体图；
[0057]图32描绘了根据本教示的绕线筒组件的分解视图；
[0058]图33描绘了根据本教示的绕线筒组件的剖视图；
[0059]图34描绘了根据本教示的流体联接组件的俯视立体图；
[0060]图35描绘了根据本教示的流体联接组件的分解视图；
[0061]图36描绘了根据本教示的流体联接组件的剖视图；
[0062]图37描绘了根据本教示的局部试剂注射器的俯视立体图；
[0063]图38描绘了根据本教示的局部试剂注射器的分解视图；
[0064]图39描绘了根据本教示的局部试剂注射器的剖视图；
[0065]图40描绘了根据本教示的试剂注射器的俯视立体图；
[0066]图41描绘了根据本教示的试剂注射器的分解视图；
[0067]图42描绘了根据本教示的试剂注射器的剖视图；
[0068]图43描绘了根据本教示的结合在排气系统中的试剂注射器的俯视立体图；
[0069]图44描绘了根据本教示的结合在排气系统中的试剂注射器的侧视图；
[0070]图45描绘了根据本教示的结合在排气系统中的试剂注射器的俯视图；
[0071]图46是示出了传统控制信号的图表；
[0072]图47是示出了根据本教示的峰值和同步控制信号的图表；以及
[0073]图48是根据本教示的试剂注射器的剖视图，描绘了穿过注射器的流体流动路径。
[0074]贯穿附图中的若干视图，对应的附图标记指示对应的零件。
【具体实施方式】
[0075]现在参考附图的图1-48更加全面地描述示例性实施方式。应当理解，尽管可以结合柴油发动机和NOx (氮氧化物)的排放的降低描述了本教示，还能够结合以非限制性示例的方式列举的如下许多排气流中的任何一个使用本教示:例如，来自柴油机、汽油机、涡轮、燃料电池、喷气机或任何其它输出排出流的动力源的排气流。而且，能够接合许多不希望的排放中的任何一个的降低使用本教示。关于另外的说明，请注意以参考的方式结合在此的共同转让的2008年11月21日提交的名称为“Method And Apparatus For InjectingAtomized Fluids (用于注射雾化流体的方法和设备)”的美国专利申请N0.12/275,539。因此本发明提供了用于将例如尿素水溶液的试剂注射至排气流中以便降低从发动机排气中的排放的改进的方法和设备结构。而且，本教示改进了现有技术含水尿素注射器，具体地含水尿素注射器的改进包括改进关键部件的散热、降低尺寸和试剂注射器的复杂性、以及改进操作和功能。
[0076]图1描绘了用于降低从柴油发动机10的排气中的NOx的排放的示例性污染控制系统。在图1中，系统的元件之间的实线表示用于试剂的流体管线并且虚线表示电连接。本教示的系统可包括用于容纳试剂的试剂罐12和用于从试剂罐12运送试剂的例如泵的运送模块14。试剂可以是尿素溶液、碳氢化合物、烷基酯、酒精、有机化合物、E-85、水等并且能够是它们的混合或组合。还应当理解，能够在系统中利用一种或多种试剂并且能够单个地或组合地使用。试剂罐12和运送模块14可形成一体的试剂罐/运送模块。而且作为系统的一部分提供的是电子注射控制器16、可以是低压试剂注射器的试剂注射器100、和具有至少一个催化剂床20的排气系统18。
[0077]运送模块14可包括泵，该泵经由供应管线24通过在线过滤器22从试剂罐12供应试剂。试剂罐12可以是聚丙烯、环氧树脂涂覆的碳钢、PVC(聚氯乙烯)或不锈钢并且根据应用(例如，车辆尺寸、车辆的预期使用等)定尺寸。过滤器22可包括具有可移除的过滤器管筒的由刚性塑料或不锈钢构造的壳体。可提供有压力调节器(未示出)以便将系统保持在预定的压力设定点(例如，大约60-80psi (磅/平方英尺)的相对较低的压力，或在一些实施方式中，大约60-150psi的压力)并且该压力调节器可位于来自试剂注射器100的返回管线26中。可以在通向试剂注射器100的柔性供应管线24中提供有压力传感器。系统还可以结合各种冻结保护策略用以解冻冻结的尿素或者防止尿素冻结。例如，在系统的运行期间，不管注射器是否向例如发动机排气管道中的排出气体中释放试剂，试剂在试剂罐12和试剂注射器100之间(即，从和向)连续地循环，从而冷却注射器并且使试剂在注射器中的停留时间最小化从而使得试剂保持冷却。
