[发明专利]内燃机废气处理装置及用于它的冷却和/或加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机废气处理装置的冷却和/或加热装置，该内燃机废气处理装置包括一计量模块，该计量模块用于将一还原介质、如尿素水溶液计量供给到待被处理的废气流中，该内燃机废气处理装置还包括一用于供给还原介质到所述计量模块的供给单元，所述冷却和/或加热装置包括借助内燃机冷却液对所述供给单元的至少一部分进行加热的加热单元以及借助内燃机冷却液冷却所述计量模块的冷却单元，该加热单元和该冷却单元可同时工作。

本发明还涉及一种用于内燃机的废气处理装置。

背景技术

已公开了一种用于柴油内燃机的废气处理的选择性催化还原(SCR)系统，该系统包括还原介质存储容器、还原介质输送管路、还原介质管接头、计量及喷射装置、催化器等。来自内燃机的废气进入排气管，该计量及喷射装置安装在排气管上，用于计量地喷入还原剂，用于还原废气中的NOx，作为还原介质例如可使用尿素水溶液。冬季当环境温度低于-11℃时，用于SCR系统的还原介质，例如尿素水溶液会冻结。为了保证SCR系统的正常功能，必须对还原介质存储容器、还原介质输送管路、还原介质管接头等进行加热。对此，常见的加热方式有电加热和内燃机冷却液加热。此外，在工作中，为了确保暴露在高温废气中的计量及喷射装置的温度不超过某个界限而损坏，该计量及喷射装置总是必须被冷却，在此可以使用例如内燃机冷却液等进行冷却。

US 005 605 042A公开了一种冷却装置，在该冷却装置中使用内燃机冷却液来冷却用于计量地供入一还原介质的计量及喷射装置。

此外，在已广泛地被使用的Bosch DNOX2.2系统中，包括泵、阀等用于输送尿素水溶液的输送模块由内部的电加热器来加热，而该SCR系统的其余部件、例如尿素存储容器、尿素管路和尿素管接头则通过加热单元借助内燃机冷却液来加热。安装在排气管上的计量及喷射装置由冷却单元借助内燃机冷却液来冷却。在该系统的冷却和/或加热装置中，加热单元和冷却单元的输入端与从内燃机排出内燃机冷却液的排出端相连接并且它们的输出端分别连接回内燃机中的冷却液循环回路，用于使冷却液回流到内燃机中的冷却液循环回路，也就是说加热单元与冷却单元是并联连接的。在此，内燃机冷却液流被分流为一个加热流和一个冷却流。在该冷却和/或加热装置中还设有一个两位两通阀，加热单元的输入端经该两位两通阀和内燃机中的冷却液循环回路连接。该两位两通阀可以通过发动机电控单元ECU来控制，以关断/接通至加热单元的冷却液流。

这种并联的缺点是，在两位两通阀被接通，加热单元与冷却单元同时工作时，导致总的冷却液流的分流，因此总热量被分散。加热单元仅利用到总的冷却液热量的一部分，而计量及喷射装置的冷却效果不佳。此外，由于内燃机冷却液总流量分别用于供给单元的加热和用于计量模块的冷却的比例与相应的管路长度、直径和布置相关，因此设计上复杂并且通常难以同时满足对加热单元和对冷却单元的流量要求，尤其是当从发动机出来的冷却液流量不够大时，加热和冷却效果都被减弱。另外，考虑到并联连接方式要求分流发动机冷却液，因此在冷却液流出和流入发动机时或者需要使用两个三通联接器，或者直接在发动机体上钻更多的冷却水孔。在冬天，该减弱的加热效果会导致系统解冻得更慢以及车辆在NOX排放物未被还原的情况下运行的时间更长。整个系统的不良加热会带来计量及喷射装置更长时间地运行在非工作状态中，而计量及喷射装置的不良冷却会有使得计量及喷射装置的峰值温度可能超过界限以及计量及喷射装置被烧坏的危险。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于内燃机废气处理装置的冷却和/或加热装置以及提出一种内燃机废气处理装置，它们克服了上述缺点。

该目的通过本发明的、用于内燃机废气处理装置的冷却和/或加热装置来达到。该内燃机废气处理装置包括一计量模块，该计量模块用于将一还原介质计量供给到待被处理的废气流中，该内燃机废气处理装置还包括一用于供给还原介质到所述计量模块的供给单元，所述冷却和/或加热装置包括借助内燃机冷却液对所述供给单元的至少一部分进行加热的加热单元以及借助内燃机冷却液冷却所述计量模块的冷却单元，其中，在一“加热和冷却单元同时工作”模式下，该加热单元和该冷却单元同时工作，其中，在该“加热和冷却单元同时工作”模式下，来自内燃机的内燃机冷却液流流经该加热单元后流入该冷却单元。

按照本发明，还提出了一种用于内燃机的废气处理装置，它具有一个上述方案的冷却和/或加热装置。