DE102012208034A1

DE102012208034A1 - Dosage device for injecting oxidation/reducing agent into exhaust pipe of e.g. diesel engine, has injector nozzle which alters injection angle of oxidation/reducing agent with respect to exhaust gas flow direction in exhaust pipe

Info

Publication number: DE102012208034A1
Application number: DE201210208034
Authority: DE
Inventors: Guenter Keusen; Stefan Wenzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-11-14

Abstract

The dosage devices (1,2) have injector nozzles (111,211) which alter injection angle of oxidation/reducing agent with respect to flow direction (8) of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe (7). The inclination angle of the oxidation/reducing agent is altered according to the flow rate of exhaust gas in the exhaust pipe.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus einer Dosierungsvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine nach Gattung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 hervor. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist entsprechend eine Dosierungsvorrichtung zur dosierten Zugabe von Oxidations-/Reduktionsmittel als Dosierungsmittel in einen Abgasstrang einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, wie z.B. in den Abgasstrang eines Dieselmotors. Zur Erfüllung gesetzlicher Vorgaben muss das von dem Dieselmotor erzeugte Abgas bestimmte Schadstoff-Grenzwerte einhalten, insbesondere müssen die Partikel- und Stickoxidemissionen möglichst gering gehalten werden, wobei bekannte Abgasnachbehandlungseinrichtungen zur Anwendung kommen. Bekannte übliche Abgasnachbehandlungseinrichtungen sind u.a. Oxidationskatalysatoren (DOC) und Dieselpartikelfilter (DPF) sowie beide in Kombination, NO_x-Speicherkatalysatoren (NSK) oder SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction).The invention is apparent from a metering device for a self-igniting internal combustion engine according to the species according to the preamble of independent claim 1. The present invention accordingly provides a metering device for metered addition of oxidizing / reducing agent as metering agent in an exhaust line of a self-igniting internal combustion engine, such as in the exhaust line of a diesel engine. To meet legal requirements, the exhaust gas produced by the diesel engine must comply with certain pollutant limits, in particular, the particle and nitrogen oxide emissions must be kept as low as possible, with known exhaust aftertreatment devices are used. Known customary exhaust aftertreatment devices include oxidation catalysts (DOC) and diesel particulate filter (DPF) and both in combination, NO _x storage catalysts (NSK) or SCR catalysts (Selective Catalytic Reduction).

Für eine Regeneration der Abgasnachbehandlungseinrichtungen sowie für den Betrieb eines evtl. notwendigen DPF-, NSK- oder SCR-Systems ist es dabei erforderlich, bestimmte Oxidations-/Reduktionsmittel als Dosierungsmittel in den Abgasstrang des Dieselmotors mit einzudosieren bzw. einzuspritzen. Derartige Mittel sind typischerweise Kohlenwasserstoffe (Diesel-Kraftstoff), einerseits zur exothermen chemischen Umsetzung in einem DOC mit dem Ziel, einen DPF zu regenerieren, andererseits zur „Anfettung“ des Abgases mit dem Ziel, einen NO_x-Speicherkatalysator zu regenerieren, oder Harnstoffe (Ammoniak) zur selektiven katalytischen Reduktion in einem SCR-Katalysator. Das hierbei für die SCR-Reaktion benötigte Ammoniak wird nicht direkt, d. h. in reiner Form, in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine eingebracht, sondern in Form einer wässrigen Harnstofflösung (HWL). Diese HWL wird dabei vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang eingebracht, wobei aus der beigegebenen Lösung durch eine Hydrolysereaktion Ammoniak und CO₂ entstehen. Das so erzeugte Ammoniak kann in dem SCR-Katalysator bei entsprechender Temperatur mit den Stickoxiden im Abgas reagieren, wobei durch die selektive katalytische Reduktion mit einem hohen Wirkungsgrad Stickoxide aus dem Abgas entfernt werden können. For a regeneration of the exhaust aftertreatment devices as well as for the operation of a possibly necessary DPF, NSK or SCR system, it is necessary to meter in or inject certain oxidizing / reducing agents as dosing agent into the exhaust gas line of the diesel engine. Such agents are typically hydrocarbons (diesel fuel), on the one hand for exothermic chemical conversion in a DOC with the aim of regenerating a DPF, on the other hand for "enrichment" of the exhaust gas with the aim of regenerating a NO _x storage catalyst, or ureas ( Ammonia) for selective catalytic reduction in an SCR catalyst. The ammonia required in this case for the SCR reaction is not introduced directly, ie in pure form, into the exhaust gas line of the internal combustion engine, but in the form of an aqueous urea solution (HWL). This HWL is introduced before the SCR catalyst in the exhaust gas line, from the added solution by a hydrolysis reaction ammonia and CO ₂ are formed. The ammonia thus produced can react in the SCR catalyst at the appropriate temperature with the nitrogen oxides in the exhaust gas, which can be removed from the exhaust gas by the selective catalytic reduction with high efficiency nitrogen oxides.

