CN103195546A - 气助式尿素计量喷射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气助式尿素计量喷射系统，其包括盛放尿素水溶液的尿素罐、尿素泵、电控单元、发动机、催化消声器以及设置于发动机排气管上的喷嘴，所述尿素泵包括能进行正抽和反吸的磁力齿轮泵，所述磁力齿轮泵由步进电机驱动，且所述磁力齿轮泵通过液管将尿素罐和喷嘴相连通，所述发动机与喷嘴之间连接有气管，所述发动机压缩空气经气管对喷嘴内的尿素水溶液进行雾化，所述气管上设置有气阀和压力传感器，所述尿素泵、发动机的控制器以及气管上设置的气阀和压力传感器均与电控单元通信连接。上述气助式尿素计量喷射系统不仅系统精度高、不易泄露；而且无回液管结构简单，可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于机动车尾气排放控制技术领域，尤其涉及一种用于柴油机选择性催化转化系统SCR（Selective Catalyst Reduction）的气助式尿素计量喷射系统。
背景技术
用于柴油机选择性催化转化系统SCR（Selective Catalyst Reduction）是指安装在柴油汽车排气系统中，将柴油机排放中的NOx催化还原成N2和O2的催化还原装置，选择尿素水溶液作为还原剂。尿素水溶液喷射到催化剂上游的排气管中，在废气温度和气流的作用下水解产生为CO2和氨气，氨气作为还原剂将NOx还原成无污染的氮气和水。尿素溶液必须根据发动机工况定量喷射，所以尿素喷射系统需要与发动机控制单元通讯。SCR的工作效率取决于气体温度，通常气排温达到250℃以上NOx转化效率可达到85%以上。
尿素泵作为SCR系统的核心部件，分为空气辅助式和无空气辅助式，目前主要包括以下形式：
1）采用隔膜泵和步进电机驱动形式，但是隔膜的寿命和精度问题不易解决，而且系统不工作时，系统内部存有尿素，增加了系统工作异常的可能。
2）采用电磁柱塞泵形式，虽然计量精度高，但是存在电磁铁带来很大的电磁干扰问题，而且柱塞泵密封性问题很难解决。
3）无空气辅助式喷射系统，为了达到系统不工作时尿素液体可以从尿素泵内抽出，已经采用换向阀形式实现，该套系统的喷嘴需要接发动机冷却水而且需要具有溢流功能，该系统比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气助式尿素计量喷射系统，该系统具有无回液管结构简单、精度高、不易泄露以及可靠性高的特点，以解决现有技术中气助式尿素计量喷射系统存在的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种气助式尿素计量喷射系统，其包括盛放尿素水溶液的尿素罐、尿素泵、电控单元、发动机、催化消声器以及设置于发动机排气管上的喷嘴，其中，所述尿素泵包括能进行正抽和反吸的磁力齿轮泵，所述磁力齿轮泵由步进电机驱动，且所述磁力齿轮泵通过液管将尿素罐和喷嘴相连通，所述发动机与喷嘴之间连接有气管，所述发动机压缩空气经气管对喷嘴内的尿素水溶液进行雾化，所述气管上设置有气阀和压力传感器，所述尿素泵、发动机的控制器以及气管上设置的气阀和压力传感器均与电控单元通信连接。
特别地，所述尿素泵内设置有压力传感器，所述压力传感器与电控单元通信连接。
特别地，所述尿素泵内设置有温度传感器和加热器，所述温度传感器和加热器与电控单元通信连接，温度传感器检测泵内部温度，加热器可以在尿素低温情况下加热。
特别地，所述气管上还设置有减压稳压阀。
特别地，所述电控单元通过自身传感器或CAN总线与外界进行通信。
本发明的有益效果为，与现有技术相比所述气助式尿素计量喷射系统采用由步进电机驱动的磁力齿轮泵，即提供尿素动力又起到精确计量作用，在系统停止喷射时可以将尿素泵和液管的尿素反抽到尿素罐内，使尿素低温结晶时，系统不易损坏。该系统精度高、不易泄露、无回液管，可靠性高。
附图说明
图1是本发明具体实施方式1提供的气助式尿素计量喷射系统的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1所示，图1是本发明具体实施方式1提供的气助式尿素计量喷射系统的系统示意图。
本实施例中，一种气助式尿素计量喷射系统包括盛放尿素水溶液的尿素罐1、尿素泵2、电控单元3、发动机4、发动机排气管5以及设置于发动机排气管5上的催化消声器6和喷嘴7，所述尿素泵2包括能进行正抽和反吸的磁力齿轮泵20，所述磁力齿轮泵20由步进电机21驱动，且所述磁力齿轮泵20通过液管8将尿素罐1和喷嘴7相连通，所述尿素泵2内设置有压力传感器22，所述压力传感器22与电控单元3通信连接，且所述尿素泵2内设置有温度传感器23和加热器24，所述温度传感器23和加热器24与电控单元3通信连接，温度传感器23检测泵内部温度，加热器24可以在尿素低温情况下加热。
所述发动机4与喷嘴7之间连接有气管9，所述气管9上依次设置有减压稳压阀10、气阀11和压力传感器22，所述发动机4压缩空气经气管9对喷嘴7内的尿素水溶液进行雾化。
所述尿素泵2内的控制器件、发动机4的控制器以及气管9上设置的气阀11和压力传感器22均与电控单元3通过传感器或CAN总线通信连接。
工作时，由尿素泵2将尿素从尿素罐1泵出到喷嘴7，由发动机4压缩空气经减压稳压阀10之后，将喷嘴7内的尿素雾化，直接喷入发动机排气管5内。所述电控单元3根据发动机4工况，经过内部计算，得出需要的尿素水溶液喷射量，并精确控制尿素泵进行喷射。步进电机21驱动的磁力齿轮泵20，即提供尿素动力又起到精确计量作用，同时在系统停止喷射时可以将尿素泵2和液管8的尿素反抽到尿素罐1内，使尿素低温结晶时，系统不易损坏。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种气助式尿素计量喷射系统，其包括盛放尿素水溶液的尿素罐、尿素泵、电控单元、发动机、催化消声器以及设置于发动机排气管上的喷嘴，其特征在于，所述尿素泵包括能进行正抽和反吸的磁力齿轮泵，所述磁力齿轮泵由步进电机驱动，且所述磁力齿轮泵通过液管将尿素罐和喷嘴相连通，所述发动机与喷嘴之间连接有气管，所述发动机压缩空气经气管对喷嘴内的尿素水溶液进行雾化，所述气管上设置有气阀和压力传感器，所述尿素泵、发动机的控制器以及气管上设置的气阀和压力传感器均与电控单元通信连接。
2.根据权利要求1所述的气助式尿素计量喷射系统，其特征在于，所述尿素泵内设置有压力传感器，所述压力传感器与电控单元通信连接。
3.根据权利要求1或2任一项所述的气助式尿素计量喷射系统，其特征在于，所述尿素泵内设置有温度传感器和加热器，所述温度传感器和加热器与电控单元通信连接。
4.根据权利要求1所述的气助式尿素计量喷射系统，其特征在于，所述气管上还设置有减压稳压阀。
5.根据权利要求1所述的气助式尿素计量喷射系统，其特征在于，所述电控单元通过自身传感器或CAN总线与外界进行通信。
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