[发明专利]机动车选择性催化还原系统的液体冷却的还原剂递送单元

说明书

技术领域

本发明总体上涉及为用于机动车选择性催化还原系统的还原剂递送单元提供主动冷却。

背景技术

在欧洲和北美的新排放法规正在推动新型排气后处理系统的实现，特别是用于诸如在贫燃和超贫燃条件下操作的压缩点火(柴油)发动机和分层充气火花点火发动机(通常利用直喷)的贫燃烧技术。贫燃发动机显示具有高的氮氧化物(NOx)排放水平，这是在贫燃燃烧的富氧排气环境特性中难以处理的。目前正在开发在这样的条件下处理NOx的排气后处理技术。

这些技术中的一种包括有利于氨气(NH₃)与排气的氮氧化物(NOx)反应以产生氮气(N₂)和水(H₂O)的催化剂。该技术被称为选择性催化还原(SCR)。氨气在其纯净形式下是在机动车环境中难以处理的，因此这些系统习惯上使用通常在32%的尿素(CO(NH₂)₂)浓度下的液态尿素水溶液。该溶液被称为AUS-32，并且也以其商品名AdBlue为人所知。尿素被递送到热排气流并且在经历热解或热分解之后在排气中转化成氨气，成为氨气和异氰酸(HNCO)。异氰酸接着与排气中存在的水经历水解并且转化成氨气和二氧化碳(CO₂)，由热解和水解产生的氨气接着与如前所述的氮氧化物经历催化反应。

在一些系统中，还原剂递送单元(RDU)安装在车身下方排气管线的下游处。这导致在SCR催化剂处相对低的温度、较长的起燃时间以及NOx的低转化效率。已经尝试将SCR催化剂和RDU喷射器再定位至更靠近发动机处，以便为更快的起燃和NOx的更高效率的转化提供更高温度的排气。

然而，这种近距离的布置可导致对于喷射器来说高热的周围环境。在这种情况下，可能需要喷射器的主动冷却来防止喷射器顶端的和因此AUS-32工作流体的过度加热。

发明内容

本发明是具有主动冷却的还原剂递送单元，其被构造成具有足够的结构稳健性并且提高组件的耐腐蚀性，其中可以想到通过使用不正确的冷却剂介质而对基部喷射器的侵蚀。

在一个实施例中，还原剂递送单元具有上部护罩、连接到上部护罩的下部护罩、以及内部套管。内部套管的外表面连接到上部护罩的内表面和下部护罩的内表面。还原剂递送单元也包括具有外表面的下部套管，其中，下部套管的外表面的一部分连接到内部套管的内表面，并且下部套管的外表面的另一部分连接到下部护罩的外表面。液体冷却腔体由在内部套管和下部护罩之间、在下部套管和下部护罩之间、以及在下部套管和内部套管之间的连接形成。波状（corrugated）部分形成为下部套管的一部分，并且喷射器部分地位于内部套管内，并且部分地位于下部套管内。冷却剂流入液体冷却腔体以向喷射器提供冷却功能，并且下部套管的波状部分将热量传递远离喷射器的至少一部分。

第一连接点由在内部套管的外表面和下部护罩的内表面之间的连接形成，第二连接点由连接到内部套管的内表面的下部套管的外表面的一部分形成，并且第三连接点由连接到下部护罩的外表面的下部套管的外表面的区域形成。

喷射器包括下部阀体，并且下部阀体的一部分压力配合到下部套管的波状部分内。

本发明的目的是经由主动冷却的还原剂递送系统(RDU)提供AUS-32向发动机排气的递送，以用于在车辆上的SCR排气后处理系统中使用。

本发明的另一个目的是从单独的液体回路提供对RDU的主动冷却。虽然冷却液体的源可以是变化的，但来自现有发动机冷却剂回路的发动机冷却剂与本发明的RDU一起使用是在本发明的范围内。

本发明的另一个目的是提供一种由于极度高温的安装位置而冷却排气安装座喷射单元的解决方案。

本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但其旨在仅用于举例说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的具有主动冷却的还原剂递送单元的侧视图；

图2是根据本发明的实施例的具有主动冷却的还原剂递送单元的侧剖视图；以及

图3是根据本发明的实施例的具有主动冷却的还原剂递送单元的剖视图，其中内部部件中一些被移除。

具体实施方式

(多个)优选实施例的以下描述本质上仅为示例性的，而绝不旨在限制本发明、其应用或用途。