Bei der Zugabe des Dosierungsmittels, also bei der Einspritzung der Oxidations-/Reduktionsmittel in den Abgasstrang, ist eine möglichst gleichmäßige Verteilung im Abgasmassenstrom überaus vorteilhaft. Eine daraus resultierende gleichmäßige Anströmung der Abgasnachbehandlungseinrichtungen durch das Oxidations-/Reduktionsmittel führt zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung und dadurch zu einer gleichmäßigen Umsetzung der eingespritzten Oxidations-/Reduktionsmittel. Eine bekannte Art der Einspritzung erfolgt mittels einer Einspritzvorrichtung wie z. B. einer Dosierpumpe und eines Injektors, wobei das Oxidations-/Reduktionsmittel üblicherweise mit einem starren Einspritzwinkel in den Abgasstrang eingespritzt wird. Da sowohl der Abgasmassenstrom als auch die Abgasgeschwindigkeit im Betrieb des Dieselmotors jedoch ständig variieren können, kann ein starrer Einspritzwinkel dazu führen, dass das zerstäubte Oxidations-/Reduktionsmittel betriebspunktabhängig nie in gleichbleibender Weise der Abgasströmung beigegeben werden kann, wodurch eine konstante Durchdringung des gesamten Abgasrohrquerschnitts durch das Oxidations-/Reduktionsmittel nicht gewährleistet werden kann. Bei der Optimierung der Zerstäubung des Oxidations-/Reduktionsmittels in das Abgasrohr tritt darüber hinaus das Problem auf, dass der Teil der Abgasrohrinnenwand, der der Dosierungsvorrichtung direkt gegenüberliegt, oft betriebspunktabhängig nicht das gleiche Ausmaß der Wandbenetzung durch das Oxidations-/Reduktionsmittel erfährt. When adding the dosing agent, ie when injecting the oxidation / reducing agent in the exhaust line, the most uniform possible distribution in the exhaust gas mass flow is extremely advantageous. A resulting uniform flow of the exhaust aftertreatment devices by the oxidation / reducing agent leads to a uniform temperature distribution and thereby to a uniform conversion of the injected oxidation / reducing agent. A known type of injection by means of an injection device such. B. a metering pump and an injector, wherein the oxidizing / reducing agent is usually injected with a rigid injection angle in the exhaust line. Since both the exhaust gas mass flow and the exhaust gas velocity during operation of the diesel engine can vary continuously, however, a rigid injection angle can cause the atomized oxidation / reducing agent depending on the operating point never be added in a consistent manner the exhaust gas flow, whereby a constant penetration of the entire exhaust pipe cross section through the oxidizing / reducing agent can not be guaranteed. In addition, in optimizing the atomization of the oxidizer / reducer into the exhaust pipe, there is the problem that the portion of the exhaust pipe inner wall directly opposite the metering apparatus often does not experience the same extent of wall wetting by the oxidizer / reducer depending on the operating point.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Dosierungsvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine zum Einspritzen von Oxidations-/Reduktionsmittel in ein Abgasrohr eines Abgasstrangs der Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Zerstäubungseigenschaften, wie z.B. der Einspritzwinkel bzw. die Einspritzrichtung an die Abgasströmungseigenschaften (Abgasströmungsgeschwindigkeit, etc.) angepasst werden kann, um so für eine verbesserte Gemischaufbereitung und damit außerdem für eine Mengeneinsparung des Dosierungsmittels zu sorgen. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die erfindungsgemäße Dosierungsvorrichtung zumindest eine Einspritzdüse aufweist und angepasst ist, einen Einspritzwinkel des Oxidations-/Reduktionsmittels bezüglich einer Strömungsrichtung des in dem Abgasrohr strömenden Abgases zu ändern. Das bedeutet, dass die Einspritzung des Dosierungsmittels durch die Dosierungsvorrichtung dadurch optimiert werden kann, dass eine bewegliche bzw. neigbare Einspritzdüse oder Einspritzdüsenspitze im oder am Abgasrohr angebracht ist, deren Einspritzposition und deren Einspritzrichtung bzw. Einspritzwinkel variabel an den jeweilig vorliegenden Abgasmassenstrom angepasst werden kann. Beispielsweise kann bei hohen Abgasmassenströmen ein nahezu senkrecht zu der Abgasströmungsrichtung stehender Einspritzwinkel von Vorteil sein, da eine derartige Ausrichtung der Dosierungsvorrichtung einem Mitreißen kleiner Zerstäubungstropfen durch die starken Strömungskräfte derart entgegenwirken dann, dass eine verbesserte Durchdringung des Dosierungsmittels durch die Abgasströmung hindurch in Richtung der gegenüberliegenden Abgasrohrinnenwand erreicht wird. Demgegenüber kann bei niedrigen Abgasmassenströmen ein im Verhältnis dazu spitzerer Winkel vorteilhaft sein, da dann eine übermäßige Benetzung der gegenüberliegenden Abgasrohrinnenwand, die bei einem senkrechten Einspritzwinkel und bei geringer Abgasströmungsgeschwindigkeit auftritt, verringert werden kann. Das bedeutet, dass mit einer oben beschriebenen Dosierungsvorrichtung die Änderung des Einspritzwinkels im direkten Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in dem Abgasrohr umgesetzt werden kann. The metering device according to the invention for a self-igniting internal combustion engine for injecting oxidant / reducing agent into an exhaust pipe of an exhaust line of the internal combustion engine with the features of independent claim 1 has the advantage that the atomization properties, such as the injection angle or the injection direction of the exhaust gas flow characteristics (exhaust gas flow velocity , etc.), so as to provide for improved mixture preparation and thus also for a quantity saving of the dosing agent. This is achieved in particular in that the dosing device according to the invention has at least one injection nozzle and is adapted to change an injection angle of the oxidation / reduction agent with respect to a flow direction of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe. This means that the injection of the dosing agent can be optimized by the metering device, that a movable or tiltable injector or injector tip is mounted in or on the exhaust pipe, the injection position and the injection direction or injection angle can be variably adapted to the respective present exhaust gas mass flow. For example, at high exhaust gas mass flows, an injection angle that is nearly perpendicular to the exhaust gas flow direction may be advantageous, since such an orientation of the dosing device counteracts the entrainment of small atomization droplets by the strong flow forces in such a way that an improved penetration of the Dosing agent is achieved by the exhaust gas flow in the direction of the opposite exhaust pipe inner wall. In contrast, at low exhaust gas mass flows, a sharper angle may be advantageous because then excessive wetting of the opposed exhaust pipe inner wall, which occurs at a perpendicular injection angle and low exhaust gas flow rate, can be reduced. That is, with a metering device as described above, the change in the injection angle can be reacted in direct proportion to the flow velocity of the exhaust gas in the exhaust pipe.

Weiter vorteilhaft ist es, die Dosierungsvorrichtung so anzupassen, dass ein Abstand zwischen der Einspritzdüse der Dosierungsvorrichtung und einer Längsmittelachse des Abgasrohrs verändert werden kann. Eine derartige Verstellbarkeit des Abstands zwischen Einspritzdüse und Abgasrohrmittelachse trägt ferner dazu bei, eine Benetzung der gegenüberliegenden Rohrinnenwand zu regulieren und an den jeweiligen vorliegenden Abgasmassenstrom anzugleichen. It is also advantageous to adapt the dosing device so that a distance between the injection nozzle of the dosing device and a longitudinal central axis of the exhaust pipe can be changed. Such an adjustability of the distance between the injection nozzle and the exhaust pipe center axis also contributes to regulate a wetting of the opposite pipe inner wall and to match the respective present exhaust gas mass flow.

Die Dosierungsvorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführung an einer Außenwand des Abgasrohrs angeordnet, genauer gesagt an einer dafür vorgesehenen Öffnung in der Abgasrohrwand, so dass eine Fluidverbindung zwischen der Einspritzdüse und dem Inneren des Abgasrohrs besteht. Der Übergang zwischen Dosierungsvorrichtung und Abgasrohrwandöffnung ist vorzugsweise mit einer elastischen Abdichtung, beispielsweise aus Kunststoff, nach außen hin fluiddicht abgedichtet, um eine Flexibilität bei der Lageänderung der Dosierungsvorrichtung bei Fluiddichtheit gegenüber der Umgebung zu gewährleisten. Die Änderung des Einspritzwinkels der Dosierungsvorrichtung erfolgt bei einer denkbaren Ausführung mittels eines elektrischen Stellmotors, der die Lage der Dosierungsvorrichtung bzw. der Einspritzdüseneinheit verändern kann, oder aber durch eine motorlose Stellglied-Feder-Anordnung, die wiederum den Vorteil hat, dass kein separater Stellmotor angesteuert werden muss. Stattdessen erfolgt dabei eine Änderung des Einspritzwinkels durch die Strömungskraft der Abgasströmung selbst, die durch den Abgasmassenstrom auf ein Stellglied wirkt, welches innerhalb des Abgasrohrs in dem Abgasmassenstrom angeordnet ist und in direkter Wirkverbindung mit der Dosierungsvorrichtung steht. The metering device is arranged in a preferred embodiment on an outer wall of the exhaust pipe, more precisely at a designated opening in the exhaust pipe wall, so that there is a fluid connection between the injection nozzle and the interior of the exhaust pipe. The transition between the metering device and the exhaust pipe wall opening is preferably fluid-tightly sealed to the outside with an elastic seal, for example made of plastic, in order to ensure flexibility in the position change of the metering device in the event of fluid tightness with respect to the environment. The change in the injection angle of the metering device takes place in a conceivable embodiment by means of an electric servomotor that can change the position of the metering device or the injector unit, or by a motorless actuator-spring arrangement, which in turn has the advantage that no separate actuator controlled must become. Instead, there is a change in the injection angle by the flow force of the exhaust gas flow itself, which acts through the exhaust gas mass flow to an actuator which is disposed within the exhaust pipe in the exhaust gas mass flow and is in direct operative connection with the metering device.

