CN111794834A - 带有闪蒸给料器的汽车排气后处理*** - Google Patents

带有闪蒸给料器的汽车排气后处理*** Download PDF

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E·C·金奈尔德
J·罗德
T·R·帕里什
A·欣德
M·甘地科塔
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Abstract

公开了一种用于道路车辆的排气后处理***。该排气后处理***包括还原剂混合器，其带有混合罐和闪蒸给料器，该闪蒸给料器配置成将经加热且加压的还原剂注射到混合罐中，用于在穿过混合罐的所有排气气体上进行分配。

Description

带有闪蒸给料器的汽车排气后处理***
技术领域
本公开涉及用于汽车应用的排气后处理***，具体是涉及包括在排气后处理***中的混合装置。更具体地，本公开涉及注射器，其用于将诸如尿素溶液之类的还原剂注射到排气流中与排气流混合，从而使还原剂与排气气体之间的化学反应还原排气气体中的氮氧化物(NOx)。
发明内容
根据本公开的道路车辆包括产生排气气体的内燃发动机和配置成在将排气气体释放到大气中之前对其进行处理的排气后处理***。排气后处理***可包括许多部件，比如，柴油氧化催化器(DOC)、柴油颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原单元(SCR)和还原剂混合器。
还原剂混合器包括混合罐和闪蒸给料器，该混合罐限定排气通道的至少一部分，用于在其中接收排气气体流。闪蒸给料器被安装到混合罐并且配置成通过形成在混合罐中的注射孔注射还原剂。
闪蒸给料器包括：给料器主体、给料器入口以及给料器出口，在还原剂注射到排气流中之前，还原剂在给料器主体中被调节，给料器入口与给料器主体联接，给料器出口与给料器主体联接。给料器主体限定闪蒸室，在闪蒸室中布置有至少一个加热器以加热还原剂并由此增加闪蒸室内的压力。给料器入口限定入口通道，该入口通道通至闪蒸室，以允许来自相关联的还原剂槽罐的还原剂进入。给料器出口限定出口通道，该出口通道从闪蒸室通至混合罐的排气通道中。
给料器出口包括压力激活的出口阀，该出口阀阻挡或允许流通过出口通道。压力激活的出口阀配置成当达到闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置，以将经加热的还原剂通过出口通道从闪蒸室排出到排气通道中。以这种方式，在还原剂混合器的使用期间，还原剂在预选压力和期望温度下被注射而与混合罐中的排气气体混合。
考虑例示了目前所设想的实施本公开的最佳模式的示例性实施例，本公开的附加特征对于本领域技术人员将变得明显。
附图说明
具体实施方式部分具体参考附图，附图中：
图1是包括内燃机和排气后处理***的道路汽车车辆的立体图，该排气后处理***带有闪蒸给料器，该闪蒸给料器配置成将还原剂递送到发动机排气气体中，以在排气气体被排入大气之前处理排气气体；
图2是根据本公开的闪蒸给料器的第一实施例的剖视示意图，示出了闪蒸给料器包括：(i)限定闪蒸室的给料器主体；以及(ii)位于闪蒸室上游的孔板，且孔口的尺寸设计成允许还原剂进入闪蒸室中并限制还原剂回流离开闪蒸室；
图2A是根据本公开的闪蒸给料器的第二实施例的剖视示意图，示出了闪蒸给料器包括限定闪蒸室的给料器主体和连接杆，该连接杆在入口阀与出口阀之间延伸，以使入口阀和出口阀随着闪蒸室内的压力变化而一致地运动；
图3是根据本公开的闪蒸给料器的第三实施例的剖视示意图，其包括给料器主体、联接至给料器主体的侧壁的给料器入口以及联接至给料器主体的底壁的给料器出口；
图4是根据本公开的闪蒸给料器的第四实施例的剖视示意图，其包括给料器主体、联接至给料器主体的底壁的给料器入口以及联接至给料器主体的底壁的给料器出口；
图5是排气后处理***的一部分的侧视图，示出了还原剂混合器，其中，闪蒸给料器安装于混合器罐；
图6是另一排气后处理***的一部分的侧视图，其包括安装于排气导管的闪蒸给料器和在该闪蒸给料器下游的第二给料器；
图7是另一排气后处理***的一部分的侧视图，其包括安装于排气导管的闪蒸给料器和在该闪蒸给料器下游的第二给料器；
图8是另一种汽车车辆的立体图，其包括内燃机和排气后处理***，该排气后处理***带有位于车辆的发动机舱内的上游还原剂混合器和包括下游还原剂混合器；
图9是图8所示的排气后处理***的一部分的侧视图，示出了上游还原剂混合器中包括的闪蒸给料器和下游还原剂混合器中包括的第二给料器；
图10是另一排气后处理***的一部分的侧视图，示出了上游还原剂混合器中包括的闪蒸给料器和下游还原剂混合器中包括的第二给料器；
图11是排气后处理***的一部分的侧视图，示出了闪蒸给料器，其配置成将还原剂供应到上游还原剂混合器和下游还原剂混合器两者；
图12是可以包括在图1和图8所示的车辆中的各种部件和装置的示意图，其中，排气后处理***包括还原剂槽罐、还原剂泵、闪蒸给料器和加热器控制单元；
图13示出了图12中的加热器控制单元的示意图；以及
图14是可包括在图1和图8所示的车辆中的各种部件和装置的示意图，其带另一排气后处理***。
具体实施方式
示例性的道路车辆10包括发动机12和根据本公开的排气后处理***14，例如如图1中所示。示意性地，发动机12是内燃机，其配置成燃烧燃料并排出排气气体，排气气体通过由排气导管17限定的排气通道16携送，由排气后处理***14处理，然后释放到大气中。排气后处理***14配置成在将排气气体释放到大气之前还原排气气体中的各种流出物，比如氮氧化物(NOx)。
在示意性实施例中，排气后处理***14包括多个排气后处理装置，比如是，柴油氧化催化器(DOC)18、柴油颗粒过滤器(DPF)20、和选择性催化还原单元(SCR)22以及还原剂混合器24。排气气体穿过或经过每个后处理装置，以去除或还原不同的流出物。还原剂混合器24安装在SCR的上游，并且配置成将还原剂(例如是尿素溶液)注射并混合到排气气体中。还原剂与排气气体的化学反应发生在还原剂混合器24的下游SCR 22中，以在排气气体释放到大气中之前还原NOx。
还原剂混合器24包括混合罐26和闪蒸给料器28、228，如图2和2A中所示。混合罐26与排气通道16流体联接，以接收流过其中的排气气体。还原剂在车辆10上存储在还原剂槽罐30中，并被引导至闪蒸给料器28、228进行加热，然后被闪蒸给料器28、228排出到由混合罐26限定的混合室32中。
图2中示出了闪蒸给料器28的第一实施例，其包括给料器主体34、给料器入口36和给料器出口38。给料器主体34包括壳体40和至少一个加热器44，壳体40限定闪蒸室42，至少一个加热器44布置在闪蒸室42中，以加热还原剂并由此增加闪蒸室内42的压力。给料器入口36联接至给料器主体34并限定入口通道46，该入口通道46通至闪蒸室42，以允许来自还原剂槽罐30的还原剂进入。给料器出口38联接至给料器主体34并限定出口通道48，该出口通道48从闪蒸室42通至混合罐26的混合室32中，并因此通至排气通道16。
给料器入口36包括限定入口通道46的入口管50和在入口通道46内联接至入口管50的孔板52，如图2中所示。孔板52布置在入口管50中，以限制通过入口通道46的流量，其形成为包括孔口54，用于允许还原剂从还原剂槽罐30进入闪蒸室42中。入口通道46具有第一截面面积，而孔口54具有小于第一截面面积的第二截面面积。
孔口54的尺寸设计成当闪蒸室42内的压力低于预定压力时允许还原剂通过孔板52进入闪蒸室42中。孔口54的尺寸也设计成当闪蒸室42内的压力等于或高于预定压力时限制还原剂从闪蒸室42回流通过孔口54而远离闪蒸室42。
给料器出口38包括出口管56和压力激活的出口阀58，出口管56限定出口通道48，压力激活的出口阀58响应于闪蒸室42内的压力而阻止或允许通过出口通道48的流量，如图2中所示。压力激活的出口阀58配置成当达到闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置。一旦达到预定压力，还原剂就从闪蒸室42通过出口通道46排出到排气通道16中，以与其中的排气气体混合。
闪蒸室42内的加热器44配置成加热通过孔口54被允许进入的还原剂。同时，由于闪蒸室42中的还原剂的压力小于预定压力，压力激活的出口阀58处于常闭位置。可以通过用加热器44加热还原剂来增加闪蒸室42中的还原剂的压力。其结果是，还原剂由于热膨胀而膨胀，从而提高了闪蒸室42内部的压力。由于闪蒸室42内还原剂的压力，还原剂可被加热到高于其正常沸点的温度。另外，还原剂可以在进入闪蒸室42之前用附加的加热器和/或泵预加热。一旦在闪蒸室42内达到预定压力，压力激活的出口阀58就改变到打开位置。
如将要描述的，闪蒸室42内部的还原剂可以由位于腔室中或靠近腔室的一个或多个传感器来监测。压力激活的出口阀58可以是机械阀，一旦达到预定压力，其就自动打开，或者压力激活的出口阀58被主动地控制且响应于表明已经达到预定压力的传感器信号的接收而打开。
闪蒸给料器28还包括冷却***，该冷却***配置成选择性地冷却闪蒸给料器28中所包括的选定部件的温度，如图2中所示。冷却***包括联接至给料器入口36的外表面且与孔板52轴向对准的第一冷却器62、联接至给料器主体34的第二冷却器64以及联接至给料器出口38且与压力激活的阀58轴向对准的第三冷却器66中至少一个。冷却器62、64、66中的每一个示例性地实施为管道，其保持并循环穿过其中的冷却剂流体，以导致闪蒸给料器28与冷却剂流体之间的热传递。每个冷却器62、64、66的管道可以根据在每个位置处期望的热传递的量来设计尺寸。
图2A中示出了闪蒸给料器228的第二实施例，其包括给料器主体234、给料器入口236和给料器出口238。给料器主体234包括壳体240和至少一个加热器244，壳体240限定闪蒸室242，至少一个加热器244布置在闪蒸室242中，以加热还原剂并由此增加闪蒸室内242的压力。给料器入口236联接至给料器主体234并限定入口通道246，该入口通道246通至闪蒸室242，以允许来自还原剂槽罐30的还原剂进入。给料器出口238联接至给料器主体234并限定出口通道248，该出口通道248从闪蒸室242通至混合罐26的混合室232中，并因此通至排气通道16。
给料器出口238包括出口管256和压力激活的出口阀258，出口管256限定出口通道248，压力激活的出口阀258响应于闪蒸室242内的压力而阻止或允许通过出口通道248的流量，如图2A中所示。压力激活的出口阀258配置成当达到闪蒸室242内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置。一旦达到预定压力，还原剂就从闪蒸室242通过出口通道246排出到排气通道16中，以与其中的排气气体混合。
压力激活的出口阀258包括阻止或允许通过入口通道246的流量的入口阀250、阻止或允许通过出口通道248的流量的出口阀252和将入口阀250和出口阀252机械互连的连接杆254。连接杆254配置成响应于压力激活的出口阀258到打开位置的运动而使入口阀250运动到关闭位置，并响应于压力激活的出口阀258到关闭位置的运动而使入口阀252运动到打开位置。当入口阀250处于打开位置时，还原剂被允许进入闪蒸室242中。当出口阀252响应于闪蒸室内的压力达到预定压力而处于打开位置时，还原剂从闪蒸室242排出。加热器244配置成以与以上关于闪蒸给料器28所描述相同的方式加热还原剂以增加闪蒸室242内的压力。
