專利名稱：用于存儲添加劑并將它注入發(fā)動機(jī)排氣的系統(tǒng)和方法
用于存儲添加劑并將它注入發(fā)動機(jī)排氣的系統(tǒng)和方法本發(fā)明涉及用于存儲添加劑并將它注入發(fā)動機(jī)排出氣體的一種系統(tǒng)和方法。在關(guān)于柴油車輛排放物的立法中的變化特別規(guī)定了顯著降低排出氣體中氮氧化物的排放量。SCR(選擇性催化還原)方法(其中氮氧化物(NOx)被氨還原)是用于實現(xiàn)這個污染控制目標(biāo)的首選技術(shù)之一。于是一種氨前體溶液(通常是一種尿素溶液)被注入 SCR催化劑的排氣管道上游。在一種已知的方式中，尿素溶液被存儲在至少一個儲箱中并且這種尿素溶液是從位于一個儲箱中的吸入點進(jìn)行泵送，然后它被注入排出氣體中。在包括用于存儲尿素溶液的2個儲箱(例如，一個存儲箱或無源儲箱(通常是無加熱的)以及一個主儲箱或有源儲箱(它對注入器送料并且它通常是被加熱的))的SCR 系統(tǒng)的情況中，這2個儲箱可以經(jīng)由一個輸送泵彼此連接，該輸送泵能夠?qū)⒁后w從無源儲箱輸送到有源儲箱。該系統(tǒng)還包括一個主泵，該主泵能夠泵送有源儲箱吸入點處的液體并且能夠經(jīng)由連接到注入器上的一條注入管線將液體注入排出氣體。因此這種SCR系統(tǒng)包括 2個泵，即主泵以及輸送泵。這種結(jié)構(gòu)具有幾個缺點與存在的輸送泵相關(guān)的成本上的額外費用、依賴于多個補(bǔ)充電連接以及在輸送泵或存儲箱被凍結(jié)時控制系統(tǒng)可能未啟動該輸送泵的復(fù)雜性。在包括一個單一儲箱的SCR系統(tǒng)的情況中，這個儲箱可能具有一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)， 這種結(jié)構(gòu)包括多個容積，在這些容積中難以從一個單一吸入點吸取添加劑。例如，在一個包括主凹座以及次級凹座鞍形儲箱中就遇到了這種結(jié)構(gòu)。于是該添加劑可以在儲箱的幾個位置處被泵送，例如像在位于該主凹座中的一個主吸入點處以及在位于該次級凹座中的一個次級吸入點處。在通過次級泵從這個次級凹座所泵送的添加劑被傳送到該主凹座的同時， 通過一個主泵從該主凹座被泵送的添加劑于是被送到排出氣體中。具體而言，這種次級吸入點可以位于儲箱的一個低點處。這種情形可以發(fā)生在以下結(jié)構(gòu)中，其中，該儲箱包括一個被浸沒的安裝板(如在本申請人名下的申請WO 2007/141312中所描述的，其內(nèi)容為此目的被結(jié)合在本申請中)，該安裝板位于存儲箱的一個“低”點中，該存儲箱具有一個難于吸取的區(qū)域(即，事實上低于該安裝板所定位的區(qū)域)。于是，添加劑可以經(jīng)由例如位于返回管線中的一個次級泵從這個次級吸入點被泵送并且被送到該儲箱的一個區(qū)域中，該區(qū)域不同于被浸沒的安裝板所定位的區(qū)域。優(yōu)選的是，該次級泵是一個噴射泵并且更優(yōu)選的是一個噴射泵，該噴射泵直接地 (僅為此目的對其主流進(jìn)行分接)或者間接地(通過一條返回管線，該返回管線將未被送到注入器的過量的添加劑返回儲箱)由該主泵致動。在注入模式中，添加劑在儲箱的一個吸入點處由該主泵來泵送，添加劑在該泵的入口與出口之間循環(huán)，于是它被送到一條通向注入器的注入管線中。過量的添加劑流被送入返回管線中。在這種結(jié)構(gòu)中，次級吸入點經(jīng)過一條吸入管線被直接連接到該噴射泵上。在這條返回管線中，由該主泵所泵送的過量添加劑灌注該噴射泵，這樣使得例如位于儲箱低點處的添加劑可以使用該噴射泵來吸取并且被傳送到該儲箱的主凹座上。優(yōu)選的是，該返回管線包括位于該次級泵上游的一個止回閥，這樣使得經(jīng)由該次級泵從該次級凹座吸取的液體不被再循環(huán)到該注入管線而是被直接再循環(huán)到該儲箱的主凹座上。這種系統(tǒng)可以獨立于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)而進(jìn)行開發(fā)。本申請旨在使用一種系統(tǒng)來改進(jìn)上述這些系統(tǒng)，所使用系統(tǒng)包括一個主泵，而不具有一個補(bǔ)充的次級泵，并且還包括多個任選的標(biāo)準(zhǔn)部件(止回閥、校準(zhǔn)的孔口)，以便在至少2個吸入點處吸取液體。