In einer alternativen Ausführung kann die Dosierungsvorrichtung als Dosierungsrohr oder als Teil eines Dosierungsrohrs ausgeführt sein, das zumindest teilweise in dem Abgasrohr angeordnet ist, und das bezüglich seiner Längsachse drehbar gelagert ist. Dadurch kann festgelegt werden, in welcher Position bzw. Drehstellung die Dosierungsvorrichtung innerhalb des Abgasrohrs im Betrieb angeordnet sein soll, und ein Einspritzwinkel kann durch eine Drehung des Dosierungsrohrs um dessen Längsachse bedarfsabhängig an den jeweiligen Abgasmassenstrom angepasst werden. Weiterhin kann das derart ausgeführte Dosierungsrohr entlang seiner Rohrlängsachse in das Abgasrohr hinein einbringbar sein, also je nach Wunsch in das Abgasrohr hinein- und aus diesem herausbewegt werden, so dass über den Einspritzwinkel hinaus auch eine räumliche Anordnung der Dosierungsvorrichtung innerhalb des Abgasrohrs an den jeweiligen Abgasmassenstrom angepasst werden kann. Dadurch kann beispielsweise bei mehreren Düsen festgelegt werden, welche Anzahl an Einspritzdüsen sich in dem Abgasrohr im Betrieb befinden soll bzw. wieviele Einspritzdüsen zum Einsatz kommen sollen. Der Übergang zwischen Dosierungsvorrichtung und Abgasrohr ist dabei vorzugsweise mit einer Abdichtung fluiddicht abgedichtet, die beispielsweise aus einem elastischen Kunststoff oder aus einer Metalldichtung bestehen kann. In an alternative embodiment, the metering device may be designed as a metering tube or as part of a metering tube, which is at least partially disposed in the exhaust pipe, and which is rotatably mounted with respect to its longitudinal axis. As a result, it can be determined in which position or rotational position the metering device should be arranged within the exhaust pipe during operation, and an injection angle can be adapted to the respective exhaust gas mass flow as required by rotation of the metering tube about its longitudinal axis. Furthermore, the metering tube designed in this way can be introduced into the exhaust pipe along its pipe longitudinal axis, ie moved into and out of the exhaust pipe as desired, so that beyond the injection angle also a spatial arrangement of the metering device within the exhaust pipe to the respective exhaust gas mass flow can be adjusted. As a result, it can be determined, for example in the case of a plurality of nozzles, which number of injection nozzles is to be in operation in the exhaust pipe or how many injection nozzles are to be used. The transition between dosing device and exhaust pipe is preferably sealed fluid-tight with a seal, which may for example consist of an elastic plastic or a metal seal.

Alternativ zu einem in das Abgasrohr einbringbaren Dosierungsrohrs kann das Dosierungsrohr das Abgasrohr vollständig durchdringen, also durch das Abgasrohr hindurchragend angeordnet sein, so dass eine Lagerung des drehbar gelagerten Dosierungsrohrs an zwei gegenüberliegenden Stellen bzw. Aussparungen des Abgasrohrs ausgeführt ist, wodurch eine möglichst stabile Lagerung des Dosierungsrohrs innerhalb des Abgasrohrs erreicht werden kann. Die Übergänge zwischen Dosierungsvorrichtung und Abgasrohr sind dabei vorzugsweise mit flexiblen Abdichtungen fluiddicht abgedichtet. Es sind aber auch Metalldichtungen denkbar.As an alternative to a metering tube which can be introduced into the exhaust pipe, the metering pipe can completely penetrate the exhaust pipe, ie be projecting through the exhaust pipe, so that a bearing of the rotatably mounted metering pipe is formed at two opposite points or recesses of the exhaust pipe, thereby ensuring the most stable possible bearing Dosing tube can be achieved within the exhaust pipe. The transitions between metering device and exhaust pipe are preferably sealed fluid-tight with flexible seals. But there are also metal seals conceivable.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann die Dosierungsvorrichtung als beweglicher Körper ausgebildet sein, der zumindest zwei rotatorischen Freiheitsgrade aufweist und durch einen Halterungsarm in dem Abgasrohr gehalten wird, vorzugsweise mittig in dem Abgasrohr, also in der Nähe einer Längsmittelachse des Abgasrohrs. Der Körper ist dabei innerhalb seiner Freiheitsgrade frei beweglich und kann sich dadurch mit einer sich verändernden Strömung des Abgases ausrichten, um damit immer eine entsprechende Lage zu der Abgasströmung einzunehmen. Der Körper kann weiterhin über ein Kugelgelenk mit dem Halterungsarm verbunden sein, so dass er entsprechend mit drei Rotationsfreiheitsgraden versehen ist, um sich vollständig an die Abgasströmung anpassen zu können und sich mit dieser auszurichten. Eine Rückstellung des Körpers in seine Ausgangsstellung kann dabei durch Rückstellfedern erfolgen. Der Halterungsarm kann so vorgesehen sein, dass er in seiner Längsrichtung, also in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Abgasrohrs, bewegbar ausgebildet ist, so dass die Lage des Körpers innerhalb des Abgasrohrs verändert werden kann, je nach Bedarf angepasst an den jeweilig vorliegenden Abgasmassenstrom und die dadurch erforderliche bzw. optimale Stellung der Dosierungsvorrichtung in dem Abgasrohr.In a further preferred embodiment, the metering device may be formed as a movable body having at least two rotational degrees of freedom and is held by a support arm in the exhaust pipe, preferably centrally in the exhaust pipe, ie in the vicinity of a longitudinal central axis of the exhaust pipe. The body is freely movable within its degrees of freedom and can thereby align itself with a changing flow of the exhaust gas in order to always assume a corresponding position to the exhaust gas flow. The body may also be connected to the support arm via a ball joint so that it is correspondingly provided with three rotational degrees of freedom in order to be able to fully adapt to and align with the exhaust gas flow. A provision of the body in its initial position can be done by return springs. The mounting arm can be provided so that it is designed to be movable in its longitudinal direction, that is in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the exhaust pipe, so that the position of the body within the exhaust pipe can be changed, adapted as needed to the particular exhaust gas mass flow present and the thereby required or optimal position of the metering device in the exhaust pipe.

