CN106930808A - 集成装置、尾气后处理系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种泵与喷嘴的集成装置，其包括壳体、泵组件以及喷嘴组件。所述泵组件包括用以驱动泵的电机线圈、与所述电机线圈相互作用的磁性体以及相互啮合的第一齿轮组件与第二齿轮组件，其中所述第一齿轮组件包括第一齿轮轴以及第一齿轮，所述第二齿轮组件包括第二齿轮轴以及第二齿轮。所述集成装置设有与所述第一齿轮轴相配合的第一轴套以及与所述第二齿轮轴相配合的第二轴套。所述喷嘴组件包括用以驱动喷嘴的喷嘴线圈，其中所述电机线圈与所述喷嘴线圈分别进行独立控制。本发明的集成装置结构简单、紧凑，控制精确较高。此外，本发明还涉及一种尾气后处理系统以及控制方法。

Description

集成装置、尾气后处理系统以及控制方法

技术领域

本发明涉及一种集成装置、尾气后处理系统以及控制方法，属于发动机尾气后处理技术领域。

背景技术

随着内燃机汽车的排放标准越来越严，为了降低排气中氮氧化合物等有害物质，目前业界通常采用的后处理技术是选择性催化还原(SCR)，并在SCR的上游安装向排气中喷射尿素溶液。尿素溶液发生水解、热解产生氨气，并与氮氧化合物等发生化学反应，进而降低有害物质的浓度。

目前市场上的尿素喷射系统通常包括空气辅助系统和非空气辅助系统。当然，无论哪种系统均包括尿素箱总成、通过低压管道与所述尿素箱总成相连的泵供给单元、通过高压管道与泵供给单元相连的喷嘴模块以及控制器。泵供给单元中包括尿素泵以及压力传感器等，喷嘴模块包括尿素喷嘴等。尿素泵与尿素喷嘴间隔较远的距离，并通过尿素管相连。另外，现有的尿素喷射系统包含较多的零部件，安装复杂，成本较高。

因此，亟需提供一种新型的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制比较精确的集成装置、尾气后处理系统以及控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

技术方案一：一种泵与喷嘴的集成装置，其中所述泵用以向所述喷嘴泵送流体介质，所述喷嘴用以向发动机的排气中喷射该流体介质，所述集成装置包括壳体、至少部分安装于所述壳体内的泵组件以及至少部分安装于所述壳体内的喷嘴组件，其中所述壳体包括位于所述泵组件的上游且与所述泵组件连通的入口通道以及位于所述泵组件的下游且与所述泵组件连通的出口通道，所述出口通道与所述喷嘴组件连通；所述泵组件包括用以驱动泵的电机线圈、与所述电机线圈相互作用的磁性体以及相互啮合的第一齿轮组件与第二齿轮组件，其中所述第一齿轮组件包括第一齿轮轴以及固定在所述第一齿轮轴上的第一齿轮，所述第二齿轮组件包括第二齿轮轴以及固定在所述第二齿轮轴上的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，所述集成装置设有与所述第一齿轮轴相配合的第一轴套以及与所述第二齿轮轴相配合的第二轴套；所述喷嘴组件包括用以驱动喷嘴的喷嘴线圈，其中所述电机线圈与所述喷嘴线圈分别进行独立控制。

技术方案二：作为技术方案一进一步改进的技术方案，所述泵为尿素泵，所述喷嘴为尿素喷嘴，所述流体介质为尿素溶液。

技术方案三：作为技术方案一进一步改进的技术方案，所述泵为燃料泵，所述喷嘴为燃料喷嘴，所述流体介质为燃料。

技术方案四：作为技术方案二进一步改进的技术方案，所述集成装置包括与所述电机线圈以及所述喷嘴线圈连接的控制器，所述控制器分别对所述尿素泵以及所述尿素喷嘴进行独立控制。

技术方案五：作为技术方案二进一步改进的技术方案，所述集成装置包括与所述出口通道连通的压力传感器以及连接在所述出口通道与所述入口通道之间的溢流元件。

技术方案六：作为技术方案二进一步改进的技术方案，所述集成装置包括安装在所述壳体内的温度传感器。

技术方案七：作为技术方案二进一步改进的技术方案，所述泵组件包括收容所述磁性体的金属罩，所述电机线圈套接在所述金属罩的外围；所述第一齿轮轴为主动轴，所述第二齿轮轴为从动轴，所述第一齿轮轴高于所述第二齿轮轴，所述磁性体设有轴孔，所述第一齿轮轴至少部分固定在所述轴孔内。

技术方案八：作为技术方案七进一步改进的技术方案，所述泵组件还包括收容在所述金属罩内且位于所述磁性体下方的弹性体，所述弹性体能够被压缩以吸收因尿素结冰所产生的膨胀体积。

技术方案九：作为技术方案一进一步改进的技术方案，所述壳体设有收容所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿轮槽，所述第一齿轮与所述第二齿轮外啮合，所述齿轮槽的一侧设有与所述入口通道连通的进液腔，所述齿轮槽的另一侧设有与所述出口通道连通的出液腔。

技术方案十：作为技术方案一进一步改进的技术方案，所述喷嘴组件包括与所述喷嘴线圈相互作用的磁性部、位于所述磁性部下方的阀针部、作用在所述磁性部与所述阀针部之间的弹簧以及与所述阀针部配合的阀座。

技术方案十一：作为技术方案十进一步改进的技术方案，所述喷嘴线圈位于所述磁性部的外围，所述阀针部设有阀针，所述阀座设有与所述阀针相配合的喷射孔。

技术方案十二：作为技术方案十一进一步改进的技术方案，所述阀座包括焊接在所述壳体上的旋流片，所述喷射孔设置在所述旋流片上，并且所述旋流片还设有与所述喷射孔连通的若干旋流槽。

技术方案十三：作为技术方案二进一步改进的技术方案，所述集成装置设有用以冷却所述尿素喷嘴的冷却组件，所述冷却组件通过冷却介质对所述尿素喷嘴进行冷却。

技术方案十四：作为技术方案四进一步改进的技术方案，所述壳体设有位于顶部的罩壳，所述罩壳设有罩壳腔体；所述控制器设有位于所述罩壳腔体内的控制板，所述电机线圈与所述喷嘴线圈均与所述控制板电性连接。

技术方案十五：作为技术方案十四进一步改进的技术方案，所述罩壳设有与所述罩壳腔体连通的通孔以及固定在所述通孔中的防水透气盖；所述控制板上焊接有排线插头，所述排线插头暴露在所述罩壳外。

技术方案十六：作为技术方案十四进一步改进的技术方案，所述壳体设有第一壳体以及夹持在所述罩壳与所述第一壳体之间的连接板组件，所述连接板组件包括板片部以及固定在所述板片部上且向上凸起的金属罩，所述磁性体收容在所述金属罩内，所述电机线圈套接在所述金属罩的外围；所述板片部设有固定在其上的若干安装筒，所述安装筒设有内螺纹，所述控制板设有对应于所述安装筒的若干开孔，若干螺钉在穿过所述开孔之后被拧紧在所述内螺纹中以对所述控制板进行固定。

技术方案十七：作为技术方案十六进一步改进的技术方案，所述电机线圈设有支架以及缠绕在所述支架上的线圈，所述支架设有收容所述金属罩的孔以及向下延伸的若干安装柱。

技术方案十八：作为技术方案十六进一步改进的技术方案，所述第一壳体设有与尿素接头连接的进液通道，所述第一壳体包括第一上表面、第一下表面以及第一侧面，其中所述第一上表面设有第一环形槽、被所述第一环形槽包围的岛部以及收容在所述第一环形槽中的第一密封圈，所述第一密封圈位于所述金属罩的下方，所述板片部向下抵压所述第一密封圈；所述岛部设有贯穿所述第一上表面与所述第一下表面的第一定位孔以及贯穿所述第一下表面的第二定位孔，所述第一轴套收容在所述第一定位孔中，所述第二轴套收容在所述第二定位孔中。

技术方案十九：作为技术方案十八进一步改进的技术方案，所述第一下表面设有连通所述第一定位孔与所述第二定位孔的第一泄荷槽。

技术方案二十：作为技术方案十八进一步改进的技术方案，所述岛部还包括贯穿所述第一上表面且与所述第二定位孔连通的渗液孔以及贯穿所述第一上表面与所述第一下表面且与所述入口通道连通的连接孔。

技术方案二十一：作为技术方案十八进一步改进的技术方案，所述第一上表面还设有位于所述岛部的旁侧且用以收容压力传感器的压力传感器收容孔；所述第一壳体还设有向下贯穿所述第一下表面的收容腔，所述收容腔用以至少部分收容所述喷嘴组件，所述收容腔与所述压力传感器收容孔连通；所述第一下表面设有与所述出口通道连通的第一导流槽，所述第一壳体的内部设有连通所述第一导流槽与所述收容腔的斜孔。

