CN101818675A - 柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，包括储液罐、喷射器、储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀、文丘里管、混合器和控制装置，混合器包括进口和与进口相对并与进口连通的出口，喷射器安设在混合器的侧壁中，储气罐通过第一电磁阀分别气路连接第二电磁阀和储液罐，储液罐与喷射器液体连通，第二电磁阀气路连接文丘里管，文丘里管与混合器的进口气路连通，控制装置电连接第一电磁阀、第二电磁阀和喷射器，较佳地，还包括一级减压阀、二级减压阀、液位传感器、第一温度传感器、第一压力传感器等安全控制部件，本发明设计巧妙，结构简单，成本低廉，可靠性好，安全节能，便于集成到柴油机尾气后处理中，适于大规模推广应用。

Description

柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统

技术领域

本发明涉及车辆尾气后处理净化系统技术领域，特别涉及柴油车用尾气后处理净化系统还原剂喷射装置技术领域，具体是指一种柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统。

背景技术

目前国内外有类似柴油车用尾气后处理净化系统还原剂喷射装置应用技术，如中国专利申请CN200810014292.9，其披露了一种柴油汽车排放与尿素箱反映器，由单片机智能控制器通过导线连接尿素液体箱内尿素液体温度传感器、液位传感器，尿素液体箱通过导管连接压力供给器，压力供给器通过导管连接尿素液体定量供给器，尿素液体定量供给器通过导线连接单片机智能控制器；尿素液体定量供给器通过导管连接至发动机排烟管内的尿素液体雾化喷嘴，单片机智能控制器通过导线连接发动机排烟管内的一氧化碳传感器、温度传感器。根据一氧化碳传感器、排烟管的温度传感器及燃油耗油量三项不同信号通过单片机智能控制器实现控制尿素液体的供给量，使柴油汽车发动机的排放量确保达到欧IV标准。

然而，现有技术中“压力供给器”一般采用的是“膜片泵+计量阀”或“电磁泵+计量阀”结构；上述泵的结构需要有电机带动或者电磁驱动，带动膜片振动，进而提供一种压力源；膜片泵由于结构复杂容易坏，可靠性较差，同时还需要计量阀(泵)配合，结构比较复杂，成本较高。

因此，期望提供一种结构简单、成本低、可靠性好的柴油车用尿素溶液计量喷射系统。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，该计量喷射系统设计巧妙，结构简单，成本低廉，可靠性好，安全节能，便于集成到柴油机尾气后处理中，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本发明的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，包括储液罐和喷射器，其特点是，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀、文丘里管、混合器和控制装置，所述混合器包括进口和与所述进口相对并与所述进口连通的出口，所述喷射器安设在所述混合器的侧壁中，所述储气罐通过所述第一电磁阀分别气路连接所述第二电磁阀和所述储液罐，所述储液罐与所述喷射器液体连通，所述第二电磁阀气路连接所述文丘里管，所述文丘里管与所述的混合器的进口气路连通，所述控制装置电连接所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述喷射器。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括一级减压阀和二级减压阀，所述第一电磁阀通过所述一级减压阀分别气路连接所述第二电磁阀和所述储液罐，所述第二电磁阀通过所述二级减压阀气路连接所述文丘里管。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第一单向阀和第一节流阀，所述一级减压阀通过所述第一单向阀气路连接所述第一节流阀，所述第一节流阀气路连接所述储液罐。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第二单向阀和第二节流阀，所述二级减压阀通过所述第二单向阀气路连接所述第二节流阀，所述第二节流阀气路连接所述文丘里管。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括液位传感器、第一温度传感器和第一压力传感器，所述液位传感器、所述第一温度传感器和所述第一压力传感器均设置在所述储液罐中，所述控制装置分别电连接所述液位传感器、所述第一温度传感器和所述第一压力传感器。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括报警装置，所述控制装置电连接所述报警装置。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括加热装置，所述加热装置包括控制元件和与所述控制元件连接的加热元件，所述加热元件设置在所述储液罐的尿素溶液中，所述控制装置电连接所述控制元件。

更进一步地，所述控制元件是进水电磁阀，所述加热元件是加热管。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括气压测量元件、加注口盖和排气元件，所述气压测量元件和所述排气元件均设置在所述储液罐上，所述储液罐设置有加注口，所述加注口盖盖在所述加注口上。

