DE102008001092B4

DE102008001092B4 - Reduktionsmittelzufuhrgerät

Info

Publication number: DE102008001092B4
Application number: DE102008001092.8A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Nagatomo; Yoshiaki Nishijima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2028-04-10
Also published as: JP2008261247A; JP4706660B2; DE102008001092A1

Abstract

Reduktionsmittelzufuhrgerät (1), das ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zuführt, das von einer Maschine abgegeben wird, mit: einer Zufuhrpumpe (3), die das Reduktionsmittel von einem vorbestimmten Tank (2) abgibt; einem Einspritzventil (5), das an einer Abgasleitung (4) montiert ist, durch die das Abgas hindurch tritt, und das Reduktionsmittel, das von der Zufuhrpumpe (3) abgegeben wird, in die Abgasleitung (4) sprüht; einer Wärmeabfuhreinrichtung (19), die Wärme von dem Reduktionsmittel abführt, das in dem Tank (2) gespeichert wird; einem Wärmeabfuhrströmungsweg (21), der von einem Strömungsweg (13) abzweigt, der das Reduktionsmittel von der Zufuhrpumpe (3) zu dem Einspritzventil (5) leitet, und an dem die Wärmeabfuhreinrichtung (19) angeordnet ist und Wärme von dem Reduktionsmittel abgeführt wird; und einer Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung (6, 29, 30), die es abhängig von einer Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank (2) gespeichert wird, ermöglicht, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg (21) hindurch tritt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reduktionsmittelzufuhrgerät, das ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zuführt, das aus einer Maschine abgegeben wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Üblicherweise ist ein Reduktionsmittelzufuhrgerät bekannt, das ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zuführt, das von einer Maschine abgegeben wird, um Stickstoffoxide (NO_x) in dem Abgas zu reduzieren und das Abgas zu reinigen. Das Reduktionsmittel ist zum Beispiel eine wässrige Harnstofflösung. Ammoniak (NH₃), das aus einem Harnstoffabbau erzeugt wird, reagiert mit NO_x durch einen Katalysator und bildet ungefährlichen Stickstoff (N₂) und ungefährliches Wasser (H₂O) aus. Als Ergebnis wird NO_x gereinigt.
In dem Reduktionsmittelzufuhrgerät kann ein Einspritzventil, das das Reduktionsmittel versprüht, direkt an einer Abgasleitung montiert sein. In einem Reduktionsmittelzufuhrgerät wie dieses steht ein vorderer Teil des Einspritzventils mit einer Düse in Richtung einer Innenseite der Abgasleitung vor. Das Reduktionsmittel wird direkt in die Abgasleitung gesprüht, durch die das Abgas hindurch tritt. Nachdem das Reduktionsmittel und das Abgas zusammengefasst sind, werden das Reduktionsmittel und das Abgas zu einem Katalysator geleitet.
Daher ist der vordere Teil des Einspritzventils einem Hochtemperaturabgas ausgesetzt und wird durch das Abgas erwärmt. Außerdem wird eine Wärme auch von Leitungswänden zu dem Einspritzventil übertragen, wodurch ein Temperaturanstieg des Einspritzventils verursacht wird. Die Leitungswände sind als Folge davon heiß, da diese durch das Abgas erwärmt werden. Daher ist das Einspritzventil mit einem Mantel versehen, durch den ein Kühlmittel strömt. Wie zum Beispiel in JP 2002-503783 A offenbart ist, kühlt das Kühlmittel, das durch den Mantel zirkuliert, das Einspritzventil.
Eine Technologie zum Verwenden des Reduktionsmittels als das Kühlmittel, das durch den Mantel zirkuliert, kann in Betracht kommen. In dieser Technologie ist es nicht erforderlich, dass ein Fluid einer Art außer das Reduktionsmittel zirkuliert. Ein Teil des Reduktionsmittels, das versprüht werden soll, kann einfach ein Kühlsystem für das Einspritzventil festlegen, das in Richtung des Mantels abgezweigt und zu einem Tank rückgeführt wird.
Jedoch ist, wie vorstehend beschrieben ist, das Einspritzventil heiß. Daher wird eine Temperatur des Reduktionsmittels, das zum Kühlen des Einspritzventils verwendet wird, hoch. Das Reduktionsmittel wird zu dem Tank rückgeführt, während es noch heiß ist. Als Ergebnis kann die Temperatur des Reduktionsmittels innerhalb des Tanks steigen, wodurch NH₃-Gas erzeugt wird.
DE 103 24 482 A1 zeigt ein Reduktionsmittelzufuhrgerät. Dieses Reduktionsmittelzufuhrgerät ist gestaltet, um ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zuzuführen, das von einer Brennkraftmaschine abgegeben wird. Das Gerät weist eine Zufuhrpumpe, die das Reduktionsmittel aus einem Tank abgibt, ein Einspritzventil, das an einer Abgasleitung montiert ist, durch die das Abgas hindurchströmt, und das gestaltet ist, um das Reduktionsmittel, das von der Zufuhrpumpe abgegeben wird, in die Abgasleitung zu sprühen, und eine Wärmeabfuhreinrichtung zum Abführen von Wärme von dem Reduktionsmittel, das in dem Tank gespeichert wird, in einem Rücklauf von dem Einspritzventil zu dem Tank auf.
DE 698 31 661 T2 zeigt ein ähnliches Reduktionsmittelzufuhrgerät, wie bereits in der DE 103 24 482 A1 gezeigt ist.
WO 2006/064001 A1 zeigt ein Verfahren und System zum Speichern von Additiven und Einspritzen dieser Additive in Abgase einer Brennkraftmaschine, in denen eine temperaturabhängige Umgehung eines Wärmetauschers im Rücklauf für einen heißen Kraftstoff zu einem Kraftstofftank über eine Bypassleitung angewandt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen übermäßigen Anstieg der Temperatur eines Reduktionsmittels in einem Tank in dem Reduktionsmittelzufuhrgerät effizient zu verhindern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Reduktionsmittelzufuhrgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Reduktionsmittelzufuhrgerät hat einen Wärmeabfuhrströmungsweg und eine Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung. Der Wärmeabfuhrströmungsweg verzweigt sich von einem Strömungsweg, der das Reduktionsmittel von der Zufuhrpumpe zu dem Einspritzventil leitet. Die Wärmeabfuhreinrichtung ist an einem Wärmeabfuhrströmungsweg angeordnet. Wärme wird von dem Reduktionsmittel an dem Wärmeabfuhrströmungsweg abgeführt. Die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung ermöglicht es abhängig von einer Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank gespeichert wird, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg hindurchtritt.
Erfindungsgemäß kann Wärme von dem Reduktionsmittel in den Tank abgeführt werden. Ein Anstieg der Temperatur des Reduktionsmittels in dem Tank kann mit dem Reduktionsmittelzufuhrgerät verhindert werden, das das Reduktionsmittel zu einem Abgas zuführt, das von einer Maschine abgegeben wird.
In dem Reduktionsmittelzufuhrgerät kühlt bevorzugt ein Teil des Reduktionsmittels, das von der Zufuhrpumpe abgegeben wird, das Einspritzventil. Die Wärmeabfuhreinrichtung ist bevorzugt an einem Rückführströmungsweg vorgesehen, der zum Rückführen des Reduktionsmittels, das zum Kühlen des Einspritzventils verwendet wird, zu dem Tank verwendet wird.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät hat bevorzugt eine Temperaturerfassungseinrichtung und ein Zweiwegeventil. Die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst bevorzugt die Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank gespeichert wird. Bevorzugt ist das Zweiwegeventil an dem Wärmeabfuhrströmungsweg angeordnet und öffnet und schließt abhängig von einem Erfassungswert von der Temperaturerfassungseinrichtung. Die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung ist bevorzugt gestaltet, um die Temperaturerfassungseinrichtung und das Zweiwegeventil aufzuweisen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den nachfolgenden Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
1 ist ein schematisches Schaubild eines Reduktionsmittelzufuhrgeräts (erstes Vergleichsbeispiel);
2 ist ein schematisches Schaubild eines Reduktionsmittelzufuhrgeräts (zweites Vergleichsbeispiel);
3 ist ein schematisches Schaubild eines Reduktionsmittelzufuhrgeräts (drittes Vergleichsbeispiel); und
4 ist ein schematisches Schaubild eines Reduktionsmittelzufuhrgeräts (Ausführungsbeispiel).
