CN102099554A - 用于燃料计量的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在内燃机(10)的废气侧管(36)中氧化催化器(42)的前面对燃料计量的装置。在燃料供给装置(72)的后面在计量单元(48)的一个管路中组合了一个截止阀(54)和/或计量阀(56)及一个喷射阀(40)。在该计量单元(48)的前面分支出一个具有第一溢流阀(80)的回流部(82)。在截止阀(54)与计量阀(56)之间设有另一个带有一个可影响计量单元(48)的平均压力水准的阀(90)的回流部(88)。

Description

用于燃料计量的装置
背景技术
现今在内燃机上采取了一些措施，这些措施用于内燃机废气系统的部件的再生及其热管理。例如使用了用于燃料计量的喷射阀，以便例如使一个柴油颗粒过滤器再生。由此不需要成本昂贵的柴油颗粒过滤器的涂层或用于添加剂的附加容器。在氧化催化器前面用于柴油燃料计量的装置被组合在低压燃料回路中。它将精确计量的燃料量在氧化催化器的上面无压缩空气支持地喷射到废气侧管中。在废气系统中当流过氧化催化器时废气的温度由此强烈地升高。在此情况下存储在颗粒过滤器中的碳黑被烧尽。流量率可根据当前的要求改变。该紧凑及牢固的免维护的系统将符合要求地及与发动机喷射系统无关地控制燃料的输入。
发明内容
根据本发明给出了一种用于在内燃机的废气侧管中氧化催化器的前面对燃料计量的装置，其中在燃料供给装置的后面在计量单元的一个管路中组合了一个截止阀和/或计量阀及一个喷射阀及在计量单元和/或计量阀的区域中设有至少一个用于阻尼压力波动的装置。该用于阻尼的装置可涉及一个阻尼件，一个扩大部分，一个容器或一个如通常构型的附加容积。借助该用于阻尼的装置可减小在计量装置中或在废气装置中出现的压力峰值或压力信号，以致在各个机组上不会出现损坏。这就是说，压力峰值被极大地降低，它们作用在各个传感器上不及由此被记录。此外借助根据本发明提出的装置可适配或降低计量单元的平均压力水准。此外通过在计量单元前面连接一个输入节流阀可适当地阻尼，以便既可满足计量单元的技术规格的边界条件也可满足柴油颗粒过滤器前面的废气系统中的燃料喷射阀的技术规格的边界条件。
有利的是，在计量装置的后面或在用于燃料、尤其用于柴油燃料的低压装置的后面对计量单元配置了一个用于阻尼压力波动的装置及为了减小压力水准将该用于阻尼的装置组合在计量单元的管路系统中。
此外有利的是，废气系统或计量单元至少通过一个具有溢流阀的回流部连接在机动车中的一个收集容器上及在上游在回流部与燃料管路的连接点的后面设置计量单元和/或带有用于阻尼压力波动的装置的截止阀。燃料被储存在收集容器中。视实施形式而定也可取消第一节流阀及仅用截止阀工作。
最后根据本发明方案的一个优选实施形式提出：用于阻尼压力波动的装置至少由第一和/或第二节流阀和/或配置给计量单元的室或计量单元的管路系统中的一个扩大部分构成。
有利的还在于：第一节流阀被设置在上游回流部与燃料管路连接点的后面与截止阀的前面及第二节流阀被设置在截止阀与计量阀之间的燃料管路中。
此外有利的是，用于接收燃料附加容积的容器及扩大部分被组合在截止阀与计量阀之间的燃料管路中并为一个阀块的一部分或燃料管路的一部分。
有利的还在于：在截止阀的后面与计量阀的前面的燃料管路上设有至少一个压力传感器，该压力传感器与用于接收附加燃料容积的扩大部分形成功能连接。
此外有利的是，在截止阀与计量阀之间的燃料管路上至少连接了带有一个压力传感器的第二节流阀，该第二节流阀与用于接收附加燃料容积的扩大部分形成功能连接。
有利的还在于，在截止阀与计量阀或用于接收附加燃料容积的扩大部分之间连接了一个带有溢流阀的第二回流部。
附图说明
以下将借助附图来详细地描述本发明。
附图表示：
图1：具有各个电磁铁或电子控制的阀、一个计量单元、一个氧化催化器及一个颗粒过滤器的废气装置的例子的框图；
图2：与第一实施例类似的一个框图，其中在输入节流部分与计量单元之间在燃料管路上连接了一个具有溢流阀的回流部及与收集容器连接；
图3：具有在计量单元内组合一个室形式的附加阻尼构件的可能性的另一实施例的框图。
具体实施形式
由根据图1的视图可看到一个现在使用的用于废气再处理的系统，它尤其用在自点火的内燃机上。
图1以极其简化的方式表示一个废气再处理系统，其中在内燃机10的一个废气系统中对燃料、尤其柴油燃料进行计量。
如由图1中的概要视图可看出的，一个内燃机-这里它涉及一个多缸内燃机、尤其一个自点火的内燃机-包括一个吸气侧管12及一个排气侧管36。内燃机10设有一个增压装置，根据图1中的视图该增压装置作为废气涡轮增压器来实施。在内燃机10的吸气侧管12中进行吸入空气14的吸取，该吸入空气在尤其被作成废气增压器的增压装置16的压缩部分20中被压缩。在压缩时被加热的空气接着在一个设置在吸气侧管12中的中间冷却器28中被冷却。通过一个连接在中间冷却器28后面的节流装置可影响内燃机10的转速。在设置在内燃机10的吸气侧管12中的节流装置30的后面通入一个废气反馈部分32，该废气反馈部分具有一个废气反馈阀及一个用于冷却非常热的废气的冷却器34，该废气又输入到被压缩的及在中间冷却器28中冷却了的新鲜空气中。
此外在内燃机10的后面连接着废气侧管36。在一个废气弯管处废气在废气侧被传送到一个废气管路38中，在该废气管路中设置了尤其被作成内燃机10的废气涡轮增压器的增压装置16的所述涡轮部分24。废气通过增压装置16的涡轮部分减压及驱动用于压缩吸入空气14的压缩部分20。压缩部分20及涡轮部分24通过一个刚性的轴26相互耦合。也可不使用图1中所示的刚性轴26而设置离合器、相互耦合的轴区段或类似部分。
在尤其被作成废气涡轮增压器的增压装置16的涡轮部分24的下游在废气管路38中设有一个喷射阀40。通过该连接在一个计量单元48前面的喷射阀40将燃料、尤其柴油燃料喷射到涡轮部分24的后面及设置在废气管路38中的氧化催化器42的前面。在喷射位置的后面、即在喷射阀40的下游设有氧化催化器42，在该氧化催化器的后面连接着一个柴油颗粒过滤器44。因此离开废气管路38的废气46将经过氧化催化器42及柴油颗粒过滤器44。
喷射阀40-它可涉及结构上适配的燃料喷射阀-在一个供给压力下打开，以致燃料、尤其柴油燃料可喷射到废气侧管36的废气管路38中。在根据图1的视图中概要表示出的计量单元48包括一个第一压力传感器50及一个第二压力传感器52。此外在该计量单元48中组合了一个截止阀54及一个计量阀56。计量单元48本身由一个控制模块58来控制。控制模块58通过控制信号60控制设置在计量单元48中的截止阀54，此外通过一个控制信号62控制设置在计量单元48中的计量阀56。一个压力信号64由第二压力传感器52到达控制模块58，该第二压力传感器在计量单元48中连接在喷射阀40的输入管路前。
此外对该控制模块传送温度信号66及68。温度信号66涉及燃料、尤其柴油燃料喷射到废气侧管36的废气管路38中后所具有的废气温度。通过燃料的喷射在其通过氧化催化器42前在废气管路38中产生了很强的温度升高。在通过该氧化催化器后，在氧化催化器42的后面一个温度信号68也传送给控制模块58，并且当纯化的废气46离开内燃机10的废气侧管36的废气管路38前在通过柴油颗粒过滤器44时在废气中出现的压力损失信号70也传送给控制模块。
燃料向计量单元48的输入可通过对截止阀54的控制来中断。当无需进行柴油颗粒过滤器44的再生时、即在那里积聚的碳黑颗粒无需通过废气温度的升高进行烧尽时，该截止阀54始终被操作。通常这是在常规工作中的情况。通过设置在上游的第一压力传感器50来计算所需的待计量的燃料量。该燃料量通过包含在计量单元48中的计量阀56来提供及输送给喷射阀40。
由根据图2的视图可看出：由一个低压回路72通过一个节流阀76将燃料输送给计量单元48。低压回路72在根据图2的视图中概要表示的管路与一个收集容器74形成连接。燃料通过节流阀76-它也被称为输入节流阀-流到计量单元48，后者在根据图2的视图中通过虚线的矩形边框来表示。在图2中未表示出安装计量单元48的壳体。
在再生间歇时间中，即当柴油颗粒过滤器44不需要再生，这就是说在该柴油颗粒过滤器中积聚的碳黑颗粒不进行燃烧时，设置在节流阀76后面的截止阀54截断燃料向计量单元48的输送。在此情况下燃料通过一个例如被构成单向阀的溢流阀80及通过一个回流部82流回到收集容器74中。此外根据图2的视图计量单元48包括第一压力传感器50，借助它来计算所需的待计量的燃料量。该燃料量通过计量阀56来提供及输送给喷射阀40。该喷射阀最好涉及一个弹簧加载的喷射阀，当超过一定的打开压力时该喷射阀打开，以致燃料可被喷射到废气管路38中。
此外计量单元48还包括另一个连接在计量阀56后面的压力传感器52。该设置在下游的第二压力传感器52用来识别延伸到喷射阀40的管路中的泄漏及测量燃料在由计量单元排出时的压力。
图3表示根据本发明提出的计量单元48。与根据图2的视图类似地，根据图3中视图的计量单元48由一个低压回路72输入燃料。由一个收集容器74将燃料输送给低压回路72。在截止阀54关闭时、即在柴油颗粒过滤器44的再生间歇期间中在输入节流阀86的前面回流部82流回到收集容器74，在此情况下没有燃料可由低压回路72通过输入节流阀86到达计量单元48。由根据图3的视图可看到：计量单元48具有一个在截止阀54与计量阀56之间的接口。在该接口上连接了一个第二溢流阀90.2及一个通向收集容器74的并行回流部88。并行回流部88被连接在截止阀54与计量阀56和/或用于接收一个附加燃料容积的压力阻尼器78之间及与收集容器74形成连接。通过该方案可调节及维持计量单元48中具有的压力水准、即计量单元48中的工作压力水准。此外通过输入节流阀86的相应定参数可影响压力变化。
如由根据图3的视图可看出的，在截止阀54与计量阀56之间具有压力阻尼器78，该压力阻尼器可被构成通流横截面的扩展部分、阻尼容积或类似部分。如由根据图3的视图还可看到的，计量单元48被这样地构成，即通向收集容器74的第二并行回流部88的接口位于截止阀54与计量阀56之间。第一压力传感器50通过一个阻尼节流阀84配置给压力阻尼器78。第二压力传感器52位于计量单元48的输出端并连接在计量阀56的后面。通过第二压力传感器52可识别延伸到喷射阀40的管路中的泄漏。通过喷射阀40可将燃料喷射到废气管路38及在那里流过的废气中，该喷射阀在最简单的情况下可被构成单向阀。一旦在输入管路中、即计量单元48的后面达到一个确定的压力，该在最简单情况下被构成单向阀的喷射阀40将打开。该打开压力通过包含在计量单元48中的第二压力传感器52来连续地测量。
包含在通向收集容器74的并行回流部88中的第二溢流阀90可为一个外部构件，它作为并行回流部88设置在并行回流部88中或在计量单元48的一个未示出的壳体上。此外第二溢流阀90也可被组合在计量单元48中。视用途及机动车应用而定打开压力可被适配及可通过通向收集容器54的第二溢流阀90来影响燃料的液压。
此外在计量单元48内部设置尽可能大的压力阻尼器78。在该压力阻尼器与第一压力传感器50之间可设置另一阻尼节流阀84。通过阻尼节流阀84的节流横截面的适当调整与接收在并行回流部88中的第二溢流阀90的确定的打开时刻相结合，可在计量单元48中调节到所需的工作压力区域并对于工作维持该工作压力区域。
在需要时也可在计量单元48的外部采取阻尼措施。例如可减小压力水准，以便考虑到截止阀54的可能的技术规格。可选择地在计量单元48的前面这样来减小出现在低压回路72中的压力振荡，即在计量单元48前面的输入节流阀86的区域中设置一个阻尼容积。为此可使用一个弹性的软管或类似部分，它延伸在低压回路72与计量单元48之间。
截止阀54后面的第一压力传感器50的连接例如通过设置在阀壳体中的一个孔来实现。通过第一压力传感器50的直接连接可补偿出现在截止阀下游的并由此引起供给压力振荡的压力振荡及空穴现象。为了避免或减小第一压力传感器50前面的压力峰值可采取以下措施：将第一压力传感器50简单地连接在阻尼节流阀84上，如图3中所示。此外通过一个宽大布置的燃料容积即压力阻尼器78的表示，借助所述的补偿空间或该扩大部分可达到压力振荡的阻尼。
最后借助计量阀56来进行用于喷射到废气管路38中所需燃料量的计量，为了测量压力水准在该计量阀的后面连接着第二压力传感器52。
在再生间歇期间中截止阀54中断燃料向计量阀56的输入。在此情况下燃料通过连接在输入节流阀86前面的第一溢流阀80及回流部82流回到收集容器74中。如果截止阀54打开，则燃料在通过压力阻尼器78以后可到达计量阀56。为了最佳地调节或计算待计量的喷射到废气流中的燃料量在截止阀54与计量阀56之间的一个连接孔上设置第一压力传感器50。该第一压力传感器用于所需计量量的计算。该计量量通过计量阀56来提供及输送到喷射阀40。该喷射阀40可如上所述地涉及一个被动打开的阀，例如一个单向阀，该阀在达到一个确定的压力时打开及将燃料、尤其柴油燃料喷射到废气侧管36的废气管路38中。
在使用根据本发明提出的废气处理系统的情况下例如可将喷射阀40用螺丝旋在一个根据图3的视图中未示出冷却体上，该冷却体例如通过内燃机10的冷却水回路直接地供给冷却水。喷射阀40的冷却也可借助一个在附图中未示出的、在喷射阀40旁边导流的燃料流来实现。
在根据图2及3的视图的实施例中第二压力传感器52的连接原理上是相同的。
根据图3中的视图在计量单元48中在截止阀54的下游或第一压力传感器50的下游提供了一个附加地用作压力阻尼器的容积78。该容积例如可作为横截面扩大部分设置在计量单元48的管路中，例如通过一个钻孔的扩大部分来体现。该附加的大于2cm3或在2cm3与20cm3之间、尤其在2cm3与10cm3之间的容积78被用作计量单元48内的阻尼容积。
如上所述，根据图3中的视图计量单元48被连接在低压回路72上。计量管路在第二压力传感器52的下游离开计量单元48及一直延伸到喷射阀40。借助在旁边流过的燃料可用成本上有利的方式冷却该喷射阀，因为当废气流过氧化催化器时废气温度将上升到约600℃上。此外借助一个在根据图3的视图中未示出的冷却装置可避免燃料的快速老化。在喷射阀40的排出孔的前面短距离上在计量管路上可连接一个燃料回流部，该燃料回流部通过可控制或可调节的压力阀再连接到收集容器74上。

Claims (14)

1.用于在内燃机(10)的废气侧管(36)中的氧化催化器(42)的前面对燃料计量的装置，其中，在用于燃料的供给装置(72)的后面在计量单元(48)的一个管路中组合了一个阀(54)及一个喷嘴(40)，由该计量单元分支出一个具有第一溢流阀(80)的回流部(82)，其特征在于：在所述阀(54)的下游设有另一个具有一个可影响所述计量单元(48)的平均压力水准的阀(90)的回流部(88)。
2.根据权利要求1的计量装置，其特征在于：在所述阀(54)的下游设有一个计量阀(56)。
3.根据权利要求2的计量装置，其特征在于：该另一个回流部(88)被设置在所述阀(54)与所述计量阀(56)之间。
4.根据以上权利要求中任一项的计量装置，其特征在于：，在所述计量单元(48)的前面连接了一个节流阀(76，86)，该节流阀连接在用于燃料、尤其柴油燃料的供给装置(72)的后面。
5.根据以上权利要求中任一项的计量装置，其特征在于：在所述计量单元(48)的管路系统中组合了一个用于阻尼压力波动的装置(78，84)。
6.根据权利要求5的计量装置，其特征在于：所述计量单元(48)通过具有第一溢流阀(80)的回流部(82)连接在机动车中的收集容器(74)上及在下游在所述回流部(82)的连接点的后面所述计量单元(48)和/或所述截止阀(54)设有一个用于阻尼压力波动的装置(78，84)。
7.根据权利要求5的计量装置，其特征在于：所述用于阻尼压力波动的装置(78，84)包括至少一个阻尼节流阀(84)和/或配置给所述计量单元(48)的室或一个在所述计量单元(48)的管路系统中的扩大部分。
8.根据权利要求2、4及7的计量装置，其特征在于：所述输入节流阀(86)在所述回流部(82)的连接点的后面的下游设置在所述截止阀(54)的前面，所述阻尼节流阀(84)在所述计量单元(48)中被设置在所述截止阀(54)与所述计量阀(56)之间。
9.根据权利要求2及5的计量装置，其特征在于：所述用于阻尼压力波动的装置(78，84)组合在所述计量单元(48)中的所述截止阀(54)与所述计量阀(56)之间。
10.根据权利要求7的计量装置，其特征在于：所述用于阻尼压力波动的装置(78，84)作为容器或作为用于接收附加燃料体积的扩大部分是一个阀块的一部分或所述计量单元(48)的管路系统的一部分。
11.根据权利要求2和5的计量装置，其特征在于：在所述计量单元(48)中在所述截止阀(54)的后面与所述计量阀(56)的前面设有至少一个第一压力传感器(50)，该第一压力传感器与所述用于阻尼压力波动的装置(78，84)形成功能连接。
12.根据以上权利要求中任一项的计量装置，其特征在于：在所述截止阀(54)与所述计量阀(56)之间至少一个节流点(84)与所述第一压力传感器(50)相连接，该节流点与所述用于阻尼压力波动的装置(78)形成功能连接。
13.根据以上权利要求中任一项的计量装置，其特征在于：具有第二溢流阀(90)的所述并行回流部(88)在所述截止阀(54)与所述计量阀(56)或一压力阻尼器(78)之间延伸。
14.根据以上权利要求中任一项的计量装置，其特征在于：所述喷嘴(40)被构成喷射阀。
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