CN103256104A - 泵嘴直喷尿素喷射系统 - Google Patents

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戈非
邢喜春
朱宏志
马立
张亮
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Abstract

泵嘴直喷尿素喷射系统，属于车用尿素喷射系统设计的技术领域。包括尿素箱（1）、尿素箱温度及液位传感器（2）以及用于尿素箱换热的加热控制阀（6）和加热水管（8），在尿素箱的底部装有尿素计量阀（5），尿素计量阀（5）通过尿素管（7）和尿素喷嘴（4）连接，在尿素喷嘴（4）的上部直接安装尿素泵（3）。本系统取消喷嘴冷却，系统相对简单，降低整车布置难度，降低系统成本，打破国际供应商垄断局面，充分发挥自主产品的技术和市场竞争力。提高产品竞争力。

Description

泵嘴直喷尿素喷射系统
技术领域：
本发明属于车用尿素喷射系统设计的技术领域，特别涉及一种将尿素计量阀和喷嘴分开，喷射建压泵直接安装在尿素喷嘴上部的直喷尿素喷射系统。
背景技术：
国Ⅳ、国Ⅴ的排放法规中排气污染物的限值与国Ⅲ排放法规相比，柴油机排气污染物（主要是颗粒和氮氧化合物）的限值降低很多。在发动机机内很难同时实现降低上述两种排气污染物，使发动机排放达到国Ⅳ、国Ⅴ排放法规的要求，因此SCR系统成为满足国Ⅳ、国Ⅴ的排放法规的策略之一，其能有效降低排气污染物中氮氧化合物的含量，使发动机的排气污染物满足国Ⅳ、国Ⅴ的排放法规要求。
现有的尿素液喷射系统都是尿素喷嘴与尿素计量阀集成在一起，尿素喷射控制相对于发动机排气间不存在时间上的延迟，排气氮氧化物的转化效率高，但电磁阀直接安装在喷嘴上端，接近排气管路，由于排气管路温度高，电磁阀的耐温远低于排气管路环境温度，因此尿素喷嘴需要冷却，目前冷却方式有水冷和尿素冷却等方式。
直喷尿素喷射系统是指无空气辅助喷射的尿素喷射系统，整个喷射系统传递的物质中仅有尿素水溶液一种物质，目前成熟的直喷尿素液喷射系统都是国外公司生产的，有的采用膜片泵建压，有的采用齿轮泵建压，压力动力源均远离喷嘴。
发明内容：
本发明的目的是降低直喷尿素喷嘴对自身冷却的要求，提供一种取消传统尿素计量阀和喷嘴集成在一起的直喷尿素直喷系统，采用将尿素计量阀和喷嘴分开，喷射建压泵直接安装在尿素喷嘴上部的直喷尿素喷射系统。
结合附图，说明如下：
泵嘴直喷尿素喷射系统，包括尿素箱1、尿素箱温度及液位传感器2以及用于尿素箱内尿素换热的加热控制阀6和加热水管8，在尿素箱的底部直接连接尿素计量阀5，尿素计量阀5通过尿素管7和尿素喷嘴4连接，在尿素喷嘴4的上部安装尿素泵3。
有益效果：本发明为尿素泵直接安装在尿素喷嘴上部的无空气辅助的直喷尿素喷射系统，系统喷射前完成建压过程，尿素喷嘴上无尿素计量阀，喷嘴不需要冷却装置，系统相对简单，降低整车布置难度，降低系统成本，打破国际供应商垄断局面，充分发挥自主产品的技术和市场竞争力。提高产品竞争力。
附图说明：
图1为本发明的系统示意图。
图中：尿素箱1、尿素箱温度及液位传感器2、尿素泵3、尿素喷嘴4、尿素计量阀5、加热控制阀6、尿素管7、加热水管8
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
尿素喷射系统的目的是降低排气中的氮氧化物，化学反应原理是尿素水溶液通过加热水解、释放出氨气，氨气与排气中的氮氧化物反映生成氮气和水，最终使发动机排气满足排放法规的要求；因为尿素喷嘴安放在排气管路中，若尿素计量阀直接安放在尿素喷嘴上，ECU根据发动机排气量控制尿素喷射量，这样在发动机动态工况循环下，可以使得尿素喷射控制相对于发动机排气间几乎没有时间上的延迟，可以使得排气的氮氧化合物的转化效率达到很高，但电磁阀直接安装在喷嘴上端，接近排气管路，由于排气管路温度高，电磁阀的耐温远低于排气管路环境温度，因此尿素喷嘴需要冷却，目前冷却方式有水冷和尿素冷却等方式；本发明的计量阀与喷嘴分开，电磁阀远离排气管路，其所处环境温度满足使用要求，因此不需要冷却。
如图1所示泵嘴直喷尿素喷射系统，包括尿素箱1、尿素箱温度及液位传感器2以及用于尿素换热的加热控制阀6和加热水管8，在尿素箱的底部装有尿素计量阀5，尿素计量阀5通过尿素管7和尿素喷嘴4连接，在尿素喷嘴4的上部直接安装尿素泵3。
尿素管7为能够耐尿素水溶液的软管即可。
本发明技术方案是这样实现的：
目前车用尿素水溶液具有在-11.5℃结晶变为固态的物理特性，由于车的最低使用环境温度为-40℃，因此，尿素喷射系统要想在-40℃和-11.5℃环境温度间正常工作，尿素喷射系统必须具备加热功能，能够将固态的尿素水溶液加热融化成液态。
1、ECU根据输入的环境温度及尿素箱内尿素溶液温度信息，控制加热控制阀6的开起和关闭，实现对尿素箱内尿素溶液的解冻和加热控制。
2、ECU根据当前发动机工况和氮氧化物的转化效率需求，确定尿素目标喷射量，然后ECU控制尿素计量阀5打开，尿素溶液流过尿素计量阀5，当流经尿素计量阀5的尿素溶液达到ECU的目标喷射量时，ECU控制尿素计量阀5关闭，ECU通过控制尿素计量阀5的开起时长，达到精确控制尿素喷射量的目的。
3、通过计量阀的尿素溶液经过尿素管7到达尿素喷嘴4后，经过尿素泵3加压，喷射到排气管路中，完成整个尿素喷射系统的计量、喷射过程。
由于计量阀远离喷嘴，尿素喷射控制相对于发动机排气间存在尿素管7对应尿素传递上的时间延迟，在发动机动态工况循环下，经测试，排气氮氧化物的转化效率在75%左右，能满足国Ⅳ、Ⅴ排放法规要求。

Claims (1)

1.泵嘴直喷尿素喷射系统，包括尿素箱（1）、尿素箱温度及液位传感器（2）以及用于尿素箱内尿素换热的加热控制阀（6）和加热水管（8），其特征在于：在尿素箱（1）的底部直接连接尿素计量阀（5），尿素计量阀（5）通过尿素管（7）和尿素喷嘴（4）管路连接，在尿素喷嘴（4）的上部安装尿素泵（3）。
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