專利名稱：具有清洗加熱器的流體噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體噴射器，并且尤其涉及一種具有清洗加熱器
(purge heater)的流體噴射器。
背景技術(shù)：
包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體燃料動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)和本領(lǐng)域中已知 的其它發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)排放空氣污染物的復(fù)雜混合物。這些空氣污染 物包括被稱為顆粒物或煤煙的固體材料.由于日益增加的對(duì)環(huán)境的關(guān)注， 排氣排放標(biāo)準(zhǔn)已變得更加嚴(yán)格，并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和/ 或發(fā)動(dòng)機(jī)的等級(jí)來(lái)調(diào)節(jié)從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的顆粒物的量。
一種由發(fā)動(dòng)機(jī)制造商實(shí)現(xiàn)的、遵守被排放到環(huán)境中的顆粒物規(guī)定的方 法已利用被稱為顆粒捕集器或柴油顆粒過(guò)濾器的裝置從發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流中 除去顆粒物。顆粒捕集器是被設(shè)計(jì)成捕集顆粒物的過(guò)濾器，并且通常包括 絲網(wǎng)或陶瓷蜂窩介質(zhì)。但是，將顆粒捕集器使用延長(zhǎng)的時(shí)間段可能會(huì)使得 顆粒物積聚在介質(zhì)中，從而降低過(guò)濾器的功能性以及相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
可通過(guò)^L稱為再生的處理從過(guò)濾器中除去收集的顆粒物。為了啟動(dòng)過(guò) 濾器的再生，必須將過(guò)濾器中捕集的顆粒物的溫度升高至燃燒閾值，在該 燃燒閾值下顆粒物被燒盡。 一種升高顆粒物溫度的方式是將催化劑例如柴 油燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流中，并且點(diǎn)燃所噴射的燃料。
在再生事件之后，切斷燃料的供給。但是， 一些燃料可能仍殘留在燃 料噴射器中或者將燃料引到噴射器的燃料管線中。此殘留燃料在遭受到排 氣流的嚴(yán)苛條件時(shí)可能轉(zhuǎn)化成焦炭或部分燃燒，從而留下可能限制甚至阻 塞燃料噴射器的固體殘?jiān)?。另外，?lái)自排氣流的顆粒物可能進(jìn)入并阻塞噴射器。為此，需要在再生事件之間定期清洗燃料噴射器和/或任何積聚的殘 渣或顆粒物。
1991年1月29號(hào)授予Lopez-Crevillen等人的美國(guó)專利第4,987,738 號(hào)(，738專利)中描述了一種清洗燃料噴射器的方法。具體來(lái)說(shuō)，，738專 利公開(kāi)了具有用于焚燒被捕集顆粒的燃燒器的顆粒過(guò)濾器。該燃燒器包括 用于在再生期間將燃料噴射到燃燒器中的燃料噴射器噴嘴。如，738專利的 圖1所示，燃料泵經(jīng)由沿軸向與噴嘴的孔對(duì)齊的通路將燃料提供給噴射器 噴嘴。為了保持燃燒器的高效且可靠的操作，在再生事件之后，通過(guò)沿軸 向?qū)R的通路向燃料噴射器噴嘴供給清洗空氣，以清洗燃料噴嘴。清洗空 氣持續(xù)流過(guò)噴射器噴嘴，直至隨后的再生事件。
盡管，738專利的燃燒器可能在一定程度上受益于上述清洗處理，但是 收益的成^艮高。特別地，支持空氣清洗所需的附加通路可增加機(jī)加工成 本、部件成本和組裝時(shí)間。另夕卜，保持清洗空氣的持續(xù)流動(dòng)可能成^艮高， 并且增加了碎屑流過(guò)流體噴射器噴嘴的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的流體噴射器解決了上述問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于排氣處理系統(tǒng)的流體噴射器。該流體 噴射器可包括體部、銷構(gòu)件和加熱器。銷構(gòu)件可"^殳置在該體部中，并且具 有流體接收端和流體噴射端。該加熱器可圍繞該銷構(gòu)件的流體噴射端設(shè)置。
本發(fā)明的另 一個(gè)方面涉及另 一種流體噴射器。此流體噴射器可包括體 部、被冷卻的銷構(gòu)件、套管和被加熱的銷構(gòu)件。被冷卻的銷構(gòu)件可設(shè)置在 該體部中并且構(gòu)造成接收流體。該套管可連接到該體部的端部。被加熱的
銷構(gòu)件可與被冷卻的銷構(gòu)件流體連通地設(shè)置在該套管中，以噴射所接收的 流體。
本發(fā)明的另 一方面涉及一種排氣處理系統(tǒng)。該排氣處理系統(tǒng)可包括構(gòu) 造成接收排氣的通路，和構(gòu)造成將流體噴射到該通路內(nèi)的排氣中的噴射器。 該排氣處理系統(tǒng)可進(jìn)一步包括聯(lián)接到噴射器的加熱器。


圖l是示例性公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)組的示意簡(jiǎn)圖2是用于圖l的發(fā)動(dòng)機(jī)組的示例性公開(kāi)的排氣處理設(shè)備的分解視圖3是圖2的排氣處理設(shè)備的橫截面視圖4是用于圖2和3的設(shè)備的流體噴射器的橫截面視圖5是用于圖2和3的設(shè)備的示例性公開(kāi)的控制系統(tǒng)的示意簡(jiǎn)圖；以
及
圖6是示出由圖5的控制系統(tǒng)執(zhí)行的清洗圖4的流體噴射器的示例性 方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出具有燃料系統(tǒng)12和輔助再生系統(tǒng)14的發(fā)動(dòng)機(jī)組10。為了公 開(kāi)的目的，發(fā)動(dòng)機(jī)組10被示出和描述為四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，發(fā)動(dòng)機(jī)組10可以是任何其它類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，例如 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或氣體燃料動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)組10可包括至少部分地限定多 個(gè)燃燒室17的機(jī)體16。在所示的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)組IO包括四個(gè)燃燒室 17。但是，可以設(shè)想發(fā)動(dòng)機(jī)組10包括更多或更少數(shù)量的燃燒室17,并且 燃燒室17可設(shè)置成"直排"構(gòu)型、"V"構(gòu)型或任何其他合適的構(gòu)型。
