通过使用振荡的供给压力将还原剂注射到动力系统的废气中的方法技术方案

一种用于将还原剂注射到动力系统的废气中的方法。该方法包括如下步骤：以指定的流量注射还原剂，同时使还原剂供给压力在较高供给压力与较低供给压力之间振荡。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种用于通过使用振荡的供给压力将还原剂注射到动力系统的废气中的方法。
技术介绍
发动机制造商经由后处理系统满足规定的排放法规。例如，Tier3、InterimTier4和FinalTier4排放法规要求颗粒物(“PM”)和氮氧化物(“NOx”)的显著减少。在FinalTier4排放法规之外，由于后处理系统的持续演进，驱动器可以包括更严格的排放标准、更低的拥有成本(尤其是初始购买成本)以及更紧凑、模块化的解决方案。一些后处理系统包括柴油机氧化催化剂(“DOC”)、用于降低PM的柴油颗粒过滤器(“DPF”)和用于去除NOx的选择性催化还原(“SCR”)催化剂。这些系统可能需要相对高的拥有成本并且需要相对大的设计空间。减小这类系统的设计空间的一种方式是减小DPF和SCR催化剂之间的容积，该容积被称为混合容积。然而，减小该混合容积在获得废气和还原剂的充分混合以充分利用SCR还原剂的能力来降低NOx的水平时面临到挑战。
技术实现思路
公开了一种用于将还原剂注射到动力系统的废气中的方法。该方法包括以指定的流量流量注射还原剂，同时使还原剂的供给压力在较高供给压力和较低供给压力之间振荡。这样的方法可以有助于混合还原剂和废气，并且可以有助于在DPF和SCR催化剂之间设计出更小的、更短的混合容积。附图说明参照附图对图进行详细说明，其中：图1是动力系统的一个示例的示意图；图2是用于注射还原剂的方法的示例；图3是用于调整低注射压力相对于基准注射压力的差值的映射图；图4是用于调整高注射压力相对于基准注射压力的差值的映射图的示例；以及图5是用于计算时间段的映射图的示例。在多个附图中类似的附图标记表示类似的元件。具体实施方式参考图1，示出了用于向各种机械提供动力的动力系统100的示意图，多个机械包括公路上行驶的卡车，工程车辆、海洋船舶、静止的发电机、汽车、农业车辆和露营车辆。动力系统100的发动机106可以是能够产生废气的任何种类的发动机，其中废气和流动方向由方向箭头192指示。发动机106可以是内燃机，诸如汽油发动机、柴油发动机、气体燃料燃烧发动机(例如，天然气)，或任何其他产生废气的发动机。发动机106可以是任何尺寸，并且具有任何数量的缸体，并且是任何构造(例如，“V”型，纵列型和放射形)。动力系统100包括废气系统108，该废气系统108具有用于将废气从发动机106引导到大气的部件。废气系统108包括后处理系统113，废气的至少一些穿过该后处理系统113。后处理系统113去除例如存在于从发动机106的接收的废气中的PM和NOx排放物。后处理系统113示出为具有DOC110、位于DOC下游的DPF112和位于DPF下游的SCR系统152。SCR系统152可以包括SCR催化剂120和位于SCR催化剂120下游的氨氧化催化剂132。在一些实施例中，SCR系统152可以包括还原剂输送系统124，在还原剂输送系统124之后设置有SCR+F，该SCR+F包括DPF和施加至其上的选择性催化还原催化剂。通过将DPF和SCR功能整合进单个部件SCR+F中，可以有助于降低成本、满足包装限制并且增强SCR系统152的性能。这样的实施例可能需要位于SCR+F下游的二次SCR催化剂。废气流过后处理系统113的每一个部件，并且在被处理之后，通过尾管125被排放至大气中。从该尾管逸出的废气明显比未经处理的废气具有更少的污染物——例如PM、NOx和碳氢化合物。DOC110可以被构造成多种方式，并且包括在收集、吸收、吸附和/或转化包含在废气中的碳氢化合物、一氧化碳和/或氮氧化物中有用的催化剂材料。此种催化剂材料可以包括例如铝、铂、钯、铑、钡、铈和/或碱金属，碱土金属，稀土金属或其组合。DOC110可以包括例如陶瓷基体、金属网、泡沫或本领域已知的其他任何多孔材料，并且催化剂材料可以位于例如DOC110的基体上。DOC110也可以氧化包含在废气中的NO，以在SCR催化剂120上游将NO转化成NO2。DPF112可以是现有技术中已知的能够减少废气中的PM以满足必需的排放标准的各种微粒过滤器中的任何一种。能够从发动机106的废气中除去PM的任何结构都可以使用。例如，DPF112可以包括由堇青石、碳化硅或去除PM的其它合适材料构成的具有蜂巢状横截面的壁流式陶瓷基体。还原剂输送系统124可以包括用于储存还原剂的还原剂罐136。还原剂的一个示例是具有32.5％的高纯度尿素和67.5％的去离子水(例如，DEF)的溶液，随着该溶剂行进通过分解管114，该溶液分解以生成氨。还原剂输送系统124可以包括安装在还原剂罐136上的还原剂集管130，在一些实施例中，该还原剂集管130还包括液位传感器128，用于测量还原剂罐136中还原剂的量。液位传感器128可以包括悬浮件，该悬浮件被构造为悬浮在包括在还原剂罐136中的还原剂的液、空气表面界面处。分解管114可以位于还原剂注射器116下游、但位于SCR还原剂120上游。分解管114可以比图1中所示的更短或更长。其实际长度可以取决于例如其可利用的设计空间、和整个后处理系统113的混合需求。还原剂注射器116例如可以是能够选择性地受控以将还原剂直接注射进废气中的注射器。如图所示，SCR系统152可以包括位于SCR催化剂120上游、但位于还原剂注射器160下游的还原剂混合器118。为了增加还原剂的注射量，还原剂注射器116可以在其每次打开期间保持打开更长时间段。为了减少还原剂的注射量，还原剂注射器116可以在其每次打开期间保持打开更短时间段。还原剂输送系统124可以额外地包括还原剂压力源和还原剂抽取通道176。还原剂抽取通道176可以在还原剂罐136和还原剂压力源之间流体连接至还原剂罐136和还原剂压力源。还原剂输送系统124还可以包括还原剂供给模块143。控制器115可以控制还原剂供给模块143，并且因此控制还原剂供给压力。控制器115可以是控制动力系统100的多个元件的发动机控制单元(ECU)或发动机控制模块(ECM)，这些元件包括燃料注射器的持续时间和相位，或者可以是另一控制器。控制器115可以与动力系统100的其他部件通信地连接，诸如高压燃料泵，废气再循环系统，和/或用于监视和控制动力系统的多种功能的后处理系统113。在一些实施例中，控制器115可以是控制器局域网络(CAN)的一部分，其中，在该CAN中，动力系统100的控制器115、传感器和致动器经由数字CAN信息通信。还原剂输送系统124还可以包括还原剂配料通道178和还原剂返回通道180。虽然在动力系统100的一些实施例中，返回通道180可以经由还原剂集管130被连接到返回管，但返回通道180被示出为延伸到还原剂罐136中。还原剂输送系统124除了这些之外还可以包括被定位在抽取通道176、还原剂配料通道178和返回通道180中的阀、孔口、传感器和泵。如上所述，随着还原剂行进通过分解管114，该还原剂分解以生成NH3。NH3在存在SCR催化剂120的情况下与NOx发生反应，并且将NOx降解为危害较小的排放物，诸如N2和水。SCR+F120可以是本领域中已知的多种催化剂中的任意一种。例如，在一些实施例中，SCR+F120可以是矾基催化剂。但是在其他实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将还原剂注射到动力系统的废气中的方法，该方法包括下述步骤：以指定的流量注射还原剂；以及同时使还原剂供给压力在较高供给压力与较低供给压力之间振荡。

【技术特征摘要】
2015.09.29 US 14/868,7811.一种用于将还原剂注射到动力系统的废气中的方法，该方法包括下述步骤：以指定的流量注射还原剂；以及同时使还原剂供给压力在较高供给压力与较低供给压力之间振荡。2.根据权利要求1所述的方法，其中，注射还原剂的步骤包括对供给压力的振荡进行补偿以维持正被注射的还原剂的恒定流量。3.根据权利要求1所述的方法，还包括基于动力系统的一个或多个物理状态计算所述指定的流量。4.根据权利要求1所述的方法，还包括基于动力系统的一个或多个物理状态计算较高供给压力和较低供给压力。5.根据权利要求1所述的方法，还包括基于废气温度计算较高供给压力和较低供给压力。6.根据权利要求1所述的方法，还包括基于空间速度计算较高供给压力和较低供给压力。7.根据权利要求1所述的方法，其中，使还原剂供给压力在较高供给压力与较低供给压力之间振荡的步骤包括使还原剂供给压力在用于还原剂单次注射的较高供给压力与用于接下来的还原剂单次注射的较低供给压力之间振荡。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：计算还原剂的基准供给压力；基于基准供给压力计算所述较高供给压力，该较高供给压力大于基准供给压力；以及基于基准供给压力计算所述较低供给压力，该较低供给压力小于基准供给压力。9.根据权利要求8所述的方法，其中，基准供给压力与较低供给压力之间的差值的量值明显大于较高供给压力与基准供给压力之间的差值的量值。10.根据权利要求8所述的方法，还包括在空间速度降低时，增大较高供给压力与基准供给压力之间的差值。11.根据权利要求8所述的方法，还包括在空间速度降低时，增大基准供给压力与较低供给压力之间的差值。12.根据权利要求8所述的方法，还包括在空间速度增大时，减小较高供给压力与基准供给压力之间的差值。13.根据权利要求8所述的方法，还包括：在空间速度增大时，减小基准供给压力与较低供给压力之间的差值。14.根据权利要求8所述的方法，还包括在废气温度降低时，增大较高供给压力与基准供给压力之间的差值。15.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔希·C·施密特，斯科特·A·蔡斯，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US