具有防冻结构的尿素压力传感器及SCR尿素喷射系统的制作方法

本技术涉及汽车尾气后处理，特别涉及一种具有防冻结构的尿素压力传感器。

背景技术：

1、尿素压力传感器是用于柴油发动机排气后处理的scr尿素喷射系统的传感器。由于大气污染日益严重，环境保护的要求日益提高，对柴油发动机尾气排放提出了更高的要求。柴油机所产生的微粒(pm)和氮氧化物(nox)是排放中两种最主要的污染物。从目前降低汽车尾气排放的技术途径来看，要达到欧iv排放标准，一般不再从发动机本身的结构方面采取措施，通常是采取排气后处理的方式来降低污染物的排放量，而尿素-scr选择性催化还原法是最具现实意义的方法，它能把发动机尾气中的nox减少50％以上。典型的尿素-scr系统是在原来的尾气净化系统的基础上，需要加装一套比较复杂的调节还原剂喷射量的喷射和控制系统。尿素压力传感器是用于柴油发动机排气后处理的scr尿素喷射系统的传感器，进行尿素压力检测，从而为确定尿素喷射量提供帮助。

2、由于尿素压力传感器需要在尿素环境中长时间工作，当车熄火后，scr系统停止工作，在尿素压力传感器的进液孔中，会有尿素液体残留，残留的尿素液体在低温时会形成尿素结晶，由于陶瓷芯体直接安装于金属外壳内，尿素结晶会挤压陶瓷芯体的感应片，使得尿素压力传感器中最为关键的陶瓷芯体使用寿命大大降低，甚至感应片被挤裂导致传感器直接失效。

3、现有尿素压力端口进液孔为圆柱孔，在这个圆柱孔中装一个材料为硅橡胶或者海绵之类的膨胀材料制成的防冻塞，来避免尿素结晶不直接挤压陶瓷芯体感应片而是挤压防冻塞，但防冻塞抵消结晶产生的压力有限，当传感器装配方向倒置时或者传感器装配时初始进液口不是位于最低点，内部残留尿素溶液太多，无法通过重力自动排出，此时防冻塞无法完全抵消结晶的膨胀力，导致陶瓷芯体感应片受到挤压失效，且防冻塞长期使用过程中，有可能脱落，导致传感器失去防冻能力而失效。由于实际中应当将凝固溶液看作固态元件，防冻塞对凝固溶液的吸收和膨胀效果并不理想。针对上述缺陷，本实用新型作出了改进。

技术实现思路

1、为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种具有防冻结构的尿素压力传感器，通过设置防冻结构能很好地实现对尿素溶液结晶后的膨胀力的释放，可有效避免结晶膨胀力损伤压力感应元件，进而能增强尿素压力传感器的低温适应能力，使尿素压力传感器在极其低温环境下可靠性好，使用寿命长，从而更好地满足实际使用需求。

2、本实用新型提供一种具有防冻结构的尿素压力传感器，包括壳体、电接头、压力感应元件、电路模块和防冻结构，所述壳体的一端安装有所述电接头，壳体与电接头之间形成安装腔，所述安装腔内安装有所述压力感应元件和电路模块且电路模块靠近所述电接头，所述压力感应元件与电路模块电连接，壳体远离电接头的一端设有所述防冻结构，所述防冻结构包括弹性件、圆柱塞和限位件，所述壳体内设有一端开口一端封闭的圆柱空腔，所述圆柱空腔的开口端朝向所述压力感应元件，圆柱空腔内依次安装有所述弹性件、圆柱塞和限位件且圆柱塞位于弹性件与限位件之间，所述限位件靠近圆柱空腔的开口端且其对所述圆柱塞进行限位，所述壳体上设有连通所述安装腔的进液孔。

3、优选的，所述弹性件采用复位弹簧，所述限位件采用卡簧，所述圆柱空腔内设有与所述卡簧适配的卡簧槽。

4、优选的，所述压力感应元件与壳体之间设有第一密封圈，壳体内设有与所述第一密封圈适配的第一凹槽，所述圆柱空腔的内壁与所述圆柱塞之间设有第二密封圈，圆柱塞上设有与所述第二密封圈适配的第二凹槽。

5、优选的，所述壳体远离所述电接头的一端中部设有突出的螺纹段，四周设有环形台阶，所述螺纹段的端部呈锥形，螺纹段的外周设有外螺纹，所述进液孔的一端连通所述安装腔，另一端贯穿所述螺纹段且从螺纹段端部穿出。

6、优选的，所述壳体的环形台阶上设有环形的第三凹槽，所述第三凹槽内设有第三密封圈。

7、优选的，所述进液孔靠近所述安装腔的一端设有漏斗状进液口。

8、优选的，所述进液孔的直径为0.5mm-1.5mm。

9、优选的，所述圆柱塞为硬质材料，所述硬质材料包括阳极氧化铝。

10、优选的，所述压力感应元件采用陶瓷电容压力感应元件，所述电路模块采用fpc柔性调理电路模块。

11、本实用新型还提供一种scr尿素喷射系统，包括上述的具有防冻结构的尿素压力传感器。

12、综上所述，本实用新型有益效果为：

13、1.通过向下压缩复位弹簧产生压缩空间，该压缩空间的体积远远大于内部残留尿素溶液的10％的膨胀体积，因此可抵消掉尿素溶液结晶后10％膨胀体积，避免内部陶瓷电容压力感应元件受到结冰的尿素溶液产生的巨大压力，防止内部核心元件的损伤；

14、2.当尿素压力传感器正向安装，即安装位置为进液口位于最低点，当车熄火后，scr系统停止工作，通过尿素压力传感器内部尿素进液孔的漏斗状进液口，更容易使内部少量残留的尿素液体通过重力作用自动排出；

15、3.进液孔的直径优选0.5mm-1.5mm,现有的压力传感器中进液孔的直径为5mm～10mm，相比于现有的传感器，本发明缩小了进液孔的直径，减小了尿素溶液进入压力传感器内部的体积，极大地减小了尿素结晶后的膨胀力。

16、下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

技术特征：

1.一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：包括壳体、电接头、压力感应元件、电路模块和防冻结构，所述壳体的一端安装有所述电接头，壳体与电接头之间形成安装腔，所述安装腔内安装有所述压力感应元件和电路模块且电路模块靠近所述电接头，所述压力感应元件与电路模块电连接，壳体远离电接头的一端设有所述防冻结构，所述防冻结构包括弹性件、圆柱塞和限位件，所述壳体内设有一端开口一端封闭的圆柱空腔，所述圆柱空腔的开口端朝向所述压力感应元件，圆柱空腔内依次安装有所述弹性件、圆柱塞和限位件且圆柱塞位于弹性件与限位件之间，所述限位件靠近圆柱空腔的开口端且其对所述圆柱塞进行限位，所述壳体上设有连通所述安装腔的进液孔。

2.根据权利要求1所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述弹性件采用复位弹簧，所述限位件采用卡簧，所述圆柱空腔内设有与所述卡簧适配的卡簧槽。

3.根据权利要求1所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述压力感应元件与壳体之间设有第一密封圈，壳体内设有与所述第一密封圈适配的第一凹槽，所述圆柱空腔的内壁与所述圆柱塞之间设有第二密封圈，圆柱塞上设有与所述第二密封圈适配的第二凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述壳体远离所述电接头的一端中部设有突出的螺纹段，四周设有环形台阶，所述螺纹段的端部呈锥形，螺纹段的外周设有外螺纹，所述进液孔的一端连通所述安装腔，另一端贯穿所述螺纹段且从螺纹段端部穿出。

5.根据权利要求4所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述壳体的环形台阶上设有环形的第三凹槽，所述第三凹槽内设有第三密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述进液孔靠近所述安装腔的一端设有漏斗状进液口。

7.根据权利要求1所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述进液孔的直径为0.5mm-1.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述圆柱塞为硬质材料，所述硬质材料包括阳极氧化铝。

9.根据权利要求1所述的一种具有防冻结构的尿素压力传感器，其特征在于：所述压力感应元件采用陶瓷电容压力感应元件，所述电路模块采用fpc柔性调理电路模块。

10.一种scr尿素喷射系统，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的具有防冻结构的尿素压力传感器。

技术总结
本技术涉及一种具有防冻结构的尿素压力传感器及SCR尿素喷射系统，包括壳体、电接头、压力感应元件、电路模块和防冻结构，壳体一端设电接头，两者之间形成安装腔，安装腔内设压力感应元件和电路模块且电路模块靠近电接头，压力感应元件与电路模块电连接，壳体内设防冻结构，防冻结构包括弹性件、圆柱塞和限位件，壳体内设一端开口一端封闭的圆柱空腔，圆柱空腔开口端朝向压力感应元件，圆柱空腔内设弹性件、圆柱塞和限位件且圆柱塞位于弹性件与限位件之间，限位件靠近圆柱空腔的开口端且其对圆柱塞限位，壳体上设连通安装腔的进液孔。本设计设置防冻结构能很好地实现对结晶后的膨胀力的释放，可避免结晶膨胀力损伤压力感应元件。

技术研发人员：吴丛喜,何文超
受保护的技术使用者：孝感华工高理电子有限公司
技术研发日：20221024
技术公布日：2024/1/12