本披露涉及用于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣后處理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
本部分提供了與本披露相關(guān)的背景信息,其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
排放法規(guī)要求強(qiáng)制命令發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具備排氣后處理系統(tǒng),以便消除或至少基本上最小化例如顆粒物質(zhì)和NOX的排放。為了消除或減少顆粒物質(zhì)和NOX的排放,排氣后處理系統(tǒng)可以包括諸如顆粒過濾器(例如柴油機(jī)顆粒過濾器(DPF))、選擇性催化還原(SCR)部件和柴油機(jī)氧化催化器(DOC)部件等部件。
SCR和DOC部件總體上與流體遞送系統(tǒng)結(jié)合工作,流體遞送系統(tǒng)將流體(例如碳?xì)浠衔锪黧w、尿素或其他試劑)注入到排氣流中,從而在排氣進(jìn)入SCR或DOC部件之前對(duì)排氣進(jìn)行處理。在SCR的情況下,包括例如尿素的還原劑溶液可以在進(jìn)入SCR部件之前注入到排氣流中。在DOC的情況下,碳?xì)浠衔镞€原劑(例如柴油燃料)在進(jìn)入DOC部件之前被注入到排氣流中。
流體遞送系統(tǒng)涉及注入器、泵、過濾器、閥、和其他控制各種流體定量給送到排氣流中的必要的控制裝置的集成??偟膩碚f,例如輕型、中等型和重型卡車的流體遞送系統(tǒng)可以包括用于將流體定量給送至排氣流中的單個(gè)注入源。用于火車機(jī)車、海洋、以及固定式應(yīng)用的大型發(fā)動(dòng)機(jī)的流體遞送系統(tǒng)可以包括用于將流體注入至排氣流中的多個(gè)注入源。因此,這些大型應(yīng)用可能難以被設(shè)計(jì)成克服各種問題,如維持合適的注入器壓力、系統(tǒng)耐久性、對(duì)有害排放物(例如,顆粒物質(zhì)和NOX)的充分還原、成本、以及維護(hù)。本披露的原理提供了對(duì)注入器處的流體壓力的更精準(zhǔn)的控制,這樣使得流體的噴霧液滴大小可以在更嚴(yán)格的公差內(nèi)得到更精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
此部分提供本披露的總體概述而不是其全部范圍或其全部特征的全面披露。
在一種形式中,本披露提供了一種對(duì)從燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣進(jìn)行處理的排氣后處理系統(tǒng)。該排氣后處理系統(tǒng)可以包括催化器部件、排氣處理流體遞送系統(tǒng),該排氣處理流體遞送系統(tǒng)用于在該催化器部件的上游位置處將排氣處理流體注入到排氣流之中。該排氣處理流體遞送系統(tǒng)可以包括用于存儲(chǔ)排氣處理流體的儲(chǔ)箱、供應(yīng)通路、一個(gè)或多個(gè)注入器(例如1-10個(gè)注入器或更多個(gè))、旁通閥、以及控制模塊。供應(yīng)通路從儲(chǔ)箱接收排氣處理流體并且向供應(yīng)歧管提供排氣處理流體。該多個(gè)注入器從供應(yīng)歧管接收排氣處理流體并且將排氣處理流體定量給送到排氣流中。旁通閥選擇性地允許供應(yīng)通路中的一部分排氣處理流體經(jīng)由旁通通路返回至儲(chǔ)箱而不流經(jīng)注入器。控制模塊基于供應(yīng)通路中的第一流體壓力和供應(yīng)歧管的入口與注入器之間的第二流體壓力來控制旁通閥和注入器。
在一些實(shí)施例中,控制模塊控制旁通閥以達(dá)到供應(yīng)通路中的預(yù)定流體壓力,該預(yù)定流體壓力高于注入器處的目標(biāo)流體壓力。
在一些實(shí)施例中,控制模塊控制旁通閥和注入器以將壓位差考慮在內(nèi),該壓位差是由于注入器與該流體遞送系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)泵之間的垂直高度差造成的。
在一些實(shí)施例中,該后處理系統(tǒng)包括回流通路,該回流通路使未注入的排氣處理流體從注入器返回至儲(chǔ)箱并且允許注入器的冷卻。
在一些實(shí)施例中,排氣處理流體遞送系統(tǒng)包括沿著回流通路在回流歧管與旁通通路之間布置的回流閥。
