DE102011014077B3 - Metering device with metering pump for conveying or metering of additives and fuels for internal combustion engines, has heat exchanger for heating supplied fluid flow, where heat exchanger is connected at downstream of compressor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu ihrem Betrieb entsprechend den Ansprüchen 12 bis 14. Solche Dosiereinrichtungen werden insbesondere verwendet, um Additive oder Treibstoff in den Abgasstrang von Verbrennungsmotoren einzuspritzen.The invention relates to a metering device with the features of the preamble of claim 1 and a method for its operation according to
Dosiereinrichtungen mit Einfrierschutz sind bekannt, ebenso Verfahren zum Betrieb derselben, zum Beispiel aus den Druckschriften
Dosiereinrichtungen mit Vorrichtungen zum Beheizen der zugeführten Luft werden in den Druckschriften
Aufgabe dieser Erfindung ist es, in zuverlässiger und kostengünstiger Weise die Leitungen und den Injektor vor Schäden oder Störungen durch das Einfrieren der Betriebsflüssigkeit bei niedrigen Temperaturen zu schützen, sowohl beim Betrieb des Systems als auch in der Zeit nach dem Betrieb.The object of this invention is to reliably and inexpensively protect the ducts and the injector from damage or interference caused by the freezing of the working fluid at low temperatures, both in operation of the system and in time after operation.
Dabei sollen die hohen Kosten oder der hohe elektrische Energieverbrauch der bekannten Systeme vermieden werden.The high cost or high electrical energy consumption of the known systems should be avoided.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the characterizing features of claim 1.
Erfindungsgemäß werden die Leitungen durch einen zusätzlichen Fluidstrom beheizt. Dieser zusätzliche Fluidstrom wird durch einen Wärmetauscher oder durch den Kompressor, der diesen Fluidstrom in die Leitung pumpt, erwärmt. Derselbe Fluidstrom dient auch zum Freiblasen der Leitungen nach dem Betrieb, dabei wird bei Bedarf der Fluidstrom beheizt.According to the invention, the lines are heated by an additional fluid flow. This additional fluid flow is heated by a heat exchanger or by the compressor which pumps this fluid flow into the conduit. The same fluid stream also serves to blow the lines out after operation, thereby heating the fluid flow as needed.
Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Systems wird die Heizleistung nur in dem Maße eingebracht, wie dies zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur erforderlich ist.To improve the efficiency of the system, the heating power is introduced only to the extent required to reach a given temperature.
Dazu wird ein Regler mit einem oder mit mehreren Temperatursensoren verbunden, die die Temperatur an einer oder an mehreren kritischen Stellen des Systems messen. Der Regler vergleicht das Temperatursignal mit einem Sollwert und erzeugt aus der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ein Stellsignal, mit dem zum Beispiel der Zulauf zum Wärmetauscher auf der Seite des wärmeren Fluids verstellt wird, oder mit dem in den Betrieb des Kompressors so eingegriffen wird, dass er mehr oder weniger Kompressionswärme an den Fluidstrom abgibt.This involves connecting a controller to one or more temperature sensors that measure temperature at one or more critical points in the system. The controller compares the temperature signal with a setpoint value and uses the difference between the actual value and the setpoint value to generate a control signal which, for example, adjusts the inlet to the heat exchanger on the side of the warmer fluid or thus intervenes in the operation of the compressor. that it releases more or less compression heat to the fluid flow.
Ein Kompressor erzeugt immer auch Kompressionswärme bei seiner Arbeit, aber durch vergleichsweise leistungsarme Eingriffe in den Kompressor, zum Beispiel durch die Vergrößerung oder Verkleinerung eines Leckagepfads zwischen der Saug- und der Druckseite des Kompressors, kann man den Wirkungsgrad und damit den Anfall von Wärme beeinflussen. Andere beispielhafte Eingriffe sind die Veränderung der Steuerzeiten der Einlaß- oder der Auslaßventile oder die Änderung der Antriebsdrehzahl.A compressor always generates heat of compression in its work, but by comparatively low-power interference with the compressor, for example by increasing or decreasing a leakage path between the suction and discharge sides of the compressor, one can influence the efficiency and thus the accumulation of heat. Other exemplary interventions include changing the timing of the intake or exhaust valves or changing the input speed.