[0078]对于在暴露于例如在发动机的排气系统中会经历的300°C至650°C的升高温度时倾向于固化的例如尿素水的温度敏感试剂来说，连续的试剂循环会是必要的。已经发现，将给定的尿素混合物或溶液保持在低于140°C并且优选地5°C和95°C之间的较低的运行范围内是重要的，以提供确保防止尿素固化的安全界限。如果允许形成的话，固化的尿素可弄脏注射器的移动部分、开口和通道，从而很可能致使注射器对于其预期的目的是无用的。应当意识到，流动速率将依赖于发动机的尺寸和NOx级别。
[0079]可以随着载荷、发动机RPM(每分钟转数)、发动机速度、排出气体温度、排出气体流量、发动机燃料喷射定时、和希望的NOx降低而改变所需要的试剂的量。可以经由发动机/车辆的数据库从发动机控制单元28将所有或者部分发动机运行参数提供至试剂电子注射控制器16。如果给定的发动机、车辆或卡车制造商同意提供这种功能性的话，还可以包括试剂电子注射控制器16，使其作为发动机控制单元28的一部分。可以由相应的传感器测量排出气体温度、排出气体流量和排气背压。
[0080]现在参考图2A和2B，将进一步描述试剂注射器100的示例性实施方式和变形。在用于图1中描绘的系统中的其示例性使用中，试剂注射器100可具有注射器体部102，该注射器体部102具有注射器体部上区段102a和注射器体部下区段102b。长形内部下体部104可容纳在注射器体部上区段102a和注射器体部下区段102b中的至少一个内。长形内部下体部104可限定圆筒形中央孔洞106，该圆筒形中央孔洞106可以与孔口板108流体连通，该孔口板108可限定完全穿过孔口板108的至少一个离开孔口 110 (图16)。内部下体部104可以或者可以不配备有分离的导向板107 (图18)。如图2B、3A和3B所描绘的，内部下体部104可以在邻近销针118的销针头部的端部部分处成锥形。更具体地，取代分离的导向板一一该导向板用于引导或保持在连贯的中央孔洞106内的销针118的对齐(图3B)，内部下体部104可以是锥形的或者在孔洞内具有递降部，其具有小于中央孔洞106的内径。如图2B、3A和3B所描绘的，邻近销针头部的内部下体部104的端部处的孔洞中的该递降部可以是用于销针118和附连的销针头部的导向构件。而且，还可称为柱塞的、销针118的销针头部可充当导向构件以便确保销针头部在中央孔洞106内纵向地来回移动。
[0081]当将注射器100安装至排气管道时，穿过孔口板108的许多孔口可以准许流体流动穿过孔口板并且进入柴油发动机的排气系统18(图1，4，5和43-45)的排气管道内的排出气体流。根据应用和运行环境，孔口板108可以由碳化物材料制成，碳化物材料可提供希望的性能特性并且可以更容易地并且节约成本地制造。而且，可以避免与其它材料和制造过程相关的限制或缺点，例如，与制造复杂的零件形状相关的那些。碳化物可以提供附加的优点，例如，对于铜焊温度(870-980°C )不敏感，与其它例如碳钢和工具钢的可能会机能失调的其它钢相反。碳化物还可以准许零件的表面硬度远远大于大部分或者所有的钢可实现的硬度。例如，使用矿石硬度的莫氏硬度，金刚石可具有10的硬度，碳化物可具有9-9.5的硬度，并且硬化钢可在4-6的范围内。因此，碳化物在总体耐磨性方面是有利的。而且，碳化还具有宽范围的韧性并且能够“微调整”成具有用于具体应用的最佳的性能。
[0082]孔口板108可联接于长形内部下体部104并且使用孔口板托架112由长形内部下体部104保持。如图14、15和18所描绘的，如果需要，孔口板托架112可以与内部下体部104—体地形成。在一些实施方式中，如果分离地形成孔口板托架112，孔口板托架112可包括中央凸起部114(图2B)，该凸起部114定尺寸成被容纳且保持在长形内部下体部104的对应的凹入部116内。围绕离开孔口 110的可以是阀座120 (图16和18)，其可以是圆锥形或锥体形或者任何适用的形状；然而，例如图16中所示的圆锥形形状是优选的。长形计量插头或销针118 (图2A、2B、12、13、15和18)形式的阀构件可以可滑动地安装在中央孔洞106内并且能够与阀座120接合，以便当就位时限定密封的且关闭的位置，并且当不就位时限定不密封的且敞开的位置。在一些实施方式中，孔口板108可经由压配合连接件联接于内部下体部104，其之后可以经受钎焊。
