[发明专利]用于SCR减排系统的储能式增压电磁柱塞泵及计量喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及发动机减排系统技术领域，具体是指一种用于SCR减排系统的储能式增压电磁柱塞泵及计量喷射系统。 

背景技术

随着社会对环境保护要求的越来越高，国家对环境保护的力度越来越大，就机动车排放方面国家相关部门已出台相关政策，尤其是“国IV标准”的推行，对机动车排放控制更趋严格。现已知，选择性催化还原技术（SCR）是机动车尾气后处理技术的主流路线，即将还原剂（即尿素水溶液，行业内称为“添蓝”）通过喷嘴定量喷射进排气管路，并通过SCR催化剂将废气中的主要有害气体氮氧化合物（NO₁，NO₂等，统称NO_x）转化成氮气和水排出，达到尾气净化的目的。 

然而，在具体实施过程中，由于无法克服尿素水溶液抽吸功能的动力泵模块具备抽吸、增压、计量、雾化喷嘴、廉价性一体化的要求，使得诸多现有SCR计量喷射系统动力模块只能采用压力较低的隔膜泵、齿轮泵等，且还须配合计量阀及稳压装置等才可达到SCR抽吸与计量的基本要求，同时无法兼顾该动力单元对有或无空气辅助雾化要求的通用性，进而使得现有市场上成熟的SCR计量喷射系统精简结构和降价措施举步维艰，始终停留在低压抽吸后利用空气辅助雾化的路线与高压直喷雾化的两条落线徘徊中。同时由于常规动力单元还存在以下问题： 

1)常规SCR计量喷射系统所用隔膜泵等动力单元所建压力偏低，普遍低于1MPa，且建压时间长，压力波动大，因此很难确保喷嘴雾化效果的建立，也很难避免压力较低时喷嘴堵塞概率大的弊病，同时隔膜泵的计量功能很难确保精度。 

2）输出压力不稳定，需要额外的稳压措施； 

3）无法做到抽吸建压后，可根据需要实现增压目的、精确计量的目的，甚至与喷嘴整合的目的； 

4）由于常规SCR产品的动力单元多采用无刷电机，故不易通过电机的控制实现计量精确控制，而只能通过输出补充计量阀实现； 

5）SCR计量喷射系统构成复杂，成本降低空间有限，不利于产品的推广。 

总之，上述问题和矛盾是当前SCR机械式隔膜泵或齿轮泵固有的，很难将抽吸、增压、计量、喷射、廉价整合为一个动力模块，而彻底解决就需要选用新的动力泵单元。 

相对而言，若用本发明所述的储能式增压电磁柱塞泵，则不存在上述问题。由于本发明采用储能式增压电磁柱塞泵结构，可通过控制电磁铁的吸合频率及电流大小控制电磁线圈吸力来借助柱塞的位移和往复次数达到对柱塞泵的精确计量，并可控制电磁铁运用电能往复式直接驱动装置和弹簧机构储能原理，将全相位的做功能量在抽吸环节一部分用于抽吸，而另一部分利用弹簧装置储存起来，然后在柱塞打压环节则将磁能及先前弹簧储能叠加后全部释放，进而以提高打压输出环节电磁铁驱动柱塞装置的瞬态能量密度，提高该泵输出尿素水溶液的压力。 

因此采用储能式增压电磁柱塞泵的优点包括：可以根据SCR计量喷射系统要求迅速建立高压；可以不受限制地在高压输出口增加稳压容积或者引入稳压装置（如缓冲器或溢流阀、减压阀等），使得动力输出压力波动大幅度降低，以实现恒压喷射；可以比较精确的计量并按需供应尿素水溶液；可将结构轻易改变，满足多种SCR计量喷射系统的布局要求；电磁驱动式建压效率比机械式直接驱动更低，成本更低；可轻易实现将喷射雾化装置集成整合，使泵模块具备了抽吸、增压、计量为一体的精简结构模式。总之，采用储能式增压电磁柱塞泵对实现SCR计量喷射系统经济简化结构和提高有气或无气的通用性意义非凡。 

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种结构精简、抽吸效果好、适合于多种SCR减排喷射系统的用于SCR减排系统的储能式增压电磁柱塞泵及计量喷射系统。 

为实现上述目的，本发明的用于SCR减排系统的储能式增压电磁柱塞泵及计量喷射系统采用以下技术方案：