[发明专利]用于对与还原剂分配系统相关的还原剂进行加热的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加热与后处理系统相关的流体的系统和方法，更具体地，涉及一种用于对设置在与发动机相关的后处理系统的还原剂分配系统中的罐和各种供应管线中的还原剂进行加热的系统和方法。

背景技术

内燃机，包括柴油机、汽油机、气体燃料供能发动机和本领域内已知的其它发动机会排放空气污染物的复杂混合物。这些空气污染物包括气体化合物，例如氮氧化物(NOx)。由于对环境关注的不断增加，废气排放标准已经变得更加严格，并且根据发动机的种类、规格和/或等级规定了从发动机排放的NOx的量。为了保证符合这些化合物的规定，一些发动机制造商已经实施了被称为选择性催化还原(SCR)的策略作为后处理系统的一部分。SCR是将气体或液体还原剂或还原媒介，例如尿素/水溶液、柴油燃料或其他碳氢化合物源，添加到发动机的废气流并使其吸附到催化剂上的过程。还原剂与废气中的NOx反应形成H₂O和N₂，由此减少有害的排放物。还原剂通常存储在罐中，此罐具有用于向废气流提供还原剂的至少一条供应管线。

发动机通常使用在位于非常低温环境中的机械或固定设备中。当发动机关闭很长的时间段，例如一夜或者更长的停止期时，低温环境对发动机来说尤其恶劣。在低温环境，例如当环境空气温度低于-11℃时，罐和/或供应管线中的还原剂会冻结。鉴于废气排放标准的要求不断提高，需要液化还原剂使得废气流从罐接收需要剂量的还原剂。而且，需要在发动机启动后的一定时间段内液化还原剂，以确保发动机在发动机启动后的一定时间量内符合废气排放标准。

2007年4月12日以Osaku等人名义公开并转让给Nissan DieselMotor Co.，Ltd的美国专利申请公开文献No.2007/0079599(′599申请)中描述了一种用于加热还原剂的系统。′599申请公开的系统使用来自发动机的冷却水作为热载体，借助经过尿素存储罐排布的热交换管来加热尿素存储罐中的尿素水。尽管′599申请公开的系统可以提供用于加热还原剂的系统，但该系统并未解决如何利用该系统的问题。例如，用于′599申请的设备的控制方案没有提及何时和如何使用其中公开的加热系统。因此，′599申请的系统在效率和诊断能力方面是不完善的。

本发明的系统旨在解决对于控制系统的需求，该控制系统用于确保液化的还原剂在发动机启动后的短时间内即可用，或者替代地，用于确保操作者能够意识到还原剂短缺。

发明内容

一方面，本发明涉及一种用于对与还原剂分配系统相关的还原剂进行加热的系统。该系统包括：还原剂容纳装置；与所述还原剂容纳装置连接的分配装置；与所述还原剂容纳装置相关联的至少一个加热部件；能够确定还原剂的温度的温度传感器，该温度传感器至少部分设置在所述还原剂容纳装置内；与所述分配装置相关联的压力传感器，该压力传感器能够确定所述系统的压力特性；和控制器，其能够接收来自所述温度传感器和压力传感器的输入并能够根据接收的来自所述温度传感器和压力传感器的输入向所述至少一个加热部件发送输入。

另一方面，本发明涉及一种用于对与还原剂分配系统相关的还原剂进行加热的方法。该方法包括以下步骤：确定还原剂的温度；如果还原剂的温度小于或等于阈值温度，则致动至少一个加热部件；确认与系统相关联的分配装置内的还原剂的压力；以及如果还原剂的压力满足阈值要求，则将还原剂定量给送到后处理系统的废气流。

又一方面，本发明涉及一种用于对与还原剂分配系统相关的还原剂进行加热的方法。该方法包括以下步骤：致动与还原剂相关联的至少一个加热部件；对系统进行增压；评估被增压的系统的状态；以及如果所述状态令人满意，则将一些还原剂定量给送到后处理系统的一部分。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施方式的还原剂分配系统的示意图；和

图2是表示根据本发明的示例性实施方式的控制策略的流程图的图解说明。

具体实施方式