因此，本發(fā)明涉及用于存儲一種添加劑溶液并且將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排出氣體中的一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于存儲添加劑的至少一個儲箱、裝備有一個入口以及一個出口并且能夠產(chǎn)生一個導(dǎo)向流(在注入模式中)或者一個反向流(在抽取模式中)的一個泵、至少兩個添加劑溶液吸入點以及一個注入器，其特征在于一個第一吸入點被連接到該泵的入口上并且僅在該泵以注入模式運行時起作用，并且其特征在于該第二吸入點被連接到該泵的出口上并且僅在該泵以抽取模式運行時起作用。在本發(fā)明的范圍內(nèi)所討論的添加劑優(yōu)選地是能夠?qū)Υ嬖谟谶@些內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出氣體中的NOx進(jìn)行還原的一種還原劑。這有利地是一種在水性溶液中的氨前體。本發(fā)明使用尿素的水性溶液并且具體是低共熔的水/尿素溶液(如AdBlue 溶液)給出了良好結(jié)果， 其尿素含量是在31.8Wt%與33. 2wt%之間并且它包含大約18wt%的氨。本發(fā)明還可以適用于同樣在水性溶液中的尿素/甲酸銨混合物，它是在商品名Denoxium 下銷售的并且它包含大約13%的氨。關(guān)于尿素，后者具有的優(yōu)點是僅從_35°C (與-IPC不同)以下才凍結(jié)，但具有的缺點是與甲酸的釋放相關(guān)的腐蝕問題。本發(fā)明可以應(yīng)用于任何在排出氣體中可能產(chǎn)生NOx的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)上。它可以是帶有或不帶有一個燃料返回管線(也就是說，將沒有被發(fā)動機(jī)消耗的剩余燃料返回燃料儲箱的管線)的一種發(fā)動機(jī)。它有利地應(yīng)用于柴油發(fā)動機(jī)，并且特別是車輛的柴油發(fā)動機(jī)并且特別優(yōu)選的是載重汽車的柴油發(fā)動機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括旨在用于存儲添加劑的至少一個儲箱。這個儲箱可以由任何材料制造，優(yōu)選是對于所討論的添加劑有化學(xué)耐受性的材料?？偠灾?，這種材料是金屬或塑料。聚烯烴樹脂，特別是聚乙烯(并且更特別地是HDPE或高密度聚乙烯)構(gòu)成優(yōu)選的材料。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的泵被用于使添加劑溶液達(dá)到用于對其進(jìn)行計量和噴霧所要求的壓力。它包括一個入口和一個出口。任何類型的泵都可以適用于本申請齒輪泵、活塞泵、隔膜泵，等等。一個齒輪泵是特別適合的。這個泵可以產(chǎn)生一個導(dǎo)向流(其中使添加劑在位于該泵上游的一個點與位于該泵下游的一個點之間循環(huán))，或者產(chǎn)生一個反向流(其中使添加劑在位于該泵下游的一個點與位于該泵上游的一個點之間循環(huán))。這個泵可以位于添加劑儲箱內(nèi)(具有的優(yōu)點是與該儲箱形成一種緊湊并且一體化模塊)、或者考慮到腐蝕性環(huán)境，可以位于添加劑儲箱外部。其構(gòu)成材料將優(yōu)先選自耐蝕金屬(尤其是某些等級的不銹鋼和鋁)。使用銅(甚至用于連接部件)是不可取的。優(yōu)選地，在將添加劑注入排出氣體中的一種模式中，泵出口壓力是由一種適合的裝置來調(diào)節(jié)的，這種裝置可以是任何已知類型的壓力調(diào)節(jié)器。一個具有彈簧或隔膜的簡單的校準(zhǔn)的閥門給出了良好結(jié)果。這種裝置通常位于一個返回管線中，該返回管線將過量添加劑流(在該泵的傳送量與該注入器的傳送量之間的差值)傳送到該儲箱。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括至少兩個添加劑溶液吸入點。第一吸入點(它僅在注入模式下起作用)通常被定位在高于第二吸入點的一個水平上，和/或在與另一個吸入點(僅在抽取模式下起作用)所定位的儲箱相分離的一個儲箱之中。本發(fā)明對于以下構(gòu)造是有利的，其中，兩個吸入點是在分離的容積中(要么完全在兩個不同的儲箱中、要么在同一個儲箱的兩個凹座中但這些凹座在液位低時是不連接的(即，在它們包含的液體之間不存在連續(xù)性/聯(lián)通))。對于以下構(gòu)造特別有利之處在于，在這些構(gòu)造中這個次級吸入點位于一個較低的部分(儲箱)中，該較低的部分是由來自該主吸入點定位的較高部分(儲箱)的溢流來填充的。根據(jù)本發(fā)明，一個第一吸入點被連接到該泵的入口上并且僅在該泵以注入模式運行時起作用，而該第二吸入點被連接到該泵的出口上并且僅在該泵在抽吸模式運行時起作用。在注入模式中，添加劑在位于該儲箱中的第一吸入點(還被稱為主吸入點)處被泵送， 于是添加劑在該泵的入口與出口之間循環(huán)，然后它被注入該注入管線中。在這種模式中，這個泵在運行以便在給定的方向(供應(yīng)添加劑的方向)產(chǎn)生一個流動。在抽取模式中，添加劑在一個吸入點處被泵送，該吸入點不同于該主吸入點并且還被稱為次級吸入點。在抽取模式中，注入器優(yōu)選被關(guān)閉以便避免清空該注入管線。在這種模式中，這個泵可以在兩個相反的方向旋轉(zhuǎn)并且因此產(chǎn)生反向的流動，即反向流可以通過使該泵在同一個方向上旋轉(zhuǎn)但通過使用一個合適的裝置來獲得(例如，在本申請人名下的申請WO 2006/0640 中所描述的一個4/2路閥門，其內(nèi)容為此目的被結(jié)合在本申請中)，或者產(chǎn)生相同作用的一種多個閥門和管路的系統(tǒng)。在裝備有一個SCR系統(tǒng)(該系統(tǒng)包括一個儲箱，該儲箱具有一個主凹座和一個次級凹座)的車輛具體情況中，該主吸入點是位于該主凹座中而該次級吸入點是位于該次級凹座中。在包括2個儲箱(一個通常不被加熱的無源存儲箱以及一個通常尺寸較小并且通常被加熱的一個有源儲箱)的系統(tǒng)的具體情況中，該次級吸入點是位于該無源儲箱中而該主吸入點是位于該有源儲箱中。在這種系統(tǒng)中，在注入模式中，添加劑是從該有源儲箱中被泵送并且被送到排出氣體中，而在抽取模式中，添加劑是從該無源儲箱中被泵送并且被傳輸?shù)皆撚性磧ο渲小Ｔ谝陨线@2個具體情況中，可能優(yōu)選的是要么在第一種情況下對該主凹座、要么在第二種情況下對該有源儲箱裝備一個穩(wěn)定室，這個穩(wěn)定室旨在恢復(fù)從該次級凹座亦或從該無源儲箱吸取的添加劑。該穩(wěn)定室因此使之有可能將添加劑存儲在一個受限制的空間中以便使得甚至在可供使用的添加劑的量被減少的情況下仍具有對于運行SCR系統(tǒng)必要的最小量的添加劑。在SCR系統(tǒng)包括一個儲箱而該儲箱具有一個主凹座和一個次級凹座的情況中，該抽取模式被啟用以便將儲箱的主凹座注滿，或者在SCR系統(tǒng)包括2個儲箱(一個無源儲箱以及一個有源儲箱)的情況下，為了將添加劑從該無源儲箱傳輸?shù)皆撚性磧ο?，例如在以下情況中 在啟動車輛時，只要位于排氣管線中的一個催化劑轉(zhuǎn)換器不是處于能夠減少NOx 的溫度；·在停止車輛時，在等候啟用凈化的等待周期的過程中(同時等待催化劑轉(zhuǎn)換器足夠冷以允許空氣經(jīng)過該SCR系統(tǒng)被吸入)；·在SCR系統(tǒng)的所有運行模式中，其中催化劑轉(zhuǎn)換器中的添加劑前體的量是足夠的并且在一個給定的期間(例如，5秒鐘)中不要求注入添加劑；

在注入模式過程中一旦該主泵出口壓力下降，它將表示該儲箱的主凹座是空的。 于是該污染控制操作將被中斷20至30秒鐘，以便在儲箱的次級凹座中的低點處抽取足夠的容積(例如，以大約251/h的流速)以便在常規(guī)情況下恢復(fù)注入模式；·在車輛的啟動/停止模式中。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)總體上包括旨在用于將添加劑送到發(fā)動機(jī)排氣管線的一個注入管線，并且為做到這一點，該注入管線使泵與注入器相連接；該泵以及注入器是分離的裝置，它們從上游到下游以串聯(lián)方式來放置(沿著該添加劑的流向，即從儲箱(上游)到注入器(下游))。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括位于儲箱與泵之間的一個過濾器，該過濾器使之有可能擋住該添加劑中存在的可能的污染物。同樣優(yōu)選的是，該返回管線包括一個校準(zhǔn)的量孔，該量孔使之有可能調(diào)節(jié)該返回管線中的壓力降低的水平。根據(jù)本發(fā)明，如以上已經(jīng)解釋的，泵和注入器是分離的裝置，它們位于該添加劑存儲箱與發(fā)動機(jī)排氣管之間的注入管線中。