气助式尿素喷射系统及其下电吹扫方法与流程

本发明涉及scr(选择性催化还原技术，selectivecatalyticreduction)技术领域，更具体地说，涉及气助式尿素喷射系统及其下电吹扫方法。

背景技术：

目前，柴油机尾气后处理技术最主流的为scr，scr技术的主要原理是向尾气中喷尿素，尿素水解成氨气，在催化剂的作用下与尾气中的氮氧化物反应，将其还原成对环境无害的氮气。

喷射系统是scr系统中的核心部件。主流的喷射系统包括非气助式尿素喷射系统和气助式尿素喷射系统。气助式尿素喷射系统相比非气助式尿素喷射系统，具有雾化效果好等优点。但是，现有的气助式尿素喷射系统下电后只吹扫尿素泵混合腔、喷射压力管以及喷嘴处的尿素；而尿素泵内部流道和回液管中没有进行吹扫，导致冬季极易出现尿素泵冻裂的风险。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出气助式尿素喷射系统及其下电吹扫方法，欲实现降低尿素泵故障率的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种气助式尿素喷射系统，包括：尿素箱、进液口、进液腔进口单向阀、进液腔出口单向阀、进液腔、电磁线圈、计量腔进口单向阀、计量腔出口单向阀、计量腔、回液电磁阀、排液电磁阀、空气电磁阀、混合腔、喷射口、回液口、回液压力阀、稳压阀、二位二通电磁阀和空气进口；

所述进液口以及所述回液口，均与所述尿素箱连接；

所述进液口、所述进液腔进口单向阀、所述进液腔、所述进液腔出口单向阀、所述计量腔进口单向阀、所述计量腔、所述计量腔出口单向阀、所述排液电磁阀、所述混合腔以及所述喷射口，通过管路依次连接构成尿素喷射回路；

所述回液口、所述回液电磁阀、以及所述进液腔出口单向阀与所述计量腔进口单向阀之间的管路，通过管路依次连接构成第一尿素回液回路；

所述回液口、所述回液压力阀、以及所述计量腔出口单向阀与所述排液电磁阀之间的管路，通过管路依次连接构成第二尿素回液回路；

所述空气进口、所述稳压阀、所述空气电磁阀、所述混合腔、所述二位二通电磁阀、以及所述进液腔出口单向阀与所述计量腔进口单向阀之间的管路，通过管路依次连接构成常温吹扫回路；

所述回液压力阀、以及所述稳压阀与所述空气电磁阀之间的管路，通过管路连接。

可选的，气助式尿素喷射系统还包括：设置在所述计量腔出口单向阀与所述排液电磁阀之间的管路上的压力传感器。

上述气助式尿素喷射系统的下电吹扫方法，包括：

在接收到车辆下电信号时，获取温度信号，所述温度信号为环境温度信号或尿素泵温度信号；

判断所述温度信号是否小于温度阈值，若是，则控制所述排液电磁阀打开、以及控制所述空气电磁阀打开，并保持第一时间段，若否，则执行常温吹扫；

在所述第一时间段结束时，暂停吹扫第二时间段；

在所述第二时间段结束时，控制控制所述电磁线圈打开以及控制回液电磁阀打开，并保持第三时间段；

在所述第三时间段结束时，对当前循环次数加1，并判断当前循环次数是否大于预设第一循环阈值，若否，则继续执行所述控制所述排液电磁阀打开、以及控制所述空气电磁阀打开，并保持第一时间段的步骤，若是，则将当前循环次数清零，并停止吹扫。

可选的，所述第三时间段小于所述第一时间段，且所述第一时间段小于所述第二时间段。

可选的，所述第一时间段为0.4s，所述第二时间段为3s，所述第三时间段为0.2s。

可选的，所述常温吹扫，包括：

控制所述排液电磁阀打开、以及控制所述空气电磁阀打开，并保持第四时间段；

在所述第四时间段结束时，停止吹扫。

可选的，所述常温吹扫，包括：

控制所述排液电磁阀打开、以及控制所述空气电磁阀打开，并保持第五时间段；

在所述第五时间段结束时，暂停吹扫第六时间段；

在所述第六时间段结束时，对当前循环次数加1，并判断当前循环次数是否大于预设第二循环阈值，若否，则继续执行所述控制所述排液电磁阀打开、以及控制所述空气电磁阀打开，并保持第五时间段的步骤，若是，则将当前循环次数清零，并停止吹扫。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的气助式尿素喷射系统及其下电吹扫方法，在低温环境下，下电后不仅吹扫尿素泵混合腔、喷射压力管以及喷嘴处的尿素，还将尿素泵流道和回液管中的尿素吹回尿素箱，降低了尿素泵冻裂的风险，进而降低了尿素泵的故障率。

进一步的，通过优化第一时间段、第二时间段以及第三时间段的时间大小，使得尿素吹回尿素箱时，不会由于压力差将尿素通过透气孔溢出，降低了尿素箱的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种气助式尿素喷射系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的种气助式尿素喷射系统的下电吹扫方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

气助式尿素喷射系统：包括尿素泵、喷嘴和压缩空气过滤器等部件，功能是计量和喷射尿素，是一种将尿素，即还原剂，按指定量喷射到反应器中的装置。

本实施例提供了一种气助式尿素喷射系统，参见图1所示，包括：尿素箱11、进液口12、进液腔进口单向阀13、进液腔出口单向阀14、进液腔15、电磁线圈16、计量腔进口单向阀17、计量腔出口单向阀18、计量腔19、回液电磁阀20、排液电磁阀21、空气电磁阀22、混合腔23、喷射口24、回液口25、回液压力阀26、稳压阀27、二位二通电磁阀28和空气进口29。

进液口12以及回液口25，均与尿素箱11连接。进液口12、进液腔进口单向阀13、进液腔15、进液腔出口单向阀14、计量腔进口单向阀17、计量腔19、计量腔出口单向阀18、排液电磁阀21、混合腔23以及喷射口24，通过管路依次连接构成尿素喷射回路。

回液口25、回液电磁阀20、以及进液腔出口单向阀14与计量腔进口单向阀17之间的管路，通过管路依次连接构成第一尿素回液回路；回液口25、回液压力阀26、以及计量腔出口单向阀18与排液电磁阀21之间的管路，通过管路依次连接构成第二尿素回液回路。

空气进口29、稳压阀27、空气电磁阀22、混合腔23、二位二通电磁阀28、以及进液腔出口单向阀14与计量腔进口单向阀17之间的管路，通过管路依次连接构成常温吹扫回路。

回液压力阀26、以及稳压阀27与空气电磁阀22之间的管路，通过管路连接。

空气电磁阀22打开、以及排液电磁阀21打开时，回液压力阀26闭合，空气通过空气进口29进入，然后空气依次通过稳压阀27、空气电磁阀22、混合腔23、二位二通电磁阀28、计量腔进口单向阀17、计量腔19、计量腔出口单向阀18、排液电磁阀21、混合腔23、喷射口24，实现了常温吹扫，即可以将混合腔23、以及混合腔与喷射扣24之间管路中的尿素吹扫出。

在吹扫的过程中，由于空气压力的作用，使得回液压力阀26闭合；空气电磁阀22关闭后，即不进行吹扫，空气不进入稳压阀27，进而使得回液压力阀26打开，以使计量腔19中的尿素可以通过回液压力阀26以及回液口25倒吸到尿素箱11。回液电磁阀20打开以及电磁线圈16打开，电磁线圈16打开时，会使得进液腔15以及计量腔19的容积大小周期性变化，进而使得进液腔15和计量腔19中的尿素通过回液电磁阀20、以及回液压力阀26倒吸到尿素箱11。进而实现将尿素泵流道(即进液腔15、计量腔19以及两者连接的管路)和回液管(即回液口25与回液电磁阀20之间的管路)中的尿素吹回尿素箱11，降低了尿素泵冻裂的风险，进而降低了尿素泵的故障率。

可选的，还可以在计量腔出口单向阀18与排液电磁阀21之间的管路上的压力传感器。

本实施提供一种应用于图1所示的气助式尿素喷射系统的下电吹扫方法，参见图2，该方法可以包括步骤：

s11：在接收到车辆下电信号时，获取温度信号。

在本实施例中，车辆钥匙打到off位置时，会车辆的电子控制单元发送下电信号，当电子控制单元接收到该下电信号时，获取温度信号。温度信号为环境温度信号或尿素泵温度信号。

s12：判断获取的温度信号是否小于温度阈值，若是，则执行步骤s13，若，则执行步骤s18。

s13：控制排液电磁阀21打开、以及控制空气电磁阀22打开，并保持第一时间段。

执行步骤s13，在第一时间段内，排液电磁阀21打开、以及空气电磁阀22打开，空气通过空气进口29进入，然后空气依次通过稳压阀27、空气电磁阀22、混合腔23、二位二通电磁阀28、计量腔进口单向阀17、计量腔19、计量腔出口单向阀18、排液电磁阀21、混合腔23、喷射口24，将混合腔23、以及混合腔与喷射口24之间管路中的尿素吹扫出。

s14：在第一时间段结束时，暂停吹扫第二时间段。

执行步骤s14，在第二时间段内，控制液电磁阀21关闭、以及空气电磁阀22关闭；空气电磁阀22关闭后，回液压力阀26打开，进而计量腔19中的尿素可以通过回液压力阀26以及回液口25倒吸到尿素箱11。

s15：在第二时间段结束时，控制控制电磁线圈16打开以及控制回液电磁阀20打开，并保持第三时间段。

执行步骤s15，在第三时间段内，回液电磁阀20打开以及电磁线圈打开16，使得进液腔15中的尿素通过回液电磁阀20以及回液口25倒吸到尿素箱11。需要说明的是，在第三时间段内，由于空气电磁阀22还是处于关闭，计量腔19中的尿素还是可以通过回液压力阀26以及回液口25倒吸到尿素箱11。

s16：在第三时间段结束时，对当前循环次数加1，并判断当前循环次数是否大于预设第一循环阈值，若否，则执行步骤s13，若是，则执行步骤s17。

s17：将当前循环次数清零，并停止吹扫。

停止吹扫即关闭回液电磁阀20、关闭排液电磁阀21、关闭空气电磁阀22、以及关闭电磁线圈16。

s18：执行常温吹扫。

在本实施例中，常温吹扫可以包括两种吹扫方式。第一种吹扫方式是在预设时间内持续吹扫，具体的，控制排液电磁阀21打开、以及控制空气电磁阀22打开，并保持第四时间段，在第四时间段结束时，停止吹扫。即在预设的第四时间段内，一直进行吹扫，以将混合腔23、以及混合腔与喷射口24之间管路中的尿素吹扫出。

另一种吹扫方式是，在预设时间内间隔性吹扫。具体的，控制排液电磁阀21打开、以及控制空气电磁阀22打开，并保持第五时间段；在第五时间段结束时，暂停吹扫第六时间段；在第六时间段结束时，对当前循环次数加1，并判断当前循环次数是否大于预设第二循环阈值，若否，则继续执行控制所述排液电磁阀21打开、以及控制空气电磁阀22打开，并保持第五时间段的步骤，若是，则将当前循环次数清零，并停止吹扫。

在尿素泵气管吹回尿素箱11的气体量大于尿素箱11透气孔的出气量时，尿素箱11中存在负压，导致尿素箱11中尿素较满时，容易出现尿素溢出的情况。通过实验发现，优化吹扫时间的设置，即设置第三时间段小于第一时间段，且第一时间段小于第二时间段，使得尿素泵和管路中的尿素能够吹扫干净，且降低了尿素箱11的透气孔出现漏尿素的情况。具体的，第一时间段为0.4s，第二时间段为3s，第三时间段为0.2s。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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。

对本发明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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。