本發(fā)明涉及車輛尿素箱加熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于整車的尿素箱加熱系統(tǒng)及其加熱方法。

背景技術(shù)：

目前，對于采用SCR(選擇性催化還原技術(shù))技術(shù)處理后的車輛，需要在發(fā)動機排放的尾氣中噴射尿素溶液，從而使得該尿素溶液與尾氣中的氮氧化物發(fā)生氧化還原反應，從而生成無污染的氮氣和水蒸氣排出到大氣中。尿素溶液通常位于尿素箱中，車輛如果在較低的環(huán)境中運行時，尿素箱中的尿素溶液容易發(fā)生結(jié)冰的現(xiàn)象，從而使得尿素泵、尿素噴嘴以及尿素溶液輸送管路發(fā)生堵塞，造成尿素供給系統(tǒng)無法正常工作。

基于上述的分析，需設計一種能夠利用渦輪增壓器產(chǎn)生的廢熱來給尿素箱進行加熱，從而保證尿素供給系統(tǒng)的正常工作的用于整車的尿素箱加熱系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種用于整車的尿素箱加熱系統(tǒng)及其加熱方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的車輛在低溫環(huán)境下運行時，會使得尿素箱中的尿素溶液發(fā)生結(jié)冰的現(xiàn)象，從而造成尿素供給系統(tǒng)無法正常工作的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于整車的尿素箱加熱系統(tǒng)，包括：尿素箱，在所述尿素箱中容納有尿素溶液，其中，所述尿素箱的進氣口通過第一加熱管路與渦輪增壓器的出氣口相連通，所述尿素箱的出氣口通過第二加熱管路與所述渦輪增壓器的進氣口相連通；以及設置在所述第一加熱管路上且能為從所述渦輪增壓器的所述出氣口流出的熱空氣提供循環(huán)動力的動力泵。

其中，所述加熱系統(tǒng)還包括設置在所述尿素箱上且能檢測所述尿素箱中的尿素溶液的溫度的溫度傳感器。

其中，在所述第一加熱管路上還設有能夠控制所述第一加熱管路的通斷的電磁單向閥。

其中，所述加熱系統(tǒng)還包括分別與所述溫度傳感器以及所述電磁單向閥電連接且能控制所述電磁單向閥的打開和關(guān)閉的主控器。

其中，在所述尿素箱中還設有能夠?qū)δ蛩厝芤哼M行加熱的熱空氣加熱管路，其中，所述熱空氣加熱管路的第一端與所述渦輪增壓器的出氣口相連通，所述熱空氣加熱管路的第二端與所述渦輪增壓器的進氣口相連通。

其中，所述熱空氣加熱管路構(gòu)造為從所述尿素箱的進氣口朝所述尿素箱的出氣口呈螺旋式延伸的螺旋狀加熱管路。

其中，在所述第二加熱管路上構(gòu)造有通口，所述加熱系統(tǒng)還包括與所述通口相匹配的空氣進氣管路，其中，在所述第二加熱管路和所述空氣進氣管路相連通的部位設有三通換向閥。

其中，在所述空氣進氣管路上設有能夠過濾空氣中的雜質(zhì)的空濾器。

其中，在所述第一加熱管路上還設有安全閥。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供了一種加熱方法，包括：

通過溫度傳感器檢測所述尿素箱中的尿素溶液的實際溫度；將所述實際溫度與預設溫度進行比較；若所述實際溫度大于所述預設溫度，則所述溫度傳感器向主控器發(fā)送信號，主控器接收到信號后，控制電磁單向閥關(guān)閉，以保證尿素箱中的尿素溶液處于適合的溫度范圍內(nèi)；若所述實際溫度小于所述預設溫度，則所述溫度傳感器向主控器發(fā)送信號，主控器接收到信號后，控制電磁單向閥打開，以將渦輪增壓器壓縮后產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)所述第一加熱管路輸送到所述尿素箱中，從而完成對尿素溶液的加熱。

其中，所述適合的溫度范圍為大于等于7攝氏度且小于等于15攝氏度。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的加熱系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

