CN113107653B - 发动机scr尾气排放后处理系统控制方法 - Google Patents

发动机scr尾气排放后处理系统控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，该系统包括由一级喷射机构和二级喷射机构构成的尿素超音速射流喷射器结构，一级喷射机构和二级喷射机构之间构成密闭的混合腔，尿素输入端向一级喷射机构供应尿素溶液，气体输入端向混合腔输入气体。本发明在发动机进行正常运行时，即需要进行喷射尿素时，可以使尿素超音速射流喷射器结构喷射出雾化非常好粒径非常小的尿素颗粒，与尾气中的氮化物充分混合并发生催化还原反应，解决尾气排放氮化物转化效率低的问题。在发动机进行怠速或停机时，可以尿素超音速射流喷射器结构中的尿素喷射阀、雾化喷射阀等喷射机构以及管路内无尿素残留，解决残留尿素造成的结晶堵塞问题。

Description

发动机SCR尾气排放后处理系统控制方法
技术领域
本发明涉及尾气后处理系统技术领域，更具体地说，本发明涉及一种发动机SCR尾气排放后处理系统控制方法。
背景技术
发动机SCR尾气排放后处理系统中，尿素泵提供尿素溶液，喷射机构基于电控单元的信号，将计量的尿素喷射与气体混合形成混合流体，然后雾化喷射至排气管中与发动机尾气混合达到尾气处理的目的。
然而，当喷射机构包括多级喷射器时，现有的控制方法无法保证尿素喷射量的精确性和喷射效果，导致尾气处理效果不佳。
因此，亟需设计一种基于多级喷射机构的发动机SCR尾气排放后处理系统的控制方法。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明的另一个目的是提供一种由多级喷射机构构成的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，提高尿素的雾化效果，同时使尿素快速及时喷出与尾气充分反应，响应快且准，解决尾气排放NOx转化效率低的问题。
本发明的构思为：首先提供一种基于多级喷射机构的发动机SCR尿素喷射系统，该系统中多级喷射机构组成尿素超音速射流喷射器结构，能够保证尿素被准确计量，然后被高速喷射形成雾化效果非常好粒径非常小的尿素颗粒，在此基础上，结合控制方法控制多级喷射机构的工作方式，多级喷射机构各司其职，保证计量和雾化效果，同时又互相配合，使得尿素快速喷出，与计量点的尾气形成响应和混合，提高了响应速度和准确性，进而提高了尾气排放NOx转化效率，解决了传统技术喷射机构雾化效果不好，以及尿素喷射与动态尾气计量点不对应导致的尾气排放NOx转化效率不高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，该系统包括由一级喷射机构和二级喷射机构构成的尿素超音速射流喷射器结构，一级喷射机构和二级喷射机构之间构成密闭的混合腔，尿素输入端向一级喷射机构供应尿素溶液，气体输入端向混合腔输入气体；
其中，当需要进行尿素喷射时，尿素输入端和气体输入端构建稳定的背压，使得尿素溶液以稳定的输入压力被一级喷射机构计量后喷入混合腔与气体混合，然后从二级喷射机构喷出。
上述技术方案中，尿素输入端和气体输入端构建稳定的背压，在稳定背压的条件下，尿素溶液被一级喷射机构精确计量后喷射进入到混合腔内，气体输入端提供的稳定背压下，喷射的计量尿素与气体形成粗混后快速被二级喷射机构喷出，提高尿素计量喷射的精确性、雾化效果和喷射响应速度。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，一级喷射机构和二级喷射机构在喷射时分别以一定的占空比通断，占空比基于喷射量设定。
上述方案中，喷射机构需要喷射多少流量，就设置多少占空比的通断，一般来说喷射阀等喷射机构以通电时间来计算喷射量，通电时，喷射阀保持畅通，在该时间段内喷射的流量即为喷射量，所以喷射量越大，喷射阀通电畅通的占空比越大。一级喷射机构的尿素喷射量可以由电控单元控制，二级喷射机构的喷射量也可以通过电控单元控制。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，当不需要进行尿素喷射时，尿素输入端倒吸，气体输入端继续输入气体形成倒吹，一级喷射机构开启，二级喷射机构关闭，使得残留尿素在倒吸和倒吹作用下返回尿素输入端。
