專利名稱：尾氣后處理中變頻控制噴射系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種柴油車尾氣后處理凈化系統，尤其涉及一種尾氣后處理中變 頻控制噴射系統。
背景技術：
隨著機動車排放標準的不斷提高，車輛尾氣凈化系統也日益倍受機動車制造商的 關注，其中柴油機尾氣后處理裝置作為柴油車的一個重要組成部分，各種技術路線也逐漸 成熟。現已知，通過選擇性催化還原技術(SCR)減少內燃機尤其是柴油機尾氣中的氮氧 化物是一種普遍的技術路線，即將還原劑(尿素水溶液)經過霧化定量噴射進排氣管路，并 通過SCR催化劑將廢氣中的主要有害氣體NOX轉化成氮氣和水排出，達到尾氣凈化的目的。現有技術中，SCR技術一般都是通過一泵電機組件將還原劑輸送給計量噴射裝置， 計量噴射裝置通過精確計量將還原劑噴射到混合腔中，在混合腔中通過高速氣流攪拌混 合，并形成懸浮液送到噴嘴實現霧化，在計量噴射過程中計量噴射的精確控制是尾氣后處 理的關鍵技術，因為還原劑噴射過多一方面會導致還原劑的浪費，另一方面會造成反應不 均勻，甚至氨泄露，形成二次污染；而還原劑噴射過少則反應不充分，達不到良好的凈化效 果，因此噴射量的精確控制成為SCR系統中急需解決的技術問題。
實用新型內容本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種尾氣后處理中變頻 控制噴射系統，本實用新型設計巧妙、控制方便，成本較低，并能達到精確的控制精度。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種尾氣后處理中變頻控制噴射系統，包 括依次管路串聯的儲液箱、泵電機組件和計量閥，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還 包括PID控制器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和所述第二壓 力傳感器分別設置在所述計量閥的上游和下游，所述PID控制器分別電連接所述第一壓力 傳感器和所述泵電機組件。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括泵控制單元(P⑶)，所述泵控 制單元分別電連接所述第二壓力傳感器、所述PID控制器和所述計量閥。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括穩壓腔，所述穩壓腔串聯在 所述泵電機組件和所述計量閥之間。較佳地，所述穩壓腔包括腔膜片，所述腔膜片將所述穩壓腔分為空氣腔和液體腔， 所述穩壓腔通過液體腔與所述泵電機組件和所述計量閥連通。更佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括排空回路，所述排空回路一 端連通所述泵電機組件和所述穩壓腔之間的管路，其另一端連通所述儲液箱，泵電機啟動 時，可以完成管路空氣排空。更佳地，所述排空回路上還設置電磁閥，所述電磁閥與所述泵控制單元(PCU)電連接。 本實用新型具有如下有益效果通過PID控制器的設置來恒定計量閥上游壓力， 進而控制噴射量，達到精確控制的效果。
圖1是本實用新型尾氣后處理中變頻控制噴射系統控制原理圖。圖2是本實用新型實施例中計量閥上游的壓力隨噴射時間的變化而變化的函數 示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。如圖1、圖2所示，本實用新型涉及一種尾氣后處理中變頻控制噴射系統，包括儲 液箱1、泵電機組件2、計量閥3、PID控制器4以及第一壓力傳感器11和第二壓力傳感器 12，所述儲液箱1、泵電機組件2、第一壓力傳感器11、計量閥3、第二壓力傳感器12依次串 聯連接，所述PID控制器4分別電連接所述第一壓力傳感器11和所述泵電機組件2。所述儲液箱1用于儲存還原劑(ADBLUE)，所述泵電機組件2用于將儲液箱1內的 還原劑泵送到計量閥3內，所述計量閥3用于噴射還原劑，所述第一壓力傳感器11和第二 壓力傳感器12分別用于測量所述計量閥3的上游P1和下游P2的壓力值，所述PID控制器 通過采集P1壓力值來控制泵電機組件2的噴射量。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括泵控制單元5，所述泵控制單 元5分別電連接所述第二壓力傳感器12、所述PID控制器4和所述計量閥3，所述泵控制單 元5將采集的&壓力值傳輸給PID控制器4，通過計算？工和^之間的壓差(ΔΡ)來控制計 量閥3的噴射。較佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括穩壓腔6，所述穩壓腔6串聯 在所述泵電機組件2和所述計量閥3之間，所述穩壓腔6包括腔膜片61，所述腔膜片61將 所述穩壓腔6分為空氣腔62和液體腔63，所述空氣腔62為有源腔體或無源腔體，其腔內形 成一定恒定壓力，所述穩壓腔6通過液體腔63與所述泵電機組件2和所述計量閥3連通。更佳地，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括排空回路7，所述排空回路7 一端連通所述泵電機組件2和所述穩壓腔6之間的管路，其另一端連通所述儲液箱1，泵電 機啟動時，可以完成管路空氣排空，所述排空回路7上還設置電磁閥8，所述電磁閥8與所述 泵控制單元5電連接，用于控制排空管路7的通斷。