闪蒸给料器228还包括冷却***，该冷却***配置成选择性地冷却闪蒸给料器228中所包括的选定部件的温度，如图2A中所示。冷却***包括联接至给料器入口236的外表面且与入口阀250轴向对准的第一冷却器262、联接至给料器主体234的第二冷却器264以及联接至给料器出口238且与出口阀252轴向对准的第三冷却器266中至少一个。冷却器262、264、266中的每一个示例性地被实施为管道，其保持并循环穿过其中的冷却剂流体，以导致闪蒸给料器228与冷却剂流体之间的热传递。每个冷却器262、264、266的管道可以根据在每个位置处期望的热传递的量来设计尺寸。
给料器入口36和给料器出口38大致沿轴线35对准，如图2中所示。但是，在其他实施例中，给料器入口36和给料器出口38可能未对准，如图3和4中所示。
图3中示出了闪蒸给料器328的第三实施例，其包括给料器主体334、给料器入口336和给料器出口338。闪蒸给料器328与闪蒸给料器28相似，在图3中使用300系列的相似的附图标记来标示闪蒸给料器28与闪蒸给料器328之间的相似特征。闪蒸给料器328与闪蒸给料器28的不同之处在于，给料器入口336联接至给料器主体334的侧壁341，而给料器出口338联接至给料器主体334的底壁343。
图4中示出了闪蒸给料器428的第四施例，其包括给料器主体434、给料器入口436和给料器出口438。闪蒸给料器428与闪蒸给料器28相似，在图4中使用400系列的相似的附图标记来标示闪蒸给料器28与闪蒸给料器428之间的相似特征。闪蒸给料器428与闪蒸给料器28的不同之处在于，给料器入口436和给料器出口438两者都联接至给料器主体434的底壁443。
每个闪蒸给料器28、228、328、428可以与排气后处理***的各种实施例一起使用，如图5－11中所示。如上所述，排气后处理***14包括多个排气后处理装置，比如是DOC 18、DPF 20、SCR 22和还原剂混合器24。闪蒸给料器28、228、328、428安装于还原剂混合器24的混合罐26，以将还原剂注射到SCR 22上游的混合室32中。在其他实施例中，如将描述的那样，可以使用多于一个SCR和/或还原剂24。
图6中示出了排气后处理***514的第二实施例。除了以下所描述的差异之外，排气后处理***514与排气后处理***14相似，用500系列的相似的附图标记来标示排气后处理***14与排气后处理***514之间共同的相似特征。
排气后处理***514包括带有闪蒸给料器528的第一还原剂混合器524、第一SCR522、第二还原剂混合器570和第二SCR 572，如图6中所示。带有闪蒸给料器528的第一还原剂混合器524位于所有其他后处理装置上游，并与所有其他后处理装置间隔开。
图7中示出了排气后处理***614的第三实施例。除了以下所描述的差异之外，排气后处理***614与排气后处理***514相似，用600系列的相似的附图标记来标示排气后处理***514与排气后处理***614之间共同的相似特征。
排气后处理***614包括带有闪蒸给料器628的第一还原剂混合器624、第一SCR622、第二还原剂混合器670和第二SCR 672，如图7中所示。带有闪蒸给料器628的第一还原剂混合器624位于第一SCR 622上游，且紧靠第一SCR 622定位。
图8中示出了示例性汽车车辆210，其带有容纳在发动机舱513内的内燃机212、下游排气后处理***214和与下游排气后处理***214间隔开的上游排气后处理***215。上游排气后处理***215在发动机舱213内与发动机214紧密联接。在图9－11示出了且在以下描述了根据本公开的带有紧密联接的还原剂混合器的排气后处理***的一些示例。
图9中示出了排气后处理***714的第四实施例。除了以下所描述的差异之外，排气后处理***714与排气后处理***614相似，用700系列的相似的附图标记来标示排气后处理***614与排气后处理***714之间共同的相似特征。
排气后处理***714包括带有闪蒸给料器728的第一还原剂混合器724、第一SCR722、第二还原剂混合器770和第二SCR 772，如图9中所示。带有闪蒸给料器728的第一还原剂混合器724和第一SCR 722与发动机212紧密联接，而第二还原剂混合器770和第二SCR772位于闪蒸给料器728和第一SCR 722的下游。闪蒸给料器724紧靠第一SCR 722定位。
图10中示出了排气后处理***814的第五实施例。除了以下所描述的差异之外，排气后处理***814与排气后处理***714相似，用800系列的相似的附图标记来标示排气后处理***714与排气后处理***814之间共同的相似特征。
排气后处理***814包括带有闪蒸给料器828的第一还原剂混合器824、第一SCR822、第二还原剂混合器870和第二SCR 872，如图10中所示。带有闪蒸给料器828的第一还原剂混合器824和第一SCR 822与发动机212紧密联接，而第二还原剂混合器870和第二SCR872位于闪蒸给料器828和第一SCR 822的下游。此外，闪蒸给料器828在第一SCR 822的上游与之间隔开。
图11中示出了排气后处理***914的第六实施例。除了以下所描述的差异之外，排气后处理***914与排气后处理***714相似，用900系列的相似的附图标记来标示排气后处理***714与排气后处理***914之间共同的相似特征。