還如圖1中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)組10可包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在機(jī)體16中的曲 軸18。連接桿(未示出)可將多個(gè)活塞(未示出)連接到曲軸18，從而每 個(gè)活塞在相應(yīng)的燃燒室17中的滑動(dòng)導(dǎo)致曲軸18的旋轉(zhuǎn)。類似地，曲軸18
的旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致活塞的滑動(dòng)。
燃料系統(tǒng)12可包括相協(xié)作以將噴射的加壓燃料傳送至每個(gè)燃燒室17 的部件。具體來(lái)說(shuō)，燃料系統(tǒng)12可以是共軌系統(tǒng)，并且包括構(gòu)造成保持燃 料供給的箱20、以及構(gòu)造成給燃料加壓并且利用(油)軌24將加壓燃料 引到多個(gè)燃料噴射器23的燃料泵送裝置22。
燃料泵送裝置22可包括一個(gè)或多個(gè)泵送設(shè)備，其用于增加燃料的壓力
6并且將一個(gè)或多個(gè)加壓燃料流引到(油)軌24。在一個(gè)示例中，燃料泵送 裝置22包括依次設(shè)置并且通過(guò)燃料管線30流體連接的低壓源26和高壓源 28。低壓源26可以是向高壓源28提供低壓進(jìn)給的輸送泵。高壓源28可接 收該低壓進(jìn)給，并且在一些情況下將燃料的壓力一直增加到300MPa。高 壓源28可利用燃料管線32連接到(油)軌24。 一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾元件34、 例如主過(guò)濾器和副過(guò)濾器，可依次設(shè)置在燃料管線32中以便從被燃料泵送 裝置22加壓的燃料中除去碎屑和/或水。
低壓源和高壓源26、 28中的一個(gè)或兩者可操作性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)組 10，并且被曲軸18驅(qū)動(dòng)。低和/或高壓源26、 28可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯 而易見(jiàn)的任何方式與曲軸18連接，其中曲軸18的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致泵軸的對(duì)應(yīng) 的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。例如，高壓源28的泵驅(qū)動(dòng)軸36在圖1中示出為通過(guò)齒輪系 38連接到曲軸18。但是，可以設(shè)想低壓源和高壓源26、 28中的一個(gè)或兩 者可選擇地^^電驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)或以任何其他合適的方式驅(qū)動(dòng)。 還可以設(shè)想，燃料系統(tǒng)12可以可選擇地采用另一種燃料系統(tǒng)，例如機(jī)械單 元燃料噴射器系統(tǒng)或液壓?jiǎn)卧剂蠂娚淦飨到y(tǒng)，其中，在各噴射器中生成
或提高所噴射燃料的壓力而無(wú)需使用高壓源。
輔助再生系統(tǒng)14可與排氣處理設(shè)備40相關(guān)聯(lián)。特別地，發(fā)動(dòng)機(jī)組IO 的排氣可經(jīng)由排氣通路35被傳輸至排氣通路35的端部(未示出)，在該 端部排氣可被釋放到大氣中。在到達(dá)排氣通路35的端部之前，排氣可通過(guò) 排氣處理設(shè)備40。在排氣處理設(shè)備40中，排氣成分例如顆粒物、NOx、 HC以及其他成分可被從排氣流中除去，或者被轉(zhuǎn)換成無(wú)害氣體。在一個(gè) 示例中，排氣處理i殳備40可包括安置成從排氣流中除去顆粒物的絲網(wǎng)或陶 瓷蜂窩過(guò)濾介質(zhì)42。隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，顆粒物可在過(guò)濾介質(zhì)42中積聚， 并且如果未被處理，則顆粒物積聚可能嚴(yán)重到足以限制甚至阻塞排氣流過(guò) 處理設(shè)備40,使得發(fā)動(dòng)機(jī)組IO中的背壓增加。發(fā)動(dòng)機(jī)組10的背壓的增加 可減小發(fā)動(dòng)機(jī)組10抽入新鮮空氣的能力，導(dǎo)致性能下降，排氣溫度增加以 及燃料消耗變差。
如圖2所示，輔助再生系統(tǒng)14可包括相協(xié)作以定期減少排氣處理設(shè)備40中的顆粒物積聚的部件。這些部件尤其可包括殼體44、噴射器46、混 合板48、火花塞50、熱電偶52和燃燒罐54。可以設(shè)想，輔助再生系統(tǒng)14 可包括附加的或不同的部件，例如一個(gè)或多個(gè)先導(dǎo)(pilot)噴射器、附加 主噴射器、控制器、壓力傳感器、流量傳感器、流阻塞裝置、以及本領(lǐng)域 中已知的其它部件。還可設(shè)想，代替過(guò)濾介質(zhì)42 (見(jiàn)圖1)或除過(guò)濾介質(zhì) 42之外，排氣處理設(shè)備40可包括選擇性催化還原(SCR)裝置和與噴射 器46幾乎相同的相關(guān)噴射器(未示出)，以用于將還原劑例如尿素引入在 SCR裝置上游的排氣流。
殼體44可接納和流體地互連噴射器46、混合板48、火花塞50和熱電 偶52。特別地，殼體44可具有中心階梯孔56、環(huán)形凹入開(kāi)口58、位于中 心的孔60、第一徑向偏置孔61、和第二徑向偏置孔(未示出)。殼體44 還可包括先導(dǎo)燃料通路62、主燃料通路64、空氣供給通路66、以及入口 和出口冷卻通路68、 70。如果希望的話， 一個(gè)或多個(gè)止回閥(未示出)可 位于這些通路中的任何一個(gè)或全部?jī)?nèi)，以確保在通路中的各流體的單向流 動(dòng)，和/或使需要定期重新供給或清洗的體積減少或最小化。
