專利名稱：恒壓型計量噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油車尾氣后處理凈化系統(tǒng)，尤其涉及一種恒壓型計量噴射系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，車輛尾氣凈化系統(tǒng)也日益倍受機(jī)動車制造商的 關(guān)注，其中柴油機(jī)尾氣后處理裝置作為柴油車的一個重要組成部分，各種技術(shù)路線也逐漸 成熟?，F(xiàn)已知，通過選擇性催化還原技術(shù)(SCR)減少內(nèi)燃機(jī)尤其是柴油機(jī)尾氣中的氮氧 化物是一種普遍的技術(shù)路線，即將還原劑(尿素水溶液)經(jīng)過霧化定量噴射進(jìn)排氣管路，并 通過SCR催化劑將廢氣中的主要有害氣體NOX轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退懦?，達(dá)到尾氣凈化的目的。現(xiàn)有技術(shù)中，SCR技術(shù)一般都是通過一泵電機(jī)組件將還原劑輸送給計量噴射裝置， 計量噴射裝置通過精確計量將還原劑噴射到混合腔中，在混合腔中通過高速氣流攪拌混 合，并形成懸浮液送到噴嘴實現(xiàn)霧化，在計量噴射過程中計量噴射的精確控制是尾氣后處 理的關(guān)鍵技術(shù)，因為還原劑噴射過多一方面會導(dǎo)致還原劑的浪費(fèi)，另一方面會造成反應(yīng)不 均勻，甚至氨泄露，形成二次污染；而還原劑噴射過少則反應(yīng)不充分，達(dá)不到良好的凈化效果。在噴射過程中，計量噴射裝置下游的壓力會出現(xiàn)變化，進(jìn)而引起計量噴射裝置上 游和下游的壓差變化，如果不調(diào)整計量噴射裝置的開啟時間長短，會引起噴射量變化。現(xiàn) 有技術(shù)中為了達(dá)到精確噴射的效果，往往在計量噴射裝置的上游和下游各設(shè)置一壓力傳感 器，通過壓差和脈寬控制來準(zhǔn)確控制噴射量，即形成了噴射量隨噴射裝置上游和下游的壓 差和打開脈沖時間長短的函數(shù)，即Q = F(AP，t)，其中Q代表噴射總量，ΔP代表計量噴射 裝置上游和下游的壓力差，t代表打開脈沖的時間，這種結(jié)構(gòu)下，由于受到兩個變數(shù)的影響， 控制較困難，精度較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種恒壓型計量噴射系統(tǒng)， 本發(fā)明設(shè)計巧妙、控制方便，成本較低，并能達(dá)到精確的控制精度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種恒壓型計量噴射系統(tǒng)，包括儲液箱、泵電機(jī) 組件、計量噴射裝置和混合腔，所述儲液箱、泵電機(jī)組件、計量噴射裝置和混合腔依次管路 連接，所述恒壓型計量噴射系統(tǒng)還包括壓力調(diào)節(jié)閥，所述壓力調(diào)節(jié)閥串聯(lián)在所述泵電機(jī)組 件和所述計量噴射裝置之間，或者，所述壓力調(diào)節(jié)閥和所述計量噴射裝置并聯(lián)在所述泵電 機(jī)組件的下游。所述壓力調(diào)節(jié)閥包括膜片和設(shè)置在膜片兩側(cè)的彈性元件和活動柱，所述膜片將所 述壓力調(diào)節(jié)閥分成相互封閉的第一腔和第二腔，所述彈性元件設(shè)置在第一腔中，一端通過 壓緊板抵靠所述膜片，另一端固定連接所述壓力調(diào)節(jié)閥第一腔內(nèi)遠(yuǎn)離所述膜片的一端；所述活動柱靠近所述膜片的一端通過其上端一體設(shè)置的端板抵靠所述膜片，所述活動柱另一 端抵靠所述壓力調(diào)節(jié)閥第二腔內(nèi)遠(yuǎn)離所述膜片的一端，壓力調(diào)節(jié)閥通過自動調(diào)節(jié)能夠有效 穩(wěn)定第一腔和第二腔內(nèi)的壓力差。較佳地，所述壓力調(diào)節(jié)閥通過第二腔分別與所述泵電機(jī)組件和所述計量噴射裝置 管路連通。較佳地，所述壓力調(diào)節(jié)閥第二腔內(nèi)遠(yuǎn)離所述膜片的一端設(shè)置一回流口，所述回流 口通過所述活動柱封閉，所述壓力調(diào)節(jié)閥與所述儲液箱管路連通，所述管路的一端設(shè)置在 所述儲液箱內(nèi)還原劑液面上側(cè)，所述管路的另一端通過所述回流口與所述壓力調(diào)節(jié)閥第二 腔連通，此管路可以平衡第一腔和第二腔內(nèi)的壓力差。較佳地，所述壓力調(diào)節(jié)閥第一腔與所述混合腔管路連通，形成氣壓反饋管路。