在一些實(shí)施例中,控制模塊基于回流通路中的第三流體壓力來控制回流閥。
在一些實(shí)施例中,旁通閥和回流閥是脈寬調(diào)制的。
在一些實(shí)施例中,該排氣處理流體遞送系統(tǒng)包括允許流體繞過回流閥的閥旁通管線。
在一些實(shí)施例中,閥旁通管線包括止回閥,該止回閥允許流體在從第一位置(在回流閥與儲(chǔ)箱之間)至第二位置(在回流閥與回流歧管之間)的第一方向上流經(jīng)該閥旁通管線并且阻止流體在與第一方向相反的第二方向流經(jīng)該閥旁通管線。
在一些實(shí)施例中,該排氣處理流體遞送系統(tǒng)包括對(duì)供應(yīng)歧管和注入器的入口管線加壓的泵。
在一些實(shí)施例中,該排氣處理流體是碳?xì)浠衔锱艢馓幚砹黧w。該碳?xì)浠衔锱艢馓幚砹黧w可以被散布在鄰近該催化器部件的位置。
在一些實(shí)施例中,該催化器部件是氧化催化器部件。
在一些實(shí)施例中,該排氣處理流體是尿素排氣處理流體。該尿素排氣處理流體可以被散布在鄰近該催化器部件的位置。
在一些實(shí)施例中,該催化器部件是選擇性催化還原催化器。
在一些實(shí)施例中,排氣后處理系統(tǒng)包括布置在這些注入器的至少一者的上游的尿素質(zhì)量傳感器。
在一些實(shí)施例中,該多個(gè)注入器將排氣處理流體注入到公共排氣流中。
在一些實(shí)施例中,該多個(gè)注入器將排氣處理流體注入到對(duì)應(yīng)于多個(gè)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的分開的排氣流中。
在另一形式中,本披露提供了用于將排氣處理流體注入到由燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣流中的流體遞送系統(tǒng)。該流體遞送系統(tǒng)可以包括用于容納排氣處理流體的儲(chǔ)箱、供應(yīng)通路、供應(yīng)歧管、一個(gè)或多個(gè)注入器、回流通路、旁通通路、以及第一和第二壓力傳感器。供應(yīng)通路從儲(chǔ)箱接收排氣處理流體。供應(yīng)歧管從供應(yīng)通路接收排氣處理流體。多個(gè)注入器從供應(yīng)歧管接收排氣處理流體。排氣處理流體通過回流通路從注入器返回至儲(chǔ)箱。旁通通路將供應(yīng)通路與回流通路連接并且可以包括控制其間的流體流動(dòng)的旁通閥。第一壓力傳感器可以測(cè)量供應(yīng)通道中的排氣處理流體的第一壓力。旁通閥基于該第一壓力被控制。第二壓力傳感器可以測(cè)量供應(yīng)歧管中的排氣處理流體的第二壓力。注入器可以基于該第二壓力被控制。
在一些實(shí)施例中,旁通閥被控制以達(dá)到供應(yīng)通路中的預(yù)定流體壓力,該預(yù)定流體壓力高于注入器處的目標(biāo)流體壓力。
在一些實(shí)施例中,流體遞送系統(tǒng)包括沿著回流通路在回流歧管與旁通通路之間布置的回流閥。
在一些實(shí)施例中,該回流閥基于回流通路中的第三壓力被控制。
在一些實(shí)施例中,旁通閥和回流閥是脈寬調(diào)制的。
在一些實(shí)施例中,該流體遞送系統(tǒng)包括允許流體繞過回流閥的閥旁通管線。
在一些實(shí)施例中,閥旁通管線包括止回閥,該止回閥允許流體在從第一位置(在回流閥與儲(chǔ)箱之間)至第二位置(在回流閥與回流歧管之間)的第一方向流經(jīng)該閥旁通管線。該止回閥阻止流體在與第一方向相反的第二方向流經(jīng)該閥旁通管線。
在一些實(shí)施例中,該流體遞送系統(tǒng)包括對(duì)供應(yīng)歧管和注入器的入口管線加壓的泵。
在一些實(shí)施例中,該排氣處理流體是碳?xì)浠衔锱艢馓幚砹黧w。該碳?xì)浠衔锱艢馓幚砹黧w可以在鄰近催化器部件的位置處被注入到排氣流中。
在一些實(shí)施例中,該催化器部件是氧化催化器部件。
在一些實(shí)施例中,該排氣處理流體是尿素排氣處理流體。該尿素排氣處理流體可以在鄰近催化器部件的位置處被注入。
在一些實(shí)施例中,該催化器部件是選擇性催化還原催化器。
在一些實(shí)施例中,注入器將排氣處理流體注入到公共排氣流中。
在一些實(shí)施例中,注入器將排氣處理流體注入到對(duì)應(yīng)于多個(gè)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的分開的排氣流中。
