选择性催化还原系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种用于对发动机尾气进行后处理的选择性催化还原(SCR)系统，其具有在工作后使还原剂回流的还原剂清理模块。
【背景技术】
[0002]为了降低车辆中的有害成分，目前的车辆通常配备有适当的尾气后处理系统，用以降低发动机排出的有害气体量。例如，选择性催化还原系统是一种有效的发动机尾气后处理系统，其通过向车辆排气管中喷射作为还原剂的尿素溶液而将尾气中的NOx减少50%以上。
[0003]在发动机运行结束后，排气系统温度下降，而尿素溶液在低温下会结晶或冰冻，而这会导致问题。举例而言，用作标准还原剂的32.5%含量的尿素水溶液在低于-11°C的环境温度下会冻结。在车辆熄火后，残余在尿素供应模块或中的尿素溶液可能会在驻车期间结冻，这会导致尿素供应模块中的某些部件受损。为了保护尿素供应模块中的部件不会因尿素溶液的结冰压力而撑裂，必须采用专门的措施在发动机运行结束后排空尿素供应模块。
[0004]例如，在图1所示的现有技术中，一种选择性催化还原系统主要包括还原剂供应线路和辅助空气线路。所述还原剂供应线路用于将还原剂罐1中的还原剂依次经预过滤器
2、主泵模块3、主过滤和压力脉冲阻尼模块4供应到计量阀5，该计量阀5用于将还原剂喷射到排气管中。还原剂供应线路中还装有还原剂压力传感器6。所述辅助空气线路由压缩空气源7引出并且带有空气开关阀8，用于将压缩空气供应到计量阀5喷出的还原剂流中，以有助于还原剂的雾化和定形。
[0005]此外，所述选择性催化还原系统还包括由还原剂供应线路引出的彼此并联的还原剂回流线路和还原剂清理线路。所述还原剂回流线路中装有回流模块10，用于使得还原剂供应线路中的多余还原剂回流到还原剂罐1。所述还原剂清理线路中装有清理泵模块11，用于在发动机熄火后将残留在计量阀5中的还原剂抽回到还原剂罐1中。
[0006]上述清理泵模块11中的清理泵通常采用电磁控制的膜片泵，由脉冲宽度调制控制信号控制其电枢沿直线移动，从而将残留的还原剂从计量阀5抽出并且输送回还原剂罐
1。这种清理泵需要在行程控制、密封保护和降低噪音等方面精心设计。此外，清理泵具有非常复杂的结构，因而会导致整个选择性催化还原系统的成本增加。
【发明内容】
[0007]出于上面描述的原因，本申请的目的是提供一种至少能降低成本的选择性催化还原系统。
[0008]根据本申请的一个方面，提供了一种选择性催化还原系统，包括:容纳着还原剂的还原剂罐；计量喷射模块，其包括用于计量还原剂的计量阀和将还原剂喷出的还原剂喷射通道；连接在还原剂罐与计量阀之间的用于向计量阀供应还原剂的还原剂供应线路；压缩空气源；与还原剂供应线路同时操作的辅助空气线路，其上游端连接着所述压缩空气源，下游端通向所述还原剂喷射通道的出口，以向还原剂流喷射来自所述压缩空气源的压缩空气；以及还原剂清理线路，其上游端连接着所述压缩空气源，下游端通向所述还原剂喷射通道，所述还原剂清理线路被控制成在还原剂供应线路和辅助空气线路操作结束后操作，以向所述计量阀喷射来自所述压缩空气源的压缩空气，从而迫使计量阀中的残余还原剂朝向还原剂罐的方向回流。
[0009]根据本申请的一种可行实施方式，所述辅助空气线路中设有控制其通断的第一空气开关阀，所述还原剂清理线路中设有控制其通断的第二空气开关阀。
[0010]根据本申请的一种可行实施方式，所述辅助空气线路包括位于计量喷射模块内的附加气流通道，所述附加气流通道的末端带有截止阀。
[0011]根据本申请的一种可行实施方式，所述附加气流通道由金属管件构成。
[0012]根据本申请的一种可行实施方式，在还原剂清理线路操作时，所述压缩空气源内的压力在5巴或以上。
[0013]根据本申请的一种可行实施方式，所述辅助空气线路通过切换元件与所述计量阀的出口相连，所述切换元件构造成，在还原剂清理线路的非操作状态下保持所述还原剂喷射通道的出口畅通，而在还原剂清理线路的操作状态下关闭所述还原剂喷射通道的出口。
[0014]根据本申请的一种可行实施方式，所述切换元件为气压控制型切换阀，其利用还原剂清理线路中的空气压力实现阀位切换。
[0015]根据本申请的一种可行实施方式，还包括从还原剂供应线路分支出来并且通向还原剂罐的还原剂回流线路。
[0016]根据本申请的一种可行实施方式，所述还原剂回流线路与所述还原剂供应线路的上游段并联，所述还原剂供应线路的所述上游段中包含主泵模块以及主过滤和压力脉冲阻尼模块。
[0017]根据本申请的一种可行实施方式，所述辅助空气线路被构造成以下述方式与计量喷射模块相连，即通过辅助空气线路输送的压缩空气与通过还原剂喷射通道喷出的还原剂混合以使得还原剂以预定角度和液滴尺寸进入排气管。
[0018]根据本申请的选择性催化还原系统中包括使用压缩空气的辅助空气线路和还原剂清理线路，取消了现有技术中昂贵的清理泵，从而整个选择性催化还原系统的成本可以降低。
[0019]同时，根据本申请的选择性催化还原系统在采用了基于压缩空气的还原剂清理线路后，残余还原剂的清空时间可以缩短，从而能够降低车辆电池的能耗。
【附图说明】
[0020]图1是一种现有的发动机尾气选择性催化还原系统的示意图。
[0021]图2是根据本申请的一个实施方式的发动机尾气选择性催化还原系统的示意图。
[0022]图3是图2中的选择性催化还原系统的一种改型的局部示意图。
[0023]图4、5是图3中的选择性催化还原系统的计量喷射模块中可以使用的一种切换阀的示意图。
[0024]图6是本申请的选择性催化还原系统与现有技术的选择性催化还原系统在还原剂清空时间方面的对比图。
【具体实施方式】
[0025]下面参照附图描述本申请的优选实施方式。
[0026]图2示出了根据本申请的一个实施方式的选择性催化还原系统，用于向发动机、尤其是柴油机的尾气中以一定压力和计量的流量喷射还原剂。所述还原剂可以是通常使用的尿素溶液，例如AdBlue，其存储在还原剂罐1中。
[0027]所述选择性催化还原系统包括一个还原剂供应线路，其包括起始于还原剂罐1的管线或通道(还原剂供应通道)L1和从靠近还原剂罐1的一侧开始依次布置在通道L1中的预过滤器2、主泵模块3、主过滤和压力脉冲阻尼模块4，通道L1终止于由发动机的排气管承载的计量喷射模块(未示出其总体结构)，所述计量喷射模块包括位于其本体内的计量阀5，所述计量阀5的输出端由通道(还原剂喷射通道)5a和位于通道末端的出口 5b构成。
[0028]在主泵模块3启动后，还原剂罐1中的还原剂经通道L1沿箭头所示的正向方向F1供应到计量喷射模块中。在通道L1中安置在主泵模块3上游的预过滤器2过滤掉还原剂中的粗颗粒。
[0029]主泵模块3包括主泵3a和布置在主泵3a上下游的单向阀3b和3c。这两个单向阀定向为使得通道L1中的还原剂只能沿正向方向F1流动。可以理解，在简化的实施方式中，主泵模块3中