DE102009032489A1 - Ventilation device for injection nozzle of internal combustion engine of commercial motor vehicle, has pumping device with drive provided with line element, and displacement element deviated dependent on liquid pressure in line element - Google Patents

Ventilation device for injection nozzle of internal combustion engine of commercial motor vehicle, has pumping device with drive provided with line element, and displacement element deviated dependent on liquid pressure in line element Download PDF

Info

Publication number
DE102009032489A1
DE102009032489A1 DE102009032489A DE102009032489A DE102009032489A1 DE 102009032489 A1 DE102009032489 A1 DE 102009032489A1 DE 102009032489 A DE102009032489 A DE 102009032489A DE 102009032489 A DE102009032489 A DE 102009032489A DE 102009032489 A1 DE102009032489 A1 DE 102009032489A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reducing agent
injector
fluid
pressure
pumping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009032489A
Other languages
German (de)
Inventor
Ulrich Rusche
Christof Dr. Lücking
Sascha Fuß
Tobias Bukes
Michael Padberg
Daniel Rabiega
Gerd Sonnenhol
Gerd Dr. Gaiser
Guido Domke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Priority to DE102009032489A priority Critical patent/DE102009032489A1/en
Publication of DE102009032489A1 publication Critical patent/DE102009032489A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1446Means for damping of pressure fluctuations in the delivery system, e.g. by puffer volumes or throttling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1466Means for venting air out of conduits or tanks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

The device has a pressure accumulator (6) connected with an outlet of a pumping device (4). A valve is arranged in a liquid line connection between the pressure accumulator and an injector (5) i.e. injection nozzle. The valve is formed such that the valve opens with a differential pressure. A hydraulic drive of the pumping device includes a line element, and a displacement element i.e. diaphragm (45), is arranged at the line element, where the displacement element is deviated dependent on liquid pressure prevailing in the line element. Independent claims are also included for the following: (1) an emission control device (2) a method for ventilating an injector of an emission control device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung für Fahrzeuge, bei der zur Abgasreinigung ein fluides und insbesondere ein flüssiges Reduktionsmittel verwendet wird.The The present invention relates to an exhaust gas purification device for vehicles, in the exhaust gas purification a fluid and in particular a liquid reducing agent is used.

Bei der thermischen Verwertung von festen, gasförmigen und flüssigen natürlichen und fossilen Brennstoffen wie beispielsweise Kohle, Gas, Öl und Holz kommt es in der Regel zur Bildung von Stickoxiden NOX. Auch die Abgase von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge und Nutzfahrzeuge enthalten Stickoxide. Besonders hoch ist der Anteil an Stickoxiden in Abgasen von dieselbetriebenen Verbrennungsmotoren.In the thermal utilization of solid, gaseous and liquid natural and fossil fuels such as coal, gas, oil and wood, there is usually the formation of nitrogen oxides NO X. The exhaust gases of internal combustion engines for motor vehicles and commercial vehicles contain nitrogen oxides. The proportion of nitrogen oxides in exhaust gases from diesel-powered internal combustion engines is particularly high.

Stickoxide und insbesondere Stickstoffdioxid NO2 stehen im Verdacht, die menschlichen Atmungsorgane zu reizen oder zu schädigen. Außerdem werden Stickoxide aufgrund der Bildung von Salpetersäure (HNO3) durch Reaktion mit Wasser (H2O) (2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2) oder durch Aufnahme von N2O5 in Aerosolpartikel und nachfolgender Bildung von NO3 in flüssiger Phase mit für die Entstehung des ”Sauren Regens” in Verbindung gebracht. Ferner gelten Stickoxide auch an der Bildung von Smog und (unter Einfluss von UV-Strahlung) auch an der Bildung von Ozon (O3) beteiligt.Nitrogen oxides and in particular nitrogen dioxide NO 2 are suspected of irritating or damaging the human respiratory system. In addition, nitric oxides due to the formation of nitric acid (HNO 3 ) by reaction with water (H 2 O) (2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 ) or by incorporation of N 2 O 5 in aerosol particles and subsequent formation of NO 3 - in the liquid phase associated with the formation of "acid rain". Furthermore, nitrogen oxides are also involved in the formation of smog and (under the influence of UV radiation) also in the formation of ozone (O 3 ).

Es werden daher verstärkt Anstrengungen unternommen, den Gehalt von Stickoxiden im Abgas zu reduzieren. Hierfür wurde vorgeschlagen, ein ungiftiges fluides Reduktionsmittel aus Wasser (H2O) und Harnstoff (CH4N2O) präzise dosiert in den (noch heißen) Abgasstrom einzuspritzen. Der dabei entstehende Ammoniak (NH3) reagiert mit den Stickoxiden des Abgases in einem der Einspritzung entlang des Abgasstroms nachgeschalteten SCR-Katalysator (SCR = Selective Catalytic Reduction, zu deutsch: Selektive katalytische Reduktion) zu für die Umwelt unschädlichem Stickstoff und Wasser. Als flüssiges Reduktionsmittel kann beispielsweise mit Wasser versetzter Harnstoff verwendet werden. Eine 32,5%-ige wässrige Harnstofflösung ist zum Beispiel unter dem Markennamen AdBlue® im Handel erhältlich. Die Einspritzung des Reduktionsmittels kann dabei mit Druckluft vermischt oder direkt in flüssiger Form erfolgen. Prinzipiell wäre es auch möglich Ammoniak anstelle von Harnstoff als Reduktionsmittel zu verwenden, aufgrund der ätzenden, umweltgefährdenden und giftigen Eigenschaft von Ammoniak ist dies jedoch äußerst problematisch.Efforts are therefore increasingly being made to reduce the content of nitrogen oxides in the exhaust gas. For this purpose, it was proposed to inject a non-toxic fluid reducing agent of water (H 2 O) and urea (CH 4 N 2 O) precisely metered into the (still hot) exhaust stream. The resulting ammonia (NH 3 ) reacts with the nitrogen oxides of the exhaust gas in a downstream of the injection along the exhaust stream SCR catalyst (SCR = Selective Catalytic Reduction, to German: Selective catalytic reduction) to the environment harmless nitrogen and water. As the liquid reducing agent, for example, urea mixed with water may be used. A 32.5% aqueous urea solution is available, for example under the brand name AdBlue ® commercially. The injection of the reducing agent can be mixed with compressed air or carried out directly in liquid form. In principle, it would also be possible to use ammonia instead of urea as a reducing agent, but due to the corrosive, environmentally hazardous and toxic property of ammonia, this is extremely problematic.

Die Verwendung von fluiden und insbesondere von flüssigen Reduktionsmitteln zur Reinigung von Abgasen einer Verbrennungsvorrichtung birgt abgesehen von der Tatsache, dass zum Betrieb der jeweiligen Verbrennungsvorrichtung zusätzlich zum Brennstoff auch Reduktionsmittel bereitgestellt werden muss, den Nachteil, dass sich das Reduktionsmittel bei tiefen Temperaturen verfestigen kann, wobei die Volumenänderung des Reduktionsmittels beim Einfrieren nicht nur zur Beeinträchtigung sondern auch zur Beschädigung von mit ihm in Kontakt stehenden Komponenten führen kann.The Use of fluid and in particular of liquid reducing agents for Purification of exhaust gases from a combustion device is eliminated from the fact that to the operation of the respective combustion device additionally to the fuel also reducing agent must be provided the disadvantage that the reducing agent at low temperatures solidify, wherein the volume change of the reducing agent in Freezing not just to the detriment but also to damage can lead from in contact with him components.

Der Gefrierpunkt von AdBlue® liegt beispielsweise bei –11°C, einer Temperatur die auch in den Wintern der gemäßigten Zonen oftmals unterschritten wird. Bei wässrigen Reduktionsmitteln nimmt das von ihnen beim Einfrieren beanspruchte Volumen zu. Bei AdBlue® beispielsweise um ca. 11% des Volumens im flüssigen Zustand. Steht für die Ausdehnung des einfrierenden Reduktionsmittels kein entsprechender Raum zur Verfügung, so nimmt der Druck im Reduktionsmittel und damit verbunden auch auf die mit ihm in Kontakt stehenden Komponenten zu.The freezing point of AdBlue ® is, for example, at -11 ° C, a temperature that is often undershot even in the winters of temperate zones. In the case of aqueous reducing agents, the volume occupied by them during freezing increases. For example, with AdBlue ® , about 11% of the volume in the liquid state. If there is no corresponding space available for the expansion of the freezing reducing agent, the pressure in the reducing agent and, associated therewith, also increases in the components in contact with it.

