CN103201471B - 用于注入器的安装装置和注入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于注入器(2)的安装装置(1)，包括至少一个主体(3)和用于形成注入器(2)的连接承座(5)的罩子(4)，其中所述主体(3)由互相连接的金属片体(6,7)形成，所述金属片体一起形成至少一个围绕所述承座(5)延伸的环形腔(8)。特别提出了用于注入器的安装装置，其具有技术上简单的设计，并且能够（可选地以控制的方式）冷却。另外，安装装置具有特别轻重量的设计，并且适合于在显著的温度差下运行。

Description

用于注入器的安装装置和注入装置
技术领域
本发明涉及用于注入器的安装装置，其尤其设计用来将液态物质引入到内燃机和/或内燃机的废气中。
背景技术
已经知道，要将液体供应到内燃机和/或内燃机的废气中，以例如实现内燃机中燃料的燃烧和/或废气处理。这种注入器可以例如用来将燃料(例如汽油或柴油)引入到内燃机的燃烧室中，其中所述注入器可以在预定的时刻打开和关闭。类似地知道要使用这样的注入器，其向废气中提供添加剂，例如氧化剂和/或还原剂，以在所期望的时刻导致与废气中的污染物的化学反应。作为添加剂，例如使用尿素水溶液，使得能够在废气系统中进行氮氧化物的选择性催化还原(SCR过程)。
在这种用于注入器的安装装置的情况中，必须考虑到它们通常布置在产生高温的环境中。所述安装装置可以例如紧固到发动机或废气管线。这里，屡次产生这样的问题，即必须保护注入器避免过高的热负载。已经知道，为此目的提供了例如隔热材料或单独的冷却系统。然而，已知的系统在某种程度上讲技术非常复杂，和/或不能实现对注入器足够的保护。
发明内容
以此作为出发点，本发明的一个目的是至少部分地解决针对现有技术所突出的问题。尤其寻求详细说明一种用于注入器的安装装置，其具有技术上简单的构造并且可以将其(如果适合的话以能调节的方式)冷却。另外，该安装装置应当尤其具有轻重量的设计，并且适合于在显著的温度差下运行。
所述目标通过具有本发明的特征的用于注入器的安装装置来实现，所述安装装置具有至少一个主体和用于注入器的共用承座的罩子，其中，所述主体由互相连接的金属片体形成，所述金属片体一起形成至少一个围绕所述承座延伸的环形腔，其中所述至少一个环形腔能够连接于冷却介质入口和冷却介质出口。在本发明中还详细说明了安装装置的其他有利的实施方案。需要注意地是，每个技术方案中单个地详细说明的特征可以任何所期望的技术上便利的方式彼此组合并且形成本发明的其他实施方案。说明书尤其结合附图更详细地展示了本发明并且详细说明了另外的示例性实施方案。
根据本发明的用于注入器的安装装置具有至少一个主体，并且具有用于注入器的共用承座的罩子。主体由互相连接的金属片体形成，该金属片体一起形成至少一个围绕承座延伸的环形腔。
这里优选的是，主体和罩子大致上构造成使得它们事实上能够完全容纳注入器。进一步优选的是，罩子和主体均具有薄壁(金属的)部件，以因此实现安装装置的低重量和较简单的生产。
换言之，这也意味着主体具有至少两个环形金属片体，如果适合的话它们为复合形状，并且部分地限定了腔体。金属片体又连接到一起，使得其腔体一起形成该至少一个环形腔。这里提供了至少一个环形腔形成在用于注入器的处于内部的承座的周围。因此，注入器可以布置在安装装置中，使得注入器的主要部分被在外侧径向相邻的环形腔所围绕。环形腔尤其用来实现注入器与安装装置外表面的间隔，使得环形腔可以用来形成注入器的热障。
在安装装置的一个改进中，提出了至少一个环形腔也至少局部地由集成式注入器的壳体形成。换言之，这也意味着相互连接的金属片体并不需要完全围绕环形腔，而是所述金属片体可以例如在承座的方向上相对于彼此形成间隙，集成式注入器的壳体则布置在所述间隙处。在此情况中，该至少一个环形腔又(仅)通过第一金属片体、第二金属片体和集成式注入器的壳体来限定。这具有如下优势，例如如果环形腔填充有冷却介质，所述冷却介质可以与注入器的壳体进行直接接触，并因此达到有效的冷却。另外，可节省用于注入器的安装装置的材料，凭此能够进一步减少重量和材料成本。
另外认为有利地是，主体的金属片体为彼此钎焊起来的深拉拔部件。尤其优选地是，金属片体又形成重叠区域，在所述重叠区域中提供了密封的钎焊连接(其尤其是环绕的焊缝的形式)。作为深拉拔部件，例如可以使用具有0.1到2mm(毫米)的厚度的金属片体，其中例如可以使用不锈钢、钢或铝作为材料。作为替代的是，也能够使用焊缝来连接金属片体，所述焊缝尤其通过激光焊接工艺而产生。类似地是，金属片体可以通过折边或卷边来连接。
在安装装置的一个改进中，提出了主体胶粘地粘接或卷边连接于集成式注入器的壳体。这尤其适用于这样的变体，即其中也利用集成式注入器的壳体来限定该至少一个环形腔。因此尤其优选地是，对于每一个与用来在那里形成环形腔的壳体区域相邻的金属片体，形成一个粘合连接。这种粘合连接可以非常简单的形式来提供，并且具有极小的成本花费。如果合适的话，系统的密封性可以通过相邻于至少一个粘合连接形成的适合密封来实现。卷边连接(折边连接)能理解为意味着这样的连接处理，在其中两个部件(在此情况中为主体和壳体)通过塑性形变彼此连接。还可能地是，主体通过焊接等连接于壳体。
另外，还提出了至少一个环形腔具有拓宽部分，集成注入器的电动机至少部分地置于所述扩宽部分中。凭此尤其实现了，例如可以冷却用于操作集成式注入器的电动机的线圈。这里，拓宽部分导致如下结果，即该安装装置可以具有非常节省空间的设计。例如，相比于离内燃机或废气系统较远的情况，在固定于内燃机或固定于废气系统的区域中，环形腔形成有较小的平均半径。即使每个区域基本能够形成有分离的环形腔，优选为仅通过主体的金属片体精确地形成一个环形腔。
还有利地是，注入器的其他部件相邻于环形腔布置，并且因此在操作期间能够类似地冷却。这例如适用于塞子连接器和/或注入流体的管线的一部分，其中注入流体(暂时地)存储在注入器中，例如也在阀门和出口喷嘴之间。
在安装装置的一个改进中，集成式注入器的电端子在主体和罩子之间通到安装装置之外。换言之，这尤其意味着安装装置形成为使得注入器实际上完全容纳在安装装置中，尤其是以三明治状的形式容纳在(上部的)罩子和(下部的)主体之间。电端子尤其用来控制电动机或用于供给注入流体的供给机构。电端子可以提供在直接位于拓宽的环形腔附近的受保护的位置处。另外，以此方式，尤其与环形腔中所实现的主动调节式冷却相互作用地得到了相对于热环境的足够大的空间。
还认为有利的是，至少一个环形腔能够连接于冷却介质入口和冷却介质出口。为此目的，例如可以在金属片体中、尤其仅在单个的金属片体中设置孔洞，通过该孔洞可以实现冷却介质的流入和流出。这里，尤其可以使用水作为冷却介质。冷却介质还可以为包含水和至少一种防冻剂的混合物。该至少一种防冻剂能降低冷却介质的冻结温度。因此可以阻止冷却介质冻结。取决于安装装置的设计变体，安装装置可能被冻结的还原剂损坏。因此，对于安装装置的特定设计的变体而言，以有效方式阻止冻结是必要的。为此目的，冷却介质优选具有至少5％重量(重量百分比)，优选为至少15％重量的防冻剂分数。防冻剂降低了冷却介质的冻结温度，优选到低于-20℃，优选甚至到低于-30℃。
另外，这里还提出了罩子可以连接到注入流体端口，并且至少具有定中心机构或膨胀补偿机构；优选二者都设置。燃料或还原剂(例如尿素水溶液)可以例如用作注入流体。为此目的，罩子可以例如容纳一种类型的塞子连接器或连接件，通过它注入流体引导到集成注入器中。为此目的，罩子例如也以液密方式紧靠主体和/或紧靠集成注入器的电端子。如所要求的那样，注入器因此可以从罩子的内部空间或从塞子连接器中抽取待输送的注入流体。为了防止故障，因此便利的是罩子或塞子连接器相对于集成式注入器对齐。在塞子连接器和注入器彼此连接的连接区域中，可以插入包括金属或类似的稳定材料的插入式管以稳定连接。这样做尤其为了保证罩子和注入器之间的密封性。还必须要考虑到，注入流体可能冻结，这大致上与注入流体在罩子或塞子连接器的区域中的体积增加相关。此时，为了还能够将体积中的这种热变化补偿到预定的程度，罩子应该设置有至少一个优选地集成到罩子中的膨胀补偿机构。膨胀补偿机构尤其设计成使得，在罩子的内部空间的部分体积中，那里所收集的注入流体的整体体积膨胀和/或所得到的塞子连接器的位移可以得到补偿。因此，膨胀补偿机构优选为罩子中的单独的部件，例如形成有至少一个弹性部件。
