CN103352745A

CN103352745A - 一种空气辅助式尿素泵系统

Info

Publication number: CN103352745A
Application number: CN2013102452598A
Authority: CN
Inventors: 陈庆东
Original assignee: HOUDE RONGZHI (BEIJING) CLOUD COMPUTING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: HOUDE RONGZHI (BEIJING) CLOUD COMPUTING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2013-10-16

Abstract

本发明公开了一种空气辅助式尿素泵系统，包括：尿素泵电子控制单元、尿素泵主体、混合腔、尿素罐及车载压缩空气源，尿素泵主体分别与混合腔、尿素罐通过管路连接，车载压缩空气源通过空气电磁阀与所述混合腔相连通，尿素泵电子控制单元分别控制尿素泵主体的运转和空气电磁阀的启闭，系统中还设置一旁通管路，旁通管路的两端分别与混合腔和尿素罐相连通，旁通管路上设置一旁通阀，旁通阀受控于尿素泵电子控制单元。本发明通过在尿素泵总成中设置旁通管路，通过控制旁通管路上旁通阀的开启实现对尿素管路和喷嘴中尿素残留液的清空，从而避免了由于尿素在管路中结晶而存在的堵塞管路影响喷嘴喷射的技术问题，降低了尿素泵的运行成本。

Description

一种空气辅助式尿素泵系统

技术领域

本发明涉及尿素泵技术领域，更具体地讲，涉及一种主要适用于为柴油汽车的排气系统喷射尿素溶液的空气辅助式尿素泵系统，该空气辅助式尿素泵系统也适用于开发其他领域所需要的液体泵。

背景技术

为了保护环境，世界各国相继出台了控制汽车尾气排放的相关法规，越来越严格的排放法规使得单纯的机内净化技术很难满足法规要求，必须依靠机外后处理技术予以辅助。在机外技术处理方面，目前国内各大柴油发动机公司和整车厂主要采用选择性催化还原系统技术控制柴油机的氮氧化物排放，而选择性催化还原系统需要用尿素泵从尿素箱里抽取尿素溶液，并以一定的精度喷射进排气管里，然而，现有的尿素泵系统技术主要由部分国际企业垄断，并且容易在尿素泵内或排气管内部产生结晶，可靠性较低，成本也较高。

发明内容

为了解决现有技术的问题，有效防止尿素溶液在尿素泵内部或排气管内部结晶，提高尿素泵可靠性，降低成本，本发明提供了一种空气辅助式尿素泵系统。

所述技术方案如下：

一种空气辅助式尿素泵系统，包括：尿素泵电子控制单元、尿素泵主体、混合腔、尿素罐及车载压缩空气源，所述尿素泵主体分别与所述的混合腔、尿素罐通过管路连接，所述车载压缩空气源通过空气电磁阀与所述混合腔相连通，所述尿素泵电子控制单元分别控制所述尿素泵主体的运转和空气电磁阀的启闭，所述系统中还设置一旁通管路，所述旁通管路的两端分别与所述混合腔和尿素罐相连通，所述旁通管路上设置一旁通阀，所述旁通阀受控于所述尿素泵电子控制单元。

优选地，所述系统还设置一尿素溶液过滤器，所述尿素溶液过滤器设置于所述尿素泵主体与所述尿素罐之间的管路上。

优选地，所述系统中还设置一空气过滤器，所述空气过滤器设置于所述车载压缩空气源与所述空气电磁阀之间的管路上。

优选地，所述系统中还设有缓冲腔和计量阀，所述缓冲腔与所述计量阀通过管路串接后连接于所述尿素泵主体与所述混合腔之间的管路上，所述计量阀与所述混合腔通过管路连通，所述缓冲腔与所述尿素泵主体通过管路连通。

优选地，所述计量阀的进出料口处各设置一压力传感器，所述的两压力传感器分别用于检测所述计量阀进出口处的压力，所述尿素泵电子控制单元根据所述计量阀两端的压力差及计量阀的开启时间来控制尿素溶液的喷射精度。

优选地，所述尿素泵主体的压缩腔进出料口处各设置一单向阀，设置于所述压缩腔进料口处的单向阀与所述尿素溶液过滤器连接；设置于所述压缩腔出料口处的单向阀与所述缓冲腔通过管路连接：

