-
Die
Erfindung betrifft ein Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum
Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Dosieren
von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
-
Es
ist bekannt, im Abgas von Dieselbrennkraftmaschinen enthaltene Rußpartikel
in Partikelfiltern zu sammeln. Zur Regeneration des Partikelfilters wird
der im Partikelfilter aufgefangene Ruß mit Hilfe von Sauerstoff
oxidiert. Die zur Oxidation erforderliche Temperatur des Partikelfilters
kann mit Hilfe eines dem Partikelfilter vorgeschalteten Oxidationskatalysators
erreicht werden. Dazu wird zusätzlich
vor dem Oxidationskatalysator in dosierter Menge Kraftstoff in das
Abgas der Brennkraftmaschine abgespritzt, um so mittels einer chemischen
Reaktion des Kraftstoffs im Oxidationskatalysator die erforderliche Temperaturerhöhung zu
erzeugen.
-
Die
gattungsbildende Offenlegungsschrift
DE 102 51 686 A1 zeigt ein Einspritzsystem
mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem
einer Brennkraftmaschine. Das Einspritzsystem ist in Form eines
Speichereinspritzsystems (Common-Rail) ausgeführt. Das Speichereinspritzsystem
weist eine Kraftstoffpumpe auf, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank
in einen Speicher fördert und
unter hohem Druck vorhält.
Mit dem Speicher sind Injektoren verbunden, die jeweils in einen
Brennraum der Brennkraftmaschine Kraftstoff aus dem Speicher abspritzen.
Das Einspritzsystem weist ein Einspritzventil auf, das dem Abgassystem
der Brennkraftmaschine zugeordnet ist und Kraftstoff in das Abgassystem
abspritzen kann. Im Einspritzventil sind eine Einspritzdüse und ein
die Einspritzdüse
steuernder Aktor zusammengefasst, wobei der Aktor von einem Steuergerät angesteuert
wird. Die Kraftstoffpumpe führt
dem Einspritzventil Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zu. Zwischen
der Kraftstoffpumpe und dem Einspritzventil ist ein Absperrventil
angeordnet, das im Notfall den Kraftstoffstrom zur Einspritzdüse unterbrechen
kann. Des Weiteren ist ein Kraftstoffdrucksensor vorgesehen, der
den Druck des Kraftstoffs vor dem Einspritzventil messen kann.
-
Die
Regeneration des Partikelfilters erfolgt bei niedrigen Abgas- und
Oxidationskatalysator- bzw. Partikelfiltertemperaturen mittels der
Injektoren, die zusätzlich
Kraftstoff in die Brennräume
der Brennkraftmaschine abspritzen. Bei hohen Abgas- und Oxidationskatalysator-
bzw. Partikelfiltertemperaturen erfolgt ein Abspritzen von Kraftstoff
mittels des Einspritzventils in das Abgassystem der Brennkraftmaschine.
Damit soll sichergestellt werden, dass der zur Regeneration des
Partikelfilters eingespritzte Kraftstoff in allen Last- und Drehzahlbereichen
der Brennkraftmaschine in einen dampfförmigen Zustand übergehen
kann, bevor der Kraftstoff auf den Oxidationskatalysator trifft
bzw. während
der Kraftstoff auf den Oxidationskatalysator trifft. Nachteilig
ist dabei, dass das Abspritzen von Kraftstoff mittels der Injektoren
den thermodynamischen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine negativ
beeinflusst und die Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in das
Abgassystem der Brennkraftmaschine nicht geeignet ist, bei niedrigen
Abgas- und Oxidationskatalysator-
bzw. Partikelfiltertemperaturen eine effektive Regeneration des
Partikelfilters sicherzustellen.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es demgegenüber, ein
Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff
der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der das
Abspritzen von Kraftstoff in das Abgassystem so erfolgen kann, dass der
Partikelfilter in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine
mit einer hohen Effizienz regeneriert werden kann, wodurch auf eine
zusätzliche Abspritzung
von Kraftstoff in die Brennräume
verzichtet werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum
Dosieren von Kraftstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit
einem Verfahren zum Dosieren von Kraftstoff mit den Merkmalen des
Anspruchs 8 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist gekennzeichnet durch ein Druckregelventil, das zwischen dem
Absperrventil und dem Dosierventil angeordnet ist und über einen
Ablauf mit dem Einspritzsystem verbunden ist. Das Einspritzsystem
weist eine Hochdruckpumpe auf, die Kraftstoff in einen Speicher
fördert
und unter hohem Druck vorhält.