通過渦輪增壓器將整車的進氣系統(tǒng)中的空氣進行壓縮，從而將該進氣系統(tǒng)中的空氣轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟群蛪毫^高的熱空氣，在動力泵的泵送作用下，將該熱空氣經(jīng)該第一加熱管路輸送到尿素箱中，通過該熱空氣與尿素箱中的尿素溶液進行熱交換，從而將熱空氣釋放出的熱量用于給尿素箱中的尿素溶液進行加熱，經(jīng)過換熱后的熱空氣的溫度和壓力會相對地降低，在動力泵的泵送作用下，將其重新送入到渦輪增壓器中進行重新受熱加壓，以為下一次的加熱循環(huán)做準備。這樣，通過利用渦輪增壓器壓縮的整車的進氣系統(tǒng)中的空氣后產(chǎn)生的熱量來給尿素箱中的尿素溶液進行加熱，從而不僅實現(xiàn)了對尿素箱中的尿素溶液的加熱，避免了因尿素溶液結(jié)冰，導致尿素供給系統(tǒng)無法正常工作的弊端。同時，通過利用渦輪增壓器壓縮空氣后產(chǎn)生的廢熱來給尿素溶液進行加熱，從而大大地節(jié)省了能量的消耗，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實施例的用于整車的尿素箱加熱系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例的用于整車的尿素箱加熱系統(tǒng)的加熱方法的步驟流程示意圖。

圖中，100：加熱系統(tǒng)；1：尿素箱；11：進氣口；12：出氣口；13：熱空氣加熱管路；131：第一端；132：第二端；2：第一加熱管路；21：出口；3：第二加熱管路；31：入口；4：動力泵；5：溫度傳感器；6：電磁單向閥；7：主控器；8：空氣進氣管路；9：三通換向閥；10：空濾器；200：渦輪增壓器；201：出氣口；202：進氣口；20：安全閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，圖1示意性地顯示了該加熱系統(tǒng)100包括尿素箱1、第一加熱管路2、第二加熱管路3以及動力泵4。

在本申請的實施例中，該尿素箱1能夠與渦輪增壓器200相連通，該尿素箱1的內(nèi)部構(gòu)造有容納空間，在該尿素箱1中容納有尿素溶液，其中，該尿素箱1的進氣口11通過第一加熱管路2與渦輪增壓器200的出氣口201相連通，該尿素箱1的出氣口12通過第二加熱管路3與渦輪增壓器200的進氣口202相連通。由此，便在該渦輪增壓器200以及尿素箱1之間形成了相對獨立的制熱環(huán)路。

動力泵4設置在第一加熱管路2上且能為從渦輪增壓器200的出氣口201流出的熱空氣提供循環(huán)動力。這樣，通過渦輪增壓器200將整車的進氣系統(tǒng)中的空氣進行壓縮，從而將該進氣系統(tǒng)中的空氣轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟群蛪毫^高的熱空氣，在動力泵4的泵送作用下，將該熱空氣經(jīng)該第一加熱管路2輸送到尿素箱1中，通過該熱空氣與尿素箱1中的尿素溶液進行熱交換，從而將熱空氣釋放出的熱量用于給尿素箱1中的尿素溶液進行加熱，經(jīng)過換熱后的熱空氣的溫度和壓力會相對地降低，在動力泵4的泵送作用下，將其重新送入到渦輪增壓器200中進行重新受熱加壓，以為下一次的加熱循環(huán)做準備。這樣，通過利用渦輪增壓器200壓縮的整車的進氣系統(tǒng)中的空氣后產(chǎn)生的熱量來給尿素箱1中的尿素溶液進行加熱，從而不僅實現(xiàn)了對尿素箱1中的尿素溶液的加熱，避免了因尿素溶液結(jié)冰，導致尿素供給系統(tǒng)無法正常工作的弊端。同時，通過利用渦輪增壓器200壓縮空氣后產(chǎn)生的廢熱來給尿素溶液進行加熱，從而大大地節(jié)省了能量的消耗，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。

如圖1所示，為進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案中的加熱系統(tǒng)100，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，該加熱系統(tǒng)100還包括設置在尿素箱1上且能檢測尿素箱1中的尿素溶液的溫度的溫度傳感器5。需要說明的是，當尿素溶液的溫度范圍為大于等于7攝氏度且小于等于15攝氏度時，尿素溶液的工作性能比較穩(wěn)定，不容易結(jié)晶，有利于與氮氧化物發(fā)生氧化還原反應，且能夠使得氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的氮氣的轉(zhuǎn)化率較高。這樣，通過該溫度傳感器5的設置，能夠?qū)崟r檢測尿素箱1中的尿素溶液的溫度的變化，一旦該溫度傳感器5檢測到尿素箱1中的尿素溶液的溫度低于7攝氏度時，就會將信號發(fā)送給如下所述的主控器7，通過該主控器7來控制如下所述的電磁單向閥6打開，以將從渦輪增壓器200中流出的溫度較高的熱空氣經(jīng)第一加熱管路2輸送到尿素箱1中，從而為尿素箱1中的尿素溶液進行加熱。

