[发明专利]一种易于控制的气压式尿素计量喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于柴油机排气后处理的尿素喷射系统，它属于内燃机废气净化系统；更具体地说，涉及一种采用气体压力源作为动力向柴油机排气系统喷射尿素溶液，用于降低柴油机NOx排放的选择性催化还原SCR系统。

背景技术

为了实现尿素喷射，现有的SCR尿素喷射系统基本采用两种喷射方式：气助式与非气助式。其工作原理为采用直流电动泵对尿素溶液加压。在道路与非道路车辆与船舶的应用中都需要由蓄电池向该电动泵供电，需要大量蓄电池能耗。最近提出的气压式尿素喷射系统如CN102032029A专利、CN102242658A专利、CN101975103A专利采用气压源作为动力将尿素溶液加到一定的压力后，通过控制尿素喷嘴的电磁阀占空比达到喷射计量目标。这些系统虽然从原理上是可行的，但在实际应用中存在很多问题，并不实用。而且对成本、材料要求、安全性、可靠性与结构设计上都有很大的改进空间。。

发明内容

为了解决现有技术蓄电池能耗过高的问题以及气压式尿素喷射计量装置设计中的不足，本发明提供了一种采用气体压力源的结构SCR尿素喷射系统。

本发明所采用的技术方案是：

一种易于控制的气压式尿素计量喷射系统，通过调节尿素喷嘴电磁阀的占空比来计量尿素的喷射量，包括尿素箱、压缩空气源、尿素喷出机构和控制器。设置两路与压缩空气源相连接且独立协调交替承担尿素供给与喷射功能的尿素压力容器及尿素喷出机构构成的分系统；各分系统中，尿素压力容器有电磁阀与压缩空气源连接并置有进、排气电磁阀；二尿素压力容器通过电磁阀连接，利用其进、排气电磁阀调节来产生恒定的空气压力用于给尿素溶液加压，两个尿素压力容器的工作压力为0.8～1.0MPa。

尿素压力容器、尿素箱内及物料管路上设置有与控制器并受其控制的液位探测单元、温度探测和加热执行单元；系统中的气体压力源压力、尿素压力容器内溶液压力、温度和液位参数反馈给控制器，并由控制器根据设定的程序控制尿素容器加热继电器开关，从而调节尿素压力容器内溶液的温度。

尿素压力容器的下段采用便于物料汇集的缩径结构。尿素压力容器的安装位置高于尿素箱液面。

这样，系统中包括与压缩空气源相连接的两个尿素压力容器独立协调并交替工作，每一个与压缩空气源相连接的尿素压力容器承担尿素供给与喷射功能，利用其进、排气电磁阀调节来产生恒定的空气压力用于给尿素溶液加压。压缩空气源可采用小型空气压缩机或压缩空气储气罐，其中空气压缩机的出口压力通常是0.8～1.0MPa。这种方案适用于各种道路与非道路车辆及船舶，对于采用空气刹车的商用车，可以利用原有的空压机和储气罐。

本发明的优点和有益效果是：首先，由于尿素喷射系统中采用了气体压力源来控制尿素溶液的喷射压力，所以能使尿素喷嘴入口处的压力恒定，显著地减小了尿素溶液脉冲喷射造成的管内压力波，消除了不稳定压力波对尿素喷嘴喷射量的不利影响。从而显著地提高了尿素溶液喷射量的计量准确性和稳定性。

附图说明

图1是本发明采用一种易于控制的气压式尿素计量喷射系统示意图。