Mit dem Speicher sind Injektoren verbunden, die den Kraftstoff aus
dem Speicher jeweils in einen Brennraum der Brennkraftmaschine abspritzen.
-
Eine
Einspritzdüse
ist mit dem Einspritzsystem über
einen Zulauf verbunden. Im Zulauf sind ein Absperrventil und ein
Dosierventil vorgesehen. Die Einspritzdüse ist einem Abgassystem der
Brennkraftmaschine zugeordnet. Das Absperrventil gibt den Kraftstoff
aus dem Einspritzsystem zum Abspritzen durch die Einspritzdüse frei
und das Dosierventil dosiert den freigegeben Kraftstoff zur Einspritzdüse. Die Einspritzdüse spritzt
den zudosierten Kraftstoff in das Abgassystem ab, um so einen Partikelfilter
im Abgassystem stromabwärts
der Einspritzdüse
zu regenerieren. Zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil
ist ein Druckregelventil angeordnet. Das Druckregelventil nivelliert
den Druck des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil
auf einen bestimmten Wert, indem ein Teil des Kraftstoffs zwischen
dem Absperrventil und dem Dosierventil über den Ablauf abgesteuert
wird. Der abgesteuerte Kraftstoff wird dem Einspritzsystem rückgeführt. Vorteilhafterweise
kann der Druck des Kraftstoffs vor dem Dosierventil in engen Grenzen
gesteuert werden, so dass mit einer hohen Genauigkeit kleinste Mengen
Kraftstoff von der Einspritzdüse
abgegeben werden können,
die auch bei niedrigen Abgastemperaturen verdampfen können, bevor
der Kraftstoff auf den Oxidationskatalysator trifft.
-
In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist dem Absperrventil eine Drossel vorgeschaltet. Der Kraftstoff
aus dem Einspritzsystem strömt über die
Drossel zum Absperrventil und bei geöffnetem Absperrventil weiter
zum Dosierventil und zum Druckregelventil. Vorteilhafterweise werden durch
die Drossel Druckschwankungen im Kraftstoff aus dem Einspritzsystem
geglättet,
wodurch die Genauigkeit der Steuerung des Druckes des Kraftstoffs vor
dem Dosierventil weiter verbessert werden kann.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Drossel,
das Absperrventil, das Dosierventil und das Druckregelventil in
einer Dosiereinheit zusammengefasst. Die Dosiereinheit ist über den
Zulauf und über
den Ablauf mit dem Einspritzsystem verbunden. Der Kraftstoff strömt über den
Zulauf in die Dosiereinheit. In der Dosiereinheit strömt der Kraftstoff
durch die Drossel in das Absperrventil, nach dem Absperrventil zum
Dosierventil und zum Druckregelventil, nach dem Dosierventil zur Einspritzdüse und nach
dem Druckregelventil in den Ablauf. Vorteilhafterweise sind die
Drossel, das Absperrventil, das Dosierventil und das Druckregelventil Platz
sparend in einem einzigen Bauteil zusammengefasst.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Absperrventil,
das Dosierventil und das Druckregelventil über ein Dämpfungsvolumen miteinander
verbunden. Vorteilhafterweise werden durch das Dämpfungsvolumen Druckwellen
im Kraftstoff aus dem Einspritzsystem elemeniert, wodurch die Genauigkeit
der Steuerung des Druckes des Kraftstoffs vor dem Dosierventil weiter verbessert
werden kann.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Einspritzdüse über eine Einspritzleitung
mit der Dosiereinheit verbunden. Die Dosiereinheit ist über den
Zulauf mit dem Einspritzsystem verbunden und die Einspritzdüse ist über die Einspritzleitung
mit der Dosiereinheit verbunden. Vorteilhafterweise können Dosiereinheit
und Einspritzdüse
räumlich
voneinander getrennt an der Brennkraftmaschine bzw. Abgassystem
