柴油发动机尾气后处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种柴油发动机尾气后处理系统(10)，包括存储还原剂的还原剂箱(1)，一个泵(2)将所述还原剂箱(1)中还原剂输送至一个喷射器(5)，所述喷射器(5)将还原剂喷射至指定位置，在所述泵(2)与所述喷射器(5)之间通过还原剂管(8)连接，其中所述还原剂管(8)外设置用以测量还原剂消耗量的超声波测量仪(3)。根据本实用新型可以对柴油发动机尾气后处理系统中消耗的还原剂进行方便准确地测量。
【专利说明】
柴油发动机尾气后处理系统
技术领域
[0001] 本实用新型有关柴油发动机，尤其是有关一种柴油发动机尾气后处理系统。
【背景技术】
[0002] 为了减少空气污染，对于柴油发动机的尾气进行后处理已经成为柴油发动机的标 准配备。对于尾气的处理，现在一般选用选择性催化还原剂来进行，通过喷射器将液态还原 剂呈气雾状喷射进入尾气管，通过选择性的催化还原反应，将尾气中的有害气体变成无害 气体排入大气中，从而减少对于环境的损害。
[0003] 还原剂一般选用尿素水溶液，在工作的过程中，理想的状况是喷射进入的尿素水 溶液的量刚好与尾气中的有害气体反应。然而，如果喷射进入的尿素水溶液过多，则尿素中 的有害气体进入大气，形成一种新的污染。如果喷射进入的尿素水溶液太少，不足W还原尾 气中的有害气体，则达不到净化的目的。因此，希望均对尿素水溶液的量进行监测及控制。 如果监测出的尿素水溶液的量超过或少于需求量的一定偏差，则系统作出反应提醒驾驶员 进行处理。然而，如果有效准确监测成为一个课题。
[0004] 现有技术中提供了直接监测法及间接监测法。直接监测通过将流量计嵌入到尿素 管中，但运种方式会干扰尿素的正常流动，且低溫时如果尿素结冰，容易造成流量计损坏， 再者因为尿素管外侧一般设置有加热层，将流量计嵌入加热层使得加热层的加工困难。间 接测量法通过获得一些压力信号或其它信号，建立流量模型，计算推测流量。然而，该方法 一则受限于模型的准确性，另外，该方法的可靠性受环境、部件安装等因素影响，计算结果 容易出现偏差。且前期需要大量的实验及标定工作，对部件本身的稳定性和一致性要求较 局。
[0005] 因此，需要一种简单直接准确测量还原剂流量的方法。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提供可W简单直接准确测量还原剂流量的柴油发动机的 尾气后处理系统。
[0007] 本实用新型提供一种柴油发动机尾气后处理系统（10)，包括存储还原剂的还原剂 箱（1)，一个累(2)将所述还原剂箱（1)中还原剂输送至一个喷射器(5)，所述喷射器(5)将还 原剂喷射至指定位置，在所述累(2)与所述喷射器巧)之间通过还原剂管(8)连接，其中所述 还原剂管(8)外设置用W测量还原剂消耗量的超声波测量仪(3)。
[000引本实用新型还具有W下特征，所述还原剂为尿素水溶液。
[0009] 本实用新型还具有W下特征，所述还原剂管(8)外具有加热层，所述超声波测量仪 (3)设置于所述加热层外。
[0010] 本实用新型还具有W下特征，还包括有控制器(9)，所述控制器(9)用W控制所述 的柴油发动机尾气后处理系统（10)的部件。
[0011] 本实用新型还具有W下特征，所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)的部件为累 (2)、喷射器(5)及超声波测量仪(3)的一个或多个。
[0012] 本实用新型还具有W下特征，所述超声波测量仪(3)包括超声波发生器(31)及超 声波接收器(32)，所述超声波发生器(31)发射超声波(4)的方向与垂直于还原剂管(8)的方 向呈夹角α，所述超声波接收器(32)接收经反射的超声波(4)。
[0013] 本实用新型还具有W下特征，所述超声波发生器(31)及超声波接收器(32)处于所 述还原剂管(8)的同一侧。
[0014] 本实用新型还具有W下特征，所述超声波测量仪(3)包括两个超声波收发器(33、 34)，两个超声波收发器(33、34)之间的连线与垂直于还原剂管(8)的方向呈夹角β，且可W 相互接收另一超声波收发器(33或34)发射的超声波(4)。
