CN105473831A - 用于喷射阀的冷却体 - Google Patents

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Abstract

尤其设置用于将液态还原剂喷入到内燃机排气系中的喷射阀(1；41)用的冷却体(38；40)，具有：中空区域，其设置用于接收喷射阀(1；41)的一区段；围绕该中空区域的冷却板件(8)；以及布置在喷射阀(1；41)的端侧上的、具有至少一个喷射孔(13)的端部板(7)，所述喷射孔使得能够通过端部板(7)将流体从喷射阀(1；41)喷出。端部板(7)具有至少一个皿形地成型有端壁和至少一个侧壁的区域(7a)，该区域构造成用于接收喷射阀(1；41)的喷射侧区段(1a；41a)；并且冷却板件(8)和端部板(7)流体密封地相互连接，从而在喷射阀(1；41)的一区段符合规定地布置在中空区域中的状态下，通过端部板(7)、冷却板件(8)和喷射阀(1；41)限界围绕喷射阀(1；41)的该区段的冷却容积(36)。

Description

用于喷射阀的冷却体
技术领域
本发明涉及一种喷射阀用的、尤其设置用于将液态还原剂喷射到内燃机排气系中的喷射阀用的冷却体。本发明也还涉及一种喷射阀，该喷射阀与这种冷却体连接。
背景技术
在具有内燃机、尤其柴油机的汽车中，由于严格的排放法规制订等而必须减少有害物质NOx。在此经常使用的方法是所谓的SCR方法，在该方法中，有害物质NOx借助液态还原剂被还原成N2和H2O。
为此，液态还原剂从箱被取出，被输送泵输送到布置在内燃机排气系上的喷射模块，并且被喷射模块计量地喷入到排气系中，在所述排气系中液态还原剂与流过该排气系的内燃机废气混合。因为喷射模块承受流过排气系的废气的高温，所以大多数都设置有基于冷却水的冷却，以限制喷射模块的温度且从而避免喷射模块过热。
DE102010051656A1和DE102010048284A1分别公开了一种用于冷却喷射模块的组件。在那里示出的组件中，冷却适配器是独立的构件，该构件由两个板材件焊合而成，这两个板材件形成一个环形通道，该环形通道通过两个粘合连接部与计量阀的阀体区域连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的用于喷射模块的冷却体，该冷却体的制造尤其简单并且该冷却体即使在高温下也可靠且持久地密封冷却容积，所述高温例如在内燃机运行时以及在通过钎焊或者熔焊进行装配时出现。
根据本发明的、尤其设置用于将液态还原剂喷入到内燃机排气系中的喷射阀用的冷却体具有：中空区域，该中空区域设置用于接收喷射阀的一个区段；围绕该中空区域的冷却板件；以及布置在中空区域的一个端侧上的端部板。冷却板件和端部板流体密封地相互连接，从而在喷射阀的喷射侧区段符合规定地布置在中空区域中的状态下，端部板、冷却板件和喷射阀共同限界围绕喷射阀的所述喷射侧区段的冷却容积。在此，端部板具有至少一个皿形地成型的区域，该区域具有端壁和至少一个侧壁且构造成用于接收喷射阀的所述喷射侧区段。在端部板的皿形地构成的区域中设置有至少一个喷射开口，其使得能将流体通过端部板从喷射阀喷入到内燃机的排气系中。
本发明也包括一种喷射装置，具有：喷射阀，其尤其构造成将液态还原剂喷入到内燃机的排气系中；以及如之前说明的那样的、根据本发明的冷却体。在此，喷射阀的喷射侧区段布置在冷却体的端部板的皿形区域中，尤其使得所述喷射侧区段与皿形区域的端侧以及至少一个侧壁接触。