更佳地，所述气压测量元件是压力表，所述排气元件是球阀。

更进一步地，所述球阀与所述文丘里管气路连接。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括防带压误开启装置，所述防带压误开启装置设置在所述加注口盖上，所述控制装置分别电连接所述气压测量元件和所述防带压误开启装置。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括安全溢流阀，所述安全溢流阀设置在所述储液罐上。

更佳地，所述安全溢流阀与所述文丘里管气路连接。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括排液元件，所述排液元件设置在所述储液罐的底部。

更佳地，所述排液元件是放液球阀。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括过滤器，所述储液罐通过所述过滤器液体连通所述喷射器。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第二压力传感器和第二温度传感器，所述第二压力传感器和所述第二温度传感器设置在所述储液罐与所述喷射器之间的管路中并分别与所述控制装置电连接。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第三压力传感器，所述第三压力传感器设置在所述混合器中并电连接所述控制装置。

本发明的有益效果具体如下：

1、本发明利用车上储气罐的高压空气作为喷射动力源，取消了计量泵，降低了成本，简化了结构，而且防止了泵膜片质量和寿命造成的可靠性低和寿命短的问题，设计非常巧妙；

2、本发明通过设置文丘里管，并结合第二单向阀和第二节流阀，整套系统空气消耗量少，吹送空气量稳定，不受发动机工况和下游背压的影响，尿素溶液喷射量由喷射器精确控制，节约尿素溶液消耗量；

3、本发明通过设置液位传感器、第一温度传感器和第一压力传感器，结合加注口、加热装置、报警装置等，从而随时监测储液罐内尿素溶液的液位、温度和压力，并根据这些数据实现加液、加热、报警和放气等动作，维护系统安全；

4、本发明所用的气动元件均为成熟可靠元件，技术成熟、价格低廉、供货有保证，整套系统原理简单、安全措施齐全，易于维护；工程阶段可将相关的气动元件集成设计到储液罐罐体或储气罐罐体上，可进一步节约成本与安装空间。

附图说明

图1是本发明的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统的一具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参见图1所示，本发明的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统包括储液罐24、喷射器17、储气罐1、第一电磁阀2、第二电磁阀6、文丘里管14、混合器15和控制装置(未示出)，所述混合器15包括进口和与所述进口相对并与所述进口连通的出口，所述喷射器17安设在所述混合器15的侧壁中，所述储气罐1通过所述第一电磁阀2分别气路连接所述第二电磁阀6和所述储液罐24，所述储液罐24与所述喷射器17液体连通，所述第二电磁阀6气路连接所述文丘里管14，所述文丘里管14与所述的混合器15的进口气路连通，所述控制装置电连接所述第一电磁阀2、所述第二电磁阀6和所述喷射器17。其中，储液罐24内储存有尿素水溶液。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括一级减压阀3和二级减压阀8，所述第一电磁阀2通过所述一级减压阀3分别气路连接所述第二电磁阀6和所述储液罐24，所述第二电磁阀6通过所述二级减压阀8气路连接所述文丘里管14。

为保证储液罐24内压力稳定和安全，在本发明的具体实施例中，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第一单向阀4和第一节流阀5，所述一级减压阀3通过所述第一单向阀4气路连接所述第一节流阀5，所述第一节流阀5气路连接所述储液罐24。第一单向阀4用于防止第二电磁阀6开启时储液罐24内压力下降，从而造成喷射量受压力影响不稳定，第一节流阀5用于控制开启后储液罐24内加压的速度，防止高速气流冲入储液罐24内造成尿素溶液飞溅和安全溢流阀7(将在下文描述)误开启。

