[發明專利]用于存儲一種添加劑并將它注入發動機排氣的系統和方法

無效

• 申請號: 200780030617.6
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101506482A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 弗朗索瓦·杜尼爾;喬爾·奧德貝克;文森特·波鐵爾;尤勒斯-約瑟夫·范沙夫廷根
• 申請（專利權）人: 因勒紀汽車系統研究公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;張 英

技術領域

本發明涉及用于存儲添加劑并將它注入發動機排出氣體的一 種系統和方法。

背景技術

關于柴油車輛排放物的立法的變化特別規定了顯著的降低排 出氣體中氮氧化物的排放量。SCR(選擇性催化還原)方法(其中 氮氧化物(NOx)被氨還原)是用于實現這個污染控制目標的首選 技術之一。于是一種氨前體溶液(通常是一種尿素溶液)被注入SCR 催化劑的排氣管道上游。這種催化劑的運行要求噴灑精確計量的溶 液量。

在一種已知方式中，將泵送、計量和注入操作分開導致了引入 在排氣管線中的氨前體溶液量的更好的精確度。

因此，專利US?6?041?594和US?6?273?120都描述了包括分離的 泵、計量閥和注入器的系統，它們使得每一項功能得以進行。快速 計量閥(即用一個可調節的開放頻率和持續時間來操作的一種閥) 與一個適合的泵出口壓力相結合(通過一種壓力調節裝置)能夠進 行該氨前體溶液噴灑量的精確計量。然而，這些文件都推薦借助壓 縮空氣，在使用一個注入器注入到排出氣體之前將壓縮空氣與添加 劑在一個混合室中進行混合。該壓縮空氣將特別防止注入器的堵 塞，這種堵塞可能由添加劑的固體沉積和/或在排氣管附近由高溫造 成的它的降解產物所致。

這些系統有一種緊湊、簡單和可調節結構的優點(例如，泵可 以整合到罐中；計量閥可能靠近或遠離注入器，這取決于車輛地板 之下可供使用的空間)。因此，泵和計量閥可偏離排氣管線，這防 止了它們過熱并且增加了計量閥的準確度。此外，注入器可以隨所 希望的微滴的尺寸和分布而進行適配。最后，這些系統是具體地適 合于對使用中的車輛進行改裝。

然而，此類系統要求提供一個壓縮空氣源，這在車輛上更不一 定總是可提供的并且它因此而不得不特意提供，這是昂貴的。此外， 稀釋該添加劑導致計量準確度的降低。最后，借助于一個混合室增 加了這些系統的復雜性和費用。

發明內容

本申請的目標是解決這些問題，并且基于以下事實，即借助壓 縮空氣在這些“分開(操作)”的系統中實際上不是必需的。的確， 看起來上述固體沉積在溶液中很快地消失，并且在一次新注入的過 程中容易通過溶解而被去除。事實上，計量泵的適當的控制使之有 可能防止該注入器的堵塞，并且也使之有可能防止在這個注入器排 出孔形成一個液滴。

文件EP?1?656?986也提出了一個沒有壓縮空氣的系統，其中的 泵、計量閥和注入器是分離的裝置，但是這個系統包括一個壓力傳 感器和一個電磁閥用于調節回流(如果必要的話)，這是相對復雜 和昂貴的。

本申請的目標是通過提供一種顯著簡化、價格比較低廉和同樣 有效的系統來解決這個問題。因此，本發明涉及用于存儲一種添加 劑溶液并將其注入內燃機的排出氣體的一種系統，所述系統包括用 于存儲該添加劑的一個罐以及一個旋轉泵、一個計量閥和一個注入 器，這個系統可以將添加劑溶液按照原樣計量并注入排出氣體中而 不用一種氣體(例如壓縮空氣)將其稀釋。特別是，根據本發明的 系統不包括一個混合室，也不包括用氣體(例如壓縮空氣)稀釋添 加劑的無論何種形式的任何裝置。在根據本發明的系統中，泵、計 量閥和注入器是分離的裝置，并且泵的出口壓力是通過調節該泵的 轉速來調節。

與本發明相關的添加劑優選是能夠還原存在于內燃機排出氣 體中的NOx的一種還原劑。有利地，它是直接使用的氨(這伴隨有 安全和腐蝕的缺點)或是由一種前體如尿素(這使上述缺點能夠被 避免)在排出氣體中原位產生的氨。本發明用尿素(特別是用尿素 的水溶液)產生了優良的效果。低共熔的溶液(包括按重量計32.5％ 的尿素)是很適合的。

本發明可能應用于任何在排出氣體中可能產生NOx的內燃機 上。它可以是有或沒有燃料回流管線的發動機(即，將發動機沒有 消耗的燃料返回燃料箱的一條管線)。它有利地應用于柴油發動機， 并且特別是車輛的柴油發動機，并且特別優選的是重型貨車的柴油 發動機。

根據本發明的系統包括至少一個旨在用于儲存該添加劑的罐。 這個罐可由任何材料制造，優選對相關的添加劑有化學耐受性的材 料。通常，這是金屬或塑料。聚烯烴樹脂，特別是聚乙烯(更特別 地HDPE或高密度聚乙烯)，構成優選的材料。