柴油機(jī)排氣流體噴射系統(tǒng)的噴嘴冷卻系統(tǒng)及技術(shù)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，用于將柴油機(jī)排氣流體或其他還原劑傳輸?shù)絿娚淦饕员闩欧诺桨l(fā)動(dòng)機(jī)的排氣后處理系統(tǒng)中。噴射器包括在柴油機(jī)排氣流體與排出的氣體的溫度之間形成熱屏蔽的噴嘴組件。本發(fā)明還揭示一種在操作噴射器之前冷卻噴嘴，以便達(dá)到減排目的的柴油機(jī)排氣流體傳輸工序。
【專(zhuān)利說(shuō)明】柴油機(jī)排氣流體噴射系統(tǒng)的噴嘴冷卻系統(tǒng)及技術(shù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柴油機(jī)排氣流體噴射系統(tǒng)的噴嘴冷卻系統(tǒng)及技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]選擇性催化還原(“SCR”)排氣后處理系統(tǒng)是用于減少內(nèi)燃機(jī)例如柴油機(jī)的NOx排放的重要技術(shù)。SCR系統(tǒng)通常包括:存儲(chǔ)柴油機(jī)排氣流體(DEF)的流體源；計(jì)量給料器，其包括至少一個(gè)用于對(duì)DEF加壓的泵單元與用于提供DEF的受控的總量或流速的測(cè)量單元；以及噴射器，其向位于SCR催化劑的加入位置上游的排氣氣流通路的DEF分解區(qū)域提供尿素溶液。許多SCR系統(tǒng)還使用壓縮氣體幫助DEF在噴射器內(nèi)流動(dòng)。然而，提供了重要的NOx減排作用的SCR系統(tǒng)也受到許多缺點(diǎn)和問(wèn)題的影響。
[0003]例如，用于將DEF噴射到排氣系統(tǒng)中的噴嘴通常是安裝在排氣系統(tǒng)上，或者整合在排氣系統(tǒng)內(nèi)部。當(dāng)排氣溫度很高時(shí)，噴嘴也會(huì)被加熱。在每個(gè)噴射周期開(kāi)始時(shí)，加熱的噴嘴可能會(huì)將DEF中的水分氣化，直到噴嘴被DEF流充分冷卻。該氣化現(xiàn)象導(dǎo)致較大的壓力波從吸嘴通過(guò)計(jì)量給料器系統(tǒng)向上游擴(kuò)散，從而增加了發(fā)生損壞和需要維修的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以對(duì)上述情況和用于通過(guò)與排氣系統(tǒng)連接的噴嘴傳輸DEF的噴射系統(tǒng)的其他相關(guān)缺點(diǎn)加以改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]某些示例性的實(shí)施例包括用于對(duì)在操作SCR催化劑時(shí)傳輸柴油機(jī)排氣流體的噴嘴進(jìn)行熱控制的系統(tǒng)和技術(shù)。在一個(gè)方面，該系統(tǒng)包括具有熱屏蔽的噴嘴組件，用于減少?gòu)呐艢庀到y(tǒng)傳遞到噴嘴的熱量。在另一個(gè)方面，該噴嘴組件包括從排氣系統(tǒng)延伸到周?chē)拇髿庵械纳嵫b置，用于阻止熱量從排氣系統(tǒng)傳遞到噴嘴。在又一個(gè)方面，提供一種方法，其包括:通過(guò)噴嘴進(jìn)行脈沖性的DEF傳輸，從而在常規(guī)的用于排放處理的DEF噴射操作開(kāi)始之前對(duì)噴嘴加以冷卻。本發(fā)明還考慮了上述熱屏蔽噴嘴、散熱裝置、以及脈沖性的DEF傳輸方法的各種組合。
[0005]本發(fā)明的更多的方面、實(shí)施例、形式、功能、效益、作用對(duì)象及優(yōu)勢(shì)將在以下提供的【具體實(shí)施方式】和附圖中詳細(xì)說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]以下將參考附圖和示例性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的說(shuō)明。如圖所示:
[0007]圖1是作為示例的DEF傳輸系統(tǒng)的示意圖。
[0008]圖2是具有包括圖1所示的DEF傳輸系統(tǒng)的一部分的熱屏蔽的噴射器的正視圖。
[0009]圖3是圖2所示的噴射器安裝在排氣管上時(shí)的剖視圖。
[0010]圖4是另一個(gè)示例中的具有延伸的端蓋的噴射器的正視圖。
[0011]圖5是圖4所示的噴射器安裝在排氣管上時(shí)的部分剖視圖。
[0012]圖6是圖1所示的DEF傳輸系統(tǒng)中的作為示例的控制器在用于執(zhí)行噴嘴冷卻工序時(shí)的圖解。
[0013]圖7是作為示例的DEF噴嘴冷卻工序的流程圖。
[0014]圖8A至8D是顯示出作為示例的DEF噴嘴冷卻工序在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的操作的圖解。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了達(dá)到促進(jìn)理解本發(fā)明的原理的目的，附圖中闡述的若干實(shí)施例現(xiàn)在將被作為參考，且特定的語(yǔ)言被用于描述相同的部件。然而可以理解的是，這并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的任何限制。所描述的實(shí)施例的任何改變和進(jìn)一步的修改，以及這里描述的本發(fā)明的原理的任何進(jìn)一步的應(yīng)用，對(duì)于本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都是可以正常想到的。
[0016]參考圖1，其中揭示了一個(gè)作為示例的系統(tǒng)100，其包括用于將任何合適的還原劑(也可被稱為DEF)傳輸?shù)脚c發(fā)動(dòng)機(jī)102連接的排氣系統(tǒng)104的傳輸系統(tǒng)110。系統(tǒng)100可以被提供到由發(fā)動(dòng)機(jī)102驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛上，也可以被提供到應(yīng)用于其他用途例如發(fā)電或泵送系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)102上。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是柴油機(jī)或者任何合適的使用還原劑進(jìn)行排氣處理的內(nèi)燃機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)102包括用于讓增壓空氣進(jìn)入的進(jìn)氣系統(tǒng)112與用于讓燃燒產(chǎn)生的廢氣排出的排氣系統(tǒng)104。可以理解，這里并沒(méi)有把這些系統(tǒng)的所有與現(xiàn)有技術(shù)相同的細(xì)節(jié)都顯示出來(lái)。發(fā)動(dòng)機(jī)102包括多個(gè)氣缸(圖未示)，這些氣缸形成燃燒室，由燃料噴射器(圖未示)注入的燃料與通過(guò)進(jìn)氣系統(tǒng)112進(jìn)入的增壓空氣在其中產(chǎn)生燃燒。燃燒釋放出的能量通過(guò)與曲軸(圖未示)相連的活塞驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)102。