一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)及使用該排氣系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)及使用該排氣系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著排放法規(guī)越來越嚴(yán)格，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)后處理技術(shù)的要求越來越高，為滿足排放法規(guī)對(duì)碳煙和氮氧化物的限制，發(fā)動(dòng)機(jī)主要利用SCR(Selective Catalytic Reduct1n，選擇性催化還原系統(tǒng))來降低氮氧化物的排放，SCR技術(shù)是一種利用氨、氨水、尿素或烴類為還原劑，在氧濃度高出氮氧化物濃度兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上的條件下，高選擇性地優(yōu)先把氮氧化物還原為氮?dú)獾募夹g(shù)。通過SCR系統(tǒng)處理后，使柴油機(jī)尾氣滿足排放法規(guī)。催化的作用是降低反應(yīng)的活化能，使其反應(yīng)溫度降低至合適的溫度區(qū)間，從而使得氧化還原反應(yīng)容易進(jìn)行。SCR系統(tǒng)的主要工作過程是尿素溶液經(jīng)尿素噴嘴噴入排氣管中，當(dāng)溫度在200°C以上發(fā)生熱解反應(yīng)產(chǎn)生氨氣(NH3)，氨氣在催化劑作用下與廢氣中的NOx反應(yīng)，達(dá)到減少NOx排放的目的。
[0003]為了滿足排放的按要求，提出了一種高效SCR技術(shù)，所述高效SCR技術(shù)為:控制SCR的轉(zhuǎn)化效率高于96%;由于高效SCR技術(shù)需要的尿素噴射量更高，涵蓋的低溫區(qū)域更廣，因而出現(xiàn)結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)也更大。
[0004]高效SCR技術(shù)應(yīng)用有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):
[0005]—是尿素結(jié)晶。尿素經(jīng)過尿素噴嘴后，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度盡量高，溫度越高，尿素?zé)峤夥磻?yīng)越快。反之，溫度越低，尿素的熱解反應(yīng)越慢越不充分。一旦尿素?zé)峤獠怀浞志蜁?huì)形成結(jié)晶，影響整個(gè)排氣后處理系統(tǒng)的正常工作。
[0006]二是尿素?zé)峤馍傻陌睔庑枰c發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣均勻的混合，氨氣混合的越充分，SCR的轉(zhuǎn)化效率越高。而提升氨氣混合均勻性一個(gè)最簡(jiǎn)單實(shí)用的辦法就是增加混合段長(zhǎng)度。
[0007]目前使用的SCR總成是將尿素噴嘴安裝在專用的管路中，該專用管路為渦輪增壓器與SCR之間的排氣管，該管路與SCR直接焊接在一起，由于該管路內(nèi)的氣體是通過渦輪增壓器出來的，因此溫度較低，而高效SCR技術(shù)尿素的噴射量更高，涵蓋的低溫區(qū)域更廣，因此很容易出現(xiàn)尿素?zé)峤獠怀浞志蜁?huì)形成結(jié)晶的狀況。
[0008]另外，渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣能量推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)同軸的壓氣機(jī)做功為保證車輛的動(dòng)力性，增壓器一般都按照低速大扭矩的需要匹配。這樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)高速區(qū)，廢氣能量過大，會(huì)造成壓氣機(jī)過分增壓，造成發(fā)動(dòng)機(jī)損害。因此，渦輪增壓器帶有放氣閥，當(dāng)進(jìn)氣壓力達(dá)到某一個(gè)限值時(shí)，渦輪增壓器的放氣閥開啟，一部分廢氣不通過渦輪直接進(jìn)入排氣管，以免過分增壓。但是，該部分廢氣的能量將被浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009](一)要解決的技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中容易出現(xiàn)結(jié)晶的問題，影響整個(gè)排氣后處理系統(tǒng)的正常工作;并且，渦輪增壓器上設(shè)置有放氣閥，當(dāng)增壓器內(nèi)的進(jìn)氣壓力達(dá)到某一個(gè)限值時(shí)，放氣閥開啟，將部分廢氣不通過增壓器而直接排出，但是該部分廢氣的能量將被浪費(fèi)。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)，包括渦輪增壓器、選擇性催化還原裝置、旁通管路和設(shè)于旁通管路上的尿素噴嘴，所述渦輪增壓器的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通，所述增壓器的出氣口通過出氣管與選擇性催化還原裝置連通，所述旁通管路的兩端分別與出氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通，所述尿素噴嘴用于向旁通管路內(nèi)噴灑尿素水溶液。
[0013]優(yōu)選地，所述旁通管路上還設(shè)有電控閥。
[0014]優(yōu)選地，所述電控閥位于所述尿素噴嘴的上游。
[0015]優(yōu)選地，所述電控閥為蝶閥。
[0016]優(yōu)選地，所述尿素噴嘴位于旁通管路上靠近發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管一端。
[0017]優(yōu)選地，還包括氧化催化轉(zhuǎn)換器，所述氧化催化轉(zhuǎn)換器位于增壓器與選擇性催化還原裝置之間的出氣管上。
