CN209959323U - 一种scr液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

一种SCR液体喷射装置，包括尿素箱，计量喷嘴，尿素液位、温度传感器，尿素品质传感器，一个连接计量喷嘴和尿素箱的供液管及排气泡管，其特征在于：所述尿素箱包括一个位于底部的出液口，所述计量喷嘴包括一个进液嘴、一个电磁驱动的加压装置，所述进液嘴通过供液管连通尿素箱底部出液口，计量喷嘴布置于所述SCR液体喷射装置的最低位置，尿素箱中液体依靠重力通过所述供液管进入计量喷嘴后由喷嘴高压喷出，所述管路及计量喷嘴内部的气体和回流液体通过所述排气泡管进入所述尿素箱，所述排气泡管之出口端位于尿素箱上部空间，管路以有利于气体排出的方式布置。

Description

一种SCR液体喷射装置

技术领域

本发明属于发动机排放控制领域，具体涉及发动机排气选择性还原（SCR）技术的尿素液供给计量系统。

背景技术

随着环境问题的日益突出，节能减排已经成为车辆及发动机的永无止境的要求，为此，各国都出台了一系列的车辆排放标准，并且越来越严格。对此，以内燃机为动力的车辆需要安装排放后处理系统以求满足排放要求。例如，目前主要用于对柴油发动机尾气中NOx等污染物进行催化处理的SCR（Selective Catalytic Reduction）技术等已经成为柴油车辆等必需使用的技术。SCR技术需要将NOx还原反应剂定量喷射进柴油机排气中，与排气混合后进入SCR催化转换器。还原剂有32.5%重量浓度的尿素水溶液（也叫柴油排气处理液DEF=Diesel Exhaust Fluid，或者添蓝液AdBlue），或者氨气。

现有SCR系统方案通常包括一个压力源和一个计量喷嘴，其压力源或是单独布置或是集成于尿素箱内，不论哪种结构都存在低温环境（尿素液冰点-11~12℃）难以快速相应的问题，需要庞大的融冰系统辅助工作。

为解决复杂的融冰结构问题和成本问题，现有方案提出依靠尿素自重供液的方法，但该方案采用气体辅助手段才能得意实施，然而消耗车上压缩空气会给车辆或者其它动力装置带来其它问题，并且压缩空气源以及发动机排气压力波动等会带来液体喷射雾化的不稳定性，容易对系统本身喷射及雾化造成影响；另外有些情况下，例如油刹汽车或非道路机械，解决压缩空气来源本身就是一个难题。

综上，用现有技术解决SCR系统中的残留溶液清扫问题存在成本、气源、真空泵能力、噪声等多方面问题，十分有必要提出一种结构简单，可靠性高，便于应用的新技术方案。

发明内容

本发明针对上述问题，之目的在于提供一种结构简单，成本低，不需要消耗车载压缩空气的SCR液体喷射装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案，即一种SCR液体喷射装置，包括尿素箱，计量喷嘴，尿素液位、温度传感器，尿素品质传感器，一个连接计量喷嘴和尿素箱的供液管及排气泡管。所述尿素箱包括一个位于底部的出液口和一个排气泡管接嘴。尿素箱之底部出液口设置有一个滤袋， 尿素箱内液体通过滤袋过滤后流入计量喷嘴。

所述计量喷嘴包括一个进液接嘴、一个电磁驱动的加压装置。所述进液接嘴通过供液管连通尿素箱底部出液口，计量喷嘴布置于所述SCR液体喷射装置的最低位置，尿素箱中液体依靠重力通过所述供液管进入计量喷嘴后由喷嘴高压喷出，所述管路及计量喷嘴内部的气体和回流液体通过所述排气泡管进入所述尿素箱，所述排气泡管连接排气泡管接嘴，排气泡管出口端通向尿素箱上部空间，管路以有利于气体排出的方式布置。所述排气泡管为一根管径不大于5mm的成型管道。

上述电磁加压装置包括一个螺线管驱动装置、一个套筒组件和一个自开式喷嘴，柱塞组件受螺线管装置之电磁力驱动，产生高压液体，并从自开式喷嘴端雾化喷出。

所述计量喷嘴包括一个冷却水套。所述冷却水套设计有进、出水接嘴，并通过进 、出水接嘴连接至发动机冷却水道之上，利用发动机冷却水循环保护喷嘴不受排气高温损伤。

进一步，上述SCR液体喷射装置设置有融冰装置，包括箱内融冰装置和喷射端融冰装置，箱内融冰装置紧密环绕滤网及尿素箱内各传感器，喷射端融冰装置布置于外部管路。所述融冰装置可以是一个利用发动机冷却水循环加热的装置，也可以是一个电加热装置。

