空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其包括：尿素罐、支架、進氣建壓管、尿素出液管、空氣輔助氣管、空氣輔助混合腔、尿素噴射管、機械式噴嘴、排氣泄壓管、電磁閥開關(guān)裝置、以及控制器，其中電磁閥開關(guān)裝置包括尿素溶液計量閥和三聯(lián)電磁閥組件，而三聯(lián)電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關(guān)閥。本實用新型可提高氣驅(qū)SCR系統(tǒng)尿素噴射霧化效果，提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，避免噴射結(jié)束后尿素殘留在尿素噴射管中的結(jié)晶和結(jié)冰風險，避免尿素結(jié)晶導致的閥體故障所引起的尿素罐建壓和泄壓失效等問題，使系統(tǒng)可靠性得到大幅提升。在整體結(jié)構(gòu)上，本實用新型將所有零部件集成設計，簡化了安裝，便于后期維護。
【專利說明】
空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性催化還原(簡稱SCR)技術(shù)是降低柴油車尾氣排放中NOx的一項技術(shù)，即在催化劑的作用下，在排氣管中噴入還原劑氨或尿素，將尾氣中的NOx還原成N2和H20，達到消除NOx的目的。
[0003]現(xiàn)有的氣驅(qū)SCR系統(tǒng)尿素噴嘴為一體式計量直噴噴嘴，其噴射霧化效果不好，通常噴霧粒徑超過lOOum，噴嘴的噴射角度較大(噴射角度定義為尿素噴射夾角中線方向與排氣管中心線的夾角)，尿素容易被噴射到排氣管內(nèi)管壁上，產(chǎn)生結(jié)晶，嚴重可導致管路堵塞。同時一體式計量直噴噴嘴的故障率較高，發(fā)生故障之后，往往需要整體更換噴嘴，成本很高。同時車輛下電后，尿素噴射管內(nèi)的尿素沒有被清空，尿素殘留在尿素噴射管和噴嘴內(nèi)，導致低溫下尿素噴射管內(nèi)的尿素容易結(jié)冰，不易被解凍，影響系統(tǒng)工作。而且一體式計量直噴噴嘴容易受長期殘留的尿素腐蝕的影響，縮短使用壽命?，F(xiàn)有氣驅(qū)SCR系統(tǒng)采用直動活塞結(jié)構(gòu)的雙聯(lián)電磁閥組件，排氣閥內(nèi)泄壓口處容易產(chǎn)生尿素結(jié)晶，導致閥體關(guān)閉不嚴從而引起建壓和泄壓故障；同時尿素結(jié)晶會腐蝕執(zhí)行機構(gòu)彈簧，導致動作失效。最后，現(xiàn)有氣驅(qū)SCR系統(tǒng)的零部件比較分散，集成度不高，安裝和后期維護不方便。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型目的是:提供一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，可以提高尿素噴射霧化效果，提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，避免尿素殘留在尿素噴射管中的結(jié)晶和結(jié)冰風險，避免閥體故障導致的尿素罐建壓和泄壓失效等問題。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其包括尿素罐、設置在尿素罐上的支架、設置在支架上且與尿素罐內(nèi)部連通的進氣建壓管、與尿素罐內(nèi)部連通的尿素出液管、設置在支架上的空氣輔助氣管、設置在支架上且輸入端分別與尿素出液管和空氣輔助氣管相連通的空氣輔助混合腔、與空氣輔助混合腔輸出端相連的尿素噴射管、與尿素噴射管的輸出端相連的機械式噴嘴、與尿素罐內(nèi)部連通的排氣泄壓管、設置在支架上且控制各個管路通斷的電磁閥開關(guān)裝置、以及設置在支架上且控制整個系統(tǒng)工作的控制器，其中電磁閥開關(guān)裝置包括尿素溶液計量閥和三聯(lián)電磁閥組件，而三聯(lián)電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關(guān)閥。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進一步包括如下附屬技術(shù)方案:
[0007]所述控制器的邏輯模塊包括:主狀態(tài)機模塊、建壓模塊、診斷模塊、噴射模塊、泄壓模塊、和吹掃模塊。
[0008]所述空氣輔助混合腔、尿素噴射管和機械式噴嘴形成空氣輔助混合式尿素噴射單
J L ο
[0009]所述進氣建壓管的輸入端與車載空氣壓縮機相連并至少包括進、排氣控制部分，在系統(tǒng)工作開始時(車輛上電)，三聯(lián)電磁閥組件中的進氣建壓閥打開為尿素罐建壓；系統(tǒng)工作結(jié)束時(車輛下電)，三聯(lián)電磁閥組件中的排氣泄壓閥打開為尿素罐泄壓;三聯(lián)電磁閥組件中的減壓開關(guān)閥在車輛上電后即打開，為空氣輔助混合腔中的尿素與空氣的混合噴射提供氣壓，以及車輛下電后對尿素噴射管進行吹掃清空，同時尿素出液管將帶壓力的尿素溶液壓送至空氣輔助混合腔中，尿素溶液與另一路減壓后的壓縮空氣在空氣輔助混合腔中進行混合，尿素溶液和空氣的混合物經(jīng)由尿素噴射管輸送，通過機械噴嘴噴射到排氣管中。
