用于选择性催化还原系统的还原剂输送单元的排放系统技术方案

本发明专利技术涉及用于选择性催化还原系统的还原剂输送单元的排放系统。一种排放程序，其是喷射器的一部分，所述喷射器可以用作还原剂输送单元(RDU)的一部分，其中RDU是用于向排气系统中喷射柴油排气流体的选择性催化还原系统的一部分，以控制排气排放。RDU将还原剂载体输送至发动机排气系统。排放过程包括控制策略，其用以改善排放循环的质量(即，增加排出的流体量)。调节排放事件的序列，以便在流体供应线路和喷射器中生成强大的真空--这通过增加穿过喷射器的初始流量而增强排放的效率。然而，在打开喷射器时，流体路径内的压力增加至稍低于喷射器外的环境压力的水平，因此气体流量被大幅降低。

【技术实现步骤摘要】
用于选择性催化还原系统的还原剂输送单元的排放系统
本专利技术总体上涉及用于作为选择性催化还原系统的一部分的还原剂输送单元的排放程序。
技术介绍
欧洲和北美洲的新排放法规驱使实施新的排气后处理系统，特别是用于稀燃技术的，比如压缩点火(柴油)发动机，以及分层进气火花点火发动机(通常为直接喷射)，其在稀薄和超稀薄状态下操作。稀燃发动机呈现出高水平的氧化氮排放(NOx)，其在稀燃燃烧的富氧排气环境特性中难以处理。当前开发了排气后处理技术，其在这些状态下处理NOx。这些技术之一包括催化剂，其促进氨(NH3)与排气氧化氮(NOx)反应，以产生氮(N2)和水(H2O)。该技术被称为选择性催化还原(SCR)。氨在其处于汽车环境中的纯净形式中难以处理，因此这些系统惯用的是使用液态的含水尿素溶液，尿素(CO(NH2)2)的浓度一般为32%。该溶液被称为AUS-32，并且还以其商用名称AdBlue被知晓。尿素一般是通过使用喷射器被输送至热排气流，并在进入催化剂中之前被转变为氨。更具体地，尿素被输送至热排气流，并在经历热解之后在排气中转变为氨，或热分解为氨和异氰酸(HNCO)。异氰酸然后在排气中存在水的情况下经历水解，并转变为氨和二氧化碳(CO2)，并且源自热解和水解的氨然后如前面描述那样经历与氧化氮的催化反应。AUS-32或AdBlue具有-11C的冰点，并且在寒冷气候中预期会发生系统冻结。因为这些流体是含水的，所以在冻结时过渡到固态之后发生体积膨胀。这样膨胀的冰可在比如喷射器或流体供应管等任何封闭空间上施加显著的作用力。该膨胀可能对喷射单元造成损坏，因此，喷射系统一般在发动机关闭时排放喷射单元，以移除容纳在其中的流体。在已知的系统构造中，喷射器排放用于在不使用喷射器时从喷射器移除流体。已发现的是，该方法的效率不是100%的，即，在喷射器单元中会残留一定量的流体。尽管残留流体量可能不会总是足以导致在冻结(对于膨胀的冰可获得膨胀体积)时损坏喷射器，但是还在存在风险，即在发动机热浸期间，残留的流体会暴露于高温。该高温暴露可能导致AUS-32分解，其也会对喷射单元造成损坏。在其它类型的设计中，已发现的是，残留的流体趋于聚集在喷射器的上部，处于过滤器与入口管之间的空间中。许多类型的喷射器具有O形圈，其与喷射器杯一起使用，以提供密封性能，并防止残留流体泄漏。然而，在一些喷射器中，可能存在AUS-32穿过与喷射器杯协作以提供密封性能的所安装O形圈的泄漏路径。尽管由O形圈生成的该密封路径一般足以应付液体，但是已发现的是，AUS-32溶液易于以蠕变尿素晶体的形式破坏这种类型的密封。在流体边界层处，如果存在密封接头的最小旁路，则流体蒸发并留下处于其固体形态的尿素。这提供芯吸路径来用于更多的液态尿素溶液，其建立另一边界层，蒸发并留下更多的固态尿素。该蠕变机制常常在AUS-32系统上观测到。相应地，需要一种方法来排放RDU，由此从RDU充分地移除流体，并降低或防止如以上描述的蠕变机制。
技术实现思路
