CN109983206A - 用于排气后处理系统的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于排气后处理系统(102)的设备(100)，所述设备包括：罐(104)，其用于储存还原剂(106)；泵单元设备(108)，其布置在所述罐下游并与所述罐流体连通；喷嘴(110)，其被布置成将还原剂流喷射到排气后处理系统(102)中，该喷嘴布置在所述罐下游并通过还原剂导管(112)、经由泵单元设备而与所述罐流体连通；空气导管(114)，其被布置成与喷嘴(110)流体连通，以将压缩空气输送到所述喷嘴；以及返回导管(116)，其被流体连通地布置在还原剂导管和所述罐之间，所述返回导管包括返回导管阀设备(118)，其中，空气导管(114)被布置成与还原剂导管(112)流体连通，以通过将来自空气导管的压缩空气提供到还原剂导管而经由返回导管阀设备(118)可控地将还原剂输送到所述罐。

Description

用于排气后处理系统的设备
技术领域
本发明涉及一种用于排气后处理系统的设备。本发明还涉及一种控制用于排气后处理系统的设备中的还原剂的流动的方法。本发明适用于车辆，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆，但是，对排气使用还原剂的其它类型的车辆也可使用本发明的设备和方法。
背景技术
关于来自内燃发动机的排气的排气后处理，通常使用选择性催化还原系统(SCR)。这些系统使用液体还原剂，例如氨水、尿素等。由此，通过喷嘴等将还原剂喷射到SCR中。在来自发动机的排气和还原剂之间提供化学反应，这减少了最终从后处理系统排出的NOx的量。
还原剂通常由包含这种液体化合物的单独的罐提供。优选提供包括泵和导管的合适设备，以便能够以可控方式将还原剂从所述罐提供到排气后处理系统。
用于还原剂(例如氨水和尿素)的设备的一个问题在于：这些还原剂的冷冻温度相对高。因此，当终止输送还原剂并停止发动机和车辆时，仍存在于该设备中的还原剂存在冻结的风险。现有技术的设备试图以各种方式解决这一问题。然而，这些设备需要进一步改进。用于还原剂输送的现有技术设备的另一问题在于：当系统暂时不工作时，固体沉积物可能形成并保留在该系统的所有部分中，这些沉积物可能在后续操作期间干扰还原剂输送操作。
因而，需要提供如下一种设备：它改进了在使用之后对还原剂的去除，以避免其冻结和固体沉积物损害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于排气后处理系统的设备，与现有技术相比，该设备至少部分地改进了在其使用之后对还原剂的去除。该目的至少部分地通过根据权利要求1所述的方法实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于排气后处理系统的设备，该设备包括：罐，其用于储存还原剂；泵单元设备，其布置在罐下游并且与罐流体连通；喷嘴，其布置成将还原剂流喷射到排气后处理系统中，该喷嘴布置在罐下游并且通过还原剂导管、经由泵单元设备而与罐流体连通；空气导管，其布置成与喷嘴流体连通，以将压缩空气输送到喷嘴；以及返回导管，其被流体连通地布置在还原剂导管和罐之间，该返回导管包括返回导管阀设备，其中，空气导管被布置成与还原剂导管流体连通，以通过将来自空气导管的压缩空气提供到还原剂导管而经由返回导管阀设备以可控方式将还原剂输送到罐。
措辞“还原剂”应被理解为表示在还原过程中使用的元素。在还原过程中，还原剂失去电子并可以说已被氧化。能够使用各种类型的还原剂，并且本发明不应被解释为限于任何特定的种类。然而，作为非限制性示例，还原剂可以是水基尿素溶液，其被提供到排气后处理系统中。当然可设想其它替选方案，例如氨水、无水氨等。
此外，措辞“流体连通”应被解释为对例如液体以及气体(例如上述压缩空气)有效。因此，流体连通应被理解为是指液体或气体能够被输送到特定部件。根据以上描述，压缩空气具有通向喷嘴的导管，即流体连通。