通过构成在端部板中的皿形区域可能的是，例如通过(激光)焊接实现喷射阀和端部板之间的形状锁合的连接部，该连接部即使在尤其如在内燃机运行时在排气系上出现的那样的高温下也可以流体密封地构成。根据本发明，尤其可在高温区域中取消对热敏感的粘合连接部和/或O形环。因此，提供了这样一种冷却体以供使用，该冷却体即使在高运行温度下也持久地提供良好密封的冷却容积，并且该冷却体由于接合部位少而能够简单且成本有利地制造。
因为尤其喷射阀的前部的喷射侧区段一般柱形地构造，所以设置用于接收喷射阀的所述前部的喷射侧区段的皿形区域一般也以围绕喷射阀的所述柱形区段的纵轴线旋转对称的方式构成为具有圆形的端侧和沿着该圆形的端侧的周围绕的侧壁。但是，皿形区域的形状也能够适配于可能的其他阀形状，例如具有椭圆形或多角形横截面的喷射阀，而不会偏离本发明的基本构思。
在一种可能的实施方式中，冷却板件和端部板通过焊接、尤其激光焊接流体密封地相互连接。因为冷却板件以及端部板都由耐热金属制成，所以能够通过焊接、尤其激光焊接成本有利地在冷却板件和端部板之间制成持久可靠地起密封作用的连接部。
在一种实施方式中，冷却体附加地具有接头件，该接头件构造成接收喷射阀的与所述喷射侧区段对置的后端部区域。这类接头件使得能够将喷射阀完全包围在冷却体中并且以该方式保护喷射阀免受有害的环境影响。接头件优选这样构造，使得其包含、接收和/或支撑进入管路，该进入管路构造成将待喷射的流体导送到喷射阀。
在一种实施方式中，在冷却体的冷却板件上设置有至少一个进入接管和/或一个排出接管，所述至少一个进入接管和/或一个排出接管构造成将冷却流体导入到冷却容积中或者从冷却容积导出。以该方式，冷却流体能够可靠地被导入到冷却容积中且再从该冷却容积导出。
在一种实施方式中，接头件这样构造，使得该接头件能够装配在进入接管和/或排出接管上。进入接管和排出接管为接头件提供良好且稳定的固定可能性。因此，尤其可取消建立用于接头件的附加固定可能性，由此冷却体的制造成本可保持低。
在一种实施方式中，冷却板件的至少一个区域贴靠在喷射阀上并且冷却容积通过至少一个布置在喷射阀和冷却板件之间的O形环流体密封地密封。以该方式提供了冷却容积的一种结构上简单但可靠的密封。
在一种替代的实施方式中，喷射阀具有至少两个相互同轴地布置的金属套管，所述金属套管通过焊接、尤其激光焊接流体密封地相互连接，以提供两个金属套管之间的流体密封连接。以该方式能提供一种流体密封地被密封的冷却容积，而不使用O形环。
附图说明
在下面参照附图来详细地解释本发明。
图1示出带有喷射阀的本发明的冷却体的第一实施例的剖视图；
图2示出图1的放大的局部，其示出围绕喷射阀阀尖的区域；
图3a和3b图示示出接头件在冷却体的进入接管和排出接管上的固定；以及
图4示出带有喷射阀的本发明的冷却体的第二实施例的剖视图。
具体实施方式
图1示出带有喷射阀1的本发明的冷却体38的第一实施例的剖视图，并且图2示出图1的放大的局部，该局部示出围绕喷射阀1尖端1a的区域。
在图1和2中示出的喷射阀1具有在喷射侧的套管3，阀座6借助环绕式(激光)焊接部14焊入到该套管中。阀座6能通过以能运动的方式支承在喷射阀1的套管3中的阀封闭元件5来选择性地封闭和释放，以便能够将流体从喷射阀1受控制地喷射到未在图1中示出的排气系中。
根据本发明的冷却体38包括U形地弯曲的冷却板件8，在该冷却板件上例如通过环绕式(激光)焊接部24流体密封地附接有端部板7。端部板7在围绕喷射阀1的尖端1a的区域中皿形地这样构造，使得喷射阀1的尖端1a能基本形状锁合地导入到皿形地构成的区域7a中。在皿形地构成的区域7a的端面7c中构成有一个或多个喷射孔13，所述喷射孔使得流体能够从喷射阀1通过喷射孔13喷入到未在附图中示出的排气系中。
