具有热控制的试剂定量给料器的排气后处理系统技术方案

一种用于公路运输车辆的排气后处理系统。排气后处理系统包括安装于排气导管的闪蒸定量给料器和联接到排气导管的催化器。闪蒸定量给料器构造为将经加热和加压的还原剂喷射到由排气导管限定的排气通道中，以供分布遍及穿过排气导管的排气气体。催化器构造为使还原剂与排气气体流中的氮氧化物反应，从而提供具有减少的氮氧化物量的、经处理的排气气体。经处理的排气气体。经处理的排气气体。

【技术实现步骤摘要】
具有热控制的试剂定量给料器的排气后处理系统

技术介绍

[0001]本公开涉及一种应用于汽车的排气后处理系统，并且具体涉及将试剂定量给料器结合到这种系统中。

技术实现思路

[0002]本文中描述了一种汽车排气后处理系统，其用于将还原剂定量给料到排气气体流中以减少排气气体流中的氮氧化物。该排气后处理系统包括排气导管和还原剂混合器，还原剂混合器具有混合罐和安装于混合罐的定量给料器。混合器构造为将定量给料器喷射的还原剂与运动通过该系统的排气气体进行混合。还原剂与排气气体的混合设计为引起化学反应，并在由催化剂反应时减少排气气体中的氮氧化物(NO
x
)。
[0003]在说明性实施例中，定量给料器包括定量给料器本体、多个阀和热学管理系统。定量给料器本体包括限定内部室的壳体、通入内部室以允许来自相关联的还原剂罐的还原剂进入的入口通道，以及从内部室通入排气通道的出口通道。多个阀包括入口阀和出口门，它们构造为选择性地允许或阻止还原剂流经相应的进口通道或出口通道。热学管理系统构造为管理定量给料器中的各部件的温度。
[0004]在说明性实施例中，热学管理系统包括加热器和至少一个冷却元件。加热器构造为在将还原剂喷入排气通道之前选择性加热壳体的内部室中的还原剂。在将还原剂喷入排气通道之前，加热还原剂促进了与排气气体的反应，以改善排气气体中NO
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的还原(减少)。冷却元件联接到包括在定量给料器中的至少一个电子部件以冷却所述至少一个电子部件，从而防止在排气后处理系统中的定量给料器运行期间，所述至少一个电子部件过热。
[0005]在考虑例示了按目前所理解的执行本公开的最佳模式的说明性实施例时，本公开的附加特征对于本领域普通技术人员将变得明了。
附图说明
[0006]详细描述特别参照了附图，附图中：
[0007]图1是长途运输车辆的立体图，该长途运输车辆包括内燃机和排气后处理系统，排气后处理系统构造为用于将还原剂递送到流经由排气导管限定的排气通道的发动机排气气体中；
[0008]图2是包括在图1所示的长途运输车辆中的排气后处理系统的示意图，示出定量给料器包括定量给料器主体，该定量给料器主体包括入口和出口通道以允许还原剂进入定量给料器；多个阀以控制通过入口通道和出口通道的流量；以及热学管理系统，其构造为控制包括在定量给料器中的各部件的温度；
[0009]图3是包括在图2所示的系统中的定量给料器的详细示意图，示出定量给料器的热学管理系统包括加热器和冷却元件，加热器设置在定量给料器本体中以用于在将还原剂喷入排气通道之前选择性地加热还原剂；冷却元件联接到阀以冷却各阀的电子部件，从而防止阀在排气后处理系统中的定量给料器运行期间过热；以及
[0010]图4是包括在图1所示的长途运输车辆中的排气后处理系统的侧视图，示出了定量给料器安装于混合器馆，混合器罐位于包括在排气后处理系统中的柴油微粒过滤器下游。
具体实施方式
[0011]为了促进对本公开的原理的理解，现在将参考附图中示出的多个说明性实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。
[0012]说明性的长途运输车辆10包括发动机12和根据本公开的、例如图1中所示的排气后处理系统14。说明性地，发动机12是内燃机12，其构造成燃烧燃料并排放被承载通过由排气导管17限定的排气通道16的排气气体，排气气体由排气后处理系统14进行处理，然后释放到大气中。排气后处理系统构14构造为在排气气体被释放到大气中之前减少排气气体中各种排放物，举例来说诸如氮氧化物(NOx)。
[0013]在说明性实施例中，排气后处理系统14包括多个排气后处理装置，诸如举例来说，柴油氧化催化器(DOC)18、柴油颗粒过滤器(DPF)20以及选择性催化还原单元(SCR)22和试剂混合器24。排气气体穿过或经过每个后处理装置以去除或减少不同的排放物。还原剂混合器24安装在SCR 22上游，并构造为将还原剂、说明性地是尿素溶液喷入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、在SCR22中，以在排气气体被释放到大气中之前减少NOx从而产生经处理的排气气体。
[0014]还原剂混合器24包括如图1和图2所示的混合罐26和定量给料器28。混合罐26与排气通道16流体联接以接纳流经其中的排气气体。还原剂在车辆10上储存在还原剂箱30中，并且被引导到定量给料器单元28从而被喷入混合罐26。
[0015]如图2和图3所示，定量给料器28包括定量给料器本体32、多个阀34、36和热学管理系统38。定量给料器本体32包括壳体40，壳体限定内部室42、入口通道44和出口通道46。入口通道44通入内部室42以允许来自还原剂箱30的还原剂进入，而出口通道46从内部室42通入排气后处理系统14的排气通道16。阀34、36包括入口阀34，它选择性地允许或阻止还原剂通过入口通道44流入内部室42；以及出口阀36，它选择性地允许或阻止还原剂通过出口通道46流入排气通道16。热学管理系统38构造成管理包括在定量给料器28中的各部件的温度。
[0016]如图2和图3中所示，热学管理系统38包括加热器48、至少一个冷却元件50和控制单元54。加热器48构造为在将还原剂喷入排气通道16之前选择性地加热壳体40的内部室42中的还原剂。冷却元件50联接到包括在定量给料器28中的至少一个电子部件，以冷却所述至少一个电子部件，从而防止在排气后处理系统14中的定量给料器28运行期间所述至少一个电子部件过热。控制单元54构造为指示(指令)加热器48选择性地施加热量和指示(指令)冷却元件50选择性地冷却定量给料器28中的各部件。
[0017]在一些实施例中，定量给料器28可以是闪蒸式定量给料器28。加热器48可构造为加热内部室42中的还原剂，并从而增加壳体40中的内部室42内的压力，以驱动将还原剂喷入排气通道16。
[0018]随着加热器48使内部室42内的还原剂的温度升高，定量给料器28的其它部件，例如阀34、36也会被加热。每个阀34、36都有电子部件(即，致动线圈)，如果被加热到允许温度之上，它们可能会损坏。因此，冷却元件50与出口阀36接触，以冷却出口阀36并防止阀36的
各电子部件在定量给料器28使用期间过热。
[0019]在说明性实施例中，冷却元件50是热电冷却元件50，其构造为在供应有电能时冷却出口阀36。与可能使用来自发动机12的其它冷却系统的流体冷却剂的冷却剂回路不同，热电冷却元件50允许对定量给料器28的各电子部件的冷却独立于发动机12或系统14的其它部件受控。
[0020]控制单元54构造为选择地向热电冷却元件50供电以控制对出口阀36的冷却。因此，热电冷却元件50取消了将定量给料器28的热学管理系统38与发动机12的其它冷却系统进行集成。热电冷却部件50还最小化了在其它情况下将流体基础冷却集成到定量给料器28中所需空间。
[0021]在一些实施例中，热学管理系统38可包括第一冷却元件50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于排气后处理系统的定量给料器，用于将还原剂喷射到所述排气后处理系统的排气通道中，所述定量给料器包括：定量给料器本体，所述定量给料器本体包括：限定内部室的壳体；通入所述内部室的入口通道，以允许来自相关联的还原剂箱的还原剂进入；以及从所述内部室通入所述排气通道的出口通道，多个阀，包括入口阀和出口阀，所述入口阀构造为选择性地允许或阻止还原剂流通过所述入口通道进入所述壳体，所述出口阀构造为选择性地允许或阻止还原剂流通过所述出口通道进入所述排气通道，以及热学管理系统，包括加热器和至少一个冷却元件，所述加热器构造为在将还原剂喷射到所述排气通道中之前选择性地加热所述壳体的所述内部室中的还原剂，所述至少一个冷却元件联接到包括在所述定量给料器中的至少一个电子部件以冷却所述少一个电子部件，从而防止在所述排气后处理系统中的所述定量给料器运行期间所述至少一个电子部件过热。2.如权利要求1所述的定量给料器，其特征在于，所述冷却元件是热电冷却元件，构造为当供应有电能时冷却所述至少一个电子部件。3.如权利要求2所述的定量给料器，其特征在于，所述至少一个电子部件是入口阀或出口阀，所述冷却元件与所述入口阀或所述出口阀接触以冷却所述入口阀或所述出口阀。4.如权利要求3所述的定量给料器，其特征在于，所述热学管理系统包括两个电子部件，所述两个电子部件是入口阀和出口阀，并且所述至少一个冷却元件与所述入口阀和所述出口阀接触以冷却所述所述入口阀和所述出口阀。5.如权利要求2所述的定量给料器，其特征在于，所述热学管理系统还包括联接到所述冷却元件的控制单元，并且其中，所述控制单元构造为响应于以下事项中的至少一项来指示所述热电冷却元件对所述出口阀进行冷却：(i)超过预先确定的试剂温度值的所述定量给料器本体内的温度；以及(ii)超过预先确定的排气气体温度值的所述排气通道中的排气气体的温度。6.如权利要求5所述的定量给料器，其特征在于，所述控制单元包括构造为测量在所述定量给料器本体中的还原剂的温度的温度传感器以及联接到所述冷却元件和所述温度传感器的控制器，并且其中，所述控制器构造为响应于由所述温度传感器测得的、高于预先确定的试剂温度值的温度而指示所述冷却元件冷却所述出口阀。7.如权利要求5所述的定量给料器，其特征在于，所述控制单元包括构造为测量所述排气通道中的排气气体温度的温度传感器以及联接到所述冷却元件和所述温度传感器的控制器，并且其中，所述控制器构造为响应于由所述温度传感器测得的、高于所述预先确定的排气气体值的温度而指示所述冷却元件冷却所述出口阀。8.如权利要求2所述的定量给料器，其特征在于，所述至少一个电子部件是入口阀，而所述冷却元件与所述入口阀接触以冷却所述入口阀。9.如权利要求1所述的定量给料器，其特征在于，所述热学管理系统包括与所述出口阀接触以冷却所述出口阀的第一冷却元件以及与所述入口阀接触以冷却所述入口阀的第二冷却元件。10.如权利要求9所述的定量给料器，其特征在于，所述热学管理系统还包括控制单元，
所述控制单元联接到所述第一冷却元件、第二冷却元件和所述定量给料器，并且其中，所述控制单元构造为响应于以下事项中的至少一项来指示所述第一冷却元件和所述第二冷却元件中的每一个而选择性地对相应的电子部件进行冷却，从而控制包括在所述定量给料器中的电子部件的温度：(i)超过预先确定的试剂温度值的所述定量给料器本体内的温度；以及(ii)超过预先确定的排气气体温度值的所述排气通道中的排气气体的温度。11.一种排气后处理系统，用于将还原剂定量给料到排气气体流中以减少所述排气气体流中的氮氧化物，所述系统包括：排气导管，所述排气导管限定用于在其中接纳排气气体流的排气通道，与所述排气导管流体联接的还原剂混合器，所述还原剂混合器构造为...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
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：