DE102019202877A1

DE102019202877A1 - Reduktionsmittelzuführbaugruppen mit mehreren Dosierbaugruppen und einer einzigen Pumpe

Info

Publication number: DE102019202877A1
Application number: DE102019202877.2A
Authority: DE
Inventors: Tyler Kent Lorenz; Colin L. NORRIS; Taren DeHart; Tony L. Bowden
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US20190277175A1; US10753254B2; US11215100B2; US20200347766A1

Abstract

Eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe zur Zuführung eines Reduktionsmittels in ein Nachbehandlungssystem umfasst eine Pumpenbaugruppe, einschließlich einer Pumpe. Eine erste Dosierbaugruppe ist fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt. Eine zweite Dosierbaugruppe ist fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe gekoppelt. Die Pumpe ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Nachbehandlungssysteme zur Verwendung mit Verbrennungsmotoren (IC-Motoren) .
HINTERGRUND
Abgas-Nachbehandlungssysteme werden zur Aufnahme und Behandlung des von IC-Motoren erzeugten Abgases verwendet. Allgemein schließen Abgas-Nachbehandlungssysteme eine beliebige Anzahl mehrerer unterschiedlicher Komponenten zum Reduzieren des Anteils an schädlichen Abgasemissionen im Abgas ein. Beispielsweise schließen bestimmte Abgas-Nachbehandlungssysteme für dieselbetriebene Verbrennungsmotoren ein selektives katalytisches Reduktionskatalysatorsystem (SCR) zur Umwandlung von NOx (NO und N02 in geringfügigem Anteil) in harmloses Stickstoffgas (N2) und Wasserdampf (H20)bei Vorliegen von Ammoniak (NH3) ein. Im Allgemeinen wird in solchen Nachbehandlungssystemen ein Abgasreduktionsmittel (z. B. ein Diesel-Abgasfluid wie Harnstoff) in das SCR-System eingespritzt, um eine Ammoniakquelle bereitzustellen, und mit dem Abgas gemischt, um die NOx-Gase teilweise zu reduzieren. Die Nebenprodukte der Reduzierung des Abgases werden dann fließend an den Katalysator geleitet, der in das SCR-System eingebaut ist, um im Wesentlichen alle NOx-Gase in relativ harmlose Nebenprodukte zu zerlegen, die aus dem Nachbehandlungssystem ausgestoßen werden.
Ein Abgasreduktionsmittel wird üblicherweise dem SCR-System als Ammoniakquelle zugeführt, um die Reduktion von Bestandteilen wie NOx-Gasen des Abgases (z.B. eines Diesel-Abgases) durch den Katalysator, der im SCR-System eingeschlossen ist, zu erleichtern. Reduktionsmittelzuführbaugruppen, die Pumpen, Ventile, Fluidverbindungsleitungen, Öffnungen, Düsen, Überdruckventil, Umgehungsventile und/oder andere Fluidverbindungseinrichtungen einschließen können, werden häufig zur gesteuerten Zuführung des Reduktionsmittels in das Nachbehandlungssystem, zum Beispiel das SCR-System des Nachbehandlungssystems, verwendet.
Einige Nachbehandlungssysteme sind fluidleitend mit Großmotoren gekoppelt, zum Beispiel mit leistungsstarken (HHP) Motoren, die eine große Menge an Abgas erzeugen. Solche Nachbehandlungssysteme benötigen oft eine große Menge an Reduktionsmittel, um die Bestandteile des durch die Großmotoren erzeugten Abgases effizient zu reduzieren. Um den hohen Reduktionsmittelbedarf zu decken, kann das Reduktionsmittel an einer Vielzahl von Stellen im Nachbehandlungssystem eingesetzt werden, beispielsweise über eine Vielzahl von Injektoren, die an verschiedenen Stellen auf oder stromaufwärts eines im Nachbehandlungssystem eingeschlossenen SCR-Systems positioniert sind. Herkömmliche Reduktionsmittelzuführbaugruppen, die verwendet werden, um das Reduktionsmittel für solche Nachbehandlungssysteme bereitzustellen, schließen im Allgemeinen eine Vielzahl von Pumpen ein, von denen jede für die Bereitstellung des Reduktionsmittels an einer bestimmten Stelle oder ansonsten einen Injektor des SCR-Systems bestimmt ist. Dies erhöht die Herstellungs- und Wartungskosten sowie den Energiebedarf und den Platzbedarf, den solche Reduktionsmittelzuführbaugruppen einnehmen.
KURZFASSUNG
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zur Zuführung eines Reduktionsmittels an mehrere Stellen eines Nachbehandlungssystems unter Verwendung einer einzigen Pumpe und insbesondere auf eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe, die eine Vielzahl von Reduktionsmitteldosierbaugruppen einschließt, die fluidleitend mit einer Pumpe in Reihe damit gekoppelt sind, sodass die Pumpe das Reduktionsmittel an jede der Dosierbaugruppen mit dem gleichem Druck überträgt.
In einem ersten Satz von Ausführungsformen umfasst eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe zur Zuführung eines Reduktionsmittels in ein Nachbehandlungssystem eine Pumpenbaugruppe mit einer Pumpe. Eine erste Dosierbaugruppe ist fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt. Eine zweite Dosierbaugruppe ist fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe gekoppelt. Die Pumpe ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist.
In einem weiteren Satz von Ausführungsformen umfasst ein Nachbehandlungssystem, das konfiguriert ist, um Bestandteile eines von einem Motor erzeugten Abgases zu zerlegen, ein SCR-System mit einem Katalysator. Eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe ist fluidleitend mit dem SCR-System gekoppelt. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe umfasst eine Pumpenbaugruppe mit einer Pumpe. Eine erste Dosierbaugruppe ist fluidleitend mit der Pumpe und mit dem SCR-System an einer ersten Stelle davon gekoppelt. Eine zweite Dosierbaugruppe ist fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe und mit dem SCR-System an einer zweiten Stelle davon gekoppelt. Die Pumpe ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist.
In noch einem weiteren Satz von Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zur Zuführung eines Reduktionsmittels an eine Vielzahl von Stellen in einem Nachbehandlungssystem das Bereitstellen einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe umfasst eine Pumpenbaugruppe mit einer Pumpe, eine erste mit der Pumpe fluidleitend gekoppelte Dosierbaugruppe und eine zweite Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe gekoppelt ist. Die Pumpe wird aktiviert, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist. Ein Reduktionsmittelauslassdruck stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe wird bestimmt. Ein Pumpenbetriebsparameter der Pumpe wird basierend auf dem Reduktionsmittelauslassdruck eingestellt.
Es sei klargestellt, dass alle Kombinationen der vorstehenden Konzepte und weiterer Konzepte, die nachfolgend eingehender erörtert werden (vorausgesetzt, dass diese Konzepte nicht gegenseitig unvereinbar sind), als Teil des hierin offenbarten, erfindungsgemäßen Gegenstands gedacht sind. Insbesondere sind alle Kombinationen des beanspruchten Gegenstands, die am Ende dieser Offenbarung aufgeführt sind, als Teil des hierin offenbarten, erfindungsgemäßen Gegenstands gedacht.
Figurenliste
Die vorstehenden und weiteren Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche deutlicher, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen sind. Unter der Voraussetzung, dass diese Zeichnungen lediglich mehrere Ausführungen gemäß der Offenbarung darstellen und daher nicht als Einschränkung ihres Schutzbereichs zu betrachten sind, wird die Offenbarung unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen genauer und ausführlicher beschrieben.

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Nachbehandlungssystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Steuerschaltkreises, der die Steuerung einschließen kann, die im Nachbehandlungssystem von 1 gemäß einer Ausführungsform eingeschlossen ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe gemäß einer anderen Ausführungsform.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer in der Reduktionsmittelzuführbaugruppe aus 2 eingeschlossenen Pumpenbaugruppe.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Dosierventils einer Vielzahl von Dosierventilen, die in der Reduktionsmittelzuführbaugruppe von 2 eingeschlossen sind.
6A ist eine schematische Darstellung eines Beispiel-Fluidkreislaufs der Reduktionsmittelzuführbaugruppe von 2, gemäß einer bestimmten Ausführungsform; 6B ist eine schematische Darstellung eines Beispiel-Fluidkreislaufs, der mit der Reduktionsmittelzuführbaugruppe von 2 oder den 9 bis 11 gemäß einer anderen Ausführungsform verwendet werden kann.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe gemäß einer noch weiteren Ausführungsform.
Die 8A bis C sind perspektivische Darstellungen von verschiedenen Reduktionsmittelzuführbaugruppen gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe gemäß einer anderen Ausführungsform.
10 ist eine perspektivische Vorderansicht der Reduktionsmittelzuführbaugruppe von 9, die innerhalb eines Innenvolumens eines Gehäuses gemäß einer bestimmten Ausführungsform positioniert ist.
11 ist eine perspektivische Vorder-Links-Ansicht der Reduktionsmittelzuführbaugruppe von 10.
12 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Zuführung eines Reduktionsmittels an einer Vielzahl von Stellen in einem Nachbehandlungssystem unter Verwendung eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe, die eine erste Dosierbaugruppe und eine zweite Dosierbaugruppe umfasst, die fluidleitend mit einer einzigen Pumpe gemäß einer Ausführungsform gekoppelt sind.
13 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bereitstellung einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe zur Zuführung eines Reduktionsmittels an einer Vielzahl von Stellen in einem Nachbehandlungssystem gemäß einer anderen Ausführungsform.
14 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Rechenvorrichtung, die als die im Nachbehandlungssystem von 1 oder 2 eingeschlossene Steuerung oder jede andere hierin beschriebene Steuerung verwendet werden kann.

In der gesamten, folgenden, ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen kennzeichnen ähnliche Symbole normalerweise ähnliche Komponenten, sofern der Kontext nichts anderes vorgibt. Die veranschaulichenden Ausführungen, die in der ausführlichen Beschreibung, in den Zeichnungen und Ansprüchen beschrieben sind, sind nicht einschränkend gedacht. Andere Ausführungen können genutzt werden, und es können andere Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken oder Schutzbereich des hier vorgestellten Gegenstands abzuweichen. Es wird vorausgesetzt, dass die Aspekte der vorliegenden Offenlegung wie allgemein hier beschrieben und in den Zeichnungen illustriert, in vielen verschiedenen Konfigurierungen angeordnet, ersetzt, kombiniert und konzipiert werden können, die alle ausdrücklich berücksichtigt sind und Teil dieser Offenlegung sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zur Zuführung eines Reduktionsmittels an mehrere Stellen eines Nachbehandlungssystems unter Verwendung einer einzigen Pumpe und insbesondere auf eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe, die eine Vielzahl von Reduktionsmitteldosierbaugruppen einschließt, die fluidleitend mit einer Pumpe in Reihe damit gekoppelt sind, sodass die Pumpe das Reduktionsmittel an jede der Dosierbaugruppen mit dem gleichem Druck überträgt.
Einige Nachbehandlungssysteme sind in fluidleitend mit Großmotoren gekoppelt, zum Beispiel mit HHP-Motoren (z. B. mit einer Kapazität im Bereich von 19 Litern bis 120 Litern oder noch mehr), die eine große Menge an Abgas erzeugen. Solche Nachbehandlungssysteme benötigen oft eine große Menge an Reduktionsmittel, um die Bestandteile des durch den Großmotor erzeugten Abgases effizient zu reduzieren. Um den hohen Reduktionsmittelbedarf zu decken, kann das Reduktionsmittel an einer Vielzahl von Stellen im Nachbehandlungssystem zugeführt werden, beispielsweise über eine Vielzahl von Zuführeinheiten (z.B. Injektoren), die an verschiedenen Stellen auf oder stromaufwärts eines im Nachbehandlungssystem eingeschlossenen SCR-Systems positioniert sind. Zum Beispiel kann das Nachbehandlungssystem eine Vielzahl von SCR-Systemen und/oder eine oder mehrere Zerlegungskammern oder -rohre einschließen, die fluidleitend mit dem einen oder den mehreren SCR-Systemen gekoppelt und konfiguriert sind, um das Abgas dorthin zu liefern.
Herkömmliche Reduktionsmittelzuführbaugruppen zur Bereitstellung des Reduktionsmittels für solche Nachbehandlungssysteme schließen im Allgemeinen eine Vielzahl von Pumpen ein, von denen jede der Bereitstellung von Reduktionsmittel für eine bestimmte Stelle oder ansonsten für einen Injektor des SCR-Systems gewidmet ist. Dies erhöht die Herstellungs- und Wartungskosten sowie den Energiebedarf und den Platzbedarf, den solche Reduktionsmittelzuführbaugruppen einnehmen.
Verschiedene Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können Vorteile bieten, wie beispielsweise: (1) Bereitstellung von unter Druck stehendem Reduktionsmittel bei dem gleichen oder im Wesentlichen gleichen Druck an eine Vielzahl von Dosierventilen unter Verwendung einer einzigen Pumpe; (2) Ermöglichen der modularen Installation von zwei oder mehr Dosierventilen in Reihe mit der Pumpe, wodurch Konstruktionsflexibilität ermöglicht wird; (3) Reduktion der Betriebs- und Wartungskosten durch den Einsatz einer einzigen Pumpe anstelle einer Vielzahl von Pumpen; und (4) Reduktion des Energiebedarfs und des Platzbedarfs.
1 ist eine schematische Darstellung eines Nachbehandlungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Nachbehandlungssystem 100 ist konfiguriert, um ein Abgas (z.B. ein Dieselabgas) aus einem Motor 10 aufzunehmen und die Bestandteile des Abgases wie z.B. NOx-Gase, CO usw. zu reduzieren. Das Nachbehandlungssystem 100 enthält einen Reduktionsmittel-Speichertank 110, eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120, ein SCR-System 150 und eine Steuerung 170.
Der Motor 10 kann einen Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor, einen Benzinmotor, einen Erdgasmotor, einen Biodieselmotor, einen Zweikraftstoffmotor, einen Alkoholmotor, einen E85 oder einen anderen geeigneten Verbrennungsmotor einschließen. Der Motor 10 kann einen HHP-Motor einschließen, der beispielsweise einen Hubraum im Bereich von 19 bis 120 Litern oder noch höher und eine Nennleistung von mehr als 500 PS aufweist.
Der Reduktionsmittel-Speichertank 110 enthält ein Abgasreduktionsmittel, das so formuliert ist, dass es die Reduktion der Bestandteile des Abgases (z.B. NOx-Gase) durch einen im SCR-System 150 eingeschlossenen Katalysator 154 erleichtert. Bei Ausführungsformen, bei denen das Abgas ein Dieselabgas ist, kann das Abgasreduktionsmittel ein Diesel-Emissions-Fluid (DEF) aufweisen, was eine Ammoniakquelle bereitstellt. Geeignete DEFs schließen Harnstoff, eine wässrige Harnstofflösung oder jedes andere DEF ein (z.B. das DEF, das unter dem Handelsnahmen ADBLUE®) erhältlich ist. In bestimmten Ausführungsformen schließt das Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung mit 32,5 Vol.-% Harnstoff und 67,5 % deionisiertem Wasser ein. In anderen Ausführungsformen schließt das Reduktionsmittel wässrige Harnstofflösung mit 40 % Harnstoff und 60 % deionisiertem Wasser ein, oder kann jedes andere Konzentrationsverhältnis von Harnstoff zu deionisiertem Wasser einschließen.
Das SCR-System 150 ist auf Aufnahme und Behandlung des Abgases (z.B. eines Diesel-Abgases) ausgelegt, das durch das SCR-System 150 strömt. Das SCR-System 150 ist fluidleitend mit dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 gekoppelt, um das Reduktionsmittel aus diesem über die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 wie hierin beschrieben aufzunehmen. Das SCR-System 150 schließt ein Gehäuse 152 ein, das einen Einlass 102 zum Aufnehmen des Abgases von einem Motor 10 und einen Auslass 104 zum Ausstoßen von behandeltem Abgas definiert. Obwohl dargestellt, dass ein einziger Einlass 102 eingeschlossen ist, kann das SCR-System 150 in verschiedenen Ausführungsformen eine Vielzahl von Einlässen zum Aufnehmen von Abgas aus dem Motor 10 (z.B. aus einem Abgaskrümmer davon) einschließen. In anderen Ausführungsformen kann das Nachbehandlungssystem 100 mehrere SCR-Systeme 150 einschließen, wobei jedes der Vielzahl von SCR-Systemen 150 so konfiguriert ist, dass es einen Teil des von dem Motor 10 erzeugten Abgases aufnimmt und behandelt. Zum Beispiel kann jedes der Vielzahl von SCR-Systemen 150 dem Aufnehmen und Behandeln von Abgasen aus einer Teilmenge einer Vielzahl von Motorzylindern des Motors 10 gewidmet sein.
Ein erster Sensor 103 kann im Einlass 102 positioniert sein. Der erste Sensor 103 kann beispielsweise einen NOx-Sensor (z. B. einen physischen oder virtuellen NOx-Sensor), einen Sauerstoffsensor, einen Partikelstoffsensor, einen Kohlenmonoxidsensor, einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einen beliebigen anderen Sensor oder eine Kombination davon einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie einen oder mehrere Parameter des Abgases messen. Ferner kann ein zweiter Sensor 105 im Auslass 104 positioniert sein. Der zweite Sensor 105 kann zum Beispiel einen NOx-Sensor, einen Partikelstoffsensor, einen Ammoniakoxidsensor (AMOx), einen Sauerstoffsensor, einen Temperatursensor, einen Drucksensor, jeden anderen Sensor oder eine Kombination davon einschließen.
Das SCR-System 150 schließt mindestens einen Katalysator 154 ein, der innerhalb des durch das Gehäuse 152 gebildeten Innenvolumens positioniert ist. Der Katalysator 154 ist so formuliert, dass Bestandteile des Abgases, beispielsweise im Abgas eingeschlossene NOx-Gase, in Gegenwart eines Reduktionsmittels selektiv reduziert werden. Jeder geeignete Katalysator 154 kann verwendet werden, wie beispielsweise platin-, palladium-, rhodium-, cer-, eisen-, mangan-, kupfer- , vanadiumbasierte Katalysatoren (einschließlich Kombinationen daraus).
Der Katalysator 154 kann auf einem geeigneten Substrat angeordnet sein, wie beispielsweise einem keramischen (z. B. Cordierit) oder metallischen (z. B. Kanthal) Monolithkern, der beispielsweise eine Wabenstruktur aufweisen kann. Ein Washcoat kann ebenfalls als Trägermaterial für den Katalysator 154 verwendet werden. Solche Washcoat-Materialien können beispielsweise Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, jedes andere geeignete Washcoat-Material, oder eine Kombination daraus einschließen. Das Abgas kann derart über und um den Katalysator 154 strömen, dass die im Abgas eingeschlossenen NOx-Gase weiter reduziert werden, sodass ein Abgas entsteht, das im Wesentlichen frei von Kohlenmonoxid und NOx-Gasen ist.
Das Nachbehandlungssystem 100 schließt auch eine erste Zuführeinheit 156a und eine zweite Zuführeinheit 156b ein. Die erste Zuführeinheit 156a ist an einer ersten Stelle am SCR-System 150 positioniert und ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 aufzunehmen, um das Reduktionsmittel an der ersten Stelle zuzuführen. Ferner ist die zweite Zuführeinheit 156b an einer zweiten Position an dem SCR-System 150 positioniert, die sich von der ersten Position unterscheidet, und ist so konfiguriert, dass sie das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 aufnimmt, um das Reduktionsmittel an der zweiten Stelle zuzuführen. In einigen Ausführungsformen können die Zuführeinheiten 156a/b beispielsweise Injektoren oder Dosierlanzen einschließen. Wie in 1 dargestellt, sind die Zuführeinheiten 156a/b an dem Gehäuse 152 des SCR-Systems positioniert. In anderen Ausführungsformen kann der Einlass 102 eine Zerlegungskammer oder -rohr einschließen, um das Reagieren des Reduktionsmittels mit dem Abgas zu ermöglichen. In solchen Ausführungsformen können die Zuführeinheiten 156a/b am Einlass 102 positioniert sein, um das Reduktionsmittel stromaufwärts des SCR-Systems 150 zuzuführen. In anderen Ausführungsformen können die Zuführeinheiten 156a/b am jeweiligen Einlass einer Vielzahl von mit dem SCR-System 150 gekoppelten Einlässen positioniert sein.
Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 ist fluidleitend mit dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 und dem SCR-System 150 gekoppelt und so konfiguriert, dass sie das Reduktionsmittel an das SCR-System 150 aus dem Tank 110 zuführt. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 schließt eine Pumpenbaugruppe 121, eine erste Dosierbaugruppe 140a und eine zweite Dosierbaugruppe 140b ein. In einigen Ausführungsformen ist eine stromaufwärtige Pumpe 112 stromabwärts des Reduktionsmittellagertanks 110 und stromaufwärts der Pumpenbaugruppe 121 positioniert. Die stromaufwärtige Pumpe 112 kann beispielsweise eine Saugpumpe (z.B. eine Membranpumpe oder eine piezoelektrische Pumpe) einschließen, die mit dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 fluidleitend gekoppelt und konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel vom Reduktionsmittel-Speichertank 110 zur Pumpenbaugruppe 121 mit einem vorbestimmten stromaufwärtigen Druck und/oder Durchfluss zu pumpen.
Ein stromaufwärtiger Drucksensor 114 kann stromaufwärts der Pumpenbaugruppe 121 und stromabwärts der stromaufwärtigen Pumpe 112 positioniert sein. Der stromaufwärtige Drucksensor 114 kann so konfiguriert sein, dass er einen Reduktionsmitteldruck stromaufwärts der Pumpenbaugruppe 121 bestimmt und ein stromaufwärtiges Drucksignal erzeugt, das den Reduktionsmitteldruck stromaufwärts der Pumpenbaugruppe 121 anzeigt. Die stromaufwärts angeordnete Pumpe 112 kann konfiguriert werden, um einen Pumpendruck davon einzustellen, um das Reduktionsmittel der Pumpenbaugruppe 121 mit dem vorbestimmten stromaufwärtigen Druck und/oder Durchfluss (z.B. einem Nenneinlasssdruck oder Durchfluss der Pumpenbaugruppe 121) bereitzustellen.
Die Pumpenbaugruppe 121 umfasst eine Pumpe 122, die so strukturiert ist, dass sie das Reduktionsmittel vom Reduktionsmittel-Speichertank 110 aufnimmt und das Reduktionsmittel auf einen Betriebsdruck der Pumpe 122 unter Druck setzt. Die Pumpe 122 ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel mit dem Betriebsdruck jeder der Dosierbaugruppen 140a/b bereitzustellen, sodass die Dosierbaugruppen 140a/b das Reduktionsmittel mit einem vorbestimmten Druck und/oder Durchfluss in das SCR-System 150 zuführen können, oder anderweitig das Reduktionsmittel den Zuführeinheiten 156a/b zur Zuführung in das SCR-System 150 mit dem vorbestimmten Druck und/oder Durchfluss bereitzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Betriebsdruck im Bereich von 0,5 bar bis 10 bar (z. B. 0,5 bar, 1 bar, 2 bar, 4 bar, 6 bar, 8 bar oder 10 bar einschließlich aller Bereiche und Werte dazwischen) liegen. Die Pumpe 122 kann eine geeignete Pumpe, wie beispielsweise eine Zentrifugalpumpe, eine Rotationspumpe, eine Vakuumpumpe, eine Plattenpumpe, eine Membranpumpe oder jede andere geeignete Pumpe, einschließen. In bestimmten Ausführungsformen schließt die Pumpe 122 eine Zahnradpumpe mit fester Verdrängung ein. Eine U/min oder ein Pumpgeschwindigkeit der Pumpe 122, die in der Pumpenbaugruppe 121 eingeschlossen ist, kann so eingestellt werden, dass die Pumpe 122 den Betriebsdruck des Reduktionsmittels, das den Dosierbaugruppen 140a/b zugeführt wird, einstellen kann.
Die erste Dosierbaugruppe 140a ist fluidleitend mit der Pumpe 122 gekoppelt, und die zweite Dosierbaugruppe 140b ist fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe 140a in Reihe mit der Pumpe 122 gekoppelt. Die Pumpe 122 ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b über die erste Dosierbaugruppe 140a zuzuführen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe 140a gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe 140b ist.
Zum Beispiel können eine oder mehrere Fluidverbindungen zwischen der Pumpe 122 und der ersten Dosierbaugruppe 140a und zwischen der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b einen vernachlässigbaren Druckabfall aufweisen (z. B. Hochdrucküberbrückungsrohre einschließen). Dadurch kann das Fluid von der Pumpe 122 zur ersten Dosierbaugruppe 140a und durch diese zur zweiten Dosierbaugruppe 140b mit vernachlässigbarem Druckabfall dazwischen gepumpt werden. Obwohl 1 die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 mit der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b darstellt, können beliebig viele Dosierbaugruppen in Reihe mit der Pumpe 122 verbunden werden (z.B. 2, 3, 4, 5, 6 oder noch mehr).
In bestimmten Ausführungsformen kann ein stromabwärtiger Drucksensor (z.B. der stromabwärtige Drucksensor 223 wie in Bezug auf 6A beschrieben) stromabwärts der Pumpe 122 und stromaufwärts der ersten Dosierbaugruppe 140a positioniert sein. Der stromabwärtige Drucksensor kann konfiguriert sein, um einen stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck zwischen der Pumpe 122 und der ersten Dosierbaugruppe 140a zu messen. Die Pumpe 122 kann konfiguriert sein, um einen Pumpdruck davon basierend auf dem stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck einzustellen, um das Reduktionsmittel der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b mit dem ersten Reduktionsmitteldruck bzw. dem zweiten Reduktionsmitteldruck (d.h. dem gleichen oder etwa dem gleichen Druck) bereitzustellen.
Die erste Dosierbaugruppe 140a, die zweite Dosierbaugruppe 140b und alle anderen Dosierbaugruppen, die in Reihe mit der Pumpe 122 fluidleitend gekoppelt sind (z.B. mit der zweiten Dosierbaugruppe 140b und so weiter), können im Wesentlichen einander ähnlich sein. Mit anderen Worten kann die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 modular sein, was eine Fluidverbindung einer oder mehrerer Dosierbaugruppen in Reihe mit der Pumpe 122 und ein Bereitstellen des Reduktionsmittels mit dem gleichen oder etwa dem gleichen Druck an jede der Dosierbaugruppen (z.B. die Dosierbaugruppen 140a/b) unter Verwendung von nur der Pumpe 122 ermöglicht. Dies führt zu einer signifikanten Senkung der Herstellungs- und Wartungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Reduktionsmittelzuführbaugruppen, die für jede Dosierbaugruppe eine eigene Pumpe verwenden. Ferner erhöht die modulare Konfiguration ermöglicht Flexibilität bei der Erhöhung oder Verringerung der Anzahl der Dosierbaugruppen basierend auf einer Zielanwendung.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die erste Dosierbaugruppe 140a einen ersten Reduktionsmitteleinlass 144a, der fluidleitend mit der Pumpe 122 gekoppelt ist. Ein erster Reduktionsmittelauslass 146a ist fluidleitend mit der ersten Zuführeinheit 156a gekoppelt und konfiguriert, um das Reduktionsmittel mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss dorthin bereitzustellen. Ein erster Reduktionsmittelübertragungsauslass 148a ist fluidleitend mit der zweiten Dosierbaugruppe 140b gekoppelt. Die erste Dosierbaugruppe 140a umfasst auch einen Satz von ersten Dosierventilen 142a/b. Jedes aus dem Satz von ersten Dosierventilen 142a/b ist fluidleitend mit dem ersten Reduktionsmittelauslass 146a gekoppelt und konfiguriert, um selektiv aktiviert zu werden, um das Reduktionsmittel zu dem ersten Reduktionsmittelauslass 146a und damit der ersten Zuführeinheit 156a mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem aktivierten ersten Dosierventil 142a/b zu übertragen. Jedes aus dem Satz von ersten Dosierventilen 142a/b kann ein geeignetes Ventil einschließen, zum Beispiel ein Drosselventil, ein Plattenventil, ein druckaktiviertes Ventil, ein luftaktiviertes Ventil (z. B. einen Luftinjektor) oder ein anderes geeignetes Ventil. In bestimmten Ausführungsformen umfasst jedes des ersten Satzes von Dosierventilen 142a/b ein magnetbetätigtes 2-Wege-Ventil. Obwohl 1 die erste Dosierbaugruppe 140a mit zwei ersten Dosierventilen 142a/b darstellt, kann die erste Dosierbaugruppe 140a in weiteren Ausführungsformen eine beliebige Anzahl von ersten Dosierventilen (z.B. 3, 4, 5, 6 oder noch mehr) aufweisen.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Satz von ersten Dosierventilen 142a/b auch eine Vielzahl von ersten Düsen (z.B. die Düsen 294a/b/c/d, wie in Bezug auf 6A beschrieben). Die Vielzahl der Düsen kann beispielsweise Öffnungen einschließen. Jede der Vielzahl von ersten Düsen kann einem ersten Dosierventil 142a/b entsprechen und kann einen vorbestimmten ersten Düsendurchmesser aufweisen, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass 146a mit dem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem ersten Dosierventil 142a/b, das der entsprechenden ersten Düse zugeordnet ist, bereitzustellen. Mit anderen Worten schließt jedes der ersten Dosierventile 142a/b eine einzige erste Düse (z.B. eine Öffnung) ein, die stromabwärts davon und stromaufwärts des ersten Reduktionsmittelauslasses 146a positioniert ist. Ein erster Düsendurchmesser der ersten Düsen kann sich voneinander unterscheiden (z.B. in einem Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm) und ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel der ersten Zuführeinheit 156a (z.B. Injektor oder Dosierlanze) mit einem bestimmten Druck und Durchfluss basierend auf dem Betriebsdruck des von der Pumpe 122 bereitgestellten Reduktionsmittels und dem ersten Düsendurchmesser bereitzustellen.
