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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung einer Dosiereinrichtung
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft
zudem eine Vorrichtung zur Kühlung einer Dosiereinrichtung nach
dem Oberbegriff von Patentanspruch 6 sowie ein Verfahren zur Modellierung
einer Temperatur einer Komponente einer Dosiereinrichtung nach dem Oberbegriff
von Patentanspruch 8.
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Bei
modernen Kraftwagen (PKW, LKW) kommt zur Minderung von NOx-Emissionen immer häufiger ein
sogenanntes SCR-System (selective catalytic reduction) zum Einsatz,
bei dem mit einem Dosiermodul wässrige Harnstofflösung
in einen Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine (Dieselmotor, Ottomotor)
eingespritzt wird. Dadurch ist eine Entstickung eines Abgases der
Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.
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Das
Dosiermodul ist häufig nur bis zu einer gewissen Bauteil-Grenztemperatur
stabil und bedarf daher einer Kühlmaßnahme. Maßnahmen
und Vorrichtungen zur Kühlung des Dosiermoduls sind dabei allgemein
bekannt. Bei einer zu hohen Bauteiltemperatur erfolgt bei einem
aus der
DE 10
2006 053 485 A1 bekannten Verfahren eine zusätzliche
Einspritzung von wässriger Harnstofflösung, wodurch
das Dosiermodul gekühlt wird.
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Dieses
Verfahren weist den Nachteil auf, dass die zusätzliche
Einspritzung von wässriger Harnstofflösung zu
einem unerwünscht erhöhten Verbrauch an wässriger
Harnstofflösung führt. Das Problem ist, dass die
wässrige Harnstofflösung für gewöhnlich
in einem Tank im Kraftwagen mittransportiert wird und somit nur
in sehr begrenztem Maße zur Verfügung steht. Darüber
hinaus kann durch die zusätzliche Einspritzung eine unerwünschte
Ammoniak-Emission entstehen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der
eingangs genannten Art und eine Vorrichtung für dieses
zu entwickeln, damit eine Überhitzung eines SCR-Dosiermoduls
vermieden wird bei gleichzeitiger Vermeidung eines erhöhten Verbrauchs
an wässriger Harnstofflösung.
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Diese
Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1, sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
6 als auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Bei
einem Verfahren zur Kühlung einer Dosiereinrichtung zum
Beaufschlagen eines Abgases mit einem Medium in einem Abgasstrang
einer Verbrennungskraftmaschine, bei welchem die Dosiereinrichtung
zumindest temporär mit einem Kühlmedium versorgt
wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur
aktiven Kühlung der Dosiereinrichtung als Kühlmedium
eine Flüssigkeit einer ohnehin in einem Kraftwagen, in
den die Dosiereinrichtung verbaut ist, vorhandenen, außerhalb
des Abgasstrangs angeordneten Einrichtung genutzt wird. Bevorzugterweise handelt
es sich bei der Flüssigkeit um Kondenswasser einer im Kraftwagen
verbauten Klimaanlage.
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Das
Kondenswasser wird auf die im Betrieb heiße Dosiereinrichtung,
bei der es sich bevorzugterweise um ein Dosiermodul eines SCR-Systems
handelt, aufgebracht. Durch eine Verdampfungsenthalpie des Kondenswassers
wird ein merklicher Kühleffekt der Dosiereinrichtung erreicht,
und zwar durch den Ablauf einer endothermen Reaktion in Form einer
Verdampfung des Kondenswassers auf der heißen Dosiereinrichtung
aufgrund einer aufzubringenden Verdampfungswärme für
eben diese Verdampfung.
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Durch
die Nutzung des ohnehin im Kraftwagen vorhandenen bzw. entstehenden
Kondenswassers der Klimaanlage entsteht kein Mehrverbrauch an wässriger
Harnstofflösung des SCR-Systems, wodurch einerseits die
Umwelt geschont wird durch Vermeidung unnötiger Ammoniak-Emissionen.