[0015] 本实用新型还具有W下特征，所述超声波收发器(33、34)设置于所述还原剂管(8) 的相对侧。
[0016] 本实用新型还具有W下特征，所述超声波测量仪(3)还可W设置于累(2)或喷射器 (5)上。
[0017] 通过本实用新型中仅设置超声波测量仪，可W根据简单公式计算出柴油发动机尾 气后处理系统中还原剂的流量，此方法简单直接准确。
【附图说明】
[0018] 下面将参考附图对本实用新型的示例性实施例进行详细说明，应当理解，下面描 述的实施例仅用于解释本实用新型，而不对本实用新型的范围作出限制，所附附图其中：
[0019] 图1是本实用新型的柴油发动机尾气后处理系统的一个实施例的结构框图，用W 显示柴油发动机尾气后处理系统的结构组成，其中虚线表示信号传输线路；
[0020] 图2是本实用新型柴油发动机尾气后处理系统的一个实施例中超声波测量仪的一 个设置方式；
[0021] 图3是本实用新型柴油发动机尾气后处理系统的一个实施例中超声波测量仪的另 一个设置方式。
【具体实施方式】
[0022] 在不同的附图中，相同或相似的部件用相同的附图标记表示。
[0023] 应当理解，附图仅用于对本实用新型进行说明，其中部件的尺寸、比例关系W及部 件的数目均不作为对本实用新型的限制。
[0024] 请参阅图1所示，本实用新型柴油发动机尾气后处理系统10包括储存还原剂液的 还原剂箱1，在本实施例中还原剂为尿素，该还原剂箱1通过管道7与累2相连，从而将还原剂 输送至累2。累2通过还原剂管8连接到喷射器5,该还原剂管8可W与管道7同质，累2可W将 还原剂通过还原剂管8输送至喷射器5。还原剂管8之外具有加热层，用W在气溫过低时加热 还原剂管8W防止管中的还原剂结冰。
[0025] 在还原剂管8之外设置有超声波测量仪3,用W测量流过还原剂管8中的还原剂的 量。另外，在其它实施例中，该超声波测量仪3还可W设置于自累2至喷射器5之间的任何位 置，或者是累2上或喷射器5上。在系统中还包括一控制器9,所述控制器9用W控制该柴油尾 气后处理系统10中的部件，运些部件可W为累2、超声波测量仪3或喷射器5中的一个或多 个。通过电信号连接接收该部件中的工作状态或数据，用w测量或控制整个柴油尾气后处 理系统10的工作，该控制器9可W为柴油发动机的ECU或单独设置的部件。
[0026]请参阅图2所示，为本实用新型的柴油发动机尾气后处理系统10的超声波测量仪3 的一个实施方式。超声波测量仪3包括超声波发生器31及超声波接收器32。超声波发生器31 与超声波接收器32设置于还原剂管8的一个侧，沿着还原剂流动的方向前后排列。超声波发 生器31发出W与还原剂管8的垂直方向成一定夹角的超声波4,在此定义为角α。在超声波4 抵达还原剂管8的相对侧时反射形成反射波4"，通过超声波接收器32接收。此时，根据公式
[0029] 其中，
[0030] V-尿素速度流量
[0031] k-标定常数
[0032] D-尿素管直径
[0033] to-零流量时的发射接收时间差
[0034] Δ t-非零流量时的发射接收时间差
[0035] P-尿素密度
[0036] Q-尿素质量流量
[0037] 可W方便准确地得到实时的尿素质量流量。当然，如果超声波发生器31与超声波 接收器32并不处于同一直线上，只要知道其位置及相互距离，对于本专业的普通技术人员 来讲，可W对公式稍作调整，必于技术常识。
[0038] 请参阅图3所示，为本实用新型的柴油发动机尾气后处理系统10的超声波测量仪3 的另一个实施方式。超声波测量仪3包括超声波收发器33及超声波收发器34,其设置于还原 剂管8的相对侧，两者之间的连线与垂直还原剂管8的方向成夹角β。超声波收发器33向超声 波收发器34方向发发射超声波4，而超声波收发器34则向超声波收发器33发射超声波4 '，因 为夹角0的存在且还原剂在还原剂管8中具有一定的流速V，所W超声波4与4'在还原剂中的 时间不同，根据公式。
[0041 ]其中，
[0042] V-尿素速度流量
[0043] Μ-超声波传递次数
[0044] D-尿素管直径
[0045] β-超声波传感器安装倾角
[0046] t3.i->32-超声波从3.巧Ij3.2的传递时间
[0047] t3.2->3.广超声波从3.2到3.1的传递时间
[004引 P-尿素密度