Da jedes der ersten Dosierventile 142a/b zwischen dem ersten Reduktionsmitteleinlass 144a und dem ersten Reduktionsmittelauslass 146a positioniert ist, bewirkt das Öffnen eines bestimmten ersten Dosierventils (z.B. des ersten Dosierventils 142a oder 142b), dass das Reduktionsmittel durch das offene erste Dosierventil 142a oder 142b in Richtung des ersten Reduktionsmittelauslasses 146a strömt. Die entsprechende Düse, die stromabwärts des offenen ersten Dosierventils 142a oder 142b positioniert ist, stellt dann das Reduktionsmittel der ersten Zuführeinheit 156a mit dem vorbestimmten Druck und Durchfluss bereit, die der ersten Düse entsprechen, die dem offenen ersten Dosierventil 142a oder 142b zugeordnet ist. Auf diese Weise kann das Reduktionsmittel der ersten Zuführeinheit 156a mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss durch selektives Öffnen des ersten Dosierventils 142a oder 142b oder eines anderen ersten Dosierventils, das in der ersten Dosierbaugruppe 140a eingeschlossen sein kann, bereitgestellt werden.
In einigen Ausführungsformen kann die zweite Dosierbaugruppe 140b einen zweiten Reduktionsmitteleinlass 144b umfassen, der mit dem ersten Reduktionsmittelübertragungsauslass 148a der ersten Dosierbaugruppe 140a fluidleitend gekoppelt ist, und einen zweiten Reduktionsmittelauslass 146b, der fluidleitend mit der zweiten Zuführeinheit 156b gekoppelt ist. Die zweite Dosierbaugruppe 140b umfasst auch einen Satz von zweiten Dosierventilen 142c/d, die im Wesentlichen dem Satz von ersten Dosierventilen 142a/b ähnlich sein können. Jeder der Satz von zweiten Dosierventilen 142c/d ist fluidleitend mit dem zweiten Reduktionsmittelauslass 146b gekoppelt und so konfiguriert, dass er selektiv aktiviert wird, um das Reduktionsmittel zu dem zweiten Reduktionsmittelauslass 146b und daraus zu der zweiten Zuführeinheit 156b mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem aktivierten zweiten Dosierventil 142c/d zu übertragen, wie in Bezug auf die erste Dosierbaugruppe 140a beschrieben. Ferner kann der Satz von zweiten Dosierventilen 142c/d eine Vielzahl von zweiten Düsen umfassen. Jede der Vielzahl von zweiten Düsen kann einem zweiten Dosierventil 142c/d entsprechen und einen vorbestimmten zweiten Düsendurchmesser aufweisen, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem zweiten Reduktionsmittelauslass 146b, und dadurch der zweiten Zuführeinheit 156b mit dem vorbestimmten Druck und Durchfluss, die dem zweiten Dosierventil 142c/d entsprechen, das der entsprechenden zweiten Düse zugeordnet ist, bereitzustellen, wie vorstehend in Bezug auf die erste Dosierbaugruppe 140a beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben, können die erste Dosierbaugruppe 140a und die zweite Dosierbaugruppe 140b im Wesentlichen ähnlich zueinander sein. Zum Beispiel kann die zweite Dosierbaugruppe 140b auch einen zweiten Reduktionsmittelübertragungsauslass aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er mit einer dritten Dosierbaugruppe gekoppelt ist, die der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b in Reihe mit der Pumpe 122 im Wesentlichen ähnlich sein kann. In solchen Konfigurationen kann die Pumpe 122 konfiguriert sein, um das Reduktionsmittel der dritten Dosierbaugruppe durch die zweite Dosierbaugruppe 140b mit einem dritten Reduktionsmitteldruck bereitzustellen, der gleich dem ersten Reduktionsmitteldruck und dem zweiten Reduktionsmitteldruck ist. Wie in 1 dargestellt, schließt die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 nur die erste Dosierbaugruppe 140a die zweite Dosierbaugruppe 140b ein. In solchen Anordnungen kann der zweite Reduktionsmittelauslass 146b der zweiten Dosierbaugruppe 140b verschlossen oder mit einer Kappe versehen werden, oder die zweite Dosierbaugruppe 140b kann eine abschließende Dosierbaugruppe einschließen, die so strukturiert ist, dass sie den Reduktionsmittelübertragungsauslass ausschließt.
In einigen Ausführungsformen kann die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 auch eine Vielzahl von Reduktionsmittelauslassdrucksensoren umfassen. Zum Beispiel ist, wie in 1 dargestellt, ein erster Reduktionsmittelauslassdrucksensor 147a stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe 140a positioniert, und ein Drucksensor 147b des zweiten Reduktionsmittelauslasses 146b ist stromabwärts der zweiten Dosierbaugruppe 140b positioniert. Die Reduktionsmittelauslassdrucksensoren 147a/b können so konfiguriert sein, dass sie einen Reduktionsmittelauslassdruck des Reduktionsmittels stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe 140a bzw. der zweiten Dosierbaugruppe 140b messen. Ferner kann die Pumpe 122 konfiguriert sein, um einen Pumpdruck davon basierend auf dem Reduktionsmittelauslassdruck stromabwärts der ersten Dosierventile 142a/b und der zweiten Dosierventile 142c/d einzustellen. Zum Beispiel kann ein Mittelwert oder ein gewichteter Mittelwert der von den Reduktionsmittelauslassdrucksensoren 147a/b gemessenen Reduktionsmittelauslassdrücke verwendet werden, um einen Betriebsparameter (z.B. eine U/min) der Pumpe 122 einzustellen, um den Pumpdruck davon einzustellen, beispielsweise um die Abgabe des Reduktionsmittels an die erste Zuführeinheit 156a und die zweite Zuführeinheit 156b mit einem Solldruck und Solldurchfluss zu ermöglichen.
In anderen Ausführungsformen kann jede der ersten Zuführeinheit 156a und der zweiten Zuführeinheit 156b eine höhere Präzision oder Genauigkeit bei der Zuführung des Reduktionsmittels in das SCR-System 150 erfordern. In solchen Ausführungsformen kann die Pumpe 122 den Pumpdruck basierend auf dem Sollreduktionsmitteldruck und/oder dem Solldurchfluss an der Zuführeinheit (z.B. die Zuführeinheiten 156a/b), die die höhere Genauigkeit erfordern, einstellen. In bestimmten Ausführungsformen kann auch eine Druckluftquelle (z. B. die Druckluftquelle 290, wie in Bezug auf 6A beschriebe) mit der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 und/oder den Zuführeinheiten 156a/b fluidleitend gekoppelt sein. Die Druckluftquelle kann einen Lufttank oder ein rückgeführtes Abgas einschließen. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 kann auch einen Mischer oder Mixer einschließen, der konfiguriert ist, um die Luft mit dem Reduktionsmittel zu mischen, das an die Zuführeinheiten 156a/b übertragen wird, um eine luftunterstützte Reduktionsmittelzufuhr in das SCR-System 150 bereitzustellen.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Nachbehandlungssystem 100 auch eine Steuerung 170. Die Steuerung 170 ist kommunikativ mit dem Reduktionsmittelzuführbauteil 120 gekoppelt. Insbesondere ist die Steuerung 170 kommunikativ mit jeder der Pumpe 122, der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b gekoppelt. Die Steuerung 170 ist konfiguriert, um die erste Dosierbaugruppe 140a und die zweite Dosierbaugruppe 140b selektiv zu aktivieren, um das Reduktionsmittel an das SCR-System 150 über die erste Zuführeinheit 156a a, die an der ersten Stelle positioniert ist, und über die zweite Zuführeinheit 156b, die an der zweiten Stelle bzw. des SCR-Systems 150 positioniert ist, zu übertragen. 2 ist ein schematisches Blockschaubild einer Ausführungsform einer Steuerschaltlogik 171, der die Steuerung 170 umfassen kann. Die Steuerung 170 schließt einen Prozessor 172, einen Speicher 174 oder ein anderes computerlesbares Medium, einen Sensor 176 und einen Sendeempfänger 178 ein. Es wird darauf hingewiesen, dass der Steuerschaltkreis 171 nur eine Ausführungsform eines Steuerschaltkreises zeigt und auch jede andere Steuerung verwendet werden kann, die in der Lage ist, die hierin beschriebenen Aufgaben auszuführen (z. B. die Rechenvorrichtung 930).
Der Prozessor 172 kann einen Mikroprozessor, einen speicherprogrammierbaren Steuerchip (PLC), einen ASIC-Chip oder einen anderen geeigneten Prozessor umfassen. Der Prozessor 172 kommuniziert mit dem Speicher 174 und ist konfiguriert, um Anweisungen, Algorithmen, Befehle oder sonstige im Speicher 174 hinterlegte Programme auszuführen.
Der Speicher 174 schließt alle hier besprochenen Speicher- bzw. Speicherplatzkomponenten ein. Beispielsweise kann der Speicher 174 RAM und/oder den Cache des Prozessors 172 einschließen. Der Speicher 174 kann auch ein oder mehrere Speichergeräte einschließen (z.B. Festplatten, Flashlaufwerke, computerlesbare Medien usw.), welche entweder lokal oder entfernt von der Steuerung 170 angeordnet sind. Der Speicher 174 ist so konfiguriert, dass er Nachschlagetabellen, Algorithmen oder Anweisungen speichert.
Zum Beispiel schließt der Speicher 174 eine Druckbestimmungsschaltlogik 174a, eine Pumpensteuerschaltlogik 174b und eine Ventilsteuerschaltlogik 174c ein. Die Druckbestimmungsschaltlogik 174a kann konfiguriert sein, um ein stromaufwärtiges Drucksignal vom stromaufwärtigen Drucksensor 114 zu empfangen und den stromaufwärtigen Reduktionsmitteldruck daraus zu bestimmen. Die Druckbestimmungsschaltlogik 174a kann auch konfiguriert sein, um ein stromabwärtiges Drucksignal (z.B. vom in 6A dargestellten stromabwärtigen Drucksensor 223) zu empfangen und den stromabwärtigen Reduktionsstoffdruck daraus zu bestimmen. Ferner kann die Druckbestimmungsschaltlogik 174a konfiguriert sein, um Reduktionsmittelauslassdrucksignale von den Reduktionsmittelauslassdrucksensoren 147a/b zu empfangen und die Reduktionsmittelauslassdrücke entsprechend der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b daraus zu bestimmen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Sensor 176 konfiguriert sein, um die verschiedenen Drucksignale (z.B. einen Strom oder eine Spannung) zu erfassen und Informationen, die dem verschiedenen Drucksignal entsprechen, an die Druckbestimmungsschaltlogik 174a zu übertragen.
Die Pumpensteuerschaltlogik 174b ist konfiguriert, um einen Betriebsparameter der Pumpe 122 zu aktivieren und/oder einzustellen, beispielsweise um einen Pumpdruck davon basierend auf dem stromaufwärtigen Reduktionsmitteldruck, dem stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck und/oder dem durch die Druckbestimmungsschaltlogik 174a bestimmten Reduktionsmittelauslassdruck zu steuern. Zum Beispiel kann die Pumpensteuerschaltlogik 174b ein Pumpensignal erzeugen, das konfiguriert ist, um einen Pumpdruck der Pumpe 122 (z.B. durch Einstellen einer U/min davon) basierend auf dem stromaufwärtigen Reduktionsmitteldruck und/oder dem stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck einzustellen, um das Reduktionsmittel der ersten Dosierbaugruppe 140a und der zweiten Dosierbaugruppe 140b mit dem ersten Reduktionsmitteldruck bzw. dem zweiten Reduktionsmitteldruck bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen kann die Pumpensteuerschaltlogik 174b konfiguriert sein, um einen Pumpdruck der Pumpe 122 basierend auf den Reduktionsmittelauslassdrücken einzustellen, um das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass 146a und dem zweiten Reduktionsmittelauslass 146b mit einem entsprechenden vorbestimmten Reduktionsmitteldruck und Durchfluss bereitzustellen (z.B. basierend auf einem Solldruck und/oder Solldurchfluss an den Zuführeinheiten 156a/b).
Die Ventilsteuerungsschaltlogik 174c ist konfiguriert, selektiv das erste Dosierventil 142a/b oder das zweite Dosierventil 142c/d zu aktivieren, um das Reduktionsmittel an die Zuführeinheiten 156a/b mit einem Solldruck und/oder Solldurchfluss zu übertragen. Zum Beispiel kann die Ventilsteuerschaltlogik 174c konfiguriert sein, um einen Solldruck und einen Solldurchfluss des Reduktionsmittels am ersten Reduktionsmittelauslass 146a zu bestimmen und selektiv ein entsprechendes erstes Dosierventil 142a/b zu aktivieren, das so strukturiert ist, dass es das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass 146a bei dem Solldruck und dem Solldurchfluss bereitstellt. In ähnlicher Weise kann die Ventilsteuerschaltlogik 174c auch konfiguriert sein, um einen Solldruck und einen Solldurchfluss des Reduktionsmittels am zweiten Reduktionsmittelauslass 146b zu bestimmen und selektiv ein entsprechendes zweites Dosierventil 142c/d zu aktivieren, das so strukturiert ist, dass es das Reduktionsmittel dem zweiten Reduktionsmittelauslass 146b bei dem Solldruck und dem Solldurchfluss bereitstellt.
Wie hierin vorstehend beschrieben, kann das Nachbehandlungssystem 100 den ersten Sensor 103, den zweiten Sensor 105 oder andere Sensoren wie beispielsweise Temperatursensoren, Drucksensoren, NOx-Sensoren, Sauerstoffsensoren, Ammoniaksensoren und/oder andere Sensoren einschließen. Die Steuerung 170 kann kommunikativ mit einem oder mehreren solcher Sensoren gekoppelt sein, um Signale von einem oder mehreren dieser Sensoren zu empfangen und zu interpretieren. Die Steuerung 170 kann die Informationen von einem oder mehreren dieser Sensoren verwenden, um die Durchflussbedingungen des Abgases zu bestimmen, beispielsweise um den Solldruck und/oder Solldurchfluss an den Zuführeinheiten 156a/b zu bestimmen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 170 auch konfiguriert sein, um Daten vom Motor 10 zu empfangen und auszuwerten, um einen oder mehrere Motorbetriebsparameter (z.B. Motordrehzahl, Drehmoment, Temperatur, Verdichtungsverhältnis, Klopfen usw.) zu bestimmen. Die Steuerung 170 kann den einen oder die mehreren Motorbetriebsparameter verwenden, um den Solldruck und/oder die Solldurchflüsse des Reduktionsmittels an den Zuführeinheiten 156a/b zu bestimmen.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 gemäß einer anderen Ausführungsform. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 kann mit dem Nachbehandlungssystem 100 oder in jedem anderen hierin beschriebenen Nachbehandlungssystem verwendet werden. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 umfasst eine Pumpenbaugruppe 221 und eine Vielzahl von Dosierbaugruppen 240, die fluidleitend in Reihe mit der Pumpenbaugruppe 221 gekoppelt sind.
4 ist eine perspektivische Ansicht der Pumpenbaugruppe 221. Die Pumpenbaugruppe 221 umfasst eine Pumpe 222, die so strukturiert ist, dass sie das Reduktionsmittel aus einem in 6A dargestellten Reduktionsmittel-Speichertank 210 empfängt und das Reduktionsmittel auf einen Betriebsdruck der Pumpe 222 unter Druck setzt. Die Pumpe 222 ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel mit dem Betriebsdruck jeder der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 bereitzustellen, sodass die Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 das Reduktionsmittel mit einem vorbestimmten Druck und/oder Durchfluss in ein SCR-System (z.B. das SCR-System 150) einführen kann. Die Pumpe 222 kann eine geeignete Pumpe wie beispielsweise eine Zentrifugalpumpe, eine Rotationspumpe, eine Vakuumpumpe, eine Plattenpumpe, eine Membranpumpe oder jede andere geeignete Pumpe einschließen. In bestimmten Ausführungsformen schließt die Pumpe 222 eine Zahnradpumpe mit fester Verdrängung ein. Eine U/min oder Pumpgeschwindigkeit der Pumpe 222, die in der Pumpenbaugruppe 221 eingeschlossen ist, kann so eingestellt werden, dass die Pumpe 222 den Betriebsdruck des Reduktionsmittels, das der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 bereitgestellt wird, einstellen kann, sodass ein Reduktionsmitteldruck in jeder der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 derselbe ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Pumpe 222 eine umkehrbare Pumpe sein, die konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel zu der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 oder davon weg zu pumpen (z.B. um einen Druck darin aufrechtzuerhalten).
Eine Montageplatte 224 ist mit einem Körper oder sonstigem Gehäuse der Pumpe 222 gekoppelt. Ein Paar Montagearme 224a erstreckt sich von der Montageplatte 224 senkrecht dazu in eine Richtung weg von der Pumpe 222. Eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen 225 ist auf jedem der Montagearme 224a bereitgestellt. Eine Montageklammer 226 ist zwischen dem Paar von Montagearmen 224a positioniert und mit dieser über die Vielzahl von Verbindungsöffnungen 225 gekoppelt, beispielsweise über Verbindungselemente (z.B. Schrauben, Bolzen, Nieten usw.), die durch die Vielzahl von Verbindungsöffnungen 225 eingeführt sind. In einer anderen Ausführungsform kann die Montageklammer 226 mit den Montagearmen 224a unter Verwendung eines beliebigen anderen geeigneten Verbindungsmechanismus(z. B. Schnapp- oder Reibmechanismus, Schweißen, thermisches Verbinden usw.) gekoppelt sein. Eine Vielzahl von Montageöffnungen 227 ist in der zweiten Montageklammer 226 ausgebildet. Die Vielzahl der Montageöffnungen 227 kann Durchgangslöcher einschließen, die senkrecht zu dem Paar von Montagearmen 224a positioniert und konfiguriert sind, um die Pumpenbaugruppe 221 auf einer entsprechenden Montagekonstruktion zu montieren, zum Beispiel eine entsprechende Montagekonstruktion, die in einem Gehäuse vorgesehen ist, welches die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 enthält.
Die Pumpenbaugruppe 221 schließt auch einen Pumpenverteiler 230 ein, der ein Innenvolumen definiert, innerhalb dessen verschiedene Komponenten der Pumpenbaugruppe 221 positioniert sind, wie hierin beschrieben. Wie in den 3 bis 4 dargestellt, hat der Pumpenverteiler 230 einen rechteckigen Querschnitt. In anderen Ausführungsformen kann der Pumpenverteiler 230 eine beliebige Form oder Größe aufweisen, z. B. quadratisch, rund, oval, polygonal oder eine andere geeignete Form oder Größe. Der Pumpenverteiler 230 kann aus einem beliebigen, geeigneten Material gebildet sein, zum Beispiel aus Metallen, Kunststoffen oder Polymeren.
Die Pumpenbaugruppe 221 umfasst einen Pumpeneinlass 232, der in dem Pumpenverteiler 230 positioniert und konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittel-Speichertank 210 aufzunehmen. Die Pumpenbaugruppe 221 umfasst auch einen Pumpenauslass 234, der im Pumpenverteiler 230 positioniert ist. Der Pumpenauslass 234 umfasst ein Rundrohr, das sich aus dem Pumpenverteiler 230 weg von der Montageklammer 226 erstreckt. Der Pumpenauslass 234 ist konfiguriert, um mit einem Reduktionsmitteleinlass 244 (dargestellt in 5) einer entsprechenden Dosierbaugruppe 240 aus der Vielzahl der Dosierbaugruppen 240 fluidleitend gekoppelt zu werden, z.B. durch Zuführung dorthin. Ein Dichtungselement 235 (z. B. ein O-Ring oder eine Dichtung) ist um den Pumpenauslass 234 positioniert. Das Dichtungselement 235 kann konfiguriert sein, um die Verbindung zwischen dem Pumpenauslass 234 und dem Reduktionsmitteleinlass 244 fluidleitend abzudichten, z.B. wenn der Pumpenauslass 234 in den Reduktionsmitteleinlass 244 eingeführt wird. Ein Pumpenverteilerverbindungsbund 236 ist auf dem Pumpenverteiler 230 in der Nähe des Pumpenauslasses 234 positioniert und ist konfiguriert, um mit einem Dosierverteiler 241 (dargestellt in 5) der entsprechenden Dosierbaugruppe 240 gekoppelt zu werden.
Die Pumpenbaugruppe 221 umfasst auch einen Umgehungsauslass 238, der konfiguriert ist, um mit dem Reduktionsmittel-Speichertank 210 fluidleitend gekoppelt zu sein. Ein Umgehungsventil 239 ist betriebsmäßig mit dem Umgehungsauslass 238 gekoppelt. Das Umgehungsventil 239 ist konfiguriert, um sich selektiv zu aktivieren, um den Reduktionsmitteldurchfluss weg vom Pumpenauslass 234 und hin zum Reduktionsmittel-Speichertank 210 über den Umgehungsauslass 238 umzuleiten, beispielsweise um einen Reduktionsmitteldruck in der Pumpe 222 und/oder der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 zu reduzieren. Auf diese Weise bieten das Umgehungsventil 239 und der Umgehungsauslass 238 einen Überdruckschutz, indem sie dem unter Druck stehende Reduktionsmittel ermöglichen, die Dosierbaugruppen 240 zu umgehen, beispielsweise wenn der Reduktionsmitteldruck einen vorbestimmten Reduktionsmitteldruckschwellenwert erreicht oder überschreitet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Umgehungsventil 239 beim Anlassen der Pumpe 222 und/oder einer Saugpumpe (z.B. der in 6A dargestellten Saugpumpe 212), die stromaufwärts der Pumpe 222 positioniert ist, unterstützen, indem es beispielsweise ermöglicht, dass in den Förder- oder Rücklaufleitungen eingeschlossene Luft (z.B. bei Aktivierung der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220) aus dem Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 in einen Reduktionsmittel-Speichertank (z.B. den in 6A dargestellten Reduktionsmittel-Speichertank 210) austritt. Ferner kann das Umgehungsventil 239 es dem Reduktionsmittel ermöglichen, zurück in den Reduktionsmittel-Speichertank 210 zu fließen, wobei Drosselöffnungen oder düsen ungehindert umgangen werden.
Die Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 sind fluidleitend mit der Pumpe 222 in Reihe damit gekoppelt. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Dosierbaugruppe 240 aus der Vielzahl der Dosierbaugruppen 240, die mit der Pumpe 222 gekoppelt ist. Jede der Dosierbaugruppen 240 ist im Wesentlichen ähnlich zueinander. Obwohl 3 die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 mit vier Dosierbaugruppen 240 darstellt, kann die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 in anderen Ausführungsformen eine beliebige Anzahl von Dosierbaugruppen 240, zum Beispiel 2, 3, 4 oder sogar mehr, einschließen, die in Reihe mit der Pumpenbaugruppe 221 fluidleitend gekoppelt sind.
Die Dosierbaugruppe 240 umfasst einen Dosierverteiler 241, der ein Innenvolumen definiert, innerhalb dessen verschiedene Komponenten der Dosierbaugruppe 240, wie hierin beschrieben, positioniert sind. Wie in den 3 und 5. dargestellt, hat der Dosierverteiler 241 einen rechteckigen Querschnitt. In anderen Ausführungsformen kann der Dosierverteiler 241 eine beliebige Form oder Größe aufweisen, z. B. quadratisch, rund, oval, polygonal oder eine andere geeignete Form oder Größe. Der Dosierverteiler 241 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, zum Beispiel aus Metallen, Kunststoffen oder Polymeren. In bestimmten Ausführungsformen kann der Dosierverteiler 241 in seiner Größe und Form dem Pumpenverteiler 230 im Wesentlichen ähnlich sein. Eine Vielzahl von Dosierbaugruppenmontageöffnungen 243 kann an einer Seitenwand des Dosierverteilers 241 definiert und so strukturiert sein, dass sie die Montage der Dosierbaugruppe 240 (z.B. über Schrauben, Nieten, Bolzen usw.) an einer Montagekonstruktion oder einer Seitenwand eines Gehäuses der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 ermöglicht.
Die Dosierbaugruppe 240 umfasst einen Reduktionsmitteleinlass 244, der so strukturiert ist, dass er mit dem Pumpenauslass 234 gekoppelt werden kann, und einen Reduktionsmittelauslass 246. Ein Reduktionsmittelauslassdrucksensor 247 ist betriebsmäßig mit dem Reduktionsmittelauslass 246 gekoppelt und konfiguriert, um einen Reduktionsmittelauslassdruck am Reduktionsmittelauslass 246 zu messen. Die Dosierbaugruppe 240 umfasst auch einen Reduktionsmittelübertragungsauslass 248, der ein Rundrohr umfasst, das sich aus dem Dosierverteiler 241 weg vom Reduktionsmitteleinlass 244 erstreckt. Der Reduktionsmittelübertragungsauslass 248 ist konfiguriert, um mit einem Reduktionsmitteleinlass 244 eines entsprechenden Dosierventils 242a/b/c/d aus der Vielzahl der Dosierventile 242a/b/c/d fluidleitend gekoppelt zu sein, z.B. durch Einführung darin.
Ein Dichtungselement 249 (z. B. ein O-Ring oder eine Dichtung) ist um den Reduktionsmittelübertragungsauslass 248 positioniert. Das Dichtungselement 249 kann konfiguriert sein, um die Verbindung zwischen dem Reduktionsmittelübertragungsauslass 248 und dem Reduktionsmitteleinlass 244 der entsprechenden Dosierbaugruppe 240 fluidleitend abzudichten. Ein Dosierverteilerverbindungsbund 262 ist auf dem Dosierverteiler 241 in der Nähe des Reduktionsmittelübertragungsauslasses 248 positioniert und konfiguriert, um mit einem Dosierverteiler 241 einer entsprechenden Dosierbaugruppe 240 gekoppelt zu werden, zum Beispiel über eine Vielzahl von darin ausgebildeten Dosierbundverbindungsöffnungen 264. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Reduktionsmittelübertragungsauslass 248 im Wesentlichen ähnlich dem Pumpenauslass 234 sein, und der Dosierverteilerverbindungsbund 262 kann im Wesentlichen ähnlich dem Pumpenverteilerverbindungsbund 236 sein. Dies ermöglicht Flexibilität bei der Montage der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 sowie Modularität beim Verbinden oder Trennen einer oder mehrerer Dosierbaugruppen 240 mit bzw. von der Pumpenbaugruppe 221.
Die Pumpe 222 ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel jeder der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 bereitzustellen, sodass der Reduktionsmitteldruck in jeder der Dosierbaugruppen 240 gleich oder etwa gleich ist. Zum Beispiel können eine oder mehrere Fluidverbindungen zwischen der Pumpe 222 und jeder der Dosierbaugruppen 240 einen vernachlässigbaren Druckabfall aufweisen. Dadurch kann das Reduktionsmittel von der Pumpe 222 zu jeder der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 mit vernachlässigbarem Druckabfall dazwischen gepumpt werden.
Die Dosierbaugruppe 240 umfasst auch einen Satz von Dosierventilen 242 einschließlich eines ersten Dosierventils 242a, eines zweiten Dosierventils 242b, eines dritten Dosierventils 242c und eines vierten Dosierventils 242d. Jedes aus dem Satz von Dosierventilen 242a/b/c/d kann ein geeignetes Ventil einschließen, zum Beispiel ein Drosselventil, ein Plattenventil, ein druckaktiviertes Ventil, ein luftaktiviertes Ventil (z. B. ein Luftinjektor) oder ein anderes geeignetes Ventil. In bestimmten Ausführungsformen umfasst jedes des Satzes von Dosierventilen 242a/b/c/d ein magnetbetätigtes 2-Zustandsventil. Der Satz von Dosierventilen 242a/b/c/d ist über einen Ventilrückhaltebund 241 auf dem Dosierverteiler 266 befestigt. Der Ventilrückhaltebund 266 definiert die Rückhaltebundmontageöffnungen 267, die konfiguriert sind, um die Verbindung des Ventilrückhaltebunds 266 mit dem Dosierverteiler 241 über Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben, Bolzen, Nieten usw., zu ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Nachgiebigkeitselement (z.B. eine Tellerfeder, eine Schraubenfeder, eine Spulenfeder, ein Gummistreifen, einen Schaumstoffstreifen usw.) zwischen den Verbindungselementen und dem Ventilrückhaltebund 266 und/oder zwischen dem Ventilrückhaltebund 266 und dem Dosierverteiler 241 positioniert sein. Das Nachgiebigkeitselement kann konfiguriert sein, um eine freitragende Bewegung des Ventilrückhaltebunds 266 zu ermöglichen, sodass sich der Satz von Dosierventilen axial in Bezug auf den Dosierverteiler 241 bewegen kann, beispielsweise um eine Ausdehnung oder Kontraktion der Dosierbaugruppe 240 aufgrund von Temperaturänderungen oder eine Ausdehnung des Reduktionsmittels aufgrund von Gefrieren bei niedrigen Umgebungstemperaturen aufzunehmen. Jedes aus dem Satz von Dosierventilen 242a/b/c/d ist fluidleitend mit dem Reduktionsmittelauslass 246 gekoppelt und konfiguriert, um selektiv aktiviert zu werden, um das Reduktionsmittel zu dem Reduktionsmittelauslass 246 mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem aktivierten Dosierventil 242a/b/c/d zu übertragen.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Satz von Dosierventilen 242a/b/c/d auch eine Vielzahl von Düsen, zum Beispiel eine erste Düse 294a, eine zweite Düse 294b, eine dritte Düse 294c und eine vierte Düse 294d, die stromabwärts des ersten Dosierventils 242a, des zweiten Dosierventils 242b, des dritten Dosierventils 242c und des vierten Dosierventils 242d positioniert ist, wie in Bezug auf 6A beschrieben.
6A ist eine schematische Darstellung eines Fluidkreislaufs zum Bereitstellen von Reduktionsmittel für ein SCR-System eines Nachbehandlungssystems (z.B. das im Nachbehandlungssystem 100 eingeschlossene SCR-System 150), welches die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 gemäß einer bestimmten Ausführungsform einschließt. Der Fluidkreislauf schließt den Reduktionsmittel-Speichertank 210 ein, der ein Volumen des Reduktionsmittels(z. B. ein Dieselabgasfluid) sammelt. Ein Tankfilter 211 kann in dem Reduktionsmittel-Speichertank 210 positioniert sein, zum Beispiel an einem Einlass einer Reduktionsmittelförderleitung 213, die fluidleitend mit dem Reduktionsmittel-Speichertank 210 gekoppelt ist. Der Tankfilter 211 kann konfiguriert sein, um Reduktionsmittelablagerungen oder -kristalle oder Verunreinigungen (z.B. Staub, Schmutz usw.) vom Eintritt in die Reduktionsmittelförderleitung 213 zu filtern.
Eine stromaufwärtige Pumpe 212 ist in der Reduktionsmittelförderleitung 213 positioniert und konfiguriert, um das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittel-Speichertank 210 zu der stromabwärts davon positionierten Pumpe 222 zu pumpen. Die stromaufwärtige Pumpe 212 kann eine Saugpumpe umfassen. Ein Reduktionsmittelfilter 215 ist in der Reduktionsmittelförderleitung 213 stromabwärts der stromaufwärtigen Pumpe 212 und der stromaufwärtigen Seite der Pumpe 222 positioniert. Der Reduktionsmittelfilter 215 kann konfiguriert sein, um Reduktionsmittelablagerungen oder Verunreinigungen aus dem Reduktionsmittel zu filtern, und kann auch eine Umgehungsschaltung einschließen, um beispielsweise zumindest einen Teil des Reduktionsmittels darin rückzuführen (z.B. um einen übermäßigen Druckaufbau des Reduktionsmittels zu verhindern).
Die Pumpe 222 ist stromabwärts des Reduktionsmittelfilters 215 positioniert. Ein Harnstoffqualitätssensor 216, ein Temperatursensor 218 und ein stromaufwärtiger Drucksensor 214 sind stromaufwärts der Pumpe 222 positioniert. Der Harnstoffqualitätssensor 216 ist konfiguriert, um einen Prozentsatz von Harnstoff in dem Reduktionsmittel zu messen (z. B. eine wässrige Harnstofflösung). Der Temperatursensor 218 ist konfiguriert, um eine Temperatur des an die Pumpe 222 übertragenen Reduktionsmittels zu messen. Ferner ist der stromaufwärtige Drucksensor 214 konfiguriert, um einen stromaufwärtigen Reduktionsmitteldruck stromaufwärts der Pumpe 222 zu messen. Die stromaufwärtige Pumpe 212 kann konfiguriert sein, um einen Pumpdruck davon basierend auf dem stromaufwärtigen Reduktionsmitteldruck einzustellen, um das Reduktionsmittel der Pumpe 222 bei einem vorbestimmten stromaufwärtigen Reduktionsmitteldruck und/oder Durchfluss (z.B. ein Nenneinlassdruck oder Durchfluss der Pumpe 222) bereitzustellen.
Ein stromabwärtiger Drucksensor 223 ist stromabwärts der Pumpe 222 positioniert und konfiguriert, um einen Reduktionsmitteldruck stromabwärts davon zu messen. Die Pumpe 222 kann konfiguriert sein, um einen Pumpdruck davon basierend auf dem stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck einzustellen, um das Reduktionsmittel der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 bei einem vorbestimmten Reduktionsmitteldruck und/oder Durchfluss bereitzustellen. Das Umgehungsventil 239 ist betriebsmäßig mit dem Umgehungsauslass 238 gekoppelt. Das Umgehungsventil 239 ist konfiguriert, um sich selektiv zu aktivieren, um den Reduktionsmitteldurchfluss weg vom Pumpenauslass 234 und hin zum Reduktionsmittel-Speichertank 210 über den Umgehungsauslass 238 umzuleiten, beispielsweise um einen Reduktionsmitteldruck in der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 zu reduzieren, wie hierin vorstehend beschrieben.
Die Pumpe 222 ist fluidleitend mit der Dosierbaugruppe 240 gekoppelt. Die Dosierbaugruppe 240 umfasst einen Dosierverteiler 241 und den Satz von Dosierventilen 242a/b/c/d. Obwohl 6A die Pumpe 222 mit nur einer Dosierbaugruppe 240 gekoppelt darstellt, kann die Pumpe 222 fluidleitend mit einer Vielzahl von Dosierbaugruppen in Reihe damit gekoppelt werden, wie zuvor hierin beschrieben. Die Vielzahl der Dosierbaugruppen kann ähnlich wie in Bezug auf die Dosierbaugruppe 240 beschrieben betrieben werden. Die erste Düse 294a, die zweite Düse 294b, die dritte Düse 294c und die vierte Düse 294d sind stromabwärts des ersten Dosierventils 242a, des zweiten Dosierventils 242b, des dritten Dosierventils 242c bzw. des vierten Dosierventils 242d positioniert. Jede der Düsen 294a/b/c/d kann einen vorbestimmten Düsendurchmesser aufweisen, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem Reduktionsmittelauslass 246 der Dosierbaugruppe 240 und daraus einer Zuführeinheit (z.B. der Zuführeinheit 156a oder 156b) mit dem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend den Düsen 294a/b/c/d bereitzustellen. Die Düsendurchmesser der einzelnen Düsen 294a/b/c/d können sich voneinander unterscheiden (z.B. in einem Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm) und sind konfiguriert, um das Reduktionsmittel der entsprechenden Zuführeinheit (z.B. Injektor oder Dosierlanze) mit einem bestimmten Druck und Durchfluss basierend auf dem Betriebsdruck des von der Pumpe 222 bereitgestellten Reduktionsmittels und dem entsprechenden Düsendurchmesser bereitzustellen. In bestimmten Ausführungsformen kann die erste Düse 294a einen Düsendurchmesser von 0,7 mm aufweisen, die zweite Düse 294b kann einen Düsendurchmesser von 0,5 mm aufweisen, die dritte Düse 294c kann einen Düsendurchmesser von 0,3 mm aufweisen und die vierte Düse 294d kann einen Düsendurchmesser von 1,0 mm aufweisen.
Ein Reduktionsmittelauslassdrucksensor 247 und ein Reduktionsmittelauslasstemperatursensor 261 sind stromabwärts der Düsen 294a/b/c/d positioniert. Der Reduktionsmittelauslassdrucksensor 247 kann konfiguriert sein, um einen Reduktionsmittelauslassdruck des Reduktionsmittels stromabwärts der Düsen 294a/b/c/d zu messen. Die Pumpe 222 kann konfiguriert sein, um einen Pumpdruck davon basierend auf dem Reduktionsmittelauslassdruck stromabwärts der Düsen 294a/b/c/d einzustellen, um beispielsweise die Abgabe des Reduktionsmittels zur Zuführeinheit mit einem Solldruck und/oder Solldurchfluss zu ermöglichen. Ferner kann der Reduktionsmittelauslasstemperatursensor 261 konfiguriert sein, um eine Temperatur des Reduktionsmittels stromabwärts des Reduktionsmittelauslasses 246 zu messen.
Eine Druckluftquelle 290 kann auch mit dem Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 gekoppelt sein und so konfiguriert sein, dass sie Druckluft zum Mischen mit dem Reduktionsmittel bereitstellt und luftunterstützte Abgabe des Reduktionsmittels bereitstellt. Ein Druckluftsteuerventil 292 kann stromabwärts der Druckluftquelle positioniert und konfiguriert sein, um eine mit dem Reduktionsmittel gemischte Luftmenge zu steuern. Die Druckluftquelle 290 kann einen Lufttank oder ein rückgeführtes Abgas einschließen. In einigen Ausführungsformen kann ein Nachbehandlungssystem (z.B. das Nachbehandlungssystem 100), einschließlich der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220, einen Turbolader einschließen. In solchen Ausführungsformen kann die Druckluft aus einer Turbine des Turboladers und/oder einem Verdichtereinlass eines Verdichters des Turboladers entnommen werden. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 kann auch einen Mischer oder Mixer einschließen, der konfiguriert ist, um die Luft mit dem Reduktionsmittel zu mischen, das an die Zuführeinheit übertragen wird, um eine luftunterstützte Reduktionsmittelzufuhr in das SCR-System (z.B. das SCR-System 150) bereitzustellen.
6B ist eine schematische Darstellung eines Fluidkreislaufs, der die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 gemäß einer bestimmten Ausführungsform einschließen kann. Obwohl mit Bezug auf das 220 Reduktionsmittelzuführbaugruppe beschrieben, kann der Fluidkreislauf jede andere hierin beschriebene Reduktionsmittelzuführbaugruppe einschließen (z.B. die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 der 9 bis 11). Der Fluidkreislauf von 6B ist im Wesentlichen dem Fluidkreislauf von 6A ähnlich, mit Ausnahme der folgenden Unterschiede.
Der in 6B dargestellte Fluidkreislauf schließt das in 6A dargestellte Umgehungsventil 239 nicht ein. Stattdessen ist eine Reduktionsmittelrücklaufleitung 231 fluidleitend mit der Reduktionsmittelförderleitung 213 stromaufwärts der Pumpe 222 gekoppelt. Im Betrieb arbeitet die Saugpumpe 212 mit einer konstanten Durchflussrate, die immer größer ist als die Durchflussrate, die von der Pumpe 222 zur Zuführung des Reduktionsmittels in die Dosierbaugruppe 240 benötigt wird. Ein erster Teil des Reduktionsmittels, der von der Saugpumpe 212 durch die Reduktionsmittelförderleitung 213 gepumpt wird, wird von der Pumpe 222 aufgenommen. Die Pumpe 222 setzt den ersten Teil des Reduktionsmittels unter Druck und pumpt es zur Dosierbaugruppe 240 (oder einer Vielzahl von Dosierbaugruppen) und daraus zur Zuführeinheit. Ein zweiter Teil des Reduktionsmittels wird über die Reduktionsmittelrücklaufleitung 231 in den Reduktionsmittel-Speichertank 210 zurückgeführt. Da der zweite Teil des Reduktionsmittels immer in den Reduktionsmittel-Speichertank 210 zurückgeführt wird, kann das Umgehungsventil 239 ausgeschlossen werden, wodurch die Komplexität reduziert und gleichzeitig der Schutz vor Überdruckbeaufschlagung der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220 gewährleistet wird.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe 320 gemäß einer anderen Ausführungsform. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 320 schließt ein Gehäuse 380 ein, das ein Innenvolumen 381 definiert, innerhalb dessen die Komponenten der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 320 positioniert sind. Das Gehäuse 380 umfasst eine Vielzahl von Gehäusehalterungen 382 zur Befestigung des Gehäuses 380 an einer Montagekonstruktion (z.B. einem Motorchassis oder einem Nachbehandlungssystemchassis). Eine Vielzahl von Schwingungsisolatoren 383 kann zwischen den Gehäusehalterungen 382 und der Montagekonstruktion positioniert werden, um eine Menge an Schwingungen zu begrenzen, die auf die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 320 übertragen werden. Ein oder mehrere Relais 384 (z.B. Halbleiterrelais) können auch im Innenvolumen 381 positioniert werden. In einer bestimmten Ausführungsform können die Relais 384 Heizvorrichtungen einschließen, die konfiguriert sind, um das Innenvolumen 381 oder das Reduktionsmittel, das in die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 320 übertragen wird, zu erhitzen.
Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 320 umfasst auch eine erste Pumpe 322a und eine zweite Pumpe 322b, die innerhalb des Innenvolumens 381 positioniert sind. Eine erste Dosierbaugruppe 340a der ersten Pumpe ist mit der ersten Pumpe 322a fluidleitend gekoppelt, und eine zweite Dosierbaugruppe 340b der ersten Pumpe ist mit der ersten Dosierbaugruppe 340a der ersten Pumpe in Serie mit der ersten Pumpe 322a fluidleitend gekoppelt. Die erste Dosierbaugruppe 340a der ersten Pumpe kann für die Abgabe des Reduktionsmittels mit geringer Genauigkeit zu einer ersten Zuführeinheit konfiguriert werden, und die zweite Dosierbaugruppe 340b der ersten Pumpe kann für die Abgabe des Reduktionsmittels mit geringer Genauigkeit zu einer zweiten Zuführeinheit konfiguriert werden. Wie hierin verwendet, kann der Begriff „Genauigkeit“, wie er in Verbindung mit der Abgabe des Reduktionsmittels verwendet wird, bedeuten, wie genau die entsprechende Dosierbaugruppe in der Lage ist, einen Solldruck und/oder -durchfluss des Reduktionsmittels an eine Zuführeinheit anzupassen. Zum Beispiel kann eine für die Abgabe des Reduktionsmittels mit hoher Genauigkeit konfigurierte Dosierbaugruppe in der Lage sein, das Reduktionsmittel mit einem Druck und/oder Durchfluss bereitzustellen, der innerhalb von + 1 % eines Solldrucks oder Solldurchflusses an einer entsprechenden Zuführeinheit liegt. In ähnlicher Weise kann eine für die Abgabe mit geringer Genauigkeit konfigurierte Dosierbaugruppe das Reduktionsmittel bei einem Druck und/oder Durchfluss bereitstellen, der innerhalb von + 10 % eines Solldrucks oder Solldurchflusses an einer entsprechenden Zuführeinheit liegt.
Eine erste Dosierbaugruppe 340c der zweiten Pumpe ist fluidleitend mit der zweiten Pumpe 322b gekoppelt und für eine Abgabe des Reduktionsmittels mit hoher Genauigkeit zu der ersten Zuführeinheit oder der zweiten Zuführeinheit konfiguriert. Die erste Pumpe 322a und die zweite Pumpe 322b können auf einer im Gehäuse vorgesehenen Montagekonstruktion 386 montiert werden. Die Pumpen 322a/b und die Dosierbaugruppen 340a/b/c können im Wesentlichen der Pumpe 122 oder 222 und der Dosierbaugruppe 140a/b bzw. 240 ähnlich sein und werden daher hier nicht im Detail beschrieben. Eine erste Steuerung 370a ist kommunikativ mit der ersten Pumpe 322a und den Dosierbaugruppen 340a/b gekoppelt und konfiguriert, um deren Betrieb zu steuern. Ferner ist eine zweite Steuerung 370b kommunikativ mit der zweiten Pumpe 322b und der Dosierbaugruppe 340c gekoppelt und konfiguriert, um einen Betrieb davon zu steuern. Die Steuerungen 370a/b können im Wesentlichen der Steuerung 170, der Steuerschaltlogik 171 oder einer anderen hierin beschriebenen Steuerung ähnlich sein. Wie in 7 dargestellt, stellt das Innenvolumen 381 einen erheblichen Leerraum um die Pumpen 322a/b und die Dosierbaugruppen 340a/b/c bereit. Der Leerraum kann dazu dienen, eine Luftregulierung und -isolierung von dem Hochtemperaturabgas bereitzustellen, das durch ein Nachbehandlungssystem (z. B. das Nachbehandlungssystem 100) strömt, welches die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 320 einschließt.
