尿素罐组件、后处理总成及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种尿素罐组件、具有该尿素罐组件的后处理总成及具有该后处理总成的车辆。


背景技术：

2.为了满足国ⅳ及更加严格的排放法规的要求，需要车辆对发动机尾气中的含氮氧化物的排放限值更为严格。其中，使用后处理scr技术可有效地降低尾气中的含氮氧化物的排放，因此在应对国ⅳ排放法规的技术上得到了大量的应用。而scr技术中反应剂一般使用的是车用尿素水溶液，即通过尿素和水按照一定比例合成的尿素水溶液，其在高温下能分解出nh3，scr系统利用nh3将发动机尾气中的含氮氧化物还原成n2，以降低含氮氧化物的排放而造成对环境的污染。
3.然而，尿素水溶液在低于-11℃时便开始结冰，从而导致管路堵塞，进而使得尿素喷射系统无法正常工作，且因scr系统没有尿素水溶液喷射，将导致车辆尾气超标并限扭。因此，必须给尿素罐及管路提供一种加热装置，以保证尿素水溶液的正常流动和喷射。
4.目前，给尿素罐和管路加热的方式主要有两种，分别是利用发动机冷却液提供热源及电加热的方式。但是以上两种方式要么设计复杂、零部件多、失效率高，要么成本过高，且布线困难，会消耗发动机的功率。因此，存在改进空间。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种尿素罐组件，可经济且快速的实现对尿素罐和管路的加热升温。
6.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，包括：尿素罐本体，所述尿素罐本体内形成有尿素腔；加热管，所述加热管包括管体和连通于所述管体两端的进气接口和出气接口，所述进气接口和所述出气接口位于所述尿素罐本体外且适于与后处理本体连通，所述管体位于所述尿素罐本体内且用于对所述尿素腔内的尿素水溶液加热。
7.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，使后处理本体与尿素罐组件中的加热管相连，从而将高温的发动机尾气从后处理本体传输至加热管以实现与尿素腔内的尿素水溶液的热交换，进而提高尿素水溶液的温度。即尿素罐组件有效地利用了发动机的排气余热作用以实现对尿素水溶液的加热，不仅节约了能源，易于实现，且成本较低，还避免了消耗发动机的功率。
8.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，所述进气接口和所述出气接口在所述尿素罐本体的同一侧敞开。
9.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，所述进气接口设有第一连接法兰，所述第一连接法兰与所述后处理本体的侧出气口可拆卸地相连，所述出气接口设有第二连接法兰，所述第二连接法兰与所述后处理本体的侧回气口可拆卸地相连。
10.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，所述第一连接法兰的轴线与所述第二连接
法兰的轴线之间的夹角为α，且满足：55
°
≤α≤65
°
。
11.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，所述管体包括多个子管段，且多个所述子管段中的至少两个弯折相连。
12.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，多个所述子管段中的任意相邻两个弯折相连。
13.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，所述管体构造为从内至外螺旋盘绕的环形结构。
14.根据本实用新型实施例的尿素罐组件，所述进气接口处设有控制阀。
15.本实用新型还提出一种后处理总成。
16.根据本实用新型实施例的后处理总成，包括：后处理本体和上述实施例中任一项所述的尿素罐组件，所述后处理本体的管壁设有侧出气口和侧回气口，所述进气接口与所述侧出气口连通，所述出气接口与所述侧回气口连通。
17.本实用新型还提出一种车辆。
18.根据本实用新型实施例的车辆，设置有上述实施例中所述的后处理总成。
