[發明專利]一種閥組控制的尿素噴射系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202010725175.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111894707B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 陳旭;馮坦;張遠;徐傲;陳鎮;何勝勇;許法亮;劉志輝;李志明;侯甲成
• 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;F01N11/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

1.一種閥組控制的尿素噴射系統的控制方法，所述閥組控制的尿素噴射系統，包括尿素罐（1）、尿素噴嘴（2）、冷卻水管道（3）、壓縮空氣管道（4）、尿素管道（5）、放氣管道（6）、吹掃管道（7）、閥組噴射單元（8）；

所述冷卻水管道（3）流經尿素罐（1），所述壓縮空氣管道（4）從氣源引出后分成并聯且分別通向尿素罐（1）和尿素噴嘴（2）的第一空氣管道（41）和第二空氣管道（42），所述放氣管道（6）從尿素罐（1）內引出，所述吹掃管道（7）將尿素管道（5）和第二空氣管道（42）連通，所述尿素管道（5）包括從尿素罐（1）內引出至與吹掃管道（7）連接的前尿素管道段（51）以及前尿素管道段（51）后方通向尿素噴嘴（2）的后尿素管道段（52）；

所述閥組噴射單元（8）包括控制器（9）以及設置于冷卻水管道（3）上的冷卻水電磁閥（10）、設置于第一空氣管道（41）上的第一空氣電磁閥（11）、設置于第二空氣管道（42）上在與吹掃管道（7）連接之前的第二空氣電磁閥（12）和調壓裝置（13）、設置于吹掃管道（7）上的吹掃電磁閥（14）、設置于后尿素管道段（52）上的噴射電磁閥（15）、設置于尿素罐（1）內或前尿素管道段（51）上的壓力傳感器（16）、設置于放氣管道（6）上的放氣電磁閥（17）、設置于尿素罐（1）內的溫度傳感器（18），

所述冷卻水電磁閥（10）、第一空氣電磁閥（11）、第二空氣電磁閥（12）和調壓裝置（13）、吹掃電磁閥（14）、噴射電磁閥（15）、壓力傳感器（16）、放氣電磁閥（17）、溫度傳感器（18）均與控制器（9）信號連接；尿素罐（1）內還設有液位傳感器（19）、濃度傳感器（20），所述液位傳感器（19）、濃度傳感器（20）與控制器（9）信號連接，

其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

S1. 控制尿素加熱解凍

閥組噴射單元內所有電磁閥初態下均為關閉，車輛啟動時控制器（9）控制冷卻水進行加熱解凍；

S2.控制壓縮空氣對尿素罐內充氣加壓

控制器（9）開啟第一空氣電磁閥（11）將壓縮空氣充入到尿素罐（1）中，控制器（9）通過控制第一空氣電磁閥（11）、放氣電磁閥（17）使得尿素罐（1）內壓力始終維持在目標值；

所述尿素罐（1）內壓力與前尿素管道段（51）上的壓力滿足

P₁ -P₅=8*u*v*l/R²/1000*K

其中，P₁為尿素罐內壓力，單位為kpa；

P₅為前尿素管道段上與前端口距離為l處壓力，P₅單位為kpa，l單位為m；

u為尿素動力粘度，單位為Pa·s；

v為尿素流速，單位為m/s；

R為前尿素管道段管徑，單位為m；

K為壓力傳遞系數，K=0～100；

壓力傳感器（16）設置于尿素罐（1）內或前尿素管道段（51）上，尿素罐（1）內壓力以及前尿素管道段（51）上壓力當其中一個由壓力傳感器（16）直接測得時，另一個則由控制器（9）將壓力傳感器（16）測量值代入上式計算得到；

S3.控制壓縮空氣與尿素混合噴射

控制器（9）收到尿素噴射指令，開啟第二空氣電磁閥（12）與調壓裝置（13）配合控制第二空氣管道（42）上壓力，開啟噴射電磁閥（15）且根據噴射量和前尿素管道段（51）上壓力來調節噴射電磁閥（15）開度，壓縮空氣將尿素溶液在尿素噴嘴（2）處霧化噴出；

S4.控制壓縮空氣吹掃尿素管路

停車后控制器（9）控制冷卻水電磁閥（10）、第一空氣電磁閥（11）和噴射電磁閥（15）、第二空氣電磁閥（12）、吹掃電磁閥（14）為關閉狀態后，開啟放氣電磁閥（17）將尿素罐內的壓縮空氣排出；

然后關閉放氣電磁閥（17），并開啟第二空氣電磁閥（12）和吹掃電磁閥（14），壓縮空氣將前尿素管道段（51）的尿素吹掃到尿素罐（1）中；然后再開啟噴射電磁閥（15），壓縮空氣將后尿素管道段（52）的尿素吹掃到尿素噴嘴（2）處。

2.如權利要求1所述的閥組控制的尿素噴射系統的控制方法， 其特征在于，當壓力傳感器（16）設置于前尿素管道段（51）上時，

步驟S2中尿素罐（1）內壓力根據壓力傳感器（16）測量值計算得到；

步驟S3中前尿素管道段（51）上壓力由壓力傳感器（16）直接測得。