一种适用于国iv及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统。它包括尿素喷嘴与尿素罐，尿素喷嘴与发动机排气消声器的输入端相连，第一管路的一端伸入至尿素罐底部，第一管路的另一端依次经尿素泵、单向阀后与尿素喷嘴相连，空气储气罐通过第二管路依次经空气开关、调压阀后与尿素喷嘴相连，第三管路的一端与尿素罐顶部相连，第三管路的另一端与第一管路上尿素喷嘴和单向阀之间的部分相连，调压阀通过第四管路与第三管路相连。本实用新型构设计合理，使用方便，氮氧化物转化效率高。
【专利说明】
一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统。【背景技术】
[0002]我国的城市大气污染正从煤烟型污染向煤烟与机动车排气复合型污染转变，机动车排放污染已经成为我国发展，特别是大中城市发展不可忽视的重大社会问题。随着汽油车排放的进一步降低，柴油车污染排放问题日益突出。柴油车排放的主要污染物为NOx(氮氧化物)和PM，中国机动车污染防治年报统计数据表明，目前我国柴油车大约占全国汽车保有量的17%，但柴油车排放的NOx和PM占汽车排放总量的67%和99%以上。尤其是以柴油为燃料的重型载货汽车虽然只占我国汽车保有量的5%，但其NOx排放量却占汽车排放总量的 49%。柴油车排放的颗粒物主要为细颗粒物，而Nox又可以直接转化为细颗粒物，并能促进其他污染物向细颗粒物的转化。因此，有效控制重型柴油车污染物排放对于大气污染物排放总量控制、实现国十条预定目标、改善区域大气环境具有极为重要的意义。
[0003]在中国大部分柴油机企业都选择SCR系统，SCR(Selective Catalytic Reduct1n)是一种选择性催化还原技术，根据发动机运行工况，向发动机排气管内喷射尿素，尿素与废气的混合气到达催化器内进行化学反应，将废气中的氮氧化合物等有害气体转化为无害的氮气和水，从而达到降低排气有害成分的目的。SCR系统的优势在于无需对机体进行改动，即国m电控裸机加上SCR即可实现国IV;发动机耐久性好;燃油经济性好;对燃油和机油品质要求低;无催化器堵塞风险;技术升级连续性较好;维护费用低。为了提高 SCR系统的转化效率，亟需用于SCR系统的降氮氧喷射系统。【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统，它结构设计合理，使用方便，氮氧化物转化效率高，解决了现有技术中存在的问题。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:它包括尿素喷嘴与尿素罐，尿素喷嘴与发动机排气消声器的输入端相连，第一管路的一端伸入至尿素罐底部，第一管路的另一端依次经尿素栗、单向阀后与尿素喷嘴相连，空气储气罐通过第二管路依次经空气开关、调压阀后与尿素喷嘴相连，第三管路的一端与尿素罐顶部相连，第三管路的另一端与第一管路上尿素喷嘴和单向阀之间的部分相连，调压阀通过第四管路与第三管路相连。
[0006]尿素栗、空气开关分别通过导线与车辆控制单元DCU相连，车辆控制单元DCU与行车电脑E⑶相连。
[0007]所述尿素栗上设有压力传感器，压力传感器通过导线与车辆控制单元D⑶相连。
[0008]所述尿素栗进水端前的第一管路上设有尿素滤清器。[〇〇〇9]在发动机排气消声器的输入端设有排气温度传感器，在发动机排气消声器的输出端设有氮氧传感器，排气温度传感器、氮氧传感器分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。
[0010]尿素罐上设有尿素液位传感器和尿素温度传感器，尿素液位传感器和尿素温度传感器分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。
[0011]本实用新型采用上述方案，具有以下优点:
[0012]1、本实用新型利用压缩空气来辅助尿素水溶液的喷射，提高了氮氧化物的转化效率。尿素栗工作时，尿素水溶液从尿素罐中被抽出，经过单向阀后从尿素喷嘴喷出；与此同时，压缩空气从空气储气罐中放出，经过空气开关进入调压阀后将压力由原来的8bar左右降为2bar，该压缩空气有两路去向，其中一路是经过第二管路、尿素喷嘴后与尿素水溶液混合，然后喷到排气管中，尿素水溶液在排气管中雾化并均匀分布，从而使雾化后的尿素水溶液与氮氧化物充分反应，提高了氮氧化物的转化效率。尿素栗用来计量尿素水溶液喷射量， 保证了尿素水溶液的喷射量精确控制。另外一路压缩空气经过第四管路到达第三管路，第三管路的一端与尿素罐顶部相连，第三管路的另一端与第一管路上尿素喷嘴和单向阀之间的部分相连，从而将第一管路、尿素栗、尿素喷嘴里残余的尿素水溶液吹掉，以免在冬季使用过程中尿素水溶液因为环境温度低于零下11°C后而结晶，避免了第一管路的堵塞及对尿素栗、尿素喷嘴造成损坏。尿素栗、空气开关分别通过导线与车辆控制单元DCU相连，车辆控制单元DCU与行车电脑ECU相连，便于本降氮氧喷射系统的自动控制。
