还原剂供应系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种还原剂供应系统，用于排气后处理系统，包括控制器、喷射器和泵，所述控制器配置接收NOx浓度测量信号并且响应于NOx浓度测量信号而输出还原剂传输信号；所述喷射器被响应于还原剂传输信号而将还原剂流体分配至排气后处理系统的排气流中；所述泵响应于还原剂传输信号而在关闭位置和开启位置之间切换。此外，所述还原剂供应系统还包括再循环管路和设置在再循环管路中的双向阀，所述双向阀响应于还原剂输送信号而在关闭位置和开启位置之间切换。本实用新型专利技术的还原剂供应系统的能量效率高，且控制简单。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种排气后处理系统，并且更具体地涉及一种用于排气后处理系统的还原剂供应系统。
技术介绍
与发动机相关联的排气后处理系统可以包括用于将还原剂流体输送至发动机的排气流中的还原剂供应系统。还原剂供应系统可以包括用于存放还原剂流体的还原剂流体储罐、用于在整个还原剂供应系统中运输还原剂流体的流体导管、用于在整个还原剂供应系统中推进流体的泵以及将还原剂流体输送至发动机的排气流中的喷射器。另外，一种这样的流体导管可以是将在整个还原剂供应系统中运输的某些还原剂流体回流至还原剂流体储罐的再循环管路。通常，通过在再循环管路中设置诸如节流阀的限流件，可以使得回流至还原剂流体储罐的还原剂的流速得以控制。因为此限流的横截面面积是恒定的，所以发送至喷射器的还原剂流体的流速因此是泵速度的函数。然而，如果泵的大小相对于喷射器处需要的流速而言过小，那么其可能不满足喷射器处所需的需求。因此，还原剂供应系统设计者通常规定泵的大小相对于喷射器所需的最大流速而言过大，其中某些过量的能量损失为还原剂流体通过供应系统（包括限流）期间的热量。因此这些设计的能量效率不高。具有公开号WO/2013/135401（以下称‘401公开案）的专利合作条约申请PCT/EP2013/050783中描述了一种还原剂供应系统设计。‘401公开案描述了一种还原剂供应系统，其可以包括用于存放还原剂流体的还原剂流体储罐、用于在整个还原剂供应系统中运输还原剂流体的流体导管、用于在整个还原剂供应系统中推进流体的泵以及将还原剂流体输送至发动机的排气流中的喷射器。‘401公开案还描述了其可以包括再循环管路。然而，重要的是，‘401公开案描述了再循环管路中的限流件被比例阀取代。另外，‘401公开案描述了比例阀包括具有可变横截面面积的孔，且孔打开的周期同样可变。因此，发送至喷射器的流体的流速是泵速度、孔的横截面面积和孔打开的周期的函数，由此造成复杂的闭环控制方案，这是因为泵速度、孔的横截面面积和孔打开的持续时间全部控制发送至喷射器的流体的流速。因此，必需更具能量效率的还原剂供应系统而无需采用复杂的闭环控制方案。本技术涉及克服上文陈述的一个或多个问题和/或与现有技术相关联的其他问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于排气后处理系统的还原剂供应系统，以提高能量效率。根据本技术的一个方面，本技术公开了一种还原剂供应系统，用于排气后处理系统，包括接收NOx浓度测量信号并且根据所述NOx浓度测量信号而输出还原剂输送信号的控制器以及接收所述还原剂输送信号并根据所述还原剂输送信号将还原剂流体分配至排气后处理系统的排气流中的喷射器；另外，所述还原剂供应系统还包括根据所述还原剂输送信号而在关闭状态与开启状态之间切换的泵，在所述关闭状态，所述泵控制所述还原剂流体停止向喷射器输送，在所述开启状态，所述泵将还原剂流体输送至喷射器；此外，所述还原剂供应系统还包括位于再循环管路中的用于接收还原剂输送信号并根据所述还原剂输送信号在关闭位置与开启位置之间切换的双向阀，在所述关闭位置，所述双向阀阻止所述还原剂流体通过再循环管路流至还原剂流体储罐，而在所述开启位置，所述双向阀将所述还原剂流体通过再循环管路流至还原剂流体储罐。进一步的，所述还原剂供应系统还包括设置在所述双向阀上游或下游的所述再循环管路中并与所述双向阀串联的流量控制孔；或者，在所述双向阀中还设置有流量控制孔。再进一步的，所述还原剂供应系统还包括换向阀，所述换向阀设置在所述喷射器和所述再循环管路的上游，并控制所述还原剂流体的流动方向换向。根据本技术的另一个方面，公开了一种排气后处理系统，用于发送机系统，所述发动机系统包括发动机和排气导管，所述排气导管流体地联接至发动机并且用于输送发动机的排气流。另外，所述发动机系统还包括流体地联接至排气导管并且响应于还原剂输送信号而将还原剂流体分配至发动机的排气流中的喷射器，以及响应于还原剂输送信号而在关闭状态与开启状态之间切换的泵，在所述关闭状态，所述泵控制还原剂流体停止向喷射器输送，在所述开启状态，所述泵将还原剂流体输送至喷射器。另外，所述发动机系统还包括再循环管路，所述再循环管路流体地联接至泵和喷射器，位于泵下游和喷射器上游，并且用于将还原剂流体回流至还原剂流体储罐。此外，所述发动机系统还包括设置在所述再循环管路中的双向阀，双向阀成响应于还原剂输送信号而在关闭位置和开启位置之间切换，在所述关闭位置，所述双向阀阻止还原剂流体通过再循环管路流至还原剂流体储罐，在所述开启位置，所述双向阀将所述还原剂流体通过再循环管路流至还原剂流体储罐。最后，所述发动机系统还包括控制器，其接收NOx浓度测量信号并输出还原剂输送信号和泵流速调节信号。根据本技术的另一个实施例，公开了一种将还原剂流体输送至排气后处理系统的排气导管的方法，包括配置喷射器以响应于还原剂输送信号将还原剂流体分配至排气导管。另外，所述方法还包括将泵流体地连接至喷射器，所述泵响应于还原剂输送信号而在关闭状态与开启状态之间切换，在所述关闭状态，所述泵控制还原剂流体停止向喷射器输送，在开启状态，所述泵将还原剂流体输送至喷射器，所述泵还接收泵流速调节信号。另外，所述方法可以包括将双向阀设置在再循环管路中，所述再循环管路位于泵下游和喷射器上游，所述双向阀响应于还原剂输送信号而在关闭位置与开启位置之间切换。接着，所述方法可以包括：确定还原剂流体是否需要输送至排气导管，当还原剂流体需要输送至排气导管时将还原剂输送信号发送至喷射器和泵，以及响应于还原剂输送信号而将泵切换至开启状态，由此以第一质量流速将还原剂推进至喷射器。最后，所述方法还可以包括响应于还原剂输送信号而经由喷射器以第二质量流速将还原剂流体分配至排气导管中。本技术的还原剂供应系统的能量效率高，而且控制简单。在结合附图阅读之后将更容易理解本技术的这些和其他方法以及特征。附图说明图1是根据本技术的一个方面的示例性发动机系统的框图；图2是根据本技术的一个方面的还原剂供应系统的示意图；图3是可以结合本技术使用的示例性控制系统的框图；图4是说明用于控制本技术的还原剂供应系统中的还原剂的流动的方法的示例性步骤的流程图。具体实施方式现在将参考附图描述本技术的各个方面，其中除非另有规定，否则相同附图标记指代相同元件。参考图1，说明了根据本技术的示例性发动机系统10的框图。发动机系统10可以包括内燃机发动机12，诸如，举例而言，往复式活塞发动机或燃气轮机。根据本技术的一个实施例，发动机12是火花点火发动机或压缩点火发动机，诸如柴油机、均质充填压缩点火发动机或反应控制压缩点火发动机，或本领域中已知的其他压缩点火发动机12。发动机12可以用汽油、柴油燃料、生物柴油、二甲醚、酒精、天然气、丙烷、氢气或上述燃料的组合或本领域中已知的任何其他燃料作为燃料。发动机12可包括其他部件，例如，燃料系统、进气系统、包括传动系统的动力传动系等等。进一步，发动机12可用于为以下任何机械提供动力，这些机械包括但不限于公路卡车、越野卡车、土方机、发电机等等。进一步，发动机系统10可以与任何产业关联，包括但不限于运输业、建筑业、林业、农业、发电、材料处理或类似产业。发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原剂供应系统，用于排气后处理系统，其特征在于，包括：控制器，其接收NOx浓度测量信号并且响应于所述NOx浓度测量信号而输出还原剂输送信号；喷射器，其根据所述还原剂输送信号将还原剂流体分配至所述排气后处理系统的排气流中；泵，其根据所述还原剂输送信号在关闭状态和开启状态之间切换；在所述关闭状态，所述泵控制所述还原剂流体停止向所述喷射器输送，在所述开启状态，所述泵控制所述还原剂流体输送至所述喷射器；再循环管路；双向阀，其设置在所述再循环管路中，所述双向阀接收所述还原剂输送信号并根据所述还原剂输送信号在关闭位置和开启位置之间切换；在所述关闭位置，阻止所述还原剂流体通过所述再循环管路流至还原剂流体储罐；在所述开启位置，将所述还原剂流体通过所述再循环管路流至所述还原剂流体储罐。

【技术特征摘要】
2015.08.19 US 14/8302221.一种还原剂供应系统，用于排气后处理系统，其特征在于，包括：控制器，其接收NOx浓度测量信号并且响应于所述NOx浓度测量信号而输出还原剂输送信号；喷射器，其根据所述还原剂输送信号将还原剂流体分配至所述排气后处理系统的排气流中；泵，其根据所述还原剂输送信号在关闭状态和开启状态之间切换；在所述关闭状态，所述泵控制所述还原剂流体停止向所述喷射器输送，在所述开启状态，所述泵控制所述还原剂流体输送至所述喷射器；再循环管路；双向阀，其设置在所述再循环管路中，所述双向阀接收所述还原剂输送信...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·L·迪奥，B·M·柯尔，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国;US