CN114575972A - 一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法，属于发动机后处理器技术领域，包括：尿素喷射单元，其包括压力容器，压力容器内设有容纳尿素溶液的尿素腔室，尿素腔室内设有连通压缩气源的气囊，气囊通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路注入尿素喷嘴；阀组控制单元，其包括连通压缩气源和气囊的充气阀，以及将气囊与大气连通的排气阀，充气阀和排气阀连接有控制器，控制器控制充气阀和排气阀的通断以保持尿素溶液压力恒定。本申请取消了尿素计量泵等昂贵零部件，且系统结构简单，因而能有效降低后处理系统的成本，同时降低用户的使用与维护成本，有利于后处理系统的国产化。

Description

一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法
技术领域
本申请涉及发动机后处理器技术领域，特别涉及一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法。
背景技术
目前大气污染日益严重，其中使用柴油机做动力的汽车是一个重要污染源。为了保护环境，世界各国相继出台了控制汽车尾气排放的相关法规，越来越严格的排放法规使得单纯的机内净化技术很难满足法规要求，必须依靠机外后处理技术予以辅助。
相关技术中，目前主要技术路线就是采用尿素选择性催化还原技术(简称Urea-SCR技术)是发动机控制NOx排放的主要技术，该技术最常见的形式是：利用尿素水溶液分解产生氨气，并且在SCR催化器的作用下，氨气与NOx发生选择性催化还原反应，生成氮气和水后排入大气，通过向柴油机的排气中喷入不同的尿素量，对NOx的排放量实现有效控制。
为了实现尿素喷射，现有的SCR尿素喷射系统普遍采用直流电动隔膜泵对尿素溶液加压，在汽车和其他车船中都需要由蓄电池向该电动泵供电，加大了蓄电池电能的损耗。此外，尿素喷嘴直接设置在高温的排气管中，排气管的高温易导致尿素喷嘴内的尿素溶液结晶，使得尿素计量泵不能正常喷射尿素，甚至会损坏尿素计量泵本身，不仅增加车辆使用维护成本，而且导致车辆在尿素喷射堵塞后的实际排放不达标，污染环境。
目前国内也有相关机构研究气体动力尿素喷射系统，如中国专利公开号CN101793184A和CN101793183A，分别公布一种空气辅助动力雾化尿素还原剂喷射控制系统和一种空气动力雾化尿素还原剂喷射控制系统，该系统直接用压缩空气经过滤后压缩尿素溶液，在过滤系统发生故障时，容易污染尿素溶液，导致系统故障。其次，尿素罐压力泄压过程中，会带出部分尿素溶液，尿素溶液在泄压阀上沉积，导致泄压阀失效而产生故障。
发明内容
本申请实施例提供一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法，以解决相关技术中直接用压缩空气经过滤后压缩尿素溶液，在过滤系统发生故障时，容易污染尿素溶液，导致系统故障的问题。
本申请实施例第一方面提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，包括：
尿素喷射单元，所述尿素喷射单元包括压力容器，所述压力容器内设有容纳尿素溶液的尿素腔室，所述尿素腔室内设有连通压缩气源的气囊，所述气囊通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路注入尿素喷嘴；
阀组控制单元，所述阀组控制单元包括连通压缩气源和气囊的充气阀，以及将气囊与大气连通的排气阀，所述充气阀和排气阀连接有控制器，所述控制器控制充气阀和排气阀的通断以保持尿素溶液压力恒定。
在一些实施例中：所述尿素腔室内设有检测所述尿素腔室压力的第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述控制器连接，当所述尿素腔室的压力值超出设定阈值时，所述控制器控制充气阀和排气阀的通断进行尿素腔室的充压或泄压。
在一些实施例中：所述尿素腔室内设有均连接所述控制器的温度传感器、尿素质量传感器及液位传感器，所述温度传感器用于检测尿素溶液的液体温度，所述尿素质量传感器用于检测尿素溶液的质量，所述液位传感器用于检测尿素溶液的液位高度。
在一些实施例中：所述阀组控制单元还包括与所述控制器连接的吹扫阀和雾化阀，所述吹扫阀连接在压缩气源和尿素喷射管路之间，以将尿素喷射管路和尿素喷嘴内的尿素溶液吹扫干净；
所述雾化阀通过空气管路连接在压缩气源和尿素喷嘴之间，以将尿素喷嘴喷射的尿素溶液与压缩空气混合形成雾滴。
在一些实施例中：所述尿素喷嘴内设有与控制器连接的尿素计量阀，所述尿素计量阀用于控制尿素喷嘴喷射的尿素溶液流量，所述尿素喷嘴外包裹有冷却尿素喷嘴的冷却腔，所述冷却腔内通入冷却液或压缩空气。
在一些实施例中：还包括燃油喷射单元，所述燃油喷射单元包括位于所述压力容器内的燃油腔室，所述燃油腔室与尿素腔室之间相互密闭，所述燃油腔室通过充气阀与压缩气源连通，所述压缩气源将加压的燃油经燃油喷射管路注入燃油喷嘴。
在一些实施例中：所述燃油腔室内设有检测所述燃油腔室的第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述控制器连接，当所述燃油腔室的压力值超出设定阈值时，所述控制器控制充气阀和排气阀的通断进行燃油腔室的充压或泄压。
在一些实施例中：所述阀组控制单元还包括与所述控制器连接的吹扫阀和雾化阀，所述吹扫阀连接在压缩气源和燃油喷射管路之间，以将燃油喷射管路和燃油喷嘴内的燃油吹扫干净；
所述雾化阀通过空气管路连接在压缩气源和燃油喷嘴之间，以将燃油喷嘴喷射的燃油与压缩空气混合形成雾滴，所述充气阀、吹扫阀和雾化阀的入口均连接有检修阀，所述检修阀与压缩气源连接。
在一些实施例中：所述燃油喷嘴内设有与控制器连接的燃油计量阀，所述燃油计量阀用于控制燃油喷嘴喷射的燃油流量，所述燃油喷嘴外包裹有冷却燃油喷嘴的冷却腔，所述冷却腔内通入冷却液或压缩空气。
本申请实施例第二方面提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射方法，所述方法使用上述任一实施例所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，所述方法包括以下步骤：
系统建压：发动机起动后，充气阀将压力容器与压缩气源通过管路接通，压缩气源对气囊和燃油腔室进行充气增压，当尿素腔室和燃油腔室内压力达到设定的压力时，充气阀关闭，同时系统在工作时充气阀和排气阀共同控制尿素腔室和燃油腔室的压力恒定；
燃油与尿素计量喷射：当达到尿素或燃油喷射条件时，控制器控制尿素喷嘴或燃油喷嘴将定量的尿素溶液或燃油喷入排气管，尿素溶液或燃油喷射过程中，控制器开启雾化阀通过压缩空气辅助雾化尿素溶液或燃油；
结束喷射及吹扫：当发动机停机时，充气阀关闭，排气阀将气囊和燃油腔室与大气环境接通，对气囊和燃油腔室泄压，开启吹扫阀，将燃油喷射管路和燃油喷嘴中的燃油吹扫干净，将尿素喷射管路和尿素喷嘴中的尿素溶液吹扫干净。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法，由于本申请的阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统设置了尿素喷射单元和阀组控制单元，尿素喷射单元包括压力容器，压力容器内设有容纳尿素溶液的尿素腔室，尿素腔室内设有连通压缩气源的气囊，气囊通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路注入尿素喷嘴。阀组控制单元包括连通压缩气源和气囊的充气阀，以及将气囊与大气连通的排气阀，充气阀和排气阀连接有控制器，控制器控制充气阀和排气阀的通断以保持尿素溶液压力恒定。
因此，本申请的阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统中采用了充气阀和排气阀控制尿素腔室内尿素溶液的压力，所以能维持尿素喷嘴进口端的尿素溶液压力基本稳定，提高了尿素喷嘴喷射尿素溶液的精度。本申请取消了尿素计量泵等昂贵零部件，且系统结构简单，因而能有效降低后处理系统的成本，同时降低用户的使用与维护成本，有利于后处理系统的国产化。
此外，本申请的压缩气源通过气囊间接对尿素溶液加压，可有效避免压缩气源中存在的污染物对尿素溶液的污染，提高系统可靠性，同时可省去气体过滤器等耗材的使用。本申请在尿素腔室中配置气囊，隔离了压缩空气和尿素溶液的直接接触，能避免排气过程中容易附带出尿素溶液，尿素溶液附在排气阀上，导致排气阀失效，提高系统可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统的结构框图。
附图标记：
1、压力容器；2、充气阀；3、排气阀；4、压缩气源；5、尿素喷嘴；6、尿素喷射管路；7、控制器；8、吹扫阀；9、尿素雾化阀；10、燃油雾化阀；11、尿素腔室；12、气囊；13、燃油腔室；14、第一压力传感器；15、燃油喷嘴；16、燃油喷射管路；17、检修阀。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法，其能解决相关技术中直接用压缩空气经过滤后压缩尿素溶液，在过滤系统发生故障时，容易污染尿素溶液，导致系统故障的问题。
参见图1所示，本申请实施例第一方面提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，包括：
尿素喷射单元，该尿素喷射单元包括压力容器1，该压力容器1内设有容纳尿素溶液的尿素腔室11，在尿素腔室11内设有连通压缩气源4的气囊12，该气囊12通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路6注入尿素喷嘴5。压缩气源4通过向气囊12内充入压缩空气使气囊12的体积发生膨胀，气囊12膨胀后通过挤压尿素腔室11内尿素溶液，以增大尿素溶液的压力，尿素溶液以设定压力从尿素喷射管路6注入尿素喷嘴5。
阀组控制单元，该阀组控制单元包括连通压缩气源4和气囊12的充气阀2，以及将气囊12与大气连通的排气阀3。充气阀2和排气阀3连接有控制器7，控制器7通过控制充气阀2和排气阀3的通断以保持尿素溶液压力恒定。当充气阀2打开、排气阀3关闭后压缩气源4通过向气囊12内充入压缩空气使气囊12的体积发生膨胀，以增大尿素溶液的压力；当充气阀2关闭、排气阀3打开后，气囊12内的压缩空气从排气阀3排出至大气使气囊12的体积发生缩小，以降低尿素溶液的压力，使尿素溶液压力保持恒定。
本申请实施例的阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统中采用了充气阀2和排气阀3控制尿素腔室11内尿素溶液的压力，所以能维持尿素喷嘴5进口端的尿素溶液压力基本稳定，提高了尿素喷嘴5喷射尿素溶液的精度。本申请取消了尿素计量泵等昂贵零部件，且系统结构简单，因而能有效降低后处理系统的成本，同时降低用户的使用与维护成本，有利于后处理系统的国产化。
此外，本申请的压缩气源4通过气囊12间接对尿素溶液加压，可有效避免压缩气源4中存在的污染物对尿素溶液的污染，提高系统可靠性，同时可省去气体过滤器等耗材的使用。本申请在尿素腔室11中配置气囊12，隔离了压缩空气和尿素溶液的直接接触，能避免排气过程中容易附带出尿素溶液，尿素溶液附在排气阀3上，导致排气阀3失效，提高系统可靠性。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该气驱式燃油与尿素计量喷射系统的尿素腔室11内设有检测尿素腔室11压力的第一压力传感器14。该第一压力传感器14与控制器7连接，当尿素腔室11的压力值超出设定阈值时，控制器7控制充气阀2和排气阀3的通断进行尿素腔室11的充压或泄压。
当第一压力传感器14检测到尿素腔室11的压力值低于设定阈值时，控制器7控制充气阀2打开、排气阀3关闭，压缩气源4通过向气囊12内充入压缩空气使气囊12的体积发生膨胀，以增大尿素溶液的压力，直到尿素腔室11的压力值达到设定阈值关闭充气阀2，使尿素溶液压力保持恒定。
当第一压力传感器14检测到尿素腔室11的压力值高于设定阈值时，控制器7控制充气阀2关闭、排气阀3打开，气囊12内的压缩空气从排气阀3排出至大气使气囊12的体积发生缩小，以降低尿素溶液的压力，直到尿素腔室11的压力值达到设定阈值关闭排气阀3，使尿素溶液压力保持恒定。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该气驱式燃油与尿素计量喷射系统的尿素腔室11内设有均连接控制器7的温度传感器(图中未画出)、尿素质量传感器(图中未画出)及液位传感器(图中未画出)。温度传感器用于检测尿素溶液的液体温度，当尿素溶液的液体温度低于设定值时，通过加热装置对尿素溶液进行加热，防止尿素溶液结冰。尿素质量传感器用于检测尿素溶液的质量，当尿素溶液的质量发生变化时及时提醒和报警。液位传感器用于检测尿素溶液的液位高度，当尿素溶液的液位高度不够时及时提醒和报警。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该气驱式燃油与尿素计量喷射系统的阀组控制单元还包括与控制器7连接的吹扫阀8和雾化阀，该雾化阀包括雾化尿素溶液的尿素雾化阀9。吹扫阀8连接在压缩气源4和尿素喷射管路6之间，以将尿素喷射管路6和尿素喷嘴5内的尿素溶液吹扫干净，防止尿素喷射管路6和尿素喷嘴5内的尿素溶液结晶。
尿素雾化阀9通过空气管路连接在压缩气源4和尿素喷嘴5之间，尿素雾化阀9打开后将压缩气源4内的压缩空气经空气管路通入尿素喷嘴5，以将尿素喷嘴5喷射的尿素溶液与压缩空气混合形成雾滴。形成雾滴的尿素溶液在后处理器中分解产生氨气，并且在SCR催化器的作用下，氨气与NOx发生选择性催化还原反应，生成氮气和水后排入大气。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该气驱式燃油与尿素计量喷射系统的尿素喷嘴5内设有与控制器7连接的尿素计量阀，尿素计量阀用于控制尿素喷嘴5喷射的尿素溶液流量。在尿素喷嘴5外包裹有冷却尿素喷嘴5的冷却腔，该冷却腔内通入冷却液或压缩空气来降低尿素喷嘴5的温度。
本申请实施例在尿素喷射单元中的尿素喷嘴5内部设置有尿素计量阀，控制器7通过控制尿素计量阀的开度和开启时间来计量喷射至后处理器内尿素溶液的流量。在尿素喷嘴5外包裹有冷却腔，该冷却腔中的冷却介质可以是发动机冷却水也可以是压缩空气。冷却腔用于保护尿素喷嘴5，防止排气管的高温使尿素喷嘴5失效。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该气驱式燃油与尿素计量喷射系统还包括燃油喷射单元，该燃油喷射单元包括位于压力容器1内的燃油腔室13。燃油腔室13与尿素腔室11之间通过隔板相互密闭，燃油腔室13通过充气阀2与压缩气源4连通，压缩气源4将加压的燃油经燃油喷射管路16注入燃油喷嘴15，用于后处理器的再生功能。
本申请实施例的压缩气源4可分为两种:第一种压缩气源4是包括小型空气压缩机，第二种压缩气源4是空气储气罐，其中空气压缩机的出口压力通常是0.8MPa。这两种方案适用于各种车船，对于采用气刹车的汽车，可以利用原有的空压机和储气罐。
