还原剂喷射控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及尾气后处理系统，尤其涉及一种用于发动机尾气后处理的还原剂喷射系统和方法。
【背景技术】
[0002]选择性催化还原(“SCR”)尾气后处理系统是一项重要的技术，以从减少来自于内燃机如柴油机的氮氧化物(NOx)的排放。SCR系统通常包括还原剂源例如尿素溶液、用于对所述尿素溶液加压的泵装置、用于向SCR催化剂提供数量或者速率可控的尿素水溶液的计量单元、以及用于向位于所述SCR催化剂的上游的尾气流动通道的尿素溶液区域提供尿素水溶液的喷嘴。许多SCR系统利用加压气体以协助所述尿素溶液流动到所述喷嘴。
[0003]虽然大幅度降低了 NOx的排放，SCR系统仍然存在一些不足和问题。在压力下的尿素溶液的供应可导致所述系统的内燃机的长时间连续运行后的高压振荡。高压振荡不利的影响系统性能，并降低喷射的准确度。此外，在一些设计限制之外的情况下，高压振荡将给所述系统部件施加压力，这可能产生可靠性和保修的问题。缓解上述问题以及与利用压力喷射还原剂例如尿素溶液的SCR系统相关的其他缺点的改进点是长期的需要。
【发明内容】
[0004]某些示例性的实施例包括系统和方法，所述系统和方法以通过减轻在所述喷射系统中的压力振荡的方式，控制还原剂喷射系统的计量阀的打开和关闭。根据喷射命令大于最小阈值以及通过所述计量阀的压力差大于压力差阈值，所述计量阀被打开。根据或者通过所述计量阀的压力差降低到低于压力差阈值，或者所述实际喷射的还原剂的量大于所述综合喷射命令(integrated dosing command)，所述计量阀被关闭。
[0005]本
【发明内容】
目的是介绍将一些可选的、且在下面的说明性的实施例中进一步描述的概念。本
【发明内容】
并的目的不在于确定主题所要求保护的关键或必要特征，也不在于用作限制所要求保护的主题的范围。进一步的实施方式，形式，目的，特征，优点，方面和好处将在下面的说明书和附图中变得显而易见。
【附图说明】
[0006]图1是示例性的还原剂喷射控制系统的示意图；
[0007]图2是还原剂喷射控制过程的流程图；
[0008]图3是又一还原剂喷射控制过程的流程图。
【具体实施方式】
[0009]为了增加对本发明的原理的理解，将参考用【附图说明】的实施例，且采用特殊的语言描述所述实施例。然而，应当理解的是，并没有限制本发明的范围的目的，本领域技术人员可能做出的与本发明相关的所示的实施例中的任何改变和进一步的修改，以及在所述实施例中对本发明的原理的任何的进一步应用都是经过仔细考虑的。
[0010]参考图1示出一个示例性的还原剂喷射系统100，所述系统100用于将还原剂喷射到所述尾气后处理系统130。所述还原喷射系统100可以使用在由内燃机120例如柴油发动机提供动力的车辆(未示出)上，或者以其他的应用形式使用的发送机例如发电机或泵送系统上。所述内燃机120包括流体连接到进气系统122的进气歧管124，所述进气系统122用于接收新鲜空气流，且在一些实施方案中用于将排出气态进行再循环以向发动机120的多个气缸(未示出)提供充量流(charge flow)。在所述充量流与燃料混合后，且在气缸的燃烧室中燃烧后，所产生的排出气体被提供给排气岐管126。所述排气歧管126流体地连接到排气系统128，以使所述排出气体的至少一部分被输送到所述后处理系统130。
[0011]所述还原剂喷射系统100包括喷射器102，所述喷射器用于接收来自于存储罐106的还原剂104，并在压力作用下向喷嘴108或者其他结构提供还原剂，所述其他结构可以向分解室或者直接向所述尾气系统128喷射或者输送还原剂。合适的还原剂的例子是车用尿素溶液(DEF)，所述车用尿素溶液包括32.5%的高纯度尿素和67.5%的去离子水溶液。然而，应当理解的是，任何可注入到具有喷射系统100的尾气系统的合适的还原剂都可以使用。
[0012]在图示的实施例中，所述尾气系统128将排出气体提供到具有一个或多个SCR催化剂132的后处理系统130。所述尾气系统128包括用于从还原剂喷射系统100接收还原剂104的一个或多个位置。所述后处理系统130可以包括一个或多个其它的后处理部件(未示出)，例如，一个或多个氧化催化器、一个或多个颗粒过滤器、氨氧化催化器、以及各种温度、压力和排出气体构成的传感器。所述尾气系统128还可以包括各种部件(未示出)，例如，一个或多个废气循环(EGR)系统、一个或多个涡轮增压器系统、中间冷却器、后冷却器、节流阀、控制阀和其他部件。所述还原剂喷嘴108安装在位于所述SCR催化剂132上游的排气系统128的一部分上，并且其出口(例如，位于排气管道内的喷嘴)用于将水雾化还原剂喷入到所述尾气系统，所述还原剂与由发动机120产生的发动机排出气体在所述尾气系统中混合。所述SCR催化剂132促进了所述还原剂与排出气体中的NOx的化学反应，所述化学反应在所述排出气体排入到大气之前，转换大量的NOx以降低NOx的排放量。
[0013]所述喷射系统100还包括各种结构，以方便从所述存储罐106接收还原剂，并将所述还原剂输送到所述尾气系统128。例如，喷射器102可以包括还原剂吸入管线112，所述吸入管线112用于从所述存储罐106吸收还原剂104。所述存储罐106保持含水还原剂104的供应，且允许还原剂被排出以通过还原剂吸入管线112回收到喷射器102。
[0014]所述喷射器102还可以包括积累器(accumulator) 116，所述积累器116用于当还原剂注入到所述尾气系统所携带的尾气时，维持压力下的累计的还原剂的量足以保证还原剂的适当的雾化和混合。所述喷射器102还包括泵114，所述泵114用于对积累器116中的还原剂进行加压，以使在一次循环内和不同的循环之间使所述还原剂处于压力状态下。
[0015]第一压力传感器136与在积累器116中的还原剂流体连通。计量阀118用于促使和测量以流动速率通过还原剂供给管线I1流向喷嘴108的还原剂104的数量，所述喷嘴108将还原剂注入到所述尾气中。第二压力传感器138位于所述计量阀118的下游，且与供给管线110中的还原剂流体连通。通过计量阀118的压力差ΛΡ可以根据来自于第一压力传感器136和第二压力传感器138的压力读数的差值来确定。可选的，第一压力传感器136或者另一个压力传感器可以直接地设置在计量阀118的所述入口。在另外一个实施例中，可以具有用于指示所述压力差ΔΡ的单个的压力传感器。
[0016]可以设想，还原剂供给管线110可包括节流阀、过滤器、止回阀以及其他没有示出的部件。所述喷射系统100还包括还原剂返回管线134，所述还原剂返回管线134用于提供从积累器116的下游流回到存储罐106的可控制的还原剂流，以形成稳定的泵控制。
[0017]同时，图1示出了喷射系统100的一个例子，其它的未示出的结构和部件也是可能的。例如，泵114可以是隔膜泵的形式，应当被理解的是，也可以使用其他类型的泵。止回阀可位于各种部件之间。脉冲阻尼器、过滤器和计量设备可以设置在所述喷射器102内。所述喷射器102进一步还可以包括在所述泵114周围具有支路阀的支路管线，所述支路阀可以打开和关闭以允许或防止例如在清洗操作过程中还原剂流过所述支路管线到达可以返回所述存储罐106的位置。喷射器102还可以包括空气辅助装置用于将压缩空气接收到混合室中，所述混合室以可控制的速率从所述计量阀接收还原剂。所述混合室还可以从空气源(未示出)接收加压的空气流，并且在所述喷射器102的出口排出所述加压的空气和还原剂的组合流。所述空气源可以集成到车辆中、集成到发动机120中、或者可以是安装到所述喷射系统100的空气供给。应当理解的是，除