根據(jù)一種特別有利的變體，并且如在本申請人名下的申請F(tuán)R 2902136中所描述(其內(nèi)容通過引用結(jié)合到本申請中)，至少該泵被整合到存在于在該儲箱底部的一個基礎(chǔ)板之中。在一種非常特別優(yōu)選的方式中，該泵以及該壓力調(diào)節(jié)裝置均被整合到這個基礎(chǔ)板中，該基礎(chǔ)板經(jīng)由一根注入管線連接到該注入器上。因此，獲得了一個特別緊湊的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方案，該主泵可以在沒有返回管線的情況下在壓力調(diào)節(jié)模式中運行。在這樣一種系統(tǒng)中，當(dāng)該主泵沒有將添加劑注入排出氣體中時，該主泵可以在備用或空轉(zhuǎn)模式下運行。添加劑甚至在注入或抽取模式之外循環(huán)經(jīng)過該泵，并且因此該泵不是未被灌注的?？梢元毩⒂诟鶕?jù)本發(fā)明的系統(tǒng)而開發(fā)一種不包括返回管線的SCR系統(tǒng)。這些與使用返回管線相關(guān)的主要優(yōu)點如下·便于泵的灌注、注入器關(guān)閉。的確，必要的是在該注入期間之外要避免將尿素注入催化劑中；·在注入期間(泵連續(xù)運行)中在要求的壓力下即時地傳送尿素溶液；并且·在注入器被關(guān)閉時，限制尿素溶液以及泵的過熱。然而，這條管線的實施方式導(dǎo)致明顯的附加成本。的確，它要求使用一個止回閥、 一個校準(zhǔn)的孔以及一個補(bǔ)充加熱管線。此外，必要的是在管線中連續(xù)地提供一個流動以便在注入期間過程中使該系統(tǒng)保持加壓。這種流動導(dǎo)致泵明顯過量消耗及其使用壽命減少。消除這個返回管線使之有可能克服這些缺陷。然而，它涉及對以下問題進(jìn)行控制， 這些問題是與在泵灌注過程中不希望的將尿素注入催化劑中、與尿素溶液過熱相關(guān)聯(lián)的， 并且它應(yīng)當(dāng)允許一種快速啟動。因此，本發(fā)明涉及用于存儲一種添加劑溶液并且將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排出氣體中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個用于存儲該添加劑的儲箱以及一個旋轉(zhuǎn)泵，該旋轉(zhuǎn)泵能夠產(chǎn)生到注入器的添加劑流動，整個組件是由一個控制器來控制，根據(jù)該控制器-在注入模式中(當(dāng)注入器開放時)，基本上由該泵產(chǎn)生的所有流動實際上被注入排出氣體中；_在備用模式中(當(dāng)注入器被關(guān)閉時)，泵的旋轉(zhuǎn)速度被保持在一個減小的值上；

_在從備用模式移動到注入模式時，首先該泵的旋轉(zhuǎn)速度增加以便獲得(優(yōu)選的在一個非常短的時間段(小于一秒鐘))所要求的壓力，然后，其次該注入器被打開。使用一種數(shù)字式控制器(該控制器是非常敏感的和/或具有一種幾何形狀，該幾何形狀在連接該泵與該注入器的進(jìn)料管線中包括少量添加劑)使之有可能限制在命令與注入之間的延遲。在沒有返回管線的情況下，這個泵優(yōu)選使注入器打開來進(jìn)行灌注，以便逐出該注入管線中的空氣。注入器在灌注期間的打開的時間優(yōu)選是根據(jù)壓力增加的斜坡以及進(jìn)料管線中空氣容積來進(jìn)行校準(zhǔn)的，以便在這個期間中不會將尿素溶液注入催化劑中。本發(fā)明還涉及用于存儲一種添加劑溶液并將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣管中的一種方法，所述方法在于使用一個裝備有入口和出口(兩個吸入點對應(yīng)地連接到該泵的入口和出口上)的泵將存儲在儲箱中的溶液運送到注入器，并且在于將這種溶液注入該排氣管中，該方法包括-一個注入模式，在該注入模式中運行該泵以便使溶液在該泵的入口與出口之間循環(huán)，使用該泵將溶液從連接到該泵入口上的吸入點被吸取并且將該溶液注入排氣管之中；-一個抽取模式，在該抽取模式中該注入器被關(guān)閉，運行該泵以便產(chǎn)生一個反向流，使用該泵將溶液從連接到該泵出口上的吸入點吸取并且將該溶液送到儲箱之中；以及-一個清理模式，在該清理模式中注入器被打開，運行該泵以便產(chǎn)生一個反向流， 使用該泵來吸起在該注入器中以及該注入管線中的溶液。優(yōu)選的，在清理模式中，在泵與連接到該泵出口上的吸入點之間產(chǎn)生一個壓力降它高于在注入器與主泵之間的壓力降。

圖1展示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個系統(tǒng)而圖2展示了本發(fā)明的一個實施方案。通過圖3和圖4非限制性地展示了本發(fā)明。在這些圖中，同樣的數(shù)字代表同樣的或類似的部件。圖5至圖9展示了在圖2中表示的系統(tǒng)的多個變體。圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個存儲箱(無源儲箱)11以及一個有源儲箱10，這兩個儲箱一方面通過一個輸送泵8并且另一方面通過一個溢流管線15 彼此連接。這個系統(tǒng)還包括一個主泵1，該主泵經(jīng)由一個注入管線16連接到一個注入器7 上。這些儲箱10、11包含一種還原劑前體溶液，在這種情況下是一種包含32. 5%尿素的水溶液AdBlue ?？赡艽嬖诘奈廴疚锿ㄟ^儲箱10中的一個過濾器2并且通過儲箱11中的過濾器9被截留。泵1允許溶液從儲箱中抽出，并且該液體達(dá)到所要求的經(jīng)過注入器7噴霧所需要的壓力。泵1使之有可能傳送多于注入器7所要求的添加劑量，由泵1產(chǎn)生的過量添加劑經(jīng)由一個返回管線17、17”返回到儲箱10。泵1的出口壓力是由壓力調(diào)節(jié)器3來調(diào)節(jié)的。
返回管線17、17”包括一個過濾器4、一個校準(zhǔn)的孔口 5以及一個止回閥6。在來自圖1的系統(tǒng)中，輸送泵8使之有可能將添加劑泵送到無源儲箱11中并且將其傳輸?shù)接性磧ο?0，以便使得在有源儲箱10中保持足夠量的添加劑。溢流管線15使之有可能在儲箱10中的添加劑水平達(dá)到或者超過一個給定填充水平的情況下將添加劑從儲箱10傳輸?shù)絻ο?1，并且通過有源儲箱來填充無源儲箱。來自圖2的系統(tǒng)展示了 一個儲箱10，該儲箱包括一個主凹座10’以及一個次級凹座10”，與該主凹座相比，該次級凹座延伸至更低的水平。該系統(tǒng)包括2個吸入點，它們對應(yīng)地位于主凹座10’中以及次級凹座10”中，與位于主凹座10’中的吸入點相比，次級凹座 10”中的吸入點位于一個更低的水平。如在來自圖1的系統(tǒng)中，主泵1將來自儲箱10的添加劑泵送經(jīng)過濾器2并且將它部分地注入通向注入器7的注入管線16中。泵1的出口壓力是通過壓力調(diào)節(jié)器3來調(diào)節(jié)的。這個系統(tǒng)包括一個返回管線17、17”，該返回管線裝備有一個過濾器4、一個止回閥6以及一個噴射泵12。對該噴射泵供給了由泵1送到返回管線17、17”中的添加劑，并且它經(jīng)過一個過濾器9并且經(jīng)由一個管線17’從次級凹座10”的低點吸取添加劑。圖3表示了根據(jù)本發(fā)明的一種SCR系統(tǒng)的一個具體實施方案。這個系統(tǒng)包括一個儲箱10，該儲箱類似于在圖2中展示的儲箱。這個系統(tǒng)包括一個返回管線17、17”，該返回管線裝備有一個過濾器4、一個校準(zhǔn)的孔口 5以及一個止回閥6。在這個系統(tǒng)中，位于凹座10”中的低吸入點經(jīng)由一個過濾器 9、一個止回閥13、一個校準(zhǔn)的孔口 14以及管線17連接到主泵1的出口上。在運行過程中，主泵1具有一種注入模式、一種抽取模式以及一種清理模式。在注入模式中，主泵1將添加劑從主凹座10’泵送經(jīng)過一個過濾器2并且將它注入這個注入管線16中，過量的添加劑在返回管線17中循環(huán)。止回閥13被放置在管線17’ 中從而使得在管線17中循環(huán)的過量添加劑不能在管線17’中循環(huán)并且因此經(jīng)過過濾器4、 然后經(jīng)過校準(zhǔn)的孔口 5并且最后經(jīng)過止回閥6以便返回到儲箱10的主凹座10’。在抽取模式中，S卩使該泵運行以便產(chǎn)生一個反向流時，添加劑是從凹座10”中的低點抽取，經(jīng)過該過濾器9、經(jīng)由管線17’、然后在管線17中經(jīng)過校準(zhǔn)的孔口 14、經(jīng)過泵1并且經(jīng)由過濾器2被送到凹座10’。在這種模式中，孔口 14被校準(zhǔn)從而使得管線17、17’中的壓力降減少并且因此從凹座10”中吸取的添加劑的流動被增加。在這種模式中，在支路 17”中不存在添加劑的循環(huán)，止回閥6僅允許添加劑返回到主凹座10’而不允許經(jīng)過管線 17”吸入。