19.所述车辆、后处理总成和上述的尿素管组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是根据本实用新型实施例的后处理总成的结构示意图；
23.图2是根据本实用新型实施例的后处理本体的结构示意图；
24.图3是根据本实用新型实施例的尿素罐组件的结构示意图；
25.图4是根据本实用新型实施例的一种管体布线示意图；
26.图5是根据本实用新型实施例的另一种管体布线示意图。
27.附图标记：
28.后处理总成1000，
29.尿素罐组件100，
30.尿素罐本体1，尿素腔11，安装孔12，加热管2，管体21，子管段211，进气接口22，第一连接法兰221，出气接口23，第二连接法兰231，控制阀3，
31.后处理本体200，侧出气口201，侧回气口202，进气接管203，排气尾管204。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.如无特殊的说明，本技术中的前后方向为车辆的纵向，即x向；左右方向为车辆的
横向，即y向；上下方向为车辆的竖向，即z向。
34.下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的尿素罐组件100，包括：尿素罐本体1及加热管2。其中，需要说明的是，尿素罐本体1可构造为矩形箱体，在尿素罐本体1内形成有尿素腔11，尿素腔11用于盛放尿素水溶液，且在箱体的两个侧面上各设置有一个安装孔12。可以理解的是，本实用新型对尿素罐本体1的结构不做具体限制，因尿素罐本体1设置于车体之中，所以可根据不同车型的构造而设计大小及形状合适的尿素罐。
35.以及，加热管2包括管体21和连通于管体21两端的进气接口22和出气接口23，且进气接口22用于将发动机尾气排入至加热管2的管体21内，出气接口23用于将发动机尾气排出加热管2的管体21外。其中，进气接口22和出气接口23均设置于尿素罐本体1的外部且适于与后处理本体200连通，即与进气接口22和出气接口23相连的部分管体21的一端连接于尿素罐本体1的两个侧面上的两个安装孔12，且另一端与对应的进气接口22或出气接口23相连。以及，将进气接口22和出气接口23背离相连管体21的一端与后处理本体200相连。
36.由此可知，发动机尾气加热尿素水溶液的过程为，先使后处理本体200内的发动机尾气从加热管2中的进气接口22处流通至尿素罐组件100的加热管2中并加热管体21，而管体21位于尿素罐本体1内，从而可对尿素腔11内的尿素水溶液进行加热，最后使加热后的发动机尾气从加热管2中的出气接口23处流通回后处理本体200。
37.根据本实用新型实施例的尿素罐组件100，使后处理本体200与尿素罐组件100中的加热管2相连，从而将高温的发动机尾气从后处理本体200传输至加热管2以实现与尿素腔11内的尿素水溶液的热交换，进而提高尿素水溶液的温度。即尿素罐组件100有效地利用了发动机的排气余热作用以实现对尿素水溶液的加热，不仅节约了能源，易于实现，且成本较低，还避免了消耗发动机的功率。
38.在一些实施例中，进气接口22和出气接口23在尿素罐本体1的同一侧敞开。也就是说，如图3所示，进气接口22和出气接口23在尿素罐本体1靠近后处理本体200的两个侧面上正对设置，且将进气接口22和出气接口23与加热管2的管体21连接。可以理解的是，进气接口22和出气接口23设置在尿素罐本体1的同一侧且贴近后处理本体200敞开设置，可减少尿素罐本体1外部的管体21的长度，节约成本，使发动机尾气流通至尿素罐本体1内的路径较短，从而利于对管体21的快速加热。
39.在一些实施例中，进气接口22设有第一连接法兰221，第一连接法兰221与后处理本体200的侧出气口201可拆卸地相连，出气接口23设有第二连接法兰231，第二连接法兰231与后处理本体200的侧回气口202可拆卸地相连。需要说明的是，如图3所示，第一连接法兰221与第二连接法兰231均包括两个法兰盘，且使第一连接法兰221所包括的两个法兰盘中的一个垂直焊接于进气接口22，另一个垂直焊接于后处理本体200的侧出气口201；使第二连接法兰231所包括的两个法兰盘中的一个垂直焊接于出气接口23，另一个垂直焊接于后处理本体200的侧回气口202。随后，将两个法兰盘贴合后，再通过螺栓螺母将两个法兰盘可拆卸地连接为一体，避免其出现漏气等情况，保证连接法兰的连接稳定性以及安装的便捷性。
