一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，包括電子控制單元、壓縮空氣氣源裝置、尿素貯存裝置、壓縮空氣控制裝置、計量泵/閥、噴嘴裝置、主體管道和尿素管道，還包括尿素調(diào)控裝置。尿素調(diào)控裝置與電子控制單元連接，當調(diào)控尿素進入排氣系統(tǒng)時，使壓縮空氣進入主體管道，以使得主體管道中的尿素被壓縮空氣送入噴嘴裝置，從而以噴霧狀噴入排氣系統(tǒng)內(nèi)部；當調(diào)控尿素停止進入排氣系統(tǒng)時，使壓縮空氣不通過主體管道而進入噴嘴裝置，以使得主體管道中的尿素不被送入噴嘴裝置從而停止進入排氣系統(tǒng)。本實用新型有效地避免了噴入排氣系統(tǒng)中的尿素過量，通過低成本的改進使原有排氣系統(tǒng)符合更高的排放標準。
【專利說明】一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型屬于內(nèi)燃機引擎控制系統(tǒng)【技術(shù)領域】，尤其涉及一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃發(fā)動機有兩類，汽油機和柴油機。它們的工作機理不同，各有優(yōu)點:汽油機輕巧，振動小平滑好；柴油機效率高，油耗比汽油機低30%以上，扭矩大，低轉(zhuǎn)速功率大?？偟恼f來柴油機優(yōu)點多缺點也大，發(fā)展前景看好。內(nèi)燃機的排放污染主要分四類:一氧化碳⑶，碳氫化合物此，氮氧化物顯X，顆粒物汽油機排放污染主要是前兩類，后兩類可以忽略，解決辦法是三元催化劑；柴油機的排放污染主要是后兩類，前兩類幾乎可以忽略。以往沒有好的解決辦法，近年來對于解決顯X污染，現(xiàn)有技術(shù)中具有兩種方法:排氣再循環(huán)(￡(?)和選擇性催化還原(3(?)。
[0003]其中，勵X和？1是兩類相互矛盾的污染。勵X主要來源于燃燒產(chǎn)生的高溫，使得本來穩(wěn)定的氮氣發(fā)生氧化。當設法讓柴油充分燃燒以減少的時候，溫度就會進一步上升，于是顯X會增加。反之亦然?！??是把部分排放廢氣重新引入進氣口，它使得進氣中氧氣的含量下降，從而減低勵X的生成，但同時會使？1上升?！??同時會使得油耗上升經(jīng)濟性下降。這個技術(shù)的作用有限，好處是不必添加其它東西。30？的原理是讓勵X和氨發(fā)生反應生成氮氣和水。這個反應需要催化劑的幫助。由于氨很不穩(wěn)定難以儲存和處理而且有毒性，所以通常的解決辦法是在30？催化劑的上游噴入尿素溶液，尿素遇高溫水解為氨，二氧化碳和水，其中的氨進入30？催化劑同顯X反應消除污染。30？技術(shù)理論上有較好的前景，轉(zhuǎn)化效率可以做到比較高，缺點是需要提供尿素溶液。
[0004]現(xiàn)代的后處理系統(tǒng)往外是多個系統(tǒng)的整合，30？是柴油機排放后處理的核心。柴油機排放標準:有兩大類，歐洲標準和美國標準。中國標準基本參照歐洲標準。目前中國普遍實施的是國三標準，就是歐三標準。很快就要實施國四標準。部分大城市已經(jīng)實施國五標準。歐洲目前實施的是歐五標準，部分大城市已經(jīng)實施歐六，從2014年開始要全面實施歐六標準。歐三標準明顯已經(jīng)落伍了。它通常只要用￡(?就可以滿足。歐四必須要用3(?才能達到。歐五同歐四相比勵X標準提高了，但是？1標準是一樣的。歐六是個大跨越，？1降低一半，勵X降到僅歐五的20%。
[0005]30？技術(shù)是相當復雜的，理論上講要提高轉(zhuǎn)化率可以:一)用更多更大催化劑；二)多噴尿素。但實際使用時沒有這么簡單。一是催化劑很貴，也很大。增加用量成本無法接受，體積也無法接受；二是多余的尿素會以氨的形式排出，稱為氨泄漏。而氨有毒，有惡臭，本身就是污染。排放標準對此有限制:平均氨泄漏低于10卯!II，最大氨泄漏低于25卯!II。故而30？的技術(shù)核心在于在恰當?shù)臅r刻噴入恰當量的尿素，使得轉(zhuǎn)化效率較高而氨泄漏滿足標準，以上稱為噴射策略。但是由于影響尿素實際供給量的因素有很多種，尿素罐輸出的尿素和噴入排氣系統(tǒng)中的尿素量之間很難保持完全相等，所以即使是最好的噴射策略也難以解決最大氨泄漏問題，而只能解決平均氨泄漏問題。為了同時滿足標準對于顯X排放和氨泄漏的要求，現(xiàn)有技術(shù)中加大3(?催化劑，或者用￡(?先降低勵X再加3⑶，即￡(?與30？級聯(lián)，及其他替代手段，但是成本都太高，對于歐六標準的高排放標準，實現(xiàn)與普及均相當困難。