Andererseits werden Kosten für einen Fahrer des Kraftwagens
reduziert und auch nötige Service-Intervalle für eine
Wiederbefüllung eines Harnstofftanks, in dem die wässrige
Harnstofflösung im Kraftwagen mittransportiert wird, deutlich
verkürzt.
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Die
Verdampfungsenthalpie von einem Kilogramm Wasser beträgt
2257 kJ (bei 100°C). Die Dosiereinrichtung hat in kritischen
Betriebszuständen zwischen 50°C und 300°C
Temperatur an ihrer Oberfläche, weswegen durch den beschriebenen
Vorgang ein merklicher Kühleffekt eintritt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird
die Flüssigkeit bzw. das Kondenswasser auf Kühlrippen
der Dosiereinrichtung aufgebracht, wodurch der Kühleffekt
weiter verstärkt wird.
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Als
besonders kritisch erweisen sich hohe Außenlufttemperaturen,
bei denen verstärkt kritisch hohe Temperaturen der Dosiereinrichtung
auftreten können. Wird dann zusätzlich beispielsweise
ein Regenerationsvorgang eines Partikelfilters oder einer anderen
Abgasnachbehandlungsanlage eingeleitet, droht eine übermäßige
Erhitzung der Dosiereinrichtung, was zur Beschädigung derselben
bzw. zu Funktionsstörungen in Form von Harnstoffzersetzung, Auskristallisierungen
und/oder Wasserverdampfung in Zuführleitungen führen
kann.
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Im
Falle einer derartig ungünstigen Kombination von Randbedingungen
erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren insofern
als äußerst vorteilhaft, als bei hohen Außentemperaturen
häufig die Klimaanlage zur Kühlung und/oder Entfeuchtung
einer Innenraumluft des Kraftwagens eingeschaltet wird und daher
kontinuierlich Kondenswasser abgibt. Das Kondenswasser kann dann
gezielt auf die Dosiereinrichtung geleitet werden, wenn dies ihre
Temperatur erfordert.
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Produziert
die Klimaanlage Kondenswasser, wird aber dieses Kondenswasser nicht
zur Kühlung der Dosiereinrichtung benötigt, da
ihre Temperatur nicht kritisch hoch ist, kann in einer vorteilhaften
Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen sein, das Kondenswasser
in einem Behälter aufzubewahren und/oder zu speichern.
Bei Bedarf kann dann Kondenswasser aus dem Behälter zur
Dosiereinrichtung für deren Kühlung entnommen
und gezielt auf die Dosiereinrichtung geleitet werden. Nichtsdestoweniger besteht
die Möglichkeit, das Kondenswasser direkt ohne Zwischenspeicherung
auf die Dosiereinrichtung zu leiten.
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Die
Verwendung von Kondenswasser als Kühlmedium birgt weiterhin
den Vorteil, dass das Kondenswasser destilliertes Wasser und damit
frei von aggressiven Zusatzstoffen oder Verschmutzungsstoffen ist,
die die Dosiereinrichtung bzw. ihre Funktion negativ beeinflussen
könnten.
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Zur
Vermeidung zusätzlicher Kosten sieht eine weitere vorteilhafte
Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Flüssigkeit
zur Kühlung der Dosiereinrichtung über einen Schlauch
oder eine ähnliche Leitung auf die Dosiereinrichtung aufgebracht wird.
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Kostenverursachende
Vorrichtungen wie beispielsweise Pumpvorrichtungen sind somit vermieden.
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Der
bevorzugterweise temperaturfeste Schlauch wird von der Klimaanlage
zu der geodätisch tiefer liegenden Dosiereinrichtung geführt.
Anfallendes Kondenswasser tropft daher in jedem Fall, d. h. ob eine
Kühlung der Dosiereinrichtung erforderlich ist oder nicht,
auf die Dosiereinrichtung. In diesem Fall entfällt die
beschriebene Zwischenspeicherung des Kondenswassers in einem Behälter.