圖4展示了來自圖3的系統(tǒng)的一個簡化變體。在這個系統(tǒng)中，不存在返回管線，主泵1能夠在壓力循環(huán)模式下運行而不要求添加劑返回主凹座10’。該系統(tǒng)的所有功能都是電子控制的。來自圖5的系統(tǒng)展示了一個儲箱10，該儲箱包括一個主凹座10’以及一個次級凹座10”，與該主凹座10’相比，該次級凹座延伸至一個更低的水平。該主凹座10’包括一個穩(wěn)定室24，添加劑是被一個主泵1經(jīng)過一條管線16’從該穩(wěn)定室抽取并且然后部分地經(jīng)過一個注入管線16被送至一個注入器7。穩(wěn)定室24使之有可能存儲足夠量的添加劑以便供給管線16’。這個系統(tǒng)包括一個返回管線17、17”，這條返回管線裝備有一個噴射泵12。由泵1送到返回管線17、17”的添加劑被供給該噴射泵，并且該噴射泵經(jīng)由一個吸入管線17’從次級凹座10”的低點吸取添加劑。返回管線17、17”還裝備有一個平行于返回管線17、17”的部分17”的一條排放管線17’”。排放管線17’”使之有可能限制該噴射泵12中的壓力，例如，在添加劑凍結(jié)的情況下或者出現(xiàn)添加劑結(jié)晶的情況下，這些情況將能夠破壞噴射泵12 的運行。這條排放管線17’”還裝備有一個系統(tǒng)27，該系統(tǒng)在噴射泵12正在運行時在這條排放管線17’”中產(chǎn)生一種限制(因此，產(chǎn)生一個壓力降)，例如像一個噴嘴或一個閥，這種限制大于返回管線17、17”的部分17”中的限制。當(dāng)噴射泵12不能運行時(見上文)，由系統(tǒng)17產(chǎn)生的壓力降于是小于在部分17”中的壓力降并且添加劑不經(jīng)過噴射泵12而被直接送到穩(wěn)定室24，以便不中斷主泵1的運行。如在圖5中 使用一條虛線所展示的，這條排氣管線17’，，以及系統(tǒng)27可以位于儲箱10的外部上、亦或在儲箱的內(nèi)部上(虛線情形)。在圖6中更詳細(xì)展示的噴射泵12包括一個本體12’、一個殼體20以及具有可變長度的一個入口部件23，這是為了能夠使一個標(biāo)準(zhǔn)的噴射泵與不同的構(gòu)造相適配。一個添加劑流被主泵1經(jīng)過返回管線17(部分17”未表示出)送至噴射泵12以便使該噴射泵灌注并且從而使得添加劑經(jīng)過吸入管線17’從位于例如儲箱10的凹座10”(圖6中未表示出) 中的一個吸入點吸取。入口部件23通過一種密閉方式與位于穩(wěn)定室24基底處的一個凸緣 28緊固在一起。凸緣28裝備有一個止回閥22以便防止添加劑從噴射泵12流到主泵1。為了調(diào)節(jié)噴射泵12入口處的添加劑流并且防止它以太高的流速運行，本體12’配備有一個限流閥19，其開口經(jīng)過校準(zhǔn)。這個限流閥19使之有可能在噴射泵12上游獲得一個更大的背壓。例如，對于在返回管線17、17”中傳送約5巴的添加劑的主泵1而言，限流閥19被校準(zhǔn)成使得噴射泵12入口處的壓力被限制在約1至1. 5巴。同樣在圖6中表示了兩個點21，在此旨在將吸入管線17’對應(yīng)地緊固到穩(wěn)定室24 的頂部上以及噴射泵12的殼體20上。圖7a至圖7d對應(yīng)地表示了噴射泵12裝備有其安裝殼體20 (圖7a和圖7b)、單獨的安裝殼體(7c)以及安裝在一個穩(wěn)定室上的組件的3D視圖。圖7a和圖7b表示了噴射泵12，它被連接到具有入口部件23 (它被示出具有兩個不同長度)的吸入管線17’上。在這兩種情況中，入口部件23的一端配備有一個密封件 25，該密封件在入口部件23與凸緣28相連接時確保與凸緣28 (未示出)周邊密封。噴射泵12的殼體20配備有一個掛鉤，該掛鉤使噴射泵12能夠被緊固到穩(wěn)定室24 上。如在圖7d中所展示的，噴射泵12經(jīng)由凸緣28上的入口部件23并且經(jīng)由穩(wěn)定室24上的安裝殼體20的掛鉤26被緊固到穩(wěn)定室24上。該入口部件23的長度被適配成使得噴射泵12被緊固到該穩(wěn)定室24上，無論凸緣28的高度如何。圖8展示了被組裝到穩(wěn)定室24上并且被連接到吸入管線17’上的噴射泵12。該噴射泵可以由一種材料制成的，這種材料為管線17’提供了充分的柔性，以便在位于儲箱 10的一個吸入點與該噴射泵12之間給它一個希望的輪廓，并且這種材料具有充分的堅挺度從而使得例如在由于添加劑在儲箱10中凍結(jié)而引起變形之后，吸入管線17’返回至其初始位置。