排气后处理***914包括第一还原剂混合器922、第一SCR 922、第二还原剂混合器970和第二SCR 972，如图11中所示。第一还原剂混合器922和第一SCR 924与发动机212紧密联接，而第二还原剂混合器970和第二SCR 972位于第一还原剂混合器922和第一SCR 922的下游。导管974从排气通道916延伸至每个还原剂混合器924、970。闪蒸给料器928联接至导管974并与排气通道916隔开。闪蒸给料器928配置成将还原剂注射到导管974中，该还原剂通过导管974传导至两个还原剂混合器924、970。对应的止回阀976位于每个还原剂混合器924、970的上游，以调节递送到每个还原剂混合器924、970的还原剂的量。
现在参考图12－14，示出了排气后处理***14的示意图，其具有与排气后处理***14相关联的其他部件或单元。排气后处理***14包括闪蒸给料器28、还原剂槽罐30、还原剂泵80和加热器控制单元(HCU)82，如图12中所示。多个传感器84联接至还原剂槽罐30、还原剂泵80和闪蒸给料器28。各传感器84配置成测量与它们所联接至的每个部件相关联/保留在它们所联接至的每个部件中的还原剂的特性，并将信号输出到电子控制单元(ECU)86。例如，传感器84可以测量在所示位置处的温度、压力、流动速率、液位和/或其他特性。ECU86接收信号并且包括响应于从一个或多个传感器84输出的传感器信号来操作与排气后处理***14相关联的每个部件所需的所有功能。
还原剂泵80配置成将储存在还原剂槽罐30中的还原剂排放到闪蒸给料器28。未使用的还原剂可以返回到还原剂槽罐30。预加热器88联接至还原剂泵80，并配置成在还原剂到达闪蒸给料器28之前选择性地加热从还原剂槽罐30排放的还原剂。发动机冷却剂90可以被引导至还原剂槽罐30，以冷却返回的、被预加热的还原剂。附加的预加热器89联接至管线100，该管线100用于将所排放的还原剂从还原剂泵80转移至闪蒸给料器28。在图12中所示的示意性实施例中，每个加热器44、88、89是电加热器。
ECU 86与受控区域网络(CAN)92联接，该受控区域网络(CAN)92允许与排气后处理***14相关联的每个部件在运行期间相互通信。ECU86还联接至HCU 82，该HCU 82用于根据从每个传感器84输出并由ECU86接收的信号来控制每个加热器44、88、89的功能。
HCU 92包括微处理器102、至少一个p沟道场效应晶体管(P-FET)104、联接至P-FET104的看门狗定时器106以及多个n沟道场效应晶体管(N-FET)108，如图13中所示。微处理器102联接至CAN 92，以从ECU 86接收指令，当指令由微处理器102执行时，会导致P-FET 104和每个N-FET 108响应于传感器84提供给ECU 86的信号而选择性地从电池110向每个加热器44、88、89输出功率。因此，可以单独地控制每个加热器44、88、89，以将增加或减少的热能施加于其对应的部件。看门狗定时器106用于使P-FET 104能够成为主继电器。排气后处理***14中可以使用任何数量的加热器和相关联的N-FET 108。每个加热器在112处接地。
在其他实施例中，可以使用不同类型的加热器并将其与排气后处理***14的各个部件相关联。例如，加热器1044可以实施为排气罩，其将来自排气通道16的热排气气体分流至闪蒸给料器28，如图14中所示。加热器1044流体联接至排气通道16，以接收热排气气体，该热排气使得驻留在闪蒸室42中的还原剂被加热。加热器控制单元92配置成调节至少一个阀114以调制从排气通道16到加热器1044的热排气气体流，从而操纵闪蒸给料器28的加热器1044的运行。
在示意性实施例中，入口阀250用于使冷的DEF(还原剂)流入腔室中，出口阀252用于使冷/热的DEF流出腔室，流向喷嘴。在该示意性公开中，单个阀258替代了分开的入口阀和出口阀。该单个阀258将执行否则将由分开的入口阀和出口阀执行的相同的功能。在另一个实施例中，入口阀由孔口52、54替代。孔口52、54的尺寸设计成使得即使在加热室42内部压力增加的情况下，室内的DEF溶液也不回流。
在示意性实施例中，加热室42、242内的加热器44、244将DEF加热至160℃。在该温度下，DEF处于饱和蒸气压力。在此温度范围内，可能发生DEF气蚀。另一个潜在的问题可能在于，注射器组件28、228的机电元件(即，塑料壳体40和线圈44)的温度极限。为了有助于减轻这些问题，包括了冷却***。冷却***在策略性区域中包括管道***62、64、66、262、264、266(由不锈钢、铝或合适的抗DEF材料制成的金属管)，以选择性地将这些区域冷却到气蚀阈值之下，以及冷却机电部件。
在示意性实施例中，闪蒸给料器28、228可以用作地板下的第二给料器，或者在更靠近带有低温SCR 22的发动机12、212的紧密联接位置中使用。给料器可以容易地安装到管内混合或紧凑混合位置。闪蒸给料器28、228可与主地板下SCR一起使用。闪蒸给料器28、228可用于进行热给料或在环境温度下给料。该给料器28、228还可用于低温SCR和主地板下SCR两者。
在一些实施例中，电加热器44可以被来自排气的热量(即，加热器1044)替代。存在阀114来控制通过排气罩1044的排气流。罩壳1044围绕着给料器主体34、234，从而允许排气气体加热给料器28、228。
以下编号的技术方案包括所设想的而非限制性的实施例：
技术方案1：一种用于道路车辆的排气后处理***的还原剂混合器，所述还原剂混合器包括混合罐，所述混合罐限定用于在其中接收排气气体流的排气通道的至少一部分。
技术方案2：根据技术方案1、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，还包括闪蒸给料器，所述闪蒸给料器安装于所述混合罐且配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂。
技术方案3：根据技术方案2、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述闪蒸给料器包括：(i)给料器主体，所述给料器主体限定闪蒸室，所述闪蒸室中布置有至少一个加热器，用于加热还原剂，并由此增加所述闪蒸室内的压力。
技术方案4：根据技术方案3、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述闪蒸给料器还包括：(ii)联接至所述给料器主体的给料器入口，所述给料器入口限定入口通道，所述入口通道通至所述闪蒸室，以允许还原剂从相关联的还原剂槽罐进入。
技术方案5：根据技术方案4、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述闪蒸给料器还包括：(iii)联接至所述给料器主体的给料器出口，所述给料器出口限定出口通道，所述出口通道从所述闪蒸室通至所述混合罐的所述排气通道。
技术方案6：根据技术方案5、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述给料器出口包括压力激活的出口阀，所述压力激活的出口阀阻挡或允许通过所述出口通道的流量。
技术方案7：根据技术方案6、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述压力激活的出口阀配置成，在道路车辆中的所述还原剂混合器的使用期间，当达到所述闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置，以将经加热的还原剂从所述闪蒸室通过所述出口通道排放到所述排气通道中，用于与所述排气通道中的排气气体混合。
技术方案8：根据技术方案7、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述给料器入口包括入口管，所述入口管限定所述入口通道和孔板，所述入口通道具有第一截面面积，所述孔板限定穿过其中的孔口，所述孔口具有小于所述第一截面面积的第二截面面积，并且其中，所述孔板布置在入口管中以限制通过所述入口通道的流量。
技术方案9：根据技术方案8、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述孔口的尺寸设计成当所述闪蒸室内的压力低于所述预定压力时允许还原剂通过所述孔板进入所述闪蒸室中，而当所述闪蒸室内的压力等于或高于所述预定压力时限制还原剂从所述闪蒸室通过所述孔口回流而远离所述闪蒸室。
技术方案10：根据技术方案8、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，所述闪蒸给料器还包括：(iv)冷却***，所述冷却***配置成选择性地冷却包括在所述闪蒸给料器中的部件的温度。
技术方案11：根据技术方案10、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述冷却***包括至少一个第一冷却器，所述第一冷却器联接至所述给料器入口的外表面并与所述孔板轴向对准。
技术方案12：根据技术方案11、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述冷却***还包括第二冷却器，所述第二冷却器联接至所述给料器主体。
技术方案13：根据技术方案12、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述冷却***包括第三冷却器，所述第三冷却器联接至所述给料器出口并且与所述压力激活的阀轴向对准。
技术方案14：根据技术方案7、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，其中，所述压力激活的阀包括入口阀和连接杆，所述入口阀阻挡或允许通过所述入口通道的流量，所述连接杆将所述入口阀和所述出口阀机械地互连，所述连接杆配置成响应于所述压力激活的出口阀至打开位置的运动而使所述入口阀运动到关闭位置，并且响应于所述压力激活的出口阀至关闭位置的运动而使所述入口阀运动到打开位置。
技术方案15：根据技术方案14、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的还原剂混合器，所述闪蒸给料器还包括：(iv)冷却***，所述冷却***配置成选择性地冷却包括在所述闪蒸给料器中的部件的温度，所述冷却***包括以下各部件中的至少一者：第一冷却器，所述第一冷却器联接至所述给料器入口的外表面并与所述孔板轴向对准；第二冷却器，所述第二冷却器联接至所述给料器主体；以及第三冷却器，所述第三冷却器联接至所述给料器出口并与所述压力激活的阀轴向对准。
技术方案16：一种排气后处理***，所述排气后处理***包括排气导管，所述排气导管限定用于在其中接收排气气体流的排气通道。
技术方案17：根据技术方案16、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，还包括：第一还原剂混合器，所述第一还原剂混合器与所述排气导管流体联接并配置成接收排气气体并将还原剂注射入所述排气气体中。
技术方案18：根据技术方案17、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，其中，所述还原剂混合器包括混合罐，所述混合罐限定用于在其中接收排气气体的所述排气通道的至少一部分。
技术方案19：根据技术方案18、任何其他技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，其中，所述还原剂混合器还包括闪蒸给料器，所述闪蒸给料器安装于所述混合罐且配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂。
技术方案20：根据技术方案19、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，其中，所述闪蒸给料器包括：(i)给料器主体，所述给料器主体限定闪蒸室，所述闪蒸室中布置有至少一个加热器，以加热还原剂，并由此增加所述闪蒸室内的压力。
技术方案21：根据技术方案20、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，其中，所述闪蒸给料器还包括：(ii)联接至所述给料器主体的给料器入口，所述给料器入口限定入口通道，所述入口通道通至所述闪蒸室，以允许还原剂从相关联的还原剂槽罐进入。
技术方案22：根据技术方案21、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，其中，所述闪蒸给料器还包括：(iii)联接至所述给料器主体的给料器出口，所述给料器出口限定出口通道，所述出口通道从所述闪蒸室通至所述混合罐的所述排气通道。
技术方案23：根据技术方案22、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，其中，所述给料器出口包括压力激活的出口阀，所述压力激活的出口阀阻挡或允许通过所述出口通道的流量。
技术方案24：根据技术方案23、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的排气后处理***，其中，所述压力激活的出口阀被配置成，在道路车辆中的所述还原剂混合器的使用期间，当达到所述闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置，以将经加热的还原剂从所述闪蒸室通过所述出口通道排放到所述排气通道中，用于与所述排气通道中的排气气体混合。
技术方案25：根据技术方案24、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的***，还包括第二还原剂混合器，所述第二还原剂混合器联接至所述第一还原剂混合器下游的所述排气导管，所述第二还原剂混合器包括第二混合罐，所述第二混合罐限定用以在其中接收排气气体的所述排气通道的至少一部分，并且辅助给料器安装至所述第二混合罐，其中，所述辅助给料器配置成通过形成在所述第二混合罐中的第二注射孔注射还原剂。
技术方案26：根据技术方案25、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的***，还包括安装于所述第一还原剂混合器下游的所述排气导管的第一选择性催化还原单元和安装于所述第二还原剂混合器下游的所述排气导管的第二选择性催化还原单元。
技术方案27：根据技术方案26、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的***，其中，所述第一选择性催化还原单元与所述第一还原剂混合器间隔开，并且所述第二选择性催化还原单元紧挨地定位在所述第二还原剂混合器的下游。
技术方案2：根据技术方案26、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的***，其中，所述第一还原剂混合器和所述第一选择性催化还原单元相对于排气气体源和第二还原剂混合器紧密联接。
技术方案29：一种道路车辆，所述车辆包括内燃机，所述内燃机配置成产生排气气体流，所述排气气体流被传导通过由排气导管限定的排气通道。
技术方案30：根据技术方案29、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，还包括排气后处理***，所述排气后处理***包括还原剂槽罐，所述还原剂槽罐形成为在其中包括存储还原剂的内部区域。
技术方案31：根据技术方案29、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述排气后处理***还包括还原剂泵，所述还原剂泵配置成从所述还原剂槽罐中排放还原剂。
技术方案32：根据技术方案31、任何其他技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述排气后处理***还包括闪蒸给料器，所述闪蒸给料器安装于所述混合罐且配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂。
技术方案33：根据技术方案32、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述闪蒸给料器包括：(i)给料器主体，所述给料器主体限定闪蒸室，所述闪蒸室中布置有至少一个加热器，以加热还原剂，并由此增加所述闪蒸室内的压力。
技术方案34：根据技术方案33、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述闪蒸给料器还包括：(ii)联接至所述给料器主体的给料器入口，所述给料器入口限定入口通道，所述入口通道通至所述闪蒸室，以允许还原剂从相关联的还原剂槽罐进入。
技术方案35：根据技术方案34、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述闪蒸给料器还包括：(iii)联接至所述给料器主体的给料器出口，所述给料器出口限定出口通道，所述出口通道从所述闪蒸室通至所述混合罐的所述排气通道，其中，所述给料器出口包括压力激活的出口阀，所述压力激活的出口阀阻挡或允许通过所述出口通道的流量。
技术方案36：根据技术方案35、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述压力激活的出口阀配置成，在道路车辆中的所述还原剂混合器的使用期间，当达到所述闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置，以将经加热的还原剂从所述闪蒸室通过所述出口通道排放到所述排气通道中，用于与所述排气通道中的排气气体混合。
技术方案37：根据技术方案36、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述排气后处理***还包括还原剂传感器，所述还原剂传感器配置成检测与所述排气后处理***内的还原剂相关联的参数。
技术方案38：根据技术方案37、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述排气后处理***还包括加热器控制单元，所述加热器控制单元与所述还原剂传感器通信并且配置成基于从所述还原剂传感器接收到的信号操纵所述闪蒸给料器的所述加热器的运行。
技术方案39：根据技术方案38、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述排气后处理***包括预加热器，所述预加热器配置成提高存在于所述还原剂槽罐和所述还原剂泵中的至少一者中的还原剂的温度，并且其中，所述加热器控制单元配置成基于从所述还原剂传感器接收的信号来操纵所述预加热器的运行。
技术方案40：根据技术方案38、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述闪蒸给料器的所述加热器流体联接至所述排气通道，以接收使驻留在所述闪蒸室中的还原剂加热的热排气气体，并且其中，所述加热器控制单元配置成调节至少一个阀，以调制从所述排气通道到所述加热器的热排气气体的流量，从而操纵所述闪蒸给料器的所述加热器的运行。
技术方案41：根据技术方案38、任何其他合适的技术方案或合适的技术方案的任何组合所述的道路车辆，其中，所述闪蒸给料器的所述加热器电联接至电源，其驱动对驻留在所述闪蒸室中的还原剂的加热，并且其中，所述加热器控制单元配置成调节施加到所述闪蒸给料器的所述加热器的电流，从而操纵所述加热器的运行。

Claims (15)

1.一种用于道路车辆的排气后处理***中的还原剂混合器，所述还原剂混合器包括：
混合罐，所述混合罐限定用于在其中接收排气气体流的排气通道的至少一部分；以及
闪蒸给料器，所述闪蒸给料器安装于所述混合罐且配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂，所述闪蒸给料器包括：(i)给料器主体，所述给料器主体限定闪蒸室，所述闪蒸室中布置有至少一个加热器，以加热还原剂，并由此增加所述闪蒸室内的压力；(ii)联接至所述给料器主体的给料器入口，所述给料器入口限定入口通道，所述入口通道通至所述闪蒸室，以允许还原剂从相关联的还原剂槽罐进入；以及(iii)联接至所述给料器主体的给料器出口，所述给料器出口限定出口通道，所述出口通道从所述闪蒸室通至所述混合罐的所述排气通道，其中，所述给料器出口包括压力激活的出口阀，所述压力激活的出口阀阻挡或允许通过所述出口通道的流量，所述压力激活的出口阀配置成，在所述道路车辆中的所述还原剂混合器的使用期间，当达到所述闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置，以将经加热的还原剂从所述闪蒸室通过所述出口通道排放到所述排气通道中，用于与所述排气通道中的排气气体混合。
2.根据权利要求1所述的还原剂混合器，其特征在于，所述给料器入口包括入口管，所述入口管限定所述入口通道和孔板，所述入口通道具有第一截面面积，所述孔板限定穿过其中的孔口，所述孔口具有小于所述第一截面面积的第二截面面积，并且其中，所述孔板布置在所述入口管中以限制通过所述入口通道的流量。
3.根据权利要求2所述的还原剂混合器，其特征在于，所述孔口的尺寸设计成当所述闪蒸室内的压力低于所述预定压力时允许还原剂通过所述孔板进入所述闪蒸室中，而当所述闪蒸室内的压力等于或高于所述预定压力时限制还原剂从所述闪蒸室通过所述孔口回流而远离所述闪蒸室。
4.根据权利要求2所述的还原剂混合器，其特征在于，所述闪蒸给料器还包括：(iv)冷却***，所述冷却***配置成选择性地冷却包括在所述闪蒸给料器中的部件的温度，所述冷却***包括以下各部件中的至少一者：第一冷却器，所述第一冷却器联接至所述给料器入口的外表面并与所述孔板轴向对准；第二冷却器，所述第二冷却器联接至所述给料器主体；以及第三冷却器，所述第三冷却器联接至所述给料器出口并与所述压力激活的阀轴向对准。
5.根据权利要求1所述的还原剂混合器，其特征在于，所述压力激活的阀包括入口阀和连接杆，所述入口阀阻挡或允许通过所述入口通道的流量，所述连接杆将所述入口阀和所述出口阀机械地互连，所述连接杆配置成响应于所述压力激活的出口阀至打开位置的运动而使所述入口阀运动到关闭位置，并且响应于所述压力激活的出口阀至关闭位置的运动而使所述入口阀运动到打开位置。
