[發(fā)明專利]一種柴油機(jī)用空氣輔助尿素供給裝置

在審

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• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN103899392A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭慶波;劉海濤;王柯;高發(fā)廷;王秋花;劉浩;黃少文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司
• 主分類號(hào): F01N3/28
• 分類號(hào): F01N3/28
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 閆曉燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種用于柴油機(jī)的集成式SCR空氣輔助尿素供給裝置。

背景技術(shù)

目前大氣污染日益嚴(yán)重，其中汽車尤其是使用柴油機(jī)做動(dòng)力的汽車是一個(gè)重要污染源，柴油機(jī)最主要的污染物是氮氧化物NOx和顆粒物。為了抑制顆粒物的生成，一般采用機(jī)內(nèi)凈化，即提高燃燒溫度和壓力，但這種工況又會(huì)大幅增加NOx的生成，為減少NOx的排放，汽車行業(yè)使用的主要技術(shù)路線就是選擇性催化還原（SCR），通過向廢氣內(nèi)噴射尿素溶液的方法，將廢氣中的NOx還原為無害的氮?dú)狻⒍趸己退ｋS著汽車工業(yè)的發(fā)展，對SCR系統(tǒng)的需求也越來越大。

但是車用尿素溶液（還原劑）的噴射量必須嚴(yán)格按照發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前工況進(jìn)行控制，否則，如果噴射量不足，排氣中的氮氧化物不能被有效還原，氮氧化物排放就會(huì)超標(biāo)；如果過量噴射，就會(huì)出現(xiàn)氨氣泄漏，污染空氣，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)催化劑堵塞，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。

當(dāng)前大部分車用尿素噴射裝置采用純液噴射，霧化效果較差，尿素不能有效快速水解，造成尿素利用率低，氨泄漏較多，目前大部分產(chǎn)品采用電控尿素噴嘴，控制閥直接安裝在排氣管上，柴油機(jī)的排氣溫度直接影響到控制閥和尿素的溫度，引起尿素密度的變化；而尿素的計(jì)量體積計(jì)量，流經(jīng)尿素噴嘴控制閥的尿素溫度無法準(zhǔn)確測量，也就無法對噴射的尿素質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量和修正，這樣就會(huì)由于尿素溶液密度的變化造成噴射量的不準(zhǔn)確，引起排放惡化。

另外，采用空氣輔助噴射的產(chǎn)品大部分需要先在一個(gè)混合腔內(nèi)將空氣和尿素溶液混合，然后將混合后的氣液混合物噴射到排氣管內(nèi)。此種方案易引起混合腔內(nèi)尿素結(jié)晶，堵塞混合腔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種柴油機(jī)用空氣輔助尿素供給裝置的技術(shù)方案，該方案的裝置該噴射裝置結(jié)構(gòu)簡單，噴射效果好，準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性高，在噴射過程中不會(huì)產(chǎn)生尿素結(jié)晶，可以穩(wěn)定噴射。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的：一種柴油機(jī)用空氣輔助尿素供給裝置，包括尿素存儲(chǔ)箱，發(fā)動(dòng)機(jī)儲(chǔ)氣筒，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消聲器，本方案的特點(diǎn)是：尿素存儲(chǔ)箱通過尿素泵與噴射器連接，噴射器與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消聲器連通，在尿素存儲(chǔ)箱和尿素泵之間設(shè)置有濾清器，在尿素泵與噴射器之間的管路上設(shè)置有電加熱器，在尿素泵的輸出端還設(shè)置有蓄能器，發(fā)動(dòng)機(jī)儲(chǔ)氣筒通過空氣過濾器與噴射器連通，在空氣過濾器和噴射器之間還設(shè)置有減壓穩(wěn)壓閥，減壓穩(wěn)壓閥的輸出端還與尿素泵的輸入端連通，在減壓穩(wěn)壓閥和尿素泵之間設(shè)置有管路排空電磁閥，尿素存儲(chǔ)箱還與加熱水管連接，在加熱水管上設(shè)置有加熱電磁閥。

所述的減壓穩(wěn)壓閥和空氣過濾器之間設(shè)置有系統(tǒng)開關(guān)電磁閥。

所述的尿素泵、減壓穩(wěn)壓閥、管路排空電磁閥、加熱電磁閥、系統(tǒng)開關(guān)電磁閥分別與車輛控制單元DCU連接。

在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消聲器的出口設(shè)置有氮氧化物傳感器，所述的氮氧化物傳感器與車輛控制單元DCU連接。

在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣消聲器的輸入端設(shè)置有排氣溫度傳感器，排氣溫度傳感器與車輛控制單元DCU連接。

在蓄能器上設(shè)置有第一壓力傳感器，第一壓力傳感器與車輛控制單元DCU連接

在減壓穩(wěn)壓閥的輸出端設(shè)置有第二壓力傳感器，第二壓力傳感器與車輛控制單元DCU連接。

尿素泵為電磁式柱塞泵。

噴射器包括內(nèi)噴孔和外噴孔，內(nèi)噴孔為尿素噴孔，外噴孔為空氣噴孔，且內(nèi)噴孔和外噴孔為同心圓。

本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中有減壓穩(wěn)壓閥可以調(diào)整空氣的壓力，保證了進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的空氣壓力穩(wěn)定，可以使尿素溶液的霧化效果更好、更穩(wěn)定；有管路排空電磁閥，在柴油機(jī)停機(jī)后，由排空電磁閥控制壓縮空氣進(jìn)入尿素負(fù)壓管路，一部分壓縮空氣經(jīng)由尿素泵進(jìn)入尿素壓力管路，將尿素泵、壓力管路和尿素噴嘴內(nèi)的殘余尿素溶液排出到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)，另一部分壓縮空氣將尿素負(fù)壓管路及尿素濾清器內(nèi)的殘余尿素溶液壓回尿素儲(chǔ)存箱，避免在低溫下尿素溶液結(jié)冰或由于水分蒸發(fā)導(dǎo)致尿素結(jié)晶，堵塞尿素供給通道；有蓄能器，采用空氣作為蓄能元件，可穩(wěn)定噴射壓力，提高霧化效果，降低尿素泵瞬時(shí)壓力負(fù)荷，提高尿素泵壽命；噴射器包括內(nèi)噴孔和外噴孔，內(nèi)噴孔為尿素噴孔，外噴孔為空氣噴孔，且內(nèi)噴孔和外噴孔為同心圓，這樣在噴出尿素之前，尿素與壓縮空氣無混合過程，從中心噴孔噴出的尿素被從圓周噴孔噴出的壓縮空氣吹散、霧化，以達(dá)到比單純高壓純液噴射更好的霧化效果，，尿素液滴的索特爾直徑小于15微米。