还原剂给料系统技术方案

技术编号:11923852 阅读:105 留言:0更新日期:2015-08-21 14:26
本实用新型专利技术公开了一种用于发动机的还原剂给料系统,包括连接到还原剂泵入口的还原剂流体储存容器;所述还原剂泵具有与储存容器、调压器入口及喷射器入口流体连接的出口;调压器包括还原剂压力控制阀,当还原剂压力控制阀处于打开位置时,所述还原剂压力控制阀将还原剂泵的出口与储存容器流体连接。压缩气体源与供气控制阀流体连接,当供气控制阀处于打开位置时,所述供气控制阀将压缩气体源与储存容器流体连接。供气控制阀还具有关闭位置且通过控制器在打开位置和关闭位置之间切换。本实用新型专利技术的还原剂给料系统应用在发动机中,可以阻止或限制还原剂流体在高海拔和/或高温下沸腾或蒸发。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于包括还原剂给料系统的内燃机的排气系统。更具体地说,所述还原剂给料系统不易于产生压力脉冲,并可在高海拔及高温下运行而不使还原剂流体明显蒸发或沸腾。
技术介绍
内燃机包括本领域中已知的柴油机、汽油机、气体燃料发动机及其它发动机。这些发动机都产生复杂的排放物混合物。这些排放物包括气体化合物,如氮氧化物NO和顯2或统称NOx。在大气化学中,术语NOx是指NO和NO2的总浓度。由于环保意识的增强,根据发动机的类型、尺寸和/或种类规定发动机排放到大气中的NOx。为了遵守放规定,一些发动机制造商实施了一种被称为选择性催化还原(SCR)的策略。SCR是一种排气处理工艺,其中选择性地将还原剂,最常见的为尿素((NH2)2CO)或水/尿素溶液,注入发动机的排气流中并且使其吸附在下游基质上。所吸附的尿素分解为氨气(NH3),氨气与排气中的NOx反应形成水(H 20)和双原子氮气(N2)。还原剂给料系统可用于将还原剂(例如尿素)引入排气流中。在一个实例中,尿素水溶液可储存在罐中。尿素水溶液或还原剂流体可被称为DEF (柴油机排气处理液),并可由约32.5 wt%的尿素和约67.5 wt%的水组成。当动力系统或发动机运行并产生排气时,从罐中泵出DEF并通过喷射器将其间歇地喷射到排气流中。一些还原剂给料系统通过在监测DEF压力的同时改变泵速来控制DEF压力。然而,这种还原剂给料系统可产生压力脉冲,此无法通过更改泵速进行精确控制。此夕卜,结合在高海拔(低环境压力)处和/或在高温下的运行,泵吸管中的压降可导致DEF的明显蒸发或沸腾。DEF的蒸发或沸腾可导致蒸汽和流体的混合物进入泵,从而妨碍将DEF精确给料到排气流中。CN101818675通过完全取消泵以及加压DEF罐避免了对更改泵速的依赖。虽然这种无泵系统适用于具有柴油机的客运车辆,但是在没有泵的情况下,仅依靠加压DEF罐可能不适合大型柴油动力系统,如卡车、发电机、建筑设备、采矿设备等的柴油动力系统。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于发动机的还原剂给料系统,可以阻止或限制还原剂流体在高海拔和/或高温下沸腾或蒸发。本技术提出了一种还原剂给料系统,用于发动机中,所述还原剂给料系统包括容纳还原剂流体的储存容器,所述储存容器与还原剂泵的入口流体连接;还原剂泵具有与储存容器、调压器入口及喷射器入口流体连接的出口 ;所述调压器包括还原剂压力控制阀,当还原剂压力控制阀处于打开位置时,所述还原剂压力控制阀将还原剂泵的出口与储存容器流体连接;所述还原剂给料系统还包括压缩气体源,所述压缩气体源与供气控制阀流体连接,当供气控制阀处于打开位置时,所述供气控制阀将压缩气体源与储存容器流体连接;所述供气控制阀还具有关闭位置,所述供气控制阀联接到控制器,所述控制器用于控制供气控制阀在所述打开位置和关闭位置之间切换。优选的,所述还原剂压力控制阀为常闭定向控制阀,当所述还原剂泵的出口压力超过预定值时,所述常闭定向控制阀切换至打开位置。进一步的,所述还原剂压力控制阀包括与所述储存容器流体连接的出口,所述还原剂泵的出口也与所述还原剂压力控制阀的出口连接;在所述还原剂泵的出口和所述还原剂压力控制阀的出口之间设置有止回阀,阻止流体从所述还原剂压力控制阀的出口流向所述还原剂泵的出口但允许流体从所述还原剂泵的出口流向所述还原剂压力控制阀的出口。又进一步的,所述控制器与环境空气压力传感器联接,并且当环境空气压力降到低于预定值时,所述控制器将所述供气控制阀切换到所述打开位置。其中,所述压缩气体源和所述还原剂泵都由发动机驱动。进一步的,所述还原剂给料系统还包括压力传感器,所述压力传感器与所述还原剂泵的出口流体连接并与所述控制器联接,其中,当所述还原剂泵的出口压力降到低于预定值时,所述控制器打开所述供气控制阀;当所述还原剂泵的出口压力上升到超过预定值时,所述控制器关闭所述供气控制阀。再进一步的,所述还原剂给料系统还包括流体连接在所述喷射器和排气流之间的输出孔。优选的,所述的还原剂给料系统还包括空气压力释放阀,所述空气压力释放阀与所述供气控制阀和所述储存容器流体连接并且设置在所述供气控制阀和所述储存容器之间。更进一步的,所述还原剂压力控制阀包括与所述还原剂泵的出口流体连接的入口和与还原剂回流管流体连接的出口,当所述还原剂压力控制阀处于打开位置时,所述还原剂回流管将所述还原剂压力控制阀与所述储存容器流体连接;其中,所述储存容器与泄压阀流体连接,且所述喷射器为具有打开位置和关闭位置的常闭定向控制阀并包括与所述控制器联接的螺线管,所述控制器用于控制所述常闭定向控制阀在所述打开位置和所述关闭位置间切换。另一方面,本技术还提出了一种动力源,包括连接到排气系统的发动机。排气通过选择性催化还原(SCR)模块。排气还可与设置在SCR模块上游的还原剂给料系统流体连接。还原剂给料系统可包括容纳还原剂流体的储存容器、压缩气体源和还原剂泵。压缩气体源和还原剂泵可耦接到发动机并由发动机驱动。储存容器可与还原剂泵入口流体连接。还原剂泵可具有出口,所述出口可与储存容器、调压器入口及喷射器入口流体连接。调压器可包括还原剂压力控制阀,当还原剂压力控制阀处于打开位置时,所述还原剂压力控制阀将还原剂泵的出口与储存容器流体连接。压缩气体源可与供气控制阀流体连接。当供气控制阀处于打开位置时,所述供气控制阀可将压缩气体源与储存容器流体连接。供气控制阀还可具有关闭位置,且供气控制阀可与控制器联接,所述控制器控制所述供气控制阀在打开位置和关闭位置之间切换。本技术的还原剂给料系统应用在发动机中,可以阻止或限制还原剂流体在高海拔和/或高温下沸腾或蒸发。结合附图阅读时,根据以下详细说明,其它优点和特征将显而易见。【附图说明】请参考根据附图更详细说明的实施例,以便更完整地理解所公开的方法和装置,其中:图1是所公开的示例性动力系统的透视图;图2是图1的动力系统的示意图,其详细说明了所公开的还原剂给料系统。应了解,附图并不必按比例绘制并且所公开的实施例有时用图解方式和局部视图方式进行说明。在某些情况下,可以忽略对理解所公开的方法和装置不必要的或使其它细节难以理解的细节。当然,应了解,本技术不局限于本文所描述的特定实施例。【具体实施方式】图1和图2示出了具有发动机11和还原剂给料系统12的示例性动力系统10。发动机11可为可操作地燃烧燃料并产生机械动力输出和排气流的内燃机。发动机11的排气在释放到大气中时可被引导通过后处理系统13。在一个实例中,后处理系统13可使用还原催化剂,所述还原催化剂配置为在将排气排放到大气中之前在还原剂存在的情况下将排气成分减少到可接受的程度。如图1中标记13所示的这种后处理系统通常称为选择型催化还原(SCR)系统或模块。还原剂给料系统12可配置为提供还原过程所用的准确量的还原剂,所述还原过程发生在SCR模块或后处理系统13中。可以设想的是,发动机11可与发电机14相关联,所述发电机14将发动机11的机械动力转换为电力。在一个实施例中,发动机11当前第1页1 2 3 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种还原剂给料系统,用于发动机中,其特征在于,包括:储存容器,其容纳还原剂流体;所述储存容器与还原剂泵的入口流体连接,所述还原剂泵具有与所述储存容器、调压器入口和喷射器入口流体连接的出口;所述调压器包括还原剂压力控制阀,当所述还原剂压力控制阀处于打开位置时,所述还原剂压力控制阀将所述还原剂泵的出口与所述储存容器流体连接; 所述还原剂给料系统还包括压缩气体源,其与供气控制阀流体连接,当所述供气控制阀处于打开位置时,所述供气控制阀将所述压缩气体源与所述储存容器流体连接,所述供气控制阀还具有关闭位置,所述供气控制阀与控制器联接,所述控制器用于控制所述供气控制阀在所述打开位置和所述关闭位置之间切换。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:K·迪亚B·E·纳尔逊B·M·科尔
申请(专利权)人:卡特彼勒公司
类型:新型
国别省市:美国;US

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