[发明专利]用于加热尿素喷射系统的系统和技术

说明书

本发明提供了一种用于加热尿素喷射系统的系统和技术，提供用于向发动机排气后处理系统发送还原剂的还原剂发送系统，在低温条件下进行加热。热交换流体流过热交换回路，该热交换回路提供了从热源到投配器，从投配器到还原剂储存罐，从还原剂储存罐到热源的流路。控制阀对热交换流路内的热交换流体的流动进行控制，从而到投配器内的还原剂温度达到下限为止进行至少一个包括循环期和终止期的热交换循环，在循环期提高投配器和储存罐内的还原剂的温度，在终止期停止循环。

本申请是申请日为2014年02日26日、申请号为201410067199.X、发明名称为“用于加热尿素喷射系统的系统和技术”的发明申请的分案申请。

背景技术

选择性催化还原(SCR)排气后处理系统是用于降低来自如柴油机那样的内燃机的NOx排放的重要技术。SCR系统一般包括：用于储存尿素溶液的源；至少包括泵单元和计量单元这两者中的一个的投配器，泵单元用于对尿素溶液进行增压，计量单元用于向SCR催化器提供尿素溶液的受控制的数量或比率；以及向位于SCR催化器的上游的排气流径的尿素分解区域提供尿素溶液的喷射器。许多SCR系统也应用增压气体来辅助尿素溶液流向喷射器。在能显著降低NOx排放的同时，SCR系统也存在着一些缺点和问题。例如，储存罐和投配器通常安装于车辆的底盘，因此暴露在环境温度之下。在寒冷的天气条件下，储存罐和/或投配器中尿素溶液会结冰或因为太冷而无法有效起到作用。目前已经采用了多种方式来加热尿素溶液，和/或通过使用配热系统中的多个流路和阀向SCR系统的每个部分单独供热，和/或使用电热器，但是这些方式通常都是复杂而昂贵的。因此，有着促进减少与用于例如尿素溶液那样的还原剂的送热系统相关的这些或其他缺点的需求。

发明内容

在某个的示例性的实施方式中，包括至少用于SCR催化器的还原剂传送系统中储存罐和投配器的热管理的系统和技术。在一个实施方式中，系统包括与热源连接的热交换回路，该热交换回路规定了从热源到投配器、从投配器到储存罐、从储存罐到投配器、以及从投配器到热源的流路。在流路上提供控制阀，该控制阀对流路上的热交换流体的流动进行调控。在一个特别的实施方式中，控制阀位于储存罐之后的流路。

在另一个实施方式中，系统包括与热源连接的热交换回路，该热交换回路向热交换流体提供了流路。流路从热源通向投配器，然后通向储存罐以提供热交换流体与投配器和储存罐中的还原剂热接触。该系统进一步包括热交换回路中的控制阀和与该控制阀可操作连接的控制器。该控制器配置为在第一位置和第二位置之间调节控制阀，控制阀在第一位置允许热交换流体流入流路且在第二位置防止热交换流体流入流路。

在系统和方法的实施方式中，控制器对控制阀的操作进行控制以打开和关闭控制阀，从而提高了从一个热交换循环到下一个热交换循环储存罐内的还原剂的温度，同时将投配器内的还原剂的温度维持在上温度阈值和下温度阈值之间。在某个实施方式中，系统和方法包括热交换循环，热交换循环包括热交换流体的循环期和终止期，通过打开控制阀以将投配器内的还原剂加热到温度上限同时增加储存罐内的还原剂的温度来开始循环期，通过关闭控制阀以结束第一循环期来允许以第一速率将投配器内的还原剂冷却到温度下限同时以比第一速率慢的第二速率对储存罐内的还原剂进行冷却来开始终止期。当投配器内的还原剂达到温度下限时表明终止期和第一热交换循环结束，可以第二循环期来开始第二热交换循环，通过打开控制阀以对投配器内的还原剂和储存罐内的还原剂进行加热来开始第二循环期。热交换循环进行重复，直到储存罐内的还原剂达到预定温度阈值为止。通过在此提供的具体说明和附图，能显现出本申请更多的方面、实施方式、形态、特征、长处、目的、优点。

附图说明

图1是示例性的还原剂传送和加热系统的示意图。

图2是示例性的还原剂传送和加热系统内的控制器的图解视图。

图3是示例性的还原剂加热过程的流程图。

图4A-4D是示例性地示出用于在一个时期内对还原剂传送系统进行加热的还原剂加热过程的操作的图表。

具体实施方式