[实用新型]一种基于气动隔膜泵的SCR空气辅助式喷射系统

说明书

技术领域

本实用新型属于柴油机排气后处理系统领域，特别涉及一种用于降低柴油机NOx排放的尿素选择性还原SCR空气辅助式喷射系统。 

背景技术

我国重型柴油机即将在2013年7月1日全面实施国IV排放标准，和国III排放标准相比，国IV排放标准的NOx的排放限值下降30%左右，PM的排放限值下降60%左右，仅仅靠改善柴油机燃烧过程为主的各种内净化技术，已经很难满足排放的要求，因此，在柴油机先进机内净化的基础上，增加尾气处理技术已经成为控制柴油机排放的发展趋势。 

目前降低NOx排放的技术路线有：1）EGR+DPF/DOC，即先通过废气再循环降低NOx的生成量，再通过颗粒捕集器捕集颗粒物，2）SCR技术，即通过优化燃烧，降低颗粒物的生成量，通过允许增加NOx的排放量，然后再通过SCR技术来降低NOx的排放量，SCR技术具有可靠性高、稳定性好、燃油消耗量低、功率密度高、换油周期长、散热要求低等优点。 

目前的SCR空气辅助式喷射系统，一般采用电机驱动的隔膜泵作为尿素液体动力源，已知采用的技术手段：一种是气动辅助式，采用电机带动隔膜腔体吸合的速度达到计量和喷射的作用；另一种无气动辅助式，采用电机带动隔膜运动，在溢流阀和蓄能器的作用下达到一个稳定的尿素压力，然后通过喷嘴喷出雾状尿素液体，同样实现计量和喷射的作用。前一种方法结构简单，但是喷射的精度和实时性不高，后一种喷射精度和实时性高，但是结构相对复杂，蓄能器结构较大，喷嘴易堵塞。而且这两种都是电机带动，低温时，都需要通过电加热方式解冻。 

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种采用气动隔膜泵作为尿素喷射的动力装置，采用汽车上的压缩空气系统来驱动气动隔膜泵进行工作，无需额外的电机驱动装置，另外本实用新型采用发动机的冷却水系统对尿素管路、气动隔膜泵、尿素罐中的尿素进行加热融化，减少了尿素融化的电加热件，可靠性更高。 

本实用新型通过以下技术方案实现： 

一种基于气动隔膜泵的SCR空气辅助式喷射系统，其包括发动机，与发动机连接的SCR催化消声器，对发动机进行冷却的冷却水系统，以及与发动机联动的压缩空气系统，DCU控制器，尿素罐以及尿素喷射系统，所述的SCR催化消声器的出口端设置有检测NOx浓度的NOx传感器以及对废气温度检测的出口温度传感器，所述的SCR催化消声器的进口端设置有对进气温度进行检测进气温度传感器，以及对尿素进行喷射的喷嘴，其特征在于：所述的尿素喷射系统包括设置在尿素罐内部的双向气动隔膜泵，所述的冷却水系统与双向气动隔膜泵连接，所述的压缩空气系统与双向气动隔膜泵的气动部分连接，所述的双向气动隔膜泵的输出端与喷嘴连接，所述的压缩空气系统同时也与喷嘴连接。 

所述的压缩空气系统中设置有水汽分离器，设置的水汽分离器能够将压缩空气系统中的水汽分离掉，防止水汽进入气动隔膜泵和喷嘴内,可以起到空气过滤的作用，防止喷嘴堵塞，防止水汽进入气动隔膜泵，能够保证气动隔膜泵的工作性能，即保证尿素的喷射量的精度。 

所述的尿素罐上设置有对尿素罐内液位和温度检测的尿素液位温度传感器，设置的能够对尿素罐内的温度和液位，判断是否需要对尿素进行加热，以及是否需要添加尿素。 

所述的压缩空气系统与双向气动隔膜泵的连接管路上设置有对气压进行调节的第一稳压阀以及调节双向气动隔膜泵的出口压力的比例电磁阀。设置的稳 压阀用于调整进入气动隔膜泵的压力，设置的比例电磁阀能够实时的根据压力传感器的信号调整开度，用于将气动隔膜泵的出口压力维持稳定。 

所述的压缩空气系统与喷嘴连接的管路上设置有第二稳压阀。 

所述的双向气动隔膜泵的输出端与喷嘴的连接管路上设置有液路电磁阀以及检测液体管路中的压力的液压传感器，在系统开始工作时，打开液路电磁阀能够及时的将气动隔膜泵中的气体排空，工作一段时间后，关闭液路电磁阀，液压传感器检测液路中的压力，能够对系统故障进行一个预判断，便于对系统的及时的维修。当SCR停止工作或者有故障时，系统关闭气路上的比例电磁阀，使双向气动隔膜泵停止工作，再开启液路电磁阀、开启喷嘴上的电磁阀，部分气体会将喷射管路中的液体吹扫干净。 

综上所述，本实用新型具有以下优点： 

1）本实用新型采用气动隔膜泵作为尿素喷射的动力装置，取代了传动的柱塞泵和齿轮泵的动力装置，无需在尿素罐上设置额外的驱动电机，无需考虑驱动电机的温升，无需电气控制，即也降低了控制系统的复杂度，节约了控制成本，另外气动隔膜泵隔膜的使用寿命长，使整个系统具有更好的可靠性。