CN102297005B - 一种柴油机scr尿素喷射装置 - Google Patents

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Abstract

一种柴油机SCR尿素喷射装置，属于发动机排放净化处理技术领域。其包括混合腔，混合腔上设置气源进口、尿素进口和出液管，所述的气源进口上依次管路连接空气稳压阀和空气电磁阀，所述的尿素进口上固定设置喷嘴，喷嘴上依次管路连接安全限压阀、齿轮泵、尿素滤清器和尿素罐，所述的出液管尾端连接机械式雾化器，雾化器设置在外部柴油机的排气管上。上述的一种柴油机SCR尿素喷射装置，结构简单，设计合理。通过电磁喷嘴实现尿素水溶液的定量喷射，同时采用空气辅助的方式，将耐尿素腐蚀耐高温的机械式雾化器直接安装在高温的排气管上，提升***的可靠性。

Description

一种柴油机SCR尿素喷射装置
技术领域
本发明属于发动机排放净化处理技术领域，具体涉及一种用于降低柴油机NOx排放的选择性催化还原***(Selective Catalyst Reduction)的尿素定量喷射装置。
背景技术
柴油机自问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等特点，在各种动力装置、船舶和车辆上得到了广泛的应用。针对柴油机的颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx) 两种主要污染物，人们采用各种方法进行净化。其中SCR技术是目前降低柴油机NOx排放的一种非常行之有效的方法。柴油机SCR后处理技术是利用尿素水溶液作为还原剂喷射到柴油机排气中，在废气温度和气流的作用下，尿素经热解和水解反应释放出氨(NH3)，并在一定温度和催化剂作用下，将NOx还原为氮气(N2)和水(H2O)，以达到降低NOx排放的目的。
目前采用的SCR喷射尿素溶液***，尿素电磁喷嘴往往直接安装在排气管上，由于电磁喷嘴属于电子部件，发动机排气温度过高会造成尿素电磁喷嘴的损坏，必须对尿素电磁喷嘴进行冷却。己经公开的技术采用尿素溶液来冷却尿素电磁喷嘴，尿素溶液与电磁喷嘴及排气管换热后，温度必然升高，导致尿素密度变化，影响喷射计量的精度和准确性，要避免这种影响就需要对尿素溶液进行冷却或根据尿素密度变化改变喷射计量。
此外尿素电磁喷嘴往往直接安装在排气管，而柴油机排气压力波动较大，尿素喷射***中缺少稳定尿素电磁喷嘴前管道内压力波的有效措施，导致尿素的喷射量波动大，准确性和稳定性较差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种柴油机SCR尿素喷射装置的技术方案。该喷射装置结构简单、喷射效果好、准确性和稳定性高。
所述的一种柴油机SCR尿素喷射装置，其特征在于包括混合腔，混合腔上设置气源进口、尿素进口和出液管，所述的气源进口上依次管路连接空气稳压阀和空气电磁阀，所述的尿素进口上固定设置喷嘴，喷嘴上依次管路连接安全限压阀、齿轮泵、尿素滤清器和尿素罐，所述的出液管尾端连接机械式雾化器，雾化器设置在外部柴油机的排气管上。
所述的一种柴油机SCR尿素喷射装置，其特征在于所述的安全限压阀一端管路回路连接尿素罐。
所述的一种柴油机SCR尿素喷射装置，其特征在于所述的安全限压阀为机械式限压阀。
所述的一种柴油机SCR尿素喷射装置，其特征在于所述的安全限压阀与喷嘴之间的管路上设置压力传感器。
所述的一种柴油机SCR尿素喷射装置，其特征在于所述的齿轮泵为24V直流电源的无刷电机或步进电机驱动的磁力齿轮泵。
与现有技术相比：1）本发明齿轮泵采用稀土永磁材料的磁力偶合器传递动力，即选用无机械接触地传递扭矩的磁力齿轮泵。其流量直接与泵的转速有关，体积小，重量轻，结构简单，制造维护方便。磁力齿轮泵完全无泄漏，可靠性好，并且可以正反转，对SCR尿素喷射***的“反抽”非常有利。该磁力齿轮泵可以采用24V直流电源的无刷电机或步进电机驱动，控制简易精度高。
2）安全限压阀采用机械式限压阀，结构简单控制容易。安全限压阀将多余的尿素水溶液进行回流以保证流出的尿素水溶液压力始终稳定在设定好的喷嘴喷射所需的压力。
3）电磁喷嘴不直接安装在柴油机排气管上，而是装在混合腔内，这样电磁喷嘴不会直接接触高温排气，无需对电磁喷嘴进行冷却，可靠性相对提高。
4）机械式雾化器是适用于空气辅助方式的高效雾化装置。该雾化器由耐尿素腐蚀的耐热不锈钢制得，没有任何电子部件无需冷却，耐高温可靠性高。
5）采用“双喷嘴”方式，即电磁喷嘴+机械式雾化器的方式实现尿素水溶液的精确喷射和高效雾化。
上述的一种柴油机SCR尿素喷射装置，结构简单，设计合理。通过电磁喷嘴实现尿素水溶液的定量喷射，同时采用空气辅助的方式，将耐尿素腐蚀耐高温的机械式雾化器直接安装在高温的排气管上，提升***的可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-尿素罐、2-尿素滤清器、3-齿轮泵、4-安全限压阀、5-压力传感器、6-喷嘴、7-混合腔、8-排气管、9-空气电磁阀、10-空气稳压阀、11-出液管、12-雾化器。
具体实施方式
以下结合说明书附图来进一步说明本发明。
如图所示，一种柴油机SCR尿素喷射装置包括混合腔7，混合腔7上配合设置气源进口、尿素进口和出液管11。
混合腔7的气源进口上依次管路连接空气稳压阀10和空气电磁阀9。
混合腔7的尿素进口上固定设置了喷嘴6，喷嘴6置于混合腔7的内腔中。喷嘴6上管路连接安全限压阀4，安全限压阀4为机械式限压阀，安全限压阀4的一端同时管路回路连接尿素罐1；安全限压阀4管路连接齿轮泵3，齿轮泵3为24V直流电源的无刷电机或步进电机驱动的磁力齿轮泵；齿轮泵3管路连接尿素滤清器2，尿素滤清器2管路连接尿素罐1。并且在安全限压阀4与喷嘴6之间的管路上设置了压力传感器5。
混合腔7依次连接出液管11和雾化器12，雾化器12安装在外部柴油机的排气管8上，将混合腔7中气源和尿素混合液喷入排气管8中。
为降低成本缩短各部件之间的管路连接，本发明将尿素滤清器2、齿轮泵3、安全限压阀4、压力传感器5、喷嘴6、混合腔7、空气电磁阀4、空气稳压阀10集成到一个小盒内。
工作时，齿轮泵3将尿素罐1内的尿素水溶液经尿素滤清器2泵入安全限压阀4处，并在齿轮泵3至安全限压阀4之间的管路内建立超出尿素水溶液喷射的压力。尿素水溶液在安全限压阀4处进行分流，一部分经回液管流回尿素罐1内，另一部分则流向尿素喷嘴6。安全限压阀4同时起到限压和稳压的作用，保证流向尿素喷嘴6的尿素水溶液压力稳定在所需的喷射压力，同时压力传感器5对该压力进行检测。设置在混合腔7中的喷嘴6在控制器的控制策略下进行恒压定量喷射。柴油车提供的气源经空气电磁阀9和空气稳压阀10后形成稳压气源，之后在混合腔7内与喷嘴6喷入的定量尿素水溶液进行充分混合，二者的混合液经机械式雾化器12喷入排气管8中。

Claims (1)

1.一种柴油机SCR尿素喷射装置，其特征在于包括混合腔（7），混合腔（7）上设置气源进口、尿素进口和出液管（11），所述的气源进口上依次管路连接空气稳压阀（10）和空气电磁阀（9），所述的尿素进口上固定设置喷嘴（6），喷嘴（6）上依次管路连接安全限压阀（4）、齿轮泵（3）、尿素滤清器（2）和尿素罐（1），所述的安全限压阀（4）为机械式限压阀，所述的安全限压阀（4）一端管路回路连接尿素罐（1），所述的安全限压阀（4）与喷嘴（6）之间的管路上设置压力传感器（5），所述的齿轮泵（3）为24V直流电源的无刷电机或步进电机驱动的磁力齿轮泵，所述的出液管（11）尾端连接机械式雾化器（12），雾化器（12）设置在外部柴油机的排气管（8）上。
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