[实用新型]车载尿素溶液计量超声波雾化供给装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及柴油机雾化装置技术领域，具体涉及车载尿素溶液计量超声波雾化供给装置。

背景技术

随着国家对大气环境污染治理的重视，汽车排放的尾气污染也越来越受到关注，尤其是采用柴油动力的发动机排放的NOx污染物，迫切需要采取有效的尾气后处理手段将其降低，减少NOx等污染物带来的一系列环境问题。为了满足日趋严格的排放法规，国内外许多汽车及发动机制造商已经开始把SCR技术运用到其产品上，这意味着SCR技术开始进入实用阶段，与之配套的尿素泵也进入实用阶段。目前，虽然国内几家主要车用柴油机企业已经在尿素泵的领域开展了研究，但基本上以国外技术引进应用为主，核心技术仍主要掌握在国外相关厂家手中，应用成本高昂、使用条件要求多、运行维护成本高使得引进国外技术体系的柴油机尾气后处理SCR系统尿素计量雾化装置在我国推广应用困难。而随着国家大气污染防治法规的施行，柴油机尾气后处理国Ⅳ排放法规已于2015年1月1日实行，为符合我国采用欧洲标准体系的排放法规，在柴油机尾气后处理中采用欧洲通行的SCR系统技术已成为我国柴油机行业的必然选择。为在我国特定国情条件下推行柴油机尾气SCR后处理系统，研发生产符合我国国情需要的尿素计量雾化装置成为行业的迫切需求。

目前，在SCR后处理系统中常用的引进国外技术路线的尿素溶液供给装置分为两种，一种利用车身压缩空气辅助喷射形式的气助式尿素计量泵，典型代表为依米泰克尿素泵；另一种是无压缩空气辅助形式尿素泵，典型代表为博世尿素泵。气助式尿素泵是利用车辆刹车系统、气动门系统的压缩空气，通过喷嘴后将尿素计量装置供给的尿素溶液雾化后带入到柴油机尾气催化反应装置参与催化还原反应，降低NOx浓度。非气助式尿素泵是直接将一定压力的尿素溶液通过特殊喷嘴装置送入排气歧管，借助尿素溶液自身压力和喷嘴进行雾化后参与催化还原反应。

实用新型内容

为了满足国四排放法规的要求，目前在尿素加注设施不完善以及无压缩空气的情况下，为节省成本，现有中、轻卡多采用废气再循环(EGR，Exhaust-gasRecirculation)，结合柴油氧化催化(DOC，DieselOxidationCatalyst)颗粒氧化催化(POC，ParticleOxidationCatalyst)技术。但是，随着排放法规不断升级，当实施国五排放标准以后续更严格的排放标准后，按照欧洲等发达国家技术路线，采用SCR技术降低氮氧化物污染物排放是最佳技术路线。

即本实用新型解决的技术问题是：SCR系统中，气助式尿素泵对车身压缩空气高度依赖，且工作时由于其用气量较大，容易对压缩空气式刹车系统和气动门系统造成潜在失效威胁。非气助式尿素泵的喷嘴装置加工精度要求高，且热可靠性的要求很高，一般需要利用尿素溶液或者柴油机冷却液对喷嘴进行冷却；此外在柴油机排气温度较低时，非气助式尿素泵的雾化效果有限，容易在排气歧管壁或催化剂端面形成尿素结晶。由于气助式尿素泵雾化效果明显，升级后多采用气助式尿素泵，但是，由于中轻卡的购买成本远低于重卡，因此中轻卡排放升级的成本要比重卡高。在相同技术路线下，比如都要加装尿素罐时，轻卡排放升级成本要增加50％，对于中轻卡用户来说，升级成本过高。

本实用新型的目的是：(1)解决了传统的气助式尿素计量雾化供给装置对车身压缩空气的依赖，减少SCR系统对车身系统的潜在失效威胁。(2)扩大SCR系统的应用范围，在自身无压缩空气的中轻卡等使用中轻型柴油机车辆，也可以使用SCR系统进行尾气后处理。(3)采用模块化设计，集尿素泵模块、超声波雾化模块和吹送模块于一体，计量超声波雾化供给装置的模块便于组装和更换，降低SCR系统应用和维护成本。(4)能够全方位替代进口技术路线的气助式尿素泵装置，为国内整机厂和整车厂提供更多技术路线选择。本实用新型的可提供一种成本低廉、性能高效、加工容易雾化充分的集成式尿素泵技术，开发一种高效的柴油机尾气后处理雾化供给装置技术。

在计量超声波雾化供给装置中，根据排气中NOx的浓度向其中精确喷入尿素水溶液。实际上，随着发动机工况不同，NOx排放量也不同。如果还原剂喷入过量会导致多余的NH₃随废气排入大气，造成二次污染。相反地，还原剂喷入量过少会导致SCR系统NOx转化效率降低。为了实时地精确控制还原剂的喷入量，SCR后处理装置的尿素水溶液供给系统起着至关重要的作用。本实用新型将设计能实现精确、快速响应的尿素水溶液计量系统。