技术方案二十二：作为技术方案二十进一步改进的技术方案，所述壳体包括位于所述第一壳体的下方且与所述第一壳体连接的第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体之间设有第一密封垫，所述第二壳体包括第二上表面、第二下表面以及贯穿所述第二上表面与第二下表面且用以收容所述第一齿轮以及第二齿轮的齿轮槽，所述齿轮槽的一侧设有与所述连接孔连通的进液腔，所述齿轮槽的另一侧设有与所述第一导流槽连通的出液腔。

技术方案二十三：作为技术方案二十二进一步改进的技术方案，所述壳体包括位于所述第二壳体的下方且与所述第二壳体连接的第三壳体，所述第二壳体与所述第三壳体之间设有第二密封垫，所述第三壳体包括主体部以及自所述主体部向下延伸的延伸部，其中所述主体部设有第三上表面，所述第三上表面设有收容所述喷嘴组件的容纳腔，所述容纳腔向下延伸入所述延伸部内。

技术方案二十四：作为技术方案二十三进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有贯穿所述第三上表面的第三定位孔、贯穿所述第三上表面的第四定位孔以及连通所述第三定位孔与所述第四定位孔的第二卸荷槽，所述集成装置设有收容于所述第三定位孔中的第三轴套以及收容于所述第四定位孔中的第四轴套，所述第一齿轮轴的上端定位在所述第一轴套中，所述第一齿轮轴的下端定位在所述第三轴套中，所述第二齿轮轴的上端定位在所述第二轴套中，所述第二齿轮轴的下端定位在所述第四轴套中。

技术方案二十五：作为技术方案二十四进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有位于所述第三上表面的第二导流槽以及第三导流槽，所述第二导流槽与所述出液腔的下端连通，所述第三导流槽与所述进液腔连通。

技术方案二十六：作为技术方案二十五进一步改进的技术方案，所述第三壳体还设有连通所述第三定位孔与所述第三导流槽的第一连接槽，以及连通所述第四定位孔与所述第二卸荷槽的第二连接槽。

技术方案二十七：作为技术方案二十六进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有与所述第二导流槽连通的第一槽道、与所述第三导流槽连通的第二槽道以及连接在所述第一槽道与所述第二槽道之间的溢流元件收容槽，所述集成装置设有安装于所述溢流元件收容槽内的溢流元件；当出液腔的压力高于设定值时，所述溢流元件打开以将部分尿素溶液返回到所述入口通道内。

技术方案二十八：作为技术方案二十七进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有第三侧面，所述溢流元件收容槽向外贯穿所述第三侧面，所述溢流元件为安全阀，所述第三壳体设有凸出所述第三侧面的收容部以及固定在所述收容部中以定位所述溢流元件的塞子。

技术方案二十九：作为技术方案二十三进一步改进的技术方案，所述喷嘴组件包括与所述喷嘴线圈相互作用的磁性部、与所述磁性部连接的阀针部以及作用于所述阀针部的弹簧；所述延伸部设有与所述容纳腔连通的集流腔，其中所述磁性部至少部分收容于所述容纳腔中，所述磁性部凸出所述第二上表面的部分收容于所述收容腔中。

技术方案三十：作为技术方案二十九进一步改进的技术方案，所述弹簧安装在所述磁性部与所述阀针部内，所述阀针部设有锥形部以及自所述锥形部向下延伸的阀针，所述阀针延伸入所述集流腔中，所述磁性部设有与所述容纳腔连通的第一连通孔，所述阀针部设有与所述第一连通孔连通的第二连通孔，所述锥形部设有将所述第二连通孔与所述集流腔连通的第三连通孔。

技术方案三十一：作为技术方案三十进一步改进的技术方案，所述喷嘴组件包括所述阀针相配合的阀座，所述阀座包括焊接在所述延伸部上的旋流片，所述旋流片设有与所述阀针相配合的喷射孔以及与所述喷射孔连通的若干旋流槽，所述旋流槽与所述集流腔连通。

技术方案三十二：作为技术方案三十一进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有第一冷却通道以及与所述第一冷却通道间隔设置的第二冷却通道，所述延伸部设有连通所述第一冷却通道与所述第二冷却通道的环形冷却槽，所述第一冷却通道与入口接头连接用以供发动机冷却液注入，所述第二冷却通道与出口接头连接用以供发动机冷却液流出。

技术方案三十三：作为技术方案三十二进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有焊接在所述延伸部上的环形件以密封所述环形冷却槽。

本发明还揭示了如下技术方案：

技术方案三十四：一种尿素泵与尿素喷嘴的集成装置，其中所述尿素泵用以向所述尿素喷嘴泵送尿素溶液，所述尿素喷嘴用以向发动机的排气中喷射尿素溶液，所述集成装置包括壳体、至少部分安装于所述壳体内的泵组件以及至少部分安装于所述壳体内的喷嘴组件，其中所述壳体包括位于所述泵组件的上游且与所述泵组件连通的入口通道以及位于所述泵组件的下游且与所述泵组件连通的出口通道，所述出口通道与所述喷嘴组件连通；所述集成装置包括连接在所述出口通道与所述入口通道之间的溢流元件，所述泵组件包括电机线圈、与所述电机线圈相互作用的磁性体以及相互啮合的第一齿轮组件与第二齿轮组件，其中所述第一齿轮组件包括第一齿轮轴以及固定在所述第一齿轮轴上的第一齿轮，所述第二齿轮组件包括第二齿轮轴以及固定在所述第二齿轮轴上的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，所述集成装置设有与所述第一齿轮轴相配合的第一轴套以及与所述第二齿轮轴相配合的第二轴套；所述喷嘴组件包括喷嘴线圈、与所述喷嘴线圈相互作用的磁性部、位于所述磁性部下方的阀针部、施力于所述阀针部的弹簧以及与所述阀针部配合的阀座。

技术方案三十五：作为技术方案三十四进一步改进的技术方案，所述集成装置包括与所述电机线圈以及所述喷嘴线圈连接的控制器，所述控制器分别对所述尿素泵以及所述尿素喷嘴进行独立控制。

技术方案三十六：作为技术方案三十四进一步改进的技术方案，所述壳体设有收容所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿轮槽，所述第一齿轮与所述第二齿轮外啮合，所述齿轮槽的一侧设有与所述入口通道连通的进液腔，所述齿轮槽的另一侧设有与所述出口通道连通的出液腔。

技术方案三十七：作为技术方案三十六进一步改进的技术方案，所述壳体包括第一壳体，所述第一壳体包括第一上表面以及第一下表面，其中所述第一上表面设有第一环形槽、收容于所述第一环形槽内的第一密封圈以及被所述第一环形槽包围的岛部；所述第一壳体设有与尿素接头连接的进液通道，所述岛部设有贯穿所述第一上表面与所述第一下表面的第一定位孔以及贯穿所述第一下表面的第二定位孔，所述第一轴套收容在所述第一定位孔中，所述第二轴套收容在所述第二定位孔中。

技术方案三十八：作为技术方案三十七进一步改进的技术方案，所述第一下表面设有连通所述第一定位孔与所述第二定位孔的第一泄荷槽。

技术方案三十九：作为技术方案三十八进一步改进的技术方案，所述泵组件包括收容所述磁性体的金属罩，所述第一密封圈位于所述金属罩的下方；所述岛部还包括贯穿所述第一上表面且与所述第二定位孔连通的渗液孔以及贯穿所述第一上表面与所述第一下表面且与所述入口通道连通的连接孔。

技术方案四十：作为技术方案三十九进一步改进的技术方案，所述第一上表面还设有位于所述岛部的旁侧且用以收容压力传感器的压力传感器收容孔；所述第一壳体还设有向下贯穿所述第一下表面的收容腔，所述收容腔用以至少部分收容所述喷嘴组件，所述收容腔与所述压力传感器收容孔连通；所述第一下表面设有与所述出口通道连通的第一导流槽，所述第一壳体的内部设有连通所述第一导流槽与所述收容腔的斜孔。

技术方案四十一：作为技术方案三十九进一步改进的技术方案，所述壳体包括位于所述第一壳体的下方且与所述第一壳体连接的第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体之间设有第一密封垫，所述第二壳体包括第二上表面以及第二下表面，所述齿轮槽贯穿所述第二上表面以及所述第二下表面。

技术方案四十二：作为技术方案四十一进一步改进的技术方案，所述壳体包括位于所述第二壳体的下方且与所述第二壳体连接的第三壳体，所述第二壳体与所述第三壳体之间设有第二密封垫，所述第三壳体包括主体部以及自所述主体部向下延伸的延伸部，其中所述主体部设有第三上表面，所述第三上表面设有收容所述喷嘴组件的容纳腔，所述容纳腔向下延伸入所述延伸部内。

技术方案四十三：作为技术方案四十二进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有贯穿所述第三上表面的第三定位孔、贯穿所述第三上表面的第四定位孔以及连通所述第三定位孔与所述第四定位孔的第二卸荷槽，所述集成装置设有收容于所述第三定位孔中的第三轴套以及收容于所述第四定位孔中的第四轴套，所述第一齿轮轴的上端定位在所述第一轴套中，所述第一齿轮轴的下端定位在所述第三轴套中，所述第二齿轮轴的上端定位在所述第二轴套中，所述第二齿轮轴的下端定位在所述第四轴套中。

技术方案四十四：作为技术方案四十三进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有位于所述第三上表面的第二导流槽以及第三导流槽，所述第二导流槽与所述出液腔的下端连通，所述第三导流槽与所述进液腔连通。

技术方案四十五：作为技术方案四十四进一步改进的技术方案，所述第三壳体还设有连通所述第三定位孔与所述第三导流槽的第一连接槽，以及连通所述第四定位孔与所述第二卸荷槽的第二连接槽。

技术方案四十六：作为技术方案四十五进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有与所述第二导流槽连通的第一槽道、与所述第三导流槽连通的第二槽道以及连接在所述第一槽道与所述第二槽道之间的溢流元件收容槽，所述溢流元件安装在所述溢流元件收容槽中；当出液腔的压力高于设定值时，所述溢流元件打开以将部分尿素溶液返回到所述入口通道内。

技术方案四十七：作为技术方案四十六进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有第三侧面，所述溢流元件收容槽向外贯穿所述第三侧面，所述溢流元件为安全阀，所述第三壳体设有凸出所述第三侧面的收容部以及固定在所述收容部中以定位所述溢流元件的塞子。

技术方案四十八：作为技术方案四十二进一步改进的技术方案，所述延伸部设有与所述容纳腔连通的集流腔，其中所述磁性部至少部分收容于所述容纳腔中，所述磁性部凸出所述第二上表面的部分收容于所述收容腔中。

技术方案四十九：作为技术方案四十八进一步改进的技术方案，所述弹簧安装在所述磁性部与所述阀针部内，所述阀针部设有锥形部以及自所述锥形部向下延伸的阀针，所述阀针延伸入所述集流腔中，所述磁性部设有与所述容纳腔连通的第一连通孔，所述阀针部设有与所述第一连通孔连通的第二连通孔，所述锥形部设有将所述第二连通孔与所述集流腔连通的第三连通孔。

技术方案五十：作为技术方案四十九进一步改进的技术方案，所述喷嘴组件包括所述阀针相配合的阀座，所述阀座包括焊接在所述延伸部上的旋流片，所述旋流片设有与所述阀针相配合的喷射孔以及与所述喷射孔连通的若干旋流槽，所述旋流槽与所述集流腔连通。

技术方案五十一：作为技术方案五十进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有第一冷却通道以及与所述第一冷却通道间隔设置的第二冷却通道，所述延伸部设有连通所述第一冷却通道与所述第二冷却通道的环形冷却槽，所述第一冷却通道与入口接头连接用以供发动机冷却液注入，所述第二冷却通道与出口接头连接用以供发动机冷却液流出。

技术方案五十二：作为技术方案五十一进一步改进的技术方案，所述第三壳体设有焊接在所述延伸部上的环形件以密封所述环形冷却槽。

本发明还揭示了如下技术方案：

技术方案五十三：一种尾气后处理系统，包括尾气后处理的喷射系统以及尾气后处理的封装系统，其中所述喷射系统包括如技术方案一至技术方案五十二中任意一项所述的集成装置，所述封装系统包括位于所述集成装置下游的载体。

技术方案五十四：作为技术方案五十三进一步改进的技术方案，所述载体包括选择性催化还原，所述封装系统还包括位于所述集成装置与所述载体之间的至少一个混合器。

本发明还揭示了如下技术方案：

技术方案五十五：一种集成装置的控制方法，所述集成装置为如技术方案一至技术方案五十二中任意一项所述的集成装置，所述控制方法包括：

驱动所述泵运转，通过所述入口通道将所述流体介质吸入所述泵；

经过所述泵的加压之后，通过所述出口通道将该流体介质输送至所述喷嘴；

当达到喷射条件时，给所述喷嘴线圈通电，至少部分打开所述喷嘴以将该流体介质喷入所述发动机的排气中；其中：

所述电机线圈与所述喷嘴线圈分别进行独立控制。

相较于现有技术，本发明泵与喷嘴的集成装置很好的将泵与喷嘴集成在一起，结构简单、紧凑，极大地方便了客户的安装。另外，通过对电机线圈以及喷嘴线圈分别进行独立控制，从而避免了泵与喷嘴之间的相互干扰，提高了控制的精确性。在集成装置集成了尿素泵与尿素喷嘴的基础上，由于控制精度的提高，能够使喷入排气中的尿素的量与氮氧化合物达到合适的比例，降低了因过多喷射尿素而产生的结晶风险。

附图说明

图1是本发明的尾气后处理系统应用在处理发动机尾气时的原理图。

图2是图1中集成装置的原理图。

图3是本发明的集成装置在一种实施方式中的立体示意图。

图4是图3另一角度的立体示意图。

图5是图3再一角度的立体示意图。

图6是图3的左视图。

图7是图3的主视图。

图8是图5的仰视图。

图9是图5的俯视图。

图10是图3的部分立体分解图，其中罩壳被分离出来。

图11是图10中罩壳的立体示意图。

图12是去除图10中的罩壳后的部分立体分解图，其中电机线圈被分离出来。

图13是图12中电机线圈的立体示意图。

图14是图12进一步的立体分解图，其中控制板被分离出来。

图15是去除图14中的控制板以及电机线圈后的立体分解图，其中连接板组件被分离出来。

图16是图15中连接板组件的立体图。

图17是图15中连接板组件的部分立体分解图。

图18是图15进一步的立体分解图，其中磁性体以及弹性体被分离出来。

图19是图18进一步的立体分解图，其中第一密封圈、温度传感器、压力传感器以及第二密封圈被分离出来。

图20是去除图19中的第一密封圈、温度传感器、压力传感器以及第二密封圈等后的部分立体分解图，其中第一壳体被分离出来。

图21是图20中第一壳体的立体分解图。

图22是图21于另一角度的立体分解图。

图23是图21中部分第一壳体的立体图。

图24是图23于另一角度的立体图。

图25是图24的俯视图。

图26是图23的俯视图。

图27是沿图26中C-C线的剖面示意图。

图28是沿图26中D-D线的剖面示意图。

图29是图20进一步的立体分解图，其中第一密封垫以及第二定位销被分离出来。

图30是图29中喷嘴组件的部分立体分解图。

图31是去除图29中的第一壳体、第一密封垫以及第二定位销后的立体图。

图32是图31的俯视图。

图33是图31的部分立体分解图，其中第一齿轮组件与第二齿轮组件被分离出来。

图34是去除图33中的第一齿轮组件与第二齿轮组件之后的立体分解图，其中第二壳体以及第三定位销被分离出来。

图35是图34中第二壳体的立体示意图。

图36是图35另一角度的立体示意图。

图37是图35的俯视图。

图38是去除图34中第二壳体以及第三定位销之后的立体分解图，其中喷嘴组件、第三密封圈、第二密封垫等被分离出来。

图39是图38中第三壳体组件的立体示意图。

图40是图39的立体分解图。

图41是图40另一角度的立体分解图。

图42是图39中第三壳体的立体示意图。

图43是图42另一角度的立体示意图。

图44是图43的俯视图。

图45是图42的俯视图。

图46是沿图45中E-E线的剖面示意图。

图47是沿图45中F-F线的剖面示意图。

图48是沿图46中G-G线的剖面示意图。

图49是沿图48中H-H线的剖面示意图。

图50是沿图48中I-I线的剖面示意图。

图51是沿图47中J-J线的剖面示意图。

图52是图3的立体分解图。

图53是沿图9中A-A线的剖面示意图。

图54是沿图9中B-B线的剖面示意图。

图55是沿图53中K-K线的剖面示意图。

图56是沿图53中L-L线的剖面示意图。

图57是沿图53中M-M线的剖面示意图。

图58是沿图53中N-N线的剖面示意图。

图59是沿图53中O-O线的剖面示意图。

图60是沿图53中P-P线的剖面示意图。

图61是沿图53中Q-Q线的剖面示意图。

具体实施方式

请参图1所示，本发明揭示了一种尾气后处理系统100，能够应用于处理发动机10的尾气，降低有害物质的排放以满足排放法规的要求。所述尾气后处理系统100包括尾气后处理的喷射系统200以及尾气后处理的封装系统300，其中所述喷射系统包括200包括用以从尿素箱201中泵送尿素溶液(参箭头X所示)以及向所述发动机10的排气(例如向排气管106或者封装系统300内)中喷射尿素溶液的集成装置1；所述封装系统300包括位于所述集成装置1下游的混合器301以及位于所述混合器301下游的载体302。当然，在某些实施方式中也可以不设置混合器，或者设置两个或者两个以上的混合器。所述载体302可以例如是选择性催化还原(SCR)等。

所述发动机10具有发动机冷却液循环回路。请参图1所示，在本发明图示的实施方式中，所述发动机冷却液循环回路包括第一循环回路101(参粗箭头Y所示)以及第二循环回路102(参细箭头Z所示)，其中所述第一循环回路101用以冷却所述集成装置1，以降低其被高温的发动机排气烧坏的风险；所述第二循环回路102用以加热所述尿素箱201，以实现加热解冻功能。可以理解的是，在第一循环回路101中，所述集成装置1设有供发动机冷却液流入的入口接头103以及供发动机冷却液流出的出口接头104；在第二循环回路102中，其设有控制阀105，以在适宜的条件下打开或者关闭所述控制阀105，实现对第二循环回路102的控制。所述尿素箱201中设有连接在所述第二循环回路102中的加热棒202，以利用发动机冷却液的温度对尿素溶液进行加热解冻。

以下就本发明的集成装置1进行详细描述。

请参图2所示，从原理上看，本发明的集成装置1集成了尿素泵11与尿素喷嘴12的功能。所述尿素泵11包括但不限于齿轮泵、膜片泵、柱塞泵或者叶片泵等。应该理解的是，在此使用的术语“集成”指的是尿素泵11与尿素喷嘴12可以作为单一装置被安装在排气管上；或者尿素泵11与尿素喷嘴12相互靠近并通过较短的连接管道进行连接，在整体上可以被视为一个装置。

另外，为了对尿素泵11以及尿素喷嘴12进行独立控制，本发明的尾气后处理系统100还设有控制器13。可以理解，所述控制器13可以与所述集成装置1集成在一起或者与所述集成装置1分开设置。请参图2所示，在本发明图示的实施方式中，所述控制器13集成在所述集成装置1内，以实现零件的高度集成化，提高客户端的安装便利性。

所述集成装置1设有用以安装所述尿素泵11与所述尿素喷嘴12的壳体14，所述壳体14设有连接在所述尿素箱201与所述尿素泵11之间的入口通道15以及连接在所述尿素泵11与所述尿素喷嘴12之间的出口通道16。需要说明的是，这里使用的术语“入口通道15”中的“入口”与“出口通道16”中的“出口”是以尿素泵11作为参照，即尿素泵11的上游为入口，尿素泵11的下游为出口。所述出口通道16与所述尿素喷嘴12连通，以向所述尿素喷嘴12泵送尿素溶液。可以理解的是，所述入口通道15位于尿素泵11的上游，为低压通道；所述出口通道16位于尿素泵11的下游，为高压通道。

另外，所述集成装置1设有用以检测温度的温度传感器171。所述温度传感器171可以被设置为与所述入口通道15及/或所述出口通道16连通；或者所述温度传感器171可以被设置为安装在所述集成装置1的任意位置。所述温度传感器171检测到的信号传递给控制器13，控制器13基于该输入信号以及其他信号所设计的控制算法能够提高尿素喷嘴12的喷射精度。所述集成装置1还设有用以检测压力的压力传感器172，所述压力传感器172与所述出口通道16连通，以检测尿素泵11出口的高压通道中的压力。由于本发明的集成设计，内部通道的距离比较短，因此可以认为所述压力传感器172的位置比较靠近所述尿素喷嘴12。这种设计的优点在于压力传感器172所测得的压力比较接近尿素喷嘴12中的压力，提高了数据的精确性，进而提高了尿素喷嘴12的喷射精度。

请参图2所示，所述集成装置1还设有连接在所述出口通道16与所述入口通道15之间的溢流元件173。所述溢流元件173包括但不限于溢流阀、安全阀或者电控阀等。所述溢流元件173的功能是当高压通道中的压力高于设定值时，将所述溢流元件173打开，将至少一部分位于高压通道中的尿素溶液返回到低压通道中或者直接返回到所述尿素箱201中，以实现压力调节。

为了驱动尿素泵11，所述尿素泵11设有与所述控制器13进行通讯的电机线圈111。为了驱动尿素喷嘴12，所述尿素喷嘴12设有与所述控制器13进行通讯的喷嘴线圈121。

所述控制器13与所述温度传感器171以及所述压力传感器172进行通讯，以将温度信号以及压力信号传送给所述控制器13。当然，为了能够实现精确控制，所述控制器13还可以接收其他信号，例如来自CAN总线的、与发动机运行参数有关的信号。另外，所述控制器13还可以获得所述尿素泵11的转速，当然，转速信号的采集可以通过相应的转速传感器175(硬件)或者通过控制算法(软件)来实现。所述控制器13分别对所述尿素泵11以及所述尿素喷嘴12进行独立控制。这种控制的优点在于能够降低尿素泵11的动作对尿素喷嘴12的影响，以实现比较高的控制精度。

另外，在某些工况下，由于发动机的排气具有较高的温度，而尿素喷嘴12又是安装在排气管上的，因此需要对所述尿素喷嘴12进行冷却。所述集成装置1为此还设有冷却组件，所述冷却组件通过冷却介质对所述尿素喷嘴12进行冷却。所述冷却介质包括但不限于空气、及/或发动机冷却液、及/或润滑油、及/或尿素等。请参图2所示，本发明图示的实施方式采用水冷，即采用发动机冷却液对尿素喷嘴12进行冷却。所述壳体14内设有用以供发动机冷却液流通的冷却通道141。

请参图2所示，所述集成装置1的主要工作原理如下：

控制器13驱动尿素泵11运转，位于尿素箱201中尿素溶液通过入口通道15被吸入尿素泵11，经过加压之后，再通过出口通道16输送至尿素喷嘴12。其中，控制器13采集及/或计算需要的信号，例如温度、压力、泵转速等。当达到喷射条件时，控制器13发出控制信号给尿素喷嘴12，例如给喷嘴线圈121通电，通过控制阀针的运动来实现尿素喷射。控制器13发出控制信号给尿素泵11以控制其转速，从而稳定系统的压力。在本发明图示的实施方式中，所述控制器13分别对所述尿素泵11以及所述尿素喷嘴12进行独立控制。

请参图3至图61所示，从结构上看，本发明图示的实施方式中，所述集成装置1包括壳体14、至少部分安装于所述壳体14内的泵组件18(参图10)、至少部分安装于所述壳体14内的喷嘴组件19(参图38)、以及控制器13。

请参图3至图9所示，在本发明图示的实施方式中，所述壳体14包括位于顶部的罩壳2以及位于所述罩壳2的下方且堆叠在一起的第一壳体3、第二壳体4以及第三壳体5。在本发明图示的实施方式中，所述第一壳体3、第二壳体4以及第三壳体5均由金属材料制成。

请参图10及图11所示，所述罩壳2包括用以遮盖所述控制器13以及至少部分泵组件18的罩壳腔体21、与所述罩壳腔体21连通的通孔22、位于周边的若干第一安装孔23以及固定在所述通孔22中的防水透气盖24。所述控制器13上通常安装有电子元器件，它们在工作时会发热，导致其周围的空气膨胀，本发明通过设置防水透气盖24很好地解决了因空气膨胀而压坏电子元器件的问题，同时也能起到防水的功效。另外，所述防水透气盖24能够改善控制器13所处的环境，使其能够满足工作条件。

请参图12及图14所示，所述控制器13包括控制板131以及焊接在所述控制板131上的排线插头132。所述排线插头132穿过所述罩壳2以暴露在外面，用以与外部电路相连接。所述控制板131设有用以供螺钉133穿过的若干开孔134，以固定所述控制板131。另外，在本发明图示的实施方式中，所述控制板131呈环状，其设有位于中部的中心孔135。

在本发明图示的实施方式中，为了提高控制板131的散热性能，所述罩壳2是由散热效果较好的金属材料制成。另外，所述罩壳2还可以设有位于外部的若干散热片(未图示)，以增强散热效果。

请参图3、图10、图12、图14至图17所示，所述集成装置1还设有夹持在所述罩壳2与所述第一壳体3之间的连接板组件6。所述连接板组件6的功能至少包括将所述控制板131进行固定。具体地，所述连接板组件6设有板片部61以及固定在所述板片部61上且向上凸起的金属罩62。所述金属罩62向上穿过所述控制板131的中心孔135。所述板片部61的上表面设有固定在其上的若干安装筒611，所述安装筒611设有内螺纹。所述螺钉133在穿过控制板131的开孔134之后被拧紧在所述内螺纹中，以对所述控制板131进行固定。请参图12所示，所述控制板131架设在所述板片部61上且与所述板片部61之间形成间隙，以利于所述控制板131进行更好的散热。