一个优点是为所述罐提供返回导管以吹扫该设备。因此，在使用之后，即在还原剂已被输送到排气后处理系统之后，还原剂导管中的剩余的还原剂能够被吹扫回所述罐中。由于空气导管被布置成与还原剂导管流体连通，所以能够与返回导管阀设备相结合来控制压缩空气的压力，以便仅在需要时才将还原剂输送回所述罐(也如下文所述)。因而，还原剂以可控方式返回到所述罐。之后，还原剂可用于被提供到排气后处理系统。
此外，由于该设备的吹扫能够对所述罐进行，即在喷嘴上游的位置吹扫，所以与其中压缩空气通过喷嘴吹扫出所有还原剂的替选方案相比，需要的压缩空气的量减少了。由此，由于在吹扫期间不受控制的喷射较少，所以能够改进向排气后处理系统提供还原剂的总体控制。
另一优点是改善了靠近喷嘴的导管中的还原剂壁膜的去除，因为需要通过喷嘴被吹扫的壁膜较少，这降低了喷嘴堵塞的风险。而且，由于吹扫过程需要较少的来自车辆的气动系统的压缩空气，因此能够降低车辆的总燃料消耗。
根据示例性实施例，返回导管阀设备可以在第一状态和第二状态之间被控制，在第一状态下，还原剂被阻止流回到所述罐中，在第二状态下，位于还原剂导管中的喷嘴上游的还原剂的至少一部分被引导到所述罐，其中，当返回导管阀设备上游的返回导管中的压力水平超过预定阈值极限时，返回导管阀设备可以被控制以从第一状态切换到第二状态。
由此，通过控制压缩空气的压力水平来控制将还原剂吹扫回所述罐。所述预定的阈值极限可以根据具体的应用用途和所使用的阀的具体类型而变化。根据非限制性示例，所述预定阈值极限可以在3-6巴之间，例如优选为大约4巴。
根据示例实施例，泵单元设备可包括在还原剂导管中的泵组件，该泵组件包括泵和溢流阀，其中，该溢流阀与所述泵并联连接。
由此，如果还原剂导管中的压力水平太高，则溢流阀能够将还原剂重新引导回所述泵的入口侧。这种溢流阀通常用于保护所述泵下游的液压回路在发生意外的部件损坏或阻塞该回路的情况下免受过大的压力，因此不用于执行流量控制任务。
根据示例实施例，返回导管阀设备和溢流阀可以是相应的压力控制减压阀，其中，返回导管阀设备被布置成在比溢流阀处于打开状态时的压力水平低的压力水平下处于打开状态。
措辞“减压阀”应被理解为上指一种阀，它被布置成当施加在其上的压力水平超过预定极限时处于打开状态。减压阀也可以是单向阀，其仅允许流体通过其在一个方向上输送并且阻止它们沿相反方向输送。
由此，溢流阀仅在高压力水平下打开，而返回导管阀设备在吹扫该设备时被更频繁地打开。
根据示例实施例，返回导管可以在泵单元设备内的位置处连接到还原剂导管。
由此，能够减少液压配件的数量，并且可以减小还原剂导管的总长度。因而，可以实现该设备的成本降低。
根据示例实施例，该设备还可包括第一空气阀设备，空气导管被布置成经由第一空气阀设备与还原剂导管流体连通。
由此，该设备的位于第一空气阀设备上游的一定体积能够被吹扫回所述罐中。因而，通过将第一空气阀设备定位在喷嘴附近，优选定位在泵单元的外部(如下所述)，仅喷嘴附近的一定体积通过喷嘴被吹扫出去。根据非限制性示例，第一空气阀设备可以可定位在离喷嘴几毫米到一米之间。其间的任何位置都应被解释为在喷嘴附近。优选地，该距离可以为大约100mm。可能保留在第一空气阀设备上游的导管内的例如凹穴中的还原剂然后被吹扫回所述罐。而且，通过将空气阀设备上游的一定体积吹扫到所述罐，可能粘附至这些导管的内表面上的还原剂膜也将被移除。这是有利的，因为与前向通过喷嘴吹扫相比，这种回罐吹扫(back-to-tank purging)对于还原剂的可允许剩余体积的要求低得多。由此，在回罐吹扫的情况下，实现足够的吹扫程度仅需要较短的吹扫持续时间和较低的空气流量。
此外，将第一空气阀设备定位在喷嘴附近还能够实现对该设备的更合适且频繁的“运行中”吹扫，因为通过喷嘴吹扫的体积被最小化，因而使还原剂的非生产性损失保持较低。由此，喷嘴保持相对清洁，因为从该设备中吹扫出的还原剂被排气流从喷嘴中带出。
