本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置，其通過還原劑來選擇性地還原和凈化排氣中的氮氧化物(nox)。

背景技術(shù)：

在用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中，排氣凈化裝置是已知的，其包括：選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器，其通過使用氨作為還原劑來選擇性地還原和凈化nox；以及噴射尿素水溶液(還原劑的前驅(qū)體)的噴射噴嘴，所述噴射噴嘴在排氣流中設(shè)置于選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器的上游。

由于尿素水溶液在約-11℃下凍結(jié)，已知存在如專利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)，其中，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止后，監(jiān)測殘留在噴射噴嘴和還原劑供給流路中的尿素水溶液的凍結(jié)變化，此外，在這種凍結(jié)變化之后，暫時(shí)打開噴射噴嘴，從而將這種殘留的尿素水溶液排出到排氣管。

參考文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_公報(bào)no.2008-138583

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題

順便提及，特別是在極寒冷的地區(qū)，在一些情況下，不僅還原劑供給流路中的尿素水溶液而且還原劑儲(chǔ)罐中的尿素水溶液也可能完全凍結(jié)。作為針對(duì)這一問題的對(duì)策，用于使作為一種防凍劑的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管路被沿著還原劑儲(chǔ)罐布設(shè)，通過在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后受熱的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液使還原劑儲(chǔ)罐升溫，并且尿素水溶液被解凍。然而，即使采取上述對(duì)策，仍需花費(fèi)很長時(shí)間來解凍尿素水溶液，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

鑒于上述情形，本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過提供如下一種結(jié)構(gòu)而允許進(jìn)一步縮短該解凍時(shí)間：在此結(jié)構(gòu)中，要供給到噴射噴嘴的還原劑或其前驅(qū)體中的至少一部分被加熱并返回到還原劑儲(chǔ)罐。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置包括：選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器，其通過使用還原劑來選擇性地還原和凈化排氣中的氮氧化物，該選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路中；噴射裝置，其將液體還原劑或其前驅(qū)體噴射和供給到所述選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器的沿排氣方向的上游部；儲(chǔ)罐，其存儲(chǔ)要從噴射裝置噴射和供給的液體還原劑或其前驅(qū)體；還原劑供給流路，其將液體還原劑或其前驅(qū)體從所述儲(chǔ)罐供應(yīng)到噴射噴嘴；還原劑循環(huán)流路，其從所述還原劑供給流路的中途分支，能夠使液體還原劑或其前驅(qū)體的一部分返回到所述儲(chǔ)罐，并具有被布置成能夠與熱源進(jìn)行熱交換的部分；還原劑循環(huán)閥，其控制所述液體還原劑或其前驅(qū)體到所述還原劑循環(huán)流路的流動(dòng)；溫度檢測單元，其檢測所述儲(chǔ)罐或還原劑供給流路中的液體還原劑或其前驅(qū)體的溫度；以及還原劑循環(huán)控制單元，當(dāng)所述液體還原劑或其前驅(qū)體的溫度等于或低于預(yù)定溫度時(shí)，該還原劑循環(huán)控制單元控制所述還原劑循環(huán)閥，使得液體還原劑或其前驅(qū)體能夠流入到所述還原劑循環(huán)流路中，該液體還原劑或其前驅(qū)體的溫度是由溫度檢測單元檢測的。

本發(fā)明的技術(shù)效果

根據(jù)本發(fā)明，提供了如下一種結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，要供給到噴射噴嘴的還原劑或其前驅(qū)體中的至少一部分被加熱并返回到還原劑儲(chǔ)罐，因此，使得能夠進(jìn)一步縮短解凍時(shí)間。