请参图15所示，所述板片部61还设有对应于所述第一安装孔23的第二安装孔612。所述板片部61的下表面设有向下凸出的抵压块613，用以向下压住温度传感器171。所述板片部61还设有贯穿其上、下表面的第一穿线孔614以及第二穿线孔615。请参图12及图15所示，压力传感器172的导电线1721以及喷嘴组件19的导电线124分别对应穿过所述第一穿线孔614以及第二穿线孔615，并电性连接到所述控制板131上。此外，为了更好地实现定位，所述壳体14还设有夹持在所述板片部61与所述第一壳体3之间的若干第一定位销616。板片部61设有对应所述金属罩62的穿孔617。在本发明图示的实施方式中，所述金属罩62的下端焊接在所述穿孔617的内壁上；所述安装筒611焊接在所述板片部61的上表面上。

所述泵组件18包括尿素泵11。请参图12至图14及图31所示，在本发明图示的实施方式中，所述尿素泵11为齿轮泵，其包括电机线圈111、所述金属罩62、收容于所述金属罩62内的弹性体71与磁性体72、位于所述金属罩62下方的第一密封圈73、以及相互啮合的第一齿轮组件74与第二齿轮组件75。由于齿轮泵能够建立比较大的工作压力，因此有利于提高尿素喷嘴12的雾化效果。另外，齿轮泵还能够反转，利于抽空残留的尿素溶液，降低尿素结晶的风险。所述电机线圈111设有支架112以及缠绕在所述支架112上的线圈113。所述支架112设有收容所述金属罩62的孔114以及向下延伸的若干安装柱115。所述安装柱115设有对应于所述第一安装孔23与第二安装孔612的第三安装孔116。

请参图10及图54所示，所述电机线圈111套接在所述金属罩62的外围，所述板片部61压住所述第一密封圈73以实现密封。在本发明图示的实施方式中，所述弹性体71位于所述磁性体72的下端。所述磁性体72设有轴孔721，所述第一齿轮组件74穿过所述弹性体71后至少部分固定在所述轴孔721中。众所周知，尿素溶液在结冰之后，体积会发生膨胀。本发明通过设置弹性体71，弹性体71能够被压缩以吸收该膨胀的体积，从而避免因体积膨胀而破坏其他元件。

请参图18至图52所示，在本发明图示的实施方式中，所述第一壳体3、第二壳体4以及第三壳体5是机加工件，并通过螺栓66自下而上固定在一起。所述第一壳体3包括第一上表面31、第一下表面32以及第一侧面33，其中所述第一上表面31设有第一环形槽311以及被所述第一环形槽311包围的岛部312。所述第一环形槽311用以收容所述第一密封圈73。

请参图23至图28所示，所述岛部312设有贯穿所述第一上表面31与所述第一下表面32的第一定位孔3121、贯穿所述第一下表面32的第二定位孔3122、贯穿所述第一上表面31且与所述第二定位孔3122连通的渗液孔3123、以及贯穿所述第一上表面31与所述第一下表面32且与所述入口通道15连通的连接孔3124。所述第一壳体3设有贯穿所述第一侧面33以与尿素接头331连接的进液通道332。在本发明图示的实施方式中，所述尿素接头331中设有过滤网335，以对尿素溶液进行过滤。请参图28所示，所述连接孔3124包括与所述进液通道332连通的第一连接孔3125以及与所述第一连接孔3125连通的第二连接孔3126，其中所述第一连接孔3125贯穿所述第一下表面32，所述第二连接孔3126贯穿所述第一上表面31。

请参图21及图22所示，所述尿素泵11设有收容于所述第一定位孔3121内的第一轴套76以及收容于所述第二定位孔3122内的第二轴套77。所述第一上表面31还设有位于所述岛部312旁侧且用以收容压力传感器172的压力传感器收容孔313，以及位于压力传感器收容孔313的旁侧且用以收容温度传感器171的温度传感器收容孔314。所述压力传感器172上安装有第二密封圈317以与所述压力传感器收容孔313的内壁实现密封。所述压力传感器172被所述板片部61的底部压住，以实现固定。另外，所述第一壳体3还设有向外凸出的安装凸缘315，所述安装凸缘315设有对应于所述第一安装孔23、第二安装孔612以及第三安装孔116的第四安装孔316。

组装时，将螺栓63依次穿过第四安装孔316、第二安装孔612以及第三安装孔116，并紧固在第一安装孔23的内螺纹中。如此设置，能够将第一壳体3、板片部61、电机线圈111以及罩壳2等实现固定。

所述第一下表面32设有连通所述第一定位孔3121与所述第二定位孔3122的第一泄荷槽321，以确保压力平衡。另外，所述第一壳体3还设有向下贯穿所述第一下表面32的收容腔322。所述收容腔322用以至少部分收容所述喷嘴组件19。所述收容腔322与所述压力传感器收容孔313连通。所述第一下表面32设有第一导流槽323，所述第一壳体3的内部设有连通所述第一导流槽323与所述收容腔322的斜孔324(请参图27所示)。请参图25所示，在本发明图示的实施方式中，所述第一导流槽323呈弯曲状。

请参图1所示，所述尿素接头331通过尿素连接管333与所述尿素箱201连通。为了更好的实现加热解冻功能，所述尾气后处理系统100还可以设有对所述尿素连接管333进行加热的加热装置334。请参图28及图54所示，在本发明图示的实施方式中，所述进液通道332水平延伸入所述第一壳体3的内部。当然，在其他实施方式中，所述进液通道332也可以呈一定的角度。

工作时，尿素溶液自所述尿素连接管333进入进液通道332，然后一部分尿素溶液自第二连接孔3126进入罩壳腔体21中。在所述罩壳腔体21内，一部分尿素溶液自第一定位孔3121渗入到第一轴套76中；一部分尿素溶液自渗液孔3123以及第二定位孔3122渗入到第二轴套77中。如此设置，可以对第一齿轮组件74以及第二齿轮组件75的上部进行浸润，提高转动的平稳性，减小磨损。

请参图29所示，所述第一壳体3与所述第二壳体4之间设有第一密封垫40，以确保两者之间能够实现较好的密封。另外，为了更好的定位，所述第一壳体3与所述第二壳体4之间还设有若干第二定位销318。

请参图31至图33所示，所述第一齿轮组件74包括第一齿轮轴741以及固定在第一齿轮轴741上的第一齿轮742；所述第二齿轮组件75包括第二齿轮轴751以及固定在第二齿轮轴751上的第二齿轮752，所述第一齿轮742与所述第二齿轮752相互啮合。请参图32所示，在本发明图示的实施方式中，所述第一齿轮742与所述第二齿轮752外啮合。另外，所述第一齿轮轴741为主动轴，所述第二齿轮轴751为从动轴，所述第一齿轮轴741高于所述第二齿轮轴751。所述第一齿轮轴741的上端穿过所述第一轴套76，并至少部分定位在所述磁性体72的轴孔721中。所述第二齿轮轴751的上端定位在所述第二轴套77中。当给电机线圈111通电后，其与磁性体72产生相互作用，电磁力会驱动第一齿轮轴741旋转，并由此带动第一齿轮742以及第二齿轮752旋转。

所述第二壳体4位于所述第一壳体3的下方且与第一壳体3相连接。请参图31至图37所示，所述第二壳体4包括第二上表面41、第二下表面42以及贯穿所述第二上表面41与第二下表面42且用以收容所述第一齿轮742以及第二齿轮752的齿轮槽43。所述齿轮槽43的一侧设有与所述第一连接孔3125连通的进液腔431，所述齿轮槽43的另一侧设有与所述出口通道16连通的出液腔432。具体地，所述出液腔432的上端通过所述斜孔324与所述收容腔322连通。所述第二上表面41设有供所述喷嘴组件19穿过的第一容纳孔411，所述第二下表面42设有定位所述喷嘴组件19的第二容纳孔421，所述第二容纳孔421大于所述第一容纳孔411，以形成阶梯孔。所述喷嘴组件19向上凸出所述第二上表面41并收容在所述进液腔431中。如此设置，高压的尿素溶液能够被输送到尿素喷嘴12。另外，所述第二上表面41还设有与所述第二容纳孔421连通的第三穿线孔412，用以供喷嘴组件19的导电线124穿过。

请参图34所示，所述第二壳体4与所述第三壳体5之间设有第二密封垫50，以确保两者之间能够实现较好的密封。另外，为了更好的定位，所述第二壳体4与所述第三壳体5之间还设有若干第三定位销418。

请参图38及图30所示，所述喷嘴组件19包括尿素喷嘴12。在本发明图示的实施方式中，所述尿素喷嘴12包括喷嘴线圈121、与所述喷嘴线圈121相互作用的磁性部81、位于所述磁性部81下方的阀针部82、作用在所述磁性部81与所述阀针部82之间的弹簧83以及与所述阀针部82配合的阀座84(参图53所示)。所述喷嘴线圈121缠绕在所述磁性部81的外围。所述尿素喷嘴12还包括套接在所述喷嘴线圈121外围的套筒部122。所述弹簧83安装在所述磁性部81与所述阀针部82内。所述阀针部82设有锥形部821以及自所述锥形部821向下延伸的阀针822。请参图40及图41所示，所述阀座84包括焊接在所述第三壳体5上的旋流片85。所述旋流片85设有与所述阀针822相配合的喷射孔851以及与所述喷射孔851连通的若干旋流槽852。

请参图38至图51所示，所述第三壳体5位于所述第二壳体4的下方且与第二壳体4相连接。所述第三壳体5包括主体部51、自主体部51向下延伸的延伸部52以及自所述主体部51向外延伸的安装法兰53，其中所述主体部51设有第三上表面511以及第三侧面512。所述第三上表面511设有收容所述尿素喷嘴12的容纳腔54，所述容纳腔54向下延伸入所述延伸部52内。所述套筒部122的下部收容在所述容纳腔54中，所述套筒部122的上部收容在所述第二容纳孔421中。请参图38及图53所示，所述磁性部81上套接有第三密封圈812以与所述收容腔322的内壁实现密封。另外，所述容纳腔54中设有与尿素喷嘴12相配合的第四密封圈123，以与所述容纳腔54的内壁实现密封。

请参图53及图30所示，所述延伸部52设有集流腔521，所述阀针822延伸入所述集流腔521中。所述磁性部81设有与所述容纳腔515连通的第一连通孔811，所述阀针部82设有与所述第一连通孔811连通的第二连通孔823，所述锥形部821设有将所述第二连通孔823与所述集流腔521连通的第三连通孔824。所述旋流槽852与所述集流腔521连通。

所述第三壳体5设有贯穿所述第三上表面511的第三定位孔5111、贯穿所述第三上表面511的第四定位孔5112、以及连通所述第三定位孔5111与所述第四定位孔5112的第二卸荷槽5113。所述第三壳体5设有收容于所述第三定位孔5111中的第三轴套78以及收容于所述第四定位孔5112内的第四轴套79。所述第一齿轮轴741的下端定位在第三轴套78中，所述第二齿轮轴751的下端定位在所述第四轴套79中。

所述第三壳体5设有位于所述第三上表面511的第二导流槽5114以及第三导流槽5115，其中所述出液腔432的下端与所述第二导流槽5114连通，所述第三导流槽5115与所述进液腔431连通。所述第二导流槽5114与所述第三导流槽5115位于所述第三定位孔5111、第四定位孔5112以及第二卸荷槽5113的两侧。请参图49及图50所示，所述第三壳体5的内部还设有连通所述第三定位孔5111与所述第三导流槽5115的第一连接槽5141以及连通所述第四定位孔5112与所述第三导流槽5115的第二连接槽5142。在本发明图示的实施方式中，所述第一连接槽5141与所述第二连接槽5142分别与所述第三定位孔5111与所述第四定位孔5112的底部相连。

另外，请参图48所示，所述第三壳体5还设有与所述第二导流槽5114连通的第一槽道5151、与所述第三导流槽5115连通的第二槽道5152以及连接在所述第一槽道5151与所述第二槽道5152之间的溢流元件收容槽5153。所述溢流元件收容槽5153向外贯穿所述第三侧面512，以收容所述溢流元件173。所述溢流元件173在本发明图示的实施方式中为安全阀，其目的是通过泄压的方式以确保所述集成装置1中高压通道中的压力处于安全值范围内。为了固定所述溢流元件173，所述第三壳体5设有凸出所述第三侧面512的收容部5121以及固定于所述收容部5121中以定位所述溢流元件173的塞子5122。工作时，当压力小于溢流元件173的设定值时，溢流元件173关闭，第二导流槽5114与第三导流槽5115隔断；而当压力大于溢流元件173的设定值时，溢流元件173打开，部分尿素溶液进入所述第三导流槽5115中，以实现泄压。同时，位于第三导流槽5115中的部分尿素溶液分别自所述第一连接槽5141与所述第二连接槽5142进入第三轴套78以及第四轴套79中，以实现润滑。

可以理解，在本发明图示的实施方式中，所述入口通道15包括进液通道332、连接孔3124以及进液腔431。因为所述入口通道15位于尿素泵11的上游，所以被称之为低压通道。所述出口通道16包括出液腔432、第一导流槽323、斜孔324、收容腔322、第二导流槽5114、第一槽道5151等。因为所述出口通道16位于尿素泵11的下游，所以被称之为高压通道。

所述第三壳体5设有用以冷却所述尿素喷嘴12的所述冷却组件。在本发明图示的实施方式中，所述冷却组件为水冷组件。位于所述第三壳体5内的冷却通道141包括贯穿所述第三侧面512的第一冷却通道516以及与所述第一冷却通道516间隔设置的第二冷却通道517。其中，所述第一冷却通道516与所述入口接头103连通，所述第二冷却通道517与所述出口接头104连通。所述延伸部52设有连通所述第一冷却通道516与所述第二冷却通道517的环形冷却槽522，所述环形冷却槽522位于所述集流腔521的外围。另外，所述第三壳体5还设有焊接在所述延伸部52上且位于所述阀座84外围的环形件55，以密封所述环形冷却槽522。

在本发明图示的实施方式中，所述安装法兰53与所述延伸部52一体机加工形成。当然，在其他实施方式中，所述安装法兰53也可以与所述延伸部52分开制作，然后焊接在一起。

可以理解，在本发明的其他实施方式中，例如集成装置应用于向发动机的排气中喷射燃料，以实现下游的柴油颗粒过滤器(DPF)的再生。在这种应用下，所述尿素泵11可以被替换为燃料泵，所述尿素喷嘴12可以被替换为燃料喷嘴，所述尿素溶液可以被替换为燃料。这种变化对所属技术领域的技术人员是能够理解的，在此不再赘述。

为了便于理解本发明，尿素泵与燃料泵统称为泵，尿素喷嘴与燃料喷嘴统称为喷嘴，尿素溶液与燃料统称为流体介质。

相较于现有技术，本发明的集成装置1是一种集成化的设计，可以省去或缩短现有技术中用以连接泵与喷嘴的尿素管，也可以省去现有技术的泵供给单元中各种传感器与线束之间的插接件，也可以无需加热解冻装置，因此可靠性较高。本发明的集成装置1结构紧凑，体积小，便于各种车型的安装。另外，本发明的集成装置1中内部流体介质通道较短，压降小，泵与喷嘴之间的死容积小，效率较高。温度传感器171与压力传感器172离喷嘴近，喷射压力精度高。另外，通过分别对泵以及喷嘴进行独立控制，避免了喷嘴的动作是由泵的动作所驱动，从而提高了控制的精确度。由于喷嘴的喷射精度提高了，从而能够使喷入排气中的尿素的量与氮氧化合物达到合适的比例，降低了因过多喷射尿素而产生的结晶风险。本发明的集成装置1可以采用水冷，使残留在集成装置1中的尿素温度达不到结晶点，不易产生结晶。

以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (55)

1.一种泵与喷嘴的集成装置，其中所述泵用以向所述喷嘴泵送流体介质，所述喷嘴用以向发动机的排气中喷射该流体介质，其特征在于：所述集成装置包括壳体、至少部分安装于所述壳体内的泵组件以及至少部分安装于所述壳体内的喷嘴组件，其中所述壳体包括位于所述泵组件的上游且与所述泵组件连通的入口通道以及位于所述泵组件的下游且与所述泵组件连通的出口通道，所述出口通道与所述喷嘴组件连通；所述泵组件包括用以驱动泵的电机线圈、与所述电机线圈相互作用的磁性体以及相互啮合的第一齿轮组件与第二齿轮组件，其中所述第一齿轮组件包括第一齿轮轴以及固定在所述第一齿轮轴上的第一齿轮，所述第二齿轮组件包括第二齿轮轴以及固定在所述第二齿轮轴上的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，所述集成装置设有与所述第一齿轮轴相配合的第一轴套以及与所述第二齿轮轴相配合的第二轴套；所述喷嘴组件包括用以驱动喷嘴的喷嘴线圈，其中所述电机线圈与所述喷嘴线圈分别进行独立控制。

2.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于：所述泵为尿素泵，所述喷嘴为尿素喷嘴，所述流体介质为尿素溶液。

3.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于：所述泵为燃料泵，所述喷嘴为燃料喷嘴，所述流体介质为燃料。

4.如权利要求2所述的集成装置，其特征在于：所述集成装置包括与所述电机线圈以及所述喷嘴线圈连接的控制器，所述控制器分别对所述尿素泵以及所述尿素喷嘴进行独立控制。

5.如权利要求2所述的集成装置，其特征在于：所述集成装置包括与所述出口通道连通的压力传感器以及连接在所述出口通道与所述入口通道之间的溢流元件。

6.如权利要求2所述的集成装置，其特征在于：所述集成装置包括安装在所述壳体内的温度传感器。

7.如权利要求2所述的集成装置，其特征在于：所述泵组件包括收容所述磁性体的金属罩，所述电机线圈套接在所述金属罩的外围；所述第一齿轮轴为主动轴，所述第二齿轮轴为从动轴，所述第一齿轮轴高于所述第二齿轮轴，所述磁性体设有轴孔，所述第一齿轮轴至少部分固定在所述轴孔内。

8.如权利要求7所述的集成装置，其特征在于：所述泵组件还包括收容在所述金属罩内且位于所述磁性体下方的弹性体，所述弹性体能够被压缩以吸收因尿素结冰所产生的膨胀体积。

9.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于：所述壳体设有收容所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿轮槽，所述第一齿轮与所述第二齿轮外啮合，所述齿轮槽的一侧设有与所述入口通道连通的进液腔，所述齿轮槽的另一侧设有与所述出口通道连通的出液腔。

10.如权利要求1所述的集成装置，其特征在于：所述喷嘴组件包括与所述喷嘴线圈相互作用的磁性部、位于所述磁性部下方的阀针部、作用在所述磁性部与所述阀针部之间的弹簧以及与所述阀针部配合的阀座。

11.如权利要求10所述的集成装置，其特征在于：所述喷嘴线圈位于所述磁性部的外围，所述阀针部设有阀针，所述阀座设有与所述阀针相配合的喷射孔。

12.如权利要求11所述的集成装置，其特征在于：所述阀座包括焊接在所述壳体上的旋流片，所述喷射孔设置在所述旋流片上，并且所述旋流片还设有与所述喷射孔连通的若干旋流槽。

13.如权利要求2所述的集成装置，其特征在于：所述集成装置设有用以冷却所述尿素喷嘴的冷却组件，所述冷却组件通过冷却介质对所述尿素喷嘴进行冷却。

14.如权利要求4所述的集成装置，其特征在于：所述壳体设有位于顶部的罩壳，所述罩壳设有罩壳腔体；所述控制器设有位于所述罩壳腔体内的控制板，所述电机线圈与所述喷嘴线圈均与所述控制板电性连接。

15.如权利要求14所述的集成装置，其特征在于：所述罩壳设有与所述罩壳腔体连通的通孔以及固定在所述通孔中的防水透气盖；所述控制板上焊接有排线插头，所述排线插头暴露在所述罩壳外。

16.如权利要求14所述的集成装置，其特征在于：所述壳体设有第一壳体以及夹持在所述罩壳与所述第一壳体之间的连接板组件，所述连接板组件包括板片部以及固定在所述板片部上且向上凸起的金属罩，所述磁性体收容在所述金属罩内，所述电机线圈套接在所述金属罩的外围；所述板片部设有固定在其上的若干安装筒，所述安装筒设有内螺纹，所述控制板设有对应于所述安装筒的若干开孔，若干螺钉在穿过所述开孔之后被拧紧在所述内螺纹中以对所述控制板进行固定。

17.如权利要求16所述的集成装置，其特征在于：所述电机线圈设有支架以及缠绕在所述支架上的线圈，所述支架设有收容所述金属罩的孔以及向下延伸的若干安装柱。

18.如权利要求16所述的集成装置，其特征在于：所述第一壳体设有与尿素接头连接的进液通道，所述第一壳体包括第一上表面、第一下表面以及第一侧面，其中所述第一上表面设有第一环形槽、被所述第一环形槽包围的岛部以及收容在所述第一环形槽中的第一密封圈，所述第一密封圈位于所述金属罩的下方，所述板片部向下抵压所述第一密封圈；所述岛部设有贯穿所述第一上表面与所述第一下表面的第一定位孔以及贯穿所述第一下表面的第二定位孔，所述第一轴套收容在所述第一定位孔中，所述第二轴套收容在所述第二定位孔中。

19.如权利要求18所述的集成装置，其特征在于：所述第一下表面设有连通所述第一定位孔与所述第二定位孔的第一泄荷槽。

20.如权利要求18所述的集成装置，其特征在于：所述岛部还包括贯穿所述第一上表面且与所述第二定位孔连通的渗液孔以及贯穿所述第一上表面与所述第一下表面且与所述入口通道连通的连接孔。

21.如权利要求18所述的集成装置，其特征在于：所述第一上表面还设有位于所述岛部的旁侧且用以收容压力传感器的压力传感器收容孔；所述第一壳体还设有向下贯穿所述第一下表面的收容腔，所述收容腔用以至少部分收容所述喷嘴组件，所述收容腔与所述压力传感器收容孔连通；所述第一下表面设有与所述出口通道连通的第一导流槽，所述第一壳体的内部设有连通所述第一导流槽与所述收容腔的斜孔。

22.如权利要求20所述的集成装置，其特征在于：所述壳体包括位于所述第一壳体的下方且与所述第一壳体连接的第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体之间设有第一密封垫，所述第二壳体包括第二上表面、第二下表面以及贯穿所述第二上表面与第二下表面且用以收容所述第一齿轮以及第二齿轮的齿轮槽，所述齿轮槽的一侧设有与所述连接孔连通的进液腔，所述齿轮槽的另一侧设有与所述第一导流槽连通的出液腔。

23.如权利要求22所述的集成装置，其特征在于：所述壳体包括位于所述第二壳体的下方且与所述第二壳体连接的第三壳体，所述第二壳体与所述第三壳体之间设有第二密封垫，所述第三壳体包括主体部以及自所述主体部向下延伸的延伸部，其中所述主体部设有第三上表面，所述第三上表面设有收容所述喷嘴组件的容纳腔，所述容纳腔向下延伸入所述延伸部内。

24.如权利要求23所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有贯穿所述第三上表面的第三定位孔、贯穿所述第三上表面的第四定位孔以及连通所述第三定位孔与所述第四定位孔的第二卸荷槽，所述集成装置设有收容于所述第三定位孔中的第三轴套以及收容于所述第四定位孔中的第四轴套，所述第一齿轮轴的上端定位在所述第一轴套中，所述第一齿轮轴的下端定位在所述第三轴套中，所述第二齿轮轴的上端定位在所述第二轴套中，所述第二齿轮轴的下端定位在所述第四轴套中。

25.如权利要求24所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有位于所述第三上表面的第二导流槽以及第三导流槽，所述第二导流槽与所述出液腔的下端连通，所述第三导流槽与所述进液腔连通。

26.如权利要求25所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体还设有连通所述第三定位孔与所述第三导流槽的第一连接槽，以及连通所述第四定位孔与所述第二卸荷槽的第二连接槽。

27.如权利要求26所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有与所述第二导流槽连通的第一槽道、与所述第三导流槽连通的第二槽道以及连接在所述第一槽道与所述第二槽道之间的溢流元件收容槽，所述集成装置设有安装于所述溢流元件收容槽内的溢流元件；当出液腔的压力高于设定值时，所述溢流元件打开以将部分尿素溶液返回到所述入口通道内。

28.如权利要求27所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有第三侧面，所述溢流元件收容槽向外贯穿所述第三侧面，所述溢流元件为泄压阀，所述第三壳体设有凸出所述第三侧面的收容部以及固定在所述收容部中以定位所述溢流元件的塞子。

29.如权利要求23所述的集成装置，其特征在于：所述喷嘴组件包括与所述喷嘴线圈相互作用的磁性部、与所述磁性部连接的阀针部以及作用于所述阀针部的弹簧；所述延伸部设有与所述容纳腔连通的集流腔，其中所述磁性部至少部分收容于所述容纳腔中，所述磁性部凸出所述第二上表面的部分收容于所述收容腔中。

30.如权利要求29所述的集成装置，其特征在于：所述弹簧安装在所述磁性部与所述阀针部内，所述阀针部设有锥形部以及自所述锥形部向下延伸的阀针，所述阀针延伸入所述集流腔中，所述磁性部设有与所述容纳腔连通的第一连通孔，所述阀针部设有与所述第一连通孔连通的第二连通孔，所述锥形部设有将所述第二连通孔与所述集流腔连通的第三连通孔。

31.如权利要求30所述的集成装置，其特征在于：所述喷嘴组件包括所述阀针相配合的阀座，所述阀座包括焊接在所述延伸部上的旋流片，所述旋流片设有与所述阀针相配合的喷射孔以及与所述喷射孔连通的若干旋流槽，所述旋流槽与所述集流腔连通。

32.如权利要求31所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有第一冷却通道以及与所述第一冷却通道间隔设置的第二冷却通道，所述延伸部设有连通所述第一冷却通道与所述第二冷却通道的环形冷却槽，所述第一冷却通道与入口接头连接用以供发动机冷却液注入，所述第二冷却通道与出口接头连接用以供发动机冷却液流出。

33.如权利要求32所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有焊接在所述延伸部上的环形件以密封所述环形冷却槽。

34.一种尿素泵与尿素喷嘴的集成装置，其中所述尿素泵用以向所述尿素喷嘴泵送尿素溶液，所述尿素喷嘴用以向发动机的排气中喷射尿素溶液，其特征在于：所述集成装置包括壳体、至少部分安装于所述壳体内的泵组件以及至少部分安装于所述壳体内的喷嘴组件，其中所述壳体包括位于所述泵组件的上游且与所述泵组件连通的入口通道以及位于所述泵组件的下游且与所述泵组件连通的出口通道，所述出口通道与所述喷嘴组件连通；所述集成装置包括连接在所述出口通道与所述入口通道之间的溢流元件，所述泵组件包括电机线圈、与所述电机线圈相互作用的磁性体以及相互啮合的第一齿轮组件与第二齿轮组件，其中所述第一齿轮组件包括第一齿轮轴以及固定在所述第一齿轮轴上的第一齿轮，所述第二齿轮组件包括第二齿轮轴以及固定在所述第二齿轮轴上的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，所述集成装置设有与所述第一齿轮轴相配合的第一轴套以及与所述第二齿轮轴相配合的第二轴套；所述喷嘴组件包括喷嘴线圈、与所述喷嘴线圈相互作用的磁性部、位于所述磁性部下方的阀针部、施力于所述阀针部的弹簧以及与所述阀针部配合的阀座。

35.如权利要求34所述的集成装置，其特征在于：所述集成装置包括与所述电机线圈以及所述喷嘴线圈连接的控制器，所述控制器分别对所述尿素泵以及所述尿素喷嘴进行独立控制。

36.如权利要求34所述的集成装置，其特征在于：所述壳体设有收容所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿轮槽，所述第一齿轮与所述第二齿轮外啮合，所述齿轮槽的一侧设有与所述入口通道连通的进液腔，所述齿轮槽的另一侧设有与所述出口通道连通的出液腔。

37.如权利要求36所述的集成装置，其特征在于：所述壳体包括第一壳体，所述第一壳体包括第一上表面以及第一下表面，其中所述第一上表面设有第一环形槽、收容于所述第一环形槽内的第一密封圈以及被所述第一环形槽包围的岛部；所述第一壳体设有与尿素接头连接的进液通道，所述岛部设有贯穿所述第一上表面与所述第一下表面的第一定位孔以及贯穿所述第一下表面的第二定位孔，所述第一轴套收容在所述第一定位孔中，所述第二轴套收容在所述第二定位孔中。

38.如权利要求37所述的集成装置，其特征在于：所述第一下表面设有连通所述第一定位孔与所述第二定位孔的第一泄荷槽。

39.如权利要求38所述的集成装置，其特征在于：所述泵组件包括收容所述磁性体的金属罩，所述第一密封圈位于所述金属罩的下方；所述岛部还包括贯穿所述第一上表面且与所述第二定位孔连通的渗液孔以及贯穿所述第一上表面与所述第一下表面且与所述入口通道连通的连接孔。

40.如权利要求39所述的集成装置，其特征在于：所述第一上表面还设有位于所述岛部的旁侧且用以收容压力传感器的压力传感器收容孔；所述第一壳体还设有向下贯穿所述第一下表面的收容腔，所述收容腔用以至少部分收容所述喷嘴组件，所述收容腔与所述压力传感器收容孔连通；所述第一下表面设有与所述出口通道连通的第一导流槽，所述第一壳体的内部设有连通所述第一导流槽与所述收容腔的斜孔。

41.如权利要求39所述的集成装置，其特征在于：所述壳体包括位于所述第一壳体的下方且与所述第一壳体连接的第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体之间设有第一密封垫，所述第二壳体包括第二上表面以及第二下表面，所述齿轮槽贯穿所述第二上表面以及所述第二下表面。

42.如权利要求41所述的集成装置，其特征在于：所述壳体包括位于所述第二壳体的下方且与所述第二壳体连接的第三壳体，所述第二壳体与所述第三壳体之间设有第二密封垫，所述第三壳体包括主体部以及自所述主体部向下延伸的延伸部，其中所述主体部设有第三上表面，所述第三上表面设有收容所述喷嘴组件的容纳腔，所述容纳腔向下延伸入所述延伸部内。

43.如权利要求42所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有贯穿所述第三上表面的第三定位孔、贯穿所述第三上表面的第四定位孔以及连通所述第三定位孔与所述第四定位孔的第二卸荷槽，所述集成装置设有收容于所述第三定位孔中的第三轴套以及收容于所述第四定位孔中的第四轴套，所述第一齿轮轴的上端定位在所述第一轴套中，所述第一齿轮轴的下端定位在所述第三轴套中，所述第二齿轮轴的上端定位在所述第二轴套中，所述第二齿轮轴的下端定位在所述第四轴套中。

44.如权利要求43所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有位于所述第三上表面的第二导流槽以及第三导流槽，所述第二导流槽与所述出液腔的下端连通，所述第三导流槽与所述进液腔连通。

45.如权利要求44所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体还设有连通所述第三定位孔与所述第三导流槽的第一连接槽，以及连通所述第四定位孔与所述第二卸荷槽的第二连接槽。

46.如权利要求45所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有与所述第二导流槽连通的第一槽道、与所述第三导流槽连通的第二槽道以及连接在所述第一槽道与所述第二槽道之间的溢流元件收容槽，所述溢流元件安装在所述溢流元件收容槽中；当出液腔的压力高于设定值时，所述溢流元件打开以将部分尿素溶液返回到所述入口通道内。

47.如权利要求46所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有第三侧面，所述溢流元件收容槽向外贯穿所述第三侧面，所述溢流元件为泄压阀，所述第三壳体设有凸出所述第三侧面的收容部以及固定在所述收容部中以定位所述溢流元件的塞子。

48.如权利要求42所述的集成装置，其特征在于：所述延伸部设有与所述容纳腔连通的集流腔，其中所述磁性部至少部分收容于所述容纳腔中，所述磁性部凸出所述第二上表面的部分收容于所述收容腔中。

49.如权利要求48所述的集成装置，其特征在于：所述弹簧安装在所述磁性部与所述阀针部内，所述阀针部设有锥形部以及自所述锥形部向下延伸的阀针，所述阀针延伸入所述集流腔中，所述磁性部设有与所述容纳腔连通的第一连通孔，所述阀针部设有与所述第一连通孔连通的第二连通孔，所述锥形部设有将所述第二连通孔与所述集流腔连通的第三连通孔。

50.如权利要求49所述的集成装置，其特征在于：所述喷嘴组件包括所述阀针相配合的阀座，所述阀座包括焊接在所述延伸部上的旋流片，所述旋流片设有与所述阀针相配合的喷射孔以及与所述喷射孔连通的若干旋流槽，所述旋流槽与所述集流腔连通。

51.如权利要求50所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有第一冷却通道以及与所述第一冷却通道间隔设置的第二冷却通道，所述延伸部设有连通所述第一冷却通道与所述第二冷却通道的环形冷却槽，所述第一冷却通道与入口接头连接用以供发动机冷却液注入，所述第二冷却通道与出口接头连接用以供发动机冷却液流出。

52.如权利要求51所述的集成装置，其特征在于：所述第三壳体设有焊接在所述延伸部上的环形件以密封所述环形冷却槽。

53.一种尾气后处理系统，包括尾气后处理的喷射系统以及尾气后处理的封装系统，其中所述喷射系统包括如权利要求1至52项中任意一项所述的集成装置，所述封装系统包括位于所述集成装置下游的载体。

54.如权利要求53所述的尾气后处理系统，其特征在于：所述载体包括选择性催化还原，所述封装系统还包括位于所述集成装置与所述载体之间的至少一个混合器。

55.一种集成装置的控制方法，其特征在于：所述集成装置为权利要求1至52项中任意一项所述的集成装置，所述控制方法包括：

驱动所述泵运转，通过所述入口通道将所述流体介质吸入所述泵；

经过所述泵的加压之后，通过所述出口通道将该流体介质输送至所述喷嘴；

当达到喷射条件时，给所述喷嘴线圈通电，至少部分打开所述喷嘴以将该流体介质喷入所述发动机的排气中；其中：

所述电机线圈与所述喷嘴线圈分别进行独立控制。