在本安装装置的一个改进中，还可能地是，在至少一个环形腔中设置至少一个引导金属片体，其将环形腔分割成内部流动腔和外部流动腔。
在本安装装置的另一个改进中，可以在该至少一个环形腔中设置至少一个引导金属片体，其将环形腔分成至少两个流动腔。环形腔可以例如由至少一个引导金属片体分成两个流动腔，在每种情况中，流动腔(大约)呈半圆地围绕着注入器。环形腔可以由至少一个引导金属片体分成上部流动腔和下部流动腔，其中下部流动腔位于注入器的出口端部或安装装置的废气管线侧，而上部流动腔定向为朝向注入流体端口。
针对所述实施方案，尤其优选的是单个的引导金属片体(优选类似地为深拉拔金属部件)布置在环形腔中。引导金属片体优选具有至少3mm(毫米)，尤其至少5mm的材料厚度，使得引导金属片体也作为加强注入器的部件。另外，引导金属片体可以具有设于其上的轴环、缩颈部分等，这保证了与冷却介质回路的牢固连接。
引导金属片体例如紧固到第二金属片体，使得接缝为环绕的形式，并且置于冷却介质入口和冷却介质出口之间。从那里起，引导金属片体优选延伸朝向注入器的排放口，或朝向安装装置在废气管线或在发动机上的装配位置处。还优选地是，引导金属片体的主要部分置于环形腔中，与第一金属片体和第二金属片体间隔开。这里，优选形成两个相对彼此同心的流动腔，具体来说为内部流动腔和外部流动腔。通过所述类型的引导金属片体，现在可以实现，进入安装装置的冷却介质通过引导金属片体首先沿着外部第二金属片体朝向注入器开口(向下)输送，在那里围绕引导金属片体流动，并且因此流动到形成在引导金属片体和注入器的壳体以及第一金属片体之间的内部流动腔中。冷却介质又从那里引导至冷却介质出口。以此方式，至少局部实现了冷却介质在外侧以不同或相反的方向流动，并且由于在注入器的方向上或注入器电动机的方向上的较小的尺寸，在内部流动腔中可以发生更强的热交换。还优选地是，内部流动腔和外部流动腔具有大约相同的容量，并且因此环形腔被引导金属片体分成大约相等的部分。
在另一个设计变体中，还可能地是，冷却介质入口和冷却介质出口连接于环形腔，使得冷却介质首先流动通过位于引导金属片体和第一金属片体之间的内部流动腔，并且继而转移到位于第二金属片体和引导金属片体之间的外部流动腔中。为此目的，便利地是，冷却介质入口连接到内部流动腔，而冷却介质出口连接到外部流动腔。因此可以实现，在内部流动腔中，处在特别低的温度下的冷却剂直接出现在注入器处，并且已经加热的冷却剂通过外部流动腔排放到冷却介质出口。以此方式，可以获得注入器的特别低的温度。
基本上还可行的是，环形腔形成为具有两个相邻的流动腔，其中所述环形腔例如分成左手流动腔和右手流动腔。冷却介质因此将侧向地流动到一个流动腔，通过连接管道被输送到另一个流动腔，并且从那里侧向地和沿相反的方向再次排放。如果注入器的热负载在一侧特别大，也就是说注入器例如相对于热的废气管线以锐角设置，则这种分割是便利的。
本发明可特别用于用来通过注入器注入流体的注入装置，其中注入器集成到这里所描述的根据本发明所述类型的安装装置中，并且至少一个环形腔连接到冷却介质回路。所述类型的注入装置可尤其结合于将流体供给到内燃机或机动车辆的废气管线地来提供。这里，流体可以存储在分离容器中，并且如所需地被引导到注入器中。类似地提供了冷却介质回路，其中水例如以环路方式重复输送通过安装装置的环形腔，使得那里可以进行有效的冷却。
附图说明
下面将基于附图更详细地解释本发明。需要指出的是，附图尤其显示了本发明优选的设计变体，然而本发明并不限制于此。附图中的附图标号大致上指代相同的部件。附图中，在每个情况中示意性显示了：
图1显示了通过具有集成注入器的根据本发明的安装装置的一个设计变体的剖视图；
图2显示了通过具有集成注入器的根据本发明的安装装置的另一个设计变体的剖视图；并且
图3显示了具有相应的注入装置的机动车辆。
具体实施方式