[0049] Q-尿素质量流量
[0050] 使用如上公式可W方便准确地得到实时的尿素质量流量。当然，如果超声波发生 器33与超声波接收器34并不处于直接相对侧，只要知道其位置及相互距离，对于本专业的 普通技术人员来讲，可W对公式稍作调整，必于技术常识。
[0051] 根据实时测量到的尿素质量流量，即可W将该信息传递至控制装置4,该控制装置 4可W判断该尿素质量流量与需求量之间的关系，并根据预设方式对驾驶员进行提醒或对 柴油发动机进行调整。
[0052] 当然，将超声波测量仪3设置于本柴油发动机尾气后处理系统中的累2或喷射器5 上W得到尿素质量流量的方式在属于本专业的普通技术人员能够易于思及的内容。
[0053] W上仅结合目前考虑的最实用的优选实施例对本实用新型进行描述，需要理解的 是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的 普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实 用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种柴油发动机尾气后处理系统（10)，包括存储还原剂的还原剂箱（I)，一个栗（2) 将所述还原剂箱（1)中还原剂输送至一个喷射器(5)，所述喷射器(5)将还原剂喷射至指定 位置，在所述栗(2)与所述喷射器(5)之间通过还原剂管(8)连接，其特征在于，所述还原剂 管(8)外设置用以测量还原剂消耗量的超声波测量仪(3)。2. 如权利要求1所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，所述还原剂为尿 素水溶液。3. 如权利要求1所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，所述还原剂管 (8) 外具有加热层，所述超声波测量仪(3)设置于所述加热层外。4. 如权利要求1所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，还包括有控制器 (9) ，所述控制器(9)用以控制所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)的部件。5. 如权利要求4所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，所述的柴油发动 机尾气后处理系统（10)的部件为栗(2)、喷射器(5)及超声波测量仪(3)的一个或多个。6. 如权利要求1至5任一项所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，所述 超声波测量仪(3)包括超声波发生器(31)及超声波接收器(32)，所述超声波发生器(31)发 射超声波(4)的方向与垂直于还原剂管(8)的方向呈夹角α，所述超声波接收器(32)接收经 反射的超声波(4)。7. 如权利要求6所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，所述超声波发生 器(31)及超声波接收器(32)处于所述还原剂管(8)的同一侧。8. 如权利要求1至5任一项所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，所述 超声波测量仪(3)包括两个超声波收发器(33、34)，两个超声波收发器(33、34)之间的连线 与垂直于还原剂管（8)的方向呈夹角β，且可以相互接收另一超声波收发器(33或34)发射 的超声波(4)。9. 如权利要求8所述的柴油发动机尾气后处理系统，其特征在于，所述超声波收发器 (33、34)设置于所述还原剂管(8)的相对侧。10. 如权利要求1至5任一项所述的柴油发动机尾气后处理系统（10)，其特征在于，所述 超声波测量仪(3)还可以设置于栗(2)或喷射器(5)上。
【文档编号】F01N11/00GK205559029SQ201620261724
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】许玉江
【申请人】罗伯特·博世有限公司