[發明專利]用于向內燃機的廢氣流中噴射還原劑的定量供應系統

無效

• 申請號: 201080007480.4
• 申請日: 2010-02-24
• 公開（公告）號: CN102317588A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: G·許特沃爾
• 申請（專利權）人: 阿爾博耐爾有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F02B37/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 董華林

技術領域

本發明涉及一種還原劑定量供應系統，用于將還原劑噴射到增壓的內燃機的廢氣流中，用于進行選擇性催化還原，其中，所述還原劑定量供應系統能與還原劑容器相連，還原劑能夠由所述還原劑容器中獲取，所述還原劑定量供應系統具有至少一個噴嘴，通過所述噴嘴能夠借助于壓縮空氣將還原劑噴射到廢氣流中，壓縮空氣的至少一部分由內燃機的增壓器提取。本發明還涉及一種用于控制還原劑的噴射的方法，所述還原劑的噴射通過壓縮空氣向內燃機的廢氣中進行，用于選擇性催化還原。

背景技術

用于將尿素溶液引入廢氣流中的定量供應裝置是已知的。在這方面，尿素溶液不僅是指氨氣而且還是指為尿素溶液、特別是所謂的AdBlue，即根據DIN?70070的尿素溶液。所謂的SCR(選擇性催化還原)催化器用于降低柴油發動機的氮氧化物排放。為此，利用定量供應裝置將還原劑噴射到廢氣系統中。氨用作還原劑。

因為在車輛中的攜帶氨會嚴重危及安全性，以具有常見的32.5％尿素含量的水溶液使用尿素。在廢氣中，尿素在溫度高于150℃時分解成氣態氨和CO₂。尿素分解的參數主要是時間(蒸發時間和反應時間)、溫度和噴射的尿素溶液的液滴尺寸。在所述SCR催化器中，通過選擇性催化還原(英文為：slective?catalytic?reduction，SCR)將氮氧化合物的排放降低約90％。

已知各種不同的用于噴射作為還原劑的尿素的系統。尿素的噴射可以通過壓縮空氣來輔助。壓縮空氣用作供能介質。這對于實現小液滴來說是有利的。尿素溶液借助定量供應系統來定量供應，噴射到廢氣流中并在SCR催化器中確保發生希望的化學反應。在此，氮氧化合物轉換成氮和水蒸汽。

由DE?201?19?514U1已知一種還原劑定量供應裝置，其中用于形成氣溶膠的壓縮空氣通過內燃機的增壓組件的增壓空氣提供。這使得即使在這樣的車輛和機器中也能使用定量供應系統，所述車輛和機器不具有自己的壓縮空氣供應裝置，但其發動機是增壓的。

在此不利的是，為了充分地供應壓縮空氣，需要發動機具有一最低轉速，只有在確定的運行時間之后才能夠提供壓縮空氣。但在其它運行工況點、例如在轉速低和/或發動機負載低時，不能確保通過發動機的增壓器實現足夠的壓縮空氣供應。

發明內容

本發明的目的是，克服所述缺點并這樣來改進這種定量供應裝置或運行方法，即，能與內燃機當前的運行工況點無關地來對用于降低廢氣有害物質的還原劑進行定量供應。

根據本發明通過根據權利要求1所述的定量供應系統以及通過根據權利要求13所述的、用于控制還原劑的噴射的方法來實現所述目的。本發明的有利的設計方案在各從屬權利要求中給出。

在用于為了進行選擇性催化還原將還原劑噴射到增壓的內燃機的廢氣流中的還原劑定量供應系統中，所述還原劑定量供應系統能與還原劑容器連接，還原劑能從所述還原劑容器中獲取，其中所述還原劑定量供應系統具有至少一個噴嘴，能通過所述噴嘴借助壓縮空氣將還原劑噴射到廢氣流中，其中壓縮空氣的至少一部分由所述內燃機的增壓器獲取，特別有利的是，壓縮空氣供應裝置具有用于產生壓縮空氣的電動的空氣泵和與所述空氣泵并聯的旁路，使得增壓器的增壓空氣通過所述旁路能溢流越過空氣泵。

增壓的發動機是具有增壓組件的發動機，所述增壓組件可以是廢氣渦輪增壓器和/或壓縮機。附加地，根據本發明在還原劑定量供應系統的壓縮空氣供應裝置的支線中集成電動的空氣泵、例如膜片式壓縮機等。通過集成到還原劑定量供應系統的壓縮空氣供應裝置的支線中的在流技術上與空氣泵并聯的旁路，增壓空氣、即從發動機的增壓器中獲取的壓縮空氣分量與包含空氣泵的分支線并行地流動，即溢流越過所述空氣泵。就是說，溢流通道、即溢流管道與空氣泵并行地延伸。

因此在根據本發明用于將還原劑、例如尿素溶液注射或噴射到廢氣流中的還原劑定量供應系統中，壓縮空氣供應由增壓的內燃機的增壓器和必要時替代地或附加地由可在需要時接通的電動空氣泵來提供。由此，在內燃機的所有運行工況點中確保對還原劑定量供應系統的壓縮空氣供應。該系統可以在所有具有增壓的內燃機的車輛和機器中使用，而不需要車輛和機器有自己的壓縮空氣供應裝置，如通常在商用車輛中以附加的壓縮空氣系統的形式設置的壓縮空氣供應裝置。因此，根據本發明的系統能非常有利地在所有這樣的機器和車輛中使用，所述機器和車輛不具有自己的壓縮空氣供應裝置，但其內燃機是增壓的。