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein Reduktionsmittelzufuhrgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel führt ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zu, das von einer Maschine abgegeben wird. Das Reduktionsmittelzufuhrgerät hat eine Zufuhrpumpe, ein Einspritzventil und eine Wärmeabfuhreinrichtung. Die Zufuhrpumpe gibt das Reduktionsmittel von einem vorbestimmten Tank ab. Das Einspritzventil ist an einer Abgasleitung montiert, durch die das Abgas hindurch tritt. Das Einspritzventil sprüht das Reduktionsmittel, das von der Zufuhrpumpe abgegeben wird, in die Abgasleitung.
Die Wärmeabfuhreinrichtung führt Wärme von dem Reduktionsmittel ab, das in dem Tank gespeichert wird.
In dem Reduktionsmittelzufuhrgerät kühlt ein Teil des Reduktionsmittels, das von der Zufuhrpumpe abgegeben wird, das Einspritzventil. Die Wärmeabfuhreinrichtung ist an einem Rückführströmungsweg vorgesehen, der zum Rückführen des Reduktionsmittels, das zum Kühlen des Einspritzventils verwendet wird, zu dem Tank verwendet wird.
In einem Reduktionsmittelzufuhrgerät gemäß einem Vergleichsbeispiel ist der Rückführströmungsweg gestaltet, um einen Wärmeabfuhrströmungsweg und einen Umgehungsströmungsweg aufzuweisen. Die Wärmeabfuhreinrichtung ist an dem Wärmeabfuhrströmungsweg angeordnet. Wärme wird von dem Reduktionsmittel an dem Wärmeabfuhrströmungsweg abgeführt. Der Umgehungsströmungsweg ist parallel geschaltet zu dem Wärmeabfuhrströmungsweg vorgesehen und umgeht die Wärmeabfuhreinrichtung. Das Reduktionsmittelzufuhrgerät hat eine Strömungswegschalteinrichtung. Die Strömungswegschalteinrichtung wählt entweder den Wärmeabfuhrströmungsweg oder den Umgehungsströmungsweg abhängig von einer Temperatur des Reduktionsmittels aus, das zum Kühlen des Einspritzventils verwendet wird, und ermöglicht es, dass das Reduktionsmittel strömt. Das Reduktionsmittelzufuhrgerät hat auch eine Temperaturerfassungseinrichtung und ein Dreiwegeschaltventil. Die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst die Temperatur des Reduktionsmittels, das zum Kühlen des Einspritzventils verwendet wird. Das Dreiwegeschaltventil wählt entweder den Wärmeabfuhrströmungsweg oder den Umgehungsströmungsweg aus und ermöglicht es, dass das Reduktionsmittel strömt. Die Temperaturerfassungseinrichtung und das Dreiwegeschaltventil bilden die Strömungswegschalteinrichtung.
In einem Reduktionsmittelzufuhrgerät gemäß einem Vergleichsbeispiel ist die Strömungswegschalteinrichtung ein Thermostat, der abhängig von der Temperatur des Reduktionsmittels, das zum Kühlen des Einspritzventils verwendet wird, zulässt oder verhindert, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg hindurch tritt.
Ein Reduktionsmittelzufuhrgerät gemäß dem Ausführungsbeispiel hat einen Wärmeabfuhrströmungsweg und eine Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung. Der Wärmeabfuhrströmungsweg verzweigt sich von einem Strömungsweg, der das Reduktionsmittel von der Zufuhrpumpe zu dem Einspritzventil leitet. Die Wärmeabfuhreinrichtung ist an dem Wärmeabfuhrströmungsweg angeordnet. Wärme wird von dem Reduktionsmittel an dem Wärmeabfuhrströmungsweg abgeführt. Die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung ermöglicht es abhängig von der Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank gespeichert wird, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg hindurch tritt. Das Reduktionsmittelzufuhrgerät hat eine Temperaturerfassungseinrichtung und ein Zweiwegeventil. Die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst die Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank gespeichert wird. Das Zweiwegeventil ist an dem Wärmeabfuhrströmungsweg angeordnet. Das Zweiwegeventil öffnet und schließt abhängig von einem Erfassungswert von der Temperaturerfassungseinrichtung. Die Temperaturerfassungseinrichtung und das Zweiwegeventil bilden die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung.
[Erstes Vergleichsbeispiel]
Ein Aufbau eines Reduktionsmittelzufuhrgeräts 1 ist nachstehend mit Bezug auf 1 beschrieben.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 führt ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zu, das von einer Maschine abgegeben wird. Stickstoffoxide (NO_x) in dem Abgas werden reduziert und das Abgas wird gereinigt. Das Reduktionsmittel ist zum Beispiel eine wässrige Harnstofflösung. Ammoniak (NH₃), das aus einem Harnstoffabbau erzeugt wird, reagiert mit NO_x durch einen Katalysator, wodurch ungefährlicher Stickstoff (N₂) und ungefährliches Wasser (H₂O) entsteht. Als Ergebnis wird NO_x abgebaut.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 hat eine Zufuhrpumpe 3, ein Einspritzventil 5, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 6 und dergleichen. Die Zufuhrpumpe 3 gibt das Reduktionsmittel ab, das in einem vorbestimmten Tank 2 gespeichert ist. Das Einspritzventil 5 sprüht das Reduktionsmittel, das von der Zufuhrpumpe 3 abgegeben wird, in eine Abgasleitung 4. Die ECU 6 steuert Betriebe der Zufuhrpumpe 3 und des Einspritzventils 5.
Die Zufuhrpumpe 3 hat z. B. einen bürstenlosen Motor (nicht gezeigt), der als ein Stellglied dient. Der bürstenlose Motor hat einen Rotor und einen Stator. Ein Permanentmagnet ist an dem Rotor montiert. Eine Wicklung ist um den Stator gewickelt. Der bürstenlose Motor erzeugt ein Drehmoment durch eine Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Feld, das durch den Permanentmagnet erzeugt wird, und einem elektrischen Strom, der durch die Wicklung strömt. Die ECU 6 steuert den Strom, der durch die Wicklung strömt, wodurch eine Drehfrequenz des bürstenlosen Motors verändert wird und die Menge an abgegebenem Reduktionsmittel beeinflusst wird. Ein Regulator 9 reguliert einen Zufuhrdruck des Reduktionsmittels, das durch die Zufuhrpumpe 3 gefördert wird.
Das Einspritzventil 5 ist an der Abgasleitung 4 montiert, durch die das Abgas hindurch tritt. Ein vorderer Teil 11 einschließlich einer Sprühöffnung steht in Richtung einer Innenseite der Abgasleitung 4 vor. Das Reduktionsmittel wird von der Zufuhrpumpe 3 durch einen Strömungsweg 13, in dem es durch einen Filter 12 hindurch tritt, zu dem Einspritzventil 5 geleitet. Das Reduktionsmittel wird dann direkt in die Abgasleitung 4 gesprüht. Nachdem sich das eingesprühte Reduktionsmittel mit Abgas vermischt, werden das Reduktionsmittel und das Abgas zu einem Katalysator geleitet. NO_x wird wie vorstehend beschrieben ist entfernt. Der vordere Teil 11 ist mit einem Mantel 14 versehen. Das Reduktionsmittel, das als ein Kühlmittel dient, strömt durch den Mantel 14. Das Einspritzventil 5 wird als Ergebnis des Zirkulierens des Reduktionsmittels durch den Mantel 14 gekühlt.
In anderen Worten ist, wenn die Maschine in Betrieb ist, der vordere Teil 11 einem Hochtemperaturabgas ausgesetzt und wird durch das Abgas erwärmt. Außerdem wird Wärme auch zu dem Einspritzventil von Leitungswänden übertragen, die als Ergebnis des Erwärmens durch das Abgas heiß sind. Daher wird als Ergebnis, dass der vordere Teil 11 mit dem Mantel 14 versehen ist und das Reduktionsmittel durch den Mantel 14 als das Kühlmittel zirkuliert, Wärme, die direkt von dem Abgas übertragen wird, und Wärme, die über die Leitungswände übertragen wird, abgeführt.
Das Reduktionsmittel, das als das Kühlmittel dient, wird durch einen Strömungsweg 16 zu dem Mantel 14 geleitet. Der Strömungsweg 16 zweigt von dem Strömungsweg 13 ab, der von dem Filter 12 zu dem Einspritzventil 5 verläuft. Das Reduktionsmittel, das innerhalb des Mantels 14 heiß wird, tritt durch einen Rückführströmungsweg 17 hindurch, der zu dem Tank 2 rückgeführt ist. Der Rückführströmungsweg 17 wird zum Rückführen des Reduktionsmittels von dem Mantel 14 zu dem Tank 2 verwendet. Der vorstehend beschriebene Regulator 9 ist an einem Ende des Rückführströmungswegs 17 angeordnet, das ein Auslass zu dem Tank 2 ist.
