一种尿素喷射系统及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种尿素喷射系统及发动机。


背景技术：

2.现有技术中，中重型柴油机普遍采用选择性催化还原(scr)技术，即将标准车用尿素水溶液喷射到排气中，使用其分解产生的氨气对nox进行选择性催化还原，生成无害的氮气和水。
3.但在尿素系统的实际市场使用中，出现了大量的尿素喷嘴结晶堵塞问题，导致尿素系统无法正常喷射尿素，进而出现车辆限扭等问题，严重影响用户使用。
4.针对现有技术尿素喷嘴结晶堵塞的问题，现有技术中多是提示用户及时清理尿素结晶或者优化流道设计，避免积蓄尿素，从而达到避免结晶的目的。
5.然而，用户清理尿素结晶造成用户使用体验差，且用户容易遗忘，造成尿素喷嘴堵塞严重，优化流道尽管在一定程度上可避免结晶，但是流道内通入尿素，就必然存在尿素聚集结晶的情况，尿素喷嘴处结晶没有得到根本的解决。
6.因此，亟需一种尿素喷射系统，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提出一种尿素喷射系统及发动机，能够对尿素喷嘴处的残留尿素进行清洗，防止尿素喷嘴处结晶，同时提高清洗液的使用寿命。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.提供一种尿素喷射系统，包括：
10.尿素喷射单元，包括尿素泵、尿素箱和尿素喷嘴，所述尿素箱和所述尿素喷嘴通过所述尿素泵连通，
11.清洗液箱，与所述尿素泵连通，为所述尿素喷嘴提供清洗液；
12.连通单元，用以将所述尿素泵选择性的与所述尿素箱或所述清洗液箱连通；
13.过滤单元，用以过滤从尿素泵回流至清洗液箱的清洗液，所述过滤单元分别与所述清洗液箱和所述尿素泵连通。
14.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，所述连通单元包括第一换向阀，所述第一换向阀分别与所述尿素箱、所述清洗液箱和所述尿素泵连通。
15.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，所述连通单元还包括第二换向阀，所述第二换向阀分别与所述尿素箱、所述清洗液箱和所述尿素泵连通，所述第一换向阀和所述第二换向阀中，其中一个设置于所述尿素泵的进液通路中，另一设置于所述尿素泵的回液通路中。
16.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，所述第一换向阀通过尿素进液管与所述尿素箱连通，所述第一换向阀通过尿素泵进液管与所述尿素泵连通，所述第一换向阀通过清洗液进液管与所述清洗液箱连通；
17.所述第二换向阀通过尿素泵回液管与所述尿素泵连通，所述第二换向阀通过尿素回液管与所述尿素箱连通，所述第二换向阀通过清洗液回液管与所述清洗液箱连通。
18.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为二位三通电磁阀。
19.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，所述过滤单元设置于所述尿素泵的回液通路中，所述过滤单元的进口与所述尿素泵通过尿素泵回液管连通。
20.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，所述过滤单元包括过滤器，所述过滤器的进口与所述尿素泵通过所述尿素泵回液管连通。
21.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，还包括加热器，所述加热器设置于所述清洗液箱的内侧，用于对所述清洗液箱内的液态清洗液加热。
22.作为上述尿素喷射系统的一种优选技术方案，还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述清洗液箱的内侧，用于检测所述清洗液箱的清洗液液温。
23.提供一种发动机，包括如上任一方案所述的尿素喷射系统。
24.本实用新型有益效果：
