Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов



Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов
Система, способ и устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов

 


Владельцы патента RU 2575731:

КАММИНС ИНК. (US)

Изобретение относится к системам предварительной очистки для двигателей внутреннего сгорания. Система для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов (варианты), содержащая: корпус, включающий в себя насос; цилиндрическую смесительную камеру в упомянутом корпусе, имеющую два впускных и одно выпускное отверстия, причем выпускное отверстие соединено по текучей среде с передаточной линией, первое впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF) и принимает поток DEF от насоса, а второе впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком воздуха после насоса, при этом поток DEF и поток воздуха пересекаются под углом расхождения и образуют смешанный поток DEF и воздуха, который передается от смесительной камеры в передаточную линию; и форсунку, расположенную по потоку после передаточной линии и соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания, причем форсунка подает смешанный поток DEF и воздуха в указанный выхлопной поток. Способ доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов (варианты), при котором: подают жидкость для дизельного выхлопа (DEF) в смесительную камеру; подают поток воздуха в смесительную камеру под углом расхождения относительно DEF; и подают выходящий поток из смесительной камеры в форсунку, соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания; при этом подача потока воздуха включает в себя подачу потока воздуха со скоростью на входе смесительной камеры, равной, по меньшей мере, 47 м/с. Устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, содержащее: корпус, включающий в себя насос для приема жидкости для дизельного выхлопа (DEF); цилиндрическую смесительную камеру в корпусе, имеющую два впускных отверстия и одно выпускное отверстие, причем выпускное отверстие выполнено с возможностью соединения с передаточной линией, выходящей из корпуса, первое впускное отверстие выполнено с возможностью соединения по текучей среде с потоком DEF и приема потока DEF от насоса, а второе впускное отверстие выполнено с возможностью соединения по текучей среде с потоком воздуха после насоса; форсунку, расположенную по потоку после передаточной линии и выполненную с возможностью приема смешанного потока DEF и воздуха от смесительной камеры через передаточную линию; при этом второе впускное отверстие включает в себя жиклер, имеющий длину, по меньшей мере, пять (5) мм, и жиклер и первое впускное отверстие входят в смесительную камеру под углом расхождения для образования смешанного потока DEF и воздуха в смесительной камере. Технический результат - повышение производительности системы. 8 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Уровень техники

Нормирование состава автотранспортных выбросов во многих регионах мира привнесло потребность использования систем предварительной очистки для двигателей внутреннего сгорания. В иллюстративной системе используется жидкость для дизельного выхлопа (DEF), такая, как водный раствор мочевины, впрыскиваемая в поток выхлопных газов. В присутствии правильно выбранного катализатора, DEF реагирует с N O X в потоке выхлопных газов, устраняя часть N O X путем нейтрализации. Использование DEF является эффективным для сокращения N O X , но оно имеет некоторые недостатки. DEF может замерзать в условиях холодной окружающей среды, что приводит к длительному периоду задержки после запуска двигателя до тех пор, пока система предварительной очистки не начнет функционировать в полной мере для сокращения выбросов. Жидкость DEF должна распыляться в жидкости для очистки выхлопных газов на очень малые капли для поддержания испарения DEF, и для дополнительного поддержания разложения мочевины на аммиак, в соответствующих случаях. Конкретные системы, предназначенные для обеспечения распыления, включают в себя пневматические устройства в системе впрыска DEF. Правильно разработанное пневматическое устройство является эффективным для обеспечения гарантии полного распыления DEF в потоке выхлопных газов.

Однако контакт между воздухом и DEF, особенно когда температуры жидкости являются низкими, может вызвать кристаллизацию компонентов DEF на инжекторах, в трубках Вентури, или в других областях системы, что дает в результате недостаточно оптимальную производительность или отказ системы. В случае, когда происходит кристаллизация компонентов DEF, может быть затруднено обнаружение и обработка условия кристаллизации без выполнения процесса полного обслуживания.

Сущность изобретения

Один вариант осуществления является уникальным устройством для подачи сильно распыленного водного раствора мочевины в систему предварительной очистки для двигателя внутреннего сгорания. Дополнительные варианты осуществления, формы, цели, отличительные признаки, преимущества, аспекты и эффекты должны стать очевидными из последующего описания и чертежей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является схематической блок-схемой системы дозирования с пневматическим усилителем, в которой используется компрессор транспортного средства.

Фиг.2 является схематической блок-схемой системы дозирования с пневматическим усилителем, в которой используется независимый компрессор.

Фиг.3 изображает иллюстративную смесительную камеру.

Фиг.4 изображает изображение с частным разрезом другой иллюстративной смесительной камеры.

Фиг.5 изображает пример конструктивного расположения дозаторного модуля со снятой верхней крышкой.

Фиг.6 изображает другое представление примера конструктивного расположения дозаторного модуля, на котором нижняя крышка показана снятой.

Фиг.7A изображает корпус дозаторного модуля.

Фиг.7B изображает корпус дозаторного модуля, находящийся в зацеплении с монтажной головкой.

Фиг.8 изображает другое представление примера конструктивного расположения, на котором нижняя крышка показана снятой, а также иллюстрирует канал для прохода теплоносителя.

Фиг.9 изображает иллюстративную форсунку для впрыска жидкости для очистки выхлопных газов.

Фиг.10 изображает сравнение между иллюстративным дозатором и дозатором из предшествующего уровня техники.

Фиг.11 иллюстрирует сравнительные результаты моделирования для установленного на выступе дозатора и установленного по осевой линии дозатора.

Фиг.12 изображает собранный иллюстративный скомпонованный блок дозаторного модуля.

Описание примерных вариантов осуществления изобретения

Теперь, в целях содействия пониманию принципов изобретения, будет выполнена ссылка на варианты осуществления, иллюстрированные на чертежах, и для его описания будут использованы конкретные формулировки. Однако будет понятно, что вследствие этого не подразумевается никакого ограничения объема изобретения, а также в настоящем документе рассматриваются любые изменения и дальнейшие модификации в иллюстрированных вариантах осуществления, и дальнейшие применения иллюстрированных в настоящем документе принципов изобретения, которые обычно приходят в голову специалистам в данной области техники, к которой относится изобретение.

Как показано на фиг.1, система 100 включает в себя цилиндрическую смесительную камеру 102, имеющую два впускных отверстия 108, 112 и одно выпускное отверстие 104. Понятие «цилиндрическая», используемое в настоящем документе, описывает форму камеры, поперечный разрез которой является вытянутым. Несмотря на то что иллюстративная цилиндрическая смесительная камера является круглой цилиндрической смесительной камерой, в настоящем документе рассматриваются и другие формы поперечных разрезов или комбинации форм поперечных разрезов.

Выпускное отверстие 104 соединено по текучей среде с передаточной линией 106. Система 100 дополнительно включает в себя форсунку 116, находящуюся после передаточной линии 106. Форсунка 116 соединена по текучей среде с потоком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (не показан). Форсунка 116 из фиг.1 иллюстрирована схематично. На фиг.9 иллюстративная форсунка 116 изображена как имеющая отверстия 902 для впрыска. Поток смешанной жидкости, состоящий из жидкости для дизельного выхлопа (DEF) и воздуха (или другого вспомогательного газа), принимается из передаточной линии 106 и вводится в поток выхлопных газов через отверстия 902. Описания, включающие в себя DEF, представленные в настоящем документе, ориентированы на любую жидкость с содержанием мочевины, независимо от того, используется ли она по отношению к дизельному двигателю или к любой другой системе обработки, в которой используется смесь жидкости на основе воды и мочевины.

Возвращаясь к фиг.1, первое впускное отверстие 108 соединено по текучей среде с потоком 110 DEF. В примере из фиг.1, поток 110 DEF вводится в систему 100 из резервуара 122 DEF, который может включать в себя сетку или другие устройства, и предоставляется в смесительную камеру 102 посредством насоса 120. Несмотря на то что иллюстративный насос 120 является диафрагменным насосом, в настоящем документе рассматривается любой тип насоса 120, который является совместимым с DEF.

Второе впускное отверстие 112 соединено по текучей среде с потоком 114 воздуха. Поток 110 DEF и поток 114 воздуха пересекают под углом расхождения. Иллюстративный угол расхождения является прямым углом (то есть, равным 90° или, по существу, подобным углом). Другие большие углы, которые все еще обеспечивают достаточное распыление, также рассматриваются в настоящем документе. Со ссылкой на фиг.3 иллюстрирован крупный план иллюстративной смесительной камеры 102. Второе выпускное отверстие 112, принимающее поток воздуха, и первое впускное отверстие 108, принимающее поток DEF, имеют осевые линии, угол 302 между которыми составляет угол расхождения. В примере из фиг.3, угол расхождения является прямым углом. Поток DEF находится на одной линии со смесительной камерой 102, в то время как поток воздуха является перпендикулярным смесительной камере 102.

В конкретных дальнейших вариантах осуществления, система 100 включает в себя поток 114 воздуха, завершающийся в цилиндрической смесительной камере 102 в жиклере, длина которого составляет, по меньшей мере, 5 мм. Как показано на фиг.4, жиклер 402 расположен во втором впускном отверстии 112. Отверстие 402 обеспечено таким образом, чтобы его длина составляла, по меньшей мере, 5 мм. В определенных вариантах осуществления, жиклер 402 имеет диаметр таких размеров, чтобы обеспечивать желаемую скорость течения воздуха при расчетном объемном расходе воздуха. Иллюстративная система 100 включает в себя источник воздуха, способный обеспечивать такой достаточный расход воздуха для потока воздуха, чтобы скорость воздуха потока воздуха в отверстии 402 составляла, по меньшей мере, 47 м/с.

В определенных вариантах осуществления, система 100 включает в себя обратный клапан, расположенный в потоке воздуха в положении, находящемся перед жиклером. Дополнительно или альтернативно, источник воздуха может являться компрессором 118 транспортного средства или специализированным воздушным насосом. Как показано на фиг.2, автономный компрессор 202 включает в себя воздушный насос, который обеспечивает системе 100 воздух, специально предназначенный для потока 114 воздуха.

Иллюстративная система 100 дополнительно включает в себя полость для охлаждающей жидкости, имеющую термическое соединение с потоком 110 DEF. Полость для охлаждающей жидкости может иметь такую структуру, чтобы вмещать охлаждающую жидкость из двигателя. В определенных вариантах осуществления, полость для охлаждающей жидкости сформирована посредством стенки корпуса, соединенной с дозаторным модулем. Как показано на фиг.8, нижняя крышка 602 (стенка корпуса) соединяется с дозаторным модулем 800, формируя полость для канала 802 для прохода охлаждающей жидкости. Соединительный механизм нижней крышки 602 включает в себя детали крепления, вибросварку или ультразвуковую сварку. Использование сварки избавляет от необходимости использования уплотнений из эластомера или прокладок и подразумевает получение герметичной камеры для охлаждающей жидкости, которая является устойчивой к вибрации и механическому старению. Охлаждающая жидкость проходит через первое впускное отверстие 504 для охлаждающей жидкости и через первое выпускное отверстие 502 для охлаждающей жидкости, или проходит через второе впускное отверстие 702 для охлаждающей жидкости и второе выпускное отверстие 704 для охлаждающей жидкости. Несколько впускных и выпускных отверстий для охлаждающей жидкости подразумевает несколько вариантов монтажа. Не используемые впускные и выпускные отверстия для охлаждающей жидкости могут быть герметически закрыты или их вообще может не быть.

В определенных вариантах осуществления, система 100 включает в себя обводную линию 130, которая может выполнять любые из следующих функций. Обводная линия 130 может предотвратить избыточное давление в насосе 120, обеспечивать нагревательный механизм (например, нагреватель на обводной линии 130 нагревает поток 110 DEF по мере рециркуляции жидкости в обводной линии 130), и/или обводная линия 130 обеспечивает движение жидкости, улучшающее теплопередачу от камеры для охлаждающей жидкости к потоку 110 DEF (см. фиг.8).

Ниже описаны дополнительные варианты осуществления, рассматриваемые в настоящем документе. На фиг.1 схематически изображена принципиальная схема системы 100 для доставки DEF в поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Система 100 включает в себя источник 118 воздуха. В примере из фиг.1, источник 118 воздуха является компрессором транспортного средства 118, таким как встроенный резервуар компрессора или другой источник подачи. Источник 118 воздуха включает в себя регулятор давления, сетку для мелких частиц и/или ловушку, и нормально закрытый обратный клапан.

Далее, на фиг.1 дозаторный модуль расположен внутри корпуса, причем в дозаторном модуле имеется поток 114 воздуха и поток 110 DEF. Поток 114 воздуха проходит через отсечной клапан (например, запорный клапан) и встречается с потоком 110 DEF под углом 90 градусов, или под углом, по существу, равным 90 градусов. В определенных вариантах осуществления угол пересечения между потоком DEF и потоком воздуха может варьироваться. Дозаторный модуль включает в себя цилиндрическую смесительную камеру 102. Использование цилиндрической смесительной камеры 102 сокращает время пребывания смешивающихся жидкостей в смесительной камере 102, по сравнению с конусообразной или иным образом расширяющейся смесительной камерой. Сокращенное время пребывания сокращает возможность высыхания локальных частей DEF и формирование кристаллов компонентов активного DEF, таких как мочевина или частично прореагировавшие компоненты мочевины. Цилиндрическая смесительная камера 102 также сокращает или устраняет любые вихревые потоки или рециркуляцию в пределах смесительной камеры, которые, как также известно, вызывают кристаллизацию активных компонентов DEF внутри смесительной камеры 102.

Дозаторный модуль дополнительно включает в себя поток 110 DEF. Поток 110 DEF принимает DEF из резервуара 122 DEF, который включает в себя фильтр частиц. Дозаторный модуль дополнительно включает в себя дополнительную сетку на впуске DEF и обратный клапан, расположенный в потоке DEF перед насосом-дозатором 120. Иллюстрированный насос-дозатор 120 является диафрагменным насосом, но может быть любым типом насоса, который является совместимым с жидкостью DEF при температурах, присущих дозаторному модулю. Дозаторный модуль может включать в себя прямоточный насос (не показан), находящийся после насоса 120. В определенных вариантах осуществления, дозаторный модуль дополнительно включает в себя компенсатор 124 пульсаций насоса, находящийся на одной линии с потоком 110 DEF, и фильтр 132 тонкой очистки (в данном примере - 10 микрон). Дозаторный модуль дополнительно включает в дозирующий клапан (не показан), который предоставляет находящийся под давлением DEF в смесительную камеру 102.

Пример согласно фиг.1 включает в себя датчик 140 давления на потоке 114 воздуха, который может быть использован для регулирования давления воздуха с использованием обратной связи и/или который может быть использован для определения необходимого давления потока DEF и/или объемного расхода для достижения желательного объемного расхода DEF в передаточной линии 106. Пример согласно фиг.1 дополнительно включает в себя датчик 138 давления и/или термодатчик 136 в потоке 110 DEF. Датчик давления 138 и/или термодатчик 136 в потоке 110 DEF может быть использован для диагностики, для управления насосом 120 DEF, управления дозирующим клапаном или для любой другой цели, которая подразумевается в данной области техники. Дозаторный модуль может дополнительно включать в себя датчик для определения качества мочевины (не показан). Иллюстрированные и описанные конкретные датчики являются необязательными, и их положение может быть изменено, либо они могут быть исключены.

Смесительная камера 102 подает смешанный воздух и DEF в расположенную после нее форсунку 116. Форсунка 116 соединена по текучей среде с потоком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в положении, перед которым применяется DEF в потоке выхлопных газов. Иллюстративная система включает в себя элемент избирательной каталитической нейтрализации (SCR), который сокращает количество N O X в потоке выхлопных газов в присутствии DEF. Смесь воздуха и DEF, выходящая из форсунки, содержит распыленный поток DEF.

На фиг.1 изображена обводная линия 130 к впускному отверстию DEF. Обводная линия 130 включает в себя нормально закрытый обводной клапан, который управляется посредством контроллера и/или посредством порогового значения давления. Обводная линия 130 позволяет нагревать обводной поток для нагрева всего потока 110 DEF. Альтернативно или дополнительно, обводная линия 130 позволяет насосу DEF 120 работать с более высокой производительностью, чем необходимо, благодаря чему поддерживается давление в потоке 110 DEF для работы в неустановившемся режиме. Нагрев обводной линии 130 достигается посредством теплового воздействия на обводную линию 130 посредством более теплого потока, например охлаждающей жидкости двигателя в камере, помещенной в тепловой контакт с обводной линией 130. В определенных вариантах осуществления, диэлектрический элемент помещается в тепловой контакт с обводной линией 130 и выборочно нагревает обводную линию 130.

На фиг.2 изображена принципиальная схема системы 200, подобной системе с фиг.1. Система 200 с фиг.2 включают в себя автономный компрессор 202, который может включать в себя специализированный воздушный насос. Компрессор 202 включает в себя впускное отверстие для воздуха, фильтр частиц и воздушный насос любого типа, который подразумевается в данной области техники. Источник воздуха дополнительно включает в себя обратный клапан, расположенный на каждой из сторон воздушного насоса. В одном примере, давление источника воздуха регулируется посредством контроллера, применяющего нагнетательный насос к дозаторному модулю, где контроллер управляет насосом для поддержания заданного давления, и/или гарантии того, что источником воздуха не превышается заданное давление. Альтернативно или дополнительно, давление источника воздуха может регулироваться посредством непрерывной отправки воздуха через поток воздуха, смесительную камеру и форсунку. Кроме того, источник воздуха включает в себя воздушный предохранительный клапан, который может применяться для регулирования давления воздуха или просто для ограничения максимального значения давления воздуха. Иллюстративные источники воздуха проиллюстрированы на фиг.1 и фиг.2, но в настоящем документе рассматривается любой источник воздуха, известный на уровне техники, или доступный в конкретном транспортном средстве.

На фиг.3 изображена иллюстрация смесительной камеры 102. Смесительная камера является цилиндрической и выходит направо на фиг.3. DEF подается слева, а воздух подается сверху. Поток воздуха пересекает поток DEF под углом 90 градусов. Смесительная камера 102 с фиг.2 является пластмассовой смесительной камерой 102, хотя смесительная камера 102 может быть изготовлена из любого материала, который является инертным к потоку DEF при температурах, присущих модулю дозирования, и, кроме того, совместимым с температурой и условиями воздействия вибрации дозаторного модуля.

Вход потока DEF с фиг.3 включает в себя промежуток двойной избыточной уплотняющей прокладки. Уплотняющая прокладка включает в себя уплотнительное радиальное кольцо и торцевое уплотнительное О-образное кольцо, а также дополнительно включает в себя второй набор уплотнительных колец. Любая утечка DEF внутри дозаторного модуля может вызвать кристаллизацию мочевины или других компонентов DEF внутри дозаторного модуля, что включает в себя как внутреннюю часть потока DEF и/или потока воздуха. Любая кристаллизация внутри дозаторного модуля может привнести недостаточно оптимальную производительность или отказ оборудования. Смешивание потока воздуха и потока DEF за пределами смесительной камеры может вызвать охлаждение и высыхание мочевины или других компонентов DEF, что также вызовет кристаллизацию. В определенных вариантах осуществления, каждое внутреннее соединение трубопроводов внутри дозаторного модуля включает в себя радиальное уплотнительное кольцо и торцевое уплотнительное O-образное кольцо. Кроме того, определенные варианты осуществления включают в себя двойное избыточное уплотнение на определенных внутренних соединений трубопроводов, на внутренних соединениях трубопроводов для потока 110 DEF, и/или для всех внутренних соединений трубопроводов.

На фиг.4 изображена иллюстративная смесительная камера. В верхней части, смесительная камера включает в себя жиклер 402 впускного отверстия для воздуха. Жиклер 402 впускного отверстия для воздуха составляет 1,5 мм в диаметре и 5,5 мм в длину. В определенных вариантах осуществления, показано, что является предпочтительным разнесение примерно на 6 мм выпускного отверстия для воздуха и точки смешения DEF для предотвращения попадания капель DEF в поток воздуха и формирования кристаллов. Расстояние в 6 мм может быть сформировано из длины отверстия, как изображено на чертеже, и из геометрических характеристик обратного клапана в потоке воздуха, которые обеспечивают некоторую дополнительную длину для канала для прохода потока от выпускного отверстия потока воздуха до точки смешения DEF. Кроме того, жиклер впускного отверстия для воздуха и объемный расход воздуха способствуют обеспечению минимальной линейной скорости воздуха между выходным отверстием потока воздуха и точкой смешения DEF. В определенных вариантах осуществления, минимальная линейная скорость составляет приблизительно 47 метров в секунду. В иллюстрации из фиг.4, DEF поступает с правой стороны фиг.3, смешивается с воздухом и проходит через цилиндрическую смесительную камеру перед выходом в передаточную линию (не показана) слева. Полость со стороны DEF должна вмещать в себя уплотнения в местах соединения с потоком DEF, и не выступает из жидкости во время работы дозаторного модуля.

На фиг.5 изображен пример 500 конструктивного расположения дозаторного модуля. Размещение крупных частей, таких как насос 120, смесительная камера 102 и компенсатор 124 пульсаций насоса, является иллюстративным и неограничивающим. Обеспечено впускное отверстие 504 для охлаждающей жидкости и выпускное отверстие 502 для охлаждающей жидкости. Впускное отверстие для потока 110 DEF находится слева, а соединение с передаточной линией 106 находится в центре. В примере с фиг.5, впускное отверстие для воздуха обеспечено на верхней части дозаторного модуля. В определенных вариантах осуществления, все внутренние соединения трубопроводов в дозаторном модуле включают в себя радиальные и торцевые уплотнительные кольца, и определенные соединения являются дважды избыточными для предотвращения утечки жидкости. На фиг.6 представлено другое представление 600 иллюстративного конструктивного расположения. Верхняя крышка 606 включает в себя прокладочное уплотнение и может сниматься для выполнения обслуживания или регламентных работ. Нижняя крышка 602 изображена отделенной от дозаторного модуля. В определенных вариантах осуществления, нижняя крышка 602 является перманентно закрепленной и ограничивает собой камеру для теплового воздействия охлаждающей жидкости двигателя, или другого нагревательного механизма, на поток 110 DEF. Нижняя крышка 602 может быть приварена к дозаторному модулю с помощью ультразвука или вибрации, несмотря на то, что на уровне техники известны и другие способы присоединения крышки. Нижняя крышка 602 может полностью герметизировать нижнюю часть дозаторного модуля или может иметь возможность присоединения к адаптеру 604 для выполнения монтажа или для других целей соединения.