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Eine
Kombination der beiden Ausführungsformen könnte
beispielsweise so aussehen, dass das Kondenswasser ohne zusätzliche
Pumpvorrichtungen zu einem geodätisch tiefer als die Dosiereinrichtung
liegenden Behälter aufgrund der Schwerkraft geleitet wird,
wobei eine Öffnung des Behälters durch eine kostengünstige
Regeleinrichtung geöffnet und/oder geschlossen wird, wodurch
das aufgefangene und zwischenspeicherbare Kondenswasser über
einen Schlauch zur geodätisch tiefer als der Behälter
liegenden Dosiereinrichtung wiederum aufgrund der Schwerkraft weitergeleitet
und auf diese aufgetropft wird.
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Durch
eine derartige Benetzung der Dosiereinrichtung mit Kondenswasser
entsteht die beschriebene Kühlung der Dosiereinrichtung.
Ein Überlaufen eines derartigen Behälters sollte
vorgesehen sein, um einen Rückstau des Kondenswassers zu vermeiden.
Dabei kann ein Überlaufschutz problemlos realisiert werden,
etwa in Form einer einfachen Öffnung im oberen Bereich
des Behälters, da ein Überlaufen des Behälters
und ein Austreten des Kondenswassers der Klimaanlage in die Umwelt
keine gravierenden Folgen haben. Ohnehin wird heutzutage das Kondenswasser
der Klimaanlage an die Umwelt abgegeben.
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Sollte
eine beschriebene Anordnung, bei der die beschriebenen geodätischen
Lagen der Klimaanlage, des Behälters und der Dosiereinrichtung
in dieser Form gegeben sind, nicht möglich sein, beispielsweise
aus Packagegründen, so ist ein Einsatz von einer oder mehreren
Pumpvorrichtungen und weiteren Verbindungsleitungen, etwa Schläuchen
und/oder Ventilen denkbar. Bevorzugterweise ist die Anordnung von
Klimaanlage, etwaigem Behälter und Dosiereinrichtung so
zu gestalten, dass auf die genannten zusätzlichen Komponenten
verzichtet werden kann.
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Alternativ
sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, als
Kühlmedium eine Waschflüssigkeit für eine
Frontscheibe und/oder für Scheinwerfer des Kraftwagens,
in den ein SCR-System mit einer Dosiereinrichtung verbaut ist, zu
nutzen. Auch in diesem Fall ist das Kühlmedium bereits
in einer Einrichtung des Kraftwagens vorhanden. Darüber
hinaus entfällt, wie auch im Zusammenhang mit der Verwendung des
Kondenswassers der Klimaanlage als Kühlmedium beschrieben,
eine zusätzliche Einspritzung von Harnstofflösung,
was alle genannte Vorteile auch in dieser alternativen Ausführungsform
des Verfahrens mit sich bringt.
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Wird
Waschflüssigkeit als Kühlmedium verwendet, so
kann unter Umständen auf den Einsatz zusätzlicher
Pumpvorrichtungen und/oder Ventile zum Transport der Waschflüssigkeit
von der entsprechenden Einrichtung zur Dosiereinrichtung des SCR-Systems über
Verbindungsleitungen wie etwa Schläuche nicht verzichtet
werden. Vorzugsweise ist aber auf den Einsatz der genannten zusätzlichen Komponenten
aus Kostengründen zu verzichten.
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In
diesem Zusammenhang ist auch der Einsatz von Auffangeinrichtungen
für Waschflüssigkeit denkbar, die zur Reinigung
der Frontscheibe des Kraftwagens benutzt wurde und zur Kühlung
der Dosiereinrichtung aufgefangen und wieder verwendet wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform wird als Kühlmedium
aufgefangenes und/oder gesammeltes Regenwasser genutzt. Auch in
diesem Fall gelten die schon in Zusammenhang mit der Verwendung des
Kondenswassers der Klimaanlage und mit der Verwendung der Waschflüssigkeit
als Kühlmedium getroffenen Aussagen bezüglich
der geodätischen Lagen der Einrichtungen und bezüglich
des Einsatzes von zusätzlichen Pumpvorrichtungen bzw. Verbindungsleitungen
bzw. Ventilen.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen
besonders dann zum Tragen, wenn dies in einer Vorrichtung zur Kühlung
der Dosiereinrichtung eingesetzt wird, bei der als Kühlmedium
eine Flüssigkeit einer ohnehin im Kraftwagen vorhandenen,
außerhalb des Abgasstrangs angeordneten Einrichtung angewendet
wird, bei der das Kondenswasser der Klimaanlage und/oder Waschflüssigkeit
einer Scheibenwaschanlage und/oder Regenwasser einer Sammeleinrichtung
der Dosiereinheit zuführbar ist.
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Das
beschriebene Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung ermöglichen eine Senkung der Temperatur der
Dosiereinrichtung um 20°C in kritischen Betriebszuständen,
wie sie beispielsweise bei hohen Außenlufttemperaturen
in Kombination mit einem Regenerationsvorgang einer Abgasnachbehandlungsanlage
vorkommen.
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Weiterhin
entfällt eine Schutzdosierung in Form einer zusätzlichen
Einspritzung von wässriger Harnstofflösung vollständig,
was den Verbrauch der knapp zur Verfügung stehenden Harnstofflösung deutlich
reduziert. Daraus resultiert eine deutlich höhere Reichweite
bei gegebenem Tankvolumen der Harnstofflösung, was einen
deutlichen Komfortgewinn für einen Fahrer des Kraftwagens
bezüglich längerer Service-Intervalle zur Folge
hat.
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Im
Zusammenhang mit dem beschriebenen Verfahren zur Kühlung
der Dosiereinrichtung ist ein erfindungsgemäßes
Verfahren vorgesehen, bei dem eine Temperatur einer Komponente,
insbesondere einer Dosierventil-Spitze, der Dosiereinrichtung auf Basis
mehrerer Randbedingungen ermittelt wird. Dabei wird die Temperatur
beispielsweise in Abhängigkeit der Außenlufttemperatur,
eines Abgasmassenstroms, einer Abgastemperatur, einer Harnstofftanktemperatur,
eines Öffnungswinkels der Dosiereinrichtung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit
modelliert, wodurch die Temperatur der Dosierventil-Spitze ermittelt
wird.
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In
Verbindung mit dem zuvor beschriebenen Verfahren kann die Temperatur
zusätzlich in Abhängigkeit eines Betriebszustands
in der Klimaanlage ermittelt bzw. modelliert werden. Es ist also
eine rechnerische Modellierung der Temperatur der Dosiereinrichtung
in Abhängigkeit des Betriebszustands der Klimaanlage vorgesehen.
Alle genannten Randbedingungen werden durch Sensoren erfasst und
verarbeitet.
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Bei
verrauschten oder rasch schwankenden Messwerten ist vorzugsweise
eine Signalfilterung (Tiefpass) vorgesehen. Durch dieses erfindungsgemäße
Verfahren kann die Temperatur der Dosierventil-Spitze realitätsnah
und genau ermittelt werden. Bei Überschreiten einer vorgebbaren
Grenztemperatur von zum Beispiel 115°C wird die Klimaanlage
in Betrieb gesetzt, falls sie nicht bereits in Betrieb ist. Wird
keine Kühlung des Innenraums des Kraftwagens gewünscht,
so kann lediglich eine Entfeuchtungsfunktion der Klimaanlage aktiviert
werden, wodurch in beiden Fällen Kondenswasser erzeugt
wird, das in beschriebener Art und Weise auf die Dosiereinrichtung
geleitet und aufgetropft werden kann, wodurch dasselbe und seine
Dosierventil-Spitze gekühlt wird.
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Wird
als Kühlmedium beispielsweise Waschflüssigkeit
für die Frontscheibe und/oder die Scheinwerfer oder gesammeltes
Regenwasser verwendet, so können gegebenenfalls verbaute
zusätzliche Pumpvorrichtungen und/oder Ventile in Betrieb
gesetzt bzw. geöffnet oder geschlossen werden und das Kühlmedium
zur Dosiereinrichtung geleitet werden zur Erzielung einer Kühlung
derselbigen. Ein möglicher Betriebszustand der Klimaanlage
ist dabei beispielsweise ”AUS”, ”An”,
Stufe 1, 2, 3 o. ä. Weiterhin kann ein Inbetriebsetzen
der Klimaanlage und damit eine Erzeugung von Kondenswasser in Abhängigkeit
des Regenerationsvorgangs der Abgasnachbehandlungsanlage automatisch
gesteuert erfolgen.
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Wird
die Grenztemperatur der Dosiereinrichtung und besonders ihrer Dosierventil-Spitze
dennoch überschritten, so kann nichtsdestoweniger zusätzlich
eine Einspritzung von Harnstofflösung zur Kühlung
der Dosiereinrichtung erfolgen. Dennoch ist eine Durchführung
derartiger zusätzlicher Einspritzungen von Harnstofflösung
durch die erfindungsgemäßen Verfahren auf ein
Minimum reduziert.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens zur
Modellierung der Temperatur der Dosierventil-Spitze der Dosiereinrichtung
wird eine Temperaturreduzierung in Abhängigkeit einer Verdampfungsenthalpie
einer Flüssigkeit, d. h. konkret des Kühlmediums
zur Kühlung der Dosiereinrichtung, berechnet. Dadurch kann
die Kühlwirkung des Kühlmediums in Form von Kondenswasser
oder Waschflüssigkeit oder Regenwasser auf der Dosiereinrichtung
berücksichtigt werden. In Abhängigkeit einer in
einem Kennfeld errechneten Kühlmediumsmasse wird eine Verdampfungsenthalpie
abhängig von der Temperatur der Dosiereinrichtung errechnet. Als
Eingangsgrößen werden der Betriebszustand der Klimaanlage,
die Außenlufttemperatur, der Außenluftdruck und
eine Höhe über dem Meeresspiegel verwendet.
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Eine
in Abhängigkeit der berechneten Verdampfungsenthalpie berechnete
Temperaturreduzierung der Dosiereinrichtung wird von der ermittelten bzw.
modellierten Temperatur der Komponente der Dosiereinrichtung, also
von der Dosierventil-Spitze, quantitativ abgezogen.
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Handelt
es sich bei dem Kühlmedium beispielsweise um das Kondenswasser
der Klimaanlage, und ist die Klimaanlage ausgeschaltet, wird die Temperaturdifferenz
auf Null gesetzt und eine zuvor eventuell erzielte Kühlwirkung
gefiltert zurückgenommen.
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Mögliche
Fehlerreaktionen, beispielsweise bei nicht zur Verfügung
stehendem Kondenswasser bei ausgeschalteter Klimaanlage, sind ebenso
vorzusehen.
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Durch
dieses Verfahren kann der aktuelle Betriebszustand der Dosiereinrichtung
ermittelt und in Abhängigkeit davon gezielt Maßnahmen
zur Kühlung der Dosiereinrichtung eingeleitet werden bei gleichzeitiger
Vermeidung eines unerwünscht erhöhten Verbrauchs
von Harnstofflösung.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung
genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend
in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine
gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der
jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer aktiven Kühlung einer Dosiereinrichtung
eines SCR-Systems mittels Kondenswassers einer Klimaanlage;
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2 eine
schematische Darstellung einer aktiven Kühlung einer Dosiereinrichtung
eines SCR-Systems mittels Waschflüssigkeit einer Scheibenwaschanlage;
und
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3 eine
schematische Darstellung einer Zuführung von Kühlmedium
auf eine Dosiereinrichtung eines SCR-Systems.
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Während 1 schematisch
eine Kühlung einer Dosiereinrichtung mittels während
eines Betriebs einer Klimaanlage entstehenden Kondenswassers zeigt,
ist im Gegensatz dazu in 2 schematisch eine Kühlung
der Dosiereinrichtung durch eine Waschflüssigkeit einer
Scheibenwaschanlage dargestellt. 3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Dosiereinrichtung und ihre schematische
Anordnung in einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine sowie
eine schematische Zuführungsmöglichkeit eines
Kühlmediums zur Kühlung der Dosiereinrichtung.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung 10 zur Kühlung
einer Dosiereinrichtung 18 eines SCR-Systems weist eine
Klimaanlage 12 auf, die während ihres Betriebs
zur Kühlung und/oder zur Entfeuchtung eines nicht dargestellten
Innenraums eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftwagens Kondenswasser
produziert.
