一种非气助SCR尿素管路的清扫装置的制作方法

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(selectivecatalyticreduction)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＝dieselexhaustfluid，或者添蓝液adblue)，或者氨气。

由于尿素水溶液本身的特性，喷射结束后，残留在封闭的尿素系统及管路中的尿素混合液在低于尿素液冰点(-11～12℃)可能出现结冰，这不仅会导致尿素喷射中断，还可能因为结冰时尿素液体积膨胀而导致尿素喷射系统损坏。现有scr技术大多考虑增设辅助加热装置以保证系统正常工作。但是现有的提供喷射动力源的装置过于庞大或者其它原因导致系统部件难以集成植入def储液罐中，常需要设计复杂的融冰装置，这使得系统更加庞大，难以布置，成本也居高不下。

此外，即使在环境温度高于尿素液冰点时不会结冰，但残留液体也可能会因为失去水分而出现尿素析晶体，或者在喷嘴高温区中出现化学变化后的结晶体(缩二眠，兰聚氨酸)等现象，从而导致管路堵塞或者喷嘴失效等严重后果。

为综合解决尿素水溶液结冰、部件因结冰而膨胀损坏以及管内结晶堵塞等问题，常见的解决方案是停机长时间放置前将封闭的尿素系统管路中的尿素液排出。排出尿素液的方法包括：1)增设一个压缩空气清扫装置，利用车上的压缩空气将残留在管路或者喷嘴内的尿素水溶液清除；2)用抽真空的方式将管路和喷嘴沿途残留的溶液抽回到尿素罐中。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。采用抽真空的方式清除尿素溶液，例如膜片式真空泵，因为受成本体积等的限制而真空泵能力有限，低压的流动空气对于液体的清扫能力较低，效果不够理想。如果采用引射式真空泵，除了真空泵能力有限外，抽气噪声也很难降低，容易导致用户抱怨。

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。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，之目的在于提供一种结构简单，适应性好，成本低，不需要消耗车载压缩空气的scr尿素管路清扫装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案，即，一种scr管路清扫装置，包括一个尿素箱、一个尿素泵、一个尿素计量喷嘴、尿素供液管、尿素回液管和一个清扫泵。所述清扫泵为一个电动空气泵，当尿素管路需要清扫时，所述电动空气泵启动工作，从大气吸入空气加压后吹入到所述尿素泵、尿素管和尿素计量喷嘴中，从而将其中的液体尿素排除到尿素箱或者发动机排气管。所述清扫泵可以是一个膜片式空气泵。所述尿素计量喷嘴可以是一个电控喷嘴，由尿素泵提供恒压液体，计量喷嘴通过上电时间控制喷射量，也可以是一个脉冲泵喷嘴，通过所给脉冲信号控制喷射量。

所述scr管路清扫装置的一种可供选择的方案为，所述尿素泵为尿素箱外置泵。所述尿素泵包括一个进液口，尿素箱和尿素泵进液口通过一个吸液管连接，吸液管另一端布置有过滤装置，尿素溶液经过过滤后进入吸液管，所述尿素回液管也设置在所述尿素泵和尿素箱之间，所述尿素供液管连接着所述尿素泵和所述尿素计量喷嘴，所述尿素泵通过自身吸力经吸液管抽取尿素箱内尿素液体，再经尿素供液管输送至尿素计量喷嘴，尿素计量泵根据需求情况定量喷射尿素溶液进排气管中，尿素泵工作过程产生的回流液体通过尿素回液管流回至尿素箱内。

上述方案的一个改进方案为，所述清扫泵设置在尿素泵体上，置于尿素箱外部，包括一个进气口和一个加压空气出口。清扫泵之进气口直接通向大气，其加压空气出口连接尿素泵进液口，清扫泵吸入空气并加压后从尿素泵进液口进入，从尿素回液管输出以及通过尿素泵体至所述供液管，后经尿素计量喷嘴吹入至排气管中，从而达到清扫管路中残余尿素液的目的。