在本发明的具体实施例中，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第二单向阀12和第二节流阀13，所述二级减压阀8通过所述第二单向阀12气路连接所述第二节流阀13，所述第二节流阀13气路连接所述文丘里管14。第二单向阀12用于防止尿素喷雾返流，同时还可防止安全溢流阀7和球阀9(同样将在下文描述)开启时气流返流，第二单向阀13用于控制吹送空气流量。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括液位传感器25、第一温度传感器26和第一压力传感器27，所述液位传感器25、所述第一温度传感器26和所述第一压力传感器27均设置在所述储液罐24中，所述控制装置分别电连接所述液位传感器25、所述第一温度传感器26和所述第一压力传感器27。液位传感器25、第一温度传感器26和第一压力传感器27分别用于监控储液罐24内液位、尿素溶液温度和压力。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括报警装置(未示出)，所述控制装置电连接所述报警装置。报警装置可以是任何合适的声音报警元件或视觉报警元件，声音报警元件可以是喇叭，视觉报警元件可以是LED闪烁灯。在本发明的具体实施例中，所述报警装置是喇叭。可在温度、压力(储液罐24内气体压力、液体压力)和液位异常时发出警报。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括加热装置，所述加热装置包括控制元件和与所述控制元件连接的加热元件，所述加热元件设置在所述储液罐24的尿素溶液中，所述控制装置电连接所述控制元件。

在本发明的具体实施例中，所述控制元件是进水电磁阀22，所述加热元件是加热管23。当温度传感器26探测到尿素溶液温度过低时，控制装置发出指令打开进水电磁阀22，发动机冷却系统的热水进入加热管23循环对尿素溶液进行加热；当温度传感器26探测到尿素溶液的温度满足要求时，控制装置发出指令关闭进水电磁阀22。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括气压测量元件、加注口盖11和排气元件，所述气压测量元件和所述排气元件均设置在所述储液罐24上，所述储液罐24设置有加注口(未示出)，所述加注口盖11盖在所述加注口上。

更佳地，所述气压测量元件是压力表10，所述排气元件是球阀9。在本发明的具体实施例中，所述球阀9与所述文丘里管14气路连接。储液罐24罐体顶部设置的压力表10用于指示储液罐24内气体压力，加注口盖11用于尿素溶液的加注，球阀9用于排气，当液位传感器25告知液位过低，需加注尿素溶液时，必须先将球阀9打开，同时注意观察储液罐24上压力表10，当储液罐24内压力下降至零时，才可开启加注口盖11。

更佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括防带压误开启装置(未示出)，所述防带压误开启装置设置在所述加注口盖11上，所述控制装置分别电连接所述气压测量元件和所述防带压误开启装置。在本发明的具体实施例中，所述控制装置分别电连接所述压力表10和所述防带压误开启装置。储液罐24内压力没有降低至零，防带压误开启装置锁住加注口盖11防止被打开，从而保证加注人员的安全。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括安全溢流阀7，所述安全溢流阀7设置在所述储液罐上。在本发明的具体实施例中，所述安全溢流阀7与所述文丘里管14气路连接。安全溢流阀7用于保护储液罐24罐体和限制罐内最高压力，当罐内压力达到允许的最大值时，安全溢流阀7会自动开启排气，从而保护罐体的安全，这时第一压力传感器27也会探测到该高压并记录下来，通过报警装置告知司机查找原因。

较佳地，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括排液元件，所述排液元件设置在所述储液罐24的底部。在本发明的具体实施例中，所述排液元件是放液球阀21。当需检修或卸下储液罐时，罐底设置的放液球阀21可以将罐内尿素溶液排净。为防止误开启，该放液球阀21可带有锁孔(未示出)，平时可以锁住。

在本发明的具体实施例中，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括过滤器20，所述储液罐24通过所述过滤器20液体连通所述喷射器17。过滤器20用于过滤杂质和颗粒，防止堵塞喷射器17。

在本发明的具体实施例中，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第二压力传感器19和第二温度传感器18，所述第二压力传感器19和所述第二温度传感器18设置在所述储液罐24与所述喷射器17之间的管路中并分别与所述控制装置电连接。第二压力传感器19和第二温度传感器18用于检测输送至喷射器17的尿素溶液的压力和温度，以判断是否满足喷射需要。

在本发明的具体实施例中，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第三压力传感器16，所述第三压力传感器16设置在所述混合器15中并电连接所述控制装置。第三压力传感器16用于检测喷射状态。

发动机点火信号发出后，本发明的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统开始工作，控制装置控制第一电磁阀2开启，储气罐1内的高压空气经一级减压阀3、第一单向阀4和第一节流阀5进入储液罐24，从而对储液罐24内尿素溶液进行加压，加压后的尿素溶液经过滤器20后到达喷射器17的入口。经一级减压阀3减压后的压缩空气同时还到达第二电磁阀6前，控制装置从发动机控制单元读取发动机状态参数并处理后，当需要吹送尿素喷雾时，控制装置控制第二电磁阀6开启，经二级减压阀8减压后通过第二单向阀12、第二节流阀13到达文丘里管14的进口，文丘里管14起气流加速和稳定作用，文丘里管14的出口的空气达到超声速状态，下游管路的扰动不会对上游造成影响，从而保证了吹气量的稳定。该吹气量按吹送最大喷射量的尿素溶液设计，保证在任何工况下均可满足尿素喷雾吹送的要求。尿素溶液经喷射器17喷雾，形成雾状，在吹送空气的带动下，被带入到下游发动机排气管中。喷雾量通过控制喷射器17的工作占空比进行控制。

上一段内容是本发明的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统的基本工作原理，实现系统稳定工作的一套完整的辅助装置已在前面描述，用于保证安全、尿素溶液加注和防结冰等。

综上，本发明的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统设计巧妙，结构简单，成本低廉，可靠性好，安全节能，便于集成到柴油机尾气后处理中，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本发明已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发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (19)

1.一种柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，包括储液罐和喷射器，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括储气罐、第一电磁阀、第二电磁阀、文丘里管、混合器和控制装置，所述混合器包括进口和与所述进口相对并与所述进口连通的出口，所述喷射器安设在所述混合器的侧壁中，所述储气罐通过所述第一电磁阀分别气路连接所述第二电磁阀和所述储液罐，所述储液罐与所述喷射器液体连通，所述第二电磁阀气路连接所述文丘里管，所述文丘里管与所述的混合器的进口气路连通，所述控制装置电连接所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述喷射器。

2.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括一级减压阀和二级减压阀，所述第一电磁阀通过所述一级减压阀分别气路连接所述第二电磁阀和所述储液罐，所述第二电磁阀通过所述二级减压阀气路连接所述文丘里管。

3.根据权利要求2所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第一单向阀和第一节流阀，所述一级减压阀通过所述第一单向阀气路连接所述第一节流阀，所述第一节流阀气路连接所述储液罐。

4.根据权利要求2所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第二单向阀和第二节流阀，所述二级减压阀通过所述第二单向阀气路连接所述第二节流阀，所述第二节流阀气路连接所述文丘里管。

5.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括液位传感器、第一温度传感器和第一压力传感器，所述液位传感器、所述第一温度传感器和所述第一压力传感器均设置在所述储液罐中，所述控制装置分别电连接所述液位传感器、所述第一温度传感器和所述第一压力传感器。

6.根据权利要求5所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括报警装置，所述控制装置电连接所述报警装置。

7.根据权利要求5所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括加热装置，所述加热装置包括控制元件和与所述控制元件连接的加热元件，所述加热元件设置在所述储液罐的尿素溶液中，所述控制装置电连接所述控制元件。

8.根据权利要求7所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述控制元件是进水电磁阀，所述加热元件是加热管。

9.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括气压测量元件、加注口盖和排气元件，所述气压测量元件和所述排气元件均设置在所述储液罐上，所述储液罐设置有加注口，所述加注口盖盖在所述加注口上。

10.根据权利要求9所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述气压测量元件是压力表，所述排气元件是球阀。

11.根据权利要求10所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述球阀与所述文丘里管气路连接。

12.根据权利要求9所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括防带压误开启装置，所述防带压误开启装置设置在所述加注口盖上，所述控制装置分别电连接所述气压测量元件和所述防带压误开启装置。

13.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括安全溢流阀，所述安全溢流阀设置在所述储液罐上。

14.根据权利要求13所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述安全溢流阀与所述文丘里管气路连接。

15.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括排液元件，所述排液元件设置在所述储液罐的底部。

16.根据权利要求15所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述排液元件是放液球阀。

17.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括过滤器，所述储液罐通过所述过滤器液体连通所述喷射器。

18.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第二压力传感器和第二温度传感器，所述第二压力传感器和所述第二温度传感器设置在所述储液罐与所述喷射器之间的管路中并分别与所述控制装置电连接。

19.根据权利要求1所述的柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统，其特征在于，所述柴油车用储液罐加压式尿素溶液计量喷射系统还包括第三压力传感器，所述第三压力传感器设置在所述混合器中并电连接所述控制装置。