DE102008002467A1 - Dosing system for a liquid medium, in particular urea-water solution - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Immissionsgrenzwerte für Stickoxide erfordern bei Kraftfahrzeugen, deren Gewicht eine bestimmte Grenze überschreitet, Abgasnachbehandlungseinrichtungen, die eine selektive katalytische Reduktion (SCR) der in den Rohemissionen der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide vornimmt. Dieses sogenannte SCR-Verfahren zur Abgasreinigung ist aus dem Stand der Technik bekannt, sodass auf eine detaillierte Erläuterung der bei diesem Verfahren ablaufenden chemischen Vorgänge verzichtet werden kann.The Emission limit values for nitrogen oxides in motor vehicles whose weight exceeds a certain limit, exhaust aftertreatment devices, the Selective Catalytic Reduction (SCR) of the raw emissions the internal combustion engine contains nitrogen oxides. This so-called SCR process for exhaust gas purification is known from the prior art, so that For a detailed explanation of this procedure can be dispensed with ongoing chemical processes.
Ein
Beispiel einer solchen Abgasnachbehandlungseinrichtung ist aus der
Das druckbetätigte Dosierventil ist ein „passives” Bauteil, das keine eigene Ansteuerung erfordert. Auch sind Signalleitungen bzw. Steuerleitungen von einem Steuergerät zum Dosierventil nicht erforderlich.The pressure-operated metering valve is a "passive" component, which does not require its own control. Also are signal lines or control lines from a control unit to the metering valve not mandatory.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, ein Dosiersystem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Gebrauchseigenschaften, insbesondere die Präzision mit dem Reduktionsmittel in das Abgasrohr eingedüst wird, verbessert wird. Außerdem sollen Dichtheit des Dosierventils während des Betriebs und nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine erhöht werden.Of the Invention is based on the object, a dosing of the above further developed in such a way that the functional properties, in particular the precision with the reducing agent in the exhaust pipe is injected, is improved. Furthermore should tightness of the metering valve during operation and be increased after switching off the internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Dosiersystem für ein flüssiges Medium, insbesondere einem flüssigen Reduktionsmittel, wie zum Beispiel eine wässerige Harnstoff-Wasser-Lösung, mit einem Tank, mit einer Dosierpumpe und mit einem Dosierventil, wobei eine Druckseite der Membranpumpe und das Dosierventil durch eine erste Leitung miteinander verbunden sind und wobei der Tank und eine Saugseite der Dosierpumpe durch eine zweite Leitung miteinander verbunden sind, dadurch gelöst, dass in der ersten Leitung ein erstes Rückschlagventil vorgesehen ist.These Object is according to the invention in a metering system for a liquid medium, in particular a liquid Reducing agent, such as an aqueous urea-water solution, with a tank, with a metering pump and with a metering valve, wherein a pressure side of the diaphragm pump and the metering valve by a first line are connected and where the tank and a suction side of the metering pump through a second line with each other are connected, solved in that in the first line a first check valve is provided.
Das erste Rückschlagventil verhindert, dass sich die erste Leitung zwischen zwei Betätigungen des Dosierventils entleert. Dies hätte zur Folge, dass bei der darauf folgenden Betätigung der Dosierpumpe nicht die von einem Motorsteuergerät vorgegebene Menge an Harnstoffwasserlösung eingedüst wird. Dadurch würde die Qualität der Abgasnachbehandlung leiden und die Emissionen ansteigen.The first check valve prevents the first Drain between two actuations of the metering valve. This would mean that in the subsequent operation the metering pump is not specified by an engine control unit Amount of urea water solution is injected. Thereby would suffer the quality of the exhaust aftertreatment and emissions rise.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Hubbewegung der Dosierpumpe mindestens teilweise auf das Ventilglied des ersten Rückschlagventils übertragen wird.In further advantageous embodiment of the invention is provided that a stroke of the metering pump at least partially on the Transfer valve member of the first check valve becomes.
Dies bedeutet, dass, ausgehend von einem Ruhezustand der Dosierpumpe zunächst die Dosierpumpe einen Förderhub ausführt und das flüssige Reduktionsmittel in die erste Leitung fördert. Bei einem Förderhub öffnet das Ventilglied des ersten Rückschlagventils sobald der Druck in der Dosierpumpe größer ist als der Öffnungsdruck des ersten Rückschlagventils, und die Förderung von Reduktionsmittel zum Dosierventil beginnt.This means that, starting from a dormant state of the metering pump First, the metering pump executes a delivery and the liquid reducing agent in the first conduit promotes. This opens at a delivery stroke Valve member of the first check valve as soon as the pressure in the metering pump is greater than the opening pressure the first check valve, and the promotion from reducing agent to the metering valve begins.
