[发明专利]固态选择性催化还原系统（SSCR）氨气流量精细控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种气体流量控制领域，具体涉及到采用不同的组合控制方式实现SSCR氨气流量的精细控制。 

背景技术

随着环境污染的加剧，导致各国的发动机尾气排放标准的越来越严格，而对于柴油机而言，其主要的污染物为氮氧化物和固体颗粒物。针对这些污染物，在柴油机尾气后处理方面需要采取一定的技术措施，其中基于降低排气中的NOX排放污染物的选择性催化还原技术SCR就是众多排气后处理技术之一，以尿素水溶液为还原剂的传统SCR技术有其显著的缺点，近几年来，以固态金属氨络物或者氨基甲酸铵为还原剂的SSCR技术越来越受到科研工作者的重视。SSCR技术与液态尿素SCR相比有其显著地优点，比如SSCR系统的氨气直接喷射到发动机排气管内，与液态尿素相比，不需要尿素的水解和热解过程，氨气的生成过程在机外进行，所以在排气温度较低的情况下就可以发动机排放污染物中的NOx反应并且不存在液态尿素SCR系统的结晶堵塞问题。另外相同质量的固态金属氨络物的储氨密度是液态尿素储氨密度的三倍左右，在装载相同质量的反应物的情况下，机车的行驶里程更长。在这项技术中需要对氨气的流量进行精确地控制，而现有的技术一般采用开关式控制阀对气体的流量进行调节，或者采用脉宽调制的方式对比例控制阀进行调节，进而调节所需要的氨气的流量。传统的比例阀由于阀体结构设计上的原因，在气体的流量控制方面存在着动态响应性差，气体流量脉动大，不容易进行精细调节等技术缺陷。 

发明内容

针对现有的技术措施存在的问题，本发明提供一种结构简单，使用方便的一种SSCR氨气流量精细控制装置，通过氨气喷射控制单元对蝶形控制阀和高频通断控制阀的控制提高氨气流量的稳定性，有效降低氨气流量的波动性问题，实现对氨气流量的精确控制。有效的解决现有的控制阀存在的动态响应性差，流量脉动性大，不容易进行精细调节等问题。 

本发明为一种SSCR系统氨气流量精确控制装置，主要由SSCR氨气发生器、稳压罐、粗精调节组合控制阀、SCR催化器、以及氨气喷射控制单元组成。其中所述的粗精调节组合控制阀，其特征在于由高频通断控制阀Ⅰ和高频通断控制阀Ⅱ以及蝶形控制阀组成。高频通断控制阀Ｉ安装于粗调通道中，对气体的流量起到粗调作用，高频通断控制阀Ⅱ安装于精调通道中，其流通通道面积由高频通断控制阀Ⅰ的最大波动量决定，精调通道的流通面积小于粗调通道流通面积能够实现对气体的流量实现精细调节。蝶形控制阀安装于主出气通道处，其主要包括电磁执行机构、位于主出气通道内部的阀芯以及安装于阀芯中部的圆形翻板组成，其中圆形翻板的面积大小由位于粗调通道中的高频通断控制阀Ⅰ的最大波动量决定，其面积较小，能够实现对氨气流量的精细调节。蝶形控制阀调节翻板的安装初始位置为调节翻板所在平面与主出气通道的轴线相垂直。阀芯与电磁驱动机构相连，该电磁驱动机构可以为步进电机、直线电机、伺服电机等部件，氨气喷射控制单元通过驱动电磁执行机构带动阀芯以及 阀芯上面的圆形翻板转动，从而改变主出气通道的流通面积来调整总出气流量的大小。所述的氨气喷射控制单元由信号采集部分、运算控制单元、驱动单元组成，位于高频通断控制阀Ｉ和高频通断控制阀Ⅱ两侧的压差传感器Ⅰ和压差传感器Ⅱ以及稳压罐上的压力传感器分别于单片机上的A/D转换通道相连。蝶形控制阀上的电磁执行机构与单片机上I/O口相连。高频通断控制阀Ⅰ和高频通断控制阀Ⅱ分别通过驱动电路与氨气喷射控制单元相连。气体喷射控制单元通过接受发动机ECU工况信号确定所需气体流量的大小，并通过对高频通断控制阀Ｉ和高频通断控制阀Ⅱ以及蝶形控制阀的调节实现气体流量的控制。