25.尿素喷射系统包括尿素喷射单元、清洗液箱、连通单元和过滤单元，尿素喷射单元包括尿素泵、尿素箱和尿素喷嘴，尿素箱和尿素喷嘴通过尿素泵连通，尿素泵为尿素箱内的尿素提供动力，使尿素能够进入到尿素喷嘴处被喷出；清洗液箱与尿素泵连通以为尿素喷嘴提供清洗液，尿素泵能够为清洗液箱内的清洗液提供动力，使清洗液进入到尿素喷嘴内；连通单元用以将尿素泵选择性的与尿素箱或清洗液箱连通，连通单元在发动机工作时将尿素泵与尿素箱连通，使尿素进入到尿素喷嘴处，在发动机非工作状态下，连通单元将尿素泵与清洗液箱连通，使清洗液进入到尿素喷嘴处，对尿素喷嘴处的残留尿素进行清洗；过滤单元分别与清洗液箱和尿素泵连通，过滤单元用以过滤从尿素泵回流至清洗液箱的清洗液，防止回流的清洗液中混有尿素而影响清洗液的后期使用，提高清洗液的使用寿命。
附图说明
26.图1是本实用新型实施例提供的尿素喷射系统的结构示意图；
27.图2是本实用新型实施例提供的换向阀的结构示意图。
28.图中：
29.1、尿素箱；2、尿素进液管；3、尿素回液管；4、喷射管；5、尿素喷嘴；6、第一换向阀；61、电磁铁；62、阀壳；621、尿素接口；622、清洗液接口；623、尿素泵接口；63、阀芯；64、弹簧；7、第二换向阀；8、过滤器；9、清洗液回液管；10、清洗液箱；11、清洗液进液管；12、尿素泵回液管；13、尿素泵进液管；14、尿素泵。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
31.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
34.针对现有发动机的尿素喷嘴结晶堵塞的问题，本实用新型的实施例中提供了一种发动机，该发动机包括尿素喷射系统，该尿素喷射系统能够对尿素喷嘴进行清洗，防止尿素喷嘴处有尿素残留，进而可防止尿素结晶。
35.具体地，如图1所示，该尿素喷射系统包括尿素喷射单元、清洗液箱10、连通单元和过滤单元，其中，尿素喷射单元包括尿素泵14、尿素箱1和尿素喷嘴5，尿素箱1和尿素喷嘴5通过尿素泵14连通，尿素泵14为尿素箱1内的尿素提供动力，使尿素能够进入到尿素喷嘴5处被喷出；清洗液箱10与尿素泵14连通以为尿素喷嘴5提供清洗液，尿素泵14能够为清洗液箱10内的清洗液提供动力，使清洗液进入到尿素喷嘴5内；连通单元用以将尿素泵14选择性的与尿素箱1或清洗液箱10连通，连通单元在发动机工作时将尿素泵14与尿素箱1连通，使尿素进入到尿素喷嘴5处，在发动机非工作状态下，连通单元将尿素泵14与清洗液箱10连通，使清洗液进入到尿素喷嘴5处，对尿素喷嘴5处的残留尿素进行清洗；过滤单元分别与清洗液箱10和尿素泵14连通，过滤单元用以过滤从尿素泵14回流至清洗液箱10的清洗液，防止回流的清洗液中混有尿素而影响清洗液的后期使用，提高清洗液的使用寿命。
36.为了使尿素和水根据实际需要进入到尿素泵14后再进入到尿素喷嘴5中，在本实用新型的一实施例中，连通单元包括第一换向阀6，第一换向阀6分别与尿素箱1、清洗液箱10和尿素泵14连通。可以理解的是，第一换向阀6能够根据实际需要限制尿素泵14内进入的液体，如在催化过程中，第一换向阀6导入尿素，以保证尿素喷嘴5喷射出尿素，尿素泵14反转，能够将尿素喷嘴5处的尿素反吸，使尿素回到尿素箱1内。在发动机停机状态下，第一换向阀6阀芯动作导入清洗液，以保证尿素喷嘴5喷射出清洗液，尿素泵14反转，能够将尿素喷嘴5处的清洗液反吸，使清洗液回到清洗液箱10内。
37.尽管只使用第一换向阀6也能够根据实际需要选择不同液体进入到尿素喷嘴5处，但是当清洗液经过连通单元后与尿素使用同一管路进入到尿素泵14再进入到尿素喷嘴5处，残留在管路中的尿素也会随着清洗液进入到尿素喷嘴5处，此时清洗液清洗尿素喷嘴5的时间延长，且耗费的清洗液也相应增多，为此在本实施中尿素喷射系统还包括第二换向阀7，第二换向阀7分别与尿素箱1、清洗液箱10和尿素泵14连通，第一换向阀6和第二换向阀7中，其中一个设置于尿素泵14的进液通路中，另一设置于尿素泵14的回液通路中。尿素泵
14上设置有进液口、回液口和出液口，进液口分别与清洗液箱10和尿素箱1连通，回液口分别与清洗液箱10和尿素箱1连通，出液口与尿素喷嘴5连通。而第一换向阀6和第二换向阀7二者中，其中一个用于控制何种液体流入尿素泵14，另外一个用于控制尿素喷嘴5处的液体流向尿素箱1还是清洗液箱10。
38.可选地，第一换向阀6通过尿素进液管2与尿素箱1连通，第一换向阀6通过尿素泵进液管13与尿素泵14连通，第一换向阀6通过清洗液进液管11与清洗液箱10连通；第一换向阀6通过管路与其他结构连接，能够使第一换向阀6的设置位置根据实际需要设置，提高了该尿素喷射系统的空间布局效果。
39.第二换向阀7通过尿素泵回液管12与尿素泵14连通，第二换向阀7通过尿素回液管3与尿素箱1连通，第二换向阀7通过清洗液回液管9与清洗液箱10连通。第二换向阀7通过管路与尿素泵14、尿素箱1以及清洗液箱10连接，由于管路较为柔软，可任意弯折，能够使第二换向阀7的设置位置根据实际需要设置，提高了该尿素喷射系统的空间布局效果。
40.可选地，在本实施例中，第一换向阀6和第二换向阀7均为二位三通电磁阀。第一换向阀6和第二换向阀7均为二位三通电磁阀，能够根据实际需要选择性打开或者关闭进液口，另外第一换向阀6和第二换向阀7均与车辆的ecu控制器电连接，ecu控制器能够控制第一换向阀6和第二换向阀7根据需要动作。
41.如图2所示，以第一换向阀6的结构为例，对第一换向阀6的换向原理进行说明。
42.第一换向阀6包括阀壳62、电磁铁61、阀芯63和弹簧64，其中电磁铁61设置在阀壳62的外端部，阀芯63和电磁铁61设置于阀壳62的内部，阀芯63一端与弹簧64抵接，另一端伸出阀壳62与电磁铁61连接，尿素接口621和清洗液接口622位于阀壳62的同一侧，尿素泵接口623位于阀壳62的另一侧，电磁铁61得电使阀芯63上移，弹簧64受拉，此时清洗液接口622和尿素泵接口623连通，电磁铁61失电后阀芯63下移，尿素接口621与尿素泵接口623连通，弹簧64受压。如此可实现尿素和清洗液的切换，阀芯63和阀体的具体结构为现有技术，在此不再赘述。
43.为了使清洗液在流回清洗液箱10后能够实现再次使用，过滤单元设置于尿素泵14的回液通路中，过滤单元的进口与尿素泵14通过尿素泵回液管12连通。
44.具体地，过滤单元包括过滤器8，过滤器8的进口与尿素泵14通过尿素泵回液管12连通。过滤器8的具体结构为现有技术，在本实施例中不再赘述。
45.尿素喷射系统还包括加热器、温度传感器、压力传感器和安全阀门，其中加热器、温度传感器和压力传感器均设置于清洗液箱10内，安全阀门则集成于清洗液箱10的加液口盖。
46.加热器用于对清洗液箱10内的液态清洗液加热；温度传感器用于检测清洗液箱10内的清洗液温度，防止清洗液的温度过低不能良好的溶解尿素喷嘴5处的尿素，提高清洗液的溶解度，另外加热器还能够防止清洗液箱10内的液体结冰。压力传感器用于检测清洗液箱10内的压力，安全阀门用于当压力传感器检测到的清洗液箱10压力大于预设压力阈值时，对清洗液箱10进行卸压。
47.可选地，清洗液箱10内的清洗液为清洗液或纯净水，能够对尿素泵14起到良好的保护作用，防止清洗液箱10使用普通自来水冲洗造成尿素泵14和尿素喷嘴5结垢。
48.发动机在工作过程中，该尿素喷射系统内的液体流向为：
49.尿素箱1-尿素进液管2-第一换向阀6-尿素泵14-尿素喷嘴5。
50.发动机停机状态下，该尿素喷射系统内的液体流向为：
51.尿素喷嘴5-尿素泵14-第二换向阀7-尿素回液管3-尿素箱1；
52.清洗液箱10-清洗液进液管11-第一换向阀6-尿素泵14-尿素喷嘴5。
53.清洗完成后，该尿素喷射系统内的液体流向为：
54.尿素喷嘴5-尿素泵14-第二换向阀7-清洗液回液管9-清洗液箱10。
55.该尿素喷射系统在清洗尿素喷嘴5时包括如下步骤：
56.发动机熄火，钥匙下电；
57.第一换向阀6和第二换向阀7均处于尿素位，尿素泵14倒吸，将管路中残余的尿素倒吸至尿素箱1；
58.ecu控制第一换向阀6和第二换向阀7切换至清洗液位；
59.尿素泵14重新建压，尿素喷嘴5喷射清洗液；
60.喷射完成，尿素泵14倒吸，将管路中残留的清洗液倒吸至清洗液箱10；
61.ecu控制第一换向阀6和第二换向阀7切换至尿素位；
62.工作完成，系统断电。
63.此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。