vorgesehen werden, so dass ausschließlich die Einspritzdüse und Abschnittsweise
die Einspritzleitung im heißen Bereich
des Abgassystems angebracht werden kann.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung öffnet die
Einspritzdüse
selbsttätig
durch den Druck des Kraftstoffs in der Einspritzleitung und spritzt
Kraftstoff in das Abgassystem ab. Der von der Dosiereinheit eingestellte
Druck des Kraftstoffs übersteigt
den Öffnungsdruck
der vorzugsweise federbelasteten Einspritzdüse, so dass die Einspritzdüse selbsttätig öffnet und
den freigegebenen Kraftstoff in das Abgassystem der Brennkraftmaschine
abgespritzt wird. Vorteilhafterweise wird der Druck des Kraftstoffs
mittels des Druckregelventils in engen Grenzen gesteuert, wodurch
die abgespritzte Kraftstoffmenge im Wesentlichen von der Öffnungsdauer
des Dosierventils abhängt,
so dass die abgespritzte Kraftstoffmenge präzise gesteuert werden kann.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Dosiereinheit über den
Zulauf mit einem Niederdruckkreislauf des Einspritzsystems verbunden.
Das Einspritzsystem weist einen Niederdruckkreislauf und einen vom
Niederdruckkreislauf mit Kraftstoff versorgten Hochdruckkreislauf auf.
Der Hochdruckkreislauf stellt den Injektoren unter hohem Druck stehenden
Kraftstoff zum Abspritzen in die Brennräume der Brennkraftmaschine
bereit. Zum Vermischen und Verdampfen des abgespritzten Kraftstoffs
mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Dosieren von Kraftstoff in das Abgassystem ist ein von der Niederdruckpumpe
bereitgestellter Kraftstoffdruck ausreichend. Vorteilhafterweise
wird kein Kraftstoff aus dem Hochdruckkreislauf für die Regeneration
des Partikelfilters benötigt.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Dosiereinheit über den
Ablauf mit einem Rücklauf
des Einspritzsystems verbunden. In den Rücklauf strömt abgesteuerter Kraftstoff
aus dem Niederdruckkreislauf und dem Hochdruckkreislauf des Einspritzsystems.
Vorteilhafterweise wird der abgesteuerte Kraftstoff aus der Dosiereinheit
dem Einspritzsystem wieder zugeführt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist gekennzeichnet durch das Absperrventil, mittels dem Kraftstoff
für eine
oder mehrere Abspritzungen durch die Einspritzdüse freigegeben wird und mittels
des Dosierventils der freigegebene Kraftstoff für eine oder mehrere Abspritzungen
der Einspritzdüse
zudosiert wird und mittels des Druckregelventils der Druck des freigegebenen
Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil gesteuert
wird. Das Absperrventil gibt den Kraftstoff aus dem Einspritzsystem
für eine
oder mehrere Abspritzungen durch die Einspritzdüse frei. Das Dosierventil dosiert
den durch das Absperrventil freigegebenen Kraftstoff, so dass die
selbsttätig öffnende
Einspritzdüse
eine oder mehrere Abspritzungen in das Abgassystem der Brennkraftmaschine
tätigt.
Das Druckregelventil steuert den Druck des freigegebenen Kraftstoffs
zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil, so dass der Druck
des Kraftstoffs vor dem Dosierventil auf einen bestimmten Wert nivelliert
wird. Vorteilhafterweise wird dem Einspritzsystem ausschließlich beim
Abspritzen von Kraftstoff in das Abgassystem Kraftstoff entnommen.
-
In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird mittels des Druckregelbventils ein Teil des Kraftstoffs zwischen
dem Absperrventil und dem Dosierventil abgesteuert. Vorteilhafterweise wird
durch das Absteuern eines Teils des Kraftstoffs eine präzise Steuerung
des Drucks des Kraftstoffs erreicht.
