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GEBIET DER ERFINDUNG
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Abgasnachbehandlungssysteme und insbesondere einen luftunterstützten Fluidinjektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie beispielsweise aus der
US 2008 / 0 209 897 A1 bekannt.
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HINTERGRUND
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Abgasnachbehandlungssysteme, insbesondere Fahrzeugsysteme, machen zunehmend Gebrauch von Kohlenwasserstoffinjektion zur Behandlung verschiedener Abgasbestandteile der Abgasströmung. Beispielsweise weisen mit Dieselmotoren ausgestattete Fahrzeuge typischerweise Abgassysteme auf, die Dieselpartikelfilter zur Entfernung von Partikelmaterial von dem Abgasstrom besitzen können. Im Gebrauch sammelt sich Ruß oder anderes kohlenstoffbasiertes Partikelmaterial (PM) an den Dieselpartikelfiltern an. Um eine übermäßige Beladung der Dieselpartikelfilter zu verhindern, werden sie periodisch durch Abbrennen (d.h. Oxidieren) der Partikel, die sich an den Filtern ansammeln, regeneriert. Eine Methode zur Regeneration besteht darin, HC (beispielsweise Kraftstoff) in die Abgasströmung zur Verbrennung zu injizieren, wie durch den Gebrauch eines Oxidationskatalysators, um die Temperatur des Abgases anzuheben und eine Verbrennung des angesammelten PM in dem Filter zu unterstützen.
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Zusätzlich zu Partikelfiltern zur Entfernung von PM können Abgassysteme mit katalytischen Vorrichtungen zur Entfernung oder Steuerung anderer unerwünschter Emissionsbestandteile, wie Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx) ausgestattet sein. Katalytische Vorrichtungen, wie Mager-NOx-Katalysatoren, Katalysatoren für selektive katalytische Reduktion (SCR) und Mager-NOx-Fänger. Diese Vorrichtungen können auch Gebrauch von HC-Injektion machen, und zwar entweder, um die katalytische Reaktion zu unterstützen oder das Katalysatormaterial zu regenerieren.
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HC können durch Steuerung des Verbrennungsprozesses bereitgestellt werden, so dass nicht verbrannte HC nach der Verbrennung in der Abgasströmung verbleiben. HC können auch durch Injektion von HC direkt in das Abgasnachbehandlungssystem bereitgestellt werden, wie durch Verwendung eines Kraftstoffinjektors, der funktionell an dem Kraftstofftank durch verschiedene Kraftstoffleitungen befestigt ist. Während zu diesem Zweck eine Direktinjektion verwendet worden ist, ist deren Anwendbarkeit durch die Fähigkeit beschränkt worden, kostengünstige Injektoren bereitzustellen, die den Kraftstoff ausreichend zur Verdampfung und Verbrennung in dem Abgasnachbehandlungssystem zerstäuben und die auch beständig gegenüber Zusetzen oder Verstopfen durch PM und andere Bestandteile, die in der Abgasströmung auftreten, sind. Eine unzureichende Zerstäubung des HC kann in einer unvollständigen Verbrennung oder Umwandlung durch die Abgasbehandlungsvorrichtungen resultieren, was ermöglicht, dass die HC durch das System schlupfen und an die externe Umgebung freigesetzt werden. Ein HC-Schlupf reduziert auch den Gesamt-Kraftstoffwirkungsgrad des Motors und bei Fahrzeuganwendungen den Wirkungsgrad des Fahrzeugs.
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Demgemäß ist es erwünscht, Kraftstoffinjektoren bereitzustellen, die eine Kraftstoffzerstäubung verbessern, einen HC-Schlupf reduzieren und einen Motor- und Fahrzeugkraftstoffwirkungsgrad verbessern.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, diesem Wunsch gerecht zu werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird mit einem luftunterstützten Fluidinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und einem Verbrennungsmotor mit Abgasbehandlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein luftunterstützter Fluidinjektor vorgesehen. Der Injektor umfasst ein Injektorgehäuse, das eine Düsenbohrung besitzt. Der Injektor weist auch eine Injektordüse auf, die abdichtend in der Düsenbohrung angeordnet ist und eine freiliegende Injektorseite an einem Ende aufweist, die von einem Ende der Düsenbohrung vorragt, wobei die Injektordüse eine Fluidleitung an dem anderen Ende aufweist, die sich von einem Fluideinlass zu der Injektorseite erstreckt und die sich in eine Mehrzahl von Fluidauslassleitungen öffnet, die sich zu einer entsprechenden Mehrzahl von Fluidauslässen an der Injektorseite erstrecken. Der Injektor umfasst auch eine Luftleitung mit einem Lufteinlass an dem anderen Ende der Injektordüse, wobei sich die Luftleitung durch das Injektorgehäuse erstreckt und sich in eine Mehrzahl von Luftleitungsauslässen nahe der Injektorseite öffnet, wobei jeder Luftleitungsauslass sich zu einem jeweiligen Fluidleitungsauslass erstreckt und sich in diesen öffnet, wobei die Mehrzahl von Fluidauslässen an der Injektorseite beabstandet ist und dazu dient, ein vorbestimmtes Sprühmuster eines Fluides und von Luft bereitzustellen.
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Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System mit luftunterstütztem Fluidinjektor vorgesehen. Das System umfasst einen Injektor, umfassend: ein Injektorgehäuse mit einer Düsenbohrung; eine Injektordüse, die abdichtend in der Düsenbohrung angeordnet ist und eine freiliegende Injektorseite an einem Ende aufweist, die von einem Ende der Düsenbohrung vorragt, wobei die Injektordüse eine Fluidleitung an dem anderen Ende besitzt, die sich von einem Fluideinlass zu einer Injektorseite erstreckt und sich in eine Mehrzahl von Fluidauslassleitungen öffnet, die sich zu einer entsprechenden Mehrzahl von Fluidauslässen an der Injektorseite erstrecken; und eine Luftleitung, die einen Lufteinlass an dem anderen Ende der Injektordüse aufweist, wobei sich die Luftleitung durch das Injektorgehäuse erstreckt und sich in eine Mehrzahl von Luftleitungsauslässen nahe der Injektorseite öffnet, wobei jeder Luftleitungsauslass sich zu einem jeweiligen Fluidleitungsauslass erstreckt und sich in diesen öffnet; wobei die Mehrzahl von Fluidauslässen an der Injektorseite beabstandet sind, um ein vorbestimmtes Sprühmuster bereitzustellen. Das System umfasst auch eine Quelle eines druckbeaufschlagten Fluides, die durch eine Fluidquellenleitung mit dem Einlass der Fluidleitung zur Freisetzung von Druckbeaufschlagtem in den Injektor fluidtechnisch gekoppelt ist. Ferner umfasst das System eine Quelle für druckbeaufschlagte Luft, die fluidtechnisch durch eine Luftquellenleitung mit dem Einlass der Luftleitung zur Freisetzung von druckbeaufschlagter Luft in den Injektor fluidtechnisch gekoppelt ist. Noch weiter weist das System auch einen Controller auf, der in Signalkommunikation mit der Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid und der Quelle für druckbeaufschlagte Luft steht und derart konfiguriert ist, dass er die Freisetzung von druckbeaufschlagter Fluidströmung und druckbeaufschlagter Luftströmung von dem Injektor in das vorbestimmte Sprühmuster steuert.
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Bei einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ein Verbrennungsmotor und ein Abgasbehandlungssystem, das ein System mit luftunterstütztem Fluidinjektor aufweist, vorgesehen. Das System umfasst einen Verbrennungsmotor und ein Abgasbehandlungssystem, das zumindest eine Abgasbehandlungsvorrichtung umfasst, die fluidmäßig durch eine Abgasleitung mit dem Motor gekoppelt und derart konfiguriert ist, dass sie eine Abgasströmung davon aufnimmt. Das System umfasst auch ein Injektorsystem, umfassend: einen Injektor, wobei der Injektor umfasst: ein Injektorgehäuse, das eine Düsenbohrung besitzt; eine Injektordüse, die abdichtend in der Düsenbohrung angeordnet ist und eine freiliegende Injektorseite an einem Ende aufweist, die von einem Ende der Düsenbohrung vorragt, wobei die Injektordüse eine Fluidleitung an einem anderen Ende aufweist, die sich von einem Fluideinlass zu der Injektorseite erstreckt und sich in eine Mehrzahl von Fluidauslassleitungen öffnet, die sich zu einer entsprechenden Mehrzahl von Fluidauslässen an der Injektorseite erstreckt, wobei eine Mehrzahl von Fluidauslässen an der Injektorseite beabstandet sind, um ein vorbestimmtes Sprühmuster bereitzustellen; eine Luftleitung, die einen Lufteinlass an dem anderen Ende der Injektordüse aufweist, wobei sich die Luftleitung durch das Injektorgehäuse erstreckt und in eine Mehrzahl von Luftleitungsauslässen nahe der Injektorseite öffnet, wobei jeder Luftleitungsauslass sich zu einem jeweiligen Fluidleitungsauslass erstreckt und sich in diesen öffnet; und einen Injektorgehäusevorsprung, der einen Gehäuseabschnitt an einem Ende und einen Düsenabschnitt an dem anderen Ende aufweist, wobei das Injektorgehäuse ablösbar in dem Gehäuseabschnitt angeordnet ist, wobei die Injektordüse abdichtend in dem Düsenabschnitt angeordnet ist; wobei der Injektorgehäusevorsprung an der Abgasleitung stromaufwärts der Abgasbehandlungsvorrichtung befestigt ist und die Mehrzahl von Fluidauslässen in Fluidkommunikation mit der Abgasströmung stehen. Ferner umfasst das System eine Quelle für ein druckbeaufschlagtes Fluid, die durch eine Fluidquellenleitung mit dem Einlass der Fluidleitung zur Freisetzung von Druckbeaufschlagtem in den Injektor fluidtechnisch gekoppelt ist. Noch weiter umfasst das System eine Quelle für druckbeaufschlagte Luft, die durch eine Luftquellenleitung mit dem Einlass der Luftleitung zur Freisetzung von druckbeaufschlagter Luft in den Injektor fluidtechnisch gekoppelt ist. Noch weiter umfasst das System einen Controller, der in Signalkommunikation mit der Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid und der Quelle für druckbeaufschlagte Luft steht und derart konfiguriert ist, dass er die Freisetzung einer druckbeaufschlagten Fluidströmung und einer druckbeaufschlagten Luftströmung von dem Injektor in das vorbestimmten Sprühmuster steuert.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich.
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Figurenliste
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Andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten werden nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen offensichtlich, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in welchen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Motor- und Abgasbehandlungssystems ist, das einen luftunterstützten HC-Injektor aufweist, wie hier offenbart ist;
- 2 eine Ansicht teilweise im Schnitt des HC-Injektors und der Abgasleitung von 1 zusammen mit einer schematischen Ansicht bestimmter Elemente einer beispielhaften Ausführungsform eines HC-Injektorsystems und eines Abgasbehandlungssystems ist, wie hier offenbart ist;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines HC-Injektors ist, wie hier offenbart ist;
- 4 eine perspektivische Schnittansicht des Injektors von 3 entlang dem Schnitt 4-4 ist;
- 5 eine perspektivische Ansicht einer Injektordüse des HC-Injektors von 3 ist;
- 6 eine perspektivische Schnittansicht der Injektordüse von 5 entlang dem Schnitt 6-6 ist;
- 7 eine perspektivische Ansicht eines Injektorgehäuses des HC-Injektors von 3 ist;
- 8 eine perspektivische Schnittansicht des Injektorgehäuses von 7 entlang dem Schnitt 8-8 ist;
- 9 eine perspektivische Ansicht eines Injektorgehäusevorsprungs eines HC-Injektors von 3 ist;
- 10 eine perspektivische Schnittansicht des Injektorgehäusevorsprungs von 9 entlang dem Schnitt 10-10 ist; und
- 11 eine auseinander genommene perspektivische Schnittansicht einer Injektordüse/Injektorgehäuseanordnung und eines Injektorgehäusevorsprungs des HC-Injektors von 3 ist.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezug nehmend auf die 1 - 11 sind gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Motor 1 und ein zugeordnetes Abgasnachbehandlungssystem 2 und gezeigt, das ein HC-Injektionssystem 10 aufweist. Das HC-Injektionssystem 10 umfasst zumindest einen HC-Injektor 12. Das HC-Injektionssystem 10 und der HC-Injektor 12 reduzieren vorteilhafterweise einen Kohlenwasserstoffschlupf durch das Abgasnachbehandlungssystem 2 durch Steigerung der Zerstäubung und Verdampfung des in das System injizierten Kraftstoffs durch Verwendung komprimierter Luft, die durch einen Luftkompressor geliefert wird, wie hier weiter beschrieben ist.