当尿素经多级喷射机构喷射时，喷射机构内部以及喷射机构之间残留较多的尿素，容易导致结晶堵塞的问题，上述技术方案针对多级喷射机构的特点，在发动机停机等不需要进行尿素喷射的工况下，尿素输入端倒吸，气体输入端的气流经过一级喷射机构倒吹，使得混合腔和一级喷射机构中残留的尿素吹回到尿素输入端中，倒吸和倒吹的时间根据尿素输入端的长度和管道直径等因素确定，保证残留尿素从一级喷射机构中退出，最好回到尿素输入端的尿素箱中。这样的控制方法减少了喷射机构中的尿素残留，单纯的尿素喷射阀倒吸收不到这种效果，必须有输入气体的结合才能效果显著。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，完成残留尿素的倒吸和倒吹后，气体输入端继续输入气体，一级喷射机构关闭，二级喷射机构开启，使得二级喷射机构将残留尿素喷出。
上述技术方案中，在倒吸和倒吹完成后，气体输入端继续提供气流，二级喷射机构开启，从而将混合腔和二级喷射机构中残留的尿素吹送至排气管中与尾气混合，达到残留尿素清洁和尿素充分利用的目的。
倒吹和倒吹以及吹送程序的设计，使得多级喷射机构中存在的尿素得以清除，特别是多级喷射机构之间的空腔，能够得到很好的清洁。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，具体的，所述一级喷射机构为尿素计量喷射器，其中配置有尿素喷射阀；
所述二级喷射机构为雾化喷射器，其中配置有雾化喷射阀，且雾化喷射器设置有文丘里管道结构以加速流体喷射。
上述技术方案中，选用计量精确的尿素计量喷射器作为一级喷射机构，选用雾化喷射器作为二级喷射机构，计量的尿素被文丘里管道结构加速喷射，射流中尿素被气体切割形成粒径非常小的尿素颗粒，因此雾化效果非常好。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，所述尿素输入端和气体输入端之间设置有调压阀，气体输入端保持稳定压力，并通过调压阀平衡尿素输入端的压力而形成稳定的背压。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，基于发动机NOx化合物排放量，电控单元计算生成尿素喷射量信号，所述一级喷射机构根据尿素喷射量信号喷射尿素。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，具体地：
当需要进行尿素喷射时，尿素输入端的尿素泵基于电控单元信号进行建压，气体输入端的空气开关阀基于电控单元信号开启以输入稳定气压，稳定气压一方面通过调压阀平衡尿素输入端的输入压力以形成稳定背压，另一方面维持混合腔的稳定背压，基于电控单元计算好的尿素喷射量，一级喷射机构以一定的占空比驱动尿素喷射阀，喷出的尿素在混合腔与气体混合，同时二级喷射机构以一定的占空比驱动雾化喷射阀，尿素和气体的混合被喷出与发动机尾气混合；
当不需要尿素喷射时，基于电控单元的信号，尿素输入端的尿素泵倒吸，气体输入端的空气开关阀开启，一级喷射机构中的尿素喷射阀以100％占空比被驱动而开启形成倒吹，二级喷射机构的雾化喷射阀关闭，残留的尿素在倒吸和倒吹共同作用下，被吹回至尿素泵中；
在倒吸和倒吹完成后，基于电控单元的信号，二级喷射机构的雾化喷射阀被以100％占空比驱动而开启，一级喷射机构的尿素喷射阀关闭，气体将残留尿素从二级喷射机构喷出。
一级喷射机构的一定占空比是指：0～100％的占空比，基于喷射量而设定。
二级喷射机构一定占空比是指：0～100％的占空比，基于喷射量而设定。
优选的是，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，在需要进行尿素喷射的阶段中，一级喷射机构和二级喷射机构的通断是对应的或不对应的。例如，一级喷射机构喷射时，二级喷射机构也喷射，此为对应；一级喷射机构喷射，二级喷射机构延时喷射，此为不对应。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明的方法在发动机进行正常运行时，即需要进行喷射尿素时，可以使尿素超音速射流喷射器结构喷射出雾化非常好粒径非常小的尿素颗粒，与尾气中的氮化物充分混合并发生催化还原反应，解决尾气排放氮化物转化效率低的问题。在发动机进行怠速或停机时，可以尿素超音速射流喷射器结构中的尿素喷射阀、雾化喷射阀等喷射机构以及管路内无尿素残留，解决残留尿素造成的结晶堵塞问题。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述发动机SCR尿素喷射系统的一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明所述发动机SCR尿素喷射系统控制方法的一种实施方式的过程图。