[0006]本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中尿素噴射難以控制、尿素噴入過量無法滿足排放標準以及工藝成本太高等缺陷，提出了一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型提出了一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，包括電子控制單元、壓縮空氣氣源裝置、尿素貯存裝置、壓縮空氣控制裝置、計量泵丨閥、噴嘴裝置、主體管道和尿素管道；所述電子控制單元與所述排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機引擎連接；所述壓縮空氣氣源與所述主體管道連通；所述壓縮空氣控制裝置設置在所述壓縮空氣氣源與所述主體管道的連通處，所述壓縮空氣控制裝置與所述電子控制單元連接；所述主體管道的中部開設一個通孔，所述尿素管道的兩端分別與所述尿素貯存裝置和所述通孔連通，所述尿素管道上設置所述計量泵/閥，所述計量泵/閥與所述電子控制單元連接；所述主體管道的輸出口伸入所述排氣系統(tǒng)中，所述主體管道的輸出口上設置所述噴嘴裝置；還包括尿素調(diào)控裝置，參閱圖1和圖9，其設置在所述主體管道上且與所述電子控制單元連接；
[0008]所述尿素調(diào)控裝置被設置為:當調(diào)控尿素進入排氣系統(tǒng)時，使所述壓縮空氣進入所述主體管道，以使得所述主體管道中的尿素被壓縮空氣送入所述噴嘴裝置，從而以噴霧狀噴入所述排氣系統(tǒng)內(nèi)部；當調(diào)控尿素停止進入所述排氣系統(tǒng)時，使所述壓縮空氣不通過所述主體管道而進入所述噴嘴裝置，以使得所述主體管道中的尿素不被送入所述噴嘴裝置從而停止進入所述排氣系統(tǒng)。
[0009]本實用新型提出的所述調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置中，參閱圖9，所述尿素調(diào)控裝置包括三通閥和支路氣道；所述三通閥的輸入口與所述壓縮空氣控制裝置連通，第一輸出口與所述主體管道連通，第二輸出口與所述支路氣道的一端連通；所述支路氣道的另一端與所述主體管道的鄰近所述噴嘴裝置處連通；所述三通閥與所述電子控制單元連接；
[0010]當調(diào)控尿素進入排氣系統(tǒng)時，所述三通閥連通所述壓縮空氣氣源和所述主體管道，使所述壓縮空氣進入所述主體管道；
[0011]當調(diào)控尿素停止進入所述排氣系統(tǒng)時，所述三通閥連通所述壓縮空氣氣源和所述支路氣道，使所述壓縮空氣通過所述支路氣道而進入所述噴嘴裝置。
[0012]本實用新型提出的所述調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置中，參閱圖2、圖4、圖5和圖7，所述尿素調(diào)控裝置被設置為:當調(diào)控尿素停止進入所述排氣系統(tǒng)時，使所述壓縮空氣改變?yōu)椴贿M入所述噴嘴裝置，以使得尿素不被送入所述噴嘴裝置從而停止進入所述排氣系統(tǒng)。
[0013]本實用新型提出的所述調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置中，參閱圖2，所述尿素調(diào)控裝置包括一個控制氣閥，所述控制氣閥設置在所述主體管道的鄰近所述噴嘴裝置處；所述控制氣閥與所述電子控制單元連接，通過調(diào)節(jié)所述控制氣閥開啟或關閉令所述主體管道與所述噴嘴裝置之間連通或關斷。
[0014]本實用新型提出的所述調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置中，參閱圖4和圖7，所述尿素調(diào)控裝置進一步包括一個旁路通道和旁路控制氣閥；所述旁路通道一端與所述主體管道連通，另一端與外界大氣環(huán)境連通；所述旁路控制氣閥設置在所述旁路通道上，所述旁路控制氣閥與所述電子控制單元連接，通過開啟所述旁路控制氣閥使壓縮空氣通過所述旁路通道進入外界大氣環(huán)境，通過關閉所述旁路氣閥使得所述壓縮空氣進入所述噴嘴裝置。
[0015]本實用新型提出的所述調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置中，參閱圖7，所述旁路通道一端與所述主體管道之間的連通口位于所述控制氣閥的上游；通過關閉所述控制氣閥及開啟所述旁路控制氣閥使壓縮空氣進入所述旁路通道，通過開啟所述控制氣閥及關閉所述旁路氣閥使得壓縮空氣進入所述噴嘴裝置。
[0016]本實用新型提出的所述調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置中，參閱圖5和圖7，所述旁路通道的另一端改變?yōu)榕c所述尿素貯存裝置連通，通過開啟所述旁路控制氣閥使壓縮空氣通過所述旁路通道進入所述尿素貯存裝置。
[0017]本實用新型可以有效控制最大氨泄漏，使得尿素實際供給量與目標供給量更為接近，充分發(fā)揮了 30？催化劑的作用。本實用新型改造了現(xiàn)有的尿素供給系統(tǒng)，以低成本的方式減少了原有排氣系統(tǒng)的氨泄露，使其符合更高的排放標準。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1表示本實用新型調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2表示實施例1中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3表示實施例1中調(diào)控尿素實際供給量的波形圖。
[0021]圖4表示實施例2中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖5表示實施例2中更佳的調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖6表示實施例2中調(diào)控尿素實際供給量的波形圖。
[0024]圖7表示實施例3中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖8表示實施例3中調(diào)控尿素實際供給量的波形圖。
[0026]圖9表示實施例4中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖10表示實施例4中調(diào)控尿素實際供給量的波形圖。
[0028]圖11表示實施例4中另一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖12表示現(xiàn)有技術(shù)中噴入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的波形圖。

【具體實施方式】
[0030]結(jié)合以下具體實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。實施本實用新型的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本實用新型沒有特別限制內(nèi)容。
[0031]本實用新型中所涉及的“電子控制單元”是指內(nèi)部燒錄的或固有程序的芯片及其連接的電路，芯片中所燒錄或固有的程序均為現(xiàn)有公知技術(shù)。
[0032]由于數(shù)據(jù)采集和計算的延時、尿素罐與排氣系統(tǒng)之間的距離以及壓縮空氣的流速等因素，造成從向主體管道內(nèi)輸入的液態(tài)尿素到噴入排氣系統(tǒng)的時間點之間存在無法克服的滯后。如圖12所示，上述缺陷造成尿素實際供給量與尿素目標供給量之間在起始時間點上尿素供給的不足，以及在終止時間點滯后的過量，前者會影響污染物還原的效率，而后者會因尿素過量影響排放標準。本實用新型從調(diào)控實際進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量入手，在尿素噴入排氣系統(tǒng)之前引入一種尿素控制裝置來控制實際進入噴嘴并噴入排氣系統(tǒng)的尿素量，實際解決尿素供給量過量的問題。
[0033]圖1顯示的是本實用新型調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖，其中包括電子控制單元1、壓縮空氣氣源裝置2、尿素貯存裝置3、壓縮空氣控制裝置4、計量泵丨閥5、噴嘴裝置6、主體管道7、尿素管道8和尿素調(diào)控裝置9。電子控制單元1與排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機引擎，用于采集內(nèi)燃機引擎的參數(shù)，計算排氣系統(tǒng)內(nèi)部的尿素目標供給量及其起止時間。壓縮空氣氣源2與主體管道7的連通處設置壓縮空氣控制裝置4，壓縮空氣控制裝置4與電子控制單元1連接，用于控制噴入主體管道7內(nèi)壓縮空氣的速率。主體管道7的中部開設一個通孔，尿素管道8的兩端分別與尿素貯存裝置3和通孔連通，尿素管道8上設置計量泵/閥5，計量泵/閥5與電子控制單元1連接，電子控制單元1根據(jù)尿素目標供給量控制從尿素貯存裝置3流入主體管道7內(nèi)的液態(tài)尿素的體積。液態(tài)的尿素在主體管道內(nèi)與壓縮空氣混合，主體管道7的輸出口伸入排氣系統(tǒng)中，輸出口上設置噴嘴裝置6，用于以噴霧的方式向排氣系統(tǒng)中輸送尿素。主體管道7上設置尿素調(diào)控裝置9，尿素調(diào)控裝置9與電子控制單元1連接，根據(jù)起止時間控制從噴嘴裝置6實際噴入排氣系統(tǒng)中的尿素實際供給量。
