[发明专利]用于排气后处理系统的设备和控制用于发动机排气后处理系统的设备中的还原剂流动的方法

说明书

一种用于排气后处理系统(102)的设备(100)，所述设备包括：罐(104)，其用于储存还原剂(106)；泵单元设备(108)，其布置在所述罐下游并与所述罐流体连通；喷嘴(110)，其被布置成将还原剂流喷射到排气后处理系统(102)中，该喷嘴布置在所述罐下游并通过还原剂导管(112)、经由泵单元设备而与所述罐流体连通；空气导管(114)，其被布置成与喷嘴(110)流体连通，以将压缩空气输送到所述喷嘴；以及返回导管(116)，其被流体连通地布置在还原剂导管和所述罐之间，所述返回导管包括返回导管阀设备(118)，其中，空气导管(114)被布置成与还原剂导管(112)流体连通，以通过将来自空气导管的压缩空气提供到还原剂导管而经由返回导管阀设备(118)可控地将还原剂输送到所述罐。

技术领域

本发明涉及一种用于排气后处理系统的设备。本发明还涉及一种控制用于排气后处理系统的设备中的还原剂的流动的方法。本发明适用于车辆，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆，但是，对排气使用还原剂的其它类型的车辆也可使用本发明的设备和方法。

背景技术

关于来自内燃发动机的排气的排气后处理，通常使用选择性催化还原系统(SCR)。这些系统使用液体还原剂，例如氨水、尿素等。由此，通过喷嘴等将还原剂喷射到SCR中。在来自发动机的排气和还原剂之间提供化学反应，这减少了最终从后处理系统排出的NO_x的量。

还原剂通常由包含这种液体化合物的单独的罐提供。优选提供包括泵和导管的合适设备，以便能够以可控方式将还原剂从所述罐提供到排气后处理系统。

用于还原剂(例如氨水和尿素)的设备的一个问题在于：这些还原剂的冷冻温度相对高。因此，当终止输送还原剂并停止发动机和车辆时，仍存在于该设备中的还原剂存在冻结的风险。现有技术的设备试图以各种方式解决这一问题。然而，这些设备需要进一步改进。用于还原剂输送的现有技术设备的另一问题在于：当系统暂时不工作时，固体沉积物可能形成并保留在该系统的所有部分中，这些沉积物可能在后续操作期间干扰还原剂输送操作。

US 2010/0122521涉及尿素定量给料系统，更具体地涉及用于吹扫尿素定量给料系统的方法。WO 2014/143851涉及一种用于灌注柴油排气流体喷射泵的设备。DE 199 46902涉及一种用于随后处理内燃机排气的装置。US 2009/0101656涉及一种用于存储添加剂并用于将添加剂喷射到内燃机的排气中的系统。DE 10 2011 077946涉及一种输送装置，其具有定量给料和喷射模块(10)，其中泵(8)被形成为将工作流体 (2)从储液器(4)推进到所述定量给料和喷射模块。

因而，需要提供如下一种设备：它改进了在使用之后对还原剂的去除，以避免其冻结和固体沉积物损害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于排气后处理系统的设备，与现有技术相比，该设备至少部分地改进了在其使用之后对还原剂的去除。该目的至少部分地通过根据本发明的第一方面的方法实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于排气后处理系统的设备，该设备包括：罐，其用于储存还原剂；泵单元设备，其布置在罐下游并且与罐流体连通；喷嘴，其布置成将还原剂流喷射到排气后处理系统中，该喷嘴布置在罐下游并且通过还原剂导管、经由泵单元设备而与罐流体连通；空气导管，其布置成与喷嘴流体连通，以将压缩空气输送到喷嘴；以及返回导管，其被流体连通地布置在还原剂导管和罐之间，该返回导管包括返回导管阀设备，其中，空气导管被布置成与还原剂导管流体连通，以通过将来自空气导管的压缩空气提供到还原剂导管而经由返回导管阀设备以可控方式将还原剂输送到罐。

措辞“还原剂”应被理解为表示在还原过程中使用的元素。在还原过程中，还原剂失去电子并可以说已被氧化。能够使用各种类型的还原剂，并且本发明不应被解释为限于任何特定的种类。然而，作为非限制性示例，还原剂可以是水基尿素溶液，其被提供到排气后处理系统中。当然可设想其它替选方案，例如氨水、无水氨等。