选择性催化还原系统及其吹扫方法技术方案

本发明专利技术涉及选择性催化还原系统及其吹扫方法。具体提出了一种存储添加剂并将其喷射到内燃机排放气体中的系统，包括存储添加剂的容器（1）、喷射器（3）和将添加剂从容器（1）经由喷射通道（2）传输到所述喷射器（3）的泵（6），该系统还包括安装在泵（6）和喷射通道（2）之间的吹扫设备（5）。该吹扫设备包括室（52）和被可滑动地安装在该室中的带活塞的活动系统（53、54），吹扫设备被设计为使得：活动系统在一个滑动方向（S1）上的运动导致在所述室中打开添加剂通向喷射通道的通路；并且活动系统在另一个滑动方向（S2）上的运动在所述室中产生抽吸效应，其体现为包含在喷射通道中的添加剂至少一部分逆流到所述室中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。具体提出了一种存储添加剂并将其喷射到内燃机排放气体中的系统，包括存储添加剂的容器（1）、喷射器（3）和将添加剂从容器（1）经由喷射通道（2）传输到所述喷射器（3）的泵（6），该系统还包括安装在泵（6）和喷射通道（2）之间的吹扫设备（5）。该吹扫设备包括室（52）和被可滑动地安装在该室中的带活塞的活动系统（53、54），吹扫设备被设计为使得：活动系统在一个滑动方向（S1）上的运动导致在所述室中打开添加剂通向喷射通道的通路；并且活动系统在另一个滑动方向（S2）上的运动在所述室中产生抽吸效应，其体现为包含在喷射通道中的添加剂至少一部分逆流到所述室中。【专利说明】
本专利技术涉及SCR (选择性催化还原)系统以及用于吹扫(purge)该系统的方法。
技术介绍
关于车辆和载重车排放的法律尤其要求减少向大气排放氮氧化物NOx排放物。为了达到该目的，已知SCR (选择性催化还原，英文为“Selective CatalyticReduction”)方法，该方法允许通过在排放管路中喷射还原剂(通常为氨)来还原氮氧化物。该氨可以来自于氨前体溶液的热分解，该氨前体溶液的浓度可以是共晶浓度。这种氨前体通常为尿素溶液。通过SCR方法，当以优化的效率燃烧时发动机中产生的高水平的NOx排放物在离开发动机时在催化剂中被处理。该处理要求使用浓度精确和质量极高的还原剂。因此，对该溶液进行精确计量，并喷射到排放气体流中，在该排放气体流中，该溶液在将氮氧化物(NOx)转化成氮气(N2)和水(H2O)之前水解。为此，需要为车辆配备包含添加剂溶液(通常为尿素)的容器，以及用于计量出期望量的添加剂并将其喷入排放管路的设备。由于通常被用于这个目的的尿素水溶液(尿素重量浓度为32.5%的共晶溶液)在-1re发生冻结，因此需要布置加热装置，用于在冻结状态启动的情况下使该溶液液化，以便能够将该溶液喷射到排放管路中。另外，为了方便系统在冻结情况下的运行、再次启动，并为了避免用于传输尿素的、通常为柔性的管道破裂，有利的是，在系统运行结束时吹扫通道。特别地，有利的是，吹扫将添加剂容器连接到喷射器的喷射管路(也称为“喷射通道”)。为此，在现有技术中，已经提供了多种吹扫设备。例如，已经提出一种SCR系统，在该系统中，管路吹扫通过借助于系统的泵抽吸排放气体穿过喷射器来实现，为此，所述泵或者反向转动，或者与允许使气流反转的阀门关联。这样，该类已知的吹扫设备要么需要双向泵(或者两个泵，每个泵与另一个泵方向相反地转动)，要么需要由计算器电动控制的4/2通路阀门。该类已知的设备特别地复杂和昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过提出一种非常简单的吹扫设备来解决该问题，所述吹扫设备允许有效地实现喷射通道和/或喷射器的吹扫。因此，本专利技术涉及一种用于存储添加剂并将添加剂喷射到内燃机的排放气体中的系统，所述系统包括用于存储添加剂的容器、喷射器和用于将添加剂从所述容器经由喷射通道传输到所述喷射器的泵，所述系统还包括安装在所述泵和所述喷射通道之间的吹扫设备。所述吹扫设备被设计为包括限定至少一个室的外壳和被可滑动地安装在所述室中的带活塞的活动系统，所述吹扫设备被设计为使得:所述活动系统在一个滑动方向上的运动导致在所述室中打开所述添加剂通向所述喷射通道的通路；并且所述活动系统在另一个滑动方向上的运动在所述室中产生抽吸效应，所述抽吸效应体现为包含在所述喷射通道中的添加剂至少一部分逆流到所述室中本专利技术范围涉及的添加剂优选地为能够还原内燃机排放气体存在中的NOx的还原剂。有利地，添加剂为直接使用(这具有相关的安全和腐蚀问题)或在排放气体中基于例如尿素的前体(这允许避免前述问题)原地产生的氨。本专利技术使用尿素时产生良好的结果，尤其是在使用尿素水溶液时。共晶溶液(在重量上包括32.5%的尿素)很合适。本专利技术能够适用于任何会在其排放气体中产生NOx的内燃机。符合本专利技术的系统包括至少一个用于存储添加剂的容器和至少一个用于将添加剂带向发动机排放管的喷射通道(或管路)。该通道在其端部处设有喷射器，该喷射器允许将添加剂喷射到排放气体中。符合本专利技术的系统还包括用于将添加剂从添加剂容器带向喷射器的泵。该泵可以位于添加剂容器中(其优点在于泵与容器一起构成紧凑集成的模块)，或者考虑到腐蚀性的环境，位于添加剂容器外部。它的构成材料优选地在耐腐蚀的金属(尤其是某些牌号的不锈钢和铝)中选择。通常，符合本专利技术的系统包括与喷射器连接的计算器，该计算器允许在排放气体中喷射所需的添加剂量(尤其是根据以下参数=NOx的排放和转换率；温度和压力；发动机的速度和荷载等)。符合本专利技术的吹扫设备基于使用带活塞的活动系统，其中所述活塞可滑动地安装在室中。有利地，所述室包括与泵联通的入口和与喷射通道联通的出口。活动系统可以进行沿着第一滑动方向的去程和沿着第二滑动方向(与第一方向相反)的回程。在去程期间，活动系统使所述室的入口和出口联通。由此，由泵提供的添加剂可以向着喷射通道流通。在其回程期间，活动系统关闭所述室的入口和出口之间的联通，并在所述室中造成抽吸效应。这体现为包含在喷射通道中的添加剂逆流到所述室中。因此在活动系统在所述室中的移动的作用下实现了部分的吹扫。优选地，在吹扫期间，停止泵，并打开喷射器。泵的停止和喷射器的打开按顺序地进行。优选地，停止泵，降低压力，然后打开喷射器。对活动系统的移动的控制是自动的，并且完全是机械的。如下文所述，活动系统可以在由积累和释放能量的弹性元件施加的推力作用下沿着第二滑动方向移动。因此，本专利技术提出一种“无源(passif)”吹扫设备，即运行时没有任何供电或任何来自于计算器(或其他控制单元)的控制信号的吹扫设备。在本专利技术中，在发动机停止时启动吹扫，更具体地在泵停止时启动吹扫。在本专利技术的一个有利配置中，当泵运行时，添加剂进入室中，并沿着第一滑动方向推动活动系统。当停止泵时，引发本专利技术活动系统沿着第二滑动方向(与第一方向相反)的移动。然后，打开喷射器，以让空气进入到喷射通道中并因此允许活动系统沿着第二滑动方向继续进行其行程(回程)。因此，对活动系统的移动的控制是简单自动的。实际上，活动系统的移动方向由泵的运行状态(运行/停止)和喷射器的运行状态(打开/关闭)来调节。停止泵的时刻和打开喷射器的时刻之间的时间长度优选地非常短。根据一个特别有利的实施例，活动系统包括被可滑动地安装在室中、顶着至少一个弹簧的活塞。符合本专利技术的吹扫设备因此易于生产和安装。该设备的优点还在于具有小的体积。活塞优选地是密封的。活塞被安装在室中，使得可以在室中限定第一容积和第二容积。活塞沿着一个滑动方向的移动同时导致室的第一容积的增大和室的第二容积的减小，并相反地在活塞沿着另一滑动方向移动时导致室的第一容积的减小和室的第二容积的增大。在一个特定的实施例中，弹簧包括连结在活塞至少一部分上的第一端部和连结在(限定室的)外壳的至少一部分上的第二端部。当泵运行时，添加剂进入到室的第一容积中，并沿着一个滑动方向推动活塞。活塞沿着一个滑动方向的移动导致弹簧被压缩(弹簧积累能量)。当停止泵时，弹簧就倾向于恢复其初始形状(弹簧释放积累的能量)。活塞因此被沿着另一滑动方向推动。在活塞沿着另一滑动方向移动的作用下，密封活塞像注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于存储添加剂并将添加剂喷射到内燃机的排放气体中的系统，所述系统包括用于存储添加剂的容器（1）、喷射器（3）和用于将添加剂从所述容器（1）经由喷射通道（2）传输到所述喷射器（3）的泵（6），所述系统还包括安装在所述泵（6）和所述喷射通道（2）之间的吹扫设备（5），所述系统的特征在于，所述吹扫设备包括室（52；72）和可滑动地安装在所述室中的、带活塞的活动系统（53、54；73、74），所述吹扫设备被设计为使得：所述活动系统在一个滑动方向（S1）上的运动导致在所述室中打开所述添加剂通向所述喷射通道的通路；并且所述活动系统在另一个滑动方向（S2）上的运动在所述室中产生抽吸效应，所述抽吸效应体现为至少一部分包含在所述喷射通道中的添加剂逆流到所述室中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·让诺，弗朗克·道希，斯蒂芬·伦纳德，
申请(专利权)人：英瑞杰汽车系统研究公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE