[发明专利]尿素超音速射流喷射器结构及发动机SCR尾气排放后处理系统

说明书

本发明公开了一种尿素超音速射流喷射器结构及发动机SCR尾气排放后处理系统，其中包括：对尿素计量喷射的一级喷射机构；将计量尿素雾化的二级喷射机构；一级喷射机构和二级喷射机构之间构建密闭的混合腔，混合腔设置为能够额外通入流体与喷射的尿素混合形成混合流体并立即被二级喷射机构喷出。本发明的系统由上述结构构成，可在低压下将尿素雾化成粒径非常小的液滴，在应用中可以降低尿素泵输出压力，从而降低系统成本和提高系统可靠性，同时缩短尿素气化行程、降低尿素在排气管上结晶、降低系统未反应尿素排放、提高催化器转化效率，解决尿素雾化困难造成NOx氮氧化合物转化率低的问题。

技术领域

本发明涉及尾气后处理系统技术领域，更具体地说，本发明涉及一种尿素超音速射流喷射器结构及发动机SCR尾气排放后处理系统。

背景技术

国六的推行对发动机尾气处理系统的处理效果提出了更高的要求。

发动机尾气处理系统中，发动机尾气排入排气管，尿素泵提供尿素溶液，电控单元基于传感器和发动机工况等信号，控制喷射机构将计量的尿素和气体混合形成混合流体后，再喷雾化并射到排气管中，尿素遇高温分解成氨气，氨气与尾气充分混合后一起进入催化器中发生催化还原反应，最终将尾气中的NOx化合物还原成氮气和水而排出。

尾气中NOx化合物是实时动态变化的，对应计量的尿素也是动态变化的，喷射信号发出后，喷射机构喷射速度越快，响应速度越快，延时性越低，尾气处理效果也就越好。

然而，现有的发动机尾气处理系统中，尿素从与气体混合到喷射的行程非常大，延时喷射非常严重，因此影响尾气处理效果。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的另一个目的是提供一种由尿素喷射器和雾化喷射器组成的尿素超音速射流喷射器结构，该结构具有尿素和气流粗混的混合腔，同时雾化喷射器利用超声波或先收缩后扩张的管道结构促使尿素雾化，在低压输出条件下依然能够将尿素雾化成粒径非常小的液滴，提高尾气处理效果，提高尿素喷射响应速度和喷射精确度。

本发明的另一个目的是一种背压调节结构，能够稳定尿素溶液供给侧和压缩气体供给侧的背压。

本发明的另一个目的是提供一种尿素溶液供给系统、压缩气体供给系统、电控单元、催化器和尿素超音速射流喷射器形成一种新型SCR尾气后处理系统，在低压下将尿素雾化成粒径小的液滴，降低系统成本和提高系统可靠性，同时缩短尿素气化行程、降低尿素在排气管上结晶、降低系统未反应尿素排放、提高催化器转化效率。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种尿素超音速射流喷射器结构，包括：

对尿素计量喷射的一级喷射机构；

将计量尿素雾化的二级喷射机构；

一级喷射机构和二级喷射机构之间构建密闭的混合腔，混合腔设置为能够额外通入流体与一级喷射机构喷射的尿素混合形成混合流体后直接被二级喷射机构喷出。

上述技术方案针对现有技术喷射机构尿素喷射行程过长，尿素雾化效果不好的问题，设计了用于进行尿素计量的一级喷射机构和用于将计量尿素雾化的二级喷射机构，计量好的尿素首先喷射到混合腔中与流体混合形成初步雾化，然后再经二级喷射机构喷出到排气管等外部环境中形成再次雾化，这样的结构使得尿素计量准确，雾化效果好；同时混合腔能够通入流体与尿素混合，形成混合流体直接被二级机构喷射出来，不但雾化效果好，且缩短了尿素的喷射行程，使得被计量好的尿素迅速喷射与尾气结合，提高了响应速度，尾气处理效果更好。

优选的是，所述的尿素超音速射流喷射器结构中，所述一级喷射机构的喷射口端面与二级喷射机构入口端面之间的距离为-50mm～50mm。