本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)排氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及發(fā)動機(jī)尾氣凈化氧化氮選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)以及柴油發(fā)動機(jī)尾氣顆粒物過濾收集（DPF）的燃油噴射再生系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，用于發(fā)動機(jī)尾氣中（無論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)）的有害氣體氧化氮（NOx）處理的SCR技術(shù)以及用于對柴油機(jī)中顆粒物再生處理的DPF技術(shù)等都是排氣后處理中十分重要且有效的技術(shù)手段。

上述后處理技術(shù)需要將供液泵提供的高壓排氣處理液通過噴嘴霧化噴入排氣管道之中，噴嘴通常需使用好的耐高溫材料及或者安裝散熱或者隔熱裝置，直接安裝于排氣管道之上，使得噴霧與排氣良好混合。然而，為了確保供液泵正常工作，一般將之布置于離排氣管較遠(yuǎn)的位置，這樣需要增加泵與噴嘴之間高壓輸液段的距離，最常見的是采用高壓管連接的方式。但是，延長高壓輸送段不僅使得系統(tǒng)比較復(fù)雜，同時，由于排氣管附近環(huán)境比較惡劣，輸送管路使用壽命難以保證。

此外，對于SCR系統(tǒng)而言，在低溫環(huán)境中管路容易結(jié)冰，需要沿路布置融冰裝置，并且隨著管道距離增加能力損失增大，既影響計量精度由增加了系統(tǒng)成本。對于DPF系統(tǒng)而言，管路中造成的噴射壓力損失使得霧化程度降低，影響后處理效果。

為了避免輸送管路過長帶來的弊端，現(xiàn)有技術(shù)采用泵嘴一體的結(jié)構(gòu)，即，將噴嘴直接布置于供液泵之輸出端，并在泵輸出端以及噴嘴處設(shè)置冷卻裝置。現(xiàn)有技術(shù)多采用引入發(fā)動機(jī)冷卻水的方式，降低泵和噴嘴周圍的溫度。然而，由于布置空間的局限性，冷卻水所能冷卻的范圍受到限制，需要輔助的散熱裝置。同時，冷卻水需要設(shè)計為循環(huán)回路，使得裝置體積增加，布置復(fù)雜。

綜上，考慮到排氣后處理的應(yīng)用環(huán)境，以及對后處理裝置的計量精度和計量液的噴射效果，提出一種有效解決冷卻、霧化等問題且不增加成本的新技術(shù)方案也是十分有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述問題，之目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性好的液體噴射裝置，以適應(yīng)高溫環(huán)境下的不同應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案，即，包括一個柱塞泵裝置，柱塞泵裝置包括一個噴嘴，一個進(jìn)液口，一個回液口，液體經(jīng)過柱塞泵加壓后噴入發(fā)動機(jī)排氣管中，其特征在于：包括一個布置在柱塞泵周圍的氣體冷卻腔，用于冷卻柱塞泵的氣體首先進(jìn)入氣體冷卻腔，然后再經(jīng)過噴嘴周圍進(jìn)入發(fā)動機(jī)排氣管中。

上述方案之一種氣源選擇是發(fā)動機(jī)進(jìn)氣，所述氣體冷卻腔與增壓中冷器后的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管連接，增壓中冷之后的進(jìn)氣可以進(jìn)入氣體冷卻腔。

進(jìn)一步地，包括第一單向閥，第一單向閥布置在通向氣體冷卻腔之冷卻氣體的氣路上，以防止廢氣進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)中。

再進(jìn)一步的方案，包括一個儲氣容積，儲氣容積布置在第一單向閥與氣體冷卻腔之間，來自增壓中冷器后發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管中的氣體經(jīng)過儲氣容積再進(jìn)入氣體冷卻腔。

此外，可以包括第二單向閥，第二單向閥布置在氣體冷卻腔與儲氣容積之間，以阻止廢氣進(jìn)入儲氣容積。

在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管通向氣體冷卻腔的通路上，布置有限流孔以控制冷卻氣體的消耗量。