水解的PA-12給出了良好的結(jié)果。為了克服同一個問題(凍結(jié))，吸入管線17’的末端(此處添加劑是從儲箱10的凹座10”被吸取)可以是自由的并且可以未被緊固到到儲箱10的底部上，例如通過一個夾子。這還使之有可能避免將夾子焊接到儲箱10的底部上并且將吸入管線17’的末端與夾子組裝在一起。進(jìn)而，為了克服由凍結(jié)產(chǎn)生的這些問題，可能有利的是提供具有一個加熱系統(tǒng)的吸入管線17’，以便加速噴射泵12的啟動。并且最后，為了保護(hù)該噴射泵免于包含在儲箱中的可能的污染物，吸入管線17’可以有利地配備有一個過濾器。
圖9表示了穩(wěn)定室24的部分，該穩(wěn)定室包括作為一個整合部 分的凸緣28，該凸緣與其模制為一體。
權(quán)利要求
1.用于存儲一種添加劑溶液并且將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出氣體中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于存儲該添加劑的至少一個儲箱；裝備有一個入口和一個出口并且能夠產(chǎn)生一個導(dǎo)向流(在注入模式中)或者一個反向流(在抽取模式中)的一個泵；至少兩個添加劑溶液吸入點以及一個注入器，其特征在于一個第一吸入點是連接到該泵的入口上并且僅在該泵以注入模式運行時起作用并且其特征在于該第二吸入點是連接到該泵的出口上并且僅在該泵以抽取模式運行時起作用。
2.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一個壓力調(diào)節(jié)裝置，該裝置是帶有彈簧或隔膜的一個校準(zhǔn)的閥門。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任何一項所述的系統(tǒng)，包括一個儲箱，該儲箱具有一個主凹座以及一個次級凹座，其中該第一吸入點是位于該主凹座中而該第二吸入點是位于該次級凹座中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的任何一項所述的系統(tǒng)，包括一個無源儲箱以及一個有源儲箱，其特征在于該第二吸入點位于該無源儲箱中而該第一吸入點位于該有源儲箱中。
5.用于存儲一種添加劑溶液并且將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的一個排氣管中的方法，所述方法在于使用裝備有一個入口以及一個出口的泵來將存儲在儲箱中的溶液傳送給一個注入器，兩個吸入點對應(yīng)地被連接到該泵的入口以及該出口上，并且在于將這種溶液注入該排氣管中，該方法包括-一個注入模式，在該注入模式的過程中運行該泵以便使該溶液在該泵的入口與該出口之間循環(huán)，使用該泵從連接到該泵入口上的吸入點吸取該溶液并且將該溶液注入該排氣管之中；-一個抽取模式，在該抽取模式的過程中，該注入器被關(guān)閉，運行該泵以便產(chǎn)生一個反向流，使用該泵從連接到該泵出口上的吸入點吸取該溶液并且將該溶液送到該儲箱中；以及-一個清理模式，在該清理模式的過程中，該注入器被打開，運行該泵以便產(chǎn)生一個反向流，使用該泵來吸取在該注入器中的溶液以及該注入管線中的溶液。
6.用于存儲一種添加劑溶液并且將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出氣體中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個儲箱用于存儲該添加劑、一個注入器、一個主泵以及一個次級泵，該主泵從該儲箱的主凹座泵送該溶液以便將其送到該注入器，該次級泵從一個次級凹座泵送該溶液以便將其送到該主凹座，該次級泵是一個由該主泵致動的噴射泵。
7.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，包括一個用于由該主泵泵送并且不由該注入器消耗的過量添加劑流的返回管線，這個流使該噴射泵起動和致動。
8.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在該返回管線包括位于該噴射泵上游的一個止回閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，該主凹座包括一個穩(wěn)定室，該添加劑是由該主泵泵送進(jìn)入在該穩(wěn)定室之中。