Die vorhergehend beschriebene Dosierungsvorrichtung in jeder der genannten Ausführungen kann ferner Widerstandselemente in Form von Stabkörpern oder dergleichen aufweisen, die an der Dosierungsvorrichtung angebracht sein können, vorzugsweise in einer Querrichtung des Abgasrohrs. Die Widerstandselemente sollen dabei einen Widerstand gegen die Abgasströmung darstellen, so dass Strömungsturbulenzen in der Abgasströmung erzeugt werden, durch die eine Durchmischung des Dosierungsmittels mit dem Abgas verbessert werden kann. Weiterhin kann die Dosierungsvorrichtung eine Kühlungseinrichtung aufweisen, um einer unerwünschten Erhitzung der Dosierungsvorrichtung durch die heißen Abgase im Abgasrohr entgegenzuwirken. Dies kann beispielsweise durch ein Kühlmedium erreicht werden, dass einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine entnommen wird und das vorzugsweise innerhalb der Dosierungsvorrichtung zirkuliert wird. Dadurch kann einer schnellen Dosierungsmittelalterung entgegengewirkt werden. Weiterhin kann die Dosierungsvorrichtung mit einer Schwingungseinrichtung versehen sein, die die Dosierungsvorrichtung bzw. die Einspritzdüse mit Schwingungen beaufschlagen kann, durch die einer Verstopfung der Einspritzdüse entgegengewirkt werden kann. Die Schwingungseinrichtung kann dabei eine Ultraschalleinrichtung sein, beispielsweise ein piezoelektrischer Quarz- oder Keramikschwinger, durch den die Dosierungsvorrichtung mit Ultraschall beaufschlagt werden kann, um so eine möglicherweise bereits vorliegende Verstopfung bzw. Verkokung der Einspritzdüse zu lösen. Dabei kann beispielsweise das vorhergehend genannte Kühlmedium als Schallübertragungsmedium dienen, was den Vorteil mit sich bringt, dass der Schall von innen heraus in die Dosierungsvorrichtung eingebracht werden kann, um eine möglichst umfassende Schallübertragung bis zu den Einspritzdüsen hin zu gewährleisten. Weiterhin ist es bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungen generell denkbar, dass die mehreren Einspritzdüsen in ihrer Beschaffenheit, wie z.B. der Einspritzlochgeometrie, des Sprühwinkels, der Sprührichtung, etc., unterschiedlich ausgeführt sind, wodurch einer bestimmten Abgasrohrform bzw. einem bestimmten Abgasströmungsbild Rechnung getragen werden kann. The above-described metering device in each of the mentioned embodiments may further comprise resistance elements in the form of rod bodies or the like, which may be attached to the metering device, preferably in a transverse direction of the exhaust pipe. The resistance elements are intended to represent a resistance to the exhaust gas flow, so that flow turbulences are generated in the exhaust gas flow, through which mixing of the dosing agent with the exhaust gas can be improved. Furthermore, the dosing device may include a cooling device to counteract undesirable heating of the dosing device by the hot exhaust gases in the exhaust pipe. This can be achieved for example by a cooling medium that is taken from a cooling circuit of the internal combustion engine and that is preferably circulated within the metering device. As a result, rapid dosing agent aging can be counteracted. Furthermore, the dosing device can be provided with a vibration device which can act on the dosing device or the injection nozzle with vibrations, by which a blockage of the injection nozzle can be counteracted. The vibration device may be an ultrasonic device, for example, a piezoelectric quartz or ceramic oscillator, through which the metering device can be subjected to ultrasound, so as to solve a possibly existing clogging or coking of the injection nozzle. In this case, for example, serve the aforementioned cooling medium as a sound transmission medium, which brings with it the advantage that the sound can be introduced from the inside out in the metering device to ensure the widest possible sound transmission to the injectors out. Furthermore, in the previously described embodiments it is generally conceivable that the plurality of injectors may vary in their nature, such as e.g. the injection hole geometry, the spray angle, the spray direction, etc., are designed differently, whereby a certain exhaust pipe shape or a specific exhaust gas flow pattern can be taken into account.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and explained in more detail in the following description of the preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Dosierungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht; 1 a schematic representation of a dosing device according to a first preferred embodiment of the invention in a side view;

2 eine schematische Darstellung einer Dosierungsvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht; 2 a schematic representation of a dosing device according to a second preferred embodiment of the invention in a side view;

3a eine schematische Darstellung einer Dosierungsvorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht; 3a a schematic representation of a dosing device according to a third preferred embodiment of the invention in a plan view;

3b eine schematische Darstellung der in 3a gezeigten Dosierungsvorrichtung in einer Seitenansicht; 3b a schematic representation of in 3a shown dosing device in a side view;

4a eine schematische Darstellung einer Dosierungsvorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht in einem Ruhezustand des Dosierungsrohrs; 4a a schematic representation of a dosing device according to a fourth preferred embodiment of the invention in a side view in a dormant state of the dosing tube;

4b eine schematische Darstellung der in 4a gezeigten Dosierungsvorrichtung in einer Seitenansicht in einem Betriebszustand des Dosierungsrohrs; 4b a schematic representation of in 4a shown dosing device in a side view in an operating state of the dosing tube;

5 eine schematische Darstellung einer Dosierungsvorrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht; und 5 a schematic representation of a dosing device according to a fifth preferred embodiment of the invention in a plan view; and

