[實(shí)用新型]通用型SCR噴射系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120228638.2
• 申請(qǐng)日: 2011-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202132088U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓永強(qiáng);趙海光;田徑;王忠恕;許允;史青州
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20;F01N3/24;F01N9/00;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王壽珍;朱世林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣后處理技術(shù)，具體涉及一種SCR噴射系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)將適量的還原劑噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣中以降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的NOx濃度。

背景技術(shù)

隨著汽車尾氣污染的日益嚴(yán)重，汽車尾氣排放法規(guī)也越來(lái)越嚴(yán)格。發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化已經(jīng)滿足不了嚴(yán)格的法規(guī)，則采用機(jī)內(nèi)凈化和后處理系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)路線才能達(dá)到更為嚴(yán)格的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

以非均質(zhì)燃燒為表征的柴油機(jī)最難控制且存在矛盾性的是顆粒物(PM)和氮氧化物(NOx)兩種。作為后處理技術(shù)之一的選擇性催化還原技術(shù)(SCR)能夠有效的處理尾氣中的NOx。然而由于歷史的原因，我國(guó)重型柴油機(jī)的電子控制系統(tǒng)大量借鑒或引入了國(guó)外的產(chǎn)品，對(duì)整機(jī)控制算法、信號(hào)協(xié)議、核心硬件自主開(kāi)發(fā)權(quán)限不足。同時(shí)，我國(guó)的后處理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也不容樂(lè)觀，催化反應(yīng)器、系統(tǒng)電子控制單元均未見(jiàn)商品型產(chǎn)品出現(xiàn)。在這樣的前提下SCR和電控系統(tǒng)是相互耦合的，例如BOSCH公司的第二代SCR噴射系統(tǒng)，控制單元(DCU)需不斷與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信息，然后通過(guò)控制計(jì)量噴射泵來(lái)給噴嘴提供各個(gè)工況下所需噴射的還原劑質(zhì)量，從而實(shí)時(shí)控制噴嘴進(jìn)行噴射；目前我國(guó)大量自主研發(fā)的SCR后處理系統(tǒng)一如既往的沿襲了國(guó)外的模式，一機(jī)一標(biāo)，缺乏通用性，無(wú)法為全行業(yè)的進(jìn)步提供支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種通用型SCR噴射系統(tǒng)，以解決發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU之間的解耦問(wèn)題，從而能夠使SCR噴射系統(tǒng)獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU之外工作，并且針對(duì)不同的SCR催化器，該系統(tǒng)都能夠自學(xué)習(xí)生成相應(yīng)的還原劑噴射量MAP，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的NOx保持在合理的范圍之內(nèi)，提高系統(tǒng)的通用性。

本實(shí)用新型通用型SCR噴射系統(tǒng)，包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣總管上的占空比控制式還原劑噴嘴和通過(guò)文丘里管與該噴嘴相連接的SCR催化器、氣動(dòng)恒壓還原劑供給裝置、間歇性補(bǔ)液裝置、壓縮氣體源、還原劑罐和控制單元，所述的還原劑罐的出液口通過(guò)第II單向閥與間歇性補(bǔ)液裝置的進(jìn)液口、間歇性補(bǔ)液裝置的出液口通過(guò)第I單向閥與氣動(dòng)恒壓還原劑供給裝置的進(jìn)液口、氣動(dòng)恒壓還原劑供給裝置的出液口通過(guò)第I電磁閥與占空比控制式還原劑噴嘴的入口依次進(jìn)行管道連接；所述的壓縮氣體源通過(guò)第II三通閥分別經(jīng)減壓閥與氣動(dòng)恒壓還原劑供給裝置氣路連接，經(jīng)第III電磁閥、第I三通閥與間歇性補(bǔ)液裝置氣路連接，第I三通閥的另一端通過(guò)第II電磁閥與所述的文丘里管氣路連通；在所述的占空比控制式還原劑噴嘴之前和SCR催化器之后的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣總管上分別設(shè)置一取樣支管通過(guò)電控三通閥聯(lián)結(jié)在NOx傳感器上；占空比控制式還原劑噴嘴出口通過(guò)回液管與還原劑罐相連；

在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管上和排氣總管上分別設(shè)置有進(jìn)氣流量傳感器和排氣溫度傳感器；在所述還原劑罐、氣動(dòng)恒壓還原劑供給裝置的下部分別設(shè)置第III液位傳感器、第II液位傳感器；氣動(dòng)恒壓還原劑供給裝置的上部還設(shè)置第I液位傳感器；

所述控制單元由一單片機(jī)和與單片機(jī)的PWM通道I相聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)電路板構(gòu)成；進(jìn)氣流量傳感器和排氣溫度傳感器直接與控制單元中單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換通道I相聯(lián)接；第III液位傳感器、第II液位傳感器、第I液位傳感器和NOx傳感器分別與控制單元中單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換通道II相聯(lián)接；所述的第I電磁閥、第II電磁閥、第III電磁閥和電控三通閥分別與控制單元中單片機(jī)的I/O口聯(lián)接；占空比控制式還原劑噴嘴通過(guò)控制單元中的驅(qū)動(dòng)電路板與單片機(jī)的PWM通道I相聯(lián)接，單片機(jī)通過(guò)控制PWM波形占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)還原劑的定量噴射。

本實(shí)用新型的原理是：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制單元分別通過(guò)采集進(jìn)氣流量傳感器、排氣溫度傳感器、通過(guò)SCR催化器后和占空比控制式還原劑噴嘴前的取樣支管采集的NOx傳感器信號(hào)，利用幾個(gè)典型工況構(gòu)建出總NOx生成量、SCR催化器轉(zhuǎn)化效率兩個(gè)核心模型后，針對(duì)不同機(jī)型的原始排氣特性和預(yù)期NOx排放水平就可以構(gòu)建出氨氮比控制初始MAP。從而還原劑噴射系統(tǒng)就可以自學(xué)習(xí)生成相應(yīng)的還原劑噴射量MAP。實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的定量噴射。

本實(shí)用新型的有益效果在于：通用型SCR噴射系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)能力，對(duì)于任何機(jī)型只用輸入原機(jī)排放水平、預(yù)期排放目標(biāo)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的訓(xùn)練工況后通用型SCR噴射系本身就會(huì)評(píng)判出機(jī)型排放達(dá)標(biāo)的可行性及還原劑噴射量MAP。即通用型SCR噴射控制系統(tǒng)可以獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU工作，具有很強(qiáng)的通用性。

附圖說(shuō)明

圖1為通用型SCR噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為圖1中所示間歇性補(bǔ)液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；