上述方案之柱塞泵裝置包括一個螺線管驅(qū)動裝置和柱塞泵，所述螺線管驅(qū)動裝置包括螺線管和電樞，所述柱塞泵包括套筒和柱塞。

上述方案之噴嘴為一個提升閥，包括提升閥件，提升閥座和提升閥簧。

所述螺線管驅(qū)動的柱塞泵，一種方案選擇是：所述電樞與柱塞保持同步運(yùn)動，所述套筒相對螺線管保持靜止；另一種方案選擇是：所述電樞與套筒保持同步運(yùn)動，所述柱塞相對螺線管保持靜止。

所述套筒、柱塞、輸入閥和輸出閥形成壓送空間，輸出閥連接壓送空間和輸出空間。所述螺線管裝置驅(qū)電樞運(yùn)動，導(dǎo)致壓送空間容積變化，實現(xiàn)液體輸出。

液體從進(jìn)液口進(jìn)入泵體，一部分從回液口排出泵體外，一部分進(jìn)入壓送空間，從回液口排出的部分液體將帶走熱量以達(dá)到冷卻泵體的作用。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之柱塞泵裝置之示意圖之一。

圖2為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之柱塞泵裝置之示意圖之二。

圖3為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之SCR應(yīng)用例之結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖4為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之SCR應(yīng)用例之結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖5為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之DPF應(yīng)用例之結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施例

如圖1所示，為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之柱塞泵裝置之示意圖之一，包括一個柱塞泵裝置1。所述柱塞泵裝置1包括一個噴嘴4，一個進(jìn)液口6，一個回液口5，一個螺線管驅(qū)動裝置2，一個柱塞泵3和一個冷卻裝置7。工作液體經(jīng)過柱塞泵裝置1加壓后由噴嘴4霧化噴出。

所述冷卻裝置7包括一個氣源10，一個單向閥23和一個氣體冷卻腔8，所述氣體冷卻腔8包括一個氣體流道8a，當(dāng)氣壓源10輸出之氣體壓力高于冷卻腔8之氣體壓力時，氣體單向閥23打開，否則單向閥23關(guān)閉，阻止氣體回流。用于冷卻柱塞泵3以及噴嘴4的氣體首先從氣源10進(jìn)入進(jìn)氣通道11，打開單向閥23后至氣體冷卻腔8，然后經(jīng)過氣流通道8a流過噴嘴4周圍并進(jìn)入發(fā)動機(jī)排氣管中，用于冷卻柱塞泵3和噴嘴4。

所述空氣源10為發(fā)動機(jī)增壓中冷器（圖中未示出），通過進(jìn)氣通道11與氣體冷卻腔8連接，低溫氣體從增壓中冷器之進(jìn)氣歧管通過進(jìn)氣通道11進(jìn)入氣體冷卻腔8。

所述柱塞泵裝置1為一個柱塞運(yùn)動型泵裝置，所述螺線管驅(qū)動裝置2包括螺線管線圈13，磁軛15，磁隙14和電樞12。所述柱塞泵包括套筒18，柱塞17，輸入閥16和輸出閥19。所述套筒18，柱,17，輸入閥16和輸出閥19形成壓送空間20。所述輸入閥16為一個單向球閥，包括一個輸入閥件16a，輸入閥簧16b和輸入閥座16c，所述輸入閥座16c為一個與輸入閥件16a之球表面相互配合的球面或者錐面。輸出閥19為一個單向平面閥，包括一個輸出閥件19b，輸出閥簧19a和輸出閥座19c，所述輸出閥座19c為一個與輸出閥件19b之表面相互配合的平面。輸出閥19連接壓送空間20和輸出空間21。所述電樞12位于磁隙14附近，電樞12在螺線管線圈13之電磁驅(qū)動力和復(fù)位彈簧22之彈簧力作用下往復(fù)運(yùn)動，所述柱塞17與電樞12以實現(xiàn)同步運(yùn)動的方式連接，柱塞17運(yùn)動導(dǎo)致壓送空間20容積變化，實現(xiàn)液體從輸入閥16進(jìn)入壓送空間20，從輸出閥19輸出至輸出空間21。其中，回液部分以及氣泡通過回液口5排出，排液形成的流體運(yùn)動有利于帶走泵工作時產(chǎn)生的熱量。所述噴嘴4與柱塞泵3之輸出空間21連接，輸出空間21中液體直接通過噴嘴4噴出。 所述噴嘴4為一個依靠壓力開啟的提升閥噴嘴，包括一個液體通道4b，一個噴嘴閥件4c，一個噴嘴閥座4d和一個噴嘴閥簧4a，高壓液體從液體通道4b進(jìn)入噴嘴4，當(dāng)液體壓力高于噴嘴閥簧4a之預(yù)設(shè)彈簧力時，噴嘴4打開，將液體噴出。

上述柱塞泵裝置之工作過程如下。

從進(jìn)液口6進(jìn)入的液體通過輸入閥16進(jìn)入壓送空間20，在螺線管電磁力作用下，柱塞泵裝置1進(jìn)入壓送行程，電樞12驅(qū)動柱塞17運(yùn)動，導(dǎo)致壓送空間20容積減小，液體壓力增加，柱塞17繼續(xù)運(yùn)動，液體壓力增加至輸出閥19開啟壓力時，輸出閥19打開，液體進(jìn)入輸出空間21并到達(dá)噴嘴4處，輸出空間21液體壓力上升，噴嘴4開啟，液體輸出，同時，回液部分和氣泡通過回液口5排出。當(dāng)噴射過程結(jié)束，電樞12在復(fù)位彈簧22之彈簧力作用下開始回位運(yùn)動，噴嘴4關(guān)閉，繼而輸出閥19關(guān)閉，當(dāng)壓送空間20中液體壓力繼續(xù)減小，輸入閥16打開，液體由于壓差作用迅速進(jìn)入壓送空間20補(bǔ)充。

在此過程中，空氣源10之氣體通過進(jìn)氣通道11和單向閥23進(jìn)入氣體冷卻腔8，再通過氣體流道8a流出，用于有效冷卻柱塞泵3以及噴嘴4。在液體噴射時，噴嘴4之噴出口4e周圍形成負(fù)壓，進(jìn)一步導(dǎo)致進(jìn)入氣體的定向流動，提高冷卻效果。

圖2所示，為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之柱塞泵裝置之示意圖之二，本發(fā)明提供的第一柱塞泵裝置之結(jié)構(gòu)示意圖與本結(jié)構(gòu)示意圖之區(qū)別之一在于：所述柱塞泵裝置1為一個套筒運(yùn)動型泵，所述套筒18與電樞12以實現(xiàn)同步運(yùn)動的方式連接，電樞12驅(qū)動套筒18運(yùn)動導(dǎo)致壓送空間20壓力變化，實現(xiàn)液體輸出。所述柱塞泵裝置1包括一個輸入閥限位件16d，所述輸入閥限位件16d作用于輸入閥件16a之上，在電樞12回位行程，阻止輸入閥件16a落座，使輸入閥16保持開啟狀態(tài)，以保證液體順利進(jìn)入。本發(fā)明提供的第一柱塞泵裝置之結(jié)構(gòu)示意圖與本結(jié)構(gòu)示意圖之區(qū)別之二在于：所述冷卻裝置7包括一個位于單向閥23下游的儲氣容積9及布置在柱塞泵3以及噴嘴4周圍的氣體冷卻腔8。所述儲氣容積9串聯(lián)于單向閥23和氣體冷卻腔8之間，所述儲氣容積9一方面用于儲存氣體，在氣源壓力下降時可以延長供氣時間；另一方面儲氣容積9可緩沖氣流，使進(jìn)入氣體冷卻腔中的氣流穩(wěn)定。