所述清扫泵的加压空气出口设置有一个单向阀，防止所述尿素泵工作时，所述尿素供液管内尿素液反流入清扫泵。

所述scr管路清扫装置的另一种可供选择的方案为，所述尿素泵为尿素箱内置泵，固定在一个尿素液供给模块上，尿素泵随模块一端深入至尿素箱底部，所述尿素泵进液口布置有滤网。所述供给模块上端，位于尿素箱顶部设置有出液流路和尿素出液接嘴，所述出液流路连通所述尿素泵和尿素出液接嘴，所述尿素供液管连接着所述尿素出液嘴和所述尿素计量喷嘴。所述供给模块上端还设有回液流路和回液接嘴，所述尿素计量喷嘴上也设置有尿素回液接嘴，所述尿素回液管连接两个回液接嘴，所述模块之回液接嘴另一端通入尿素箱上部空间。滤网过滤后的尿素溶液由尿素泵泵出，经出液流路和尿素供液管输送至计量喷嘴，尿素计量泵根据需求情况定量喷射尿素溶液进排气管中，其工作过程产生的回流液体通过回液接嘴和尿素回液流路流回至尿素箱内。

上所方案中，所述清扫泵设置在所述供给模块上，置于尿素箱外部，包括一个进气口和一个加压空气出口，所述供给模块内部设置有空气吸入管路和空气输出管路，所述空气吸入管路之一端与尿素箱上部空间连通，其另一端与清扫泵进气口相接。所述空气输出管路之一端与所述出液流路连通，其另一端与清扫泵加压空气出口相接。当所述清扫泵启动后，从尿素箱上部空间抽取空气，加压后输入空气输出管路，流经所述出液流路、尿素供液管、尿素计量喷嘴、回液接嘴和回液流路返回到尿素箱，从而将其中的尿素液清除，保证各工作管路的正常使用。所述清扫泵带动尿素箱内空气流实现内部循环，进一步推动各管路的清扫。

所述清扫泵之空气输出管路上设置有单向阀，防止所述尿素泵工作时，所述尿素供液管内尿素液反流入清扫泵。

上述供给模块还包括一个支架，一个温度传感器，一个液位传感器，一个尿素品质传感器。所述支架集成有融冰装置，所述吸液管或者尿素泵以有利于解冻的方式布置于融冰装置附近。所述融冰装置可以是发动机冷却液水管。

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为本发明所提供的实施例结构示意图之一。

图2为本发明所提供的实施例结构示意图之二。

图3为本发明所提供的实施例结构示意图之三。

具体实施方式

本发明所提供第一实施例结构示意图如图1所示，所述scr管路清扫装置1包括一个供给模块15，一个尿素箱2、一个尿素泵6、一个尿素计量喷嘴9、尿素供液管7、尿素回液管14和一个清扫泵4。所述尿素泵6包括一个进液口6a。所述供给模块15包括一个融冰装置13，一个温度传感器18，一个液位传感器19，一个尿素品质传感器10。所述尿素计量喷嘴9为一个脉冲泵喷嘴，通过所给脉冲信号控制喷射量，尿素计量喷嘴9包括一个尿素回液接嘴9a。

进一步，上述scr管路清扫装置1包括一个吸液管12，所述尿素泵进液口6a与尿素箱2通过所述吸液管12连接，吸液管12浸入尿素箱2一端布置有一个过滤装置11，所述吸液管12与所述过滤装置11以便于解冻的方式布置于融冰装置13附近，以确保工作状态时尿素溶液正常供应，尿素箱2内液体经过过滤后进入吸液管12。所述尿素回液管14也设置在所述尿素泵6和尿素箱2之间，所述尿素供液管7连接着所述尿素泵6和所述尿素计量喷嘴9。所述供给模块15上端设有回液流路17和回液接嘴16，所述尿素计量喷嘴9上也设置有尿素回液接嘴9a，所述尿素回液流路17连接两个回液接嘴(9a和16)，所述模块之回液接嘴16另一端通入尿素箱2上部空间。

上述清扫泵4设置在尿素泵6体上，置于尿素箱2外部，包括一个进气口4a和一个加压空气出口4b，所述供给模块15内部设置有空气吸入管路3，所述空气吸入管路3之一端与尿素箱2上部空间连通，其另一端与清扫泵4之进气口4a相接。清扫泵4之加压空气出口4b连接尿素泵6之进液口6a，尿素箱2上部空间气体被清扫泵4吸入增压后从加压空气出口4b进入尿素泵6。所述清扫泵4的加压空气出口4b设置有一个单向阀5，单向阀5位于尿素泵6上游，其目的在于防止所述尿素泵6工作时，所述尿素供液管7内尿素液反流入清扫泵4。

scr管路清扫装置1在喷液状态时，所述尿素泵6通过自身吸力经吸液管12抽取尿素箱2内尿素液体，再经尿素供液管7输送至尿素计量喷嘴9，尿素计量喷嘴9根据需求情况定量喷射尿素溶液进排气管中，其工作过程产生的回流液体通过尿素回液管14和回液流路17流回至尿素箱2内。