當(dāng)用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)102通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)(圖未示)連接到用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪。進(jìn)氣閥(圖未示)控制增壓空氣進(jìn)入氣缸的總量，排氣閥(圖未示)控制通過(guò)排氣系統(tǒng)104排出，并最終進(jìn)入大氣的廢氣的排量。在進(jìn)入大氣之前，后處理系統(tǒng)108的一個(gè)或多個(gè)后處理裝置會(huì)對(duì)廢氣進(jìn)行處理。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，排氣系統(tǒng)104包括后處理系統(tǒng)108，該后處理系統(tǒng)108中具有一種或多種SCR催化器106，還設(shè)有一個(gè)或多個(gè)用于容納從DEF傳輸系統(tǒng)110傳輸過(guò)來(lái)的DEF的容納場(chǎng)所。后處理系統(tǒng)108可以包括一個(gè)或多個(gè)后處理元件(圖未示)，例如一個(gè)或多個(gè)氧化催化器，一個(gè)或多個(gè)微粒過(guò)濾器，氨氧化催化器，以及各種類(lèi)型的溫度、壓力及排氣成分傳感器。排氣系統(tǒng)104還可以包括其他各種元件(圖未示)，例如EGR系統(tǒng)、渦輪增壓器系統(tǒng)、冷卻裝置、以及其他將排氣系統(tǒng)104與進(jìn)氣系統(tǒng)112連接的元件。排氣系統(tǒng)104的處于SCR催化器106上游的部分安裝有DEF噴射器118，該DEF噴射器118的出口，或者說(shuō)噴嘴，用來(lái)將水性的DEF噴入排氣系統(tǒng)，使DEF在排氣系統(tǒng)中與發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣混合。SCR催化器106促進(jìn)還原劑與廢氣中的NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)大量的NOx加以轉(zhuǎn)化，從而在廢氣進(jìn)入大氣之前減少NOx的排放量。
[0018]DEF傳輸系統(tǒng)110進(jìn)一步包括計(jì)量給料器114，該計(jì)量給料器114從儲(chǔ)料罐116接收DEF，然后將DEF提供給噴射器18進(jìn)行注入，或者傳輸?shù)椒纸馐?，或者直接傳輸?shù)脚艢庀到y(tǒng)104。這里所述的噴射器包括任何為DEF的傳輸提供出口的噴嘴、靜態(tài)設(shè)備、可控電子裝置、和/或機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在一個(gè)示例中，一種適用的柴油機(jī)排氣流體包括由32.5%的高純度尿素和67.5%的去離子水組成的溶液。然而需要注意的是，其他DEF溶液和還原劑也可以使用。
[0019]計(jì)量給料器114可能包括不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，以方便從儲(chǔ)料罐116接收DEF以及將DEF傳輸?shù)脚艢庀到y(tǒng)104。例如，計(jì)量給料器114可能包括泵、濾網(wǎng)、以及安裝在泵的上游，用來(lái)從儲(chǔ)料罐116接收DEF的止回閥。泵的一種形式為隔膜泵，不過(guò)可以理解的是，其他種類(lèi)的泵也可以使用。泵以預(yù)定的壓力輸出加壓的DEF，該DEF流過(guò)第二止回閥、脈動(dòng)抑制器及第二過(guò)濾器，向計(jì)量閥提供加壓的還原劑。計(jì)量給料器114還可以包括環(huán)繞泵設(shè)置的旁路管線，其中設(shè)有旁路閥，該旁路閥可以被操作以打開(kāi)或關(guān)閉，從而允許或阻止DEF經(jīng)過(guò)旁路管線流到位于第一濾網(wǎng)上游的，可能導(dǎo)致DEF在例如清洗操作期間回流到儲(chǔ)料罐116內(nèi)的位置。計(jì)量給料器114還可以包括以可控的速率從計(jì)量閥接收DEF的混合室。該混合室同時(shí)從氣源接收壓縮空氣流，并從計(jì)量給料器114的出口 128排出壓縮空氣和DEF的混合流。氣源可以整合在車(chē)輛中、整合在發(fā)動(dòng)機(jī)中、或者是系統(tǒng)100的專(zhuān)用氣源?？梢岳斫獾氖?，其他的實(shí)施例還可能使用除了空氣之外的其他壓縮氣體，例如一種以上的惰性氣體及其組口 ο
[0020]儲(chǔ)料罐116用作DEF的來(lái)源，并且開(kāi)設(shè)有通孔，允許還原劑通過(guò)接口 120被回收。導(dǎo)管122從接口 120延伸到計(jì)量給料器114的入口 124。另一導(dǎo)管126從計(jì)量給料器114的出口 128延伸到噴射器118。當(dāng)計(jì)量給料器114工作時(shí)，其通過(guò)導(dǎo)管122從儲(chǔ)料罐116吸入還原劑，然后再通過(guò)導(dǎo)管126將還原劑泵送到噴射器118。另外還可以提供一回流導(dǎo)管(圖未示)，用來(lái)將多余的還原劑送回儲(chǔ)料罐116。
[0021]圖2和圖3示出了一個(gè)實(shí)施例提供的噴射器118的更多細(xì)節(jié)。噴射器118包括延長(zhǎng)的外殼130，其中開(kāi)設(shè)有內(nèi)部空間132。外殼130包括圍繞內(nèi)部空間132設(shè)置的側(cè)壁134，該側(cè)壁134從第一端部136延伸到相對(duì)的第二端部138。導(dǎo)管126包括第一部分126a,該第一部分126a從第一端部136進(jìn)入外殼130，然后大致地沿著外殼130的中心線延伸到一彎曲部分127。彎曲部分127鄰近外殼130的第二端部138設(shè)置，但是與第二端部138在縱向上相互隔開(kāi)。導(dǎo)管126還包括第二部分126b，該第二部分126b從彎曲部分127延伸出來(lái)，且延伸方向與第一部分126a大致垂直。導(dǎo)管126的第二部分126b延伸到固定在側(cè)壁134上的噴嘴140。噴嘴140連接到排氣系統(tǒng)104的排氣導(dǎo)管105上開(kāi)設(shè)的流管105a，并與該流管105a形成流體連通。
[0022]在本實(shí)施例中，噴嘴140包括本體142，本體142具有內(nèi)側(cè)部分142c，內(nèi)側(cè)部分142c開(kāi)設(shè)有圓柱形的內(nèi)收容部144。內(nèi)收容部144在中空的內(nèi)部空間132中設(shè)有開(kāi)口，用于容納導(dǎo)管126的第二部分126b的一端。噴嘴140還開(kāi)設(shè)有傾斜地與流管105a及導(dǎo)管126的第二部分126b相通的第一及第二流動(dòng)通道146a、146b。流動(dòng)通道146a、146b與導(dǎo)管126的內(nèi)部126c形成流體連通，用來(lái)向排氣導(dǎo)管105的流管105a提供DEF噴霧。應(yīng)該理解的是，也可以考慮使用多于兩個(gè)流動(dòng)通道，或者其他的流動(dòng)通道布置方式，以便提供多種不同的將DEF噴入排氣導(dǎo)管105的方式。在本實(shí)施例中，流動(dòng)通道146a、146b開(kāi)口于本體142的一個(gè)外側(cè)凸出部分142a上，且該外側(cè)凸出部分142a上還形成有環(huán)繞本體142的內(nèi)側(cè)部分142c的唇邊142b。內(nèi)側(cè)部分142c從內(nèi)部空間132延伸出來(lái)，并從側(cè)壁134向外凸出，用于插接到排氣導(dǎo)管105的外部導(dǎo)向開(kāi)口中。
