[发明专利]排气后处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于柴油机和其它稀燃发动机的排放控制系 统，更具体地涉及改进的还原剂储存系统。 背景技术 当前的排放控制规定使得在汽车的排放系统中使用催化器成为必 要，以将在发动机运转期间产生的常规排放组分，例如一氧化碳(CO)、 碳氢化合物(HC)以及氮氧化物(NOx)，转换成非常规排气。

配备有柴油机和稀燃汽油机的车辆可提供燃料经济性提 高的优点，然而，在这样的系统中由于排气中的高含氧量而使对NOx 排放的控制成为挑战。选择性催化还原(SCR)催化器公知可实现高 NOx转换效率，在该催化器中，通过将还原剂(例如富氨尿素)主动 喷射到进入该催化器的排气混合物，而通过通常由普通金属构成的催 化器将NOx连续还原成氮气(N₂)。

在至此所述的系统中，富氨尿素是储存在车辆中的含水 尿素贮存器中的水溶液，其经由流体线路和泵被输送至位于车辆的排 放系统中的喷射器中。尿素的冻结温度通常在12华氏度的范围内，这 可能对于冬季SCR系统的操作形成挑战。已发现在贮存器内的潜水泵 模块中包括加热元件的系统因由于整个流体的热传递差而在贮存器内 具有电阻器栅加热垫，所以操作方式不太令人满意。 发明内容

本发明涉及用于柴油机和其它稀燃发动机的排放控制系 统，并且更具体地涉及改进的还原剂储存系统。选择性催化还原(SCR) 催化器公知可实现高NOx转换效率，在该催化器中，通过将还原剂(例 如富氨尿素)主动喷射到进入该催化器的排气混合物，而通过通常由 普通金属构成的催化器将NOx连续还原成氮气(N₂)。

可以为富氨尿素的还原剂是储存在车辆中的还原剂贮存 器中的水溶液。流体经由流体线路和泵被输送至与车辆的排放系统连 通的喷射器。尿素溶液的冻结温度通常在12华氏度的范围内，这可能 对于冬季SCR系统的操作形成挑战。这里描述的系统包括贮存器，该 贮存器在示例性实施方式中包括罐内(in-tank)或局部可潜水的还原剂 泵组件，泵组件具有与其关联的加热元件。该加热元件操作成在寒冷 天气的操作期间加热贮存器中的液体以避免冻结，或者融化冻结的还 原剂。泵组件还关联有流体喷洒器，喷洒器操作成抽吸流体经过加热 元件，并使流体通过喷嘴散布离开泵的外部。该流体喷洒器将加热后 的流体散布整个贮存器，致使流体循环至较冷区域，否则这些区域不 受加热元件的影响。结果是使得还原剂的融化更有效。 附图说明

在以下结合附图的详细说明中将根据优选示例性实施方 式更具体地描述本发明以及其进一步的目的和优点，在附图中：

图1是实施本发明特征的内燃机用排放控制系统的示意 图；

图2是通过图1的排放控制系统的还原剂贮存器的剖视 图；

图3是图1的排放控制系统的还原剂贮存器的俯视图， 其上示出了还原剂喷洒型式；

图4是通过图1的排放控制系统的还原剂贮存器的第二 实施方式的剖视图；以及

图5是图2至图4的还原剂贮存器的泵组件的示意剖视 图。 具体实施方式

如图1中所示，示出了用于通常用在机动车辆应用中的 柴油机和其它稀燃发动机12的排放控制系统10。该排放控制系统包括 选择性催化还原(SCR)催化器14，在该催化器中，通过将还原剂(例 如富氨尿素)主动喷射到进入该催化器的排气混合物，而通过通常由 普通金属构成的催化器将发动机排气中的NOx成分连续还原成氮气 (N₂)。还原剂储存在还原剂贮存器16中(图2和图3)，并通过流体 线路22由泵18输送至位于SCR催化器14上游的喷射器20。