[0034]此處強調(diào)的是，電子控制單元1根據(jù)芯片中所燒錄或固有的程序計算尿素目標供給量及其起止時間，以及根據(jù)起止時間調(diào)控壓縮空氣控制裝置4、計量泵/閥5或者尿素調(diào)控裝置9的開關來控制尿素實際供給量，該程序為現(xiàn)有公知技術(shù)，本實用新型不涉及計算機程序的改進。以下提供多種具體實施例，以進一步說明本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)的功能。
[0035]實施例1 ；
[0036]圖2顯示的是本實施例中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。其中，尿素控制裝置9包括一個控制氣閥91?？刂茪忾y91設置在主體管道7上，位于尿素管道8和噴嘴裝置6之間。該控制氣閥91受電子控制單元1的控制，通過調(diào)節(jié)控制氣閥91的開合狀態(tài)來調(diào)節(jié)主體管道7與噴嘴裝置6之間的選通和關閉。在選通時，壓縮空氣與尿素混合并輸入噴嘴裝置6中噴入排氣系統(tǒng)中，而在關閉時，壓縮空氣與尿素混合在主體管道7內(nèi)但無法輸入噴嘴裝置6，從而防止過量的尿素噴入排氣系統(tǒng)中。
[0037]以下結(jié)合圖3的波形詳細說明本實用新型裝置的工作流程。當電子控制單元1采集內(nèi)燃機引擎及其排氣系統(tǒng)的參數(shù)時計算出需要向排氣系統(tǒng)內(nèi)輸入的尿素目標供給量及其起止時間。起止時間包括起始時間點和終止時間點。
[0038]參閱圖3中的第一個方波，在起始時間點時計量泵/閥5向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，尿素經(jīng)過與壓縮空氣的混合后進入噴嘴裝置6后噴入排氣系統(tǒng)中，而由于尿素流動及混合的過程造成一定程度上的延遲，尿素噴入的時間點與起始時間點相比存在滯后；在終止時間點處，電子控制單元1關閉控制氣閥91，使得主體管道7的通路被關閉，導致噴嘴裝置6處的壓縮空氣流速為零，尿素無法隨壓縮空氣進入噴嘴裝置6，使得在終止時間點滯后沒有尿素噴入排氣系統(tǒng)中，避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。殘留的尿素則保留在主體管道7內(nèi)。
[0039]參閱圖3中的第二個方波，于起始時間點時計量泵/閥5照常向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，同時打開控制氣閥91選通主體管道7。上一個方波內(nèi)殘留于主體管道7內(nèi)的尿素隨壓縮空氣輸入噴嘴裝置6，隨后經(jīng)過噴嘴裝置6噴入排氣系統(tǒng)中，該過程正好彌補了第二個方波內(nèi)常規(guī)尿素噴入滯后造成的尿素供給不足。而在終止時間點處，電子控制單元1關閉控制氣閥91避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。
[0040]參閱圖3中的第三個方波，該方波表示內(nèi)燃機引擎的工況突然發(fā)生變化導致尿素目標供給量下降的情況，電子控制單元1計算處的尿素目標供給量低于預設的閾值，可見其明顯低于前兩個方波內(nèi)的尿素目標供給量。該情況下，在起始時間點時打開控制氣閥91，上一個方波內(nèi)殘留于主體管道7內(nèi)部的尿素會經(jīng)過噴嘴裝置6噴入排氣系統(tǒng)，由于上一個方波殘留的量可能大于此次的尿素目標供給量，所以可能會造成短時間內(nèi)噴入排氣系統(tǒng)內(nèi)部的尿素實際供給量過量。而在終止時間點處，電子控制單元1關閉控制氣閥91避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。
[0041]以上可知，本實施例中尿素噴入排氣系統(tǒng)的時間不會晚于終止時間，而在起始時間點處會存在少量的不足，有可能在工況發(fā)生突然變化時導致少量的過量。相比與圖12可知，本實用新型通過控制氣閥91來調(diào)控尿素實際供給量可改善尿素供給過量的缺陷，在低成本的方式下使其符合更高的排放標準。關于由工況突變導致過量的解決方案會在以下更佳的實施例3中作進一步闡述。
[0042]實施例2 ；
[0043]圖4顯示的是本實施例中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。其中，尿素控制裝置9包括一個旁路通道92和旁路控制氣閥93。旁路通道92與主體管道7連通，連通口位于尿素管道8和噴嘴裝置6之間；旁路控制氣閥93設置在旁路通道92上，旁路控制氣閥93與電子控制單元1連接，電子控制單元1可調(diào)控旁路控制氣閥93的開合。旁路控制氣閥93在關閉的狀態(tài)下，尿素與壓縮空氣在主體管道7內(nèi)混合后通過噴嘴裝置6噴入排氣系統(tǒng)中。而旁路控制氣閥93在開啟的狀態(tài)下，由于旁路通道92的氣壓小于噴嘴裝置6的排氣背壓，所以主體管道7內(nèi)部的壓縮空氣將內(nèi)部殘留的與壓縮空氣混合的尿素從旁路通道92中排出，避免讓過量的尿素隨壓縮空氣噴入排氣系統(tǒng)中。
