[发明专利]SCR泵喷嘴装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机废气后处理装置，属于汽车电子技术领域，即应用了电子控制和喷射技术的SCR泵喷嘴装置。 

背景技术

柴油机以其优越的动力性、经济性和排放性受到人们的青睐，其应用范围也越来越广泛。目前，欧美国家100％重型车、90％轻型车采用柴油机。欧洲柴油轿车已占轿车年产总量的32％左右，其中法国、西班牙等国更是高达50％以上。但是随着地球环境问题变得日益严重，各国政府争相颁布了相关法规来限制汽车的尾气排放。随着法规的不断升级，排放要求也日益苛刻。从欧三到欧四这一阶段主要问题是如何解决柴油机NOx排放和PM排放。目前主流的办法有两个：EGR+DPF；高压共轨+SCR。后者燃油经济性优于前者，对燃油品质也相对没那么敏感。因此，SCR技术受到了更为广泛的关注。其中尿素选择性催化还原(urea-SCR)技术是迄今被认为最有前途的柴油机NOx排放控制措施，同时该项技术也是目前业内相关企业、高校和其他科研机构研究的热点和重点。 

尿素溶液的精确计量和喷射是尿素选择性催化还原(urea-SCR)技术的核心。目前德国博世公司、丹麦格兰富公司都开发出了性能优异的SCR尿素溶液计量模块，而国内在该领域尚无成熟的研究成果。 

发明内容

本发明的目的是填补国内SCR尿素溶液计量喷射技术的空白，为国内SCR技术的发展提供核心技术。 

本发明是通过电子控制单元驱动尿素溶液压力计量泵，将尿素溶液输送到喷嘴中病呈雾状喷射到排气管的相应位置，在这一过程中始终保持泵喷嘴内部尿素溶液在某一合理温度以上。本发明可以分为四个部分：尿素溶液压力计量泵、尿素溶液喷嘴、电子温控装置和电子控制单元。 

尿素溶液压力计量泵由SCR电控单元通过电控接头驱动。正常工作状态下，计量泵线圈通电产生磁场。计量活塞为一个永磁体，受到计量泵线圈的电磁力并向下运动。此时复位弹簧被压缩，尿素溶液计量腔内部的尿素溶液开始计量和升压。多余的尿素从回流阀流出，待喷射尿素溶液进入尿素溶液喷嘴。当喷射结束，计量泵线圈电磁力消失，计量活塞在复位弹簧的弹力下向上运动复位，此时尿素溶液通过入口单向阀进入到尿素计量腔内部等待下一次 喷射。在该工作过程中，以计量活塞的直线运动和计量腔的密封来实现尿素溶液的精确计量。 

尿素溶液喷嘴内部配备尿素溶液调压阀。只有当尿素溶液压力达到要求时，尿素溶液才能从喷嘴处喷出。根据所匹配的发动机不同，该调压阀也需要进行不同的调整，以适应不同流量下喷嘴对尿素溶液喷雾特性的提高。 

电子温控装置用于实时调控该泵喷嘴内部尿素溶液的温度。当温度传感器检测到的温度过低时，SCR电控单元通过电控接头驱动电控温控装置对整个泵喷嘴装置进行加热。直到温度传感器检测到的温度达到正常水平时，加热停止。 

电子控制单元是该泵喷嘴装置的控制核心。该单元内部应用了嵌入式单片机技术，不仅用于控制该泵喷嘴装置，还用于与发动机ECU进行通信获取发动机工况相关的信，计算实时尿素溶液喷射量、尿素喷射压力等参数。 

附图说明

图1为本发明SCR泵喷嘴装置的结构简图； 

图中：1-尿素溶液压力计量泵；2-尿素溶液喷嘴；3-温度传感器；4-电控接头；5-电子温控装置；6-电子控制单元；7-计量泵线圈；8-计量活塞；9-复位弹簧；10-计量腔；11-入口单向阀；12-回流阀；13-调压阀。 

具体实施方式

本发明(SCR泵喷嘴装置)结构如图1所示。 

本发明是基本原理通过电子控制单元驱动尿素溶液压力计量泵，将尿素溶液输送到喷嘴中病呈雾状喷射到排气管的相应位置，在这一过程中始终保持泵喷嘴内部尿素溶液在某一合理温度以上。 

尿素溶液压力计量泵通过电磁泵的基本原理实现。正常工作状态下，计量泵线圈通(7)电产生磁场。计量活塞(8)为一个永磁体，受到计量泵线圈(7)的电磁力并向下运动。此时复位弹簧(9)被压缩，尿素溶液计量腔(10)内部的尿素溶液开始计量和升压。多余的尿素从回流阀(12)流出，待喷射尿素溶液进入尿素溶液喷嘴(2)。当喷射结束，计量泵线圈(7)电磁力消失，计量活塞(8)在复位弹簧的弹力下向上运动复位，此时尿素溶液通过入口单向阀(11)进入到尿素计量腔(10)内部等待下一次喷射。在该工作过程中，以计量活塞(8)的直线运动和计量腔(10)的密封来实现尿素溶液的精确计量。