0035]请参图5及图6所示，在本实用新型图示的第四实施方式中，所述主体部52包括位于所述尿素通道521外围的加热通道523。所述加热通道523呈环形，且位于所述尿素通道521与所述空气通道522之间。所述加热元件6包括用以引入所述加热通道523内的发动机废气，利用废气的热量实现对尿素溶液的加热。所述废气在与尿素溶液进行热交换之后，从新回到排气管7中(参废气流动箭头)。优选地，为了提高废气温度，所述加热元件6还包括对所述废气进行加热的废气加热装置61。具体地，请参图6所示，从排气管7的某一位置将废气引出一路，在管路中添加所述废气加热装置61以及用以抽吸废气的动力装置(未图示)，再将加热后的废气引入到所述加热通道523内，然后废气再循环到排气管7中。
[0036]请参图7所示，所述加热元件6为感应加热元件(例如感应加热线圈)，其设置在所述主体部52的外围，加热过程中直接对喷嘴5整体加热，利用磁场的穿透性使尿素溶液升温。此时，所述主体部52无需设置类似第一、第二实施方式中的加热通道523。为了保护所述加热元件6，所述喷嘴5还包括包裹在所述感应加热元件外围的保护套62。
[0037]请参图2至图7所示，所述加热元件6设有电源接头63，以对其进行供电。
[0038]另外，本实用新型还涉及一种上述发动机尾气后处理系统100的控制方法，其包括两种工作模式:
[0039]在低温工况下，关闭所述空气通道522 (例如关闭控制阀4，不引入压缩空气)，启动所述加热元件6对所述尿素通道521中的尿素溶液进行加热，使尿素溶液被蒸发分解为氨气，并以较大的压力将氨气喷射到排气管7中。所述低温工况是指例如发动机启动的初期或者怠速状态，此时排气温度通常低于220°C。
[0040]在高温工况下，关闭所述加热元件6，开启空气通道522导入压缩空气，并借助空气实现对尿素溶液较好的雾化。在高温工况下，此时排气温度通常高于220°C。
[0041]需要说明的是:在低温工况下，尿素结晶的风险比较大，启动加热元件6能够降低结晶风险。低温工况下，尿素溶液被加热形成氨气并具有一定压力的物理化学变化过程，可以简述为:
[0042]—、尿素溶液形成氨气
[0043]尿素晶体热解！(NH2)2CO— NH3+HNC0
[0044]尿素晶体的熔点为132.5°C，高温(例如350°C ~650°C )条件下，尿素CN键断裂分解为氨气(NH3)。研宄表明，在190°C~350°C温度区间，尿素也会发生部分热解，但产物比较复杂。
[0045]尿素溶液的热解过程(包括水解)为:
[0046](NH2)2CO — (NH2)2CO +H2O
[0047](NH2)2CO — NH3+HNC0
[0048]HNC0+H20 — NH3+C02
[0049]二、形成一定喷射压力
[0050]根据气态方程:PV=nRT (其中:P:气体压强；V:气体体积；n:气体物质的量；T:气体温度；R:气体常数)，可以得出压力和温度成比例关系，随着温度的上升，气体压力会逐渐增大。因此，通过对尿素溶液进行加热，提高温度，当尿素溶液生成氨气时，气体能够形成较大压力而喷射出。在此过程中，因为喷入排气管7中的是氨气而不是尿素溶液，因此解决了尿素结晶的问题。
[0051]相较于现有技术，本实用新型不仅仅是增加了加热功能就解决了结晶问题这么简单，而应该从整体系统架构上考虑本实用新型的优越性。首先，本实用新型采用外混空气辅助式后处理系统，能够更好的实现尿素清空(purge)，从而解决尿素结冰的问题。另外，通过设置加热元件6，结合控制策略，当尿素管路中存在尿素晶体时，通过加热可以将晶体消除(因为尿素晶体在高温下热解成氨气和异氰酸);当尿素管路中不存在尿素晶体时，可以预防低温工况下形成尿素结晶。
[0052]以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述喷嘴包括安装部以及凸出所述安装部的主体部，所述主体部设有末端、贯穿所述末端的尿素通道以及环绕在所述尿素通道外围且贯穿所述末端的空气通道，所述尿素通道与所述空气通道在所述喷嘴的外部实现连通；所述喷嘴还包括用以对尿素通道中的尿素溶液进行加热的加热元件。
2.如权利要求1所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述加热元件设置在所述尿素通道的内侧。
3.如权利要求1所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述主体部包括位于所述尿素通道外围的加热通道，所述加热元件位于所述加热通道内。
4.如权利要求3所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述加热通道呈环形，位于所述尿素通道与所述空气通道之间；所述加热元件包括位于所述加热通道内的加热丝或者加热片。
5.如权利要求1所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述主体部包括位于所述尿素通道外围的加热通道，所述加热元件包括用以引入所述加热通道内的发动机废气。
6.如权利要求5所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述加热元件包括对所述废气进行加热的废气加热装置。
7.如权利要求1所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述加热元件为感应加热元件，其包裹在所述主体部的外围。
8.如权利要求7所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述喷嘴还包括包裹在所述感应加热元件外围的保护套。
9.如权利要求1至8项中任意一项所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述加热元件设有电源接头。
10.如权利要求1所述的空气辅助式喷嘴，其特征在于:所述喷嘴包括与所述尿素通道连通的尿素管接头以及与所述空气通道连通的空气管接头，所述尿素通道为直通道且位于所述主体部的中部，所述空气通道包括环形的第一通道以及锥形的第二通道。
11.一种发动机尾气后处理系统，其包括与所述尿素通道相连且用以泵送尿素溶液的尿素泵、与所述空气通道相连的气源、控制器以及用以安装到排气管上的喷嘴，其特征在于:所述喷嘴为权利要求1至10项中任意一项所述的喷嘴。
【专利摘要】一种空气辅助式喷嘴，其包括安装部以及凸出所述安装部的主体部，所述主体部设有末端、贯穿所述末端的尿素通道以及环绕在所述尿素通道外围且贯穿所述末端的空气通道，所述尿素通道与所述空气通道在所述喷嘴的外部实现连通；所述喷嘴还包括用以对尿素通道中的尿素溶液进行加热的加热元件。本实用新型还涉及一种发动机尾气后处理系统。本实用新型通过增加加热元件对尿素溶液进行加热，当尿素管路中存在尿素晶体时，通过加热可以将晶体消除；当尿素管路中不存在尿素晶体时，可以预防低温工况下形成尿素结晶。
【IPC分类】F01N3-28
【公开号】CN204591420
【申请号】CN201520207295
【发明人】樊坚强, 周林, 戚永爱
【申请人】天纳克（苏州）排放系统有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月8日