6.根据权利要求5所述的还原剂混合器，其特征在于，所述闪蒸给料器还包括：(iv)冷却***，所述冷却***配置成选择性地冷却包括在所述闪蒸给料器中的部件的温度，所述冷却***包括以下各部件中的至少一者：第一冷却器，所述第一冷却器联接至所述给料器入口的外表面并与孔板轴向对准；第二冷却器，所述第二冷却器联接至所述给料器主体；以及第三冷却器，所述第三冷却器联接至所述给料器出口并与所述压力激活的阀轴向对准。
7.一种排气后处理***，包括：
排气导管，所述排气导管限定用于在其中接收排气气体流的排气通道；以及
第一还原剂混合器，所述第一还原剂混合器与所述排气导管流体联接并配置成接收排气气体并将还原剂注射入所述排气气体中，所述还原剂混合器包括：
混合罐，所述混合罐限定用于在其中接收所述排气气体的所述排气通道的至少一部分；以及
闪蒸给料器，所述闪蒸给料器安装于所述混合罐且配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂，所述闪蒸给料器包括：(i)给料器主体，所述给料器主体限定闪蒸室，所述闪蒸室中布置有至少一个加热器，以加热还原剂，并由此增加所述闪蒸室内的压力；(ii)联接至所述给料器主体的给料器入口，所述给料器入口限定入口通道，所述入口通道通至所述闪蒸室，以允许还原剂从相关联的还原剂槽罐进入；以及(iii)联接至所述给料器主体的给料器出口，所述给料器出口限定出口通道，所述出口通道从所述闪蒸室通至所述混合罐的所述排气通道，其中，所述给料器出口包括压力激活的出口阀，所述压力激活的出口阀阻挡或允许通过所述出口通道的流量，所述压力激活的出口阀配置成，在道路车辆中的所述还原剂混合器的使用期间，当达到所述闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置，以将经加热的还原剂从所述闪蒸室通过所述出口通道排放到所述排气通道中，用于与所述排气通道中的排气气体混合。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，还包括第二还原剂混合器，所述第二还原剂混合器联接至所述第一还原剂混合器下游的所述排气导管，所述第二还原剂混合器包括第二混合罐，所述第二混合罐限定用以在其中接收排气气体的所述排气通道的至少一部分，并且辅助给料器安装至所述第二混合罐，其中，所述辅助给料器配置成通过形成在所述第二混合罐中的第二注射孔注射还原剂。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，还包括安装于所述第一还原剂混合器下游的所述排气导管的第一选择性催化还原单元和安装于所述第二还原剂混合器下游的所述排气导管的第二选择性催化还原单元。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述第一选择性催化还原单元与所述第一还原剂混合器间隔开，并且所述第二选择性催化还原单元紧挨地定位在所述第二还原剂混合器的下游。
11.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述第一还原剂混合器和所述第一选择性催化还原单元相对于排气气体源和所述第二还原剂混合器紧密联接。
12.一种道路车辆，所述车辆包括：
内燃机，所述内燃机配置成产生排气气体流，所述排气气体流被传导通过由排气导管限定的排气通道；以及
排气后处理***，所述排气后处理***包括：
还原剂槽罐，所述还原剂槽罐形成为包括在其中存储还原剂的内部区域；
还原剂泵，所述还原剂泵配置成从所述还原剂槽罐中排放还原剂；
闪蒸给料器，所述闪蒸给料器安装于混合罐且配置成通过形成在所述混合罐中的注射孔注射还原剂，所述闪蒸给料器包括：(i)给料器主体，所述给料器主体限定闪蒸室，所述闪蒸室中布置有至少一个加热器，以加热还原剂，并由此增加所述闪蒸室内的压力；(ii)联接至所述给料器主体的给料器入口，所述给料器入口限定入口通道，所述入口通道通至所述闪蒸室，以允许还原剂从相关联的还原剂槽罐进入；以及(iii)联接至所述给料器主体的给料器出口，所述给料器出口限定出口通道，所述出口通道从所述闪蒸室通至所述混合罐的所述排气通道，其中，所述给料器出口包括压力激活的出口阀，所述压力激活的出口阀阻挡或允许通过所述出口通道的流量，所述压力激活的出口阀配置成，在所述道路车辆中的所述还原剂混合器的使用期间，当达到所述闪蒸室内的预定压力时从常闭位置运动到打开位置，以将经加热的还原剂从所述闪蒸室通过所述出口通道排放到所述排气通道中，用于与所述排气通道中的排气气体混合；
还原剂传感器，所述还原剂传感器配置成检测与所述排气后处理***内的还原剂相关联的参数；以及
加热器控制单元，所述加热器控制单元与所述还原剂传感器通信并且配置成基于从所述还原剂传感器接收到的信号操纵所述闪蒸给料器的所述加热器的运行。
13.根据权利要求12所述的道路车辆，其特征在于，所述排气后处理***包括预加热器，所述预加热器配置成提高存在于所述还原剂槽罐和所述还原剂泵中的至少一者中的还原剂的温度，并且其中，所述加热器控制单元配置成基于从所述还原剂传感器接收的信号来操纵所述预加热器的运行。
14.根据权利要求12所述的道路车辆，其特征在于，所述闪蒸给料器的所述加热器流体联接至所述排气通道，以接收使驻留在所述闪蒸室中的还原剂加热的热排气气体，并且其中，所述加热器控制单元配置成调节至少一个阀，以调制从所述排气通道到所述加热器的热排气气体的流量，从而操纵所述闪蒸给料器的所述加热器的运行。
15.根据权利要求12所述的道路车辆，其特征在于，所述闪蒸给料器的所述加热器电联接至电源，其使驻留在所述闪蒸室中的还原剂加热，并且其中，所述加热器控制单元配置成调节施加到所述闪蒸给料器的所述加热器的电流，从而操纵所述加热器的运行。
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