[發(fā)明專利]一種保持柴油機(jī)SCR系統(tǒng)噴射壓力恒定的裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010235022.8
• 申請(qǐng)日: 2010-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101922332A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王謙;涂方印
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20;F01N3/24
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)排氣處理系統(tǒng)，屬于柴油機(jī)工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種保持柴油機(jī)SCR系統(tǒng)還原劑噴射壓力穩(wěn)定的方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量日益增加。氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)和顆粒(PM)是柴油機(jī)廢氣排放中三種主要污染成分。國(guó)家排放法規(guī)為了保護(hù)人類健康和自然環(huán)境，對(duì)這些排放物作出日益嚴(yán)格的規(guī)定。隨著越來(lái)越嚴(yán)厲的排放法規(guī)的實(shí)施，僅靠柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化是難以滿足的。為了達(dá)到排放法規(guī)，柴油機(jī)后處理系統(tǒng)就變得必不可少。SCR(Selective?catalytic?reduction)尾氣處理技術(shù)作為一種有效的柴油機(jī)后處理技術(shù)，在全世界日益盛行。SCR系統(tǒng)是利用柴油生成NO_x和PM之間“trade-off”的關(guān)系，通過(guò)優(yōu)化柴油機(jī)的缸內(nèi)燃燒，使得排放廢氣中PM值降低，達(dá)到排放要求。產(chǎn)生的高濃度的NO_x利用后處理將其轉(zhuǎn)化為N₂和H₂O，然后排入大氣。

SCR后處理系統(tǒng)利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)32.5％的尿素溶液，經(jīng)噴嘴注入到柴油機(jī)排氣管內(nèi)。尿素溶液在高溫環(huán)境下蒸發(fā)熱解，生成氨氣(NH₃)。化學(xué)反應(yīng)式如下(NH₂)₂(s)+H₂O(g)→2NH₃(g)+CO₂(g)。生成的NH₃作為還原劑，在催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O和4NH₃+2NO+2NO₂→4N₂+6H₂O。SCR把柴油機(jī)廢氣中的NO_x轉(zhuǎn)化為N₂和H₂O，達(dá)到凈化廢氣的目的。

但影響NO_x轉(zhuǎn)化的因素很多，其中注入到排氣管內(nèi)的尿素溶液量就是一大影響因素。SCR系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ACU(after-treatment?control?unit)對(duì)尿素量的控制是通過(guò)控制尿素溶液噴嘴的電磁閥通電時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)尿素溶液的絕對(duì)壓力和噴射器噴口處排氣管廢氣壓力的差值不為恒定值時(shí)，尿素噴嘴噴射產(chǎn)生的壓力波動(dòng)時(shí)，盡管噴射器電磁線圈的通電時(shí)間盡管相同，噴射量卻不相同。例如，當(dāng)排氣壓力增加時(shí)，噴嘴開(kāi)啟時(shí)間一定，噴入排氣管的尿素溶液的量就比理論值偏少，當(dāng)排氣壓力減少，情況正好相反。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免和克服上述不足，本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種保持柴油機(jī)SCR系統(tǒng)還原劑噴射壓力穩(wěn)定的方法及設(shè)備。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)在柴油機(jī)SCR系統(tǒng)中加上一套尿素溶液壓力調(diào)節(jié)裝置，其中尿素溶液調(diào)節(jié)裝置由尿素溶液壓力調(diào)節(jié)器和尿素溶液穩(wěn)壓管組成，尿素溶液調(diào)節(jié)器的回液口與尿素泵相連，尿素溶液調(diào)節(jié)器的真空接口與位于SCR上游排氣管的取氣軟管相連；尿素溶液穩(wěn)壓管一端與尿素泵相連，另一端與尿素溶液調(diào)節(jié)器的進(jìn)液口相連，尿素溶液穩(wěn)定管上開(kāi)口與尿素溶液噴嘴相連。

所述尿素溶液壓力調(diào)節(jié)器根據(jù)排氣壓力的大小調(diào)節(jié)尿素溶液穩(wěn)壓管中尿素溶液壓力，使得尿素溶液穩(wěn)壓管中尿素溶液的絕對(duì)壓力與尿素溶液噴嘴的噴口處排氣壓力的差值始終為定值。

所述尿素溶液壓力調(diào)節(jié)器包括活塞環(huán)、彈簧室、彈簧、活塞桿、進(jìn)液口、尿素溶液室、殼體、回液閥、膜片、活塞、真空接口、氣室和回液口，其特征在于：所述尿素溶液壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)部被膜片分隔為彈簧室和尿素溶液室，彈簧室內(nèi)的氣室與真空接口相通，進(jìn)入氣室的柴油機(jī)尾氣被活塞與活塞環(huán)密閉在氣室內(nèi)，活塞桿一端固定在氣室內(nèi)的活塞上，另一端固定在膜片上，并能上下移動(dòng)，彈簧一端固定在殼體上，另一端與膜片相連接；膜片一方面承受尿素溶液室尿素溶液的壓力，另一方面承受排氣背壓和彈簧力的合力作用；回液口設(shè)在尿素溶液室內(nèi)，回液口保持常開(kāi)的狀態(tài)，膜片下方設(shè)有回液閥。