Die ECU 6 ist ein bekannter Mikrorechner einschließlich eines Prozessors (CPU), einer Speichervorrichtung, einer Eingabevorrichtung, einer Ausgabevorrichtung und dergleichen. Die CPU erfüllt Steuerungsfunktionen und Berechnungsfunktionen. Die Speichervorrichtung ist zum Beispiel ein Lese-Speicher (ROM) und ein Schreib-Lese-Speicher (RAM). Die ECU 6 gibt Anweisungen zu den Stellgliedern von verschiedenen Komponenten wie z. B. der Zufuhrpumpe 3 und dem Einspritzventil 5 abhängig von einem Betriebszustand der Maschine und steuert ein Antreiben der Komponenten.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 hat einen gerippten Kühlkörper 19. Der Kühlkörper 19 dient als eine Wärmeabfuhreinrichtung zum Abführen von Wärme von dem Reduktionsmittel innerhalb des Tanks 2. Der Kühlkörper 19 ist an dem Rückführströmungsweg 17 vorgesehen und führt Wärme ab, bevor das Reduktionsmittel, das zum Kühlen des Einspritzventils 5 verwendet wird, zu dem Tank 2 rückgeführt wird. In anderen Worten senkt der Kühlkörper 19 die Temperatur des Reduktionsmittels, das von dem Mantel 14 zu dem Tank 2 rückgeführt wird, wodurch die Wärme von dem Reduktionsmittel in dem Tank 2 abgeführt wird.
[Wirkungen gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel]
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel sieht den Kühlkörper 19 an dem Rückführströmungsweg 17 vor. Der Kühlkörper 19 führt die Wärme von dem Reduktionsmittel ab, das von dem Mantel 14 zu dem Tank 2 rückgeführt wird.
Die Temperatur des Reduktionsmittels, das von dem Mantel 14 zu dem Tank 2 rückgeführt wird, wird durch Abführen der Wärme von dem Reduktionsmittel in dem Tank 2 gesenkt. Als Ergebnis kann ein Anstieg der Temperatur des Reduktionsmittels in dem Tank 2 des Reduktionsmittelzufuhrgeräts 1 verhindert werden.
[Zweites Vergleichsbeispiel]
Wie in 2 gezeigt ist, ist in dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel der Rückführströmungsweg 17 gestaltet, um einen Wärmeabfuhrströmungsweg 21 und einen Umgehungsströmungsweg 22 aufzuweisen. Der Kühlkörper 19 ist an dem Wärmeabfuhrströmungsweg 21 angeordnet. Wärme wird von dem Reduktionsmittel an dem Wärmeabfuhrströmungsweg 21 abgeführt. Der Umgehungsströmungsweg 22 ist parallel geschaltet zu dem Wärmeabfuhrströmungsweg 21 vorgesehen und umgeht den Kühlkörper 19. In anderen Worten verzweigt sich der Rückführströmungsweg 17 in den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 und den Umgehungsströmungsweg 22 auf dem Weg von dem Mantel 14 zu dem Tank 2. Der Wärmeabfuhrströmungsweg 21 und der Umgehungsströmungsweg 22 laufen wieder zusammen, wodurch der einzelne Rückführströmungsweg 17 ausgebildet wird, der zu dem Tank 2 hin verläuft.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 sieht einen Temperatursensor 24 an dem Rückführströmungsweg 17 vor, bevor sich der Rückführströmungsweg 17 verzweigt. Der Temperatursensor 24 dient als eine Temperaturerfassungseinrichtung, die die Temperatur des Reduktionsmittels erfasst, das aus dem Mantel 14 strömt. Als Ergebnis erfasst der Temperatursensor 24 die Temperatur des Reduktionsmittels, unmittelbar nachdem das Reduktionsmittel aus dem Mantel 14 strömt (in anderen Worten die Temperatur des Reduktionsmittels innerhalb des Mantels 14), und gibt ein Erfassungssignal auf der Grundlage der Temperatur zu der ECU 6 aus.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 hat auch ein Dreiwegeschaltventil 25, das zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand schalten kann. In dem offenen Zustand sind der Rückführströmungsweg 17, bevor sich dieser verzweigt, und der Wärmeabfuhrströmungsweg 21 verbunden. In dem geschlossenen Zustand sind der Rückführströmungsweg 17, bevor sich dieser verzweigt, und der Umgehungsströmungsweg 22 verbunden. Das Dreiwegeschaltventil 25 hat z. B. ein elektromagnetisches Stellglied, das in Erwiderung auf eine Anweisung von der ECU 6 arbeitet. Das Dreiwegeschaltventil 25 schaltet von dem geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand als Ergebnis des Betriebs des Stellglieds.
