Scr模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的SCR模塊、一種根據(jù)權(quán)利要求6的前序部分所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)以及一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求14的前序部分所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)用于不同的應(yīng)用。在靜止的設(shè)備中，往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)與發(fā)電機(jī)組合例如用于發(fā)電。在移動(dòng)的設(shè)備中，往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)用于驅(qū)動(dòng)船舶、軍事車(chē)輛(例如裝甲車(chē))或者還用于驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)車(chē)輛。在此，往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)應(yīng)具有盡可能低的氮氧化物排放。已知借助于選擇性催化還原(SCR)在SCR催化器處選擇性地降低在排氣中的氮氧化物。由此可顯著降低氮氧化物(NOx)的排出。為了進(jìn)行該反應(yīng)而需要氨(NH3)并且反應(yīng)的產(chǎn)物是水(H2O)和氮?dú)?N2)。作為SCR催化器，例如使用包含二氧化鈦、五氧化釩和二氧化鎢的催化器，或者例如在使用沸石的情況下還使用其他類型的SCR催化器。對(duì)于反應(yīng)所需的氨在此不是直接地或以純的方式來(lái)添加，而是作為32.5%的含水的尿素溶液來(lái)添加，并且在車(chē)輛工業(yè)中被稱為Adblue。
[0003]因此，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)設(shè)有用于選擇性催化還原排氣的裝置。在此，對(duì)于帶有不同功率(例如在600kW與4000kW之間的功率)的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，需要以高成本的方式提供用于選擇性催化還原的相應(yīng)的裝置，其可以充分的方式從往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的排氣體積流中除去或還原氮氧化物。出于該原因，需要以高成本和昂貴的方式為帶有不同功率的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)提供相應(yīng)不同的裝置。由此顯著地提高了用于制造內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的成本，并且此夕卜，在制造內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)昂貴、高成本且易出故障的裝配花費(fèi)。
[0004]從文獻(xiàn)DE 43 10 962 Cl中已知用于多個(gè)可彼此獨(dú)立運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)的排氣設(shè)備。排氣被導(dǎo)引到共同的排氣管路中，其中，排氣的脫氮通過(guò)由將還原劑添加到排氣流中進(jìn)行的選擇性催化還原實(shí)現(xiàn)。共同的排氣管路分支成至少兩個(gè)分支管路，在分支管路中布置至少一個(gè)SCR催化器，并且分支管路的至少一部分可借助于可調(diào)整的截止閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)閉鎖。
[0005]文獻(xiàn)DE 10 2010 021 438 Al顯示了一種尤其用于柴油機(jī)的排氣后處理裝置，其可在排氣流動(dòng)方向上被排氣流流經(jīng)并且具有排氣入口、用于將還原劑添加到排氣流中的還原劑添加系統(tǒng)、氮氧化物還原催化器和排氣出口，其中，還原劑添加系統(tǒng)具有至少兩個(gè)還原劑添加裝置，尤其噴射噴嘴。
[0006]從文獻(xiàn)DE 10 2005 025 045 Al中已知一種用于尤其在機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的排氣設(shè)備。該排氣設(shè)備包括SCR模塊和顆粒過(guò)濾器模塊。SCR模塊設(shè)有SCR催化元件和尿素配給裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種SCR模塊、一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)以及一種用于制造內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方法，在其中可簡(jiǎn)單、可靠且成本適宜地為帶有不同功率的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)配備用于選擇性催化還原排氣的裝置。
[0008]該目的利用用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的SCR模塊實(shí)現(xiàn)，其包括:殼體和/或框架；排氣道(Abgasstrang)，其限制用于排氣的通過(guò)的流動(dòng)通道、帶有用于引入排氣的進(jìn)入開(kāi)口和用于引出排氣的離開(kāi)開(kāi)口 ；SCR催化器，其布置在流動(dòng)通道之內(nèi)；至少一個(gè)噴射元件，其用于將還原劑(例如氨或尿素溶液)添加給導(dǎo)引通過(guò)流動(dòng)通道的排氣，其中，SCR模塊包括至少一個(gè)輸送裝置以用于將還原劑以預(yù)定的壓力輸送給噴射元件。
[0009]噴射元件需要處于一定的預(yù)定的壓力下的還原劑。出于該原因，SCR模塊設(shè)有尤其相應(yīng)用于每個(gè)噴射元件的至少一個(gè)輸送裝置。由此，用于選擇性催化還原的SCR模塊僅僅需要帶有未預(yù)定的壓力的還原劑。由此可以簡(jiǎn)單的方式將SCR模塊應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，因?yàn)閼?yīng)將僅僅一個(gè)排氣管路和還原劑管路聯(lián)接到SCR模塊處。因此，在裝配時(shí)可特別簡(jiǎn)單地插入SCR模塊，并且由此在SCR模塊處不再需要特別地裝配輸送裝置。
[0010]至少一個(gè)輸送裝置尤其構(gòu)造為泵，優(yōu)選活塞泵，或流體機(jī)械，例如離心泵，和/或預(yù)定的壓力在8bar至12bar的范圍中，和/或至少一個(gè)輸送裝置集成和/或安裝到SCR模塊中。至少一個(gè)輸送裝置集成和/或安裝到SCR模塊中，也就是說(shuō)，是SCR模塊的固定的組成部分并且例如利用不可松開(kāi)的連接(例如焊接或鉚接連接)或者可松開(kāi)的連接(例如螺紋或夾緊連接)與其余的SCR模塊(例如框架和/或殼體)相連接。
[0011]在另一設(shè)計(jì)方案中，SCR模塊包括還原劑管路，SCR模塊尤其包括至少一個(gè)還原劑始流管路以用于將液態(tài)或氣態(tài)的還原劑通過(guò)輸送裝置導(dǎo)引到至少一個(gè)噴射元件，并且SCR模塊包括至少一個(gè)還原劑回流管路以用于將過(guò)量的還原劑從至少一個(gè)噴射元件導(dǎo)出。通常將還原劑從循環(huán)系統(tǒng)輸送給噴射元件，從而需要尤其相應(yīng)用于噴射元件的還原劑始流管路和還原劑回流管路。
[0012]在一補(bǔ)充的實(shí)施方式中，SCR模塊包括至少一個(gè)壓力傳感器以用于探測(cè)輸送給至少一個(gè)噴射元件的還原劑的壓力。例如在還原劑始流管路處或在噴射元件處利用壓力傳感器探測(cè)還原劑的輸送給噴射元件的壓力。根據(jù)還原劑的由壓力傳感器探測(cè)的壓力可由內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的控制和/或調(diào)節(jié)單元在輸送功率方面控制和/或調(diào)節(jié)至少一個(gè)輸送裝置。
[0013]優(yōu)選地，SCR模塊包括液壓接口以用于為SCR模塊供給還原劑，和/或SCR模塊包括電氣接口以用于電氣連接SCR模塊，例如用于供電和/或用于數(shù)據(jù)交換。液壓接口具有用于將還原劑液密地導(dǎo)引到SCR模塊中的裝置。例如涉及SAE J2044。電氣接口例如構(gòu)造為哈丁插頭。
[0014]適宜地，SCR模塊具有排氣接口，例如排氣管接頭或例如構(gòu)造為ASME排氣法蘭的排氣接口。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)(尤其僅僅一個(gè)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī))、用于排氣處理的SCR模塊、用于將排氣從往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)導(dǎo)引到SCR模塊的排氣管路，其中，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括多個(gè)SCR模塊，并且SCR模塊(尤其所有的SCR模塊)在排氣方面并聯(lián)連接。
[0016]內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)SCR模塊，其在排氣方面并聯(lián)連接。由此，在使用帶有不同功率(例如在600kW至4000kW的范圍中)的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)時(shí)可通過(guò)使用相應(yīng)數(shù)量的SCR模塊選擇性催化還原往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的排氣的體積流。作為排氣設(shè)備的排氣管路和SCR模塊由此可以特別簡(jiǎn)單的方式僅僅通過(guò)以下方式與往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的不同的功率或排氣體積流相匹配，即，在排氣設(shè)備中使用不同數(shù)量的SCR模塊以用于選擇性催化還原。
[0017]在一變體方案中，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的SCR模塊構(gòu)造為在該專利權(quán)申請(qǐng)中說(shuō)明的SCR模塊，和/或排氣管路具有分支部(Aufzweigung)以用于將排氣從往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)并行地導(dǎo)引到SCR模塊中。
[0018]適宜地，SCR模塊構(gòu)造成相同的，和/或往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是柴油機(jī)。SCR模塊構(gòu)造成相同的或構(gòu)造成基本相同。因此，為了可在帶有不同功率的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)中提供相應(yīng)的排氣設(shè)備，僅僅還必須以有利的方式制造并使用一種類型的SCR模塊。由此顯著簡(jiǎn)化和降低用于制造SCR模塊的成本，因?yàn)樵诖_定的功率范圍中使用用于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的僅僅一種類型的SCR模塊。此外，在裝配內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)時(shí)實(shí)現(xiàn)SCR模塊彼此的更簡(jiǎn)單的連接和裝配，因?yàn)閮H使用相同的SCR模塊。
[0019]在另一實(shí)施方式中，SCR模塊包括相同的排氣道和/或相同的SCR催化器和/或用于引入和引出排氣的相同的排氣接口和/或相同的液壓接口和/或相同的電氣接口。
[0020]內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)尤其包括還原劑接口(尤其僅僅一個(gè)還原劑接口)以用于與還原劑箱液壓連接，和/或內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括用于排氣的顆粒過(guò)濾器，和/或尤其對(duì)于單獨(dú)的SCR模塊，在排氣管路中并未布置閉鎖機(jī)構(gòu)，例如截止閥或截止旋塞。還原劑箱不是內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的組成部分，并且利用還原劑接口可為整個(gè)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(即，SCR模塊)供給還原劑。截止閥沒(méi)有安裝到SCR模塊的排氣管路中，從而所有的SCR模塊可被往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的