[0083]参考图2A、2B和19_21，试剂注射器100可采用具有加大直径的端部部分124的长形杆件122，该加大直径的端部部分124定尺寸成容纳在长形内部下体部104的对应地定尺寸的套环部126内。在一些实施方式中，长形杆件122可压配合至内部下体部104中。安装之后，连接或压配合零件还可以或者可替代地被电子束焊接。杆件122的凸缘128能够定尺寸成限制杆件122在长形内部下体部104内的接合深度，以便限定它们之间的空间130 (图21)。空间130能够定尺寸成容纳销针118的销针头部132 (图12、13和21)并且准许销针118在中央孔洞106内的限制的且受控的轴向运动。在一些实施方式中，销针头部132可以经由压配合和/或炉内钎焊附连于销针118的轴。还可以称作销针头部的销针头部132可包括形成于其中的通孔以减小液压压力并且提供用于流体穿过的返回流动路径。还可以称为导向构件的导向板107(图14、15、17和18)可以支撑销针118，以便提供销针118在中央孔洞106中的被导向的运动。导向板107可以包括多个槽口或孔109，以准许流体流动通过其。即，导向板107可限定一个或者多个槽口或孔109，该槽口或孔109是贯通槽口以准许流体流动通过，即使当销针118附连于导向板107时也是如此。
[0084]如图2A、2B、20和21所描绘的，长形杆件122可进一步限定围绕长形杆件122的中央轴线的延伸穿过其的中央孔洞134。中央孔洞134可容纳复位弹簧136和弹簧预加载器138。弹簧预加载器138可定尺寸和/或成形为接合和预加载复位弹簧136。更具体地，弹簧预加载器138可接触形成在杆件122的中央孔洞134内的结构以便阻止在其中的运动并且用于限制可用于复位弹簧136的延伸的空间。可以以许多传统方式中的任何一种保持弹簧预加载器138，包括使用阻止弹簧预加载器138通过的、形成在中央孔孔洞134中的阻碍件或特征。可替代地，例如保持螺钉的可调节机构可用于限制或调节弹簧预加载器138的位置。以这种方式，准许复位弹簧136在销针118的销针头部132上施加偏置力，因此迫使销针118的端部与阀座120接合并且因此关闭或者阻止流体流动穿过孔口板108。复位弹簧136和弹簧预加载器138包括中央孔洞，该中央孔洞是中空的且准许流体流动通过复位弹簧136的中央部以及穿过弹簧预加载器138的中央部。
[0085]图6-8描绘了具有各种构造或布置的流体入口和流体出口的注射器101，该流体入口和流体出口可以从注射器体部上区段102a突出。而且，注射器体部上区段102a可以由单个材料形成或模制，并且可以形成或模制为单件而不是双件，从而使得流体入口、流体出口和电连接器壳体都可模制在单件中作为注射器体部上区段102a的一部分。这种构造有助于预组装成管筒的部件的管筒的插入，如图21所描绘的，稍后将对此进行描述。图4-6还描绘了有助于将注射器101安装至排气部件的注射器安装件。图34-36也各自描绘了注射器101。图34描绘了没有安装件并且具有流体入口 168、流体出口 170和电连接器壳体174的示例位置的注射器101。图35描绘了注射器101，其中入口端口过滤器175和出口端口过滤器177分别从入口 168和出口 170移除。图35还描绘了都处于从注射器体部上区段102a移除的状态下的封装的电磁线圈和相关绕线筒的磁通框架178。图36是描绘装设在入口 168内的入口过滤器175、装设在出口 170内的出口过滤器177以及装设在注射器体部上区段102a内的磁通框架178所围绕的电磁线圈和相关绕线筒的剖视图。
[0086]在组装期间(图9-42)，弹簧预加载器138和复位弹簧136可设置在杆件122的中央孔洞134内。杆件122的端部部分124可容纳在内部下体部104的套环部126内并且由此将销针118的销针头部132捕捉在它们之间，从而使得销针118沿着并且在内部下体部104的中央孔洞106内延伸。销针118的纵向中央轴线与中央孔洞106的纵向中央轴线一致。孔口板托架112的凸起部114可结合或插入在内部下体部104的凹入部116中。凹入部116可描述为凹腔或孔洞。注射器体部102的注射器体部上区段102a可与注射器体部102的注射器体