Durch die erfindungsgemäße Übertragung der Hubbewegung der Dosierpumpe auf das Ventilglied ist nämlich gewährleistet, dass das erste Rückschlagventil während des Saughubs unabhängig von den Druckverhältnissen geöffnet bleibt. Infolge dessen wird eine vorgegebene Menge von Harnstoffwasserlösung aus der ersten Leitung wieder in die Dosierpumpe zurückgesaugt, sodass ein kontrollierter und rascher Druckabbau in der ersten Leitung und im Dosierventil stattfindet. Dadurch schließt das Dosierventil rasch und dicht, sodass die Dosierung des Reduktionsmittels mit höherer Genauigkeit erfolgt.By the transmission of the invention Lifting movement of the metering pump on the valve member is namely ensures that the first check valve during the suction stroke regardless of the pressure conditions remains open. As a result, a predetermined amount of urea water solution from the first line again sucked back into the dosing pump, so a controlled and rapid pressure reduction takes place in the first line and in the metering valve. As a result, the metering valve closes quickly and tightly, so that the dosage of the reducing agent with higher accuracy he follows.
Kurz bevor die Dosierpumpe ihren Ausgangspunkt erreicht hat und der Hub der Dosierpumpe gleich Null ist, werden die Hubbewegungen der Dosierpumpe und des Ventilglieds entkoppelt, sodass das erste Rückschlagventil seiner aus dem Stand der Technik bekannten Funktion nachkommen kann und die erste Leitung von der Dosierpumpe hydraulisch trennt.Short before the dosing pump has reached its starting point and the stroke the metering pump is equal to zero, the strokes of the metering pump and the valve member decoupled, so that the first check valve can fulfill its function known from the prior art and hydraulically disconnects the first line from the metering pump.
Schließlich wird durch die Kopplung von Ventilglied und Hub der Dosierpumpe die Entlüftung des Dosiersystems erleichtert. Wenn sich ein kompressibles Medium, wie Luft oder Dampf, im einem Förderraum der Dosierpumpe befindet, kann durch die zwangsweise Öffnung des ersten Rückschlagventils gewährleistet werden, dass die in dem Förderraum der Dosierpumpe befindliche Luft bzw. der Dampf ausgeschoben wird in die erste Leitung und dadurch ein Entlüften der Dosierpumpe stattfindet. Sobald nur noch flüssiges Reduktionsmittel in der Dosierpumpe vorhanden ist, fördert diese wieder voll und schiebt auch die in der Saugleitung vorhandenen Dampfblasen bzw. Luftblasen im Laufe der Zeit durch das Dosierventil aus dem Dosiersystem aus.After all is due to the coupling of valve member and stroke of the metering pump facilitates the venting of the dosing. If a compressible medium, such as air or steam, in a pumping room the metering pump is located, can through the forced opening the first check valve are ensured that located in the delivery chamber of the metering pump Air or the steam is ejected into the first line and thereby a Bleeding the metering takes place. As soon as only liquid reducing agent in the metering pump available is, promotes them fully again and pushes the in too the suction line existing vapor bubbles or air bubbles in the course the time through the metering valve from the dosing system.
Um ein sicheres Schließen und ein besseres Betriebsverhalten zu erreichen, ist weiter vorgesehen, dass das erste Rückschlagventil federbelastet ist.Around a safe closing and a better operating behavior Achieve is further provided that the first check valve spring loaded.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass das erste Rückschlagventil als doppeltwirkendes Rückschlagventil ausgebildet ist, und dass ein zweiter Ausgang des ersten Rückschlagventils mit dem Tank über eine Verbindungsleitung hydraulisch in Verbindung steht. Dadurch wird ein ungewolltes und erneutes Öffnen des Dosierventils nach dem Abschalten der Dosierpumpe verhindert.In further advantageous embodiment of the invention is further provided that the first check valve as a double-acting check valve is formed, and that a second output of the first check valve with the tank via a connecting line hydraulically in Connection stands. This will cause an unwanted and reopening of the Dosing valve after switching off the metering prevented.