當該溫度傳感器5檢測到尿素箱1中的尿素溶液的溫度高于15攝氏度后，溫度傳感器5向主控器7發(fā)送信號，通過該主控器7來控制如下所述的電磁單向閥6關(guān)閉，以將第一加熱管路2切斷，從而避免從渦輪增壓器200中流出的溫度較高的熱空氣繼續(xù)輸送到尿素箱1中。需要說明的是，通過該溫度傳感器5的設置，使得尿素箱1中的尿素溶液能夠處在比較適合的溫度范圍內(nèi)，從而保證了尿素溶液能夠具有較好的工作性能。

在本發(fā)明的一個實施例中，在該第一加熱管路2上還設有能夠控制第一加熱管路2的通斷的電磁單向閥6。也就是說，通過該電磁單向閥6的設置，能夠使該電磁單向閥6根據(jù)尿素箱1中的尿素溶液的溫度變化，來進行相應的打開和關(guān)閉。

在另一個實施例中，該加熱系統(tǒng)100還包括分別與溫度傳感器5以及電磁單向閥6電連接且能控制電磁單向閥6的打開和關(guān)閉的主控器7。具體地，當該溫度傳感器5檢測到當前的尿素箱1中的尿素溶液的溫度低于7攝氏度后，該溫度傳感器5會向主控器7發(fā)送信號，主控器7接收到信號后，控制電磁單向閥6打開，從而使得從渦輪增壓器200中流出的溫度較高的熱空氣經(jīng)該第一加熱管路2輸送到尿素箱1中，以對尿素溶液進行加熱。

反之，當該溫度傳感器5檢測到當前的尿素箱1中的尿素溶液的溫度高于15攝氏度后，該溫度傳感器5會向主控器7發(fā)送信號，主控器7接收到信號后，控制電磁單向閥6關(guān)閉，從而避免從渦輪增壓器200中流出的溫度較高的熱空氣繼續(xù)進入到尿素箱1中，造成影響尿素溶液的溫度的弊端。

如圖1所述，在本發(fā)明的一個實施例中，在尿素箱1中還設有能夠?qū)δ蛩厝芤哼M行加熱的熱空氣加熱管路13，其中，熱空氣加熱管路13的第一端131與渦輪增壓器200的出氣口201相連通，該熱空氣加熱管路13的第二端132與渦輪增壓器200的進氣口202相連通。這樣，通過該熱空氣加熱管路13的設置，能夠方便熱空氣的流動，從而可以更有效地對尿素溶液進行加熱。

在另一個實施例中，為進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案中的熱空氣加熱管路13，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，該熱空氣加熱管路13構(gòu)造為從尿素箱1的進氣口11朝尿素箱1的出氣口12呈螺旋式延伸的螺旋狀加熱管路。這樣，通過將該熱空氣加熱管路13構(gòu)造為螺旋狀加熱管路，從而可以有效地增大熱空氣與尿素箱1中的尿素溶液的接觸面積，以實現(xiàn)熱空氣與尿素溶液的快速換熱，進一步地，提高了給尿素溶液加熱的效率。

在一個實施例中，在第二加熱管路3上構(gòu)造有通口，該加熱系統(tǒng)100還包括與通口相匹配的空氣進氣管路8，其中，在該第二加熱管路3和空氣進氣管路8相連通的部位設有三通換向閥9。具體地，通過將該三通換向閥9設置在該第二加熱管路3和空氣進氣管路8相連通的部位，從而使得整車的進氣系統(tǒng)中的空氣能夠順利地進入到渦輪增壓器200中，避免在未經(jīng)渦輪增壓器200進行加壓后，通過第二加熱管路3進入到尿素箱1中，進一步地，避免影響尿素箱1中的尿素溶液的溫度。

在本發(fā)明的一個實施例中，在該空氣進氣管路8上設有能夠過濾空氣中的雜質(zhì)的空濾器10。該空濾器10的設置，能夠有效地過濾掉空氣中的雜質(zhì)，一方面，避免空氣中混有雜質(zhì)進入到渦輪增壓器200中，以對渦輪增壓器200造成損壞，另一方面，也大大地提高了熱空氣的潔凈度，避免由于熱空氣中混有雜質(zhì)，導致在第一加熱管路2和第二加熱管路3之間進行往復循環(huán)時，使得第一加熱管路2和第二加熱管路3的內(nèi)壁因附著有雜質(zhì)，造成縮小其流通口徑的情況。

