車輛排放后處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種車輛排放后處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)主要包括：后處理器總成2、尿素噴嘴4、尿素噴射泵5、壓縮空氣管路6、尿素罐總成7、加熱管路8、后處理控制器9及所屬傳感器、線束及管路。本實(shí)用新型的有益效果是提供了一種車輛排放完整的后處理系統(tǒng)，具有復(fù)合氨混合腔、催化器單元、消聲單元于一體的后處理器總成；具有較寬的反應(yīng)窗口，在低溫下具有較高的反應(yīng)效率。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及車輛排放后處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種車輛氮氧化物（NOx) 排放完整的后處理系統(tǒng)。 車輛排放后處理系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 為推進(jìn)機(jī)動(dòng)車污染減排，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，國(guó)發(fā)[2011]42號(hào)《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā) 國(guó)家環(huán)境保護(hù)"十二五"規(guī)劃的通知》、國(guó)發(fā)[2011]35號(hào)《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工 作的意見(jiàn)》、國(guó)發(fā)[2011]26號(hào)《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)"十二五"節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》 以及實(shí)施"國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)"有關(guān)事項(xiàng)的公告要求，自2013年7月1日起，所有生產(chǎn)、進(jìn)口、銷售和 注冊(cè)登記的車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車必須符合國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)的要求。汽車排氣后處理系統(tǒng)是汽 車關(guān)鍵零部件之一，其設(shè)計(jì)和制造水平直接影響到汽車的整車綜合性能，直接關(guān)系到整車 的噪聲和排放是否達(dá)到法規(guī)的要求。
[0003] 國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)廠商和車輛制造廠多數(shù)也選用SCR技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)國(guó)IV、國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)和更 高排放階段的后處理技術(shù)路線，但是都不夠完整，完善，實(shí)有待改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種車輛排放完整的后處理系 統(tǒng)，該系統(tǒng)可以與整車匹配，有效的降低車輛尾氣中氮氧化合物。
[0005] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種車輛排放后處理系統(tǒng)，其中，包括：設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣 管（1)后端的后處理器總成（2);所述的尿素噴嘴（4)安裝在后處理器總成（2)或者排氣 管上；所述的尿素噴射泵（5)分別連接有尿素存儲(chǔ)總成（7)、尿素噴嘴（4)與壓縮空氣管路
[6] ，尿素噴射泵（5)通過(guò)CAN線與后處理控制單元A⑶（9)連接；所述的尿素存儲(chǔ)總成（7) 內(nèi)部布置有加熱管路（8)，所述的加熱管路（8)通過(guò)電磁閥（15)與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液相連通；所 述的后處理控制器（9)與第一溫度傳感器（10)、NOx傳感器（11)、第二溫度傳感器（12)、液 位及溫度傳感器（13)、電磁閥（15)、發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶(3)相連，所述的后處理控制單元A⑶（9)通 過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)控制尿素噴射泵（5)噴射尿素存儲(chǔ)單元中的尿素溶液；所述的尿素溶液通過(guò)噴 嘴（4)噴射到設(shè)置在排氣管（1)后端的后處理總成（2)中。
[0006] 所述的車輛排放后處理系，其中：后處理器總成（2)具有氨氣與排氣氣流混合單 元、催化轉(zhuǎn)化單元及消聲單元于一體結(jié)構(gòu)；后處理器總成2在催化轉(zhuǎn)化單元的上、下游布置 有第一溫度傳感器（10 )，在催化轉(zhuǎn)化單元下游布置有NOx傳感器（11)。
[0007] 所述的車輛排放后處理系，其中：后處理器總成催化還原單元應(yīng)用了兩塊載體，載 體之間有10-30mm間隙。
[0008] 所述的車輛排放后處理系，其中：壓縮空氣（14)并經(jīng)過(guò)電磁閥15、空氣濾清器及 空氣壓力調(diào)節(jié)閥16送入尿素泵混合腔（18)。
[0009] 所述的車輛排放后處理系，其中：所述壓縮空氣（14)的壓力為4帕。
[0010] 所述的車輛排放后處理系，其中：所述尿素罐總成（7)包括尿素罐以及安裝在 尿素罐中的尿素水溶液管及濾芯、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管、第二溫度傳感器（12)及液位傳感器 (13)。
[0011] 所述的車輛排放后處理系，其中：所述加熱管路（8)包括連接發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿 素罐之間的管路，以及具備電加熱功能的尿素管路。
[0012] 所述的車輛排放后處理系，其中：所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿素罐之間的管路通過(guò)兩 位兩通常閉電磁閥控制。
[0013] 所述的車輛排放后處理系，其中：所述尿素噴嘴（4)設(shè)在在靠近后處理器總成（2) 的位置。
[0014] 所述的車輛排放后處理系，其中：所述后處理器控制器（9)包括，電源模塊：把車 載電池直接提供24V電壓轉(zhuǎn)換為5V、3. 3V、1. 8V三種電壓；微處理器模塊：由CPU、晶振電 路、基本外圍接E1電路組成；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：存儲(chǔ)電子控制系統(tǒng)所要用到的各種信息。；輸 入調(diào)理模塊：完成傳感器驅(qū)動(dòng)、信號(hào)的采集和處理的功能；輸出驅(qū)動(dòng)模塊：接受微處理器信 號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)尿素噴射泵（5)工作。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是提供了一種車輛排放完整的后處理系 統(tǒng)，具有復(fù)合氨混合腔、催化器單元、消聲單元于一體的后處理器總成；具有較寬的反應(yīng)窗 口，在低溫下具有較高的反應(yīng)效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為車輛排放后處理系統(tǒng)基本組成。
[0017] 圖2為尿素噴射泵基本組成。
[0018] 圖3為后處理器控制器組成。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供該完整的后處理系統(tǒng)方案主要包括：后處理器總成2、尿 素噴嘴4、尿素噴射泵5、壓縮空氣管路6、尿素罐總成7、加熱管路8、后處理控制器9及所屬 傳感器、線束及管路。
[0021] 如圖1至圖3所示，其中，圖1為車輛排放后處理系統(tǒng)基本組成；圖2為尿素噴射 泵基本組成；圖3為后處理器控制器組成。
[0022] -種車輛排放后處理系統(tǒng)包括設(shè)置在排氣管1上的后處理器總成2,所述的后處 理器總成2與尿素噴射泵5的尿素噴嘴4相連，所述尿素噴嘴4設(shè)在在靠近后處理器總成 2的位置。
[0023] 所述的尿素噴射泵5分別連接有后處理控制單元A⑶3與尿素存儲(chǔ)總成7,所述的 尿素噴射泵5與壓縮空氣管路6相連；所述的尿素存儲(chǔ)總成7與加熱管路8相連，所述的加 熱管路8與后處理控制器9相連，所述的后處理控制器與第一溫度傳感器10、NOx傳感器 11、第二溫度傳感器12、液位傳感器13相連；所述的后處理控制單元A⑶3通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)控 制壓縮空氣管路6與尿素噴射泵5噴射尿素存儲(chǔ)單元中的尿素溶液，所述的尿素溶液通過(guò) 噴嘴4噴射到設(shè)置在排氣管1上的后處理總成2中；所述的后處理控制器9將尿素存儲(chǔ)總 成7的液位、溫度以及排氣管1中NOx的處理結(jié)果反饋給后處理控制單元A⑶3。
[0024] 后處理器總成2具有氨氣與排氣氣流混合單元、催化轉(zhuǎn)化單元及消聲單元于一體 結(jié)構(gòu)；后處理器總成2在催化轉(zhuǎn)化單元的上、下游布置有第一溫度傳感器10,在催化轉(zhuǎn)化單 元下游布置有NOx傳感器11。后處理器總成催化還原單元應(yīng)用了兩塊載體，載體之間留有 10-30mm間隙，以優(yōu)化后部載體的流動(dòng)均勻性。
[0025] 壓縮空氣14并經(jīng)過(guò)電磁閥15、空氣濾清器及空氣壓力調(diào)節(jié)閥16送入尿素泵混合 腔18。所述壓縮空氣14的壓力為4帕。
[0026] 所述尿素罐總成7包括尿素罐以及安裝在尿素罐中的尿素水溶液管及濾芯、發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻液管、第二溫度傳感器12及液位傳感器13。
[0027] 所述加熱管路8包括連接發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿素罐之間的管路，以及具備電加熱功 能的尿素管路。所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿素罐之間的管路通過(guò)兩位兩通常閉電磁閥控制。
[0028] 所述后處理器控制器9包括，電源模塊：把車載電池直接提供24V電壓轉(zhuǎn)換為5V、 3. 3V、1. 8V三種電壓；微處理器模塊：由CPU、晶振電路、基本外圍接E1電路組成；數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 模塊：存儲(chǔ)電子控制系統(tǒng)所要用到的各種信息。；輸入調(diào)理模塊：完成傳感器驅(qū)動(dòng)、信號(hào)的采 集和處理的功能；輸出驅(qū)動(dòng)模塊：接受微處理器信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)尿素噴射泵5工作。
[0029] 該系統(tǒng)工作時(shí)，后處理控制器9在檢測(cè)到車輛點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)后進(jìn)行初始化和自 檢，并進(jìn)行通訊、尿素溫度和液位、排氣溫度檢測(cè)，檢測(cè)通過(guò)后通過(guò)CAN總線獲取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速扭矩信息，同時(shí)通過(guò)AD接口采集催化器前后溫度信息、尿素溫度及液位信息。后處理控 制器利用采集到的信息，根據(jù)標(biāo)定好的控制策略，計(jì)算出當(dāng)前工況下的尿素噴射量，通過(guò) CAN總線將噴射指令傳遞給尿素噴射泵。尿素噴射泵依據(jù)噴射指令執(zhí)行噴射，尿素水溶液與 壓縮空氣在尿素噴射泵內(nèi)混合后，經(jīng)過(guò)尿素管路、噴嘴的霧化后進(jìn)入排氣管路，再進(jìn)入后處 理器總成前端混合，尿素水溶液受熱進(jìn)行熱解和水解，生成氨氣，
[0030] 尿素的熱解反應(yīng)為：NH2-C0-NH2->NH3+HNC0
[0031] 尿素的水解反應(yīng)為：HNC0+H20->NH3+C02
[0032] 從氨混合腔到催化還原單元的氣流流動(dòng)均勻性經(jīng)過(guò)CFD軟件優(yōu)化，達(dá)到93%以上， 使催化器具有很高的反應(yīng)效率，NH3是NOx的直接還原劑，經(jīng)過(guò)兩個(gè)反應(yīng)：
[0033] 4NH3+4N0+02- >4N2+6H20
[0034] 2NH3+N0+N02- >2N2+3H20
[0035] 生成無(wú)毒無(wú)害的N2和H20,排入大氣。
[0036] 所述尿素噴嘴，連接尿素管路與排氣管路，尿素水溶液(尿素與水按照適當(dāng)比例， 本實(shí)施例中為32. 5%比例混合）通過(guò)噴嘴射入排氣管路，并充分霧化。噴嘴通過(guò)螺母座，安 裝在排氣管路上，通過(guò)壓緊螺母保證連接處的密封，它的末端四個(gè)噴射小孔與排氣氣流垂 直。
[0037] 所述的NOx傳感器，通過(guò)CAN總線與后處理控制單元進(jìn)行通訊，包括后處理控制 單元傳輸加熱信號(hào)給氮氧傳感器及氮氧傳感器發(fā)送氮氧值給后處理系統(tǒng)。
[0038] 所述尿素噴射泵5依靠?jī)?nèi)部柱塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)，推出尿素水溶液來(lái)完成定量噴射。當(dāng) 收到后處理控制器9從CAN總線發(fā)出的流量控制信號(hào)后，將會(huì)改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái) 改變柱塞的運(yùn)動(dòng)速度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)尿素溶液流量的目的。通過(guò)隔膜泵21打出去的尿素溶 液將會(huì)進(jìn)入混合腔18,與壓縮空氣相遇，混合后將會(huì)進(jìn)入尿素管路17直到噴嘴，經(jīng)過(guò)噴嘴4 噴入排氣管。尿素管路上有一個(gè)壓力繼電器19,在尿素溶液管路內(nèi)壓力大于壓縮空氣壓力， 通過(guò)繼電器20瀉壓回添藍(lán)罐。
[0039] 所述壓縮空氣，從整車的氣源引入壓縮空氣14并經(jīng)過(guò)電磁閥15、空氣濾清器及空 氣壓力調(diào)節(jié)閥16,將壓力調(diào)整到4bar，送入尿素泵混合腔。
[0040] 所述尿素罐總成7包括尿素罐，以及安裝在尿素罐中的尿素水溶液管及濾芯、發(fā) 動(dòng)機(jī)冷卻液管、溫度及液位傳感器。
[0041] 所述加熱管路8包括連接發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿素罐之間的管路，以及具備電加熱功 能的尿素管路。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿素罐之間的管路通過(guò)兩位兩通常閉電磁閥控制。
[0042] 所述后處理控制9,由電源模塊、時(shí)鐘模塊、微處理器模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模擬量 信號(hào)輸入調(diào)理模塊、輸出驅(qū)動(dòng)模塊及CAN總線收發(fā)模塊組成。電源模塊：車載電池直接提供 24V電壓，電源模塊把24V電壓轉(zhuǎn)換為5V、3. 3V、1. 8V三種電壓。微處理器模塊：由CPU、晶 振電路、基本外圍接E1電路組成。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：存儲(chǔ)電子控制系統(tǒng)所要用到的各種信息。 模擬量信號(hào)輸入調(diào)理模塊：完成傳感器驅(qū)動(dòng)、信號(hào)的采集和處理的功能。CAN總線收發(fā)模塊 接受發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩信息，接受微處理器信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)尿素噴射泵工作。輸出驅(qū)動(dòng) 模塊：驅(qū)動(dòng)空氣、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液電磁閥、電加熱管路、限扭及MIL燈等輸出工作。后處理控制 9具有對(duì)排放相關(guān)部件進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、診斷和報(bào)警功能。
[0043] 該車輛排放后處理系統(tǒng)，為車輛排放后處理提供了完整的系統(tǒng)方案，有效地降低 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣NOx含量，具有良好的低溫反應(yīng)效率，較寬的反應(yīng)窗口，能滿足整車排放 水平達(dá)歐四、歐五水平。
[0044] 后處理控制器具有支持HJ 437-2008關(guān)于OBD II要求；能夠監(jiān)測(cè)并儲(chǔ)存與排放 相關(guān)的故障，以及點(diǎn)亮儀表上用于0BD故障指示的MIL燈并在需要限扭時(shí)發(fā)送限扭信號(hào)給 ECU。
[0045] 以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的車輛排放后處理器總成進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文 中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用 于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí) 用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不 應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管（1)后端的后處 理器總成（2);尿素噴嘴（4)安裝在后處理器總成（2)或者排氣管上；所述的尿素噴射泵（5) 分別連接有尿素存儲(chǔ)總成（7)、尿素噴嘴（4)與壓縮空氣管路（6)，尿素噴射泵（5)通過(guò)CAN 線與后處理控制單元A⑶（9)連接；所述的尿素存儲(chǔ)總成（7)內(nèi)部布置有加熱管路（8)，所 述的加熱管路（8)通過(guò)電磁閥（15)與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液相連通；所述的后處理控制器（9)與第 一溫度傳感器（10)、NOx傳感器（11)、第二溫度傳感器（12)、液位及溫度傳感器（13)、電磁 閥（15)、發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶(3)相連，所述的后處理控制單元A⑶（9)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)控制尿素噴射 泵（5)噴射尿素存儲(chǔ)單元中的尿素溶液；所述的尿素溶液通過(guò)噴嘴（4)噴射到設(shè)置在排氣 管（1)后端的后處理總成（2)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：后處理器總成（2)具有氨 氣與排氣氣流混合單元、催化轉(zhuǎn)化單元及消聲單元于一體結(jié)構(gòu)；后處理器總成（2)在催化 轉(zhuǎn)化單元的上、下游布置有第一溫度傳感器（10)，在催化轉(zhuǎn)化單元下游布置有NOx傳感器 (11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：后處理器總成（2)的催化 還原單元應(yīng)用了兩塊載體，載體之間有10-30_間隙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：壓縮空氣（14)并經(jīng)過(guò)電 磁閥15、空氣濾清器及空氣壓力調(diào)節(jié)閥16送入尿素泵混合腔（18)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述壓縮空氣（14)的壓 力為4帕。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述尿素罐總成（7)包 括尿素罐以及安裝在尿素罐中的尿素水溶液管及濾芯、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管、第二溫度傳感器 (12)及液位傳感器（13)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱管路（8)包括連 接發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿素罐之間的管路，以及具備電加熱功能的尿素管路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液與尿 素罐之間的管路通過(guò)兩位兩通常閉電磁閥控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述尿素噴嘴（4)設(shè)在在 靠近后處理器總成（2)的位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛排放后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述后處理器控制器 (9)包括，電源模塊：把車載電池直接提供24V電壓轉(zhuǎn)換為5V、3. 3V、1. 8V三種電壓；微處理 器模塊：由CPU、晶振電路、基本外圍接E1電路組成；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：存儲(chǔ)電子控制系統(tǒng)所 要用到的各種信息；輸入調(diào)理模塊：完成傳感器驅(qū)動(dòng)、信號(hào)的采集和處理的功能；輸出驅(qū)動(dòng) 模塊：接受微處理器信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)尿素噴射泵（5 )工作。
【文檔編號(hào)】F01N3/24GK203906052SQ201420100079
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】高超, 方今朝, 張楚良, 楊群 申請(qǐng)人:萬(wàn)向通達(dá)股份公司