動配合。相比於擺杆24直接與噴嘴22滑動配合的方式，上述結構可避免擺杆24直接磨損噴嘴22的外表面，而將磨損轉移至滑殼23上，即使滑殼23的磨損量達到極限，也僅需更換滑殼23，而更換滑殼23的成本明顯低於更換噴嘴22的成本。
[0047]本發明實施例還提供了一種汽車，該汽車包括上述任一技術方案所描述的排氣系統。由於上述排氣系統具有上述技術效果，包含該排氣系統的汽車也應具有相應的技術效果，此處不再贅述。
[0048]以上只通過說明的方式描述了本發明的某些示範性實施例，毋庸置疑，對於本領域的普通技術人員，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，上述附圖和描述在本質上是說明性的，不應理解為對本發明權利要求保護範圍的限制。
【權利要求】
1.一種排氣系統，包括排氣管(21)以及安裝於所述排氣管(21)上的SCR噴射裝置，所述SCR噴射裝置包括噴嘴(22)，其特徵在於，所述噴嘴(22)鉸接於所述排氣管(21)上，所述SCR噴射裝置還包括與所述噴嘴(22)相固定的滑殼(23)、轉動連接於所述排氣管(21)上的擺杆(24)以及與所述擺杆(24)固定連接的驅動件(25)，所述擺杆(24)的一端與所述滑殼(23)滑動配合，所述驅動件(25)的一端位於所述排氣管(21)內，所述噴嘴(22)的轉動面和所述擺杆(24)的轉動面均位於廢氣流動方向所在的面內，且兩者的轉動方向相反。
2.根據權利要求1所述的排氣系統，其特徵在於，所述滑殼(23)內具有擺杆端部容置空間，在所述擺杆(24)的轉動面內，所述擺杆(24)上具有兩個分別與所述擺杆端部容置空間的相對兩側壁相接觸的作用部。
3.根據權利要求1所述的排氣系統，其特徵在於，所述噴嘴(22)通過固定於所述排氣管(21)上的安裝支架(27)與所述排氣管(21)鉸接，所述安裝支架(27)上具有限位面，所述噴嘴(22)與所述限位面接觸以到達極限轉動位置。
4.根據權利要求1所述的排氣系統，其特徵在於，所述滑殼(23)內設置彈性控制件(28)，所述彈性控制件(28)位於所述滑殼(23)的內壁與所述擺杆(24)的端部之間。
5.根據權利要求4所述的排氣系統，其特徵在於，所述彈性控制件(28)為螺旋彈簧，所述擺杆(24)上與所述螺旋彈簧相作用的一端為弧形端。
6.根據權利要求1所述的排氣系統，其特徵在於，所述驅動件(25)上位於所述排氣管(21)內的一端上設置葉片(29)，所述葉片(29)與所述驅動件(25)轉動連接。
7.根據權利要求1所述的排氣系統，其特徵在於，所述排氣管(21)的外表面與所述擺杆(24)之間設置轉動復位件(30)，所述轉動復位件(30)在所述擺杆(24)的轉動行程內具有變形量。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的排氣系統，其特徵在於，所述滑殼(23)固定於所述噴嘴(22)上背離所述排氣管(21)的一側，所述擺杆(24)位於所述噴嘴(22)上設置所述滑殼(23)的一側。
9.根據權利要求1-7中任一項所述的排氣系統，其特徵在於，所述滑殼(23)上具有與所述噴嘴(22)相固定的底板，所述底板與所述擺杆(24)滑動配合。
10.一種汽車，包括排氣系統，其特徵在於，所述排氣系統為權利要求1-9中任一項所述的排氣系統。
【文檔編號】F01N3/28GK104265426SQ201410472816
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】雷蕾, 錢德猛, 王軍, 王強, 張雪林, 張超, 高延新, 胡昌良, 常耀紅 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司