Die ECU 6, der Temperatursensor 24 und das Dreiwegeschaltventil 25 bilden die Strömungswegschalteinrichtung. Die Strömungswegschalteinrichtung wählt entweder den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 oder den Umgehungsströmungsweg 22 abhängig von der Temperatur des Reduktionsmittels innerhalb des Mantels 14 aus und ermöglicht es, dass das Reduktionsmittel durch diesen hindurch tritt.
In anderen Worten gibt, wenn die ECU 6 beurteilt, dass der Erfassungswert, der von dem Temperatursensor 24 ermittelt wird (in anderen Worten der Erfassungswert der Temperatur des Reduktionsmittels innerhalb des Mantels 14), höher als ein vorbestimmter Grenzwert ist, die ECU 6 eine Anweisung zu dem Stellglied des Dreiwegeschaltventils 25. Das Dreiwegeschaltventil 25 öffnet und ermöglicht es, dass das Reduktionsmittel, das innerhalb des Mantels 14 heiß wurde, durch den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 hindurch tritt. Als Ergebnis wird Wärme von dem Reduktionsmittel, das von dem Mantel 14 zu dem Tank 2 rückgeführt wird, abgeführt. Das Reduktionsmittel wird zu dem Tank 2 mit einer niedrigen Temperatur rückgeführt.
Wenn die ECU 6 beurteilt, dass der Erfassungswert, der von dem Temperatursensor 24 ermittelt wird, niedriger als der Grenzwert ist, stoppt die ECU 6 ein Ausgeben der Anweisung zu dem Stellglied des Dreiwegeschaltventils 25. Das Dreiwegeschaltventil 25 schließt und ermöglicht es, dass das Reduktionsmittel, das aus dem Mantel 14 strömt, durch den Umgehungsströmungsweg 22 hindurch tritt.
Als Ergebnis des vorstehend beschriebenen Aufbaus kann das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 des zweiten Vergleichsbeispiels auf der Grundlage der Temperatur des aus dem Mantel 14 strömenden Reduktionsmittels entscheiden, ob die Wärme von dem Reduktionsmittel abzuführen ist. Daher kann ein übermäßiges Kühlen des Reduktionsmittels innerhalb des Tanks 2 verhindert werden.
[Drittes Vergleichsbeispiel]
Wie in 3 gezeigt ist, ist in dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 gemäß dem dritten Vergleichsbeispiel die Strömungswegschalteinrichtung ein Thermostat 27, der an dem Wärmeabfuhrströmungsweg 21 angeordnet ist. Der Thermostat 27 öffnet und schließt automatisch in Erwiderung auf die Temperatur. Der Thermostat 27 öffnet bei einer Temperatur, die höher als ein vorbestimmter Grenzwert ist, und schließt bei einer Temperatur, die niedriger als der Grenzwert ist. In anderen Worten öffnet der Thermostat 27 automatisch, wenn die Temperatur des Reduktionsmittels höher als der vorbestimmte Grenzwert ist, und ermöglicht, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 hindurch tritt. Der Thermostat 27 schließt automatisch, wenn die Temperatur des Reduktionsmittels niedriger als der Grenzwert wird, und verhindert, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 hindurch tritt.
[Ausführungsbeispiel]
Wie in 4 gezeigt ist, ist in dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Wärmeabfuhrströmungsweg 21, an dem der Kühlkörper 19 angeordnet ist, von dem Strömungsweg 13 an einer stromaufwärtigen Seite des Filters 12 verzweigt und mit dem Tank 2 verbunden.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 hat einen Temperatursensor 29 in dem Tank 2. Der Temperatursensor 29 dient als die Temperaturerfassungseinrichtung. Die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst die Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank 2 gespeichert ist. Der Temperatursensor 29 gibt ein Erfassungssignal auf der Grundlage der Temperatur des Reduktionsmittels in dem Tank 2 zu der ECU 6 aus.
Das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 hat ein Zweiwegeventil 30 an dem Wärmeabfuhrströmungsweg 21 an der stromabwärtigen Seite des Kühlkörpers 19. Das Zweiwegeventil 30 hat z. B. ein elektromagnetisches Stellglied, das in Erwiderung auf eine Anweisung von der ECU 6 arbeitet. Das Zweiwegeventil 30 öffnet als ein Ergebnis des Betriebs des Stellglieds und ermöglicht es, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 strömt.
Die ECU 6, der Temperatursensor 29 und das Zweiwegeventil 30 bilden die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung. Die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung ermöglicht es abhängig von der Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank 2 gespeichert ist, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 hindurch tritt.
In anderen Worten gibt, wenn die ECU 6 beurteilt, dass der Erfassungswert, der von dem Temperatursensor 29 ermittelt wird (in anderen Worten der Erfassungswert der Temperatur des Reduktionsmittels in dem Tank 2), höher als ein vorbestimmter Grenzwert ist, die ECU 6 eine Anweisung zu dem Stellglied des Zweiwegeventils 30. Das Zweiwegeventil 30 öffnet und erlaubt es, dass ein Teil des Reduktionsmittels, das von der Zufuhrpumpe 3 abgegeben wird, durch den Wärmeabfuhrströmungsweg 21 strömt. Als Ergebnis wird Wärme von dem Teil des Reduktionsmittels abgeführt, das von der Zufuhrpumpe 3 abgegeben wird. Das Reduktionsmittel wird solange zu dem Tank 2 mit einer niedrigen Temperatur rückgeführt.
Wenn die ECU 6 beurteilt, dass der Erfassungswert, der von dem Temperatursensor 29 ermittelt wird, niedriger als der Grenzwert ist, stoppt die ECU 6 ein Ausgeben der Anweisung zu dem Stellglied des Zweiwegeventils 30. Das Zweiwegeventil 30 schließt und stoppt die separate Strömung des Reduktionsmittels durch den Wärmeabfuhrströmungsweg 21.
Als Ergebnis des vorstehend beschriebenen Aufbaus kann das Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 des Ausführungsbeispiels auf der Grundlage der Temperatur des Reduktionsmittels in dem Tank 2 bestimmen, ob die Wärme von dem Reduktionsmittel abzuführen ist. Daher kann ein übermäßiges Kühlen des Reduktionsmittels innerhalb des Tanks 2 verhindert werden.
[Variationsbeispiel]
In dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Wärmeabfuhreinrichtung der gerippte Kühlkörper 19, der einen Wärmeaustausch zwischen dem Reduktionsmittel und einer Außenluft ausführt, wodurch das Reduktionsmittel gekühlt wird. Jedoch kann der Wärmeaustausch zwischen dem Reduktionsmittel und einem weiteren Kühlmittel (wie z. B. einem Maschinenkühlmittel und einem Klimaanlagenkühlmittel) ausgeführt werden.
In dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 kann sich das Reduktionsmittel, das in das Einspritzventil 5 strömt, in eine Strömung, die in Richtung der Sprühöffnung des vorderen Teils 11 innerhalb des Einspritzventils 5 gelenkt wird, und in eine Strömung verzweigen, die in Richtung des Mantels 14 gelenkt wird. Daher ist der Strömungsweg 16, der das Reduktionsmittel zu dem Mantel 14 leitet, in einem solchen Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 nicht erforderlich.
In dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird das Reduktionsmittel zu dem Mantel 14 des Einspritzventils 5 zugeführt und wird das Einspritzventil 5 mit dem Reduktionsmittel gekühlt, das als das Kühlmittel dient. Jedoch kann ein Kühlmittel einer Art, die sich von dem Reduktionsmittel unterscheidet, wie z. B. ein Maschinenkühlmittel zu dem Mantel zugeführt werden, wodurch das Einspritzventil 5 gekühlt wird.
In dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel hat die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung die ECU 6, den Temperatursensor 29 und das Zweiwegeventil 30. Jedoch kann der Thermostat 27 an dem Wärmeabfuhrströmungsweg 21 an der stromaufwärtigen Seite des Kühlkörpers 19 angeordnet sein. Der Thermostat 27 kann die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung bilden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann sich in dem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 das Reduktionsmittel, das in das Einspritzventil 5 strömt, in die Strömung, die in Richtung der Sprühöffnung des vorderen Teils 11 innerhalb des Einspritzventils gelenkt wird, und in die Strömung verzweigen, die in Richtung des Mantels 14 gelenkt wird. Jedoch kann der Strömungsweg 13 mit dem Mantel 14 verbunden sein und kann die gesamte Menge des Reduktionsmittels zuerst in den Mantel 14 strömen. Das Reduktionsmittel kann dann in die Strömung verzweigt werden, die in Richtung der Sprühöffnung in den Mantel 14 gelenkt wird.
In einem Reduktionsmittelzufuhrgerät 1, das ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zuführt, das von einer Maschine abgegeben wird, wird ein Anstieg einer Temperatur des Reduktionsmittels innerhalb eines Tanks verhindert.
Ein Reduktionsmittelzufuhrgerät 1 sieht einen Kühlkörper 19 an einem Rückführströmungsweg 17 vor. Der Kühlkörper 19 führt Wärme von einem Reduktionsmittel ab, das von einem Mantel 14 zu einem Tank 2 rückgeführt wird. Als Ergebnis kann Wärme von dem Reduktionsmittel in dem Tank 2 abgeführt werden, wodurch ein Anstieg einer Temperatur des Reduktionsmittels in dem Tank 2 des Reduktionsmittelzufuhrgeräts 1 verhindert wird.

Claims

Reduktionsmittelzufuhrgerät (1), das ein Reduktionsmittel zu einem Abgas zuführt, das von einer Maschine abgegeben wird, mit: einer Zufuhrpumpe (3), die das Reduktionsmittel von einem vorbestimmten Tank (2) abgibt; einem Einspritzventil (5), das an einer Abgasleitung (4) montiert ist, durch die das Abgas hindurch tritt, und das Reduktionsmittel, das von der Zufuhrpumpe (3) abgegeben wird, in die Abgasleitung (4) sprüht; einer Wärmeabfuhreinrichtung (19), die Wärme von dem Reduktionsmittel abführt, das in dem Tank (2) gespeichert wird; einem Wärmeabfuhrströmungsweg (21), der von einem Strömungsweg (13) abzweigt, der das Reduktionsmittel von der Zufuhrpumpe (3) zu dem Einspritzventil (5) leitet, und an dem die Wärmeabfuhreinrichtung (19) angeordnet ist und Wärme von dem Reduktionsmittel abgeführt wird; und einer Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung (6, 29, 30), die es abhängig von einer Temperatur des Reduktionsmittels, das in dem Tank (2) gespeichert wird, ermöglicht, dass das Reduktionsmittel durch den Wärmeabfuhrströmungsweg (21) hindurch tritt.
Reduktionsmittelzufuhrgerät (1) nach Anspruch 1, wobei: das Einspritzventil (5) durch einen Teil des Reduktionsmittels gekühlt wird, das von der Zufuhrpumpe (3) abgegeben wird; und die Wärmeabfuhreinrichtung (19) an einem Rückführströmungsweg vorgesehen ist, der zum Rückführen des zum Kühlen des Einspritzventils (5) verwendeten Reduktionsmittels zu dem Tank (2) verwendet wird.
Reduktionsmittelzufuhrgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, mit: einer Temperaturerfassungseinrichtung (29), die die Temperatur des Reduktionsmittels erfasst, das in dem Tank (2) gespeichert ist; und einem Zweiwegeventil (30), das an dem Wärmeabfuhrströmungsweg (21) angeordnet ist und sich abhängig von einem Erfassungswert von der Temperaturerfassungseinrichtung (29) öffnet und schließt; wobei die Wärmeabfuhrströmungswegöffnungs- und -schließeinrichtung (6, 29, 30) gestaltet ist, um die Temperaturerfassungseinrichtung (29) und das Zweiwegeventil (30) aufzuweisen.