用于汽车选择性催化还原系统-主动冷却的还原剂输送单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及为用于汽车选择性催化还原系统的还原剂输送单元提供主动冷却。
【背景技术】
[0002]欧洲和北美地区的新排放立法推动着尤其用于稀燃技术的新排出物后处理系统的实施，诸如压缩点火(柴油)发动机，和在稀薄和超稀条件下运行的分层充量火花点火发动机(通常是直接喷射)O稀燃发动机表现出高水平的氮氧化物排放物(NOx )，这些氮氧化物排放物(NOx)在以稀薄燃烧为特征的富氧排出物环境中很难处理。当前正在开发在这些条件下处理NOx的排出物后处理技术。
[0003]这些技术中的其中一种包括促进氨(NH3)与排出氮氧化物(NOx)反应产生氮(N2)和水(H2O)的催化剂。该技术称为选择性催化还原(SCR)。氨在其纯氨形式下在汽车环境中很难处理，因此这些系统常用的是使用液态尿素水溶液，尿素(CO (NH2)2)的浓度通常为32%。该溶液称为AUS-32，其商业名称又称AdBlue。尿素被输送至热排出流并且在进行热解之后转换为排出物中的氨，或者，在热分解之后转换为氨和异氰酸(HNC0)。然后，异氰酸与排出物中存在的水进行水解并且转换为氨和二氧化碳(C02)，然后，通过热解和水解生成的氨如之前描述的与氮氧化物进行催化反应。
[0004]将AUS-32溶液输送至排出物中涉及流体的精确计量和流体的适当制备以方便稍后将氨混合在排出流中。先前的设计已经包括了这些排出物安装概念，这些概念是甚至更早期的远程安装方案的改进。
[0005]对于重型柴油发动机领域，当前系统的批量生产受到限制。一些SCR系统包括用于客车应用的喷射器的生产。其他SCR系统包括由安装在控制块中的喷射器实行的计量控制。计量的流体经由管材运送至排出物。在计量阀之后，流体也暴露于压缩空气以协助进行原子化，原子化确保了随后与排出气体的良好混合。然后将加压混合物注入到排出物中。
[0006]一些系统不使用压缩空气，这是因为不希望在SCR技术的多种未来应用上使用压缩空气，所以在无空气辅助的情况下输送AUS-32很重要。
[0007]不使用压缩空气的一些喷射单元旨在与排出线邻接安装，但却被被动冷却并且与热排出线脱离热联接。这些设计包括热隔离垫片布置，其通过安装凸台防止热传导至对尿素溶液进行计量的喷射器尖端。优选的传导通路通往外部空气暴露护罩，该护罩常常暴露于相当通风的环境以协助冷却。喷射器尖端自身也受益于工作流体(诸如，AUS-32)提供的冷却。
[0008]然而，在某些应用中，喷射器安装位置可以是通风最差的区域，例如，在发动机后面。在这种情况下，可能要求喷射器进行主动冷却，以防止喷射器尖端过热，因此防止AUS-32工作流体过热。
【发明内容】
[0009]本发明是具有主动冷却的还原剂输送单元。所述还原剂输送单元具有上护罩、连接至所述上护罩的下护罩、以及内套筒。所述内套筒的外表面连接至所述上护罩的内表面和所述下护罩的内表面。所述还原剂输送单元也包括具有螺线管部和阀部的喷射器，并且所述阀部具有下阀体。罩壳部分地围绕所述下阀体，并且所述罩壳是所述螺线管部的一部分。O形环与所述内套筒接触，并且所述O形环围绕所述罩壳，从而在所述罩壳与所述内套筒之间提供密封功能。所述下阀体在连接点处连接至下护罩的一部分。液体冷却腔由在所述内套筒与所述下护罩之间、在所述下阀体与所述下护罩之间、在所述O形环与所述内套筒之间、以及在所述O形环与所述罩壳之间的连接形成。
[0010]入口液压连接件连接至所述下护罩，并且出口液压连接件连接至所述下护罩。冷却剂从所述入口液压连接件流到所述液体冷却腔中以向所述喷射器提供冷却功能，并且所述冷却剂通过所述出口液压连接件离开所述液体冷却腔。
[0011]本发明的目的是经由主动冷却式还原剂输送单元(RDU)为在车辆上的SCR排出后处理系统中使用的发动机排出物提供AUS-32的输送。
[0012]本发明的另一目的是通过单独的液体电路为RDU提供主动冷却。虽然冷却液体源可以有所不同，但是在本发明的范围内，来自现有发动机冷却剂电路的发动机冷却剂与本发明的RDU—起使用。
[0013]本发明的另一目的是提供一种对由于极高温度安装位置而需要冷却的排出物安装喷射单元进行冷却的方案。
[0014]本发明的进一步适应性方面将通过在后文中提供的详细说明而变得显而易见。应该理解，详细说明和具体示例，虽然其表示本发明的优选实施例，但是其仅仅旨在图示之目的，而不旨在限制本发明的范围。
【附图说明】
[0015]本发明将通过详细说明和对应附图而得以更加充分地理解，其中:
图1是根据本发明的实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的侧视图；
图2是根据本发明的实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的侧剖视图；
图3是根据本发明的第一替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的侧视图；
图4是根据本发明的第一替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的侧剖视图； 图5A是根据本发明的第二替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的第一透视图；
图5B是根据本发明的第二替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的俯视图； 图5C是根据本发明的第二替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的第二透视图；
图6A是根据本发明的第三替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的第一透视图；
图6B是根据本发明的第三替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的俯视图；
以及
图6C是根据本发明的第三替代实施例的具有主动冷却的还原剂输送单元的第二透视图。
【具体实施方式】
[0016]以下优选实施例的说明本质上仅仅是示例性的，并且不以任何方式旨在限制本发明、其应用、或者使用。
[0017]参考图1和图2，具有主动冷却的用于汽车选择性催化还原(SCR)系统的还原剂输送单元的实施例一般表不为10。还原剂输送单元10包括外壳体或者罩壳，其一般表不为12，并且壳体12包括连接至上护罩16的保持盖14和连接至上护罩16的下护罩18。保持盖14和护罩16、18当连接在一起时形成腔，其一般表示为20，在该腔20中设置有多个部件。
[0018]盖14至少部分地围绕液压连接件22。液压连接件22具有入口管24和入口杯26，在本实施例中，入口管24和入口杯26 —起一体形成，但是在本发明的范围内，入口管24和入口杯26也可以分开形成。入口管24包括孔28，该孔28延伸穿过管24并且与由入口杯26形成的内腔30流体连通，在图2中最佳可见。内腔30与一般表示为32的喷射器流体连通，该喷射器32设置在腔20内。
[0019]保持盖14通过上护罩16经由焊接将入口杯26维持就位。将上护罩16构造为使从热周围环境传至单元10和AUS-32流体通道的内部容积的热传递最小，尤其是在加热瞬间(例如，在拉着拖车爬山之后发动机降至空转)的过程中。在这样做时，上护罩16的热容量保护喷射器32的内部部件免遭短期加热。上护罩16也经由激光焊接(也可以通过钎焊)联接至下护罩18。
[0020]喷射器32包括上阀体34，该上阀体34为中空并且与内腔30流体连通。上阀体34的一部分由第一密封件围绕，该