Bei der Förderung von flüssigem Reduktionsmittel durch die Dosierpumpe öffnet sich das erste Rückschlagventil und das Reduktionsmittel gelangt aus der Dosierpumpe in die erste Leitung. Nach der Förderung und Einspritzung des Reduktionsmittels durch das Dosierventil in die Abgasanlage schließt das erste Rückschlagventil wieder. Durch das Schließen des Dosierventils entsteht ein Druckstoß in der ersten Leitung, der an einem einfach wirkenden Rückschlagventil reflektiert wird und wieder zum dem Dosierventil läuft. Dort kann der Druckstoß eine kurzzeitige Öffnung des Dosierventils auslösen. In Folge dessen wird eine nicht vernachlässigbare Menge des Reduktionsmittels ungewollterweise in das Abgasrohr eingedüst. Dieser Effekt nimmt mit zunehmender Schließgeschwindigkeit des Dosierventils zu.at the promotion of liquid reducing agent by the metering pump opens the first check valve and the reducing agent passes from the metering pump into the first Management. After the promotion and injection of the reducing agent through the metering valve in the exhaust system that closes first check valve again. By closing the metering valve creates a pressure surge in the first Line connected to a single acting check valve is reflected and runs back to the metering valve. There, the surge can be a short-term opening of the metering valve. As a result, one will not negligible amount of the reducing agent unintentionally injected into the exhaust pipe. This effect increases with increasing Closing speed of the metering valve too.
Wenn nun das erste Rückschlagventil als zweifach wirkendes Rückschlagventil ausgebildet wird, dann verschließt das Rückschlagventil während der Förderung der Dosierpumpe eine Verbindungsleitung zwischen der ersten Leitung und dem Tank des Dosiersystems. In dieser Stellung verhält sich das Dosiersystem, nicht anders als ein erfindungsgemäßes Dosiersystem mit einem einfach ausgebildeten Rückschlagventil.If now the first check valve as a double acting check valve is formed, then closes the check valve while conveying the dosing pump a connecting line between the first line and the tank of the dosing system. In this Position behaves the dosing system, not unlike an inventive dosing with a simple trained non-return valve.
Wenn aber der Förderhub der Dosierpumpe beendet ist, wird das Ventilglied des zweifach wirkenden Rückschlagventils wieder in den Ventilsitz gedrückt und die hydraulische Verbindung zwischen Dosierpumpe und Dosierventil ist unterbrochen. Gleichzeitig wird über die Verbindungsleitung eine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Leitung zum drucklosen Tank hergestellt, sodass ein vom Dosierventil ausgehender Druckstoß nicht am ersten Rückschlagventil reflektiert wird, sondern in den Tank läuft und dort dissipiert wird. Dadurch werden die oben geschilderten ungewollten Nachspritzer aufgrund von Druckstößen innerhalb des Dosiersystems vermieden.If but the delivery stroke of the dosing pump is finished, that will Valve member of the double-acting check valve again pressed into the valve seat and the hydraulic connection between metering pump and metering valve is interrupted. simultaneously is via the connecting line a hydraulic connection made between the first line to the non-pressurized tank, so an outgoing from the metering pressure surge is not the first Check valve is reflected, but in the tank runs and is dissipated there. This will make the top described unwanted Nachspritzer due to pressure surges avoided within the dosing system.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Verbindungsleitung ein Druckhalteventil, insbesondere ein einstellbares Druckhalteventil, vorgesehen ist. Der Öffnungsdruck des Druckhalteventils wird so gewählt, dass er niedriger ist als der Öffnungsdruck des Dosierventils ist, da nur dann die Reflektion von Druckstößen sicher verhindert werden kann. Durch den Haltedruck des Druckhalteventils ist es aber möglich, die Dampfblasenbildung innerhalb der ersten Leitung bzw. des Dosiersystems zu unterdrücken und auch dadurch die Funktion und die Genauigkeit mit der das Reduktionsmittel eingedüst und dosiert wird, weiter zu verbessern.In further advantageous embodiment of the invention is provided that in the connecting line, a pressure-holding valve, in particular an adjustable pressure relief valve is provided. The opening pressure the pressure holding valve is chosen to be lower is as the opening pressure of the metering valve, as only then reliably prevents the reflection of pressure surges can be. However, it is due to the holding pressure of the pressure holding valve possible, the vapor bubble formation within the first conduit or suppress the dosing and thereby the Function and accuracy with which the reducing agent is injected and metered, to further improve.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the subsequent drawing, the description and the claims removable. All in the drawing, the description and the claims disclosed features can be used both individually and in Any combination with each other essential to the invention.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Das
erfindungsgemäße Dosiersystem umfasst das Dosierventil
Zwischen
der Dosierpumpe
Der
Vollständigkeit halber sei noch auf die in der Abgasanlage
angeordneten Sensoren, nämlich einen NOX-Sensor
Anhand
der
Die
Dosierpumpe
Zwischen
einem Förderraum
Die
Hubbewegung der Membran
Zwischen
dem der Membran
Zwischen
dem Förderraum
In
Wenn
nun die Förderung beendet wurde und die Membran
Optional
ist in der Verbindungsleitung
In
besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Druckhalteventil
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130101 |