本實用新型尾氣后處理中變頻控制噴射系統控制原理如下如圖1，當D⑶接受到噴射信號時，會通過PID控制器4控制泵電機組件2以某一固 定轉速開始排空動作，并通過排空回路7返回到儲液箱1，完成排空；當排空完成后，DCU會 控制電磁閥8關閉排空回路，此時泵電機組件繼續工作，還原劑被泵送到計量閥3的上游， 其壓力持續增加，當計量閥3的上游第一壓力傳感器11的壓力值P1達到設定值時，泵電機 組件以PID方式工作，DCU控制計量閥3開始計量噴射，第二壓力傳感器12用于采集計量 閥3下游的壓力值P2。如圖2所示，在噴射前，第一壓力傳感器11的壓力值(P1)為零，此時PID控制器4控制泵電機組件2內的電機以PID自調節方式增加占空比，增加單位時間內的噴射量，隨 著時間的推移，第一壓力傳感器11的壓力值(P1)越來越高，直到高于目標值，此時PID控 制器4控制泵電機組件2內的電機減小輸出占空比，減少單位時間內的噴射量，直到低于目 標值，PID控制器4在采集到這些數據之后完成一個數據計算，并調節控制泵電機組件2內 的電機的輸出脈寬，使噴射壓力P1越來越趨向于目標值，通過數次調節，最終趨同于目標值 (Target)。這樣在噴射過程中，通過PID控制器4的調節計算和對泵電機組件2內的電機 進行變頻控制，第一壓力傳感器11的壓力值(P1)和噴射時間(t)會形成一個函數曲線(如 圖2所示)，即壓力值P1起初會或高或低，隨著時間的增加越來越趨向于目標值，最終趨同 于目標值(Target)。具體講，當噴射量要求在2000ml-7500ml時，PID控制器不斷進行調節計算和對電 機的變頻控制，使P1值趨向于目標值，穩定壓差；當噴射量要求低于2000ml時，采用起停控 制策略，即當P1高于目標值時，PID控制器控制泵電機組件停止工作，當P1低于目標值時， PID控制器控制泵電機組件再次工作，使P1值越來越接近或達到目標值。通過所述計量控制單元(DCU)和所述PID控制器分別對所述第一壓力傳感器和第 二壓力傳感器壓力值P1和P2的測量，可以有效控制P1和P2之間的壓差，穩定控制精度。綜上，本實用新型尾氣后處理中變頻控制噴射系統設計巧妙、結構簡單、控制方 便，通過變頻控制和起停控制，穩定計量閥上游和下游的壓力差，達到精確控制的效果。在此說明書中，本實用新型僅參照其特定的實施例作了描述，但是，很顯然仍可以 作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍，如圖1中串聯有過濾器等，因此， 本實用新型說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求尾氣后處理中變頻控制噴射系統，包括依次管路串聯的儲液箱、泵電機組件和計量閥，其特征在于所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括PID控制器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器分別設置在所述計量閥的上游和下游，所述PID控制器分別電連接所述第一壓力傳感器和所述泵電機組件。
2.根據權利要求1所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系統，其特征在于所述尾氣后 處理中變頻控制噴射系統還包括泵控制單元(PCU)，所述泵控制單元分別電連接所述第二 壓力傳感器、所述PID控制器和所述計量閥。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系統，其特征在于 所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括穩壓腔，所述穩壓腔串聯在所述泵電機組件和 所述計量閥之間。
4.根據權利要求3所述的變頻控制噴射系統，其特征在于所述穩壓腔包括腔膜片，所 述腔膜片將所述穩壓腔分為空氣腔和液體腔，所述尾氣后處理中穩壓腔通過液體腔與所述 泵電機組件和所述計量閥連通。
5.根據權利要求1或權利要求2或權利要求4所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系 統，其特征在于所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括排空回路，所述排空回路一端 連通所述泵電機組件和所述穩壓腔之間的管路，其另一端連通所述儲液箱，泵電機啟動時， 可以完成管路空氣排空。
6.根據權利要求5所述的尾氣后處理中變頻控制噴射系統，其特征在于所述排空回 路上還設置電磁閥，所述電磁閥與所述泵控制單元(P⑶)電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種尾氣后處理中變頻控制噴射系統，包括依次管路串聯的儲液箱、泵電機組件和計量閥，所述尾氣后處理中變頻控制噴射系統還包括PID控制器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器分別設置在所述計量閥的上游和下游，所述PID控制器分別電連接所述第一壓力傳感器和所述泵電機組件，本實用新型設計巧妙，控制方便，成本較低，并能達到精確的控制精度。
文檔編號F01N9/00GK201771583SQ20102051092
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者郝慶軍 申請人:蘇州派格力減排系統有限公司