[发明专利]一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法

说明书

本申请涉及一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法，属于发动机后处理器技术领域，包括：尿素喷射单元，其包括压力容器，压力容器内设有容纳尿素溶液的尿素腔室，尿素腔室内设有连通压缩气源的气囊，气囊通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路注入尿素喷嘴；阀组控制单元，其包括连通压缩气源和气囊的充气阀，以及将气囊与大气连通的排气阀，充气阀和排气阀连接有控制器，控制器控制充气阀和排气阀的通断以保持尿素溶液压力恒定。本申请取消了尿素计量泵等昂贵零部件，且系统结构简单，因而能有效降低后处理系统的成本，同时降低用户的使用与维护成本，有利于后处理系统的国产化。

技术领域

本申请涉及发动机后处理器技术领域，特别涉及一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法。

背景技术

目前大气污染日益严重，其中使用柴油机做动力的汽车是一个重要污染源。为了保护环境，世界各国相继出台了控制汽车尾气排放的相关法规，越来越严格的排放法规使得单纯的机内净化技术很难满足法规要求，必须依靠机外后处理技术予以辅助。

相关技术中，目前主要技术路线就是采用尿素选择性催化还原技术(简称Urea-SCR技术)是发动机控制NOx排放的主要技术，该技术最常见的形式是：利用尿素水溶液分解产生氨气，并且在SCR催化器的作用下，氨气与NOx发生选择性催化还原反应，生成氮气和水后排入大气，通过向柴油机的排气中喷入不同的尿素量，对NOx的排放量实现有效控制。

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，在汽车和其他车船中都需要由蓄电池向该电动泵供电，加大了蓄电池电能的损耗。此外，尿素喷嘴直接设置在高温的排气管中，排气管的高温易导致尿素喷嘴内的尿素溶液结晶，使得尿素计量泵不能正常喷射尿素，甚至会损坏尿素计量泵本身，不仅增加车辆使用维护成本，而且导致车辆在尿素喷射堵塞后的实际排放不达标，污染环境。

目前国内也有相关机构研究气体动力尿素喷射系统，如中国专利公开号CN101793184A和CN101793183A，分别公布一种空气辅助动力雾化尿素还原剂喷射控制系统和一种空气动力雾化尿素还原剂喷射控制系统，该系统直接用压缩空气经过滤后压缩尿素溶液，在过滤系统发生故障时，容易污染尿素溶液，导致系统故障。其次，尿素罐压力泄压过程中，会带出部分尿素溶液，尿素溶液在泄压阀上沉积，导致泄压阀失效而产生故障。

发明内容

本申请实施例提供一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法，以解决相关技术中直接用压缩空气经过滤后压缩尿素溶液，在过滤系统发生故障时，容易污染尿素溶液，导致系统故障的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，包括：

尿素喷射单元，所述尿素喷射单元包括压力容器，所述压力容器内设有容纳尿素溶液的尿素腔室，所述尿素腔室内设有连通压缩气源的气囊，所述气囊通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路注入尿素喷嘴；

阀组控制单元，所述阀组控制单元包括连通压缩气源和气囊的充气阀，以及将气囊与大气连通的排气阀，所述充气阀和排气阀连接有控制器，所述控制器控制充气阀和排气阀的通断以保持尿素溶液压力恒定。

在一些实施例中：所述尿素腔室内设有检测所述尿素腔室压力的第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述控制器连接，当所述尿素腔室的压力值超出设定阈值时，所述控制器控制充气阀和排气阀的通断进行尿素腔室的充压或泄压。

在一些实施例中：所述尿素腔室内设有均连接所述控制器的温度传感器、尿素质量传感器及液位传感器，所述温度传感器用于检测尿素溶液的液体温度，所述尿素质量传感器用于检测尿素溶液的质量，所述液位传感器用于检测尿素溶液的液位高度。

在一些实施例中：所述阀组控制单元还包括与所述控制器连接的吹扫阀和雾化阀，所述吹扫阀连接在压缩气源和尿素喷射管路之间，以将尿素喷射管路和尿素喷嘴内的尿素溶液吹扫干净；