8A bis C zeigen perspektivische Darstellungen von Reduktionsmittelzuführbaugruppen gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 8A ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe 420 gemäß einer bestimmten Ausführungsform. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 420 umfasst ein Gehäuse 480, das ein Innenvolumen definiert, in dem ein Katalysator 422 positioniert ist. Eine Dosierbaugruppe 440 ist fluidleitend mit der Pumpe 422 gekoppelt. Eine Steuerung 270 ist kommunikativ mit der Pumpe 422 und der Dosierbaugruppe 440 gekoppelt und konfiguriert, um einen Betrieb davon zu steuern. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 420 ist für die Abgabe des Reduktionsmittels mit hoher Genauigkeit zu einer Zuführeinheit konfiguriert.
8B ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe 520 gemäß einer anderen Ausführungsform. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 520 umfasst ein Gehäuse 580, das ein Innenvolumen definiert, in dem ein Katalysator 522 positioniert ist. Eine erste Dosierbaugruppe 540a ist fluidleitend mit der Pumpe 522 gekoppelt, und eine zweite Dosierbaugruppe 540b ist fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe 540a in Reihe mit der Pumpe 522 gekoppelt. Eine Steuerung 570 ist kommunikativ mit der Pumpe 522 und den Dosierbaugruppen 540a/b gekoppelt und konfiguriert, um einen Betrieb davon zu steuern. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 520 ist für die Abgabe des Reduktionsmittels mit geringer Genauigkeit zu einer ersten Zuführeinheit über die erste Dosierbaugruppe 540a und einer zweiten Zuführeinheit über die zweite Dosierbaugruppe 540b konfiguriert.
8C ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe 620 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 620 umfasst ein Gehäuse 680, das ein Innenvolumen definiert, innerhalb dessen eine erste Pumpe 622a und eine zweite Pumpe 622b positioniert sind. Eine erste Dosierbaugruppe 640a ist fluidleitend mit der ersten Pumpe 622a gekoppelt, und eine zweite Dosierbaugruppe 640b ist fluidleitend mit der zweiten Pumpe 622b gekoppelt. Eine erste Steuerung 670a ist kommunikativ mit der ersten Pumpe 622a und der ersten Dosierbaugruppe 640 gekoppelt und konfiguriert, um einen Betrieb davon zu steuern. Ferner ist eine zweite Steuerung 670b kommunikativ mit der zweiten Pumpe 622b und der zweiten Dosierbaugruppe 640b gekoppelt und konfiguriert, um einen Betrieb davon zu steuern. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 620 ist für die Abgabe des Reduktionsmittels mit hoher Genauigkeit zu einer ersten Zuführeinheit über die erste Dosierbaugruppe 640a und einer zweiten Zuführeinheit über die zweite Dosierbaugruppe 640b konfiguriert. Somit bieten die verschiedenen hierin beschriebenen Reduktionsmittelzuführbaugruppen Flexibilität bei der Anpassung der Reduktionsmittelzuführbaugruppen an eine bestimmte Reduktionsmittelzuführanwendung.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 kann mit dem Nachbehandlungssystem 100 oder in jedem anderen hierin beschriebenen Nachbehandlungssystem verwendet werden. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 umfasst eine erste Pumpenbaugruppe 1021a mit einer ersten Dosierbaugruppe 1040a, die fluidleitend damit gekoppelt ist, und eine zweite Pumpenbaugruppe 1021b mit einer zweiten Dosierbaugruppe 1040b, die fluidleitend damit gekoppelt ist. Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 kann mit dem Fluidkreislauf von 6A, 6B oder jedem anderen hierin beschriebenen Fluidkreislauf verwendet werden.
Die erste Pumpenbaugruppe 1022a umfasst eine Pumpe 1022a, die so strukturiert ist, dass sie das Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmittel-Speichertank (z.B. dem Reduktionsmittel-Speichertank 110 oder 210) empfängt und das Reduktionsmittel auf einen Betriebsdruck der Pumpe 1022a unter Druck setzt. Eine erste Montageplatte 1024a ist mit einem Körper oder ansonsten einem Gehäuse der Pumpe 1022a gekoppelt und ist so strukturiert, dass sie die Pumpenbaugruppe 1021a auf einer entsprechenden Montagekonstruktion montiert. Die zweite Pumpenbaugruppe 1022b ist im Wesentlichen ähnlich der ersten Pumpenbaugruppe 1022a und schließt eine zweite Pumpe 1022b und eine damit gekoppelte zweite Montageplatte 1024b ein. Die Pumpen 1022a/b sind konfiguriert, um das Reduktionsmittel mit dem Betriebsdruck den Dosierbaugruppen 1040a/b bereitzustellen, sodass die Dosierbaugruppen 1040a/ das Reduktionsmittel mit einem vorbestimmten Druck und/oder Durchfluss in ein SCR-System (z.B. das SCR-System 150) zuführen können.
Die Pumpen 1022a/b können geeignete Pumpen, wie beispielsweise eine Zentrifugalpumpe, eine Rotationspumpe, eine Vakuumpumpe, eine Plattenpumpe, eine Membranpumpe oder jede andere geeignete Pumpe, einschließen. In bestimmten Ausführungsformen können die Pumpen 1022a/b eine Zahnradpumpe mit fester Verdrängung einschließen. Eine U/min oder eine Pumpgeschwindigkeit der Pumpen 1022a/b, die in der Pumpenbaugruppe 221 eingeschlossen ist, kann so eingestellt werden, dass die Pumpen 1022a/b den Betriebsdruck des Reduktionsmittels, das den Dosierbaugruppen 1040a/b zugeführt wird, einstellen können. In verschiedenen Ausführungsformen können die Pumpen 1022a/b eine umkehrbare Pumpe einschließen, die konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel zu den jeweiligen Dosierbaugruppen 1040a/b oder davon weg zu pumpen (z.B. um einen Druck darin aufrechtzuerhalten).
Die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 schließt einen Verteiler 1030 ein, der ein Innenvolumen definiert, innerhalb dessen verschiedene Komponenten der Pumpenbaugruppen 1021a/b und der Dosierbaugruppen 1040a/b positioniert sind, wie hierin beschrieben. Die Verwendung von nur einem Verteiler 1030 zur Aufnahme der verschiedenen Komponenten der Pumpenbaugruppen 1021a/b und der Dosierbaugruppen 1040a/b kann die Handhabung der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 erleichtern, den Platzbedarf reduzieren sowie die Installation der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 erleichtern. Ein Temperatursensor 1044 kann innerhalb des Verteilers 1030 positioniert und konfiguriert sein, um eine Temperatur des Innenvolumens des Verteilers 1030 und/oder eine Temperatur des Reduktionsmittels zu messen, das durch die Pumpenbaugruppen 1021a/b und die Dosierbaugruppen 1040a/b strömt. Eine Heizvorrichtung 1092 kann auch innerhalb des Verteilers 1030 positioniert und konfiguriert sein, um beispielsweise eine Temperatur des durch den Verteiler 1030 definierten Innenvolumens aufrechtzuerhalten.
Ein Pumpeneinlass 1032 ist fluidleitend mit jeder der Pumpen 1022a/b gekoppelt. Der Pumpeneinlass 1032 ist durch eine erste Seitenwand 1031 des Pumpenverteilers 1030 so positioniert, dass mindestens ein Teil des Pumpeneinlasses 1032 innerhalb des Verteilers 1030 positioniert ist. Der Pumpeneinlass 1032 ist konfiguriert, um das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittel-Speichertank aufzunehmen und das Reduktionsmittel an jede der Pumpen 1022a/b zu übertragen. Ein Reduktionsmittelrücklaufauslass 1038 ist fluidleitend mit dem Rücklaufeinlass 1032 gekoppelt. Der Reduktionsmittelrücklaufauslass 1038 ist innerhalb des Verteilers 1030 positioniert und so strukturiert, dass er einen Teil des Reduktionsmittels zurück an den Reduktionsmittel-Speichertank überträgt.
Die erste Dosierbaugruppe 1040a ist fluidleitend mit der ersten Pumpe1022a gekoppelt, und eine zweite Dosierbaugruppe 1040b ist fluidleitend mit der zweiten Pumpe 1022b gekoppelt. Die erste Dosierbaugruppe 1040a schließt einen Satz von ersten Dosierventilen 1042a ein, die konfiguriert sind, um das Reduktionsmittel mit einem ersten Druck und/oder Durchfluss einer ersten Zuführeinheit (z.B. der ersten Zuführeinheit 156a) bereitzustellen. Ferner umfasst die zweite Dosierbaugruppe 1040b einen Satz von zweiten Dosierventilen 1042b, die konfiguriert sind, um das Reduktionsmittel mit einem zweiten Druck und/oder Durchfluss einer zweiten Zuführeinheit (z. B. der zweiten Zuführeinheit 156b) bereitzustellen. Die erste Dosierbaugruppe 1040a und die zweite Dosierbaugruppe 1040b können im Wesentlichen ähnlich zueinander sein.
Jedes aus dem Satz von Dosierventilen 1042a/b kann ein geeignetes Ventil einschließen, zum Beispiel ein Drosselventil, ein Plattenventil, ein druckaktiviertes Ventil, ein luftaktiviertes Ventil (z. B. ein Luftinjektor) oder ein anderes geeignetes Ventil. In bestimmten Ausführungsformen umfasst jedes des Satzes von Dosierventilen 1042a/b/c/d ein magnetbetätigtes 2-Zustandsventil. Der Satz von Dosierventilen 1042a/b kann am Verteiler 1030 über einen Ventilrückhaltebund 1066a/b montiert werden, z.B. mittels Schrauben, Bolzen, Nieten usw. In einigen Ausführungsformen kann ein Nachgiebigkeitselement (z.B. eine Tellerfeder, eine Schraubenfeder, eine Spulenfeder, ein Gummistreifen, einen Schaumstoffstreifen usw.) zwischen den Ventilrückhaltebund 1066a/b und dem Verteiler 1030 positioniert sein. Das Nachgiebigkeitselement kann konfiguriert sein, um eine ausladende Bewegung des Ventilrückhaltebunds 1066a/b zu ermöglichen, sodass sich der Satz von Dosierventilen 1042a/b axial in Bezug auf den Verteiler 1030 bewegen kann, beispielsweise um eine Ausdehnung oder Kontraktion der Dosierbaugruppen 1040a/b aufgrund von Temperaturänderungen oder eine Ausdehnung des Reduktionsmittels aufgrund von Gefrieren bei niedrigen Umgebungstemperaturen aufzunehmen. Ferner kann jeder aus dem Satz von Dosierventilen 1042a/b eine Düse oder Öffnung einschließen, die konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss bereitzustellen, die dem aktivierten Dosierventil 1042a/b entsprechen.
Die erste Dosierbaugruppe 1040a umfasst einen ersten Reduktionsmittelauslass 1046a, der innerhalb des Verteilers 1030 positioniert ist und aus dem Verteiler 1030 durch die erste Seitenwand 1031 herausführt. Ferner umfasst die zweite Dosierbaugruppe 1040b einen zweiten Reduktionsmittelauslass 1046b, der ebenfalls innerhalb des Verteilers 1030 positioniert ist und durch die erste Seitenwand 1031 herausführt. Die Positionierung jedes der Pumpeneinlässe 1032, des Reduktionsmittelrücklaufauslasses 1038 und der Reduktionsmittelauslässe 1046a/b durch die erste Seitenwand 1031 ermöglicht es, alle Fluidverbindungen auf einer Seite der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 zu positionieren, was den Platzbedarf oder andernfalls den von dem Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 belegten Platz reduzieren kann. Ferner kann jede der Dosierbaugruppen 1040a/b einen ersten Verbinder 1039a/b einschließen, der konfiguriert ist, um einen ersten Drucksensor zum Messen eines Reduktionsmitteleinlassdrucks aufzunehmen. Die Dosierbaugruppen 1040a/b schließen auch einen zweiten Verbinder 1047a/b ein, der konfiguriert ist, um einen zweiten Drucksensor zum Messen eines Drucks des Reduktionsmittels aufzunehmen, das an die erste Zuführeinheit bzw. die zweite Zuführeinheit abgegeben wird.
Somit können die erste Pumpenbaugruppe 1021a und die erste Dosierbaugruppe 1040a konfiguriert sein, um das Reduktionsmittel mit hoher Genauigkeit für die erste Zuführeinheit bereitzustellen, und die zweite Pumpenbaugruppe 1021b und die zweite Dosierbaugruppe 1040b können konfiguriert sein, um das Reduktionsmittel mit hoher Genauigkeit für die zweite Zuführeinheit unabhängig voneinander bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen kann die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 nur die erste Pumpenbaugruppe 1021a (oder nur die zweite Pumpenbaugruppe 1021b) einschließen. Die erste Dosierbaugruppe 1040a kann fluidleitend mit der ersten Pumpe 1022a gekoppelt sein, und die zweite Dosierbaugruppe 1040b kann fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe 1040a in Reihe mit der ersten Pumpe 1022a gekoppelt sein. In solchen Ausführungsformen kann die Reduktionsmittelzuführbaugruppe den Verteiler 1030 und verschiedene Komponenten der ersten Pumpenbaugruppe 1021a einschließen, und die Dosierbaugruppen 1040a/b können innerhalb des Verteilers 1030 positioniert sein. Die Dosierbaugruppen 1040a/b können zum Beispiel verwendet werden, um das Reduktionsmittel mit geringer Genauigkeit an die erste Zuführeinheit bzw. die zweite Zuführeinheit abzugeben.
Die 10 und 11 sind perspektivische Ansichten der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020, das innerhalb eines Innenvolumens eines Gehäuses 1080 der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 1020 positioniert ist. Das Gehäuse 1080 schließt einen Hauptkörper 1081, der das Innenvolumen definiert, und eine damit gekoppelte Tür 1083 ein. Die Tür 1083 kann mit dem Hauptkörper 1081 über ein Scharnier gekoppelt sein. Ein Bewegungsbegrenzungsarm 1086 ist mit dem Hauptkörper 1081 und der Tür 1083 gekoppelt und ist konfiguriert, um die Bewegung der Tür 1083 relativ zu dem Hauptkörper 1081 zu begrenzen. Ein Schlitz 1087 ist in einer Seitenwand 1085 des Hauptkörpers 1081 definiert, die in der Nähe der ersten Seitenwand 1031 des Verteilers 1030 positioniert ist. Der Schlitz 1087 kann so strukturiert sein, dass er die Positionierung jedes einzelnen Pumpeneinlasses 1032, des Reduktionsmittelrücklaufauslasses 1038 und der Reduktionsmittelauslässe 1046a/b dort hindurch ermöglicht, um eine Fluidverbindung mit entsprechenden Komponenten zu ermöglichen.
12 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 700 zur Zuführung eines Reduktionsmittels an eine Vielzahl von Stellen in einem Nachbehandlungssystem (z. B. das Nachbehandlungssystem 100). Obwohl in Bezug auf die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 beschrieben, können die Vorgänge des Verfahrens 700 mit beliebigen anderen hierin beschriebenen Reduktionsmittelzuführbaugruppen verwendet werden, zum Beispiel der Reduktionsmittelzuführbaugruppe 220, 320, 420, 520 oder 620.
Das Verfahren 700 schließt das Bereitstellen einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe, die eine Pumpenbaugruppe, einschließlich einer Pumpe, einer ersten Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt ist, und einer zweiten Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe gekoppelt ist, bei 702 ein. Zum Beispiel kann die Reduktionsmittelzuführbaugruppe die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120 einschließen, die die erste Dosierbaugruppe 140a umfasst, die fluidleitend mit der Pumpe 122 gekoppelt ist, und die zweite Dosierbaugruppe 140b, die fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe 140a in Reihe mit der Pumpe 122 gekoppelt ist, wie vorstehend hierin beschrieben.
Bei 704 wird die Pumpe aktiviert, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist. Zum Beispiel wird die Pumpe 122 aktiviert, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe 140a und dort hindurch zur zweiten Dosierbaugruppe 140b zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe 140a gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe 140b ist.
Bei 706 wird ein Reduktionsmittelauslassdruck stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe bestimmt. Zum Beispiel können die Reduktionsmittelauslassdrucksensoren 147a/b stromabwärts von den Dosierbaugruppen 140a/b oder anderweitig stromabwärts von dem Satz von ersten Dosierventilen 142a/b und dem Satz von zweiten Dosierventilen 142c/d positioniert und konfiguriert sein, um die Reduktionsmittelauslassdrücke stromabwärts davon zu bestimmen.
Bei 708 wird ein Pumpenbetriebsparameter der Pumpe basierend auf dem Reduktionsmittelauslassdruck eingestellt. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 den Pumpenbetriebsparameter der Pumpe 122 (z.B. eine U/min der Pumpe) basierend auf dem von den Reduktionsmittelauslassdrucksensoren 147a/b gemessenen Reduktionsmittelauslassdruck einstellen, um das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass 146a und dem zweiten Reduktionsmittelauslass 146b mit einem entsprechenden vorbestimmten Reduktionsmitteldruck und - durchfluss bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen kann die erste Dosierbaugruppe (z.B. die erste Dosierbaugruppe 140a) einen Satz von ersten Dosierventilen (z.B. den Satz von ersten Dosierventilen 142a/b) und die zweite Dosierbaugruppe (z.B. die zweite Dosierbaugruppe 140b) einen Satz von zweiten Dosierventilen (z.B. den Satz von zweiten Dosierventilen 142c/d) umfassen. In solchen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 bei 710 das Bestimmen eines Solldrucks und Solldurchflusses des Reduktionsmittels stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe einschließen. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 einen Solldruck und/oder einen Solldurchfluss des Reduktionsmittels an der ersten Zuführeinheit 156a und der zweiten Zuführeinheit 156b bestimmen.
Bei 712 werden ein erstes Dosierventil des Satzes von ersten Dosierventilen und ein zweites Dosierventil des Satzes von zweiten Dosierventilen aktiviert, sodass das erste Dosierventil und das zweite Dosierventil das Reduktionsmittel bei dem Solldruck und dem Solldurchfluss stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe bereitstellen. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 selektiv eines der ersten Dosierventile 142a/b aktivieren, um das Reduktionsmittel mit dem Solldruck und Solldurchfluss an die erste Zuführeinheit 156a abzugeben. In ähnlicher Weise kann die Steuerung 170 selektiv eines der zweiten Dosierventile 142c/d aktivieren, um das Reduktionsmittel mit dem Solldruck und Solldurchfluss an die zweite Zuführeinheit 156b abzugeben. Es ist zu beachten, dass, während die Vorgänge 706 bis 708 und 710 bis 712 in 12 in der Reihenfolge ihres Auftretens dargestellt sind, in anderen Ausführungsformen die Vorgänge 706 bis 708 in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden können. In ähnlicher Weise können die Vorgänge 706 bis 708 auch in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt werden.
13 ist ein schematisches Flussdiagramm eines anderen Beispielverfahrens 800 zum Zusammenbau einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe (z.B. die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120, 220, 320, 420, 520 oder 620), die in der Lage ist, ein Reduktionsmittel an einer Vielzahl von Stellen in einem SCR-System (z.B. dem SCR-System 150) bereitzustellen, das in einem Nachbehandlungssystem (z.B. dem Nachbehandlungssystem 100) eingeschlossen ist. Das Verfahren 800 schließt das Bereitstellen einer Pumpenbaugruppe mit einer Pumpe, bei 802, ein. Die Pumpenbaugruppe kann zum Beispiel die Pumpenbaugruppe 121, 221 einschließen, welche die Pumpe 122, 222 umfasst.
Eine erste Dosierbaugruppe, die einen Satz von ersten Dosierventilen umfasst, wird bei 804 fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt. Zum Beispiel wird die erste Dosierbaugruppe 140a oder eine erste Dosierbaugruppe der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 mit der Pumpe 122, 222 gekoppelt. Eine zweite Dosierbaugruppe, die einen Satz von zweiten Dosierventilen umfasst, wird bei 806 fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe gekoppelt. Zum Beispiel wird die zweite Dosierbaugruppe 140b oder eine zweite Dosierbaugruppe der Vielzahl von Dosierbaugruppen 240 fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe 140a, 240 in Reihe mit der Pumpe 122, 222 gekoppelt. Die Pumpe 122, 222 ist konfiguriert, um Reduktionsmittel zu jeder der ersten Dosierbaugruppen 140a, 240 und der zweiten Dosierbaugruppe 140b, 240 zu pumpen, sodass ein Reduktionsmitteldruck in jeder der ersten Dosierbaugruppen 140a, 240 und der zweiten Dosierbaugruppe 140b, 240 gleich oder etwa gleich ist.
In einigen Ausführungsformen können die Steuerung 170, die Steuerschaltlogik 171, die Steuerungen 370a/b, 470, 570, 670a/b oder eine beliebiges der hierin beschriebenen Steuerungen ein Systemcomputer einer Einrichtung oder eines Systems sein, welche(s) die Reduktionsmittelzuführbaugruppe 120, 220, 320, 420, 520 oder 620 einschließt (z.B. ein Fahrzeug, ein Motor oder Generatorsatz usw). 14 ist beispielsweise ein Blockdiagramm einer Rechenvorrichtung 930 gemäß einer veranschaulichenden Umsetzungsform. Die Rechenvorrichtung 930 kann zur Durchführung von beliebigen der hier beschriebenen Verfahren oder Prozesse, z. B. des Verfahrens 700, verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können die Steuerung 170, die Steuerschaltlogik 171, die Steuerungen 370a/b, 470, 570 oder 670a/b die Rechenvorrichtung 930 einschließen. Die Rechenvorrichtung 930 schließt einen Bus 932 oder eine andere Kommunikationskomponente zur Kommunikation von Informationen ein. Die Rechenvorrichtung 930 kann auch einen oder mehrere Prozessoren 934 oder mit dem Bus zur Informationsverarbeitung gekoppelte Verarbeitungsschaltungen einschließen.
Die Rechenvorrichtung 930 schließt auch den Hauptspeicher 936, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einen anderen dynamischen Speicher, der mit dem Bus 932 gekoppelt ist, um Informationen zu speichern, und Anweisungen, die vom Prozessor 934 ausgeführt werden, ein. Ein Hauptspeicher 936 kann auch zur Speicherung von Positionsinformationen, temporären Variablen oder anderen Zwischeninformationen während der Ausführung von Anweisungen durch den Prozessor 934 verwendet werden. Die Rechenvorrichtung 930 kann ferner einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 938 oder eine andere mit dem Bus 932 gekoppelte statische Speichervorrichtung zur Speicherung statischer Informationen und Anweisungen für den Prozessor 934 einschließen. Eine Speichervorrichtung 940, wie beispielsweise ein Festkörperspeicher, eine Magnetplatte oder eine optische Platte, ist mit dem Bus 940 gekoppelt, um beständig Informationen und Anweisungen zu speichern.
Die Rechenvorrichtung 930 kann über den Bus 932 mit einer Anzeige 935, wie beispielsweise einer Flüssigkristallanzeige oder einer aktiven Matrixanzeige, zum Anzeigen von Informationen für einen Anwender gekoppelt sein. Eine Eingabevorrichtung 942, wie beispielsweise eine Tastatur oder alphanumerische Tastatur, kann zum Übermitteln von Informationen und zur Befehlsauswahl für den Prozessor 934 mit dem Bus 932 gekoppelt sein. In einer anderen Umsetzungsform schließt die Eingabevorrichtung 942 eine Berührungsbildschirmanzeige 944 ein.
Gemäß verschiedenen Umsetzungsformen können die hierin beschriebenen Prozesse und Verfahren von der Rechenvorrichtung 930 als Reaktion darauf, dass der Prozessor 934 eine Reihe von Anweisungen ausführt, die im Hauptspeicher 936 enthalten sind (z. B. die Vorgänge des Verfahrens 700), umgesetzt werden. Diese Anweisungen können aus einem anderen, nicht transitorischen, computerlesbaren Medium, wie beispielsweise dem Speichergerät 940, in den Hauptspeicher 936 eingelesen werden. Die Ausführung der verschiedenen Anweisungen, die im Hauptspeicher 936 enthalten sind, bewirkt, dass die Rechenvorrichtung 930 die hierin beschriebenen Vorgänge ausführt. Ein oder mehrere Prozessoren in einer Multiprozessor-Anordnung können ebenfalls eingesetzt werden, um die im Hauptspeicher 936 enthaltenen Anweisungen auszuführen. In alternativen Umsetzungsformen können drahtgebundene Schaltlogiken an Stelle von oder in Kombination mit Software-Anweisungen zur Umsetzung der beschriebenen Umsetzungsformen verwendet werden. Somit sind die Umsetzungsformen nicht auf eine bestimmte Kombination aus Hardware-Schaltlogik und Software beschränkt.
Obwohl eine Beispiel-Rechenvorrichtung in 14 beschrieben wurde, können die in dieser Spezifikation beschriebenen Umsetzungsformen in andere Typen einer digitalen elektronischen Schaltlogik oder in eine Computersoftware, Firmware oder Hardware, einschließlich in die in dieser Spezifikation offenbarten Strukturen und deren Strukturäquivalente oder in Kombinationen aus einem oder mehreren Elementen, implementiert werden.
Umsetzungsformen, die in dieser Spezifikation beschrieben sind, können in digitaler elektronischer Schaltlogik oder in Computer-Software, Firmware oder Hardware, darunter die in dieser Spezifikation offenbarten Strukturen und ihre Strukturäquivalente oder in Kombinationen aus einem oder mehreren von ihnen implementiert werden. Die in dieser Spezifikation beschriebenen Umsetzungsformen können als ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, d. h. als ein oder mehrere Module von Computerprogramm-Anweisungen, die auf einem oder mehreren Computer-Speichermedien zur Ausführung durch oder zur Steuerung des Betriebs einer Datenverarbeitungseinrichtung codiert sind. Alternativ oder zusätzlich können die Programmanweisungen in einem künstlich erzeugten verbreiteten Signal, z. B. einem maschinell erzeugten elektrischen, optischen oder elektromagnetischen Signal, codiert sein, das erzeugt wird, um Informationen zum Übertragen auf eine geeignete Empfängereinrichtung zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungseinrichtung zu codieren. Ein Computer-Speichermedium kann Folgendes sein oder darin eingeschlossen sein: eine computerlesbare Speichervorrichtung, ein computerlesbares Speichersubstrat, eine serielle oder dynamische Schreib-Lese-Speicheranordnung oder -vorrichtung oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon. Ferner kann, obgleich ein Computer-Speichermedium kein übertragenes Signal ist, ein Computer-Speichermedium eine Quelle oder ein Bestimmungsort von Computerprogramm-Anweisungen sein, die in einem künstlich erzeugten verbreiteten Signal codiert sind. Das Computer-Speichermedium kann auch eine oder mehrere separate Komponenten oder Medien (z. B. mehrere CDs, Platten oder andere Speichervorrichtungen) sein oder kann darin eingeschlossen sein. Demnach ist das Computer-Speichermedium sowohl greifbar als auch nicht transitorisch.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Vorgänge können durch eine Datenverarbeitungseinrichtung mit Daten durchgeführt werden, die auf einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen gespeichert sind oder aus anderen Quellen empfangen werden. Der Begriff „Datenverarbeitungseinrichtung“ oder „Rechenvorrichtung“ umschließt alle Arten von Einrichtungen, Vorrichtungen und Maschinen zur Verarbeitung von Daten, darunter beispielsweise durch einen programmierbaren Prozessor, einen Computer, ein System auf einem Chip oder auf mehreren oder Kombinationen des Vorgenannten. Die Vorrichtung kann eine logische Spezial-Schaltlogik, z. B. ein FPGA (Universalschaltkreis) oder eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) einschließen. Die Einrichtung kann zudem zusätzlich zur Hardware Code einschließen, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm erzeugt, z. B. Code, der Prozessorfirmware, einen Protokollstapel, ein Datenbankverwaltungssystem, ein Betriebssystem, eine plattformübergreifende Laufzeitumgebung, eine virtuelle Maschine oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon darstellt. Die Einrichtung und Ausführungsumgebung können verschiedene Rechnermodell-Infrastrukturen realisieren, wie beispielsweise Web-Dienste, verteilte Rechner- und räumlich verteilte Rechner-Infrastrukturen.
Ein Computerprogramm (auch bekannt als Programm, Software, Software-Applikation, Skript oder Code) kann in jeder Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierte oder interpretierte Sprachen, deklarative oder Prozesssprachen, und es kann in jeder Form eingesetzt werden, einschließlich als ein eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Subroutine, Objekt oder andere Einheit, die zur Verwendung in einer Rechnerumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm kann, muss jedoch nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Abschnitt einer Datei, die weitere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere in einem Auszeichnungssprachendokument gespeicherte Skripte) in einer einzelnen dedizierten Datei für das fragliche Programm oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, in denen ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Abschnitte eines Codes gespeichert sind) gespeichert sein. Ein Computerprogramm kann so installiert werden, dass es auf einem Computer oder auf mehreren Computern ausgeführt wird, der/die an einem Ort oder über mehre Orte verteilt und durch ein Datenübertragungsnetz miteinander verbunden lokalisiert sind.