圖3為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之SCR應(yīng)用例之結(jié)構(gòu)示意圖之一，包括一個尿素罐25，一個低壓輸液泵1a，一個柱塞泵裝置1，一個布置于柱塞泵3之輸出空間21下游的噴嘴4。所述低壓輸液泵1a與組塞泵裝置1串聯(lián)，低壓輸液泵1a為一個包括進(jìn)液通道30，回液通道28和輸出道29的脈沖泵，所述柱塞泵裝置1之進(jìn)液口6通過導(dǎo)管27與輸出道29連接，回液口5通過導(dǎo)管26與尿素罐25之上部空間連通。所述低壓輸液泵1a置于尿素箱內(nèi)，液體經(jīng)過過濾器31過濾后進(jìn)入低壓輸液泵1a，一部以高壓輸出，通過高壓管輸27送至柱塞泵裝置1，另一部分液體以及氣體通過回液通道28排出，其中，液體部分通過排氣泡管32排至尿素罐25上部，液體部分通過外部回路33流回過濾器31之潔凈容積。所述回液通道28路徑上包括一個單向膜片閥34，使得回流液體單向排出，有效防止氣泡回流。所述排氣泡管32之出口32a處包括一個濾網(wǎng)35，以防止臟物進(jìn)入低壓輸液泵1a內(nèi)。所述柱塞泵裝置1為一個螺線管計量泵，柱塞泵裝置1外置于尿素罐25。所述噴嘴4為一種依靠壓力開啟的提升閥噴嘴，將工作液體霧化噴出。提升閥噴嘴4之環(huán)形噴口4e與發(fā)動機(jī)排氣管36相連接，通過螺栓38固定，尿素噴射液40通過噴嘴4噴入到發(fā)動機(jī)排氣管36中與排氣混合37，進(jìn)行尾氣處理。

進(jìn)一步，噴嘴4端包括一個冷卻裝置7，所述冷卻裝置7包括冷卻腔8，氣體單向閥23，單向閥23下游的儲氣容積9和第二單向閥23a。增壓中冷器41之后之進(jìn)氣39，經(jīng)過單向閥23，儲氣容積9以及第二單向閥23a，后由進(jìn)氣通道11將冷卻氣體引入冷卻腔8，并通過氣體流道8a輸出至排氣管36，用于冷卻柱塞泵3和噴嘴4。所述第二單向閥23a布置在氣體冷卻腔8與儲氣容積9之間，以阻止廢氣進(jìn)入儲氣容積9，影響冷卻效果。

圖4為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之SCR應(yīng)用例之結(jié)構(gòu)示意圖之二，本應(yīng)用例之結(jié)構(gòu)示意圖與本第一應(yīng)用例之區(qū)別在于：所述低壓輸液泵1b與柱塞泵裝置1串聯(lián)，低壓輸液泵1b為一個膜片泵，所述柱塞泵裝置1之進(jìn)液口6通過高壓導(dǎo)管27與膜片泵1b連接，回液口5通過導(dǎo)管26與尿素罐25之上部空間連通。經(jīng)過濾器31過濾的液體由低壓輸液泵1b將尿素箱25內(nèi)液體泵至柱塞泵裝置1，并由柱塞泵裝置1計量輸出，通過噴嘴4噴入到發(fā)動機(jī)排氣管36中與排氣混合37，進(jìn)行尾氣處理。

圖5為本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置之DPF應(yīng)用例之結(jié)構(gòu)示意圖，所述柱塞泵裝置1包括一個布置于輸出端的噴嘴4，一個連接回液口5的回液通道42，所述回液通道42的另一端連回油箱（圖中未示出）。所述噴嘴4為一個依靠壓力開啟的提升閥，以有利于噴射液40與排氣37混合的方式安裝于排氣管道36之上。再生燃料從柱塞泵裝置1之進(jìn)液口6進(jìn)入，由柱塞泵裝置1形成高壓液體后輸送至噴嘴4，由噴嘴4霧化噴出，噴射液40與排氣37混合，進(jìn)行排氣處理。在此過程中，柱塞泵裝置1產(chǎn)生的回液以及氣體通過回液通道42排入儲油箱（圖中未示出），同時帶走部分螺線管工作產(chǎn)生的熱量。DPF處于排氣管較熱的區(qū)段，柱塞泵裝置1以及噴嘴4需要較好的冷卻裝置，本應(yīng)用例所包含冷卻裝置7包括氣體冷卻腔8，引入增壓中冷器41之進(jìn)氣39冷卻。

上述PDF再生系統(tǒng)之燃油供給可以直接來自于發(fā)動機(jī)高壓噴射系統(tǒng)低壓供油泵，或者使用DPF油箱從發(fā)動機(jī)主油箱取油。

本發(fā)明提供的高溫環(huán)境液體噴射裝置以及其它基于本發(fā)明精神實質(zhì)的進(jìn)一步的方案均屬本發(fā)明公開和保護(hù)的范圍之內(nèi)。