DE102011078504A1 - Coolable dosing module - Google Patents
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Abstract
Ein kühlbares Dosiermodul (2) hat einen sich im Wesentlichen in einer Längsrichtung erstreckenden Injektor (4); ein in einem Teilbereich der Längserstreckung des Injektors (4) um den Umfang des Injektors (4) angeordnetes Ventilgehäuse (12) und eine Hülse (9), die in einem Teilbereich der Längserstreckung des Injektors (4) so um den Umfang des Injektors (4) und des Ventilgehäuses (12) angeordnet ist, dass zwischen dem Injektor (4) und der Hülse (9) ein zur Aufnahme eines Kühlmittels geeignetes Kühlvolumen (11) ausgebildet ist. Die Hülse (9) umschließt den Injektor (4) auch in einem Teilbereich (4b) seiner Längserstreckung, der nicht von dem Ventilgehäuse (12) umschlossen ist, so dass das Kühlvolumen (11) wenigstens teilweise von dem Injektor (4) begrenzt wird. Zwischen dem Injektor (4) und dem Ventilgehäuse (12) ist wenigstens ein Dichtelement (16) vorgesehen, welches das Kühvolumen (11) fluiddicht abschließt.A coolable metering module (2) has an injector (4) extending substantially in a longitudinal direction; a valve housing (12) arranged in a partial region of the longitudinal extension of the injector (4) around the circumference of the injector (4) and a sleeve (9) which in a partial region of the longitudinal extension of the injector (4) so around the circumference of the injector (4 ) and the valve housing (12) is arranged, that between the injector (4) and the sleeve (9) is designed for receiving a coolant cooling volume (11). The sleeve (9) encloses the injector (4) also in a partial region (4b) of its longitudinal extent, which is not enclosed by the valve housing (12), so that the cooling volume (11) is at least partially bounded by the injector (4). Between the injector (4) and the valve housing (12) at least one sealing element (16) is provided, which closes off the cooling volume (11) in a fluid-tight manner.
Description
Stand der Technik:State of the art:
Die Erfindung betrifft ein kühlbares Dosiermodul, das zum Einspritzen eines Fluids in den Abgasstrang eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist.The invention relates to a coolable dosing module, which is designed for injecting a fluid into the exhaust gas line of an internal combustion engine.
Es ist bekannt, den Abgasen eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, mit Hilfe eines Dosiermoduls ein Fluid, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung, beizufügen, um in den Abgasen vorhandene Schadstoffe, insbesondere Stickoxide (NOx), zu reduzieren. Ein derartiges System zur Reduktion von Stickoxiden wird beispielsweise in
Wenn das Dosiermodul in Bereichen mit hoher Umgebungstemperatur, z. B. abgasnah, in der Nähe des Motors und/oder in verkleideten Bereichen, verbaut wird, ist eine passive Kühlung durch die Umgebungsluft nicht mehr ausreichend. Um ein Überhitzen des Dosiermoduls zu verhindern, muss daher eine aktive Wasserkühlung implementiert werden. If the dosing in areas with high ambient temperature, eg. B. close to the exhaust, in the vicinity of the engine and / or in clad areas, is installed, passive cooling by the ambient air is no longer sufficient. Therefore, to prevent overheating of the dosing module, active water cooling must be implemented.
Bei den bisher bekannten wassergekühlten Dosiermodulen wird mit Hilfe eines Alu-Druckgusskörpers dafür gesorgt, dass die hohen Temperaturen des Abgasstrangs keinen schädigenden Einfluss auf das Dosiermodul haben. Druckgusskörper haben sowohl funktionale als auch kommerzielle Nachteile, da ihre Kühlwirkung und chemische Beständigkeit begrenzt und die Herstellung teuer ist. In the previously known water-cooled metering modules, care is taken with the aid of an aluminum die-cast body that the high temperatures of the exhaust gas line have no damaging effect on the metering module. Die castings have both functional and commercial disadvantages, since their cooling effect and chemical resistance are limited and manufacturing is expensive.