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Eine Anordnung zur Behandlung einer Abgasströmung 11 von einem Verbrennungsmotor 1 umfasst ein Abgasnachbehandlungssystem 2, wie [engl.: „is“] in 1 gezeigt ist. Das Abgasnachbehandlungssystem 2 umfasst eine Mehrzahl von Abgasbehandlungsvorrichtungen 4 und ist derart konfiguriert, dass es fluidtechnisch und funktionell an einem Verbrennungsmotor 1 angebracht sein kann. Das Abgasnachbehandlungssystem 2 kann mit einem beliebigen Verbrennungsmotor verwendet werden, einschließlich verschiedenen Benzin- und Dieselmotoren. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfassen Abgasbehandlungsvorrichtungen 4 einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 18 und einen Dieselpartikelfilter (DPF) 20; jedoch kann jede geeignete Abgasbehandlungsvorrichtung verwendet werden, einschließlich denen mit verschiedenen Fähigkeiten zum Behandeln der Bestandteilelemente des Abgaszustroms, einschließlich Oxidation, selektive katalytische Reduktion, HC-Dosierung und Partikelfilterung. Beispiele umfassen katalysierte oder nicht katalysierte Dieselpartikelfilter, Luftpumpen, externe Erwärmungsvorrichtungen, Schwefelfänger, Phosphorfänger, Vorrichtungen für selektive Reduktion, einschließlich Katalysatoren für kohlenwasserstoffselektive katalytische Reduktion (HC-SCR), Katalysatoren für harnstoffselektive katalytische Reduktion (U-SCR), NOx-Fänger, POx-Reformer und dergleichen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der Motor 1 ein Dieselmotor. Das Abgasnachbehandlungssystem 2 und die Abgasbehandlungsvorrichtungen 4 können fluidtechnisch an dem Motor 1 unter Verwendung eines oder mehrerer Abgasrohre oder -leitungen 14 befestigt werden.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist das HC-Injektions-(HCI)-System 10 derart konfiguriert, dass es geeignete HC durch den HC-Injektor 12 in das Abgasnachbehandlungssystem 2 und die Abgasströmung 11 zur Verwendung in Verbindung mit Abgasbehandlungsvorrichtungen 4 injiziert. Es kann jede geeignete HC-Quelle verwendet werden; jedoch ist es erwünscht, dieselbe HC-Quelle, die zur Kraftstoffbelieferung des Motors verwendet wird, zu verwenden, so dass der HC von der Kraftstoffquelle, die zur Kraftstoffbelieferung des Motors verwendet wird, entnommen werden kann, wie beispielsweise einem an Bord befindlichen Kraftstofftank in dem Fall eines bewegbaren Fahrzeugs oder einer Versorgungsleitung, die mit einem Kraftstoffverteilungssystem in dem Fall einer stationären Motorinstallation verbunden ist. Beispielsweise kann bei einem Fahrzeug-Dieselmotor Dieselkraftstoff von einem an Bord befindlichen Tank zur Verwendung als die HC in dem HCI-System 10 entnommen werden. Die HC-Quelle kann Benzin- oder Dieselkraftstoff aufweisen, und das HCI-System 10 und der HC-Injektor 12 können als ein Kraftstoffinjektionssystem bzw. als ein Kraftstoffinjektor ausgelegt sein. Das HCI-System 10 ist funktionell und fluidtechnisch mit der HC-Quelle durch die Kraftstoffleitung 22 verbunden, um eine Kraftstoffströmung bereitzustellen, wie durch Pfeil 21 repräsentiert ist. Der Kraftstoff wird von der Quelle, wie einem Kraftstofftank, unter Verwendung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 gepumpt. Eine druckbeaufschlagte Kraftstoffströmung 21 wird durch eine stromabwärtige Kraftstoffleitung 22 zu einem stromabwärtigen Kraftstoffregler 26 gepumpt. Der Kraftstoffregler 26 ist funktionell und fluidtechnisch mit einer stromabwärtigen Kraftstoffleitung 22 und einem Solenoidventil 28 verbunden. Der Kraftstoffregler 26 kann derart konfiguriert sein, dass er den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung 22 steuert. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der Kraftstoffregler 26 derart konfiguriert, dass er einen konstanten Kraftstoffdruck in der stromabwärtigen Kraftstoffleitung 22 beibehält. Das Solenoidkraftstoffventil 28 ist derart konfiguriert, dass es öffnet und schließt, um den druckbeaufschlagten Kraftstoff in der Kraftstoffströmung 21 in die Leitung 22 und schließlich in das Abgasnachbehandlungssystem 2 und die Abgasleitung 14 zum Mischen mit der Abgasströmung 11 freizugeben. Der Kraftstoffregler 26 und das Kraftstoffsolenoid 28 stehen in Signalkommunikation mit dem Controller 36, wie einer Motorsteuereinheit (ECU). Die Kraftstoffströmung 21 wird in den HC-Injektor 12 und die Leitung 14 durch Betrieb des Solenoidkraftstoffventils 28 freigegeben, wie durch zyklisches Öffnen und Schließen des Ventils gemäß einem Einschaltverhältnis, das durch den Controller 36 gesteuert werden kann, um eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff in das System 2 freizusetzen. Das Einschaltverhältnis kann ein vorbestimmtes Einschaltverhältnis sein und kann mit der Motordrehzahl oder dem Motordrehmoment oder einer Kombination daraus oder einem Betriebszustand innerhalb des Abgasnachbehandlungssystems 2, wie einem Gegendruck oder einer Temperatur in dem System stromaufwärts des DPF 20 korreliert sein, um eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff in die Leitung 14 freizusetzen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die vorbestimmte Menge eine Menge sein, die ausreichend ist, um eine exotherme Reaktion in dem DOC 18 zu bewirken.
