專利名稱：尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柴油車尾氣后處理凈化系統(tǒng)，尤其涉及一種尾氣后處理中變 頻控制噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)動(dòng)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(dòng)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(gè)重要組成部分，各種技術(shù)路線也逐漸 成熟?，F(xiàn)已知，通過(guò)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(guò)霧化定量噴射進(jìn)排氣管路，并 通過(guò)SCR催化劑將廢氣中的主要有害氣體NOX轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退懦觯_(dá)到尾氣凈化的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中，SCR技術(shù)一般都是通過(guò)一泵電機(jī)組件將還原劑輸送給計(jì)量噴射裝置， 計(jì)量噴射裝置通過(guò)精確計(jì)量將還原劑噴射到混合腔中，在混合腔中通過(guò)高速氣流攪拌混 合，并形成懸浮液送到噴嘴實(shí)現(xiàn)霧化，在計(jì)量噴射過(guò)程中計(jì)量噴射的精確控制是尾氣后處 理的關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)檫€原劑噴射過(guò)多一方面會(huì)導(dǎo)致還原劑的浪費(fèi)，另一方面會(huì)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(guò)少則反應(yīng)不充分，達(dá)不到良好的凈化效 果，因此噴射量的精確控制成為SCR系統(tǒng)中急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種尾氣后處理中變頻 控制噴射系統(tǒng)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)，包 括依次管路串聯(lián)的儲(chǔ)液箱、泵電機(jī)組件和計(jì)量閥，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還 包括PID控制器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和所述第二壓 力傳感器分別設(shè)置在所述計(jì)量閥的上游和下游，所述PID控制器分別電連接所述第一壓力 傳感器和所述泵電機(jī)組件。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括泵控制單元(P⑶)，所述泵控 制單元分別電連接所述第二壓力傳感器、所述PID控制器和所述計(jì)量閥。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括穩(wěn)壓腔，所述穩(wěn)壓腔串聯(lián)在 所述泵電機(jī)組件和所述計(jì)量閥之間。較佳地，所述穩(wěn)壓腔包括腔膜片，所述腔膜片將所述穩(wěn)壓腔分為空氣腔和液體腔， 所述穩(wěn)壓腔通過(guò)液體腔與所述泵電機(jī)組件和所述計(jì)量閥連通。更佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括排空回路，所述排空回路一 端連通所述泵電機(jī)組件和所述穩(wěn)壓腔之間的管路，其另一端連通所述儲(chǔ)液箱，泵電機(jī)啟動(dòng) 時(shí)，可以完成管路空氣排空。更佳地，所述排空回路上還設(shè)置電磁閥，所述電磁閥與所述泵控制單元(PCU)電連接。 本實(shí)用新型具有如下有益效果通過(guò)PID控制器的設(shè)置來(lái)恒定計(jì)量閥上游壓力， 進(jìn)而控制噴射量，達(dá)到精確控制的效果。

圖1是本實(shí)用新型尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)控制原理圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中計(jì)量閥上游的壓力隨噴射時(shí)間的變化而變化的函數(shù) 示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型涉及一種尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)，包括儲(chǔ) 液箱1、泵電機(jī)組件2、計(jì)量閥3、PID控制器4以及第一壓力傳感器11和第二壓力傳感器 12，所述儲(chǔ)液箱1、泵電機(jī)組件2、第一壓力傳感器11、計(jì)量閥3、第二壓力傳感器12依次串 聯(lián)連接，所述PID控制器4分別電連接所述第一壓力傳感器11和所述泵電機(jī)組件2。所述儲(chǔ)液箱1用于儲(chǔ)存還原劑(ADBLUE)，所述泵電機(jī)組件2用于將儲(chǔ)液箱1內(nèi)的 還原劑泵送到計(jì)量閥3內(nèi)，所述計(jì)量閥3用于噴射還原劑，所述第一壓力傳感器11和第二 壓力傳感器12分別用于測(cè)量所述計(jì)量閥3的上游P1和下游P2的壓力值，所述PID控制器 通過(guò)采集P1壓力值來(lái)控制泵電機(jī)組件2的噴射量。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括泵控制單元5，所述泵控制單 元5分別電連接所述第二壓力傳感器12、所述PID控制器4和所述計(jì)量閥3，所述泵控制單 元5將采集的&壓力值傳輸給PID控制器4，通過(guò)計(jì)算？工和^之間的壓差(ΔΡ)來(lái)控制計(jì) 量閥3的噴射。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括穩(wěn)壓腔6，所述穩(wěn)壓腔6串聯(lián) 在所述泵電機(jī)組件2和所述計(jì)量閥3之間，所述穩(wěn)壓腔6包括腔膜片61，所述腔膜片61將 所述穩(wěn)壓腔6分為空氣腔62和液體腔63，所述空氣腔62為有源腔體或無(wú)源腔體，其腔內(nèi)形 成一定恒定壓力，所述穩(wěn)壓腔6通過(guò)液體腔63與所述泵電機(jī)組件2和所述計(jì)量閥3連通。更佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括排空回路7，所述排空回路7 一端連通所述泵電機(jī)組件2和所述穩(wěn)壓腔6之間的管路，其另一端連通所述儲(chǔ)液箱1，泵電 機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可以完成管路空氣排空，所述排空回路7上還設(shè)置電磁閥8，所述電磁閥8與所述 泵控制單元5電連接，用于控制排空管路7的通斷。本實(shí)用新型尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)控制原理如下如圖1，當(dāng)D⑶接受到噴射信號(hào)時(shí)，會(huì)通過(guò)PID控制器4控制泵電機(jī)組件2以某一固 定轉(zhuǎn)速開(kāi)始排空動(dòng)作，并通過(guò)排空回路7返回到儲(chǔ)液箱1，完成排空；當(dāng)排空完成后，DCU會(huì) 控制電磁閥8關(guān)閉排空回路，此時(shí)泵電機(jī)組件繼續(xù)工作，還原劑被泵送到計(jì)量閥3的上游， 其壓力持續(xù)增加，當(dāng)計(jì)量閥3的上游第一壓力傳感器11的壓力值P1達(dá)到設(shè)定值時(shí)，泵電機(jī) 組件以PID方式工作，DCU控制計(jì)量閥3開(kāi)始計(jì)量噴射，第二壓力傳感器12用于采集計(jì)量 閥3下游的壓力值P2。如圖2所示，在噴射前，第一壓力傳感器11的壓力值(P1)為零，此時(shí)PID控制器4控制泵電機(jī)組件2內(nèi)的電機(jī)以PID自調(diào)節(jié)方式增加占空比，增加單位時(shí)間內(nèi)的噴射量，隨 著時(shí)間的推移，第一壓力傳感器11的壓力值(P1)越來(lái)越高，直到高于目標(biāo)值，此時(shí)PID控 制器4控制泵電機(jī)組件2內(nèi)的電機(jī)減小輸出占空比，減少單位時(shí)間內(nèi)的噴射量，直到低于目 標(biāo)值，PID控制器4在采集到這些數(shù)據(jù)之后完成一個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算，并調(diào)節(jié)控制泵電機(jī)組件2內(nèi) 的電機(jī)的輸出脈寬，使噴射壓力P1越來(lái)越趨向于目標(biāo)值，通過(guò)數(shù)次調(diào)節(jié)，最終趨同于目標(biāo)值 (Target)。這樣在噴射過(guò)程中，通過(guò)PID控制器4的調(diào)節(jié)計(jì)算和對(duì)泵電機(jī)組件2內(nèi)的電機(jī) 進(jìn)行變頻控制，第一壓力傳感器11的壓力值(P1)和噴射時(shí)間(t)會(huì)形成一個(gè)函數(shù)曲線(如 圖2所示)，即壓力值P1起初會(huì)或高或低，隨著時(shí)間的增加越來(lái)越趨向于目標(biāo)值，最終趨同 于目標(biāo)值(Target)。具體講，當(dāng)噴射量要求在2000ml-7500ml時(shí)，PID控制器不斷進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算和對(duì)電 機(jī)的變頻控制，使P1值趨向于目標(biāo)值，穩(wěn)定壓差；當(dāng)噴射量要求低于2000ml時(shí)，采用起?？?制策略，即當(dāng)P1高于目標(biāo)值時(shí)，PID控制器控制泵電機(jī)組件停止工作，當(dāng)P1低于目標(biāo)值時(shí)， PID控制器控制泵電機(jī)組件再次工作，使P1值越來(lái)越接近或達(dá)到目標(biāo)值。通過(guò)所述計(jì)量控制單元(DCU)和所述PID控制器分別對(duì)所述第一壓力傳感器和第 二壓力傳感器壓力值P1和P2的測(cè)量，可以有效控制P1和P2之間的壓差，穩(wěn)定控制精度。綜上，本實(shí)用新型尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方 便，通過(guò)變頻控制和起停控制，穩(wěn)定計(jì)量閥上游和下游的壓力差，達(dá)到精確控制的效果。在此說(shuō)明書(shū)中，本實(shí)用新型僅參照其特定的實(shí)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實(shí)用新型的精神和范圍，如圖1中串聯(lián)有過(guò)濾器等，因此， 本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)，包括依次管路串聯(lián)的儲(chǔ)液箱、泵電機(jī)組件和計(jì)量閥，其特征在于所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括PID控制器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器分別設(shè)置在所述計(jì)量閥的上游和下游，所述PID控制器分別電連接所述第一壓力傳感器和所述泵電機(jī)組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)，其特征在于所述尾氣后 處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括泵控制單元(PCU)，所述泵控制單元分別電連接所述第二 壓力傳感器、所述PID控制器和所述計(jì)量閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)，其特征在于 所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括穩(wěn)壓腔，所述穩(wěn)壓腔串聯(lián)在所述泵電機(jī)組件和 所述計(jì)量閥之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變頻控制噴射系統(tǒng)，其特征在于所述穩(wěn)壓腔包括腔膜片，所 述腔膜片將所述穩(wěn)壓腔分為空氣腔和液體腔，所述尾氣后處理中穩(wěn)壓腔通過(guò)液體腔與所述 泵電機(jī)組件和所述計(jì)量閥連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求4所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系 統(tǒng)，其特征在于所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括排空回路，所述排空回路一端 連通所述泵電機(jī)組件和所述穩(wěn)壓腔之間的管路，其另一端連通所述儲(chǔ)液箱，泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 可以完成管路空氣排空。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)，其特征在于所述排空回 路上還設(shè)置電磁閥，所述電磁閥與所述泵控制單元(P⑶)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)，包括依次管路串聯(lián)的儲(chǔ)液箱、泵電機(jī)組件和計(jì)量閥，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統(tǒng)還包括PID控制器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器分別設(shè)置在所述計(jì)量閥的上游和下游，所述PID控制器分別電連接所述第一壓力傳感器和所述泵電機(jī)組件，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)巧妙，控制方便，成本較低，并能達(dá)到精確的控制精度。
文檔編號(hào)F01N9/00GK201771583SQ20102051092
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者郝慶軍 申請(qǐng)人:蘇州派格力減排系統(tǒng)有限公司