較佳地，所述壓力調(diào)節(jié)閥與所述計量噴射裝置之間串聯(lián)一壓力傳感器，可以感應(yīng) 該管路中的液壓壓力。更佳地，所述壓力調(diào)節(jié)閥外周設(shè)置一電磁線圈，所述電磁線圈通電后即可產(chǎn)生磁 場力，所述活動柱在磁場力的作用下打開回流孔，在噴射前可以排空回流管路中的空氣。所述泵電機(jī)組件、電磁線圈、壓力傳感器以及計量噴射裝置分別電路連接計量控 制單元(DCU)本發(fā)明具有如下有益效果通過恒定計量噴射裝置上游和下游的壓力差，噴射量 僅需通過控制劑量噴射裝置的脈寬(開啟時間t)來控制，即Q = F(t)，本發(fā)明設(shè)計巧妙，控 制精確，簡單方便。


圖1是本發(fā)明恒壓型計量噴射系統(tǒng)優(yōu)選實施例控制圖。圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例中壓力調(diào)節(jié)閥立體圖。圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例中壓力調(diào)節(jié)閥剖視圖。圖4是本發(fā)明恒壓型計量噴射系統(tǒng)實施例二控制示意圖。圖5是本發(fā)明實施例二中壓力調(diào)節(jié)閥立體圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細(xì)說明。其中，圖1-圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例。如圖1所示，本發(fā)明涉及一種恒壓型計量噴射系統(tǒng)，包括儲液箱1、泵電機(jī)組件2、 壓力調(diào)節(jié)閥3、過濾器4、計量噴射裝置5和混合腔6，所述儲液箱1、泵電機(jī)組件2、壓力調(diào)節(jié) 閥3、過濾器4、計量噴射裝置5和混合腔6依次串聯(lián)管路連接，儲液箱內(nèi)存有還原劑(尿素 水溶液)，泵電機(jī)組件2將還原劑通過管路7-1泵送到壓力調(diào)節(jié)閥3內(nèi)，過濾器4對還原劑 起濾清作用，計量噴射元件5對還原劑進(jìn)行計量噴射，混合腔6管路串聯(lián)壓縮氣源21，在混 合腔6中壓縮氣源21形成的高速氣流對噴射出的還原劑進(jìn)行攪拌混合，并形成懸浮液送到 噴嘴實現(xiàn)霧化，并經(jīng)噴嘴22排放到排氣管23內(nèi)進(jìn)行選擇性催化還原反應(yīng)。所述泵電機(jī)組件2為現(xiàn)有技術(shù)中常見的膜片泵或電磁泵。如圖2，圖3所示，所述壓力調(diào)節(jié)閥3包括膜片8和分別設(shè)置在膜片上下兩側(cè)的彈性元件9和活動柱10，所述膜片8將所述壓力調(diào)節(jié)閥3分成相互封閉的第一腔11和第二 腔12，所述彈性元件9設(shè)置在第一腔11內(nèi)，其一端固定連接壓緊板19，所述壓緊板19抵靠 膜片8，所述彈性元件9的另一端固定連接所述壓力調(diào)節(jié)閥3第一腔11的頂面；所述活動 柱10上部一體形成端板14，所述端板14抵靠所述膜片8，所述活動柱10端抵靠所述壓力 調(diào)節(jié)閥3第二腔12的底部；壓緊板19和活動柱10的端板14通過膜片8隔開，并形成相互 封閉的第一腔11和第二腔12，所述壓緊板19和活動柱10可以分別在第一腔11和第二腔 12內(nèi)相互移動。所述活動柱10由導(dǎo)磁且耐尿素溶液腐蝕的金屬材料制成，或在導(dǎo)磁金屬材料上 鍍防尿素腐蝕的涂層，如特氟隆等。所述壓力調(diào)節(jié)閥3底部設(shè)置一回流口 13，壓力調(diào)節(jié)閥第二腔12通過回流口 13和 管路7-2與所述儲液箱連通，管路7-2的另一端設(shè)置在所述儲液箱內(nèi)還原劑液面上側(cè)，在靜 止?fàn)顟B(tài)下，所述活動柱10在彈性元件9的作用下封閉所述回流口 13。如圖1-圖3所示，本優(yōu)選實施例中，所述壓力調(diào)節(jié)閥3側(cè)壁上設(shè)置進(jìn)液口 16和出 液口 17，所述進(jìn)液口 16和出液口 17連通所述第二腔12，所述壓力調(diào)節(jié)閥3通過進(jìn)液口 16 與所述泵電機(jī)組件2管路連通，所述壓力調(diào)節(jié)閥3通過出液口 17與所述計量噴射裝置5管 路連通，這樣計量噴射裝置5上游的液壓P1與第二腔12內(nèi)的液壓形成反饋系統(tǒng)。所述壓力調(diào)節(jié)閥3第一腔11的側(cè)壁上還設(shè)置壓力反饋口 18，所述壓力調(diào)節(jié)閥第一 腔11與混合腔6通過壓力反饋口 18和管路7-3連通，這樣混合腔6內(nèi)的氣壓P2與第一腔 11內(nèi)的氣壓形成氣壓反饋。