[0044]為了避免將過量的尿素排入外界大氣中，本實施例中進一步采用了改進的管道結(jié)構(gòu)。如圖5所示，將旁路通道92與尿素貯存裝置3連通，主體管道7內(nèi)殘留的尿素隨壓縮空氣回收至尿素貯存裝置3中以供下次使用。
[0045]以下結(jié)合圖6的波形詳細說明本實用新型裝置的工作流程。當電子控制單元1采集內(nèi)燃機引擎及其排氣系統(tǒng)的參數(shù)時計算出需要向排氣系統(tǒng)內(nèi)輸入的尿素目標供給量及其起止時間。起止時間包括起始時間點和終止時間點。
[0046]參閱圖6中的第一個方波，旁路控制氣閥93處于關閉狀態(tài)，在起始時間點時計量泵/閥5向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，尿素經(jīng)過與壓縮空氣的混合后進入噴嘴裝置6后噴入排氣系統(tǒng)中，而由于尿素流動及混合的過程造成一定程度上的延遲，尿素噴入的時間點與起始時間點相比存在滯后；在終止時間點處，電子控制單元1打開旁路控制氣閥93，由于噴嘴裝置6的排氣背壓大于旁路通道92，所以壓縮空氣將主體管道7內(nèi)部殘留的尿素吹掃至旁路通道92內(nèi)加以回收，使得在終止時間點滯后沒有尿素噴入排氣系統(tǒng)中，避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。
[0047]參閱圖6中的第二個方波，于起始時間點時計量泵/閥5照常向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，同時關閉旁路控制氣閥93。由于主體管道7內(nèi)部殘留的尿素均已回收，所以起始時間點處會因常規(guī)的尿素供給作業(yè)導致尿素噴入時間點的滯后。而在終止時間點處，電子控制單元1打開旁路控制氣閥93，壓縮空氣將主體管道7內(nèi)部殘留的尿素吹掃至旁路通道92內(nèi)加以回收。
[0048]參閱圖6中的第三個方波，該方波表示內(nèi)燃機引擎的工況突然發(fā)生變化導致尿素目標供給量下降的情況。由于始終保持在上一次終止時間點處回收主體管道7內(nèi)部殘留的尿素，所以在特殊工況的起始時間點時關閉旁路控制氣閥93并不會導致實施例1中尿素噴入過量的情況，尿素的供給仍然與上兩個方波中一樣保持一定的滯后。在終止時間點處，電子控制單元1打開旁路控制氣閥93，壓縮空氣將主體管道7內(nèi)部殘留的尿素吹掃至旁路通道92內(nèi)加以回收。
[0049]以上可知，本實施例中尿素噴入排氣系統(tǒng)的時間不會晚于終止時間，而在起始時間點處會存在少量的不足。相比與圖12可知，本實用新型通過控制氣閥91來調(diào)控尿素實際供給量可改善尿素供給過量的缺陷，在低成本的方式下使其符合更高的排放標準，但是其尿素實際供給量不足的程度高于上述實施例1，而尿素實際供給量過量的程度卻優(yōu)于上述實施例1。因此將實施例1與實施例2的技術(shù)內(nèi)容相結(jié)合，提出了更優(yōu)的實施例3。
[0050]實施例3
[0051]圖7顯示的是本實施例中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。其中，尿素控制裝置9包括一個控制氣閥91、旁路通道92和旁路控制氣閥93?？刂茪忾y91設置在主體管道7上，位于尿素管道8和噴嘴裝置6之間。旁路通道92與主體管道7連通，連通口位于尿素管道8和噴嘴裝置6之間；旁路控制氣閥93設置在旁路通道92上?？刂茪忾y91和旁路控制氣閥93分別與電子控制單元1連接，電子控制單元1可調(diào)控控制氣閥91及旁路控制氣閥93的開合。
[0052]以下結(jié)合圖8的波形詳細說明本實用新型裝置的工作流程。當電子控制單元1采集內(nèi)燃機引擎及其排氣系統(tǒng)的參數(shù)時計算出需要向排氣系統(tǒng)內(nèi)輸入的尿素目標供給量及其起止時間。起止時間包括起始時間點和終止時間點。
