[发明专利]有关机后温度管理和清洗功能的机器、操作和防过热方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及发动机系统，尤其是涉及排气后处理系统和方法。

背景技术

一种用于减少某些柴油发动机排气成分的已知方法是利用使用氮氧化物的选择性催化还原剂(SCR)的排气后处理系统。在一种典型的SCR系统中，尿素或尿素基水溶液与排放气体混合。在一些应用中，尿素溶液经专门的喷射器装置直接喷射进排气通道中。喷射的尿素溶液与排放气体混合并被分解以在排气流中提供氨(NH₃)。氨然后在催化剂作用下与排气中的氮氧化物(NO_x)反应生成氮气(N₂)和水(H₂O)。

可以理解，SCR系统要求存在某种形式的尿素接近发动机系统，使得发动机能在操作过程中得到连续的供应。在发动机应用领域中，已知并使用了各种尿素或尿素溶液传送系统。在已知的尿素喷射系统中，会产生与温度相关的挑战，这种挑战能影响用来喷射尿素的电子和机械硬件。例如，考虑到尿素一般被直接喷射进发动机排气系统，所以，尿素喷射器装置靠近热发动机排气会导致在系统操作过程中以及热发动机关机后热饱和之后喷射器部件过热。而且，对于使用水基尿素溶液的系统来说，当发动机不操作时，尿素溶液的冻结会造成部件损坏。其他问题包括由于尿素溶液的性质而在尿素喷射部件和其他周围的发动机和机动车部件上的腐蚀。

发明内容

本发明一个方面描述了一种机器。该机器包括发动机，发动机具有冷却剂系统、电力系统和排气系统。柴油排气流体(DEF)喷射器被设置用来提供DEF进入排气系统的计量数量。DEF喷射器包括壳体，壳体形成从中穿过的冷却剂通道。冷却剂通道适合于容纳用于冷却DEF喷射器的冷却剂流。DEF泵被布置用于在发动机操作过程中从存储箱向DEF喷射器提供DEF。动力管理模块与电力系统、DEF喷射器和DEF泵关联。辅助动力单元与动力管理模块关联并被构造为在发动机电力系统被停止之后保持有效。动力管理模块被构造为当发动机关机时从DEF喷射器清洗DEF。

在另一个方面中，本发明描述了一种在具有发动机的机器中用于热管理和关机后从喷射器清洗流体的方法。发动机包括冷却剂系统和电力系统。该方法包括在发动机操作过程中从电力系统将电能存储在辅助动力单元中，以及在发动机关机并且电力系统停止后，启动辅助动力单元传送电力。流体泵被提供动力以从喷射器清洗流体，并且感测喷射器的温度。根据该温度，当所感测的温度超过或预计超过阈值温度时，第二冷却系统被启动以降低喷射器温度。第二冷却系统从辅助动力单元获取用于操作的电力。电力到流体泵和到第二冷却系统的流动由动力管理模块控制。动力管理模块与辅助动力单元、流体泵和第二冷却系统关联。

在又一个方面中，本发明描述了一种用于避免在热发动机关机后设置在发动机排气系统中的柴油排气流体(DEF)喷射器过热的方法。该方法包括在发动机关机并且电力系统停止后，启动辅助动力单元以传送电力，该辅助动力单元在发动机操作过程中将电能存储在其中。感测与DEF喷射器关联的温度。当温度超过预定阈值时并且在温度超过预定阈值的时候，来自辅助动力单元的能量被用来操作风扇和冷却剂泵，风扇向DEF喷射器提供冷却气流，冷却剂泵使冷却剂流体流循环经过DEF喷射器的壳体中形成的通道。电力到风扇和到冷却剂泵的流动由与辅助动力单元关联的动力管理模块控制。

附图说明

图1是根据本发明的机器的示意图。

图2是根据本发明的具有SCR系统的发动机的方框图。

图3是根据本发明的排气处理模块的部分剖视示意图。

图4是根据本发明的用于柴油排气流体(DEF)的喷射器的示意图。

图5是根据本发明的关机后温度管理和清洗系统的原理图。

具体实施方式

本发明涉及用于机器的动力管理系统，尤其是涉及向与发动机关联的SCR系统的尿素喷射和相关部件提供受控的冷却和清洗功能的动力管理系统和方法。这里所公开的动力管理系统对于一些机器系统维持动力和功能性是有效的。