附圖說明

圖1是示出排氣凈化裝置的一個(gè)示例的整體構(gòu)造圖。

圖2是示出還原劑循環(huán)流路的布局的第一實(shí)施例的透視圖。

圖3是示出還原劑循環(huán)流路的布局的第二實(shí)施例的俯視圖。

圖4是示出還原劑循環(huán)流路的布局的第三實(shí)施例的側(cè)視圖。

圖5是示出還原劑添加模式中的流路切換閥的示例的視圖。

圖6是示出還原劑循環(huán)模式中的流路切換閥的示例的視圖。

圖7是示出吹掃模式中的流路切換閥的示例的視圖。

圖8是示出用于尿素水溶液的解凍處理的控制程序的示例的構(gòu)造圖。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1示出對(duì)排氣中的微粒物質(zhì)(pm：particulatematter)和nox進(jìn)行凈化的排氣凈化裝置的示例。

在與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)100的進(jìn)氣歧管110連接的進(jìn)氣管120中，沿著進(jìn)氣流動(dòng)方向，按下列順序布設(shè)有：濾除進(jìn)氣中的灰塵等的空氣濾清器130；使進(jìn)氣增壓的渦輪增壓器140的壓縮機(jī)142；使已經(jīng)通過壓縮機(jī)142的進(jìn)氣冷卻的中間冷卻器150；以及使進(jìn)氣的脈動(dòng)平滑化的進(jìn)氣集管160。

同時(shí)，在與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)100的排氣歧管170連接的排氣管180中，沿著排氣流動(dòng)方向，按下列順序布設(shè)有：渦輪增壓器140的渦輪機(jī)144；連續(xù)再生式柴油微粒濾清器(continuousregeneration-typedieselparticulatefilter，下文中稱為“dpf”)裝置190；噴射和供給作為還原劑前驅(qū)體的尿素水溶液的噴射噴嘴200；以及尿素選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)225。

連續(xù)再生式dpf裝置190包括：至少將no(一氧化氮)氧化成no2(二氧化氮)的doc(柴油氧化催化劑：dieseloxidationcatalyst)轉(zhuǎn)化器192；以及收集并去除pm的dpf194。應(yīng)指出，作為dpf194，其表面上攜帶有催化劑(活性成分和添加成分)的csf(催化濾煙器：catalyzedsootfilter)也能夠取代一般的dpf來使用。

尿素選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)225包括：選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器210，其通過使用從尿素水溶液生成的氨作為還原劑來選擇性地還原和凈化nox；以及氧化催化轉(zhuǎn)化器220，其氧化已經(jīng)通過選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器210的氨。

存儲(chǔ)在還原劑儲(chǔ)罐230中的尿素水溶液被安裝在還原劑供給流路250和251的中途的還原劑添加單元240吸取，通過該還原劑供給流路250、251并被供給到噴射噴嘴200。在位于還原劑供給流路250、251的中途的還原劑添加單元240中，還原劑供給流路250、251分支出用于使尿素水溶液返回到還原劑儲(chǔ)罐230的還原劑循環(huán)流路256，并且分支出用于將外部空氣(空氣)導(dǎo)入到還原劑循環(huán)流路256的外部空氣導(dǎo)入流路254。還原劑循環(huán)流路256的末端在還原劑儲(chǔ)罐230內(nèi)連接到還原劑供給流路250的吸入端而形成環(huán)路。稍后將描述還原劑循環(huán)流路256的細(xì)節(jié)，其一部分被布設(shè)在熱源附近。

此外，在還原劑儲(chǔ)罐230內(nèi)的、還原劑供給流路250與還原劑循環(huán)流路256之間的連接部處，設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)連通孔235，尿素水溶液能夠通過所述連通孔在還原劑儲(chǔ)罐230與這些流路之間來回流動(dòng)(尿素水溶液能夠從還原劑儲(chǔ)罐230被吸到還原劑供給流路250，或者尿素水溶液能夠從還原劑循環(huán)流路256返回到還原劑儲(chǔ)罐230)。因此，尿素水溶液通過設(shè)置在所述流路中的連通孔235，被向上吸入到還原劑供給流路250中并供應(yīng)到噴射噴嘴200。