[0013]2、尿素栗上设有压力传感器，压力传感器通过导线与车辆控制单元DCU相连。压力传感器实时判断尿素水溶液建压是否正常，进一步保证了尿素水溶液的喷射量精确控制。
[0014]3、尿素栗进水端前的第一管路上设有尿素滤清器。尿素滤清器能够过滤尿素水溶液中的杂质和细微的颗粒物，保证了尿素喷嘴喷出的尿素水溶液的纯净度，提高了氮氧化物的转化效率。
[0015]4、在发动机排气消声器的输入端设有排气温度传感器，在发动机排气消声器的输出端设有氮氧传感器，排气温度传感器、氮氧传感器分别通过导线与车辆控制单元DCU相连，车辆控制单元DCU与行车电脑ECU相连，以便车辆控制单元DCU及时获取发动机和整车的工作状态。
[0016]5、尿素罐上设有尿素液位传感器和尿素温度传感器，尿素液位传感器和尿素温度传感器分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。这种结构设计为本降氮氧喷射系统提供尿素罐内尿素水溶液的液位及其温度。【附图说明】[0〇17]图1为本实用新型的结构不意图。
[0018]图中，1、尿素喷嘴，2、尿素罐，3、发动机排气消声器，4、第一管路，5、尿素栗，6、单向阀，7、空气储气罐，8、第二管路，9、空气开关，10、调压阀，11、第三管路，12、第四管路，13、 压力传感器，14、尿素滤清器，15、排气温度传感器，16、氮氧传感器，17、尿素液位传感器， 18、尿素温度传感器。【具体实施方式】[〇〇19]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
[0020]如图中所示，本实用新型包括尿素喷嘴1与尿素罐2,尿素喷嘴1与发动机排气消声器3的输入端相连，第一管路4的一端伸入至尿素罐2底部，第一管路4的另一端依次经尿素滤清器14、尿素栗5、单向阀6后与尿素喷嘴1相连，空气储气罐7通过第二管路8依次经空气开关9、调压阀10后与尿素喷嘴1相连，第三管路11的一端与尿素罐2顶部相连，第三管路11 的另一端与第一管路4上尿素喷嘴1和单向阀6之间的部分相连，调压阀10通过第四管路12 与第三管路11相连。尿素栗5、空气开关9分别通过导线与车辆控制单元DCU相连，车辆控制单元DCU与行车电脑ECU相连。尿素栗5上设有压力传感器13,压力传感器13通过导线与车辆控制单元DCU相连。在发动机排气消声器3的输入端设有排气温度传感器15,在发动机排气消声器3的输出端设有氮氧传感器16,排气温度传感器、氮氧传感器分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。尿素罐2上设有尿素液位传感器17和尿素温度传感器18,尿素液位传感器 17和尿素温度传感器18分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。
[0021]本实用新型利用压缩空气来辅助尿素水溶液的喷射，提高了氮氧化物的转化效率。尿素栗5工作时，尿素水溶液从尿素罐2中被抽出，经过单向阀6后从尿素喷嘴1喷出；与此同时，压缩空气从空气储气罐7中放出，经过空气开关9进入调压阀10后将压力由原来的 8bar左右降为2bar，该压缩空气有两路去向，其中一路是经过第二管路8、尿素喷嘴1后与尿素水溶液混合，然后喷到排气管中，尿素水溶液在排气管中雾化并均匀分布，从而使雾化后的尿素水溶液与氮氧化物充分反应，提高了氮氧化物的转化效率。尿素栗5用来计量尿素水溶液喷射量，保证了尿素水溶液的喷射量精确控制。另外一路压缩空气经过第四管路12到达第三管路11，第三管路11的一端与尿素罐2顶部相连，第三管路11的另一端与第一管路4 上尿素喷嘴1和单向阀6之间的部分相连，从而将第一管路4、尿素栗5、尿素喷嘴1里残余的尿素水溶液吹掉，以免在冬季使用过程中尿素水溶液因为环境温度低于零下11°C后而结晶，避免了第一管路4的堵塞及对尿素栗5、尿素喷嘴1造成损坏。尿素栗5、空气开关9分别通过导线与车辆控制单元DCU相连，车辆控制单元DCU与行车电脑ECU相连，便于本降氮氧喷射系统的自动控制。[〇〇22] 尿素栗5上设有压力传感器13,压力传感器13通过导线与车辆控制单元DCU相连。 压力传感器13实时判断尿素水溶液建压是否正常，进一步保证了尿素水溶液的喷射量精确控制。[〇〇23]尿素栗5进水端前的第一管路上设有尿素滤清器14。尿素滤清器14能够过滤尿素水溶液中的杂质和细微的颗粒物，保证了尿素喷嘴1喷出的尿素水溶液的纯净度，提高了氮氧化物的转化效率。