[0053]參閱圖8中的第一個方波，旁路控制氣閥93始終處于關閉狀態(tài)，在起始時間點時計量泵/閥5向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，尿素經(jīng)過與壓縮空氣的混合后進入噴嘴裝置6后噴入排氣系統(tǒng)中，由于不可避免的延遲造成尿素噴入的時間點與起始時間點相比存在滯后。在終止時間點處，電子控制單元1關閉控制氣閥91，使得主體管道7的通路被關閉，導致噴嘴裝置6處的壓縮空氣流速為零，尿素無法隨壓縮空氣進入噴嘴裝置6，使得在終止時間點滯后沒有尿素噴入排氣系統(tǒng)中，避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。此時，旁路控制氣閥93處于關閉狀態(tài)，殘留的尿素則保留在主體管道7內(nèi)。
[0054]參閱圖8中的第二個方波，旁路控制氣閥93始終處于關閉狀態(tài)，于起始時間點時計量泵丨閥5照常向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，同時打開控制氣閥91選通主體管道7。上一個方波內(nèi)殘留于主體管道7內(nèi)的尿素隨壓縮空氣輸入噴嘴裝置6，隨后經(jīng)過噴嘴裝置6噴入排氣系統(tǒng)中，該過程正好彌補了第二個方波內(nèi)常規(guī)尿素噴入滯后造成的尿素供給不足。而在終止時間點處，電子控制單元1關閉控制氣閥91避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。
[0055]參閱圖8中的第三個方波，當內(nèi)燃機引擎的工況突然發(fā)生變化導致尿素目標供給量下降。在起始時間點時打開控制氣閥91，同時打開旁路控制氣閥93。由于噴嘴裝置6的排氣背壓的作用，上一個方波內(nèi)殘留于主體管道7內(nèi)部的尿素從旁路通道92中排出并回收。經(jīng)過短暫的回收之后關閉旁路控制氣閥93，由尿素貯存裝置3輸送的液態(tài)的尿素與壓縮空氣混合后進入噴嘴裝置6，雖然會存在一定程度的滯后，但是克服了實施例1中因工況發(fā)生變化導致噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量的缺陷。在終止時間點處，電子控制單元1關閉控制氣閥91避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。以上可知，本實施例中尿素噴入排氣系統(tǒng)的時間不會晚于終止時間，而在起始時間點處會存在少量的不足，但相比于實施例2有了明顯的改善。
[0056]實施例4
[0057]雖然上述實施例均明顯提高了尿素實際供給量的調(diào)控效果，但是由于會阻斷輸入噴嘴裝置6的壓縮空氣，會使得噴嘴裝置6中的尿素沉積，并且在排氣系統(tǒng)的高溫環(huán)境中發(fā)生凝結(jié)，造成噴嘴裝置6發(fā)生堵塞。為了更適于工業(yè)實現(xiàn)及應用，最優(yōu)的實施例4給出了解決上述缺陷的技術(shù)方案。
[0058]圖9顯示的是本實施例中調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置的結(jié)構(gòu)圖。其中，尿素控制裝置9包括一個三通閥94和支路氣道95 ；三通閥94設置在壓縮空氣控制裝置4與通孔之間的主體管道7上，三通閥94的輸入口和第一輸出口分別與壓縮空氣控制裝置4和主體管道7連通，第二輸出口與支路氣道95的一端連通，支路氣道95的另一端與主體管道7連通，連通口位于尿素管道8和噴嘴裝置6之間；三通閥94與電子控制單元1連接，電子連接單元1控制三通閥94的選通方式。當壓縮空氣控制裝置4與主體管道7連通時，壓縮空氣氣源裝置2輸出的壓縮空氣充入主體管道7內(nèi)與尿素混合，常規(guī)地向排氣系統(tǒng)中噴入尿素。當壓縮空氣控制裝置4與支路氣道95連通時，壓縮空氣氣源裝置2輸出的壓縮空氣從支路氣道95后直接輸入噴嘴裝置6中。
[0059]以下結(jié)合圖10的波形詳細說明本實用新型裝置的工作流程。當電子控制單元1采集內(nèi)燃機引擎及其排氣系統(tǒng)的參數(shù)時計算出需要向排氣系統(tǒng)內(nèi)輸入的尿素目標供給量及其起止時間。起止時間包括起始時間點和終止時間點。
[0060]參閱圖10中的第一個方波，電子控制單元1調(diào)控三通閥94使得壓縮空氣控制裝置4與主體管道7連通，在起始時間點時計量泵/閥5向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，尿素經(jīng)過與壓縮空氣的混合后進入噴嘴裝置6后噴入排氣系統(tǒng)中，由于不可避免的延遲造成尿素噴入的時間點與起始時間點相比存在滯后。在終止時間點處，電子控制單元1調(diào)控三通閥94使得壓縮空氣控制裝置4與支路氣道95連通，壓縮空氣繞過主體管道7直接輸入噴嘴裝置6中，噴嘴裝置6向排氣系統(tǒng)中噴入的是不混合有尿素的壓縮空氣，避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量，也保持噴嘴裝置6始終保持吹掃狀態(tài)避免發(fā)生堵塞。此時由于計量泵/閥5停止輸送尿素，主體管道7內(nèi)沒有殘留的尿素已與壓縮空氣混合，在沒有氣壓差的前提下不會下沉進入噴嘴裝置6造成尿素過量，殘留的尿素均保留在主體管道7內(nèi)。
[0061]參閱圖10中的第二個方波，于起始時間點時計量泵/閥5照常向主體管道7內(nèi)輸送液態(tài)的尿素，同時電子控制單元1調(diào)控三通閥94使得壓縮空氣控制裝置4與主體管道7連通。上一個方波內(nèi)殘留于主體管道7內(nèi)的尿素隨壓縮空氣輸入噴嘴裝置6，隨后經(jīng)過噴嘴裝置6噴入排氣系統(tǒng)中，該過程正好彌補了第二個方波內(nèi)常規(guī)尿素噴入滯后造成的尿素供給不足。而在終止時間點處，電子控制單元1調(diào)控三通閥94使得壓縮空氣控制裝置4與支路氣道95連通，壓縮空氣繞過主體管道7直接輸入噴嘴裝置6中，避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。
[0062]參閱圖10中的第三個方波，當內(nèi)燃機引擎的工況突然發(fā)生變化導致尿素目標供給量下降。在起始時間點時，電子控制單元1按一定頻率調(diào)控三通閥94使得壓縮空氣控制裝置4與主體管道7及支路氣道95之間來回連通，向主體管道7內(nèi)間歇性地吹入壓縮空氣，避免因上次方波內(nèi)殘留的尿素較多造成如實施例1中噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量的情況。在終止時間點處，電子控制單元1調(diào)控三通閥94使得壓縮空氣控制裝置4與支路氣道95連通，壓縮空氣繞過主體管道7直接輸入噴嘴裝置6中，避免噴入排氣系統(tǒng)的尿素過量。
[0063]以上可知，本實施例中尿素噴入排氣系統(tǒng)的時間不會晚于終止時間，在首次工作時的起始時間點處會存在少量的不足。相比于上述實施例1至實施例3以及現(xiàn)有技術(shù)可知，本實用新型創(chuàng)新地在主體管道7旁開設了一條支路氣道，采用三通閥來切換噴嘴裝置6噴射的尿素量，實現(xiàn)調(diào)控尿素實際供給量克服了尿素供給過量的缺陷，同時避免噴嘴裝置6發(fā)生堵塞。本實施例以低成本的方式進行改進，使得原有排氣系統(tǒng)符合更高的排放標準。
[0064]本實用新型的保護內(nèi)容包括但不僅限于上述4個實施例，本領域技術(shù)人員基于本實用新型構(gòu)思能夠想到的變化均包括在本實用新型的保護內(nèi)容中。本實用新型的保護內(nèi)容還包括上述4個實施例的任意組合。例如在實施例4中引入實施例2的旁路通道92和旁路控制氣閥93，在實施例4中結(jié)合實施例3中關于旁路通道92和旁路控制氣閥93的調(diào)控，進一步回收主體管道7內(nèi)殘留的尿素。
[0065]參閱圖11，在本發(fā)明的另一個【具體實施方式】中，原三通閥94被替換為未設置管道選通機構(gòu)的三通管道，從壓縮空氣控制裝置4輸出的壓縮空氣同時進入主體管道7和支路氣道95。在所述主體管道7上位于支路氣道95和尿素管道8的接入點之間設置控制氣閥91，控制氣閥91與電子控制單元1連接，電子控制單元1通過調(diào)節(jié)控制氣閥91的開合狀態(tài)來調(diào)節(jié)主體管道7內(nèi)壓縮空氣的流通和關斷。該【具體實施方式】中通過保持支路氣道95始終有壓縮空氣流動，避免主體管道7和支路氣道95的結(jié)合處出現(xiàn)尿素液體佇留。
[0066]當控制氣閥91開啟時，壓縮空氣同時進入主體管道7和支路氣道95，一部分壓縮空氣與主體管道7內(nèi)的尿素混合后進入噴嘴裝置6，另一部分壓縮空氣通過支路氣道95后進入噴嘴裝置6，由噴嘴裝置6噴入將尿素吹入排氣系統(tǒng)；當控制氣閥91關閉時壓縮空氣停止進入主體管道7，壓縮空氣僅通過支路氣道95進入噴嘴裝置6，由于支路氣道95始終有壓縮空氣流動，因此支路氣道95與主體管道7的結(jié)合處佇留的尿素液體被壓縮空氣通過支路氣道95吹掃至排氣系統(tǒng)。
[0067]本實用新型的保護內(nèi)容不局限于以上實施例。在不背離實用新型構(gòu)思的精神和范圍下，本領域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本實用新型中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，包括電子控制單元(I)、壓縮空氣氣源裝置(2)、尿素貯存裝置(3)、壓縮空氣控制裝置(4)、計量泵/閥(5)、噴嘴裝置(6)、主體管道(7)和尿素管道(8);所述電子控制單元(I)與所述排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機引擎連接；所述壓縮空氣氣源(2)與所述主體管道(7)連通；所述壓縮空氣控制裝置(4)設置在所述壓縮空氣氣源(2)與所述主體管道(7)的連通處，所述壓縮空氣控制裝置(4)與所述電子控制單元(I)連接；所述主體管道(7)的中部開設一個通孔，所述尿素管道(8)的兩端分別與所述尿素貯存裝置(3)和所述通孔連通，所述尿素管道(8)上設置所述計量泵/閥(5)，所述計量泵/閥(5)與所述電子控制單元⑴連接；所述主體管道(7)的輸出口伸入所述排氣系統(tǒng)中，所述主體管道(7)的輸出口上設置所述噴嘴裝置￠);其特征在于，還包括尿素調(diào)控裝置(9)，其設置在所述主體管道(7)上且與所述電子控制單元(I)連接； 所述尿素調(diào)控裝置(9)被設置為:當調(diào)控尿素進入排氣系統(tǒng)時，使所述壓縮空氣進入所述主體管道(7)，以使得所述主體管道(7)中的尿素被壓縮空氣送入所述噴嘴裝置(6)，從而以噴霧狀噴入所述排氣系統(tǒng)內(nèi)部； 當調(diào)控尿素停止進入所述排氣系統(tǒng)時，使所述壓縮空氣不通過所述主體管道(7)而進入所述噴嘴裝置(6)，以使得所述主體管道(7)中的尿素不被送入所述噴嘴裝置(6)從而停止進入所述排氣系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，其特征在于，所述尿素調(diào)控裝置(9)包括三通閥(94)和支路氣道(95);所述三通閥(94)的輸入口與所述壓縮空氣控制裝置(4)連通，第一輸出口與所述主體管道(7)連通，第二輸出口與所述支路氣道(95)的一端連通；所述支路氣道(95)的另一端與所述主體管道(7)的鄰近所述噴嘴裝置(6)處連通；所述三通閥(94)與所述電子控制單元(I)連接； 當調(diào)控尿素進入排氣系統(tǒng)時，所述三通閥(94)連通所述壓縮空氣氣源(2)和所述主體管道(7)，使所述壓縮空氣進入所述主體管道(7); 當調(diào)控尿素停止進入所述排氣系統(tǒng)時，所述三通閥(94)連通所述壓縮空氣氣源(2)和所述支路氣道(95)，使所述壓縮空氣通過所述支路氣道(95)而進入所述噴嘴裝置(6)。
3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，其特征在于， 所述尿素調(diào)控裝置(9)被設置為:當調(diào)控尿素停止進入所述排氣系統(tǒng)時，使所述壓縮空氣改變?yōu)椴贿M入所述噴嘴裝置出)，以使得尿素不被送入所述噴嘴裝置(6)從而停止進入所述排氣系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，其特征在于，所述尿素調(diào)控裝置(9)包括一個控制氣閥(91)，所述控制氣閥(91)設置在所述主體管道(7)的鄰近所述噴嘴裝置(6)處；所述控制氣閥(91)與所述電子控制單元(I)連接，通過調(diào)節(jié)所述控制氣閥(91)開啟或關閉令所述主體管道(7)與所述噴嘴裝置(6)之間連通或關斷。
5.如權(quán)利要求3或4所述的調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，其特征在于，所述尿素調(diào)控裝置(9)進一步包括一個旁路通道(92)和旁路控制氣閥(93);所述旁路通道(92) —端與所述主體管道(7)連通，另一端與外界大氣環(huán)境連通；所述旁路控制氣閥(93)設置在所述旁路通道(92)上，所述旁路控制氣閥(93)與所述電子控制單元(I)連接，通過開啟所述旁路控制氣閥(93)使壓縮空氣通過所述旁路通道(92)進入外界大氣環(huán)境，通過關閉所述旁路氣閥(93)使得所述壓縮空氣進入所述噴嘴裝置(6)。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，其特征在于，所述旁路通道(92) —端與所述主體管道(7)之間的連通口位于所述控制氣閥(91)的上游；通過關閉所述控制氣閥(91)及開啟所述旁路控制氣閥(93)使壓縮空氣進入所述旁路通道(92)，通過開啟所述控制氣閥(91)及關閉所述旁路氣閥(93)使得壓縮空氣進入所述噴嘴裝置⑶。
7.如權(quán)利要求5所述的調(diào)控進入排氣系統(tǒng)的尿素實際供給量的裝置，其特征在于，所述旁路通道(92)的另一端改變?yōu)榕c所述尿素貯存裝置(3)連通，通過開啟所述旁路控制氣閥(93)使壓縮空氣通過所述旁路通道(92)進入所述尿素貯存裝置(3)。
【文檔編號】F01N9/00GK204225973SQ201420627394
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】金有純 申請人:金有純