图中：发动机1，尿素罐2，过滤网3，尿素泵4，调压阀5，压缩空气供给罐6，空气开关阀7，电控单元8，尿素喷射阀9，雾化喷射阀10，喷射器冷却水套11，催化器12，排气管13，空气输送管14，尿素输送管15，尿素喷射器电路16，雾化喷射器电路17，空气开关阀驱动电路18，尿素泵驱动电路19，尿素超音速射流雾化喷射器20，混合腔201。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参考图1，图1示出了发动机SCR尿素喷射系统的一种实施方式，该系统包括由一级喷射机构和二级喷射机构构成的尿素超音速射流喷射器结构，其中，一级喷射机构为尿素喷射阀9，二级喷射机构为雾化喷射阀10，一级喷射机构端接在二级喷射机构的一端，两者之间构成密闭的混合腔201，一级喷射机构的喷射口和二级喷射机构的入口均位于混合腔内，尿素输入端向一级喷射机构供应尿素溶液，气体输入端向混合腔201输入气体；
图1所示结构中，尿素输入端包括尿素罐2，过滤网3，尿素泵4和尿素输送管15。
气体输入端包括压缩空气供给罐6，空气开关阀7和空气输送管14。
其中，当需要进行尿素喷射时，尿素输入端和气体输入端构建稳定的背压，使得尿素溶液以稳定的输入压力被一级喷射机构计量后喷入混合腔201与气体混合形成初混流体，然后从二级喷射机构喷出。
应当说明的是，上述尿素超音速射流喷射器结构可以根据需要设定若干个。
通常地，在发动机正常启动和运行时，都需要进行尿素喷射。
实施例2
在实施例1的基础上，一级喷射机构和二级喷射机构在喷射时分别以一定的占空比通断，占空比基于喷射量设定。
喷射机构基于喷射量进行具体占空比的通断，进而将需要喷射的流体足量充分喷出。具体来说，喷射阀通电被驱动开启，未通电时关闭，在一个周期内，喷射阀的通电时间占总时间的比例即为上述占空比。
以尿素喷射阀作为一级喷射机构为例，在正常喷射的周期内，发动机的产生的尾气进入排气管，电控单元基于发动机的工况和传感器信号计算得到尿素喷射量，尿素喷射阀根据电控单元的电信号，通电喷射对应剂量的尿素溶液，该通电时间占喷射周期的比例即为占空比，尾气中的氮化物的含量是动态变化的，因此尿素喷射阀的喷射量也是动态变化的，进而每个喷射周期中，通电的占空比也是变化的。
图2示出了一种通电占空比，其中，在正常喷射的阶段一中，气体开关阀保持开启状态，尿素喷射阀和雾化喷射阀均规律通断，进而喷出设定的喷射量。
图2所示通电图中，雾化喷射阀和尿素喷射阀的时间点是相对应的，但也可以是不对应，比如尿素喷射阀通电后，雾化喷射阀延时一定时间再通电，尿素喷射阀断电的时间可以对应也可以不对应；甚至尿素喷射阀和雾化喷射阀的通断时间刚好相反，即尿素喷射阀通电，雾化喷射阀断电，尿素喷射阀断电，雾化喷射阀通电。
以上只是给出一级喷射机构和二级喷射机构部分通断方式和部分通断配合方式，其他方式只要能够实现一级喷射机构和二级喷射机构喷射，使得尿素和气体等流体足量充分快速喷出均属于本实施描述的范围。
本实施例通过尿素输入端和气体输入端构建稳定的背压，保证尿素超音速射流喷射器结构保证尿素计量准确和雾化效果好；同时一级喷射机构和二级喷射机构基于喷射量需要分别以一定的占空比通断进行喷射，能够保证喷射量精确、喷射效果和喷射响应速度，同时减少残留。
实施例3
在实施例1的基础上，如图1和2所示，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，当不需要进行尿素喷射时，尿素输入端倒吸，气体输入端继续输入气体形成倒吹，一级喷射机构开启，二级喷射机构关闭，使得残留尿素在倒吸和倒吹作用下返回尿素输入端。如图2所示，在阶段二中，气体开关阀7保持开启，尿素泵4进行倒吸，雾化喷射阀10保持关闭，尿素喷射阀9先关闭后开启。
