[發明專利]一種空氣輔助霧化尿素噴射系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201610083835.7
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105545422B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 陳小迅;楊細元;劉志輝;張輝亞;胡前;劉雙平;唐天清;相耀明
• 申請（專利權）人: 東風商用車有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/28;F01N9/00
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司42215
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及一種用于柴油機排氣后處理的尿素計量噴射霧化系統，尤其涉及一種空氣輔助霧化尿素噴射系統及其控制方法，主要適用于降低系統成本和提高系統可靠性。

背景技術

柴油機排氣后處理的尿素計量噴射霧化系統屬于內燃機廢氣凈化系統，具體地說，它是一種用于降低柴油機Nox排放的SCR(Selective Catalyst Reduction) 選擇性催化還原系統。

為了實現尿素噴射，現有的SCR尿素噴射系統普遍采用直流電動隔膜泵對尿素溶液加壓，但是采用直流電動隔膜泵，一方面由于在汽車和其他車船中電動隔膜泵都需要由蓄電池向其供電，這加大了蓄電池電能的損耗，另一方面由于電動隔膜泵的壓力波動，導致尿素溶液噴射量的準確性和穩定性較差。也有SCR尿素噴射系統直接用壓縮空氣經過濾后壓縮尿素溶液的，這樣設計雖然能解決蓄電池電能損耗問題，但是也帶來如下問題：首先，在過濾系統發生故障時，容易污染尿素溶液；其次，系統中的高壓氣囊壓力罐在系統運行時一直處于高壓狀態，這使得添加尿素不方便，且容易導致對高壓氣囊壓力罐的誤操作產生安全隱患；最后，系統中設置了多個氣體流量電磁閥，且需要定期對氣體過濾器進行更換，這會增加系統的整體成本。

中國專利授權公告號為CN101818675B，授權公告日為2012年8月15日的發明公開了一種柴油車用儲液罐加壓式尿素溶液計量噴射系統，包括儲液罐、噴射器、儲氣罐、第一電磁閥、第二電磁閥、文丘里管、混合器和控制裝置，混合器包括進口和與進口相對并與進口連通的出口，噴射器安設在混合器的側壁中，儲氣罐通過第一電磁閥分別氣路連接第二電磁閥和儲液罐，儲液罐與噴射器液體連通，第二電磁閥氣路連接文丘里管，文丘里管與混合器的進口氣路連通，控制裝置電連接第一電磁閥、第二電磁閥和噴射器，還包括一級減壓閥、二級減壓閥、液位傳感器、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器等安全控制部件。本發明雖然安全節能，便于集成到柴油機尾氣后處理中，但是其仍然存在以下缺陷：

首先，該發明采用多個電磁閥、多個減壓閥以及文丘里管等貴重部件，這樣的設計增加了后處理系統的初始成本，同時也增加了用戶的使用與維護成本，不利于后處理系統的國產化；

其次，該發明儲氣罐中的氣體直接為儲液罐中的尿素溶液充壓，這使得氣體中存在的污染物易污染尿素溶液，降低了系統的可靠性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的成本高、系統可靠性低的缺陷與問題，提供一種成本低、系統可靠性高的空氣輔助霧化尿素噴射系統及其控制方法。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：一種空氣輔助霧化尿素噴射系統，包括氣源、氣囊壓力罐、噴射管路系統，所述氣源與氣囊壓力罐氣路連接，氣囊壓力罐與噴射管路系統液路連接，噴射管路系統與控制單元信號連接；

所述氣囊壓力罐的內部設置有尿素溶液區、氣囊，尿素溶液區上設置有氣囊，氣囊依次經二位三通閥的出氣口、二位三通閥的進氣口、穩壓閥后與氣源氣路連接，氣囊依次經二位三通閥的出氣口、二位三通閥的排氣口后與大氣相通，所述噴射管路系統包括計量閥、噴嘴、混合腔，噴嘴依次經混合腔、計量閥后與尿素溶液區液路連接，所述混合腔依次經氣動開關閥、出氣口、進氣口、穩壓閥后與氣源氣路連接，所述二位三通閥、計量閥均與控制單元信號連接。

所述氣囊壓力罐上設置有壓力傳感器、液位傳感器、溫度傳感器，壓力傳感器、液位傳感器、溫度傳感器都與控制單元信號連接。

所述氣囊壓力罐的頂部設置有增液口，增液口上設置有增液口蓋，氣囊壓力罐的底部設置有與計量閥液路連接的過濾器。

所述混合腔的內部設置有與氣動開關閥氣路連接的節流孔，混合腔上設置有混合腔壓力傳感器，混合腔壓力傳感器與控制單元信號連接。

所述空氣輔助霧化尿素噴射系統還包括SCR后處理器，SCR后處理器的進氣口與排氣管氣路連接，排氣管依次經噴嘴、混合腔、計量閥后與尿素溶液區液路連接。

所述SCR后處理器上設置有SCR后處理器溫度傳感器，SCR后處理器溫度傳感器與控制單元信號連接。

所述氣源為高壓儲氣瓶或空氣壓縮機。

所述穩壓閥為電控式穩壓閥或機械式穩壓閥，當穩壓閥為電控式穩壓閥時，穩壓閥與控制單元信號連接。

一種空氣輔助霧化尿素噴射系統的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：