-
In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels
des Druckregelventils der Druck des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil
und dem Dosierventil auf einen Druck nivelliert, der unter dem niedrigsten
Förderdruck
der Niederdruckpumpe liegt. Vorteilhafterweise ist in allen Last- und Drehzahlbereichen
der Brennkraftmaschine ein gleich bleibendes Druckniveau für das Abspritzen von
Kraftstoff in das Abgassystem sicher gestellt.
-
Weitere
Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung
sowie den Zeichnungen. Das Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und
in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.
-
Dabei
zeigen:
-
1 eine
schematisch vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
eines Einspritzsystems mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff
in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine und
-
2 eine
schematisch vereinfachte Darstellung der Vorrichtung zum Dosieren
vom Kraftstoff.
-
In
der 1 ist eine schematisch vereinfachte Darstellung
des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
eines Einspritzsystems 1 mit einer Vorrichtung zum Dosieren
von Kraftstoff 2 in ein Abgassystem 3 einer Brennkraftmaschine
gezeigt.
-
Das
Einspritzsystem 1 ist als Speichereinspritzsystem (Common-Rail)
für Brennkraftmaschinen,
insbesondere Dieselbrennkraftmaschinen, ausgeführt. Das Einspritzsystem 1 versorgt
die Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 in das Abgassystem 3 der
nicht näher
dargestellten Brennkraftmaschine mit Kraftstoff. Im Abgasgassystem 3 ist
eine Abgasreinigungsanlage mit einem Oxidationskatalysator 4 und
einem stromabwärts
angeordneten Partikelfilter 5 vorgesehen. Die Vorrichtung
zum Dosieren von Kraftstoff 2 gibt stromaufwärts vor
dem Oxidationskatalysator 4 Kraftstoff in das Abgassystem 3 ab. Der
Kraftstoff vermischt sich mit dem Abgas und gelangt mit dem Abgas
zum Oxidationskatalysator 4. Im Oxidationskatalysator 4 wird
der Kraftstoff mittels einer chemischen Reaktion in Wärme umgewandelt. Der
Partikelfilter 5 wird regeneriert, indem der im Partikelfilter 5 aufgefangene
Ruß mit
Hilfe von Sauerstoff oxidiert wird. Die dazu benötigte Abgas- bzw. Partikelfiltertemperatur
wird im Oxidationskatalysator 4 erzeugt.
-
Das
Einspritzsystem 1 umfasst einen Niederdruckkreislauf 6,
einen Hochdruckkreislauf 7 und einen Rücklauf 8. Der Niederdruckkreislauf 6 versorgt den
Hochdruckkreislauf 7 mit Kraftstoff. In den Rücklauf 8 strömt der zum
Entlüften,
zum Druckregeln und zum Steuern des Einspritzsystems 1 abgesteuerte Kraftstoff.
-
Der
Niederdruckkreislauf 6 weist eine Niederdruckpumpe 9 auf,
die über
ein Absperrventil 10, einen Kühler 11, ein Rückschlagventil 12 und
einen Vorfilter 13 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 14 ansaugt.
Der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 14 durchströmt zunächst den
Kühler 11,
der einem nicht näher dargestelltem
Steuergerät
der Brennkraftmaschine zu dessen Kühlung zugeordnet ist. Danach
wird der Kraftstoff im Vorfilter 13 von groben Verschmutzungen
gereinigt, bis die Niederdruckpumpe 9 den angesaugten Kraftstoff
in eine Filtereinheit 15 fördert. In der Filtereinheit 15 wird
der Kraftstoff feinstgereinigt und im Kraftstoff enthaltenes Wasser
zumindest teilweise vom Kraftstoff separiert. Das Absperrventil 9 ist in
einer Trennstelle des Niederdruckkreislaufs 6 zum Kraftstofftank 13 vorgesehen
und verhindern ein Leerlaufen des Niederdruckkreislaufs 6 nach
einem Trennen des Niederdruckkreislaufs 6 vom Kraftstofftank 14.
Das Rückschlagventil 11 verhindert
ein Leerlaufen des Niederdruckkreislaufs 6 nach einem Abschalten
des Einspritzsystems 1.
