喷嘴和气助式SCR系统的制作方法

本实用新型涉及技术领域，更具体地说，涉及一种喷嘴，本实用新型还涉及一种气助式SCR系统。

背景技术：

SCR(Selective Catalytic Reduction的缩写，选择性催化还原)技术，利用尿素溶液对柴油机尾气中的氮氧化物进行处理，以降低柴油机尾气中的氮氧化物，是消除柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术之一。

SCR系统工作过程中，需要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。

尿素喷射单元主要由气助式尿素泵和喷嘴构成，现有的压力腔和混合腔均布置在气助式尿素泵内部。尿素泵内的混合腔和喷嘴之间通过压力管连接。尿素计量方式为压力建立完成后，通过电机转速控制计量尿素喷射量。该布置方式决定了压力管管路的长短和管径的粗细均会影响尿素喷射的瞬态响应性。

限制压力管的长度和管径可稳定喷射瞬态响应性，压力管受整车匹配影响其长度1-4米不等，但是，不同长度和管径的压力管尿素喷射瞬态响应性不同，响应性差异较易导致排放恶化，严重制约了客户匹配需求，通用性较差，对发动机数据标定也造成成倍的工作量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种喷嘴，以避免混合腔与喷嘴之间的管路长度和管径对尿素喷射瞬态响应性的影响，提高通用性。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述喷嘴的气助式SCR系统，以避免混合腔与喷嘴之间的管路长度和管径对尿素喷射瞬态响应性的影响，提高通用性。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种喷嘴，包括：

具有尿素溶液入口和尿素喷射口的喷嘴本体，所述喷嘴本体上设置有压力腔和混合腔，所述压力腔的进口与所述尿素溶液入口连通，所述混合腔的出口与所述尿素喷射口连通，且所述压力腔的出口与所述混合腔的尿素进口通过稳压阀连接；

用于向所述混合腔内通入压缩空气的进气机构，所述进气机构具有压缩空气入口。

优选的，上述喷嘴中，所述进气机构的混合出气口与所述混合腔的进气口通过第一单向阀连接。

优选的，上述喷嘴中，所述进气机构还设置有与所述压力腔连通的尿素回流吹气口，所述尿素回流吹气口与所述压力腔通过第二单向阀连接。

优选的，上述喷嘴中，所述进气机构上设置有能够切换打开所述第一单向阀和所述第二单向阀的控制阀。

优选的，上述喷嘴中，所述控制阀为二位三通电磁阀。

优选的，上述喷嘴中，还包括设置在所述混合腔内的压力传感器。

优选的，上述喷嘴中，所述喷嘴本体上设置有第一连接耳；所述进气机构上设置有第二连接耳，所述第二连接耳与所述第一连接耳通过螺栓可拆卸连接。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的喷嘴包括喷嘴本体和进气机构，其中，喷嘴本体具有尿素溶液入口和尿素喷射口，喷嘴本体上设置有压力腔和混合腔，压力腔的进口与尿素溶液入口连通，混合腔的出口与尿素喷射口连通，且压力腔的出口与混合腔的尿素进口通过稳压阀连接；进气机构用于向混合腔内通入压缩空气，进气机构具有压缩空气入口。

需要说明的是，压力腔用于实现尿素喷射压力的建立；稳压阀用于压力腔的压力稳定；混合腔用于实现气液混合。

应用时，将喷嘴本体的尿素溶液入口与尿素泵的尿素溶液出口连接，这样，尿素泵的尿素溶液仅会从尿素溶液入口进入压力腔；当有喷射需求时，多余的尿素即需求的尿素通过稳压阀进入混合腔，同时，进气机构从压缩空气入口向混合腔内通入压缩空气，从而实现混合腔内的气液混合，接着由喷嘴本体的尿素喷射口将需要的尿素喷出。

本实用新型将混合腔集成于喷嘴上，混合腔和喷嘴直接相连，消除了混合腔与喷嘴之间的距离，无需借助中间压力管，所以能够避免混合腔与喷嘴之间的管路长度和管径对尿素喷射瞬态响应性的影响，提高了尿素喷射瞬时响应性，同时消除了尿素管长度和管径对整车匹配的影响，提高了通用性。

本实用新型可适用于所有整车匹配应用，产生经济效益深远。

本实用新型还提供了一种气助式SCR系统，包括尿素泵和与所述尿素泵连接的喷嘴，所述喷嘴为上述任一种喷嘴，由于上述喷嘴具有上述效果，具有上述喷嘴的气助式SCR系统具有同样的效果，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的喷嘴的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的喷嘴的剖视图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种喷嘴，避免了混合腔与喷嘴之间的管路长度和管径对尿素喷射瞬态响应性的影响，提高了通用性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考附图1-2，本实用新型实施例提供的喷嘴包括喷嘴本体1和进气机构2，其中，喷嘴本体1具有尿素溶液入口12和尿素喷射口13，喷嘴本体1上设置有压力腔A和混合腔B，压力腔A的进口与尿素溶液入口12连通，混合腔B的出口与尿素喷射口13连通，且压力腔A的出口与混合腔B的尿素进口通过稳压阀4连接；进气机构2用于向混合腔B内通入压缩空气，进气机构2具有压缩空气入口22。

需要说明的是，压力腔A用于实现尿素喷射压力的建立；稳压阀4用于压力腔A的压力稳定；混合腔B用于实现气液混合。

应用时，将喷嘴本体1的尿素溶液入口12与尿素泵的尿素溶液出口连接，这样，尿素泵的尿素溶液仅会从尿素溶液入口12进入压力腔A；当有喷射需求时，多余的尿素即需求的尿素通过稳压阀4进入混合腔B，同时，进气机构2从压缩空气入口22向混合腔B内通入压缩空气，从而实现混合腔B内的气液混合，接着由喷嘴本体1的尿素喷射口13将需要的尿素喷出。

