专利名称：尾气后处理中变频控制喷射系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油车尾气后处理净化系统，尤其涉及一种尾气后处理中变 频控制喷射系统。
背景技术：
随着机动车排放标准的不断提高，车辆尾气净化系统也日益倍受机动车制造商的 关注，其中柴油机尾气后处理装置作为柴油车的一个重要组成部分，各种技术路线也逐渐 成熟。现已知，通过选择性催化还原技术(SCR)减少内燃机尤其是柴油机尾气中的氮氧 化物是一种普遍的技术路线，即将还原剂(尿素水溶液)经过雾化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NOX转化成氮气和水排出，达到尾气净化的目的。现有技术中，SCR技术一般都是通过一泵电机组件将还原剂输送给计量喷射装置， 计量喷射装置通过精确计量将还原剂喷射到混合腔中，在混合腔中通过高速气流搅拌混 合，并形成悬浮液送到喷嘴实现雾化，在计量喷射过程中计量喷射的精确控制是尾气后处 理的关键技术，因为还原剂喷射过多一方面会导致还原剂的浪费，另一方面会造成反应不 均勻，甚至氨泄露，形成二次污染；而还原剂喷射过少则反应不充分，达不到良好的净化效 果，因此喷射量的精确控制成为SCR系统中急需解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种尾气后处理中变频 控制喷射系统，本实用新型设计巧妙、控制方便，成本较低，并能达到精确的控制精度。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种尾气后处理中变频控制喷射系统，包 括依次管路串联的储液箱、泵电机组件和计量阀，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还 包括PID控制器、第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压 力传感器分别设置在所述计量阀的上游和下游，所述PID控制器分别电连接所述第一压力 传感器和所述泵电机组件。较佳地，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括泵控制单元(P⑶)，所述泵控 制单元分别电连接所述第二压力传感器、所述PID控制器和所述计量阀。较佳地，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括稳压腔，所述稳压腔串联在 所述泵电机组件和所述计量阀之间。较佳地，所述稳压腔包括腔膜片，所述腔膜片将所述稳压腔分为空气腔和液体腔， 所述稳压腔通过液体腔与所述泵电机组件和所述计量阀连通。更佳地，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括排空回路，所述排空回路一 端连通所述泵电机组件和所述稳压腔之间的管路，其另一端连通所述储液箱，泵电机启动 时，可以完成管路空气排空。更佳地，所述排空回路上还设置电磁阀，所述电磁阀与所述泵控制单元(PCU)电连接。 本实用新型具有如下有益效果通过PID控制器的设置来恒定计量阀上游压力， 进而控制喷射量，达到精确控制的效果。
图1是本实用新型尾气后处理中变频控制喷射系统控制原理图。图2是本实用新型实施例中计量阀上游的压力随喷射时间的变化而变化的函数 示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。如图1、图2所示，本实用新型涉及一种尾气后处理中变频控制喷射系统，包括储 液箱1、泵电机组件2、计量阀3、PID控制器4以及第一压力传感器11和第二压力传感器 12，所述储液箱1、泵电机组件2、第一压力传感器11、计量阀3、第二压力传感器12依次串 联连接，所述PID控制器4分别电连接所述第一压力传感器11和所述泵电机组件2。所述储液箱1用于储存还原剂(ADBLUE)，所述泵电机组件2用于将储液箱1内的 还原剂泵送到计量阀3内，所述计量阀3用于喷射还原剂，所述第一压力传感器11和第二 压力传感器12分别用于测量所述计量阀3的上游P1和下游P2的压力值，所述PID控制器 通过采集P1压力值来控制泵电机组件2的喷射量。较佳地，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括泵控制单元5，所述泵控制单 元5分别电连接所述第二压力传感器12、所述PID控制器4和所述计量阀3，所述泵控制单 元5将采集的&压力值传输给PID控制器4，通过计算？工和^之间的压差(ΔΡ)来控制计 量阀3的喷射。较佳地，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括稳压腔6，所述稳压腔6串联 在所述泵电机组件2和所述计量阀3之间，所述稳压腔6包括腔膜片61，所述腔膜片61将 所述稳压腔6分为空气腔62和液体腔63，所述空气腔62为有源腔体或无源腔体，其腔内形 成一定恒定压力，所述稳压腔6通过液体腔63与所述泵电机组件2和所述计量阀3连通。更佳地，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括排空回路7，所述排空回路7 一端连通所述泵电机组件2和所述稳压腔6之间的管路，其另一端连通所述储液箱1，泵电 机启动时，可以完成管路空气排空，所述排空回路7上还设置电磁阀8，所述电磁阀8与所述 泵控制单元5电连接，用于控制排空管路7的通断。