本专利技术的排放程序(purgeprocedure)是喷射器的一部分，所述喷射器可以用作还原剂输送单元(RDU)的一部分，其中RDU是用于向排气系统中喷射柴油排气流体(DEF)的选择性催化还原(SCR)系统的一部分，并用于控制排气排放。RDU将还原剂载体(例如含水尿素溶液)输送至发动机排气系统。该溶液转变为氨，其然后在催化环境中与排出的氮氧化物反应，以生成氮和H2O。一种类型的尿素，在商业上被称作AdBlue，具有-11℃的冰点。为了防止冻结状态期间的部件损坏，AdBlue喷射系统通过排放(purging)从喷射器移除流体。本专利技术改善RDU的排放效率。在一个实施例中，本专利技术是一种用于排放喷射器的系统，其包括：具有多个操作模式的泵送机构；与所述泵送机构处于流体连通的喷射器；和作为所述喷射器的一部分的阀部，其中所述阀部具有打开位置和关闭位置。所述泵送机构设置在第一操作模式，以便所述泵送机构将加压流体引导至所述喷射器，并且所述阀部在打开位置与关闭位置之间变化，以向排气流动路径中选择性地分配流体。所述泵送机构还可以设置在第二操作模式，以便所述泵送机构在所述阀部处于关闭位置时生成真空，并且所述泵送机构在阀部处于打开位置时引导流体离开喷射器。在另一实施例中，本专利技术的系统包括：用于传输流体的泵送机构；喷射器；作为喷射器的一部分的阀部，其中所述阀部可在打开位置、关闭位置与其间的任何位置之间移动；和排放阀，其与泵送机构和喷射器处于流体连通。所述排放阀设置在第一构造，以便所述排放阀将加压流体从所述泵送机构引导至所述喷射器。所述排放阀设置在第二构造，以便所述泵送机构在所述阀部处于所述关闭位置时生成真空，并且所述排放阀在所述阀部处于所述打开位置时将流体从所述喷射器引导至所述泵送机构。所述排放阀包括第一部分和连接至第一部分的第二部分。当所述排放阀处于所述第一构造时，所述泵送机构引导流体从所述第一部分穿过所述泵送机构、穿过所述第二部分并到达所述喷射器。当所述排放阀处于所述第二构造时，所述泵送机构引导流体穿过所述第一部分并穿过所述泵送机构离开所述喷射器。本专利技术的排放过程包括控制策略，其用以改善排放循环的质量(即，增加从RDU排出的流体量)。调节排放事件的序列，以便在流体供应线路和喷射器中生成强大的真空--这通过增加穿过喷射器的初始流量而增强排放的效率。然而，在打开喷射器时，流体路径内的压力增加至稍低于喷射器外的环境压力的水平，因此气体流量被大幅降低。本专利技术的排放过程包括排放事件期间的多个真空生成序列。最初，泵送机构和排放控制阀被激活(或在替代实施例中，泵送机构以“逆向”模式被激活)，并且喷射器的阀部保持关闭。在达到预定时间之后，或者如果取得了预定的真空水平，则打开喷射器的阀部。喷射器的阀部保持打开达预定时间，或者直到压力上升至预定水平。然后可以根据需要重复该循环多次。因此本专利技术的一个目的是使从喷射器排出的流体体积最大化。本专利技术的另一目的是提供附加的密封屏障来降低现有密封元件的密封负荷。本专利技术的另一目的是增加以下过程的时间量：气体流量高，并且有效地用于清扫喷射器，原因是所生成的真空水平高。本专利技术的又一目的是允许被捕获在离轴空间(比如由喷射器杯和主气流界定出的空间)中的流体流动返回到主气流中--这容许下一波高强度气体流移除该流体，其先前被捕获在喷射器的难以接近的空间中。从以下提供的详细描述中，本专利技术的适用性的再一些领域将变得清楚明了。应该明白的是，详细描述和具体示例，在指示本专利技术的优选实施例的同时，旨在只用于说明的目的而并非旨在限制本专利技术的范围。附图说明从详细描述和附图中，本专利技术将被更全面地理解，所述附图中：图1是根据本专利技术实施例的用作排放程序的一部分的还原剂输送单元的截面侧视图；图2是根据本专利技术实施例的连接至用作排放程序的一部分的排气套筒的还原剂输送单元的截面侧视图；图3是根据本专利技术实施例的包含排放程序的系统的示意图；并且图4是示出了根据本专利技术实施例的排放程序的示意图。具体实施方式对优选实施例的以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且绝不旨在限制本专利技术、其应用或者用途。在图中总体上以10示出了还原剂输送单元(RDU)，其具有阀部，所述阀部在排放事件期间包含多个真空生成序列。RDU1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：用于排放喷射器的系统，其包括：　具有多个操作模式的泵送机构；　与所述泵送机构处于流体连通的喷射器；和　作为所述喷射器的一部分的阀部，所述阀部具有打开位置和关闭位置；　其中，所述泵送机构设置在第一操作模式，以便所述泵送机构将加压流体引导至所述喷射器，并且所述泵送机构设置在第二操作模式，以便所述泵送机构在所述阀部处于所述关闭位置时生成真空，并且所述泵送机构在所述阀部处于所述打开位置时引导流体离开所述喷射器。

【技术特征摘要】
2013.10.24 US 14/0621201.一种用于排放喷射器的系统，其包括：具有多个操作模式的泵送机构；与所述泵送机构处于流体连通的喷射器；和作为所述喷射器的一部分的阀部，所述阀部具有打开位置和关闭位置；其中，当所述泵送机构设置在第一操作模式时，所述泵送机构将加压流体引导至所述喷射器，并且当所述泵送机构设置在第二操作模式时，在所述第二操作模式中，在单个排放循环期间，所述泵送机构在所述阀部处于所述关闭位置时生成真空，并且所述泵送机构在所述阀部处于所述打开位置时引导流体离开所述喷射器。2.如权利要求1所述的系统，其中，在所述单个排放循环期间，所述阀部在被放置在打开位置之前处于所述关闭位置。3.如权利要求1所述的系统，进一步包括：排气流动路径；其中，所述阀部选择性地在所述打开位置与所述关闭位置之间变化，以在所述泵送机构处于所述第一操作模式时，将流体选择性地引导到所述排气流动路径中。4.如权利要求1所述的系统，进一步包括：尿素罐；其中，所述流体是存储在所述尿素罐中的尿素，并且当所述泵送机构处于所述第一操作模式时，所述泵送机构从所述尿素罐吸出流体，并将所述流体引导至所述喷射器。5.如权利要求1所述的系统，其中，在所述阀部设置在所述打开位置达预定时间量之后，将所述阀部设置回到所述关闭位置，以在所述泵送机构处于第二操作模式时在另外的排放循环期间重新生成真空。6.如权利要求1所述的系统，其中，在所述阀部设置在所述打开位置并且取得预定压力水平之后，将所述阀部设置回到所述关闭位置，以在所述泵送机构处于第二操作模式时在另外的排放循环期间重新生成真空。7.一种用于排放喷射器的系统，包括：用于传输流体的泵送机构；喷射器；作为所述喷射器的一部分的阀部，所述阀部能在打开位置、关闭位置以及其间的任何位置之间移动；与所述泵送机构和所述喷射器处于流体连通的排放阀；其中，当所述排放阀设置在第一构造时，所述排放阀将加压流体从所述泵送机构引导至所述喷射器，并且当所述排放阀设置在第二构造时，在所述第二构造中，在单个排放循环期间，所述泵送机构在所述阀部处于所述关闭位置时生成真空，并且所述排放阀在所述阀部处于所述打开位置时将流体从所述喷射器引导至所述泵送机构。8.如权利要求7所述的用于排放喷射器的系统，所述排放阀进一步包括：第一部分；和连接至所述第一部分的第二部分；其中，当所述排放阀处于所述第一构造时，所述泵送机构引导流体从所述第一部分穿过所述泵送机构、穿过所述第二部分并到达所述喷射器，并且当所述排放阀处于所述第二构造时，所述泵送机构引导流体穿过所述第一部分并穿过所述泵送机构离开所述喷射器。9.如权利要求8所述的用于排放喷射器的系统，进一步包括：第一导管，其与所述排放阀的第一部分选择性地处于流体连通；第二导管，其与所述排放阀的第二部分选择性地处于流体连通；第三导管，其与第四导管处于流体连通，并且与所述排放阀的第一部分选择性地处于流体连通；和第四导管，其与所述喷射器处于流体连通，并且与所述排放阀的第二部分选择性地处于流体连通；其中，当所述排放阀处于所述第一构造时，所述排放阀的第一部分将所述第一导管设置成与所述泵送机构处于流体连通，并且所述排放阀的第二部分将所述第四导管设置成与所述泵送机构处于流体连通，而当所述排放阀处于所述第二构造时，所述排放阀的第一部分将所述第三导管设置成与所述泵送机构处于流体连通，并且所述排放阀的第二部分将所述第二导管设置成与所述泵送机构处于流体连通。10.如权利要求7所述的用于排放喷射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：WN范伍伦，
申请(专利权)人：大陆汽车系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US