6 eine schematische Darstellung einer Dosierungsvorrichtung gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht. 6 a schematic representation of a metering device according to a sixth preferred embodiment of the invention in a side view.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine erste Ausführungsform der Dosierungsvorrichtung 1 der Erfindung ist in 1 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Die Dosierungsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform besteht aus einer neigbaren Einspritzeinrichtung bzw. einem Injektor 11 mit einer Einspritzdüse 111 und aus einer mit der Einspritzeinrichtung 11 verbundenen, separaten Dosierungsmittel-Versorgungseinrichtung 12. Die Einspritzdüse 111 befindet sich dabei an einer zu einem Abgasrohr 7 hingerichteten Stirnseite der Einspritzeinrichtung 11. Es sind hierbei auch mehrere Einspritzdüsen 111 denkbar. Die Dosierungsvorrichtung 1 ist an dem Abgasrohr 7 so angeordnet, dass die Einspritzdüse 111 zu einem dieser gegenüberliegenden Abgasrohrinnenwandabschnitt 71 hin gerichtet ist. Genauer gesagt ist die Einspritzeinrichtung 11 an einer Abgasrohraussparung 72 des Abgasrohrs 7 so angeordnet, dass die Einspritzdüse 111 in den Innenraum des Abgasrohrs 7 hinein gerichtet ist, wodurch also eine Einspritzung eines Dosierungsmittels in den Innenraum des Abgasrohrs 7 hinein durchgeführt werden kann. Die Einspritzeinrichtung 11 ist durch eine flexible Abdichtung 13 mit dem Abgasrohr 7 fluiddicht verbunden, wodurch eine erforderliche Beweglichkeit und gleichzeitig eine ausreichende Abdichtung zur Umgebung erzielt werden. Die Einspritzeinrichtung 11 kann mittels eines elektrischen Stellmotors (nicht gezeigt) bewegt werden, so dass sich ein Einspritzwinkelbereich 14 vorzugsweise über 180° zwischen dem Einspritzwinkel und einer Richtung der Abgasströmung 8 des in dem Abgasrohr 7 strömenden Abgases erstreckt, weiter vorzugsweise über einen Winkelbereich von 90°, wie er in 1 dargestellt ist. Dadurch wird es ermöglicht, abhängig von verschiedenen Abgasströmungseigenschaften, wie z.B. der Stärke bzw. Geschwindigkeit der Abgasströmung 8 einen entsprechenden Winkel der Einspritzeinrichtung 11 einzustellen, der eine verbesserte Gemischaufbereitung aus Dosierungsmittel und Abgasfluid und das gewünschte Ausmaß an Benetzung des Abgasrohrinnenwandabschnitts 71 mit dem Dosierungsmittel gewährleisten kann. Entsprechende Steueralgorithmen des Stellmotors können in der ECU/DCU (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine implementiert werden. A first embodiment of the dosing device 1 the invention is in 1 shown schematically in a side view. The dosing device 1 The first embodiment consists of a tiltable injector or an injector 11 with an injection nozzle 111 and one with the injector 11 connected, separate dosing agent supply device 12 , The injector 111 is located at one to an exhaust pipe 7 executed front side of the injector 11 , There are also several injectors 111 conceivable. The dosing device 1 is on the exhaust pipe 7 arranged so that the injector 111 to one of these opposing exhaust pipe inner wall portion 71 directed. More specifically, the injector 11 at a Abgasrohraussparung 72 of the exhaust pipe 7 arranged so that the injector 111 in the interior of the exhaust pipe 7 is directed into, thus causing an injection of a metering agent in the interior of the exhaust pipe 7 can be performed in it. The injector 11 is through a flexible seal 13 with the exhaust pipe 7 fluid-tight, whereby a required mobility and at the same time a sufficient seal to the environment can be achieved. The injector 11 can be moved by means of an electric servomotor (not shown), so that there is an injection angle range 14 preferably over 180 ° between the injection angle and a direction of the exhaust gas flow 8th in the exhaust pipe 7 flowing exhaust gas, more preferably over an angular range of 90 °, as in 1 is shown. This makes it possible, depending on different exhaust gas flow characteristics, such as the strength or velocity of the exhaust gas flow 8th a corresponding angle of the injector 11 the improved mixture preparation of dosing agent and exhaust fluid and the desired amount of wetting of the exhaust pipe inner wall portion 71 can ensure with the dosing. Corresponding control algorithms of the servomotor may be implemented in the ECU / DCU (not shown) of the internal combustion engine.

Eine zweite Ausführungsform einer Dosierungsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 2 in einer Seitenansicht gezeigt. Die Dosierungsvorrichtung 2 der zweiten Ausführungsform besteht, ähnlich zu der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform, aus einer neigbaren Einspritzeinrichtung bzw. einem Injektor 21 mit einer Einspritzdüse 211 und aus einer mit der Einspritzeinrichtung 21 verbundenen Dosierungsmittel-Versorgungseinrichtung 22. Es sind hierbei auch mehrere Einspritzdüsen 211 denkbar. Die Dosierungsvorrichtung 2 ist an einem Abgasrohr 7 so angeordnet, dass die Einspritzdüse 211 zu einem dieser gegenüberliegenden Abgasrohrinnenwandabschnitt 71 hin gerichtet ist. Genauer gesagt ist die Einspritzeinrichtung 21 an einer Abgasrohraussparung 72 des Abgasrohrs 7 so angeordnet, dass die Einspritzdüse 211 in den Innenraum des Abgasrohrs 7 gerichtet ist. Die Einspritzeinrichtung 21 ist durch eine flexible Abdichtung 23 mit dem Abgasrohr 7 fluiddicht verbunden, wodurch eine erforderliche Beweglichkeit und gleichzeitig eine ausreichende Abdichtung zur Umgebung erzielt werden. Die Einspritzeinrichtung 21 ist bewegbar, so dass sich ein Einspritzwinkelbereich 24 vorzugsweise über 180° zwischen dem Einspritzwinkel und einer Richtung der Abgasströmung 8 des in dem Abgasrohr 7 strömenden Abgases erstreckt, weiter vorzugsweise über einen Winkelbereich von 90°, wie er in 2 dargestellt ist. Eine Bewegung der Einspritzeinrichtung 21 wird in dieser Ausführungsform nicht wie in der oben genannten Ausführungsform durch einen Stellmotor, sondern durch eine mechanische Stellglied-Feder-Anordnung 25 erreicht, wobei ein Stellglied 251, dessen eines Ende in dem Abgasrohr 7 angeordnet ist, über eine Rückstellfeder 252 gegen die Richtung der Abgasströmung 8 vorgespannt ist und das andere Ende des Stellglieds 251 mit einem außen an dem Abgasrohr 7 angeordneten Zahnrad 253 wirkverbunden ist. Das Zahnrad 253 wälzt mit einem weiteren Zahnrad 254, das dessen laterale Bewegung wiederum über ein Verbindungselement 255 an die Einspritzeinrichtung 21 überträgt und diese damit bewegt. Das in die Abgasströmung 8 hineinragende Stellglied 251 wird demnach je nach Abgasmassestrom mehr oder weniger stark ausgelenkt. In dem in 2 gezeigten Fall wird mit wachsendem Abgasmassenstrom der Einspritzwinkel steiler, da das aus den beiden Zahnrädern 253 und 254 bestehende Zahnradgetriebe eine gegenläufige Bewegung des Einspritzwinkels bewerkstelligt. Bei abnehmender Abgasgeschwindigkeit sorgt die Rückstellfeder 252 demgegenüber wiederum dafür, dass die Einspritzeinrichtung 21 in dessen Ausgangsposition zurückgeführt wird. Dadurch wird es ermöglicht, abhängig von verschiedenen Abgasströmungseigenschaften, wie z.B. der Stärke bzw. Geschwindigkeit der Abgasströmung 8 einen entsprechenden Winkel der Einspritzeinrichtung 21 direkt über die mechanische Stellglied-Feder-Anordnung 25 einzustellen, wodurch eine verbesserte Gemischaufbereitung aus Dosierungsmittel und Abgasfluid und das gewünschte Ausmaß an Benetzung des Abgasrohrinnenwandabschnitts 71 mit dem Dosierungsmittel gewährleisten werden kann. Eine Neigung der Einspritzeinrichtung 21 erfolgt in dieser Ausführungsform demnach ohne Stellmotor unter reiner Ausnutzung der Strömungskräfte im Abgasrohr 7, wodurch eine möglichst direkte und unmittelbare Anpassung des Einspritzwinkels erreicht wird. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass kein Eingriff in die Motorsteuerung durch die Ansteuerung eines zusätzlichen Stellmotors erforderlich ist. A second embodiment of a dosing device 2 according to the present invention is in 2 shown in a side view. The dosing device 2 The second embodiment is similar to that in FIG 1 shown first embodiment, a tiltable injector or an injector 21 with an injection nozzle 211 and one with the injector 21 connected dosing agent supply device 22 , There are also several injectors 211 conceivable. The dosing device 2 is on an exhaust pipe 7 arranged so that the injector 211 to one of these opposing exhaust pipe inner wall portion 71 directed. More specifically, the injector 21 at a Abgasrohraussparung 72 of the exhaust pipe 7 arranged so that the injector 211 in the interior of the exhaust pipe 7 is directed. The injector 21 is through a flexible seal 23 with the exhaust pipe 7 fluid-tight, whereby a required mobility and at the same time a sufficient seal to the environment can be achieved. The injector 21 is movable, so that an injection angle range 24 preferably over 180 ° between the injection angle and a direction of the exhaust gas flow 8th in the exhaust pipe 7 flowing exhaust gas, more preferably over an angular range of 90 °, as in 2 is shown. A movement of the injector 21 is not in this embodiment, as in the above embodiment, by a servomotor, but by a mechanical actuator-spring arrangement 25 achieved, with an actuator 251 whose one end is in the exhaust pipe 7 is arranged, via a return spring 252 against the direction of the exhaust gas flow 8th is biased and the other end of the actuator 251 with an outside of the exhaust pipe 7 arranged gear 253 is actively connected. The gear 253 rolls with another gear 254 whose lateral movement in turn via a connecting element 255 to the injector 21 transfers and moves with it. That in the exhaust gas flow 8th protruding actuator 251 is therefore deflected more or less depending on the exhaust gas mass flow. In the in 2 In the case shown, the injection angle becomes steeper as the exhaust gas mass flow increases, since that from the two gearwheels 253 and 254 existing gear transmission accomplished an opposite movement of the injection angle. When the exhaust gas velocity decreases, the return spring ensures 252 in turn, to ensure that the injector 21 is returned to its original position. This makes it possible, depending on different exhaust gas flow characteristics, such as the strength or velocity of the exhaust gas flow 8th a corresponding angle of the injector 21 directly via the mechanical actuator-spring arrangement 25 whereby improved mixture preparation of dosing agent and exhaust fluid and the desired amount of wetting of the exhaust pipe inner wall section 71 can be ensured with the dosing. An inclination of the injector 21 takes place in this embodiment, therefore without servomotor under pure utilization of the flow forces in the exhaust pipe 7 , whereby a direct and immediate adjustment of the injection angle is achieved as possible. Another advantage of this embodiment is that no intervention in the engine control by the control of an additional servomotor is required.

In 3a und 3b ist eine weitere, dritte Ausführungsform einer Dosierungsvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. 3a zeigt dabei eine Draufsicht auf die Dosierungsvorrichtung 3, deren Einspritzvorrichtung in Form eines Teils eines Dosierungsrohrs 31 mit einer oder, wie in der Seitenansicht in 3b gezeigt, mehreren Einspritzdüsen 311 ausgebildet ist. Eine Längsachse des Dosierungsrohrs 31 steht bei dieser Ausführung im rechten Winkel zu der Richtung der Abgasströmung 8, die sich generell parallel zu einer Längsmittelachse des Abgasrohrs 7 erstreckt. Das Dosierungsrohr 31 ist in zwei in dem Abgasrohr 7 vorgesehenen Abgasrohraussparungen 72 drehbar gelagert, wobei das Dosierungsrohr 31 durch flexible Abdichtungen oder Dichtringen 33 mit dem Abgasrohr 7 fluiddicht und drehbar verbunden ist. Das Dosierungsrohr 31 kann dabei axialfest und um dessen Längsachse drehbar in dem Abgasrohr 7 angeordnet sein. Alternativ dazu kann das Dosierungsrohr 31 sowohl geringfügig axial beweglich bzw. höhenverstellbar als auch um dessen Längsachse drehbar in dem Abgasrohr 7 angeordnet sein, wie es durch die Pfeile in 3b gezeigt ist. Eine Bewegung des Dosierungsrohrs 31 in dessen axialer Richtung sowie um dessen Achse, also in Drehrichtung, kann beispielsweise durch einen elektrischen Stellmotor (nicht gezeigt) oder dergleichen erfolgen. Ein Vorteil der drehbaren Lagerung des Dosierungsrohrs 31 besteht im Einsatz von Abgasrohrwinkeländerungen in kurzem Abstand nach der Dosierstelle, um hier eine Benetzung der Abgasrohrinnenwand zu verringern. Die Einspritzung des Dosierungsmittels kann hier durch die Anordnung der Einspritzdüsen innerhalb der Abgasströmung 8 gezielt in diese bzw. in deren turbulente Anteile erfolgen. Dabei ist es denkbar, dass die mehreren Einspritzdüsen 311 in ihrer Beschaffenheit, wie z.B. der Einspritzlochgeometrie, des Sprühwinkels, der Sprührichtung, etc., unterschiedlich ausgeführt sind, je nach Bedarf. In 3a and 3b is another third embodiment of a dosing device 3 represented according to the present invention. 3a shows a plan view of the metering device 3 , the injection device in the form of a part of a dosing tube 31 with one or, as in the side view in 3b shown several injectors 311 is trained. A longitudinal axis of the dosing tube 31 in this embodiment is at right angles to the direction of the exhaust gas flow 8th , which is generally parallel to a longitudinal center axis of the exhaust pipe 7 extends. The dosing tube 31 is in two in the exhaust pipe 7 provided Abgasrohraussparungen 72 rotatably mounted, wherein the dosing tube 31 through flexible seals or sealing rings 33 with the exhaust pipe 7 fluid-tight and rotatably connected. The dosing tube 31 can axially fixed and rotatable about its longitudinal axis in the exhaust pipe 7 be arranged. Alternatively can the dosing tube 31 both slightly axially movable or height-adjustable and rotatable about its longitudinal axis in the exhaust pipe 7 be arranged as indicated by the arrows in 3b is shown. A movement of the dosing tube 31 in its axial direction and about its axis, ie in the direction of rotation, for example, by an electric servomotor (not shown) or the like. An advantage of the rotatable storage of the dosing tube 31 consists of using exhaust pipe angle changes a short distance after the metering point to reduce wetting of the exhaust pipe inner wall. The injection of the dosing agent can here by the arrangement of the injection nozzles within the exhaust gas flow 8th specifically in these or in their turbulent shares done. It is conceivable that the multiple injectors 311 in their nature, such as the injection hole geometry, the spray angle, the spray direction, etc., are designed differently, as needed.

Eine weitere, vierte Ausführungsform der Dosierungsvorrichtung 4 gemäß der Erfindung ist in den in 4a und 4b gezeigten Seitenansichten schematisch dargestellt. Dabei ist die Einspritzeinrichtung der Dosierungsvorrichtung 4 ähnlich wie in der dritten Ausführungsform in Form eines Dosierungsrohrs 41 ausgebildet, das mehrere Einspritzdüsen 411 aufweist, wobei in 4a und 4b beispielhaft drei Einspritzdüsen 411 zu sehen sind. 4a stellt dabei einen Zustand des Dosierungsrohrs 41 in den Dosierpausen der Dosierungsvorrichtung 4 dar, also in einem sogenannten Ruhezustand oder Pausenzustand der Dosierungsvorrichtung 4, wobei das Dosierungsrohr 41 beinahe vollständig aus dem Abgasrohr 7 durch eine Abgasrohraussparung 72 herausgezogen ist, um eine Verkokung der Einspritzdüsen 411 während der Dosierpausen zu vermeiden. 4b stellt dagegen den Zustand des Dosierungsrohrs 41 im Betrieb dar, also in einem Betriebszustand, in dem das Dosierungsrohr 41 beinahe vollständig in das Abgasrohr 7 eingeschoben bzw. eingebracht ist. Eine Bewegung des Dosierungsrohrs 41 in dessen axialer Richtung sowie um dessen Achse, also in Drehrichtung, kann beispielsweise durch einen elektrischen Stellmotor (nicht gezeigt) oder dergleichen erfolgen. Das Dosierungsrohr 41 ist in dieser Ausführungsform demnach axial beweglich bzw. höhenverstellbar als auch um dessen Längsachse drehbar in dem Abgasrohr 7 bzw. der Abgasrohraussparung 72 angeordnet, wobei das Dosierungsrohr 41 an den Stellen mit Abdichtungen 43 versehen ist, die im jeweiligen, in 4a und 4b gezeigten Endzustand direkt an der Abgasrohraussparung 72 angeordnet sind, um eine Abdichtung des Dosierungsrohrs 41 und des Abgasrohrs 7 nach Außen zu ermöglichen. Another fourth embodiment of the dosing device 4 According to the invention is in the in 4a and 4b shown side views shown schematically. In this case, the injection device of the metering device 4 similar to the third embodiment in the form of a metering tube 41 formed, the several injectors 411 has, in 4a and 4b exemplified three injectors 411 you can see. 4a while doing a state of the dosing tube 41 in the dosing intervals of the dosing device 4 ie, in a so-called resting state or pause state of the dosing device 4 , wherein the dosing tube 41 almost completely out of the exhaust pipe 7 through a Abgasrohraussparung 72 pulled out to a coking of the injectors 411 to avoid during dosing breaks. 4b On the other hand, it sets the state of the dosing tube 41 during operation, ie in an operating state in which the dosing tube 41 almost completely into the exhaust pipe 7 inserted or introduced. A movement of the dosing tube 41 in its axial direction and about its axis, ie in the direction of rotation, for example, by an electric servomotor (not shown) or the like. The dosing tube 41 In this embodiment, therefore, is axially movable or height-adjustable as well as rotatable about its longitudinal axis in the exhaust pipe 7 or the Abgasrohraussparung 72 arranged, wherein the dosing tube 41 in places with seals 43 is provided in the respective, in 4a and 4b End state shown directly at the Abgasrohraussparung 72 are arranged to seal the dosing tube 41 and the exhaust pipe 7 to allow for outside.

5 zeigt eine Weiterbildung der in 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen in Form einer fünften Ausführungsform einer Dosierungsvorrichtung 5 gemäß der Erfindung in einer Draufsicht. Da es sich hier lediglich um eine Weiterbildung von bereits beschriebenen Ausführungsformen handelt, wird an dieser Stelle auf eine detaillierte Ausführung der bereits bekannten Beschreibung verzichten und lediglich die Unterschiede zu diesen herausgearbeitet. Das in 5 gezeigte Dosierungsrohr 51 mit einer oder mehreren Einspritzdüsen 511 ist in dieser Ausführungsform mit Widerstandselementen 56 versehen, die als stabförmige oder Rippenförmige Elemente entlang der Längsachse des Dosierungsrohrs 51 an dessen Außenseite angebracht sind, beispielsweise durch Schweißen oder dergleichen. Die Widerstandselemente bilden dabei umströmungsbeeinflussende, turbulenzerzeugende Elemente aus, auf die die Abgasströmung 8 beim Umströmen des Dosierungsrohrs 51 trifft, wodurch eine Durchmischung des einzuspritzenden Dosierungsmittels mit dem in dem Abgasrohr 7 strömenden Abgas gefördert wird. 5 shows a further education in 3 and 4 shown embodiments in the form of a fifth embodiment of a dosing device 5 according to the invention in a plan view. Since this is merely a development of previously described embodiments, will be omitted at this point to a detailed execution of the already known description and worked out only the differences to these. This in 5 shown dosing tube 51 with one or more injectors 511 is in this embodiment with resistive elements 56 provided as rod-shaped or rib-shaped elements along the longitudinal axis of the dosing tube 51 are attached to the outside thereof, for example by welding or the like. The resistance elements form flow-influencing, turbulence-generating elements on which the exhaust gas flow 8th when flowing around the metering tube 51 meets, whereby a mixing of the metering agent to be injected with that in the exhaust pipe 7 is conveyed flowing exhaust gas.

Letztendlich zeigt 6 eine sechste Ausführungsform einer Dosierungsvorrichtung 6 gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht. Die Einspritzeinrichtung 61 ist in dieser Ausführungsform als frei beweglicher Köper ausgeführt, der über ein Kugelgelenk 67 mit einem Halterungsarm 68 in dem Abgasrohr 7 gehalten ist. Der Körper 61 weist eine oder mehrere Einspritzdüsen 611 auf. Der Körper 61 ist hier als ovaler Körper 61 denkbar, es kann sich aber auch um einen länglichen, rippenförmigen Körper 61 handeln, der sich in Querrichtung des Abgasrohrs 7 erstreckt. Durch die frei bewegliche Lagerung des Körpers 61 mittels des Kugelgelenks 67 kann sich dieser mit der Richtung der Abgasströmung 8 je nach Ausbildung des Abgasmassenstroms ausrichten, da durch das Kugelgelenk 67 drei rotatorische Freiheitsgrade erzielt werden können. Rückstellfedern (nicht gezeigt) sorgen dabei für die notwendige definierte Ausgangslage, in die der Körper 61 bei Ausbleiben bzw. Schwächer-werden der Abgasströmung 8 zurückgestellt wird. Des Weiteren ist der Halterungsarm 68 in dessen Längsrichtung bewegbar ausgebildet, so dass der Körper 61 ferner höhenverstellbar ausgeführt ist. Eine Bewegung des Halterungsarms 68 in dessen axialer Richtung kann beispielsweise durch einen elektrischen Stellmotor (nicht gezeigt) oder dergleichen erfolgen.Finally shows 6 a sixth embodiment of a dosing device 6 according to the invention in a side view. The injector 61 is executed in this embodiment as a freely movable body, via a ball joint 67 with a bracket 68 in the exhaust pipe 7 is held. The body 61 has one or more injectors 611 on. The body 61 is here as an oval body 61 conceivable, but it can also be an elongated, rib-shaped body 61 acting in the transverse direction of the exhaust pipe 7 extends. Due to the freely movable mounting of the body 61 by means of the ball joint 67 This can be with the direction of the exhaust flow 8th depending on the design of the exhaust gas mass flow align, as by the ball joint 67 three rotational degrees of freedom can be achieved. Return springs (not shown) provide the necessary defined initial position in which the body 61 if there is no or weaker-the exhaust gas flow 8th is reset. Furthermore, the bracket arm 68 formed movable in the longitudinal direction, so that the body 61 also designed to be height adjustable. A movement of the support arm 68 in the axial direction, for example, by an electric servomotor (not shown) or the like.

In einer weiteren Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsformen kann eine Wasserkühlung für die Dosierungsvorrichtungen 1 bis 6 vorgesehen sein, um den in dem Abgasrohr 7 vorkommenden Temperaturen bis ca. 800° C bei Volllast der Brennkraftmaschine entgegenzutreten. Hierzu kann Kühlmedium aus dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine dienen, indem die Dosierungsvorrichtungen mit dem Kühlmedium durchflossen werden. Da ferner die Dosierungsvorrichtungen 1 bis 6 und deren Einspritzdüsen im Abgasrohr 7 der direkten Beaufschlagung mit Ruß und Kraftstoff ausgesetzt sind, was auf Dauer zu einer Verkokung und damit zu einer Verstopfung der Düsen führen kann, kann des Weiteren ein zyklischer Einsatz von Ultraschall vorgesehen sein. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Dosierungsvorrichtung durch z.B. piezoelektrische Quarz- oder Keramikschwinger zyklisch mit Ultraschall stimuliert wird, um so die Verkokungen in den Einspritzdüsen zu lösen. Als Übertragungsmedium für den Schall kann das Kühlmedium dienen, so dass die Ultraschalleinrichtung nicht in der Nähe der Einspritzdüsen angeordnet sein muss, sondern auch außerhalb des Abgasrohrs 7 angeordnet sein kann, solange eine Verbindung zu dem Kühlmedium besteht. Des Weiteren ist es denkbar, dass die oben beschriebenen Dosierungsvorrichtungen anstatt einer separaten Anordnung aus Einspritzeinrichtung und Dosierungsmittel-Versorgungseinrichtung ein einzelnes Bauteil aus integrierter Einspritzeinrichtung und Dosierungsmittel-Versorgungseinrichtung aufweist.In a further development of the embodiments described above, a water cooling for the metering devices 1 to 6 be provided to the in the exhaust pipe 7 occurring temperatures up to 800 ° C at full load of the internal combustion engine. For this purpose, cooling medium from the cooling circuit of the internal combustion engine can serve by the metering devices are traversed by the cooling medium. Furthermore, as the dosage devices 1 to 6 and their injectors in the exhaust pipe 7 The direct exposure to soot and fuel are exposed, which in the long run can lead to coking and congestion of the nozzles, may also be provided a cyclic use of ultrasound. This can be done by the metering device is cyclically stimulated by eg piezoelectric quartz or ceramic vibrator with ultrasound, so as to solve the coking in the injection nozzles. The cooling medium can serve as the transmission medium for the sound, so that the ultrasonic device does not have to be arranged in the vicinity of the injection nozzles, but also outside the exhaust pipe 7 can be arranged as long as there is a connection to the cooling medium. Further, it is contemplated that the metering devices described above may include a single integrated injector and metering agent supply device component rather than a separate injector and metering agent supply assembly.

Claims

Dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) for a self-igniting internal combustion engine for injecting oxidant / reducing agent into an exhaust pipe ( 7 ) of an exhaust line of the internal combustion engine, characterized in that the metering device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) at least one injection nozzle ( 111 ; 211 ; 311 ; 411 ; 511 ; 611 ) and adapted to an injection angle of the oxidation / reduction agent with respect to a flow direction ( 8th ) in the exhaust pipe ( 7 ) to change flowing exhaust gas.

Dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) according to claim 1, wherein the change of the injection angle in relation to the flow velocity of the exhaust gas in the exhaust pipe ( 7 ) stands.

Dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) according to any one of the preceding claims, wherein the dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ), a distance between the at least one injection nozzle ( 111 ; 211 ; 311 ; 411 ; 511 ; 611 ) of the dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) and a longitudinal center axis of the exhaust pipe ( 7 ) to change.

Dosing device ( 1 ; 2 ) according to any one of the preceding claims, wherein the dosing device ( 1 ; 2 ) on an outer wall of the exhaust pipe ( 7 ) is mounted in fluid communication therewith, and the change of the injection angle by a servomotor or by an actuator-spring arrangement ( 25 ), wherein the actuator ( 251 ) preferably within the exhaust pipe ( 7 ) is arranged.

Dosing device ( 3 ; 4 ; 5 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the dosing device ( 3 ; 4 ; 5 ) as at least partially in the exhaust pipe ( 7 ) ( 31 ; 41 ; 51 ) is formed, which is rotatably mounted with respect to its longitudinal axis.

Dosing device ( 3 ; 4 ; 5 ) according to claim 5, wherein the dosing tube ( 31 ; 41 ; 51 ) along its longitudinal axis in the exhaust pipe ( 7 ) can be introduced.

Dosing device ( 3 ; 5 ) according to claim 5, wherein the dosing tube ( 31 ; 51 ) the exhaust pipe ( 7 ) penetrates completely.

Dosing device ( 6 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the dosing device ( 6 ) as a mobile body ( 61 ) with at least two rotational degrees of freedom by a support arm ( 68 ) in the exhaust pipe ( 7 ), the body ( 61 ) preferably via a ball joint ( 67 ) with the support arm ( 68 ), and wherein the support arm ( 68 ) is further preferably designed to be movable in its longitudinal direction in order to be able to control a position of the body ( 61 ) in the exhaust pipe ( 7 ) to change.

Dosing device ( 5 ) according to claims 5 to 8, wherein at the dosing device ( 5 ) Resistance elements ( 56 ) for forming a resistance to the exhaust gas flow ( 8th ) are arranged to prevent flow turbulence in the exhaust gas flow ( 8th ) to create.

Dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) according to one of the preceding claims, wherein a cooling device in the dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) is provided, preferably by a cooling medium of a cooling circuit of the internal combustion engine in the metering device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) is circulated.

Dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) according to any one of the preceding claims, wherein with the dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) a vibration device is provided, preferably an ultrasonic device, through which the dosing device ( 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ) can be subjected to ultrasound in order to block the at least one injection nozzle ( 111 ; 211 ; 311 ; 411 ; 511 ; 611 ) counteract.