包括围绕喷射阀1的冷却板件8以及包括端部板7的冷却体38例如通过环绕式(激光)焊接部15与喷射阀1的套管3连接。以该方式形成封闭的、环形地围绕喷射阀1的套管3的冷却容积36，该冷却容积由端部板7以及喷射阀1的套管3以及冷却板件8限界，所述端部板构成冷却容积36底部，所述套管和所述冷却板件共同构成冷却容积36的内部侧壁或者外部侧壁以及上部侧壁。
在内燃机运行时，端部板7和冷却板件8之间的或者端部板7和喷射阀1的套管3之间的连接部位24和15由于排气系中的热废气而被加热到高的温度。因此，所提出的、例如通过(激光)焊接实现的材料锁合的连接优于通过粘接或者O形环密封部实现的连接，其原因是所提出的连接具有显著更高的耐久性和可靠性。
冷却体38构造有进入接管9a和排出接管9b，它们设置用于将流体冷却剂引入到冷却容积36中并且使被加热的冷却剂再从冷却容积36排出。在运行时，尽管内燃机的高废气温度，仍可通过冷却剂使喷射阀1的温度保持小于预先给定的极限值，以防止喷射阀1过热且从而持久地保持喷射阀1的功能能力。
在图1所示的第一实施例中，冷却板件8和喷射阀1之间的密封通过第一O形环17来实现，该第一O形环位于被冷却的区域中，从而其不承受高废气温度且该第一O形环使冷却板件8的贴靠在喷射阀1的套管3上的区域21在径向上相对于套管3密封。通过冷却板件8的贴靠在套管3上的区域21的弯曲的造型来保证第一O形环17同时贴靠在构成于套管3的上端部上的凸缘37上，并且冷却容积36因此也在轴向上流体密封地密封。
为了防止水从外部渗入到冷却容积36中，可附加地设置第二O形环18，其在径向上密封喷射阀1的金属套管2与冷却板件8之间的接触部位。通过冷却板件8在第二O形环18的区域20中的造型同时保证，喷射阀1的后部区域1b在轴向上相对于金属套管2密封，所述后部区域尤其能由塑料制成。在例如通过(激光)焊接将端部板7与喷射阀1的尖端1a固定地连接之前进行O形环17和18的装配。
冷却体38也具有一个法兰23，所述冷却体通过该法兰固定在未在图1中示出的排气系上。
待喷射的流体或者说还原剂通过具有流体进入部27a的接头件27导送到喷射阀1。为了针对流过排气系的热废气的高热保护喷射阀1，除了在图1中未示出的、用于电插头的出口外，接头件27很大程度上是封闭的，所述电插头设置用于控制喷射阀1。接头件27例如构造为板材件。借助两个板件箍11和12将所述接头件如在图3a和3b示出的那样通过夹紧来安装到冷却体38的进入接管和排出接管9a、9b上。
接头件27通过优选布置在环绕喷射阀1的一上部区段的槽4中的第三O形环19来相对于喷射阀1密封，从而可靠地防止喷射阀1和接头件27之间的接触部位上的不受控制的流体溢出。
为了导出接头件27的、尤其第三O形环19的区域中的热量，在冷却体38和接头件27之间设置有接触面22。
为了使在冷却容积36下部区域中直接邻接在热排气系上的冷却剂在运行时不会沸腾，设置有呈薄金属盘形式的热保护罩25。通过后部区段26与冷却体38连接的热保护罩25与端部板7一起包围围绕皿形区域7a的、近乎封闭的空气室39。空气室39通过冷却剂冷却且防止冷却容积36的底部区域中的冷却剂被加热到沸腾温度或者超过沸腾温度。
图4示出带喷射阀1的本发明的冷却体40的第二实施例的剖视图。
根据图2中示出的第二实施例的冷却体40基本相应于图1中示出的第一实施例，并且，与图1中示出的第一实施例的零部件一致的那些零部件设置有相同的附图标记且不再重新详细说明。
与第一实施例相比，在第二实施例中实现了一种替代的密封方案。在第二实施例中，喷射阀41具有两个金属套管2、3，所述金属套管通过附加的、在金属套管2、3的周向上延伸的激光焊接部16流体密封地相互连接。因此，在第一实施例中所设置的、尽管设置有冷却但仍承受相对高的温度且因此易损耗的第一O形环17能够被取消。

Claims (10)

1.用于喷射阀(1；41)的冷却体(38；40)，所述喷射阀尤其设置用于将液态还原剂喷入到内燃机的排气系中，所述冷却体具有：
中空区域，该中空区域设置用于接收所述喷射阀(1；41)的至少一个区段(1a，1b；41a，41b)；
围绕所述中空区域的冷却板件(8)；以及
布置在所述喷射阀(1；41)的端侧上的端部板(7)，该端部板具有至少一个喷射孔(13)，所述喷射孔使得能够将流体从所述喷射阀(1；41)通过所述端部板(7)喷出；
其特征在于，
所述端部板(7)具有至少一个皿形地成型有端壁(7c)和至少一个侧壁(7b)的区域(7a)，该区域构造成用于接收所述喷射阀(1；41)的喷射侧区段(1a；41a)；以及
所述冷却板件(8)和所述端部板(7)流体密封地相互连接，从而在喷射阀(1；41)的区段(1a，1b；41a，41b)符合规定地布置在所述中空区域中的状态下，通过所述端部板(7)、所述冷却板件(8)以及所述喷射阀(1；41)限界围绕该喷射阀(1；41)的该区段(1a，1b；41a，41b)的冷却容积(36)。
2.根据权利要求1所述的冷却体(38；40)，其中，所述冷却板件(8)和所述端部板(7)通过焊接、尤其是激光焊接流体密封地相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的冷却体(38；40)，所述冷却体附加地具有接头件(27)，该接头件构造成接收所述喷射阀(1；41)的与所述喷射侧区段(1a；41a)对置的后端部区域(1b；41b)。
4.根据权利要求3所述的冷却体(38；40)，其中，所述接头件(27)具有进入部(27a)，该进入部构成用于将待喷射的流体导送到所述喷射阀(1；41)。
5.根据前述权利要求之一所述的冷却体(38；40)，其中，在所述冷却板件(8)上构成有至少一个进入接管(9a)和/或排出接管(9b)，所述至少一个进入接管和/或排出接管使得能够将冷却流体导入到所述冷却容积(36)中或者从该冷却容积导出。
6.根据引用权利要求3或4的权利要求5所述的冷却体(38；40)，其中，所述接头件(27)这样构造，使得该接头件能够装配在所述进入接管(9a)和/或所述排出接管(9b)上。
7.喷射装置，具有根据前述权利要求之一所述的冷却体(38；40)以及具有喷射阀(1；41)，该喷射阀尤其构造成用于将液态还原剂喷入到内燃机的排气系中，其中，所述喷射阀(1；41)的喷射侧区段(1a；41a)布置在所述端部板(7)的所述皿形区域(7a)中。
8.根据权利要求7所述的喷射装置，其中，喷射阀(1；41)的所述喷射侧区段(1a；41a)通过焊接、尤其激光焊接与所述皿形区域(7a)流体密封地连接。
9.根据权利要求7或8所述的喷射阀(1)，其中，所述冷却板件(8)的至少一个区域(21)贴靠在所述喷射阀(1)上，并且所述冷却容积(36)通过至少一个布置在所述喷射阀(1)与所述冷却板件(8)的所述区域(21)之间的O形环(17)流体密封地密封。
10.根据权利要求7或8所述的喷射阀(41)，其中，所述喷射阀(41)具有至少两个相互同轴地布置的金属套管(2，3)，所述金属套管通过焊接、尤其是激光焊接流体密封地相互连接。
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