Zum Einspritzen des Reduktionsmittels in den Abgasstrom wird eine als Einspritzdüse bzw. Injektor bezeichnete Vorrichtung verwendet, die in der Regel bewegliche Komponenten zur aktiven oder passiven Steuerung von Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge des Reduktionsmittels aufweist. Die mit einem Einfrieren von Reduktionsmittel in der Vorrichtung verbundene Volumen- bzw. Druckänderung kann zu Undichtigkeiten der Vorrichtung und zur Beschädigung eventuell vorhandener beweglicher Komponenten der Vorrichtung mit der Folge einer Funktionsbeeinträchtigung führen, die sich bis zum Ausfall oder zur Zerstörung der Vorrichtung ausweiten kann.To the Injection of the reducing agent into the exhaust stream is referred to as injection or injector referred device used, which is usually movable components for active or passive control of injection timing and injection quantity of the reducing agent. The one with one Freezing of reducing agent in the device connected volume or pressure change can to leaks of the device and damage possibly existing movable components of the device with the result of functional impairment to lead, which expand until failure or destruction of the device can.

Um dies zu verhindern kann die Abgasreinigungseinrichtung mit einer Fremdheizung für die Vorrichtung oder auch weitere Teile der Reduktionsmittelzuführung versehen werden, welche die Temperatur des Reduktionsmittels immer oberhalb dessen Gefrierpunkts hält. Der Energiebedarf entsprechender Heizungen ist jedoch sehr hoch. Bei mobilen Verbrennungsanlagen wird die zum Heizen benötigte Energie meist über separate Energiespeicher begrenzter Kapazität, beispielsweise durch Batterien oder Akkumulatoren, bereitgestellt, so dass eine entsprechende Beheizung der Reduktionsmittelzuführung nur über einen begrenzten Zeitraum aufrecht erhalten werden kann. Vor allem für Kraft- und Nutzfahrzeuge ergeben sich hierdurch nicht unwesentliche Einschränkungen bezüglich deren Funktionsbereitschaft. Außerdem bedeutet eine Fremdheizung einen zusätzlichen technischen Aufwand, der zu einer erheblichen Verteuerung der Abgasreinigungseinrichtung sowie deren Unterhalts führt.Around To prevent this, the exhaust gas purification device with a External heating for provided the device or other parts of the reducing agent supply which are always above the temperature of the reducing agent whose freezing point holds. The energy demand of corresponding heaters is very high. In mobile incinerators, the energy needed for heating mostly over separate energy storage of limited capacity, for example by batteries or Accumulators, provided so that appropriate heating the reducing agent supply only over for a limited period of time. Especially for power and commercial vehicles result in this not insignificant restrictions in terms of their operational readiness. Furthermore means an external heating an additional technical effort, to a considerable increase in the price of the exhaust gas purification device and their maintenance leads.

Um die Funktionsbereitschaft der Injektoreinrichtung bei kalten Umgebungstemperaturen auch ohne Beheizen zu verbessern, ist es bekannt, den Injektor bei Nichtbenutzung der Verbrennungsanlage zu entleeren. Die Entleerung des Injektors hat zudem den Vorteil, dass die Einspritzdüse bei erneuter Inbetriebnahme der Verbrennungseinrichtung nicht erst vollständig aufgetaut werden muss, um wieder funktionstüchtig zu werden. Das Entleeren der Einspritzdüse erfolgt entweder aktiv durch Leerpumpen oder durch Verdrängen des Reduktionsmittels aus dem Injektor mittels Einblasen von Druckluft. Hierzu sind jedoch technische Einrichtungen erforderlich, die nach dem Abschalten der Verbrennungsanlage weiterhin mit Strom bzw. Energie versorgt werden müssen. Außerdem ist ein Großteil der Kraftfahrzeughersteller nicht bereit den mit diesen Einrichtungen verbundenen Kostenaufwand zu tragen.In order to improve the operational readiness of the injector device at cold ambient temperatures even without heating, it is known to empty the injector when not using the incinerator. The emptying of the injector has also the advantage that the injector when restarting the combustion device does not have to be completely thawed first in order to be functional again. The emptying of the injector is done either actively by emptying or by displacing the reducing agent from the injector by blowing compressed air. However, technical equipment is required for this purpose, which must continue to be supplied with electricity or energy after switching off the incinerator. In addition, a large proportion of motor vehicle manufacturers are unwilling to bear the costs associated with these facilities.

Ausgehend von dem Geschilderten sind Ausführungsformen der Erfindung darauf gerichtet, eine zuverlässige und kostengünstige Vorrichtung mit einfachem Aufbau sowie ein zuverlässiges und kostengünstiges Verfahren anzugeben, die eine Funktionsbeeinträchtigung oder eine Beschädigung der Vorrichtung zum Einspritzen des Reduktionsmittels durch gefrierendes Reduktionsmittel verhindern.outgoing of the above are embodiments The invention is directed to a reliable and inexpensive device with simple construction as well as a reliable and cost-effective Specify a method that is detrimental or damaging the Device for injecting the reducing agent by freezing Prevent reducing agents.

Entsprechende Ausführungsformen sind Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.Appropriate embodiments are the subject of independent Claims.

Eine Ausführungsform umfasst eine Belüftungsvorrichtung für eine Einspritzeinrichtung (beispielsweise Einspritzdüse oder Injektor) zur Injektion eines Reduktionsmittels in den von einer Verbrennungsvorrichtung abgegebenen Abgasstrom, wobei die Belüftungsvorrichtung eine Pumpeinrichtung, einen Druckspeicher und ein Ventil aufweist. Die Pumpeinrichtung der Belüftungsvorrichtung weist einen hydraulischen Antrieb auf und ist zur Förderung und zum Unterdrucksetzen eines vom Reduktionsmittel verschiedenen zweiten Fluids ausgebildet. Der Druckspeicher ist mit einem Auslass der Pumpeinrichtung verbunden und zur Aufnahme des unter Druck gesetzten zweiten Fluids ausgebildet. Das Ventil befindet sich in einer Fluidleitungsverbindung zwischen dem Druckspeicher und der Einspritzeinrichtung und ist so ausgebildet, dass es sich bei einem Differenzdruck öffnet, bei dem der Druck an der dem Druckbehälter zugewandten Seite des Ventils größer ist, als der Druck an der Seite des Ventils, die der Einspritzeinrichtung zugewandt ist. Der Antrieb der Pumpeinrichtung umfasst ein von einem Fluid durchströmbares Leitungselement, an dem wenigstens ein Verdrängungselement angeordnet ist, das abhängig von einem im Leitungselement vorherrschenden Fluiddruck ausgelenkt wird.A embodiment includes a ventilation device for one Injection device (eg injector or injector) for injecting a Reducing agent in the output from a combustion device Exhaust gas flow, wherein the ventilation device a pumping device, a pressure accumulator and a valve. The pumping device of the ventilation device has a hydraulic drive and is for promotion and for pressurizing one different from the reducing agent formed second fluid. The accumulator is with an outlet connected to the pumping device and for receiving the pressurized formed second fluid. The valve is in a fluid line connection between the pressure accumulator and the injector and is designed so that it opens at a differential pressure at which the pressure on the pressure vessel facing side of the valve is larger, as the pressure on the side of the valve, that of the injector is facing. The drive of the pumping means comprises one of a Fluid permeable Conduction element, on which at least one displacement element is arranged, that depends deflected by a prevailing in the line element fluid pressure becomes.

