CN111022161A - 用于排气后处理的设备以及用于运行设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对燃烧发动机(2)进行排气后处理的设备(1)，该设备具有用于燃料的储箱(3)、流体输送装置和排气导管(4)。根据本发明提出，电磁驱动的剂量泵(5)为雾化装置(6)供应所分配的燃料，其中该雾化装置(6)与为其供应引气的压缩机(10)处于连接中，并且其中该压缩机(10)由涡轮机(11)驱动，该涡轮机被施以该燃烧发动机(2)的排气，并且其中该雾化装置(6)将由其产生的、由所分配的燃料和引气形成的混合物送入该排气导管(4)中，该排气导管将排气引导到所述的涡轮机(11)中或另一个涡轮机(12)中。

Description

用于排气后处理的设备以及用于运行设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对燃烧发动机进行排气后处理的设备，该设备具有用于燃料的储箱、流体输送装置和排气导管。
背景技术
用于排气后处理的设备是已知的并且广泛流行的。在已知的并且有效的设备类型中，将额外的燃料喷射到排气管路中，并且借助剩余的氧气在排气中燃烧。为此需要以适合的方式布置喷射装置并且需要足够长的混合距离，以获得令人满意的效果，尤其提高排气温度以改进后续的排气净化措施。
发明内容
本发明的目的是，描述一种成本有效的并且用于将额外的燃料与燃烧发动机的排气进行混合的高效的装置，该装置与至少一个压缩机和至少一个涡轮机共同作用。
该目的的解决方案通过第一权利要求的特征来实现，第八独立权利要求描述了一种用于运行根据本发明的设备的方法。
本发明包括以下技术传授内容：电磁驱动的剂量泵为雾化装置提供所分配的燃料，其中该雾化装置与压缩机处于连接中，该压缩机为该雾化装置提供引气，即由该压缩机排出的空气，并且其中该压缩机由涡轮机驱动，该涡轮机被施加以该燃烧发动机的排气。在此，该雾化装置将由其产生的、由所分配的燃料和引气形成的混合物送入该排气导管中，该排气导管将排气引到所述的涡轮机中或与该燃烧动机连接的另一个涡轮机中。
从属权利要求2至7包含本发明的有利改进方案，从属于权利要求8的权利要求 9和10描述了运行方法的有利改进方案。
根据有利的第一改进方案，该设备具有排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器由压缩机和涡轮机组成，其中该压缩机也提供引气，并且其中该雾化装置将由其产生的混合物送入通向该涡轮机的排气管路中。
来自压缩机的引气可以实现很好地与燃料混合，并且送入涡轮机促使送入的物质与排气产生非常好的涡流，并且燃烧促使排气温度提高。
在有利的第二改进方案中，该设备具有两个串联连接的排气涡轮增压器，这两个排气涡轮增压器分别由压缩机和涡轮机组成，其中该第一压缩机也为该雾化装置提供该引气，并且该雾化装置将由其产生的混合物送入通向该第二涡轮机的排气管路中。
有利地，雾化装置具有混合装置、喷嘴和进入所述排气管路中的出口。由此实现引气与所分配的燃料的好的混合。
这种混合加速了用于改善排气成分的反应、尤其加速了额外喷射的燃料的燃烧。
优选地，该电磁驱动的剂量泵被实施为往复活塞泵，其中电磁体抵抗复位弹簧驱动平移作用的挤压器单元。挤压器单元促使脉充化地分配燃料，因为剂量泵并非持续地输送。
进一步优选地，剂量泵被实施为在内部被流经的往复活塞泵，其中由剂量泵所输送的燃料流经该电磁体的磁体线圈。这种构造形式具有两个优点：
-燃料冷却磁体线圈；
-不需要动态地、以接触电磁体的电枢或挤压器单元的往复活塞的方式对燃料进行密封。
有利地，剂量泵具有与挤压器单元的往复活塞和/或电枢力配合或形状配合地连接的锁止装置，该锁止装置以与配合元件共同作用的方式、在剂量泵的由复位弹簧预先确定的静止状态下防止当电磁体未通电时流经剂量泵。在此，当在剂量泵的所涉及的实施方式中电磁体在通电情况下以压向往复活塞的方式起作用时，锁止装置布置在剂量泵的入口侧；而在剂量泵的另一个实施方式中，其中电磁体在通电情况下以拉向往复活塞的方式起作用，锁止装置布置在剂量泵的出口侧。
锁止装置可靠地防止在剂量泵的静止状态下发生燃料续流。
为了运行根据本发明的设备，剂量泵藉由由程序控制的电控制器暂时地被施加脉冲化的电流，其中该电控制器自身是发动机控制器或与该燃烧发动机的发动机控制器的处于操作性连接中，并且能够处理关于该燃烧发动机的负载、该排气的温度、该排气涡轮增压器或两个排气涡轮增压器的转速的状态信息。