[0024]在发动机排气消声器3的输入端设有排气温度传感器15，在发动机排气消声器3的输出端设有氮氧传感器16,排气温度传感器15、氮氧传感器16分别通过导线与车辆控制单元DCU相连，车辆控制单元DCU与行车电脑ECU相连，以便车辆控制单元DCU及时获取发动机和整车的工作状态。
[0025]尿素罐2上设有尿素液位传感器17和尿素温度传感器18,尿素液位传感器17和尿素温度传感器18分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。这种结构设计为本降氮氧喷射系统提供尿素罐2内尿素水溶液的液位及其温度。[〇〇26] SCR系统的工作过程是:系统上电后，车辆控制单元DCU检测发动机和整车工作状态，根据车辆和发动机电控系统提供的参数，以及氮氧传感器16提供的数据，判定是否需要 SCR系统工作;如果需要SCR系统工作，空气开关9打开，空气储气罐7的压缩空气经调压阀10将压力降低并稳定在〇.2MPa，此压力的压缩空气经尿素喷嘴1喷入发动机排气管；同时，车辆控制单元DCU控制尿素栗5抽取尿素水溶液，当压力传感器13检测到蓄能器压力出现上升时，确认第一管路4已充满，可以进入喷射状态，车辆控制单元DCU计算所需喷射量，如果出现NOx超标的情况，行车电脑ECU进行报警或者限制发动机扭矩，发动机停止工作后，车辆控制单元DCU停止尿素喷射，这时需要压缩空气进行排空，将第一管路4、尿素栗5、尿素喷嘴1 里的尿素水溶液排出，同时尿素滤清器14中的尿素水溶液也要被吹回到尿素罐2内，避免由于尿素低温结晶从而造成第一管路4的堵塞及对尿素栗5、尿素喷嘴1、尿素滤清器14造成损坏。
[0027]上述【具体实施方式】不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
[0028]本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统，其特征在于:包括尿素喷嘴 与尿素罐，尿素喷嘴与发动机排气消声器的输入端相连，第一管路的一端伸入至尿素罐底 部，第一管路的另一端依次经尿素栗、单向阀后与尿素喷嘴相连，空气储气罐通过第二管路 依次经空气开关、调压阀后与尿素喷嘴相连，第三管路的一端与尿素罐顶部相连，第三管路 的另一端与第一管路上尿素喷嘴和单向阀之间的部分相连，调压阀通过第四管路与第三管 路相连。2.根据权利要求1所述的一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统，其特 征在于:尿素栗、空气开关分别通过导线与车辆控制单元DCU相连，车辆控制单元D⑶与行车 电脑E⑶相连。3.根据权利要求1所述的一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统，其特 征在于:所述尿素栗上设有压力传感器，压力传感器通过导线与车辆控制单元DCU相连。4.根据权利要求1所述的一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统，其特 征在于:所述尿素栗进水端前的第一管路上设有尿素滤清器。5.根据权利要求1所述的一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统，其特 征在于:在发动机排气消声器的输入端设有排气温度传感器，在发动机排气消声器的输出 端设有氮氧传感器，排气温度传感器、氮氧传感器分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。6.根据权利要求1所述的一种适用于国IV及以上排放柴油机用降氮氧喷射系统，其特 征在于:尿素罐上设有尿素液位传感器和尿素温度传感器，尿素液位传感器和尿素温度传 感器分别通过导线与车辆控制单元DCU相连。
【文档编号】F01N9/00GK205591988SQ201620431479
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】王涛, 侯乐福, 李慧, 高义
【申请人】中国重汽集团济南动力有限公司