[发明专利]车用SCR系统尿素供应装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，涉及发动机废气后处理装置中的尿素供应装置，具体涉及应用了电子控制和喷射技术的车用SCR（选择性催化还原）系统尿素供应装置。

背景技术

柴油机以其优越的动力性、经济性和排放性受到人们的青睐，其应用范围也越来越广泛。目前，欧美国家100%重型车、90%轻型车采用柴油机。欧洲柴油轿车已占轿车年产总量的32%左右，其中法国、西班牙等国更是高达50%以上。但是随着地球环境问题变得日益严重，各国政府争相颁布了相关法规来限制汽车的尾气排放。随着法规的不断升级，排放要求也日益苛刻。从欧三到欧四这一阶段主要问题是如何解决柴油机NOx排放和PM排放。目前主流的办法有两个： EGR+DPF；高压共轨+SCR。后者燃油经济性优于前者，对燃油品质也相对没那么敏感。因此，SCR技术受到了更为广泛的关注。其中尿素选择性催化还原（urea-SCR）技术是迄今被认为最有前途的柴油机NOx排放控制措施，同时该项技术也是目前业内相关企业、高校和其他科研机构研究的热点和重点。

SCR（Selective Catalyst Reduction）：选择性催化还原系统。车用尿素进入柴油机排气管中后经过热解和水解分解成氨和水。氨作为还原剂在催化剂的作用下能够选择性的将柴油机废气中的氮氧化物还原，生成氮气和水。该项技术的优点如下：增加升功率；降低热损耗(Low heat rejection)；对比欧三产品，发动机结构没有改变 ；对比欧三产品，燃油经济性得到改善 ；机油更换周期更长（Low soot) ；尿素的成本低 ；具备升级至欧五的能力。

尿素溶液的精确计量和喷射是尿素选择性催化还原（urea-SCR）技术的核心，国内在该领域尚无成熟的研究成果。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用SCR系统尿素供应装置。

本发明采用的技术方案为：一种车用SCR系统尿素供应装置，包括机械系统泵体、控制机械系统泵体的电子控制单元、以及电子控制单元与机械系统泵体之间连接的线束；系统线束将电子控制单元与机械系统泵体连接到一起实现驱动和信号传输的功能；

所述机械系统泵体包括用于将高压空气和尿素混合的液气混合室、尿素溶液压力计量泵和空气供应装置，所述液气混合室设有两个入口端，分别与尿素溶液压力计量泵及空气供应装置的出口端连接，液气混合室出口端上连接有喷射接头；

所述电子控制单元通过与外界通讯，计算SCR系统实时所需的尿素溶液喷射量，控制和驱动整个装置。

作为优选，所述液气混合室与空气供应装置出口端连接处设有空气背压阀，液气混合室与尿素溶液压力计量泵出口端连接处设有尿素溶液背压阀。

作为优选，所述尿素溶液压力计量泵包括用于计量的膜片泵、尿素溶液温度传感器、尿素溶液加热装置、尿素溶液压力传感器、尿素回流接口和尿素输入接口，所述尿素溶液温度传感器置于膜片泵的回流管路中，便于实时采集尿素溶液温度，所述尿素溶液加热装置覆盖尿素溶液压力计量泵内部回流管路、喷射管路和吸取管路，所述尿素溶液压力传感器置于所述液气混合室和尿素溶液压力计量泵出口端之间，所述尿素溶液加热装置、尿素溶液压力传感器与尿素溶液温度传感器通过所述线束与所述电子控制单元连接。

尿素压力传感器采集尿素溶液压力并实时传输到电子控制单元中。当检测到压力低于正常工作压力时，电子控制单元能够判断出尿素溶液压力计量泵出现故障。该功能主要用在车载在线故障诊断（OBD）上。

作为优选，所述尿素溶液加热装置由PTC（正温度系数）加热元件制成，配备防止局部温度过高的温度开关，当局部温度过高时则自动断开加热电路，当温度下降到最高温度以下时则重新接通加热电路。

电子温控装置实时调控该尿素供应装置内部尿素溶液的温度。当温度传感器检测到的温度过低时，SCR电控单元通过电控接头驱动电控温控装置对尿素供应装置进行加热。直到温度传感器检测到的温度达到正常水平时，加热停止。

作为优选，所述空气供应装置包括高压空气输入接头、空气电磁开关阀和空气调压阀，所述空气电磁开关阀置于高压空气输入接头与空气调压阀之间，外界高压空气从高压空气输入接头输入，先经过空气电磁开关阀进行通断，再经过空气调压阀进行调压，最终输出稳压的高压空气。

作为优选，所述空气电磁开关阀由所述电子控制单元通过所述线束进行通/断控制；当该尿素供应装置不需要高压空气时，空气电磁开关阀关闭，高压气输入管路被截断；当尿素供应装置需要高压空气时，空气电磁开关阀打开，高压气输入管路接通。