較佳地，所述壓力調(diào)節(jié)閥3與所述計量噴射裝置5之間串聯(lián)一壓力傳感器25，所述 壓力傳感器25用于感應(yīng)管路7-4內(nèi)的液壓壓力，即圖1中P1的壓力。更佳地，所述計量噴射裝置5外周設(shè)置有一電磁線圈24，所述電磁線圈24電連接 所述計量控制單元15，通過電路控制形成磁場，所述活動柱10受磁場力作用上下活動，進(jìn) 而打開或關(guān)閉所述回流口 13。圖中線路部分實線表示管路，虛線表示電路；所述泵電機(jī)組件2、電磁線圈24、壓 力傳感器25以及計量噴射裝置5分別電路連接計量控制單元15 (DCU)。本發(fā)明恒壓型計量噴射系統(tǒng)控制原理如下如圖1、圖2所示，首先通過對電磁線圈24進(jìn)行通電，所述活動柱10在電磁力的作 用下打開回流孔13，通過氣流泵送完成管路7-2的排空，控制系統(tǒng)接收到噴射信號時，通過 斷電關(guān)閉回流孔13，同時泵電機(jī)組件2開始工作，將儲液箱1內(nèi)的還原劑泵送到壓力調(diào)節(jié) 閥3中的第二腔12內(nèi)，由于回流孔13未打開，第二腔12及管路7-4內(nèi)的壓力會持續(xù)增加， 當(dāng)計量噴射裝置5接收到噴射信號時開始噴射，此時計量噴射裝置5上游的液壓與混合腔 6內(nèi)的氣壓會形成一個壓力差ΔP。同時，在還原劑泵送過程中，如果壓力調(diào)節(jié)閥3第二腔12內(nèi)壓強(qiáng)大于第一腔11內(nèi) 壓強(qiáng)時，壓強(qiáng)會抵抗彈性元件9的彈力，膜片8帶動活動柱10上移，此時回流孔13被打開， 由于管路7-2內(nèi)已經(jīng)排空，因此第二腔12內(nèi)的還原劑在壓力作用下回流到儲液箱1，持續(xù)回 流也減小了第二腔12內(nèi)壓力，直到第二腔12內(nèi)壓強(qiáng)等于第一腔11內(nèi)壓強(qiáng)時，活動柱10自 動封閉回流孔13，此時第一腔和第二腔內(nèi)的壓強(qiáng)形成一個等式P1XA1 = P2X Α2+Κ X X
P1-第二腔12內(nèi)的還原劑對膜片8形成的壓力P2-第-腔11內(nèi)的還原劑對膜片8形成的壓力A1-第二腔12內(nèi)膜片8受壓面積A2-第一腔11內(nèi)膜片8受壓面積K-彈性元件9的彈簧剛度X-彈性元件9的彈簧預(yù)變形量由于A1J2、F3和K、X為定值，所以P1-P2為定值。由于壓力調(diào)節(jié)閥第一腔11與混合腔6通過管路7-3連通，第二腔12與計量噴射 裝置5通過管路7-4連通，所以計量噴射裝置5上游的液壓與混合腔6內(nèi)的氣壓形成的壓 力差ΔΡ即為P1-P2值，因此，壓力調(diào)節(jié)閥3通過自動調(diào)節(jié)穩(wěn)定了計量噴射裝置5噴射時的 壓力差，只需要改變彈性元件9的彈性系數(shù)來設(shè)置不同的壓力差。因此整個噴射系統(tǒng)僅需要通過控制脈寬(即噴射時長)來控制單位時間內(nèi)的噴射 量，達(dá)到精確控制效果。同時，通過壓力傳感器25感應(yīng)到的P1值也可以預(yù)測整個系統(tǒng)內(nèi)管路的結(jié)晶堵塞 狀況，即通過D⑶顯示，如果P1值過大，由于Δ P恒定，則可以預(yù)測計量噴射裝置5下游的 壓力P2值過高，即計量噴射裝置5下游的管路或混合腔6內(nèi)可能出現(xiàn)結(jié)晶堵塞現(xiàn)象，可以 采取相應(yīng)的清潔措施，防止堵塞影響噴射效果和“大背壓”環(huán)境下?lián)p壞管路系統(tǒng)。圖4、圖5是本發(fā)明實施例二示意圖，所述壓力調(diào)節(jié)閥3和所述計量噴射裝置5并 聯(lián)在所述泵電機(jī)組件2下游的管路上，所述壓力調(diào)節(jié)閥3為三孔結(jié)構(gòu)，即將上述優(yōu)選實施例 中連接第二腔12的進(jìn)液口 16和出液口 17合并為液壓調(diào)節(jié)入口 20，所述管路7-1直接和 計量噴射裝置5上游的管路7-4連通，形成三通管道，即，所述壓力調(diào)節(jié)閥第二腔12通過液 壓調(diào)節(jié)入口 20分別與管路7-1和管路7-4連通，此控制方式能形成計量噴射裝置5上游的 液壓P1和所述第二腔12內(nèi)的液壓形成反饋，其它結(jié)構(gòu)與上述優(yōu)選實施例一樣，控制原理一 樣，并能達(dá)到同樣的控制效果，在此不再贅述。綜上，本發(fā)明恒壓型計量噴射系統(tǒng)設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，不需要使用多 個壓力傳感器，節(jié)省成本，通過壓力調(diào)節(jié)閥的設(shè)置穩(wěn)定計量噴射裝置上游和下游的壓力差， 僅需要控制劑量噴射裝置的脈寬(噴射間隔)來控制噴射量，達(dá)到精確控制的效果，同時可 以探測管路的結(jié)晶狀況。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍，因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的 而非限制性的。