如圖1所示，在一個實施例中，在第一加熱管路2上還設有安全閥20。具體地，當電磁單向閥6發(fā)生損壞時，可通過安全閥20來打開或關(guān)閉第一加熱管路2，從而避免加壓后的熱空氣的氣壓過大，導致對第一加熱管路2以及第二加熱管路3造成炸裂的情況，進一步地，避免熱氣流泄漏的情況，同時，也保證了人身安全。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種使用加熱系統(tǒng)100的加熱方法，該加熱方法的具體步驟為：

步驟S410，通過溫度傳感器5檢測尿素箱1中的尿素溶液的實際溫度。也就是說，該溫度傳感器5能夠?qū)崟r檢測尿素箱1中的尿素溶液的溫度，并將該尿素溶液的溫度情況以信號的形式傳遞給主控器7，該主控器7接收到信號后，會控制電磁單向閥6進行相應的打開和關(guān)閉。

步驟S420，將實際溫度與預設溫度進行比較。通過主控器7將溫度傳感器5檢測到的實際溫度與預設溫度進行比較，從而根據(jù)比較后的結(jié)果來控制電磁單向閥6的打開和關(guān)閉。

步驟S430，若實際溫度大于預設溫度，則溫度傳感器5向主控器7發(fā)送信號，主控器7接收到信號后，控制電磁單向閥6關(guān)閉，以保證尿素箱1中的尿素溶液處于適合的溫度范圍內(nèi)。也就是說，通過該溫度傳感器5對尿素箱1中的尿素溶液進行實時的檢測，從而保證尿素箱1中的尿素溶液處在適合的溫度范圍內(nèi)，進一步地，保證尿素溶液的工作性能，使其與汽車尾氣中的氮氧化物發(fā)生氧化還原反應，進一步地，使得氧化還原反應后生成的氮氣的體積較多，提高轉(zhuǎn)化效率。

步驟S440，若實際溫度小于預設溫度，則溫度傳感器5向主控器7發(fā)送信號，主控器7接收到信號后，控制電磁單向閥6打開，以將渦輪增壓器200壓縮后產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)第一加熱管路2輸送到尿素箱1中，從而完成對尿素溶液的加熱。也就是說，通過該溫度傳感器5對尿素箱1中的尿素溶液的溫度的實時檢測，一旦尿素箱1中的尿素溶液的溫度低于預設溫度后，通過該溫度傳感器7向主控器7發(fā)送信號，從而通過主控器7控制電磁單向閥6打開，以將渦輪增壓器200中的溫度較高的熱空氣經(jīng)該第一加熱管路2輸送到尿素箱1中，從而完成對尿素箱1中的尿素溶液的加熱，當將該尿素溶液的溫度加熱到適合的范圍內(nèi)后，停止加熱。

在本發(fā)明的一個實施例中，該適合的溫度范圍為大于等于7攝氏度且小于等于15攝氏度。具體地，尿素溶液的溫度范圍為大于等于7攝氏度且小于等于15攝氏度時，尿素溶液的工作性能比較穩(wěn)定，不容易結(jié)晶，有利于與氮氧化物發(fā)生氧化還原反應，且能夠使得氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的氮氣的轉(zhuǎn)化率較高。

綜上所述，通過渦輪增壓器200將整車的進氣系統(tǒng)中的空氣進行壓縮，從而將該進氣系統(tǒng)中的空氣轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟群蛪毫^高的熱空氣，在動力泵4的泵送作用下，將該熱空氣經(jīng)該第一加熱管路2輸送到尿素箱1中，通過該熱空氣與尿素箱1中的尿素溶液進行熱交換，從而將熱空氣釋放出的熱量用于給尿素箱1中的尿素溶液進行加熱，經(jīng)過換熱后的熱空氣的溫度和壓力會相對地降低，在動力泵4的泵送作用下，將其重新送入到渦輪增壓器200中進行重新受熱加壓，以為下一次的加熱循環(huán)做準備。這樣，通過利用渦輪增壓器200壓縮的整車的進氣系統(tǒng)中的空氣后產(chǎn)生的熱量來給尿素箱1中的尿素溶液進行加熱，從而不僅實現(xiàn)了對尿素箱1中的尿素溶液的加熱，避免了因尿素溶液結(jié)冰，導致尿素供給系統(tǒng)無法正常工作的弊端。同時，通過利用渦輪增壓器200壓縮空氣后產(chǎn)生的廢熱來給尿素溶液進行加熱，從而大大地節(jié)省了能量的消耗，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。