本申请实施例的燃油腔室13和尿素腔室11共用一个压力容器1，燃油腔室13和尿素腔室11之间用隔板隔开，降低系统成本同时方便了压力容器1在整车上的布置。本申请实施例即集成了尿素喷射功能，也集成了燃油喷射功能，后处理系统不需要重新配置燃油喷射系统，因此降低了后处理系统成本。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该气驱式燃油与尿素计量喷射系统的燃油腔室13内设有检测燃油腔室13压力的第二压力传感器(图中未画出)。该第二压力传感器与控制器7连接，当燃油腔室13的压力值超出设定阈值时，控制器7控制充气阀2和排气阀3的通断进行燃油腔室13的充压或泄压。
当第二压力传感器检测到燃油腔室13的压力值低于设定阈值时，控制器7控制充气阀2打开、排气阀3关闭，压缩气源4通过向燃油腔室13内充入压缩空气以增大燃油的压力，直到燃油腔室13的压力值达到设定阈值关闭充气阀2，使燃油压力保持恒定。
当第二压力传感器检测到燃油腔室13的压力值高于设定阈值时，控制器7控制充气阀2关闭、排气阀3打开，燃油腔室13内的压缩空气从排气阀3排出至大气使燃油腔室13内压力减小，以降低燃油的压力，直到燃油腔室13的压力值达到设定阈值关闭排气阀3，使燃油压力保持恒定。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该气驱式燃油与尿素计量喷射系统的阀组控制单元还包括与控制器7连接的吹扫阀8和雾化阀，该雾化阀包括雾化燃油的燃油雾化阀10。吹扫阀8连接在压缩气源4和燃油喷射管路16之间，以将燃油喷射管路16和燃油喷嘴15内的燃油吹扫干净。
燃油雾化阀10通过空气管路连接在压缩气源4和燃油喷嘴15之间，燃油雾化阀10打开后将压缩气源4内的压缩空气经空气管路通入燃油喷嘴15，以将燃油喷嘴15喷射的燃油与压缩空气混合形成雾滴。形成雾滴的燃油在DPF中燃烧把收集来的尾气、有害颗粒进行过滤、氧化实现再生功能。
在充气阀2、吹扫阀8和尿素雾化阀9进而燃油雾化阀10的入口均连接有检修阀17，检修阀17与压缩气源4连接。检修阀17用于控制充气阀2、吹扫阀8和尿素雾化阀9与压缩气源4的通断控制，当关闭检修阀17时即可对系统进行检修作业。
在燃油喷嘴15内设有与控制器7连接的燃油计量阀，燃油计量阀用于控制燃油喷嘴15喷射的燃油流量，燃油喷嘴15外包裹有冷却燃油喷嘴15的冷却腔，冷却腔内通入冷却液或压缩空气。该冷却腔内通入冷却液或压缩空气来降低燃油喷嘴15的温度。
本申请实施例在燃油喷射单元中的燃油喷嘴15内部设置有燃油计量阀，控制器7通过控制燃油计量阀的开度和开启时间来计量喷射至后处理器内燃油的流量。在燃油喷嘴15外包裹有冷却腔，该冷却腔中的冷却介质可以是发动机冷却水也可以是压缩空气。冷却腔用于保护燃油喷嘴15，防止排气管的高温使燃油喷嘴15失效。
参见图1所示，本申请实施例第二方面提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射方法，所述方法使用上述任一实施例所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，该方法包括以下步骤：
步骤1，系统建压：发动机起动后，充气阀2将压力容器1与压缩气源4通过管路接通，压缩气源4对气囊12和燃油腔室13进行充气增压，当尿素腔室11和燃油腔室13内压力达到设定的压力时，充气阀2关闭，同时系统在工作时充气阀2和排气阀3共同控制尿素腔室11和燃油腔室13的压力恒定。
步骤2，燃油与尿素计量喷射：当达到尿素或燃油喷射条件时，控制器7控制尿素喷嘴5或燃油喷嘴15将定量的尿素溶液或燃油喷入排气管，尿素溶液或燃油喷射过程中，控制器7开启尿素雾化阀9或燃油雾化阀10通过压缩空气辅助雾化尿素溶液或燃油。
步骤3，结束喷射及吹扫：当发动机停机时，充气阀2关闭，排气阀3将气囊12和燃油腔室13与大气环境接通，对气囊12和燃油腔室13泄压，开启吹扫阀8，将燃油喷射管路16和燃油喷嘴15中的燃油吹扫干净，将尿素喷射管路6和尿素喷嘴5中的尿素溶液吹扫干净。
工作原理
本申请实施例提供了一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统及方法，由于本申请的阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统设置了尿素喷射单元和阀组控制单元，尿素喷射单元包括压力容器1，压力容器1内设有容纳尿素溶液的尿素腔室11，尿素腔室11内设有连通压缩气源4的气囊12，气囊12通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路6注入尿素喷嘴5。阀组控制单元包括连通压缩气源4和气囊12的充气阀2，以及将气囊12与大气连通的排气阀3，充气阀2和排气阀3连接有控制器7，控制器7控制充气阀2和排气阀3的通断以保持尿素溶液压力恒定。
因此，本申请的阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统中采用了充气阀2和排气阀3控制尿素腔室11内尿素溶液的压力，所以能维持尿素喷嘴5进口端的尿素溶液压力基本稳定，提高了尿素喷嘴5喷射尿素溶液的精度。本申请取消了尿素计量泵等昂贵零部件，且系统结构简单，因而能有效降低后处理系统的成本，同时降低用户的使用与维护成本，有利于后处理系统的国产化。
此外，本申请的压缩气源4通过气囊12间接对尿素溶液加压，可有效避免压缩气源4中存在的污染物对尿素溶液的污染，提高系统可靠性，同时可省去气体过滤器等耗材的使用。本申请在尿素腔室11中配置气囊12，隔离了压缩空气和尿素溶液的直接接触，能避免排气过程中容易附带出尿素溶液，尿素溶液附在排气阀3上，导致排气阀3失效，提高系统可靠性。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于，包括：
尿素喷射单元，所述尿素喷射单元包括压力容器(1)，所述压力容器(1)内设有容纳尿素溶液的尿素腔室(11)，所述尿素腔室(11)内设有连通压缩气源(4)的气囊(12)，所述气囊(12)通过充气将加压的尿素溶液经尿素喷射管路(6)注入尿素喷嘴(5)；
阀组控制单元，所述阀组控制单元包括连通压缩气源(4)和气囊(12)的充气阀(2)，以及将气囊(12)与大气连通的排气阀(3)，所述充气阀(2)和排气阀(3)连接有控制器(7)，所述控制器(7)控制充气阀(2)和排气阀(3)的通断以保持尿素溶液压力恒定。
2.如权利要求1所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
所述尿素腔室(11)内设有检测所述尿素腔室(11)压力的第一压力传感器(14)，所述第一压力传感器(14)与所述控制器(7)连接；
当所述尿素腔室(11)的压力值超出设定阈值时，所述控制器(7)控制充气阀(2)和排气阀(3)的通断进行尿素腔室(11)的充压或泄压。
3.如权利要求1或2所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
所述尿素腔室(11)内设有均连接所述控制器(7)的温度传感器、尿素质量传感器及液位传感器，所述温度传感器用于检测尿素溶液的液体温度，所述尿素质量传感器用于检测尿素溶液的质量，所述液位传感器用于检测尿素溶液的液位高度。
4.如权利要求1所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
所述阀组控制单元还包括与所述控制器(7)连接的吹扫阀(8)和雾化阀，所述吹扫阀(8)连接在压缩气源(4)和尿素喷射管路(6)之间，以将尿素喷射管路(6)和尿素喷嘴(5)内的尿素溶液吹扫干净；
所述雾化阀通过空气管路连接在压缩气源(4)和尿素喷嘴(5)之间，以将尿素喷嘴(5)喷射的尿素溶液与压缩空气混合形成雾滴。
5.如权利要求1所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
所述尿素喷嘴(5)内设有与控制器(7)连接的尿素计量阀，所述尿素计量阀用于控制尿素喷嘴(5)喷射的尿素溶液流量，所述尿素喷嘴(5)外包裹有冷却尿素喷嘴(5)的冷却腔，所述冷却腔内通入冷却液或压缩空气。
6.如权利要求1所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
还包括燃油喷射单元，所述燃油喷射单元包括位于所述压力容器(1)内的燃油腔室(13)，所述燃油腔室(13)与尿素腔室(11)之间相互密闭，所述燃油腔室(13)通过充气阀(2)与压缩气源(4)连通，所述压缩气源(4)将加压的燃油经燃油喷射管路(16)注入燃油喷嘴(15)。
7.如权利要求6所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
所述燃油腔室(13)内设有检测所述燃油腔室(13)的第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述控制器(7)连接，当所述燃油腔室(13)的压力值超出设定阈值时，所述控制器(7)控制充气阀(2)和排气阀(3)的通断进行燃油腔室(13)的充压或泄压。
8.如权利要求6所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
所述阀组控制单元还包括与所述控制器(7)连接的吹扫阀(8)和雾化阀，所述吹扫阀(8)连接在压缩气源(4)和燃油喷射管路(16)之间，以将燃油喷射管路(16)和燃油喷嘴(15)内的燃油吹扫干净；
所述雾化阀通过空气管路连接在压缩气源(4)和燃油喷嘴(15)之间，以将燃油喷嘴(15)喷射的燃油与压缩空气混合形成雾滴，所述充气阀(2)、吹扫阀(8)和雾化阀的入口均连接有检修阀(17)，所述检修阀(17)与压缩气源(4)连接。
9.如权利要求6所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，其特征在于：
所述燃油喷嘴(15)内设有与控制器(7)连接的燃油计量阀，所述燃油计量阀用于控制燃油喷嘴(15)喷射的燃油流量，所述燃油喷嘴(15)外包裹有冷却燃油喷嘴(15)的冷却腔，所述冷却腔内通入冷却液或压缩空气。
10.一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射方法，其特征在于：所述方法使用权利要求1至9任一项所述的一种阀组控制的气驱式燃油与尿素计量喷射系统，所述方法包括以下步骤：
系统建压：发动机起动后，充气阀(2)将压力容器(1)与压缩气源(4)通过管路接通，压缩气源(4)对气囊(12)和燃油腔室(13)进行充气增压，当尿素腔室(11)和燃油腔室(13)内压力达到设定的压力时，充气阀(2)关闭，同时系统在工作时充气阀(2)和排气阀(3)共同控制尿素腔室(11)和燃油腔室(13)的压力恒定；
燃油与尿素计量喷射：当达到尿素或燃油喷射条件时，控制器(7)控制尿素喷嘴(5)或燃油喷嘴(15)将定量的尿素溶液或燃油喷入排气管，尿素溶液或燃油喷射过程中，控制器(7)开启雾化阀通过压缩空气辅助雾化尿素溶液或燃油；
结束喷射及吹扫：当发动机停机时，充气阀(2)关闭，排气阀(3)将气囊(12)和燃油腔室(13)与大气环境接通，对气囊(12)和燃油腔室(13)泄压，开启吹扫阀(8)，将燃油喷射管路(16)和燃油喷嘴(15)中的燃油吹扫干净，将尿素喷射管路(6)和尿素喷嘴(5)中的尿素溶液吹扫干净。
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