[0010]所述控制器采集傳感器信號，且傳感器信號至少包括尿素溶液溫度、尿素罐內(nèi)壓力、尿素溶液液位、發(fā)動機信號。
[0011]所述進氣建壓閥為常閉狀態(tài)，而排氣泄壓閥為常開狀態(tài)，且排氣泄壓閥為直動膜片結(jié)構(gòu)。
[0012]所述尿素罐的工作壓力范圍0.65?0.75MPa，最大工作壓力1.4Mpa。
[0013]本實用新型優(yōu)點是:
[0014]本實用新型可以提高尿素噴射霧化效果，提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，避免尿素殘留在尿素噴射管中的結(jié)晶和結(jié)冰風險，避免閥體故障導致的建壓和泄壓失效等問題。同時本實用新型采用獨立的控制器，優(yōu)化的控制邏輯，可以保證系統(tǒng)的正常運行，系統(tǒng)的可靠性大大提高。在整體結(jié)構(gòu)上，本實用新型區(qū)別于傳統(tǒng)的氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)的零散結(jié)構(gòu)，將所有零部件集成設計，簡化了安裝，便于后期維護。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0016]圖1為本實用新型的主視圖；
[0017]圖2為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3為本實用新型中主狀態(tài)機模塊的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例:如圖1-2所示，本實用新型提供了一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)的具體實施例，其包括:尿素罐10、設置在尿素罐10上的支架12、設置在支架12上且與尿素罐10內(nèi)部連通的進氣建壓管21、與尿素罐10內(nèi)部連通的尿素出液管22、設置在支架12上的空氣輔助氣管23、設置在支架12上且輸入端分別與尿素出液管22和空氣輔助氣管23相連通的空氣輔助混合腔24、與空氣輔助混合腔24輸出端相連的尿素噴射管25、與尿素噴射管25的輸出端相連的機械式噴嘴26、與尿素罐10內(nèi)部連通的排氣泄壓管27、設置在支架12上且控制各個管路通斷的電磁閥開關(guān)裝置、以及設置在支架12上且控制整個系統(tǒng)工作的控制器30。電磁閥開關(guān)裝置包括尿素溶液計量閥和三聯(lián)電磁閥組件，其中三聯(lián)電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關(guān)閥。
[0020]尿素罐10是盛裝尿素溶液的容器，其工作壓力范圍0.65?0.75MPa，最大工作壓力1.4Mpa。支架12是將尿素罐10安裝在車架上的部件，同時也是部分零部件的安裝載體。尿素罐10和支架12構(gòu)成了整個尿素噴射系統(tǒng)的集成安裝主體，同時起到了保護零部件的作用。尿素出液管22出口端安裝有空氣輔助混合腔24、與空氣輔助混合腔24出口端相連的尿素噴射管25。
[0021]進氣建壓管21的輸入端與車載空氣壓縮機相連并至少包括進、排氣控制部分。在系統(tǒng)工作開始時，三聯(lián)電磁閥組件中的進氣建壓閥打開為尿素罐10建壓;系統(tǒng)工作結(jié)束時，三聯(lián)電磁閥組件中的排氣泄壓閥打開為尿素罐10泄壓。而三聯(lián)電磁閥組件中的減壓開關(guān)閥在車輛上電后即打開，為尿素溶液和空氣在空氣輔助混合腔24中的混合噴射提供氣壓，以及車輛下電后對尿素噴射管25進行吹掃清空。同時尿素出液管22將帶壓力的尿素溶液壓送至空氣輔助混合腔24中，尿素溶液與另一路減壓后的壓縮空氣在空氣輔助混合腔24中進行混合。尿素溶液和空氣的混合物經(jīng)由尿素噴射管25的輸送，通過機械噴嘴26噴射到排氣管中。尿素的流量控制通過尿素溶液計量閥進行精確計量，尿素溶液計量閥安裝固定在尿素出液管22和空氣輔助混合腔24之間。
[0022]控制器采集所有的傳感器信號，包括尿素溶液溫度、尿素罐內(nèi)壓力、尿素溶液液位、發(fā)動機信號等，經(jīng)過計算之后，控制計量閥的開度與頻率，從而控制尿素溶液的流量。同時通過邏輯計算，控制三聯(lián)電磁閥組件上的進氣建壓閥、排氣泄壓閥以及減壓開關(guān)閥，完成各自的動作?？刂破鞯倪壿嬆K包括:主狀態(tài)機模塊、建壓模塊、診斷模塊、噴射模塊、泄壓模塊、吹掃模塊。
[0023]主狀態(tài)機模塊的控制流程見圖3，在系統(tǒng)工作開始時，系統(tǒng)零件先開始自檢，再判斷是否需要加熱，然后在不加熱和發(fā)動機啟動情況下進入建壓模塊，建壓成功之后，依次進入診斷模塊、噴射模塊；當車輛下電時，再進入泄壓模塊、吹掃模塊，由此三聯(lián)電磁閥組件中的排氣泄壓閥打開為尿素罐泄壓。而三聯(lián)電磁閥組件中的減壓開關(guān)閥在車輛上電即打開，為尿素和空氣在空氣輔助混合腔中的混合噴射提供氣壓，以及下電后對尿素噴射管進行吹掃清空。
[0024]本實用新型的工作原理是:利用車載壓縮空氣對尿素罐內(nèi)尿素溶液進行加壓，系統(tǒng)工作開始時，三聯(lián)電磁閥組件的進氣建壓閥打開，受壓空氣將尿素溶液壓送至空氣輔助混合腔中，尿素溶液與另一路減壓后的壓縮空氣在空氣輔助混合腔中進行混合，混合后的尿素與空氣混合物經(jīng)過尿素噴射管傳輸，通過機械噴嘴噴射到排氣管中。工作結(jié)束后，三聯(lián)電磁閥組件的排氣泄壓閥打開，對尿素罐內(nèi)的壓力進行泄壓，將尿素出液管內(nèi)的部分尿素倒抽至尿素罐中。同時三聯(lián)電磁閥組件的減壓開關(guān)閥繼續(xù)開啟工作30s，對尿素噴射管進行吹掃，清空尿素噴射管、空氣輔助混合腔以及機械式噴嘴內(nèi)的尿素。
[0025]在尿素噴射方式上，本實用新型采用空氣輔助混合式尿素噴射的方式，以及優(yōu)化的三聯(lián)電磁閥組件，可以提高尿素噴射霧化效果，提高NOx的轉(zhuǎn)化效率，避免尿素殘留在尿素噴射管中的結(jié)晶和結(jié)冰風險，避免閥體故障導致的尿素罐建壓和泄壓失效等問題。本實用新型采用獨立的控制器，優(yōu)化的控制邏輯，可以保證系統(tǒng)的正常運行，系統(tǒng)的可靠性大大提尚O
[0026]在整體結(jié)構(gòu)上，本實用新型區(qū)別于傳統(tǒng)的氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)的零散結(jié)構(gòu)，將所有零部件集成設計，簡化了安裝，便于后期維護。
[0027]由此本實用新型將尿素計量和噴射分開，在混合腔中進行計量、混合，在機械式噴嘴中進行噴射，采用空氣輔助混合式尿素噴射模式，可以在噴射結(jié)束時對空氣輔助混合腔、尿素噴射管和機械式噴嘴進行吹掃清空，通過三聯(lián)電磁閥組件，集成了進氣控制、排氣控制和減壓控制。本實用新型優(yōu)化了控制邏輯，可以完成噴射的同時，保護系統(tǒng)的安全，提高可靠性。當然上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其包括:尿素罐、設置在尿素罐上的支架、設置在支架上且與尿素罐內(nèi)部連通的進氣建壓管、與尿素罐內(nèi)部連通的尿素出液管、與尿素罐內(nèi)部連通的排氣泄壓管、設置在支架上且控制各個管路通斷的電磁閥開關(guān)裝置、以及設置在支架上且控制整個系統(tǒng)工作的控制器，其特征在于其還包括設置在支架上的空氣輔助氣管、設置在支架上且輸入端分別與尿素出液管和空氣輔助氣管相連通的空氣輔助混合腔、與空氣輔助混合腔輸出端相連的尿素噴射管、和與尿素噴射管的輸出端相連的機械式噴嘴，所述電磁閥開關(guān)裝置包括尿素溶液計量閥和三聯(lián)電磁閥組件，而三聯(lián)電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關(guān)閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的邏輯模塊包括:主狀態(tài)機模塊、建壓模塊、診斷模塊、噴射模塊、泄壓模塊、和吹掃模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣輔助混合腔、尿素噴射管和機械式噴嘴形成空氣輔助混合式尿素噴射單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器采集傳感器信號，且傳感器信號至少包括尿素溶液溫度、尿素罐內(nèi)壓力、尿素溶液液位、發(fā)動機信號。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其特征在于:所述進氣建壓閥為常閉狀態(tài)，而排氣泄壓閥為常開狀態(tài)，且排氣泄壓閥為直動膜片結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其特征在于:所述尿素罐的工作壓力范圍0.65?0.7510^，最大工作壓力1.41^&。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種空氣輔助混合式氣驅(qū)尿素噴射系統(tǒng)，其特征在于:所述尿素溶液計量閥安裝在尿素出液管和空氣輔助混合腔之間。
【文檔編號】F01N3/20GK205532796SQ201620175362
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】彭小飛, 許新, 陶春松
【申請人】蘇州新力邁特汽車系統(tǒng)有限公司