[發明專利]一種集成式后處理尿素/柴油/空氣組合噴射裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202010434176.3
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111677578B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王忠;張啟霞;劉帥;李瑞娜
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/025;F01N3/30;F01N9/00;F01N13/00
• 代理公司: 暫無信息
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本發明公開了一種集成式后處理尿素/柴油/空氣組合噴射裝置及控制方法，在流量調節旋轉體的內部沿軸向設置柴油通道、空氣通道和尿素通道；流體通道密封端蓋上開有兩個出口；通過轉動流量調節旋轉體實現柴油通道、空氣通道和尿素通道與流體通道密封端蓋上出口之間的角度的調節，實現多種供給模式的切換。工作時通過控制器采集傳感器信號，判斷柴油機的實時工作狀態，根據所選取的DPF、SCR一體化裝置的工作模式，SDCU控制器分別控制供應裝置和集成式組合噴射裝置進行供給模式的切換，從而滿足柴油機超低排放及后處理DPF的再生需求。

技術領域

本發明屬于柴油機燃燒產物處理技術領域，尤其是一種集成式后處理尿素/柴油/空氣組合噴射裝置及控制方法。

背景技術

柴油機的主要燃燒產物包括CO、HC、CO₂、NO_x氣體和顆粒物，其中運用在NO_x氣體后處理上的方案主要是選擇性催化還原技術SCR(Selective Catalytic Reduction)，此技術主要通過尿素溶液中氨與NO_x的還原反應處理排氣中的NO_x氣體，廣泛采用在排氣管處設置單一尿素噴嘴的方法降低NO_x排放，需要按照柴油機的不同運行工況和排出的NO_x量對尿素噴射量和噴射時間進行控制。

顆粒物(PM)的后處理方案則是使用顆粒捕集器DPF(Diesel ParticulateFilter)。捕集器在工作過程中，微粒會積存在過濾器內，當達到一定值時，就會導致發動機動力性和經濟性等性能下降，必須及時除去沉積的微粒，以保證DPF繼續正常工作，這就是所說的DPF再生。

常用的DPF再生方法是通過壓差傳感器監控排氣背壓，背壓上升到一定數值后，ECU控制專用噴嘴往排氣管里噴射柴油，在排氣管中形成燃燒火焰使DPF內部溫度上升到600℃～620℃，將捕捉到的顆粒物燃燒成CO₂排出去。

上述后處理系統中的SCR及DPF裝置都需要設置專用噴嘴來實現尿素及柴油的噴射，使得后處理系統結構復雜，控制不方便。為滿足更為嚴苛的排放法規，需要柴油顆粒物捕集器(DPF)、選擇性催化還原器(SCR)等集成為一體來控制排放。經過后處理系統優化以及與發動機匹配，后處理系統可以將顆粒物和NO_x同時進行有效處理，進而滿足更嚴格的排放要求。因此，本發明提出一種集成式后處理尿素/柴油/空氣組合噴射裝置及控制方法，將尿素、柴油和空氣噴射裝置進行組合集成，通過一個噴嘴進行噴射，使得整體結構簡單，控制方便。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提出了一種集成式后處理尿素/柴油/空氣組合噴射裝置及控制方法，通過控制器采集傳感器信號，判斷柴油機的實時工作狀態，按照發明所提出的工作模式對裝置進行調節和控制，從而滿足柴油機超低排放及后處理DPF的再生需求。

本發明所采用的技術方案如下：

一種集成式后處理尿素/柴油/空氣組合噴射裝置，集成式組合噴射裝置包括筒狀外殼體，筒狀外殼體的一端依次固定連接流體通道密封端蓋、混合腔和噴嘴；在筒狀外殼體內部同軸裝有流量調節旋轉體；流量調節旋轉體的一端連接微型驅動電機；流量調節旋轉體的另一端與流體通道密封端蓋緊密接觸；在流量調節旋轉體的內部沿軸向設置柴油通道、空氣通道和尿素通道；所述流體通道密封端蓋上開有兩個出口；通過轉動流量調節旋轉體實現柴油通道、空氣通道和尿素通道與流體通道密封端蓋上出口之間的角度的調節，實現多種供給模式的切換。

進一步，所述柴油通道、空氣通道、和尿素通道、橫截面形狀分別是大小一樣的扇形，且扇形截面的內外兩條圓弧分別在同一圓周上；