40.在一些实施例中，第一连接法兰221的轴线与第二连接法兰231的轴线之间的夹角为α，且满足：55
°
≤α≤65
°
，如在实际设计时，可将α设置为60
°
，或者设置为62
°
，以及设置为55
°
～65
°
之间的其他角度。
41.需要说明的是，如图2所示，第一连接法兰221与第二连接法兰231所在的位置分别是后处理本体200的侧出气口201的位置和侧回气口202的位置。将侧出气口201与侧回气口202对称设置，且使得二者轴线夹角的角度在55
°
至65
°
之间可使得尾气能顺畅的从后处理本体200引出以及将尾气能够顺畅的进入后处理本体200中，即在此角度范围中能保证尾气的流通量更大，从而能快速实现对加热管2的管体21的加热，进而保证尿素水溶液的快速升温。
42.在一些实施例中，管体21包括多个子管段211，且多个子管段211中的至少两个弯折相连。需要说明的是，如图3所示，管体21可由多个子管段211在尿素罐本体1中拼接组合而成，且为了增大与尿素水溶液的接触面积，提高加热效率，可将子管段211中的部分或全部均设置为弯折的管段。如本实施例提出的至少两个子管段211弯折相连，可使得管体21可构造为弧形管段或流线型管段等形状，从而避免因管体21构造为直形管而无法对底面积较大的尿素罐本体1均匀加热的问题，导致加热效率低。
43.在一些实施例中，多个子管段211中的任意相邻两个弯折相连。需要说明的是，如图5所示，多个子管段211在尿素罐本体1的底部两两弯折相连，从而可在尿素罐本体1的底部形成多个回路以充分覆盖尿素罐本体1的底部空间，从而增大管体21与尿素水溶液的接触面积，提高单位时间内进行热交换的流量而使得加热尿素水溶液的速度更快。
44.在另一些实施例中，管体21可构造为从内至外螺旋盘绕的环形结构。需要说明的是，如图4所示，本实施例中的环形管体21以一圈一圈的盘绕形式而构成，且覆盖于尿素罐本体1的底部，其中，管体21的外圈直径大小接近于尿素罐本体1的底部直径大小以保证尿素水溶液与管体21能达到充分的热交换。可以理解的是，相对其他形状的管体21，环形管体21具有体积小的特点，且可根据尿素罐本体1而灵活的选择管体21外圈的尺寸，具有制作灵活、流动性好、实用性强的优点。
45.以及，本实用新型针对管体21的形状不做具体的限制，满足管体21布置于尿素罐本体1内部且能保证管体21可与尿素水溶液进行充分的热交换即可。
46.在一些实施例中，进气接口22处设有控制阀3。也就是说，如图1所示，控制阀3设置在尿素罐本体1的外部与第一连接法兰221之间的管体21的部分上，可用于控制进气接口22的连通状态，且控制阀3可与车身控制系统电连接。即车辆检测尿素水溶液达到冰点值时可自动开启控制阀3的开关，进而将进气接口22打开，使尾气能够进入尿素罐本体1内以对尿素水溶液进行加热。
47.本实用新型还提出一种后处理总成1000，包括：后处理本体200和上述实施例中任一项的尿素罐组件100。其中，后处理本体200的管壁设有侧出气口201和侧回气口202，进气接口22与侧出气口201连通，出气接口23与侧回气口202连通。以及，在后处理总成1000的前端设置有进气接管203、在后处理总成1000的后端设置有排气尾管204。
48.可以理解的是，当需要加热尿素水溶液时发动机尾气的流通路径为：发动机尾气从进气接管203流入后处理本体200，打开控制阀3并使发动机尾气可从后处理本体200的管壁上的侧回气口202进入加热管2的管体21，从加热管2的管体21的出气接口23流出，通过侧出气口201返回后处理本体200。最后，加热后的发动机尾气可从排气尾管204流出。
49.本实用新型还提出一种车辆，设置有上述的后处理总成1000。通过在后处理总成1000的侧边处设置尿素罐组件100，在尿素罐组件100中铺设加热管2使其能够与后处理本
体200连通形成回路，即在不影响排放发动机尾气的同时，可利用发动机尾气自身的高温实现对尿素罐本体1内部的尿素水溶液的加热。实现了尾气再利用，节约成本，具有经济环保的优点。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。