[发明专利]向内燃发动机供应来自设有废气后处理的排气系统的储罐的水的装置

说明书

一种向内燃发动机(2)供水的装置(38)，包括设置有废气后处理的排气系统(1)的一个单独的储罐(10)；储罐(10)在内部被分成第一尿素粉末储存区域(A)和第二水收集区域(B)，并且其中尿素粉末和水在储罐(10)内混合以便获得具有可变浓度的尿素水溶液，装置(38)包括至少一个第二电磁注入器(40)以及第二泵送装置(39)，第二电磁喷射器(40)设计成将水注入到内燃发动机(2)中，第二泵送装置(39)淹没在储罐(10)内并从第二水收集区域(B)抽吸，以便在压力下将水供应到所述至少一个第二电磁喷射器(40)。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月3日提交的号为102017000125342的意大利专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种向内燃发动机供水的装置，所述水来自设有废气后处理的排气系统的储罐。

背景技术

如已知的那样，建立逐步减少由机动车辆产生的污染气体排放的国际指令(即所谓的“Euro5”和“Euro6”或“Tier2Bin5”排放标准)针对可释放到大气中的NO_x分子的量设定了非常低的界限。

遵守这些界限是非常关键的，特别是对于柴油发动机而言；由于该原因，制造商已经想到为柴油发动机的排气系统提供适于NO_x的选择性催化还原(SCR)系统，该系统用于将NO_x分子(NO₂或NO)转化为水(H₂O)和氮气(N₂)，其是一种不活泼气体。如果不使用足够的还原剂((通常是氨气(NH₃))，则难以获得将NO_x分子还原成氮气的反应。还原剂必须被注入到SCR催化转化器上游的排气系统中，以便在进入SCR催化转化器之前与废气混合。

然而，由于关于氨气具有毒性这一事实的明显的安全原因，将氨气存储在车辆中是难以处理的。因此，制造商建议存储和注入控制流体，以及更具体地流体是尿素水溶液，其由于废气的热量和部分由于催化作用而分解成氨气。

因此，排气系统设有控制流体供给装置，该控制流体供给装置包括排气管、容纳控制流体的储罐、以及致动器，特别是注入器，该注入器设计成在压力下将来自储罐的控制流体注入到排气管内。供给装置还包括泵，其从储罐中抽吸控制流体并在压力下将控制流体输送到注入器。

控制流体是还原剂添加剂，并且优选地它是尿素水溶液，即尿素、合成盐和软化水的32.5％的溶液，通常称为车用尿素(Ad-Blue)。在使用中，由于存在于排气管内的废气的热量，注入到排气管内的尿素本身自发地分解成异氰酸(HNCO)和氨气(NH₃)，所述氨气作为还原剂起作用以便帮助将NO_x分子分解成氮气(N₂)和水(H₂O)的反应。异氰酸(HNCO)又通过水解释放另一摩尔的氨气(NH₃)。

设有上述类型的废气后处理的排气系统例如从文献US2013025265和EP3153676中已知。

目前用于尿素水溶液的储罐尺寸非常大，因此它们可以在必须装满储罐之前确保大约10,000至15,000公里的自主能力；减小这些储罐的尺寸会导致驾驶员的负担，其将被迫每8,000或9,000公里就得重新填充尿素水溶液。

此外，在需要减少NO_x分子的氧气过剩的所有内燃发动机中，还应在SCR(选择性催化还原)催化转化器的上游减少污染气体的排放，特别是NO_x的排放，以便尽量减少控制液体的使用。

例如，US2007131180和DE4341739描述了设置有水收集储罐的回路，并且具体设计成将水直接引入内燃发动机的进气歧管内或内燃发动机的多个汽缸内。然而，增加另外的收集储罐导致制造成本和尺寸的显著增加。

发明内容