CN106257003A - 柴油发动机scr还原剂计量喷嘴 - Google Patents

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林凡
赵伟
马杨
李英文
孙克亮
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Abstract

柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，包括还原剂连接管、喷嘴口、喷嘴安装座以及固定在喷嘴安装座上的喷嘴基体，其特征在于：所述柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴还包括发动机冷却水进水管、发动机冷却水出水管、空气管道以及设置在空气管道顶端的空气接头，所述还原剂连管上还设有计量阀，在还原剂连接管和计量阀之间设有防冻装置，在喷嘴出口外部还设有空气导流环，在所述空气导流环底部设有空气套，该发动机冷却水进水管以及空气管道道均安装在喷嘴口外部。本实用通过对计量喷嘴的优化设计，使其即具备了金属喷嘴优秀的雾化能力，同时具备了电磁喷嘴堵塞风险小的优点，从而有效避免了普通喷嘴的缺点，降低了SCR系统故障率，提高了可靠性，所以具备巨大的社会效益和经济效益。

Description

柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴
技术领域
本发明涉及尿素泵技术领域，更具体的讲涉及一种柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴。
背景技术
选择性催化还原(SCR)是目前公认的减少柴油机NOx排放最有效的后处理技术之一，也被认为是最符合中国国情的、能满足国IV排放要求的后处理技术之一。尿素SCR通过向排气管中喷入一定量的尿素水溶液，尿素水溶液再经过蒸发、热解和水解过程得到还原剂 NH 3 ， NH 3 在催化剂的作用下选择性的将 NOx 还原成 N 2 ，从而实现降低排气中NOx 的含量。
尿素 SCR 后处理技术在欧洲已经使用数年，是欧洲解决欧 IV/V 排放要求的主流技术路线；在美国为了满足更加严格的 EPA2010，多数发动机制造商已经开始使用 SCR后处理技术；在我国主要发动机企业已经完成了满足国IV排放法规的尿素SCR系统，并在北京、上海、广州等地已经有越来越多的搭载 SCR 后处理系统满足国 IV 的公交车。
普通SCR还原剂喷嘴，分为两种结构。一是，金属喷嘴，还原剂经过喷嘴上游计量及空气混合雾化后，输送至喷嘴，喷嘴出口由小孔结构组成，从而提高气液喷射速度达到较小颗粒喷入排气管内。喷嘴不需要额外的冷却装置，且是全金属结构，所以耐高温能力强。但是此类型喷嘴，由于是小孔结构，所以喷嘴极易被还原剂结晶堵塞，从而SCR系统失效。二是，电磁式喷嘴，该喷嘴由计量阀和冷却水套组成，还原剂直接通过计量阀计量后喷入排气管内。同时利用发动机冷却水对其经行冷却。此类喷嘴是将还原剂直接喷入排气管内，所以喷嘴口部结晶风险低，但是还原剂没有经过充分的雾化颗粒大，所以导致排气管内结晶的风险变大。电磁喷嘴需要发动机冷却水冷却，一旦冷却失效喷嘴一同失效。本实用通过对计量喷嘴的优化设计，使其即具备了金属喷嘴优秀的雾化能力，同时具备了电磁喷嘴堵塞风险小的优点，从而有效避免了普通喷嘴的缺点，降低了SCR系统故障率，提高了可靠性，所以具备巨大的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。
柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，包括还原剂连接管、喷嘴口、喷嘴安装座以及固定在喷嘴安装座上的喷嘴基体，其特点是：所述柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴还包括发动机冷却水进水管、发动机冷却水出水管、空气管道以及设置在空气管道顶端的空气接头，所述还原剂连管上还设有计量阀，在还原剂连接管和计量阀之间设有防冻装置，在喷嘴出口外部还设有空气导流环，在所述空气导流环底部设有空气套，该发动机冷却水进水管以及空气管道均安装在喷嘴口外部。
本发明柴油发动机柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，进一步优选的技术方案特征是：
1、喷嘴安装座焊接于柴油机排气管之上。
2、所述喷嘴基体通过螺栓固定在喷嘴安装座上。
3、所述空气管道为压缩空气管道。
4、所述还原剂连接管、发动机冷却水进水管以及空气管道均设置在喷嘴安装座内部。
有益效果：
1、喷嘴具备计量功能并直接喷入排气管内提高了SCR系统响应时间。
2、使用压缩空气进行雾化提高SCR系统转化效率。
3、压缩空气与还原剂在喷嘴外混合，降低了喷嘴结晶堵塞风险。
4、利用发动机冷却水及压缩空气共同冷却，降低了喷嘴受高温的风险。
5、喷嘴具备良好的应用适应性。
6、计量模块使用压缩空气对还原剂进行辅助雾化，降低了尿素水溶液颗粒度，提高了SCR系统转化效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明剖面图。
图3为实施例5的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图1，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成其权力的限制。
实施例1，参照图1、柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，包括还原剂连接管6、喷嘴口12、喷嘴安装座1以及固定在喷嘴安装座1上的喷嘴基体2，其特点是：所述柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴还包括发动机冷却水进水管4、发动机冷却水出水管5、空气管道8以及设置在空气管道8顶端的空气接头7，所述还原剂连管6上还设有计量阀3，在还原剂连接管6和计量阀3之间设有防冻装置9，在喷嘴12出口外部还设有空气导流环10，在所述空气导流环10底部设有空气套11，该发动机冷却水进水管4以及空气管道8均安装在喷嘴口12外部。
实施例2，实施例1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴中：喷嘴安装座1焊接于柴油机排气管之上。
实施例3，实施例1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴中：所述喷嘴基体2通过螺栓固定在喷嘴安装座1上。
实施例4，实施例1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴中：所述空气管道8为压缩空气管道。
实施例5，实施例1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴中：所述还原剂连接管6、发动机冷却水进水管以4及空气管8道均设置在喷嘴安装座1内部。
实施例5，本例SCR正常运行后，发动机冷却水管4及整车压缩空气在喷嘴基体内运行冷却喷嘴，且压缩空气在喷嘴出口外部形成交错空气环，还原剂被供给装置以恒定压力输送至计量阀上游，当接到喷射命令后计量阀开启，还原剂以一定速度喷射出并与压缩空气交汇，从而还原剂被压缩空气撕裂雾化成小颗粒进入排气管。
SCR系统在环境温度低于-11℃存放时，还原剂结冰体积膨胀会破坏计量阀，此时通过9#防冻部件收缩提供还原剂体积膨胀空间，从而起到保护计量阀不受破坏。当SCR系统低温启动时，喷嘴处还原剂可通过发动机冷却水温度进行加热。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，包括还原剂连接管、喷嘴口、喷嘴安装座以及固定在喷嘴安装座上的喷嘴基体，其特征在于：所述柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴还包括发动机冷却水进水管、发动机冷却水出水管、空气管道以及设置在空气管道顶端的空气接头，所述还原剂连管上还设有计量阀，在还原剂连接管和计量阀之间设有防冻装置，在喷嘴出口外部还设有空气导流环，在所述空气导流环底部设有空气套，该发动机冷却水进水管以及空气管道道均安装在喷嘴口外部。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，其特征在于：喷嘴安装座焊接于柴油机排气管之上。
3.根据权利要求1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，其特征在于：所述喷嘴基体通过螺栓固定在喷嘴安装座上。
4.根据权利要求1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，其特征在于：所述空气管道为压缩空气管道。
5.根据权利要求1所述的柴油发动机SCR还原剂计量喷嘴，其特征在于：所述还原剂连接管、发动机冷却水进水管以及空气管道均设置在喷嘴安装座内部。
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