另外，圍繞還原劑供給流路250和251布設(shè)有電熱器(未示出)。通過這種方式，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)停止之后殘留在還原劑供給流路250和251中的尿素水溶液凍結(jié)，因此凍結(jié)的尿素水溶液也在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)被圍繞還原劑供給流路250和251的所述電熱器加熱并解凍。

稍后將描述還原劑添加單元240的內(nèi)部構(gòu)造，還原劑添加單元240不僅將尿素水溶液從還原劑儲(chǔ)罐230供給到噴射噴嘴200，而且還控制尿素水溶液的流動(dòng)(流量、路線)以及外部空氣到還原劑循環(huán)流路256中的引入。

為了掌握選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器210的活性狀態(tài)，測量排氣的溫度(即，排氣溫度)的排氣溫度傳感器260被附接到位于連續(xù)再生式dpf裝置190與噴射噴嘴200之間的排氣管180。此外，測量尿素水溶液的溫度(即，尿素水溶液溫度)的尿素水溶液溫度傳感器265被附接到還原劑儲(chǔ)罐230。排氣溫度傳感器260、尿素水溶液溫度傳感器265和外部空氣溫度傳感器290各自的相輸出信號(hào)被輸入到內(nèi)置有計(jì)算機(jī)的還原劑添加控制單元(dcu：dosingcontrolunit)270。另外，為了能夠在任意時(shí)間點(diǎn)讀取轉(zhuǎn)速和負(fù)荷(發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的示例)，dcu270經(jīng)由諸如can(控制器局域網(wǎng)：controllerareanetwork)的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)而以可通信方式連接至電子控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)100的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu：enginecontrolunit)280。

然后，dcu270執(zhí)行在諸如閃速rom(只讀存儲(chǔ)器：readonlymemory)的非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序，由此，基于排氣溫度、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷來電子控制所述還原劑添加單元240。此外，dcu270基于外部空氣溫度和尿素水溶液溫度來執(zhí)行后述的尿素水溶液的解凍處理。

在此，關(guān)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)100的負(fù)荷，能夠使用與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩密切相關(guān)的一定量的狀態(tài)，例如，它包括：燃料噴射量、進(jìn)氣流量、進(jìn)氣壓力、增壓壓力、加速器開度等。此外，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷可以通過使用公知的傳感器來直接檢測，而不是從ecu280中讀取轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。

在如上所述的這種排氣凈化裝置中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)100的排氣經(jīng)由排氣歧管170和渦輪增壓器140的渦輪機(jī)144而被導(dǎo)入到連續(xù)再生式dpf裝置190的doc轉(zhuǎn)化器192內(nèi)。導(dǎo)入到doc轉(zhuǎn)化器192內(nèi)的排氣流向dpf194，而no被氧化成no2。在dpf194中，排氣中的pm被收集，此外，通過使用由doc轉(zhuǎn)化器192生成的no2來使pm連續(xù)氧化(燃燒)。

另外，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)而從噴射噴嘴200噴射和供給(添加)的尿素水溶液通過利用排氣熱和排氣中的水蒸氣而水解，并且被轉(zhuǎn)化成用作還原劑的氨。這種氨與排氣中的nox在選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器210內(nèi)發(fā)生選擇性還原反應(yīng)，并且被凈化成無害的h2o(水)和n2(氮)。此時(shí)，通過doc轉(zhuǎn)化器192將no氧化成no2，排氣中的no與no2的比例被改善成適合于所述選擇性還原反應(yīng)，因此能夠提高選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器210中的nox凈化率。同時(shí)，已經(jīng)通過該選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器210的氨被在排氣流中布設(shè)在其下游的氧化催化轉(zhuǎn)化器220氧化，因此，能夠抑制氨直接釋放到大氣中。

圖2、圖3和圖4示出了還原劑循環(huán)流路256的布局的示例。關(guān)于還原劑循環(huán)流路256，所涉及的該流路的一部分被布設(shè)在熱源附近，以便能夠加熱流經(jīng)該流路的尿素水溶液。

