[发明专利]具有磁通桥和磁通间隔的电磁控制式喷射器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月30日递交的美国专利申请No.13/220,980的优先权，该美国专利申请是于2011年6月21日递交的美国申请No.13/164,976的部分连续申请，美国申请No.13/164,976是于2011年2月9日递交的美国申请No.13/023,870的部分连续申请，美国申请No.13/023,870要求于2010年2月10日递交的美国临时申请No.61/303,146的利益。上述申请的每个的全部公开内容均通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及喷射器系统，更具体地，涉及用于将诸如尿素水溶液的试剂喷射到排气流中以减少来自柴油发动机排气中的氮氧化物（NO_X）排放的喷射器系统。

背景技术

本部分提供与本公开相关且未必是现有技术的背景信息。通过利用过量氧气操作，也就是利用比可用燃料的完全燃烧所需量多的氧气量操作，稀薄燃烧发动机提供了改进的燃料效率。这种发动机被称为“稀薄”或“稀薄混合”运行。然而，与非稀薄燃烧相比，这种燃料经济性的改进或增加被不希望的特别是氮氧化物（NO_X）形式的污染排放所抵消。

一种用于减少来自稀薄燃烧内燃机的NO_X排放的方法已知为选择性催化还原（SCR）。在被用于例如减少来自柴油发动机的NO_X排放时，SCR涉及将雾化试剂喷射到和一个或更多所选择的发动机运行参数有关的发动机的排气流中，发动机运行参数例如是发动机排气温度、由发动机燃油流量测量的发动机每分钟转数或发动机负载、涡轮增压压力或排气NO_X质量流量。试剂/排气气体混合物通过含有催化剂的反应器，催化剂诸如例如是能够在有试剂的情况下减少NO_X浓度的活性炭或诸如铂、钒或钨的金属。

已知尿素水溶液是用于柴油发动机的SCR系统的有效试剂。然而，这样的尿素水溶液的使用涉及许多缺点。尿素具有高度腐蚀性，可能对SCR系统中诸如用来将尿素混合物喷射到排气流中的喷射器之类的机械部件产生不利影响。在长时间暴露在诸如柴油机排气系统中遇到的温度的高温时，尿素也可能固化。固化的尿素将积聚在喷射器中常见的狭窄通道和出口孔开口中。固化的尿素还可能导致喷射器的运动部件阻塞，并堵塞任何开口或尿素流动通道，从而使喷射器无法使用。

另外，如果尿素混合物没有被精细地雾化，尿素沉积物将形成在催化反应器中，抑制催化剂的作用，从而降低SCR系统的有效性。高喷射压力是最小化尿素混合物雾化不足的问题的一种方式。然而，高喷射压力通常导致喷射器喷雾羽流过度渗透到排气流中，从而导致羽流冲击排气管的与喷射器相对的内表面。过度渗透还导致尿素混合物的使用率不高，并减少在减少的NO_X的情况下车辆可运行的里程。车辆只能携带有限量的尿素水，因此应该有效使用所携带的尿素水，以最大化车辆里程并减少经常补充试剂的需求。

几种已知的试剂喷射器包括用于对进入排气流中的试剂供应进行计量的电磁阀。典型地，随着电磁体被选择性地通电和断电而使该阀的磁性可移动构件在打开和闭合位置之间移位。许多现有喷射器的电磁体包括多个漏磁区域，从而导致限定较差的磁回路。使用这些类型的磁回路不可能使试剂阀的控制优化。实际分配在排气流中的试剂量可能不同于试剂喷射的目标率，导致车载试剂的使用率不高。由于磁回路的布置，阀从闭合状态至打开状态并返回至闭合状态的循环所需的时间可能大于期望。

此外，尿素水是弱润滑剂。这种特性对喷射器的运动部分产生不利影响，并要求喷射器内的相邻或相对运动部分之间采用相对紧或小的配合、间隙和公差。尿素水还有高的泄漏倾向。此特性在许多位置不利地影响需要增强的密封措施的配合表面。

提供具有良好限定的磁回路的改进的电磁控制式喷射器以改进试剂喷射控制可能是有利的。

本公开的方法和装置提供前述和其它优点。

发明内容

本部分提供本公开的大致总结，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

一种用于喷射试剂的喷射器，包括定位在壳体内的轴向能移位的阀构件。电磁体被定位在所述壳体内，并包括圆柱形导线线圈。所述阀构件响应于所述电磁体通电而在就座位置和离座位置之间移动。磁通套筒穿过所述线圈，并包括通过非磁性部分相互连接的两个磁性部分。每个磁性部分均与由所述圆柱形线圈的端部限定的横向平面对准。所述非磁性部分被轴向定位在所述横向平面之间。