在另一形式中,本披露提供了一種方法,該方法可以包括將排氣處理流體從儲(chǔ)箱供應(yīng)至供應(yīng)歧管;基于供應(yīng)歧管中的第一流體壓力來控制從供應(yīng)歧管接收排氣處理流體的注入器;選擇性地允許一部分排氣處理流體繞過該注入器;基于供應(yīng)歧管上游的第二流體壓力來控制被允許繞過該注入器的一定量的排氣處理流體。
在一些實(shí)施例中,該方法包括用壓力傳感器測(cè)量第二流體壓力,該壓力傳感器是沿著將排氣處理流體從儲(chǔ)箱供應(yīng)至供應(yīng)歧管的供應(yīng)通路布置的。
在一些實(shí)施例中,控制注入器包括調(diào)節(jié)注入器的脈寬調(diào)制占空比。
在一些實(shí)施例中,控制被允許繞過該注入器的一定量的排氣處理流體包括調(diào)節(jié)旁通閥的脈寬調(diào)制占空比。
在一些實(shí)施例中,該方法包括用布置在回流通路中的回流閥控制注入器處流體的背壓,排氣處理流體通過該回流通路從注入器返回至儲(chǔ)箱。
在一些實(shí)施例中,用回流閥控制注入器處的流體背壓包括基于回流通路中的第三流體壓力控制該回流閥。
在一些實(shí)施例中,該方法包括選擇性地允許排氣處理流體繞過該回流閥。
在一些實(shí)施例中,該方法包括通過穿過回流通路向回流歧管泵送流體來檢測(cè)流體滲漏。
在一些實(shí)施例中,控制回流閥包括調(diào)節(jié)回流閥的脈寬調(diào)制占空比。
在一些實(shí)施例中,供應(yīng)排氣處理流體包括供應(yīng)碳?xì)浠衔锱艢馓幚砹黧w。
在一些實(shí)施例中,該方法包括將碳?xì)浠衔锱艢馓幚砹黧w注入到鄰近氧化催化器的排氣流中。
在一些實(shí)施例中,供應(yīng)排氣處理流體包括供應(yīng)尿素排氣處理流體。
在一些實(shí)施例中,該方法包括將尿素排氣處理流體注入到鄰近選擇性催化還原催化器的排氣流中。
在一些實(shí)施例中,該方法包括基于供應(yīng)歧管中的第一流體壓力來控制從供應(yīng)歧管接收排氣處理流體的多個(gè)注入器。
在一些實(shí)施例中,該方法包括用多個(gè)注入器將排氣處理流體注入到單個(gè)排氣流中。
在一些實(shí)施例中,該方法包括用多個(gè)注入器將排氣處理流體注入到多個(gè)排氣流中。每個(gè)排氣流可以對(duì)應(yīng)多個(gè)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中的一者。
在一些實(shí)施例中,該方法包括將未注入的排氣處理流體從注入器返回至儲(chǔ)箱。
從本文所提供的描述中將清楚其他適用范圍。本概述中的描述和具體實(shí)例僅旨在用于說明的目的而并非旨在限制本披露的范圍。
附圖說明
在此描述的附圖僅用于所選擇實(shí)施例的而不是對(duì)所有可能實(shí)施方式的說明性目的,并且不旨在限制本披露的范圍。
圖1是根據(jù)本披露原理的排氣后處理系統(tǒng)的示意性表示;
圖2是圖1的排氣后處理系統(tǒng)的流體遞送系統(tǒng)的示意性表示;
圖3是控制模塊的示意性表示,該控制模塊對(duì)圖2的流體遞送系統(tǒng)的閥和注入器進(jìn)行控制;
圖4是根據(jù)本披露原理的另一個(gè)流體遞送系統(tǒng)的示意性表示;并且
圖5是控制模塊的示意性表示,該控制模塊對(duì)圖4的流體遞送系統(tǒng)的閥和注入器進(jìn)行控制。
貫穿附圖中的若干視圖,相應(yīng)的參考號(hào)表示相應(yīng)的部分。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述多個(gè)示例性實(shí)施例。
提供了多個(gè)示例性實(shí)施方式從而使得本披露是詳盡的,并將其范圍充分地告知本領(lǐng)域的技術(shù)人員。闡述了許多特定的細(xì)節(jié),例如特定的部件、裝置和方法的示例,以提供對(duì)本披露的實(shí)施方式的詳盡理解。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯然地不必采用特定的細(xì)節(jié),而可以用多種不同的形式實(shí)施示例性實(shí)施方式、并且這些特定的細(xì)節(jié)都不應(yīng)解釋為是對(duì)本披露的范圍的限制。在一些示例性實(shí)施例中,對(duì)熟知的過程、熟知的裝置結(jié)構(gòu)、以及熟知的技術(shù)不做詳細(xì)描述。
在此所使用的術(shù)語僅是出于描述特定示例性實(shí)施例的目的而并不旨在限制。如在此所使用的,單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”可以旨在也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚地另外指明。術(shù)語“包括”、“含有”、“包含”和“具有”都是包括性的并且因此指定所陳述特征、整合物、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或加入一種或多種其他特征、整合物、步驟、操作、元件、部件和/或它們的集合。在此所描述的這些方法步驟、過程和操作不應(yīng)當(dāng)被解釋為必須要求它們按所討論或示出的特定順序執(zhí)行,除非特別指出執(zhí)行順序。還應(yīng)當(dāng)理解的是,可以采用另外的或替代性的步驟。
當(dāng)一個(gè)元件或?qū)由婕啊霸凇稀?、“接合到”、“連接到”、或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r(shí),它可以是直接在該另一元件或?qū)由稀⒔雍?、連接或聯(lián)接到該另一元件或?qū)?,或者可以存在中間元件或?qū)印O啾戎?,?dāng)一個(gè)元件涉及“直接在……上”、“直接接合到”、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r(shí),就可能不存在中間元件或?qū)?。用于描述這些元件之間關(guān)系的其他詞語應(yīng)當(dāng)以類似的方式進(jìn)行解釋(例如,“之間”與“直接之間”,“相鄰”與“直接相鄰”等)。如在此所使用的,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目的一項(xiàng)或多項(xiàng)的任意和所有組合。
雖然術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等在此可以用來描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分,但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語可以僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)區(qū)域、層或部分區(qū)分開。術(shù)語諸如“第一”、“第二”和其他數(shù)字術(shù)語在此使用時(shí)并不暗示序列或順序,除非上下文明確指出。因此,在下文中討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分,而不脫離這些示例性實(shí)施例的傳授內(nèi)容。
圖1描繪了用于在排氣通路14中對(duì)從燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12輸出的排氣進(jìn)行處理的排氣后處理系統(tǒng)10。排氣后處理系統(tǒng)10可以包括第一流體遞送系統(tǒng)16、柴油機(jī)氧化催化器(DOC)18、柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)20、第二流體遞送系統(tǒng)22、以及選擇性催化還原(SCR)催化器24。雖然圖1描繪了將排放氣體排出到排氣通路14中的單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)12,但在一些實(shí)施例中,多個(gè)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可以將排放氣體排出到排氣通路14中,這樣使得排氣后處理系統(tǒng)10可以處理來自所有這些燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的排放氣體。該多個(gè)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可以同時(shí)地和/或彼此獨(dú)立地運(yùn)行。
第一流體遞送系統(tǒng)16可以在DOC 18處或在該DOC18上游將碳?xì)浠衔?例如柴油燃料)噴射到排氣流中。第二流體遞送系統(tǒng)22可以在SCR催化器24處或在該催化器上游將尿素(或另一種試劑)噴射到排氣流中。應(yīng)理解的是,后處理系統(tǒng)10的具體部件和那些部件相對(duì)于流體遞送系統(tǒng)16、22的位置可以不同于以上描述的以及在圖1中示出的構(gòu)型。應(yīng)理解的是,本披露的原理可適用于這種變化。
圖2描繪了示例性流體遞送系統(tǒng)。第一流體遞送系統(tǒng)16、22中的一者或兩者可以被配置成如圖2中所示。因此,以下對(duì)圖2中示出的流體遞送系統(tǒng)的描述可以等同地適用于第一和第二流體遞送系統(tǒng)16、22。
如圖2中示出的,流體遞送系統(tǒng)16、22可以包括儲(chǔ)箱26、過濾器28、溫度傳感器30、泵32、第一壓力傳感器34、旁通閥36、一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)歧管38、第二壓力傳感器40、一個(gè)或多個(gè)注入器42以及一個(gè)或多個(gè)回流歧管44。儲(chǔ)箱26可以向供應(yīng)通路46提供流體并且從回流通路48接收流體。旁通通路50可以將供應(yīng)通路46與回流通路48直接流體地連接。雖然圖2中描繪的流體遞送系統(tǒng)16、22包括兩個(gè)注入器42,應(yīng)理解的是流體遞送系統(tǒng)16、22可以包括任何數(shù)量的注入器42。另外地或替代地,流體遞送系統(tǒng)16、22可以包括將流體注入到對(duì)應(yīng)于多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的不同發(fā)動(dòng)機(jī)的分開的排氣通路14中的一個(gè)或多個(gè)注入器42。在任何給定的時(shí)間,這些發(fā)動(dòng)機(jī)中的某些發(fā)動(dòng)機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)而其他發(fā)動(dòng)機(jī)可以停止運(yùn)轉(zhuǎn),或者所有的發(fā)動(dòng)機(jī)可以同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)或者同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,這些注入器42中的一個(gè)或多個(gè)注入器可以停止運(yùn)轉(zhuǎn),而一個(gè)或多個(gè)其他的注入器42可以將流體注入到排氣流中。
泵32可以將存儲(chǔ)在儲(chǔ)箱26中的流體抽吸通過過濾器28和溫度傳感器30。溫度傳感器30可以檢測(cè)流經(jīng)其的流體的溫度并且將溫度數(shù)據(jù)連續(xù)地、間歇地、或者根據(jù)需要通信至控制模塊52(圖3)。從泵32處,流體可以流經(jīng)第一壓力傳感器34并進(jìn)入供應(yīng)通路46中。第一壓力傳感器34可以檢測(cè)流經(jīng)其的流體的壓力并且將壓力數(shù)據(jù)連續(xù)地、間歇地、或根據(jù)需要通信至控制模塊52。從第一壓力傳感器34處,供應(yīng)通路46中的一些或全部流體可以流入供應(yīng)歧管38中。第二壓力傳感器40可以檢測(cè)供應(yīng)歧管38中的流體的壓力并且將壓力數(shù)據(jù)連續(xù)地、間歇地、或根據(jù)需要通信至控制模塊52。
從供應(yīng)歧管38處,流體可以經(jīng)由供應(yīng)管線54被供應(yīng)至注入器42。在流體遞送系統(tǒng)22的一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)尿素質(zhì)量傳感器58可以沿著一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)管線54布置。尿素質(zhì)量傳感器58可以感測(cè)被供應(yīng)至注入器42的尿素的濃度(例如流體中氨的水平)。尿素質(zhì)量傳感器58可以與控制模塊52聯(lián)通。控制模塊52可以基于來自尿素質(zhì)量傳感器58的數(shù)據(jù)來修改其對(duì)旁通閥36、注入器42和/或泵32的控制和/或使泵32停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
流經(jīng)供應(yīng)管線54的流體的第一部分被注入到流經(jīng)排氣通路14的排氣流中。注入器42處過剩的流體(未注入的流體)通過回流管線56流動(dòng)至回流歧管44??刂颇K52可以基于來自溫度傳感器30、第一壓力傳感器34和第二壓力傳感器40中的一者或多者的數(shù)據(jù)來控制注入器42的運(yùn)行,以便控制注入到排氣流中的流體的量。在一些實(shí)施例中,注入器42可以是脈寬調(diào)制的。從回流歧管44處,流體被返回到儲(chǔ)箱26以便存儲(chǔ)在其中和/或通過流體遞送系統(tǒng)16、22再循環(huán)。
控制模塊52可以控制旁通閥36的運(yùn)行以便選擇性地允許供應(yīng)通路46中的部分流體通過旁通通路50直接流動(dòng)至回流通路48。在一些實(shí)施例中,旁通閥36可以是脈寬調(diào)制的??刂颇K52可以基于來自溫度傳感器30、第一壓力傳感器34和第二壓力傳感器40中的一者或多者的數(shù)據(jù)來控制旁通閥36的運(yùn)行。
如上所述,控制模塊52與第一壓力傳感器34、第二壓力傳感器40、溫度傳感器30、旁通閥36和注入器42聯(lián)通。控制模塊52可以包含以下各項(xiàng)或是其一部分:專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共享、專用或群)和/或存儲(chǔ)器(共用、專用或群)、和/或例如組合邏輯電路、例如和/或提供所描述功能的其他適合的部件??刂颇K52可以包含控制一個(gè)或多個(gè)其他車輛系統(tǒng)的控制單元或是其一部分。替代地,控制模塊52可以是專用于排氣后處理系統(tǒng)10或流體遞送系統(tǒng)16、22的控制單元。在一些實(shí)施例中,控制模塊52可以與泵32聯(lián)通并且控制該泵的運(yùn)行。在一些實(shí)施例中,控制模塊52可以基于從傳感器30、34、40中的一者或多者接收的數(shù)據(jù)來控制泵32(例如改變泵32的速度或占空比)以達(dá)到所希望的流速和/或流體壓力。
基于從第一壓力傳感器34接收的數(shù)據(jù),控制模塊52可以控制旁通閥36以達(dá)到供應(yīng)通路46中的第一預(yù)定流體壓力。第一預(yù)定流體壓力可以是高于在這些注入器42中的一個(gè)或多個(gè)注入器處的所希望的目標(biāo)流體壓力的壓力。第一預(yù)定流體壓力和/或注入器處的目標(biāo)壓力可以是常數(shù)值或者是基于例如該一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)12的運(yùn)行狀態(tài)(例如,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、排放氣體溫度、排放氣體流速)和/或來自溫度傳感器30的溫度數(shù)據(jù)而變化的值。
控制模塊52可以調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制(PWM)占空比以達(dá)到供應(yīng)通路46中的第一預(yù)定流體壓力。也就是說,當(dāng)供應(yīng)通路46中的流體壓力(即在第一壓力傳感器34處)高于第一預(yù)定流體壓力時(shí),控制模塊52可以調(diào)節(jié)PWM占空比以允許更多來自供應(yīng)通路46的流體通過旁通通路50流動(dòng)至回流通路48(該回流通路引導(dǎo)回到儲(chǔ)箱26)。當(dāng)供應(yīng)通路46中的流體壓力(即在第一壓力傳感器34處)低于第一預(yù)定流體壓力時(shí),控制模塊52可以調(diào)節(jié)PWM占空比以限制流體流動(dòng)通過供應(yīng)通路46,從而將更多的流體提供至供應(yīng)歧管38。
基于從第二壓力傳感器40接收的數(shù)據(jù),控制模塊52可以控制注入器42的PWM占空比以便在供應(yīng)管線54中靠近注入器42處達(dá)到所希望的目標(biāo)壓力。也就是說,當(dāng)?shù)诙毫鞲衅?0處的流體壓力低于第二預(yù)定流體壓力時(shí),控制模塊52可以調(diào)節(jié)注入器42的PWM占空比以減少注入到排氣流14中的流體的量。當(dāng)?shù)诙毫鞲衅?0處的流體壓力高于第二預(yù)定流體壓力時(shí),控制模塊52可以調(diào)節(jié)注入器42的PWM占空比以增加注入到排氣流14中的流體的量。第二預(yù)定流體壓力可以是常數(shù)值或者是基于例如該一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)12的運(yùn)行狀態(tài)(例如,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、排放氣體溫度、排放氣體流速)和/或來自溫度傳感器30的溫度數(shù)據(jù)而變化的值。
應(yīng)理解的是,在任何給定的時(shí)間,可能希望這些注入器42中的一個(gè)或多個(gè)注入器將流體注入到排氣流14中,而這些注入器42中的另一個(gè)或多個(gè)注入器停止運(yùn)轉(zhuǎn)(即不將流體注入到排氣流14中)。在控制旁通閥36和/或這些注入器42中的一個(gè)或多個(gè)注入器的PWM占空比時(shí),控制模塊52可以考慮到這些注入器42中的一個(gè)或多個(gè)注入器是否在任何給定時(shí)間停止運(yùn)轉(zhuǎn)并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)運(yùn)行著的注入器42的占空比。在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)注入器42可以在不同于一個(gè)或多個(gè)其他的注入器42的PWM占空比下運(yùn)行。在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)注入器42可以具有不同于一個(gè)或多個(gè)其他的注入器42的孔口尺寸,以便以相同或不同的壓力注入不同量的流體。
參照?qǐng)D4和圖5,提供了另一個(gè)流體遞送系統(tǒng)116。流體遞送系統(tǒng)116可以被結(jié)合到排氣后處理系統(tǒng)10中以取代流體遞送系統(tǒng)16、22中的任一者。除了以下所描述的和/或在附圖中示出的任何例外,流體遞送系統(tǒng)116的結(jié)構(gòu)和功能可以與以上描述的流體遞送系統(tǒng)16、22的結(jié)構(gòu)和功能相似或相同。因此,相似的特征將不再詳細(xì)描述。
流體遞送系統(tǒng)116可以包括儲(chǔ)箱126、過濾器128、溫度傳感器130、泵132、第一壓力傳感器134(布置在供應(yīng)通路146中),旁通閥136(布置在旁通通路150中)、一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)歧管138、第二壓力傳感器140、一個(gè)或多個(gè)供應(yīng)管線154、一個(gè)或多個(gè)注入器142、一個(gè)或多個(gè)回流管線156、一個(gè)或多個(gè)回流歧管144、第三壓力傳感器145、回流閥147(布置在回流通路148中)、和止回閥149(布置在閥旁通管線151中)??刂颇K152可以與第一壓力傳感器134、第二壓力傳感器140、第三壓力傳感器145、溫度傳感器130、旁通閥136、注入器142以及回流閥147聯(lián)通??刂颇K152可以基于從傳感器130、134、140、145中的一者或多者接收到的數(shù)據(jù)來控制旁通閥136、注入器142以及回流閥147的運(yùn)行。除了以下所描述的任何例外,控制模塊152、傳感器130、134、140、旁通閥136以及注入器142的結(jié)構(gòu)和功能可以與控制模塊52、傳感器30、34、40、旁通閥36以及注入器42的結(jié)構(gòu)和功能相似或相同。因此,相似的特征將不再詳細(xì)描述。在一些實(shí)施例中,供應(yīng)管線154中的一條或多條管線可以包括尿素質(zhì)量傳感器158。尿素質(zhì)量傳感器158的結(jié)構(gòu)和功能可以與以上描述的尿素質(zhì)量傳感器58的結(jié)構(gòu)和功能相似或相同。
第三壓力傳感器145可以檢測(cè)回流通路148中的流體的壓力并且將該數(shù)據(jù)連續(xù)地、間歇地、或根據(jù)需要通信至控制模塊152?;趤碜缘谌龎毫鞲衅?45的數(shù)據(jù),控制模塊152可以調(diào)節(jié)回流閥147的PWM占空比以達(dá)到回流通路148中的第三預(yù)定流體壓力。也就是說,當(dāng)回流通路148中的流體壓力(即在第三壓力傳感器145處)高于第三預(yù)定流體壓力時(shí),控制模塊152可以調(diào)節(jié)PWM占空比以允許更多流體通過回流通路148。當(dāng)回流通路148中的流體壓力(即在第三壓力傳感器145處)低于第三預(yù)定流體壓力時(shí),控制模塊152可以調(diào)節(jié)回流閥147的PWM占空比以限制經(jīng)過其的流體流動(dòng)。以此方式控制回流閥147起到調(diào)整注入器142處的背壓以及調(diào)整從注入器142至未注入的流體的熱傳遞的量的作用。第三預(yù)定流體壓力可以是常數(shù)值或者是基于例如該一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)12的運(yùn)行狀態(tài)(例如,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、排放氣體溫度、排放氣體流速)和/或來自溫度傳感器130的溫度數(shù)據(jù)而變化的值。
閥旁通管線151連接至回流通路148并且當(dāng)閥136、147和注入器斷開(關(guān)閉)時(shí)允許流體繞過回流閥147。止回閥149可以允許在儲(chǔ)箱126與回流閥147之間的回流通路148中的流體通過閥旁通管線151流動(dòng)至在回流閥147與回流歧管144之間的回流通路148上的位置。止回閥149可以阻止流體在相反的方向流動(dòng)通過閥旁通管線151。以此方式,在后處理系統(tǒng)10的正常運(yùn)行過程中(在正常運(yùn)行中一個(gè)或多個(gè)注入器142在運(yùn)行),止回閥149阻止流體繞過回流閥147。止回閥149和閥旁通管線151允許流體遞送系統(tǒng)116被反向清空(例如,通過穿過回流通路148向回流歧管144從儲(chǔ)箱126泵送流體或用輔助泵(未示出)泵送空氣)以清潔流體遞送系統(tǒng)116、檢查流體遞送系統(tǒng)116中的滲漏、和/或從流體遞送系統(tǒng)116的一個(gè)或多個(gè)部件或管道中清空液體以防止液體在其中凍結(jié)。
雖然閥36、136、147和注入器42、142在上文被描述為是脈寬調(diào)制的,但應(yīng)理解的是,在一些實(shí)施例中,閥36、136、147和/或注入器42、142中的某些或全部可以不是脈寬調(diào)制的。而是,可以通過在全開與全閉位置之間變換閥位置來控制閥36、136、147和/或注入器42、142中的一些或全部。
雖然在圖中未示出,但是在一些實(shí)施例中,流體遞送系統(tǒng)16、22、116可以包括附加的旁通閥(例如PWM旁通閥),該旁通閥選擇性地允許在供應(yīng)歧管38、138處或在供應(yīng)歧管38、138與注入器42、142之間的流體繞過注入器42、142并且直接流動(dòng)至回流通路48、148。例如,這種閥可以被有利地結(jié)合到具有較大數(shù)量的注入器(例如8個(gè)或更多)的系統(tǒng)中,相同的供應(yīng)歧管為這些注入器供料。
雖然系統(tǒng)16、22、116在圖中被示出為具有單個(gè)旁通閥36、136以及單個(gè)旁通通路50、150,但是在一些實(shí)施例中,系統(tǒng)16、22、116可以包括多個(gè)旁通閥36、136和/或多個(gè)旁通通路50、150。
此外,雖然系統(tǒng)16、22、116在上文被描述為具有從注入器42、142接收未注入的流體的回流通路48、148,但是在一些實(shí)施例中,注入器42、142可以注入所有向其供應(yīng)的流體。也就是說,注入器42、142可以不被配備成接收用于冷卻和回流至儲(chǔ)箱26、126的試劑流體。在此類實(shí)施例中,系統(tǒng)16、22、116可以不包括將注入器42、142與回流歧管44、144和儲(chǔ)箱26、126流體地聯(lián)接的回流管線56、156。在一些實(shí)施例中,注入器42、142可以包括接收冷卻劑流體的(例如,不同于尿素或碳?xì)浠衔锪黧w的流體)冷卻水套。
應(yīng)理解的是,供應(yīng)歧管38、138和回流歧管44、144可以由共同的歧管集成塊形成,或者供應(yīng)歧管38、138和回流歧管44、144可以是分立的且分開的部件。
以上對(duì)這些實(shí)施例的描述是出于示出和描述的目的提供的。并不旨在是窮盡的或限制本披露。具體實(shí)施例的單獨(dú)的要素或特征通常并不局限于該具體實(shí)施例,而是在適用時(shí)是可互換的、并且可以用在甚至并未明確示出或描述的選定實(shí)施例中。也可以用多種方式來對(duì)其加以變化。這樣的變化不應(yīng)視作是脫離本披露,并且所有這樣的改動(dòng)都旨在包含在本披露的范圍之內(nèi)。