用于尿素配给系统的泵清除技术方案

根据一个实施例，一种柴油机尾气流体清除系统包括具有供给口和输送口的计量阀。该清除系统还包括泵组件，该泵组件流体连接到计量阀的供给口。该泵组件包括泵和单条供给管线，该单条供给管线能够流体连接到柴油机尾气流体源。该清除系统还包括注射组件，该注射组件流体连接到计量阀的输送口。注射组件包括空气供给管线，该空气供给管线能够与空气供给源流体连通。此外，该清除系统还包括控制器，该控制器与计量阀、泵组件以及注射组件电通信。该控制器配置成使用来自空气供给管线的空气对残留的柴油机尾气流体的泵组件进行清除。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请交叉引用本申请要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请第61/788,435号的权益，该申请以引用方式纳入本文。
本公开涉及柴油机尾气流体注入系统，更具体地涉及一种用于灌注柴油机尾气流体注射泵的装置、系统和方法。
技术介绍
近年来，内燃机的尾气排放法规已经变得更加严格。因此，在发动机上使用尾气后处理系统来降低有害尾气排放正在增加。典型尾气后处理系统包括构造来降低存在于尾气中的有害尾气排放物的各种组件。排放要求根据发动机类型而有所不同。例如，用于压缩点火发动机(例如柴油动力发动机)的排放测试通常监控一氧化碳、氮氧化物(NOx)、以及从尾管释放的未燃碳氢化合物(UHC)的浓度，以确保这些化合物在离开尾管时浓度处于一定的排放标准。关于减少NOx(氮氧化物)排放量，NOx还原催化剂(包括选择性催化还原(SCR)组件)已被用来将NOx(一定比例的NO和NO2)转换成N2和其他化合物。常规的SCR组件利用柴油机尾气流体(DEF)(例如尿素溶液、氨等)作为试剂来降低NOx。当适量氨存在于SCR催化剂的尾气流中时，氨在反应中被消耗(氧化)而NOx被还原。然而，精确控制尾气流中氨的量和氨的分散可能是困难的。尽管可以使用无水氨，但是无水氨有毒并难于安全存储。氨水或尿素通常被用作还原剂，因为这类混合物在储存时比无水氨更安全。由羰基连接的两个伯胺基团组成的尿素在存储时是最安全的。然而，在SCR催化剂中作为试剂被氧化之前，尿素必须被热分解为氨并汽化。此外，由于催化反应(例如SCR)的选择性和总的反应性在很大程度上依赖于催化剂表面的反应物和试剂的分散程度(例如化学计量比)，所以将DEF充分地混合和扩散到尾气流中对于SCR的成功是至关重要的。因此，使用氨促SCR组件的尾气后处理系统通常包括DEF泵送系统，该DEF泵送系统将DEF注入到尾气流中。然而，这样的泵送系统经常要忍受较差的启动性能。例如，如果发动机(因此以及后处理系统)在一段时间一直没有运行，在泵送系统的整个DEF段将形成分段的空气柱，这有可能引起泵在致动时(例如发动机点火和泵初始化)到达死头(dead-head)(即不产生净流)。试图通过灌注泵吸系统来解决这类问题的各种常规系统已经被实施。然而，这些灌注系统通常包括多个延伸到DEF源和从DEF源延伸的管线，这增加了后处理系统的成本和复杂性。
技术实现思路
针对本领域的目前状态，具体地针对通过目前可获得的清除系统尚未充分解决的DEF泵送系统的问题和需求，开发了本申请的主题内容。因此，开发了本申请的主题内容来提供一种用于控制清除和灌注过程的装置、系统和方法，以克服现有技术方法的至少一些缺陷。根据一个实施例，一种柴油机尾气流体清除(purging)系统包括具有供给口和输送口的计量阀。所述清除系统还包括泵组件，所述泵组件流体连接到所述计量阀的所述供给口。所述泵组件包括泵和单条供给管线，所述单条供给管线能够与柴油机尾气流体源流体连接。所述清除系统还包括注射组件，所述注射组件流体连接到所述计量阀的所述输送口。所述注射组件包括空气供给管线，所述空气供给管线能够与空气供给源流体连通。此外，所述清除系统还包括控制器，所述控制器与所述计量阀、所述泵组件以及所述注射组件电通信。