[发明专利]柴油发动机尾气后处理系统以及流体工作系统

说明书

公开了一种柴油发动机尾气后处理系统，包括：处理剂箱；喷射尾气处理剂的喷射器(4)；连接在处理剂箱与喷射器之间的泵(3)，用于向喷射器泵送尾气处理剂；连接在喷射器与泵之间的尾气处理剂管；对尾气处理剂管进行加热的加热装置(7)；以及探测尾气处理剂管内的尾气处理剂的状态的状态探测装置(8)；其中至少基于探测出的尾气处理剂的状态控制加热装置的操作，尾气处理剂的状态通过尾气处理剂的含冰量表征，通过预先模拟实验确定尾气处理剂的含冰量与声波从声波发生器传播到相应的声波接收器所经历的时长之间的函数关系，使得能够基于所述函数关系探测出尾气处理剂的含冰量。通过探测到的状态信息，可以给相应的控制提供更多的控制依据。

技术领域

本发明涉及一种柴油发动机尾气后处理系统以及一种能够探测工作流体的状态的流体工作系统。

背景技术

柴油发动机由于具有可靠性好、热效率高以及输出扭矩大等特性而被广泛用于小型、重型或大型车辆、船舶、发电机以及军用坦克等机器。然而，由于柴油发动机排放的尾气中具有较高含量的氮氧化物，需要通过专用的尾气后处理系统对尾气进行处理以后才能排放到大气中，以满足日益严格的环保要求。

换言之，为了减少空气污染，对于柴油发动机的尾气进行后处理已经成为柴油发动机的标准配备。对于尾气的处理，现在一般通过选择性催化还原方法来进行，通过喷射器将液态还原剂(通常为尿素水溶液)呈气雾状喷射进入尾气管，通过选择性的催化还原反应，将尾气中的有害气体变成无害气体后排入大气中，从而减少对于环境的损害。

为此，尾气后处理系统通常包括用于储存还原剂的还原剂箱、用于喷射还原剂的喷射器以及连接在还原剂箱与喷射器之间的用于输送还原剂的输送管路。

当环境温度过低(例如低于-11℃)时，尾气后处理系统中的某些部位、例如输送管路中的通常为尿素水溶液的液态还原剂会发生结冰现象。结冰不仅会影响还原剂的输送，而且会影响对输送的还原剂的精确计量，严重时甚至会完全堵住输送管路、损坏设置在输送管路处的流量计。为了防止结冰现象的发生，尾气后处理系统目前通常设有环绕输送管路布置的加热装置。

然而，对加热装置的精确控制存在巨大困难，这是因为没有能够准确表征还原剂状态的任何反馈信息。通常根据环境温度和加热时间进行粗略控制，这显然不够准确和可靠。当过热时，可能会对尾气后处理系统的部件造成损坏且会产生能量浪费。当加热不足时，由于冰产生的膨胀力会损坏一些部件。

因此，迫切需要解决目前的柴油发动机尾气后处理系统中的还原剂解冻无法准确、可靠进行的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够至少部分克服上述缺点的柴油发动机尾气后处理系统以及一种能够探测工作流体的状态的流体工作系统。

根据本发明的第一个方面，提供了一种柴油发动机尾气后处理系统，包括：用于储存尾气处理剂的处理剂箱；用于向尾气管喷射尾气处理剂的喷射器；连接在所述处理剂箱与喷射器之间的泵，其用于向所述喷射器泵送尾气处理剂；连接在所述喷射器与泵之间的尾气处理剂管；适于对尾气处理剂管进行加热的加热装置；以及用于探测所述尾气处理剂管内的尾气处理剂的状态的状态探测装置；其中，至少基于所述状态探测装置探测出的尾气处理剂的状态控制所述加热装置的操作，以及其中，所述尾气处理剂的状态通过尾气处理剂的含冰量表征，通过预先模拟实验确定尾气处理剂的含冰量与声波从声波发生器传播到相应的声波接收器所经历的时长之间的函数关系，使得能够基于所述函数关系探测出尾气处理剂的含冰量。

所述尾气处理剂为还原剂、优选为尿素水溶液；和/或所述状态探测装置设置在所述尾气处理剂管处，用于探测尾气处理剂管内的尾气处理剂的状态；和/或所述状态探测装置还被构造成适于探测所述部位处是否存在尾气处理剂。

所述柴油发动机尾气后处理系统还包括控制器，所述控制器用于控制所述泵、喷射器以及状态探测装置中的至少一个。