Die Leistungsaufnahme der Dosiereinrichtung läßt sich weiter vermindern, wenn man den Kompressor abschaltbar ausführt. Im Fall eines elektrisch angetriebenen Kompressor wird dazu die Stromzufuhr durch einen Schalter unterbrochen.The power consumption of the metering device can be further reduced if the compressor is switched off. In the case of an electrically driven compressor to the power supply is interrupted by a switch.
Die Kosten der Dosiereinrichtung lassen sich vermindern, wenn man den Kompressor nicht elektrisch sondern mechanisch antreibt, sofern dazu eine Ankopplung an den Verbrennungsmotor möglich ist. Zur Abschaltung ist dann eine elektrisch schaltbare Kupplung erforderlich.The cost of the metering device can be reduced if one drives the compressor not electrically but mechanically, provided that a coupling to the internal combustion engine is possible. To cut off then an electrically switchable coupling is required.
Die Regeleinrichtung wird in vorteilhafter Weise für eine weitere Aufgabe eingesetzt, nämlich nach dem Ausschalten des Verbrennungsmotors die Leitungen freizublasen. Dazu werden in der Regeleinrichtung zwei Signale erzeugt, eines, das den elektrisch angetriebenen Kompressor für eine vorgegebene Zeit weiter in Betrieb hält, und ein zweites, das erforderlichenfalls die Wärmezufuhr durch den Wärmetauscher oder den Kompressor für dieselbe Zeit weiter in Betrieb hält. Das Erfordernis des Heizens richtet sich dabei nach der von den Sensoren gemessenen Temperatur an kritischen Stellen des Systems.The control device is advantageously used for a further task, namely to blow the lines after switching off the internal combustion engine. For this purpose, two signals are generated in the control device, one that keeps operating the electrically driven compressor for a predetermined time in operation, and a second, if necessary, the heat supply through the heat exchanger or the compressor for the same time continues to operate. The heating requirement depends on the temperature measured by the sensors at critical points in the system.
Bei einem mechanischen Antrieb des Kompressors ist allerdings der Funktionsumfang eingeschränkt, ein Freiblasen nach dem Abstellen des Motors ist bei dieser Ausführung nicht möglich.In a mechanical drive of the compressor, however, the range of functions is limited, a blowing out after stopping the engine is not possible in this embodiment.
Die Dosiereinrichtung läßt sich bei weiter eingeschränktem Funktionsumfang auch ohne die genannte Regeleinrichtung betreiben. Dazu nutzt man die Tatsache aus, dass bei sehr niedriger Temperatur in der Leitung zum Injektor die Viskosität der Flüssigkeit stark ansteigt. Das erzeugt einen höheren Druck in der Leitung und am Auslass des Kompressors. Durch diesen höheren Druck nimmt die Wärmeerzeugung im Kompressor zu, damit wird die komprimierte Luft stärker erwärmt. Dieser thermodynamische Effekt läßt sich durch einen vom Auslassdruck erzeugten Eingriff in die Arbeitsweise des Kompressors steigern, zum Beispiel durch eine gezielte Erhöhung der Leckage vom Auslass zum Einlass.The metering device can also be operated without said control device with a further limited range of functions. This is done using the fact that at very low temperature in the line to the injector, the viscosity of the liquid rises sharply. This creates a higher pressure in the line and at the outlet of the compressor. Due to this higher pressure, the heat generation in the compressor increases, so that the compressed air is heated more. This thermodynamic effect can be achieved by an intervention generated by the outlet pressure in the operation of the Increase compressor, for example, by a targeted increase in leakage from the outlet to the inlet.
Die beschriebene Vorrichtung hat vor allem den Vorteil, dass eine elektrische Beheizung der Leitungen und gegebenenfalls anderer Komponenten des Systems vermieden werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht in der kostengünstigen Kombination von zwei Funktionen, nämlich dem Einfrierschutz im Betrieb und dem Freiblasen der Leitungen nach dem Betrieb.Above all, the described device has the advantage that electrical heating of the lines and possibly other components of the system can be avoided. Another advantage is the cost-effective combination of two functions, namely the freeze protection during operation and the blowing out of the lines after operation.
Die Vorrichtung arbeitet wirtschaftlich, weil nur in dem erforderlichen Maß Wärme in das System eingebracht wird.The device works economically because only to the extent necessary heat is introduced into the system.
Vorrichtungen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 werden in Abgasreinigungsanlagen von Verbrennungsmotoren eingesetzt, insbesondere in solchen, die mit Zusatzflüssigkeit arbeiten, die einfrieren können, wie zum Beispiel wässrige Harnstofflösungen.Devices according to the preamble of claim 1 are used in exhaust gas purification systems of internal combustion engines, in particular in those that work with additional liquid that can freeze, such as aqueous urea solutions.
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Bevorzugte Ausführung
Ein Dosiersystem mit einer Pumpe
A dosing system with a pump
An die Druckleitung
Die Anlage wird durch eine Steuerung
Ist keine Heizleistung erforderlich, schaltet die Regeleinrichtung
Zusätzlich ist die Steuerung
Bevorzugte Ausführung
Ein Dosiersystem mit einer Pumpe
A dosing system with a pump
An die Druckleitung
Die Anlage wird durch eine Steuerung
Damit wird erreicht, dass in Abhängigkeit von dem mittels des Temperatursensors ermittelten Bedarf das von der Dosierpumpe
Ist keine Heizleistung erforderlich, schaltet die Regeleinrichtung
Zusätzlich ist die Steuerung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dosierpumpemetering
- 22
- Kompressor oder PumpeCompressor or pump
- 44
- Leitung 1Line 1
- 55
-
Leitung 2
Line 2 - 66
- Einspritzsysteminjection
- 77
- Elektromotorelectric motor
- 88th
- Temperatursensortemperature sensor
- 99
- Temperatursignaltemperature signal
- 1010
- Stellsignal HeizenHeating control signal
- 1111
- Regeleinrichtungcontrol device
- 1212
- Stellsignal KompressorbetriebControl signal compressor operation
- 1313
- Stromreglercurrent regulator
- 1414
- Elektrischer LeistungsschalterElectrical circuit breaker
- 1515
- Wärmetauscherheat exchangers
- 1616
- VentilValve
- 1717
- Wärmequelleheat source
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011014077A DE102011014077B3 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Metering device with metering pump for conveying or metering of additives and fuels for internal combustion engines, has heat exchanger for heating supplied fluid flow, where heat exchanger is connected at downstream of compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102011014077A DE102011014077B3 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Metering device with metering pump for conveying or metering of additives and fuels for internal combustion engines, has heat exchanger for heating supplied fluid flow, where heat exchanger is connected at downstream of compressor |
Publications (1)
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DE102011014077B3 true DE102011014077B3 (en) | 2012-08-30 |
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---|---|---|---|
DE102011014077A Expired - Fee Related DE102011014077B3 (en) | 2011-03-16 | 2011-03-16 | Metering device with metering pump for conveying or metering of additives and fuels for internal combustion engines, has heat exchanger for heating supplied fluid flow, where heat exchanger is connected at downstream of compressor |
Country Status (1)
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DE (1) | DE102011014077B3 (en) |
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- 2011-03-16 DE DE102011014077A patent/DE102011014077B3/en not_active Expired - Fee Related
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DE102014010249B4 (en) * | 2014-07-11 | 2017-04-20 | Thomas Magnete Gmbh | Device for injecting liquid into the exhaust gas line of an internal combustion engine |
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