一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑噴嘴的製作方法

2023-05-17 17:09:41

專利名稱：一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑噴嘴的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑噴嘴，應用 於汽車尾氣的後處理行業。
技術背景目前汽車後處理技術包括SCR (Selective Catalytic Reduction) 催化轉化還原技術，DPF (Diesel Particulate Filter)顆粒捕捉器， DOC (Diesel Oxidation Catalyst)氧化型催化器等。SCR技術的本 質是利用尿素在高溫下分解出NH3，作為還原劑的NH3和發動機排氣中 的NOx在催化劑和溫度的綜合作用下進行反應，理想工況下生成無毒 的N2和H20，從而達到淨化的目的。SCR技術自70年代開始在國外作 為發電廠等的固定源使用的脫硝技術而進行了開發和廣泛應用。為應 對新的環保法規的要求，國外從90年已開始把SCR技術成功移植到 柴油汽車上，並相應進行了 SCR催化劑工藝技術和尿素還原劑的開發 驗證，實現了工業化應用，例如，歐洲和日本。目前，歐洲的大多數 造商已經開始堅定不移的採用SCR技術來實現歐4和歐5標準。國外如此熱衷於SCR技術的原因，主要是SCR具有很多優點，例 如，可以在排氣溫度250 550°C的範圍內具有50 85%的NO,去除效 率，並能有效降低PM的排放水平；SCR能輕鬆滿足歐4和歐5水平， 也具有達到歐6水平的潛力；目前達到歐4採用的SCR技術，發動機的燃油耗可降低3 6%; SCR催化劑不含有貴金屬，比成本相對較低； SCR對車用燃油的質量，特別是硫含量不敏感。基於以上分析，SCR 後處理技術也最適合中國的車輛狀況和車用燃油狀況。
如果2008年在中國推廣應用車載SCR後處理技術，必須解決好 尿素還原劑供應、尿素還原劑的劑量、尿素還原劑的霧化噴射、SCR 催化劑轉換效率、氨氣洩露量等至關重要的技術難點。上述各點都涉 及到尿素還原劑的問題。在這些問題中，尿素還原劑的霧化噴射是一 個關鍵點。它涉及到催化劑表面的堵塞問題、催化劑活性問題、尿素 還原劑腐蝕和結焦堵塞噴嘴的問題。
從化學角度分析，尿素在溫度高於25CTC以上都會分解放出氨氣， 以實現對NOX的清除。但實際上，尿素在噴嘴空腔中輸送以及被霧化 噴射進發動機排氣管中之前，或在脫離噴嘴的瞬間，可能因為瞬間溫 度過熱，使尿素還原劑發生聚合反應，生成三聚氰胺， 一種深褐色的 固體化合物，堵塞噴嘴的噴霧微孔，致使SCR故障報警，0BD亮燈。 高溫使尿素還原劑堵塞霧化噴嘴的事故在發動機臺架以及實際的整 車道路試驗中時常發生。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑 噴嘴，能根據噴嘴工作的環境和溫度場，恰當解決噴嘴基體隔熱和防 過熱的問題，在市售雙通路噴嘴的基礎上，增加基於水、冷卻液或空 氣作為介質進行冷卻的功能的隔熱空腔，徹底解決尿素還原劑噴嘴問 題。本實用新型的技術方案是這樣實現的 一種帶輔助冷卻功能的尿 素還原劑噴嘴，其特徵在於在精密霧化噴嘴外部焊裝一厚度
1. 5~2. 5mm的不鏽鋼板隔熱保護空腔，保護空腔與精密霧化噴嘴之間 的間隙最大2mm，噴嘴離發動機增壓器出口最近處；最小0.5mm，噴 嘴離發動機增壓器出口最遠處以及兩個側面；保護空腔中裝有冷卻介 質；保護空腔中的冷卻介質可以自來水、車用防凍液或空氣。 '在本實用新型中，為了防止腐蝕產物脫落堵塞催化劑的載體孔 道，隔熱空腔必須採用不鏽鋼材質製造，板厚度影響耐熱老化的壽命， 考慮到焊接工藝，選取2.0腿的不鏽鋼板為最佳。
本實用新型的積極效果在於消除尿素還原劑的結焦對噴嘴的堵 塞的危害，提高車載SCR系統的可靠性，具有實際的意義。