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Das
Kondenswasser kann aus einer Austrittsöffnung 14 der
Klimaanlage 12 austreten. Es wird über einen Schlauch 16 zur
Umleitung des Kondenswassers zu einer Dosiereinrichtung 18 eines SCR-Systems
geleitet.
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Der
Schlauch 16 ist beispielsweise aus einem temperaturfesten
Kunststoff gebildet. Alternativ ist aber auch möglich,
ihn aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise aus Metall, zu bilden
und ihn so zu formen, dass er das Kondenswasser der Klimaanlage 12 zur
Dosiereinrichtung 18 leitet.
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Aus
einer Öffnung 17 des Schlauchs 16, die beispielsweise
eine Düsenform, aber auch einen nicht speziell geformten
Austrittsbereich aufweisen kann, kann das aus der Klimaanlage 12 über
die Austrittsöffnung 14 ausgeleitete Kondenswasser
auf die Dosiereinrichtung 18 aufgetropft werden. Die Dosiereinrichtung 18 weist
in ihrem Betrieb zur Entstickung eines durch ein Abgasrohr strömenden
Abgases hohe Temperaturen auf. Diese Temperaturen dürfen einen
bestimmten Grenzwert nicht überschreiten, was eine Kühlung
der Dosiereinrichtung 18 erfordert.
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Das
Kondenswasser der Klimaanlage 12 ist nun über
den Schlauch 16 und die Öffnung 17 so
auf die Dosiereinrichtung 18 aufbringbar, dass es auf einer
heißen Oberfläche der Dosiereinrichtung 18 verdampft.
Eine zur Verdampfung nötige Energie wird der Dosiereinrichtung 18 in
Form von Wärmeenergie entzogen, wodurch ein Kühleffekt
der Dosiereinrichtung 18 eintritt. So sind Überschreitungen
der Grenztemperatur der Dosiereinrichtung 18 vermeidbar.
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Das
Kondenswasser der Klimaanlage 12 tropft aufgrund eines
Gefälles zwischen der Austrittsöffnung 14 der
Klimaanlage 12 und der Öffnung 17 des
Schlauchs 16 selbständig infolge der Schwerkraft
auf die Dosiereinrichtung 18. Durch diese Anordnung sind
zusätzliche Pumpeinrichtungen und/oder Ventile nicht nötig.
Lässt eine Bauraumsituation eines Kraftwagens, in den eine
derartige Kühlung 10 verbaut ist, die in 1 dargestellte
Anordnung nicht zu, so kann aber dennoch die Anordnung von einer
oder mehreren Pumpvorrichtungen und/oder Ventilen zur Führung
des Kondenswassers der Klimaanlage 12 zur Dosiereinrichtung 18 vorgesehen
sein.
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2 zeigt
schematisch eine Kühlung 30 einer Dosiereinrichtung 42 eines
SCR-Systems, bei der zur Kühlung der Dosiereinrichtung 42 als
Kühlmedium eine Waschflüssigkeit einer Scheibenwaschanlage
genutzt wird.
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Hierzu
tritt die Waschflüssigkeit der Scheibenwaschanlage aus
einem Behälter 32, in dem die Waschflüssigkeit
beispielsweise aufbewahrt oder nach Benutzung wieder aufgefangen
wird, über eine Austrittsöffnung 34 aus.
Mittels eines Schlauchs 40, der beispielsweise aus einem
temperaturfesten Kunststoff, aber auch aus einem anderen Werkstoff wie
beispielsweise Metall gebildet sein kann, wird die Waschflüssigkeit
auf die Dosiereinrichtung 42 zur Kühlung derselbigen
geführt. Bezüglich der Kühlung der Dosiereinrichtung 42 treffen
dieselben Aussagen zu, die in diesem Zusammenhang bezüglich 1 getroffen
wurden.
