專利名稱：機(jī)械泵式scr尿素噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械泵式SCR尿素噴射系統(tǒng)，用于柴油機(jī)排氣后處理的SCR 尿素噴射系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種用于降低柴油機(jī)NOx排放的選擇性催化還原系統(tǒng) (Selective Catalyst Reduction),它屬于內(nèi)燃機(jī)廢氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
針對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的排放物，人們采用各種各樣的方法手段來(lái)消除其含有的有害物質(zhì)。 SCR技術(shù)是降低柴油機(jī)NOx排放的一種非常有效的方法。發(fā)動(dòng)機(jī)SCR后處理技術(shù)是將還原劑 尿素水溶液噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中，在廢氣溫度和氣流的作用下，尿素能快速分解釋放出氨， 將NOx還原成為氮?dú)?，達(dá)到降低NOxW效果。尿素水溶液由于具有性能穩(wěn)定、化學(xué)反應(yīng)簡(jiǎn)單、 所需還原劑相對(duì)量少等優(yōu)點(diǎn)而得到人們的推廣和使用。作為還原劑的尿素溶液儲(chǔ)存在尿素溶液箱內(nèi)，已經(jīng)公開(kāi)采用直流電動(dòng)泵將尿素 溶液的壓力提升，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)進(jìn)行噴射，德國(guó)西門(mén)子公司的US6273120B1專利說(shuō)明 書(shū)公布了一種采用尿素泵給尿素溶液增加壓力的技術(shù)，將尿素溶液的壓力提高，在空氣輔 助下進(jìn)行噴射。還公開(kāi)了將尿素溶液無(wú)空氣支持直接配送到排氣管內(nèi)的技術(shù)方案。這些技術(shù)方案的一個(gè)共同特點(diǎn)是采用直流電動(dòng)泵給尿素溶液加壓，由于需要蓄電 池供電，因此消耗了車(chē)輛的電能。而車(chē)上的電能由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)了機(jī)械能-電能-機(jī)械 能的轉(zhuǎn)化，必然有部分損耗，采用可調(diào)節(jié)的電動(dòng)泵需要有額外的控制系統(tǒng)，而采用固定轉(zhuǎn)速 的電動(dòng)泵則電動(dòng)泵始終處于滿載狀態(tài)，不能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行流量適時(shí)調(diào)節(jié)，能耗比 較高。采用直接噴射的尿素溶液系統(tǒng)，尿素噴嘴直接安裝在排氣管的混合器上，發(fā)動(dòng) 機(jī)排氣溫度過(guò)高會(huì)造成尿素噴嘴的損壞，必須對(duì)尿素溶液進(jìn)行冷卻，已經(jīng)公開(kāi)的技術(shù)采用 尿素溶液來(lái)冷卻尿素噴嘴，尿素溶液與噴嘴及排氣管換熱后，溫度升高，影響噴射計(jì)量的精 度，需要對(duì)尿素溶液進(jìn)行冷卻。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在于提供一種機(jī)械泵式SCR尿素噴射系統(tǒng)，即驅(qū)動(dòng)尿素泵的 動(dòng)力來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)，采用汽車(chē)空調(diào)對(duì)換熱后的尿素溶液進(jìn)行冷卻，可以有效提高冷卻器的 效率，充分降低尿素溶液的溫度，結(jié)合尿素箱內(nèi)溫度傳感器測(cè)得的尿素溶液溫度，對(duì)電控系 統(tǒng)控制溫度控制閥的開(kāi)度，可以將尿素溶液溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)，從而提高尿素噴射系 統(tǒng)噴射計(jì)量的精度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種機(jī)械泵式SCR尿素噴射系統(tǒng)，由尿素 箱、尿素箱開(kāi)關(guān)閥、過(guò)濾器、尿素泵、蓄能器、尿素噴嘴、換熱器、壓力調(diào)節(jié)閥、冷卻裝置、電控 單元組成，其特性在于尿素泵為機(jī)械泵，柴油機(jī)主動(dòng)輪通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)尿素泵的傳動(dòng)軸驅(qū) 動(dòng)；尿素冷卻裝置由冷卻裝置，溫度控制閥、冷卻劑入口管和冷卻劑出口管組成，尿素冷卻 裝置布置在主管路的壓力調(diào)節(jié)閥和開(kāi)關(guān)閥之間，蓄能器置于尿素噴嘴出口和壓力調(diào)節(jié)閥之間的管路上；尿素冷卻裝置的冷卻劑入口管與汽車(chē)空調(diào)的高壓管相連，冷卻劑出口管與空 調(diào)低壓管相連，冷卻液的流向與尿素溶液的流向相反。本實(shí)用新型的積極效果是由于尿素噴射系統(tǒng)中采用機(jī)械式尿素泵從而避免采用 直流電動(dòng)泵時(shí)的機(jī)械能-電能-機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，減少了能量損耗。尿素溶液的流量根據(jù)發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，避免了能量浪費(fèi)；采用機(jī)械泵還具有成本低、壽命長(zhǎng)，便于維修的優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述如圖1所示，一種機(jī)械泵 式SCR尿素噴射系統(tǒng)，由尿素箱10、尿素箱開(kāi)關(guān)閥12、過(guò)濾器13、尿素泵14、蓄能器17、尿素 噴嘴16、換熱器15、壓力調(diào)節(jié)閥18、冷卻裝置22、電控單元23組成，其特性在于尿素泵14 為機(jī)械泵，柴油機(jī)主動(dòng)輪8通過(guò)皮帶輪9驅(qū)動(dòng)尿素泵14的傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)；尿素冷卻裝置M由 冷卻裝置22，溫度控制閥20、冷卻劑入口管19和冷卻劑出口管21組成，尿素冷卻裝置M 布置在主管路的壓力調(diào)節(jié)閥18和開(kāi)關(guān)閥1之間，蓄能器17置于尿素噴嘴16出口和壓力調(diào) 節(jié)閥18之間的管路上；尿素冷卻裝置M的冷卻劑入口管19與汽車(chē)空調(diào)的高壓管相連，冷 卻劑出口管21與空調(diào)低壓管相連，冷卻液的流向與尿素溶液11的流向相反。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS022241-1配制的尿素溶液11儲(chǔ)存在尿素溶液箱10中，尿素溶液11 經(jīng)尿素箱開(kāi)關(guān)閥12和過(guò)濾器13在尿素泵14的作用下，進(jìn)入換熱器15的容腔，通過(guò)尿素溶 液11和尿素噴嘴16的熱交換帶走尿素噴嘴16的從排氣吸收的溫度，降低尿素噴嘴16的溫 度。從換熱器15出來(lái)后部分尿素溶液11進(jìn)入尿素噴嘴16，將定量的尿素溶液11噴入排氣 管7內(nèi)，尿素溶液11在一定溫度下水解為氨氣，氨氣在催化劑作用下將排氣內(nèi)的NOx排放還 原為氮?dú)?，達(dá)到降低排氣內(nèi)NOx的效果。大部分尿素溶液11沿主管路流經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥18， 尿素冷卻裝置24，開(kāi)關(guān)閥1后回到尿素箱10，循環(huán)蓄能器17置于尿素噴嘴16出口和壓力 調(diào)節(jié)閥18之間的管路上，用來(lái)抑制管路中的壓力波動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)6上主動(dòng)輪8通過(guò)皮帶輪9 驅(qū)動(dòng)尿素泵14，構(gòu)成尿素驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。尿素冷卻裝置M由冷卻劑入口管19、溫度控制閥20、 冷卻劑出口管21和冷卻裝置22構(gòu)成，用來(lái)冷卻換熱后的溫度升高的回流的尿素溶液11。 冷卻劑入口管19與汽車(chē)空調(diào)的高壓管相連，冷卻劑出口管21與空調(diào)低壓管相連。冷卻液 的流向與尿素溶液11的流向相反。溫度控制閥5由電控單元23控制開(kāi)度，尿素箱10內(nèi)溫 度傳感器5用于測(cè)量尿素箱內(nèi)尿素溶液11的溫度并將溫度信號(hào)反饋給控制單元23，通過(guò) 調(diào)節(jié)冷卻劑的量而實(shí)現(xiàn)對(duì)尿素溶液溫度的控制。尿素箱10上安裝有壓力傳感器3，測(cè)量尿 素溶液的壓力并反饋給電控單元23 ；在尿素箱10上還裝有液位傳感器4，測(cè)量尿素溶液11 的液位高度；在尿素箱10上裝有溫度傳感器4，測(cè)量尿素溶液11的溫度并反饋給電控單元 23 ；尿素箱10中裝有調(diào)節(jié)加熱器2，用于加熱尿素溶液11的溫度。尿素噴嘴16的啟閉由電控單元23控制，進(jìn)行噴射。通過(guò)控制尿素噴嘴16的開(kāi)啟 時(shí)間來(lái)決定尿素溶液的噴射量。本系統(tǒng)中壓力傳感器3、溫度傳感器5測(cè)得的信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)6上測(cè)得的油溫、水溫、 負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等各種信號(hào)一起傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元23。然后再根據(jù)電控單元23輸出的控制信號(hào)控制尿素噴嘴16的噴射次數(shù)與噴射量，調(diào)節(jié)加熱器2的開(kāi)關(guān)、溫度控制閥20的開(kāi)度。 本實(shí)用新型中尿素噴射系統(tǒng)的控制裝置和控制方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，因此在本說(shuō)明書(shū)中不再 詳細(xì)說(shuō)明。
權(quán)利要求1. 一種機(jī)械泵式SCR尿素噴射系統(tǒng)，由尿素箱、尿素箱開(kāi)關(guān)閥、過(guò)濾器、尿素泵、蓄能 器、尿素噴嘴、換熱器、壓力調(diào)節(jié)閥、冷卻裝置、電控單元組成，其特性在于尿素泵為機(jī)械 泵，柴油機(jī)主動(dòng)輪通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)尿素泵的傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)；尿素冷卻裝置由冷卻裝置，溫度控 制閥、冷卻劑入口管和冷卻劑出口管組成，尿素冷卻裝置布置在主管路的壓力調(diào)節(jié)閥和開(kāi) 關(guān)閥之間，蓄能器置于尿素噴嘴出口和壓力調(diào)節(jié)閥之間的管路上；尿素冷卻裝置的冷卻劑 入口管與汽車(chē)空調(diào)的高壓管相連，冷卻劑出口管與空調(diào)低壓管相連，冷卻液的流向與尿素 溶液的流向相反。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械泵式SCR尿素噴射系統(tǒng)，由尿素箱、尿素箱開(kāi)關(guān)閥、過(guò)濾器、尿素泵、蓄能器、尿素噴嘴、換熱器、壓力調(diào)節(jié)閥、冷卻裝置、電控單元組成，其特性在于尿素泵為機(jī)械泵，柴油機(jī)主動(dòng)輪通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)尿素泵的傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)；尿素冷卻裝置由冷卻裝置，溫度控制閥、冷卻劑入口管和冷卻劑出口管組成，尿素冷卻裝置布置在主管路的壓力調(diào)節(jié)閥和開(kāi)關(guān)閥之間，蓄能器置于尿素噴嘴出口和壓力調(diào)節(jié)閥之間的管路上；尿素冷卻裝置的冷卻劑入口管與汽車(chē)空調(diào)的高壓管相連，冷卻劑出口管與空調(diào)低壓管相連，冷卻液的流向與尿素溶液的流向相反。其減少了能量損耗，尿素溶液的流量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，避免了能量浪費(fèi)；采用機(jī)械泵還具有成本低、壽命長(zhǎng)，便于維修的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F01N3/20GK201835895SQ20102057098
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者吳君華, 戈非, 李駿, 邢喜春 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司