-
Aus
der Filtereinheit 15 strömt der Kraftstoff weiter in
den Hochdruckkreislauf 7. Im Hochdruckkreislauf 7 fördert eine
Hochdruckpumpe 16 den Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf 6 zum
Speicher 17 und hält
den Kraftstoff unter hohem Druck im Speicher 17 vor. Die
Hochdruckpumpe 16 ist vorzugsweise als regelbare Reihenstempelpumpe
ausgeführt.
Ein Drucksensor 18 dient zur Druckbestimmung des Kraftstoffs
im Speicher 17. Der Drucksensor 18 ist mit dem
Steuergerät
verbunden. Der maximal erreichbare Druck des Kraftstoffs im Speicher 17 wird
mittels eines Druckventils 19 festgelegt. Bei Überschreiten
eines festgelegten Druckes des Kraftstoffs im Speicher 17 öffnet das
Druckventil 19 und überschüssiger Kraftstoff
aus dem Speicher 17 strömt
in den Rücklauf 8.
-
Der
Speicher 17 ist über
Einspritzleitungen 20 mit Injektoren 21 verbunden.
Die Injektoren 21 sind jeweils einem Brennraum der Brennkraftmaschine
zugeordnet und spritzen den Kraftstoff aus dem Speicher 17 direkt
in die Brennräume
ab. Die Injektoren 21 werden vom Steuergerät gesteuert.
Die Injektoren 21 sind jeweils mit einer an sich bekannten
hydraulischen Druckübersetzung
ausgestattet, die es erlaubt, den Druck des Kraftstoffs beim Abspritzen durch
die Injektoren 21 gegenüber
dem Druck des Kraftstoffs im Hochdruckkreislauf 7, insbesondere dem
Speicher 17 und den Einspritzleitungen 20, weiter
zu erhöhen.
-
Im
Rücklauf 8 ist
ein Kraftstoffsammelvolumen 22 angeordnet, in den abgesteuerter
Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf 6 und dem Hochdruckkreislauf 7 zusammenströmen. Mit
dem Kraftstoffsammelvolumen 22 ist die Filtereinheit 15 verbunden,
aus der zumindest ein Teil des von der Niederdruckpumpe 9 in
die Filtereinheit 15 geförderten Kraftstoffs zum Entlüften der
Filtereinheit 15 strömt. Des
Weiteren ist die Hochdruckpumpe 16 über ein in der Hochdruckpumpe 16 integriertes
Druckventil 23 mit dem Kraftstoffsammelvolumen 22 verbunden. Das
Druckventil 23 steuert bei Erreichen eines bestimmten Druckes
des Kraftstoffs in der Hochdruckpumpe 16 Kraftstoff ab.
Die Injektoren 21 sind über ein
Rückschlagventil 24 mit
dem Kraftstoffsammelraum 22 verbunden. Über das Rückschlagventil 24 strömt der zum
Steuern der Injektoren 21 abgesteuerte Kraftstoff in das
Kraftstoffsammelvolumen 22. Schließlich strömt der vom Druckventil 19 abgesteuerte
Kraftstoff aus dem Speicher 17 über eine Drossel 25 in
das Kraftstoffsammelvolumen 22. Die Drossel 25 dient
bei einer fehlerhaften Offenstellung des Druckventils 19 zum
Aufbau eines Staudruckes, so dass zumindest ein Teil des fehlerhaft
abgesteuerten Kraftstoffs aus dem Speicher 17, in Strömungsrichtung
vor der Drossel 25, über
ein Rückschlagventil 26 zurück in die
Hochdruckpumpe 16 strömen
kann, wodurch die Schmierung der Hochdruckpumpe 16 sichergestellt
wird.
-
Die
zum Steuern der hydraulischen Druckübersetzung abgesteuerte Kraftstoffmenge
aus den Injektoren 21 strömt über eine Drossel 27,
einem Kraftstoffkühler 28 und
einem Rückschlagventil 29 zwischen
der Niederdruckpumpe 9 und der Filtereinheit 15 in
den Niederdruckkreislauf 6. Im Kraftstoffkühler 28 wird
der abgesteuerte Kraftstoff aus den Injektoren 21 vorzugsweise
mittels eines nicht gezeigten Kühlmittelkreislaufs
der Brennkraftmaschine gekühlt.