[0018]優(yōu)選地，還包括柴油顆粒過濾器，所述柴油顆粒過濾器位于氧化催化轉(zhuǎn)換器和選擇性催化還原裝置之間的出氣管上。
[0019]優(yōu)選地，所述選擇性催化還原裝置包括桶體，所述出氣管與所述桶體的內(nèi)腔連通，所述桶體的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有內(nèi)層管，所述內(nèi)層管上設(shè)有多個(gè)通孔;所述旁通管路的一端與所述內(nèi)層管入口連通。
[0020]本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括上述任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)。
[0021](三)有益效果
[0022]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)，包括渦輪增壓器、選擇性催化還原裝置、旁通管路和設(shè)于旁通管路上的尿素噴嘴，所述渦輪增壓器的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通，所述增壓器的出氣口通過出氣管與選擇性催化還原裝置連通，所述旁通管路的兩端分別與出氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通:本申請(qǐng)?jiān)跍u輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管和出氣管之間增加一個(gè)旁通管路，該旁通管路的取氣口在渦輪增壓器之前，因此進(jìn)入旁通管路內(nèi)廢氣的溫度更高，與傳統(tǒng)的排氣系統(tǒng)相比，與尿素混合的廢氣的溫度更高，尿素?zé)峤夥磻?yīng)更快，因此能夠有效地避免尿素因熱解不充分而結(jié)晶的問題;并且尿素噴嘴的安裝位置靠近發(fā)動(dòng)機(jī)，遠(yuǎn)離SCR，通過改變尿素噴嘴的角度，使尿素噴霧順著氣流方向流動(dòng)，不碰觸管路內(nèi)壁。
【附圖說明】
[0023]本發(fā)明上述和/或附加方面的優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的裝置示意圖。
[0027]其中圖1和圖2中的箭頭方向表示的是廢氣的流動(dòng)方向。
[0028]圖1、圖2和圖3中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
[0029]1、渦輪增壓器，11、出氣管，2、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，3、旁通管路，31、電控閥，32、尿素噴嘴，4、選擇性催化還原裝置，5、氧化催化轉(zhuǎn)換器，6、柴油顆粒過濾器。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0031]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0032]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)，包括渦輪增壓器1、選擇性催化還原裝置4、旁通管路3和設(shè)于旁通管路3上的尿素噴嘴32，所述渦輪增壓器I的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2連通，所述增壓器的出氣口通過出氣管11與選擇性催化還原裝置4連通，所述旁通管路3的兩端分別與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2和出氣管11連通，所述尿素噴嘴32用于向旁通管路3內(nèi)噴灑尿素水溶液。本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)在渦輪增壓器I的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2和出氣管11之間增加一個(gè)旁通管路3，該旁通管路3的取氣口在渦輪增壓器I之前，因此進(jìn)入旁通管路3內(nèi)廢氣的溫度更高，與傳統(tǒng)的排氣系統(tǒng)相比，與尿素混合的廢氣的溫度更高，尿素?zé)峤夥磻?yīng)更快，因此能夠有效地避免尿素因熱解不充分而結(jié)晶的問題;并且尿素噴嘴32的安裝位置靠近發(fā)動(dòng)機(jī)，遠(yuǎn)離選擇性催化還原裝置4，通過改變尿素噴嘴32的角度，使尿素噴霧順著氣流方向流動(dòng)，不碰觸管路內(nèi)壁，并使得氨氣與發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣有更加充分的混合空間，提升混合均勻性，提高SCR轉(zhuǎn)化效率。
[0034]實(shí)施例一
[0035]如圖1所示，本實(shí)施例提供了的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)包括渦輪增壓器1、選擇性催化還原裝置4、旁通管路3和設(shè)于旁通管路3上的尿素噴嘴32，所述渦輪增壓器I的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2連通，所述增壓器的出氣口通過出氣管11與選擇性催化還原裝置4連通，所述旁通管路3的兩端分別與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2和出氣管11連通，所述尿素噴嘴32用于向旁通管路3內(nèi)噴灑尿素水溶液；同時(shí)所述尿素噴嘴32設(shè)于旁通管路3上靠近發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管2—端，由于旁通管路3的取氣口位于渦輪增壓器I的上游；因此，進(jìn)入旁通管路3內(nèi)的廢氣的溫度更高(由于沒有進(jìn)入渦輪增壓器I內(nèi)，因此廢氣并沒有對(duì)渦輪做功，沒有消耗能量)，這樣尿素?zé)峤夥磻?yīng)更快，能夠有效地避免尿素因熱解不充分