该电控制器以根据程序上确定地依赖于所提及的状态信息的方式仅在如下情况下给该剂量泵施加电流：该排气温度在该雾化装置的出口的紧挨着的环境中高到使得该燃料至少部分地在该雾化装置的出口处蒸发。所述的排气温度优选地在电控制器中从所述的状态信息中计算。由此，在不同运行条件下确保实现对燃料和引气的好的混合。
有利地，用于藉由电控制器施加给剂量泵的脉冲化电流的频率由该电控制器以根据程序确定的方式依赖于以上所提及的状态信息来确定。由此也预先确定了剂量泵每个时间单元上的输送量，并且实现了针对燃烧发动机的运行点与送入的每个时间单元上所需的量相适配。
有利地，至少一个排气涡轮增压器具有可调节的有效几何形状，其状态对于该电控制器而言是已知的，因为该电控制器控制或测量该排气涡轮增压器的有效几何形状。在此，排气涡轮增压器的有效几何形状的状态由电控制器借助上述的其他状态信息以根据程序确定的方式来处理，以便确定到达剂量泵的电脉冲的频率。由脉冲的频率得出燃料的每个时间单元上所需的量。
本发明的其他细节、特征和优点将从借助附图的以下说明中得出。
附图说明
在附图中：
图1示出具有一个排气涡轮增压器的设备的示意性附图，
图2示出具有两个排气涡轮增压器的设备的示意性附图，
图3示出雾化装置的示意性图示，
图4示出剂量泵的示意性图示，
图5示出具有电控制器的设备的多个部件共同作用的示意性图示。
具体实施方式
图1示出根据本发明第一实施方式中具有一个排气涡轮增压器(13)的设备(1)。用于对燃烧发动机(2)进行排气后处理的设备(1)具有用于燃料的储箱(3)、流体输送装置和排气导管(4)，其中作为流体输送装置，电磁驱动的剂量泵(5)将所分配的燃料经过第一管路(8)供应给雾化装置(6)，并且其中雾化装置(6)经过第二管路(7)与压缩机(10)处于连接中，该压缩机为该雾化装置供应引气。
在此，压缩机(10)由涡轮机(11)驱动，该涡轮机被施加以燃烧发动机(2) 的排气。雾化装置(6)将由其产生的、由所分配的燃料和引气形成的混合物送入排气导管(4)中，该排气导管将排气引导到所述的涡轮机(11)。
压缩机(10)和涡轮机(11)构成排气涡轮增压器(13)。
图2示出根据本发明的、具有两个排气涡轮增压器(13，14)的设备(1)的实施方式，这两个排气涡轮增压器串联连接。排气涡轮增压器(13，14)分别由压缩机 (10，15)和涡轮机(11，12)组成，其中第一压缩机(10)也经过第二管路(7) 为雾化装置(6)提供引气。雾化装置(6)将由其产生的混合物送入通向第二涡轮机 (12)的排气管路(4)中。
图3示意性地展示雾化装置(6)。雾化装置(6)经过第二管路(7)获得来自压缩机(10)的引气，并且经过第一管路(8)获得来自剂量泵(5)的燃料。雾化装置 (6)具有混合装置(17)、喷嘴(18)和进入排气管路(4)中的出口(19)。
图4示出剂量泵(5)的示意性图示，该剂量泵被实施为电磁驱动的往复活塞泵，其中电磁体(20)抵抗复位弹簧(25)驱动平移作用的挤压器单元(21)。
在此，剂量泵(5)实施为在内部被流经的往复活塞泵，其中由剂量泵(5)所输送的燃料流经该电磁体(20)的磁体线圈(22)。剂量泵(5)在出口侧与用于燃料的第二管路(8)连接。
剂量泵(5)具有与挤压器单元(21)的往复活塞(23)力配合或形状配合地连接的锁止装置(24)，该锁止装置以与配合元件(26)共同作用的方式、在剂量泵(5) 的由复位弹簧(25)预先确定的静止状态下防止当电磁体(20)未通电时流经剂量泵 (5)。
图5以示意性的形式示出：燃烧发动机(2)和至少一个排气涡轮增压器(13) 将关于燃烧发动机(2)的负载、排气的温度、排气涡轮增压器(13)的转速的状态信息发送至电控制器(30)，该电控制器仅在如下情况下给剂量泵(5)施加电流——由状态信息计算出的排气温度在雾化装置(6)的出口(19)的紧挨着的环境中高到使得燃料至少部分地在雾化装置(6)的出口(19)处蒸发。
根据本发明的上述描述仅用于说明的目的，而不用于限制本发明的目的。在本发明的框架下，在不脱离本发明的范围及其等效内容的情况下，不同的改变和修改是可能的。
附图标记清单
1 设备
2 燃烧发动机
3 储箱
4 排气导管
5 剂量泵
6 雾化装置
7 用于引气的第二管路
8 用于燃料的第一管路
10 压缩机
11 涡轮机
12 涡轮机
13 排气涡轮增压器
14 排气涡轮增压器
15 压缩机
17 混合装置
18 喷嘴
19 出口
20 电磁体
21 挤压器单元
22 磁体线圈
23 往复活塞
24 锁止装置
25 复位弹簧
26 配合元件
30 电控制器

Claims (10)

1.一种用于对燃烧发动机(2)进行排气后处理的设备(1)，该设备具有用于燃料的储箱(3)、流体输送装置和排气导管(4)，其特征在于，电磁驱动的剂量泵(5)将所分配的燃料经由第一管路(8)供应给雾化装置(6)，其中该雾化装置(6)与压缩机(10)处于连接中，该压缩机经由第二管路(7)为该雾化装置供应引气，
并且其中该压缩机(10)由涡轮机(11)驱动，该涡轮机被施以该燃烧发动机(2)的排气，并且其中该雾化装置(6)将由其产生的、由所分配的燃料和引气形成的混合物送入该排气导管(4)中，该排气导管将排气引到所述的涡轮机(11)或与该燃烧动机(2)连接的另一个涡轮机(12)中。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)具有排气涡轮增压器(13)，该排气涡轮增压器由该压缩机(10)和该涡轮机(11)组成，其中该压缩机(10)额外地提供该引气，
并且其中该雾化装置(6)将由其产生的混合物送入通向该涡轮机(11)的排气管路(4)中。
3.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)具有两个串联连接的排气涡轮增压器(13，14)，这两个排气涡轮增压器分别由压缩机(10，15)和涡轮机(11，12)组成，其中该第一压缩机(10)额外地为该雾化装置(6)提供该引气，并且该雾化装置(6)将由其产生的混合物送入通向该第二涡轮机(12)的排气管路(4)中。
4.根据上述权利要求之一所述的设备(1)，其特征在于，该雾化装置(6)具有混合装置(17)、喷嘴(18)和出口(19)，其中该出口(19)与该排气导管(11)相连接。
5.根据上述权利要求之一所述的设备(1)，其特征在于，该电磁驱动的剂量泵(5)被实施为往复活塞泵，其中电磁体(20)抵抗复位弹簧(25)驱动平移作用的挤压器单元(21)。
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，该剂量泵(5)被实施为在内部被流经的往复活塞泵，其中由该剂量泵(5)所输送的燃料流经该电磁体(20)的磁体线圈(22)。
7.根据权利要求5或6所述的设备(1)，其特征在于，该剂量泵(5)具有与该挤压器单元(21)的往复活塞(23)力配合或形状配合地连接的锁止装置(24)，该锁止装置以与配合元件(26)共同作用的方式在电磁体(20)未通电时、在该剂量泵(5)的由复位弹簧(25)预先确定的静止状态下防止流经该剂量泵(5)。
8.一种用于运行用于对燃烧发动机(2)进行排气后处理的设备(1)的方法，其中该设备(1)具有用于燃料的储箱(3)、流体输送装置、雾化装置(6)和排气管路(4)，
其特征在于，
作为流体输送装置，剂量泵(5)藉由由程序控制的电控制器(30)暂时被施加脉冲化的电流，其中该电控制器(30)自身是发动机控制器或与该燃烧发动机(2)的发动机控制器的处于操作性连接中，并且能够处理关于该燃烧发动机(2)的负载、该排气的温度、该排气涡轮增压器(13)或两个排气涡轮增压器(13，14)的转速的状态信息，
并且其中该电控制器(30)以根据程序上确定地依赖于所提及的状态信息的方式仅在如下情况下给该剂量泵(5)施加电流：该排气温度在该雾化装置(6)的出口(19)的紧挨着的环境中高到使得该燃料至少部分地在该雾化装置(6)的出口(19)处蒸发。
9.根据权利要求8所述的用于运行用于对燃烧发动机(2)进行排气后处理的设备(1)的方法，其特征在于，用于由该电控制器(30)给该剂量泵(5)施加的脉冲化电流的频率以根据程序确定的方式依赖于关于该燃烧发动机(2)的负载、该排气的温度、该排气涡轮增压器(13)或两个排气涡轮增压器(13，14)的转速的状态信息来确定，其中给该剂量泵(5)施加脉冲化的电流也由该电控制器(30)来进行。
10.根据权利要求8或9所述的用于运行用于对燃烧发动机(2)进行排气后处理的设备(1)的方法，其特征在于，至少一个排气涡轮增压器(13)具有可调节的有效几何形状，其状态对于该电控制器(30)而言是已知的，因为该电控制器(30)控制或测量该排气涡轮增压器(13)的有效几何形状，其中该排气涡轮增压器(13)的有效几何形状的状态由该电控制器(30)借助关于该燃烧发动机(2)的负载、该排气的温度、该排气涡轮增压器(13)或两个排气涡轮增压器(13，14)的转速的状态信息以根据程序确定的方式来处理，从而确定到达该剂量泵(5)的电脉冲的频率。
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