一种可进行温度控制的喷射装置及后处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及后处理技术领域，具体涉及一种可进行温度控制的喷射装置及后处理系统。


背景技术：

2.根据国家最新排放法规要求，道路车辆：2020.07.01起实施国六a阶段排放标准，2023.07.01起实施国六b排放标准(部分地区2019.01.01实施国六排放标准)；非道路移动机械：2020.12.28起按照非道路第四阶段进行信息公开，2022.12.01起560kw以下(含560kw)全面实施非道路四阶段。为了满足排放法规要求，scr(含hscr，sdpf等多种形式的基于scr的集成技术方案)和其他向发动机排气中喷射催化剂或反应剂的技术方案，被广泛的应用于后处理领域，这些技术方案都需要采用电控的喷射单元来控制喷射时间和喷射量(以下简称喷射单元)。一方面高温排气对喷射单元有加热作用，另一方面喷射单元在工作过程中自身发热，如不加以控制，最终导致喷射单元温度过高，造成内部原件损坏，因此急需一套后处理温度管理系统来解决该问题。
3.目前采用的技术路线是在喷射单元内部增加冷却水路，利用发动机工作时的循环冷却水带走热量，实现对喷射单元的冷却。当前方案能够解决发动机工作时的喷射单元高温问题，但是对于发动机熄火后的喷射单元温升没有解决。当发动机重负荷工作后熄火，尤其是后处理再生之后熄火，喷射单元由于热浸泡作用温度会有大幅度升高，因此急需一套温度管理系统来解决该问题。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可进行温度控制的喷射装置及后处理系统，旨在解决上述技术问题。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种可进行温度控制的喷射装置，包括通过管路依次连通形成循环回路的输水泵、三通阀一、喷射单元、蓄水壶和三通阀二，所述三通阀一余下的接口用于进水，所述三通阀二余下的接口用于出水或回水。
7.本实用新型的有益效果是：工作时，外部的冷却水进入喷射单元内，然后从回流管进入蓄水壶内，以带走喷射单元内的热量从而实现对喷射单元的冷却；此时输水泵关闭，同时部分冷却水存蓄在蓄水壶内；但不工作时，启动输水泵，输水泵实现蓄水壶内的冷却水在蓄水壶及喷射单元之间的循环流动，保证喷射单元冷却的质量。本实用新型能够改善喷射单元温度过高的问题，提高喷射单元温度控制的稳定性，节约成本。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，还包括控制单元，所述输水泵与所述控制单元通讯连接。
10.采用上述进一步方案的有益效果是通过控制单元控制输水泵的启闭，实现自动控制，方便冷却喷射单元，自动化程度高，省时省力。
11.进一步，还包括温度传感器，所述温度传感器固定安装在所述蓄水壶或喷射单元上，其与所述控制单元通讯连接。
12.采用上述进一步方案的有益效果是通过温度传感器实时监测喷射单元的温度，当喷射单元的温度低于设定阈值时，控制单元控制三通阀一和三通阀二接口的切换，同时关闭输水泵，利用整机自身发动机的循环水实现喷射单元的冷却，冷却方便，节约成本；当喷射单元的温度高于设定阈值时，控制单元控制三通阀一和三通阀二接口的切换，同时启动输水泵，此时整机发动机自身的循环水停止，输水泵利用蓄水壶内的水实现喷射单元的冷却，及时降低喷射单元的温度，保证喷射单元的工作性能及使用寿命，节约成本。
13.进一步，所述三通阀一和/或所述三通阀二为电磁阀，所述三通阀一和/ 或所述三通阀二与所述控制单元通讯连接。
14.采用上述进一步方案的有益效果是通过控制单元实现三通阀一和三通阀二接口的切换，实现不同管路的切换，从而实现发动机工作及熄火时喷射单元的冷却处理，保证喷射单元的工作性能及使用寿命。
15.进一步，所述蓄水壶的进水口和出水口分别位于其底部和顶部。
16.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，冷却水从蓄水壶的底部进入蓄水壶，然后从蓄水壶的顶部排出，能够有效排出蓄水壶内的空气，以便冷却水快速进入蓄水壶内，保证蓄水壶内的需水量。
17.进一步，所述蓄水壶呈长方体形结构，其位于所述喷射单元的上方。
