[发明专利]一种无空气辅助雾化尿素喷射系统及其控制方法

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计量喷射雾化系统，尤其涉及一种无空气辅助雾化尿素喷射系统及其控制方法，主要适用于降低系统成本和提高系统可靠性。

背景技术

柴油机排气后处理的尿素计量喷射雾化系统属于内燃机废气净化系统，具体地说，它是一种用于降低柴油机Nox排放的SCR(Selective Catalyst Reduction) 选择性催化还原系统。

为了实现尿素喷射，现有的SCR尿素喷射系统普遍采用直流电动隔膜泵对尿素溶液加压，但是采用直流电动隔膜泵，一方面由于在汽车和其他车船中电动隔膜泵都需要由蓄电池向其供电，这加大了蓄电池电能的损耗，另一方面由于电动隔膜泵的压力波动，导致尿素溶液喷射量的准确性和稳定性较差。也有SCR尿素喷射系统直接用压缩空气经过滤后压缩尿素溶液的，这样设计虽然能解决蓄电池电能损耗问题，但是也带来如下问题：首先，在过滤系统发生故障时，容易污染尿素溶液；其次，系统中的高压气囊压力罐在系统运行时一直处于高压状态，这使得添加尿素不方便，且容易导致对高压气囊压力罐的误操作产生安全隐患；最后，系统中设置了多个气体流量电磁阀，且需要定期对气体过滤器进行更换，这会增加系统的整体成本。

中国专利授权公告号为CN101818675B，授权公告日为2012年8月15日的发明公开了一种柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，包括储液罐、喷射器、储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀、文丘里管、混合器和控制装置，混合器包括进口和与进口相对并与进口连通的出口，喷射器安设在混合器的侧壁中，储气罐通过第一电磁阀分别气路连接第二电磁阀和储液罐，储液罐与喷射器液体连通，第二电磁阀气路连接文丘里管，文丘里管与混合器的进口气路连通，控制装置电连接第一电磁阀、第二电磁阀和喷射器，还包括一级减压阀、二级减压阀、液位传感器、第一温度传感器、第一压力传感器等安全控制部件。本发明虽然安全节能，便于集成到柴油机尾气后处理中，但是其仍然存在以下缺陷：

首先，该发明采用多个电磁阀、多个减压阀以及文丘里管等贵重部件，这样的设计增加了后处理系统的初始成本，同时也增加了用户的使用与维护成本，不利于后处理系统的国产化；

其次，该发明储气罐中的气体直接为储液罐中的尿素溶液充压，这使得气体中存在的污染物易污染尿素溶液，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的成本高、系统可靠性低的缺陷与问题，提供一种成本低、系统可靠性高的无空气辅助雾化尿素喷射系统及其控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种无空气辅助雾化尿素喷射系统，包括气源、气囊压力罐、喷射管路系统，所述气源与气囊压力罐气路连接，气囊压力罐与喷射管路系统液路连接，喷射管路系统与控制单元信号连接；

所述气囊压力罐的内部设置有尿素溶液区、气囊，尿素溶液区上设置有气囊，气囊依次经二位三通阀的出气口、二位三通阀的进气口、稳压阀后与气源气路连接，气囊依次经二位三通阀的出气口、二位三通阀的排气口后与大气相通，所述喷射管路系统包括计量阀、喷嘴，喷嘴经计量阀后与尿素溶液区液路连接，所述二位三通阀、计量阀均与控制单元信号连接。

所述气囊压力罐上设置有压力传感器、液位传感器、温度传感器，压力传感器、液位传感器、温度传感器都与控制单元信号连接。

所述气囊压力罐的顶部设置有增液口，增液口上设置有增液口盖，气囊压力罐的底部设置有与计量阀液路连接的过滤器。

所述计量阀外包裹有喷嘴冷却腔。

所述无空气辅助雾化尿素喷射系统还包括SCR后处理器，SCR后处理器的进气口与排气管气路连接，排气管依次经喷嘴、计量阀后与尿素溶液区液路连接，所述SCR后处理器上设置有SCR后处理器温度传感器，SCR后处理器温度传感器与控制单元信号连接。

所述无空气辅助雾化尿素喷射系统还包括吹扫阀，吹扫阀的进气口经稳压阀后与气源气路连接，吹扫阀的出气口经计量阀后与喷嘴气路连接，吹扫阀与控制单元信号连接。

所述气源为高压储气瓶或空气压缩机。

所述稳压阀为电控式稳压阀或机械式稳压阀，当稳压阀为电控式稳压阀时，稳压阀与控制单元信号连接。

一种无空气辅助雾化尿素喷射系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：