CN107787396A - 用于液态还原剂的喷射设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将还原剂喷射到内燃机的排气管路中的喷射设备(25)，所述喷射设备具有压缩室(16)和进入阀(13、19)，该压缩室的容积能够通过活塞(2)的运动改变，该活塞具有朝向所述压缩室(16)的压缩室侧区域(21)和背离所述压缩室的衔铁侧区域(22)，该进入阀具有至少一个打开位置和至少一个关闭位置，在该打开位置中所述进入阀建立在所述压缩室(16)和外部的、能连接在所述喷射设备的流体入口(17)上的流体源之间的流体连接，在该关闭位置中所述进入阀断开在所述压缩室(16)和所述外部的流体源之间的流体连接，其特征在于，在所述流体入口(17)和所述衔铁侧区域(22)之间布置有止回阀(7)。

Description

用于液态还原剂的喷射设备

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的类型的喷射设备。由DE 10 2013 211 668已知这种喷射设备，该喷射设备构造为泵-喷嘴单元。

背景技术

在具有内燃机的汽车中，基于严厉的法规还必须降低排气的有害物质氮氧化物的含量。在这里应用的方法是选择性催化还原的方法，即所谓的SCR方法(SCR，selectivecatalytic reduction，选择性催化还原)，在该方法中氮氧化物借助例如液态的还原剂、尤其是含水的尿素溶液还原成氮气和水。在此，所述还原剂通过例如基于泵-喷嘴原理的设备从储备箱抽吸出并且供应给在适合作为细化喷雾器的催化器上游的排气。在例如直至五米长的抽吸管路中并且在排气管上存在高温的情况下，适宜的是，通过附加地定位在箱上的输送泵使在泵-喷嘴上游的液体处于例如2至3bar的压力下，并且将所述液体供应给定位在排气管上的泵-喷嘴单元并且能够实现量精确的配量。在没有预输送泵的情况下，由于长的管路和在泵-喷嘴前面安置的、即抽吸侧的过滤器而存在高节流损失。结合在泵-喷嘴区域中的高温，在泵-喷嘴的低压区域中的还原剂的沸点处于大约70摄氏度，并且由于沸腾的还原剂不可能出现可靠的配量。

具有预输送泵的组件例如由DE 10 2013 211 668已知。在此，泵-喷嘴具有活塞，该活塞由于通过电磁体的操控首先压缩还原剂，然后将所述还原剂作为喷雾供应给排气。随后活塞通过弹簧力又运动返回，由此在活塞和喷嘴之间的压缩室中的容积又可以通过液体来灌充。这在DE 10 2013 211 668中通过在活塞上进行的技术措施来发生，尤其以活塞内部的纵向孔的形式，该纵向孔在活塞运动返回时使压缩室与还原剂供应装置连接。

此外，由EP 1 878 920已知，在排气装置附近布置配量泵。在这里，泵腔通过缝式阀灌充。

发明内容

相对地，根据本发明的、具有独立权利要求特征的喷射设备具有以下优点：通过排气歧管附近的起泵作用的喷射设备保证量精确的和可靠的配量，而不必设置其他泵器件。

通过在从属权利要求中列举的措施能够实现在独立权利要求中说明的方案的扩展和改进。

特别有利地，构造具有弹性元件的止回阀，使得该止回阀能够承担蓄压器的功能。

此外有利地，在衔铁中构造孔，该孔能够实现在泵组件内部的快速流体交换，使得流体的起泡变困难。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在随后的说明中详细阐述。

附图示出：

图1构造为泵-喷嘴单元的喷射设备，和

图2泵-喷嘴单元的止回阀。

具体实施方式

图1示出可布置在内燃机的排气管路上的泵-喷嘴单元25，用于配量地喷射还原剂、例如含水的尿素溶液，以便减少包含在排气中的氮氧化物。壳体4容纳电磁线圈3，该电磁线圈用于使与衔铁1连接的活塞2电操控地运动。活塞2具有朝向压缩室16的压缩室侧区域21和背离压缩室的衔铁侧区域22，并且可以在与壳体连接的套筒10中运动，在电磁线圈3无电流时，在套筒10和衔铁1之间夹紧的弹簧11将衔铁1压到壳体4的碰撞基座5上。电磁线圈3借助于密封部6相对于引导流体的室8不透流体地密封，衔铁1可以在该室中运动并且该室与泵入口17处于引导流体的连接中。在泵入口17和室8之间布置有止回阀7，泵-喷嘴单元可以通过该泵入口将流体或者说液态还原剂从储备箱中抽吸出。该止回阀可以是特别简单的伞阀，该伞阀在压力差非常小的情况下已经打开。衔铁1具有孔9，所述孔使得能够实现在衔铁的朝向止回阀7的一侧和朝向套筒10的一侧之间顺畅的流体交换。在电磁线圈3无电流时，室8又通过在活塞上的槽13和至少一个小的活塞空隙12与位于活塞2的背离衔铁1的一侧上的压缩室16处于流体连接。在背离活塞2的一侧上，压缩室16受被动的喷嘴阀15限界，该喷嘴阀自压缩室16中足够大的流体压力起打开并且积聚的流体能够泄漏到后面布置的膨胀室20中。膨胀室20在套筒10的朝向未详细示出的排气管路的一侧上受雾化元件14限界，该雾化元件将来自膨胀室20的、处于压力下的流体雾化地以喷射束18形式释放到排气管路中。雾化元件例如可以是向外打开的被动阀。

所述液体或者说流体通过泵入口17流到泵-喷嘴单元25中。当活塞2尤其在电磁线圈3无电流的状态中向着泵入口17的方向运动时，所述液体或者说流体通过在压缩室16中形成的负压被抽吸到压缩室16中。在此，液体经过槽13和至少一个小的活塞孔12到达压缩室16中。如果电磁线圈3被通电，则衔铁1被电磁线圈吸引并且衔铁远离泵入口。一旦套筒棱边19已经封闭了槽13，活塞开始将液体从未详细示出的储备箱经过泵入口17抽吸到室8中。

泵-喷嘴单元25的电磁线圈3以20-100Hz范围内的开关频率非常快速地开关，以便快速地实现足够的泵作用，直到建立用于喷射到排气装置中所需的压力并且喷嘴阀15打开。非常快速振荡地运动的衔铁1在室8中产生非常高的湍流，相应地产生负压或泡沫。为了应付会使压缩室16的正常灌充变困难的该效应，在衔铁板1中的孔9提供流体路径，液体通过该流体路径可以不需要较大的偏转地到达由槽13和套筒棱边19共同形成的控制缝。还原剂在室8中的流动行为的另一观察点如下：活塞由于松弛的弹簧11的力而朝着泵入口17的方向运动，只要由槽13和套筒棱边19共同形成的控制缝或者说缝控制部还是关闭的，如果在该时刻关闭的止回阀7不存在，则该活塞会将存在于室8中的液体部分地朝着箱的方向推回。如果缝控制部打开，则整个液柱又沿它的运动方向转向并且必须现在灌充压缩室16。止回阀7在活塞的压缩阶段打开，即灌充室8。一旦活塞2运动到泵入口17上，那么阀7关闭，由此在室8中出现压力提升。如果现在打开缝控制部(13、19)，则提供了又可以灌充室16的足够的液体。为了产生有效的过压，有利的是，容积8尽可能小，但是大于要喷射的量、即压缩容积16。

图2示出在泵入口处的呈伞阀27形式的止回阀7，该伞阀具有弹性的关闭元件28。弹性的关闭元件在这里示出的阀的关闭状态中在压力下变形到泵入口17的抽吸孔中，因此产生在室8中的预应力并且近似具有通过流体压力预紧的蓄能器的功能。

Claims (12)

1.用于将还原剂喷射到内燃机的排气管路中的喷射设备(25)，所述喷射设备具有压缩室(16)和进入阀(13、19)，该压缩室的容积能够通过活塞(2)的运动改变，该活塞具有朝向所述压缩室(16)的压缩室侧区域(21)和背离所述压缩室的衔铁侧区域(22)，该进入阀具有至少一个打开位置和至少一个关闭位置，在该打开位置中所述进入阀建立在所述压缩室(16)和外部的、能连接在所述喷射设备的流体入口(17)上的流体源之间的流体连接，在该关闭位置中所述进入阀断开在所述压缩室(16)和所述外部的流体源之间的流体连接，其特征在于，在所述流体入口(17)和所述衔铁侧区域(22)之间布置有止回阀(7)。

2.根据权利要求1所述的喷射设备，其特征在于，所述止回阀(7)设立用于打开和关闭所述流体入口。.

3.根据权利要求1或2所述的喷射设备，其特征在于，所述止回阀构造为伞阀(27)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的喷射设备，其特征在于，所述止回阀具有弹性的关闭元件(28)，该关闭元件设立用于在所述流体入口关闭时由于流体压力而弹性地变形。

5.根据前述权利要求中任一项所述的喷射设备，其特征在于，在所述活塞(2)上构造有在所述压缩室和所述进入阀(13、19)之间的流体连接装置(12)。

6.根据权利要求5所述的喷射设备，其特征在于，所述流体连接装置通过小的活塞空隙(12)或者通过活塞孔形成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的喷射设备，其特征在于，所述进入阀(13、19)由所述喷射设备的区域(19)与所述活塞的所述衔铁侧区域(22)的共同作用构成。

8.根据权利要求7所述的喷射设备，其特征在于，所述区域(19)构造为棱边，并且所述棱边与所述活塞的所述衔铁侧区域(22)中的槽(13)相互作用。

9.根据前述权利要求中任一项所述的喷射设备，其特征在于，在所述活塞的所述衔铁侧区域(22)上构造有衔铁(1)、尤其是衔铁板。

10.根据权利要求9所述的喷射设备，其特征在于，所述衔铁(1)具有至少一个孔(9)，该孔使得能够实现流体入口(17)和进入阀(13、19)之间直接的流体交换。

11.根据权利要求9或10所述的喷射设备，其特征在于，所述衔铁能够在所述进入阀(13、19)和所述流体入口(17)之间的室(8)中运动，该室具有能通过流体灌充的自由容积，该容积在所述进入阀关闭的情况下大于所述压缩室(16)的容积。

12.根据权利要求11所述的喷射设备，其特征在于，所述室(8)的容积尽可能小。