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Wie in 2 gezeigt ist, umfasst bei einer beispielhaften Ausführungsform das HCI-System 10 einen HC-Injektor 12 und eine Quelle für druckbeaufschlagte Luft. Die druckbeaufschlagte Luft wird von einer Quelle für druckbeaufschlagte Luft und durch eine Leitung 30 für druckbeaufschlagte Luft geliefert und strömt als eine druckbeaufschlagte Luftströmung, wie durch Pfeile 31 angegeben ist. Es kann jede geeignete Quelle für druckbeaufschlagte Luft verwendet werden, um druckbeaufschlagte Luft zu liefern. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Quelle für druckbeaufschlagte Luft einen Luftkompressor 32. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das luftunterstützte HCI-System 10 auch einen Luftregler 34 umfassen, der den Druck, den Durchfluss oder eine Kombination daraus der komprimierten Luftströmung 31 von dem Luftkompressor 32 steuert. Bei einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, können sowohl der Luftkompressor 32 als auch ein Luftregler 34 in Signalkommunikation mit einem Controller 36 stehen, der derart konfiguriert ist, dass er den Druck oder Durchfluss oder eine Kombination daraus oder einen anderen Aspekt der Luftströmung 31 auf ein vorbestimmtes Niveau oder eine Mehrzahl vorbestimmter Niveaus steuert, wie z.B. eine Datentabelle einer Mehrzahl vorbestimmter Luftströmungen 31, die mit einer Mehrzahl vorbestimmter Kraftstoffströmungen 21 korreliert. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann ein vorbestimmter Druck oder Durchfluss oder eine Kombination daraus oder andere Aspekte der Luftströmung 31 mit der Motordrehzahl oder einem Motordrehmoment oder einer Kombination daraus oder einem Abgasgegendruck oder anderen Aspekten des Abgasnachbehandlungssystems 2 korreliert sein, wie hier beschrieben ist. Die Betätigung des Kompressors 32 und die Lieferung der druckbeaufschlagten Luftströmung 31 können entweder periodisch oder kontinuierlich erfolgen, während der Motor betrieben wird, um einen Druck oder Durchfluss oder eine Kombination daraus aufrechtzuerhalten, der größer als der Druck der Abgasströmung 11 in der Leitung 14 insbesondere an der Stelle des HC-Injektors 12 ist und ausreichend ist, um ein Verstopfen des HC-Injektors 12 durch Rußansammlung insbesondere an dem Spitzenabschnitt des HC-Injektors 12 und Öffnungen darin, die der Abgasströmung 11 in der Leitung 14 ausgesetzt sind, zu verhindern. Der Luftdruck in der Leitung 30 für druckbeaufschlagte Luft sollte auch höher als der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung 22 sein, um eine Kraftstoffzerstäubung und -verdampfung zu steigern und die Wahrscheinlichkeit eines Zutritts von Kraftstoff in die Luftleitung 30, einschließlich Luftleitungen innerhalb des HC-Injektors 12 zu reduzieren oder diesen zu verhindern, wie hier beschrieben ist.
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Wie in den 3 - 11 gezeigt ist, umfasst bei einer beispielhaften Ausführungsform ein HC-Injektor 12 eine Anordnung aus drei Teilen, einem Injektorgehäusevorsprung 38, einem Injektorgehäuse 40 und einer Düse 42 des luftunterstützten HC-Injektors. Sowohl der Injektorgehäusevorsprung 38, das Injektorgehäuse 40 als auch die Düse 42 des luftunterstützten HC-Injektors wie auch deren Zusammenbau sind nachfolgend beschrieben.
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Wie in den 3 - 6 und 11 gezeigt ist, kann die HC-Injektordüse 42 aus einem beliebigen geeigneten Hochtemperaturmaterial hergestellt sein, einschließlich verschiedener Hochtemperaturmetalle oder -metalllegierungen und insbesondere verschiedenen Güten von Stahl. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können verschiedene Güten von rostfreiem Stahl dazu verwendet werden, die HC-Injektordüse 42 zu bilden, insbesondere diejenigen Güten, die gegenüber Korrosion in Verbindung mit verschiedenen HC-Materialien beständig sind, einschließlich üblicherweise verwendeten flüssigen Kraftstoffen, wie Diesel und Benzin (einschließlich verschiedenen Benzinformulierungen, die auch Alkohohl aufweisen), die auch beständig gegenüber Hochtemperatur-Oxidation oder Korrosion in Verbindung mit den Bestandteilen der Hochtemperatur-Abgasströmungen sind. Die HC-Injektordüse 42 kann eine beliebige geeignete Größe (beispielsweise Länge und Durchmesser) aufweisen. Bei der gezeigten beispielhaften Ausführungsform besitzt die HC-Injektordüse 42 eine allgemein zylindrische Form mit einer konischen Düsenspitze 43 an einem Ende und an einem entgegengesetzten Ende einem vorragenden Kopf 45, wobei die konische Düsenspitze 43 und der vorragende Kopf 45 durch ein zylindrisches Teil 47 getrennt sind. Der vorragende Kopf 45 kann auch eine Schraubenkopfform mit hexagonal orientierten Flachstellen 49 eines herkömmlichen Schraubenkopfs aufweisen, der mit einem geeigneten Werkzeug, wie einem Schraubenschlüssel, verwendet werden kann, um die HC-Injektordüse 42 in dem Injektorgehäuse 40 zu drehen, um eine Ausrichtung der Abschnitte der Luftleitung 33 zu erhalten, wie hier beschrieben ist. Bei Zusammenbau und Befestigung der HC-Injektordüse 42 in dem Injektorgehäuse 40 können ebenfalls Flachstellen 49 verwendet werden, um die Anordnung der HC-Injektordüse 42 und des Injektorgehäuses 40 in den Injektorgehäusevorsprung 38 zu drehen, wie hier offenbart ist. Das zylindrische Teil 47 ist zum abdichtbaren Eingriff in das Injektorgehäuse 40 konfiguriert. Bei der beispielhaften Ausführungsform der 3 - 11 kann ein abdichtbarer Eingriff durch Schweißen der HC-Injektordüse 42 an das Injektorgehäuse 40 erhalten werden, wie hier offenbart ist.
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Die HC-Injektordüse 42 umfasst einen Kraftstoffleitungseinlass 44 in einem vorragenden Kopf 45, der sich in eine Kraftstoffleitung 46 öffnet. Der Kraftstoffleitungseinlass 44 kann zur Befestigung und zum Dichtungseingriff mit einer Kraftstoffleitung konfiguriert sein, wie durch Einbau einer Mehrzahl von Gewinden (nicht gezeigt), um einen Dichtungseingriff einer mit Gewinde versehenen Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) zu ermöglichen. Die Kraftstoffleitung 46 erstreckt sich von dem vorragenden Kopf 45 durch das zylindrische Teil 47 in die verjüngte Düsenspitze 43. Die Kraftstoffleitung 46 kann eine beliebige geeignete Form besitzen, einschließlich in der beispielhaften Ausführungsform, die in den 3 - 6 und 11 gezeigt ist, diejenige einer im Wesentlichen blinden Zentralbohrung 51 in der HC-Injektordüse 42. Die Zentralbohrung 51 kann eine beliebige geeignete Größe (beispielsweise Durchmesser und Länge) besitzen, die ausreichend ist, um die gewünschte Kraftstoffströmung 21 an das Abgasbehandlungssystem 2 zu liefern, einschließlich bei einer beispielhaften Anwendung einen Durchmesser von etwa 0,318 cm bis etwa 0,635 cm. Die Kraftstoffleitung 46 kann eine beliebige geeignete Länge besitzen, die allgemein bestimmt wird, um eine vorbestimmte Packungshüllkurve für den HC-Injektor 12 aufzunehmen. Das geschlossene Ende der im Wesentlichen blinden Zentralbohrung 51 kann eine einwärts enger werdende Verjüngung 53 an dem geschlossenen Ende der Bohrung aufweisen. Der Verjüngungswinkel und die Länge der Verjüngung sind Gegenstand der Konstruktionswahl. Die Zentralbohrung 51 ist als im Wesentlichen blind beschrieben, da, während die Zentralbohrung 51 in der verjüngten Düsenspitze 43 endet, die Kraftstoffleitung 46 eine Mehrzahl von Auslässen 48 aufweist, die durch ein Netzwerk vorgesehen sind, das eine Mehrzahl kleinerer Kraftstoffauslassleitungen 64 aufweist.
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Die Kraftstoffauslassleitungen 64 erstrecken sich von einer entsprechenden Mehrzahl von Auslassleitungseinlässen 63, die entlang der Kraftstoffleitung 46 beabstandet sind. Bei der beispielhaften Ausführungsform der 3 - 11 sind Auslassleitungseinlässe 63 axial entlang der Kraftstoffleitung 46 um dieselbe axiale Distanz beabstandet und besitzen um den Umfang beabstandete Positionen, die denselben Winkelabstand zwischen benachbarten Einlässen um die Leitungsachse 55 vorsehen; es sei jedoch zu verstehen, dass für jeden der Einlasse die axiale Distanz verschieden sein kann und die Umfangspositionen der Einlässe so gewählt sein können, um verschiedene Winkelabstände zwischen benachbarten Einlässen bereitzustellen. Bei der beispielhaften Ausführungsform der 3 - 11 sind um den Umfang beabstandete Auslassleitungseinlässe 63 an der Verjüngung 53 angeordnet und erstrecken sich in eine entsprechende Mehrzahl von Auslassleitungsauslässen 48 an der Injektorseite 66.
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Die Größe, der Abstand, die Anzahl wie auch die Winkelorientierung von Kraftstoffauslassleitungen 64 werden gewählt, um einen vorbestimmten Durchfluss, ein vorbestimmtes Sprühmuster oder eine Kombination daraus für die Kraftstoffströmung 21 anzupassen. Genauer werden die Kraftstoffleitung 46 und die Kraftstoffauslassleitungen 64 gewählt, um ausreichend Kraftstoff bereitzustellen, um eine vorbestimmte exotherme Oxidationsreaktion in dem DOC 18 zu erreichen und zu erhalten und eine vorbestimmte Temperatur dieser Vorrichtung zu erreichen und zu erhalten. Genauer sind die Größe und die Anzahl von Kraftstoffauslassleitungen 64 so klein wie möglich, um einen vorbestimmten Durchfluss oder ein vorbestimmtes Sprühmuster 61 zu erreichen, und hängen von dem Kraftstoffdruck und Luftdruck wie auch dem Durchmesser der Luftleitung 33 und der Kraftstoffleitung 46 ab. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Größe der Kraftstoffauslassleitungen 64 Durchmesser von etwa 0,03 cm bis etwa 0,05 cm aufweisen. Es kann jede geeignete Anzahl von Kraftstoffauslassleitungen 64 verwendet werden, um ein vorbestimmtes Sprühmuster 61 zu erreichen. Bei der beispielhaften Ausführungsform der 3 - 11 existieren etwa 10 gleich beabstandete Kraftstoffauslassleitungen 64, wobei bei anderen beispielhaften Ausführungsformen etwa 7 bis etwa 10 Leitungen verwendet werden können. Kraftstoffauslassleitungen 64 können eine beliebige geeignete Form besitzen, einschließlich verschiedenen richtigen zylindrischen und gekrümmten zylindrischen Formen. Bei der in den 3 - 6 und 11 gezeigten Ausführungsform besitzen die Kraftstoffauslassleitungen 64 eine richtige kreisförmige Zylinderform. Die Kraftstoffauslassleitungen 64 können eine beliebige geeignete Orientierung in der HC-Injektordüse 42 und verjüngten Düsenspitze 43 besitzen. Bei der beispielhaften Ausführungsform der 3 - 6 und 11 behalten die um den Umfang beabstandeten Kraftstoffauslassleitungen 64 deren Umfangsabstand bei, wenn sie von der Leitungsachse 55 zwischen den Auslassleitungseinlässen 63, die an der Verjüngung 53 angeordnet sind, und den Auslassleitungsauslässen 48, die an der Injektorseite 66 angeordnet sind, auseinander laufen bzw. divergieren. Der Winkel der Divergenz (β), 6, der Achsen 57 der Kraftstoffauslassleitungen 64 und der Leitungsachse 55 kann ein beliebiger geeigneter Winkel sein, einschließlich spitzer Winkel, besonders Divergenzwinkel (β) von weniger als etwa 11 ° und insbesondere diejenigen, bei denen β kleiner als etwa 8° ist. Die Anzahl, Größe, Form, Umfangspositionen, Winkelabstände und der Divergenzwinkel (β) der Kraftstoffauslassleitungen sehen ein vorbestimmtes Sprühmuster 61 (2) von die Leitungen verlassendem Kraftstoff vor. Bei der Ausführungsform der 3 - 6 und 11 fallen die Achsen 57 jeweiliger Kraftstoffauslassleitungen 64 in eine divergierende konische Ebene, so dass das vorbestimmte Sprühmuster 61 (2), das durch Kraftstoffströmung 21 gebildet wird, die durch diese Leitungen gelangt, ein divergierendes Muster weg von der Injektorseite 66 und insbesondere ein divergierendes konisches Sprühmuster aufweist. Ein divergierendes vorbestimmtes Sprühmuster 61 (2) ist erwünscht, um die luftunterstützte Verteilung von Kraftstoffströmung in die Abgasströmung 11 zu steigern. Während ein divergierendes vorbestimmtes Sprühmuster 61 (2) erwünscht ist, um die Verteilung zu steigern, sei zu verstehen, dass die Charakteristiken der Kraftstoffauslassleitung 64, wie oben beschrieben ist, geändert werden können, um ein vorbestimmtes Sprühmuster 61 bereitzustellen, das viele andere Formen besitzt, einschließlich paralleler oder konvergierender Sprühmuster. Eine gesteigerte Verteilung der Kraftstoffströmung 21 innerhalb der Abgasströmung 11 unterstützt eine vollständigere und daher effizientere Oxidation des Kraftstoffs, wodurch die Anforderung für Kraftstoff zur Verwendung in dem Abgasnachbehandlungssystem 2 verringert und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Motors 1 und für Motoren 1, die in Fahrzeuganwendungen verwendet werden, gesteigert wird, wobei die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs, in dem der Motor 1 und das Abgasnachbehandlungssystem 2 verwendet werden, gesteigert wird.