本实用新型将混合腔B集成于喷嘴上，混合腔B和喷嘴直接相连，消除了混合腔B与喷嘴之间的距离，无需借助中间压力管，所以能够避免混合腔B与喷嘴之间的管路长度和管径对尿素喷射瞬态响应性的影响，提高了尿素喷射瞬时响应性，同时消除了尿素管长度和管径对整车匹配的影响，提高了通用性。

本实用新型可适用于所有整车匹配应用，产生经济效益深远。

优选的，进气机构2的混合出气口与混合腔B的进气口通过第一单向阀5连接。该第一单向阀5使得压缩空气只能进入混合腔B内部，混合腔B内部的尿素不能反向进入进气机构2内部，提高了工作可靠性。本实用新型还可以通过设置混合腔B内的门板，以实现同样的通入压缩空气时打开，不通入空气时避免尿素反流的效果。

为了方便操作，进气机构2还设置有与压力腔A连通的尿素回流吹气口，尿素回流吹气口与压力腔A通过第二单向阀3连接。

发动机停机时，本实用新型可使压缩空气通过尿素回流吹气口直接进入压力腔A，方便利用喷嘴处的压缩空气将压力腔A前的所有尿素(即管路和泵内部的尿素)均吹扫入尿素箱内。通过压缩空气吹扫的方式比倒吸和只吹扫尿素泵内部尿素残留的方式相比，尿素回流更彻底，泵和管路基本无尿素残留。

该第二单向阀3控制压缩空气只能进入压力腔A，避免压力腔A内的尿素反流到进气机构2内部，提高了工作可靠性。本实用新型还可以通过设置在压力腔A内的门板，以实现同样的通入压缩空气时打开，不通入空气时避免尿素反流的效果。

进一步的技术方案中，进气机构2上设置有能够切换打开第一单向阀5和第二单向阀3的控制阀。控制阀用于控制气路的方向，实现尿素气液混合喷射和尿素回流的切换，进一步简化了操作。本实用新型也可以不设置该控制阀，通过人为地控制两个单向阀的开闭。

为了方便控制，控制阀为二位三通电磁阀7。本实用新型通过二位三通电磁阀7自动换向，切换打开第一单向阀5和第二单向阀3，实现尿素气液混合喷射或吹扫尿素管路中的尿素残留，控制精度较高。当然，上述控制阀还可以采用气动控制或者机械控制，本实用新型在此不作具体限定。

优选的，喷嘴还包括设置在混合腔B内的压力传感器6。压力传感器6用于检测混合腔B的压力，诊断喷嘴是否堵塞，提高了工作可靠性。

为了便于进气机构2的拆装，喷嘴本体1上设置有第一连接耳11；进气机构2上设置有第二连接耳21，第二连接耳21与第一连接耳11通过螺栓可拆卸连接。具体的，如图1所示，第一连接耳11和第二连接耳21均为两个，分别一一对应，本实用新型通过连接耳与螺栓的配合，将进气机构2固定在喷嘴本体1上，结构比较简单。当然，上述进气机构2还可以采用其他方式固定在喷嘴本体1上，如夹具夹紧的方式等。

由于喷嘴安装于高温排气管上，稳压阀4、单向阀、压力传感器6工作温度均超过150℃，该所有零件均满足高温工作要求，确保喷嘴可靠性。如有必要压力腔A和混合腔B可双层隔热或引入冷却水增加冷却。

本实用新型实施例提供的喷嘴的工作过程如下：

发动机点火开关打开后，泵开始初始化自检。

自检无故障完成后，自动进入泵停状态。

当达到一定条件，如水温、转速、排温等设定值后，开始建压。此时，压力腔A填充满尿素，压力为设定范围值。压力腔A达到设定的压力值后，尿素泵内部的泵送尿素的电机降低转速直至停止，确保稳定压力腔A的压力值。

气阀开启。压力建立完成后，二位三通电磁阀7处于位置1，即压缩空气从压缩空气入口22通过第一单向阀5进入混合腔B。当混合腔B压力达到设定值后进入喷射状态。因此时无喷射需求，喷射量为0，尿素泵内部泵送尿素的电机基本处于0转速。

喷射状态。达到设定的参数需求，如转速设定值、喷射量需求、排气温度设定值等参数后，尿素泵内部电机根据尿素喷射量需求，执行相应的转速，转速对应的尿素喷射量。因压力腔A内部压力与其内部的稳压阀4相近。当有喷射需求时，多余的尿素即需求的尿素通过稳压阀4进入混合腔B，完成气液混合后通过尿素喷射口13将需要的尿素喷出。

吹扫状态。发动机点火开关关闭时等条件进入。此时电机反转。进入吹扫状态时，三位二通电磁阀处于位置2，即压缩空气从压缩空气入口22通过第二单向阀3进入压力腔A，残存的尿素通过倒吸及空气吹扫将管路内部的尿素全部吹扫入尿素箱内部。

本实用新型实施例还提供了一种气助式SCR系统，包括尿素泵和与尿素泵连接的喷嘴，该喷嘴为上述任一项实施例提供的喷嘴，避免了混合腔B与喷嘴之间的管路长度和管径对尿素喷射瞬态响应性的影响，提高了通用性，其优点是由喷嘴带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。