位于中心的孔60可通過(guò)內(nèi)表面72 (是指通向燃燒罐54的圖2中所示 的殼體44的表面)接納噴射器46。位于中心的孔60與噴射器46 —起可 在孔60的階梯部中形成先導(dǎo)燃料室74 (參照?qǐng)D3)、主燃料室76、和冷 卻劑室78。先導(dǎo)燃料室74可與先導(dǎo)燃料通路62流體連通，而主燃料室76 可與主燃料通路64流體連通。冷卻劑室78可與入口和出口冷卻通路68、 70流體連通?；旌习?8可利用彈性件例如貝氏(bellville)墊圈80將噴射 器46保持在位于中心的孔60中。
中心階梯孔56也可通過(guò)內(nèi)表面72接納混合板48?；旌习?8可完全 壓配合在中心階梯孔56中，和/或被扣環(huán)82保持在合適位置。混合板48 可與噴射器46和殼體44中心對(duì)齊，并且利用 一個(gè)或多個(gè)定位銷83相對(duì)于 殼體44在角度上定向。
第一徑向偏置孔61可通過(guò)殼體44的外表面接納火花塞50。特別地， 火花塞50可包括接合第一徑向偏置孔61的內(nèi)螺紋的外螺紋。如果需要的
8話，第一徑向偏置孔61可與空氣供給通路66連通，從而碳和其他污染物 可從第一徑向偏置孔61被定期清洗出，從而防止了在火花塞50上積聚和 造成不希望的電弧放電。
第二徑向偏置孔可通過(guò)殼體44的外表面接納熱電偶52。類似于火花 塞50，熱電偶52也可具有接合第二徑向偏置孔的內(nèi)螺紋的外螺紋。盡管 沒(méi)有通路被示出與熱電偶52流體連通，但是如果需要的話，可以設(shè)想來(lái)自 供給通路66的清洗流體例如空氣可選擇地或附加地被引到第二徑向偏置 孔，以使其中的污染物積聚減小或最小化。
噴射器46可設(shè)置在殼體44中，并且可操作以在預(yù)定的正時(shí)、燃料壓 力和燃料流率下將一個(gè)或多個(gè)數(shù)量的加壓燃料(例如，通過(guò)先導(dǎo)、主和/
或后噴射)噴射到燃燒罐54中。燃料噴射到燃燒罐54中的正時(shí)可與從熱 電偶52、 一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器(未示出)、計(jì)時(shí)器(未示出)、或任何 其他類似的傳感設(shè)備接收到的傳感輸入同步，從而燃料的噴射基本對(duì)應(yīng)于 顆粒物在過(guò)濾介質(zhì)42 (參照?qǐng)D1)中的積聚。例如，當(dāng)流過(guò)排氣處理設(shè)備 40的排氣的溫度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，可噴射燃料?？蛇x擇地或附加地，當(dāng)流過(guò) 排氣處理設(shè)備40的排氣的壓力超過(guò)預(yù)定壓力水平或者過(guò)濾介質(zhì)42兩端的 壓降超過(guò)預(yù)定的差值時(shí)，可噴射燃料。如果需要的話，可以設(shè)想除了壓力 和溫度條件之外或者無(wú)論壓力和溫度條件如何，基于設(shè)定的周期噴射燃料。
混合板48 (例如，渦流板)與殼體44的環(huán)形凹入開(kāi)口 58 —起可形成 空氣分配通路84 (參照?qǐng)D3 )，可經(jīng)由供給通路66向該通路84供給壓縮 空氣。混合板48可包括使空氣分配通路84與燃燒罐54流體連通的多個(gè)成 環(huán)形設(shè)置的空氣孔86?？諝饪?6可使空氣與噴射到燃燒罐54中的燃料混 合以改進(jìn)其中的燃燒。如果需要的話，可以設(shè)想空氣孔86可附加地或可選 擇地將加壓空氣引到燃燒罐54的外周邊，以用于冷卻和/或絕緣目的。
混合板48可包括容納熱電偶52和火花塞50的開(kāi)口。具體來(lái)說(shuō)，熱電 偶52可經(jīng)由混合板48中的第一通孔88延伸到燃燒罐54中，而火花塞50 可經(jīng)由第二通孔90延伸到燃燒罐54中。接地電極92可在第二通孔90附 近從混合板48延伸以與火花塞50相互作用?；鸹ㄈ?0可有助于從噴射器46噴灑到燃燒罐54中的燃料的點(diǎn)火。具 體地，在再生事件期間或者當(dāng)排氣處理設(shè)備40中的催化劑需要升高的溫度 時(shí)，離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)組10的排氣的溫度可能過(guò)低從而不能導(dǎo)致從噴射器46噴 出的燃料自動(dòng)點(diǎn)火。為了啟動(dòng)燃料以及隨后的被捕集顆粒物的燃燒，可從 噴射器46朝火花塞50噴灑或噴射少量(即，先導(dǎo)射流)燃料，以產(chǎn)生可 由火花塞50容易地點(diǎn)火的局部濃的氣氛。在火花塞50的電極和混合板48 的接地電極92之間產(chǎn)生的火花可點(diǎn)燃局部濃的氣氛，從而產(chǎn)生火焰，該火 焰可朝捕集的顆粒物噴出或前進(jìn)。從噴射器46傳播的火焰噴射可使排氣處 理設(shè)備40中的溫度升高到容易地支持來(lái)自噴射器46的較大量(即，主要 射流)燃料的有效點(diǎn)火的水平。當(dāng)主要噴射的燃料點(diǎn)火時(shí)，排氣處理設(shè)備 40的溫度可繼續(xù)升高到導(dǎo)致過(guò)濾介質(zhì)42中捕集的顆粒物燃燒的水平和/或 支持催化劑的高效操作的水平。
熱電偶52可確認(rèn)在燃燒罐54中的燃料/空氣混合物的成功點(diǎn)火，并且 幫助基于實(shí)現(xiàn)的溫度控制燃料的噴射量。熱電偶通常包括兩種不同金屬， 其經(jīng)常釆用細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件例如線或桿。熱電偶的兩種金屬可經(jīng)由(軟)釬焊接 頭在熱電偶的測(cè)量端(通常為終端)相接合。當(dāng)在熱電偶的測(cè)量端的溫度 相對(duì)于在基準(zhǔn)端(即，非測(cè)量端)的溫度改變時(shí)，可生成可測(cè)量的電壓。 所測(cè)量的電壓的值可被用于確定在熱電偶的測(cè)量端的溫度。熱電偶52可通 過(guò)混合板48延伸到燃燒罐54中，以便指示其中的溫度。當(dāng)在燃燒罐54 中測(cè)量的溫度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，可推斷出已經(jīng)實(shí)現(xiàn)空氣-燃料混合物的點(diǎn)火。 類似地，當(dāng)在燃燒罐54中測(cè)量的溫度下降到低于預(yù)定值時(shí)，可推斷出火焰 噴射已被熄滅?？梢栽O(shè)想，向燃燒罐54中的燃料噴射、被引到燃燒罐54 中的空氣的流率或壓力、噴射器46的溫度、和/或其它溫度相關(guān)操作可響 應(yīng)于由熱電偶52生成的電流值而改變。
燃燒罐54 (參照?qǐng)D2)可采用管狀構(gòu)件，其構(gòu)造成將點(diǎn)燃的燃料/空氣 混合物(即，火焰噴射)從輔助再生系統(tǒng)14沿軸向引到處理i殳備40的排 氣流。特別地，燃燒罐54可包括使來(lái)自噴射器46的燃料和來(lái)自分配通路 84的空氣與排氣流體連通的中心開(kāi)口 94 (即，中心開(kāi)口 94可與通路35
10流體連通或者與通路35共同延伸〔擴(kuò)及同空間，coextensive〕)。燃燒罐 54可在中心開(kāi)口 94的一端使用火焰穩(wěn)定板96,以提供使排氣處理設(shè)備40 中的脈動(dòng)減小或最小化的限制。即，火焰穩(wěn)定板96的內(nèi)徑可小于中心開(kāi)口 94的內(nèi)徑。燃燒罐54可基本是直的，并且具有根據(jù)預(yù)期的火焰引入位置 在制造期間設(shè)定的預(yù)定長(zhǎng)度(由燃料/空氣混合物的點(diǎn)燃產(chǎn)生的火焰從燃燒 罐54延伸到排氣流的距離)。在一個(gè)示例中，此預(yù)期引入位置可距燃燒罐 54的火焰穩(wěn)定板96大約12英寸。
如圖4所示，噴射器46可以是多個(gè)部件的組件，所述多個(gè)部件相互作 用以便即使在嚴(yán)苛操作條件下仍確保將燃料連續(xù)噴射到燃燒罐54 (參照?qǐng)D 2)中。具體來(lái)說(shuō)，噴射器46可包括體部98、設(shè)置在體部98中的被冷卻 的銷構(gòu)件100、套管102、設(shè)置在套管102中的被選擇性加熱的銷構(gòu)件104、 壓配合到或聯(lián)接到套管102上的加熱器106、以及圍繞加熱器106設(shè)置的 熱屏蔽108。加壓燃料可朝向被加熱的銷構(gòu)件104被引導(dǎo)到被冷卻的銷構(gòu) 件100中和周圍以便噴射，同時(shí)，冷卻劑可被引導(dǎo)到體部98周圍以防止被 冷卻的銷構(gòu)件100中的燃料發(fā)生焦化。在噴射事件之間，可向加熱器106 選擇性地施加電流以蒸發(fā)和/或燒盡被加熱的銷構(gòu)件104中的任何殘留燃料 或積聚物(即，清洗噴射器46的流體噴射端部)。噴射器46的外表面也 可被清除沉淀物和燃料，從而保持噴灑角度和品質(zhì)。熱屏蔽108可使清洗 處理期間從加熱器106對(duì)流和/或輻射損失的熱量減小或最小化。
體部98可以是大致為圓柱形的構(gòu)件，其構(gòu)造成組裝在位于中心的孔 60(參照?qǐng)D2)中，并且可包括一個(gè)或多個(gè)通路。具體來(lái)說(shuō)，體部98可包 括構(gòu)造成通過(guò)螺玟接納^L冷卻的銷構(gòu)件100的孔109，以及構(gòu)造成通過(guò)螺 紋接納套管102的端部的連接孔110。體部98可在相對(duì)端具有直徑擴(kuò)大的 外表面，從而在它們之間形成凹部112。凹部112可至少部分地限定冷卻 劑室78 (參見(jiàn)圖3)。即，來(lái)自入口冷卻通路68的冷卻劑可在凹部112 處與體部98的環(huán)形外表面直接接觸。 一個(gè)或多個(gè)密封件114可與體部98 的擴(kuò)大區(qū)域相關(guān)聯(lián)，以使體部98和殼體44之間的流體泄漏和污染減小或 最小化。凸緣116可幫助將體部98正確定位在位于中心的孔60中。
ii被冷卻的銷構(gòu)件100可以是細(xì)長(zhǎng)圓柱形構(gòu)件，其可滑動(dòng)地設(shè)置在位于 中心的孔60(參照?qǐng)D3)中并且與體部98螺紋接合。；故冷卻的銷構(gòu)件IOO 與體部98的接合位置可基本對(duì)應(yīng)于凹部112和冷卻劑室78 (參照?qǐng)D3 )的 軸向位置。這樣，；陂冷卻的銷構(gòu)件100中產(chǎn)生的或者傳遞到被冷卻的銷構(gòu) 件100的任何熱量可通過(guò)這種接合被傳導(dǎo)到室78 (參照?qǐng)D3 )中的冷卻劑。 被冷卻的銷構(gòu)件100可包括內(nèi)部通路118,該內(nèi)部通路118以在先導(dǎo)燃料 室74 (參照?qǐng)D3 )處的陰錐形部120開(kāi)始，并且在被加熱的銷構(gòu)件104的 接納端處終止。；故冷卻的銷構(gòu)件100也可在燃料接收端部處具有直徑擴(kuò)大 的外表面，從而在被冷卻的銷構(gòu)件100的擴(kuò)大表面和體部98之間形成凹部 122。凹部122可至少部分地限定主燃料室76,而位于被冷卻的銷構(gòu)件100 的擴(kuò)大直徑的軸向上游位置的在位于中心的孔60內(nèi)的空間可至少部分地 限定先導(dǎo)燃料室74 (參照?qǐng)D3)。類似于體部98， 一個(gè)或多個(gè)密封件114 可與被冷卻的銷構(gòu)件100的擴(kuò)大區(qū)域相關(guān)聯(lián)，以使被冷卻的銷構(gòu)件100和 殼體44之間的流體泄漏和污染減小或最小化。
套管102可采用大致為管形的構(gòu)件，其將被加熱的銷構(gòu)件104固定地 連接到加熱器106、體部98和被冷卻的銷構(gòu)件100。即，套管102可包括 與,皮加熱的銷構(gòu)件104螺紋接合的中心孔124,以及環(huán)形外表面，加熱器 106可被壓配合、線纏繞、(硬)釬焊、鑄造、緊密間隙配合或夾持在該 環(huán)形外表面上。套管102還可與體部98的連接孔110螺玟接合。套管102、 被加熱的銷構(gòu)件104和加熱器106之間的接合可有助于從加熱器106到被 加熱的銷構(gòu)件104的傳導(dǎo)性熱傳遞。套管102還可包括位于套管102的相 對(duì)端的凸緣部128。凸緣部128可軸向支承和定位加熱器106。凸緣部128 中的中心開(kāi)口 130可允許通過(guò)套管102噴射燃料。如上所述的貝氏墊圏80 可被混合板48壓在凸緣部128上，以將噴射器46保持在殼體44 (參照?qǐng)D 2和3)中。
末端(nib)132可位于中心開(kāi)口 130中以用作密封表面。即，末端132 的內(nèi)表面可被精密加工以緊靠位于,i^口熱的銷構(gòu)件104中的第二末端134 的外表面密封。末端134可包括先導(dǎo)噴射孔131和主噴射孔133?？梢栽O(shè)想，末端134還可包含附加的孔。當(dāng)末端134緊靠末端132就位時(shí)，可防 止燃料在末端134周圍流動(dòng)，除非是通過(guò)允許燃料在末端132和134之間 流動(dòng)和被噴射的精密狹槽(未示出)。相反地，當(dāng)正確就位時(shí)，可迫使燃 料流過(guò)末端134的噴射孔。通過(guò)在末端132上而不是在中心開(kāi)口 130處在 套管102的內(nèi)表面上提供內(nèi)部密封表面，套管102的制造可被筒化。
被加熱的銷構(gòu)件104可采用大致圓柱形的構(gòu)件，并且如上所述，可利 用螺紋被接納在套管102中。被加熱的銷構(gòu)件可構(gòu)造成將從加熱器106接 收的熱能保持和/或集中到噴射器46的噴嘴部中。,皮加熱的銷構(gòu)件104可 接收來(lái)自被冷卻的銷構(gòu)件100的先導(dǎo)燃料，并且將先導(dǎo)燃料引到末端134 以便噴射到燃燒罐54 (參照?qǐng)D3)中。在被加熱的銷構(gòu)件104和被冷卻的 銷構(gòu)件100之間可保持分隔部135 (即，只有被冷卻的銷構(gòu)件100的減小 區(qū)域凸起部可接觸被加熱的銷構(gòu)件104)，以使它們之間的熱傳導(dǎo)減小或 最小化。另外，可防止被加熱的銷構(gòu)件104的延伸越過(guò)熱屏蔽108的上游 端部的部分與套管102接觸，從而可使在該位置處的傳導(dǎo)性熱傳遞減小或 最小化。但是，應(yīng)指出，即使在被冷卻的銷構(gòu)件IOO和被加熱的銷構(gòu)件104 之間可保持分隔部，仍需設(shè)有流體密封(例如，通過(guò)墊圏、過(guò)盈配合或其 它手段)。此外，套管102和/或體部98的才黃截面積可在此位置減小或最 小化，以進(jìn)一步限制向噴射器46的被冷卻部分的熱傳遞。
加熱器106可包括設(shè)置在壓配合到套管102上的體部中的電線圏元件 或線圏繞組136,以及用于將電流引到線圏繞組136的單個(gè)電引線138。為 了產(chǎn)生流過(guò)加熱器106的電流，殼體44、混合板48、貝氏墊圏80和套管 102可被接地。為了使電引線138和殼體44之間短路的可能性最小，電引 線138可與殼體44絕緣。電引線138可沿基本平行于被冷卻的銷構(gòu)件100 和#^口熱的銷構(gòu)件104的軸向的垂直方向從線團(tuán)繞組136延伸出，以便在 電引線138上的重力和振動(dòng)的影響可被減小或最小化。如果需要的話，可 以設(shè)想電引線138可以可選擇地沿水平或其它方向從線圏繞組136延伸出。
熱屏蔽108可基本包封加熱器106，以使向分配通路84 (參照?qǐng)D3 ) 中的空氣對(duì)流和/或輻射的熱能的量減小或最小化。即，熱屏蔽108可成環(huán)形地圍繞線圏繞組136，并且可與線圏繞組136間隔開(kāi)，從而在熱屏蔽108 中形成絕緣空氣間隙137。熱屏蔽108的環(huán)形部分可包括容許線圏繞組136 與電引線138連接的徑向突出部。通過(guò)包含突出部而不是簡(jiǎn)單地增加熱屏 蔽108的直徑以容許連接到電引線138,由熱屏蔽108占用的殼體44中的 空間可被減小或最小化。熱屏蔽108可在一端圍繞凸緣部128形成。另夕卜， 蓋構(gòu)件或端蓋140可被i丈置成封閉熱屏蔽108的相對(duì)上游端，從而防止、 減小或最小化向體部98的熱傳遞。電引線138可通過(guò)端蓋140中的孔。
圖5示出用于調(diào)節(jié)噴射器46的清洗操作的控制系統(tǒng)142?？刂葡到y(tǒng)142 可包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器144、冷卻劑傳感器146、計(jì)時(shí)器148和控制器 150?？刂破?50可分別經(jīng)由通信線152、 154、 156、 158和160與發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速傳感器144、冷卻劑傳感器146、計(jì)時(shí)器148、加熱器106的電引線138、 以及熱電偶52通信?？刂破?50可基于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器144、冷卻 劑傳感器146、計(jì)時(shí)器148和/或熱電偶52的輸入調(diào)節(jié)加熱器106的溫度。 可以設(shè)想，如果需要的話，控制器150可以可選擇地基于附加的或不同的 輸入來(lái)調(diào)節(jié)加熱器106的溫度。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器144可感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)組10的轉(zhuǎn)速，并且例如采用與曲 軸18或齒輪系38相關(guān)聯(lián)的磁性拾取傳感器(pickup sensor)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速傳感器144可設(shè)置在嵌入曲軸18、嵌入齒輪系38的元件、或嵌入被發(fā) 動(dòng)機(jī)組10直接或間接驅(qū)動(dòng)的任何其他部件的磁性元件(未示出)的近側(cè)， 以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于得到的磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速的信號(hào)。轉(zhuǎn)速信號(hào)可通過(guò)通信線152 ,U 送給控制器150。
冷卻劑傳感器146可與流過(guò)噴射器46的冷卻劑和/或在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組 IO(即，在機(jī)體16、與燃燒室17相關(guān)聯(lián)的缸蓋、以及發(fā)動(dòng)機(jī)組10的其它 部件)中流通的冷卻劑相關(guān)聯(lián)。冷卻劑傳感器146可以是溫度型傳感器， 其構(gòu)造成產(chǎn)生指示與其接觸的冷卻劑的信號(hào)。溫度信號(hào)可通過(guò)通信線154 被送至控制器150。
計(jì)時(shí)器148可以是數(shù)字式或模擬式裝置，其構(gòu)造成指示自再生事件開(kāi) 始經(jīng)過(guò)的時(shí)間、到下一個(gè)再生事件之前的剩余時(shí)間、再生事件的持續(xù)時(shí)間、自清洗事件開(kāi)始經(jīng)過(guò)的時(shí)間、到下一個(gè)清洗事件之前的剩余時(shí)間、清洗事
件的持續(xù)時(shí)間、或任何其它類似的時(shí)間度量。計(jì)時(shí)器148可生成指示時(shí)間 度量的信號(hào)，并且經(jīng)由通信線156將此信號(hào)發(fā)送給控制器150。
控制器150可采用包含用于控制噴射器46的清洗操作的裝置的單個(gè)微: 處理器或多個(gè)孩t處理器。多種市場(chǎng)上可得到的微處理器可構(gòu)造成執(zhí)行控制 器150的功能。應(yīng)理解，控制器150可容易地采用能夠控制多種發(fā)動(dòng)^L組 功能的通用發(fā)動(dòng)機(jī)組微處理器。各種其他已知的電路可與控制器150相關(guān) 聯(lián)，包括供電電路、信號(hào)調(diào)整電路、螺線管驅(qū)動(dòng)器電路、通信電路以及其 他合適的電路。
控制器150可包括存儲(chǔ)在控制器150的內(nèi)部存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)圖/ 映射表，并且可參考這些圖確定用于各種清洗操作的與加熱器106的激活/ 啟用相關(guān)聯(lián)的溫度、加熱持續(xù)時(shí)間和/或電流。這些圖中的每一個(gè)可包括形 式為表格、曲線圖和/或方程式的數(shù)據(jù)集合。在一個(gè)示例中，可通過(guò)用于確 定所得到的適合于清洗噴射器46的溫度和/或持續(xù)時(shí)間的2-D或3-D表格 來(lái)參考預(yù)期類型的清洗處理。在另一個(gè)示例中，預(yù)期的溫度和/或持續(xù)時(shí)間 以及可用的源電壓可形成用于確定施加給加熱器106的電引線138的產(chǎn)生 預(yù)期溫度的電流的另一 2-D或3-D表格的坐標(biāo)軸?？刂破?50可將預(yù)期類 型的清洗處理和可用的源電壓與這些圖進(jìn)行比較，以響應(yīng)于比較結(jié)果確定 預(yù)期溫度、加熱持續(xù)時(shí)間和所需的電流波形。為了公開(kāi)的目的，用于產(chǎn)生 單個(gè)清洗事件的在加熱器106中感應(yīng)出的電流電平與其持續(xù)時(shí)間的組合可 凈皮i人為是電流波形。
然后控制器150可在合適的正時(shí)經(jīng)由電引線138將預(yù)定的或產(chǎn)生的電 流波形送至加熱器106,以實(shí)現(xiàn)對(duì)于預(yù)期加熱持續(xù)時(shí)間的預(yù)期溫度。在一 個(gè)示例中，控制器150可基于來(lái)自上述圖的數(shù)據(jù)在開(kāi)環(huán)程序中調(diào)節(jié)加熱器 106的操作?？蛇x擇地，如果需要的話，控制器150可基于來(lái)自所述圖的 數(shù)據(jù)以及來(lái)自熱電偶52和/或其它源的輸入在閉環(huán)程序中調(diào)節(jié)加熱器106 的操作。
控制器150可響應(yīng)于接收到或識(shí)別出觸發(fā)條件(trigger),將預(yù)定的
15或產(chǎn)生的波形發(fā)送給加熱器106。具體地，控制器150可響應(yīng)于成功的再 生事件的結(jié)束、響應(yīng)于指示噴射器46堵塞的失敗的再生事件(再生事件可 包括噴射事件)、和/或響應(yīng)于自前一清洗事件起經(jīng)過(guò)的時(shí)間段，激活加熱 器106。在一個(gè)示例中，經(jīng)過(guò)的時(shí)間段可為大約25小時(shí)?？梢栽O(shè)想，如果 需要的話，可利用其它的和/或附加的觸發(fā)條件來(lái)啟動(dòng)加熱事件。
控制器150可構(gòu)造成僅在某些條件滿足時(shí)激活加熱器106。這些條件 尤其可包括發(fā)動(dòng)機(jī)組10的轉(zhuǎn)速高于預(yù)定轉(zhuǎn)速閾值、由冷卻劑傳感器146 測(cè)量的溫度高于預(yù)定溫度閾值、自再生事件起經(jīng)過(guò)的最小時(shí)間、以及到下 一再生事件之前剩余的最小時(shí)間量。在一個(gè)示例中，預(yù)定轉(zhuǎn)速閾值可為大 約600rpm或發(fā)動(dòng)機(jī)組10的空轉(zhuǎn)速度，從而在清洗事件期間確保發(fā)動(dòng)機(jī)操 作。在此相同示例中，預(yù)定溫度閾值可以是大約65X:，從而加熱器106生 成的溫度足以燒盡任何殘余燃料或其它積聚材料。為了避免在噴射器46 的未被加熱部分產(chǎn)生沉積物，可能需要在再生事件已發(fā)生之后并在啟動(dòng)清 洗事件之前等待最小的時(shí)間段。在一些情況下，此最小的時(shí)間段可以為大 約3600秒。清洗所需的時(shí)間段(即，燃燒噴射器46中的沉積物所需的時(shí) 間)可在3600秒至14400秒之間。因此，只有在即將到來(lái)的再生事件之前 剩佘足夠的時(shí)間才允許發(fā)生清洗事件?？梢栽O(shè)想，如果需要的話，在清洗 之前還要滿足其他的或附加的條件。
才艮據(jù)預(yù)期的清洗事件，控制器150可激活加熱器106以對(duì)于不同的持 續(xù)時(shí)間實(shí)現(xiàn)不同的溫度。例如，如果清洗事件緊接在再生事件之后并且僅 希望殘余燃料蒸發(fā)，則加熱器106的溫度可僅增加到大約300'C并持續(xù)大 約10-15分鐘的時(shí)間。與此不同，如杲清洗事件是標(biāo)準(zhǔn)周期性清洗(即， 自前一清洗事件起已經(jīng)過(guò)大約25小時(shí))，則所需的溫度可能更高，并且加 熱持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。例如，周期性清洗事件可包括持續(xù)大約1小時(shí)的大約475 。C的溫度。如果清洗事件與失敗的再生事件(即，由于噴射器46被堵塞， 再生事件的噴射事件失敗)相關(guān)聯(lián)，則清洗事件的溫度可能更高并且時(shí)間 段更長(zhǎng)?？梢栽O(shè)想，控制器150也可將噴射器46持續(xù)地升溫至中等溫度， 從而使極端的溫度差減小或最小化，并且減小達(dá)到清洗溫度水平的時(shí)間。
16應(yīng)指出，上述溫度和持續(xù)時(shí)間與燃料例如柴油燃料相關(guān)聯(lián)，當(dāng)不同的流體
(例如，生物柴油、尿素等)被引導(dǎo)通過(guò)噴射器46時(shí)，所述溫度和持續(xù)時(shí) 間可改變。還應(yīng)指出，上述持續(xù)時(shí)間與在合適溫度下經(jīng)過(guò)的時(shí)間相關(guān)聯(lián)， 而不一定是自清洗處理開(kāi)始經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
圖6示出清洗噴射器46的示例性方法。下文將詳細(xì)描述圖6以更好地 說(shuō)明所公開(kāi)的系統(tǒng)及其操作。
工業(yè)應(yīng)用性
本申請(qǐng)中的流體噴射器可應(yīng)用于各種排氣處理設(shè)備，包括例如需要定 期再生的顆粒捕集器、需要用于最佳操作的預(yù)定溫度的催化轉(zhuǎn)換器，需要 噴射氨或另一種催化劑的SCR裝置、以及本領(lǐng)域已知的其它類似設(shè)備。實(shí) 際上，所公開(kāi)的噴射器可在受益于無(wú)堵塞噴射器操作的任何發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中 實(shí)現(xiàn)。下文將闡述發(fā)動(dòng)機(jī)組10的操作。