Das von einem Fluid durchströmbare Leitungselement der Pumpeinrichtung kann vorteilhaft in die Leitung eingesetzt werden, über welche die Förderpumpe das Reduktionsmittel in die Einspritzeinrichtung pumpt. Das am Leitungselement der Pumpeinrichtung angeordnete Verdrängungselement wird über die Druckschwankungen des Reduktionsmittels bei der Zufuhr zur Einspritzeinrichtung betätigt, so dass der Druckspeicher über die Druckschwankungen des Reduktionsmittels selbsttätig mit einem unter Druck stehenden zweiten Fluid befüllt wird. Sobald der Druck des Reduktionsmittels in der Einspritzeinrichtung auf einen über das Ventil bestimmbaren Wert unterhalb des Fluiddrucks im Druckspeicher abgefallen ist, öffnet sich das Ventil und sorgt so für eine automatische Belüftung des Einspritzeinrichtung durch Verdrängen des darin befindlichen Reduktionsmittels.The permeable by a fluid Conduit element of the pumping device can be advantageous in the line be used over which the delivery pump the reducing agent pumps into the injector. The at the line element the pumping device arranged displacement element is over the Pressure fluctuations of the reducing agent in the supply to the injector actuated, so that the accumulator over the pressure fluctuations of the reducing agent automatically with a pressurized second fluid is filled. Once the pressure of the reducing agent in the injector to one over the Valve determinable value below the fluid pressure in the accumulator has fallen off, opens the valve and take care of it an automatic ventilation of the injector by displacing the therein Reducing agent.

Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung mit einem Tank für ein fluides Reduktionsmittel, einer Einspritzeinrichtung, die eine in den Abgasstrom einer Verbrennungsvorrichtung mündende Düsenöffnung aufweist, die zum Einspritzen des Reduktionsmittels in den Abgasstrom der Verbrennungsvorrichtung ausgebildet ist, einer Förderpumpe, die in einer den Tank mit der Einspritzeinrichtung verbindenden Fluidverbindung angeordnet und zum Pumpen des Reduktionsmittels aus dem Tank in die Einspritzeinrichtung unter Förderdruckschwankungen ausgebildet ist, und mit einer wie oben angegebenen Belüftungsvorrichtung, wobei die nicht mit dem Druckbehälter in Verbindung stehende Seite des Ventils mit dem von der Förderpumpe mit dem Reduktionsmittel füllbaren Innenraum der Einspritzeinrichtung in Verbindung steht, und wobei das Leitungselement der Pumpeinrichtung innerhalb des Teils der Fluidverbindung angeordnet ist, der die Förderpumpe mit der Einspritzeinrichtung verbindet.A another embodiment relates to an exhaust gas purification device with a tank for a fluid Reducing agent, an injector, the one in the exhaust stream a combustion device opening Having nozzle opening, for injecting the reducing agent into the exhaust stream of the combustion device is formed, a feed pump, in a connecting the tank with the injector Fluid connection arranged and for pumping the reducing agent the tank formed in the injector under delivery pressure fluctuations is, and with a ventilation device as indicated above, wherein the not with the pressure vessel related side of the valve with that of the feed pump fillable with the reducing agent Interior of the injector is in communication, and wherein the Conduit element of the pumping device within the part of the fluid connection is arranged, which the feed pump connects to the injector.

Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Belüften einer Einspritzeinrichtung einer wie oben angegebenen Abgaseinrichtung mit Schritten zum Fördern eines Reduktionsmittels von einem das Reduktionsmittel enthaltenden Tank über eine Fluidverbindung in das Innere einer Einspritzeinrichtung so, dass der Druck des Reduktionsmittels in der Fluidverbindung zeitlich schwankt, Schritten zum Abgreifen der Druckschwankungen in der Fluidverbindung für den Antrieb einer Pumpeinrichtung zum Fördern und Unterdrucksetzen eines von dem Reduktionsmittel verschiedenen zweiten Fluids, Schritten zum Speichern des zweiten Fluids in einem Druckbehälter, und Schritten zum Zuführen des unter Druck gesetzten zweiten Fluids in den für die Aufnahme des Reduktionsmittels in der Einspritzeinrichtung vorgesehenen Innenraum in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Druck des zweiten Fluids im Druckbehälter bzw. an der Seite des Ventils, die dem Druckbehälter zugewandt ist, und dem Druck des Reduktionsmittels in der Einspritzeinrichtung.A another embodiment relates to a method for venting an injection device of an exhaust device as indicated above with steps to promote a reducing agent of a reducing agent-containing Tank over one Fluid connection in the interior of an injection device such that the pressure of the reducing agent in the fluid connection in time varies, steps to detect the pressure fluctuations in the fluid connection for the Drive a pumping device for conveying and pressurizing a second fluid other than the reducing agent, steps for storing the second fluid in a pressure vessel, and Feeding steps the pressurized second fluid in the for recording the reducing agent provided in the injector interior dependent on from the difference between the pressure of the second fluid in the pressure vessel or on the side of the valve, which faces the pressure vessel, and the Pressure of the reducing agent in the injector.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe ”umfassen”, ”aufweisen”, ”beinhalten”, ”enthalten” und ”mit”, sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder von Gruppierungen anderer oder zusätzlicher Merkmale ausschließen.In this context, it should be noted that the terms used in this specification and the claims for listing characteristics include "comprise", "comprise", "include", "contain" and "with", as well as their grammatical Modifications, generally as a non-exhaustive list of characteristics such. Process steps, facilities, areas, sizes and the like, and in no way preclude the presence of other or additional features or groupings of other or additional features.

Weiterbildungen dieser Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.further developments These embodiments are each subject of the dependent Claims.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verdrängungselement der Pumpeinrichtung eine Membrane, wodurch eine gute Trennung des von der Pumpeinrichtung geförderten insbesondere gasförmigen Fluids von dem für den Antrieb der Pumpeinrichtung verwendeten Reduktionsmittel erzielt wird. Ferner ermöglicht die Verwendung einer Membrane einen einfachen Pumpenaufbau mit nur sehr geringer Wartungsanfälligkeit. Alternativ oder zusätzlich kann das Verdrängungselement der Pumpeinrichtung auch einen Kolben umfassen, der sich insbesondere zur Realisierung größerer Pumpenhübe eignet und auch mit einer Membrane kombiniert werden kann.According to one embodiment includes the displacement element the pumping means a diaphragm, whereby a good separation of the funded by the pumping device especially gaseous Fluids from the for obtained the drive of the pumping means used reducing agent becomes. Furthermore allows the use of a diaphragm a simple pump design with only very low maintenance requirements. Alternatively or in addition can the displacement element the pumping device also comprise a piston, in particular for Realization of larger pump strokes is suitable and can also be combined with a membrane.

Als das von der Pumpeinrichtung geförderte zweite Fluid kann insbesondere Luft verwendet werden, da diese in der Umgebung von Verbrennungsvorrichtungen in der Regel allgemein verfügbar ist und somit nicht gesondert bereitgestellt oder aufbereitet werden muss.When the funded by the pumping device second In particular, air can be used as fluid in the environment of combustion devices is generally commonly available and thus does not need to be separately provided or prepared.

In einer Ausführungsform wird das Reduktionsmittel von einer wässrigen Harnstofflösung gebildet, und insbesondere von einer 32,5%igen wässrigen Harnstofflösung.In an embodiment if the reducing agent is formed by an aqueous urea solution, and in particular a 32.5% aqueous urea solution.

Die Förderpumpe zum Pumpen des Reduktionsmittels in die Einspritzeinrichtung kann in einer Ausführungsform als Kolbenpumpe, aber auch als Membranpumpe ausgebildet sein. In einer Ausführungsform umfasst die Förderpumpe eine Membran, die von einem von einer Kolbenpumpe verdrängten Fluid ausgelenkt wird. In diesem Fall kann das durch die Kolbenpumpe zur Auslenkung der Membran verdrängte Fluid den hydraulischen Antrieb der Pumpeinrichtung zur Förderung des zweiten Fluids bereitstellen.The feed pump for pumping the reducing agent into the injector in one embodiment be designed as a piston pump, but also as a diaphragm pump. In an embodiment includes the feed pump a membrane that is displaced by a fluid displaced by a piston pump is deflected. In this case, by the piston pump for Deflection of the membrane displaced Fluid the hydraulic drive of the pumping device to promote of the second fluid.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denenFurther Features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in connection with the claims as well the figures. The individual features may in one embodiment according to the invention ever for be realized or more than one. In the following explanation some embodiments the invention is referred to the attached figures, of which

1 eine Verbrennungseinrichtung mit einer Abgasreinigungseinrichtung veranschaulicht, deren Reduktionsmittelinjektor bei Nichtgebrauch automatisch belüftet wird, 1 illustrates a combustion device with an exhaust gas purification device, the reducing agent injector is automatically vented when not in use,

2 ein Ausführungsbeispiel für einen elektromechanisch steuerbaren Injektor in einer schematischen Darstellung zeigt, und 2 shows an embodiment of an electromechanically controllable injector in a schematic representation, and

3 ein Flussdiagramm darstellt, das die wesentlichen Schritte zur Belüftung eines Injektors für eine wie oben bezeichnete Abgasreinigungseinrichtung veranschaulicht. 3 Fig. 3 is a flow chart illustrating the essential steps for venting an injector for an exhaust purification device as described above.

Die in der 1 dargestellte Verbrennungseinrichtung weist eine Verbrennungsvorrichtung 8, beispielsweise einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, und eine Abgasreinigungseinrichtung 100 auf. Die Abgasreinigungseinrichtung 100 umfasst einen Abgasstrang 7, in den die von der Verbrennungsvorrichtung 8 erzeugten Abgase eingeleitet und in dem sie gereinigt werden, bevor sie über den Auslass 72 an die Umgebung abgegeben werden. In den Abgasstrang 7 ist ein Katalysator 71, beispielsweise ein wie oben beschriebener SCR-Katalysator eingebunden. Die Abgasreinigungseinrichtung 100 umfasst weiterhin eine Reduktionsmittelzuführung mit einer Einspritzeinrichtung in Form eines Injektors 5, der auch als Einspritzdüse bezeichnet wird. Der Injektor 5 ist in dem zwischen der Verbrennungseinrichtung 8 und dem Katalysator 71 angeordneten Segment des Abgasstrangs 7 angebracht. Der Injektor 5 dient dem Einspritzen von Reduktionsmittel in den Abgasstrom 81 vor dem Zuführen zum Katalysator 71. Eine Förderpumpe 3 fördert das Reduktionsmittel 11 über die aus den Saugleitungsabschnitten 21 und 22 und den dazwischenliegenden Filter 2 gebildete Förderleitung aus dem Reduktionsmitteltank 1 und führt es über die Zufuhrleitungsabschnitte 24 und 25 der Einspritzdüse 5 zu.The in the 1 The combustion device shown has a combustion device 8th , For example, an internal combustion engine of a motor vehicle, and an exhaust gas purification device 100 on. The exhaust gas purification device 100 includes an exhaust system 7 into which of the combustion device 8th initiated exhaust gases and in which they are cleaned before passing through the outlet 72 be delivered to the environment. In the exhaust system 7 is a catalyst 71 For example, an integrated as described above SCR catalyst. The exhaust gas purification device 100 further comprises a reducing agent supply with an injector in the form of an injector 5 , which is also referred to as an injection nozzle. The injector 5 is in between the combustion device 8th and the catalyst 71 arranged segment of the exhaust system 7 appropriate. The injector 5 serves to inject reducing agent into the exhaust stream 81 before feeding to the catalyst 71 , A pump 3 promotes the reducing agent 11 over the from the Saugleitungsabschnitten 21 and 22 and the intermediate filter 2 formed delivery line from the reducing agent tank 1 and guides it over the supply line sections 24 and 25 the injector 5 to.

Zwischen den Abschnitten 24 und 25 der Zufuhrleitung ist ein sekundäres Pumpelement 4 angeordnet, das von den Druckschwankungen in der Zufuhrleitung angetrieben Luft in einen Druckspeicher 6 pumpt. Die Luft wird von dem Pumpelement 4 über ein Einlassventil 41 angesaugt und über ein Auslassventil 42 in eine Druckleitung 44 eingespeist, die über einen Druckspeicheranschluss 61 mit dem Druckspeicher 6 verbunden ist. Der Druckspeicher 6 ist ferner über eine Belüftungsleitung 51 mit dem Injektor 5 verbunden. Ein Rückschlagventil 52 trennt dabei das Innere der Belüftungsleitung 51 vom Innenraum des Injektors 5, der im Betriebsfall mit dem Reduktionsmittel gefüllt ist.Between the sections 24 and 25 the supply line is a secondary pumping element 4 arranged, which is driven by the pressure fluctuations in the supply line air into an accumulator 6 inflated. The air is from the pumping element 4 via an inlet valve 41 sucked in and over an exhaust valve 42 in a pressure line 44 fed via an accumulator port 61 with the accumulator 6 connected is. The accumulator 6 is also a vent line 51 with the injector 5 connected. A check valve 52 separates the interior of the ventilation duct 51 from the interior of the injector 5 , which is filled in the case of operation with the reducing agent.

Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform saugt das sekundäre Pumpelement 4 die Luft nicht direkt aus der Umgebung des Einlassventils 41 an, sondern über eine mit dem Einlassventil 41 verbundene Luftansaugleitung 43, die vorzugsweise einen (in der Figur nicht dargestellten) Filter aufweist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Funktion des sekundären Pumpelements 4 nicht durch angesaugte Partikel oder Flüssigkeiten, beispielsweise Staub, Regenwasser oder dergleichen, beeinträchtigt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Einlassventil 41 und Auslassventil 42 integral mit dem sekundären Pumpelement 4 ausgeführt.At the in 1 embodiment shown sucks the secondary pumping element 4 the air is not directly from the environment of the inlet valve 41 but via one with the inlet valve 41 connected air intake line 43 , which preferably ei NEN (not shown in the figure) has filters. This can ensure that the function of the secondary pumping element 4 is not affected by sucked particles or liquids, such as dust, rainwater or the like. In a preferred embodiment, inlet valve 41 and exhaust valve 42 integral with the secondary pumping element 4 executed.

Zum dosierten Einspritzen des Reduktionsmittels 11 in den Abgasstrom 81 setzt die Förderpumpe 3 das in der Förderleitung 24/25 und im Innenraum des Injektors 5 befindliche Reduktionsmittel 11 unter Druck. Der Injektor besitzt im vorgestellten Fall ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 53, das den Innenraum des Injektors 5 mit dessen Düsenöffnung 54 verbindet. Bei geöffnetem Ventil 53 kann das Reduktionsmittel 11 somit über die Düsenöffnung 54 in den Abgasstrom 81 eingeleitet werden. Die Menge des in den Abgasstrom injizierten Reduktionsmittels wird über die Zeitdauer bestimmt, während der das Ventil 53 geöffnet ist. Die Ansteuerung des Ventils 53 erfolgt in dieser Ausführungsform aktiv mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Steuerung, bei welcher es sich auch um die Motorsteuerung der Verbrennungsvorrichtung handeln kann.For the metered injection of the reducing agent 11 in the exhaust stream 81 sets the feed pump 3 that in the funding line 24 / 25 and in the interior of the injector 5 reducing agents present 11 vacuum. The injector has in the case presented an electromagnetically actuated valve 53 that the interior of the injector 5 with its nozzle opening 54 combines. With the valve open 53 can the reducing agent 11 thus over the nozzle opening 54 in the exhaust stream 81 be initiated. The amount of reducing agent injected into the exhaust stream is determined over the period of time during which the valve 53 is open. The control of the valve 53 takes place actively in this embodiment by means of a controller, not shown in the figures, which may also be the engine control of the combustion device.