图1示意性显示了用于注入器2的安装装置1的构造的剖视图，这里注入器2已经集成到安装装置1中。在图1的底部可以看到内燃机21，其中安装装置1的主体3布置为伸入到内燃机21的管道或开口中。这里，主体3由第一金属片体6和第二金属片体7形成。这里，该构造使得第二金属片体7实际上完全形成了主体3的外表面。这里，第二金属片体7和第一金属片体6形成为深拉拔部件。第一金属片体6在主体3的上部区域中形成了相对于第二金属片体7的邻接区域或重叠区域，其中在那里形成了钎焊连接24。第一金属片体6又与第二金属片体7间隔开地延伸到第二金属片体7的内部区域中。所述第一金属片体6和第二金属片体7的间隔所导致的结果是形成了环形腔8。这里，第一金属片体6的轮廓选择为使得形成适合于注入器2的承座5。
在这里所显示的设计变体中，环形腔8不仅通过第一金属片体6和第二金属片体7形成。事实上，这里的情况还有，注入器2的壳体9部分地用来限定环形腔8。为此目的，第一金属片体6和第二金属片体7形成为在彼此间隔开的点处紧靠壳体9。在所述紧靠区域中形成了粘合连接23，使得在每种情况中，第一金属片体6和第二金属片体7均粘合连接到注入器2的壳体9。出于密封的目的，便利地是相邻于上部粘合连接23设置另外的密封件22，例如为O形圈的形式，以防止位于环形腔8中的冷却介质逸出。
图1还显示了注入器2具有中心电动机11，其中这里注入器2为拓宽的形式。这里为了形成适合的承座5，设置了环形腔8的拓宽部分10。以此方式，可以实现冷却介质围绕注入器2的电动机11的外侧布置，该冷却介质保证了注入器2的持久操作。为此目的，在外部的第二金属片体7中设置了用来实现冷却介质入口13和冷却介质出口14的相应的措施，例如开口，其中优选地是，冷却介质入口13布置得更靠近注入器2的出口或更靠近安装装置1的热紧固处。
罩子4设置在主体3之上。这里，罩子4还形成为在一侧闭合的大致柱形的深拉拔部件。所述罩子4接收了与集成式注入器2相互作用的塞子连接器25(其为注入流体端口15的形式)。罩子4通过钎焊连接到主体3，在此情况中尤其连接到第一金属片体6。注入器2的电端子12在安装装置1的中间区域中伸出，也就是说在主体3和罩子4之间伸出。调节注入器2的操作的控制线则可以连接于所述电端子。罩子4的外部形式大致上构造为使得用于注入流体的连接的塞子连接器25在注入器2上居中地设置，使得实现了塞子连接器25与注入器2的密封连接。但是，还可以为此目的(在罩子4上)设置尤其适合的引导表面或引导边缘。因为注入流体可能在塞子连接器25中暂时存储较长的时间，例如在机动车辆的长期停止期间，则必须考虑到由于形成了冰，那里的注入流体可能在体积上有所增加。这可能导致塞子连接器25和注入器2之间的接触被改变。这里，为了对此进行补偿，在罩子4的区域中设置了板簧作为膨胀补偿机构17，该板簧允许(精确限制的)相对运动以释放压力。
图2显示了根据本发明的具有集成式注入器2的安装装置1的另一个设计变体的剖视图。需要指出的是，与图1结合使用的附图标号指代相同的部件。因此，下面将尤其对那些相对于图1而言不同的特征进行描述。
首先指出，关于塞子连接器25，所述塞子连接器类似地通过定中心机构16设置在罩子4中。这里，定中心机构16相对于塞子连接器25置于内侧，并且从注入器2开始其例如以弹性部件的形式形成。
作为与图1的主要区别，图2显示了置于环形腔8内的单个的引导金属片体28。所述引导金属片体28固定、尤其是焊接(例如通过激光焊接)或粘合连接在第二金属片体7的上部局部区域中，尤其是在冷却介质入口13和冷却介质出口14之间。从那里，引导金属片体28在第一金属片体6的方向中渐缩，直至其大约在第一金属片体6和第二金属片体7中居中地延伸。从那里，所述引导金属片体(向下)朝向注入器2的开口或环形腔8的底部31大约居中地顺应着第二金属片体7或第一金属片体6/注入器2的壳体9的轮廓。引导金属片体28在快到达环形腔8的底部31之前结束(例如具有间隙32，其大约与引导金属片体28与侧向边界的间隔33一致)。引导金属片体28的形状可以描述为例如多阶锥体。所述引导金属片体28用来形成内部流动腔29和外部流动腔30，所述内部流动腔29和外部流动腔30仅通过靠近环形腔8的底部31的间隙32彼此连接。这里，引导金属片体28执行为实现靶向流动方向的任务，以及冷却介质和安装装置1和注入器2的零件的预定接触。在这里所指出的冷却介质的流通方向的情况中，冷却介质首先通过冷却介质入口13进入环形腔8，尤其是外部流动腔30。冷却介质又沿注入器2的开口的方向由引导金属片体28和第二金属片体7向下引导。当所述冷却介质到达环形腔8的底部31时，其围绕引导金属片体28流动并且进入内部流动腔29。在那里，所述冷却介质在一侧被引导金属片体28所引导，并且在另一侧被注入器的壳体9和第一金属片体6所引导，所述冷却介质再次朝向冷却介质出口14向上流动。这种靶向流动引导尤其具有如下优势，即在安装装置1的靠近环形腔8的底部31或直接相邻于注入器2的特别热的区域中，冷却介质保证了强的热交换。此外还指出了，在底部31的区域中，可以在第二金属片体7和第一金属片体6之间特别地通过钎焊、焊接或卷边来形成连接。
图3再次示意性显示了所述类型的注入装置18的可能的构造。所述附图显示了机动车辆20中的具有废气管线26的内燃机21，其中安装装置1可以紧固到内燃机21和/或废气管线。因此，存储在适合的容器27中并通过注入流体端口15来供给的所需要的注入流体能够通过集成式注入器2计量供给到内燃机21和/或废气管线26中。在此情况中，安装装置1、特别是安装装置1的主体3连接到(共用)冷却介质回路19，使得在所有时刻处于所期望的低温的冷却介质可以供给到主体3中的环形腔。
因此本发明至少局部解决了针对现有技术所突出的问题。尤其详细说明了用于注入器的安装装置，其具有技术上简单的构造并且能够(如果合适的话以调节的方式)冷却。另外，安装装置尤其是轻重量的设计并且适合于在显著的温度差下运行。
附图标记列表：
1安装装置
2注入器
3主体
4罩子
5承座
6第一金属片体
7第二金属片体
8环形腔
9壳体
10拓宽部分
11电动机
12电端子
13冷却介质入口
14冷却介质出口
15注入流体端口
16定中心机构
17膨胀补偿机构
18注入装置
19冷却介质回路
20机动车辆
21内燃机
22密封件
23粘合连接
24钎焊连接
25塞子连接器
26废气管线
27容器
28引导金属片体
29内部流动腔
30外部流动腔
31底部
32间隙
33间隔

Claims (9)

1.一种用于注入器(2)的安装装置(1)，具有至少一个主体(3)和用于注入器(2)的共用承座(5)的罩子(4)，其中，所述主体(3)由互相连接的金属片体(6,7)形成，所述金属片体一起形成围绕所述承座(5)延伸的至少一个环形腔(8)，其中所述至少一个环形腔(8)能够连接于冷却介质入口(13)和冷却介质出口(14)。
2.根据权利要求1所述的安装装置(1)，其特征在于，所述至少一个环形腔(8)还至少局部地由集成式注入器(2)的壳体(9)形成。
3.根据权利要求1或2所述的安装装置(1)，其特征在于，所述主体(3)的金属片体(6,7)为彼此钎焊在一起的深拉拔部件。
4.根据权利要求1或2所述的安装装置(1)，其特征在于，所述主体(3)粘合连接或卷边连接于集成式注入器(2)的壳体(9)。
5.根据权利要求1或2所述的安装装置(1)，其特征在于，所述至少一个环形腔(8)具有拓宽部分(10)，集成式注入器(2)的电动机(11)至少部分地置于所述拓宽部分中。
6.根据权利要求1或2所述的安装装置(1)，其特征在于，集成式注入器(2)的电端子(12)在所述主体(3)和所述罩子(4)之间通到所述安装装置(1)之外。
7.根据权利要求1或2所述的安装装置(1)，其特征在于，所述罩子(4)能够连接于注入流体端口(15)，并且至少具有定中心机构(16)或膨胀补偿机构(17)。
8.根据权利要求1或2所述的安装装置(1)，其特征在于，在所述至少一个环形腔(8)中设置有至少一个引导金属片体(28)，所述引导金属片体将所述环形腔(8)分成内部流动腔(29)和外部流动腔(30)。
9.一种用于通过注入器(2)注入流体的注入装置(18)，其中所述注入器(2)集成到根据权利要求1到8中任一项所述的安装装置(1)中，并且所述至少一个环形腔(8)连接于冷却介质回路(19)。
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