本发明涉及内燃机尾气净化后处理。更具体地说,本发明涉及一种利用发动机润滑油(机油)加热内燃机尾气净化后处理系统反应剂的方法与装置。
背景技术:
1、现有的内燃机尾气净化系统,尤其是稀燃内燃机,比如柴油机尾气净化需要在排气系统,即后处理器,内添加反应剂,比如尿素水溶液反应剂(以下简称“尿素”),来还原氮氧化物(nox)。国标反应剂为32.5%的尿素水溶液。工程应用中,该反应剂盛装在尿素箱内车载携带,由尿素泵在dcu(后处理控制器)的控制下,根据车辆发动机工况来抽取并喷入后处理器,比如scr系统。然而,上述国标反应剂在寒冷天气,比如-11℃会结冰。因此需要一个加热系统来对反应剂进行加热解冻。最常见的一种办法就是利用发动机冷却液作为加热介质,通过在尿素箱内布置一个热交换器,以下称“盘管”,将加热介质引入盘管进行循环;这样,加热介质从发动机所带来的热量传导给尿素实现对其加热结冻。
2、图1是一个最常见的尿素加热示意图。这个系统的加热功能主要由加热单元,即热交换器,俗称盘管100来完成;上述盘管放置在尿素箱200内。尿素箱内有尿素220;尿素箱通过卡扣300与尿素箱盖400连接;尿素箱盖内(上)布置有一个加热介质进液管接头500和一个加热介质出液管接头600,分别与盘管100的进液管和出液管通过尿素箱盖内部的流道(图中未显示)连通;进液管接头500与出液管接头600则分别与发动机端的加热介质供液管550和回流管650相连通(图2);在加热介质的供应管路上或者在尿素箱盖400内(上)流道内布置有一个开关阀700。这样,在需要加热尿素时,后处理系统控制器dcu(未显示)打开上述开关阀700,使得加热介质可以不断地流入盘管100,实现热交换,将加热介质的热量传导给尿素,并使其加热解冻。
3、正常情况下,发动机加热介质都是防冻液体,在寒冷天气时不会结冰。但是在市场上,有不少用户不使用防冻液,而是直接使用天然的水,比如自来水。水在0℃以下时就可会结冰。加热介质结冰时体积膨胀,造成盘管,尤其是盘管与尿素箱盖的连接处或者尿素箱盖内部流道胀裂,俗称冻裂。
4、本发明要解决的主要问题就是要防止上述冻裂现象发生。为此,本申请公开了以下发明。
技术实现思路
1、本发明的一个目的是提供一种利用发动机润滑油加热反应剂的方法与装置,利用发动机润滑油(机油)来替代上述加热系统中的发动机冷却液作为加热介质,完全避免了用户使用水来冷却发动机所带来的盘管冻裂问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种利用发动机润滑油加热反应剂的方法,将反应剂加热系统的热交换器内的加热介质替换为具有热量的发动机润滑油,从而将润滑油的热量传递至反应剂,用于避免原有加热介质结冰时造成热交换器体积膨胀,从而冻裂的问题。
3、优选的是,润滑油通过发动机机油泵输送或通过单独配置的输送泵输送。
4、优选的是,所述润滑油流经热交换器的流量或容积小于原有加热介质流经热交换器的流量或容积,以达到用润滑油替换原有加热介质后两者对反应剂的加热效果相同。
5、本发明还提供了一种利用发动机润滑油加热反应剂的装置,包括与热交换器的进液管和出液管分别连通的进液管接头和出液管接头,进液管接头与出液管接头分别与润滑油供液管和回流管相连通,润滑油供液管和回流管分别连通至发动机润滑系统。
6、优选的是,发动机润滑系统内的润滑油由发动机机油泵或单独配置的输送泵输送至润滑油供液管,然后通过热交换器后再通过回流管回流至发动机润滑系统。
7、优选的是,还包括开关阀,其用于在反应剂需要加热时控制润滑油的输送,所述开关阀设置于润滑油供液管或回流管上或集成于尿素箱盖内。
8、优选的是,所述润滑油供液管直径小于原有加热介质供液管直径,或所述开关阀开启的开口小于原有加热介质供液管上的开关阀开启的开口。
9、优选的是,所述输送泵设置于润滑油供液管或回流管上,所述输送泵从发动机底部的机油储存盒内抽取润滑油并回流至该储存盒。
10、优选的是,所述输送泵和开关阀集成为一体式结构,优选地,所述开关阀通过输送泵产生的压力驱动启闭。
11、优选的是,所述输送泵为同时具有加压输送作用和开关作用的泵,优选地,输送泵为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵。
12、本发明至少包括以下有益效果:
13、1、本发明利用发动机润滑油(机油)来替代上述加热系统中的发动机冷却液作为加热介质,由于机油不会结冰导致体积膨胀,完全避免了用户使用水来冷却发动机所带来的盘管冻裂问题。
14、2、本发明的润滑油可以利用现有发动机机油泵来输送,也可以另外配置一个专门输送机油的输送泵,适应性和灵活性更强。
15、3、本发明设置输送泵,机油可以从发动机底部的机油储存盒内抽取并回流至该储存盒,以减少对现有发动机润滑油路系统的干扰和影响。
16、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
1.一种利用发动机润滑油加热反应剂的方法,其特征在于,将反应剂加热系统的热交换器内的加热介质替换为具有热量的发动机润滑油,从而将润滑油的热量传递至反应剂,用于避免原有加热介质结冰时造成热交换器体积膨胀,从而冻裂的问题。
2.如权利要求1所述的利用发动机润滑油加热反应剂的方法,其特征在于,润滑油通过发动机机油泵输送或通过单独配置的输送泵输送。
3.如权利要求1所述的利用发动机润滑油加热反应剂的方法,其特征在于,所述润滑油流经热交换器的流量或容积小于原有加热介质流经热交换器的流量或容积,以达到用润滑油替换原有加热介质后两者对反应剂的加热效果相同。
4.一种利用发动机润滑油加热反应剂的装置,其特征在于,包括与热交换器的进液管和出液管分别连通的进液管接头和出液管接头,进液管接头与出液管接头分别与润滑油供液管和回流管相连通,润滑油供液管和回流管分别连通至发动机润滑系统。
5.如权利要求4所述的利用发动机润滑油加热反应剂的装置,其特征在于,发动机润滑系统内的润滑油由发动机机油泵或单独配置的输送泵输送至润滑油供液管,然后通过热交换器后再通过回流管回流至发动机润滑系统。
6.如权利要求5所述的利用发动机润滑油加热反应剂的装置,其特征在于,还包括开关阀,其用于在反应剂需要加热时控制润滑油的输送,所述开关阀设置于润滑油供液管或回流管上或集成于尿素箱盖内。
7.如权利要求4或6所述的利用发动机润滑油加热反应剂的装置,其特征在于,所述润滑油供液管直径小于原有加热介质供液管直径,或所述开关阀开启的开口小于原有加热介质供液管上的开关阀开启的开口。
8.如权利要求5或6所述的利用发动机润滑油加热反应剂的装置,其特征在于,所述输送泵设置于润滑油供液管或回流管上,所述输送泵从发动机底部的机油储存盒内抽取润滑油并回流至该储存盒。
9.如权利要求6所述的利用发动机润滑油加热反应剂的装置,其特征在于,所述输送泵和开关阀集成为一体式结构,优选地,所述开关阀通过输送泵产生的压力驱动启闭。
10.如权利要求5所述的利用发动机润滑油加热反应剂的装置,其特征在于,所述输送泵为同时具有加压输送作用和开关作用的泵,优选地,输送泵为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵。