[发明专利]用于将还原剂施加到内燃机的废气通道中的废气再处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于将还原剂施加到内燃机的废气通道中的废气再处理系统及方法。

背景技术

对于内燃机的废气的再处理，尤其废气中氧化氮的再处理，已公知了废气再处理系统，在这些废气再处理系统中将一种还原剂、通常为尿素水溶液定剂量地配给到废气通道中，其中由尿素水溶液通过水解在废气通道中形成氨。借助选择性催化还原氧化氮通过氨转换成对环境无害的物质如氮及水。由DE19856366公知了一种废气再处理系统，其中通过泵将尿素水溶液及压缩空气输送给一个混合室，在混合室中借助压缩空气使尿素水溶液雾化及借助一个喷射阀将该雾化气溶胶定量地喷射到废气通道中。

发明内容

相比之下根据本发明的具有独立权利要求的特征的用于将还原剂施加到内燃机的废气通道中的废气再处理系统及方法具有其优点，即所述泵被构成道路配给泵，其中对混合室或废气通道的还原剂的输送及符合需要的计量通过定量配给泵来实现。在此情况下根据本发明定量配给泵不具有阀地通过还原剂管路与内燃机的废气通道连接。通过由一个定量配给泵来结合输送功能及计量功能可降低废气再处理系统的复杂性并由此降低其成本，因为可取消一个附加的计量单元。通过定量配给泵与废气通道不具有阀地连接该系统可“耐冰压”，这意味着，如果处于还原剂管路中的还原剂冻结，则可能作到：该还原剂膨胀，但不会损坏废气再处理系统的部件。这可通过弹性的还原剂管路及通过体积补偿来实现，因为还原剂在一定情况下可超过还原剂管路的端部向着混合室或废气通道的方向膨胀。通过使混合室与定量配给泵在空间上的分开该定量配给泵不会遭受通过废气通道的高热负荷，而混合室以有利的方式被废气通道加热。通过混合室无距离地布置在废气通道上可取消一个使混合室与废气通道连接的附加的管路。此外混合室可通过废气通道来加热，例如为了促使还原剂的稀释或熔化混合室中还原剂的沉积。

通过在从属权利要求中所述的措施可得到所给出的废气再处理系统及所给出的方法的有利的进一步构型及改进。

一个有利的构型在于：还原剂管路至少在通入混合室的一个区段中被作成毛细管。通过液态还原剂与毛细管壁之间的高粘着力可避免还原剂由还原剂管路不受控制地进入混合室。因此仅当毛细管中的还原剂附加地处于一个相对混合室中的压力升高的压力时，还原剂才进入混合室。此外还原剂的自由表面比与进入混合室的出口的交界面小，以致仅导致还原剂很少的汽化。

在此情况下特别有利的是，在还原剂管路中在定量配给泵与混合室之间设有一个节流器。通过节流器可阻尼还原剂管路中的压力波动，以致不会产生向混合室不合意愿地配给还原剂。

另一有利的构型在于：设有加热装置、尤其与废气通道中的废气加热不同的加热装置，该加热装置将混合室加热到还原剂的结晶体的熔化温度以上的温度。通过该加热装置、例如一个电阻加热器也可在仅通过内燃机废气输入的热量不能满足的内燃机工作点上将混合室加热到还原剂的结晶体的熔化温度以上的温度。由此在内燃机的所有工作点上可靠地防止了因混合室中形成结晶对废气再处理系统功能的干扰。

另一有利的构型在于：设有一个输送装置，该输送装置尤对于内燃机有关机要求时使还原剂由还原剂管路往回输送到储备容器中。通过该输送装置、尤其与定量配给泵不同的输送装置可使还原剂由还原剂管路往回输送到储备容器中，由此可取消系统的防冰冻的设计及可由划算的材料、例如单一的聚合物材料来制造系统的部件。

另一有利的构型在于：混合室通过一个喷射管与内燃机的废气通道相连接。通过一个喷射管可将雾化的还原剂这样地输送给废气通道，以致排出的还原剂不会沉积在废气通道的壁上。此外通过喷射管有针对性的输入还原剂可达到还原剂在废气通道的横截面上良好的均匀分布，由此可改善后置的催化器中的转换率。

此外有利地提出，在使压力供给装置与混合室连接的压力气体管路中设有一个阀，尤其一个单向止回阀。通过该阀可使向混合室的压力气体输入中断或根据需要地打开，由此与混合室的压力气体的连续供给相比减少了压力气体的需要量。在此情况下特别有利的是使用单向止回阀，由此可附加地阻止还原剂由混合室向压力气体供给装置的回流。

在此情况下特别有利的是，压力供给装置中的阀及定量配给泵通过一个共同的控制装置来控制，因为这样可使输入的压力气体量理想地适配于通过定量配给泵输入的还原剂的量。

附图说明

在附图中表示出本发明的实施例及在以下的说明中对其详细地描述。在图1及2中相同的构件或具有相同功能的构件用相同的标号来指示。