所述控制器配置成使用来自所述空气供给管线的空气对残留有的柴油机尾气流体的所述泵组件进行清除。在所述清除系统的一些实施方式中，所述泵包括入口和出口，所述单条供给管线流体连接到所述泵的所述入口。所述清除系统还包括积聚管线和旁通管线，所述积聚管线将所述泵的所述出口流体连接到所述计量阀的所述供给口，所述旁通管线将所述积聚管线流体连接到所述供给管线。所述旁通管线包括旁通阀。根据某些实施方式，所述注射组件包括输送管线，所述输送管线流体连接到所述计量阀的所述输送口并能够与所述尾气后处理系统流体连通。所述注射组件还可包括空气供给阀，其中，所述空气供给阀位于所述空气供给管线上并流体连接到所述输送管线。所述积聚管线可包括用来容纳加压流体的容器。根据该清除系统的某些实施方式，所述控制器关闭所述旁通管线，以及当所述旁通管线关闭时，打开所述计量阀从而允许来自空气供给源的空气经由所述空气供给管线进入所述积聚管线。在关闭所述旁通管线和打开所述计量阀之前，所述控制器打开所述旁通管线以降低所述积聚管线的压力。在一些实施方式中，所述DEF源包含尿素和水。根据另一个实施例，公开了一种用于清除柴油机尾气流体系统的方法。所述柴油机尾气流体系统具有柴油机尾气流体源、该源下游的泵、所述泵下游的计量阀、所述泵下游和所述计量阀上游的旁通阀、以及所述计量阀下游的空气供给阀。所述方法包括打开所述旁通阀和所述空气供给阀。此外，所述方法包括在打开所述旁通阀和所述空气供给阀之后打开所述计量阀。此外，所述方法包括在打开所述计量阀之后关闭所述计量阀。此外，所述方法包括在关闭所述计量阀之后，关闭所述旁通阀和所述空气供给阀；以及在关闭所述旁通阀和所述空气供给阀之后，启动所述泵。在该方法的一些实施方式中，仅仅只有单条流体供给管线从所述柴油机尾气流体源接收柴油机尾气流体。在一些实施方式中，在所述泵和所述计量阀之间仅仅存在用于柴油机尾气流体源的单条流体供给管线。根据又一些实施方式，在所述泵和所述空气供给阀之间仅仅存在用于柴油机尾气流体源的单条流体供给管线。根据某些实施例，所述方法还包括预测所述柴油机尾气流体源和所述泵之间的流体管线上的离散空气柱的存在。此外，在预测到所述流体管线上存在离散空气柱后，打开所述旁通阀和所述空气供给阀。在某些实施例中，在打开所述计量阀之前，所述方法包括利用加压空气对所述计量阀与所述空气供给阀之间的流体管线进行加压。在一些实施方式中，只有单条流体供给管线可从所述柴油机尾气流体源接收柴油机尾气流体。所述方法还还包括在打开所述计量阀之后，对具有离散空气柱的所述单条流体供给管线进行清除。所述加压空气的压力可大于所述单条供给管线上的柴油机尾气流体的压力。根据另一个实施例，公开了一种用于柴油机尾气流体系统的控制装置。所述系统包括泵组件，所述泵组件通过计量阀流体连接到注射组件。所述控制装置包括初始化模块，所述初始化模块配置来接收系统条件。所述控制装置还包括清除模块，所述清除模块配置来从所述初始化模块接收运行请求，并发送运行指令来对所述系统进行清除。所述清除模块包括空气供给模块，所述空气供给模块配置成控制空气流进入所述注射组件；计量阀模块，所述计量阀模块配置成控制空气流进入所述泵组件，用于清除所述泵组件；以及旁通阀模块，所述旁通阀模块配置成控制柴油机尾气流体流回柴油机尾气流体源。在一些实施方式中，所述装置还包括灌注模块，所述灌注模块配置成从所述初始化模块或所述清除模块接收运行请求，并发送运行指令来灌注(prime)所述系统。根据某些实施方式，所述清除模块还包括柴油机尾气流体源模块，所述柴油机尾气流体源模块配置成控制柴油机尾气流体源。在该装置的一些实施方式中，响应清除系统的运行指令，所述旁通模块打开所述旁通阀以允许柴油机尾气流体流回所述柴油机尾气流体源，所述空气供给模块控制所述空气流来增加所述计量阀下游的空气压力，以及所述计量阀模块打开所述计量阀从而允许所述计量阀下游的加压空气流入所述注射组件。本说明书中，特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机尾气流体清除系统，其特征在于，所述系统包括：计量阀，所述计量阀包括供给口和输送口；泵组件，所述泵组件流体连接到所述计量阀的所述供给口并包括泵和单条供给管线，所述单条供给管线能够与柴油机尾气流体源流体连接；注射组件，所述注射组件流体连接到所述计量阀的所述输送口并包括空气供给管线，所述空气供给管线能够与空气供给源流体连接；控制器，所述控制器与所述计量阀、所述泵组件以及所述注射组件电通信，并配置成使用来自所述空气供给管线的空气对残留有柴油机尾气流体的所述泵组件进行清除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 61/788,4351.一种柴油机尾气流体清除系统，其特征在于，所述系统包括：计量阀，所述计量阀包括供给口和输送口；泵组件，所述泵组件流体连接到所述计量阀的所述供给口并包括泵和单条供给管线，所述单条供给管线能够与柴油机尾气流体源流体连接；注射组件，所述注射组件流体连接到所述计量阀的所述输送口并包括空气供给管线，所述空气供给管线能够与空气供给源流体连接；控制器，所述控制器与所述计量阀、所述泵组件以及所述注射组件电通信，并配置成使用来自所述空气供给管线的空气对残留有柴油机尾气流体的所述泵组件进行清除。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述泵包括入口和出口，所述单条供给管线流体连接到所述泵的所述入口。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括积聚管线和旁通管线，所述积聚管线将所述泵的所述出口流体连接到所述计量阀的所述供给口，所述旁通管线将所述积聚管线流体连接到所述供给管线，以及所述旁通管线包括旁通阀。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述注射组件包括：输送管线，所述输送管线流体连接到所述计量阀的所述输送口并能够与尾气后处理系统流体连接；以及空气供给阀，其中，所述空气供给阀位于所述供气供给管线上，其中所述空气供给管线流体连接到所述输送管线。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述积聚管线包括用来容纳加压流体的容器。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器配置成当所述旁通管线关闭时，关闭所述旁通管线上的旁通阀并打开所述计量阀，从而允许来自空气供给源的空气经由所述空气供给管线进入所述积聚管线。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器配置成在关闭所述旁通管线的所述旁通阀和打开所述计量阀之前，打开所述旁通管线的所述旁通阀以降低所述积聚管线的压力。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DEF源包含水和尿素。9.一种用于清除柴油机尾气流体系统的方法，其特征在于，所述柴油机尾气流体系统具有柴油机尾气流体源、在该源下游的泵、所述泵下游的计量阀、所述泵下游和所述计量阀上游的旁通阀、以及所述计量阀下游的空气供给阀，所述方法包括：打开所述旁通阀和所述空气供给阀；在打开所述旁通阀和所述空气供给阀之后打开所述计量阀；在打开所述计量阀之后关闭所述计量阀；在关闭所述计量阀之后，关闭所述旁通阀和所述空气供给阀；以及在关闭所述旁通阀和所述空气供给阀之后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·钱德拉帕蒂，A·迈尔，G·芒蒂恩，S·V·拉贾戈帕兰，黄威，M·奈克，张述，
申请(专利权)人：康明斯知识产权公司，
类型：发明
国别省市：美国;US