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

A.本发明通过在尿素泵总成中设置一旁通管路，旁通管路的两端分别与混合腔和尿素罐相连通，尿素泵电子控制单元可以控制位于旁通管路上的旁通阀，当尿素电子控制单元接收到整车断电信号时，将位于旁通管路上的旁通阀打开，此时混合腔内的压缩空气压力高于尿素罐内的压力，压缩空气就会将混合腔、计量阀、缓冲腔、尿素泵主体和旁通阀内的尿素溶液通过旁通阀吹回到尿素罐内部，同时压缩空气也会将尿素管路3和喷嘴6内的尿素溶液清空到排气管里，以避免在尿素管路和喷嘴内形成结晶。

B.本发明在实现喷嘴喷射尿素的同时，通过旁通管路实现对尿素管路和喷嘴中尿素残留液的清空，从而避免了由于尿素在管路中结晶而存在的堵塞管路影响喷嘴喷射的技术问题，提高了整机尿素泵系统的使用寿命，从而降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的工作原理图；

图2是本发明的尿素泵系统在执行喷射尿素溶液功能时的原理图；

图3是本发明的尿素泵系统在执行清空尿素溶液功能时的原理图；

图4是本发明的尿素泵机械结构部分立方体示意图；

图5是本发明的缓冲腔剖面图；

图6是本发明的混合腔剖面图。

图中：1-旁通管路；2-尿素泵总成；3-管路；4-尿素罐；5-尿素溶液过滤器；6-喷嘴；7-混合腔；8-压力传感器；9-空气电磁阀；10-空气过滤器；11-车载压缩空气源；12-压力传感器；13-计量阀；14-缓冲腔；15-单向阀；16-单向阀；17-压缩腔；18-尿素泵主体；19；电机；20-旁通阀；21-尿素泵电子控制单元；22-线束；23-尿素溶液进口；24-尿素溶液出口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了空气辅助式尿素泵系统的工作原理。空气辅助式尿素泵系统包括尿素泵电子控制单元21、尿素泵总成2和喷嘴6。该尿素泵总成2包括尿素泵主体18、尿素溶液过滤器5、混合腔7、压力传感器8、空气电磁阀9、空气过滤器10、压力传感器12、计量阀13、缓冲腔14和旁通阀20。该尿素泵主体18包括电机19、单向阀15、单向阀16和压缩腔17。

本发明提供的空气辅助式尿素泵系统的两个主要功能是：喷射尿素溶液功能和清空尿素溶液功能。

图2示出了空气辅助式尿素泵系统执行喷射尿素溶液功能时的工作原理。当尿素泵电子控制单元21接收到发动机的尿素喷射命令后，尿素泵电子控制单元21通过线束22控制电机19以一定的速度转动，使得压缩腔17内产生负压，将尿素溶液从尿素罐4经尿素溶液过滤器5和单向阀15抽进压缩腔17，再经单向阀16进到缓冲腔14，然后推进到计量阀13；在位于缓冲腔14和计量阀13之间的压力传感器12的压力到达一定值时，尿素泵电子控制单元21打开计量阀13，使尿素溶液进入混合腔7，与经过空气过滤器10和空气电磁阀9进入混合腔7的压缩空气混合，一起经过喷嘴6喷入到发动机排气管内；尿素电子控制单元21根据压力传感12和压力传感8的压力差及计量阀13的打开时间来控制尿素溶液喷射量的大小；同时尿素泵电子控制单元21根据喷射量的大小使电机19以一定的转速继续转动，继续将尿素溶液推进到缓冲腔14和计量阀13处，为下一次喷射尿素溶液做准备。

图3示出了空气辅助式尿素泵系统执行清空尿素泵总成2内部的尿素溶液的功能。当尿素电子控制单元21接收到整车断电信号时，将位于旁通管路1上的旁通阀20打开，此时混合腔7内的压缩空气压力高于尿素罐4内的压力，压缩空气就会将混合腔7、计量阀13、缓冲腔14、尿素泵主体18和旁通阀20内的尿素溶液通过旁通阀20吹回到尿素罐4内部。同时压缩空气也会将尿素管路3和喷嘴6内的尿素溶液清空到排气管里，以避免在尿素管路3和喷嘴6内形成结晶。

在实际工作过程过程中，当发动机刚启动时，空气辅助式尿素泵系统就会开始初始化内部参数，检查整个系统是否有故障。如果空气辅助式尿素泵系统有故障，就会报故障代码，并停止工作；如果空气辅助式尿素泵系统没有故障，就会进入喷射前的预注状态，预注状态的工作过程是这样的：尿素泵电子控制单元21让电机19以一定的速度转动，使得压缩腔17内产生一定的负压，这样尿素溶液就会从尿素罐4经由尿素溶液过滤器5、单向阀15进入压缩腔17，再由单向阀16进入缓冲腔14，此时由于计量阀13还处于关闭状态，压力传感器12处的尿素溶液就会越来越多，压力传感器12处的压力就会越来越高，达到预期的压力值后，电机19停止转动，预注工作完成。预注状态完成后，当要求尿素泵控制单元21喷射尿素溶液时，空气辅助式尿素泵系统进入喷射尿素溶液状态，执行喷射尿素溶液功能的过程是这样的：尿素控制单元21打开计量阀13，尿素溶液就会从缓冲腔14经过计量阀13进入混合腔7，与经过空气电磁阀9进入混合腔7的压缩空气混合，一起经过喷嘴6喷入排气管，从而完成喷射尿素溶液功能。喷射到排气管内的尿素溶液与发动机尾气中的氮氧化物发生化学反应，降低氮氧化物，起到环保的作用。当整车停止并断电时，空气辅助式尿素泵系统进入清空尿素溶液状态，执行清空尿素溶液功能的过程是这样的：尿素电子控制单元21将旁通阀20打开，此时混合腔7内的压缩空气压力高于尿素罐4内的压力，压缩空气就会将混合腔7、计量阀13、缓冲腔14、尿素泵主体18和旁通阀20内的尿素溶液经过旁通阀20吹回到尿素罐4内部，这样尿素泵总成2内的尿素溶液全部回到尿素罐4内，清空尿素溶液工作完成。清空尿素泵总成2内的尿素溶液可以避免尿素溶液残留在尿素泵总成2内部，以避免尿素结晶，从而提高尿素泵系统的可靠性。

其中尿素泵系统的整体结构图示如图4所示，图5和图6分别为缓冲腔与混合腔的结构剖面图。图5中很清楚的表示出尿素溶液进口23和尿素溶液出口24，显示出了尿素溶液在缓冲腔内的流动情况。图6中显示出来空气与尿素溶液在混合腔中混合的情况。

综上，本发明已通过上述的实施例来详加描述。但是本发明不旨在限定于上述实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明的空气辅助式尿素泵系统工作原理可以有许多不同的变形。例如可以将过滤器10与空气电磁阀9集成一体，或者在尿素泵机械部分总成2内加一个温度传感器以检测尿素泵温度；或者不用空气电磁阀以降低成本；或尿素泵电子控制单元21可以用不同的控制方式来协调尿素泵机械部分总成2内的各零部件，以进一步提高尿素泵系统可靠性，等等。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种空气辅助式尿素泵系统，包括：尿素泵电子控制单元、尿素泵主体、混合腔、尿素罐及车载压缩空气源，所述尿素泵主体分别与所述的混合腔、尿素罐通过管路连接，所述车载压缩空气源通过空气电磁阀与所述混合腔相连通，所述尿素泵电子控制单元分别控制所述尿素泵主体的运转和空气电磁阀的启闭，其特征在于，所述系统中还设置一旁通管路，所述旁通管路的两端分别与所述混合腔和尿素罐相连通，所述旁通管路上设置一旁通阀，所述旁通阀受控于所述尿素泵电子控制单元。

2.根据权利要求1所述的空气辅助式尿素泵系统，其特征在于：所述系统还设置一尿素溶液过滤器，所述尿素溶液过滤器设置于所述尿素泵主体与所述尿素罐之间的管路上。

3.根据权利要求1或2所述的空气辅助式尿素泵系统，其特征在于：所述系统中还设置一空气过滤器，所述空气过滤器设置于所述车载压缩空气源与所述空气电磁阀之间的管路上。

4.根据权利要求3所述的空气辅助式尿素泵系统，其特征在于：所述系统中还设有缓冲腔和计量阀，所述缓冲腔与所述计量阀通过管路串接后连接于所述尿素泵主体与所述混合腔之间的管路上，所述计量阀与所述混合腔通过管路连通，所述缓冲腔与所述尿素泵主体通过管路连通。

5.根据权利要求4所述的空气辅助式尿素泵系统，其特征在于：所述计量阀的进出料口处各设置一压力传感器，所述的两压力传感器分别用于检测所述计量阀进出口处的压力，所述尿素泵电子控制单元根据所述计量阀两端的压力差及计量阀的开启时间来控制尿素溶液的喷射精度。

6.根据权利要求5所述的空气辅助式尿素泵系统，其特征在于：所述尿素泵主体的压缩腔进出料口处各设置一单向阀，设置于所述压缩腔进料口处的单向阀与所述尿素溶液过滤器连接；设置于所述压缩腔出料口处的单向阀与所述缓冲腔通过管路连接。