一种SCR系统用气助尿素喷射计量装置制造方法及图纸

一种SCR系统用气助尿素喷射计量装置，包括一个尿素箱、一个尿素液计量供给模块、一个控制器、一根尿素液输送管、一个气助喷射器、一个压缩空气控制阀和一根压缩空气输送管，所述计量供给模块包括一个尿素液计量泵、一个模块本体、一个清扫控制阀、一个尿素液液位传感器、至少一个尿素液温度传感器、一个尿素液品质传感器、尿素液加热解冻循环水管。所述气助喷射器包括一个尿素液接嘴、一个压缩空气接嘴、一个气液混合部、一段隔热导管和一个雾化喷嘴。

A gas assisted urea injection metering device for SCR system

【技术实现步骤摘要】
一种SCR系统用气助尿素喷射计量装置
本专利技术属于发动机排放控制领域，具体涉及发动机排气选择性还原（SCR）技术的尿素液供给计量系统。
技术介绍
随着环境问题的日益突出，节能减排已经成为车辆及发动机的永无止境的要求，为此，各国都出台了一系列的车辆排放标准，并且越来越严格。对此，以内燃机为动力的车辆需要安装排放后处理系统以求满足排放要求。例如，目前主要用于对柴油发动机尾气中NOx等污染物进行催化处理的SCR（SelectiveCatalyticReduction）技术等已经成为柴油车辆等必需使用的技术。SCR技术需要将NOx还原反应剂定量喷射进柴油机排气中，其还原剂有32.5%重量浓度的尿素水溶液（也叫柴油排气处理液DEF=DieselExhaustFluid，或者添蓝液AdBlue），或者氨气。在SCR排气催化处理过程中，DEF处理液被定量喷射进柴油机排气中，通过排气高温分解成氨气，与排气混合后进入SCR催化转换器，在催化剂的作用下，氨气就会与发动机排气中的NOx等发生催化还原反应，使NOx分解为无害的N2、H2O。如果DEF喷射量与排气中的NOx含量不相匹配或者尿素溶液品质不能达到要求，那么要么NOx不能够被充分还原分解，排放量增加，要么剩余不少氨气排到大气中，造成二次污染。尿素计量喷射系统必须对提供到发动机排气管内的尿素量进行精确计量，同时还要对液体尿素进行有效雾化，以增强尿素与发动机排气的混合与热交换，生成尽可能均匀分布于发动机排气中的热解氨气，供SCR催化器还原排气中的NOx。另外为了防止停车期间尿素在管路中失去水分而析出结晶堵塞管路，影响下次的尿素喷射系统的正常工作，以及冬季尿素结冰破坏系统等故障问题的发生，需要尿素计量喷射系统具有尿素清扫功能。现有的尿素计量喷射系统有气助系统和无气液力系统两类。对于由尿素供给泵和喷嘴构成的无气液力系统，喷射压力稳定装置、尿素液回抽装置、较多的加热尿素管路等结构，使其系统复杂成本高，并且喷射压力低又无空气辅助使尿素液雾化质量较差，尿素喷雾蒸发较慢，在发动机排气管内形成硬结晶的风险较大。而尿素箱内置计量泵的气助尿素计量喷射系统，可以减少尿素管路，并且管路清扫方便可靠，尿素液雾化质量好，排气管内形成硬结晶的风险小，因此成本可以降低，性能更好。但如果气液混合室设置在尿素箱内，由于计量混合后的尿素液需要流经较长的输送管才能够到达发动机排气管，所以控制调节的响应性就比较差，而如果把气液混合室设置在安装于排气管上的喷嘴出口或者喷嘴内部，那么控制调节性能虽然可以保障，但喷嘴变得复杂，管路也比较复杂，尿素计量精度和雾化性能也难以保障，系统成本也增加很多，气助系统的优势大部分丧失。综上，NOx选择催化还原（SCR）技术中，解决气助尿素计量喷射系统的控制响应性问题，同时保证计量喷射精度和射雾化性能，降低系统成本，就具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，之目的在于提供一种结构简单，控制调节响应性好，计量精度和雾化质量不受影响且成本较低的SCR系统用气助尿素喷射计量装置。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案，一种SCR系统用气助尿素喷射计量装置，包括一个尿素箱、一个尿素液计量供给模块、一个控制器、一根尿素液输送管、一个气助喷射器、一个压缩空气控制阀、一根压缩空气输送管和一段带SCR反应装置的发动机排气管。所述计量供给模块包括一个尿素液计量泵、一个模块本体、一个尿素液液位传感器、至少一个尿素液温度传感器、一个尿素液品质传感器以及尿素液加热解冻循环水管。所述加热解冻循环水管通过进出水接嘴接入高温的发动机冷却液，给所述尿素液供给模块和尿素箱加热解冻。上述模块本体包括一个带安装卡扣的安装板，安装板以下部分为模块主体，以上部分为塑料盖。所述模块主体部分从尿素箱上部开口装入尿素箱并通过卡扣安装固定于所述尿素箱上，所述尿素液计量泵和尿素液品质传感器位于计量供给模块末端，固定在所述尿素液加热解冻循环水管上，并随模块主体深入至尿素箱底部附近，所述尿素泵进液口布置有滤网，尿素箱内尿素液经滤网过滤后进入尿素液计量模块。上述尿素液计量泵包括一个输液嘴，所述模块本体上塑料盖一端设置有尿素液出液接嘴，所述输液嘴与出液接嘴通过一段导管连接，出液接嘴另一端由尿素液输送管连接至气助喷射器。所述尿素液计量泵为电磁驱动柱塞套筒泵，在所述控制器控制下脉冲式定量泵出尿素液。所述气助喷射器安装于发动机排气管上，包括一个连接尿素液输送管的尿素液接嘴、一个压缩空气接嘴、一个气液混合部、一段隔热导管和一个雾化喷嘴。所述控制器还控制所述压缩空气控制阀，压缩空气经过所述压缩空气输送管接入气助喷射器之压缩空气接嘴，所述压缩空气来源可以是模块上单独配置的电动空气泵，也可以直接接入车载气源。根据上述技术方案，位于尿素箱内部的脉冲式计量泵，在所述控制器的控制下，准确计量尿素液并通过所述尿素液输送管输送到所述气助喷射器中，正常工作后，所述尿素液输送管内始终充满尿素液，因此供给到所述气助喷射器的尿素液基本与所述计量泵泵出尿素液同步变化，滞后时间主要取决于压力波在所述尿素液输送管中的传输时间而不是尿素液体的流动时间，可以忽略不计。而所述气助喷射器就安装在发动机排气管上，所以气助尿素计量喷射系统的控制时间滞后问题得到解决。所述气助喷射器还包括一个单向阀，所述气液混合部包括一个节流元件，压缩空气经过所述单向阀进入所述节流元件，与从所述尿素液接嘴进入的尿素液在所述混合部进行混合，然后通过隔热导管流向所述雾化喷嘴，其中的尿素液在高速压缩空气流的作用下雾化形成喷雾进入发动机排气管。所述节流元件上设置空气节流孔和尿素液节流孔，空气节流孔直径大于0.4小于1.5mm，尿素液节流孔直径大于0.5小于2.0mm，空气节流孔和尿素液节流孔之轴线相交成30-95°夹角，以保证压缩空气和尿素溶液有效混合并产生高喷射液，同时保证喷射量精度。上述技术方案，通过压缩空气辅助将尿素液喷到发动机排气管中，雾化质量得到保证，同时因为节流孔的设计，可以实现所述混合部的压力不至于过高，避免对所述尿素计量泵的计量精度的影响。另外还能够防止计量泵低频小流量工况下的喷嘴喷出尿素液喷雾的非同步失控现象的发生。这种非同步失控现象源于所述混合部的尿素液受表面张力的影响而聚集成大液滴才流动，此时，可能脉冲式计量泵工作多次（2-5次）气助喷嘴才会喷出一次喷雾，从而导致喷雾明显滞后于计量泵计量供给尿素液的变化，虽然累计的总尿素喷射量不受影响，但滞后现象导致的过低频率的喷雾喷射，对SCR系统的准确调节控制还是会产生不利的影响。而细小的空气及尿素液通道有利于尿素液难以形成大液滴，能够解决这个问题。进一步，所述气助喷射器之隔热导管上设置有安装固定法兰，所述固定法兰包括一个定位销。气助喷射器安装于SCR反应装置上游的排气管上，并通过固定法兰之定位销保证雾化喷嘴之喷射角度，同时确定雾化喷嘴在排气管中的高度位置。所述气液混合部到该法兰的隔热导管长度在30-120mm之间，以保证所述气液混合部的温度不会由于发动机排气管的高温而上升过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR系统用气助尿素喷射计量装置，包括一个尿素箱、一个尿素液计量供给模块、一个控制器、一根尿素液输送管、一个气助喷射器、一个压缩空气控制阀和一根压缩空气输送管，所述计量供给模块包括一个尿素液计量泵、一个模块本体、一个清扫控制阀、一个尿素液液位传感器、至少一个尿素液温度传感器、一个尿素液品质传感器、尿素液加热解冻循环水管，其特征在于，所述模块本体部分从尿素箱上部开口装入尿素箱并通过卡扣安装固定于所述尿素箱上；所述尿素液计量泵和尿素液品质传感器位于所述尿素液计量模块的底部，固定在所述尿素液加热解冻循环水管上；在所述模块本体上设置有尿素液出液接嘴，所述尿素液计量泵为电磁驱动柱塞套筒泵，在所述控制器控制下脉冲式定量泵出尿素液，并通过所述尿素液输送管输送到所述气助喷射器；所述气助喷射器包括一个尿素液接嘴、一个压缩空气接嘴、一个气液混合部、一段隔热导管和一个雾化喷嘴；所述控制器还控制所述压缩空气控制阀和所述清扫控制阀，压缩空气经过所述压缩空气输送管接入所述压缩空气接嘴；所述加热解冻循环水管通过进出水接嘴接入高温的发动机冷却液，给所述尿素液供给模块和尿素箱加热解冻。/n

【技术特征摘要】
1.一种SCR系统用气助尿素喷射计量装置，包括一个尿素箱、一个尿素液计量供给模块、一个控制器、一根尿素液输送管、一个气助喷射器、一个压缩空气控制阀和一根压缩空气输送管，所述计量供给模块包括一个尿素液计量泵、一个模块本体、一个清扫控制阀、一个尿素液液位传感器、至少一个尿素液温度传感器、一个尿素液品质传感器、尿素液加热解冻循环水管，其特征在于，所述模块本体部分从尿素箱上部开口装入尿素箱并通过卡扣安装固定于所述尿素箱上；所述尿素液计量泵和尿素液品质传感器位于所述尿素液计量模块的底部，固定在所述尿素液加热解冻循环水管上；在所述模块本体上设置有尿素液出液接嘴，所述尿素液计量泵为电磁驱动柱塞套筒泵，在所述控制器控制下脉冲式定量泵出尿素液，并通过所述尿素液输送管输送到所述气助喷射器；所述气助喷射器包括一个尿素液接嘴、一个压缩空气接嘴、一个气液混合部、一段隔热导管和一个雾化喷嘴；所述控制器还控制所述压缩空气控制阀和所述清扫控制阀，压缩空气经过所述压缩空气输送管接入所述压缩空气接嘴；所述加热解冻循环水管通过进出水接嘴接入高温的发动机冷却液，给所述尿素液供给模块和尿素箱加热解冻。


2.如权利要求1所述的SCR系统用气助尿素喷射计量装置，其特征在于，所述气助喷射器还包括一个单向阀，所述气液混合部包括一个节流元件，压缩空气经过所述单...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永忠，杨延相，耿祥，乐起奖，郑远师，
申请(专利权)人：无锡恒和环保科技有限公司，福爱电子贵州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32