上述SCR液体喷射装置还包括一个DCU控制单元，用于给出计量喷嘴工作信号以及处理各传感器信号。

本发明所述各部件体积小，集成度高，不需要增设其他装置，布置方便，并且成本低，易于推广应用。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明所提供的计量喷嘴之实施例结构示意图。

图2为本发明所提供的SCR液体喷射装置之实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示为本发明所提供的计量喷嘴实施例结构结构示意图，所述计量喷嘴包括一个电磁加压装置7、一个自开式喷嘴3、一个进液接嘴10和一个回液接嘴21。

所述电磁加压装置7包括带螺线管装置11、磁轭13和磁阻12的电磁驱动装置2和套筒组件4。所述磁轭13由导磁材料构成，磁阻12由非导磁材料构成。所述套筒组件4包括一个套筒29，一个与套筒29精密配合且可相对运动的套筒20，一个进液阀31，一个出液阀32和一个复位弹簧23。所述进液阀31布置于套筒29一端，包括进油阀件27，进油阀座28和进油阀簧26，所述出液阀32布置于套筒20一端，包括出油阀件24，出油阀座25和出油阀簧23，阀件（27或者24）与阀座（28或者25）之锥面对应配合形成密封机构。所述套筒29，套筒20，进液阀31和出液阀32形成压送空间33。工作液体从进液接嘴10进入，经进液阀31填充至整个计量喷嘴1液体空间，所述套筒20组件4之套筒29受电磁驱动装置2之电磁力和复位弹簧23之弹簧力作用，导致压送空间33容积大小交替变化，从而产生高压工作液，液体通过出液阀32，进入自开式喷嘴3后喷出至发动机排气管内。所述回液接嘴21包括一个回液道22，回液道22与套筒运动容积腔34连通，套筒29运动产生的回流液体经回液接嘴21流回尿素箱7。所述套筒29包括换轴向布置的直槽29a，以减小往复运动的阻力。

上述电动液体计量喷嘴1之套筒20组件4包括一个压送空间33容积限位机构（35、36）。所述压送空间33容积限位机构（35、36）设置于套筒29往返运动行程末端，包括一个上泵端35和一个下泵端36，套筒29在电磁力和复位弹簧23力作用下，做固定行程的往复运动，导致压送空间33的容积周期性地变化，并且每个脉冲产生的液体喷射量相等。所述上泵端35包括一个进油阀件27限位凸台30，以保证进油阀在套筒29运动行程末端始终保持开启状态，使得补给工作液体能顺利进入泵体。

所述自开式喷嘴3为一个提升阀式喷嘴，包括喷嘴阀体15，喷嘴阀杆18和喷嘴阀簧16，所述喷嘴阀体15与喷嘴阀杆18配合形成压力室，当压力室压力高于喷嘴阀簧16之预设弹簧力时喷嘴开启。

进一步，所述自开式喷嘴3还包括一个喷嘴冷却装置5、一个喷嘴防冻装置6和一个过滤网结构19。所述喷嘴冷却装置5为一个循环水冷装置，包括一个冷却水道37和冷却水接嘴14，所述冷却水道37环绕自开式喷嘴3前端布置，冷却水接嘴14连接至发动机冷却水回路，自开式喷嘴3体通过发动机冷却水循环将热量带走，以保护喷嘴3不受排气高温损坏。所述喷嘴3防冻装置6为一个设置于压力室的抗冻空间17，用于提供在低温环境时液体因膨胀而产生的空间需求，防止喷嘴冻裂失效。所述抗冻空间17可以是一个足够表面积的薄壁金属腔，通过腔体弹性形变满足液体膨胀空间需求。所述过滤网结构19布置于喷嘴进液口端位置，高压液体经过滤网19过滤后进入自开式喷嘴3压力室，以防止液体脏物堵塞喷嘴。

上述耐高温的电动液体计量喷嘴1还包括一个喷嘴垫片13。所述喷嘴垫片13包括一个与计量喷嘴1底部平面38贴平的凸起13a，计量喷嘴1通过垫片之凸起13a变形且紧贴底面38实现密封。所述喷嘴垫片13以卡勾13b的方式安装于计量喷嘴1底部。

图2为本发明提供的SCR液体喷射装置实施例结构示意图，包括尿素箱2，计量喷嘴1，尿素液位、温度传感器（205、206），尿素品质传感器208，一个连接计量喷嘴1和尿素箱2的供液管213和一个排气泡管211以及一个融冰装置9。

所述尿素箱2包括一个位于底部的出液口214和一个排气泡管接210嘴。所述计量喷嘴1包括一个进液接嘴219。所述进液接嘴219通过供液管213连通尿素箱底部出液口214，计量喷嘴1布置于所述SCR液体喷射装置的最低位置，尿素箱2中液体依靠重力通过所述供液管213进入计量喷嘴1后由喷嘴高压喷出，所述管路（213）及计量喷嘴1内部流道的气体和回流液体通过所述排气泡管211进入所述尿素箱，所述排气泡管211连接排气泡管接嘴210，尿素箱2内设置有排气泡管211之延长段209，排气泡管延长段209之出口端通向尿素箱2上部空间，管路以有利于气体排出的方式布置。所述排气泡管（211、209）为一根管径不大于5mm的成型管道。尿素箱2之底部出液口设置有一个滤袋207， 尿素箱2内液体通过滤袋207过滤后流入计量喷嘴1。

所述各传感器（205、206、208）和滤袋207通过一个模块本体10集成于尿素箱2内，并通过一个支架218固定，所述模块本体10本身包括一个定位台阶216，模块本体10通过定位台阶216安装于尿素箱2上。所述融冰装置9包括箱内融冰装置218a和喷射端融冰装置212，箱内融冰装置218a为一个循环水加热装置，按照能紧密环绕滤袋207及尿素箱内各传感器（205、206、208）的方式设计。箱内融冰装置218a与支架218设计为一体，通过模块本体10上的进出水接嘴220连至发动机循环水路（图中未示出）之上，低温状态时利用发动机冷却水进行融冰。喷射端融冰装置212布置于外部管路，是一个电加热装置。

上述SCR液体喷射装置还包括一个DCU控制单元217，当发动机ECU（图中未示出）给出需求信号时，DCU控制单元217判断尿素箱内各传感器信号（205、206、208），当满足工作条件时，将脉冲指令发至计量喷嘴1，计量喷嘴1高压输出工作液体，喷入排气管8进行尾气处理。当计量喷嘴1因工作液结冰无法正常工作时，喷射端融冰装置212上电，进行喷嘴加热，保证系统正常工作。

所述计量喷嘴1安装于SCR催化器221上游排气管道8上，通过螺栓200锁紧并固定于排气管安装台201上。

上述实施例仅用于说明本发明的实质，但并不限制本发明。在未背离本发明原理的情况下，所作的任何修改，简化等替换方式，都包括在本发明的保护范围之内。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种SCR液体喷射装置，包括尿素箱，计量喷嘴，尿素液位、温度传感器，尿素品质传感器，一个连接计量喷嘴和尿素箱的供液管及排气泡管，DCU控制单元，所述DCU控制单元用于接收各传感器信号并给计量喷嘴发出工作信号，其特征在于：所述尿素箱包括一个位于底部的出液口，所述计量喷嘴包括一个进液嘴、一个电磁驱动的加压装置，所述进液嘴通过供液管连通尿素箱底部出液口，计量喷嘴布置于所述SCR液体喷射装置的最低位置，尿素箱中液体依靠重力通过所述供液管进入计量喷嘴后由喷嘴高压喷出，所述供液管及计量喷嘴内部的气体和回流液体通过所述排气泡管进入所述尿素箱，所述排气泡管之出口端位于尿素箱上部空间，管路以有利于气体排出的方式布置。

2.如权利要求1所述的SCR液体喷射装置，其特征在于：所述供液管及排气泡管之管径大于5mm。

3.如权利要求2所述的SCR液体喷射装置，其特征在于：所述计量喷嘴包括一个冷却水套，所述冷却水套利用发动机循环水冷却。

4.如权利要求3所述的SCR液体喷射装置，其特征在于：包括一个滤袋，所述滤袋安装于尿素箱底部出液口，液体经过滤后从出液口流出。

5.如权利要求4所述的SCR液体喷射装置，其特征在于：包括一个箱内融冰装置，所述箱内融冰装置紧密环绕滤网及尿素箱内各传感器。

6.如权利要求5所述的SCR液体喷射装置，其特征在于：包括一个喷射端融冰装置，所述喷射端融冰装置布置于外部管路。

7.如权利要求5或者6所述的SCR液体喷射装置，其特征在于：所述融冰装置可以是一个利用冷却水循环的加热装置。

8.如权利要求5或者6所述的SCR液体喷射装置，其特征在于：所述融冰装置可以是一个电加热装置。

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