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Die
Dosiereinrichtung 42 dosiert wässrige Harnstofflösung
in ein Abgasrohr 44 ein, wodurch ein Abgas, das durch das
Abgasrohr 44 strömt, mit der wässrigen
Harnstofflösung beaufschlagt wird. Dies führt
zu einer Reduzierung der NOx-Emissionen.
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Ebenso
wie in 1 kann auch in 2 die Flüssigkeit
zur Kühlung der Dosiereinrichtung 42, hier in
Form der Waschflüssigkeit, aufgrund des Gefälles
zwischen der Austrittsöffnung 34 und der Öffnung 41 des
Schlauchs 40 auf die Dosiereinrichtung 42 zu deren
Kühlung auftropfen ohne das Zutun zusätzlicher
Komponenten. Die Waschflüssigkeit kann alternativ oder
zusätzlich auch einer Scheinwerferwaschanlage entstammen.
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In 2 weiterhin
schematisch dargestellt ist ein optionales Ventil 36, das
abhängig von einer Außenlufttemperatur oder einer
modellierten bzw. ermittelten Temperatur der Dosiereinrichtung geöffnet wird,
wodurch gezielt und bedarfsgerecht die Dosiereinrichtung 42 gekühlt
werden kann.
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Darüber
hinaus ist in 2 schematisch eine optionale
Pumpe eines Scheibenwaschanlagen- oder Scheinwerferwaschanlagenkreislaufs
dargestellt. Der Einsatz einer derartigen optionalen Pumpe ist beispielsweise
dann vonnöten, wenn die in 1 und 2 dargestellten
geodätischen Lagen der einzelnen Komponenten nicht möglich
sind, und somit ein selbständiges Fließen bzw.
Tropfen der Flüssigkeit zur Kühlung der Dosiereinrichtung 18 bzw. 42 nicht
möglich ist.
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3 zeigt
eine Dosiereinrichtung 54 eines SCR-Systems, die zur Entstickung
eines durch ein Abgasrohr 52 strömendenden Abgases
eine wässrige Harnstofflösung in das Abgasrohr 52 einspritzt.
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Während
ihres Betriebs und ganz besonders während eines Regenerationsvorgangs
eines nicht dargestellten Partikelfilters oder einer anderen Abgasnachbehandlungsanlage
in einem Abgastrakt, zu dem das Abgasrohr 52 gehört,
erreicht die Dosiereinrichtung 54 sehr hohe Betriebstemperaturen.
Dabei darf eine bestimmte Grenztemperatur nicht überschritten
werden.
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Zur
Vermeidung einer Beschädigung der Dosiereinrichtung 54 durch Überhitzen
wird über einen temperaturstabilen Schlauch 50 ein
Kühlmedium auf Kühlrippen 56 der Dosiereinrichtung 54 geleitet.
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Der
Schlauch 50 kann aus temperaturbeständigem Kunststoff
oder auch aus einem anderen Werkstoff wie beispielsweise Metall
gebildet sein. Der Schlauch 50 ist auf die Kühlrippen 56 der
Dosiereinrichtung 54 gerichtet und führt das Kühlmedium
an eben die Position der Kühlrippen 56.
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Das
Kühlmedium kann dabei, wie in Zusammenhang mit 1 und 2 schon
erwähnt, beispielsweise Kondenswasser einer Klimaanlage
oder eine Waschflüssigkeit einer Scheiben- oder Scheinwerferwaschanlage
oder aufgefangenes Regenwasser sein. Darüber hinaus ist
eine Kombination dieser drei Kühlmedien durchaus vorstellbar,
beispielsweise in der Form, dass über eine Verrohrung alle
oder nur eine Auswahl der genannten Kühlmedien zusammengeführt
und schließlich auf die Dosiereinrichtung 54 über
einen Schlauch 50 aufgetropft werden.
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Durch
die Kühlrippen 56 der Dosiereinrichtung 54 kann
der Kühlungseffekt durch das Verdampfen des Kühlmediums
weiter positiv verstärkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006053485
A1 [0003]