Offenbarung der Erfindung:Disclosure of the invention:
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes wassergekühltes Dosiermodul zum Einspritzen eines Fluids in einen Abgasstrang bereitzustellen, das insbesondere einfach und kostengünstig herzustellen ist. An object of the invention is to provide an improved water-cooled metering module for injecting a fluid into an exhaust line, which in particular is simple and inexpensive to produce.
Die Aufgabe wird durch ein kühlbares Dosiermodul nach dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Dosiermoduls. The object is achieved by a coolable dosing module according to independent claim 1. The dependent claims describe advantageous embodiments of a metering module according to the invention.
Ein erfindungsgemäßes kühlbares Dosiermodul hat einen sich im Wesentlichen in einer Längsrichtung erstreckenden Injektor, ein in einem Teilbereich der Längserstreckung des Injektors um den Umfang des Injektors angeordnetes Ventilgehäuse und eine Hülse, die in einem Teilbereich der Längserstreckung des Injektors so um den Umfang des Injektors und des Ventilgehäuses angeordnet ist, dass zwischen dem Injektor und der Hülse ein zur Aufnahme eines Kühlmittels geeignetes Kühlvolumen ausgebildet ist. Die Hülse umschließt den Injektor auch in einem Bereich seiner Längserstreckung, der nicht von dem Ventilgehäuse umschlossen ist, so dass das Kühlvolumen wenigstens teilweise von dem Injektor begrenzt wird und so in direktem Kontakt mit Kühlmittel steht, das in das Kühlvolumen eingebracht worden ist. Zwischen dem Injektor und dem Ventilgehäuse ist wenigstens ein Dichtelement vorgesehen, das derart ausgebildet ist, dass es das Kühlvolumen fluiddicht abschließt und abdichtet. Dadurch, dass das Kühlvolumen von dem Injektor selbst begrenzt und durch eine zwischen dem Injektor und dem Ventilgehäuse angeodnete Dichtung fluiddicht abgedichtet wird, wird eine gute Wärmeübetragung von dem Injektor an ein Kühlmittel im Kühlvolumen ermöglicht, und der Injektor kann besonders effektiv gekühlt werden. Auch kann auf eine zusätzliche, innere Begrenzung des Kühlvolumens, z.B. durch eine zweite Hülse, verzichtet werden. Ein erfindungsgemäßer Injektor ist daher einfach und kostengünstig herstellbar.A coolable metering module according to the invention has an injector extending substantially in a longitudinal direction, a valve housing arranged in a partial region of the longitudinal extension of the injector around the circumference of the injector and a sleeve which in a partial region of the longitudinal extension of the injector around the circumference of the injector and of the injector Valve housing is arranged, that between the injector and the sleeve a suitable for receiving a coolant cooling volume is formed. The sleeve also encloses the injector in a region of its longitudinal extent which is not enclosed by the valve housing, so that the cooling volume is at least partially delimited by the injector and thus in direct contact with coolant which has been introduced into the cooling volume. Between the injector and the valve housing at least one sealing element is provided which is designed such that it closes and seals the cooling volume in a fluid-tight manner. Characterized in that the cooling volume is limited by the injector itself and fluid-tight sealed by a angeodnete between the injector and the valve housing, a good heat transfer from the injector to a coolant in the cooling volume is made possible, and the injector can be cooled particularly effectively. Also, for an additional, internal limitation of the cooling volume, e.g. be dispensed with by a second sleeve. An inventive injector is therefore simple and inexpensive to produce.
In einer Ausführungsform ist das Dichtelement, das zwischen dem Injektor und dem Ventilgehäuse angeordnet ist, als handelsüblicher O-Ring ausgebildet ist. Ein O-Ring stellt eine effektive und zuverlässige Dichtung zur Verfügung.In one embodiment, the sealing element, which is arranged between the injector and the valve housing, is designed as a commercially available O-ring. An O-ring provides an effective and reliable seal.
In einer Ausführungsform ist ein erstes Ende der Hülse mit den Injektor verschweißt. Durch Verschweißen wird eine zuverlässig dichte Verbindung zwischen der Hülse und dem Injektor geschaffen.In one embodiment, a first end of the sleeve is welded to the injector. By welding a reliable tight connection between the sleeve and the injector is created.
In einer Ausführungsform ist ein zweites Ende der Hülse mit einem Flansch verschweißt, der um den Umfang des Injektors angeordnet ist. Durch Verschweißen der Hülse mit einem den Injektor umgebenden Flansch wird das innerhalb der Hülse ausgebildete Kühlvolumen zuverlässig fluiddicht abgedichtet.In one embodiment, a second end of the sleeve is welded to a flange disposed about the circumference of the injector. By welding the sleeve with a flange surrounding the injector, the cooling volume formed inside the sleeve is reliably sealed fluid-tight.
In einer Ausführungsform ist der Flansch mit dem Ventilgehäuse verschweißt. Durch Verschweißen des Flansches mit der den Injektor umgebenden Hülse wird das innerhalb der Hülse ausgebildete Kühlvolumen zuverlässig fluiddicht abgedichtet.In one embodiment, the flange is welded to the valve body. By welding the flange with the sleeve surrounding the injector, the cooling volume formed inside the sleeve is reliably sealed fluid-tight.
In einer Ausführungsform ist in dem Flansch wenigstens eine Kühlmittelanschluss ausgebildet. Ein Kühlmittelanschluss ermöglicht es, Kühlmittel in das Kühlvolumen ein- bzw. aus diesem abzuführen. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Kühlmittelanschlüsse vorgesehen, um eine kontinuierliche Kühlmittelströmung durch das Kühlvolumen zu ermöglichen.In one embodiment, at least one coolant port is formed in the flange. A coolant connection makes it possible to transfer coolant into or out of the cooling volume. Preferably, at least two coolant ports are provided to allow for continuous flow of coolant through the cooling volume.
In einer Ausführungsform ist zwischen dem Injektor und dem Ventilgehäuse wenigstens ein Hochdruck-Dichtelement angeordnet.In one embodiment, at least one high-pressure sealing element is arranged between the injector and the valve housing.
In einer Ausführungsform ist das Ventilgehäuse unlösbar mit dem Injektor verbunden. Dazu kann das Ventilgehäuse insbesondere mit dem Injektor verschweißt oder vernietet sein. Eine feste, unlösbare Verbindung zwischen dem Injektor und dem Ventilgehäuse ist besonders zuverlässig und kostengünstig realisierbar.In one embodiment, the valve housing is permanently connected to the injector. For this purpose, the valve housing in particular with the Injector welded or riveted. A solid, permanent connection between the injector and the valve housing is particularly reliable and inexpensive to implement.
Die genannten Schweißverbindungen können insbesondere als Laser-Schweißungen ausgebildet sein. Laser-Schweißungen können mit hoher Präzision exakt an den gewünschten Stellen vorgenommen werden. Die Schweißverbindungen eines erfindungsgemäßen Dosiermoduls haben im Vergleich zu einem herkömmlichen Dosiermodul eine reduzierte Länge, so dass der Aufwand für das Verschweißen und die damit verbundenen Kosten reduziert werden.The aforementioned welded joints can be designed in particular as laser welds. Laser welding can be done with high precision exactly at the desired locations. The welded joints of a metering module according to the invention have a reduced length in comparison to a conventional metering module, so that the costs for welding and the associated costs are reduced.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures. Showing:
Ein derartiges Dosiermodul
Um einen in der
Um den Umfang der inneren Hülse
Die oberen Enden
Um den Umfang des unteren Bereichs
Oberhalb der Wärmeleitbuchsen
Oberhalb der inneren Hülse
Das obere Ende
Diejenigen Merkmale, die mit den in der
Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Dosiermodul
In einem erfindungsgemäßen Dosiermodul
Zwischen dem äußeren Umfang des Injektors
Ein unteres Ende
Da sich das Dichtelement
Ein erfindungsgemäßes Dosiermodul
Das Kühlvolumen
Auf eine innere Hülse
Im Bereich des Ventilgehäuses
Da der Flansch
Das obere, von der Hülsen
An dem Sicherungsblech
Die Erfindung stellt daher ein wassergekühltes Dosiermodul
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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