带有定量给料器的汽车排气后处理系统技术方案

公开了一种用于道路车辆的排气后处理系统。该排气后处理系统包括还原剂混合器，其带有混合罐和定量给料器，该定量给料器配置成将经加热且加压的还原剂注射到混合罐中，用于在穿过混合罐的所有排气气体上进行分配。穿过混合罐的所有排气气体上进行分配。穿过混合罐的所有排气气体上进行分配。

【技术实现步骤摘要】
带有定量给料器的汽车排气后处理系统

技术介绍

[0001]本公开涉及用于汽车应用的排气后处理系统，具体是涉及包括在排气后处理系统中的混合装置。更具体地，本公开涉及注射器、比如是定量给料器，其用于将诸如尿素溶液之类的还原剂注射到排气流中与排气流混合，从而使还原剂与排气气体之间的化学反应还原排气气体中的氮氧化物(NOx)。

技术实现思路

[0002]根据本公开的道路车辆包括产生排气气体的内燃机和配置成在将排气气体释放到大气中之前对其进行处理的排气后处理系统。排气后处理系统可包括许多部件，比如，柴油氧化催化器(DOC)、柴油颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原单元(SCR)和还原剂混合器。
[0003]还原剂混合器包括混合罐和定量给料器，该混合罐限定排气通道的至少一部分，用于在其中接收排气气体流。定量给料器被安装到混合罐并且配置成通过形成在混合罐中的注射孔注射还原剂。
[0004]定量给料器包括：定量给料器主体、定量给料器入口以及定量给料器出口，在还原剂注射到排气流中之前，还原剂在定量给料器主体中被调节，定量给料器入口与定量给料器主体联接，定量给料器出口与定量给料器主体联接。定量给料器主体限定了腔室并且可以容纳至少一个加热器以加热还原剂并由此增加腔室内的压力。定量给料器入口限定入口通道，该入口通道通至腔室，以允许来自相关联的还原剂箱的还原剂进入。定量给料器出口限定出口通道，该出口通道从腔室通至混合罐的排气通道中。定量给料器出口包括出口阀，该出口阀阻挡或允许流通过出口通道。
[0005]考虑例示了目前所设想的实施本公开的最佳模式的示例性实施例，本公开的附加特征对于本领域技术人员将变得明显。
附图说明
[0006]具体实施方式部分具体参考附图，附图中：
[0007]图1是包括内燃机和排气后处理系统的道路汽车车辆的立体图，该排气后处理系统带有定量给料器，该定量给料器配置成将还原剂递送到发动机排气气体中，以在排气气体被排入大气之前处理排气气体；
[0008]图2是根据本公开的定量给料器的第一实施例的剖视示意图，示出了定量给料器包括：(i)限定腔室的定量给料器主体；以及(ii)位于腔室上游的孔板，孔板具有孔口，孔口的尺寸设计成允许还原剂进入腔室中并限制还原剂回流离开腔室；
[0009]图2A是根据本公开的定量给料器的第二实施例的剖视示意图，示出了定量给料器包括限定腔室的定量给料器主体和连接杆，该连接杆在入口阀与出口阀之间延伸，以使入口阀和出口阀随着腔室内的压力变化而一致地运动；
[0010]图3是根据本公开的定量给料器的第三实施例的剖视示意图，其包括定量给料器主体、联接至定量给料器主体的侧壁的定量给料器入口以及联接至定量给料器主体的底壁
的定量给料器出口；
[0011]图4是根据本公开的定量给料器的第四实施例的剖视示意图，其包括定量给料器主体、联接至定量给料器主体的底壁的定量给料器入口以及联接至定量给料器主体的底壁的定量给料器出口；
[0012]图5是排气后处理系统的一部分的侧视图，示出了还原剂混合器，其中，定量给料器安装于混合器罐；
[0013]图6是另一排气后处理系统的一部分的侧视图，其包括安装于排气导管的定量给料器和在该定量给料器下游的第二定量给料器；
[0014]图7是另一排气后处理系统的一部分的侧视图，其包括安装于排气导管的定量给料器和在该定量给料器下游的第二定量给料器；
[0015]图8是另一种汽车车辆的立体图，其包括内燃机和排气后处理系统，该排气后处理系统带有位于车辆的发动机舱内的上游还原剂混合器和下游还原剂混合器；
[0016]图9是图8所示排气后处理系统的一部分的侧视图，示出了上游还原剂混合器中包括的定量给料器和下游还原剂混合器中包括的第二定量给料器；
[0017]图10是另一排气后处理系统的一部分的侧视图，示出了上游还原剂混合器中包括的定量给料器和下游还原剂混合器中包括的第二定量给料器；
[0018]图11是排气后处理系统的一部分的侧视图，示出了定量给料器，其配置成将还原剂供应到上游还原剂混合器和下游还原剂混合器两者；
[0019]图12是可以包括在图1和图8的车辆中的各种部件和装置的示意图，其中，排气后处理系统包括还原剂箱、还原剂泵、定量给料器和加热器控制单元；
[0020]图13示出了图12中的加热器控制单元的示意图；以及
[0021]图14是可包括在图1和8的车辆中的各种部件和装置的示意图，其带另一排气后处理系统。
具体实施方式
[0022]示例性的道路车辆10包括发动机12和根据本公开的排气后处理系统14，例如如图1中所示。示意性地，发动机12是内燃机，其配置成燃烧燃料并排出排气气体，排气气体通过由排气导管17限定的排气通道16携送，由排气后处理系统14处理，然后被释放到大气中。排气后处理系统14配置成在将排气气体释放到大气之前还原排气气体中的各种流出物，比如氮氧化物(NOx)。
[0023]在示意性实施例中，排气后处理系统14包括多个排气后处理装置，比如是，柴油氧化催化器(DOC)18、柴油颗粒过滤器(DPF)20、选择性催化还原单元(SCR)22和还原剂混合器24。排气气体穿过或经过每个后处理装置，以去除或还原不同的流出物。还原剂混合器18安装在SCR的上游，并且配置成将还原剂(例如是尿素溶液)注射并混合到排气气体中。还原剂与排气气体的化学反应发生在还原剂混合器24下游的SCR 20中，以在排气气体被释放到大气中之前还原NOx。
[0024]还原剂混合器24包括混合罐26和定量给料器28、228，如图2和2A中所示。混合罐26与排气通道16流体联接，以接收流过其中的排气气体。还原剂在车辆10上存储在还原剂箱30中，并被引导至定量给料器28、228，然后被定量给料器28、228排出到由混合罐26限定的
混合腔室32中。在一些实施例中，定量给料器28、228是闪蒸定量给料器，并且还原剂在被排入混合腔室32中之前被闪蒸定量给料器加热。
[0025]图2中示出了定量给料器28的第一实施例，其包括定量给料器主体34、定量给料器入口36和定量给料器出口38。定量给料器主体34包括壳体40，且可包括至少一个加热器44，壳体40限定腔室44，至少一个加热器44布置在腔室42中，以加热还原剂并由此增加腔室内42的压力。定量给料器入口36联接至定量给料器主体34并限定入口通道46，该入口通道246通至腔室42，以允许来自还原剂箱30的还原剂进入。定量给料器出口38联接至定量给料器主体34并限定出口通道48，该出口通道48从腔室42通至混合罐26的混合腔室32中，并因此通至排气通道16。
[0026]定量给料器入口36包括限定入口通道46的入口管50和在入口通道46内联接至入口管50的孔板52，如图2中所示。孔板52布置在入口管50中，以限制通过入口通道46的流量，其形成为包括孔口54，用于允许还原剂从还原剂箱30进入腔室42中。入口通道46具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于道路车辆的排气后处理系统中的还原剂混合器，所述还原剂混合器包括：混合罐，所述混合罐限定了用于在其中接收排气气体流的排气通道的至少一部分；以及定量给料器，所述定量给料器安装到所述混合罐并配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂，所述定量给料器配置成将所述还原剂加热到所述还原剂的饱和蒸气压力以上。2.根据权利要求1所述的还原剂混合器，其特征在于，所述定量给料器能操作成在加热模式和非加热模式中都通过所述注射孔注射所述还原剂。3.根据权利要求2所述的还原剂混合器，其特征在于，所述定量给料器配置成基于发动机或后处理系统参数在所述加热模式与所述非加热模式之间改变。4.根据权利要求3所述的还原剂混合器，其特征在于，所述发动机或后处理参数包括排气质量流速、排气温度、发动机每分钟转数和发动机负载中的至少一项。5.根据权利要求2所述的还原剂混合器，其特征在于，所述定量给料器包括冷却系统，所述冷却系统配置成选择性地冷却所述定量给料器中包括的部件的温度。6.根据权利要求5所述的还原剂混合器，其特征在于，所述定量给料器还包括：(iv)冷却系统，所述冷却系统配置成选择性地冷却包括在所述定量给料器中的部件的温度，所述冷却系统包括以下各部件中的至少一者：第一冷却器，所述第一冷却器联接至所述定量给料器入口的外表面并与孔板轴向对准；第二冷却器，所述第二冷却器联接至定量给料器主体；以及第三冷却器，所述第三冷却器联接至所述定量给料器出口并与压力激活的阀轴向对准。7.一种排气后处理系统，包括：排气导管，所述排气导管限定用于在其中接收排气气体流的排气通道；以及第一还原剂混合器，所述第一还原剂混合器与所述排气导管流体联接并配置成接收排气气体并将还原剂注入所述排气气体中，所述还原剂混合器包括：混合罐，所述混合罐限定用于在其中接收所述排气气体的所述排气通道的至少一部分；以及定量给料器，所述定量给料器安装到所述混合罐并配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂，所述定量给料器配置成将所述还原剂加热到所述还原剂的饱和蒸气压力以上。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括第二还原剂混合器，所述第二还原剂混合器联接至所述第一还原剂混合器下游的所述排气导管，所述第二还原剂混合器包括第二混合罐，所述第二混合罐限定用以在其中接收排气气体的所述排气通道的至少一部分，并且还包括次要定量给料器，所述次要...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：佛吉亚排放控制技术美国有限公司，
类型：发明
国别省市：