当尿素经多级喷射机构喷射时，喷射机构内部以及喷射机构之间残留较多的尿素，容易导致结晶堵塞的问题，本实施例对多级喷射机构的特点，在发动机停机等不需要进行尿素喷射的工况下，尿素输入端倒吸，气体输入端的气流经过一级喷射机构倒吹，使得混合腔和一级喷射机构中残留的尿素吹回到尿素输入端中，倒吸和倒吹的时间根据尿素输入端的长度和管道直径等因素确定，保证残留尿素从一级喷射机构中退出，最好通过尿素输送管15回到尿素输入端的尿素箱中，进而减少了喷射机构和管路的尿素残留。
实施例4
在实施例3的基础上，如图1和2所示，所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法中，完成阶段二的残留尿素的倒吸和倒吹后，气体输入端继续输入气体，一级喷射机构关闭，二级喷射机构开启，使得二级喷射机构将残留尿素喷出。
本实施例在倒吸和倒吹完成后，气体输入端继续提供气流，二级喷射机构开启，从而将混合腔和二级喷射机构中残留的尿素吹送至排气管中与尾气混合，达到残留尿素清洁和尿素充分利用的目的。
倒吹和倒吹以及吹送程序的设计，使得多级喷射机构中存在的尿素得以清除，特别是多级喷射机构之间的空腔，能够得到很好的清洁。
实施例5
本实施例中，在实施例4的基础上，如图1所示，具体的，所述一级喷射机构为尿素计量喷射器，其中配置有尿素喷射阀；
所述二级喷射机构为雾化喷射器，其中配置有雾化喷射阀，且雾化喷射器设置有文丘里管道结构以加速流体喷射。
本实施例选用计量精确的尿素计量喷射器作为一级喷射机构，选用雾化喷射器作为二级喷射机构，计量的尿素被文丘里管道结构加速喷射，射流中尿素被气体切割形成粒径非常小的尿素颗粒，因此雾化效果非常好。
进一步，所述尿素输入端和气体输入端之间设置有调压阀5，气体输入端保持稳定压力，并通过调压阀5平衡尿素输入端的压力而形成稳定的背压。
进一步，基于发动机NOx化合物排放量，电控单元8计算生成尿素喷射量信号，所述一级喷射机构根据尿素喷射量信号喷射尿素。
实施例6
如图1和2所示，在实施例1的基础上，本实施例给出以下细节以便理解和实施，
所示发动机SCR尿素喷射系统包括：发动机1，尿素罐2，过滤网3，尿素泵4，调压阀5，压缩空气供给罐6，空气开关阀7，电控单元8，尿素喷射阀9，雾化喷射阀10，喷射器冷却水套11，催化器12，排气管13，空气输送管14，尿素输送管15，尿素喷射器电路16，雾化喷射器电路17，空气开关阀驱动电路18，尿素泵驱动电路19，尿素超音速射流雾化喷射器20，混合腔201。
发动机1正常运行时产生尾气，尾气进入到排气管13中。
调压阀5、尿素喷射器9(一级喷射机构)、雾化喷射器10(二级喷射机构)和喷射器冷却水套11组成尿素超音速射流雾化喷射器20。
所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法具体包括：
当发动机1正常启动和运行时，需要进行尿素喷射，电控单元8根据发动机1运行工况(转速、扭矩、环境、压力、温度等参数)计算得出尿素喷射量，尿素输入端的尿素泵4基于电控单元8信号进行建压，气体输入端的空气开关阀7基于电控单元8信号开启以输入稳定气压，稳定气压一方面通过调压阀5平衡尿素输入端的输入压力以形成稳定背压，另一方面维持混合腔201的稳定背压，基于电控单元8计算好的尿素喷射量，一级喷射机构以一定的占空比驱动尿素喷射阀9，喷出的尿素在混合腔201与气体混合，同时二级喷射机构以一定的占空比驱动雾化喷射阀10，尿素和气体的混合被喷出至排气管13与发动机1尾气混合，催化器12中发生催化还原反应。其中过程参考图2的阶段一。
当发动机1怠速或停机时，不需要尿素喷射，基于电控单元的信号，尿素输入端的尿素泵4倒吸，气体输入端的空气开关阀7开启，一级喷射机构中的尿素喷射阀9以100％占空比被驱动而开启形成倒吹，二级喷射机构的雾化喷射阀10关闭，残留的尿素在倒吸和倒吹共同作用下，被吹回至尿素泵4中。其中过程参考图2的阶段二。
在阶段二的倒吸和倒吹完成后，基于电控单元的信号，二级喷射机构的雾化喷射阀10被以100％占空比驱动而开启，一级喷射机构的尿素喷射阀9关闭，气体将残留尿素从二级喷射机构喷出。其中过程参考图2阶段三。
试验分析
对实施例6进行雾化效果和尿素残留量的测定：
试验条件：
进行尿素喷射阶段，尿素泵输出压力：750Kpa，气体输入端的压力500Kpa；
倒吸和倒吹阶段：尿素泵倒吸压力：30Kpa，气体输入端的压力500Kpa，过程持续27秒。
喷气清洁阶段：气体输入端的压力500Kpa，过程持续27秒。
测得尿素喷射阶段的雾化粒径在10～20um(索泰尔平均直径)；对比试验前后的尿素超音速射流雾化喷射器质量即为尿素残留量，测得尿素残留量小于0.1g。
在同等试验条件下，传统喷射系统雾化粒径通常在30～50um，尿素残留在0.5g左右。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。

Claims (5)

1.发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，其特征在于，该系统包括由一级喷射机构和二级喷射机构构成的尿素超音速射流喷射器结构，一级喷射机构和二级喷射机构之间构成密闭的混合腔，尿素输入端向一级喷射机构供应尿素溶液，气体输入端向混合腔输入气体；
其中，当需要进行尿素喷射时，尿素输入端和气体输入端构建稳定的背压，使得尿素溶液以稳定的输入压力被一级喷射机构计量后喷入混合腔与气体混合，然后从二级喷射机构喷出；
一级喷射机构和二级喷射机构在喷射时分别以一定的占空比通断，占空比基于喷射量设定；
当不需要进行尿素喷射时，尿素输入端倒吸，气体输入端继续输入气体形成倒吹，一级喷射机构开启，二级喷射机构关闭，使得残留尿素在倒吸和倒吹作用下返回尿素输入端；
完成残留尿素的倒吸和倒吹后，气体输入端继续输入气体，一级喷射机构关闭，二级喷射机构开启，使得二级喷射机构将残留尿素喷出；
其中，所述一级喷射机构为尿素计量喷射器，其中配置有尿素喷射阀；
所述二级喷射机构为雾化喷射器，其中配置有雾化喷射阀，且雾化喷射器设置有文丘里管道结构以加速流体喷射。
2.如权利要求1所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，其特征在于，所述尿素输入端和气体输入端之间设置有调压阀，气体输入端保持稳定压力，并通过调压阀平衡尿素输入端的压力而形成稳定的背压。
3.如权利要求1所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，其特征在于，基于发动机NOx化合物排放量，电控单元计算生成尿素喷射量，所述一级喷射机构根据尿素喷射量喷射尿素。
4.如权利要求1所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，其特征在于，具体地：
当需要进行尿素喷射时，尿素输入端的尿素泵基于电控单元信号进行建压，气体输入端的空气开关阀基于电控单元信号开启以输入稳定气压，稳定气压一方面通过调压阀平衡尿素输入端的输入压力以形成稳定背压，另一方面维持混合腔的稳定背压，基于电控单元计算好的尿素喷射量，一级喷射机构以一定的占空比驱动尿素喷射阀，喷出的尿素在混合腔与气体混合，同时二级喷射机构以一定的占空比驱动雾化喷射阀，尿素和气体的混合被喷出与发动机尾气混合；
当不需要尿素喷射时，基于电控单元的信号，尿素输入端的尿素泵倒吸，气体输入端的空气开关阀开启，一级喷射机构中的尿素喷射阀以100%占空比被驱动而开启形成倒吹，二级喷射机构的雾化喷射阀关闭，残留的尿素在倒吸和倒吹共同作用下，被吹回至尿素泵中；
在倒吸和倒吹完成后，基于电控单元的信号，二级喷射机构的雾化喷射阀被以100%占空比驱动而开启，一级喷射机构的尿素喷射阀关闭，气体将残留尿素从二级喷射机构喷出。
5.如权利要求1或3所述的发动机SCR尿素喷射系统的控制方法，其特征在于，在需要进行尿素喷射的阶段中，一级喷射机构和二级喷射机构的通断是对应的或不对应的。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114233448B (zh) * 2021-12-22 2022-10-28 潍柴动力股份有限公司 一种尿素喷嘴保护方法、装置、车辆及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818675A (zh) * 2010-03-05 2010-09-01 苏州派格力减排系统有限公司 柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统
CN102748101A (zh) * 2012-07-10 2012-10-24 天津亿利汽车环保科技有限公司 用于降低发动机NOx排放的尿素喷射系统及其控制方法
CN103352745A (zh) * 2013-06-20 2013-10-16 厚德融智(北京)云计算技术研究院 一种空气辅助式尿素泵系统
CN204646378U (zh) * 2015-04-27 2015-09-16 东莞正扬电子机械有限公司 尿素泵及包含其的尿素系统
CN105986860A (zh) * 2015-01-30 2016-10-05 天纳克（苏州）排放系统有限公司 计量泵嘴及其发动机排气后处理系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103032136B (zh) * 2011-10-02 2015-01-21 苏州派格丽减排系统有限公司 具有外部混合喷嘴计量结构的scr系统
WO2014066276A2 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Kraft Robert J Gas turbine energy supplementing systems and heating systems, and methods of making and using the same
US9822685B2 (en) * 2013-08-16 2017-11-21 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Water injection exhaust treatment system
CN106545387A (zh) * 2016-10-21 2017-03-29 潍柴动力空气净化科技有限公司 尿素泵系统、尿素泵控制方法、发动机scr系统及发动机
CN106567762B (zh) * 2016-10-21 2019-04-26 潍柴动力股份有限公司 用于降低scr尿素喷射系统结晶风险的控制方法
US11047281B2 (en) * 2017-06-16 2021-06-29 Watlow Electric Manufacturing Company Temperature-based control of reagent distribution
CN108194171A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 广西卡迪亚科技有限公司 一种尿素计量阀总成
CN109252923B (zh) * 2018-09-18 2020-06-26 潍柴动力股份有限公司 气助式尿素喷射系统及其下电吹扫方法
US20200149454A1 (en) * 2018-11-14 2020-05-14 Cnh Industrial America Llc System for separating liquid exhaust reductant from a mixing conduit wall using a flow separation nozzle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818675A (zh) * 2010-03-05 2010-09-01 苏州派格力减排系统有限公司 柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统
CN102748101A (zh) * 2012-07-10 2012-10-24 天津亿利汽车环保科技有限公司 用于降低发动机NOx排放的尿素喷射系统及其控制方法
CN103352745A (zh) * 2013-06-20 2013-10-16 厚德融智(北京)云计算技术研究院 一种空气辅助式尿素泵系统
CN105986860A (zh) * 2015-01-30 2016-10-05 天纳克（苏州）排放系统有限公司 计量泵嘴及其发动机排气后处理系统
CN204646378U (zh) * 2015-04-27 2015-09-16 东莞正扬电子机械有限公司 尿素泵及包含其的尿素系统

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