[发明专利]一种机械喷嘴式氨气喷射系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种机械喷嘴式氨气喷射系统的控制方法，包括液氨罐、液位温度传感器、电加热棒、氨气减压器、稳压罐、压力温度传感器、电控氨气计量阀、机械氨气喷嘴、控制器；液氨罐固定在整车车架上，液位温度传感器和电加热棒集成在液氨罐内，液氨罐通过管路连接氨气减压器，氨气减压器通过管路连接稳压罐，压力温度传感器集成在稳压罐上，稳压罐管路连接电控氨气计量阀，电控氨气计量阀与机械氨气喷嘴分开设置，机械氨气喷嘴直接安装在排气管上，电控氨气计量阀管路连接机械氨气喷嘴，控制器分别与液位温度传感器、电加热棒、压力温度传感器及电控氨气计量阀电连接。同时公开了机械喷嘴式氨气喷射系统的控制方法。

技术领域

本发明属于车用柴油机排气后处理系统，液氨作为柴油机氮氧化物(NOx) 的还原剂，特别涉及一种用于车用柴油机尾气处理的机械喷嘴式氨气喷射系统。

背景技术

随着商用车国Ⅳ排放法规的实施，整车必须加装氮氧化物(NOx)排放后处理装置。

中国中重型柴油机普遍采用选择性催化还原(SCR)技术路线，即将标准车用尿素水溶液喷射到排气中，使用其分解产生的氨气(NH₃)对NOx进行选择性催化还原，生成无害的氮气(N₂)和水(H₂O)。

尿素液作为还原剂有明显的缺点：冬季结冰，需要半个小时以上的加热解冻才能够正常工作；低温性能差，需要较高的排气温度才能充分转化为NH₃，在排气温度较低的城市工况下运行时，需要在排气管外加保温材料，催化器前加装燃烧器以提高温度，保证尿素充分转化，否则极易生成大量结晶，导致排气管路堵塞，影响车辆运行；尿素生产过程高能耗高污染，配比车用尿素水溶液需要纯水，纯水生产过程需要耗费3倍普通水。

发明内容

为了克服了现有技术的上述缺点，本发明提供一种用于车用柴油机尾气处理的电控喷嘴式氨气喷射系统，冬季不结冰，经过简单加热甚至不加热即可工作，效率更高；喷出后直接反应，不需要水解，对排气温度不敏感；氨气是生产尿素的原材料，喷射不需要水，能够显著节省能源与资源。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明提供一种用于车用柴油机尾气处理的机械喷嘴式氨气喷射系统，包括液氨罐、液位温度传感器、电加热棒、氨气减压器、稳压罐、压力温度传感器、电控氨气计量阀、机械氨气喷嘴、控制器；所述液氨罐固定在整车车架上，液氨罐内储存液氨，液位温度传感器和电加热棒集成在液氨罐内，液氨罐通过管路连接氨气减压器，氨气减压器通过管路连接稳压罐，稳压罐固定在整车车架上，压力温度传感器集成在稳压罐上，稳压罐管路连接电控氨气计量阀，电控氨气计量阀与机械氨气喷嘴分开设置，机械氨气喷嘴直接安装在排气管上，电控氨气计量阀管路连接机械氨气喷嘴，控制器分别与液位温度传感器、电加热棒、压力温度传感器及电控氨气计量阀电连接。由液氨饱和蒸汽压提供喷射压力，氨气经减压器、稳压罐、氨气管路后到达氨气计量阀，压力温度传感器集成在稳压罐上，ECU结合压力、温度等信号控制氨气计量阀进行喷射计量，机械氨气喷嘴直接安装在排气管上。计量阀不用布置在排气管上，对计量阀的耐热性能要求大大降低，系统成本较低。

进一步地，所述液氨罐外设有隔热层。

进一步地，所述液氨罐设有5％～15％的剩余容积V1；所述氨气减压器减压比k范围为1:5～1:3，氨气减压器减压后氨气压力为1～4bar；所述稳压罐体积V2、液氨罐剩余容积V1、氨气减压器减压比k、液氨每秒喷射体积V3间满足如下关系：

(V2/k+V1)/V3≤1％