用于非道路柴油机欧ⅢB排放控制系统的制作方法

本实用新型属于内燃机领域，涉及一种用于非道路柴油机排放控制系统，尤其涉及一种采用“增压中冷+电控高压共轨+选择性催化还原（SCR）”的用于非道路柴油机欧ⅢB排放控制系统。

背景技术：
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目前，国内外相关排放控制技术在发动机上的应用日益加快。柴油机排放控制有四大关键技术：发动机本体性能优化技术、先进缸内燃烧控制技术、机外尾气净化技术以及燃料和润滑油油品控制技术。日趋严格的排放法规直接影响着发动机的设计和研制，单纯依靠发动机机内净化措施很难达到排放要求，还必须采取机外尾气净化技术。

发动机尾气后处理技术路线主要有选择性催化还原技术（SCR）和柴油颗粒捕集技术（DPF）两种。各国因法规、油品和关注的性能指标（如油耗、颗粒物、氮氧化合物）等具体情况不同，采取的技术路线也不同。采用SCR技术路线时，可以用电控高压喷射和增压中冷等机内净化措施降低颗粒物至法规要求，但由于氮氧化合物和颗粒物的相悖关系，氮氧化合物排放会显著增高，这时可以依靠SCR后处理系统将氮氧化合物降低至法规要求。

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低、对发动机本身改动小、可以实现用于非道路柴油机欧ⅢB排放标准的排放控制系统。

本实用新型的技术方案是：用于非道路柴油机欧ⅢB排放控制系统，包括：“电控高压共轨+增压中冷”的机内净化系统和SCR后处理系统；“电控高压共轨+增压中冷”的机内净化系统和SCR后处理系统之间通过排气管和发动机排气连接管连接在一起。

“电控高压共轨+增压中冷”的机内净化系统包括：空气滤清器、压气机、中冷器、进气歧管、发动机、排气歧管、涡轮机、排气管、进气温度信号线、进气压力信号线、冷却水温度信号线、曲轴转速信号线、凸轮轴转速信号线、油门位置信号线、机油温度信号线、发动机控制器、燃油箱、燃油滤清器、电子输油泵、高压油泵、高压共轨管、燃油温度信号线、油量计量阀信号线、轨压传感器信号线、共轨喷油器、共轨喷油器驱动线、限压阀、燃油回油管。

发动机上的空气滤清器一端与大气相通，另一端连接压气机的进气口，压气机的出气口连接中冷器与进气歧管；涡轮机进气口与排气歧管连接，涡轮机出气口与发动机排气管连接；涡轮机与压气机同轴连接。

发动机控制器通过线束与进气温度信号线、进气压力信号线、冷却水温度信号线、曲轴转速信号线、凸轮轴转速信号线、油门位置信号线、机油温度信号线、燃油温度信号线、油量计量阀信号线、轨压传感器信号线、共轨喷油器驱动线相连接。

燃油箱与燃油滤清器之间、燃油滤清器与电子输油泵之间、电子输油泵与高压油泵之间通过低压油管连接。高压油泵与高压共轨管之间、高压共轨管与共轨喷油器之间通过高压油管相连接。限压阀安装在高压共轨管上，共轨喷油器与燃油回油管相连接。

后处理系统B主要包括空气压缩机、空气滤清器、空气电磁阀、冷却水电磁阀、尿素罐、尿素计量泵、尿素液位信号线、CAN总线、尿素温度信号线、尿素喷射控制器、氮氧化合物传感器、SCR催化消声器入口温度传感器、SCR催化消声器出口温度传感器、尿素喷射装置、发动机排气连接管、SCR催化消声器。

空气压缩机与空气滤清器相连接，空气电磁阀安装在空气滤清器与尿素计量泵之间。冷却水电磁阀一端与发动机相连接，另一端与尿素罐相连接。

发动机排气管与SCR催化消声器通过排气连接管连接，SCR催化消声器入口300~400mm处的排气连接管上安装有尿素喷射装置，尿素喷射装置与尿素计量泵相连接，尿素计量泵与尿素罐相连接。

尿素喷射控制器与发动机控制器之间通过CAN总线进行连接，同时通过线束与尿素液位信号线、尿素温度信号线、氮氧化合物传感器信号线、SCR催化消声器入口温度传感器信号线、SCR催化消声器出口温度传感器信号线相连接。

本实用新型采用以上技术方案后可达到如下有益效果：通过本方案提供的非道路柴油机欧ⅢB排放控制系统，发动机采用“电控高压共轨+增压中冷”机内净化技术，通过发动机控制器采集曲轴转速、凸轮轴转速、共轨管压力、油门位置等传感器信号，从而实现对喷油器喷射压力、喷射时刻以及喷射脉宽的精确控制，大幅改善发动机燃烧过程，优化发动机缸内燃烧过程，使发动机油耗及颗粒物排放有明显改善。但是这种富氧及高温燃烧过程，造成氮氧化合物的排放也大幅升高，需要采用SCR后处理系统来降低氮氧化合物的含量。发动机排气系统加装SCR后处理系统，通过尿素喷射控制器采集SCR催化消声器入口温度、SCR催化消声器出口氮氧化合物含量以及尿素箱液位温度等传感器信号，实现尿素喷射量的精确控制，从而有效地降低了发动机尾气中氮氧化合物的含量。通过两种方案的优化组合，可以使非道路柴油机达到欧ⅢB排放指标，是一种有效可行的技术路线。

附图说明：

图1为本实用新型用于非道路柴油机欧ⅢB排放控制系统的“电控高压共轨+增压中冷”的机内净化系统工作原理图；

图2为本实用新型用于非道路柴油机欧ⅢB排放控制系统的SCR后处理系统工作原理图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1-2所示，用于非道路柴油机欧ⅢB排放控制系统，包括：“电控高压共轨+增压中冷”机内净化系统A和SCR后处理系统B两部分组成。“电控高压共轨+增压中冷”的机内净化系统A和SCR后处理系统B之间通过排气管8和发动机排气连接管43连接在一起。

“电控高压共轨+增压中冷”机内净化系统A主要包括：空气滤清器1、压气机2、中冷器3、进气歧管4、发动机5、排气歧管6、涡轮机7、排气管8、进气温度信号线9、进气压力信号线10、冷却水温度信号线11、曲轴转速信号线12、凸轮轴转速信号线13、油门位置信号线14、机油温度信号线15、ECU16、燃油箱17、燃油滤清器18、电子输油泵19、高压油泵20、高压共轨管21、燃油温度信号线22、油量计量阀信号线23、轨压传感器信号线24、共轨喷油器25、共轨喷油器驱动线26、限压阀27、燃油回油管28。

发动机5上的空气滤清器1一端与大气相通，另一端与压气机2的进气口相通。压气机2的出气口经过中冷器3与进气歧管4相连通；涡轮机7进气口与排气歧管6连通，涡轮机7出气口与发动机排气管8相连通；涡轮机7与压气机2同轴。发动机5排气中的高温废气带动涡轮机7高速旋转，涡轮机7带动同轴的压气机2旋转，新鲜空气经过压气机2压缩后温度升高，需要经过中冷器3的冷却从而达到提高新鲜空气进气量的目的。

发动机控制器16通过线束与进气温度信号线9、进气压力信号线10、冷却水温度信号线11、曲轴转速信号线12、凸轮轴转速信号线13、油门位置信号线14、机油温度信号线15、燃油温度信号线22、油量计量阀信号线23、轨压传感器信号线24、共轨喷油器驱动线26相连接。通过发动机控制器采集所需传感器信号，从而实现对喷油器喷射压力、喷射时刻以及喷射脉宽的精确控制，大幅改善发动机燃烧过程，优化发动机缸内燃烧过程，使发动机油耗及颗粒物排放有明显改善。

燃油箱17与燃油滤清器18之间、燃油滤清器18与电子输油泵19之间、电子输油泵19与高压油泵20之间通过低压油管连接。高压油泵20与高压共轨管21之间、高压共轨管21与共轨喷油器25之间通过高压油管相连接。共轨喷油器25的回油由回油管相连接，共轨喷油器25回油经燃油冷却器冷却后回到燃油箱17。

后处理系统B主要包括空气压缩机29、空气滤清器30、空气电磁阀31、冷却水电磁阀32、尿素罐33、尿素计量泵34、尿素液位信号线35、CAN总线36、尿素温度信号线37、DCU44、氮氧化合物传感器39、SCR催化消声器入口温度传感器40、SCR催化消声器出口温度传感器41、尿素喷射装置42、发动机排气连接管43、SCR催化消声器44。

空气压缩机29与空气滤清器30相连接，空气电磁阀31安装在空气滤清器30与尿素计量泵34之间。发动机5上的冷却水经冷却水电磁阀32进入尿素罐33，保证在低温工况下尿素罐33中尿素溶液不会结晶。

发动机排气管8与SCR催化消声器44之间有排气连接管43，距离SCR催化消声器44入口300～400mm处的排气连接管43上安装有尿素喷射装置42。尿素喷射装置42通过尿素溶液管与尿素计量泵34相连接，尿素计量泵34通过尿素溶液管与尿素罐33相连接。

尿素喷射控制器44与发动机控制器16之间通过CAN总线36进行通信，同时通过线束与尿素液位信号线35、尿素温度信号线37、氮氧化合物传感器信号线39、SCR催化消声器入口温度传感器信号线40、SCR催化消声器出口温度传感器41信号线相连接。通过尿素喷射控制器38采集相应传感器信号，实现尿素喷射量的精确控制，从而有效的降低发动机尾气中氮氧化合物的含量。