圖1為本發明採用液體冷卻的隔熱空腔的結構
圖2為本發明採用空氣氣墊冷卻的隔熱空腔的結構具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的描述 一種帶輔 助冷卻功能的尿素還原劑噴嘴，其特徵在於在精密霧化噴嘴l外部
焊裝一厚度1. 5-2. 5mm的不鏽鋼板隔熱保護空腔2，保護空腔2與精 密霧化噴嘴1之間的間隙最大2mm，最小0. 5mm，保護空腔2中有自 來水、車用防凍液或空氣冷卻介質3。 '實施例1
如圖1所示， 一種進口的SCR專用尿素還原劑噴嘴，雙通路，基體材料為不鏽鋼，噴嘴微孔徑為0. 2mm，梅花分布，恰當調節空氣壓 力和流量以及尿素還原劑壓力和流量，常溫下能使尿素還原劑形成霧 化顆粒從0. 5 50 tx m的氣霧，有效促進SCR的去除N0X主反應的進行。此精密霧化噴嘴1安裝到汽車的排氣管中以前，首先根據其結構 外型，採用1.5mm厚度的不鏽鋼板，焊接成一個保護空腔2，該保護 空腔2同精密霧化噴嘴1基體之間的間隙最大處為2mm，應該在精密 霧化噴嘴1處於排氣管的迎氣面，即精密霧化噴嘴1離發動機增壓器 出口最近處；最小處為0.5腿，應該在精密霧化噴嘴1處於排氣管的 背氣面，即精密霧化噴嘴1離發動機增壓器出口最遠處以及兩個側 面，保護空腔2的兩側分別焊接直徑4mm的不鏽鋼管，採用自來水或 車用防凍液作作為冷卻介質，調節流量5L/min，以此在精密霧化噴 嘴1的基體上形成防過熱的屏障。把此精密霧化噴嘴1安裝到汽車的排氣管中，在熱的尾氣的作 用，精密霧化噴嘴1基體不產生過熱，液流通暢，具體顯示為流量控 制儀表顯示的數值恆定，無波動，系統運行保持穩定。車輛行駛或發 動機運行1000小時後進行拆檢，在精密霧化噴嘴1的出口處的微孔 無任何堵塞。實施例2如圖2所示， 一種進口的SCR專用尿素還原劑噴嘴，雙通路，基 體材料為不鏽鋼，精密霧化噴嘴1微孔徑為0. 2mm，梅花分布，恰當 調節空氣壓力和流量以及尿素還原劑壓力和流量，常溫下能使尿素還 原劑形成霧化顆粒從0. 5 50 p m的氣霧，有效促進SCR的去除NOX主反應的進行。
此精密霧化噴嘴安裝到汽車的排氣管中以前，首先根據其結構外
型，採用1.5mm厚度的不鏽鋼板，焊接成一個空腔，該保護空腔2同 精密霧化噴嘴1基體之間的間隙最大處為2mm，應該在精密霧化噴嘴 l處於排氣管的迎氣面，即噴嘴離發動機增壓器出口最近處；最小處 為0. 5mm，應該在精密霧化噴嘴1處於排氣管的背氣面，即精密霧化 噴嘴1離發動機增壓器出口最遠處以及兩個側面，保護空腔2內的空 氣進氣道上鑽1個直徑lmra的氣孔，促使壓縮空氣在隔熱空腔內自然 洩露，充滿隔熱保護空腔2，而在精密霧化噴嘴1的另一側的隔熱空 腔的壁上鑽1個直徑0. 5mm的小氣孔，使隔熱保護空腔2中的壓縮空 氣自然洩露，如此形成的空氣隔熱墊，在精密霧化噴嘴1的基體上形 成防過熱的屏障。
把此精密霧化噴嘴1安裝到汽車的排氣管中，在熱的尾氣的作 用，精密霧化噴嘴l基體不產生過熱，液流通暢，具體顯示為流量控 制儀表顯示的數值無波動，系統運行保持穩定。車輛行駛或發動機運 行1000小時後進行拆檢，在精密霧化噴嘴1的出口處的微孔無任何 堵塞。
權利要求1、一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑噴嘴，其特徵在於在精密霧化噴嘴(1)外部焊裝一隔熱保護空腔(2)，保護空腔(2)與精密霧化噴嘴(1)之間的間隙最大2mm，最小0.5mm，保護空腔(2)中有冷卻介質(3)。
2、 根據權利要求1所述的一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑噴 嘴，其特徵在於所述的保護空腔(2)中的冷卻介質(3)可以是自來 水、車用防凍液或空氣。
3、 根據權利要求1所述的一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑噴 嘴，其特徵在於所述的保護空腔(2)為厚度1. 5-2. 5皿的不鏽鋼板。
專利摘要本實用新型涉及一種帶輔助冷卻功能的尿素還原劑噴嘴，其特徵在於在精密霧化噴嘴外部焊裝一厚度1.5～2.5mm的不鏽鋼板隔熱保護空腔，保護空腔與精密霧化噴嘴之間的間隙最大2mm，噴嘴離發動機增壓器出口最近處；最小0.5mm，噴嘴離發動機增壓器出口最遠處以及兩個側面；保護空腔中裝有冷卻介質；保護空腔中的冷卻介質可以自來水、車用防凍液或空氣。應用於車載SCR後處理裝備中的尿素還原劑的霧化和噴射，解決尿素噴射中的結焦堵塞問題，具有極高的可靠性。
文檔編號F01N3/24GK201129202SQ20072009478
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月14日 優先權日2007年12月14日
發明者劉國軍, 龍 崔, 張克金, 張苡銘, 趙家瑞, 郭英俊 申請人:中國第一汽車集團公司