根据示例实施例，第一空气阀设备可布置在泵单元设备内的位置处。由此，可以提供更成本有效的设备。
根据示例实施例，第一空气阀设备可在泵单元设备和喷嘴之间布置在泵单元设备外部的位置处。
因此，并且如上所述，仅喷嘴附近的相对小的体积被通过喷嘴吹扫出去。因而，喷嘴能够保持相对清洁。
根据示例实施例，该设备还可包括在返回导管和喷嘴之间布置在还原剂导管中的电控还原剂阀设备。
该电控还原剂阀设备可以由车辆的合适的系统或控制单元控制。优点在于，通过将电控还原剂阀设备定位在关闭状态并同时提供压缩空气，还原剂将被从返回导管上游的还原剂导管部分吹扫回所述罐中，因而减小了在重新打开电控还原剂阀设备时必须通过喷嘴吹扫的还原剂的体积。
根据示例实施例，该设备还可包括布置在空气导管中的空气导管阀。该空气导管阀可以是电控的。
由此，通过将空气导管阀定位在关闭状态，能够在空气导管中建立空气压力。因而，空气导管阀能够用于更可控地将压缩空气输送到喷嘴。而且，通过将空气导管中的压力提高到超过第一空气阀设备处于打开状态时的压力水平的压力水平，因而也将压缩空气提供到还原剂导管。因此，空气导管阀能够控制系统中的压力水平，以将还原剂吹扫到所述罐中，同时防止压缩空气经由喷嘴流出，这使得能够减少吹扫过程所需的压缩空气的体积。
根据示例实施例，空气导管阀可位于第一空气阀设备和喷嘴之间。
根据示例实施例，空气导管阀可在喷嘴附近的位置处布置在泵单元设备外部。
与上面的描述类似，将空气导管阀定位在喷嘴附近将改善将还原剂吹扫到所述罐，并且仅需要通过喷嘴吹扫最少量的还原剂，从而使喷嘴保持相对清洁。根据非限制性示例，空气导管阀可定位在离喷嘴几毫米到一米之间。其间的任何位置都应被解释为在喷嘴附近。优选地，该距离可以为大约100mm。
根据示例实施例，返回导管可布置成与所述罐直接流体连通。由此，可以避免在泵单元的入口侧可能出现气穴。当需要恢复将还原剂输送到排气系统时，这种气穴通常会增加重新建立泵单元和定量给料系统的正常功能所需的时间。
根据示例实施例，返回导管可布置成经由还原剂导管的泵单元入口侧与所述罐流体连通。
由此，该返回导管能够连接到该设备的已有的现存导管，即不需要通向所述罐中的单独导管。
根据本发明的第二方面，提供了一种控制用于发动机的排气后处理系统的设备中的还原剂流动的方法，该设备包括：罐；还原剂导管，其连接至喷嘴以将还原剂输送到排气后处理系统；空气导管，其被布置成与喷嘴流体连通，以将压缩空气输送到喷嘴；第一空气阀设备，其被布置成在空气导管和还原剂导管之间流体连通；以及返回导管，其被布置成与还原剂导管及所述罐流体连通，该返回导管包括压力控制返回导管阀设备，该压力控制返回导管阀设备用于将还原剂以可控方式输送到所述罐，该方法包括以下步骤：将来自所述罐的还原剂提供到还原剂导管中；当还原剂被提供到还原剂导管中时，将压缩空气提供到空气导管，该压缩空气是在第一压力水平下被提供的；在停止将还原剂提供到还原剂导管中之后，提供处于第二压力水平的压缩空气，其中，第二压力水平高于第一压力水平；以及当接收到指示发动机停止的信号时，提供处于第三压力水平的压缩空气，该第三压力水平等于或高于第二压力水平。
由此，可提供一种高效的方法将还原剂吹扫回所述罐中。因而，该方法有利地使用多个空气压力水平的压缩空气以如下方式吹扫该设备：大部分的还原剂被吹扫回所述罐中，并且仅有一小部分被排出喷嘴。由此，吹扫变得更容易，然后能够在更短的时间段内执行。这开辟了更频繁地执行吹扫并且在每次停止输送还原剂时都执行吹扫的进一步有利的机会。通过使该设备以这种方式来构造，大部分吹扫事件将在仍有排气流流经排气后处理系统时发生，这降低了还原剂冷凝物沉积回到喷嘴的风险。选择性地施加第二或第三压力水平允许选择如上所述的运行中吹扫，或选择完全吹扫以避免可能的对系统的霜冻损害，当还原剂被排出还原剂导管并返回所述罐时，在第三压力水平下实现完全吹扫。
