[发明专利]用于提供成比例气体流的组件、相关联的方法及配备有这种组件的车辆排气管路

说明书

技术领域

本发明总体上涉及气体——尤其是氨气——计量装置。

更具体地，根据第一方面，本发明涉及一种用于提供成比例气体流的组件，这种类型的组件包括：

-用于提供加压气体流的装置；

-用于释放成比例的气体流的单元；

-具有入口和出口的腔室，入口流体地连接至提供气体的装置，出口流体地连接至释放单元；

-进气阀，该进气阀置于腔室的入口与用于提供气体的装置之间；

-计量阀，该计量阀置于腔室的出口与释放单元之间；

-计算机，该计算机编程为控制进气阀和释放单元以向释放单元提供成比例的气体流。

背景技术

这种组件已经由例如WO2011/113454公布。

用这种组件能够执行所谓的容积计量，在该组件中，通过了解气体注入前和注入后腔室中占主要的热力学条件（压力、温度），能够得知释放单元输出的质量。

在容积计量方法中，进气阀被首先打开，同时保持计量阀关闭，用来自供给装置的气体填充所述腔室。

一旦腔室被填充满，关闭进气阀并且打开计量阀。气体从腔室中逸出且流动远至释放单元。

这种组件对于低流率而言可实现高精度气体流计量。事实上，所注入质量的计算与阀的相应打开持续时间无关也与阀的瞬间状态无关。

另一方面，这种组件不太适合高气体流率。该流率实际上受到阀的打开持续时间和关闭持续时间的限制，并且受到用于充满和清空腔室所需持续时间的限制。

发明内容

在这种背景下，本发明旨在提出一种供给组件，该供给组件能够很好地适于更广泛的气体流率范围。

为此，本发明涉及一种上述类型的供给组件，其特征在于，该组件还包括置于腔室出口与释放单元之间的校准孔口。

因而，当需要高气体流率时，能够以声波的方式执行气体流的计量。

为了执行声波计量，计算机打开进气阀和计量阀。如果上游的压力水平足够，则通过校准孔口的瞬时气体流率仅取决于压力和校准孔口上游的温度。气体流的计量由控制计量阀的打开持续时间来执行。

这种控制策略很好地适于获得高气体流率。事实上，该流率不受用于连续地充满和清空腔室所需时间的限制。

由此，计算机可以编程对阀进行控制，使得气体流率在低流率时以体积方式计量而在高流率时以声波方式计量。

因此，该组件可以在大流率范围内使用，而又无需过度增加该组件的体积。

事实上，如果没有校准孔口，则仅可以用容积计量。为了增加气体流的最大质量流率，有必要增加腔室的容积。这就必然要增加气体供给组件的体积。

本发明的供给组件提供了对于有关气体的整个流率范围均具有优异的计量精度的可能性。容积计量对于低流率是特别准确的。相反的，声波计量对于低流率而言不准确，因为计量阀打开的持续时间过短，通过校准孔口的稳定声波流的运行条件根本无法形成。气体流条件仅包括瞬间状态阶段，这不能满足公式中的声波运行条件。因此，在这种情况下，注入质量的计算不是很准确。

此外，对于高流率而言，使用声波计量能够减小阀的启动频率。事实上，如果气体流在高流率下仅以容积的方式计量，则阀的启动频率将会很高。例如，在供给装置在20℃时提供的3巴（bar）的压力时、对于具有3cm³内部容积的腔室每次注入能够输送4.2毫克。为了实现每秒20毫克氨的流率，阀的启动频率应当约为4.8赫兹。相反，如果使用声波计量，则对于0.61毫米直径的颈部而言，1赫兹的注入频率就足够了。

此外，当供给组件处于停滞状态时，两个阀均被关闭，产生双重密封。这将大大降低故障率。

该气体通常是氨。可替代地，该气体可以为空气、氧气、氮气或任何其他类型的气体。

用于释放成比例的气体流的单元例如意在用于释放排气管路的管道中的气体。特别地，其意在用于将该气体释放在SCR（选择性催化还原）催化剂的上游。在这种情况下，氨使单氮氧化物NO_x还原为N₂。

释放单元为任何合适类型：如通到管道中管子、止回阀或其它装置。

根据该气体，用于提供加压气体流的装置为任何合适类型的装置。当气体是氨时，供给装置是例如加压气体氨储筒。可替代地，氨可存储在容纳吸收氨的金属盐的一个或数个罐中。因而，在这种情况下，氨以固态形式存储。这种供给装置通常包括由计算机启动的加热单元。当金属盐被加热时，氨被解吸附。