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Wie in den 3 - 6, 8 und 11 gezeigt ist, umfasst die HC-Injektordüse 42 auch Abschnitte der Luftleitung 33, die sich durch den HC-Injektor 12 erstrecken und die druckbeaufschlagte Luftströmung 31 fluidtechnisch mit der Kraftstoffströmung 21 koppeln, um die Luftunterstützung bereitzustellen, wie hier in Bezug auf Kraftstoff, der durch den HC-Injektor 12 injiziert wird, beschrieben ist. Die Luftleitung 33 umfasst verschiedene Abschnitte innerhalb des HC-Injektors 12, einschließlich des Kopfabschnitts 50, der in dem vorragenden Kopf 45 der HC-Injektordüse 42 angeordnet ist, einem Gehäuseabschnitt 54, der in dem Injektorgehäuse 40 angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Luftleitungsauslässen 58, die in der verjüngten Düsenspitze 43 der HC-Injektordüse 42 angeordnet sind. Der Kopfabschnitt 50 der Luftleitung 33 umfasst eine zylindrische Bohrung, die einen Einlass 67 und einen Auslass 68 aufweist. Der Einlass 67 des Kopfabschnitts 50 dient als der Einlass der Luftleitung 33 (4 - 6). Wie in 2 gezeigt ist, ist die Luftleitung 30 fluidtechnisch mit der Luftleitung 33 an dem Einlass 67 unter Verwendung herkömmlicher Fluidkopplungen zur Bereitstellung druckbeaufschlagter Luftströmung 31 gekoppelt, wie verschiedene Formen von abdichtbaren mit Gewinde versehenen oder Schnell/Schnapp-Verbindungspassstücken (nicht gezeigt). Wie in den 3, 4, 7 und 8 gezeigt ist, umfasst der Gehäuseabschnitt 54 eine zylindrische Bohrung 80, die sich axial einwärts von einer Anlageschulter 81 des Injektorgehäuses 40 erstreckt. Die Zylinderbohrung 80 erstreckt sich von einem Einlass 83 zu einem Auslass 85. An dem Auslass 85 öffnet sich die zylindrische Bohrung in eine Umfangsnut 84, wie die zylindrische Umfangsnut, die in den 4 und 8 gezeigt ist. Bei Zusammenbau des Injektorgehäuses 40 und der Injektordüse 42 definieren die Umfangsnut 84 und die Abschrägung 62 einen Sammler 87, der fluidmäßig mit der Mehrzahl von Luftleitungsauslässen 58 gekoppelt und derart konfiguriert ist, um druckbeaufschlagte Luftströmung 31 an die Mehrzahl von Luftleitungsauslässen 58 zu liefern. Bei Zusammenbau der HC-Injektordüse 42 und des Injektorgehäuses 40 werden der Kopfabschnitt 50, der Gehäuseabschnitt 54 und die Luftleitungsauslässe 58 ausgerichtet und fluidtechnisch gekoppelt, um eine Luftleitung 33 zu bilden.
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Wie in den 1, 2, 5 und 6 gezeigt ist, umfasst die Mehrzahl von Luftleitungsauslässen 58 eine Mehrzahl feiner zylindrischer Bohrungen, die relativ kleiner als die anderen Abschnitte der Luftleitung 33 sind, die jedoch Durchmesser besitzen, die im Schnitt ähnlich denen der Mehrzahl von Kraftstoffauslassleitungen 64 sind. Wie in den 4 - 6 und 11 gezeigt ist, sind die Luftleitungsauslässe 58 parallel zu der Oberfläche der verjüngten Düsenspitze 43 und erstrecken sich von den Einlässen 59, die an der Abschrägungsschulter 56 des zylindrischen Teils 47 angeordnet sind. Luftleitungsauslässe 58 konvergieren einwärts von Einlässen 59 zu Auslässen 60, die in jeweilige Kraftstoffauslassleitungen 64 offen sind. Die Luftleitungsauslassachsen 67 konvergieren einwärts unter einem Konvergenzwinkel (δ) relativ zu der Leitungsachse 55. Die Luftleitungsauslässe 58 öffnen sich in Kraftstoffleitungsauslässe 64 entlang ihrer Länge an Stellen, die von den Abmessungen (beispielsweise Länge und Durchmesser) der verjüngten Düsenspitze 43 und des Konvergenzwinkels (δ) abhängen. Bei der Ausführungsform der 4 - 6 und 11 sind Luftleitungsauslässe 58 gerade zylindrische Bohrungen und die Mehrzahl von Achsen 67 der Luftleitungsauslässe 58 konvergieren zu einem Punkt an der Leitungsachse 55, und die Konvergenzwinkel δ sind für jeden Luftleitungsauslass 58 gleich; jedoch können die Konvergenzwinkel δ auch voneinander abhängig von den Anforderungen variieren, die für das vorbestimmte Sprühmuster 61 hergestellt sind (2). Ähnlicherweise können die Größe, Form und räumliche Orientierung jeder Luftauslassleitung 58 so gewählt sein, dass sie sich in den jeweiligen Kraftstoffleitungsauslass 64 an einer vorbestimmten Stelle des Auslasses 60 entlang der Länge des Kraftstoffleitungsauslasses 64 öffnet. Die vorbestimmte Stelle des Auslasses 60 kann für alle Kraftstoffleitungsauslässe 64 gleich sein oder kann für jeden Kraftstoffleitungsauslass 64 abhängig von den Konstruktionsanforderungen variieren. Bei der Ausführungsform der 4 - 11 sind die vorbestimmten Stellen des Auslasses 60 der Luftleitungsauslässe 58 für alle der Auslässe, nämlich nahe dem Auslass 48 der Kraftstoffleitungsauslässe 64 gleich. Die Anordnung der Auslässe 60 an dieser Stelle injiziert druckbeaufschlagte Luft von der Luftströmung 31 in die druckbeaufschlagte Kraftstoffströmung 21, gerade wenn der Kraftstoff die HC-Injektordüse 42 verlässt, wodurch eine Verteilung des Kraftstoffs und ein Zusatz von Sauerstoff in der Abgasleitung 14 unterstützt und der Betrieb der Abgasvorrichtungen 4, einschließlich der exothermen Oxidationsreaktion in dem DOC 18 und die Umwandlung von Partikelmaterial in dem DPF 20 gefördert werden, wie hier offenbart ist. Zusätzlich verhindert die Injektion von druckbeaufschlagter Luft in die Kraftstoffauslassleitungen 64 nahe ihren Auslässen 48 auch die Ansammlung von Ruß oder anderem Partikelmaterial in der Abgasströmung 11 an der Injektorseite 66 oder in Kraftstoffauslassleitungen 64, während der HC-Injektor 12 arbeitet oder tendiert zu einer Beseitigung jeglichen derartigen Partikelmaterials, das sich an diesen Stellen ansammeln kann, wenn der Injektor nicht arbeitet. Die Anzahl von Luftleitungsauslässen 58 sollte zumindest so groß wie die Anzahl von Kraftstoffauslassleitungen 64 sein (d.h. ein Verhältnis von 1:1); jedoch können mehr als ein Luftleitungsauslass 58 jeder Kraftstoffauslassleitung 64 zugeordnet sein (d.h. ein Verhältnis von größer als 1:1). Die Einlässe 59 sind an einer schräg gestellten Abschrägungsschulter 56 angeordnet, die der Abschrägung 62 zugeordnet ist, die an dem zylindrischen Teil 47 nahe der verjüngten Düsenspitze 43 geformt ist.
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Wie in den 4, 7 und 8 gezeigt ist, ist das Injektorgehäuse 40 derart konfiguriert, dass es die HC-Injektordüse 42 aufnimmt. Das Injektorgehäuse 40 ist ein allgemein zylindrisches Rohr. Das Injektorgehäuse 40 kann aus einem beliebigen geeigneten Hochtemperaturmaterial bestehen, einschließlich denselben Materialien, wie oben für die HC-Injektordüse 42 beschrieben ist. Das Injektorgehäuse 40 umfasst eine zentrale Düsenbohrung 78, die derart konfiguriert ist, dass sie die HC-Injektordüse 42, insbesondere das zylindrische Teil 47, aufnimmt. Das Injektorgehäuse 40 umfasst auch einen Gehäuseabschnitt 54 der Luftleitung 33 in der Form einer zylindrischen Bohrung 80, die einen Einlass 83 und einen Auslass 85 aufweist, wie hier beschrieben ist. Das Injektorgehäuse 40 weist auch eine Umfangsnut 84 auf. Wie in den 3, 4 und 11 gezeigt ist, werden das Injektorgehäuse 40 und die Injektordüse 42 durch Einsetzen des zylindrischen Teils 47 in die Düsenbohrung 78 zusammengebaut, bis eine Anlageschulter 41 des vorragenden Kopfs 45 an der Anlageschulter 81 des Injektorgehäuses 40 anliegt, wobei der Kopfabschnitt 50 und der Gehäuseabschnitt 54 der Luftleitung 33 axial entlang der Luftleitungsachse 35 ausgerichtet sind, wie gezeigt ist. Nach Zusammenbau auf die beschriebene Art und Weise können die HC-Injektordüse 42 und das Injektorgehäuse 40 fest aneinander durch Umfangsschweißnähte 86 befestigt werden. Die Schweißnähte 86 bilden auch eine luftdichte Abdichtung, wodurch die Integrität der Luftleitung 33 sichergestellt wird. Die Außenfläche des Injektorgehäuses 40 umfasst auch eine Oberfläche 88, die dazu verwendet werden kann, das Injektorgehäuse 40 an dem Injektorgehäusevorsprung 38 zu befestigen, wie einen Gewindeabschnitt 89. Sobald das Injektorgehäuse 40 und die Injektordüse 42 auf die beschriebene Art und Weise zusammengebaut sind, bilden sie eine Düsen/Gehäuseanordnung 90. Ein Führungsstift kann in den Kopfabschnitt 50 und den Gehäuseabschnitt 54 eingesetzt werden, um die oben beschriebene Ausrichtung während der Ausbildung der Schweißnähte 86 bereitzustellen, um die Integrität der Luftleitung 33 sicherzustellen, und können bei der Ausbildung der Düsen/Gehäuseanordnung 90 entfernt werden.
