[发明专利]用于加热还原剂的系统

说明书

本申请涉及用于加热还原剂的系统及方法。一种后处理系统包括还原剂源、接头、配给泵模块、阀组件和配给模块。还原剂源储存还原剂。接头从还原剂源接收还原剂。配给泵模块从接头接收还原剂，并选择性地将还原剂提供到第一管道。阀组件从第一管道接收还原剂。阀组件可在第一状态和第二状态之间操作，在第一状态下，阀组件向接头提供还原剂，在第二状态中，阀组件向第二管道提供还原剂。当由阀组件提供还原剂时，配给模块从第二管道接收还原剂。配给模块被配置成当被阀组件提供还原剂时向废气配给还原剂。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2017年11月6日提交的第62/582,024号美国临时专利申请的权益及优先权，该临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及用于内燃发动机的后处理系统的领域。

背景技术

对于内燃发动机(例如，柴油发动机)，在排气中可能会排出氮氧化物(NOx)化合物。为了减少NOx排放物，可实施选择性催化还原(SCR) 过程，以借助于催化剂和液体还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，例如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以被包括在排气系统的催化剂室中，例如交通工具或动力产生单元的排气系统的催化剂室。液体还原剂(例如，无水氨、氨水、柴油机排气处理液(DEF)或尿素水溶液)通常在被引入到催化剂室之前被引入到废气流中。

为了将液体还原剂引入到废气流中以用于SCR过程，SCR系统可以通过配给泵(dosing pump)配给或以其它方式引入液体还原剂，配给泵在催化剂室的上游将液体还原剂蒸发或喷洒到排气系统的排气管中。在一些应用中，还原剂在喷洒到排气管中之前可能会经受相对较冷的温度，例如在寒冷的气候或在冬天。还原剂通常具有冰点，该冰点可导致还原剂在暴露于这些较冷的温度时至少部分地从液相转变成半固体(例如，凝胶等) 相。因此，在这些应用中需要一种加热还原剂的机构。一些常规发动机系统通过引导另一种流体(例如，发动机冷却剂、油、传热流体等)通过设计成加热还原剂的热交换器来提供这种机构。其它常规的发动机系统利用设计成加热还原剂的电加热器。然而，这些方法中的每一种都需要额外的能量输入，并且降低了发动机系统的整体效率。

发明内容

在一个实施方案中，一种后处理系统包括还原剂源、接头、配给泵模块、阀组件和配给模块。还原剂源储存还原剂。接头从还原剂源接收还原剂。配给泵模块从接头接收还原剂，并选择性地将还原剂提供到第一管道。阀组件从第一管道接收还原剂。阀组件在第一状态和第二状态之间是可操作的，在第一状态下，阀组件向接头提供还原剂，在第二状态下，阀组件向第二管道提供还原剂。当被阀组件提供还原剂时，配给模块从第二管道接收还原剂。配给模块被配置成当被阀组件提供还原剂时向废气配给还原剂。

在一些实施方案中，所述配给泵模块包括：入口室，其被配置成从所述接头接收还原剂；泵，其被配置成从所述入口室接收还原剂并将还原剂提供到所述第一管道；和加热机构，其靠近所述入口室定位，所述加热机构被配置成加热所述入口室内的还原剂。

在一些实施方案中，所述加热机构被配置成在所述阀组件处于所述第一状态下时加热所述入口室内的还原剂。

在一些实施方案中，所述阀组件在所述第一状态下将还原剂仅提供到所述接头。

在一些实施方案中，所述加热机构被包含在所述泵内。

在一些实施方案中，所述后处理系统还包括：传感器，其被配置成确定所述还原剂源内的还原剂的温度；控制器，其与所述传感器、所述泵和所述加热机构是可通信的；其中所述控制器被配置成基于由所述传感器确定的还原剂的温度来控制所述加热机构的温度和所述泵的速度中的至少一项。

在一些实施方案中，所述控制器被配置成基于由所述传感器确定的还原剂的温度和所述加热机构的温度来控制所述泵的速度。

在一些实施方案中，所述控制器被配置成基于由所述传感器确定的还原剂的温度和所述泵的速度来控制所述加热机构的温度。