18.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，方便拆装，且停止供水后，蓄水壶内的冷却水能够依靠自身的重力流至喷射单元，以对喷射单元进行冷却，有效降低喷射单元的温度，延长其使用寿命。
19.本实用新型提供一种后处理系统，包括如上所述的喷射装置。
20.采用上述进一步方案的有益效果是本实用新型结构简单，设计合理，能够改善发动机运行初期喷射单元温度过高的问题，提高喷射单元的温度控制稳定性，延长喷射单元的使用寿命，节约成本。
21.进一步，还包括发动机水泵、进水管和回水管，所述喷射单元的进水口与所述进水管的一端连通，所述发动机水泵的出水口与所述进水管的另一端连通，所述蓄水壶的出水口与所述回水管的一端连通，所述发动机水泵的进水口与所述回水管的另一端连通。
22.采用上述进一步方案的有益效果是本实用新型结构简单，设计合理，既能够改善发动机运行初期喷射单元温度过高的问题，提高喷射单元的温度控制稳定性，又解决了发动机熄火水泵停转后喷射单元温度不可控的问题，延长喷射单元的使用寿命，节约成本。
23.进一步，还包括后处理装置，所述蓄水壶固定安装在所述后处理装置上。
24.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，布局合理，节省整机的空间。
25.进一步，所述后处理装置与所述蓄水壶之间固定安装有隔热棉。
26.采用上述进一步方案的有益效果是通过隔热棉可有效阻断后处理装置与蓄水壶之间的热量传递，避免蓄水壶的温度过高而无法达到冷却的效果。
附图说明
27.图1为本实用新型的结构示意图；
28.图2为本实用新型中三通阀一的结构示意图；
29.图3为本实用新型中三通阀二的结构示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、蓄水壶，2、喷射单元，3、进水管，4、回流管，5、回水管，6、发动机水泵，7、后处理装置，8、隔热棉，9、输水泵，10、三通阀一，11、三通阀二，12、控制单元，13、温度传感器。
具体实施方式
32.以下结合附图及具体实施例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
33.如图1至图3所示，本实用新型提供一种可进行温度控制的喷射装置，包括通过管路依次连通形成循环回路的输水泵9、三通阀一10、喷射单元2、蓄水壶1和三通阀二11，三通阀一10余下的用于进水，三通阀二11余下的接口用于出水或回水，输水泵9可将蓄水池1内的水送至喷射单元；蓄水壶1的进水口与喷射单元2的出水口之间通过回流管4连通。
34.工作时，外部的冷却水进入喷射单元2内，然后从回流管4进入蓄水壶 1内，以带走喷射单元2内的热量从而实现对喷射单元2的冷却；此时输水泵9关闭，同时部分冷却水存蓄在蓄水壶1内；但不工作时，启动输水泵9，输水泵9实现蓄水壶1内的冷却水在蓄水壶1及喷射单元2之间的循环流动，保证喷射单元2冷却的质量。本实用新型能够改善喷射单元2温度过高的问题，提高喷射单元2温度控制的稳定性，节约成本。
35.实施例1
36.在上述结构的基础上，本实施例还包括控制单元12，输水泵9与控制单元12通讯连接。工作时，通过控制单元12控制输水泵9的启闭，实现自动控制，方便冷却喷射单元2，自动化程度高，省时省力。
37.上述控制单元12安装的位置可根据需求进行选择，在此不做限定。
38.需要说明的是，上述疏水泵9可以通过线路与控制单元12连接，也可以通过无线的方式连接，具体根据实际需求进行选择。
39.实施例2
40.在实施例一的基础上，本实施例还包括温度传感器13，温度传感器13 通过螺栓固定安装在蓄水壶1或喷射单元2上，其与控制单元12通讯连接，且其用于检测蓄水壶1或喷射单元2的温度，并将对应的温度信号发送给控制单元12。使用时，通过温度传感器13实时监测喷射单元2的温度，当喷射单元2的温度低于设定阈值(80
‑
200℃)时，控制单元12控制三通阀一 10和三通阀二11接口的切换，同时关闭输水泵9，利用整机自身发动机的循环水实现喷射单元2的冷却，冷却方便，节约成本；当喷射单元2的温度高于设定阈值时，控制单元12控制三通阀一10和三通阀二11接口的切换，同时启动输水泵9，此时整机发动机自身的循环水停止，输水泵0利用蓄水壶1内的水实现喷射单元2的冷却，及时降低喷射单元2的温度，保证喷射单元2的工作性能及使用寿命，节约成本。
41.需要说明的是，由于喷射单元2与蓄水壶1之间是连通的，因此当温度传感器13安装在蓄水壶1上所测得的温度即为喷射单元2的温度。
42.另外，上述温度传感器13可以通过线路与控制单元12连接，也可以通过无线的方式连接，具体根据实际需求进行选择。
43.实施例3
44.在实施例一的基础上，本实施例中，三通阀一10和/或三通阀二11为电磁阀，三通阀一10和/或三通阀二11与控制单元12通讯连接。使用时，通过控制单元实现三通阀一10和三通阀二11接口的切换，实现不同管路的切换，从而实现发动机工作及熄火时喷射单元2的冷却处理，保证喷射单元2 的工作性能及使用寿命，节约成本。
45.需要说明的是，上述各个阀门可以通过线路与控制单元12连接，也可以通过无线的方式连接，具体根据实际需求进行选择。
46.三通阀一10的三个接口分别为接口一101、接口二102和接口三103，接口一101和接口二102分别与回水管5连通，接口三103与输水泵9的进水口连通；
47.三通阀二11的三个接口分别为接口一111、接口二112和接口三113，接口一111和接口二112分别与进水管3连通，接口三113与输水泵9的出水口连通。
48.除上述实施方式外，上述三通阀一10和/或三通阀二11还可以采用手动阀门，具体操作时手动操作，相对于实施例三的方案而言操作更为繁琐，且精确度低，需要人工看着，即人工根据控制中心显示的温度数据进行操作，费时费力。
49.实施例4
50.在上述结构的基础上，本实施例中，蓄水壶1的进水口和出水口分别位于其底部和顶部。该结构简单，设计合理，冷却水从蓄水壶1的底部进入蓄水壶1，然后从蓄水壶1的顶部排出，能够有效排出蓄水壶1内的空气，以便冷却水快速进入蓄水壶1内，保证蓄水壶1内的需水量。
51.实施例5
52.在上述结构的基础上，本实施例中，蓄水壶1呈长方体形结构，其位于喷射单元2的上方，结构简单，设计合理，方便拆装，且停止供水后，蓄水壶1内的冷却水能够依靠自身的重力流至喷射单元2，以对喷射单元2进行冷却，有效降低喷射单元2的温度，延长其使用寿命。
53.实施例6
54.在上述结构的基础上，本实施例还涉及一种后处理系统，包括如上所述的喷射装置。本实用新型结构简单，设计合理，能够改善发动机运行初期喷射单元2温度过高的问题，提高喷射单元2的温度控制稳定性，延长喷射单元2的使用寿命，节约成本。
55.实施例7
56.在实施例六的基础上，本实施例还包括发动机水泵6、进水管3和回水管5，喷射单元2的进水口与进水管3的一端连通，发动机水泵6的出水口与进水管3的另一端连通，蓄水壶1的出水口与回水管5的一端连通，发动机水泵6的进水口与回水管5的另一端连通。本实用新型结构简单，设计合理，既能够改善发动机运行初期喷射单元2温度过高的问题，提高喷射单元 2的温度控制稳定性，又解决了发动机熄火水泵停转后喷射单元2温度不可控的问题，延长喷射单元的使用寿命，节约成本。
57.应用时，通过本领域技术人员所能想到的方式将冷却水依次送至进水管 3、喷射单元2、回流管4、蓄水壶1及回水管5，冷却水带走喷射单元2内的热量，实现喷射单元2的降温处理，延长喷射单元2的使用寿命。
58.上述方案中利用发动机水泵内的水实现喷射单元2的冷却处理，无需额外设置冷
却设备及冷却水，节省空间，冷却方便。
59.另外，发动机熄火、水泵停止工作后，蓄水壶1内存蓄的水依靠自身的重力下流至喷射单元2内，以实现对喷射单元2的冷却处理，保证喷射单元 2的温度始终不会太高，延长其使用寿命。
60.实施例8
61.在实施例六的基础上，本实施例还包括后处理装置7，蓄水壶1通过螺栓固定安装在后处理装置7上，结构简单，布局合理，节省整机的空间。
62.除上述实施方式外，上述蓄水壶1还可以安装在整机的其他部件上，但是占用的空间更大。
63.上述喷射单元2、发动机水泵6及后处理装置7采用的是现有技术，其具体结构及原理在此不再进行赘述。
64.实施例9
65.在实施例八的基础上，本实施例中，后处理装置7与蓄水壶1之间固定安装有隔热棉8，隔热棉8夹在后处理装置7和蓄水壶1之间即可。该方案通过隔热棉8可有效阻断后处理装置7与蓄水壶1之间的热量传递，避免蓄水壶1的温度过高而无法达到冷却的效果。
66.本实用新型的工作原理如下：
67.当发动机运转期间，控制单元12输出指令，三通阀一10的接口一 101和接口二102连通，接口三103关闭，三通阀二11的接口一111和接口二112连通，接口三113关闭，同时输水泵9关闭在系统内不起作用；本实用新型中，发动机水泵9将冷却水增压后依次泵送到进水管3及喷射单元2 内，冷却水依次流经喷射单元2内部循环管路、回流管4、蓄水壶3、蓄水壶1及回流管4后带走热量，冷却水经整车散热系统将热量散掉。
68.由于本方案采用了蓄水壶1，与现有技术方案相比较，有如下有益效果：发动机熄火重新启动时，水泵需要将冷却水增压后泵送至各处用水点，此时需要整车冷却系统慢慢除气(通过多次循环将冷却系统的空气排出)，除气完成后，冷却水才能顺畅循环；本方案由于有蓄水壶1的存在，发动机启动之前，蓄水壶1内有一定的储备水(上一次发动机运转过程残留的冷却液)，可以保证喷射单元2内部水路始终充满冷却水，而现有技术方案在整车完成排气前，喷射单元2内部冷却液路是有缺水风险的。
69.当发动机熄火后，现有技术方案依赖发动机水泵循环起到冷却作用，熄火后发动机水泵9停转，现有技术方案失去对喷射单元2的温度控制作用。本方案在发动机熄火后，整车进行分析，满足预设逻辑后给控制单元12信号，控制单元12得到信号后，给三通阀一10和三通阀二11发送指令，三通阀一10的接口一101
70.和接口三103连通，接口二102关闭，三通阀二11的接口一111和接口三 113连通，接口二112关闭，同时输水泵9启动在系统内起作用，并搭建起：三通阀二11(接口一111和接口三113连通)
→
输水泵9(输水泵9进水口
→
出水口)
→
三通阀一10(接口一101和接口三103连通)
→
喷射单元2
→
回流管4
→
蓄水壶1
→
三通阀二11的循环路径(下文简称独立循环)。控制单元12根据预先设置的策略向输水泵9发送信号，实现输水泵9的连续或者间断运转，输水泵9运转后冷却水在独立循环中循环流动，带走喷射单元 2热量。
71.本实用新型公开两种控制单元12控制策略，凡是符合本实用新型公开
72.策略或者
73.核心思想类似的控制策略，都是本实用新型保护的范围。
74.策略一：时间控制
75.发动机熄火后，控制单元12得到指令并记录这一时刻为t1，输水泵9 得电(电或者其他动力源，本文中以电信号为例)开始工作，输水泵9可以持续得电工作，也可以间断得电工作，控制单元12内设定时间t3＝t1 t2，当t3到达时，输水泵9失电停止工作，其中t2为输水泵9工作时间(含间断工作的间隙时间)，根据连续工作和间断工作不同策略通过实验获得。t3达到后，控制单元12给三通阀一10和三通阀二11发送指令，三通阀二11的接口一111和接口二112连通，接口三113关闭，三通阀一10的接口一101和接口二102连通，接口三103关闭，独立循环失效，通道走向恢复到初始状态。
76.策略二：温度控制
77.温度传感器13实时向控制单元12发送温度信号ti，控制单元12提前预设好t1和t2两个阈值温度，其中t1为喷射单元2工作的风险温度，t2 为喷射单元2工作的安全温度。当ti≥t1时，输水泵9得电开始工作，输水泵9可以持续得电工作，也可以间断得电工作；当ti小于等于t2时，输水泵9失电停止工作，控制单元12记录这一失电时刻t1，并开始计时，当计时时间超过t2(水泵停止工作时间超过t2)，控制单元12给三通阀一10和三通阀二11发送指令，三通阀二11的接口一111和接口二112连通，接口三113关闭，三通阀一10的接口一101和接口二102连通，接口三103关闭，独立循环失效，通道走向恢复到初始状态。t2时间与喷射单元2工作的风险温度t1、喷射单元2工作的安全温度t2和输水泵9持续/间断工作方式有关，需要实验确定。
78.控制单元12进入逻辑：发动机停止运行；控制单元12退出逻辑：情形一、策略循环完成，情形二、发动机启动运行，如果情形一与情形二冲突，步骤二优先。
79.需要说明的是，本实用新型所涉及到的各个电子部件均采用现有技术，并且
80.上述各个部件与整机的控制器(型号tc
‑
scr)电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。
81.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。