Prozessoren, die zur Ausführung eines Computerprogramms geeignet sind, schließen beispielsweise sowohl allgemeine als auch spezielle Mikroprozessoren und einen oder mehrere beliebige Prozessoren beliebiger Art von Digitalcomputer ein. Allgemein empfängt ein Prozessor Anweisungen und Daten aus einem Nur-Lese-Speicher oder einem Direktzugriffsspeicher oder beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor zur Durchführung von Vorgängen gemäß Anweisungen und eine oder mehrere Speichervorrichtungen zur Speicherung von Anweisungen und Daten. Im Allgemeinen schließt ein Computer auch eine oder mehrere Massenspeichervorrichtungen zur Speicherung von Daten ein oder ist für Empfang oder Übertragung von Daten, oder beidem, funktionsfähig mit solchen gekoppelt, z. B. magnetischen, magnetoptischen Platten oder optischen Platten. Allerdings muss ein Computer diese Vorrichtungen nicht aufweisen. Vorrichtungen, die zum Speichern von Computerprogrammanweisungen und Daten geeignet sind, schließen alle Formen von nichtflüchtigem Speicher, Medien und Speichervorrichtungen, einschließlich beispielsweise Halbleiterspeichervorrichtungen, z.B. EPROM, EEPROM und Flash-Speichervorrichtungen; magnetische Platten, z. B. interne Festplatten oder entfernbare Platten; magnetooptische Platten; und CD-ROM- und DVD-ROM-Platten ein. Der Prozessor und der Speicher können durch logische Spezialschaltlogik ergänzt oder darin integriert sein.
Es gilt zu beachten, dass der Begriff „Beispiel“, wie hier zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verwendet, anzeigen soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein solcher Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass solche Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Der hierin verwendete Begriff „gekoppelt“ und Ähnliches bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander einstückig als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „etwa“ im Allgemeinen plus oder minus 10 % des angegebenen Werts. Beispielsweise würde „etwa 0,5“ die Werte 0,45 und 0,55 einschließen, „etwa 10“ würde 9 bis 11 einschließen, „etwa 1000“ würde 900 bis 1100 einschließen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Zusätzlich versteht es sich, dass Merkmale aus einer hierin offenbarten Ausführungsform mit Merkmalen von anderen hierin offenbarten Ausführungsformen kombiniert werden können, wie es einem Fachmann bekannt ist. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen, beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Obgleich diese Patentschrift viele spezielle Ausführungseinzelheiten enthält, sollten diese nicht als Einschränkung des Umfangs aller Erfindungen oder der Ansprüche gedacht sein, jedoch vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungen von bestimmten Erfindungen spezifisch sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl vorstehende Merkmale so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen fungieren und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.

Claims

Reduktionsmittelzuführbaugruppe zur Zuführung eines Reduktionsmittels in ein Nachbehandlungssystem, wobei die Reduktionsmittelzuführbaugruppe Folgendes umfasst: eine Pumpenbaugruppe, die eine Pumpe umfasst; eine erste Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt ist; und eine zweite Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe gekoppelt ist, wobei die Pumpe konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist.
Reduktionsmittelzuführbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Pumpe eine Zahnradpumpe mit fester Verdrängung umfasst.
Reduktionsmittelzuführbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste Dosierbaugruppe Folgendes umfasst: einen erster Reduktionsmitteleinlass, der fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt ist, einen ersten Reduktionsmittelauslass; einen ersten Reduktionsmittelübertragungsauslass, der fluidleitend mit der zweiten Dosierbaugruppe gekoppelt ist, und einen Satz von ersten Dosierventilen, wobei jedes Dosierventil fluidleitend mit dem ersten Reduktionsmittelauslass gekoppelt und konfiguriert ist, um selektiv aktiviert zu werden, um das Reduktionsmittel zu dem Reduktionsmittelauslass mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem aktivierten ersten Dosierventil zu übertragen.
Reduktionsmittelzuführbaugruppe nach Anspruch 3, wobei der Satz von ersten Dosierventilen eine Vielzahl von ersten Düsen umfasst, wobei jede der ersten Düsen einem der jeweiligen der ersten Dosierventile entspricht und einen vorbestimmten ersten Düsendurchmesser aufweist, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass mit dem entsprechenden vorbestimmten Druck und Durchfluss bereitzustellen.
Reduktionsmittelzuführbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner Folgendes umfassend: eine Vielzahl von Reduktionsmittelauslassdrucksensoren, einschließlich eines ersten Reduktionsmittelauslassdrucksensors, der stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe positioniert ist und konfiguriert ist, um einen Reduktionsmittelauslassdruck des Reduktionsmittels stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe zu messen, wobei die Pumpe konfiguriert ist, um einen Pumpdruck davon basierend auf dem gemessenen Reduktionsmittelauslassdruck stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe einzustellen.
Reduktionsmittelzuführbaugruppe nach einem der Ansprüche 3 oder 4 oder nach Anspruch 5 in Abhängigkeit von einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die zweite Dosierbaugruppe Folgendes umfasst: einen zweiten Reduktionsmitteleinlass, der fluidleitend mit dem ersten Reduktionsmittelübertragungsauslass der ersten Dosierbaugruppe gekoppelt ist; einen zweiten Reduktionsmittelauslass; und einen Satz von zweiten Dosierventilen, wobei jedes der zweiten Dosierventile fluidleitend mit dem zweiten Reduktionsmittelauslass gekoppelt und konfiguriert ist, um selektiv aktiviert zu werden, um das Reduktionsmittel an den zweiten Reduktionsmittelauslass mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem aktivierten zweiten Dosierventil zu übertragen, wobei bevorzugt der Satz von zweiten Dosierventilen eine Vielzahl von zweiten Düsen umfasst, wobei jede der zweiten Düsen einem jeweiligen des zweiten Dosierventils entspricht und einen vorbestimmten zweiten Düsendurchmesser aufweist, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem zweiten Reduktionsmittelauslass mit dem entsprechenden vorbestimmten Druck und Durchfluss bereitzustellen.
Reduktionsmittelzuführbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner Folgendes umfassend: einen stromaufwärtigen Drucksensor, der stromaufwärts der Pumpe positioniert und konfiguriert ist, um einen stromaufwärtigen Reduktionsmitteldruck zu messen.
Reduktionsmittelzuführbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner Folgendes umfassend: einen stromabwärtigen Drucksensor, der stromabwärts der Pumpe und stromaufwärts der ersten Dosierbaugruppe positioniert und konfiguriert ist, um einen stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck zu messen, wobei die Pumpe konfiguriert ist, um einen Pumpdruck davon basierend auf dem gemessenen stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck einzustellen, um das Reduktionsmittel der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe mit dem ersten Reduktionsmitteldruck bzw. dem zweiten Reduktionsmitteldruck bereitzustellen.
Nachbehandlungssystem, das konfiguriert ist, um Bestandteile eines von einem Motor erzeugten Abgases zu zerlegen, wobei das Nachbehandlungssystem Folgendes umfasst; ein selektives katalytisches Reduktionssystem mit einem Katalysator; und eine Reduktionsmittelzuführbaugruppe, die fluidleitend mit dem SCR-System gekoppelt ist, wobei die Reduktionsmittelzuführbaugruppe Folgendes umfasst: eine Pumpenbaugruppe, umfassend eine Pumpe, eine erste Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der Pumpe und mit dem selektiven katalytischen Reduktionssystem an einer ersten Stelle gekoppelt ist, und eine zweite Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe und mit dem katalytischen Reduktionssystem an einer zweiten Stelle gekoppelt ist, wobei die Pumpe konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 9, ferner Folgendes umfassend: eine Steuerung, die kommunikativ mit der Pumpe und dem Reduktionsmittelzuführbaugruppe gekoppelt ist, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die erste Dosierbaugruppe und die zweite Dosierbaugruppe selektiv zu aktivieren, um das Reduktionsmittel an das selektive katalytische Reduktionssystem an der ersten Stelle bzw. der zweiten Stelle zu übertragen.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 10, wobei die erste Dosierbaugruppe Folgendes umfasst: einen erster Reduktionsmitteleinlass, der fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt ist, einen ersten Reduktionsmittelauslass, der fluidleitend mit dem selektiven katalytischen Reduktionssystem an der ersten Stelle gekoppelt ist; einen ersten Reduktionsmittelübertragungsauslass, der mit der zweiten Dosierbaugruppe gekoppelt ist, und einen Satz von ersten Dosierventilen, wobei jeder des Satzes von ersten Dosierventilen fluidleitend mit dem ersten Reduktionsmittelauslass gekoppelt ist, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: einen Solldruck und Solldurchfluss des Reduktionsmittels an dem ersten Reduktionsmittelauslass zu bestimmen, und ein entsprechendes erstes Dosierventil aus der Vielzahl der ersten Dosierventile selektiv zu aktivieren, wobei das entsprechende erste Dosierventil konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass mit dem Solldruck und dem Solldurchfluss bereitzustellen.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 11, wobei der Satz von ersten Dosierventilen eine Vielzahl von ersten Düsen umfasst, wobei jede der Vielzahl von ersten Düsen einem ersten Dosierventil entspricht, wobei jede der Vielzahl von ersten Düsen einen ersten Düsendurchmesser aufweist, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem ersten Dosierventil, das der entsprechenden ersten Düse zugeordnet ist, bereitzustellen.
Nachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner Folgendes umfassend; eine Vielzahl von Reduktionsmittelauslassdrucksensoren, einen entsprechenden Reduktionsmittelauslassdrucksensor der Vielzahl von Reduktionsmittelauslassdrucksensoren, die stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe positioniert sind und konfiguriert sind, um einen Reduktionsmittelauslassdruck stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe bzw. der zweiten Dosierbaugruppe zu messen, wobei die Steuerung kommunikativ mit der Vielzahl von Reduktionsmittelauslassdrucksensoren gekoppelt ist, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: den Reduktionsmittelauslassdruck stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe zu bestimmen, und einen Pumpdruck der Pumpe basierend auf den Reduktionsmittelauslassdrücken einzustellen, um das Reduktionsmittel dem ersten Reduktionsmittelauslass und dem zweiten Reduktionsmittelauslass mit einem entsprechenden vorbestimmten Reduktionsmitteldruck und -durchfluss bereitzustellen.
Nachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 11 oder 12 oder nach Anspruch 13 in Abhängigkeit von einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die zweite Dosierbaugruppe Folgendes umfasst: einen zweiten Reduktionsmitteleinlass, der fluidleitend mit dem ersten Reduktionsmitteleinlass des ersten Dosierventils gekoppelt ist; einen zweiten Reduktionsmittelauslass, der fluidleitend mit dem selektiven katalytischen Reduktionssystem an der zweiten Stelle gekoppelt ist; und einen Satz von zweiten Dosierventilen, wobei jeder des Satzes von zweiten Dosierventilen fluidleitend mit dem zweiten Reduktionsmittelauslass gekoppelt ist, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: einen Solldruck und Solldurchfluss des Reduktionsmittels an dem zweiten Reduktionsmittelauslass zu bestimmen, und ein entsprechendes zweites Dosierventil aus der Vielzahl der zweiten Dosierventile selektiv zu aktivieren, wobei das entsprechende zweite Dosierventil strukturiert ist, um das Reduktionsmittel dem zweiten Reduktionsmittelauslass mit dem Solldruck und Solldurchfluss bereitzustellen.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 14, wobei der Satz von zweiten Dosierventilen eine Vielzahl von zweiten Düsen umfasst, wobei jede der Vielzahl von zweiten Düsen einem zweiten Dosierventil entspricht, wobei jede der Vielzahl von zweiten Düsen einen zweiten Düsendurchmesser aufweist, der konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel dem zweiten Reduktionsmittelauslass mit einem vorbestimmten Druck und Durchfluss entsprechend dem zweiten Dosierventil, das der entsprechenden zweiten Düse zugeordnet ist, bereitzustellen.
Nachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, ferner Folgendes umfassend: einen stromabwärtigen Drucksensor, der stromabwärts der Pumpe und stromaufwärts der ersten Dosierbaugruppe positioniert ist, wobei der stromabwärtige Drucksensor konfiguriert ist, um einen stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck des Reduktionsmittels stromabwärts der Pumpe zu messen, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: den stromabwärtigen Reduktionsmitteldruck zu bestimmen, und einen Pumpdruck der Pumpe basierend auf dem stromabwärtigen Reduktionsmitteldrucks einzustellen, um das Reduktionsmittel der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe mit dem ersten Reduktionsmitteldruck bzw. dem zweiten Reduktionsmitteldruck bereitzustellen.
Verfahren zur Zuführung eines Reduktionsmittels an einer Vielzahl von Stellen in einem selektiven katalytischen Reduktionssystem eines Nachbehandlungssystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Reduktionsmittelzuführbaugruppe, die eine Pumpenbaugruppe mit einer Pumpe umfasst, einer ersten Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt ist, und einer zweiten Dosierbaugruppe, die fluidleitend mit der ersten Dosierbaugruppe in Reihe mit der Pumpe gekoppelt ist; Aktivieren der Pumpe, um das Reduktionsmittel zur ersten Dosierbaugruppe und zur zweiten Dosierbaugruppe über die erste Dosierbaugruppe zu pumpen, sodass ein erster Reduktionsmitteldruck in der ersten Dosierbaugruppe gleich einem zweiten Reduktionsmitteldruck in der zweiten Dosierbaugruppe ist; Bestimmen eines Reduktionsmittelauslassdrucks stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe; und Einstellen eines Pumpenbetriebsparameters der Pumpe basierend auf dem Reduktionsmittelauslassdruck.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die erste Dosierbaugruppe einen Satz von ersten Dosierventilen umfasst und die zweite Dosierbaugruppe einen Satz von zweiten Dosierventilen umfasst, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen eines Solldrucks und Solldurchflusses des Reduktionsmittels stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe und der zweiten Dosierbaugruppe; und Aktivieren eines ersten Dosierventils des Satzes von ersten Dosierventilen, und eines zweiten Dosierventils des Satzes von zweiten Dosierventilen, wobei das erste Dosierventil und das zweite Dosierventil das Reduktionsmittel mit dem Solldruck und Solldurchfluss stromabwärts der ersten Dosierbaugruppe bzw. der zweiten Dosierbaugruppe bereitstellen; weiter bevorzugt wobei die erste Dosierbaugruppe ferner Folgendes umfasst: einen ersten Reduktionsmitteleinlass, der fluidleitend mit der Pumpe gekoppelt ist; einen ersten Reduktionsmittelauslass, der fluidleitend mit dem selektiven katalytischen Reduktionssystem an einer ersten Stelle gekoppelt ist, wobei der Satz von ersten Dosierventilen fluidleitend mit dem ersten Reduktionsmittelauslass gekoppelt ist; und einen ersten Reduktionsmittelübertragungsauslass, der fluidleitend mit der zweiten Dosierbaugruppe gekoppelt ist; und wobei die zweite Dosierbaugruppe bevorzugt ferner Folgendes umfasst: einen zweiten Reduktionsmitteleinlass, der fluidleitend mit dem ersten Reduktionsmittelübertragungsauslass der ersten Dosierbaugruppe gekoppelt ist; und einen zweiten Reduktionsmittelauslass, der fluidleitend mit dem selektiven katalytischen Reduktionssystem an einer zweiten Stelle gekoppelt ist, wobei der Satz von zweiten Dosierventilen fluidleitend mit dem zweiten Reduktionsmittelauslass gekoppelt ist.