[发明专利]一种SCR系统及其尿素加热装置、尿素加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及机动车尾气处理设备技术领域，尤其涉及一种SCR系统及其尿素加热装置、尿素加热方法。

背景技术

目前，在我国有关汽车方面的能源消耗和有害排放逐年增加，导致了我国石油能源紧张，并对环境造成了极大的危害。为满足国家的排放法规要求，SCR(Selective Catalytic Reduction)系统，即选择性催化还原系统在发动机排气后处理中逐步得到应用。

尿素和水按照一定比例混合成尿素溶液，其在高温下能够分解出NH3，SCR系统利用NH3将发动机废气中的NOX还原成N2，以降低NOX的排放。然而，尿素溶液在低于-11℃时开始结冰，导致管路堵塞，尿素喷嘴无法正常喷射，影响发动机的排放。因而在低温环境下，必须提供一种尿素加热装置，以保证尿素溶液的正常流动和喷射。

目前，现有技术中用于SCR系统的尿素加热装置主要有两种：

请参考图1，该图为现有技术中一种尿素加热装置的结构示意图；这种加热装置为尿素箱加热装置，包括冷却液管1、冷却液控制单元11和电磁阀12，该冷却液管1入口、出口分别于发动机100的两端、中部穿过尿素箱200。当尿素箱200中尿素温度小于预设值时，冷却液控制单元11控制电磁阀12打开，发动机100中的冷却液(温度高于尿素箱的温度)流入冷却液管1，并流经尿素箱200，对其中的尿素进行加热，加热完成后经冷却液管1的出口返回发动机100。这种方法仅仅加热尿素箱200内的尿素，未考虑系统管路可能由于管路较长造成冷却结晶，所以加热效果较差。

第二种为尿素电加热法，即在尿素泵内设置加热装置，尿素管路由加热电阻元件包裹，控制单元根据尿素温度和环境温度判断是否需要加热，需要加热时开启相应的发动机冷却液开关，由24V电源对需要加热部分的加热元件供电，从而实现对尿素的加热。这种加热装置的结构复杂、维护不方便，且电加热系统的成本较高，很难适应国内市场的要求。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有尿素加热装置进行优化设计，增强对SCR系统中对尿素的加热效果，并且具有较低的成本。

发明内容

本发明的目的为提供一种SCR系统及其尿素加热装置，该加热装置能够加强SCR系统对尿素的加热效果，并且具有较低的生产成本。本发明的另一目的为提供一种用于SCR系统的尿素加热方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于SCR系统的尿素加热装置，包括冷却液管和尿素管，所述冷却液管通过所述SCR系统的尿素箱；还包括具有内层管和外层管的双层管路，所述内层管的两端与所述冷却液管、所述尿素管二者中的一者连通，所述外层管的两端与二者中的另一者连通。

优选地，所述内层管套装于所述外层管内部。

优选地，所述外层管的两端与所述冷却液管连通，所述内层管的两端与所述尿素管连通。

优选地，所述外层管包括筒体和端盖，所述筒体设有两个与所述冷却液管连通的接头，所述端盖设有盖体和设于盖体中心的连接筒，所述盖体与所述筒体可拆卸对接，所述连接筒连接所述内层管和所述尿素管。

优选地，所述筒体设有向外凸出的第一耳板、所述盖体设有向外凸出的第二耳板，所述筒体和所述端盖通过贯穿于所述第一耳板、所述第二耳板的螺栓组件可拆卸地固定连接。

优选地，所述盖体与所述端盖的对接处还设有密封部件。

优选地，所述筒体包括中间部和连接于所述中间部两端的端部，所述接头设于所述端部上，所述端部、所述端盖为钢管，所述中间部、所述内层管为软管。

优选地，所述端部与所述中间部、所述内层管与所述连接筒、所述连接筒与所述尿素管、所述接头与所述冷却液管均通过卡箍连接。

优选地，所述尿素管上设有尿素控制单元和喷嘴，所述双层管的数目为两个，两个所述双层管分别设于所述尿素箱与所述尿素控制单元之间、所述尿素控制单元与所述喷嘴之间。

本发明提供一种用于SCR系统的尿素加热装置，其包括具有内层管和外层管的双层管路，所述内层管的两端与所述冷却液管、所述尿素管二者中的一者连通，所述外层管的两端与二者中的另一者连通。

采用这种结构，SCR系统工作过程中，温度传感器实时检测尿素箱中尿素的温度，当该温度低于一定预设值时，冷却液控制单元控制电磁阀打开接通冷却液管，发动机中的冷却液进入冷却液管中，由于冷却液管通过尿素箱，冷却液管能够流经尿素箱内部对尿素箱中的尿素进行加热。更重要的是，冷却液管流经二层管中的内层管或外层管时，能够对流经二层管中外层管或内层管的尿素进行加热，从而实现了对管路中尿素的加热。