In der Querschnittsansicht von 2 sind die wesentlichen Komponenten eines solcherart elektromagnetisch gesteuerten Injektors 5 veranschaulicht. Form und Aufbau des gezeigten Injektors sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und können von denen eines tatsächlichen Injektors abweichen. Der Injektor 5 weist ein Gehäuse 5a auf, das einen Innenraum umschließt, der sich zur Düsenöffnung 54 hin verjüngen kann. Die Düsenöffnung 54 verbindet die in der Darstellung konisch ausgebildete Verjüngung des Innenraums mit dem Inneren des Abgasstrangs 7.In the cross-sectional view of 2 are the essential components of such an electromagnetically controlled injector 5 illustrated. The shape and construction of the injector shown are chosen with a view to a clear representation and may differ from those of an actual injector. The injector 5 has a housing 5a on, which encloses an interior, which extends to the nozzle opening 54 can rejuvenate. The nozzle opening 54 connects the tapered in the representation tapering of the interior with the interior of the exhaust system 7 ,

Ein innerhalb des Gehäuses 5a verschiebbar angeordnetes Element 53b kann im Bereich um die Düsenöffnung 54 gegen die Innenwand des Gehäuses 5a verschoben werden, um so, wie es in 2 dargestellt ist, die Düsenöffnung gegenüber dem Innenraum der Einspritzdüse 5 zu Verschließen. Zum Öffnen der Düsenöffnung 54 wird das üblicherweise als Düsennadel bezeichnete verschiebbare Element 53b von der Gehäusewand 5a im Bereich der Düsenöffnung 54 zurückgezogen, wodurch der Gehäuseinnenraum mit dem Inneren des Abgasstrangs wieder in Verbindung steht, und im Innenraum der Düse unter Druck stehendes Reduktionsmittel 11 in den Abgasstrom 81 übertreten kann. Die in 2 dargestellten Pfeile geben die Flussrichtung des Reduktionsmittels innerhalb des Injektorinnenraums beim Einspritzvorgang an.One inside the case 5a slidably arranged element 53b can be in the area around the nozzle opening 54 against the inner wall of the housing 5a be moved the way it is in 2 is shown, the nozzle opening with respect to the interior of the injection nozzle 5 to close. To open the nozzle opening 54 is the slidable element commonly referred to as a nozzle needle 53b from the housing wall 5a in the area of the nozzle opening 54 withdrawn, whereby the housing interior is again in communication with the interior of the exhaust line, and in the interior of the nozzle pressurized reducing agent 11 in the exhaust stream 81 can transgress. In the 2 Arrows indicated indicate the flow direction of the reducing agent within the injector interior during the injection process.

Das Verschieben der Düsennadel 53b erfolgt vorzugsweise über einen (in der Figur lediglich schematisch angedeuteten) elektrischen Antrieb 53a, beispielsweise eine Tauchspule, einen Linearmotor, einen Spindelmotor oder dergleichen andere Antriebe. Die an die Gehäusegeometrie angepasste, hier konische Form der Düsennadelspitze ermöglich ein sicheres Verschließen der Düsenöffnung 54.Moving the nozzle needle 53b is preferably via a (in the figure only schematically indicated) electric drive 53a For example, a plunger coil, a linear motor, a spindle motor or the like other drives. The adapted to the housing geometry, here conical shape of the nozzle needle tip allows a safe closing of the nozzle opening 54 ,

Wie oben bereits angedeutet sind die in 2 dargestellten Geometrien von Injektorgehäuse 5a und Düsennadel 53b keinesfalls zwingend. Vielmehr können beide von der Darstellung der 2 abweichende Formen aufweisen, wobei die Form der Düsennadelspitze zum Verschließen der Düsenöffnung 54 gegenüber dem Innenraum des Injektors 5 geeignet ausgebildet ist.As already indicated above, the in 2 illustrated geometries of Injektorgehäuse 5a and nozzle needle 53b not mandatory. Rather, both can be distinguished from the presentation of the 2 have different shapes, wherein the shape of the nozzle needle tip for closing the nozzle opening 54 opposite the interior of the injector 5 is designed suitable.

Bei Abstellen der Abgasreinigungseinrichtung 100 stellt die Förderpumpe 3 die Förderung von Reduktionsmittel 11 zum Injektor 5 ein und verbindet die Förderleitung 22 und die Zufuhrleitungsabschnitte 24 und 25 mit der Rücklaufleitung 23. Selbstverständlich kann die Verbindung der Förderleitung 22 und der Zufuhrleitungsabschnitte 24/25 mit der Rücklaufleitung 23 auch mittels eines getrennt von der Pumpe 3 angeordneten Ventils realisiert werden. Durch das Verbinden der Rücklaufleitung 23 mit der Förderleitung 22 und den Zufuhrleitungsabschnitten 24/25 entspannt sich der Reduktionsmitteldruck in der Förderleitung 22 und den Zufuhrleitungsabschnitten 24/25 und damit auch im Inneren des Injektors 5 auf den im Tank 1 vorherrschenden Druck, der in der Regel dem Umgebungsdruck entspricht. Außer dem zum Druckabbau erforderlichen Reduktionsmittelrücklauf findet jedoch keine weitere Entleerung der Förderleitung 22 oder der Zufuhrleitungsabschnitte 24/25 statt, so dass das Innere des Injektors 5 weiterhin mit Reduktionsmittel 11 gefüllt ist, das sich beim Einfrieren ausdehnt und dabei den Injektor 5 beschädigen kann.When parking the exhaust gas purification device 100 puts the feed pump 3 the promotion of reducing agents 11 to the injector 5 and connects the funding line 22 and the supply line sections 24 and 25 with the return line 23 , Of course, the connection of the delivery line 22 and the supply line sections 24 / 25 with the return line 23 also by means of a separate from the pump 3 arranged valve can be realized. By connecting the return line 23 with the support line 22 and the supply line sections 24 / 25 the reductant pressure in the delivery line relaxes 22 and the supply line sections 24 / 25 and thus also inside the injector 5 on the tank 1 prevailing pressure, which usually corresponds to the ambient pressure. However, there is no further emptying of the delivery line except for the reductant return required for pressure reduction 22 or the supply line sections 24 / 25 instead, leaving the interior of the injector 5 continue with reducing agent 11 is filled, which expands when freezing while the injector 5 can damage.

Um dies zu verhindern, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform das Reduktionsmittel 11 mit Hilfe von Druckluft aus dem Inneren des Injektors verdrängt. Statt Luft können auch andere unter Druck gesetzte Gase verwendet werden. Als Alternative bieten sich auch Flüssigkeiten an, die sich bei den zu erwartendenden tiefen Temperaturen weder verfestigen noch im Volumen zunehmen.To prevent this, in a preferred embodiment, the reducing agent 11 displaced from inside the injector with the aid of compressed air. Instead of air, other pressurized gases can be used. As an alternative, liquids are also available which neither solidify nor increase in volume at the expected low temperatures.

Vorzugsweise erfolgt das Verdrängen des Reduktionsmittels in die Zufuhrleitungsabschnitte 24/25 hinein. Dies ist ohne zusätzlichen Aufwand möglich, da das Düsenventil 53 in der Regel selbstschließend ausgeführt ist und die Zufuhrleitungsabschnitte 24/25 über die Rückleitung 23 eine offene, drucklose Passage zum Reduktionsmitteltank 1bildet, die dem Verdrängen des Reduktionsmittels 11 aus dem Injektor 5 keinen großen Widerstand entgegengesetzt.Preferably, the displacement of the reducing agent into the supply line sections takes place 24 / 25 into it. This is possible without additional effort, since the nozzle valve 53 usually self-closing is executed and the supply line sections 24 / 25 over the return line 23 an open, depressurised passage to the reducing agent tank 1 forms, which displaces the reducing agent 11 from the injector 5 not opposed to any great resistance.

Wie bereits oben angeführt, wird die Druckluft von einem Druckluftspeicher 6 bereitgestellt, der über ein Rückschlagventil 52 mit dem Inneren des Injektors 5 verbunden ist. Fällt der Reduktionsmitteldruck im Injektorinneren unter einen bestimmten Wert, bzw. erreicht die Druckdifferenz zwischen der Druckluft am Eingang des Rückschlagventils 52 und dem Reduktionsmittel im Inneren des Injektors 5 einen über die Charakteristik (z. B. Vorspannung) des Rückschlagventils 52 bestimmten Wert, so öffnet das Rückschlagventil 52 und lässt die Druckluft in das Injektorinnere einströmen, wodurch das Reduktionsmittel 11 daraus und wahlweise auch aus den Zufuhrleitungsabschnitten 24/25 sowie der Förderleitung 22 verdrängt wird.As already stated above, the compressed air from a compressed air reservoir 6 provided by a check valve 52 with the interior of the injector 5 connected is. If the reducing agent pressure in the injector interior falls below a certain value, or reaches the pressure difference between the compressed air at the inlet of the check valve 52 and the reducing agent inside the injector 5 one about the characteristic (eg bias) of the check valve 52 certain value, so opens the check valve 52 and allows the compressed air to flow into the injector interior, whereby the reducing agent 11 and optionally also from the supply line sections 24 / 25 and the support line 22 is displaced.

Gefüllt wird der Druckluftspeicher 6 mit Hilfe eines zwischen den Segmenten 24 und 25 der Förderleitung angebrachten sekundären Pumpelements 4, das in einer bevorzugten Ausführungsform als Membranpumpe ausgebildet ist. Eine erste Seite der Membran 45 des Pumpelements 4 steht mit dem durch die Zufuhrleitungsabschnitte 24/25 geförderten Reduktionsmittel 11 in unmittelbarem Kontakt.The compressed air reservoir is filled 6 with the help of one between the segments 24 and 25 the delivery line attached secondary pumping element 4 , which is formed in a preferred embodiment as a diaphragm pump. A first side of the membrane 45 of the pumping element 4 stands with the through the supply line sections 24 / 25 subsidized reducing agent 11 in direct contact.

Wie aus dem Flussdiagramm der 3 ersichtlich ist, beginnt das Befüllen des Druckbehälters 6 mit dem Start der Abgasreinigungseinrichtung in Schritt S0 des von dieser ausgeführten Abgasreinigungsverfahrens gefolgt von Schritt S1, d. h. dem Fördern des Reduktionsmittels 11 durch die Förderpumpe 3.As can be seen from the flowchart of 3 it can be seen, the filling of the pressure vessel begins 6 with the start of the exhaust gas purification device in step S0 of the exhaust gas purification process carried out by it, followed by step S1, ie, the conveyance of the reducing agent 11 through the feed pump 3 ,

Da die Förderpumpe 3 keinen kontinuierlichen, sondern einen zeitlich oszillierenden Druck aufbaut, wird die Membran 45 bei Betrieb der Abgasreinigungseinrichtung 100 im Takt der Förderpumpe 3 ausgelenkt. Durch diese Auslenkung verringert sich das Volumen in der von der zweiten Seite der Membran 45 begrenzten Pumpkammer 46 des sekundären Pumpelements 4, wodurch sich der Druck in der Pumpkammer 46 erhöht. Ab einem bestimmten Druck öffnet sich das Auslassventil 42 und die so erzeugte Druckluft wird in den Druckluftspeicher 6 gefördert. Bei anschließend nachlassendem Druck des geförderten Reduktionsmittels 11 nimmt die Auslenkung der Membran 45 ab, wodurch der Druck in der Pumpkammer abnimmt und sich das Auslassventil 42 schließt. Ab einem bestimmten Unterdruck öffnet sich schließlich das Einlassventil 41 und stellt einen Druckausgleich her. Das sekundäre Pumpelement 4 greift somit die Druckschwankungen in den Zufuhrleitungsabschnitten 24/25 ab und setzt diese zum Fördern und Komprimieren eines zweiten Fluids, im vorliegenden Fall von Luft, um. Mit anderen Worten führt das sekundäre Pumpelement 4 Schritt S2 des in 3 veranschaulichten Verfahrens aus.Because the feed pump 3 builds a continuous, but a temporally oscillating pressure, the membrane is 45 during operation of the exhaust gas purification device 100 in time with the feed pump 3 deflected. This deflection reduces the volume in the second side of the membrane 45 limited pumping chamber 46 the secondary pumping element 4 , which increases the pressure in the pumping chamber 46 elevated. After a certain pressure, the outlet valve opens 42 and the compressed air thus generated is in the compressed air reservoir 6 promoted. At subsequently decreasing pressure of the promoted reducing agent 11 takes the deflection of the membrane 45 , whereby the pressure in the pumping chamber decreases and the outlet valve decreases 42 closes. From a certain negative pressure finally opens the inlet valve 41 and creates a pressure equalization. The secondary pumping element 4 thus grips the pressure fluctuations in the supply line sections 24 / 25 and sets them for conveying and compressing a second fluid, in the present case of air. In other words, the secondary pumping element performs 4 Step S2 of the in 3 illustrated method.

Die wiederholte Auslenkung der Membran 45 führt zu einem fortschreitendem Befüllen des Druckspeichers 6 mit Druckluft im Sinne von Schritt S3 des von der Abgasreinigungseinrichtung 100 ausgeführten Abgasreinigungsverfahrens.Repeated deflection of the membrane 45 leads to a progressive filling of the pressure accumulator 6 with compressed air in the sense of step S3 of the exhaust gas purification device 100 executed emission control method.

Beim Abstellen der Abgasreinigungseinrichtung 100 fällt der Druck des Reduktionsmittels 11 im Injektorinneren wie oben beschrieben ab. Sobald der Druck der Druckluft größer als die Summe aus Reduktionsmitteldruck im Injektor 5 und einer eventuellen Vorspannung des Ventils 52 (Schritt S4) ist, drängt die Druckluft in Schritt S5 des Abgasreinigungsverfahrens automatisch über das Rückschlagventil 52 in das nun ”drucklos” gewordenen Innere des Injektors 5 und verdrängt das Reduktionsmittel 11 aus diesem. Unter ”drucklos” wird hierbei verstanden, dass der Druck des Reduktionsmittels 11 im Injektor dem Eindringen der Druckluft keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt. Ist dann schließlich der Druck im Druckspeicher 6 unter einen bestimmten Wert gefallen, schließt das Rückschlagventil in Schritt S6 und die Belüftung des Injektors ist abgeschlossen.When parking the exhaust gas purification device 100 drops the pressure of the reducing agent 11 in injector inside as described above. Once the pressure of the compressed air is greater than the sum of reductant pressure in the injector 5 and a possible bias of the valve 52 (Step S4), the compressed air automatically urges over the check valve at Step S5 of the exhaust gas purification process 52 into the now "depressurized" interior of the injector 5 and displaces the reducing agent 11 out of this. By "depressurized" is meant here that the pressure of the reducing agent 11 In the injector the penetration of the compressed air does not oppose any appreciable resistance. Finally, is the pressure in the accumulator 6 dropped below a certain value, the check valve closes in step S6 and the vent of the injector is completed.

Gemäß einer nicht eigens gezeigten alternativen Ausführungsform ist das die Membran 45 zum Befüllen des Druckspeichers 6 betätigende Fluid nicht wie in 1 gezeigt das von der Förderpumpe 3 gepumpte Reduktionsmittel 11. Vielmehr umfasst in dieser alternativen Ausführungsform die Förderpumpe eine Membran, die von einem von einer Kolbenpumpe im Inneren der Förderpumpe verdrängten Fluid zum Pumpen des Reduktionsmittels 11 ausgelenkt wird. In diesem Fall kann das durch die Kolbenpumpe zur Auslenkung der Membran zum Pumpen des Reduktionsmittels 11 verdrängte Fluid durch Betätigen der Membran 45 den hydraulischen Antrieb des sekundären Pumpelements 4 zur Förderung der Luft zum Befüllen des Druckspeichers 6 bereitstellen. Es ist offensichtlich, dass die Pumpkammer 46 des sekundären Pumpelements 4 in diesem Fall nicht wie in 1 gezeigt zwischen den Zufuhrleitungsabschnitten 24/25 angeordnet ist, sondern mit einem Inneren der Förderpumpe 3 verbunden ist.According to an alternative embodiment not specifically shown, this is the membrane 45 for filling the pressure accumulator 6 actuating fluid not as in 1 shown that from the feed pump 3 pumped reducing agents 11 , Rather, in this alternative embodiment, the feed pump comprises a membrane which is displaced by a fluid displaced by a piston pump in the interior of the feed pump for pumping the reducing agent 11 is deflected. In this case, this can be done by the piston pump to deflect the diaphragm for pumping the reducing agent 11 displaced fluid by operating the membrane 45 the hydraulic drive of the secondary pumping element 4 for conveying the air for filling the pressure accumulator 6 provide. It is obvious that the pumping chamber 46 the secondary pumping element 4 not like in this case 1 shown between the supply line sections 24 / 25 is arranged, but with an interior of the feed pump 3 connected is.

Die vorgestellte Belüftungseinrichtung ermöglich ein selbsttätiges Entleeren des Reduktionsmittels 11 aus dem Injektor 5, wobei zum Erzeugen der Druckluft die Druckschwankungen des Reduktionsmittels in der Förderleitung 24/25 verwendet werden und so aufwendige und teure Kompressoren sowie Steuereinrichtungen entfallen.The presented ventilation device allows automatic emptying of the reducing agent 11 from the injector 5 , wherein for generating the compressed air, the pressure fluctuations of the reducing agent in the delivery line 24 / 25 be used and so costly and expensive compressors and control devices omitted.

Claims (10)

Belüftungsvorrichtung für eine Einspritzeinrichtung (5) zur Injektion eines Reduktionsmittels (11) in den von einer Verbrennungsvorrichtung (8) abgegebenen Abgasstrom (61), mit einer Pumpeinrichtung (4), einem Druckspeicher (6) und einem Ventil (52), wobei – die Pumpeinrichtung (4) einen hydraulischen Antrieb aufweist und zur Förderung und zum unter Druck setzen eines vom Reduktionsmittel verschiedenen zweiten Fluids ausgebildet ist, – der Druckspeicher (6) mit einem Auslass der Pumpeinrichtung (4) verbunden und zur Aufnahme des unter Druck gesetzten zweiten Fluids ausgebildet ist, und – das Ventil (52) in einer Fluidleitungsverbindung zwischen dem Druckspeicher (6) und der Einspritzeinrichtung (5) angeordnet und so ausgebildet ist, dass es sich bei einem Differenzdruck öffnet, bei dem der Druck an der dem Druckbehälter (6) zugewandten Seite des Ventils (52) größer ist, als der Druck an der Seite des Ventils, die der Einspritzeinrichtung (5) zugewandt ist, und wobei der Antrieb der Pumpeinrichtung (4) ein von einem Fluid durchströmbares Leitungselement umfasst, an dem wenigstens ein Verdrängungselement (45) angeordnet ist, das abhängig von einem im Leitungselement vorherrschenden Fluiddruck ausgelenkt wird.Ventilation device for an injection device ( 5 ) for injecting a reducing agent ( 11 ) in the of a combustion device ( 8th ) emitted exhaust stream ( 61 ), with a pumping device ( 4 ), an accumulator ( 6 ) and a valve ( 52 ), in which - the pumping device ( 4 ) has a hydraulic drive and for the promotion and to pressurize a different from the reducing agent second fluid is formed, - the pressure accumulator ( 6 ) with an outlet of the pumping device ( 4 ) and adapted to receive the pressurized second fluid, and - the valve ( 52 ) in a fluid line connection between the accumulator ( 6 ) and the injection device ( 5 ) is arranged and is formed so that it opens at a differential pressure at which the pressure at the pressure vessel ( 6 ) facing side of the valve ( 52 ) is greater than the pressure on the side of the valve, that of the injector ( 5 ), and wherein the drive of the pumping device ( 4 ) comprises a fluid-flow-through conduit element, on which at least one displacement element ( 45 ) is arranged, which is deflected depending on a prevailing in the line element fluid pressure. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, worin das Verdrängungselement (45) der Pumpeinrichtung (4) eine Membrane umfasst.Aeration device according to claim 1, wherein the displacement element ( 45 ) of the pumping device ( 4 ) comprises a membrane. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Verdrängungselement (45) der Pumpeinrichtung (4) einen Kolben umfasst.Ventilation device according to claim 1 or 2, wherein the displacement element ( 45 ) of the pumping device ( 4 ) comprises a piston. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das von der Pumpeinrichtung (4) geförderte und unter Druck gesetzte zweite Fluid Luft ist.Ventilation device according to claim 1, 2 or 3, wherein the pump device ( 4 ) conveyed and pressurized second fluid is air. Abgasreinigungseinrichtung mit – einem Tank (1) für ein fluides Reduktionsmittel (11), – einem Injektor (5), der eine in den Abgasstrom (81) einer Verbrennungsvorrichtung (8) mündende Düsenöffnung (54) aufweist, die zum Einspritzen des Reduktionsmittels (11) in den Abgasstrom (81) der Verbrennungsvorrichtung (8) ausgebildet ist, – einer Förderpumpe (3), die in einer den Tank (1) mit dem Injektor (5) verbindenden Fluidverbindung (21, 2, 22, 24, 25) angeordnet und zum Pumpen des Reduktionsmittels (11) aus dem Tank (1) in den Injektor (5) unter Förderdruckschwankungen ausgebildet ist, und – einer Belüftungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die nicht mit dem Druckbehälter (6) in Verbindung stehenden Seite des Ventils (52) mit dem von der Förderpumpe (3) mit dem Reduktionsmittel (11) füllbaren Innenraum des Injektors (5) in Verbindung steht, und wobei das Leitungselement der Pumpeinrichtung (4) innerhalb des Teils der Fluidverbindung angeordnet ist, der die Förderpumpe (3) mit dem Injektor (5) verbindet.Exhaust gas purification device with - a tank ( 1 ) for a fluid reducing agent ( 11 ), - an injector ( 5 ), one in the exhaust gas flow ( 81 ) a combustion device ( 8th ) opening nozzle ( 54 ) for injecting the reducing agent ( 11 ) in the exhaust stream ( 81 ) of the combustion device ( 8th ), - a feed pump ( 3 ) in a tank ( 1 ) with the injector ( 5 ) connecting fluid connection ( 21 . 2 . 22 . 24 . 25 ) and for pumping the reducing agent ( 11 ) from the tank ( 1 ) in the injector ( 5 ) is formed under delivery pressure fluctuations, and - a ventilation device according to one of the preceding claims, wherein the not with the pressure vessel ( 6 ) associated side of the valve ( 52 ) with that of the feed pump ( 3 ) with the reducing agent ( 11 ) fillable interior of the injector ( 5 ), and wherein the line element of the pumping device ( 4 ) is disposed within the part of the fluid connection, which the feed pump ( 3 ) with the injector ( 5 ) connects. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 5, worin das Reduktionsmittel eine wässrige Lösung von Harnstoff enthält.Exhaust gas purification device according to claim 5, wherein the reducing agent is an aqueous Solution of Contains urea. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, worin die Förderpumpe (3) als Kolbenpumpe ausgebildet ist.Exhaust gas purification device according to claim 5 or 6, wherein the feed pump ( 3 ) is designed as a piston pump. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, worin die Förderpumpe (3) als Membranpumpe und insbesondere als kolbenbetätigte Membranpumpe ausgebildet ist.Exhaust gas purification device according to claim 5 or 6, wherein the feed pump ( 3 ) is designed as a diaphragm pump and in particular as a piston-actuated diaphragm pump. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, worin der hydraulische Antrieb der Pumpeinrichtung (4) durch ein von einer Kolbenpumpe verdrängtes Fluid bereitgestellt wird.Exhaust gas purification device according to claim 7 or 8, wherein the hydraulic drive of the pump device ( 4 ) is provided by a fluid displaced by a piston pump. Verfahren zum Belüften eines Injektors (5) einer Abgasreinigungseinrichtung (100) mit folgenden Schritten: – Fördern (S1) eines Reduktionsmittels (1) von einem das Reduktionsmittel enthaltenden Tank (1) über eine Fluidverbindung (24, 25) in das Innere eines Injektors (5) so, dass der Druck des Reduktionsmittels (11) in der Fluidverbindung (24, 25) zeitlich schwankt, – Abgreifen (S2) der Druckschwankungen in der Fluidverbindung (24, 25) zum Antrieb einer Pumpeinrichtung (4) für die Förderung und zum unter Druck setzen eines von dem Reduktionsmittel (11) verschiedenen zweiten Fluids, – Speichern (S3) des zweiten Fluids in einem Druckbehälter (6), und – Zuführen (S5) des unter Druck gesetzten zweiten Fluids in den für die Aufnahme des Reduktionsmittels (11) im Injektor (5) vorgesehenen Innenraum in Abhängigkeit (S4) von der Differenz zwischen dem Druck des zweiten Fluids im Druckbehälter (6) und dem Druck des Reduktionsmittels (11) im Injektor (5).Method for ventilating an injector ( 5 ) of an exhaust gas purification device ( 100 ) comprising the following steps: - conveying (S1) a reducing agent ( 1 ) from a tank containing the reducing agent ( 1 ) via a fluid connection ( 24 . 25 ) into the interior of an injector ( 5 ) such that the pressure of the reducing agent ( 11 ) in the fluid connection ( 24 . 25 ) varies over time, - tapping (S2) the pressure fluctuations in the fluid connection ( 24 . 25 ) for driving a pumping device ( 4 ) for pumping and pressurizing one of the reducing agent ( 11 ) different second fluid, - storing (S3) of the second fluid in a pressure vessel ( 6 ), and - feeding (S5) the pressurized second fluid into the space for receiving the reducing agent ( 11 ) in the injector ( 5 ) provided in dependence (S4) on the difference between the pressure of the second fluid in the pressure vessel ( 6 ) and the pressure of the reducing agent ( 11 ) in the injector ( 5 ).
DE102009032489A 2009-07-09 2009-07-09 Ventilation device for injection nozzle of internal combustion engine of commercial motor vehicle, has pumping device with drive provided with line element, and displacement element deviated dependent on liquid pressure in line element Withdrawn DE102009032489A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009032489A DE102009032489A1 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Ventilation device for injection nozzle of internal combustion engine of commercial motor vehicle, has pumping device with drive provided with line element, and displacement element deviated dependent on liquid pressure in line element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009032489A DE102009032489A1 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Ventilation device for injection nozzle of internal combustion engine of commercial motor vehicle, has pumping device with drive provided with line element, and displacement element deviated dependent on liquid pressure in line element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009032489A1 true DE102009032489A1 (en) 2011-01-13

Family

ID=43307826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009032489A Withdrawn DE102009032489A1 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Ventilation device for injection nozzle of internal combustion engine of commercial motor vehicle, has pumping device with drive provided with line element, and displacement element deviated dependent on liquid pressure in line element

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009032489A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102748101A (en) * 2012-07-10 2012-10-24 天津亿利汽车环保科技有限公司 Urea injection system for reducing NOx discharge of engine and control method thereof
CN104005820A (en) * 2014-05-19 2014-08-27 西南交通大学 Hydraulic pipeline urea evacuation method for vapour-pressure type urea measurement injection system
US9140166B1 (en) 2014-04-04 2015-09-22 Caterpillar Inc. Reductant dosing system
WO2019149566A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for supplying a fluid at risk of freezing to the combustion chambers of an internal combustion engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4230056A1 (en) * 1992-09-08 1994-03-10 Man Nutzfahrzeuge Ag Atomizer device
DE102008000594A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Robert Bosch Gmbh Device for emptying reducing agent unit of internal combustion engine, particularly exhaust system, has mechanical suction or pressure unit, whose suction or pressure mechanism is impinged by mechanical energy storage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4230056A1 (en) * 1992-09-08 1994-03-10 Man Nutzfahrzeuge Ag Atomizer device
DE102008000594A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Robert Bosch Gmbh Device for emptying reducing agent unit of internal combustion engine, particularly exhaust system, has mechanical suction or pressure unit, whose suction or pressure mechanism is impinged by mechanical energy storage

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102748101A (en) * 2012-07-10 2012-10-24 天津亿利汽车环保科技有限公司 Urea injection system for reducing NOx discharge of engine and control method thereof
CN102748101B (en) * 2012-07-10 2014-03-26 天津亿利汽车环保科技有限公司 Urea injection system for reducing NOx discharge of engine and control method thereof
US9140166B1 (en) 2014-04-04 2015-09-22 Caterpillar Inc. Reductant dosing system
CN104005820A (en) * 2014-05-19 2014-08-27 西南交通大学 Hydraulic pipeline urea evacuation method for vapour-pressure type urea measurement injection system
CN104005820B (en) * 2014-05-19 2016-04-06 西南交通大学 A kind of fluid power pipeline urea purging method for pneumatic-typed urea metering injection system
WO2019149566A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for supplying a fluid at risk of freezing to the combustion chambers of an internal combustion engine
US11073058B2 (en) 2018-02-01 2021-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for supplying a fluid at risk of freezing to the combustion chambers of an internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2094953B1 (en) Device for metering a liquid reducing agent
EP2504540B1 (en) Method for operating a system for supplying reducing agent
DE102009023325B4 (en) Method for adapting the injection of injection agent in an injection system
EP2157295B1 (en) Metering system for a fluid medium, in particular urea-water solution
DE102009037564A1 (en) Apparatus and method for dosing a reducing agent in an exhaust gas tract of an internal combustion engine
DE102007044403A1 (en) Device for introducing a reducing agent liquid into an exhaust gas of a combustion plant
DE102014219497A1 (en) Purge system for the reductant delivery unit of a selective catalytic reduction system
AT510671B1 (en) DEVICE FOR THE SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NITROGEN OXIDES IN AN ABGASTRAKT OF A MOTOR VEHICLE
DE102008036265A1 (en) Emission control device for commercial motor vehicle, has container provided with overflow for agent, where overflow is closed by changing device during unactuation of changing device and is opened during actuation of changing device
EP2126298B1 (en) Device for metering a reducing agent
DE102011075726A1 (en) Storage tank and functional unit for this purpose
DE102012214369A1 (en) Exhaust aftertreatment arrangement for internal combustion engine of motor vehicle, has storage with piston arranged between conveying unit and injection valve, where reducing agent is conveyed from storage in direction of exhaust line
DE102009032487A1 (en) Anti-freeze device for exhaust gas purification device for internal combustion engine of commercial motor vehicle, has valve opening passage when pressure in interior of injecting device achieves and/or exceeds pressure of valve
DE102009032489A1 (en) Ventilation device for injection nozzle of internal combustion engine of commercial motor vehicle, has pumping device with drive provided with line element, and displacement element deviated dependent on liquid pressure in line element
DE102012208933A1 (en) Injection system, dosing pump, exhaust aftertreatment device, method
WO2009121644A1 (en) Device for dosing a liquid reducing agent
CH707885A1 (en) Antriebssytsem with energy recovery from engine heat and with an exhaust aftertreatment.
DE102013200540A1 (en) Method for detecting movement beginning of electromechanical actuator of e.g. magnetic pump for dosing system applying AdBlue in diesel engine of commercial vehicle, involves evaluating relative inductance time course in multistage process
WO2012028370A1 (en) Delivery device of a fuel supply system of an internal combustion engine
DE102009032488A1 (en) Injector for use in exhaust gas purification device of commercial motor vehicle, has housing body provided with cavity whose volume varies depending on pressure prevailing in interior volume of injector and/or temperature of agent
DE102010044468A1 (en) Reduktionsmitteldosiersystem for injecting a reducing agent in the exhaust stream of an internal combustion engine
DE102007016004A1 (en) Dosing device for motor vehicle, has dosing pump including pump operating chamber connected with injecting nozzle at pressure side in valve-free manner, and non-return valve provided at suction side of pump
DE102012210631A1 (en) Dosing system for injecting a reducing agent into an exhaust pipe of an internal combustion engine
EP2580439A1 (en) Pressure equalization device for hydraulic systems
DE102019211224A1 (en) Systems and methods for controlling a shut-off valve of a metering control system

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, 70839 GERLINGEN, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, 70469 STUTTGART, DE

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee