[發明專利]還原劑定量供給系統

無效

• 申請號: 201110294836.3
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102418579A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 李永祥;孫金輝
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種定量供給系統，更具體地涉及一種與內燃機一起使用的還原劑定量供給系統。

背景技術

包括柴油機、汽油機、氣態燃料驅動的發動機和本領域中已知的其它發動機的內燃機會排放復雜的空氣污染物的混合物。這些空氣污染物由其中包括氮氧化物(NOx)的氣態化合物組成。由于環境保護的意識提高，廢氣排放標準已變得越來越嚴格，可根據發動機的類型、發動機尺寸和/或發動機等級規定發動機排放到大氣中的NOx的量。

為了遵守對于NOx排放的規定，一些發動機制造商已實行稱為選擇性催化還原(SCR)的策略。SCR是一種排氣處理過程，其中還原劑--最常見的為尿素((NH₂)₂CO)或水/尿素溶液--被選擇性地噴射到發動機的排氣流中并被吸附到下游基板上。所噴射的尿素溶液分解為氨(NH₃)，氨與排氣中的NOx反應而形成水(H₂O)和雙原子氮(N₂)。為使SCR最有效，應當將還原劑以均勻分配的方式噴射到排氣流中。

2010年6月10日公布的Rodman等人的美國專利申請2010/1039260(’260公報)中公開了一種示例性的還原劑定量供給系統。具體地，’260公報公開了一種用于向動力源的排氣流供應流體的流體輸送系統。該流體輸送系統包括供應總管和與供應總管流體連接的多個供應出口。所述出口成環狀構型布置在排氣流周圍，以允許流體以均勻分配的方式從所述總管流到排氣流。

發明內容

一方面，本發明涉及一種還原劑定量供給系統。該還原劑定量供給系統可包括還原劑供應裝置、構造成盛裝經加壓的還原劑的儲器以及構造成從供應裝置抽取還原劑并將壓力升高的還原劑排放到所述儲器中的泵。該還原劑定量供給系統還可包括與所述儲器流體連接的多個噴射器，以及流體連接在儲器與供應裝置之間的泄放閥。

另一方面，本發明涉及另一種還原劑定量供給系統。該還原劑定量供給系統可包括還原劑供應裝置、構造成盛裝經加壓的還原劑的儲器以及構造成從所述供應裝置抽取還原劑并將壓力升高的還原劑排放到所述儲器中的泵。該還原劑定量供給系統還可包括與所述儲器流體連接的多個噴射器，以及與所述多個噴射器通信的控制器。該控制器可配置成當所述儲器內的還原劑的壓力為期望的壓力時致動所述噴射器以噴射經加壓的還原劑。

再一方面，本發明涉及一種定量供給還原劑的方法。該方法可包括從低壓供應裝置抽取還原劑、對還原劑進行加壓、存儲經加壓的還原劑以及在多個位置同時噴射所存儲的還原劑。該方法還可包括響應于還原劑壓力和發動機運轉狀態中的一者選擇性地泄放所存儲的還原劑。

附圖說明

圖1是示例性公開的動力系統的示意圖；以及

圖2是可與圖1的動力系統一起使用的示例性公開的還原劑定量供給系統的圖示。

具體實施方式

圖1示出具有發動機12和還原劑定量供給系統14的示例性的動力系統10。發動機12可為可運轉以燃燒燃料并產生機械功率輸出和排氣流15的內燃機。來自發動機12的排氣15可經后處理構件16被引導到大氣。在一個示例中，后處理構件16可為構造成在排氣15排放到大氣之前在存在還原劑的情況下將排氣15的組分還原到可接受的水平的還原催化劑。然而，可設想，后處理構件16也可以為或替代地體現為氧化催化劑、顆粒過濾器或本領域中已知的其它后處理構件。還原劑定量供給系統14可構造成供應在后處理構件16內發生的還原過程所使用的還原劑。

還原劑定量供給系統14可構造成噴射或以其它方式使還原劑前移到后處理構件16上游的發動機排氣15中，以實現還原化學反應。在一個實施例中，還原劑定量供給系統14可將尿素溶液噴射到發動機12的排氣15中，以實現選擇性催化還原(SCR)。尿素溶液可包括水(H₂O)和尿素((NH₂)₂CO)。在高于約180℃的溫度，尿素溶液可分解成氨(NH₃)，氨用于將發動機12的排氣流15中的NOx(NO和NO₂)轉化為雙原子氮(N₂)和水(H₂O)。如圖2中所示，還原劑定量供給系統14可包括還原劑供應裝置18、構造成盛裝經加壓的還原劑的儲器20、構造成從供應裝置18抽取還原劑并將壓力升高的還原劑排放到儲器20中的泵22、與儲器20流體連接的多個噴射器24以及流體連接在儲器20與供應裝置18之間的泄放閥26。