用于尿素溶液冻结保护的气体引入的制作方法

本发明涉及一种经冻结保护的选择性催化还原溶液以及与还原剂递送单元相关的用途。

背景技术：

欧洲和北美的近来的法规对车辆施以更严格的废气排放要求。特别地，对用于压缩点火（柴油）发动机以及必须在贫燃和超贫燃条件下操作的直接喷射式发动机的贫燃技术有新的要求。贫燃发动机显示高含量的氮氧化物（NOx）排放，难以在贫燃燃烧的特征性富氧废气环境中进行处理。近来正在开发在这些条件下处理NOx的废气后处理技术。技术之一包括催化剂，所述催化剂促进氨（NH₃）与废气氮氧化物（NOx）反应以产生氮（N）和水（H₂O）。该技术称为选择性催化还原（SCR）。

然而，障碍之一是氨（NH₃）难以在汽车环境中以其纯的形式进行处理；因此，已开发出使用通常在32%的尿素（CO(NH₂)₂）浓度下的液体水性尿素溶液的系统。所述溶液称为AUS-32，其也以其商品名AdBlue®已知。尿素溶液被递送至车辆的热的废气流，并在废气中在发生热解或热分解成氨和异氰酸（HNCO）之后转化为氨。异氰酸随后由于存在于废气中的水而发生水解，并被转化为氨和二氧化碳（CO₂）。热解和水解所产生的氨随后与之前所述的氮氧化物发生催化反应。

使用尿素溶液的障碍之一在于AUS-32当前的方针含有尿素和水的混合物，这意味着溶液通常在-11℃下发生冻结。这使得SCR技术面临障碍，因为主要担心的是会导致膨胀的溶液的冻结，以及将尿素溶液递送至排气系统的还原剂递送单元（RDU）的堵塞。如果溶液在RDU内冻结，则整个RDU会变得阻塞或有部件（如软管、注射头、罐、泵和其它部件）由于冻结溶液的膨胀而破裂。

为了解决冻结问题，已开发了数种不同类型的清洗系统，其中在车辆发动机关闭时清洗RDU的溶液供给线和注射头，使得部件内具有极少（如果有的话）溶液，由此有助于消除由于溶液冻结而导致的损坏或堵塞的可能性。另外还开发了其它，将加热器置于溶液供给罐内，并沿着溶液供给线使用加热带，以确保溶液供给线保持温暖，不使溶液冻结。然而，这些解决方法依赖于给RDU系统部件提供功率，以在发动机关闭情况下的车辆不动时加热部件。如果车辆在寒冷天气下储存长时间，则这种系统会导致车辆电池不希望的耗尽或者需要单独的电源。因此，希望开发更实用的用于SCR系统的冷冻保护，以保护RDU的部件。

技术实现要素：

本发明涉及一种选择性催化还原（SCR）溶液，其具有尿素、水和包含于溶液中的气泡。特别地，所述溶液具有以大于31%（m/m）的材料质量分数的量存在的尿素含量，以及当溶液在约1巴的绝对压力下时以溶液体积的约7%至约9%之间的量存在于溶液中的气泡。当选择性催化还原溶液被加压到6巴至7.5巴之间的范围时，气泡在溶液（当溶液被加压时）的约1.33%至约1.07%之间的范围内。选择性催化还原溶液中存在气泡将有助于防止RDU部件的冻结，因为当溶液被加压时，气泡占据溶液的少量体积，但当车辆关闭时，还原递送单元将被减压，气泡将占据包含于还原递送单元中的溶液的更大体积。如果SCR溶液由于冷的温度而开始冻结，则气泡的存在为尿素溶液提供膨胀体积。因此，RDU的部件以及包括到达RDU的供给线、供给罐和泵在内的其它系统部件均将因SCR溶液本身内的气泡而避免冻结，由此无需清洗或加热RDU系统。

根据下文提供的详细描述，本发明的另外的应用领域将变得显而易见。应了解尽管详细描述和具体实例表明了本发明的优选实施例，但其旨在仅为了说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。

附图说明

根据详细描述和附图，将更完全地理解本发明，其中：

图1为用于车辆排气系统的还原剂递送单元的示意图；

图2A为用于连接至车辆排气系统的一部分的还原剂递送单元的注射头和供给软管的部分横截面图；

图2B为用于还原剂递送单元的注射头和一部分供给软管的横截面侧面平面图；

图3为具有加压溶液的一部分注射头的放大横截面侧视图；

图4为具有减压溶液的一部分注射头的放大横截面侧视图；

图5为具有发生冻结的减压溶液的一部分注射头和一部分供给软管的放大横截面侧视图；

图6为具有泵的溶液供给罐和将气泡引入尿素溶液的方法的示意图；

图7为具有泵的溶液供给罐和将气泡引入尿素溶液的替代方法的示意图；以及

图8为具有泵的溶液供给罐和将气泡引入尿素溶液的替代方法的示意图。

具体实施方式

优选实施例的如下描述仅为示例性的，且不以任何方式想要限制本发明、本发明的应用或用途。

在如下实例中，对于给定温度和压力，SCR溶液中的气泡的体积使用理想气体定律计算，理想气体定律具有等式PV=nRT，其中P为压力，V为体积，n为摩尔数，R为气体常数且T为温度。当确定气体加压态与气体减压态之间的气体的体积时，摩尔数和气体常数抵消。使用等式(P1)(V1)/T1 = (P2)(V2)/T2完成加压态下的气泡的体积的确定，其中P1为加压SCR溶液的压力。T1是变化的，但最极端的情况为在操作模式下的注射器内部的最大允许流体温度，目前为130 C (403 K)。P2为减压之后的压力，并且为1巴绝对压力。V2取决于减压之后气泡的所需体积而变化，然而，取决于特定应用，约7%至约10%之间，通常约7%至约9%之间的范围，理想地8%均为有利的体积。T2为SCR溶液的凝固点，在AdBlue®的情况中其为-11C (262 K)。使用式V1 = (P2)(V2)(T1)/ (P1)(T2)完成加压时SCR溶液中的气泡的体积（即V1）的确定。使用如上式，如以下实例所述产生如下样品。

实例

产生具有尿素、水和气泡作为主要组分的选择性催化还原（SCR）溶液的数个不同的样品。除非另外指出，否则本文所用的单位m/m指材料的质量分数。下表描述了SCR溶液的一般特性，所述SCR溶液包含存在于溶液内并在本文统称为“另外的元素和化合物”的多种不同的元素和化合物。

表1-尿素-水溶液特性

如上表所示并且也包括于如下样品中，根据本发明制得的典型的SCR溶液含有少量的一些另外的元素和化合物，如NH3（0% m/m至0.2% m/m之间）、缩二脲（0% m/m至0.2% m/m之间）、醛（小于或等于约5 mg/kg）、不溶物（小于或等于约20 mg/kg）、磷酸盐（小于或等于约0.5 mg/kg）、钙（小于或等于约0.5 mg/kg）、铁（小于或等于约0.5 mg/kg）、铜（小于或等于约0.2 mg/kg）、锌（小于或等于约0.2 mg/kg）、铬（小于或等于约0.2 mg/kg）、镍（小于或等于约0.2 mg/kg）、铝（小于或等于约0.5 mg/kg）、镁（小于或等于约0.5 mg/kg）、钠（小于或等于约0.5 mg/kg）和钾（小于或等于约0.5 mg/kg）。

在如下实例中，SCR溶液（也称为液体溶液）通过如下方式制得：首先制备液体溶液，然后将气泡添加至每一个液体溶液样品中以产生经灌注的SCR溶液。气泡如下制得并引入：通过包括空气或二氧化碳的加压气体罐在内的数种来源，使用连接至空气源的泵对溶液充气，其中气泡与移动通过泵的溶液混合，或者通过搅拌，其中搅拌液体溶液，从而使气泡混合至溶液中，结合泵用于加压移动经搅拌的溶液。

实例1

第一组经灌注的SCR溶液样品通过如下方式制得：混合尿素含量通常大于31% m/m且水小于或等于约69%的液体溶液与构成所述组样品的剩余部分的上述另外的元素和化合物。将气泡或溶解气体引入每一个液体溶液样品中，以产生在262开尔文（K）的温度和约1巴的绝对压力下制得的经灌注的选择性催化还原（SCR）溶液。在一个样品中，在1巴绝对压力下的液体溶液和气泡的混合物的体积含有大于包括液体溶液和气泡的溶液的总体积的约7%的气泡。第一组的另外的样品通过如下方式制得：在约1巴绝对压力下引入在经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约7%至经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约9%之间的气泡。另外的经灌注的SCR溶液样品制备为如下：全部在约1巴绝对压力下和约262K的温度下，每个样品中的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约7.25%、约7.5%、约7.75%、约8%、约8.25%、约8.5%和约8.75%。另外的经灌注的SCR溶液样品制备为如下：全部在约1巴绝对压力下和约262K的温度下，每个样品的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的大于约9%、约9.25%、约9.5%、约9.75%和约10%。

制得另外的样品，其中经灌注的SCR溶液样品在至少约6巴的压力下、262 K的温度下制得在262 K的温度和至少约6巴的压力下产生的每个样品的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.33%。其它样品在至少约6巴的压力和小于或等于403 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约2.05%。

另外的经灌注的SCR溶液样品在至少约7巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.14%，第二组在约7巴的压力，小于或等于403K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.76%。另外的样品在至少约7.5巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.07%，第二组在约7.5巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.64%。

另外的样品在至少约8巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.00%，第二组在约8巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.54%。另外的样品在至少约3巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约2.67%，第二组在约3巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约4.10%。

另外的样品在至少约10巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约.080%，第二组在约10巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.23%。

还制得另外的样品，其中液体溶液和气泡（SCR溶液）在小于或等于约403 K的温度下在约3巴至约10巴的范围内多个增量的压力下混合，每个样品的气泡为小于或等于SCR溶液的总体积的约4.10%至大于或等于经灌注的SCR溶液（在压力下包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.23%。

实例2

第二组经灌注的SCR溶液样品通过如下方式制得：首先混合液体溶液样品与构成所述组样品的剩余含量的上述另外的元素和化合物，所述液体溶液样品具有约31% m/m至约34% m/m之间的尿素含量和约69% m/m至约66% m/m之间的水含量，约31% m/m至约33% m/m的尿素和约69% m/m至约67% m/m之间的水含量，约31% m/m至约32 % m/m的尿素和约69% m/m至约68% m/m之间的水含量，约32% m/m至约34% m/m的尿素和约68% m/m至约66% m/m之间的水含量，约33% m/m至约34% m/m的尿素和约67% m/m至约66% m/m之间的水含量，约31% m/m至约33% m/m的尿素和约69% m/m至约67% m/m之间的水含量，约32% m/m至约33% m/m的尿素和约68% m/m至约67% m/m之间的水含量，约31% m/m至约32% m/m的尿素和约69% m/m至约68% m/m之间的水含量。

将气泡或溶解气体引入每一个液体溶液样品中，以产生在262开尔文（K）的温度和约1巴的绝对压力下制得的经灌注的选择性催化还原（SCR）溶液。在一个样品中，在1巴绝对压力下的液体溶液和气泡的混合物的体积含有大于包括液体溶液和气泡的溶液的总体积的约7%的气泡。第一组的另外的样品通过如下方式制得：在约1巴绝对压力下引入在经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约7%至经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约9%之间的气泡。另外的经灌注的SCR溶液样品制备为如下：全部在约1巴绝对压力下和约262K的温度下，每个样品中的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约7.25%、约7.5%、约7.75%、约8%、约8.25%、约8.5%和约8.75%。另外的经灌注的SCR溶液样品制备为如下：全部在约1巴绝对压力下和约262K的温度下，每个样品的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的大于约9%、约9.25%、约9.5%、约9.75%和约10%。

制得另外的样品，其中经灌注的SCR溶液样品在至少约6巴的压力下、262 K的温度下制得，从而在262 K的温度和至少约6巴的压力下产生每个样品的气泡，所述气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.33%。其它样品在至少约6巴的压力和小于或等于403 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约2.05%。

另外的经灌注的SCR溶液样品在至少约7巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.14%，第二组在约7巴的压力，小于或等于403K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.76%。另外的样品在至少约7.5巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.07%，第二组在约7.5巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.64%。

另外的样品在至少约8巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.00%，第二组在约8巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.54%。另外的样品在至少约3巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约2.67%，第二组在约3巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约4.10%。

另外的样品在至少约10巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约.080%，第二组在约10巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.23%。

还制得另外的样品，其中液体溶液和气泡（SCR溶液）在小于或等于约403 K的温度下在约3巴至约10巴的范围内多个增量的压力下混合，每个样品的气泡为小于或等于SCR溶液的总体积的约4.10%至大于或等于经灌注的SCR溶液（在压力下包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.23%。

实例3

第三组SCR溶液样品通过首先混合液体溶液样品与构成所述组样品的剩余部分的上述另外的元素和化合物而制得，所述液体溶液样品具有约32.5% m/m的尿素含量和约67.5% m/m的水。

将气泡或溶解气体引入每一个液体溶液样品中，以产生在262开尔文（K）的温度和约1巴的绝对压力下制得的经灌注的选择性催化还原（SCR）溶液。在一个样品中，在1巴绝对压力下的液体溶液和气泡的混合物的体积含有大于包括液体溶液和气泡的溶液的总体积的约7%的气泡。第一组的另外的样品通过如下方式制得：在约1巴绝对压力下引入在经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约7%至经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约9%之间的气泡。另外的经灌注的SCR溶液样品制备为如下：全部在约1巴绝对压力下和约262K的温度下，每个样品中的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约7.25%、约7.5%、约7.75%、约8%、约8.25%、约8.5%和约8.75%。另外的经灌注的SCR溶液样品制备为如下：全部在约1巴绝对压力下和约262K的温度下，每个样品的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的大于约9%、约9.25%、约9.5%、约9.75%和约10%。

制得另外的样品，其中经灌注的SCR溶液样品在至少约6巴的压力下、262 K的温度下制得，在262 K的温度和至少约6巴的压力下产生的每个样品的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.33%。其它样品在至少约6巴的压力和小于或等于403 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约2.05%。

另外的经灌注的SCR溶液样品在至少约7巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.14%，第二组在约7巴的压力，小于或等于403K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.76%。另外的样品在至少约7.5巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.07%，第二组在约7.5巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.64%。

另外的样品在至少约8巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.00%，第二组在约8巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.54%。另外的样品在至少约3巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约2.67%，第二组在约3巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约4.10%。

另外的样品在至少约10巴的压力，262 K的温度下制得，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡为经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约.080%，第二组在约10巴的压力，小于或等于403 K的温度下混合，在经灌注的SCR溶液中产生的气泡小于或等于经灌注的SCR溶液（包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.23%。

还制得另外的样品，其中液体溶液和气泡（SCR溶液）在小于或等于约403 K的温度下在约3巴至约10巴的范围内多个增量的压力下混合，每个样品的气泡为小于或等于SCR溶液的总体积的约4.10%至大于或等于经灌注的SCR溶液（在压力下包括液体溶液和气泡）的总体积的约1.23%。

如上实例中所述制得的经灌注的SCR溶液样品随后用于车辆上的选择性催化还原（SCR）系统。现在参照图1，具有用于车辆12上的SCR系统10的示意图。SCR系统10具有供给罐14，用于在引入气泡之前盛放如上实例中所述的液体溶液，或用于盛放根据如上实例1、实例2和实例3制得的经灌注的SCR溶液16。

泵18、18’位于供给罐14中，所述泵18、18’浸于SCR溶液15或经灌注的SCR溶液16中。泵18、18’具有溶液入口20和泵元件24，所述泵元件24在溶液入口20处产生吸力，然后将经灌注的SCR溶液16或SCR液体溶液15泵送至泵出口24。泵元件24为能够移动液体溶液15或经灌注的SCR溶液16的任何类型的合适的部件，并可包括但不限于叶片泵元件、叶轮泵元件、活塞泵元件和隔膜元件。

泵18的出口22连接至软管26，所述软管26从供给罐14延伸至还原剂递送单元28。SCR溶液15或经灌注的SCR溶液16离开出口22而进入软管26。当将经灌注的SCR溶液16泵送通过软管26时，软管26由聚丙烯或一些其它较便宜的材料制得，因为具有气泡的经灌注的SCR溶液16的使用将为冻结留出空间，并防止软管26的破裂。

还参照图2A和2B，其显示了软管26的端部30，所述端部30连接至连接器32，所述连接器32连接至还原剂递送单元28。还参照图3-5，还原剂递送单元28具有本体34，所述本体34具有入口36，并通过连接器32接收来自软管26的经灌注的SCR溶液16。连接器32与RDU 28的本体34之间的密封连接由上部密封件38和中部密封件41提供。上部密封件38位于由凸缘37片和本体34的上端所形成的上部凹槽39中。中部密封件41位于由本体34上的减小直径部分所形成的中部凹槽43中。上部密封件38和中部密封件41围绕RDU 28的本体34的一部分设置，并在连接器32与本体34之间产生两个密封点，由此防止经灌注的SCR溶液16从本体34与连接器32之间的区域渗漏。尽管显示并描述了上部密封件38和中部密封件41，但提供更多或更少数目的密封件也在本发明的范围内。

RDU 28的本体34具有安装区域40，所述安装区域40接合地滑动至在分解管42中形成的孔44中，所述分解管42连接至排气管47中的废气流动路径46。在本发明的一个实施例中，废气流动路径46连接至在催化转化器49上游的车辆排气系统43，所述催化转化器49连接至图1所示的车辆排气系统42中的排气管47。

RDU 28的本体34具有延伸至分解管42中的出口54。RDU 28的本体34具有在入口36与出口54之间延伸的流道56，在所述流道56中，经灌注的SCR溶液16流动通过RDU 28。在车辆12的操作过程中，SCR系统10被激活，泵18从供给罐14中吸入液体溶液15或经灌注的SCR溶液16，并将经灌注的SCR溶液16泵送至软管26中。经灌注的SCR溶液16包含于软管26中，RDU 28由泵18加压。当加压的经灌注的SCR溶液16进入RDU 28时，溶液流动至流道56中，簧压活塞阀28和球阀60位于所述流道56中，从而当经灌注的SCR溶液16被加压时，经灌注的SCR溶液16将选择性地通过流道56，经过簧压活塞阀28和球阀60，由此将溶液喷射通过出口54。当车辆12关闭时，SCR系统10的泵18也将被关闭，SCR系统10被减压，这导致簧压活塞阀58和球阀62移动至关闭位置，以防止经灌注的SCR溶液16渗漏出出口54。RDU 28和软管26内的经灌注的SCR溶液16的压力被释放，将在以下描述经灌注的SCR溶液16的防冻益处。

现在参照图3-5，显示了经灌注的SCR溶液16内的气泡的加压和减压的作用。根据本发明，图3显示了加压形式的经灌注的SCR溶液16，其中气泡62由于经灌注的SCR溶液16的压力而压缩，所述压力源于泵18所导致的压力积聚。加压气泡62占据加压时的经灌注的SCR溶液16的约1%至约2%，然而，体积将取决于系统中的温度和压力而变化。使用如上实例中描述的等式可计算实际体积。

当车辆12关闭，SCR系统10减压至约1巴的绝对压力时，压缩的气泡62变成被减压的气泡64，如图4和5所示。被减压的气泡64大得多，并产生大于经灌注的SCR溶液16的约6%的空间体积。图5显示了当经灌注的SCR溶液16开始冻结（其通常在约-11℃下发生）时的RDU单元28。被减压的气泡64膨胀，以容纳经灌注的SCR溶液16的液体部分的冻结液体。当经灌注的SCR溶液16中的减压气泡64也存在时，可在软管26中观察到类似的结果，如图5所示。

图6-8显示了用于将气泡引入液体溶液15的样品中，以产生根据本发明的经灌注的SCR溶液16的三个不同的可选择的实施例。现在参照图6，供给罐14含有液体溶液15，并具有泵元件24，所述泵元件24具有用于接收液体溶液的液体入口68和连接至通气管72的空气入口70，所述通气管72延伸至供给罐14中的位于液体溶液15的流体水平面上方的顶部空间。通气管72通过空气入口70将空气从顶部空间74吸入泵14的泵元件24中。来自顶部空间74的空气通过流动经过球阀76而进入空气入口70，其中空气与液体溶液15混合以产生气泡，从而构成根据本发明的经过泵出口的经灌注的SCR溶液16。

现在参照图7，显示了本发明的第二实施例，其中供给罐14具有液体溶液15和位于液体溶液15内的液下泵18。如同图6中的泵一样，泵18具有液体入口68和空气入口70。然而，空气入口70连接至气体软管78，所述气体软管78延伸至含有加压气体（如二氧化碳、空气或氧气）的压缩气罐80。控制器82连接至压缩气罐，以控制从压缩气罐80流动至气体软管78中的气体量。压缩气体将流动经过球阀76，并通过空气入口70进入泵18。泵18的泵元件24将混合通过空气入口70进入的气体与通过液体入口68进入的适当量的液体溶液15，以产生根据本发明的经灌注的SCR溶液16。

现在参照图8，显示了本发明的第三实施例，其中供给罐14具有在供给罐14内产生的经灌注的SCR溶液16。在本发明的该实施例中，搅拌器84（其显示为扇叶或可移动泵数）使得供给罐14内的经灌注的SCR溶液16混合并变得湍急，使得来自供给罐14的顶部空间74的空气在经灌注的SCR溶液16内混合，并在经灌注的SCR溶液16中形成气泡。本发明的该实施例具有泵18’，所述泵18’具有吸入经灌注的SCR溶液16的单个液体入口68’。

本发明的描述仅为示例性的，因此不偏离本发明的主旨的变型旨在落入本发明的范围内。这种变型不应看作对本发明的精神和范围的偏离。