[发明专利]定量配给模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种定量配给模块。更具体地，本发明涉及一种在减排系统(emission abatement system)中使用的定量配给模块。本发明还涉及一种操作定量配给(dosing)模块的方法。

背景技术

为了减小从发动机排放的潜在的有害物质而导致的大气污染，美国(USA)和欧盟(EU)已立法来逐步降低对于包括氮氧化物(NO_x)的某些排放的法律约束性限制。

根据美国法律(已知为“Tier 4 Final”标准)以及欧盟第四阶段法律，功率输出在56至560kW的范围的发动机，NO_x的排放限于0.40g/kWh。

已知多种用于减少柴油发电机的NO_x输出的减排技术，包括废气再循环(EGR)系统技术(其通过降低燃烧温度来抑制NO_x产生)、NO_x捕集技术(LNT)或NO_x吸附催化剂技术(NAC)(用于‘保持’NO_x)以及选择性催化还原技术(SCR)(其将NO和NO₂转变为氮和水)。

SCR结合了如钒、钨、铜沸石(Cu-Zeolite)或铁沸石(Fe-Zeolite)等催化剂与如无水氨、氨水或更通常地尿素等还原剂，以将NO和NO₂转变为氮和水。尿素通常用作还原剂，但必须注入SCR催化剂的排放上游，以此在其进入SCR催化剂的点处热分解为氨。尿素优于氨，因为其大体储存和运输更安全。在美国，市场上与SCR一起使用的尿素被称为柴油机尾气处理液(Diesel Exhaust Fluid，DEF)，而在欧洲，其被称为AdBlue^RTM。为了使SCR在温度谱的下端处有效作用，虽然已发现铜沸石催化剂提升了在几乎没有NO₂可用时温度低于300℃时的性能，目前仍需要将NO和NO₂以50：50的比例分开。SCR的优点在于，其对于特定燃油消耗的影响最小。缺点包括需要定期再次补充还原剂，并需要在车辆上提供封装还原剂的容器的空间。通常，还原剂使用是使用的柴油消耗的1-7％。

使用定量配给模块(还已知为DEF或AdBlue^RTM注射器，或者定量配给阀)将尿素溶液注入排气通路中。尿素在定量配给模块内形成晶体会对尿素供应到排气通路产生不利影响，例如在定量配给模块尖部形成尿素晶体(孔口结晶)可以阻止将尿素注射出定量配给模块，而在定量配给模块本体内形成尿素晶体(阀内结晶)可以阻止阀的移动且因而阻止尿素的供应。

用于疏通定量配给模块的已知方法是使用废气升高定量配给模块的温度并熔化尿素晶体。这需要使定量配给模块的温度被加热到超过100℃。这是难以实现的，因为只有定量配给模块的尖部定位在废气附近，而定量配给模块的本体被冷却剂套管围绕。而且，在低占空比的情况下，废气温度不够高而将定量配给模块的温度升高到足以熔化尿素晶体。

已经开发出多种升高废气温度的系统，以充分加热定量配给模块而熔化尿素晶体；但是，这些系统也具有上述缺点，即只有定量配给模块的尖部暴露于废气中，并且位于定量配给模块周围的冷却套管使足以熔化尿素晶体的高温的热量难以从定量配给模块尖部传递到定量配给模块本体。

发明内容

根据本发明的第一方案，提供了一种用于减排系统的定量配给模块，该定量配给模块包括电枢、用于移动电枢的装置以及具有出口的阀体；定量配给模块具有疏通状态，在疏通状态下电枢可在第一位置与第二位置之间移动，其中在第一位置时出口被电枢闭合，而在第二位置时电枢与出口间隔，以及其中，在使用时，将电力以第一能级应用到用于移动电枢的装置引起电枢从第一位置移动到第二位置；该定量配给模块还具有阻塞状态，在阻塞状态下阻止液体流经出口，其中，在使用时，将电流以第二能级应用到用于移动电枢的装置引起定量配给模块变为疏通状态。

当定量配给模块处于阻塞状态时，可以阻止电枢的移动。

第二能级可大于第一能级。

第一能级能量可由第一功率、优选地第一电流限定，和/或第二能级可由第二功率、优选地第二电流限定。

第二电流可以至少为400毫安，优选地至少为500毫安。

定量配给模块可以具有第一温度，将电流以第二能级应用到用于移动电枢的装置引起定量配给模块的温度升高到第二温度。

第二温度可以至少为100℃。