10.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，該返回管線裝備有平行于該返回管線的一部分的一個排氣管線，這條管線包括一個裝置，該裝置在該噴射泵運行時產(chǎn)生的壓力降高于與其平行的該返回管線的該部分中產(chǎn)生的壓力降，這樣當(dāng)該噴射泵不能運行時使得該添加劑不經(jīng)過該噴射泵而被送到該穩(wěn)定室。
11.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于該噴射泵包括一個本體、一個殼體以及一個可變長度的入口部件，該入口部件以一種密封方式被緊固到位于該穩(wěn)定室基底處的一個凸緣上。
12.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，該凸緣與該穩(wěn)定室被模制為一體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于，該凸緣包括一個止回閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求6至13中任何一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，該噴射泵被連接到一條吸入管線上，該吸入管線使該噴射泵能夠從該次級凹座泵送該溶液以便將其送到該主凹座，并且其特征在于，為了保護(hù)該噴射泵，這條吸入管線具有一個自由端和/或裝備有一個加熱系統(tǒng)和/或一個過濾器。
15.用于存儲一種添加劑溶液并且將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出氣體中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于存儲該添加劑的至少一個儲箱以及一個旋轉(zhuǎn)泵，該旋轉(zhuǎn)泵能夠產(chǎn)生到注入器的一個添加劑流，該整個組件是由一個控制器控制的，根據(jù)該控制器-在注入模式中(當(dāng)該注入器開放時)，基本上由該泵產(chǎn)生的所有流實際上被注入該排出氣體中；-在備用模式中(當(dāng)該注入器被關(guān)閉)，該泵的旋轉(zhuǎn)速度被保持在一個減小的值；-在從備用模式移動到注入模式時，首先該泵的旋轉(zhuǎn)速度增加以便獲得要求的壓力，然后其次該注入器被打開。
16.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中該控制器是數(shù)字式的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的系統(tǒng)，其中，起動該泵，使得通過將該注入管線中的空氣逐出使該注入器打開。
18.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中該注入器在起動相位的打開時間是根據(jù)壓力增加斜坡以及該進(jìn)料管線中的空氣容積來校準(zhǔn)的。
全文摘要
用于存儲一種添加劑溶液并且將它注入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出氣體中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于存儲該添加劑的至少一個儲箱(10)；一個泵(1)，該泵裝備有一個入口以及一個出口并且它能夠產(chǎn)生一個導(dǎo)向流(在注入模式中)或者一個反向流(在抽取模式中)，至少兩個添加劑溶液吸入點以及一個注入器(7)，其特征在于一個第一吸入點被連接到該泵的入口上并且僅在該泵以注入模式運行時起作用，并且其特征在于該第二吸入點被連接到該泵的出口上并且僅在該泵以抽取模式運行時起作用。
文檔編號F01N3/20GK102388208SQ201080016273
公開日2012年3月21日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者伊格納西奧·加西亞-洛倫扎納, 克洛德·梅西雅斯, 博洛迪亞·奈德諾夫, 多米尼克·馬杜克斯, 斯特凡娜·萊昂納德, 菲利普·馬瑞沙爾, 讓-克里斯托夫·勒梅爾, 讓-巴蒂斯特·古里耶 申請人:因勒紀(jì)汽車系統(tǒng)研究公司