權(quán)利要求
1.恒壓型計量噴射系統(tǒng)，包括儲液箱、泵電機(jī)組件、計量噴射裝置和混合腔，所述儲液 箱、泵電機(jī)組件、計量噴射裝置和混合腔依次管路連接，其特征在于所述恒壓型計量噴射 系統(tǒng)還包括壓力調(diào)節(jié)閥，所述壓力調(diào)節(jié)閥串聯(lián)在所述泵電機(jī)組件和所述計量噴射裝置之 間，或者，所述壓力調(diào)節(jié)閥和所述計量噴射裝置并聯(lián)在所述泵電機(jī)組件的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調(diào)節(jié)閥包括膜 片和設(shè)置在膜片兩側(cè)的彈性元件和活動柱，所述膜片將所述壓力調(diào)節(jié)閥分成相互封閉的第 一腔和第二腔，所述彈性元件設(shè)置在第一腔中，一端抵靠所述膜片，另一端固定連接所述壓 力調(diào)節(jié)閥第一腔遠(yuǎn)離所述膜片的一端；所述活動柱一端抵靠所述膜片，所述活動柱另一端 抵靠所述壓力調(diào)節(jié)閥第二腔內(nèi)遠(yuǎn)離所述膜片的一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調(diào)節(jié)閥第二腔 內(nèi)遠(yuǎn)離所述膜片的一端設(shè)置一回流口，所述回流口通過所述活動柱封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調(diào)節(jié)閥與所述 儲液箱管路連通，所述管路的一端設(shè)置在所述儲液箱內(nèi)還原劑液面上側(cè)，所述管路的另一 端通過所述回流口與所述壓力調(diào)節(jié)閥第二腔連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所述彈性元件通過壓緊 板抵靠所述膜片，所述活動柱通過其上部一體設(shè)置的端板抵靠所述膜片，所述壓緊板和端 板可以分別在所述第一腔和第二腔內(nèi)上下滑動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所述壓力 調(diào)節(jié)閥第一腔與所述混合腔管路連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所述壓力 調(diào)節(jié)閥通過第二腔分別與所述泵電機(jī)組件和所述計量噴射裝置管路連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調(diào)節(jié)閥和所述 計量噴射裝置之間串聯(lián)一壓力傳感器。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)利要求所述的恒壓型計量噴射系統(tǒng)，其特征在于所 述壓力調(diào)節(jié)閥外周設(shè)置一電磁線圈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種恒壓型計量噴射系統(tǒng)，包括儲液箱、泵電機(jī)組件、計量噴射裝置和混合腔，所述儲液箱、泵電機(jī)組件、計量噴射裝置和混合腔依次管路連接，所述恒壓型計量噴射系統(tǒng)還包括壓力調(diào)節(jié)閥，所述壓力調(diào)節(jié)閥串聯(lián)在所述泵電機(jī)組件和所述計量噴射裝置之間，或者，所述壓力調(diào)節(jié)閥和所述計量噴射裝置并聯(lián)在所述泵電機(jī)組件的下游，本發(fā)明設(shè)計巧妙，控制精確，簡單方便，通過恒定計量噴射裝置上游和下游的壓力差，噴射量僅需通過控制劑量噴射裝置的脈寬(開啟時間t)來控制。
文檔編號F01N9/00GK102116188SQ20101023230
公開日2011年7月6日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者郝慶軍 申請人:蘇州派格力減排系統(tǒng)有限公司