還原劑給料系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于包括還原劑給料系統(tǒng)的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)。更具體地說，所述還原劑給料系統(tǒng)不易于產(chǎn)生壓力脈沖，并可在高海拔及高溫下運行而不使還原劑流體明顯蒸發(fā)或沸騰。
【背景技術】
[0002]內(nèi)燃機包括本領域中已知的柴油機、汽油機、氣體燃料發(fā)動機及其它發(fā)動機。這些發(fā)動機都產(chǎn)生復雜的排放物混合物。這些排放物包括氣體化合物，如氮氧化物NO和顯2或統(tǒng)稱NOx。在大氣化學中，術語NOx是指NO和NO2的總濃度。由于環(huán)保意識的增強，根據(jù)發(fā)動機的類型、尺寸和/或種類規(guī)定發(fā)動機排放到大氣中的NOx。
[0003]為了遵守放規(guī)定，一些發(fā)動機制造商實施了一種被稱為選擇性催化還原(SCR)的策略。SCR是一種排氣處理工藝，其中選擇性地將還原劑，最常見的為尿素((NH2)2CO)或水/尿素溶液，注入發(fā)動機的排氣流中并且使其吸附在下游基質(zhì)上。所吸附的尿素分解為氨氣(NH3)，氨氣與排氣中的NOx反應形成水(H 20)和雙原子氮氣(N2)。
[0004]還原劑給料系統(tǒng)可用于將還原劑(例如尿素)引入排氣流中。在一個實例中，尿素水溶液可儲存在罐中。尿素水溶液或還原劑流體可被稱為DEF (柴油機排氣處理液)，并可由約32.5 wt%的尿素和約67.5 wt%的水組成。
[0005]當動力系統(tǒng)或發(fā)動機運行并產(chǎn)生排氣時，從罐中泵出DEF并通過噴射器將其間歇地噴射到排氣流中。一些還原劑給料系統(tǒng)通過在監(jiān)測DEF壓力的同時改變泵速來控制DEF壓力。然而，這種還原劑給料系統(tǒng)可產(chǎn)生壓力脈沖，此無法通過更改泵速進行精確控制。此夕卜，結合在高海拔(低環(huán)境壓力)處和/或在高溫下的運行，泵吸管中的壓降可導致DEF的明顯蒸發(fā)或沸騰。DEF的蒸發(fā)或沸騰可導致蒸汽和流體的混合物進入泵，從而妨礙將DEF精確給料到排氣流中。
[0006]CN101818675通過完全取消泵以及加壓DEF罐避免了對更改泵速的依賴。雖然這種無泵系統(tǒng)適用于具有柴油機的客運車輛，但是在沒有泵的情況下，僅依靠加壓DEF罐可能不適合大型柴油動力系統(tǒng)，如卡車、發(fā)電機、建筑設備、采礦設備等的柴油動力系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的在于提供一種用于發(fā)動機的還原劑給料系統(tǒng)，可以阻止或限制還原劑流體在高海拔和/或高溫下沸騰或蒸發(fā)。
[0008]本實用新型提出了一種還原劑給料系統(tǒng)，用于發(fā)動機中，所述還原劑給料系統(tǒng)包括容納還原劑流體的儲存容器，所述儲存容器與還原劑泵的入口流體連接；還原劑泵具有與儲存容器、調(diào)壓器入口及噴射器入口流體連接的出口 ；所述調(diào)壓器包括還原劑壓力控制閥，當還原劑壓力控制閥處于打開位置時，所述還原劑壓力控制閥將還原劑泵的出口與儲存容器流體連接；所述還原劑給料系統(tǒng)還包括壓縮氣體源，所述壓縮氣體源與供氣控制閥流體連接，當供氣控制閥處于打開位置時，所述供氣控制閥將壓縮氣體源與儲存容器流體連接；所述供氣控制閥還具有關閉位置，所述供氣控制閥聯(lián)接到控制器，所述控制器用于控制供氣控制閥在所述打開位置和關閉位置之間切換。
[0009]優(yōu)選的，所述還原劑壓力控制閥為常閉定向控制閥，當所述還原劑泵的出口壓力超過預定值時，所述常閉定向控制閥切換至打開位置。
[0010]進一步的，所述還原劑壓力控制閥包括與所述儲存容器流體連接的出口，所述還原劑泵的出口也與所述還原劑壓力控制閥的出口連接；在所述還原劑泵的出口和所述還原劑壓力控制閥的出口之間設置有止回閥，阻止流體從所述還原劑壓力控制閥的出口流向所述還原劑泵的出口但允許流體從所述還原劑泵的出口流向所述還原劑壓力控制閥的出口。
[0011]又進一步的，所述控制器與環(huán)境空氣壓力傳感器聯(lián)接，并且當環(huán)境空氣壓力降到低于預定值時，所述控制器將所述供氣控制閥切換到所述打開位置。
[0012]其中，所述壓縮氣體源和所述還原劑泵都由發(fā)動機驅(qū)動。
[0013]進一步的，所述還原劑給料系統(tǒng)還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述還原劑泵的出口流體連接并與所述控制器聯(lián)接，其中，當所述還原劑泵的出口壓力降到低于預定值時，所述控制器打開所述供氣控制閥；當所述還原劑泵的出口壓力上升到超過預定值時，所述控制器關閉所述供氣控制閥。
[0014]再進一步的，所述還原劑給料系統(tǒng)還包括流體連接在所述噴射器和排氣流之間的輸出孔。
[0015]優(yōu)選的，所述的還原劑給料系統(tǒng)還包括空氣壓力釋放閥，所述空氣壓力釋放閥與所述供氣控制閥和所述儲存容器流體連接并且設置在所述供氣控制閥和所述儲存容器之間。
[0016]更進一步的，所述還原劑壓力控制閥包括與所述還原劑泵的出口流體連接的入口和與還原劑回流管流體連接的出口，當所述還原劑壓力控制閥處于打開位置時，所述還原劑回流管將所述還原劑壓力控制閥與所述儲存容器流體連接；其中，所述儲存容器與泄壓閥流體連接，且所述噴射器為具有打開位置和關閉位置的常閉定向控制閥并包括與所述控制器聯(lián)接的螺線管，所述控制器用于控制所述常閉定向控制閥在所述打開位置和所述關閉位置間切換。
[0017]另一方面，本實用新型還提出了一種動力源，包括連接到排氣系統(tǒng)的發(fā)動機。排氣通過選擇性催化還原(SCR)模塊。排氣還可與設置在SCR模塊上游的還原劑給料系統(tǒng)流體連接。還原劑給料系統(tǒng)可包括容納還原劑流體的儲存容器、壓縮氣體源和還原劑泵。壓縮氣體源和還原劑泵可耦接到發(fā)動機并由發(fā)動機驅(qū)動。儲存容器可與還原劑泵入口流體連接。還原劑泵可具有出口，所述出口可與儲存容器、調(diào)壓器入口及噴射器入口流體連接。調(diào)壓器可包括還原劑壓力控制閥，當還原劑壓力控制閥處于打開位置時，所述還原劑壓力控制閥將還原劑泵的出口與儲存容器流體連接。壓縮氣體源可與供氣控制閥流體連接。當供氣控制閥處于打開位置時，所述供氣控制閥可將壓縮氣體源與儲存容器流體連接。供氣控制閥還可具有關閉位置，且供氣控制閥可與控制器聯(lián)接，所述控制器控制所述供氣控制閥在打開位置和關閉位置之間切換。
[0018]本實用新型的還原劑給料系統(tǒng)應用在發(fā)動機中，可以阻止或限制還原劑流體在高海拔和/或高溫下沸騰或蒸發(fā)。
[0019]結合附圖閱讀時，根據(jù)以下詳細說明，其它優(yōu)點和特征將顯而易見。
【附圖說明】
[0020]請參考根據(jù)附圖更詳細說明的實施例，以便更完整地理解所公開的方法和裝置，其中:
[0021]圖1是所公開的示例性動力系統(tǒng)的透視圖；
[0022]圖2是圖1的動力系統(tǒng)的示意圖，其詳細說明了所公開的還原劑給料系統(tǒng)。
[0023]應了解，附圖并不必按比例繪制并且所公開的實施例有時用圖解方式和局部視圖方式進行說明。在某些情況下，可以忽略對理解所公開的方法和裝置不必要的或使其它細節(jié)難以理解的細節(jié)。當然，應了解，本實用新型不局限于本文所描述的特定實施例。
【具體實施方式】
[0024]圖1和圖2示出了具有發(fā)動機11和還原劑給料系統(tǒng)12的示例性動力系統(tǒng)10。發(fā)動機11可為可操作地燃燒燃料并產(chǎn)生機械動力輸出和排氣流的內(nèi)燃機。發(fā)動機11的排氣在釋放到大氣中時可被引導通過后處理系統(tǒng)13。在一個實例中，后處理系統(tǒng)13可使用還原催化劑，所述還原催化劑配置為在將排氣排放到大氣中之前在還原劑存在的情況下將排氣成分減少到可接受的程度。如圖1中標記13所示的這種后處理系統(tǒng)通常稱為選擇型催化還原(SCR)系統(tǒng)或模塊。還原劑給料系統(tǒng)12可配置為提供還原過程所用的準確量的還原劑，所述還原過程發(fā)生在SCR模塊或后處理系統(tǒng)13中。
[0025]可以設想的是，發(fā)動機11可與發(fā)電機14相關聯(lián)，所述發(fā)電機14將發(fā)動機11的機械動力轉(zhuǎn)換為電力。在一個實施例中，發(fā)動機11