專利名稱:一種基于氣動(dòng)隔膜泵的scr空氣輔助式噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域,特別涉及一種用于降低柴油機(jī)NOx排放的尿素選擇性還原SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù):
我國(guó)重型柴油機(jī)即將在2013年7月I日全面實(shí)施國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn),和國(guó)III排放標(biāo)準(zhǔn)相比,國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)的NOx的排放限值下降30%左右,PM的排放限值下降60%左右,僅僅靠改善柴油機(jī)燃燒過(guò)程為主的各種內(nèi)凈化技術(shù),已經(jīng)很難滿足排放的要求,因此,在柴油機(jī)先進(jìn)機(jī)內(nèi)凈化的基礎(chǔ)上,增加尾氣處理技術(shù)已經(jīng)成為控制柴油機(jī)排放的發(fā)展趨勢(shì)。目前降低NOx排放的技術(shù)路線有1) EGR+DPF/D0C,即先通過(guò)廢氣再循環(huán)降低NOx的生成量,再通過(guò)顆粒捕集器捕集顆粒物,2)SCR技術(shù),即通過(guò)優(yōu)化燃燒,降低顆粒物的生成量,通過(guò)允許增加NOx的排放量,然后再通過(guò)SCR技術(shù)來(lái)降低NOx的排放量,SCR技術(shù)具有可靠性高、穩(wěn)定性好、燃油消耗量低、功率密度高、換油周期長(zhǎng)、散熱要求低等優(yōu)點(diǎn)。目前的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的隔膜泵作為尿素液體動(dòng)力源,已知采用的技術(shù)手段一種是氣動(dòng)輔助式,采用電機(jī)帶動(dòng)隔膜腔體吸合的速度達(dá)到計(jì)量和噴射的作用;另一種無(wú)氣動(dòng)輔助式,采用電機(jī)帶動(dòng)隔膜運(yùn)動(dòng),在溢流閥和蓄能器的作用下達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的尿素壓力,然后通過(guò)噴嘴噴出霧狀尿素液體,同樣實(shí)現(xiàn)計(jì)量和噴射的作用。前一種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是噴射的精度和實(shí)時(shí)性不高,后一種噴射精度和實(shí)時(shí)性高,但是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,蓄能器結(jié)構(gòu)較大,噴嘴易堵塞。而且這兩種都是電機(jī)帶動(dòng),低溫時(shí),都需要通過(guò)電加熱方式解凍。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種采用氣動(dòng)隔膜泵作為尿素噴射的動(dòng)力裝置,采用汽車上的壓縮空氣系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)隔膜泵進(jìn)行工作,無(wú)需額外的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,另外本實(shí)用新型采用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水系統(tǒng)對(duì)尿素管路、氣動(dòng)隔膜泵、尿素罐中的尿素進(jìn)行加熱融化,減少了尿素融化的電加熱件,可靠性更高。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其包括發(fā)動(dòng)機(jī),與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的SCR催化消聲器,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻水系統(tǒng),以及與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)的壓縮空氣系統(tǒng),DCU控制器,尿素罐以及尿素噴射系統(tǒng),所述的SCR催化消聲器的出口端設(shè)置有檢測(cè)NOx濃度的NOx傳感器以及對(duì)廢氣溫度檢測(cè)的出口溫度傳感器,所述的SCR催化消聲器的進(jìn)口端設(shè)置有對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行檢測(cè)進(jìn)氣溫度傳感器,以及對(duì)尿素進(jìn)行噴射的噴嘴,其特征在于所述的尿素噴射系統(tǒng)包括設(shè)置在尿素罐內(nèi)部的雙向氣動(dòng)隔膜泵,所述的冷卻水系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵連接,所述的壓縮空氣系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵的氣動(dòng)部分連接,所述的雙向氣動(dòng)隔膜泵的輸出端與噴嘴連接,所述的壓縮空氣系統(tǒng)同時(shí)也與噴嘴連接。所述的壓縮空氣系統(tǒng)中設(shè)置有水汽分離器,設(shè)置的水汽分離器能夠?qū)嚎s空氣系統(tǒng)中的水汽分離掉,防止水汽進(jìn)入氣動(dòng)隔膜泵和噴嘴內(nèi),可以起到空氣過(guò)濾的作用,防止噴嘴堵塞,防止水汽進(jìn)入氣動(dòng)隔膜泵,能夠保證氣動(dòng)隔膜泵的工作性能,即保證尿素的噴射量的精度。所述的尿素罐上設(shè)置有對(duì)尿素罐內(nèi)液位和溫度檢測(cè)的尿素液位溫度傳感器,設(shè)置的能夠?qū)δ蛩毓迌?nèi)的溫度和液位,判斷是否需要對(duì)尿素進(jìn)行加熱,以及是否需要添加尿素。所述的壓縮空氣系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵的連接管路上設(shè)置有對(duì)氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的第一穩(wěn)壓閥以及調(diào)節(jié)雙向氣動(dòng)隔膜泵的出口壓力的比例電磁閥。設(shè)置的穩(wěn)壓閥用于調(diào)整進(jìn)入氣動(dòng)隔膜泵的壓力,設(shè)置的比例電磁閥能夠?qū)崟r(shí)的根據(jù)壓力傳感器的信號(hào)調(diào)整開(kāi)度,用于將氣動(dòng)隔膜泵的出口壓力維持穩(wěn)定。所述的壓縮空氣系統(tǒng)與噴嘴連接的管路上設(shè)置有第二穩(wěn)壓閥。所述的雙向氣動(dòng)隔膜泵的輸出端與噴嘴的連接管路上設(shè)置有液路電磁閥以及檢測(cè)液體管路中的壓力的液壓傳感器,在系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí),打開(kāi)液路電磁閥能夠及時(shí)的將氣 力,能夠?qū)ο到y(tǒng)故障進(jìn)行一個(gè)預(yù)判斷,便于對(duì)系統(tǒng)的及時(shí)的維修。當(dāng)SCR停止工作或者有故障時(shí),系統(tǒng)關(guān)閉氣路上的比例電磁閥,使雙向氣動(dòng)隔膜泵停止工作,再開(kāi)啟液路電磁閥、開(kāi)啟噴嘴上的電磁閥,部分氣體會(huì)將噴射管路中的液體吹掃干凈。綜上所述,本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I)本實(shí)用新型采用氣動(dòng)隔膜泵作為尿素噴射的動(dòng)力裝置,取代了傳動(dòng)的柱塞泵和齒輪泵的動(dòng)力裝置,無(wú)需在尿素罐上設(shè)置額外的驅(qū)動(dòng)電機(jī),無(wú)需考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的溫升,無(wú)需電氣控制,即也降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度,節(jié)約了控制成本,另外氣動(dòng)隔膜泵隔膜的使用壽命長(zhǎng),使整個(gè)系統(tǒng)具有更好的可靠性。2)本實(shí)用新型采用氣動(dòng)隔膜泵和比例電磁閥結(jié)構(gòu),隔膜泵出口液體壓力穩(wěn)定性好,減少了電機(jī)驅(qū)動(dòng)式隔膜泵的續(xù)壓腔結(jié)構(gòu)。3)本實(shí)用新型采用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水系統(tǒng)作為氣動(dòng)隔膜泵和尿素融化的加熱器件,克服了傳統(tǒng)采用電加熱的方式能耗高的缺陷,同時(shí)也減少了系統(tǒng)組成,降低了系統(tǒng)的成本。4)本實(shí)用新型采用壓縮空氣系統(tǒng)與噴嘴連接,壓縮空氣系統(tǒng)能對(duì)噴嘴進(jìn)行吹掃,有效防止噴嘴堵塞,通過(guò)在氣動(dòng)隔膜泵與噴嘴的連接管路上設(shè)置有液壓傳感器,當(dāng)噴嘴堵塞時(shí),可以根據(jù)液壓傳感器的檢測(cè)值進(jìn)行判定。
圖I為本實(shí)用新型的構(gòu)成示意圖;圖中I為發(fā)動(dòng)機(jī),2為冷卻水系統(tǒng),3為壓縮空氣系統(tǒng),4為尿素罐,5為水汽分尚器,6為雙向氣動(dòng)隔膜泵,7為加熱水閥,8為尿素液位溫度傳感器,9為液壓傳感器,10為液路電磁閥,11為比例調(diào)節(jié)閥,12為第一穩(wěn)壓閥,13為氣閥,14為第二穩(wěn)壓閥,15為D⑶控制器,16為出口溫度傳感器,17為NOx傳感器,18為噴嘴,19為進(jìn)氣溫度傳感器,20為SCR催
化消聲器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。[0021]如圖I所示的一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其包括發(fā)動(dòng)機(jī)1,與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的SCR催化消聲器20,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻水系統(tǒng)2,以及與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)的壓縮空氣系統(tǒng)3,所述的壓縮空氣系統(tǒng)即汽車上自帶的氣泵,其隨著發(fā)動(dòng)機(jī)一起工作,所述的壓縮空氣系統(tǒng)的壓力正常維持在6bar lObar,D⑶控制器15,尿素罐4以及尿素噴射系統(tǒng),所述的SCR催化消聲器20的出口端設(shè)置有檢測(cè)NOx濃度的NOx傳感器17以及對(duì)廢氣溫度檢測(cè)的出口溫度傳感器16,所述的SCR催化消聲器20的進(jìn)口端設(shè)置有對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行檢測(cè)進(jìn)氣溫度傳感器19,以及對(duì)尿素進(jìn)行噴射的噴嘴18,所述的尿素噴射系統(tǒng)包括設(shè)置在尿素罐內(nèi)部的雙向氣動(dòng)隔膜泵6,所述的冷卻水系統(tǒng)2與雙向氣動(dòng)隔膜泵6連接,在冷卻水系統(tǒng)關(guān)于雙向氣動(dòng)隔膜泵的連接管路上設(shè)置有加熱水閥7,加熱水閥控制是否對(duì)雙向氣動(dòng)隔膜泵和尿素進(jìn)行加熱,所述的壓縮空氣系統(tǒng)3與雙向氣動(dòng)隔膜泵6的氣動(dòng)部分連接,所述的雙向氣動(dòng)隔膜泵6的輸出端與噴嘴18連接,所述的壓縮空氣系統(tǒng)3同時(shí)也與噴嘴18連接。所述的壓縮空氣系統(tǒng)中設(shè)置有水汽分離器5,設(shè)置的水汽分離器5能夠?qū)嚎s空氣系統(tǒng)中的水汽分離掉,防止水汽進(jìn)入氣動(dòng)隔膜泵和噴嘴內(nèi),防止水汽進(jìn)入氣動(dòng)隔膜泵能·夠保證氣動(dòng)隔膜泵的工作進(jìn)度,也即保證了尿素的噴射量的精度,能有效提高廢氣處理的效果。所述的尿素罐4上設(shè)置有對(duì)尿素罐內(nèi)液位和溫度檢測(cè)的尿素液位溫度傳感器8,設(shè)置的尿素葉問(wèn)溫度傳感器8能夠?qū)δ蛩毓迌?nèi)的溫度和液位,判斷是否需要對(duì)尿素進(jìn)行加熱,以及是否需要添加尿素。所述的壓縮空氣系統(tǒng)3與雙向氣動(dòng)隔膜泵6的連接管路上設(shè)置有對(duì)氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的第一穩(wěn)壓閥12以及調(diào)節(jié)雙向氣動(dòng)隔膜泵的出口壓力的比例電磁閥11。設(shè)置的穩(wěn)壓閥12用于調(diào)整進(jìn)入氣動(dòng)隔膜泵的壓力,設(shè)置的比例電磁閥11能夠?qū)崟r(shí)的根據(jù)壓力傳感器的信號(hào)調(diào)整開(kāi)度,用于將氣動(dòng)隔膜泵的出口壓力維持穩(wěn)定在3bar。所述的壓縮空氣系統(tǒng)3與噴嘴18連接的管路上設(shè)置有第二穩(wěn)壓閥14,位于第二穩(wěn)壓閥前端的管路上還設(shè)置有控制壓縮空氣系統(tǒng)與噴嘴之間通斷的氣閥13,第二穩(wěn)壓閥在噴嘴未打開(kāi)時(shí),將氣閥和噴嘴之間的氣路的氣壓穩(wěn)定在4bar,噴嘴未堵塞時(shí),氣路壓力約為2bar。所述的雙向氣動(dòng)隔膜泵6的輸出端與噴嘴的連接管路上設(shè)置有液路電磁閥10以及檢測(cè)液體管路中的壓力的液壓傳感器9,在系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí),打開(kāi)液路電磁閥能夠及時(shí)的將氣動(dòng)隔膜泵中的氣體排空,工作一段時(shí)間后,關(guān)閉液路電磁閥,液壓傳感器檢測(cè)液路中的壓力,能夠?qū)ο到y(tǒng)故障進(jìn)行一個(gè)預(yù)判斷,便于對(duì)系統(tǒng)的及時(shí)的維修。本實(shí)用新型中所述的電磁閥、傳感器均與DCU控制器連接,DCU控制器接受發(fā)動(dòng)機(jī)的信號(hào)、進(jìn)氣溫度傳感器、出口溫度傳感器和NOx傳感器的信號(hào),計(jì)算需要尿素溶液的量,并控制噴嘴的噴射量。本實(shí)用新型在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉和SCR系統(tǒng)故障時(shí),還能將尿素從噴射管中吹走,防止尿素在噴射管中結(jié)晶,堵塞噴射管,DCU控制器控制比例電磁閥11關(guān)閉,開(kāi)啟液路電磁閥10泄壓,同時(shí)DCU控制噴嘴打開(kāi),由于壓縮空氣系統(tǒng)仍向噴嘴提供壓力氣流,壓力氣流能推動(dòng)噴射管路中的尿素回流到尿素罐內(nèi),減少噴射管內(nèi)液體尿素結(jié)晶的可能性,提高系統(tǒng)的可靠性。[0029]綜上所述,本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I)本實(shí)用新型采用氣動(dòng)隔膜泵作為尿素噴射的動(dòng)力裝置,取代了傳動(dòng)的柱塞泵和齒輪泵的動(dòng)力裝置,無(wú)需在尿素罐上設(shè)置額外的驅(qū)動(dòng)電機(jī),無(wú)需考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的溫升,無(wú)需電氣控制,即也降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度,節(jié)約了控制成本,另外氣動(dòng)隔膜泵隔膜的使用壽命長(zhǎng),使整個(gè)系統(tǒng)具有更好的可靠性。2)本實(shí)用新型采用氣動(dòng)隔膜泵和比例電磁閥結(jié)構(gòu),液體壓力穩(wěn)定性好,減少了電機(jī)驅(qū)動(dòng)式隔膜泵的續(xù)壓腔結(jié)構(gòu)。3)本實(shí)用新型采用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水系統(tǒng)作為氣動(dòng)隔膜泵和尿素融化的加熱器件,克服了傳統(tǒng)采用電加熱的方式能耗高的缺陷,同時(shí)也減少了系統(tǒng)組成,降低了系統(tǒng)的成本。4)本實(shí)用新型采用壓縮空氣與噴嘴連接,壓縮空氣系統(tǒng)能對(duì)噴嘴進(jìn)行吹掃,有效防止噴嘴堵塞,通過(guò)在氣動(dòng)隔膜泵與噴嘴的連接管路上設(shè)置有液壓傳感器,當(dāng)噴嘴堵塞時(shí),可以根據(jù)液壓傳感器的檢測(cè)值進(jìn)行判定。
權(quán)利要求1.一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其包括發(fā)動(dòng)機(jī),與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的SCR催化消聲器,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻水系統(tǒng),以及與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)的壓縮空氣系統(tǒng),DCU控制器,尿素罐以及尿素噴射系統(tǒng),所述的SCR催化消聲器的出口端設(shè)置有檢測(cè)NOx濃度的NOx傳感器以及對(duì)廢氣溫度檢測(cè)的出口溫度傳感器,所述的SCR催化消聲器的進(jìn)口端設(shè)置有對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行檢測(cè)進(jìn)氣溫度傳感器,以及對(duì)尿素進(jìn)行噴射的噴嘴,其特征在于所述的尿素噴射系統(tǒng)包括設(shè)置在尿素罐內(nèi)部的雙向氣動(dòng)隔膜泵,所述的冷卻水系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵連接,所述的壓縮空氣系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵的氣動(dòng)部分連接,所述的雙向氣動(dòng)隔膜泵的輸出端與噴嘴連接,所述的壓縮空氣系統(tǒng)同時(shí)也與噴嘴連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其特征在于所述的壓縮空氣系統(tǒng)中設(shè)置有水汽分離器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其特征在于所述的尿素罐上設(shè)置有對(duì)尿素罐內(nèi)液位和溫度檢測(cè)的尿素液位溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其特征在于所述的壓縮空氣系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵的連接管路上設(shè)置有對(duì)氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的第一穩(wěn)壓閥以及調(diào)節(jié)雙向氣動(dòng)隔膜泵的出口壓力的比例電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其特征在于所述的壓縮空氣系統(tǒng)與噴嘴連接的管路上設(shè)置有第二穩(wěn)壓閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),其特征在于所述的雙向氣動(dòng)隔膜泵的輸出端與噴嘴的連接管路上設(shè)置有液路電磁閥以及檢測(cè)液體管路中的壓力的液壓傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型屬于柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域,特別涉及一種基于氣動(dòng)隔膜泵的SCR空氣輔助式噴射系統(tǒng),本實(shí)用新型中所述的尿素噴射系統(tǒng)包括設(shè)置在尿素罐內(nèi)部的雙向氣動(dòng)隔膜泵,所述的冷卻水系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵連接,所述的壓縮空氣系統(tǒng)與雙向氣動(dòng)隔膜泵的氣動(dòng)部分連接,所述的雙向氣動(dòng)隔膜泵的輸出端與噴嘴連接,所述的壓縮空氣系統(tǒng)同時(shí)也與噴嘴連接。本實(shí)用新型采用了氣動(dòng)隔膜泵作為尿素噴射的動(dòng)力裝置,無(wú)需額外的驅(qū)動(dòng)電機(jī),即也降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度,節(jié)約了控制成本,另外氣動(dòng)隔膜泵隔膜的使用壽命長(zhǎng),使整個(gè)系統(tǒng)具有更好的可靠性。
文檔編號(hào)F01N3/28GK202768118SQ201220348339
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者金浩 申請(qǐng)人:金浩