一种集成液位传感器的高压车用尿素液供给模块

摘要

本发明公开了一种集成液位传感器的高压车用尿素液供给模块，属于汽车尾气后处理领域。针对目前尿素供给模块结构不合理，在有气压拆卸时容易伤害到拆卸者、外置滤清器管路复杂的问题，本发明的车用尿素供给模块集成尿素液换热水管、进气接口、排气接口、供液管、滤清器，集成尿素液位和尿素温度传感信号，可耐整车底盘压缩气体气压。尿素液供液管进液端集成安装高精度可更换尿素液滤清器。供液管入口设置阻尼孔，防止尿素高速射流，具有很高安全性。

权利要求

1.一种集成液位传感器的高压车用尿素液供给模块，其特征在于，其包括进水口（1）、电气接口（2）、出水口（3）、进气口（4）、尿素出液口（5）、排气口（6）、液位及温度传感器（8）、尿素供液管（9）、滤清器夹箍（10）、滤清器（11）、法兰盘（12）和密封圈（13）；电气接口（2）、进气口（4）、尿素出液口（5）和排气口（6）均设置于法兰盘（12）上；法兰盘（12）可封住尿素罐罐口，并通过密封圈（13）实现轴向密封；

其中，尿素出液口（5）与尿素供液管（9）相连，尿素供液管（9）另一端与设置尿素罐底部位置的滤清器（11）通过滤清器夹箍（10）固定连接；液位及温度传感器（8）位于尿素罐内，其通过电气接口（2）输出尿素液位和温度信号；尿素供液管（9）与滤清器（11）连接的管口处为阻尼孔（14）；尿素供液管（9）有至少一个折弯；

所述的尿素液供给模块还包括换热水管（7）、换热水管（7）的两端分别与进水口（1）和出水口（3）相连，换热水管（7）环绕于滤清器（11）周围，进水口（1）和出水口（3）均安装于法兰盘（12）上；

所述的阻尼孔（14）的孔径d存在关系式，

25Q2/（32π2P）≤d4 ≤D4/4P2

式中，P为尿素喷射压力，Q为尿素喷嘴流量，D为尿素出液口（5）孔径。

说明书

一种集成液位传感器的高压车用尿素液供给模块

技术领域

[0001] 本发明属于汽车尾气后处理领域。

背景技术

[0002] 随着商用车国Ⅳ排放法规的实施，整车必须加装氮氧化物(NOx)排放后处理装置。

[0003] 中国中重型柴油机普遍采用选择性催化转化(SCR)技术路线，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(NH3)对NOx进行选择性催化还原，生成无害的氮气(N2)和水(H2O)。

[0004] 气驱尿素喷射系统是一种尿素罐蓄气压提供喷射压力的系统。

[0005] 尿素供给模块安装在气驱系统尿素罐上，提供尿素液位、温度信号，并集成气路、液路接口，需要有良好的气密性。在尿素罐内有气压时拆卸时，不合理的固定结构很可能伤害到拆卸者。

[0006] 系统需要尿素滤清器对尿素液进行过滤，但外置滤清器管路复杂。同时尿素液冬季结冰，需要加热解冻，导致管路及滤清器成本昂贵。

[0007] 产品在使用过程中，若尿素管路突然被破坏，由于尿素罐内有较高气压，会造成尿素液高速喷出，导致尿素快速流失甚至造成人身伤害。

发明内容

[0008] 针对上述问题，本发明提供了一种集成液位传感器的高压车用尿素液供给模块，包括进水口1、电气接口2、出水口3、进气口4，尿素出液口5，排气口6，换热水管7，液位及温度传感器8，尿素供液管9，滤清器夹箍10，滤清器11，法兰盘12，密封圈13，阻尼孔14。

[0009] 进水口1、电气接口2、出水口3、进气口4、尿素出液口5和排气口6均设置于法兰盘12上；法兰盘12可封住尿素罐罐口，并通过密封圈13实现轴向密封；

[0010] 其中，尿素出液口5与尿素供液管9相连，尿素供液管9另一端与设置尿素罐底部位置的滤清器11通过滤清器夹箍10固定连接；滤清器11周围环绕换热水管7，换热水管7的两端分别与进水口1和出水口3相连，尿素供液管9与滤清器11连接的管口处为阻尼孔14；液位及温度传感器8位于尿素罐内，其通过电气接口2输出尿素液位和温度信号。

[0011] 优选地，尿素供液管9有至少一个折弯，以降低从断裂口流出的尿素流速和流量，这样就既不会导致尿素迅速流失更不会造成人员伤害。

[0012] 为了避免阻尼孔17孔径过小，导致阻力过大、尿素喷嘴端尿素压力降过大，进而使尿素喷射量不准确的问题，阻尼孔14的孔径d存在关系式，

[0013] 25Q2/(32π2P)≤d4≤D4/4P2

[0014] 式中，P为尿素喷射压力，Q为尿素喷嘴流量，D为尿素出液口5孔径。

[0015] 本发明的有益效果：

[0016] 1、尿素罐采用轴向密封，采用多螺栓固定，拆卸掉相邻两个螺栓后密封失效自动放气，无伤人风险。

[0017] 2、尿素供液管进液端集成安装高精度可更换滤清器，无需使用外置滤清器。

[0018] 3、供液管进液端设置阻尼孔，防止尿素高速射流，具有较高安全性。

[0019] 4、通过换热水管的设置解决了尿素液冬季结冰的问题。

附图说明

[0020] 图1是本发明的尿素供给模块示意图。

具体实施方式

[0021] 实施例1

[0022] 如图1所示，本实施例中的尿素供给模块，包括进水口1、电气接口2、出水口3、进气口4、尿素出液口5、排气口6、冷却水管7、液位及温度传感器8、尿素供液管9、滤清器夹箍10、滤清器11、法兰盘12，O型密封圈13，阻尼孔14。进水口1、电气接口2、出水口3、进气口4、尿素出液口5和排气口6均设置于法兰盘12上；法兰盘12可封住尿素罐罐口，并通过密封圈13实现轴向密封；

[0023] 其中，尿素出液口5与尿素供液管9相连，尿素供液管9另一端与设置尿素罐底部位置的滤清器11通过滤清器夹箍10固定连接；滤清器11周围环绕换热水管7，换热水管7的两端分别与进水口1和出水口3相连，尿素供液管9与滤清器11连接的管口处为阻尼孔14；液位及温度传感器8位于尿素罐内，液位及温度传感器8通过电气接口2向ECU输出尿素罐内的尿素液位和温度信号。

[0024] 集成了滤清器11，无需使用外置滤清器；在供液管9进液口处加工有阻尼孔14，可以限制进入供液管9的尿素流量；尿素罐和安装法兰12之间通过O型密封圈13密封，可以满足密封性要求，带压拆卸无危险。

[0025] 法兰盘12通过6个径向均布的螺栓固定在尿素罐上，尿素罐和法兰盘12之间通过O型密封圈13轴向密封，保证罐内气压稳定。带压拆卸模块时，拆卸掉相邻的2个螺栓后，密封结构就会失效泄压，不会对拆卸者造成伤害。

[0026] 尿素出液口5和尿素供液管9焊接在安装法兰12上，滤清器11通过夹箍10安装在尿素供液管进液端。进行尿素供给时，尿素罐内尿素通过气压驱动由尿素滤清器11过滤后，经尿素供液管9下端的阻尼孔14进入管内，并通过尿素出液口5经尿素管路传输到尿素喷嘴。滤清器11可采用高精度可更换滤芯，采用正压滤清技术，从而具有较高的使用寿命。

[0027] 当尿素罐建压时，气体通过进气口4进入尿素罐。尿素罐泄压时，气体通过排气口6排出。尿素罐内有气压时，如果连接尿素出液口5与尿素喷嘴的尿素管路泄漏，由于阻尼孔14限制了尿素流量，从断裂口流出的尿素流速和流量都很低，既不会导致尿素迅速流失更不会造成人员伤害。

[0028] 进水口1，出水口3，换热水管7焊接在法兰盘12上构成换热水路，循环水用于对尿素罐内尿素解冻。当尿素溶液结冰时，冷却水通过进水口1，出水口2，换热水管7循环，加热尿素罐内尿素，冷却水管在滤清器11周围采取包围结构，保证滤清器11附近尿素率先解冻。

[0029] 阻尼孔14为加工有一个小孔的部件，尿素罐内有气压时，如果连接尿素出液口5与尿素喷嘴的尿素管路泄漏，需要通过阻尼孔14限制尿素流量，同时尿素供液管9设计有至少一个折弯，以降低从断裂口流出的尿素流速和流量，这样就既不会导致尿素迅速流失更不会造成人员伤害。

[0030] 因此阻尼孔14孔径d需要根据尿素出液口5孔径D和尿素喷射压力P进行优化，以保证出液口5处尿素压力小于一定压力，一般应小于0.5bar，优化算法如下：

[0031] d2＝D2/2P    (1)

[0032] 同时，也要避免阻尼孔17孔径过小，导致阻力过大、尿素喷嘴端尿素压力降过大，进而使尿素喷射量不准确。

[0033] 因此阻尼孔14孔径d还需要根据尿素喷嘴流量Q进行优化设计，一般应保证，尿素喷嘴端压力降不大4％，优化算法如下：

[0034] d4＝25Q2/(32π2P)    (2)

[0035] 所以应保证阻尼孔17直径d存在关系式，

[0036] 25Q2/(32π2P)≤d4≤D4/4P2    (3)。