-
Der
Kraftstoff aus dem Kraftstoffsammelvolumen 22 strömt über ein
Absperrventil 30 in den Kraftstofftank 14 zurück. Das
Absperrventil 30 ist an einer Trennstelle des Rücklaufs 8 zum
Kraftstofftank 14 vorgesehen und verhindert beim Trennen
des Rücklaufs 8 vom
Kraftstofftank 14 ein Leerlaufen des Niederdruckkreislaufs 6. Über ein
Rückschlagventil 31 und
eine Drossel 32 saugt die Niederdruckpumpe 9 Kraftstoff
aus dem Kraftstofftank 14 an.
-
Die
Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 in das Abgassystem 3 der
Brennkraftmaschine wird vom Einspritzsystem 1 mit Kraftstoff
versorgt. Zwischen der Filtereinheit 15 und der Hochdruckpumpe 16 ist
eine Dosiereinheit 33 über
einen Zulauf 34 mit dem Niederduckkreislauf 6 verbunden.
Aus der Dosiereinheit 33 strömt der Kraftstoff über eine
Einspritzleitung 35 zur Einspritzdüse 36. Die Einspritzdüse 36 ist
dem Abgassystem 3 zugeordnet und spritzt Kraftstoff in
das Abgassystem 3 ab. Abgesteuerter Kraftstoff aus der
Dosiereinheit 33 strömt über einen
Ablauf 37 zusammen mit dem abgesteuerten Kraftstoff aus
der Hochdruckpumpe 16 in den Kraftstoffsammelraum 22 des
Rücklaufs 8.
-
In
der 2 ist eine schematisch vereinfachte Darstellung
der Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 gezeigt.
In der Dosiereinheit 33 sind platzsparend in einem einzigen
Bauteil eine Drossel 38, ein Absperrventil 39,
ein Dosierventil 40 und ein Druckregelventil 41 zusammengefasst.
Das Absperrventil 39 und das Dosierventil 40 sind
vorzugsweise als Magnetventile ausgeführt und werden vom Steuergerät gesteuert.
Das Druckregelventil 41 ist als federbelastetes Drosselventil
mit einer vorzugsweise flachen Druckregelkennlinie ausgeführt. Das
Absperrventil 39, das Dosierventil 40 und das
Druckregelventil 41 sind über ein Dämpfungsvolumen 42 miteinander
verbunden.
-
Der
Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf 6 strömt über den
Zulauf 34 durch die Drossel 38 zum Absperrventil 39.
In Offenstellung des Absperrventils 39 strömt der Kraftstoff über das
Dämpfungsvolumen 42 weiter
zum Dosierventil 40 und zum Druckregelventil 41.
In Offenstellung des Dosierventils 40 strömt der Kraftstoff über die
Einspritzleitung 35 zur Einspritzdüse 36. Die Einspritzdüse 36 ist
in einer Haltevorrichtung 43 eines Abgasrohres 44 des
Abgassystems 3 aufgenommen. Die vorzugsweise federbelastete
Einspritzdüse 36 öffnet selbsttätig und
spritzt Kraftstoff in das Abgassystem 3 ab.
-
Das
Druckregelventil 41 steuert den Druck des Kraftstoffs in
der Dosiereinheit 33, indem das Druckregelventil 41 einen
Teil des Kraftstoffs aus dem Dämpfungsvolumen 42 absteuert.
Der abgesteuerte Kraftstoff strömt über den
Ablauf 37 in den Rücklauf 8.
Durch das Absteuern eines Teils des Kraftstoffs in der Dosiereinheit 33 ist
das Steuern des Druckes des Kraftstoffs für das Abspritzen von Kraftstoff
mittels der Einspritzdüse 36 in
engen Grenzen möglich.
Von Vorteil ist, dass die abgespritzte Kraftstoffmenge genau dosiert
werden kann, wodurch eine effiziente Regeneration des Partikelfilters
in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine möglich wird.