当装置需要进行清扫时，所述清扫泵4工作，清扫泵4自尿素箱2吸出的空气加压后从尿素泵6进液口6a进入，再从尿素回液管14输出以及通过尿素泵6体至所述尿素供液管7，经尿素计量喷嘴9及尿素回液流路17吹出至尿素箱2，从而达到清扫管路中残余尿素液的目的。所述清扫泵4带动尿素箱2内空气流实现内部循环，进一步推动各管路的清扫。

本发明所提供的第二实施例结构示意图如图2所示，与本发明之第一实施例结构示意图之区别之一在于：所述尿素计量喷嘴9可以是一个电控喷嘴，由尿素泵6提供恒压液体，计量喷嘴9通过上电时间控制喷射量。

本发明之第二实施例结构示意图与本发明之第一实施例结构示意图之区别之二在于：所述清扫泵4设置在尿素泵6体上，置于尿素箱2外部，包括一个进气口4a和一个加压空气出口4b。清扫泵4之进气口直接通向大气，其加压空气出口4b连接尿素泵6进液口6a。

scr管路清扫装置1在喷液状态时，所述尿素泵6通过自身吸力经吸液管12抽取尿素箱2内尿素液体，再经尿素供液管7输送至尿素计量喷嘴9，尿素计量泵根据需求情况定量喷射尿素溶液进排气管中。

当装置需要进行清扫时，所述尿素泵6停止工作，但所述尿素计量喷嘴9打开，所述清扫泵4启动工作，清扫泵4吸入空气并加压后从尿素泵6进液口6a进入，从尿素回液管14输出以及通过尿素泵6体至所述尿素供液管7，后经尿素计量喷嘴9吹入至排气管中，从而达到清扫管路中残余尿素液的目的

本发明所提供的第三实施例结构示意图如图3所示，与本发明之第一实施例结构示意图之区别之一在于：所述尿素泵6为尿素箱2内置泵，固定在一个尿素液供给模块15上，尿素泵6随模块一端深入至尿素箱2底部，所述尿素泵6进液口6a布置有滤网20。所述尿素泵6和滤网20以便于解冻的方式布置于融冰装置13附近，以保证尿素泵6在低温环境时的正常供液。所述供给模块15上端，位于尿素箱2顶部设置有出液流路21和尿素出液接嘴22，所述出液流路21连通所述尿素泵6和尿素出液接嘴22，所述尿素供液管7连接着所述尿素出液接嘴22和所述尿素计量喷嘴9。

本发明之第三实施例结构示意图与本发明之第一实施例结构示意图之区别之二在于：所述清扫泵4设置在所述供给模块15上，置于尿素箱2外部，包括一个进气口4a和一个加压空气出口4b，所述供给模块15内部设置有空气吸入管路3和空气输出管路23，所述空气吸入管路3之一端与尿素箱2上部空间连通，其另一端与清扫泵4之进气口4a相接。所述空气输出管路23之一端与所述出液流路21连通，其另一端与清扫泵4之加压空气出口4b相接。

scr管路清扫装置1在喷液状态时，滤网20过滤后的尿素溶液由尿素泵6泵出，经出液流路21和尿素供液管7输送至计量喷嘴9，尿素计量喷嘴9根据需求情况定量喷射尿素溶液进排气管中，其工作过程产生的回流液体通过回液接嘴16和尿素回液流路17流回至尿素箱2内。

当上述scr管路清扫装置1处于清扫状态时，所述尿素泵6停止工作，所述清扫泵4启动，通过吸入管路从尿素箱2上部空间抽取空气，加压后输入空气输出管路23，流经所述出液流路21、尿素供液管7、尿素计量喷嘴9、回液接嘴16和回液流路17返回到尿素箱2，从而将其中的尿素残液清除。

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。