參照?qǐng)D1，空氣和燃料可被抽入發(fā)動(dòng)機(jī)組10的燃燒室17以便隨后燃 燒。具體來(lái)說(shuō)，來(lái)自燃料系統(tǒng)12的燃料可被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)組10的燃燒室 17中，與其中的空氣混合，并且被燃燒以產(chǎn)生機(jī)械功輸出和熱氣體的排氣 流。排氣流可包含由氣體和固體材料組成的空氣污染物的復(fù)雜混合物，該 固體材料可包括顆粒物。當(dāng)裝載顆粒物的排氣流被從燃燒室17引導(dǎo)通過(guò)排 氣處理設(shè)備40時(shí)，顆粒物可被過(guò)濾介質(zhì)42從排氣流中濾除。隨著時(shí)間過(guò) 去，顆粒物可在過(guò)濾介質(zhì)42中積聚，并且如果未被處理，則這種積聚可能 嚴(yán)重到足以限制甚至阻塞排氣流過(guò)排氣處理設(shè)備40。如上所述，對(duì)來(lái)自發(fā) 動(dòng)機(jī)組10的排氣流的限制可增加發(fā)動(dòng)機(jī)組10的背壓和減小發(fā)動(dòng)機(jī)組吸入 新鮮空氣的能力，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)組10的性能降低、排氣溫度增加以及燃 料消耗變差。
為了防止在排氣處理設(shè)備40中的不希望的顆粒物積聚，過(guò)濾介質(zhì)42 可被再生。再生可以是周期性的，或者基于觸發(fā)條件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)操作的 經(jīng)過(guò)時(shí)間、在過(guò)濾介質(zhì)42兩端測(cè)量的壓力差、從發(fā)動(dòng)機(jī)組10流出的排氣 的溫度、或者本領(lǐng)域中已知的任何其它條件。
為了啟動(dòng)再生，可使得噴射器46以預(yù)期的速率將燃料選擇性地送到排
17氣處理i殳備40中(即，噴射事件)。當(dāng)來(lái)自噴射器46的燃料的先導(dǎo)噴射 噴灑到燃燒罐54中時(shí)，來(lái)自火花塞50的火花可點(diǎn)燃燃料。當(dāng)來(lái)自噴射器 46的燃料的主噴射被送到排氣處理設(shè)備40中時(shí)，正在燃燒的先導(dǎo)燃料流 可點(diǎn)燃燃料的主流。被點(diǎn)燃的燃料主流然后可將過(guò)濾介質(zhì)42中捕集的顆粒 物的溫度升高至被捕集的顆粒物的燃燒水平，從而燒盡顆粒物，因此使過(guò) 濾介質(zhì)42再生。
在再生事件之間(再生事件包括噴射事件)，可對(duì)噴射器46選擇性地 清除燃料以及任何累積的積聚物(即，進(jìn)行加熱以蒸發(fā)或燒盡燃料和/或累 積的積聚物)以確保其正確的操作。圖6的流程圖中示出了一個(gè)示例性的 噴射器清洗處理。當(dāng)控制器150接收到或識(shí)別出清洗觸發(fā)條件時(shí)，可開(kāi)始 清洗處理(步驟200)。清洗可以多種不同的方式被觸發(fā)。例如，當(dāng)自前 次清洗事件以來(lái)經(jīng)過(guò)的時(shí)間已超過(guò)閾值時(shí)間段時(shí)，清洗可被觸發(fā)。在一些 情況下，此閾值時(shí)間段可在20-60小時(shí)的范圍內(nèi)，特別是大約25小時(shí)。在 另一示例中，在成功地完成上迷每個(gè)再生事件之后，清洗可被觸發(fā)。在又 一示例中，當(dāng)再生事件已失敗時(shí)(即，當(dāng)被噴射燃料的點(diǎn)火不能被確認(rèn)、 當(dāng)顆粒物的溫度未能達(dá)到其燃燒閾值溫度、和/或當(dāng)再生事件期間已發(fā)生太 多燃燒損失)，清洗可被觸發(fā)?？梢栽O(shè)想，如果需要的話，也可使用或者 可選擇地使用其它清洗觸發(fā)條件。
在啟動(dòng)預(yù)期的清洗處理之后的下一步驟可包括確定什么觸發(fā)了預(yù)期的 清洗處理(步驟210)。如上所述，清洗處理可以多種不同方式^^觸發(fā)。 如果觸發(fā)條件是再生事件的成功完成，則預(yù)期的清洗處理可僅包括使噴射 器46升溫以蒸發(fā)在被加熱的銷構(gòu)件104以及末端132和134中剩余的任何 燃料(步驟220)。如果需要升溫，則控制器150可參考其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ) 的圖，并且將適當(dāng)?shù)牟ㄐ嗡偷郊訜崞?06,以便加熱器106的溫度達(dá)到大 約300n，并且維持大約10-15分鐘。
但是，如果觸發(fā)條件是自前次清洗事件以來(lái)經(jīng)過(guò)的時(shí)間量或者在噴射 器46中的燃料的異常壓力衰減率，則可能需要這樣的清洗事件(清洗1)， 即，該清洗事件要求較高溫度和/或加熱持續(xù)時(shí)間。但是，在能夠啟動(dòng)清洗l之前，控制器150可比較當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)組操作條件與預(yù)定的閾值條件，并 且確定是否允許等級(jí)l的清洗(即，清洗l)(步驟230)。具體地，如果 自前一再生事件以來(lái)的時(shí)間大于最小閣值(大約3600秒)并且直到下一再 生事件之前的時(shí)間大于當(dāng)前預(yù)期的清洗處理所需的時(shí)間(大約1-4小時(shí))、 發(fā)動(dòng)機(jī)組10是操作的(即，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于大約600rpm)、并且加熱器 106產(chǎn)生的熱量將足以蒸發(fā)或燒盡殘佘燃料和/或積聚物(即，冷卻劑溫度 大于大約65匸)，則控制器150可啟動(dòng)預(yù)期的清洗處理(步驟240)。在 此清洗等級(jí)(即，圖6中所示的清洗1),被控制器150引至加熱器106 的波形可導(dǎo)致達(dá)到大約475'C的溫度被維持大約1小時(shí)的持續(xù)時(shí)間。
如果觸發(fā)條件是失敗的再生事件，則可推斷出噴射器46被至少部分地 堵塞(即，失敗的噴射事件)。為了消除噴射器46的堵塞，可使加熱器 106的溫度和持續(xù)時(shí)間進(jìn)一步增加(即，可實(shí)現(xiàn)圖6中所示的清洗2)。類 似于對(duì)清洗l的要求，在能夠啟動(dòng)清洗2之前，控制器150可比較當(dāng)前發(fā) 動(dòng)機(jī)組操作條件與預(yù)定閾值條件，并且確定是否允許清洗2 (步驟250)。 在此情況下，時(shí)間可能不是一個(gè)因素。即，由于噴射器46可能被至少部分 地堵塞，因此無(wú)論在即將到來(lái)的再生事件之前的時(shí)間如何，均可實(shí)現(xiàn)等級(jí) 2的清洗(即，清洗2)。在某些情況下，這可能需要推遲即將到來(lái)的再生 事件(步驟260)以允許有充足的時(shí)間進(jìn)行清洗。只要發(fā)動(dòng)機(jī)組10是操作 的(即，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于大約600rpm ),并且加熱器106產(chǎn)生的熱量將足 以蒸發(fā)或燒盡殘余燃料和/或積聚物(即，冷卻劑溫度大于大約65'C )，則 控制器150可啟動(dòng)預(yù)期的清洗處理(步驟270 )。在此清洗等級(jí)(即，圖6 所示的清洗2)，由控制器150引至加熱器106的波形可在大于1小時(shí)的 時(shí)間中產(chǎn)生超過(guò)475。C的溫度。可以設(shè)想，在失敗的再生事件之后，試圖 消除噴射器46的堵塞的清洗可局限于預(yù)定數(shù)量的事件。即，如果需要的話， 如果例如在剛剛完成等級(jí)2的清洗事件之后再生事件失敗，則可采取其他 預(yù)防性措施，例如使發(fā)動(dòng)機(jī)組10的操作器升溫、關(guān)斷發(fā)動(dòng)機(jī)組10以及其 他這樣的措施。
通過(guò)以有效的方式從噴射器中除去殘余燃料和積聚物，所公開(kāi)的噴射
19器構(gòu)型可確保連續(xù)的和成功的再生事件。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)加熱噴射器的噴
嘴部(即，將燃料噴灑到燃燒罐54中的噴射器46的部分)，其中的殘余 液體和固體積聚物均可被有效地?zé)M。與僅除去大部分液體的清洗系統(tǒng)相
比，通過(guò)除去液體和固體兩者，所公開(kāi)的噴射器的成功操作可被延長(zhǎng)。另 外，通過(guò)在給定的時(shí)間僅清洗必需的量，不同等級(jí)的清洗可以有效的方式 清潔所公開(kāi)的噴射器。此外，由于單獨(dú)的流體清洗系統(tǒng)可能不是必需的， 因此所公開(kāi)的噴射器及相關(guān)清洗系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本可降低。
本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì) 本申請(qǐng)的流體噴射器做出各種修改和改變?？紤]到這里所公開(kāi)的噴射器的 說(shuō)明和實(shí)踐，其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。例如，盡管所公 開(kāi)的噴射器被示出從燃料系統(tǒng)抽取加壓燃料，但是如果需要的話，所公開(kāi) 的噴射器可以可選擇地從單獨(dú)的專用源抽取加壓燃料。此外，盡管一般的 示例示出所公開(kāi)的噴射器與用于顆粒物再生目的的燃料相關(guān)聯(lián)，但是可以 設(shè)想，如果需要的話，噴射器46可同樣容易地用于在選擇性催化還原 (SCR)設(shè)備中噴射氨、AdBlue和/或尿素。另外，可以設(shè)想，如果需要 的話，所公開(kāi)的加熱器和控制系統(tǒng)可與空氣或化學(xué)清洗系統(tǒng)相結(jié)合，以便 從所公開(kāi)的噴射器中更有效地除去液體燃料和/或殘余物。說(shuō)明書(shū)和示例應(yīng) 被認(rèn)為僅是示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由下文的權(quán)利要求及其等同方案 給出。
權(quán)利要求
1.一種用于排氣處理系統(tǒng)(14)的流體噴射器(46)，包括體部(98)；設(shè)置在所述體部中的銷構(gòu)件(104)，所述銷構(gòu)件具有流體接收端和流體噴射端；以及圍繞所述銷構(gòu)件的流體噴射端設(shè)置的加熱器(106)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流體噴射器，其特征在于，還包括環(huán)形地 圍繞所述銷構(gòu)件的流體噴射端的套管(102)，所述套管位于所述加熱器和 所述銷構(gòu)件之間，并且將所述加熱器連接到所述體部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流體噴射器，其特征在于，還包括圍繞所 述加熱器的熱屏蔽(108)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體噴射器，其特征在于，在所述加熱器 和所述熱屏蔽之間保持絕緣空氣間隙。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體噴射器，其特征在于，所述體部、銷 構(gòu)件、加熱器和套管被混合板(48)保持就位。
6. —種排氣處理系統(tǒng)(14),包括 構(gòu)造成接收排氣的通路(35);構(gòu)造成將流體噴射到所述通路內(nèi)的排氣中的噴射器(46);以及 聯(lián)接到所述噴射器的加熱器(106)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于， 被所述流體噴射器接收和噴射的流體是柴油燃料；以及 所述排氣由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(10)產(chǎn)生。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱器 聯(lián)接到所述噴射器的流體噴射端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，圍繞所述加 熱器設(shè)有熱屏蔽(108)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器包括體部(98);聯(lián)接到所述體部的套管(102);設(shè)置在所述體部中以接收流體的第一銷構(gòu)件(104);以及設(shè)置在所述套管中并與所述第 一銷構(gòu)件流體連通以噴射流體的第二銷構(gòu)件(100 )。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于排氣處理系統(tǒng)(14)的流體噴射器(46)。該流體噴射器可具有體部(98)、銷構(gòu)件(104)和加熱器(106)。所述銷構(gòu)件可設(shè)置在所述體部中，并且具有流體接收端和流體噴射端。所述加熱器可圍繞所述銷構(gòu)件的流體噴射端設(shè)置。
文檔編號(hào)F01N3/025GK101675219SQ200880014346
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者G·B·考克斯, J·R·韋伯, R·L·厄文, S·D·魯森步姆, S·M·威立 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司