CN202832727U - 发动机的scr后处理系统和车辆 - Google Patents

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李国红
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Abstract

本实用新型公开了一种发动机的SCR后处理系统和车辆，包括控制单元（4）、尿素管路（1）和用于检测尿素管路的管道内温度的管路温度感应器（3），该尿素管路上设有管道加热元件，控制单元电连接于管路温度感应器以接收该管路温度感应器检测的管道内温度，并且该控制单元电连接于管道加热元件以控制该管道加热元件。该系统还可包括用于检测发动机的外界环境温度的环境温度感应器（5），控制单元电连接于该环境温度感应器以接收环境温度感应器检测的环境温度信号，并与管路温度感应器（3）的管道内温度信号相比较以判断管路温度感应器的工作状态。本实用新型的SCR后处理系统能够实时监控尿素管路内的温度并合理有效地对尿素管路进行加热。

Description

发动机的SCR后处理系统和车辆
技术领域
本实用新型涉及发动机的SCR后处理系统，具体地，涉及一种对尿素管路进行实时加热且闭环控制的SCR后处理系统。
背景技术
随着发动机的SCR后处理系统在整车上的应用，尿素溶液的特性也日益凸显出来，由于尿素溶液在较低温度时会结晶，导致系统不能正常工作，因此在环境温度较低的地区，发动机的SCR后处理系统中的尿素管路需要配备加热功能。参见图1，通常尿素管路的加热逻辑是，SCR后处理系统的电控单元从安装在空气滤清器的环境温度传感器上读取进气温度，以视作环境温度，同时将此环境温度也视作尿素管路的管道内温度，当温度低于预设值例如0度时开启尿素管路的加热功能，并且根据读取的环境温度计算出所需要的总加热时间，加热达到该总的加热时间之后自动停止加热。但由于SCR后处理系统中通常设置在车体内，尿素管路内的实际温度一般会高于环境温度，容易导致尿素管路的加热时间过长，尿素管路的寿命因而也会有降低，造成管路损害。相反地，若尿素管路上的管道加热元件的加热效率不佳，导致热散失严重时，则可能造成尿素管路内的尿素溶液的结晶体难以融化，达不到加热效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种发动机的SCR后处理系统，能够实时监控尿素管路内的温度并合理有效地对尿素管路进行加热。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种发动机的SCR后处理系统，该SCR后处理系统包括控制单元和尿素管路，该尿素管路上设有管道加热元件，其中，该SCR后处理系统还包括用于检测所述尿素管路的管道内温度的管路温度感应器，所述控制单元电连接于所述管路温度感应器以接收该管路温度感应器检测的管道内温度，并且该控制单元电连接于所述管道加热元件以控制该管道加热元件。
优选地，该SCR后处理系统还包括尿素箱、定量给料单元和尿素喷嘴，所述尿素管路为所述定量给料单元与尿素喷嘴之间的喷射管路、所述尿素箱与定量给料单元之间的供给管和回流管中的任一者、两者或全部。
优选地，该SCR后处理系统还包括发动机冷却液管路，该发动机冷却液管路连接于所述尿素箱以对该尿素箱加热。
优选地，所述控制单元配置成接收所述管路温度感应器的管道内温度信号并产生加热时间控制信号发送给所述管道加热元件。
更优选地，所述管道加热元件包括缠绕在所述尿素管路外周围的加热器线束。
优选地，所述控制单元为电子控制单元、单片机或PLC控制器，该控制单元电连接于所述管道加热元件的电路接口。
优选地，所述管路温度感应器嵌入安装在所述尿素管路内。
优选地，上述SCR后处理系统还包括用于检测发动机的外界环境温度的环境温度感应器，所述控制单元电连接于该环境温度感应器以接收所述环境温度感应器检测的环境温度信号，并与所述管路温度感应器的管道内温度信号相比较以判断所述管路温度感应器的工作状态。
优选地，所述环境温度感应器安装在发动机的进气管路的空气滤清器上。
此外，本实用新型还相应地提供了一种车辆，该车辆包括本实用新型上述的发动机的SCR后处理系统。
通过上述技术方案，根据本实用新型的发动机的SCR后处理系统通过设置管路温度感应器以实时检测尿素管路的管道内温度，能够将该管道内温度即时准确地传送至控制单元，经由该控制单元控制尿素管路上的管道加热元件，从而能够实时监控尿素管路内的温度并合理有效地对尿素管路进行加热。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为现有技术的发动机的SCR后处理系统的结构示意图；
图2为根据本实用新型的具体实施方式的发动机的SCR后处理系统的部分结构示意图，其中为清楚起见，省略了尿素箱、定量给料单元等。
附图标记说明
1            尿素管路            2            电路接口
3            管路温度感应器      4            控制单元
5            环境温度感应器      6            空气滤清器
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
结合图1和图2所示，本实用新型提供了一种发动机的SCR后处理系统，该SCR后处理系统包括控制单元4和尿素管路1，该尿素管路1上设有管道加热元件。此外，该SCR后处理系统还包括用于检测尿素管路1的管道内温度的管路温度感应器3，控制单元4电连接于管路温度感应器3以接收该管路温度感应器3检测的管道内温度，并且该控制单元4电连接于管道加热元件以控制该管道加热元件。作为总的构思，本实用新型的发动机SCR后处理系统中在尿素管路1上直接设置管路温度感应器3，以检测尿素管路1的实际管道内温度，而不必再将环境温度视作管道内温度，以防止两者之间可能的温差所造成的各种不良后果的产生。其中，SCR后处理系统通过设置管路温度感应器3以实时检测尿素管路1的管道内温度，能够将该管道内温度即时准确地传送至控制单元4，经由该控制单元4控制尿素管路1上的管道加热元件，从而能够实时监控尿素管路1内的温度并合理有效地对尿素管路1进行加热。
具体地参见图1，常见的发动机的SCR后处理系统一般由催化器、尿素箱、定量给料单元、尿素喷嘴、压缩空气罐和空气滤清器等组成。尿素箱用于尿素溶液的储存和供给。定量给料单元为核心元件，用于从尿素箱中吸取与发动机尾气排放量相当的适量尿素溶液，尿素溶液与压缩空气混合并雾化后进入喷射管路，由尿素喷嘴喷射到发动机排气管中，与尾气混合后进入催化器中进行化学反应。其中，定量给料单元与尿素喷嘴之间具有喷射管路，尿素箱与定量给料单元之间具有供给管和回流管。上述的尿素管路1可以是喷射管路、供给管和回流管中的任一者、两者或全部。换言之，可在三条尿素管路中任意地设置管路温度感应器3，以通过控制单元4的控制，对设有管路温度感应器3的尿素管路1进行精确、合理和有效的加热，使得该尿素管路1内的尿素溶液不产生结晶也不对尿素管路加热过量，并且尿素管路内的尿素溶液呈流体状，流通顺畅。
其中，SCR后处理系统还可包括发动机冷却液管路，该发动机冷却液管路连接于尿素箱以对该尿素箱加热，并且定量给料单元中的泵单元也可具有加热单元对其进行加热，从而使尿素箱和定量给料单元中存储的尿素溶液处于流体形态且非结晶。因而本领域技术人员知晓的是，控制单元4只需通过管路温度感应器3感应管路内温度并通过获得管路内的溶液容量等相关参数，就能够对尿素管路1内的尿素溶液精确地加热到设定的温度，使得尿素管路1内的尿素溶液处于非结晶且呈流体形态。当尿素管路1内的尿素溶液加热后流通时，则尿素箱和定量给料单元中存储的尿素溶液能够顺畅地通过尿素管路，并且不会产生结晶或其它堵塞等。
上述的发动机冷却液管路对尿素箱的加热以及定量给料单元中的泵单元的加热均可由上述控制单元4分别单独控制。各个尿素管路1中的管路温度感应器3以及管路加热单元也由控制单元4分别单独控制。进行加热控制时，该控制单元4可通过管路温度传感器3实时检测管道内温度，直至管道内温度达到预设加热温度值时即时停止管道加热元件的加热，从而避免加热不足或加热过度分别造成的损害。可选择地，控制单元4也可配置成接收管路温度感应器3的管道内温度信号并产生加热时间控制信号发送给管道加热元件。也就是说，控制单元4通过获得各个尿素管道1内的管道内温度并结合相应的尿素管道1的容积、尿素溶液的比热容等参数可分别对各个尿素管路1进行合理有效地加热。此控制单元4可以是发动机电控单元ECM或其它电子控制单元、单片机或PLC控制器等。其中，控制单元4读取管道内的实际温度，预计算一个加热时间，并把该加热时间信号传递给管道加热元件以在该加热时间段内加热管路，待加热时间完成后，再次读取管道内的实际温度，若管道内的温度满足设定的温度值，则定量给料单元吸取尿素溶液，系统建立压力，开始正常工作。如果管道内的温度仍不能达到预设的温度值，则在此管路温度实际值的基础上再次预估加热时间，继续进行加热，完成加热后再次检测管路内的温度，如此循环直到管路内的温度满足设定温度值才停止加热，然后尿素供给单元开始建立喷射压力，系统进行正常工作。
上述的尿素管路1多采用柔性管道，例如尼龙管等。这样，对这种柔性尿素管路1进行加热的管道加热元件可优选为均匀缠绕在尿素管路1外周围的加热器线束，在加热时对管路进行电阻加热。如图2所示，加热器线束可汇集在电路接口2上，并且控制单元4电连接于所述管道加热元件的电路接口2上，以控制该电路接口2与加热电源的电路通断。这种加热电源可以是整车电源，也就是将加热器线束连接于整车线束。需要说明的是，管路温度感应器3应嵌入安装在尿素管路1内，以准确地获取管路内温度。
另外，上述SCR后处理系统还可包括用于检测发动机的外界环境温度的环境温度感应器5，控制单元4电连接于该环境温度感应器5以接收环境温度感应器5检测的环境温度信号，并与管路温度感应器3的管道内温度信号相比较以判断管路温度感应器3的工作状态。换言之，安装在空气滤清器的环境温度传感器5获取的环境温度仅作参考，而不再当作管道内温度。当管道内温度小于或大于环境温度超过一定限值时，例如超过10℃，则需考虑是否管路温度感应器3失效或者存在其它因素。此环境温度感应器5可方便地安装在发动机的进气管路的空气滤清器6上。
此外，本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括根据本实用新型上述的发动机的SCR后处理系统。此种车辆能够在寒冷气候中可靠运行，不会造成SCR后处理系统的尿素管路堵塞等状况发生。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.发动机的SCR后处理系统，该SCR后处理系统包括控制单元（4）和尿素管路（1），该尿素管路（1）上设有管道加热元件，其特征在于，该SCR后处理系统还包括用于检测所述尿素管路（1）的管道内温度的管路温度感应器（3），所述控制单元（4）电连接于所述管路温度感应器（3）以接收该管路温度感应器（3）检测的管道内温度，并且该控制单元（4）电连接于所述管道加热元件以控制该管道加热元件。
2.根据权利要求1所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，该SCR后处理系统还包括尿素箱、定量给料单元和尿素喷嘴，所述尿素管路（1）为所述定量给料单元与尿素喷嘴之间的喷射管路、所述尿素箱与定量给料单元之间的供给管和回流管中的任一者、两者或全部。
3.根据权利要求2所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，该SCR后处理系统还包括发动机冷却液管路，该发动机冷却液管路连接于所述尿素箱以对该尿素箱加热。
4.根据权利要求1所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，所述控制单元（4）配置成接收所述管路温度感应器（3）的管道内温度信号并产生加热时间控制信号发送给所述管道加热元件。
5.根据权利要求4所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，所述管道加热元件包括缠绕在所述尿素管路（1）外周围的加热器线束。
6.根据权利要求1所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，所述控制单元（4）为电子控制单元、单片机或PLC控制器，该控制单元（4）电连接于所述管道加热元件的电路接口（2）。
7.根据权利要求1所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，所述管路温度感应器（3）嵌入安装在所述尿素管路（1）内。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，该SCR后处理系统还包括用于检测发动机的外界环境温度的环境温度感应器（5），所述控制单元（4）电连接于该环境温度感应器（5）以接收所述环境温度感应器（5）检测的环境温度信号，并与所述管路温度感应器（3）的管道内温度信号相比较以判断所述管路温度感应器（3）的工作状态。
9.根据权利要求8所述的发动机的SCR后处理系统，其特征在于，所述环境温度感应器（5）安装在发动机的进气管路的空气滤清器（6）上。
10.车辆，其特征在于，该车辆包括根据权利要求1-9中任意一项所述的发动机的SCR后处理系统。
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