CN112648051A - 一种防堵塞车用尿素喷嘴和尿素喷嘴防堵塞方法 - Google Patents

一种防堵塞车用尿素喷嘴和尿素喷嘴防堵塞方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防堵塞车用尿素喷嘴，包括尿素输送管、喷嘴、安装板、接头管和隔热套管，尿素输送管外端连接接头管内端连接喷嘴，安装板固定套接在尿素输送管中部，接头管连通到尿素供应单元；隔热套管套接在尿素输送管外侧，隔热套管一端抵接安装板另一端抵接喷嘴；隔热套管内壁上设置有凹槽，凹槽和尿素输送管外壁之间围合成封闭的隔热腔，隔热套管上还设置有向隔热腔引入压缩冷却空气的进气道和导出冷却空气的出气道，进气道通过管道连通到车辆压缩冷却空气供应单元。本发明防堵塞车用尿素喷嘴和尿素喷嘴防堵塞方法，对尿素喷嘴进入尾气管中的部分进行空气冷却，降低其工作温度，避免尿素结晶堵塞喷嘴。

Description

一种防堵塞车用尿素喷嘴和尿素喷嘴防堵塞方法
技术领域
本发明涉及车辆配件技术领域，尤其涉及一种防堵塞车用尿素喷嘴和尿素喷嘴防堵塞方法。
背景技术
随着大气环境恶化，国家法规对车辆排放要求日益严格。选择性催化还原SCR后处理***作为有效降低尾气中的氮氧化物主要后处理技术得到了广泛的应用。选择性催化还原SCR是目前公认的减少柴油机NOx排放最有效的后处理技术之一，尿素SCR通过排气管中喷入一定量的尿素水溶液，尿素水溶液再经过蒸发。热解和水解过程得到还原剂NH3，NH3在催化剂的作用下选择性的将NOx还原成为N2，从而实现降低排气中NOx的含量。其中，尿素喷嘴作为重要部件之一直备受关注。
现有柴油发动机尾气处理SCR***中的尿素喷嘴在高温小流量时容易结晶或生成聚合物堵塞喷孔，并且喷头输送管进入尾气管中的部分长期置于尾气高温环境中由于冷却不良，影响使用寿命。
因此，需要开发一种防堵塞车用尿素喷嘴和尿素喷嘴防堵塞方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种防堵塞车用尿素喷嘴，对尿素喷嘴进入尾气管中的部分进行空气冷却，降低其工作温度，避免尿素结晶堵塞喷嘴。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种防堵塞车用尿素喷嘴，包括尿素输送管、喷嘴、安装板、接头管和隔热套管，所述尿素输送管外端连接所述接头管内端连接喷嘴，所述安装板固定套接在所述尿素输送管中部，所述接头管连通到尿素供应单元；所述隔热套管套接在所述尿素输送管外侧，所述隔热套管一端抵接所述安装板另一端抵接所述喷嘴；所述隔热套管内壁上设置有凹槽，所述凹槽和所述尿素输送管外壁之间围合成封闭的隔热腔，所述隔热套管上还设置有向所述隔热腔引入压缩冷却空气的进气道和导出冷却空气的出气道，所述进气道通过管道连通到车辆压缩冷却空气供应单元。
进一步的，所述隔热腔沿着所述尿素输送管的长度方向包围设置，所述进气道连通到所述隔热腔的内端，所述出气道连通在所述隔热腔的外端。
进一步的，所述隔热腔内设置有螺旋槽，所述螺旋槽围绕所述尿素输送管轴线设置，且所述进气道的连通孔设置在所述螺旋槽内端一头，所述出气道的连通孔设置在所述螺旋槽外端一头。
进一步的，还包括进气管接头和出气管接头，所述进气道和出气道的接头螺纹孔设置在所述隔热套管外端面上，所述进气管接头和出气管接头分别螺纹连接所述进气道和出气道的接头螺纹孔；所述安装板在所述进气管接头和出气管接头位置设置有过孔。
进一步的，所述尿素输送管在与所述隔热腔配合的外壁上设置有表面凹槽，所述表面凹槽具体采用螺旋凹槽。
进一步的，还包括吹扫结构，所述吹扫结构设在所述隔热套管上并能够向所述喷嘴的喷孔外侧面上吹扫压缩空气。
进一步的，所述吹扫结构包括挡片、扫气出气孔和吹扫气道，所述挡片为弧形板且设置在隔热套管的内端面上向内探出，所述扫气出气孔设置在所述挡片的内弧面上且朝向所述喷嘴的喷孔外侧面，所述吹扫气道的一端连通到所述扫气出气孔另一端连通到压缩空气供应单元。
进一步的，所述吹扫结构还包括扫气管接头，所述吹扫气道外端的接头螺纹孔设置在所述隔热套管外端面上，所述扫气管接头螺纹连接所述吹扫气道的接头螺纹孔，所述安装板在所述扫气管接头位置设置有过孔。
本发明还公开一种尿素喷嘴防堵塞方法，在尿素输送管进入到尾气管中的部分外侧设置隔热腔，通入压缩冷却空气到所述隔热腔，对尿素输送管的探入部分进行风冷。
进一步的，设置吹扫结构对所述喷嘴外侧面进行停机时吹扫，避免残留尿素在喷嘴外侧面上积累结晶堵塞。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明一种防堵塞车用尿素喷嘴，通过在在尿素输送管外侧设置隔热套管，在尿素输送管探入到尾气管中的管段上设置隔热腔能够起到阻断热量传递的作用，避免高温尾气对尿素输送管接触式浸泡式加热，造成尿素输送管探入端长期温度过高，容易引起尿素结晶聚合进而堵塞的情况发生；通过进气道和出气道的设置，便于形成风冷冷却回路，引入压缩冷却空气流动填充所述隔热腔，能够降低隔热腔的温度，同时冷却尿素输送管探入到尾气管中的管段，保证了尿素输送管正常工作，提高了零部件的使用寿命。本发明防堵塞车用尿素喷嘴，对尿素喷嘴进入尾气管中的部分进行空气冷却，降低其工作温度，避免尿素结晶堵塞喷嘴。
此外，通过进气道连通到所述隔热腔的内端，出气道连通在所述隔热腔的外端，能够保证导入的压缩冷却空气首先接触到温度较高的内端进行冷却，然后沿着所述隔热腔回流到外端并通过出气道排出，冷却风利用率高，冷却效果好；通过在所述隔热腔内设置螺旋槽，能够增加冷却风的流程，增加冷却换热时间，提高冷却风的冷量利用效率。通过进气管接头和出气管接头的设置，便于气路连通，而且通过螺纹连接能够固定隔热套管到安装板内侧面的定位凹槽中，还能周向定位隔热套管。出气管接头通过管道回到车辆空调***的热风管路中，能够热能再利用，节约能源。通过表面凹槽的设置，能够增大尿素输送管的换热面积，增加了和冷却风的接触面积，提高了换热冷却效率。通过吹扫结构的设置，能够在发动机停机后，ECU控制继续向喷嘴的喷孔外侧面上吹扫压缩空气，清除残留的尿素液体，避免出现积累结晶，提高了零部件的使用寿命。通过挡片、扫气出气孔和吹扫气道构成的吹扫结构，挡片阻挡在尾气高速流出方向，能够在一定程度上阻挡尾气冲击，便于喷孔喷出形成较好的伞状雾化尿素液体，提高SCR运行效果。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明防堵塞车用尿素喷嘴的主视剖视结构示意图；
图2为本发明防堵塞车用尿素喷嘴的左视结构示意图；
图3为本发明防堵塞车用尿素喷嘴的另一角度的主视剖视结构示意图；
图4为本发明的隔热套管右视结构示意图；
图5为图1中I部位的局部放大结构示意图。
附图标记说明：1、尿素输送管；101、台肩；102、表面凹槽；2、喷嘴；201、喷孔；3、安装板；301、定位凹槽；302、安装孔；4、接头管；5、隔热套管；501、进气道；502、螺旋槽；503、出气道；504、挡片；505、扫气出气孔；506、吹扫气道；6、进气管接头；7、出气管接头；8、扫气管接头。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种防堵塞车用尿素喷嘴和尿素喷嘴防堵塞方法，对尿素喷嘴进入尾气管中的部分进行空气冷却，降低其工作温度，避免尿素结晶堵塞喷嘴。
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的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
参考附图，图1为本发明防堵塞车用尿素喷嘴的主视剖视结构示意图；图2为本发明防堵塞车用尿素喷嘴的左视结构示意图；图3为本发明防堵塞车用尿素喷嘴的另一角度的主视剖视结构示意图；图4为本发明的隔热套管右视结构示意图；图5为图1中I部位的局部放大结构示意图。
在一具体实施方式中，如图1、图2和图4所示，一种防堵塞车用尿素喷嘴，包括尿素输送管1、喷嘴2、安装板3、接头管4和隔热套管5，尿素输送管1外端连接接头管4内端连接喷嘴2，喷嘴2上设置有向尾气管内喷射尿素液体的喷孔201。接头管4通过管道连通到尿素供应单元的电控阀的出液口。安装板3固定套接在尿素输送管1中部，安装板3的外侧面抵接在尿素输送管1外壁上的台肩101上保证了轴向定位准确，安装板3的一端设置有两个用于安装的安装孔302。隔热套管5套接在尿素输送管1外侧，隔热套管5一端抵接安装板3内侧面上另一端抵接喷嘴2上。隔热套管5内壁上设置有凹槽，所述凹槽和尿素输送管1外壁之间围合成封闭的隔热腔。所述隔热套管5上还设置有向所述隔热腔引入压缩冷却空气的进气道501和导出冷却空气的出气道503，进气道501通过管道连通到车辆压缩冷却空气供应单元。压缩冷却空气供应单元可以是车辆的车载压缩气罐，并通过相应的阀组向所述隔热腔供气。
通过在在尿素输送管1外侧设置隔热套管5，在尿素输送管1探入到尾气管中的管段上设置隔热腔能够起到阻断热量传递的作用，避免高温尾气对尿素输送管1接触式浸泡式加热，造成尿素输送管1探入端长期温度过高，容易引起尿素结晶聚合进而堵塞的情况发生；通过进气道501和出气道503的设置，便于形成风冷冷却回路，引入压缩冷却空气流动填充所述隔热腔，能够降低隔热腔的温度，同时冷却尿素输送管1探入到尾气管中的管段，保证了尿素输送管1正常工作，提高了零部件的使用寿命。本发明防堵塞车用尿素喷嘴，对尿素喷嘴进入尾气管中的部分进行空气冷却，降低其工作温度，避免尿素结晶堵塞喷嘴。
在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，所述隔热腔沿着尿素输送管1的长度方向包围探入管段设置，进气道501连通到所述隔热腔的内端，出气道503连通在所述隔热腔的外端。
具体而言，如图1和图2所示，所述隔热腔内设置有螺旋槽502，螺旋槽502围绕尿素输送管1轴线设置，且进气道501的连通孔设置在螺旋槽502内端一头，出气道503的连通孔设置在螺旋槽502外端一头。进一步的，进气道501在螺旋槽502内端的通气孔沿着螺旋槽502的切线方向进入。螺旋槽502通过车削隔热套管5内孔壁加工而成。
通过进气道501连通到所述隔热腔的内端，出气道503连通在所述隔热腔的外端，能够保证导入的压缩冷却空气首先接触到温度较高的内端进行冷却，然后沿着所述隔热腔回流到外端并通过出气道503排出，冷却风利用率高，冷却效果好；通过在所述隔热腔内设置螺旋槽502，能够增加冷却风的流程，增加冷却换热时间，提高冷却风的冷量利用效率。
在本发明的一具体实施方式中，如图1所示，本发明防堵塞车用尿素喷嘴还包括进气管接头6和出气管接头7，进气道501和出气道503的连接端设置有接头螺纹孔，所述接头螺纹孔设置在隔热套管5外端面上。进气管接头6和出气管接头7分别螺纹连接进气道501和出气道503的接头螺纹孔。进气管接头6通过管道连通到压缩冷却空气供应单元。出气管接头7通过管道直接外排，或者回到车辆空调***的热风管路中，能够能源再利用。安装板3在进气管接头6和出气管接头7位置设置有过孔。
通过进气管接头6和出气管接头7的设置，便于气路连通，而且通过螺纹连接能够固定隔热套管5到安装板3内侧面的定位凹槽301中，还能周向定位隔热套管5。出气管接头7通过管道回到车辆空调***的热风管路中，能够热能再利用，节约能源。
在本发明的一具体实施方式中，如图5所示，尿素输送管1在与所述隔热腔配合的外壁上设置有表面凹槽102，表面凹槽102具体采用螺旋凹槽。螺旋凹槽采用车削加工方式制造。显而易见的，表面凹槽102的截面形状可以为矩形也可以为半圆槽，类似的变形方式，均落入本发明的保护范围之中。
通过表面凹槽102的设置，能够增大尿素输送管1的换热面积，增加了和冷却风的接触面积，提高了换热冷却效率。
在本发明的一具体实施方式中，如图1～4所示，本发明防堵塞车用尿素喷嘴还包括吹扫结构，所述吹扫结构设在隔热套管5上并能够向喷嘴2的喷孔201外侧面上吹扫压缩空气。
具体而言，如图1和图2所示，所述吹扫结构包括挡片504、扫气出气孔505和吹扫气道506，挡片504为弧形板且设置在隔热套管5的内端面上向内探出，挡片504的背部朝向尾气管内尾气喷出方向。扫气出气孔505开设在挡片504的内弧面上且朝向喷嘴2的喷孔201外侧面，吹扫气道506的一端连通到扫气出气孔505另一端连通到压缩空气供应单元。所述压缩冷却空气供应单元可以是车辆的车载压缩气罐，并通过相应的阀组向所述吹扫结构供气。
具体而言，如图1和图2所示，所述吹扫结构还包括扫气管接头8，吹扫气道506外端的接头螺纹孔设置在隔热套管5外端面上，扫气管接头8螺纹连接吹扫气道506的接头螺纹孔，安装板3在扫气管接头8位置设置有过孔。
在车辆发动机停止运行后，ECU控制尿素供应单元的泵回抽管道内残留的尿素液体，避免留置液体结晶堵塞。然而，喷孔201外侧面难免会遗留少许尿素液体不能完全回流。残留的尿素液体高温余热下能够积累结晶，长期发展，影响喷孔201喷出伞状喷雾，影响SCR运行效果。通过吹扫结构的设置，能够在发动机停机后，ECU控制继续向喷嘴2的喷孔201外侧面上吹扫压缩空气，清除残留的尿素液体，避免出现积累结晶，提高了零部件的使用寿命。通过挡片504、扫气出气孔505和吹扫气道506构成的吹扫结构，挡片504阻挡在尾气高速流出方向，能够在一定程度上阻挡尾气冲击，便于喷孔201喷出形成较好的伞状雾化尿素液体，提高SCR运行效果。
本发明还提供了一种尿素喷嘴防堵塞方法，在尿素输送管进入到尾气管中的部分外侧设置隔热腔，通入压缩冷却空气到隔热腔，对尿素输送管的探入部分进行风冷。
进一步的，设置吹扫结构对喷嘴外侧面进行停机时吹扫，避免残留尿素在喷嘴外侧面上积累结晶堵塞。
具体而言，吹扫压缩空气的气压为0.5～0.6MPa。
本发明防堵塞车用尿素喷嘴，通过在在尿素输送管1外侧设置隔热套管5，在尿素输送管1探入到尾气管中的管段上设置隔热腔能够起到阻断热量传递的作用，避免高温尾气对尿素输送管1接触式浸泡式加热，造成尿素输送管1探入端长期温度过高，容易引起尿素结晶聚合进而堵塞的情况发生；通过进气道501和出气道503的设置，便于形成风冷冷却回路，引入压缩冷却空气流动填充所述隔热腔，能够降低隔热腔的温度，同时冷却尿素输送管1探入到尾气管中的管段，保证了尿素输送管1正常工作，提高了零部件的使用寿命。本发明防堵塞车用尿素喷嘴，对尿素喷嘴进入尾气管中的部分进行空气冷却，降低其工作温度，避免尿素结晶堵塞喷嘴。此外，通过进气道501连通到所述隔热腔的内端，出气道503连通在所述隔热腔的外端，能够保证导入的压缩冷却空气首先接触到温度较高的内端进行冷却，然后沿着所述隔热腔回流到外端并通过出气道503排出，冷却风利用率高，冷却效果好；通过在所述隔热腔内设置螺旋槽502，能够增加冷却风的流程，增加冷却换热时间，提高冷却风的冷量利用效率。通过进气管接头6和出气管接头7的设置，便于气路连通，而且通过螺纹连接能够固定隔热套管5到安装板3内侧面的定位凹槽301中，还能周向定位隔热套管5。出气管接头7通过管道回到车辆空调***的热风管路中，能够热能再利用，节约能源。通过表面凹槽102的设置，能够增大尿素输送管1的换热面积，增加了和冷却风的接触面积，提高了换热冷却效率。通过吹扫结构的设置，能够在发动机停机后，ECU控制继续向喷嘴2的喷孔201外侧面上吹扫压缩空气，清除残留的尿素液体，避免出现积累结晶，提高了零部件的使用寿命。通过挡片504、扫气出气孔505和吹扫气道506构成的吹扫结构，挡片504阻挡在尾气高速流出方向，能够在一定程度上阻挡尾气冲击，便于喷孔201喷出形成较好的伞状雾化尿素液体，提高SCR运行效果。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：包括尿素输送管（1）、喷嘴（2）、安装板（3）、接头管（4）和隔热套管（5），所述尿素输送管（1）外端连接所述接头管（4）内端连接喷嘴（2），所述安装板（3）固定套接在所述尿素输送管（1）中部，所述接头管（4）连通到尿素供应单元；所述隔热套管（5）套接在所述尿素输送管（1）外侧，所述隔热套管（5）一端抵接所述安装板（3）另一端抵接所述喷嘴（2）；所述隔热套管（5）内壁上设置有凹槽，所述凹槽和所述尿素输送管（1）外壁之间围合成封闭的隔热腔，所述隔热套管（5）上还设置有向所述隔热腔引入压缩冷却空气的进气道（501）和导出冷却空气的出气道（503），所述进气道（501）通过管道连通到车辆压缩冷却空气供应单元。
2.根据权利要求1所述的防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：所述隔热腔沿着所述尿素输送管（1）的长度方向包围设置，所述进气道（501）连通到所述隔热腔的内端，所述出气道（503）连通在所述隔热腔的外端。
3.根据权利要求2所述的防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：所述隔热腔内设置有螺旋槽（502），所述螺旋槽（502）围绕所述尿素输送管（1）轴线设置，且所述进气道（501）的连通孔设置在所述螺旋槽（502）内端一头，所述出气道（503）的连通孔设置在所述螺旋槽（502）外端一头。
4.根据权利要求3所述的防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：还包括进气管接头（6）和出气管接头（7），所述进气道（501）和出气道（503）的接头螺纹孔设置在所述隔热套管（5）外端面上，所述进气管接头（6）和出气管接头（7）分别螺纹连接所述进气道（501）和出气道（503）的接头螺纹孔；所述安装板（3）在所述进气管接头（6）和出气管接头（7）位置设置有过孔。
5.根据权利要求2～4任意一项所述的防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：所述尿素输送管（1）在与所述隔热腔配合的外壁上设置有表面凹槽（102），所述表面凹槽（102）具体采用螺旋凹槽。
6.根据权利要求1所述的防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：还包括吹扫结构，所述吹扫结构设在所述隔热套管（5）上并能够向所述喷嘴（2）的喷孔（201）外侧面上吹扫压缩空气。
7.根据权利要求6所述的防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：所述吹扫结构包括挡片（504）、扫气出气孔（505）和吹扫气道（506），所述挡片（504）为弧形板且设置在隔热套管（5）的内端面上向内探出，所述扫气出气孔（505）设置在所述挡片（504）的内弧面上且朝向所述喷嘴（2）的喷孔（201）外侧面，所述吹扫气道（506）的一端连通到所述扫气出气孔（505）另一端连通到压缩空气供应单元。
8.根据权利要求7所述的防堵塞车用尿素喷嘴，其特征在于：所述吹扫结构还包括扫气管接头（8），所述吹扫气道（506）外端的接头螺纹孔设置在所述隔热套管（5）外端面上，所述扫气管接头（8）螺纹连接所述吹扫气道（506）的接头螺纹孔，所述安装板（3）在所述扫气管接头（8）位置设置有过孔。
9.一种尿素喷嘴防堵塞方法，其特征在于：在尿素输送管进入到尾气管中的部分外侧设置隔热腔，通入压缩冷却空气到所述隔热腔，对尿素输送管的探入部分进行风冷。
10.根据权利要求9所述的尿素喷嘴防堵塞方法，其特征在于：设置吹扫结构对所述喷嘴外侧面进行停机时吹扫，避免残留尿素在喷嘴外侧面上积累结晶堵塞。
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