CN109072746A

CN109072746A - 冷却装置

Info

Publication number: CN109072746A
Application number: CN201780020451.3A
Authority: CN
Inventors: 藤原智洋; 小野塚岳司; 阿南良太; 池原隆太
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2018-12-21
Also published as: WO2017170162A1; JP2017180166A

Abstract

包括：排气管喷射器(40)，其被设置在引擎(10)的排气管(12)上，并能够将燃料喷射到排气管(12)内；燃料供给配管(41)，其将燃料供给到排气管喷射器(40)；以及热交换部(50)，其使冷却水在燃料供给配管(41)的至少一部分的外周面上流通，并使燃料供给配管(41)内的燃料与冷却水发生热交换，从而对其进行冷却。

Description

冷却装置

技术领域

本公开涉及冷却装置，尤其是，涉及排气管喷射器的喷射系统的冷却。

背景技术

一般而言，在引擎的排气通道中，设置有对排气气体中的烃(HC)、一氧化碳(CO)等进行氧化的氧化催化剂、捕集微粒状物质(PM)的过滤器、以及对氮化合物(NOx)进行吸收还原的NOx催化剂等。

因为过滤器的PM捕集能力存在上限，所以在PM堆积量达到了预定量的情况下，需要进行将堆积的PM燃烧除去的所谓过滤器再生。同样，因为NOx催化剂的吸收能力也存在界限，所以在NOx吸收量达到了预定量的情况下，需要进行对NOx进行净化的所谓催化剂再生。这些过滤器再生或催化剂再生(以下，简称再生)是通过如下方式来进行的：将未燃燃料从排气管喷射器喷射到排气管内，并利用由氧化催化剂产生的氧化反应热来使排气温度上升到PM燃烧温度或净化温度。

因为这种被用于再生的排气管喷射器被暴露在排气管内的高温的排气热中，所以会存在当烧损或沉积物发生堆积时引起堵塞的问题。因此，提出了多种构造，该构造通过在排气管喷射器的周围形成使冷却水循环的水套来抑制排气管喷射器的温度上升，从而谋求防止堵塞(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-031769号公报

发明内容

发明要解决的课题

另外，在再生间隔(interval)期间(从再生结束起直到下次再生开始的期间)会成为燃料滞留在将燃料供给到排气管喷射器的燃料供给配管内的状态。燃料供给配管会存在如下的情况：因发动机舱内的布局上的制约等，被与成为高温环境的排气歧管或排气管相邻地延伸设置。

因此，会存在如下问题：当燃料供给配管内的燃料受到从排气歧管或排气管散发的高温的排气热的影响而发生劣化，并流入到排气管喷射器的喷嘴内时，塞住喷射孔等而引起堵塞或故障。即，如果像上述现有技术那样，仅对排气管喷射器的周围进行冷却的话，会存在无法充分防止排气喷射器的堵塞及故障的可能性。

本公开的技术的目的在于有效地防止排气管喷射器的堵塞。

用于解决课题的手段

公开的技术包括：排气管喷射器，其被设置在引擎的排气管上，并能够将燃料喷射到该排气管内；燃料供给配管，其将燃料供给到上述排气管喷射器；以及热交换部，其使冷却水在上述燃料供给配管的至少一部分的外周面上流通，并使上述燃料供给配管内的燃料与上述冷却水发生热交换，从而对其进行冷却。

也可以是，上述热交换部包含外管，该外管被形成为比上述燃料供给配管的直径更大，并且使上述燃料供给配管贯穿插入到其内部，上述热交换部使上述冷却水在该外管的内周面与上述燃料供给配管的外周面之间流通。

也可以是，上述热交换部内的冷却水的流动相对于上述燃料供给配管内的燃料供给方向是反向的。

也可以是，上述燃料供给配管的至少一部分被与上述排气管或上述引擎的排气歧管中的至少一个相邻地配置，上述热交换部被设置在上述燃料供给配管中的、与上述排气管或上述排气歧管相邻的部分上。

也可以是，进一步包括第二热交换部，该第二热交换部被形成为包围上述排气管喷射器的喷嘴部外周的环状，并且冷却水在其内部流通。

也可以是，从上述引擎的冷却水循环回路供给上述冷却水。

发明效果

根据本公开的技术，能够有效地防止排气管喷射器的堵塞。

附图说明

图1是表示本公开的第一实施方式的冷却装置的示意性的整体构成图。

图2A是表示本公开的第一实施方式的热交换部的示意性的剖视图。

图2B是表示本公开的第一实施方式的热交换部的示意性的剖视图。

图3是表示本公开的第二实施方式的冷却装置的示意性的整体构成图。

图4A是表示本公开的第三实施方式的热交换部的示意性的构成图。

图4B是表示本公开的第三实施方式的热交换部的示意性的构成图。

具体实施方式

以下，基于附图，说明本公开的各实施方式的冷却装置。对于相同的部件，标注了相同的附图标记，它们的名称及功能也是相同的。因此，不再重复针对它们的详细说明。

[第一实施方式]

图1是表示第一实施方式的冷却装置1A的示意性的整体构成图。在柴油引擎(以下，简称引擎)10的排气歧管11上，连接有导出排气气体的排气管12。在排气管12上，从排气上游侧起依次设置有：排气管喷射器40、氧化催化剂13、过滤器14、以及未图示的NOx催化剂等。

冷却水循环回路20包括：水套21，其对引擎10的各汽缸进行冷却；第1冷却水配管23，其连接水套21的出口部与散热器22的入口部；冷却水泵24，其被设置在水套21的入口部上；第2冷却水配管25，其连接散热器22的出口部与冷却水泵24；旁路冷却水配管26，其绕过散热器22；以及恒温器27。当冷却水温达到预定的暖机温度时，恒温器27开阀，冷却水的流路从旁路冷却水配管26切换为散热器22。

在本实施方式中，冷却水循环回路20进一步包括：冷却水导入配管29A，其从第1冷却水配管23分岔，并将冷却水导入到热交换部50；以及冷却水导出配管29B，其合流到第1冷却水配管23的比与冷却水导入配管29A的分岔部靠下游侧，并使冷却水从热交换部50返回到第1冷却水配管23。在后面叙述热交换部50的详细情况。

燃料喷射装置30包括：燃料箱31，其储存燃料；共轨(common rail)32，其蓄压高压燃料；缸内喷射器33，其将从共轨32供给的燃料喷射到各汽缸内；排气管喷射器40，其将燃料喷射到比氧化催化剂13靠上游侧的排气管12内；第1燃料供给配管34，其连接燃料箱31与共轨32；供给泵35，其被安装在第1燃料供给配管34上，并从燃料箱31汲取燃料；第1高压泵36，其被安装在第1燃料供给配管34上，并对由供给泵35汲取的燃料进行加压；第2燃料供给配管41，其从供给泵35与第1高压泵36之间的第1燃料供给配管34分岔，并将燃料供给到排气管喷射器40；以及第2高压泵42，其被安装在第2燃料供给配管41上，并对由供给泵35汲取的燃料进行加压。

在本实施方式中，在与散发高温的排气热的排气管12或排气歧管11相邻的第2燃料供给配管41上，设置有通过与冷却水的热交换来对第2燃料供给配管41内的燃料进行冷却的热交换部50。

接着，基于图2A、图2B，说明本实施方式的热交换部50的详细构成。

热交换部50包括：中空圆筒状的冷却配管51，其内径被形成为比第2燃料供给配管41的外径的直径更大；冷却水入口部52，其被形成为从冷却配管51的一端侧外周面沿径向突出的圆筒状，且在其突出端上连接有冷却水导入配管29A；以及冷却水出口部53，其被形成为从冷却配管51的另一端侧外周面沿径向突出的圆筒状，且在其突出端上连接有冷却水导出配管29B。

在冷却配管51的内部，沿其圆筒轴向使第2燃料供给配管41贯穿插入。即，热交换部50呈以第2燃料供给配管41为内管、并以冷却配管51为外管的双重管构造。在这些冷却配管51的内周面与第2燃料供给配管41的外周面之间，遍及整周地确保了预定的间隙(clearance)，并且，冷却水被均匀地流动到被插入到冷却配管51内的第2燃料供给配管41的整个外周面上。

关于冷却水入口部52，优选的是，被设置为：相对于冷却水出口部53而位于第2燃料供给配管41的燃料供给方向的下游侧。即，使冷却水在冷却配管51内，相对于第2燃料供给配管41内的燃料供给方向而向相反的方向流动。

如以上详述的那样，根据本实施方式的冷却装置1A，被构成为：通过在被从冷却水循环回路20供给冷却水的冷却配管51内，使与排气管12或排气歧管11相邻的第2燃料供给配管41插过，以将热交换部50设为双重管构造，从而利用在冷却配管51与第2燃料供给配管41之间流动的冷却水来对第2燃料供给配管41内的燃料进行冷却。如此，能够通过使冷却水在被暴露在排气管12或排气歧管11附近的高温环境中的第2燃料供给配管41的外周面上流通，从而，尤其是，会有效地抑制在再生间隔期间滞留在第2燃料供给配管41内的燃料的劣化，并防止排气管喷射器40的堵塞。

此外，能够通过使冷却配管51内的冷却水相对于第2燃料供给配管41内的燃料供给方向而向相反方向流动，从而使热交换前的低温冷却水接触到在第2燃料供给配管41内温度易于上升的下游侧(排气管喷射器40侧)的燃料，并可靠地提高燃料的冷却效率。

另外，在第一实施方式中，设置热交换部50的位置不被限定于排气管12或排气歧管11的附近，也可以设置在均未图示的增压器外壳或EGR配管的附近等、以及会使第2燃料供给配管41被暴露在高温环境中的其它的部位上。此外，热交换部50的个数也可以为多个。

[第二实施方式]

接着，基于图3，说明第二实施方式的冷却装置1B的详细构成。第二实施方式的冷却装置1B与上述热交换部50直列地进一步包括第2热交换部60。针对与第一实施方式相同的构成，标注了相同的附图标记，并省略它们的详细说明。

第2热交换部60包括：环状的冷却水流路61，其包围排气管喷射器40的喷嘴部外周；冷却水入口部62，其使冷却水从冷却水导入配管29A导入到冷却水流路61内；冷却水出口部63，其使来自冷却水流路61内的冷却水导出；以及冷却水连接配管64，其连接冷却水出口部63与冷却配管51的冷却水入口部52。

即，被构成为：从冷却水循环回路20经由冷却水导入配管29A而被导入到冷却水流路61内的冷却水在对排气管喷射器40的喷嘴部进行了冷却之后，经由冷却水连接配管64而被导入到冷却配管51内，从而对第2燃料供给配管41内的燃料进行冷却。如此，能够通过一边对被暴露在排气管12内的高温排气气体中的排气管喷射器40的喷嘴部进行冷却，一边也对被暴露在排气管12或排气歧管11附近的高温环境中的第2燃料供给配管41内的燃料进行冷却，从而可靠地防止排气管喷射器40的堵塞。

另外，在第二实施方式中，供给冷却水的顺序不被限定于从第2热交换部60到热交换部50的顺序，也可以被构成为：按从热交换部50到第2热交换部60的顺序来供给。此外，也可以被构成为：将它们两个热交换部50、60并排地配置，并单独将冷却水从冷却水循环回路20供给到各热交换部50、60。

[第三实施方式]

接着，基于图4A、图4B，说明第三实施方式的冷却装置1C的详细构成。第三实施方式的冷却装置1C在上述第一或第二实施方式中，将热交换部50的形状进行了变形。针对其它的构成，标注了相同的附图标记，并省略它们的详细说明。

第三实施方式的热交换部50如图4A所示，不使第2燃料供给配管41贯穿插入到冷却配管51内，而以使这些第2燃料供给配管41与冷却配管51接触的状态来并行地进行配置。或者，如图4B所示，将冷却配管51B螺旋状地缠绕在第2燃料供给配管41的外周面上。

在它们中的任意一种构造中，都能够通过使冷却配管51的外周面与第2燃料供给配管41的外周面进行线接触，并利用在冷却配管51内流动的冷却水来对第2燃料供给配管41内的燃料进行冷却，从而有效地防止排气管喷射器40的堵塞。

[其它]

另外，本公开并不被限定于上述的各实施方式，也能够在不脱离本公开的主旨的范围内，适当变形而实施。

例如，虽然以从引擎10的冷却水循环回路20供给的水来说明了冷却水，但是也可以构成为，从冷却水循环回路20以外的其它的冷却水回路来供给。此外，引擎10不被限定于柴油引擎，也能够广泛应用于汽油引擎等其它的引擎。

本申请基于2016年3月29日申请的日本专利申请(特愿2016-065348)，并将其内容作为参照援引于此。

工业可利用性

本公开的冷却装置在能够有效地防止排气管喷射器的堵塞这一点上是有用的。

附图标记说明

1A、1B、1C 冷却装置

10 引擎

11 排气歧管

12 排气管

20 冷却水循环回路

23 第1冷却水配管

29A 冷却水导入配管

29B 冷却水导出配管

40 排气管喷射器

41 第2燃料供给配管

42 高压泵

50 热交换部

51 冷却配管

52 冷却水入口部

53 冷却水出口部

Claims

1.一种冷却装置，包括：

排气管喷射器，其被设置在引擎的排气管上，并能够将燃料喷射到该排气管内，

燃料供给配管，其将燃料供给到上述排气管喷射器，以及

热交换部，其使冷却水在上述燃料供给配管的至少一部分的外周面上流通，并使上述燃料供给配管内的燃料与上述冷却水发生热交换，从而对其进行冷却。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其中，

上述热交换部包含外管，该外管被形成为比上述燃料供给配管的直径更大，并且使上述燃料供给配管贯穿插入到其内部，上述热交换部使上述冷却水在该外管的内周面与上述燃料供给配管的外周面之间流通。

3.如权利要求1或2所述的冷却装置，其中，

上述热交换部内的冷却水的流动相对于上述燃料供给配管内的燃料供给方向是反向的。

4.如权利要求1～3的任何一项所述的冷却装置，其中，

上述燃料供给配管的至少一部分被与上述排气管或上述引擎的排气歧管中的至少一个相邻地配置，上述热交换部被设置在上述燃料供给配管中的、与上述排气管或上述排气歧管相邻的部分上。

5.如权利要求1～4的任何一项所述的冷却装置，其中，

进一步包括第二热交换部，该第二热交换部被形成为包围排气管喷射器的喷嘴部外周的环状，并且冷却水在其内部流通。

6.如权利要求1～5的任何一项所述的冷却装置，其中，

从上述引擎的冷却水循环回路供给上述冷却水。