[發明專利]一種SCR計量模塊

在審

• 申請號: 201410559355.4
• 申請日: 2014-10-18
• 公開（公告）號: CN105587383A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 郗大光;張平;樂起獎;費麗麗
• 申請（專利權）人: 浙江福愛電子有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于排氣后處理技術領域，具體涉及發動機排氣凈化NOx選擇性催化還原（SCR）計量噴射系統。

背景技術

伴隨著環境問題的日益突出，節能減排已經成為發動機行業最為重要的主題，世界許多國家都不斷推出一系列的發動機及車輛排放標準，對此，以內燃機為動力的車輛需要更好的燃燒控制系統，并且安裝排放后處理系統以求滿足越來越嚴格的排放要求。例如，包括火花點火式小型發動機在內的發動機也像汽車發動機一樣采用電控燃油噴射技術和排氣三元催化處理技術；柴油發動機或者稀薄燃燒的缸內直噴汽油機，為降低尾氣中的NOx等有害污染物，采用能夠在富氧環境下進行催化還原處理的NOx選擇催化還原（SCR=SelectiveCatalyticReduction）技術。

SCR技術通過在催化器上游計量噴射NOx選擇性還原劑，例如32.5%重量濃度的尿素水溶液（也叫柴油排氣處理液DEF=DieselExhaustFluid，或者添藍液AdBlue）對排氣進行處理。具體，當DEF進入發動機排氣管后，通過排氣高溫分解成氨氣，與排氣混合后進入SCR催化轉換器。在催化劑的作用下，氨氣就會與發動機排氣中的NOx等發生催化還原反應，使NOx分解為無害的N2、H2O。如果DEF噴射量與排氣中的NOx含量不相匹配，那么要么NOx不能夠被充分還原分解，排放量增加，要么剩余不少氨氣排到大氣中，造成二次污染。因此SCR系統必然需要精度較高的SCR計量噴射裝置。

美國專利US20090301067A1公開了一種計量噴射裝置及其方法。計量噴射裝置是一個螺線管驅動的柱塞泵噴嘴，安裝在排氣管上，需要外加一個低壓泵為其從DEF儲液罐提供工作液體，并且需要采取冷卻措施才能正常工作。此外，美國專利US8356471B2公開的SCR計量噴射之操作、系統及方法中提供了一種泵-嘴端分別控制的方案。除計量精度要求外，由于尿素本身的特性，對裝置的溫度控制以及管路化冰也有一定要求。

例如，由于尿素水溶液具有導電性，傳統的以直流旋轉電泵為動力源的噴射計量系統不能潛入在工作液體中工作，因此多數現有技術采用以直流電機驅動的外置膜片泵為動力源，這種系統的結構復雜，除了可靠性外，還受環境的影響較大，尤其在低溫環境下工作需要復雜的融冰輔助裝置，售后服務維護也比較困難。

現有技術采用了相當復雜的系統解決上述問題，例如特制的計量泵置于尿素水溶液儲存罐之外，依靠復雜的管路連接各個裝置，所有管路都必須包裹電加熱裝置來融冰，導致系統復雜而成本很高。此外，噴射單元以及其相關設備管路的布置安裝、維修更換方便性也是一個重要問題，系統越復雜這方面的成本也就越高。因此，關于SCR計量噴射裝置無論簡潔結構和應用方式，還是其計量噴射系統的精度以及穩定性都是非常有價值的研究工作。

發明內容

本發明針對上述問題，之目的在于是提供一種計量精度高，噴射效果好，結構簡單，更換、維修方便的計量噴射裝置，并進一步降低排氣后處理計量噴射系統的成本。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種SCR計量噴射裝置，其特征在于，包括尿素罐，螺線管驅動泵，控制器，噴嘴，過濾器，支架以及托盤。

所述螺線管驅動泵包括一個螺線管驅動裝置和一個柱塞組件。所述螺線管裝置包括線圈、磁軛、磁阻和電樞，其中磁軛與電樞由導磁材料構成，磁阻由非導磁材料構成。所述柱塞組件包括柱塞，套筒以及回位彈簧，柱塞與套筒配合形成壓送容積，壓送容積連接進液閥和出液閥，液體從進液道進入進液閥，通過壓送容積從出液閥輸入出液道。所述回位彈簧可作用于柱塞或者套筒之上。

所述控制器為螺線管裝置提供驅動信號，最常見的控制方法是采取PWM驅動的方式。由于驅動信號和回位彈簧的作用，柱塞與套筒處于相對往復運動狀態，使得壓送容積大小交替變化。

上述方案中的回位彈簧可以被另外一個螺線管裝置所取代以提供套筒或者柱塞回位所需要的力。

工作液體經過濾器進入螺線管驅動泵，由出液道輸出后的高壓液體通過噴嘴呈霧狀噴出，所述噴嘴可以是一個由彈簧力關閉的單向閥，亦可以是一個電磁閥。

進一步，出液道與螺線管泵之間可以包括一個高壓管，所述高壓管由金屬或者高分子材料制成，可以是定型的剛性管，也可以是可彎曲的柔性管。所述螺線管泵可以是噴嘴也可以是安裝于排氣管道上的噴射器。另外，來自尿素箱的液體需要經過一個過濾器才能進入螺線管驅動泵的內部空間。