-
Zur
weiteren Steigerung der Genauigkeit des Dosierens des Kraftstoffs
zur Regeneration des Partikelfilters 5 trägt die Drossel 38 und
das Dämpfungsvolumen 42 bei.
Mittels der Drossel 38 können Druckschwankungen des
Kraftstoffs für
die Dosiereinheit 33, welche im Niederdruckkreislauf 6 beim
Versorgen der Hochdruckpumpe 16 durch die Niederdruckpumpe 9 entstehen,
geglättet
werden. Mittels des auf die Drossel 38 abgestimmten Dämpfungsvolumens 42 können Druckwellen
in der Dosiereinheit 33, die aus den im Kraftstoff verbliebenen
Druckschwankungen entstehen, gedämpft
bzw. elemeniert werden.
-
Das
Abspritzen des für
die Regeneration des Partikelfilters 5 benötigten Kraftstoffs
kann mittels einer einzigen Abspritzung erfolgen oder getaktet in mehrere
Abspritzungen aufgeteilt werden. Dabei lässt das Dosierventil 40 eine
oder mehrere Abspritzungen durch die Einspritzdüse 36 zu, indem das
Dosierventil 40 einmal oder mehrmals hintereinander den
Kraftstoff der Einspritzdüse 36 durch Öffnen und Schließen zudosiert.
Das Absperrventil 39 gibt den für die Regeration des Partikelfilters 5 benötigten Kraftstoff
für eine
oder mehrere Abspritzungen frei. Das Druckregelventil 41 steuert
den Kraftstoffdruck im Dämpfungsvolumen 42,
zwischen dem Absperrventil 39 und dem Dosierventil 40.
Vorteilhafterweise wird dem Einspritzsystem 1, insbesondere
dem Niederdruckkreislauf 6, nur phasenweise Kraftstoff
für die
Regeneration des Partikelfilters 5 entzogen.
-
Der
Druck des Kraftstoffs in der Dosiereinheit 33 wird von
dem Druck des Kraftstoffs im Niederdruckkreislauf 6 wesentlich
bestimmt. Dabei nivelliert das Druckregelventil 41 den
Druck des Kraftstoffs im Dämpfungsvolumen 42 auf
einen Druck, der unter dem niedrigsten Förderdruck der Niederdruckpumpe 9 liegt.
Dadurch ist sicher gestellt, dass in jedem Lastzustand der Brennkraftmaschine
eine ausreichende Kraftstoffmenge für die Regeneration des Partikelfilters 5 zur
Verfügung
steht. Zusätzlich
wird mittels der Drossel 38 die in die Dosiereinheit 33 strömende Kraftstoffmenge begrenzt,
so dass die vom Druckregelventil 41 zu steuernde Kraftstoffmenge
in einem engeren Bereich liegt als die von der Niederdruckpumpe 9 zur
Verfügung
gestellte kleinste und größte Kraftstoffmenge,
wodurch die Genauigkeit der Druckregelung weiter gesteigert werden
kann.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Vorrichtung und
dem Verfahren zum Dosieren von Kraftstoff können kleinste Mengen von Kraftstoff
präzise
in das Abgassystem 3 der Brennkraftmaschine eingebracht werden,
um in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine,
insbesondere im instationären Betrieb,
ein Verdampfen des abgespritzten Kraftstoffs vor dem Auftreffen
des Kraftstoffs auf den Oxidationskatalysator 4 sicherzustellen,
wodurch ein effektives katalytisches Umsetzen des Kraftstoffs im Oxidationskatalysator 4 und
ein Regenerieren des Partikelfilters 4 möglich wird.
-
Des
Weiteren wird aus dem Niederdruckkreislauf 6 nur phasenweise
Kraftstoff für
das Regenerieren des Partikelfilters 5 entnommen, so dass
der Niederdruckkreis 6 nicht permanent belastet wird und kein
Kraftstoff aus dem Hochdruckkreislauf 7 benötigt wird.
Damit spielt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Dosieren von Kraftstoff 2 für die Dimensionierung des Einspritzsystems 1,
insbesondere des Niederdruckkreislaufs 6, eine untergeordnete
Rolle, so dass Kosten und Bauraum eingespart werden können.