空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統，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、電磁閥開關裝置、以及控制器，其中電磁閥開關裝置包括尿素溶液計量閥和三聯電磁閥組件，而三聯電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關閥。本實用新型專利技術可提高氣驅SCR系統尿素噴射霧化效果，提高NOx的轉化效率，避免噴射結束后尿素殘留在尿素噴射管中的結晶和結冰風險，避免尿素結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，使系統可靠性得到大幅提升。在整體結構上，本實用新型專利技術將所有零部件集成設計，簡化了安裝，便于后期維護。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統。
技術介紹
選擇性催化還原(簡稱SCR)技術是降低柴油車尾氣排放中NOx的一項技術，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H2O，達到消除NOx的目的。現有的氣驅SCR系統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100um，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管壁上，產生結晶，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，尿素噴射管內的尿素沒有被清空，尿素殘留在尿素噴射管和噴嘴內，導致低溫下尿素噴射管內的尿素容易結冰，不易被解凍，影響系統工作。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。現有氣驅SCR系統采用直動活塞結構的雙聯電磁閥組件，排氣閥內泄壓口處容易產生尿素結晶，導致閥體關閉不嚴從而引起建壓和泄壓故障；同時尿素結晶會腐蝕執行機構彈簧，導致動作失效。最后，現有氣驅SCR系統的零部件比較分散，集成度不高，安裝和后期維護不方便。
技術實現思路
本技術目的是：提供一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統，可以提高尿素噴射霧化效果，提高NOx的轉化效率，避免尿素殘留在尿素噴射管中的結晶和結冰風險，避免閥體故障導致的尿素罐建壓和泄壓失效等問題。本技術的技術方案是：一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統，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部連通的進氣建壓管、與尿素罐內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裝置、以及設置在支架上且控制整個系統工作的控制器，其中電磁閥開關裝置包括尿素溶液計量閥和三聯電磁閥組件，而三聯電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關閥。在上述技術方案的基礎上，進一步包括如下附屬技術方案：所述控制器的邏輯模塊包括：主狀態機模塊、建壓模塊、診斷模塊、噴射模塊、泄壓模塊、和吹掃模塊。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。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，在系統工作開始時(車輛上電)，三聯電磁閥組件中的進氣建壓閥打開為尿素罐建壓；系統工作結束時(車輛下電)，三聯電磁閥組件中的排氣泄壓閥打開為尿素罐泄壓；三聯電磁閥組件中的減壓開關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由尿素噴射管輸送，通過機械噴嘴噴射到排氣管中。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、尿素罐內壓力、尿素溶液液位、發動機信號。所述進氣建壓閥為常閉狀態，而排氣泄壓閥為常開狀態，且排氣泄壓閥為直動膜片結構。所述尿素罐的工作壓力范圍0.65～0.75MPa，最大工作壓力1.4Mpa。本技術優點是：本技術可以提高尿素噴射霧化效果，提高NOx的轉化效率，避免尿素殘留在尿素噴射管中的結晶和結冰風險，避免閥體故障導致的建壓和泄壓失效等問題。同時本技術采用獨立的控制器，優化的控制邏輯，可以保證系統的正常運行，系統的可靠性大大提高。在整體結構上，本技術區別于傳統的氣驅尿素噴射系統的零散結構，將所有零部件集成設計，簡化了安裝，便于后期維護。附圖說明下面結合附圖及實施例對本技術作進一步描述：圖1為本技術的主視圖；圖2為本技術的系統結構圖；圖3為本技術中主狀態機模塊的工作流程示意圖。具體實施方式實施例：如圖1-2所示，本技術提供了一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統的具體實施例，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內部連通的進氣建壓管21、與尿素罐10內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裝置、以及設置在支架12上且控制整個系統工作的控制器30。電磁閥開關裝置包括尿素溶液計量閥和三聯電磁閥組件，其中三聯電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關閥。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構成了整個尿素噴射系統的集成安裝主體，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。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。在系統工作開始時，三聯電磁閥組件中的進氣建壓閥打開為尿素罐10建壓；系統工作結束時，三聯電磁閥組件中的排氣泄壓閥打開為尿素罐10泄壓。而三聯電磁閥組件中的減壓開關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。控制器采集所有的傳感器信號，包括尿素溶液溫度、尿素罐內壓力、尿素溶液液位、發動機信號等，經過計算之后，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，控制三聯電磁閥組件上的進氣建壓閥、排氣泄壓閥以及減壓開關閥，完成各自的動作。控制器的邏輯模塊包括：主狀態機模塊、建壓模塊、診斷模塊、噴射模塊、泄壓模塊、吹掃模塊。主狀態機模塊的控制流程見圖3，在系統工作開始時，系統零件先開始自檢，再判斷是否需要加熱，然后在不加熱和發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，由此三聯電磁閥組件中的排氣泄壓閥打開為尿素罐泄壓。而三聯電磁閥組件中的減壓開關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。本技術的工作原理是：利用車載壓縮空氣對尿素罐內尿素溶液進行加壓，系統工作開始時，三聯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，尿本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統，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部連通的進氣建壓管、與尿素罐內部連通的尿素出液管、與尿素罐內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裝置、以及設置在支架上且控制整個系統工作的控制器，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，所述電磁閥開關裝置包括尿素溶液計量閥和三聯電磁閥組件，而三聯電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關閥。

【技術特征摘要】
1.一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統，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部連通的進氣建壓管、與尿素罐內部連通的尿素出液管、與尿素罐內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裝置、以及設置在支架上且控制整個系統工作的控制器，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，所述電磁閥開關裝置包括尿素溶液計量閥和三聯電磁閥組件，而三聯電磁閥組件包括進氣建壓閥、排氣泄壓閥、和減壓開關閥。2.根據權利要求1所述的一種空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統，其特征在于：所述控制器的邏輯模塊包括：主狀態機模塊、建壓模塊、診斷模塊、噴射模塊、泄壓模塊、和吹掃模塊。3.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭小飛，許新，陶春松，
申請(專利權)人：蘇州新力邁特汽車系統有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32