[實用新型]用于多缸內燃機的后處理單元中的冷卻系統

有效

• 申請號: 201520630276.8
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN204851396U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: S·司維娜吉瑞;M·F·法倫克魯格;T·C·恩格勒特;K·E·切諾韋思;D·坦;D·F·沙勒;N·A·特瑞;W·C·莫里斯;T·G·豪斯曼
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28;F01P3/12
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本實用新型總體上涉及多缸內燃機-的后處理單元中的冷卻回路。更具體地，本實用新型涉及在冷卻回路內使用分相罐，以在熱的發動機停機后對一組還原劑噴射器進行冷卻。

背景技術

后處理單元通常用于內燃機中以處理排氣。這種后處理單元通常包括選擇性催化還原（SCR）模塊，SCR模塊連接到排氣流經的排氣管道部分或混合管。還原劑噴射器通常流體連接到排氣管道部分，以將還原劑流體噴入經過的排出氣流。還原劑流體通常可以包括無水氨、氨水或尿素。一旦流體還原劑被噴入混合管，則要在排氣排入外界之前進行混合以處理排氣。

流體還原劑噴射器通常包括噴射器噴嘴，這些噴射器噴嘴位于相對靠近排放氣體通道的位置。這樣，還原劑噴射器噴嘴需要承受相當高的排放氣體溫度，這經常會妨礙還原劑噴射器噴射最優量的還原劑流體。一般來說，長時間地暴露于這樣的溫度條件之中（通常超過大約120攝氏度），噴射器的使用壽命會受到不利的影響。

因此，在后處理單元中使用冷卻劑回路來抑制噴射器噴嘴的此種高溫影響。更具體地，還原劑噴射器具有配置在其結構中并且更具體地配置在還原劑噴射器噴嘴周圍的冷卻劑套管，冷卻劑可以進入該冷卻劑套管以降低里面的溫度。

在熱的發動機停機期間，進入還原劑噴射器的冷卻劑流可停止相對較長的時間。在此種情況下，還原劑噴射器的噴嘴可繼續承受排氣導管的高溫。這樣的溫度范圍可在可承受值以上30-40攝氏度之間，因而潛在地縮短噴射器噴嘴的使用壽命。對于具有多缸配置的相對較大的內燃機，通常要布置多個流體還原劑噴射器。考慮到維持高效可操作性的需要，這樣的配置通常規定了最佳地和以提升空間利用率的方式冷卻每一個還原劑噴射器的要求。

美國第6,223,526號專利公開了一種雙隔室燃料儲存罐，其中每一個隔室配置成分別儲存燃料和還原劑。雖然該參考文獻顯然提供了一種在雙流體儲存相關應用中用于減少儲存空間的方法，但并未提供以空間高效利用的方式將冷卻劑保持在冷卻系統（例如用于多還原劑噴射器的冷卻系統）中的解決方案。更具體地，不存在用于可臨時儲存來自多個噴射器還原劑回路的冷卻劑流的儲存罐（例如分相罐）以最佳地利用可用空間的解決方案。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種用于多缸內燃機的后處理單元中的冷卻系統，以冷卻流體還原劑噴射器的噴射器噴嘴，防止它們發生故障和變形。

本實用新型的各方面示出了一種用于多缸內燃機的后處理單元中的冷卻系統，所述后處理單元包括選擇性催化還原SCR模塊、連接到SCR模塊上游的排氣管道部分以及布置在排氣管道部分鄰近處的多個流體還原劑噴射器；每個流體還原劑噴射器具有噴射器冷卻劑出口；此外，流體還原劑噴射器配置成向排氣管道部分噴入還原劑流體；所述冷卻系統包括具有冷卻劑儲存器的冷卻劑回路，至少一個冷卻劑泵通過冷卻劑回路使冷卻劑循環，并且促進冷卻劑從冷卻劑儲存器流入多個流體還原劑噴射器；位于流體還原劑噴射器下游的分相罐布設在相對于流體還原劑噴射器的更高重力勢能處，所述分相罐包括多個隔室，其每個隔室具有至少一個入口部分和至少一個出口部分，每個入口部分與流體噴射器冷卻劑出口中的至少一者流體連通，并且每個出口部分與冷卻劑儲存器流體連通；此外，冷卻劑防虹吸管線部分用于將多個流體還原劑噴射器與分相罐流體連通；冷卻劑排出管線用于將分相罐與冷卻劑儲存器流體連通。

采用上述技術方案可以為流體還原劑噴射器的噴射器噴嘴提供期望的冷卻，防止它們發生故障和變形，延長流體還原劑噴射器的使用壽命。

附圖說明

圖1是根據本實用新型的構思的應用于多缸內燃機的后處理單元中的冷卻系統的示意圖；

圖2是根據本實用新型的構思的用于圖1冷卻系統的分相罐的示例性等距視圖。

具體實施方式

參照圖1，其示出用于處理來自內燃機102的排氣的示例性后處理單元100的方框圖。后處理單元100與冷卻系統104一起工作。后處理單元100包括柴油顆粒過濾器（DPF）106以及選擇性催化還原模塊（稱為SCR）108，其用于在將排氣排放到外界中之前對排氣進行處理。排氣管道110將DPF106流體連接至SCR108。排氣管道110包括混合室，其被稱為排氣管道部分112，用于容納多個流體還原劑噴射器114。流體還原劑罐，稱為柴油機排放流體（DEF）罐116，其流體連接到流體還原劑噴射器114。DEF罐116容納DEF118。