专利名称：基于scr和etr的商用车减排节能集成排气装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及综合排放后处理系统，尤其是一种基于SCR(SelectiveCatalyst Reduction,即选择性催化转化)和ETR (Exhaust gas Thermal Recycle,即排气能量回收) 的商用车减排节能集成排气系统。
背景技术：
从商用车的发展来看，柴油机是其主要动力。汽车排气系统是污染物排放的重要 通道，发动机工作过程中产生的C0、 HC、 N0x、微粒PM几乎全部通过排气系统排出。 一般采 用增压技术柴油车可满足第I阶段的排放要求，第II阶段采用了增压中冷，第III阶段引 入了电控燃油喷射技术，第IV阶段需要在上述技术基础上对排气进行后处理，目前，根据 国内的现状，技术领域更倾向使用SCR系统达到欧IV标准。 内燃机将燃料转变为汽车有用机械能的过程，实际上将燃料化学能通过燃烧转化 成热能，热能再通过曲柄连杆机构转化成机械能，为使发动机热负荷不致太高，必须设置发 动机冷却系统，使得20% 30%的热量通过冷却介质和散热器白白浪费掉；其次，燃烧后 产物排气通过排气系统排出也带走了 25% 45%的热量，使得发动机的有效输出功只占 燃油燃烧总热量的25 % 40 % (汽油机热效率一般在20 % 30 % ，柴油机的热效率一般 在30% 40% );大量的能量被排气系统带走，而能源又非常的紧张，所以，很有必要对这 些废弃的能量进行回收。 可见，开展基于污染物排放控制技术、废能回收再利用技术、噪声控制技术的先进 排气系统得研究与开发，对于汽车节能减排降噪具有十分重要的意义。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有节能和环保性能 且成本低廉的基于SCR和ETR的商用车减排节能集成排气装置。 按照本实用新型提供的技术方案，所述基于SCR和ETR的商用车减排节能集成排 气系统，包括发动机、空气压縮机、汽车车厢与催化消声器，发动机的第一排气端与催化消 声器进气端连接，催化消声器的排气端连接换热三通阀的第一进气端，换热三通阀的第一 排气端连接尾气加热器的第一进气端连接汽车车厢，发动机的第二排气端连接水温加热器 的第一进气端，空气压縮机的排气端连接计量喷射泵的第一进气端，计量喷射泵的第一排 气端连接adblue喷嘴，所述adblue喷嘴安装在发动机与催化消声器之间的管道内，计量喷 射泵的第二排气端连接尿素存储罐的进口端，尿素存储罐的出口端连接计量喷射泵的第二 进气端，发动机的ECU连接SCR&ETR控制器，SCR&ETR控制器的排气温度传感器和Nox传感 器安装在催化消声器与换热三通阀之间的管道内，SCR&ETR控制器的水温传感器安装在尾 气加热器与汽车车厢之间的管道内，SCR&ETR控制器通过电路与计量喷射泵连接，SCR&ETR 控制器通过电路与尿素存储罐连接。 本实用新型利用空气辅助式的尿素喷射系统降低排放中N0x的含量，使发动机在欧三的基础上达到欧四。另外，先进的热能回收系统可以充分回收发动机排出的废热用于 汽车供暖。所以该系统具有优越的节能和环保效果。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
如图所示该基于SCR和ETR的商用车减排节能集成排气系统，包括发动机1、空 气压縮机3、汽车车厢6与催化消声器8，发动机1的第一排气端与催化消声器8进气端连 接，催化消声器8的排气端连接换热三通阀11的第一进气端，换热三通阀11的第一排气 端连接尾气加热器12的第一进气端连接汽车车厢6，发动机1的第二排气端连接水温加热 器13的第一进气端，空气压縮机3的排气端连接计量喷射泵4的第一进气端，计量喷射泵 4的第一排气端连接adblue喷嘴7，所述adblue喷嘴7安装在发动机1与催化消声器8之 间的管道内，计量喷射泵4的第二排气端连接尿素存储罐5的进口端，尿素存储罐5的出口 端连接计量喷射泵4的第二进气端，发动机1的ECU(电子控制单元)连接SCR&ETR控制器 2， SCR&ETR控制器2的排气温度传感器9和Nox传感器10安装在催化消声器8与换热三 通阀11之间的管道内，SCR&ETR控制器2的水温传感器13安装在尾气加热器12与汽车车 厢6之间的管道内，SCR&ETR控制器2通过电路与计量喷射泵4连接，SCR&ETR控制器2通 过电路与尿素存储罐5连接。 SCR&ETR控制器2中的SCR组件由计量喷射泵4、尿素存储罐5、adblue喷嘴7、催 化消声器8、排气温度传感器9和Nox传感器10等组成；SCR&ETR控制器2中的ETR组件 由换热三通阀11、尾气加热器12、水温传感器13和一些排气管道水管等组成。计量喷射泵 4与空气压縮机3用气管连接，使压縮空气进入计量喷射泵4 ;计量喷射泵4与尿素存储罐 5之间有两根管子连接，用于尿素进入计量喷射泵4，多余的尿素沿回流管回到尿素存储罐 5 ;尿素空气混合气体沿计量喷射泵4和喷嘴7之间的管路进入喷嘴7喷射。催化消声器为 一圆柱形的装置，里面含有催化剂和消声结构。尾气加热器12气路与排气管连接，水路与 发动机冷却系统连接，冷却水加热后输送到汽车车厢6中。SCR&ETR控制器2连接发动机 ECU、计量喷射泵4、尿素存储罐5、排气温度传感器9、Nox传感器IO，水温传感器12、换热三 通阀ll，根据发动机工况不同控制尿素的基础喷射量和换热三通阀。尾气加热器12为一个 热交换器，它能够利用发动机排气的热能对冷却水进行加热。 本实用新型的工作原理如下发动机1运转到某一工况下，SCR&ETR控制器2接到 发动机1传来的转速、扭矩等信号，再结合系统中的计量喷射泵4的状态、排气温度、Nox情 况、尿素存储罐4中的尿素情况等按照既定程序进行分析，得到此时的尿素基础喷射量，将 尿素通过喷嘴7喷射到排气管道中，尿素与高温排气充分混合分解，进入催化消声器8后在 催化剂的作用下充分反应，从而降低Nox的含量。排气从催化消声器8出来以后进入换热 三通阀11，此时排气的流向再经过SCR&ETR控制器2根据水温传感器13来判断，水温高时， 驱动换热三通阀11使排气不进入尾气加热器12，水温低时，驱动换热三通阀11使排气进入 尾气加热器12对冷却水进行加热，冷却水最终流入汽车车厢6供暖。 所述adblue翻译成中文是"添蓝"，具体是指32. 5%的尿素溶液。
权利要求一种基于SCR和ETR的商用车减排节能集成排气装置，包括发动机(1)、空气压缩机(3)、汽车车厢(6)与催化消声器(8)，发动机(1)的第一排气端与催化消声器(8)进气端连接，其特征是催化消声器(8)的排气端连接换热三通阀(11)的第一进气端，换热三通阀(11)的第一排气端连接尾气加热器(12)的第一进气端连接汽车车厢(6)，发动机(1)的第二排气端连接水温加热器(13)的第一进气端，空气压缩机(3)的排气端连接计量喷射泵(4)的第一进气端，计量喷射泵(4)的第一排气端连接喷嘴(7)，所述喷嘴(7)安装在发动机(1)与催化消声器(8)之间的管道内，计量喷射泵(4)的第二排气端连接尿素存储罐(5)的进口端，尿素存储罐(5)的出口端连接计量喷射泵(4)的第二进气端，发动机(1)的电子控制单元连接SCR和ETR控制器(2)，SCR和ETR控制器(2)的排气温度传感器(9)和Nox传感器(10)安装在催化消声器(8)与换热三通阀(11)之间的管道内，SCR和ETR控制器(2)的水温传感器(13)安装在尾气加热器(12)与汽车车厢(6)之间的管道内，SCR和ETR控制器(2)通过电路与计量喷射泵(4)连接，SCR和ETR控制器(2)通过电路与尿素存储罐(5)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种基于SCR和ETR的商用车减排节能集成排气装置，它由发动机、SCR&ETR控制器、空气压缩机、计量喷射泵、尿素存储罐、汽车车厢、adblue喷嘴、催化消声器、排气温度传感器、NOx传感器、换热三通阀、尾气加热器与水温传感器等装置构成，本实用新型利用空气辅助式的尿素喷射系统降低排放中NOx的含量，使发动机在欧三的基础上达到欧四。另外，先进的热能回收系统可以充分回收发动机排出的废热用于汽车供暖。所以该系统具有优越的节能和环保效果。
文档编号B01D53/94GK201521334SQ20092023629
公开日2010年7月7日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者刘军, 臧志成, 赵闯, 陆建丁 申请人:无锡市凯龙汽车设备制造有限公司