一种用于发动机SCR系统的尿素喷射装置的制作方法

本发明属于发动机尾气后处理系统技术领域，具体涉及一种用于发动机SCR系统的尿素喷射装置以及包括这种尿素喷射装置的发动机SCR系统。

背景技术：

SCR催化还原技术是降低柴油机NOx排放，满足国IV及以上排放法规的重要技术路线。SCR系统基本工作原理是，排气从增压器涡轮流出后进入排气管中，同时由安装在排气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，生成所需要的还原剂氨气，氨气在催化剂的作用下将氮氧化物有选择性地还原为氮气。喷射系统作为SCR系统中的核心零部件，喷射系统的喷射的可靠性和稳定性能直接影响到SCR系统的转换效率。由于在SCR系统中使用尿素，而尿素容易出现结晶现象，尤其在尿素溶液和气体混合时，尿素会在气路和液路混合处出现结晶，导致尿素喷射系统的气路单向阀结晶堵塞而引发的车辆故障，进而导致排放严重超标和SCR箱结晶，并引发车辆限扭从而影响用户的正常使用。

技术实现要素：

为了有效解决尿素泵混合腔处尿素在气路单向阀处的附壁结晶问题，本发明提出一种用于发动机SCR系统的尿素喷射装置，能够降低整车故障，提高SCR喷射系统的稳定性和可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种用于发动机SCR系统的尿素喷射装置，包括尿素液路、气路、混合腔和喷嘴，所述混合腔的一个入口端与气路连通，所述混合腔的另一个入口端与所述尿素液路连通，所述混合腔的出口端与所述喷嘴连通，所述气路上设置有气路单向阀，所述尿素液路上设置有液路单向阀，所述气路中的气体沿水平流向进入所述混合腔，所述尿素液路中的尿素溶液垂直喷入所述混合腔。

进一步，所述混合腔为旋流式混合腔，气体和尿素溶液切向进入所述混合腔，形成旋转涡流喷出。

进一步，所述混合腔的内壁设有螺旋凹槽或在内壁上呈螺旋状设置导流板。

进一步，所述气路单向阀通过气路单向阀安装底座安装在所述气路上，所述气路单向阀与所述气路单向阀安装底座的内壁密封连接。

进一步，所述气路单向阀安装底座的出气端的截面形状为锥形。

进一步，所述气路单向阀包括阀体、活塞和弹簧，所述弹簧设置在所述阀体和所述活塞之间，所述活塞通过密封圈与所述阀体密封连接。

进一步，在所述气路单向阀与所述混合腔之间的气路上设置有用于使气压稳定在预定值的限压阀以及用于避免所述气路单向阀与尿素溶液直接接触的缓冲腔。

进一步，所述气路和所述尿素液路相互垂直。

本发明另一个目的是提出一种发动机SCR系统，所述发动机SCR系统包括上述所述尿素喷射装置。

本发明的优点在于：

(1)采用气体流向水平，尿素溶液垂直喷入的方式，可避免气路单向阀直接接触尿素溶液，也能够上尿素液滴破碎更细。

(2)在气路单向阀和混合腔之间增加缓冲腔，增加了单向阀到混合器的距离，使其尽可能远离尿素溶液，避免单向阀与尿素溶液直接接触。

(3)气路单向阀安装底座结构出气端的截面形状设计成锥形，避免尿素溶液的死角残留。

(4)在气路单向阀和混合腔之间设置限压阀，能够使气路中的气压稳定在一定值。

(5)混合腔设计成旋流式，使得气体和尿素溶液充分混合，并呈形成旋转涡流状喷出，提高喷射的稳定性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施方式的尿素喷射装置示意图；

图2示出了根据本发明实施方式的气路单向阀安装底座结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，如图1所示，提出一种用于发动机SCR系统的尿素喷射装置，包括尿素液路、气路、混合腔和喷嘴，所述混合腔的一端与气路连通，所述混合腔的另一端与喷嘴连通，所述混合腔的另一个入口端与所述尿素液路连通，所述混合腔的出口端与所述喷嘴连通，所述气路上设置有气路单向阀，所述尿素液路上设置有液路单向阀，在所述气路单向阀与所述混合腔之间的气路上设置有用于使气压稳定在预定值的限压阀以及用于避免所述气路单向阀与尿素溶液直接接触的缓冲腔。空压机或整车气瓶为尿素喷射装置提供压力稳定的气源，气体通过气路单向阀进入气路并通过限压阀来使气压稳定在一定值，尿素溶液达到一定压力后通过尿素液路上的单向阀进入混合腔与压缩空气进行混合。气路向阀和混合腔之间增加缓冲腔，从而增加气路单向阀到混合腔的距离，使得单向阀尽可能远离尿素溶液，避免单向阀与尿素溶液直接接触。

所述气路和尿素液路相互垂直，所述气路中的气体沿水平流向进入混合腔，所述尿素液路中的尿素溶液垂直喷入混合腔，从而增加进入混合腔中的气体和尿素溶液的相对速度差，使得尿素液滴破碎更细。由于采用气体流向水平，尿素溶液垂直喷入的方式，可避免气路单向阀直接接触尿素溶液。

所述混合腔为旋流式，其内壁设有螺旋凹槽或在内壁上呈螺旋状设置导流板，气体和尿素溶液切向进入混合腔，形成旋转涡流喷出，提高喷射的稳定性。

本发明还对气路单向阀安装底座结构进行改进，如图2所示，单向阀通过气路单向阀安装底座1安装在气路上，所述气路单向阀与所述气路单向阀安装底座1的内壁密封连接，所述气路单向阀包括阀体2、活塞3和弹簧4，所述弹簧4设置在所述阀体2和所述活塞3之间，所述活塞3通过密封圈5与阀体2密封连接，所述气路单向阀安装底座1出气端的截面形状为锥形，避免尿素溶液的死角残留。

本发明还提出一种发动机SCR系统，所述发动机SCR系统包括上述所述尿素喷射装置。

本发明通过改进气路结构，气体流向水平，尿素溶液垂直喷入的方式，在不影响最终雾化效果的前提下让气路单向阀避免接触气液混合物，可有效解决市场存在的气路单向阀结晶问题，增强后处理核心零部件和整车可靠性。同时避免了系统一旦报出气路单向阀堵塞相关故障就盲目拆下处理或更换尿素泵带来的不必要的人力和物力的浪费。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。