[發明專利]一種SCR系統及其尿素加熱裝置、尿素加熱方法

有效

• 申請號: 201210574644.2
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103046986A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 郭深深;張有;喬海周;雷保軍;盛云
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01N3/24
• 分類號: F01N3/24;F01N3/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發明涉及機動車尾氣處理設備技術領域，尤其涉及一種SCR系統及其尿素加熱裝置、尿素加熱方法。

背景技術

目前，在我國有關汽車方面的能源消耗和有害排放逐年增加，導致了我國石油能源緊張，并對環境造成了極大的危害。為滿足國家的排放法規要求，SCR(Selective?Catalytic?Reduction)系統，即選擇性催化還原系統在發動機排氣后處理中逐步得到應用。

尿素和水按照一定比例混合成尿素溶液，其在高溫下能夠分解出NH3，SCR系統利用NH3將發動機廢氣中的NOX還原成N2，以降低NOX的排放。然而，尿素溶液在低于-11℃時開始結冰，導致管路堵塞，尿素噴嘴無法正常噴射，影響發動機的排放。因而在低溫環境下，必須提供一種尿素加熱裝置，以保證尿素溶液的正常流動和噴射。

目前，現有技術中用于SCR系統的尿素加熱裝置主要有兩種：

請參考圖1，該圖為現有技術中一種尿素加熱裝置的結構示意圖；這種加熱裝置為尿素箱加熱裝置，包括冷卻液管1、冷卻液控制單元11和電磁閥12，該冷卻液管1入口、出口分別于發動機100的兩端、中部穿過尿素箱200。當尿素箱200中尿素溫度小于預設值時，冷卻液控制單元11控制電磁閥12打開，發動機100中的冷卻液(溫度高于尿素箱的溫度)流入冷卻液管1，并流經尿素箱200，對其中的尿素進行加熱，加熱完成后經冷卻液管1的出口返回發動機100。這種方法僅僅加熱尿素箱200內的尿素，未考慮系統管路可能由于管路較長造成冷卻結晶，所以加熱效果較差。

第二種為尿素電加熱法，即在尿素泵內設置加熱裝置，尿素管路由加熱電阻元件包裹，控制單元根據尿素溫度和環境溫度判斷是否需要加熱，需要加熱時開啟相應的發動機冷卻液開關，由24V電源對需要加熱部分的加熱元件供電，從而實現對尿素的加熱。這種加熱裝置的結構復雜、維護不方便，且電加熱系統的成本較高，很難適應國內市場的要求。

有鑒于此，亟待針對上述技術問題，對現有尿素加熱裝置進行優化設計，增強對SCR系統中對尿素的加熱效果，并且具有較低的成本。

發明內容

本發明的目的為提供一種SCR系統及其尿素加熱裝置，該加熱裝置能夠加強SCR系統對尿素的加熱效果，并且具有較低的生產成本。本發明的另一目的為提供一種用于SCR系統的尿素加熱方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于SCR系統的尿素加熱裝置，包括冷卻液管和尿素管，所述冷卻液管通過所述SCR系統的尿素箱；還包括具有內層管和外層管的雙層管路，所述內層管的兩端與所述冷卻液管、所述尿素管二者中的一者連通，所述外層管的兩端與二者中的另一者連通。

優選地，所述內層管套裝于所述外層管內部。

優選地，所述外層管的兩端與所述冷卻液管連通，所述內層管的兩端與所述尿素管連通。

優選地，所述外層管包括筒體和端蓋，所述筒體設有兩個與所述冷卻液管連通的接頭，所述端蓋設有蓋體和設于蓋體中心的連接筒，所述蓋體與所述筒體可拆卸對接，所述連接筒連接所述內層管和所述尿素管。

優選地，所述筒體設有向外凸出的第一耳板、所述蓋體設有向外凸出的第二耳板，所述筒體和所述端蓋通過貫穿于所述第一耳板、所述第二耳板的螺栓組件可拆卸地固定連接。

優選地，所述蓋體與所述端蓋的對接處還設有密封部件。

優選地，所述筒體包括中間部和連接于所述中間部兩端的端部，所述接頭設于所述端部上，所述端部、所述端蓋為鋼管，所述中間部、所述內層管為軟管。

優選地，所述端部與所述中間部、所述內層管與所述連接筒、所述連接筒與所述尿素管、所述接頭與所述冷卻液管均通過卡箍連接。

優選地，所述尿素管上設有尿素控制單元和噴嘴，所述雙層管的數目為兩個，兩個所述雙層管分別設于所述尿素箱與所述尿素控制單元之間、所述尿素控制單元與所述噴嘴之間。

本發明提供一種用于SCR系統的尿素加熱裝置，其包括具有內層管和外層管的雙層管路，所述內層管的兩端與所述冷卻液管、所述尿素管二者中的一者連通，所述外層管的兩端與二者中的另一者連通。

采用這種結構，SCR系統工作過程中，溫度傳感器實時檢測尿素箱中尿素的溫度，當該溫度低于一定預設值時，冷卻液控制單元控制電磁閥打開接通冷卻液管，發動機中的冷卻液進入冷卻液管中，由于冷卻液管通過尿素箱，冷卻液管能夠流經尿素箱內部對尿素箱中的尿素進行加熱。更重要的是，冷卻液管流經二層管中的內層管或外層管時，能夠對流經二層管中外層管或內層管的尿素進行加熱，從而實現了對管路中尿素的加熱。