На фиг.7A показан иллюстративный дозаторный модуль 700 в конфигурации без дополнительных элементов для непосредственной установки в устройство. Дозаторный модуль включает в себя адаптер 720, имеющий приемные отверстия в его нижней части, предназначенные для приема монтажных болтов. С правой стороны, дозаторный модуль находится в зацеплении с монтажной головкой. Как показано на фиг.7B, дозаторный модуль 701 прикреплен к монтажной головке 708, которая допускает наличие дополнительного соединения для входного отверстия 702 для охлаждающей жидкости и выходное отверстие 704 для охлаждающей жидкости. В дозаторных модулях 700, 701 используется альтернативная позиция 726 для присоединения передаточной линии, несмотря на то, что в настоящем документе рассматривается любая позиция в дозаторном модуле. В варианте осуществления из фиг.7B иллюстрируется соединительный разъем 706 для предоставления питания и/или коммуникационных линий в дозаторный модуль 701.

На фиг.9 изображена иллюстративная форсунка 116. Форсунка 116 расположена в потоке выхлопных газов двигателя, и она принимает смесь воздуха и DEF из дозаторного модуля. Отверстия 902 для впрыска находятся на конце форсунки 116, и, в определенных вариантах осуществления, они обеспечены со стороны форсунки 116. Боковое расположение отверстий 902 для впрыска позволяет впрыскивать DEF по направлению оси в поток выхлопных газов, а не радиально, что является обычным для бокового инжектора. В случае, когда форсунка 116 имеет выборочные размеры и положение, DEF далее вводится в осевую линию потока выхлопных газов или рядом с ней.

Как показано на фиг.10, инжектор, использующий жидкость с содержанием исключительно DEF, включает в себя результаты, иллюстрированные в «безвоздушной» диаграмме 1006. Инжектор, использующий смесь воздуха и DEF, включает в себя результаты, иллюстрированные на диаграмме 1008 «с подачей воздуха». Подача воздуха обеспечивает качественно лучший впрыск, что может быть замечено посредством изучения сфотографированных изображений 1002, 1004 впрыска. Со ссылкой на количественные данные очевидно, что впрыск с подачей воздуха является более чувствительным к скорости впрыска, например кривая 1006 резко повышается при превышении объемного расхода, составляющего, приблизительно, 4,0 кг/час. Однако впрыск с подачей воздуха обеспечивает намного меньшие размеры капель во всем диапазоне протестированных расходов. Меньшие размеры капель улучшают теплопередачу в капли, скорость испарения капель, уменьшает формирование кристаллов или сторонние реакции, и сокращает запаздывание по времени между впрыском химического восстановителя (например, мочевины) и доступность химического восстановителя в катализаторе SCR или в другом целевом компоненте. Поскольку системы SCR обеспечивают доставку химического восстановителя в реальном времени, то есть химический восстановитель впрыскивается для удовлетворения текущих требований по уменьшению содержания N O X , запаздывание по времени между впрыском и доступностью является важной для избегания непроизводительного расхода DEF, для достижения норм по выбросам N O X , и для избегания таких нежелательных обстоятельств, как проскок аммиака из компонента SCR.

На фиг.11 изображены несколько результатов измерения потока для бокового инжектора 1100 (то есть, установленного на выступе, и с радиальной доставкой) и установленного по осевой линии инжектора. Запуск #1 выполняется при первом объемном расходе (например, как обозначено посредством разности ΔP между Запуском #1 и Запуском #2), а Запуск #2 выполняется при втором объемном расходе. При сравнении данных 1106 и 1108 для Запуска #1 в этих двух конфигурациях, очевидно, что впрыск по осевой линии обеспечивает улучшенное испарение и однородность (UI - индекс однородности) в радиальном направлении. При сравнении Запуска #2 при низких объемных расходах, снова наблюдается большее испарение и однородность для впрыска по осевой линии. Фигуры 1102, 1108 обеспечивают визуальное представление распределения DEF после инжектора DEF на 36 дюймам после инжектора. Из визуальных представлений 1102, 1104 качественно очевидно, что впрыск по осевой линии обеспечивает улучшенную однородность распределения.

На фиг.12 показан пример конструктивного расположения с установленной в правильном положении верхней крышкой 1202. На фиг.12 изображены альтернативные соединения передаточной линии 106A, 106B. В конкретном варианте осуществления будет присутствовать исключительно одно из соединений 106A, 106B передаточной линии. В иллюстративном варианте осуществления верхняя крышка 1202 может отсоединяться, позволяя получать доступ к внутренним компонентам дозаторного модуля для выполнения обслуживания или регламентных работ.

Описана иллюстративная процедура для периодической очистки смесительной камеры. Иллюстрированные операции должны пониматься исключительно как иллюстративные, и операции могут быть объединены или разделены, добавлены или удалены, а также полностью или частично перегруппированы, за исключением случаев, когда в явной форме сформулировано обратное информации, изложенной в настоящем документе. Определенные иллюстрированные операции могут быть реализованы посредством компьютера, выполняющего компьютерный программный продукт на машиночитаемой среде, где компьютерный программный продукт содержит команды, вызывающие выполнение компьютером одной или нескольких операций, или подачу команд на другие устройства для выполнения одной или нескольких операций.

Иллюстративная процедура включает в себя определение индекса цикла очистки и, в ответ на индекс цикла очистки, превышающий пороговое значение очистки, предоставлять команду на выполнение процедуры очистки. Индекс цикла очистки может являться временем, начиная с предыдущей операции цикла очистки, значение Δ-давления в цилиндрической смесительной камере, возникновение события, инициирующего цикл очистки, и/или значения суммирующего параметра начиная с предыдущей операции цикла очистки.

Событие, инициирующее цикл очистки, включает в себя исчезновение воздуха из источника воздуха (например, выходит из строя воздушный насос или его работа прерывается на некоторый промежуток времени), отклонение температуры от номинального значения внутри цилиндрической смесительной камеры ниже порогового значения температуры, и/или входной запрос на обслуживание. В дополнительном варианте осуществления, перед продолжением операций по очистке иллюстративная процедура включает в себя определение того, что температура потока выхлопных газов двигателя выше порогового значения. В случае, когда температура потока выхлопных газов двигателя является слишком низкой, процедура очистки может быть приостановлена, и ее выполнение может быть возобновлено после достижения температурой выхлопных газов порогового значения, независимо от того, выполняется ли проверка индекса цикла очистки или нет. Иллюстративное пороговое значение температуры выхлопных газов составляет 300°C.

Иллюстративные параметры накопления включают в себя число миль, пройденных транспортным средством, наработку двигателя, объем произведенного двигателем N O X , объем потребленного двигателем топлива, и величину впрыскиваемой жидкости DEF. Следует понимать, что в настоящем документе рассматривается любой параметр, который взаимосвязан с обеспечением продолжительной вероятности того, что кристаллы компонентов DEF, могут быть сформированы внутри смесительной камеры и/или жиклера впускного отверстия для воздуха в смесительной камере. Понижение давления в смесительной камере может быть взаимосвязано с формированием кристаллов.

Иллюстративная процедура включает в себя выполнение процедуры очистки посредством остановки потока DEF, затем остановки потока воздуха, затем протекание некоторого количества DEF через цилиндрическую смесительную камеру, затем повторную остановку потока DEF, затем возобновление потока воздуха и, наконец, возобновление потока DEF. Иллюстративная процедура может дополнительно включать в себя, после остановки потока DEF, ожидание первого промежутка времени, а затем остановку потока воздуха. Иллюстративная процедура дополнительно включает в себя ожидание второго промежутка времени протекания потока DEF без потока воздуха до момента, пока не протечет количество DEF, необходимое для выполнения очистки. Иллюстративная процедура дополнительно включает в себя ожидание третьего промежутка времени и возобновление течения потока воздуха. Иллюстративная процедура дополнительно включает в себя ожидание четвертого промежутка времени, а затем возобновление нормального течения потока DEF и потока воздуха. В определенных вариантах осуществления, первый промежуток времени составляет пять секунд, второй промежуток времени составляет пять секунд, величина потока DEF, необходимая для выполнения очистки, составляет между 0,1 мл в 10 секунд и 0,1 мл в секунду на протяжении 10 секунд, третий промежуток времени составляет 5 секунд и четвертый промежуток времени составляет 10 секунд. В настоящем документе рассматриваются любые значения времени и величины потока, известные в уровне техники, которые включают в себя значения и величины, определенные как эффективные посредством выполнения тестирования технологического маршрута, эффективного в контексте раскрытий, изложенных в настоящем документе.

Описывается другая иллюстративная процедура для предоставления DEF во впрыскивающие форсунки. Процедура включает в себя операцию для предоставления DEF в смесительную камеру, а именно операцию для предоставления потока воздуха в смесительную камеру под углом расхождения относительно DEF, и операцию для предоставления выходящего потока из смесительной камеры в форсунку, имеющую соединение по текучей среде с потоком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Иллюстративный угол расхождения включает в себя прямой угол. В определенных вариантах осуществления, операция для предоставления потока воздуха включает в себя получение доступа к пневматической системе транспортного средства. Иллюстративная процедура дополнительно включает в себя операцию для предоставления потока воздуха, входная скорость которого в направлении к смесительной камере может составлять, по меньшей мере, 47 м/с.

Иллюстративная процедура дополнительно включает в себя операцию для выполнения теплопередачи от потока охлаждающей жидкости двигателя в DEF. В определенных вариантах осуществления, способ включает в себя выполнение запуска холодного двигателя и нагревание DEF до рабочей температуры в течение 40 минут после запуска холодного двигателя.

Как очевидно из представленных выше чертежей и содержания, в соответствии с настоящим изобретением рассматривается множество вариантов осуществления.

Иллюстративный вариант осуществления является системой, включающей в себя цилиндрическую смесительную камеру, имеющую два впускных отверстия и одно выпускное отверстие. Выпускное отверстие соединено по текучей среде с передаточной линией, первое впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF), а второе впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком воздуха. DEF является жидкостью в составе раствора, включающего в себя воду, и дополнительно включающего в себя нейтрализующий агент на основе N O X , такой как мочевина. Поток DEF и поток воздуха пересекаются под углом в 90 градусов, и система включает в себя форсунку, находящуюся после передаточной линии. Форсунка соединена по текучей среде с потоком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Система дополнительно включает в себя поток воздуха, заканчивающийся в цилиндрической смесительной камере в жиклере, имеющем длину, по меньшей мере, 5 мм, или расстояние от пересечения потока воздуха с потоком DEF в направлении обратно к обратному клапану в потоке воздуха составляет, по меньшей мере, 6 мм, и система дополнительно включает в себя источник воздуха, который предоставляет достаточный расход воздуха для потока воздуха таким образом, чтобы скорость воздуха в потоке воздуха в жиклере составляла, по меньшей мере, 47 м/с.

Иллюстративная система дополнительно включает в себя обратный клапан, расположенный в потоке воздуха в положении, находящемся перед жиклером, где источник воздуха включает в себя источник воздуха транспортного средства и/или специализированный воздушный насос. Иллюстративная система дополнительно включает в себя источник воздуха, являющийся источником воздуха транспортного средства, и система дополнительно включает в себя регулятор поступления воздуха, расположенный между источником воздуха и обратным клапаном.

Иллюстративная система дополнительно включает в себя множество уплотнительных элементов для внутренних соединений трубопроводов потока воздуха и множество уплотнительных элементов для внутренних соединений трубопроводов потока DEF. Каждый из уплотнительных элементов включает в себя радиальное и торцевое уплотнительные О-образные кольца. Кроме того, несколько, ни одного или все, уплотнительные элементы имеют двойную избыточность. Иллюстративная система дополнительно включает в себя полость для охлаждающей жидкости, имеющую термальное соединение с потоком DEF. Полость для охлаждающей жидкости вмещает охлаждающую жидкость двигателя. Полость для охлаждающей жидкости сформирована посредством стенки корпуса, которая может быть сварена, и дополнительно может быть сформирована посредством применения вибрационной и/или ультразвуковой сварки. В определенных дополнительных вариантах осуществления, полость для охлаждающей жидкости не включает в себя уплотнительный элемент из эластомера. В определенных вариантах осуществления, система включает в себя гибкий резистивный элемент, который выборочно нагревает поток DEF.

Нагревание для потока DEF, в определенных вариантах осуществления, способно нагревать поток DEF до рабочей температуры начиная с холодного запуска в течение 40 минут. Условие холодного запуска включает в себя любое условие холодного запуска, известное на уровне техники. Иллюстративные условия холодного запуска включают в себя запуск двигателя при его предварительном охлаждении, запуск двигателя, при котором окружающая температура ниже температуры замерзания DEF, запуск двигателя, при котором окружающая температура ниже температуры кристаллизации DEF, запуск двигателя, при котором температура потока DEF ниже температуры замерзания DEF, и запуск двигателя, при котором температура потока DEF ниже температуры кристаллизации DEF.

В определенных вариантах осуществления, обеспечен инжектор с подачей воздуха, расположенный на осевой линии или около нее. Инжектор предоставляет введенную мочевину в поток выхлопных газов двигателя, имеющую характеристические свойства капли, которые включают в себя средний диаметр Саутера (SMD) меньше 80 микронов, SMD между 15-30 микронами, размеры капли DV90 менее 260 микронов, и/или размеры капли DV9 меньше или равно 80 микронов.

В определенных вариантах осуществления, система включает в себя контроллер, который функционально выполняет определенные операции для очистки смесительной камеры. Контроллер определяет индекс цикла очистки и, в ответ на индекс цикла очистки, превышающий пороговое значение очитки, предоставляет команду на выполнение процедуры очистки. В определенных вариантах осуществления, контроллер дополнительно определяет, что температура потока выхлопных газов достаточно высока для выполнения процедуры очистки. Иллюстративная достаточная температура потока выхлопных газов больше 300°C.

Иллюстративные индексы цикла очистки включают в себя время начиная с предыдущей операции цикла очистки, значение Δ-давления в цилиндрической смесительной камере, возникновение события, инициирующего цикл очистки, и значение параметра накопления начиная с предыдущей операции цикла очистки. Иллюстративные события, инициирующие цикл очистки, включают в себя утечку воздуха из источника воздуха, отклонение температуры от номинального значения внутри цилиндрической смесительной камеры ниже порогового значения температуры и ввод запроса на обслуживание. Иллюстративные значения накопительного параметра включают в себя число миль, пройденных транспортным средством, наработку двигателя, объем произведенного двигателем N O X , объем потребленного двигателем топлива, и величину впрыскиваемой жидкости DEF.

Иллюстративный способ включает в себя применение системы, имеющей контроллер, и, в ответ на команду на выполнение процедуры очистки, выполнение в следующем порядке: остановки потока DEF, после первого промежутка времени - остановки потока воздуха, после второго промежутка времени - течения потока DEF без потока воздуха до момента, когда протечет количество DEF, необходимое для очистки, после третьего промежутка времени - возобновления течения потока воздуха и после четвертого промежутка времени - возобновления нормального течения потока DEF и потока воздуха. Другой иллюстративный способ включает в себя, в ответ на команду на выполнение процедуры очистки, выполнение в следующем порядке: остановки потока DEF, остановки потока воздуха, течения определенного объема DEF через цилиндрическую смесительную камеру, остановку потока DEF, возобновление потока воздуха и возобновление потока DEF.

Другой иллюстративный вариант осуществления является способом предоставления DEF в поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Способ включает в себя определение целевой величины дозирования DEF, определение объема дозирования DEF, в пределах дискретного временного интервала в ответ на целевую величину дозирования, и предоставление бинарной команды на дозирующий клапан в ответ на объем дозирования в пределах дискретного временного интервала. Бинарная команда дозирующего клапана включает в себя команду включения времени и команду выключения времени, рабочий цикл, или другую команду типа включения/выключения, в которой бинарный дозирующий клапан может реагировать на команду. Команда бинарного дозирующего клапана альтернативно или дополнительно предоставляется в ответ на давление источника DEF, и давление смесительной камеры. Смесительная камера получает DEF из источника подачи DEF через дозирующий клапан и, после этого, получает воздух из источника воздуха.

Иллюстративный способ дополнительно включает в себя сокращение размеров дискретного временного интервала при высокой целевой величине дозирования и увеличение размеров дискретного временного интервала при низкой целевой величине дозирования. Иллюстративная граница между высокой целевой величиной дозирования и низкой целевой величиной дозирования включает в себя 0,1 мл/с. Размер иллюстративного увеличенного дискретного временного интервала составляет 1 секунду, а размер иллюстративного уменьшенного дискретного временного интервала составляет 1/3 секунды.

В определенных вариантах осуществления, способ включает в себя управление давлением источника DEF, которое наблюдается со стороны перед дозирующим клапаном. Иллюстративный способ включает в себя определение давления в смесительной камере в качестве функции от давления источника DEF, давления источника воздуха, понижения давления в передаточной линии после смесительной камеры, понижения давления в форсунке после передаточной линии, и объема дозирования. Альтернативно, иллюстративный способ включает в себя определение того, что давление в смесительной камере равно давлению из источника воздуха.

Иллюстративный способ дополнительно включает в себя обеспечение передаточной линии после смесительной камеры, форсунки после передаточной линии, и впрыскивание дозированного объема DEF через форсунку в осевую линию потока выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания. Другой иллюстративный способ включает в себя впрыскивание дозированного объема DEF через форсунку по направлению оси в поток выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания.

Еще один ряд вариантов осуществления является системой, включающей в себя цилиндрическую смесительную камеру, имеющую два впускных отверстия и одно выпускное отверстие. Выпускное отверстие имеет жидкостную связь с передаточной линией, первое впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF), а второе впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком воздуха. Поток DEF и поток воздуха пересекаются под углом расхождения. Иллюстративный угол расхождения является прямым углом (то есть 90° или, по существу, подобным углом). В настоящем документе рассматриваются и другие большие углы, которые все еще обеспечивают достаточное распыление. Система включает в себя форсунку, находящуюся после передаточной линии, причем форсунка соединена по текучей среде с потоком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.

В определенных дополнительных вариантах осуществления, система включает в себя поток воздуха, завершающийся в цилиндрической смесительной камере в жиклере, имеющем длину, по меньшей мере, 5 мм. Иллюстративная система дополнительно включает в себя источник воздуха, способный обеспечивать достаточный расход воздуха в поток воздуха таким образом, чтобы скорость потока воздуха в жиклере составляла, по меньшей мере, 47 м/с. В определенных вариантах осуществления, система включает в себя обратный клапан, расположенный в потоке воздуха в положении, находящемся перед жиклером. Дополнительно или альтернативно, источник воздуха может являться источником воздуха транспортного средства или специализированным воздушным насосом.

Иллюстративная система дополнительно включает в себя полость для охлаждающей жидкости, имеющую термическое соединение с потоком DEF. Полость для охлаждающей жидкости может иметь такую структуру, чтобы вмещать охлаждающую жидкость двигателя. В определенных вариантах осуществления, полость для охлаждающей жидкости сформирована посредством стенки корпуса, соединенной с дозаторным модулем. Механизм соединения стенки корпуса включает в себя соединительные детали, вибрационную сварку, или ультразвуковую сварку. В определенных вариантах осуществления, механизм соединения не включает в себя элемент из эластомера, расположенный между стенкой корпуса и дозаторным модулем.

В определенных вариантах осуществления, система включает в себя средство для нагревания потока DEF до рабочей температуры в течение 40 минут, начиная с холодного запуска. Средство для нагревания потока DEF включает в себя, помимо прочего, циркулирующую охлаждающую жидкость двигателя через камеру, имеющую термический контакт, по меньшей мере, с частью потока DEF, предоставляя резистивный нагревательный элемент, имеющий термический контакт, по меньшей мере, с частью потока DEF, и циркулирующую охлаждающую жидкость двигателя, контактирующую со стенкой корпуса дозаторного модуля, тем самым нагревая дозаторный модуль. В определенных вариантах осуществления, холодный запуск указывает условие, включающее в себя запуск двигателя при его предварительном охлаждении, запуск двигателя, при котором окружающая температура ниже температуры замерзания DEF, запуск двигателя, при котором окружающая температура ниже температуры кристаллизации DEF, запуск двигателя, при котором температура потока DEF ниже температуры замерзания DEF, и запуск двигателя, при котором температура потока DEF ниже температуры кристаллизации DEF.

В определенных вариантах осуществления, система включает в себя средство для предоставления впрыскиваемой мочевины в поток выхлопных газов, имеющей выбранное характеристическое свойство капли. Выбранное характеристическое свойство капли включает в себя средний диаметр Саутера (SMD) менее 80 микронов, SMD между 15-30 микронами, размер капли DV90 менее 260 микронов, и/или размер капли DV90 меньше или равный 80 микронам. Средство для предоставления выбранного характеристического свойства капли включает в себя, помимо прочего: контакт воздуха и DEF под углом расхождения и предоставление смешанного потока на впрыскивающую форсунку; контакт воздуха, проходящего со скоростью течения, равной по меньшей мере 47 м/с, и DEF под углом расхождения и предоставление смешанного потока на впрыскивающую форсунку; контакт воздуха и DEF под прямым углом и предоставление смешанного потока на впрыскивающую форсунку; контакт воздуха, текущего в жиклере, имеющем длину, по меньшей мере, 5 мм, и DEF под углом расхождения, и предоставление смешанного потока на впрыскивающую форсунку; впрыскивание смешанного потока из воздуха и DEF в поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в месте, смещенном от радиального края потока выхлопных газов; впрыскивание смешанного потока из воздуха и DEF в поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в месте, находящемся рядом или в радиальном центре потока выхлопных газов; впрыскивание смешанного потока воздуха и DEF в поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания через один или более жиклеров форсунки, обращенный в направление перед потоком выхлопных газов; и любые комбинации описанных средств для предоставления выбранного характеристического свойства капли.

Еще один ряд вариантов осуществления является способом, включающим в себя предоставление жидкости для дизельного выхлопа (DEF) в смесительную камеру, предоставление потока воздуха в смесительную камеру под углом расхождения относительно DEF, и предоставление выходящего потока из смесительной камеры в форсунку, имеющую соединение по текучей среде с потоком выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Иллюстративный угол расхождения включает в себя прямой угол. В определенных вариантах осуществления, предоставление потока воздуха включает в себя получение доступа к пневматической системе транспортного средства. Иллюстративный способ дополнительно включает в себя предоставление потока воздуха, способного иметь скорость на входе смесительной камеры равную, по меньшей мере, 47 м/с.

Иллюстративный способ дополнительно включает в себя теплопередачу из потока охлаждающей жидкости двигателя в DEF. В определенных вариантах осуществления, способ включает в себя выполнение холодного запуска двигателя и нагревание DEF до рабочей температуры в течение 40 минут после холодного запуска двигателя.