根据示例实施例，第一空气阀设备可布置成在第二压力水平下处于打开状态，并且返回导管阀设备可布置成在第三压力水平下处于打开状态。
根据示例性实施例，空气导管阀设备可在喷嘴上游定位在空气导管中；其中，该方法还包括以下步骤：当提供处于比第一压力水平高的压力水平的压缩空气时，将空气导管阀设备定位在关闭状态。这允许在较低空气流量消耗的情况下进行运行中吹扫或部分吹扫，因为在该过程开始时，空气流仅限于还原剂导管。
根据示例实施例，该方法还可包括以下步骤：将空气导管阀设备定位在打开状态，用于在至少对应于第一压力水平的压力水平下向喷嘴提供压缩空气。由此，提供了经由空气导管和还原空气导管二者对喷嘴进行吹扫和最终清洁。
根据示例实施例，还原剂阀设备可在返回导管和喷嘴之间布置在还原剂导管中，该方法还包括以下步骤：当提供处于比第一压力水平高的压力水平的压缩空气时，至少在施加比第一压力水平高的空气压力时的时间中的一部分时间上，将还原剂阀设备定位在关闭状态。
第二方面的进一步的效果和特征很大程度上类似于上文关于第一方面描述的那些效果和特征。
根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，其包括内燃发动机和布置在内燃发动机下游的排气后处理系统，其中，该车辆还包括根据上文关于第一方面所述的任一实施例的设备，该设备被布置成将还原剂经由喷嘴提供到排气后处理系统。
第三方面的效果和特征很大程度上类似于上文关于第一和第二方面描述的效果和特征。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员会意识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以组合以产生除了下文中描述的实施例之外的实施例。
附图说明
通过以下对本发明的示例性实施例的说明性和非限制性详细描述，将更好地理解本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中：
图1是根据本发明的一个示例实施例的用于排气后处理系统的设备的示意图；
图2是根据本发明的另一示例实施例的设备的示意图；
图3是根据本发明的另一示例实施例的设备的示意图；
图4是根据本发明的又一示例实施例的设备的示意图；并且
图5是用于控制图1-4中的任一设备中的还原剂的流动的方法的流程图的示例实施例。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
特别参考图1，其中描绘了根据本发明的示例实施例的用于排气后处理系统102的设备100。设备100适于容纳还原剂并分配还原剂到排气后处理系统102，以从中还原NOx气体。
如图1中所描绘的，设备100包括容纳还原剂的罐104。罐104被布置成与喷嘴110流体连通，喷嘴110被布置成将还原剂分配到排气后处理系统102。罐104通过还原剂导管112与喷嘴110流体连通。还原剂导管112又设置为穿过包括泵(图2-4中的111)的泵单元设备108，该泵用于提高从罐104输送的还原剂的压力水平。泵111也对还原剂加压，从而能够以足够的压力将还原剂输送到喷嘴111。图2-4中描绘了并且在下文中进一步描述了能够如何配置泵单元设备108的示例。因此，图1中的泵单元设备108能够被设计成并且起到图2-4中所描绘的泵单元设备的作用。
此外，该设备还包括被布置成与喷嘴110流体连通的空气导管114。空气导管114被布置成将压缩空气供应到喷嘴110，以将还原剂和压缩空气的喷雾提供到排气后处理系统102中。在图1中，空气导管114布置在泵单元设备108和喷嘴110之间。这种构造用作一种可能的构造，并且应易于理解的是，空气导管114可以流体连通地布置在喷嘴110和压力储存罐(未示出)等之间。因而，空气导管114不必通过泵单元设备108连接。优选地，空气导管114经由适当的压力/流量控制装置连接至车辆的气动压缩罐，从而使得能够将处于各种压力水平的压缩空气输送到空气导管114。
此外，空气导管114被布置成与还原剂导管112流体连通，以将压缩空气供应到还原剂导管112。如图1中所描绘的，空气导管114被布置成经由第一空气阀设备120与还原剂导管112流体连通。第一空气阀设备120能够位于泵单元设备108内(如图1中所示)，或者位于泵单元设备108外部。第一空气阀设备120优选为减压阀，其被布置成当空气导管114内的压力水平超过预定极限时处于打开状态。根据非限制性示例，第一空气阀设备120的预定极限可以在2-5巴之间，例如优选为大约3巴，或者更优选为大约2.9巴。而且，第一空气阀设备120可以是单向阀，其仅允许从空气导管114到还原剂导管112的流动，而不允许相反方向上的流动。
进一步，设备100包括返回导管116，其被布置成在还原剂导管112和罐104之间流体连通。返回导管116还包括位于罐104和还原剂导管112之间的返回导管阀设备118。返回导管阀设备118还优选为减压阀设备，其被构造成当还原剂导管112中的压力水平超过预定阈值极限时处于打开状态。根据非限制性示例，返回导管阀设备118的预定阈值极限可以在2-6巴之间，例如优选为大约4巴。根据非限制性示例，第一空气阀设备120可布置成在低于以下压力水平的一定压力水平下处于打开状态：在该压力水平下，返回导管阀设备118被布置成处于打开状态。由此，能够控制空气导管114中的空气压力，使得第一空气阀设备120处于打开状态。之后，能够提高压力水平，使得返回导管阀设备118也处于打开状态。
通过第一空气阀设备120和返回导管阀设备118，设备100能够被吹扫，从而能够迫使在使用之后存在于还原剂导管112内的还原剂返回到罐104以及通过喷嘴110喷出。
最后，图1中所描绘的设备100还包括还原剂阀设备124，该还原剂阀设备124在还原剂导管112和返回导管116之间的交叉处的下游定位在还原剂导管112中。因而，还原剂阀设备124被定位成在返回导管116和喷嘴110之间流体连通。优选地，还原剂阀设备124是电控阀，它从车辆的控制单元(未示出)接收控制信号。通过将还原剂阀设备124定位在关闭状态，防止了来自还原剂阀设备124上游的部分还原剂导管112的还原剂到达喷嘴110。通过提高第一空气阀120和返回导管阀设备118的还原剂导管112打开压力中的压力水平，并且同时使还原剂设备123保持关闭，将对布置在第一空气阀设备120和返回导管阀设备118之间的一段还原剂导管112进行吹扫以使还原剂回到罐104。这允许减少在还原剂阀设备124再次打开时将必须被吹出喷嘴的还原剂的总体积。
现在参考图2，其示出用于排气后处理系统的设备的另一示例实施例。现在，将不更详细地描述与上文关于图1描述的那些特征类似的特征。
如图2中所示，第一空气阀设备120在空气导管114和还原剂导管112之间布置在泵单元设备108外部的位置处。由此，第一空气阀设备120布置在泵单元设备108和喷嘴110之间。此外，第一空气阀设备120布置在喷嘴110附近。根据非限制性示例，第一空气阀设备120可被定位成离喷嘴110约110mm。第一空气阀设备120例如也可定位在离喷嘴几毫米至一米的任何位置处。将第一空气阀设备120定位在喷嘴110附近的优点在于：相对小的体积需要被吹扫通过喷嘴110，而大部分体积通过返回导管被吹扫回到罐104。
此外，图2中所描绘的设备100包括位于空气导管114中的第二空气阀设备109。由此，第二空气阀设备109可用于控制到空气导管114的压缩空气的供应。
又进一步，泵单元设备108包括具有泵111和溢流阀113的泵组件107。如上所述，泵111被布置成增加从罐104输送的还原剂的压力水平。溢流阀113优选是减压阀，其被布置成当泵111下游的还原剂导管中的压力水平超过预定阈值极限时处于打开状态。根据非限制性示例，该溢流阀的这种预定极限可以高于大约15巴。该溢流阀处于打开状态时的压力水平优选高于返回导管阀设备118处于打开状态时的压力水平。由此，溢流阀113主要用作安全阀，以降低泵111下游具有过高压力(即，压力峰值)的风险。因而，溢流阀113优选旁通该泵111并且与泵111并联连接。
此外，在图2中描绘的实施例中，返回导管116在泵单元设备108内的位置处连接到还原剂导管112。而且，设备100包括在泵组件107下游的单向阀122。由此，防止了还原剂流入到泵111的出口，即，在泵111的错误方向上流动。
设备100还包括位于还原剂导管112中的泵组件107上游的过滤器和位于空气导管114中的第二空气阀设备109上游的过滤器。这些过滤器在图中由正方形块示出。
现在参考图3，其示出了用于排气后处理系统的设备的又一示例实施例。图3中的实施例与图2中描绘的实施例之间的区别在于：图3中所示的设备还包括位于空气导管114中的空气导管阀126。空气导管阀126优选是电控阀，其连接到车辆的控制单元并由车辆的控制单元控制。空气导管阀126被定位成在第一空气阀设备120和喷嘴110之间流体连通。由此，空气导管阀126能够布置在关闭状态，使得没有压缩空气经由空气导管114被引导到喷嘴110。同时，空气导管阀126上游的空气压力被升高，使得第一空气阀设备120最终将布置在打开状态，从而允许压缩空气被引导到还原剂导管112。由此，压缩空气将迫使还原剂通过返回导管并返回到罐104，因而充分地吹扫设备100。
现在转向图4，其示出了用于排气后处理系统的设备的又一示例实施例。图4中描绘的设备与图3中描绘的设备之间的区别在于：在图4中描绘的实施例中，返回导管116不直接连接到罐104。而是，返回导管116在图4中被布置成经由泵组件107的入口侧115在还原剂导管112和罐104之间流体连通。由此，还原剂的流动能够从返回导管被引导回罐104，而无需任何特殊的返回导管，因而使该设备的复杂性和总成本保持降低。
此外，图4中描绘的实施例可以利用控制在吹扫事件期间返回到所述罐的还原剂的量的装置。这种装置能够构成经由第一空气阀设备120施加吹扫空气压力的预校准持续时间(pre-calibrated duration)，使得在吹扫过程结束时，仅清空还原剂导管112的泵组件107的下游侧，并且还原剂导管112的泵组件入口侧115保持充满还原剂。由此，由于在泵组件107上游不存在气穴，所以当向排气系统输送还原剂时，系统的响应时间缩短。替选地，这样的手段能够包括：处理安装在返回导管阀设备118上游的压力传感器(未示出)的信号，检测在从液体流动经由返回导管阀设备118向空气流动的流动过渡时将形成的小故障(glitch)，并且在这种检测之后停止施加吹扫空气压力。小故障的形成将有效地发生在返回导管阀设备118的开口的流动限制件上，但如果希望如此，则可沿着返回导管116放置额外的流动限制件(未示出)，以在所述限制件上而非返回导管阀设备118上的流动过渡时发生小故障(如果发现这有益于其功能的话)。
最后，参考图5，其示出了控制图1-4中的任一设备中的还原剂流动的方法的流程图的示例实施例。
首先，从罐104向还原剂导管112提供S1还原剂。由此，还原剂能够供应到喷嘴110，并且进一步供应到排气后处理系统102中。而且，当还原剂被提供到还原剂导管112中时，处于第一压力水平P1的压缩空气被提供S2到空气导管114。由此，压缩空气被提供到喷嘴110，以能够产生压缩空气和还原剂的喷雾，并将该喷雾提供到排气后处理系统102中。由此，在图3和4中描绘的实施例中，空气导管阀126处于打开状态。
之后，当不再从所述罐向喷嘴提供还原剂时，即，在停止向还原剂导管112中提供还原剂之后，提供S3处于第二压力水平P2的压缩空气。第二压力水平P2优选高于第一压力水平P1。在第二压力水平P2下，第一空气阀设备120被布置成处于打开状态，以允许压缩空气从空气导管114被引导并进入还原剂导管112中。此外，当提供处于第二压力水平P2的压缩空气时，空气导管阀126可以布置在关闭状态。而且，返回导管阀设备118仍布置在关闭状态。
当之后接收到指示发动机停机的信号(即，指示发动机关闭的信号)时，在第三压力水平P3下提供S4压缩空气，该第三压力水平P3等于或高于第二压力水平P2。当在第三压力水平P3下提供空气时，返回导管阀设备118被布置在打开状态。由此，还原剂能够经由返回导管116被引导回罐104，其中，位于还原剂导管112中的第一空气阀设备120下游的相对少量的还原剂已经在S4中经由喷嘴110被吹扫到排气后处理系统102中。
在该方法的另一可替选步骤中，可以重新打开空气导管阀126，同时不将还原剂供应到还原剂导管112而是将空气压力供应到空气导管114，以便通过压缩空气经由其还原剂开口和压缩空气开口实现对喷嘴110的最终清洁。空气导管阀126的重新打开可以发生在步骤S3或S4之后或期间。
应易于理解，上文结合图1-4的各种实施例中描述的特征能够相互组合。例如，还原剂阀设备124可以与空气导管阀126等一起使用。
此外，尽管图中未描绘出，但替选方案也可以是从该设备移除返回导管和返回导管阀设备。第一空气阀设备120和用于检测还原剂流动的传感器被布置在喷嘴110附近的位置，通常离喷嘴110在1米以上至数毫米以下的范围内，但优选离喷嘴100大约100毫米。通过经由第一空气阀设备120以可控方式将压缩空气输送到还原剂导管来执行吹扫，因而迫使还原剂通过喷嘴110流出。优点在于能够改善该系统的填充控制(fill-up control)，因为用于检测还原剂流动的传感器被移动得更靠近喷嘴。
应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员应意识到，可以在所附权利要求的范围内进行许多修改和变型。

Claims (15)

1.一种用于排气后处理系统(102)的设备(100)，所述设备包括：
罐(104)，所述罐(104)用于储存还原剂(106)；
泵单元设备(108)，所述泵单元设备(108)布置在所述罐下游并且与所述罐流体连通；
喷嘴(110)，所述喷嘴(110)被布置成将还原剂流喷射到所述排气后处理系统(102)中，所述喷嘴布置在所述罐下游并且通过还原剂导管(112)、经由所述泵单元设备而与所述罐流体连通；
空气导管(114)，所述空气导管(114)被布置成与所述喷嘴(110)流体连通，以将压缩空气输送到所述喷嘴；以及
返回导管(116)，所述返回导管(116)被流体连通地布置在所述还原剂导管和所述罐之间，所述返回导管包括返回导管阀设备(118)，其中，所述空气导管(114)被布置成与所述还原剂导管(112)流体连通，以通过将来自所述空气导管的压缩空气提供给所述还原剂导管而经由所述返回导管阀设备(118)以可控方式将还原剂输送到所述罐。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述返回导管阀设备能够在第一状态和第二状态之间被控制，在所述第一状态下，还原剂被阻止流回到所述罐中，在所述第二状态下，所述还原剂导管中的位于所述喷嘴上游的还原剂的至少一部分被引导到所述罐，其中，当所述返回导管阀设备上游的所述返回导管中的压力水平超过预定阈值极限时，所述返回导管阀设备能够被控制以从所述第一状态切换到所述第二状态。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述泵单元设备(108)包括在所述还原剂导管(112)中的泵组件(107)，所述泵组件包括泵(111)和溢流阀(113)，其中，所述溢流阀与所述泵并联连接。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述返回导管阀设备(118)和所述溢流阀是相应的压力控制减压阀，其中，所述返回导管阀设备(118)被布置成在比所述溢流阀处于打开状态时的压力水平低的压力水平下处于打开状态。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，还包括第一空气阀设备(120)，所述空气导管(114)被布置成经由所述第一空气阀设备(120)与所述还原剂导管(112)流体连通。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，还包括在所述返回导管和所述喷嘴之间布置在所述还原剂导管(112)中的电控还原剂阀设备(124)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，还包括布置在所述空气导管(114)中的空气导管阀(126)。
8.根据权利要求5和7所述的设备，其中，所述空气导管阀(126)位于所述第一空气阀设备(120)和所述喷嘴之间。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述返回导管被布置成经由所述还原剂导管(112)的泵单元入口侧(128)与所述罐流体连通。
10.一种控制用于发动机的排气后处理系统的设备中的还原剂流动的方法，所述设备包括：罐(104)；还原剂导管(112)，所述还原剂导管(112)连接到喷嘴(110)，以将还原剂输送到所述排气后处理系统；空气导管(114)，所述空气导管(114)被布置成与所述喷嘴(110)流体连通，以将压缩空气输送到所述喷嘴；第一空气阀设备(120)，所述第一空气阀设备被布置成在所述空气导管(114)和所述还原剂导管(112)之间流体连通；以及返回导管(116)，所述返回导管(116)被布置成与所述还原剂导管(112)和所述罐(104)流体连通，所述返回导管包括压力控制返回导管阀设备(118)，用于将还原剂以可控方式输送到所述罐，所述方法包括以下步骤：
-将来自所述罐的还原剂提供(S1)到所述还原剂导管中；
-当还原剂被提供到所述还原剂导管中时，将压缩空气提供(S2)到所述空气导管，所述压缩空气是在第一压力水平下被提供的；
-在停止将还原剂提供到所述还原剂导管中之后，提供(S3)处于第二压力水平的压缩空气，其中，所述第二压力水平高于所述第一压力水平；以及
-当接收到指示发动机停止的信号时，提供(S4)处于第三压力水平的压缩空气，所述第三压力水平等于或高于所述第二压力水平。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一空气阀设备被布置成在所述第二压力水平下处于打开状态，并且所述返回导管阀设备被布置成在所述第三压力水平下处于打开状态。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，空气导管阀设备(126)在所述喷嘴上游定位在所述空气导管(114)中；
其中，所述方法进一步包括以下步骤：
-当提供处于比所述第一压力水平高的压力水平的压缩空气时，将所述空气导管阀设备(126)定位在关闭状态。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤：
-将所述空气导管阀设备(126)定位在打开状态，用于在至少对应于所述第一压力水平的压力水平下将压缩空气提供到所述喷嘴。
14.根据权利要求10-13中的任一项所述的方法，其中，还原剂阀设备(124)在所述返回导管和所述喷嘴之间布置在所述还原剂导管(112)中，所述方法进一步包括以下步骤：
-当提供处于比所述第一压力水平高的压力水平的压缩空气时，至少在施加比所述第一压力水平高的空气压力时的时间中的一部分时间上，将所述还原剂阀设备(124)定位在关闭状态。
15.一种车辆，其包括内燃发动机和布置在所述内燃发动机下游的排气后处理系统，其中，所述车辆还包括根据权利要求1-9中的任一项所述的设备，所述设备被布置成将还原剂经由所述喷嘴提供到所述排气后处理系统。
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