圖2的還原劑循環(huán)流路256的一部分被布設(shè)成在構(gòu)成箱體300的上表面和側(cè)表面的換熱板上迂回延伸。在此，箱體300容納連續(xù)再生式dpf裝置190、尿素選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)225以及將連續(xù)再生式dpf裝置190與尿素選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)225彼此連接的排氣管180。通過這種方式，流經(jīng)還原劑循環(huán)流路256的尿素水溶液與通過排氣管180的這種排氣熱而被加熱的所述換熱板交換熱量，并且被加熱并返回到還原劑儲(chǔ)罐230。應(yīng)指出，還原劑循環(huán)流路256只需布設(shè)成能夠與所述熱源交換熱量即可，并且例如可以布設(shè)成在構(gòu)成箱體300的下表面和側(cè)表面的換熱板上迂回延伸。

圖3示出從圖2的箱體300上方觀察時(shí)的另一還原劑循環(huán)流路256的布局。應(yīng)指出，圖3的還原劑循環(huán)流路256也可以布設(shè)成在構(gòu)成箱體300的下表面和側(cè)表面的換熱板上迂回延伸。

此外，如圖4所示，還原劑循環(huán)流路256可以圍繞排氣管180呈螺旋形布設(shè)。

還原劑添加單元240包括：將尿素水溶液吸入到還原劑供給流路250內(nèi)的泵242；用于控制尿素水溶液的流量的流量控制閥244；以及用于切換尿素水溶液的路線的流路切換閥246。

作為流量控制閥244，能夠使用現(xiàn)有的諸如蝶閥和球閥等的閥，并且流量控制閥244由dcu270通過諸如執(zhí)行器的現(xiàn)有方法來控制。

將參照?qǐng)D5(以及圖6和圖7)來描述流路切換閥246。流路切換閥246由第一旋轉(zhuǎn)閥247和布設(shè)在第一旋轉(zhuǎn)閥247的內(nèi)部中的第二旋轉(zhuǎn)閥248組成。第一旋轉(zhuǎn)閥247和第二旋轉(zhuǎn)閥248由dcu270通過諸如執(zhí)行器的現(xiàn)有方法而旋轉(zhuǎn)控制。

在第一旋轉(zhuǎn)閥247中，在其轉(zhuǎn)子中形成有“t”形流路，并且第一旋轉(zhuǎn)閥247具有在順時(shí)針方向上的0°和90°的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)位置(第一旋轉(zhuǎn)位置和第二旋轉(zhuǎn)位置)。

在第一旋轉(zhuǎn)位置(圖5和圖6)，外部空氣導(dǎo)入流路254被封閉，從而使三方能夠彼此連通，其中，這三方是上游側(cè)的還原劑供給流路250、下游側(cè)的還原劑供給流路251、和還原劑循環(huán)流路256。

此外，在第二旋轉(zhuǎn)位置(圖7)，下游側(cè)的還原劑供給流路251被封閉，從而使三方能夠彼此連通，其中，這三方是外部空氣導(dǎo)入流路254、還原劑循環(huán)流路256、和上游側(cè)的還原劑供給流路250。

在第二旋轉(zhuǎn)閥248中，在第一旋轉(zhuǎn)閥247的轉(zhuǎn)子的中心處布設(shè)的轉(zhuǎn)子的偏心位置處形成直線狀流路，并且第二旋轉(zhuǎn)閥248具有順時(shí)針方向上的0°、45°和90°的三個(gè)旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)位置a、b和c)。

第二旋轉(zhuǎn)閥248的旋轉(zhuǎn)位置a(圖5)與第一旋轉(zhuǎn)閥247的第一旋轉(zhuǎn)位置聯(lián)合使用，封閉所述還原劑循環(huán)流路256，并且僅允許上游側(cè)的還原劑供給流路250與下游側(cè)的還原劑供給流路251彼此連通(還原劑添加模式)。

第二旋轉(zhuǎn)閥248的旋轉(zhuǎn)位置b(圖6)與第一旋轉(zhuǎn)閥247的第一旋轉(zhuǎn)位置聯(lián)合使用，封閉下游側(cè)的還原劑供給流路251，并且僅允許上游側(cè)的還原劑供給流路250與還原劑循環(huán)流路256彼此連通(還原劑循環(huán)模式)。

第二旋轉(zhuǎn)閥248的旋轉(zhuǎn)位置c(圖7)與第一旋轉(zhuǎn)閥247的第二旋轉(zhuǎn)位置聯(lián)合使用，封閉上游側(cè)的還原劑供給流路250，并且僅允許外部空氣導(dǎo)入流路254與還原劑循環(huán)流路256彼此連通(吹掃模式)。

如上所述，流路切換閥246能夠根據(jù)第一旋轉(zhuǎn)閥247和第二旋轉(zhuǎn)閥248的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置來切換流路，并且具有三種模式，即還原劑添加模式、還原劑循環(huán)模式和吹掃模式。

圖8示出在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后由ecu280每隔預(yù)定時(shí)間反復(fù)執(zhí)行的控制程序的示例。通過這種控制程序，實(shí)現(xiàn)還原劑循環(huán)控制單元和外部空氣導(dǎo)入控制單元的功能。

在步驟1(圖8中被縮寫為“s1”；以下同)，ecu280確定還原劑儲(chǔ)罐230內(nèi)儲(chǔ)存的尿素水溶液是否凍結(jié)。具體地，ecu280從尿素水溶液溫度傳感器265讀取尿素水溶液溫度，并確定該尿素水溶液溫度是否等于或低于尿素水溶液的凍結(jié)溫度(尿素水溶液是否凍結(jié))。在一個(gè)示例中，該凍結(jié)溫度被設(shè)定為約-11℃，在該溫度時(shí)，尿素水溶液凍結(jié)。

應(yīng)指出，用于測量尿素水溶液的溫度的溫度傳感器可以設(shè)置在還原劑供給流路250和251中，可以從該溫度傳感器讀取尿素水溶液溫度，并且可以確定尿素水溶液是否凍結(jié)。

然后，如果ecu280確定尿素水溶液凍結(jié)(“是”)，則ecu280使該進(jìn)程前進(jìn)至步驟2，與此同時(shí)，如果ecu280確定尿素水溶液未凍結(jié)(“否”)，則ecu280使該進(jìn)程前進(jìn)至步驟10。

在步驟2中，ecu280將流路切換閥246設(shè)定成還原劑循環(huán)模式(參照?qǐng)D6)達(dá)預(yù)定時(shí)間。具體地，dcu270將控制信號(hào)輸出到控制該流路切換閥246的執(zhí)行器，由此將流路切換閥246設(shè)定成還原劑循環(huán)模式，并且允許還原劑供給流路250與還原劑循環(huán)流路256彼此連通。通過這種方式，從還原劑儲(chǔ)罐230吸入到還原劑供給流路250中的尿素水溶液被引導(dǎo)到還原劑循環(huán)流路256。然后，被引導(dǎo)到還原劑循環(huán)流路256的尿素水溶液與鄰近該還原劑循環(huán)流路256的諸如換熱板的熱源交換熱量，并加熱該尿素水溶液。如此被加熱的尿素水溶液返回到還原劑儲(chǔ)罐230并與還原劑儲(chǔ)罐230內(nèi)的尿素水溶液交換熱量，由此解凍該還原劑儲(chǔ)罐230內(nèi)的尿素水溶液。在步驟2中，在執(zhí)行還原劑循環(huán)模式達(dá)預(yù)定時(shí)間之后，該進(jìn)程前進(jìn)至步驟3。

在步驟3中，ecu280將流路切換閥246設(shè)定成還原劑添加模式達(dá)預(yù)定時(shí)間。具體地，dcu270將控制信號(hào)輸出到控制該流路切換閥246的促動(dòng)器，由此將流路切換閥246設(shè)定成還原劑添加模式。通過這種方式，從還原劑儲(chǔ)罐230吸入到還原劑供給流路250中的尿素水溶液被供給到噴射噴嘴200。在步驟3中，在執(zhí)行還原劑添加模式達(dá)預(yù)定時(shí)間之后，該進(jìn)程前進(jìn)至步驟4。

在步驟4中，ecu280確定還原劑儲(chǔ)罐230內(nèi)存儲(chǔ)的尿素水溶液是否解凍。具體地，ecu280從尿素水溶液溫度傳感器265讀取尿素水溶液溫度，并確定該尿素水溶液溫度是否已超過尿素水溶液的凍結(jié)溫度(尿素水溶液是否解凍)。

然后，如果ecu280確定尿素水溶液已解凍(“是”)，則ecu280使該進(jìn)程前進(jìn)至步驟5，與此同時(shí)，如果ecu280確定尿素水溶液未解凍(“否”)，則ecu280使該進(jìn)程返回至步驟2。

本實(shí)施例中的尿素水溶液解凍方法是在還原劑循環(huán)模式與還原劑添加模式之間進(jìn)行切換的同時(shí)解凍尿素水溶液。因此，在尿素水溶液在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)凍結(jié)的情況下，在尿素水溶液解凍的同時(shí)凈化了排氣中的nox。

在此，將描述用于執(zhí)行步驟2的還原劑循環(huán)模式和步驟3的還原劑添加模式的預(yù)定時(shí)間。在本實(shí)施例中，當(dāng)尿素水溶液完全凍結(jié)時(shí)，通過長時(shí)間地持續(xù)進(jìn)行還原劑循環(huán)模式而使尿素水溶液解凍，并且當(dāng)尿素水溶液解凍時(shí)，減少還原劑循環(huán)模式的時(shí)間并同時(shí)增加還原劑添加模式的時(shí)間。尿素水溶液的解凍狀態(tài)可以基于尿素水溶液溫度傳感器265來確定，或者可以基于還原劑循環(huán)模式的應(yīng)用時(shí)間來估計(jì)和確定。

在步驟5中，ecu280將流路切換閥246設(shè)定成吹掃模式(參照?qǐng)D7)。具體地，dcu270將控制信號(hào)輸出控制該流路切換閥246的執(zhí)行器，由此將流路切換閥246設(shè)定成吹掃模式并允許外部空氣供給流路254與還原劑循環(huán)流路256彼此連通。通過這種方式，從外部空氣供給流路254供給的外部空氣被引導(dǎo)到還原劑循環(huán)流路256，并且還原劑循環(huán)流路256中殘留的尿素水溶液被推出到還原劑儲(chǔ)罐230。將外部空氣導(dǎo)入到還原劑循環(huán)流路256中達(dá)預(yù)定時(shí)間，由此使還原劑循環(huán)流路256變空。此后，即使流路切換閥246返回到還原劑添加模式，還原劑循環(huán)流路256也保持空的狀態(tài)。在步驟5中，在執(zhí)行吹掃模式達(dá)預(yù)定時(shí)間之后，該進(jìn)程前進(jìn)至步驟10。

在步驟10中，ecu280將流路切換閥246設(shè)定成還原劑添加模式(參照?qǐng)D5)。此后，ecu280響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)而從噴射噴嘴200噴射和供給(添加)尿素水溶液，并凈化排氣中的nox。

根據(jù)本實(shí)施例，在還原劑儲(chǔ)罐230中的尿素水溶液在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)凍結(jié)的情況下，尿素水溶液流入到其一部分與熱源鄰接的還原劑循環(huán)流路256中，并且，如此加熱的尿素水溶液返回到還原劑儲(chǔ)罐230。通過這種方式，還原劑儲(chǔ)罐230的尿素水溶液能夠更快地解凍。

此外，根據(jù)本實(shí)施例，還原劑供給流路250在還原劑儲(chǔ)罐230中連接到還原劑循環(huán)流路256，并且與上述儲(chǔ)罐的內(nèi)部連通的連通孔235設(shè)置在該連接部中。在還原劑循環(huán)流路256中加熱的尿素水溶液與還原劑儲(chǔ)罐230中的尿素水溶液通過該連通孔235而在還原劑儲(chǔ)罐230中彼此混合，并能夠在還原劑儲(chǔ)罐230的大范圍內(nèi)有效地進(jìn)行熱交換。

另外，根據(jù)本實(shí)施例，還原劑供給流路250與還原劑循環(huán)流路256彼此連接而形成環(huán)路。通過這種方式，形成了小容量的實(shí)質(zhì)上閉合的回路，然后該回路被加熱，因此能夠在很大程度上縮短解凍時(shí)間。

此外，根據(jù)本實(shí)施例，所述電熱器設(shè)置在該還原劑供給流路250和251中。通過這種方式，即使當(dāng)尿素水溶液在還原劑供給流路250和251中凍結(jié)時(shí)，還原劑供給流路250和251中的尿素水溶液也通過所述電熱器而解凍，并且，通過使如此解凍的尿素水溶液循環(huán)，能夠解凍還原劑儲(chǔ)罐230中的尿素水溶液。因此，不再需要圍繞還原劑儲(chǔ)罐230及還原劑供給流路250、251布設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液管道(它用于使作為一種防凍劑的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流動(dòng))以解凍所凍結(jié)的尿素水溶液，并且能夠簡化用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的管道結(jié)構(gòu)。

另外，根據(jù)本實(shí)施例，在停止將尿素水溶液導(dǎo)入到還原劑循環(huán)流路256中之后，將外部空氣導(dǎo)入到還原劑循環(huán)流路256中，并且使還原劑循環(huán)流路256變?yōu)榭盏摹Ｍㄟ^這種方式，能夠抑制尿素水溶液在還原劑循環(huán)流路256中凍結(jié)。

在本實(shí)施例的流路切換閥246中，將尿素水溶液導(dǎo)入到還原劑循環(huán)流路256中的功能與將外部空氣導(dǎo)入到還原劑循環(huán)流路256中的功能合為一體；然而，所述功能也能夠通過使用多個(gè)閥來實(shí)現(xiàn)，例如，用于控制尿素水溶液流向還原劑循環(huán)流路的還原劑循環(huán)閥，以及用于控制外部空氣流入還原劑循環(huán)流路中的外部空氣導(dǎo)入閥。

此外，這樣的液體還原劑或其前驅(qū)體不限于尿素水溶液，并且也可以響應(yīng)于對(duì)排氣的有害物質(zhì)等進(jìn)行凈化的排氣凈化元件的功能，用氨水溶液、含碳?xì)浠衔镒鳛橹饕煞值牟裼偷茸鳛橐后w還原劑或其前驅(qū)體。在此情況下，用于確定液體還原劑或其前驅(qū)體是否凍結(jié)的凍結(jié)溫度僅需響應(yīng)于其特性而適當(dāng)?shù)剡x擇。

附圖標(biāo)記列表

100柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

110進(jìn)氣歧管

120進(jìn)氣管

130空氣濾清器

140渦輪增壓器

142壓縮機(jī)

144渦輪機(jī)

150中間冷卻器

160進(jìn)氣集管

170排氣歧管

180排氣管

190連續(xù)再生式dpf裝置

192doc轉(zhuǎn)化器

194dpf

200噴射噴嘴

210選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器

220氧化催化轉(zhuǎn)化器

225尿素選擇性還原催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)

230還原劑儲(chǔ)罐

235連通孔

240還原劑添加單元

242泵

244流量控制閥

246流路切換閥

247第一旋轉(zhuǎn)閥

248第二旋轉(zhuǎn)閥

250、251還原劑供給流路

254外部空氣導(dǎo)入流路

256還原劑循環(huán)流路

260排氣溫度傳感器

265尿素水溶液溫度傳感器

270dcu

280ecu

290外部空氣溫度傳感器

300箱體