CN102477892A - 尿素计量喷射泵自动标定系统及标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尿素计量喷射泵自动标定系统，包括尿素罐、计量喷射泵、称重装置、设置在称重装置上的容器以、计量喷射泵下游的喷射管路、换向阀、回流管路和控制模块，尿素罐、计量喷射泵和容器依次管路连通，换向阀设置在计量喷射泵的下游，喷射管路连通所述换向阀和所述容器，回流管路连通换向阀和尿素罐，控制模块电连接所述换向阀，并控制换向阀的换向动作，本发明还涉及一种尿素计量喷射泵自动标定系统的标定方法，本发明结构简单，自动控制操作方便，且不会造成人为误差，大大提高标定效率和标定精度。

Description

尿素计量喷射泵自动标定系统及标定方法

技术领域

本发明涉及一种柴油车尾气后处理净化系统的标定系统及方法，尤其涉及一种尿素计量喷射泵自动标定系统及标定方法。

背景技术

机动车数量的与日俱增，对环境造成了严重威胁，因此机动车排放标准也不断的提高，车辆尾气净化系统也日益受到机动车制造商的关注，其中选择性催化还原技术(SCR)是柴油车尾气后处理技术中最普遍的技术路线，此技术是将还原剂(尿素水溶液)经过定量雾化喷射到排气管路中，与尾气发生化学反应达到净化的目的。此过程中，尿素喷射泵涉及到一个计量精确度的问题，即对应机动车发动机的工况与NOx的排放水平，喷射多少尿素才是合适的。如果还原剂喷射过多不但会导致还原剂的浪费，而且还会造成氨泄漏，形成二次污染；而还原剂喷射过少则反应不充分，达不到NOx减排要求，因此就需要对每个出厂的尿素泵进行标定，以满足精度要求。

现有技术中都采用纯人工标定的方法，即计时、喷嘴切换以及数据记录等都是手动操作，这样既耗费大量时间，又有许多人为误差掺杂其中，很难避免，所以需要单独设计标定系统，实现自动化标定，提高精确度与生产效率。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种自动化控制且控制精度较高的尿素计量喷射泵自动标定系统，包括尿素罐、计量喷射泵、称重装置、设置在称重装置上的容器以及计量喷射泵下游的喷射管路，所述尿素罐、计量喷射泵和容器依次管路连通，所述尿素计量喷射泵自动标定系统还包括换向阀、回流管路和控制模块，所述换向阀设置在所述计量喷射泵的下游，所述喷射管路连通所述换向阀和所述容器，所述回流管路连通换向阀和所述尿素罐，所述控制模块电连接所述换向阀，并控制所述换向阀的换向动作。

较佳地，所述尿素计量喷射泵自动标定系统还包括回抽管路，所述回抽管路一端连通尿素罐，另一端可延伸到所述容器内，所述回抽管路上串联回抽泵。

更佳地，所述尿素计量喷射泵自动标定系统包括自动切换装，所述自动切换装置控制所述回抽管路与所述容器的通断。

更佳地，所述自动切换装置包括气缸和气源，所述气缸包括有杆腔、无杆腔和伸缩杆，所述气源连通所述无杆腔，所述有杆腔内设置有弹簧，所述伸缩杆连接所述回抽管路伸入容器的一端，控制所述回抽管路与所述容器的通断。

更佳地，所述自动切换装置还包括电磁阀，所述电磁阀串联在所述气源和所述气缸之间。

较佳地，所述控制模块分别与所述计量喷射泵和称重装置通讯连接，所述控制模块分别与所述回抽泵、换向阀和电磁阀控制连接。

更佳地，所述计量喷射泵内设置有电控单元，所述电控单元内设置有存储单元，所述存储单元用于存储计量喷射泵标定前后的参数，并控制计量喷射泵的喷射，所述计量喷射泵通过存储单元与所述控制模块通讯连接。

一种如前述尿素计量喷射泵自动标定系统的标定方法，步骤如下：

a，初始模式设置：根据设定，将待标定的计量喷射泵内的存储单元各项状态刷到一个初始值。

b，标定：规定一些待测流量点，当这些流量点测完后，根据实测数据，计算修正参数。

c，将b步骤中修改后的参数写入到计量喷射泵内的存储单元中。

d，c步骤完成后泵自动进入喷射状态，对若干个流量验证点进行测量，看误差是否满足精度要求(3％范围内)，若满足，则标定完成，若不满足，退回b步骤重新标定。

本发明结构简单，自动控制操作方便，且不会造成人为误差，大大提高标定效率和标定精度，也节省人力。

附图说明：

图1是本发明尿素计量喷射泵自动标定系统示意图

具体实施方式：

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

如图1所示，本发明涉及一种尿素计量喷射泵自动标定系统，包括尿素罐1、计量喷射泵2、容器4和称重设备5，所述尿素罐1、计量喷射泵2和容器4管路连通，所述尿素罐1用于尿素水溶液的储存，所述计量喷射泵2用于泵送尿素罐内的尿素水溶液，所述容器4用于储存尿素水溶液，所述称重设备5用于对容器4内的尿素水溶液进行称重。

所述尿素计量喷射泵自动标定系统还包括换向阀3、回流管路12和控制模块8，所述换向阀3设置在所述计量喷射泵2的下游，所述换向阀3下游设置有喷射管路11，所述喷射管路11连通所述换向阀3和所述容器4，所述回流管路12连通换向阀3和所述尿素罐1，本具体实施例中所述换向阀3采用了2位3通换向阀来实现换向器的功能，分别对换向阀3下游的喷射管路11和回流管路12进行换向控制。

所述回流管路12用于喷射前计量喷射泵2的排空或导通，当需要排空时，换向阀3关闭通向容器4的喷射管路11，液体经换向阀3、回流管路12后直接流回尿素罐1内，待流量稳定后，关闭排空回路12，并控制换向阀3打开通向容器4的喷射管路11，开始计量标定。

所述容器4和所述尿素罐1之间还设置有回抽管路13，其中连通所述容器的一端可选择性地连通所述容器4内，所述回抽管路13上串联回抽泵6，需要回抽时(如容器中的水过多时)，回抽泵6开始工作，将容器4内的液体回抽到尿素罐1内。

较佳地，所述尿素计量喷射泵自动标定系统包括自动切换装置，所述自动切换装置控制所述回抽管路13的与所述容器4的通断，本具体实施例中所述自动切换装置包括气缸21和气源22，所述气缸21包括有杆腔23、无杆腔24和伸缩杆25，所述气源22连通所述无杆腔24，所述有杆腔23内设置有弹性元件26，所述伸缩杆25带动所述回抽管路13的末端伸入容器4的一端，控制所述回抽管路13与所述容器4的通断。进一步说，在所述气缸21和所述气源22之间设置有电磁阀27，当打开电磁阀27时，气源22向无杆腔24内提供压缩空气，无杆腔24内受压，伸缩杆25拉伸，由于回抽管路13靠近所述容器4的一端与所述伸缩杆25捆绑连接，回抽管路13末端伸入到所述容器4内，同时启动回抽泵6开始回抽；当关闭电磁阀27时，气缸21受弹性元件26的复位力作用，伸缩杆25收缩，回抽管路13断开与所述容器4的连通；所述气缸21通过支架28进行固定。

如图1所示，本发明尿素计量喷射泵自动标定系统还包括控制模块8，所述控制模块8与所述计量喷射泵2通过CAN线连接，并控制回抽泵6、换向阀3和电磁阀27的通断，所述控制模块8与所述称重设备5之间通过COM串口连接，进行数据的读取与清零，通过控制模块8的控制可驱动计量喷射泵2、称重装置5、回抽泵6、换向阀3和电磁阀27工作，同时，所述控制模块8可以分别与所述计量喷射泵2、称重装置5进行相互通讯，控制模块8可以对测量的数据进行整合处理。

更佳地，所述计量喷射泵2内设置有电控单元9，所述电控单元9上设置有存储单元7和其它电路控制系统，所述存储单元7用于存储计量喷射泵2标定前后的参数，并控制计量喷射泵2工作，所述计量喷射泵2通过存储单元7与所述控制模块8通讯连接，存储单元7可以对输入的数据进行整合处理，比如原来存储的的标定参数为a，标定修正后为参数b，这样在存储单元中用参数b更新参数a，控制计量喷射泵精确工作，并对控制模块8进行信息反馈。

较佳地，所述喷射管路、回流管路和回抽管路中设置有过滤器(图中未示出)，避免杂物进入计量喷射泵，所述称重设备5需要灵敏度较高，所述容器要防风隔振，达到较精确的计量效果。

本发明尿素计量喷射泵自动标定系统控制原理如下：

当开始标定时，控制模块8通过存储单元7控制计量喷射泵2开始泵送尿素水溶液，同时控制模块8控制换向阀3打开回流管路12，尿素罐1内的液体被计量喷射泵2泵送到回流管路12，并返回到尿素罐1内，完成排空和回流功能，当流量稳定后，控制模块8控制换向阀3打开通向容器4的喷射管路11，并关闭回流管路12，尿素经由喷嘴进入容器4内；当达到指定时间后，喷射管路11关闭，回流管路12打开，此时待称重设备5读数稳定后，将测量数据返回到控制模块8，以此类推，依次标定不同的流量点，以完成整个标定过程。

在此过程中，当容器的尿素水溶液达到预警值或快达到称重装置5的量程上限时，控制模块8控制电磁阀27打开气源22，气缸21上的伸缩管控制回抽管路13伸入容器4内，同时控制模块8控制回抽泵6开始工作，将尿素抽回尿素罐1中；待回抽泵6工作一定时间后(回抽时间根据容器4的容量而定)，容器4溶液减少，控制模块8控制电磁阀27关闭气源22，回抽管路13伸出，断开回抽功能，这时，控制模块发出清尽指令，将称重设备读数清零，为下一个流量读数做准备。

本发明还涉及了上述尿素计量喷射泵自动标定系统的标定方法，其具体步骤为：

a：初始模式设置：根据设定，将待标定的计量喷射泵内的存储单元7各项状态刷到一个初始值。按照已经写好的程序将设定的各种初始参数写入计量喷射泵2中，包括流量值修正、返回值修正，以及计量喷射泵当前状态指示、故障诊断、报警功能等，其中将流量修正公式和返回值修正公式屏蔽掉，在不进行任何修正的前提下，对计量喷射泵进行标定。

b：标定：规定一些待测流量点，当这些流量点测完后，根据实测数据，计算修正参数。待测流量点要覆盖量程范围，本具体实施例中计量喷射泵2的量程范围是85～6000ml/h，标定时第一段修正参数覆盖大流程，测量点包括6000、5000、4000、3000、2000、1000、600、400、250，测试时间为一分钟；第二段修正参数覆盖小量程范围85～240，测量点包括240、200、160、120、85，测试时间为一分钟三十秒，减少管路积液带来的误差；当这些流量点标定完成后，计算出修正参数。

c：将b步骤计算出来的参数写入计量喷射泵中的存储单元7内。

d：c步骤完成后计量喷射泵2自动进入喷射状态，并对若干个流量验证点进行测量，看误差是否满足精度要求(3％范围内)，若满足，则标定完成，若不满足，退回b步骤重新标定。对流量点进行验证，流量点覆盖全量程，包括6000、5000、4000、3000、2000、1000、600、400、250(以上一分钟)、240、200、160、120、85(以上一分钟三十秒)，精度误差要求3％之内，如果出现误差较大，再次进行公式计算和流量点测试。

综上，本发明结构简单，自动化控制操作方便，且不易造成误差，大大提高标定效率和标定精度。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围，因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.尿素计量喷射泵自动标定系统，包括尿素罐、计量喷射泵、称重装置、设置在称重装置上的容器以及计量喷射泵下游的喷射管路，所述尿素罐、计量喷射泵和容器依次管路连通，其特征在于：所述尿素计量喷射泵自动标定系统还包括换向阀、回流管路和控制模块，所述换向阀设置在所述计量喷射泵的下游，所述喷射管路连通所述换向阀和所述容器，所述回流管路连通换向阀和所述尿素罐，所述控制模块电连接所述换向阀，并控制所述换向阀进行换向动作。

2.根据权利要求1所述的尿素计量喷射泵自动标定系统，其特征在于：所述尿素计量喷射泵自动标定系统还包括回抽管路，所述回抽管路一端连通尿素罐，另一端可延伸到所述容器内，所述回抽管路上串联回抽泵。

3.根据权利要求2所述的尿素计量喷射泵自动标定系统，其特征在于：所述尿素计量喷射泵自动标定系统包括自动切换装置，所述自动切换装置控制所述回抽管路与所述容器的通断。

4.根据权利要求3述的尿素计量喷射泵自动标定系统，其特征在于：所述自动切换装置包括气缸和气源，所述气缸包括有杆腔、无杆腔和伸缩杆，所述气源连通所述无杆腔，所述有杆腔内设置有弹簧，所述伸缩杆连接所述回抽管路伸入容器的一端，控制所述回抽管路与所述容器的通断。

5.根据权利要求4所述的尿素计量喷射泵自动标定系统，其特征在于：所述自动切换装置还包括电磁阀，所述电磁阀串联在所述气源和所述气缸之间。

6.根据前述权利要求中所述的任一权利要求所述的尿素计量喷射泵自动标定系统，其特征在于：所述控制模块分别与所述计量喷射泵和称重装置通讯连接，所述控制模块分别与所述回抽泵、换向阀和电磁阀控制连接。

7.根据权利要求6所述的尿素计量喷射泵自动标定系统，其特征在于：所述计量喷射泵内设置有电控单元，所述电控单元内设置有存储单元，所述存储单元用于存储计量喷射泵标定前后的参数，并控制计量喷射泵的喷射，所述计量喷射泵通过存储单元与所述控制模块通讯连接。

8.一种如权利要求1所述尿素计量喷射泵自动标定系统的标定方法，其特征在于：

a，初始模式设置：根据设定，将待标定的计量喷射泵内的存储单元各项状态刷到一个初始值。

b，标定：规定一些待测流量点，当这些流量点测完后，根据实测数据，计算修正参数。

c，将b步骤中修改后的参数写入到计量喷射泵内的存储单元中。

d，c步骤完成后泵自动进入喷射状态，对若干个流量验证点进行测量，看误差是否满足精度要求(3％范围内)，若满足，则标定完成，若不满足，退回b步骤重新标定。

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