[0023]噴射器118包括安裝在外殼130的第一端部136上的蓋體160。蓋體160包括本體162，本體162具有凸緣162a，凸緣162a開(kāi)設(shè)有用于收容和鏈接外殼130的側(cè)壁134的內(nèi)收容部164。蓋體160可以通過(guò)螺紋、焊接、過(guò)盈配合、和/或其他適合的連接方式形成連接。本體162還包括套筒162b，該套筒162b的延伸方向與凸緣162a相反，并從第一端部136向外伸出，其中貫通地開(kāi)設(shè)有用于收容導(dǎo)管126的通孔。蓋體160連接到外殼130上，并且安裝在排氣導(dǎo)管105上，其安裝位置使得蓋體160與導(dǎo)管126的連接點(diǎn)處于排氣導(dǎo)管105輸送的廢氣氣流105b之外，如圖3所示。應(yīng)該理解的是，外殼130和/或蓋體160能夠以任何合適的安裝方式，例如下面的圖4和圖5中進(jìn)一步加以討論的方式，安裝在排氣導(dǎo)管105上。
[0024]外殼130的中空的內(nèi)部空間132開(kāi)設(shè)有氣隙，該氣隙完全地環(huán)繞導(dǎo)管的第一及第二部分126a、126b，作為熱屏障以減少?gòu)呐艢庀到y(tǒng)104到導(dǎo)管126的熱傳遞。該熱屏障降低導(dǎo)管126及噴嘴140的外表面溫度，從而進(jìn)一步降低導(dǎo)管126和噴嘴140的內(nèi)表面溫度，減少傳遞到導(dǎo)管126內(nèi)部的DEF和空氣的混合物的熱量。導(dǎo)管126和外殼130及蓋體160唯一的直接接觸位于廢氣氣流之外，這樣就可以防止熱量在被傳遞到導(dǎo)管126之前先從蓋體160傳遞到周?chē)拇髿庵?。氣隙沿著?dǎo)管126的長(zhǎng)度、以及由中空的內(nèi)部空間132形成的氣隙的體積，可以阻止或減少DEF在導(dǎo)管126與噴嘴140內(nèi)的相變。DEF的相變可能產(chǎn)生在低劑量或零劑量的條件下，在該等條件下，廢氣具有從200攝氏度到650攝氏度甚至更高的高溫，使得DEF的溫度被升高到高于一個(gè)閾值溫度。DEF的相變?cè)趪娚淦?18內(nèi)產(chǎn)生具有堵塞噴嘴140的流動(dòng)通道146a、146b的潛在風(fēng)險(xiǎn)的化合物。若能阻止這些化合物的形成，則無(wú)需再使用外部冷卻回路來(lái)冷卻噴嘴140，還可以增加噴射器118的使用壽命。
[0025]圖4和圖5示出了另一個(gè)實(shí)施例提供的噴射器318的更多細(xì)節(jié)。噴射器318包括與上述的噴射器118的部件相同的，或者可以與上述的噴射器118的部件相同的部件，且這些部件被用相同的參考標(biāo)號(hào)指明，以提供便利。噴射器318還包括與外殼130及DEF導(dǎo)管126連接的端蓋360。端蓋360包括凸緣362a，該凸緣362a設(shè)置在端蓋360安裝在外殼130的第一部分136上的一端。端蓋360還包括設(shè)置在相反的另一端上的套筒362b，DEF導(dǎo)管126通過(guò)套筒362b延伸出去。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒362b提供了噴射器318和DEF導(dǎo)管126之間唯一的連接，且噴嘴140將DEF導(dǎo)管126與外殼130連接。凸緣362a及套筒362b分別與端蓋160的凸緣162a及套筒162b相似。然而，與端蓋160相比，端蓋360還包括在凸緣362a及套筒362b之間延伸的延伸件362c。
[0026]延伸件362c在凸緣362a與套筒362b之間具有長(zhǎng)度L。確定長(zhǎng)度L的宗旨是，當(dāng)噴射器318如圖5所示的那樣安裝在廢氣導(dǎo)管105上時(shí)，套筒362b位于廢氣導(dǎo)管105外偵牝且與廢氣導(dǎo)管105在朝外的徑向上相互隔開(kāi)。這樣就使得DEF導(dǎo)管126與噴射器318的連接點(diǎn)處于排氣導(dǎo)管105輸送的廢氣氣流105b之外，可以減少?gòu)膹U氣傳遞到導(dǎo)管126內(nèi)的DEF的熱量。此外，端蓋360的延伸件362c開(kāi)設(shè)有氣隙363，該氣隙363沿著排氣導(dǎo)管105的徑向向外延伸，從而在外殼130上也形成氣隙，圍繞著導(dǎo)管126提供附加的隔熱效果，同時(shí)也提供了一種防止熱量在從套筒362b處傳遞到DEF導(dǎo)管126之前就進(jìn)入大氣的方法。導(dǎo)管126可以包括一個(gè)或多個(gè)管件126a，該等管件126a在端蓋360外部與導(dǎo)管126連接，用于接收從計(jì)量給料器輸送過(guò)來(lái)的DEF。
[0027]如圖5所示，噴射器318安裝在排氣導(dǎo)管105上，并使得噴嘴140的位置大致處于排氣導(dǎo)管105的中心線上，且朝向排氣出口 105b。排氣導(dǎo)管105包括安裝件370，該安裝部370固定在排氣導(dǎo)管105上，且包括內(nèi)部通道與用于支持端蓋360的支持結(jié)構(gòu)。外殼130從端蓋376延伸出去，并伸入排氣導(dǎo)管105的通道105a。環(huán)繞安裝件370固定有固定件380，用于維持噴射器318與安裝件370之間的接合。從排氣導(dǎo)管105中的廢氣傳來(lái)的熱量穿過(guò)安裝件370與延伸件362a之間的環(huán)圈部384，并進(jìn)一步穿過(guò)固定件380的開(kāi)口 382進(jìn)行傳遞。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)圈部包括密封部，用于防止廢氣從安裝件370與端蓋360之間逸出。
[0028]重新參考圖1，流向噴射器118以供噴射到排氣系統(tǒng)104中的DEF流可以被控制器150控制及監(jiān)測(cè)，該控制器150可以是發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)或者計(jì)量給料器控制模塊(DCM)。應(yīng)該注意的是，該控制器或控制模塊可以被設(shè)置成各種不同的形式和配置，可以包括一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置，形成具有存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的非暫時(shí)性存儲(chǔ)器、產(chǎn)品加工裝置及通信硬件的處理子系統(tǒng)的整體或一部分。還應(yīng)該注意的是，控制器可以是單個(gè)的裝置或者分布式裝置，該控制器的功能可以采用硬件或軟件來(lái)執(zhí)行。該控制器150與執(zhí)行給定的實(shí)施例具備的功能所需的任何裝置、傳感器、和/或執(zhí)行機(jī)構(gòu)建立通信。
[0029]控制器150在自身的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了可以被控制器150讀取及執(zhí)行的指令，并且與計(jì)量給料器114可操作地連接及建立通信，用于將儲(chǔ)料罐116中的DEF提供給噴射器118?？刂破?50還與安裝在噴射器118上或其附近的與排氣系統(tǒng)104對(duì)應(yīng)的溫度傳感器152可操作地連接，并可以從溫度傳感器152接收信號(hào)。溫度傳感器152可以被操作以提供用于表明排氣系統(tǒng)104與噴射器118 二者中至少一者的溫度的信號(hào)。溫度傳感器152并不需要直接與排氣系統(tǒng)104和/或噴射器118建立通信，并且可以設(shè)置在還原劑傳輸系統(tǒng)110中適于為排氣系統(tǒng)的溫度和/或噴射器的溫度提供指示的任何位置。
[0030]圖6示出了控制器150的一個(gè)實(shí)施例。在某些實(shí)施例中，控制器150包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造用來(lái)執(zhí)行控制器150的功能操作的模塊。在某些實(shí)施例中，控制器150包括噴嘴冷卻模塊170與計(jì)量給料器命令模塊180。這里關(guān)于模塊的描述強(qiáng)調(diào)了控制器150各方面結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性，且說(shuō)明了控制器150的一個(gè)操作群組和對(duì)應(yīng)的職能。若采用其他的操作群組來(lái)執(zhí)行類(lèi)似的整體操作，在本發(fā)明的范圍中也是可以理解的。這些模塊可以在硬件和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的軟件中實(shí)現(xiàn)，且這些模塊也可能跨越式地分布在各種不同的硬件和軟件元件中。對(duì)操作控制器的某些實(shí)施例的更具體的描述包含在以圖6為參考的段落中。
[0031]這里描述的某些操作包括對(duì)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行解析的操作。此處使用的“解析”包括使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何方法接收數(shù)值，其中“接收數(shù)值”至少包括通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路或網(wǎng)絡(luò)通信接收數(shù)值、接收用于表示數(shù)值的電子信號(hào)(例如電壓、頻率、電流或脈寬調(diào)制信號(hào))、接收用于表示數(shù)值的軟件參數(shù)、從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的存儲(chǔ)位置讀取數(shù)值、使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何手段接收數(shù)值作為運(yùn)行時(shí)的參數(shù)、和/或接收數(shù)值并根據(jù)接收到的數(shù)值計(jì)算被解析的參數(shù)、和/或引用被解析為參數(shù)數(shù)值的默認(rèn)值。
[0032]控制器150，如同下面所討論的那樣，被用于確認(rèn)一條或多條關(guān)于噴嘴冷卻劑量的命令186并與之通信，從而產(chǎn)生通過(guò)噴射器118的脈動(dòng)性的、有限的DEF流，使得在為了對(duì)排放的廢氣氣流進(jìn)行處理而執(zhí)行減少通過(guò)噴嘴118的排放劑量的命令188之前，噴嘴140的溫度已經(jīng)被降低到可接受的水平，比如噴嘴閾值溫度174以下。脈動(dòng)性的、有限的DEF流為噴嘴140提供充分的冷卻，在隨后的減排給料過(guò)程中把DEF的相變產(chǎn)生的影響縮減到最小。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴閾值溫度174是預(yù)設(shè)的噴嘴140的最高溫度，當(dāng)DEF的溫度超過(guò)該噴嘴閾值溫度174時(shí)，DEF發(fā)生相變，產(chǎn)生的化合物會(huì)導(dǎo)致噴嘴堵塞或增加噴嘴堵塞的可能性，阻礙足夠劑量的DEF傳輸?shù)脚艢庀到y(tǒng)104供減排后處理使用。由于空氣的強(qiáng)制對(duì)流，在噴嘴140中傳輸?shù)目諝庵荒芙o噴嘴140提供極小的冷卻效果。通過(guò)噴嘴140提供DEF才能提供足夠的冷卻效果以降低噴嘴140的溫度。但是，若是有命令發(fā)送到計(jì)量給料器114，要求按照適當(dāng)?shù)膭┝亢蜁r(shí)間來(lái)提供DEF，以便讓后處理系統(tǒng)108可以有效地工作以進(jìn)行減排處理時(shí)，只要根據(jù)該命令提供DEF，則流動(dòng)在前方的部分DEF在接觸到灼熱的噴嘴140時(shí)發(fā)生的相變會(huì)產(chǎn)生膨脹的波陣面，將上游的DEF和空氣的混合物通過(guò)導(dǎo)管126推入計(jì)量給料器114。
[0034]噴嘴冷卻模塊170用于接收噴嘴溫度輸入值172，并將該噴嘴溫度輸入值172與噴嘴閾值溫度174比較。根據(jù)比較結(jié)果，噴嘴冷卻模塊170輸出噴嘴冷卻決定176。如果此時(shí)噴嘴并不需要冷卻，則使用計(jì)量給料器命令模塊180從工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)102、排氣系統(tǒng)104、后處理系統(tǒng)108接收操作輸入182，以及根據(jù)操作輸入182確定減排給料命令188，該減排給料命令188符合后處理系統(tǒng)和減排參數(shù)184的要求。
[0035]如果噴嘴冷卻決定176決定噴嘴140需要冷卻，則計(jì)量給料器命令模塊180被用于確定噴嘴冷卻給料命令186，該噴嘴冷卻給料命令186在執(zhí)行減排給料命令188之前執(zhí)行。噴嘴冷卻給料命令186提供了將預(yù)定劑量的DEF通過(guò)噴嘴140進(jìn)行一次或多次脈動(dòng)性給料的給料劑量，用以冷卻噴嘴140，同時(shí)盡量減小導(dǎo)管126中形成的壓力波。如果噴嘴140獲得的噴嘴溫度172低于噴嘴閾值溫度174，計(jì)量給料器命令模塊180恢復(fù)工作，再次根據(jù)操作輸入182確定符合后處理系統(tǒng)和排放參數(shù)184的要求的減排給料命令188。
[0036]參考圖7，其為描述了作為示例的噴嘴冷卻工序200的流程圖，該噴嘴冷卻工序200適用于由例如系統(tǒng)100使用的控制器150通過(guò)程序進(jìn)行操作的DEF傳輸系統(tǒng)110。工序200開(kāi)始于操作202，在該操作202中啟動(dòng)DEF傳輸系統(tǒng)110的噴嘴140的冷卻控制程序。操作202可以開(kāi)始于解析點(diǎn)火打開(kāi)事件和/或解析高于預(yù)設(shè)的溫度閾值的排氣溫度輸入。作為選擇地或者附加地，操作202還可以包括:解析用于表明DEF傳輸系統(tǒng)在關(guān)閉之后將要重新工作，或者在可能并未被完全關(guān)閉的一段特定長(zhǎng)度的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有工作之后將要重新工作的通信或其他參數(shù)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的點(diǎn)火打開(kāi)事件或其他初始條件被解析為是真實(shí)的，工序200進(jìn)行到操作204。如果發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的點(diǎn)火打開(kāi)事件被解析為是虛假的，則重復(fù)步驟202。
[0037]操作204對(duì)噴嘴溫度輸入172做出確定或解析。在條件206下，工序200根據(jù)噴嘴溫度輸入172和噴嘴閾值溫度174的比較結(jié)果來(lái)確認(rèn)噴嘴是否需要冷卻。例如，如果噴嘴溫度輸入172高于噴嘴閾值溫度174，則可能需要對(duì)噴嘴進(jìn)行冷卻，此時(shí)在操作208中開(kāi)始對(duì)計(jì)量給料器114的噴嘴冷卻循環(huán)操作。在操作208中，從計(jì)量給料器114通過(guò)滿足噴嘴冷卻給料命令186的要求的一次或多次脈動(dòng)性的給料提供有限量的DEF，并使用這些DEF作為冷源從噴嘴140吸收熱能，直到噴嘴104的溫度降到低于噴嘴閾值溫度174，并將此種情況確認(rèn)為條件210。噴嘴冷卻給料命令186可以包括一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的給料事件，該等給料事件都被安排在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，用于將通過(guò)噴嘴140的DEF劑量限制在會(huì)導(dǎo)致幾乎全部DEF都產(chǎn)生氣化或其他相變的限制范圍之內(nèi)，從而限制灼熱的噴嘴140引起的DEF相變所導(dǎo)致的系統(tǒng)壓力增加。若是DEF在脈動(dòng)性的給料過(guò)程中仍然會(huì)氣化，在每一個(gè)脈動(dòng)性給料事件對(duì)噴嘴140進(jìn)行冷卻時(shí)，壓力增加的嚴(yán)重程度和上游壓力波通過(guò)導(dǎo)管126向計(jì)量給料器114傳播的嚴(yán)重程度都會(huì)降低。通過(guò)噴嘴140進(jìn)行多次DEF給料操作，可以達(dá)到持續(xù)降低噴嘴溫度的效果。
[0038]當(dāng)條件210得到滿足，或者條件206被否定，則工序200繼續(xù)執(zhí)行操作212，使用計(jì)量給料器114提供減排循環(huán)操作。該減排循環(huán)操作按照滿足減排給料命令188的要求的劑量向排氣系統(tǒng)104提供DEF。減排命令要求提供的DEF給料劑量是根據(jù)后處理系統(tǒng)108的操作要求確定的，以便滿足持續(xù)減排的要求和后處理系統(tǒng)108的其他操作要求。當(dāng)減排給料命令188的要求得到滿足，或者發(fā)生了熄火事件時(shí)，工序200可以在終點(diǎn)214結(jié)束。
[0039]圖8A至8D顯示出了根據(jù)工序200對(duì)計(jì)量給料器114進(jìn)行操作的圖解示例。在描述對(duì)計(jì)量給料器114的操作時(shí)，圖8A至8D中的橫軸均為以秒為單位的時(shí)間，縱軸均為以毫升/秒為單位的給料速率。提供這些示例的目的只是為了解釋本發(fā)明，并不意味著對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。在圖8A中，工序200包括在噴嘴冷卻循環(huán)300中對(duì)計(jì)量給料器114進(jìn)行操作以提供單次的給料操作，例如在2秒鐘時(shí)間內(nèi)以2毫升/秒的速率給料。應(yīng)該理解的是，對(duì)給料速率和給料時(shí)間的范圍應(yīng)該予以仔細(xì)考慮。在一個(gè)長(zhǎng)度為例如大約4秒的延遲期302之后，計(jì)量給料器114在減排循環(huán)304中工作，按照滿足減排給料命令188的要求的時(shí)間段和給料速率進(jìn)行給料。但是應(yīng)該理解的是，對(duì)延遲期的范圍應(yīng)該予以考慮。在延遲期302中，儲(chǔ)料罐116停止輸出DEF。然而，計(jì)量給料器114可能仍然通過(guò)噴嘴140提供空氣，將導(dǎo)管126中殘留的DEF推向噴嘴140，以便獲得額外的冷卻效果。
[0040]在圖SB中，計(jì)量給料器11在噴嘴冷卻循環(huán)300中工作，該噴嘴冷卻循環(huán)300的給料時(shí)段包括兩個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間約為I秒，在每個(gè)脈沖期間以2毫升/秒的速率給料，兩個(gè)脈沖之間的間隔時(shí)間約為2秒。在大約2秒的延遲期302之后，計(jì)量給料器114在減排循環(huán)304中工作，按照滿足減排給料命令188的要求的時(shí)間段和給料速率進(jìn)行給料。
[0041]在圖8C中，計(jì)量給料器114在噴嘴冷卻循環(huán)300中工作，在大約I秒鐘時(shí)間內(nèi)以2毫升/秒的速率進(jìn)行單次給料。在大約3秒的延遲期302之后，計(jì)量給料器114在減排循環(huán)304中工作。在圖8D中，計(jì)量給料器114在噴嘴冷卻循環(huán)300中工作，該噴嘴冷卻循環(huán)300的給料時(shí)段包括兩個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間約為I秒，在每個(gè)脈沖期間以2毫升/秒的速率給料，兩個(gè)脈沖之間的間隔時(shí)間約為3秒。在大約3秒的延遲期302之后，計(jì)量給料器114在減排循環(huán)304中工作，按照滿足減排給料命令188的要求的時(shí)間段和給料速率進(jìn)行給料。在其他實(shí)施例中，也可以考慮采用多于兩個(gè)脈沖，以及采用其他的脈沖持續(xù)時(shí)間、給料速率、脈沖間隔和/或延遲期302。仍然如上所述，需要理解的是，對(duì)于給料時(shí)段、給料速率、給料脈沖及延遲期的范圍是需要予以仔細(xì)考慮的。
[0042]這里將要對(duì)某些實(shí)施例做出進(jìn)一步的描述。某些實(shí)施例包括用于給和排氣后處理系統(tǒng)連接的柴油機(jī)排氣流體輸送系統(tǒng)的噴嘴提供冷卻或減少熱量的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有排氣系統(tǒng)，用于吸收內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的廢氣。柴油機(jī)排氣流體輸送系統(tǒng)包括儲(chǔ)料罐，用于儲(chǔ)存用來(lái)對(duì)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行處理的柴油機(jī)排氣流體。該輸送系統(tǒng)還包括可操作的計(jì)量給料器，用來(lái)將柴油機(jī)排氣流體從儲(chǔ)料罐通過(guò)從該計(jì)量給料器延伸到與排氣系統(tǒng)流體連通的噴射器的導(dǎo)管泵出。噴射器包括與導(dǎo)管和排氣系統(tǒng)連接并建立流體連通的噴嘴，還包括延長(zhǎng)的外殼，該外殼包括側(cè)壁，側(cè)壁圍成在外殼的第一端部和與之相對(duì)的第二端部之間延伸的中空內(nèi)部。導(dǎo)管的至少一部分通過(guò)外殼的第一端部延伸到安裝在外殼側(cè)壁上的噴嘴。中空內(nèi)部形成環(huán)繞噴嘴和導(dǎo)管的隔熱氣隙。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)管包括通過(guò)外殼的第一端部延伸的第一部分、從噴嘴伸入中空內(nèi)部的第二部分、以及在第一部分與第二部分之間延伸，并將二者連接成大致相互垂直的位置關(guān)系的彎曲部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，外殼的第一端部包括端蓋，端蓋具有與側(cè)壁連接的凸緣部分及延伸方向與凸緣部分相反的套筒部分，套筒部分開(kāi)設(shè)有用于將導(dǎo)管容納于其中的通孔。在又一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴包括本體，本體具有伸入外殼的內(nèi)側(cè)部分，內(nèi)側(cè)部分開(kāi)設(shè)有圓柱形的用于將導(dǎo)管的一端容納于其中的內(nèi)收容部，還開(kāi)設(shè)有至少兩個(gè)貫穿本體并與導(dǎo)管內(nèi)部流體連通的流動(dòng)通道。在一個(gè)改良的實(shí)施例中，噴嘴的本體包括從內(nèi)側(cè)部分延伸出去并形成環(huán)繞內(nèi)側(cè)部分的唇邊的外側(cè)部分，且內(nèi)側(cè)部分穿過(guò)外殼的側(cè)壁并向外凸出。
[0044]在另一個(gè)實(shí)施例中，噴射器包括設(shè)置在外殼的第一端部上的端蓋。端蓋包括從外殼延伸出去并形成延伸的氣隙的延伸件，且導(dǎo)管與噴射器之間唯一的直接連接位于延伸件的與外殼的第一端部相反的端部上。在一個(gè)改良的實(shí)施例中，端蓋包括與外殼的側(cè)壁連接的凸緣部分，延伸件從凸緣部分延伸到延伸件的末端。端蓋還包括從延伸件末端向外延伸出來(lái)的套筒部分，套筒部分開(kāi)設(shè)有用于將導(dǎo)管容納于其中的通孔。在另一個(gè)改良的實(shí)施例中，噴射器安裝在排氣系統(tǒng)的排氣導(dǎo)管上，使延伸件沿著排氣導(dǎo)管的徑向向外延伸到延伸件的末端。
[0045]噴射器可以安裝在排氣導(dǎo)管上，使用連接在排氣導(dǎo)管上的安裝件在排氣導(dǎo)管上支撐端蓋，并使得外殼從端蓋伸向排氣導(dǎo)管。固定件被用來(lái)將噴射器安裝在安裝件上。端蓋的延伸件通過(guò)安裝件和固定件延伸到該延伸件位于排氣導(dǎo)管外部并與排氣導(dǎo)管隔開(kāi)的末端。
[0046]某些實(shí)施例是與柴油機(jī)排氣流體傳輸系統(tǒng)的冷卻相關(guān)的方法。其中柴油機(jī)排氣流體傳輸系統(tǒng)包括用于儲(chǔ)存柴油機(jī)排氣流體的來(lái)源的儲(chǔ)料罐，以及可以被操作以用來(lái)從儲(chǔ)料罐接收柴油機(jī)排氣流體，并將測(cè)定劑量的柴油機(jī)排氣流體通過(guò)噴嘴泵入內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的計(jì)量給料器。某些實(shí)施例包括:確定柴油機(jī)排氣流體傳輸系統(tǒng)中的噴嘴的溫度；當(dāng)排氣流體的溫度超過(guò)預(yù)定的閾值溫度時(shí)，啟動(dòng)計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)脈沖將柴油機(jī)排氣流體從儲(chǔ)料罐通過(guò)噴嘴噴射出去，從而使用柴油機(jī)排氣流體對(duì)噴嘴進(jìn)行冷卻；當(dāng)排氣流體的溫度低于預(yù)定的閾值溫度時(shí)，停止計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作；在停止該噴嘴冷卻循環(huán)操作之后，把使用計(jì)量給料器從儲(chǔ)料罐泵出柴油機(jī)排氣流體的操作延遲一個(gè)預(yù)定的時(shí)段；在該預(yù)定的時(shí)段過(guò)去之后，啟動(dòng)計(jì)量給料器的減排循環(huán)操作，使用計(jì)量給料器從儲(chǔ)料罐通過(guò)噴嘴泵出具有被確定可以減少?gòu)U氣排放的劑量的柴油機(jī)排氣流體。
[0047]在一些實(shí)施例中，計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作包括在兩個(gè)或更多相繼的、以延遲期相隔的脈沖時(shí)段內(nèi)噴射柴油機(jī)排氣流體。在其他的實(shí)施例中，確定噴嘴溫度包括確定排氣系統(tǒng)中的廢氣的溫度。在另一些其他的實(shí)施例中，計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作期間的一個(gè)或更多噴射柴油機(jī)排氣流體的脈沖時(shí)段對(duì)應(yīng)于在噴嘴冷卻循環(huán)操作期間可以充分氣化的柴油機(jī)排氣流體劑量。在另一些其他的實(shí)施例中，通過(guò)在計(jì)量給料器的減排循環(huán)操作期間連續(xù)噴射柴油機(jī)排氣流體來(lái)提供用于減排的柴油機(jī)排氣流體劑量。在某些實(shí)施例中，柴油機(jī)排氣流體為尿素溶液，排氣系統(tǒng)包括設(shè)置在噴嘴下游的選擇性催化還原催化劑。
[0048]在其他實(shí)施例中，該方法包括使用由環(huán)繞噴嘴的隔熱外殼與導(dǎo)管的縱向結(jié)構(gòu)形成的氣隙在噴嘴與導(dǎo)管的從噴嘴向計(jì)量給料器延伸的縱向結(jié)構(gòu)之間形成熱絕緣。在某些改良的實(shí)施例中，外殼包括延長(zhǎng)的側(cè)壁，該側(cè)壁形成在外殼的第一端部和與之相對(duì)的第二端部之間延伸的中空內(nèi)部。導(dǎo)管穿過(guò)外殼的第一端部的端壁，噴嘴設(shè)置在外殼的側(cè)壁上。
[0049]某些實(shí)施例的方法包括對(duì)直接連接到從發(fā)動(dòng)機(jī)接收廢氣的排氣系統(tǒng)的噴嘴進(jìn)行冷卻，冷卻手段是完成為噴嘴提供注入排氣系統(tǒng)的柴油機(jī)排氣流體的柴油機(jī)排氣流體輸送系統(tǒng)的噴嘴冷卻循環(huán)操作。完成該噴嘴冷卻循環(huán)包括將柴油機(jī)排氣流體通過(guò)噴嘴以一個(gè)或多個(gè)脈沖的形式噴射出去，且噴射的劑量是可以使得柴油機(jī)排氣流體產(chǎn)生充分的相變的第一劑量，從而在啟動(dòng)減排循環(huán)的操作之前就將噴嘴溫度降低到一閾值溫度以下。在該減排循環(huán)操作中，柴油機(jī)排氣流體被通過(guò)噴嘴噴射出去，噴射的劑量是大于第一劑量的第二劑量，用來(lái)減少?gòu)U氣排放。
[0050]在一些實(shí)施例中，該方法包括在噴嘴溫度低于預(yù)定的閾值時(shí)停止計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作。在一個(gè)改良的實(shí)施例中，該方法還包括將減排循環(huán)操作延遲一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段，同時(shí)將空氣通過(guò)噴嘴噴出。
[0051]在另一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴冷卻循環(huán)包括生成兩個(gè)或更多的柴油機(jī)冷卻流體脈沖，且各個(gè)脈沖之間由延遲期分隔。在又一個(gè)實(shí)施例中，用于減排的給料劑量是通過(guò)在計(jì)量給料器的減排循環(huán)操作期間連續(xù)噴射柴油機(jī)排氣流體來(lái)提供的。在另外一些其他的實(shí)施例中，柴油機(jī)排氣流體傳輸系統(tǒng)包括儲(chǔ)存柴油機(jī)排氣流體的儲(chǔ)料罐和可以被操作以用來(lái)從儲(chǔ)料罐接收柴油機(jī)排氣流體，并將柴油機(jī)排氣流體通過(guò)噴嘴泵出的計(jì)量給料器。在某些實(shí)施例中，柴油機(jī)排氣流體為尿素溶液，排氣系統(tǒng)包括設(shè)置在噴嘴下游的選擇性催化還原催化劑。
[0052]盡管在前述的附圖和說(shuō)明書(shū)中本發(fā)明已經(jīng)被詳細(xì)闡述和描述，但是同樣被認(rèn)為是解析性的，并不限于特征，可以理解顯示和描述了其僅僅解析性的實(shí)施例，在本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)的所有變化和修改都希望被保護(hù)?？梢岳斫獾氖牵?dāng)上述的說(shuō)明書(shū)中使用“更好的”、“更好地”、“優(yōu)選的”、“更加優(yōu)選的”等詞匯時(shí)，表明獲得這類(lèi)描述的特征可能是更加令人滿意的，但是不一定是必不可少的，缺少該等特征的實(shí)施例仍然有可能被考慮成是屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)，該范圍是由以下的權(quán)利要求定義的。當(dāng)閱讀權(quán)利要求時(shí)，若其中使用了“一個(gè)”、“一”、“至少一個(gè)”、“至少一部分”等詞匯，并不是意味著要將權(quán)利要求中相應(yīng)的特征限定為僅有一個(gè)，除非權(quán)利要求中有與此相反的具體說(shuō)明。當(dāng)使用“至少一部分”和/或“一部分”這樣的說(shuō)法時(shí)，相應(yīng)的特征可能包括一部分和/或整體，除非有與此相反的具體說(shuō)明。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 確定柴油機(jī)排氣流體傳輸系統(tǒng)中的噴嘴的溫度，其中柴油機(jī)排氣流體傳輸系統(tǒng)包括用于儲(chǔ)存柴油機(jī)排氣流體的來(lái)源的儲(chǔ)料罐，以及可以被操作以用來(lái)將測(cè)定劑量的柴油機(jī)排氣流體從儲(chǔ)料罐通過(guò)噴嘴泵入內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的計(jì)量給料器； 當(dāng)排氣系統(tǒng)中的廢氣的溫度超過(guò)預(yù)定的溫度閾值時(shí)，啟動(dòng)計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)脈沖將柴油機(jī)排氣流體從儲(chǔ)料罐通過(guò)噴嘴噴射出去，從而使用柴油機(jī)排氣流體對(duì)噴嘴進(jìn)行冷卻； 當(dāng)噴嘴的溫度低于預(yù)定的溫度閾值時(shí)，停止計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作； 在停止該噴嘴冷卻循環(huán)操作之后，把使用計(jì)量給料器從儲(chǔ)料罐泵出柴油機(jī)排氣流體的操作延遲一個(gè)預(yù)定的時(shí)段；以及 在該預(yù)定的時(shí)段過(guò)去之后，啟動(dòng)計(jì)量給料器的減排循環(huán)操作，使用計(jì)量給料器從儲(chǔ)料罐通過(guò)噴嘴泵出具有被確定可以減少?gòu)U氣排放的劑量的柴油機(jī)排氣流體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作包括在兩個(gè)或更多相繼的、以延遲期相隔的脈沖時(shí)段內(nèi)噴射柴油機(jī)排氣流體。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:確定噴嘴溫度包括確定排氣系統(tǒng)中的廢氣的溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作期間的一個(gè)或更多噴射柴油機(jī)排氣流體的脈沖時(shí)段對(duì)應(yīng)于在噴嘴冷卻循環(huán)操作期間確保柴油機(jī)排氣流體可以充分氣化的第二劑量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:通過(guò)在計(jì)量給料器的減排循環(huán)操作期間連續(xù)噴射柴油機(jī)排氣流體來(lái)提供用于減排的柴油機(jī)排氣流體劑量。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述柴油機(jī)排氣流體為尿素溶液，所述排氣系統(tǒng)包括設(shè)置在噴嘴下游的選擇性催化還原催化劑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述方法還包括使用氣隙在噴嘴與從噴嘴向計(jì)量給料器延伸的柴油機(jī)排氣流體導(dǎo)管的縱向結(jié)構(gòu)之間形成熱絕緣，所述氣隙由圍繞著所述導(dǎo)管的縱向結(jié)構(gòu)延伸的隔熱外殼形成。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述外殼包括延長(zhǎng)的側(cè)壁，所述側(cè)壁形成在所述外殼的第一端部和與之相對(duì)的第二端部之間延伸的中空內(nèi)部，所述導(dǎo)管穿過(guò)設(shè)置在所述外殼的第一端部上的端蓋，所述噴嘴設(shè)置在所述外殼的側(cè)壁上。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于: 所述外殼包括延長(zhǎng)的側(cè)壁，所述側(cè)壁形成在所述外殼的第一端部和與之相對(duì)的第二端部之間延伸的中空內(nèi)部； 所述外殼的第一端部上安裝有端蓋，所述端蓋包括與所述外殼連接的凸緣，從所述凸緣上延伸出延長(zhǎng)的延伸件，從所述延伸件上延伸出套筒； 所述套筒提供所述柴油機(jī)排氣流體導(dǎo)管與所述外殼之間唯一的連接；以及 所述噴嘴連接在所述外殼的側(cè)壁上。
10.一種方法，包括: 對(duì)直接連接到從發(fā)動(dòng)機(jī)接收廢氣的排氣系統(tǒng)的噴嘴進(jìn)行冷卻，冷卻手段是完成為噴嘴提供注入排氣系統(tǒng)的柴油機(jī)排氣流體的柴油機(jī)排氣流體輸送系統(tǒng)的噴嘴冷卻循環(huán)操作； 其中，完成該噴嘴冷卻循環(huán)包括:將柴油機(jī)排氣流體通過(guò)噴嘴以一個(gè)或多個(gè)脈沖的形式噴射出去，且噴射的劑量是可以使得柴油機(jī)排氣流體產(chǎn)生充分的相變的第一劑量，從而在啟動(dòng)減排循環(huán)操作之前就將噴嘴溫度降低到一閾值溫度以下；在該減排循環(huán)操作中，柴油機(jī)排氣流體被通過(guò)噴嘴噴射出去，噴射的劑量是大于所述第一劑量的第二劑量，用來(lái)減少?gòu)U氣排放。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:該方法還包括在噴嘴溫度低于所述閾值溫度時(shí)停止計(jì)量給料器的噴嘴冷卻循環(huán)操作。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于:該方法還包括在完成所述噴嘴冷卻循環(huán)之后將減排循環(huán)操作延遲一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段，同時(shí)將空氣通過(guò)噴嘴噴出。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:所述噴嘴冷卻循環(huán)包括生成兩個(gè)或更多的柴油機(jī)冷卻流體脈沖，且各個(gè)脈沖之間由延遲期分隔。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:用于減排的給料劑量是通過(guò)在計(jì)量給料器的減排循環(huán)操作期間連續(xù)噴射柴油機(jī)排氣流體來(lái)提供的。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:所述柴油機(jī)排氣流體為尿素溶液，所述排氣系統(tǒng)包括設(shè)置在噴嘴下游的選擇性催化還原催化劑。
16.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于:所述柴油機(jī)排氣流體傳輸系統(tǒng)包括儲(chǔ)存柴油機(jī)排氣流體的儲(chǔ)料罐和可以被操作以用來(lái)從儲(chǔ)料罐接收柴油機(jī)排氣流體，并將柴油機(jī)排氣流體通過(guò)噴嘴泵出的計(jì)量給料器。
17.—種系統(tǒng),包括: 內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有排氣系統(tǒng)，用于吸收內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的廢氣； 柴油機(jī)排氣流體輸送系統(tǒng)，其包括儲(chǔ)料罐，用于儲(chǔ)存用來(lái)對(duì)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行處理的柴油機(jī)排氣流體；該輸送系統(tǒng)還包括可操作的計(jì)量給料器，用來(lái)將柴油機(jī)排氣流體從儲(chǔ)料罐通過(guò)從該計(jì)量給料器延伸到與排氣系統(tǒng)流體連通的噴射器的導(dǎo)管泵出；其中噴射器包括: 與導(dǎo)管和排氣系統(tǒng)連接并建立流體連通的噴嘴； 延長(zhǎng)的外殼，該外殼包括側(cè)壁，側(cè)壁圍成在外殼的第一端部和與之相對(duì)的第二端部之間延伸的中空內(nèi)部； 導(dǎo)管的至少一部分通過(guò)所述第一端部延伸到安裝在所述側(cè)壁上的所述噴嘴，所述中空內(nèi)部從所述噴嘴到外殼的所述第一端部形成環(huán)繞導(dǎo)管的隔熱氣隙。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)管包括通過(guò)所述第一端部延伸的第一部分、從所述噴嘴伸入所述中空內(nèi)部的第二部分、以及在第一部分與第二部分之間延伸，并將二者連接成大致相互垂直的位置關(guān)系的彎曲部分。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述噴射器還包括設(shè)置在所述外殼的第一端部的端蓋，所述導(dǎo)管與所述噴射器的唯一的直接連接處設(shè)置在所述端蓋上，并處于所述排氣系統(tǒng)輸送的廢氣之外。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述端蓋包括與所述側(cè)壁連接的凸緣部分及延伸方向與所述凸緣部分相反的套筒部分，所述套筒部分開(kāi)設(shè)有用于將所述導(dǎo)管容納于其中的通孔。
21.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述噴嘴包括本體，所述本體具有伸入所述外殼的內(nèi)側(cè)部分，所述內(nèi)側(cè)部分開(kāi)設(shè)有圓柱形的用于將所述導(dǎo)管的一端容納于其中的內(nèi)收容部，還開(kāi)設(shè)有至少兩個(gè)貫穿所述本體并與所述導(dǎo)管內(nèi)部流體連通的流動(dòng)通道。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述噴嘴的本體還包括從所述內(nèi)側(cè)部分延伸出去并形成環(huán)繞所述內(nèi)側(cè)部分的唇邊的外側(cè)部分，且所述內(nèi)側(cè)部分從所述外殼的側(cè)壁向外凸出，使所述噴嘴的所述內(nèi)側(cè)部分和所述外側(cè)部分連接到所述排氣系統(tǒng)的排氣導(dǎo)管。
23.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述噴射器包括設(shè)置在所述外殼的所述第一端部上的端蓋，所述端蓋包括從所述外殼延伸出去并形成延伸的所述氣隙的延伸件，且所述導(dǎo)管與所述噴射器之間唯一的直接連接位于所述延伸件的與所述外殼的所述第一端部相反的端部上。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述端蓋包括與所述外殼的側(cè)壁連接的凸緣部分，所述延伸件從所述凸緣部分延伸到所述延伸件的末端，所述端蓋還包括從所述延伸件的末端向外延伸出來(lái)的套筒部分，所述套筒部分開(kāi)設(shè)有用于將所述導(dǎo)管容納于其中的通孔。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述噴射器安裝在所述排氣系統(tǒng)的排氣導(dǎo)管上，使所述延伸件沿著所述排氣導(dǎo)管的徑向向外延伸到所述延伸件的末端。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括: 連接在所述排氣導(dǎo)管上，將所述端蓋支撐在所述排氣導(dǎo)管上，并使得所述外殼從端蓋所述伸向所述排氣導(dǎo)管的安裝件； 用于將所述噴射器安裝在所述安裝件的固定件，其中所述端蓋的所述延伸件通過(guò)所述安裝件和所述固定件延伸到所述延伸件的末端。
【文檔編號(hào)】F01N3/28GK104295348SQ201410245474
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】阿洛克·提里外迪, 安德魯·邁爾, 史蒂芬妮·L·艾普沃金, 塞繆爾·約翰遜, 斯瑞瓦德漢·昌德拉帕蒂, 喬治·G·蒙泰安, 喬舒華·D·亨利, 約翰·安西斯, 奧姆卡·坦多爾卡 申請(qǐng)人:康明斯排放處理公司