本实用新型尾气后处理中变频控制喷射系统控制原理如下如图1，当D⑶接受到喷射信号时，会通过PID控制器4控制泵电机组件2以某一固 定转速开始排空动作，并通过排空回路7返回到储液箱1，完成排空；当排空完成后，DCU会 控制电磁阀8关闭排空回路，此时泵电机组件继续工作，还原剂被泵送到计量阀3的上游， 其压力持续增加，当计量阀3的上游第一压力传感器11的压力值P1达到设定值时，泵电机 组件以PID方式工作，DCU控制计量阀3开始计量喷射，第二压力传感器12用于采集计量 阀3下游的压力值P2。如图2所示，在喷射前，第一压力传感器11的压力值(P1)为零，此时PID控制器4控制泵电机组件2内的电机以PID自调节方式增加占空比，增加单位时间内的喷射量，随 着时间的推移，第一压力传感器11的压力值(P1)越来越高，直到高于目标值，此时PID控 制器4控制泵电机组件2内的电机减小输出占空比，减少单位时间内的喷射量，直到低于目 标值，PID控制器4在采集到这些数据之后完成一个数据计算，并调节控制泵电机组件2内 的电机的输出脉宽，使喷射压力P1越来越趋向于目标值，通过数次调节，最终趋同于目标值 (Target)。这样在喷射过程中，通过PID控制器4的调节计算和对泵电机组件2内的电机 进行变频控制，第一压力传感器11的压力值(P1)和喷射时间(t)会形成一个函数曲线(如 图2所示)，即压力值P1起初会或高或低，随着时间的增加越来越趋向于目标值，最终趋同 于目标值(Target)。具体讲，当喷射量要求在2000ml-7500ml时，PID控制器不断进行调节计算和对电 机的变频控制，使P1值趋向于目标值，稳定压差；当喷射量要求低于2000ml时，采用起停控 制策略，即当P1高于目标值时，PID控制器控制泵电机组件停止工作，当P1低于目标值时， PID控制器控制泵电机组件再次工作，使P1值越来越接近或达到目标值。通过所述计量控制单元(DCU)和所述PID控制器分别对所述第一压力传感器和第 二压力传感器压力值P1和P2的测量，可以有效控制P1和P2之间的压差，稳定控制精度。综上，本实用新型尾气后处理中变频控制喷射系统设计巧妙、结构简单、控制方 便，通过变频控制和起停控制，稳定计量阀上游和下游的压力差，达到精确控制的效果。在此说明书中，本实用新型仅参照其特定的实施例作了描述，但是，很显然仍可以 作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围，如图1中串联有过滤器等，因此， 本实用新型说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求尾气后处理中变频控制喷射系统，包括依次管路串联的储液箱、泵电机组件和计量阀，其特征在于所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括PID控制器、第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别设置在所述计量阀的上游和下游，所述PID控制器分别电连接所述第一压力传感器和所述泵电机组件。
2.根据权利要求1所述的尾气后处理中变频控制喷射系统，其特征在于所述尾气后 处理中变频控制喷射系统还包括泵控制单元(PCU)，所述泵控制单元分别电连接所述第二 压力传感器、所述PID控制器和所述计量阀。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的尾气后处理中变频控制喷射系统，其特征在于 所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括稳压腔，所述稳压腔串联在所述泵电机组件和 所述计量阀之间。
4.根据权利要求3所述的变频控制喷射系统，其特征在于所述稳压腔包括腔膜片，所 述腔膜片将所述稳压腔分为空气腔和液体腔，所述尾气后处理中稳压腔通过液体腔与所述 泵电机组件和所述计量阀连通。
5.根据权利要求1或权利要求2或权利要求4所述的尾气后处理中变频控制喷射系 统，其特征在于所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括排空回路，所述排空回路一端 连通所述泵电机组件和所述稳压腔之间的管路，其另一端连通所述储液箱，泵电机启动时， 可以完成管路空气排空。
6.根据权利要求5所述的尾气后处理中变频控制喷射系统，其特征在于所述排空回 路上还设置电磁阀，所述电磁阀与所述泵控制单元(P⑶)电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种尾气后处理中变频控制喷射系统，包括依次管路串联的储液箱、泵电机组件和计量阀，所述尾气后处理中变频控制喷射系统还包括PID控制器、第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别设置在所述计量阀的上游和下游，所述PID控制器分别电连接所述第一压力传感器和所述泵电机组件，本实用新型设计巧妙，控制方便，成本较低，并能达到精确的控制精度。
文档编号F01N9/00GK201771583SQ20102051092
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者郝庆军 申请人:苏州派格力减排系统有限公司