選擇性催化還原系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)行后處理的選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)，其具有在工作后使還原劑回流的還原劑清理模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]為了降低車(chē)輛中的有害成分，目前的車(chē)輛通常配備有適當(dāng)?shù)奈矚夂筇幚硐到y(tǒng)，用以降低發(fā)動(dòng)機(jī)排出的有害氣體量。例如，選擇性催化還原系統(tǒng)是一種有效的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理系統(tǒng)，其通過(guò)向車(chē)輛排氣管中噴射作為還原劑的尿素溶液而將尾氣中的NOx減少50%以上。
[0003]在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行結(jié)束后，排氣系統(tǒng)溫度下降，而尿素溶液在低溫下會(huì)結(jié)晶或冰凍，而這會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。舉例而言，用作標(biāo)準(zhǔn)還原劑的32.5%含量的尿素水溶液在低于-11°C的環(huán)境溫度下會(huì)凍結(jié)。在車(chē)輛熄火后，殘余在尿素供應(yīng)模塊或中的尿素溶液可能會(huì)在駐車(chē)期間結(jié)凍，這會(huì)導(dǎo)致尿素供應(yīng)模塊中的某些部件受損。為了保護(hù)尿素供應(yīng)模塊中的部件不會(huì)因尿素溶液的結(jié)冰壓力而撐裂，必須采用專(zhuān)門(mén)的措施在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行結(jié)束后排空尿素供應(yīng)模塊。
[0004]例如，在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，一種選擇性催化還原系統(tǒng)主要包括還原劑供應(yīng)線路和輔助空氣線路。所述還原劑供應(yīng)線路用于將還原劑罐1中的還原劑依次經(jīng)預(yù)過(guò)濾器
2、主泵模塊3、主過(guò)濾和壓力脈沖阻尼模塊4供應(yīng)到計(jì)量閥5，該計(jì)量閥5用于將還原劑噴射到排氣管中。還原劑供應(yīng)線路中還裝有還原劑壓力傳感器6。所述輔助空氣線路由壓縮空氣源7引出并且?guī)в锌諝忾_(kāi)關(guān)閥8，用于將壓縮空氣供應(yīng)到計(jì)量閥5噴出的還原劑流中，以有助于還原劑的霧化和定形。
[0005]此外，所述選擇性催化還原系統(tǒng)還包括由還原劑供應(yīng)線路引出的彼此并聯(lián)的還原劑回流線路和還原劑清理線路。所述還原劑回流線路中裝有回流模塊10，用于使得還原劑供應(yīng)線路中的多余還原劑回流到還原劑罐1。所述還原劑清理線路中裝有清理泵模塊11，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后將殘留在計(jì)量閥5中的還原劑抽回到還原劑罐1中。
[0006]上述清理泵模塊11中的清理泵通常采用電磁控制的膜片泵，由脈沖寬度調(diào)制控制信號(hào)控制其電樞沿直線移動(dòng)，從而將殘留的還原劑從計(jì)量閥5抽出并且輸送回還原劑罐
1。這種清理泵需要在行程控制、密封保護(hù)和降低噪音等方面精心設(shè)計(jì)。此外，清理泵具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因而會(huì)導(dǎo)致整個(gè)選擇性催化還原系統(tǒng)的成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]出于上面描述的原因，本申請(qǐng)的目的是提供一種至少能降低成本的選擇性催化還原系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種選擇性催化還原系統(tǒng)，包括:容納著還原劑的還原劑罐；計(jì)量噴射模塊，其包括用于計(jì)量還原劑的計(jì)量閥和將還原劑噴出的還原劑噴射通道；連接在還原劑罐與計(jì)量閥之間的用于向計(jì)量閥供應(yīng)還原劑的還原劑供應(yīng)線路；壓縮空氣源；與還原劑供應(yīng)線路同時(shí)操作的輔助空氣線路，其上游端連接著所述壓縮空氣源，下游端通向所述還原劑噴射通道的出口，以向還原劑流噴射來(lái)自所述壓縮空氣源的壓縮空氣；以及還原劑清理線路，其上游端連接著所述壓縮空氣源，下游端通向所述還原劑噴射通道，所述還原劑清理線路被控制成在還原劑供應(yīng)線路和輔助空氣線路操作結(jié)束后操作，以向所述計(jì)量閥噴射來(lái)自所述壓縮空氣源的壓縮空氣，從而迫使計(jì)量閥中的殘余還原劑朝向還原劑罐的方向回流。
[0009]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述輔助空氣線路中設(shè)有控制其通斷的第一空氣開(kāi)關(guān)閥，所述還原劑清理線路中設(shè)有控制其通斷的第二空氣開(kāi)關(guān)閥。
[0010]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述輔助空氣線路包括位于計(jì)量噴射模塊內(nèi)的附加氣流通道，所述附加氣流通道的末端帶有截止閥。
[0011]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述附加氣流通道由金屬管件構(gòu)成。
[0012]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，在還原劑清理線路操作時(shí)，所述壓縮空氣源內(nèi)的壓力在5巴或以上。
[0013]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述輔助空氣線路通過(guò)切換元件與所述計(jì)量閥的出口相連，所述切換元件構(gòu)造成，在還原劑清理線路的非操作狀態(tài)下保持所述還原劑噴射通道的出口暢通，而在還原劑清理線路的操作狀態(tài)下關(guān)閉所述還原劑噴射通道的出口。
[0014]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述切換元件為氣壓控制型切換閥，其利用還原劑清理線路中的空氣壓力實(shí)現(xiàn)閥位切換。
[0015]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，還包括從還原劑供應(yīng)線路分支出來(lái)并且通向還原劑罐的還原劑回流線路。
[0016]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述還原劑回流線路與所述還原劑供應(yīng)線路的上游段并聯(lián)，所述還原劑供應(yīng)線路的所述上游段中包含主泵模塊以及主過(guò)濾和壓力脈沖阻尼模塊。
[0017]根據(jù)本申請(qǐng)的一種可行實(shí)施方式，所述輔助空氣線路被構(gòu)造成以下述方式與計(jì)量噴射模塊相連，即通過(guò)輔助空氣線路輸送的壓縮空氣與通過(guò)還原劑噴射通道噴出的還原劑混合以使得還原劑以預(yù)定角度和液滴尺寸進(jìn)入排氣管。
[0018]根據(jù)本申請(qǐng)的選擇性催化還原系統(tǒng)中包括使用壓縮空氣的輔助空氣線路和還原劑清理線路，取消了現(xiàn)有技術(shù)中昂貴的清理泵，從而整個(gè)選擇性催化還原系統(tǒng)的成本可以降低。
[0019]同時(shí)，根據(jù)本申請(qǐng)的選擇性催化還原系統(tǒng)在采用了基于壓縮空氣的還原劑清理線路后，殘余還原劑的清空時(shí)間可以縮短，從而能夠降低車(chē)輛電池的能耗。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是一種現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣選擇性催化還原系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖2是根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣選擇性催化還原系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖3是圖2中的選擇性催化還原系統(tǒng)的一種改型的局部示意圖。
[0023]圖4、5是圖3中的選擇性催化還原系統(tǒng)的計(jì)量噴射模塊中可以使用的一種切換閥的示意圖。
[0024]圖6是本申請(qǐng)的選擇性催化還原系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的選擇性催化還原系統(tǒng)在還原劑清空時(shí)間方面的對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面參照附圖描述本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0026]圖2示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施方式的選擇性催化還原系統(tǒng)，用于向發(fā)動(dòng)機(jī)、尤其是柴油機(jī)的尾氣中以一定壓力和計(jì)量的流量噴射還原劑。所述還原劑可以是通常使用的尿素溶液，例如AdBlue，其存儲(chǔ)在還原劑罐1中。
[0027]所述選擇性催化還原系統(tǒng)包括一個(gè)還原劑供應(yīng)線路，其包括起始于還原劑罐1的管線或通道(還原劑供應(yīng)通道)L1和從靠近還原劑罐1的一側(cè)開(kāi)始依次布置在通道L1中的預(yù)過(guò)濾器2、主泵模塊3、主過(guò)濾和壓力脈沖阻尼模塊4，通道L1終止于由發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管承載的計(jì)量噴射模塊(未示出其總體結(jié)構(gòu))，所述計(jì)量噴射模塊包括位于其本體內(nèi)的計(jì)量閥5，所述計(jì)量閥5的輸出端由通道(還原劑噴射通道)5a和位于通道末端的出口 5b構(gòu)成。
[0028]在主泵模塊3啟動(dòng)后，還原劑罐1中的還原劑經(jīng)通道L1沿箭頭所示的正向方向F1供應(yīng)到計(jì)量噴射模塊中。在通道L1中安置在主泵模塊3上游的預(yù)過(guò)濾器2過(guò)濾掉還原劑中的粗顆粒。
[0029]主泵模塊3包括主泵3a和布置在主泵3a上下游的單向閥3b和3c。這兩個(gè)單向閥定向?yàn)槭沟猛ǖ繪1中的還原劑只能沿正向方向F1流動(dòng)?？梢岳斫?，在簡(jiǎn)化的實(shí)施方式中，主泵模塊3中