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Wie in den 9 - 11 gezeigt ist, besitzt der Injektorgehäusevorsprung 38 einen allgemein rohrförmigen Aufbau, der derart konfiguriert ist, dass er die Düsen/Gehäuseanordnung 90 aufnimmt. Der Injektorgehäusevorsprung 38 ist zur Befestigung an der Abgasleitung 14 konfiguriert, um eine gasdichte Abdichtung zwischen dem HC-Injektor 12 und der Abgasleitung 14 bereitzustellen. Die gasdichte Dichtung kann durch ein beliebiges geeignetes Mittel zur Ausbildung einer derartigen gasdichten Dichtung hergestellt werden, einschließlich einer Umfangsschweißnaht 91 zwischen der Außenfläche des Injektorgehäusevorsprungs 38 und der Abgasleitung 14, wie in 2 gezeigt ist. Der Injektorgehäusevorsprung 38 besitzt einen Gehäuseabschnitt 92, der eine Zentralbohrung 93 aufweist, die an einer Innenfläche 94 derselben zur Befestigung an einer Außenfläche 88 des Injektorgehäuses 40 konfiguriert ist. Diese Befestigung ist bevorzugt eine lösbare Befestigung, wie durch einen Gewindeabschnitt 95 vorgesehen wird, so dass die Düsen/Gehäuseanordnung 90, die den Gewindeabschnitt 89 aufweist, in die Zentralbohrung 93 und den Gewindeabschnitt 95 geschraubt werden kann, wie in den 3, 4 und 11 gezeigt ist. Der Injektorgehäusevorsprung 38 weist auch einen Düsenabschnitt 96 auf. Der Düsenabschnitt 96 umfasst eine sich einwärts verjüngende Bohrung 97, die sich in eine Zentralbohrung 93 öffnet und sich von der Zentralbohrung 93 weg einwärts verjüngt. Die sich einwärts verjüngende Bohrung 97 ist derart konfiguriert, dass sie die verjüngte Düsenspitze 43 aufnimmt und eine Kompressionsdichtung zwischen der Außenfläche der verjüngten Düsenspitze 43 und einer Fläche der sich einwärts verjüngenden Bohrung 97 bildet, wenn die Düsen/Gehäuseanordnung 90 in die Zentralbohrung 93 geschraubt wird. Der Düsenabschnitt 96 umfasst auch eine zylindrische Bohrung 98 und eine sich auswärts verjüngende Bohrung 99. Die zylindrische Bohrung 98 ist derart konfiguriert, dass sie die Injektorseite 66 bei Zusammenbau der Düsen/Gehäuseanordnung 90 in den Injektorgehäusevorsprung 38 aufnimmt, wie hier beschrieben ist. Wie in 2 gezeigt ist, sind der Düsenabschnitt 96 und die sich nach außen verjüngende Bohrung 99 derart konfiguriert, dass sie das Sprühmuster 61 während des Betriebs des HC-Injektors 12 aufnehmen, und die Herstellung eines Raums für das Sprühmuster 61 vor Eintritt in die Abgasleitung 14 und Wechselwirkung mit der darin strömenden Abgasströmung 11 bereitstellen. Der Düsenabschnitt 96 und die sich nach außen verjüngende Bohrung 99 verhindern auch einen direkten Zutritt von Abgasströmung 11 in Auslässe 48, wodurch die Neigung zur Ansammlung von Ruß an Auslässen 48 reduziert wird, wenn der HC-Injektor 12 nicht arbeitet.
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Das luftunterstützte HCI-System 10 und der HC-Injektor 12 besitzen den folgenden Nutzen und die folgenden Vorteile. Durch Verwendung des HCI-Systems 10 wird der HC-Schlupf durch den DOC 18 und den DPF 20 durch Steigerung der Kraftstoffzerstäubung und -verdampfung unter Verwendung einer druckbeaufschlagten Luftströmung 31 reduziert. Der reduzierte HC-Schlupf reduziert auch das Auftreten eines Ausfalls des DPF 20, das durch hohe Temperaturen und große Temperaturgradienten entlang der Länge dieser Vorrichtung, die dem HC-Schlupf zugeordnet ist, bewirkt wird. Der reduzierte HC-Schlupf reduziert auch HC-Emissionen aus dem Auspuff. Die Verwendung des HCI-Systems 10 und des HC-Injektors 12 erhöht auch die Auslasstemperatur des DOC 18 aufgrund der verbesserten exothermen Reaktion in dem DOC 18 aufgrund der verbesserten Kraftstoffverteilung und dem gesteigerten Sauerstoff, der aus der druckbeaufschlagten Luftströmung 31 verfügbar ist, was seinerseits den Rußregenerationsumwandlungswirkungsgrad des DPF 20 steigert. Die Verwendung des HCI-Systems 10 und die Auslegung des HC-Injektors 12 weisen auch die Tendenz auf, ein Verstopfen der Injektordüsen zu verhindern, das durch Rußansammlung an der Düsenspitze bewirkt wird, da die druckbeaufschlagte Luft Ruß wegbläst, der sich ansonsten an der Injektorseite 66 ansammeln würde. Die Verwendung des HCI-Systems 10 steigert auch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Erreichen der notwendigen DPF-Regenerationstemperatur unter Verwendung reduzierter Mengen an Kraftstoff durch Steigerung des Wirkungsgrades der exothermen Reaktion in dem DOC 18 wiederum aufgrund der verbesserten Kraftstoffverteilung und der erhöhten Verfügbarkeit von Sauerstoff aus der druckbeaufschlagten Luftströmung 31. Die Integration der Kraftstoffströmung 21 und Luftströmung 31 in dem HCI-System 10 verbessert auch die Haltbarkeit des Abgasbehandlungssystems 2, da diese Strömungen auch den Hel-Injektor 12 kühlen, der der Abgasströmung 11 ausgesetzt ist.
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Während der luftunterstützte Injektor, das Injektionssystem und das Abgasbehandlungssystem in den beispielhaften Ausführungsformen hauptsächlich in Verbindung mit der Injektion von HC, wie Dieselkraftstoff oder Benzin, beschrieben worden sind, kann die Erfindung auch mit anderen injizierbaren flüssigen Fluiden verwendet werden, beispielsweise einschließlich verschiedener flüssiger Reaktanden, die nützlich sein können, vorbestimmte Oxidations- oder Reduktionsreaktionen innerhalb des Abgasbehandlungssystems zu unterstützen, wie Harnstoff oder verschiedene Harnstofflösungen. Somit sollen die Beschreibungen hier der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, die auf die Injektion von HC, Kraftstoff oder dergleichen gerichtet sind, so zu verstehen sein, dass sie auch auf die Injektion anderer flüssiger Fluide so anwendbar sind, als ob der Begriff „Fluid“ oder „flüssiges Fluid“ durch „HC“- und „Kraftstoff“ darin ersetzt wäre.
