《SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器》是濰柴動力股份有限公司於2013年11月11日申請的專利，該專利的公布號為CN103696834A，申請公布日為2014年4月2日，發明人是王奉雙、陶建忠、王軍、張素英、李俊普。該發明涉及發動機後處理技術領域。
《SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器》包括本體以及位於所述本體的噴嘴座、排溫感測器座以及氮氧感測器座，所述本體集成有尿素噴嘴、排溫感測器以及氮氧感測器，以上三者分別安裝於所述噴嘴座、排溫感測器座以及氮氧感測器座。還公開了一種具有上述SCR催化消聲器的SCR催化消聲系統。該SCR催化消聲器的各零部件能夠模組化供貨，提高供貨效率；並且，安裝快捷、方便，套用可靠性高，避免在整車廠發生錯裝、漏裝等現象；系統內部的結構布置合理，空間利用率高。
2017年12月11日，《SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器
- 申請人：濰柴動力股份有限公司
- 申請日：2013年11月11日
- 申請號：2013105571724
- 公布號：CN103696834A
- 公布日：2014年4月2日
- 發明人：王奉雙、陶建忠、王軍、張素英、李俊普
- 地址：山東省濰坊市高新技術產業開發區福壽東街197號甲
- 分類號：F01N3/28(2006.01)I、F01N11/00(2006.01)I
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 代理人：羅滿、魏曉波
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
SCR技術（選擇性催化還原技術）常用於減少車輛或者工程機械的NOx（氮氧化物）排放。SCR技術消除NOx需要催化劑輔助，將所述催化劑塗覆在載體上，並對該載體添加特殊材料以及進行特殊的結構設計，封裝完畢後，即形成SCR催化消聲器。
SCR催化消聲系統主要包括控制單元、尿素劑量單元以及催化反應單元，並且，以上三者互相連線成迴路。SCR系統的控制單元可以與發動機控制單元集成，共同稱為控制單元，用以執行控制策略，通過NOx感測器的信號以及排溫感測器的信號等控制尿素的供給；尿素劑量單元包括尿素供給單元、尿素箱以及噴射單元，尿素箱中的尿素通過尿素供給單元供給噴射單元，噴射單元通過噴嘴將尿素噴向催化反應單元；催化反應單元主要包括SCR催化劑以及塗覆有該催化劑的封裝的載體，用以將NOx還原為無毒害物質，從排出管道排出。
SCR催化消聲器一般包括桶式SCR催化消聲器以及箱式SCR催化消聲器，二者均包括器體、進氣口、排氣口。二者的主要不同點在於器體的形狀，桶式SCR催化消聲器具有桶型的器體，箱式SCR催化消聲器具有箱型的器體。進氣口、排氣口均與器體連線，用於疏通氣體，噴嘴與排溫感測器安裝於進氣口處，氮氧感測器座安裝於排氣口處。
上述方案中，尿素噴嘴、排溫感測器以及氮氧感測器與SCR催化消聲器獨立，整車廠家需要將各感測器分別安裝於消聲器對應的位置，較易出現錯裝、漏裝現象，並且使用不方便，不能夠實現SCR催化消聲器的即插即用。另外，氮氧感測器控制單元安裝於此SCR催化消聲器的外部，例如，整車大梁等位置，並且，氮氧感測器控制單元需通過連線線連線探頭，導致連線線裸露在外，既不美觀也不安全。
因此，如何使得SCR催化消聲器各零部件模組化，安裝、套用可靠性高，使用方便、快捷，是本領域的技術人員需要解決的技術問題。
發明內容
專利目的
該發明的目的為提供一種SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器。該SCR催化消聲器各零部件具有模組化的特點，其安裝、套用可靠性高，使用方便、快捷。
技術方案
《SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器》提供一種SCR催化消聲器，包括本體以及位於所述本體的噴嘴座、排溫感測器座以及氮氧感測器座；且所述本體集成有尿素噴嘴、排溫感測器以及氮氧感測器，以上三者分別安裝於所述噴嘴座、排溫感測器座以及氮氧感測器座。如此，SCR催化消聲器的各零部件能夠模組化供貨，提高供貨效率；並且，安裝快捷、方便，套用可靠性高，避免在整車廠發生錯裝、漏裝等現象；系統內部的結構布置合理，空間利用率高。
優選地，還具有包圍所述尿素噴嘴與所述排溫感測器的噴嘴保護架，所述噴嘴保護架固定連線於所述本體。該噴嘴保護架固定連線於上述本體，位於尿素噴嘴與排溫感測器附近，並包圍上述二者，保護二者在運輸及安裝過程中不受到磕碰。優選地，所述噴嘴保護架包括互相交叉的第一弧形鋼板與第二弧形鋼板，所述第一弧形鋼板兩端部與所述本體螺栓連線；所述第二弧形鋼板的兩端部分別與所述第一弧形鋼板的兩端焊接。
該實施例中的結構形式在保護尿素噴嘴與排溫感測器不受到磕碰的基礎上，更加節省材料，易於加工，且能夠合理地適應尿素噴嘴、排溫感測器處的安裝空間。優選地，還具有包圍所述氮氧感測器的氮氧感測器保護架，所述氮氧感測器保護架固定連線於所述本體。氮氧感測器保護架安裝簡便，其內部空間能夠容納氮氧感測器，從而保護其不受到磕碰以及水濺的影響。優選地，所述本體包括器體、位於所述器體前端的進氣口，以及位於所述器體後端面的排氣口，所述尿素噴嘴與所述排溫感測器均位於所述進氣口。
優選地，所述氮氧感測器與所述氮氧感測器保護架位於所述器體的後端側面；所述氮氧感測器保護架包括一與所述本體焊接的殼體，所述氮氧感測器位於所述殼體內。優選地，還包括氮氧感測器控制單元，所述氮氧感測器控制單元位於所述殼體內部，並且，與所述殼體採用螺栓固定連線。優選地，所述氮氧感測器與所述氮氧感測器保護架設於所述器體的後端面，且位於所述排氣口的上方；所述氮氧感測器保護架包括由鈑金件圍成的殼體，所述殼體與所述後端面固定連線。
優選地，還包括氮氧感測器控制單元，所述氮氧感測器控制單元位於所述殼體內部，並且，與所述殼體採用螺栓固定連線。該發明還提供一種SCR催化消聲系統，包括發動機控制單元，還包括上述的SCR催化消聲器，所述發動機控制單元連線於所述SCR催化消聲器。
附圖說明
圖1為該發明提供SCR催化消聲器的第一種實施例的立體結構示意圖；
圖2為圖1中SCR催化消聲器的主視圖；
圖3為圖1中SCR催化消聲器的左視圖；
圖4為該發明提供SCR催化消聲器的第二種實施例的立體結構示意圖；
圖5為圖4中SCR催化消聲器的左視圖；
圖6為圖4中SCR催化消聲器的右視圖；
圖1—6：1本體、2排溫感測器座、3噴嘴座、4氮氧感測器座、5氮氧感測器控制單元、11器體、12進氣口、13排氣口、21排溫感測器、31尿素噴嘴、32噴嘴保護架、41氮氧感測器、42氮氧感測器保護架、32a第一弧形鋼板、32b第二弧形鋼板、42a伸出部。
權利要求
1.一種SCR催化消聲器，其特徵在於，包括本體（1）以及位於所述本體（1）的噴嘴座（3）、排溫感測器座（2）以及氮氧感測器座（4）；且所述本體（1）集成有尿素噴嘴（31）、排溫感測器（21）以及氮氧感測器（41），以上三者分別安裝於所述噴嘴座（3）、所述排溫感測器座（2）以及所述氮氧感測器座（4）。
2.如權利要求1所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，還具有包圍所述尿素噴嘴（31）與所述排溫感測器（21）的噴嘴保護架（32），所述噴嘴保護架（32）固定連線於所述本體（1）。
3.如權利要求2所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，所述噴嘴保護架（32）包括互相交叉的第一弧形鋼板（32a）與第二弧形鋼板（32b），所述第一弧形鋼板（32a）兩端部與所述本體（1）螺栓連線；所述第二弧形鋼板（32b）的兩端部分別與所述第一弧形鋼板（32a）的兩端焊接。
4.如權利要求1—3任一項所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，還具有包圍所述氮氧感測器（41）的氮氧感測器保護架（42），所述氮氧感測器保護架（42）固定連線於所述本體（1）。
5.如權利要求4所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，所述本體（1）包括器體（11）、位於所述器體（11）前端的進氣口（12），以及位於所述器體（11）後端面的排氣口（13），所述尿素噴嘴（31）與所述排溫感測器（21）均位於所述進氣口（12）。
6.如權利要求5所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，所述氮氧感測器（41）與所述氮氧感測器保護架（42）位於所述器體（11）的後端側面；所述氮氧感測器保護架（42）包括一與所述本體（1）焊接的殼體，所述氮氧感測器（41）位於所述殼體內。
7.如權利要求6所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，還包括氮氧感測器控制單元（5），所述氮氧感測器控制單元（5）位於所述殼體內部，並且，與所述殼體採用螺栓固定連線。
8.如權利要求5所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，所述氮氧感測器（41）與所述氮氧感測器保護架（42）設於所述器體（11）的 後端面，且位於所述排氣口（13）的上方；所述氮氧感測器保護架（42）包括由鈑金件圍成的殼體，所述殼體與所述後端面固定連線。
9.如權利要求8所述的SCR催化消聲器，其特徵在於，還包括氮氧感測器控制單元（5），所述氮氧感測器控制單元（5）位於所述殼體內部，並且，與所述殼體採用螺栓固定連線。
10.一種SCR催化消聲系統，包括發動機控制單元，其特徵在於，還包括權利要求1—9任一項所述的SCR催化消聲器，所述發動機控制單元連線於所述SCR催化消聲器。
實施方式
參考圖1至圖3，圖1為該發明提供SCR催化消聲器的第一種實施例的立體結構示意圖；圖2為圖1中SCR催化消聲器的主視圖；圖3為圖1中SCR催化消聲器的左視圖。
如圖1至3所示，該發明提供的SCR催化消聲器包括本體1，安裝於本體1的噴嘴座3、排溫感測器座2以及氮氧感測器座4。本體1上還集成有分別與上述三者配合的尿素噴嘴31、排溫感測器21以及氮氧感測器41。
本實施方式中，上述各部件與上述本體1集成為一整體，使用時，通過線路將該SCR催化消聲器連線於控制單元與尿素劑量單元即可。如此，SCR催化消聲器的各零部件能夠模組化供貨，提高供貨效率；並且，安裝快捷、方便，套用可靠性高，避免在整車廠發生錯裝、漏裝等現象；系統內部的結構布置合理，空間利用率高。
在一種實施方式中，上述本體1包括器體11、位於該器體11前端的進氣口12、以及位於該器體11後端的排氣口13。上述尿素噴嘴31與排溫感測器21均位於進氣口12處，避免尿素在管道內發生結晶，並且，排溫感測器21測得的氣體參數更加準確。SCR催化消聲器還具有噴嘴保護架32，該噴嘴保護架32固定連線於上述本體1，位於尿素噴嘴31與排溫感測器21附近，並包圍上述二者，保護二者在運輸和安裝過程中不受到磕碰。還可以對該SCR催化消聲器作進一步的改進。
上述噴嘴保護架32包圍尿素噴嘴31與排溫感測器21，可以通過以下方式實現：噴嘴保護架32包括兩弧形鋼板，分別為第一弧形鋼板32a與第二弧形鋼板32b。第一弧形鋼板32a的兩端部固定連線於本體1，連線處位於噴嘴座3與排溫感測器座2附近，其圓弧段外包上述尿素噴嘴31與排溫感測器21，則圓弧段與尿素噴嘴31以及排溫感測器21沿徑向具有間隙；第二弧形鋼板32b的兩端部分別固定連線於上述第一弧形鋼板32a的兩端，該第二弧形鋼板32b與上述第一弧形鋼板32a位於兩大致互相垂直的平面內，並與尿素噴嘴31以及排溫感測器21具有徑向間隙，即尿素噴嘴31與排溫感測器21能夠無接觸地位於兩弧形鋼板與本體1形成的空間內，如此，則噴嘴保護架32包圍尿素噴嘴31與排溫感測器21。
上述第一弧形鋼板32a與本體1固定連線可以採用多種方式，比如，焊接、鉚接等，該發明優選為螺栓連線，這樣的連線方式，便於對尿素噴嘴31以及排溫感測器21的拆檢與更換。同樣地，上述兩弧形鋼板間的固定連線也可以採用多種方式，具體如上文所述。該發明優選為焊接，這樣的連線方式，使得兩弧形鋼板連線牢固，節省螺栓連線件或者鉚接連線件等占用的空間。
應當理解，噴嘴保護架32的結構形式不限於上文所述。比如，可以採用圓弧形薄板，該薄板與本體1固定連線，並且具有相應的尺寸，以使尿素噴嘴31與排溫感測器21徑向無接觸地位於該噴嘴保護架32內，相應地，該薄板具有開口，便於尿素噴嘴31、排溫感測器21與外界進行管路及線路連線。
可以理解，第一弧形鋼板32a與第二弧形鋼板32b並不限於上述垂直交叉的設定方式，只要二者交叉設定，具有一定的夾角，以形成能夠阻止外部構件直接磕碰到尿素噴嘴31以及排溫感測器21的空間即可。並且，該發明對弧形鋼板的數目以及安裝方向不做具體限制，如圖2的視角，可以於第二弧形鋼板32b右側平行地設定第三弧形鋼板，其與第一弧形鋼板32a的連線方式可參照第二弧形鋼板32b。
相較而言，該實施例中噴嘴保護架32的結構形式在保護尿素噴嘴31與排溫感測器21不受到磕碰的基礎上，更加節省材料，易於加工，且能夠合理地適應尿素噴嘴31、排溫感測器21處的安裝空間。SCR催化消聲器根據其器體11的形狀不同可以分為桶式SCR催化消聲器以及箱式SCR催化消聲器。以上兩種SCR催化消聲器均可以具有氮氧感測器保護架42，該氮氧感測器保護架42固定連線於上述本體1，並且包圍氮氧感測器41。
如圖1與圖2，對於桶式SCR催化消聲器，上述氮氧感測器41位於器體11的後端側面，相應地，氮氧感測器保護架42也位於該器體11後端側面。具體地，該氮氧感測器保護架42可以包括一殼體。該殼體包括一半封閉的矩形框，該矩形框內部具有空間，並且，於矩形框外部加工肘板，以與上述本體1固定連線。該氮氧感測器保護架42安裝簡便，其內部空間能夠容納氮氧感測器41，從而保護其不受到磕碰影響。
如圖3所示，上述氮氧感測器保護架42還具有伸出部42a，該伸出部42a即為上述肘板，其與所述本體1焊接。氮氧感測器保護架42與本體1的連線處，有可能發生濺水；螺紋連線件或者鉚釘易生鏽、鬆動，導致連線失效，因此，該發明對氮氧感測器保護架42與本體1的連線方式優選為焊接，此種連線方式更為牢固，可靠性較高。
參考圖4至圖6，圖4為該發明提供SCR催化消聲器的第二種實施例的立體結構示意圖；圖5為圖4中SCR催化消聲器的左視圖；圖6為圖4中SCR催化消聲器的右視圖。
箱式SCR催化消聲器具有與上述桶式SCR催化消聲器相同的結構，例如，尿素噴嘴31、排溫感測器21以及氮氧感測器41均集成於本體1。噴嘴保護架32以及氮氧感測器保護架42能夠分別保護上述尿素噴嘴31與氮氧感測器41。以圖4為視角，對於箱式SCR催化消聲器，上述氮氧感測器41位於器體11的後端面，排氣口13的上方，並由氮氧感測器保護架42包圍。該氮氧感測器保護架42包括由鈑金件圍成的殼體，其具體形成方式如下：
一凹字形長條鈑金件與器體11通過肘板固定連線，之後，將另一凹字形長條鈑金件與其相對設定，即兩凹字形長條鈑金件的凹形開口相對，以容納上述氮氧感測器41；其中，所述肘板即為上述氮氧感測器保護架42的伸出部42a，該伸出部42a與器體11的後端面焊接。
上述氮氧感測器41以及氮氧感測器保護架42均可以設定於器體11的後部，這樣的布置方式有利於提高氮氧感測器41的測試準確度。具體地，箱式SCR催化消聲器常用於具有較高底盤的卡車，將其氮氧感測器41及其探頭放置於器體11的後端面，並由氮氧感測器保護架42容納，即使位於排氣口13上方，也不容易受到濺水影響；桶式SCR催化消聲器常用於具有較低底盤的客車，後端排氣口離地面較近，濺水現象更易發生，因此可以將氮氧感測器41及其探頭放置於後端側面，而不直接位於排氣口13上方，即不直接暴露於外界，加之氮氧感測器保護架42的保護，從而有效避免水濺。上述氮氧感測器41以及氮氧感測器保護架42均可以設定於器體11的後端面或者後端側面，根據其使用場合，優選為該發明的設定方式，而設定於其他位置也是可以的。
對於上述兩種SCR催化消聲器，氮氧感測器控制單元5均可以位於氮氧感測器保護架42的殼體內，並且與殼體螺栓連線。如此，將氮氧感測器控制單元5與氮氧感測器41的探頭的連線線一併放置於所述殼體內即可，避免線路外漏而影響美觀，同時，氮氧感測器保護架42起到一定的保護作用，避免感測器控制單元與探頭受到磕碰，或者，連線線受到水濺。該發明還提供一種SCR催化消聲系統，該系統包括發動機控制單元，以及上述各實施例中的SCR催化消聲器，二者相連線，配合完成氮氧化物的催化消聲。
榮譽表彰
2017年12月11日，《SCR催化消聲系統及其SCR催化消聲器》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
