响应时间短的氨气生成计量喷射装置及喷射率控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种响应时间短的氨气生成计量喷射装置及喷射率控制系统，包括计量喷射控制单元、具有氨生成室的中空大容器、盖子、固态还原剂、电加热器、放液管路、热交换器、通过控制阀与热交换器相连的冷却液通道、均布有开口的气体释放管、依次通过止回阀和中间管路与与氨生成室相连通的具有缓冲腔的中空小容器、副电加热器、依次通过电控阀和排气管路与缓冲腔相连通用于排出氨气的排气通道以及位于排气管路和中间管路内的电加热线；缓冲腔内部设有第一压力传感器和第一温度传感器，氨生成室内部设有第二温度传感器，副电加热器的驱动信号为具有高电流信号和低电流信号的电压脉冲信号。本发明专利技术可精确地控制氨的释放速率。

【技术实现步骤摘要】
响应时间短的氨气生成计量喷射装置及喷射率控制系统
本专利技术涉及一种氨气生成和输送装置及喷射率控制系统，尤其涉及一种响应时间短的氨气生成计量喷射装置及喷射率控制系统。
技术介绍
选择性催化还原(SCR)技术已广泛用于减少内燃机(尤其是柴油机)的NOx排放。在SCR系统中，通常需要将氨(NH3)与发动机的尾气混合，然后通过催化剂，在其中氨与尾气中的NOx反应并将NOx还原为氮气和水。由于安全方面的考虑以及运输和存储的困难，在SCR系统中，通常是由前体(例如尿素)产生氨，而不是直接使用氨。前体在本文中也称为还原剂。固态和液态还原剂均可用于SCR系统。固体还原剂可以直接分解产生氨，例如金属胺盐，包括氯化氨基氯化镁(Mg(NH3)6Cl2)和氯化钙氯化铵(Ca(NH3)8Cl2)等，以及铵盐，包括氨基甲酸铵(NH4COONH2)，碳酸氢铵(NH4HCO3)和碳酸铵((NH4)2CO3)等都会在温度较低的状态下分解而产生氨。与液态尿素溶液(比如32.5％浓度的车用尿素溶液或者DEF)相比，固态还原剂有很多优点，包括没有冻结温度，没有分解管中的沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种响应时间短的氨气生成计量喷射装置，其特征在于，包括计量喷射控制单元、具有氨生成室的中空大容器、为中空大容器适配的盖子、位于氨生成室内的固态还原剂、位于氨生成室内的电加热器、位于中空容器底部带有放液阀的放液管路、位于氨生成室内的热交换器、用于流入发动机冷却液且通过控制阀与热交换器相连的冷却液通道、位于固态还原剂上用于释放积存在固态还原剂内部产生气体的均布有开口的气体释放管、依次通过止回阀和中间管路与与氨生成室相连通的具有缓冲腔的中空小容器、位于缓冲腔底部的副电加热器、依次通过电控阀和排气管路与缓冲腔相连通用于排出氨气的排气通道以及位于排气管路和中间管路内的电加热线；所述缓冲腔内部设有用于...

【技术特征摘要】
1.一种响应时间短的氨气生成计量喷射装置，其特征在于，包括计量喷射控制单元、具有氨生成室的中空大容器、为中空大容器适配的盖子、位于氨生成室内的固态还原剂、位于氨生成室内的电加热器、位于中空容器底部带有放液阀的放液管路、位于氨生成室内的热交换器、用于流入发动机冷却液且通过控制阀与热交换器相连的冷却液通道、位于固态还原剂上用于释放积存在固态还原剂内部产生气体的均布有开口的气体释放管、依次通过止回阀和中间管路与与氨生成室相连通的具有缓冲腔的中空小容器、位于缓冲腔底部的副电加热器、依次通过电控阀和排气管路与缓冲腔相连通用于排出氨气的排气通道以及位于排气管路和中间管路内的电加热线；所述缓冲腔内部设有用于感测内部压力的第一压力传感器和用于感测内部气体温度的第一温度传感器，氨生成室内部设有用于感测固态还原剂温度的第二温度传感器，所述计量喷射控制单元分别通过信号线与电加热器、副电加热器、电加热线、电控阀、控制阀、第一压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器相连接，所述副电加热器的驱动信号为具有高电流信号和低电流信号的电压脉冲信号。


2.根据权利要求1所述的响应时间短的氨气生成计量喷射装置，其特征在于：所述电加热器的闭环温度控制模块包括电流检测模块、脉冲控制器、脉宽调制发生器、驱动器和用于产生温度占空比信号的压力控制模块，该压力控制模块根据第一压力传感器所获得的压力感测值和目标压力值比较得到的误差值计算生成温度占空比信号，电流检测模块检测电加热器的电流并将检测信号发送至脉冲控制器，脉冲控制器根据检测信号和温度占空比生成信号占空比并发送至脉宽调制发生器，脉宽调制发生器根据信号占空比生成具有固定周期的脉宽调制信号并发送至驱动器，在驱动器内被转换为驱动信号，再通过电流检测模块发送至电加热器。


3.根据权利要求2所述的响应时间短的氨气生成计量喷射装置，其特征在于：所述脉冲控制器包括电流测量模块、温度计算模块和温度脉冲控制模块，电流测量模块将检测信号转换为数字值，温度计算模块根据数字值计算电加热器的电阻值，再根据电加热器的温度电阻曲线计算得到加热器温度值，温度脉冲控制模块根据加热器温度值和温度占空比得到信号占空比。


4.根据权利要求3所述的响应时间短的氨气生成计量喷射装置，其特征在于：所述温度脉冲控制模块的控制方法，包括如下步骤：
(1)、标志PulseFlag是否为1，若是则转(2)，若否则转(6)；
(2)、计数器TimerON递增，TimerON＝TimerON+1；
(3)、TimerON的值与Tp*T_Dc/T的值进行比较，其中Tp是温度控制脉冲的周期，T_Dc是温度控制脉冲的占空比，而T是定时器中断的周期，判断TimerON≥Tp*T_Dc/T？若是则转(4)，若否则转(5)；
(4)、计数器TimerON＝0，标志PulseFlag＝0，程序结束；
(5)、启动温度PID控制器，程序结束；
(6)、检查前一个周期的变量PulseFlag(K-1)的值，判断PulseFlag(K-1)是否为1，若是则转(7)，若否则转(8)；
(7)、关闭温度PID控制器并重置，并将信号占空比PWM_Dc设置为零；
(8)、计数器TimerOFF递增，TimerOFF＝TimerOFF+1；
(9)、TimerOFF的值与Tp*(1–T_Dc)/T的值进行比较，判断TimerOFF≥Tp*(1–T_Dc)/T？若是则转(10)，若否则程序结束；
(10)、计数器TimerOFF＝0，标志PulseFlag＝1，程序结束。


5.根据权利要求1所述的响应时间短的氨气生成计量喷射装置，其特征在于，所述控制阀的控制方法包括如下步骤：将第一压力传感器的压力感测值分别与低压阈值Thd_PLo和高压阈值Thd_Phi进行比较，当获得的压力感测值小于低压阈值Thd_PLo时通电打开控制阀，当压力感测值大于高压阈值Thd_PHi，则断电关闭控制阀。


6.根据权利要求1所述的响应时间短的氨气生成计量喷射装置，其特征在于，所述缓冲腔的压力控制方法包括如下步骤：
(1)、将尾气温度Te与阈值Thd1进行比较，判断Te＜Thd1？若是则(2)，若否(7)；
(2)、开启副电加热器；
(3)、将发动机冷却液温度Tclt与阈值Thd3进行比较，判断Tclt≥Thd3？若是则开启控制阀，若否则关闭控制阀；
(4)、将第一压力传感器感测的缓冲腔内部压力P311与排气通道中的压力Pe进行比较，判断P311＜Pe？若是则开启电加热器并转(6)，若否则转(5)；
(5)、将第一压力传感器感测的缓冲腔内部压力P311与阈值Thd9进行比较，判断P311＜Thd9？若是则对电加热器进行压力控制并转(6)，若否则关闭电加热器、副电加热器和控制阀并转(6)；
(6)、程序结束；
(7)将第一温度传感器测得的缓冲腔内部温度T312与阈值Thd2进行比较，判断T312＜Thd2，若是则开启副电加热器并转(3)，若否则关闭副电加热器并转(3)。


7.一种响应时间短的氨气生成计量喷射装置的喷射率控制系统，其特征在于：包括流量指令计算模块、目标值计算模块、模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐宝华，
申请(专利权)人：宁波楷世环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33