Еще один иллюстративный ряд вариантов осуществления включает в себя устройство, имеющее цилиндрическую смесительную камеру, имеющую два впускных отверстия и одно выпускное отверстие, причем выпускное отверстие приспособлено для соединения с передаточной линией, где первое впускное отверстие приспособлено для выполнения соединения по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF) и где второе впускное отверстие приспособлено для выполнения соединения по текучей среде с потоком воздуха. Устройство дополнительно включает в себя впускное отверстие для потока DEF, включающее в себя жиклер, имеющий длину, по меньшей мере, шесть (5) мм. Устройство дополнительно включает в себя жиклер, впускное отверстие потока воздуха, входящего в смесительную камеру под углом расхождения.

В определенных вариантах осуществления, устройство дополнительно включает в себя корпус, определяющий границы смесительной камеры, два впускных отверстия, и выпускное отверстие, где устройство дополнительно включает в себя пластину, соединенную с корпусом и формирующую между ними камеру для охлаждающей жидкости. Камера для охлаждающей жидкости имеет такую структуру, чтобы обеспечивать термический контакт между охлаждающей жидкостью в камере для охлаждающей жидкости и DEF. В определенных вариантах осуществления, устройство включает в себя пластину, соединенную с корпусом либо посредством ультразвуковой сварки, либо вибрационной сварки.

Несмотря на то что изобретение было иллюстрировано и подробно описано на чертежах и в предшествующем описании, эту иллюстрацию следует рассматривать, по своему характеру, как иллюстративную и не ограничительную, и следует понимать, что были изображены и описаны только определенные иллюстративные варианты осуществления, и что желательно защитить все изменения и модификации, которые подпадают под понятие сущности изобретения. При прочтении формулы изобретения, подразумевается, что при использовании таких слов, как определители единственного числа и «по меньшей мере, одна часть», не ставится целью ограничение формулы изобретения исключительно одним элементом, если определенно не сформулировано иначе в формуле изобретения. Когда используется формулировка «по меньшей мере, одна часть» и/или «одна часть», элемент может включать в себя одну часть и/или весь элемент, если определенно не сформулировано иначе.

1. Система для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, содержащая:
корпус, включающий в себя насос;
цилиндрическую смесительную камеру в упомянутом корпусе, имеющую два впускных и одно выпускное отверстия, причем выпускное отверстие соединено по текучей среде с передаточной линией, первое впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF) и принимает поток DEF от насоса, а второе впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком воздуха после насоса;
при этом поток DEF и поток воздуха пересекаются под углом расхождения и образуют смешанный поток DEF и воздуха, который передается от смесительной камеры в передаточную линию; и
форсунку, расположенную по потоку после передаточной линии и соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания, причем форсунка подает смешанный поток DEF и воздуха в указанный выхлопной поток.

2. Система по п. 1, в которой поток воздуха завершается в цилиндрической смесительной камере в жиклере, длина которого составляет, по меньшей мере, 5 мм, причем система дополнительно содержит источник воздуха, имеющий такую структуру, чтобы обеспечивать такой достаточный расход воздуха для потока воздуха, чтобы скорость течения воздуха потока воздуха в жиклере составляла, по меньшей мере, 47 м/с.

3. Система по п. 1, в которой угол расхождения является прямым углом.

4. Система по п. 3, в которой источник воздуха содержит либо источник воздуха транспортного средства, либо специализированный воздушный насос.

5. Система по п. 1, в которой в корпусе образована полость для охлаждающей жидкости, имеющую тепловое соединение с потоком DEF, причем охлаждающая жидкость в полости для охлаждающей жидкости нагревает поток DEF.

6. Система по п. 5, в которой полость для охлаждающей жидкости имеет такую структуру, чтобы вмещать охлаждающую жидкость двигателя.

7. Система по п. 6, в которой полость для охлаждающей жидкости сформирована либо посредством стенки корпуса, прикрепленной при помощи вибрационной сварки, либо посредством стенки корпуса, прикрепленной при помощи ультразвуковой сварки.

8. Система для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, содержащая:
цилиндрическую смесительную камеру, имеющую два впускных и одно выпускное отверстия, причем выпускное отверстие соединено по текучей среде с передаточной линией, первое впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF), а второе впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком воздуха, при этом поток DEF и поток воздуха пересекаются под углом расхождения;
форсунку, расположенную по потоку после передаточной линии и соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания; и
обратный клапан, расположенный в потоке воздуха в позиции, находящейся по потоку перед жиклером.

9. Система для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, содержащая:
цилиндрическую смесительную камеру, имеющую два впускных и одно выпускное отверстия, причем выпускное отверстие соединено по текучей среде с передаточной линией, первое впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF), а второе впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком воздуха, при этом поток DEF и поток воздуха пересекаются под углом расхождения;
форсунку, расположенную по потоку после передаточной линии и соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания; и
средство для нагрева потока DEF до рабочей температуры в течение 40 минут после холодного запуска.

10. Система по п. 9, в которой холодный запуск содержит условие запуска, выбираемое из условий запуска, состоящих из: запуска двигателя при его предварительном охлаждении, запуска двигателя, при котором окружающая температура ниже температуры замерзания DEF, запуска двигателя, при котором окружающая температура ниже температуры кристаллизации DEF, запуска двигателя, при котором температура потока DEF ниже температуры замерзания DEF, и запуска двигателя, при котором температура потока DEF ниже температуры кристаллизации DEF.

11. Система для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, содержащая:
цилиндрическую смесительную камеру, имеющую два впускных и одно выпускное отверстия, причем выпускное отверстие соединено по текучей среде с передаточной линией, первое впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком жидкости для дизельного выхлопа (DEF), а второе впускное отверстие соединено по текучей среде с потоком воздуха, при этом поток DEF и поток воздуха пересекаются под углом расхождения;
форсунку, расположенную по потоку после передаточной линии и соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания; и
средство для обеспечения подачи смешанного потока DEF и воздуха в выхлопной поток с характеристическим свойством капли, выбранным из характеристических свойств капли, состоящих из: среднего диаметра Саутера (SMD) менее 80 микронов, SMD между 15-30 микронов, размера капли DV90 менее 260 микронов и размера капли DV90, меньшего или равного 80 микронам.

12. Способ доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, при котором:
подают жидкость для дизельного выхлопа (DEF) в смесительную камеру в корпусе;
подают поток воздуха в смесительную камеру под углом расхождения относительно DEF; и
подают, посредством насоса, расположенного в корпусе, выходящий поток из смесительной камеры в форсунку, соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания перед системой предварительной очистки выхлопных газов, причем форсунка подает DEF в выхлопной поток для сокращения количества NOx в потоке выхлопных газов в присутствии DEF в системе предварительной очистки выхлопных газов.

13. Способ по п. 12, при котором угол расхождения включает в себя прямой угол.

14. Способ по п. 12, при котором подача потока воздуха включает в себя получение доступа к пневматической системе транспортного средства.

15. Способ по п. 12, при котором дополнительно передают тепло от потока охлаждающей жидкости двигателя к DEF.

16. Способ доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, при котором:
подают жидкость для дизельного выхлопа (DEF) в смесительную камеру;
подают поток воздуха в смесительную камеру под углом расхождения относительно DEF; и
подают выходящий поток из смесительной камеры в форсунку, соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания;
при этом подача потока воздуха включает в себя подачу потока воздуха со скоростью на входе смесительной камеры, равной, по меньшей мере, 47 м/с.

17. Способ доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, при котором:
подают жидкость для дизельного выхлопа (DEF) в смесительную камеру;
подают поток воздуха в смесительную камеру под углом расхождения относительно DEF;
подают выходящий поток из смесительной камеры в форсунку, соединенную по текучей среде с выхлопным потоком двигателя внутреннего сгорания; и
выполняют холодный запуск двигателя и нагревают DEF до рабочей температуры в течение 40 минут после холодного запуска двигателя.

18. Устройство для доставки сильно распыленной жидкости для дизельного выхлопа в систему предварительной очистки выхлопных газов, содержащее:
корпус, включающий в себя насос для приема жидкости для дизельного выхлопа (DEF);
цилиндрическую смесительную камеру в корпусе, имеющую два впускных отверстия и одно выпускное отверстие, причем выпускное отверстие выполнено с возможностью соединения с передаточной линией, выходящей из корпуса, первое впускное отверстие выполнено с возможностью соединения по текучей среде с потоком DEF и приема потока DEF от насоса, а второе впускное отверстие выполнено с возможностью соединения по текучей среде с потоком воздуха после насоса;
форсунку, расположенную по потоку после передаточной линии и выполненную с возможностью приема смешанного потока DEF и воздуха от смесительной камеры через передаточную линию;
при этом второе впускное отверстие включает в себя жиклер, имеющий длину, по меньшей мере, пять (5) мм, и жиклер и первое впускное отверстие входят в смесительную камеру под углом расхождения для образования смешанного потока DEF и воздуха в смесительной камере.

19. Устройство по п. 18, дополнительно содержащее пластину, соединенную с корпусом и формирующую между ними камеру для охлаждающей жидкости, расположенную в корпусе, причем камера для охлаждающей жидкости имеет такую структуру, чтобы обеспечивать термический контакт между охлаждающей жидкостью в камере для охлаждающей жидкости и DEF.

20. Устройство по п. 19, в котором пластина присоединена к корпусу либо посредством ультразвуковой сварки, либо посредством вибрационной сварки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам очистки газов от пыли. Система включает трубопроводы подачи газа, первый и второй вихревые пылеуловители со встречными закрученными потоками, два вытяжных вентилятора для удаления очищенного газа из каждого пылеуловителя отдельно, разделители-концентраторы для подачи очищаемого газа в пылеуловители двумя потоками: с большей концентрацией пыли - на верхний тангенциальный ввод вторичного потока; с меньшей концентрацией пыли - на нижний осевой ввод первичного потока.

Изобретение относится к устройствам комбинированной очистки воздуха от аэрозолей и газовых примесей и может быть использовано в вентиляционных системах различных отраслей промышленности.

Изобретение относится к установкам сепарации кислых компонентов. Установка для сепарирования кислых компонентов, пыли и смолы из горячих газов установок газификации, содержащая резервуар (8), в котором находятся циклонный сепаратор (9) и расположенная над ним в направлении силы тяжести фильтровальная камера (10), которая оснащена фильтровальными свечами (17) и в которую выведена центральная труба (20) циклонного сепаратора (9), отличающаяся тем, что между циклонным сепаратором (9) и фильтровальной камерой расположена разделительная стенка (19), выполненная в виде воронкообразного дна, через которое проходит центральная труба (20) циклонного сепаратора (9), причем в центральной трубе (20) расположена меньшая по диаметру спускная труба (21) для отвода тонкой пыли, снабженная подводящими элементами (24) для перемещения тонкой пыли с воронкообразного дна (19) в спускную трубу (21) и подведенная к сборнику (23) пыли посредством снабженного шлюзами узла (22) выгрузки пыли.

Изобретение относится к системе очистки газов, которая может быть использована для устранения как твердых загрязнений, так и для удаления влаги из газообразных сред.

Изобретение относится к способу и устройству для грубого отделения частиц твердых веществ от загрязненных твердыми веществами газов из реактора для обработки зернистых исходных материалов обрабатывающими газами.

Изобретение относится к сепаратору для отделения газа от жидкости, в частности, предназначенного для отделения масла от сжатого воздуха, подаваемого компрессором с впрыском масла.

Изобретение относится к устройству для очистки транспортируемого газа. .

Изобретение относится к сорбционной технике и предназначено для очистки воздуха от химически опасных веществ (ХОВ), отравляющих веществ (ОВ), биорадиоактивных аэрозолей (БРА), а также для поглощения вредных примесей из технологического воздуха, поступающего в промышленное производство, и очистки выбросов.

Изобретение относится к очистке промышленных объектов от угольной пыли и может использоваться на предприятиях по глубокой переработке угля в другие виды топлива, в энергетике и на транспорте при погрузке и разгрузке угля.

Изобретение относится к каплеотделителю и вихреобразуующей аппаратной части для каплеоотделителя для быстротекущего газового потока. .

Заявленное изобретение относится к утилизации тепла и очистке газов энергетической установки в химической, металлургической, топливно-энергетической и прочих отраслях промышленности. Установка содержит корпус, в котором размещены коллектор для чистого жидкого абсорбента, адсорбционный и пористый фильтры. С коллектором посредством трубопровода соединен смеситель с патрубком для ввода загрязненного генераторного газа. Очистка генераторного газа производится в две ступени. Первая ступень является ступенью мокрой очистки и включает смеситель и соединенный со смесителем посредством трубопровода-охладителя адсорбционный фильтр. В смесителе образуется парогазовая смесь, при движении которой по трубопроводу-охладителю происходит конденсация жидкостных паров и захват микрозагрязнений газа микрокаплями жидкого абсорбента. Микрокапли жидкого абсорбента адсорбируются, коагулируются в адсорбционном фильтре и выводятся через патрубок, расположенный в нижней части адсорбционного фильтра. Вторая ступень является ступенью тонкой, сухой очистки газа от оставшихся загрязнений и выполнена в виде пористого фильтра. Отвод очищенного газа происходит через патрубок из зазора между корпусом и пористым фильтром. Технический результат: повышение эффективности очистки газа. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству очистки промышленных газов. Устройство включает последовательно установленные электрофильтр, фильтрующий аппарат и аппарат химической очистки газов, далее в параллель включены камеры низкотемпературного катализа и установка искусственного гидравлического сопротивления, при этом в камере низкотемпературного катализа создается область с высокочастотным, импульсным или пульсирующим электрическим разрядом, в которую поступает первоначально очищенный газ, который затем идет в область с катализатором. Изобретение обеспечивает высокую степень очистки промышленных газов от твердых частиц и химических компонентов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к очистке синтез-газа и может быть использовано в химической и нефтегазовой промышленности. Способ очистки синтез-газа включает введение высокотемпературного синтез-газа в водоохлаждаемый башенный охладитель 2. Из водоохлаждаемого башенного охладителя 2 синтез-газ вводят в бойлер-утилизатор отходящего тепла водотрубного типа 3 для отбора среднетемпературного отходящего тепла. Полученный пар среднего давления направляют во внешние устройства. Затем синтез-газ переносят в бойлер-утилизатор отходящего тепла жаротрубного типа 4 для отбора низкотемпературного отходящего тепла и полученный пар низкого давления направляют во внешние устройства. Синтез-газ охлаждают в бойлере-утилизаторе жаротрубного типа 4 с одновременным отделением тяжелой смолы и вводят в скруббер Вентури 5. Затем синтез-газ вводят в мокрый электросборник пыли 6 и достигают содержания пыли и смолы в синтез-газе <10 мг/Нм3. Обработанный синтез-газ переносят в бак мокрого газа 7 для хранения или в процесс ниже по потоку для использования. Изобретение позволяет упростить способ очистки, сократить время его проведения, снизить потребление энергии, повысить эффективность и стабильность очистки синтез-газа. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх