DE102012221879A1 - Device for supplying fuel to metering device in exhaust gas after-treatment apparatus, used in common-rail fuel injection system of combustion engine, has low-pressure fuel storage unit that is connected with pressure-regulating valve - Google Patents

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Abstract

The device has a high-pressure fuel storage unit (18) provided with high pressure terminals (19) which are connected with fuel injectors. The controlled fuel is injected into a combustion chamber. The high-pressure fuel storage unit is interconnected with a high pressure control valve (20) such that fuel from the high-pressure fuel storage unit is redirected into a spacer (21). A pressure-regulating valve (24) is connected with a low-pressure fuel storage unit (22) which is connected with a low-pressure line (23) that is connected to a metering device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kraftstoffversorgung für eine Dosiereinrichtung in eine von Abgas einer Brennkraftmaschine durchströmten Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei die Brennkraftmaschine ein einen Hochdruckspeicher umfassendes Kraftstoffeinspritzsystem aufweist, aus dem Kraftstoff zur Zuführung in die Einrichtung entnehmbar ist. The present invention relates to a device for supplying fuel to a metering device in an exhaust aftertreatment device through which an exhaust gas of an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine comprises a fuel injection system comprising a high-pressure accumulator can be removed from the fuel for feeding into the device.

Stand der Technik State of the art

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE 100 59 427 A1 bekannt. Diese Einrichtung umfasst eine mit einem Hochdruckspeicher eines Kraftstoffeinspritzsystems verbundene Leitung, die direkt mit einer Einspritzanordnung verbunden ist, die Kraftstoff in eine Abgasleitung stromaufwärts eine Abgasnachbehandlungseinrichtung verbindet. Der Druck in der Leitung wird mittels eines Druckreglers eingestellt, der die Leitung mit einem Tank, in dem der Kraftstoff bevorratet wird, verbunden ist. Weiterhin ist in die Leitung eine Drossel eingesetzt, die den Zustrom von Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher in die Leitung begrenzt. Entsprechend den Druckschwankungen des Kraftstoffs in dem Hochdruckspeicher schwankt der Kraftstoffdruck in der Leitung, wobei diese Druckschwankungen von dem Druckregler nur schwerlich kompensiert werden können. Such a device is from the DE 100 59 427 A1 known. This device comprises a line connected to a high-pressure accumulator of a fuel injection system, which is connected directly to an injection arrangement which connects fuel into an exhaust pipe upstream of an exhaust gas aftertreatment device. The pressure in the line is adjusted by means of a pressure regulator which connects the line to a tank in which the fuel is stored. Furthermore, a throttle is used in the line, which limits the flow of fuel from the high-pressure accumulator into the line. According to the pressure fluctuations of the fuel in the high-pressure accumulator, the fuel pressure in the conduit fluctuates, whereby these pressure fluctuations can hardly be compensated by the pressure regulator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung zur Kraftstoffversorgung für eine Dosiereinrichtung in eine Abgasnachbehandlungseinrichtung bereitzustellen, die bei einem einfachen Aufbau eine hohe Betriebssicherheit aufweist. The invention is based on the object to provide a device for supplying fuel to a metering device in an exhaust aftertreatment device, which has a high reliability in a simple structure.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einrichtung einen Niederdruckspeicher aufweist. Der Niederdruckspeicher ist in geeigneter Weise, beispielsweise über eine Verbindungsleitung, mit dem Hochdruckspeicher verbunden und bewirkt eine Druckkompensation bzw. Druckausgleichung des der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführten Kraftstoffs. Ein solcher Niederdruckspeicher ist ein zur Verfügung stehendes Bauteil, für das dementsprechend keine Neukonstruktion erforderlich ist. Gegebenenfalls kann hierbei auch auf einen kleinen Hochdruckspeicher zurückgegriffen werden. This object is achieved in that the device has a low-pressure accumulator. The low-pressure accumulator is connected in a suitable manner, for example via a connecting line, to the high-pressure accumulator and effects a pressure compensation or pressure equalization of the fuel supplied to the exhaust-gas aftertreatment device. Such a low-pressure accumulator is an available component, for which accordingly no redesign is required. Optionally, this can also be accessed on a small high-pressure accumulator.

In Weiterbildung der Erfindung ist dem Niederdruckspeicher eine Druckregeleinrichtung zugeordnet. Diese Druckregeleinrichtung kann in weiterer Ausgestaltung ein Druckregelventil und/oder eine Drossel sein, die den Kraftstoffzufluss in den Niederdruckspeicher oder aber auch einen Kraftstoffabfluss aus dem Niederdruckspeicher steuert. Dabei wird wiederum in weiterer Ausgestaltung von der Druckregeleinrichtung in dem Niederdruckspeicher ein Druck zwischen 1bar und 200bar, bevorzugt zwischen 10bar und 50bar, ganz bevorzugt von 30bar eingestellt. Der so eingestellte Druck wird durch die Kompensationswirkung des Niederdruckspeichers auch bei deutlichen Druckschwankungen in dem Hochdruckspeicher genau eingehalten, so dass für die Kraftstoffzuführung zu der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein konstanter Kraftstoffdruck zur Verfügung steht. Demzufolge kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung sehr präzise gesteuert werden und somit die Abgasnachbehandlung insgesamt verbessert werden. In a further development of the invention, the low-pressure accumulator is associated with a pressure control device. In another embodiment, this pressure regulating device can be a pressure regulating valve and / or a throttle which controls the fuel flow into the low-pressure accumulator or also a fuel outflow from the low-pressure accumulator. In this case, in turn, in a further embodiment of the pressure control device in the low-pressure accumulator, a pressure between 1bar and 200bar, preferably between 10bar and 50bar, most preferably set from 30bar. The pressure thus set is accurately maintained by the compensation effect of the low-pressure accumulator even with significant pressure fluctuations in the high pressure accumulator, so that a constant fuel pressure is available for the fuel supply to the exhaust gas aftertreatment device. As a result, the exhaust aftertreatment device can be controlled very precisely and thus the overall exhaust gas aftertreatment can be improved.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Absteuerleitung der Druckregeleinrichtung mit einem Tank oder einer Zulaufleitung des Kraftstoffeinspritzsystem verbunden. Insbesondere bei einer Verbindung mit der Zulaufleitung wird der Restdruck des Kraftstoffs ausgenutzt, so dass die entsprechende Einmündung in die Zulaufleitung stromabwärts einer Vordruckpumpe erfolgen kann. Hierbei ist die Einmündungsstelle bevorzugt stromaufwärts einer Filtereinrichtung vorgesehen, so dass eine Filterung des so einer Hochdruckpumpe der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wieder zugeführten Kraftstoffs erfolgt. In a further development of the invention, a discharge line of the pressure regulating device is connected to a tank or a supply line of the fuel injection system. In particular, in a connection with the supply line, the residual pressure of the fuel is utilized, so that the corresponding junction can be made in the supply line downstream of a pre-pressure pump. In this case, the point of introduction is preferably provided upstream of a filter device, so that filtering of the fuel thus supplied to a high-pressure pump of the fuel injection device takes place.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der einzigen Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist. Further advantageous embodiments of the invention can be taken from the description of the figures, in which an illustrated in the single figure embodiment of the invention is described in more detail.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing

Es zeigt:It shows:

1 ein Schaltschema eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Einrichtung zur erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung. 1 a schematic diagram of a fuel injection system with a device for supplying fuel to an exhaust aftertreatment device according to the invention.

Ausführungsform der Erfindung Embodiment of the invention

1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, das als Common-Rail-Einspritzsystem ausgebildet ist und zur Förderung von Dieselkraftstoff für eine selbstzündende Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist einen Tank 1 auf, der aus mehreren Teilbehältern bestehen kann, die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind. In dem Tank 1 ist eine Vorförderpumpe 2 angeordnet, die aus dem Tank 1 Kraftstoff über einen Vorfilter 3 entnimmt und in eine Zulaufleitung 4 zu einer Hochdruckpumpe 5 des Kraftstoffeinspritzsystems fördert. In die Zulaufleitung 4 ist ein Filter 6 eingebaut, der stromabwärts einer Einmündung einer nachfolgend noch erläuterten Absteuerleitung 7 angeordnet ist. Die Zulaufleitung 4 mündet in einen Nockenraum 8 der Hochdruckpumpe 5, aus dem ein Teilstrom des zugeführten Kraftstoffs über ein Gehäuselager 9 und ein Flanschlager 10 für eine in dem Nockenraum 8 angeordnete Nockenwelle 11 in eine Rückführleitung 12, die in den Tank 1 einmündet, abgeführt wird. Diese abgeführte Kraftstoffmenge schmiert das Gehäuselager 9 und das Flanschlager 10 sowie weitere Komponenten, wie beispielsweise einen Rollenstößel 13 eines Hochdruckpumpenelements 14 und kühlt gleichzeitig die durchströmten Bauteile der Hochdruckpumpe 5. 1 shows a fuel injection system of an internal combustion engine, which is designed as a common-rail injection system and is provided for the promotion of diesel fuel for a self-igniting internal combustion engine. The fuel injection system has a tank 1 on, which may consist of several sub-containers, which are connected to each other in a suitable manner. In the tank 1 is a prefeed pump 2 Arranged out of the tank 1 Fuel via a pre-filter 3 takes and into a supply line 4 to a high pressure pump 5 of the fuel injection system promotes. In the supply line 4 is a filter 6 installed downstream of a junction of a later explained diversion line 7 is arranged. The supply line 4 opens into a cam space 8th the high pressure pump 5 , from which a partial flow of the supplied fuel via a housing bearing 9 and a flange bearing 10 for one in the cam space 8th arranged camshaft 11 in a return line 12 in the tank 1 opens, is discharged. This discharged fuel quantity lubricates the housing bearing 9 and the flange camp 10 and other components, such as a roller tappet 13 a high pressure pump element 14 and at the same time cools through the components of the high-pressure pump 5 ,

Ein weiterer Teilstrom des Kraftstoffs wird aus dem Nockenraum 8 über eine Zumesseinheit 15 dem Pumpenarbeitsraum des Hochdruckpumpenelements 14 zugeführt, während eine nicht benötigte Kraftstoffmenge über ein Absteuerventil 16 ebenfalls in die Rückführleitung 12 abgesteuert wird. Another partial flow of the fuel is from the cam space 8th via a metering unit 15 the pump working space of the high-pressure pump element 14 supplied while an unnecessary amount of fuel via a shut-off valve 16 also in the return line 12 is diverted.

Die in den Hochdruckpumpenarbeitsraum eingebrachte Kraftstoffmenge wird bei einer Drehbewegung der Nockenwelle 11 und einer dadurch bewirkten Auf- und Abwärtsbewegung eines Pumpenkolbens des Hochdruckpumpenelements 14 über ein Rückschlagventil 17 in einen Hochdruckspeicher 18 zugeführt. Der Hochdruckspeicher 18 weist eine Anzahl von Hochdruckanschlüssen 19 auf, die mit Kraftstoffinjektoren verbunden sind. Über diese Kraftstoffinjektoren wird gesteuert Kraftstoff in jeweils zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt. The amount of fuel introduced into the high-pressure pump working space becomes a rotational movement of the camshaft 11 and thereby caused up and down movement of a pump piston of the high-pressure pump element 14 via a check valve 17 in a high-pressure accumulator 18 fed. The high-pressure accumulator 18 has a number of high pressure connections 19 on, which are connected to fuel injectors. About this fuel injectors fuel is controlled injected into each associated combustion chambers of the internal combustion engine.

Der Hochdruckspeicher 18 ist weiterhin mit einem Hochdruckregelventil 20 verschaltet, dass Kraftstoff aus dem Hochdruckspeicher 18 in eine Leitung 21 absteuert. Die Leitung 21 ist mit einem Niederdruckspeicher 22 verbunden, der wiederum mit einer Niederdruckleitung 23 verschaltet ist. Die Niederdruckleitung 23 ist mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere mit einer Dosiereinrichtung der Abgasnachbehandlungseinrichtung verbunden. Über die Dosiereinrichtung wird Kraftstoff, ggf. druckluftunterstützt für eine feine Verstäubung, in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromaufwärts einer Filtereinrichtung eingespritzt. Die in die Abgasleitung eingespritzte Kraftstoffmenge bewirkt in der Filtereinrichtung die Auslösung gewünschter chemischer Effekte, durch die in dem Abgas befindliche Schadstoffe in gewünschter Art und Weise in unschädliche Stoffe umgewandelt werden. Ein Beispiel für eine derartige Umwandlung ist eine katalytische Reduktion von in dem Abgasen enthaltenen Stickoxiden und/oder eine Filteranordnung zur Entfernung von Russpartikel aus dem Abgas. Dabei kann die Filtereinrichtung einen Speicherkatalysator und ein stromabwärts des Speicherkatalysators angeordneten Oxidationskatalysator aufweisen. The high-pressure accumulator 18 is still with a high pressure control valve 20 Connects that fuel from the high-pressure accumulator 18 in a line 21 absteuert. The administration 21 is with a low pressure accumulator 22 connected, in turn, with a low-pressure line 23 is interconnected. The low pressure line 23 is connected to an exhaust gas aftertreatment device, in particular to a metering device of the exhaust gas aftertreatment device. About the metering device fuel, possibly assisted by compressed air for fine dusting, injected into an exhaust pipe of the internal combustion engine upstream of a filter device. The amount of fuel injected into the exhaust pipe causes in the filter device the triggering of desired chemical effects, are converted by the pollutants in the exhaust gas in the desired manner into harmless substances. An example of such a conversion is a catalytic reduction of nitrogen oxides contained in the exhaust gas and / or a filter arrangement for the removal of soot particles from the exhaust gas. In this case, the filter device can have a storage catalytic converter and an oxidation catalytic converter arranged downstream of the storage catalytic converter.

Zur genauen Einstellung des Drucks in dem Niederdruckspeicher 22 ist eine Druckregeleinrichtung 24 vorgesehen, die in die zuvor erwähnte Absteuerleitung 7, die den Niederdruckspeicher 22 mit der Zulaufleitung 4 verbindet, eingeschaltet ist. Die Druckregeleinrichtung 24 ist als Druckregelventil oder Drossel ausgebildet und regelt den Druck in den Niederdruckspeicher 22 auf einen vorgegebenen Druck, insbesondere einen Druck von 30bar, ein. For precise adjustment of the pressure in the low pressure accumulator 22 is a pressure regulator 24 provided in the aforementioned Absteuerleitung 7 that the low pressure accumulator 22 with the supply line 4 connects, is turned on. The pressure regulator 24 is designed as a pressure control valve or throttle and regulates the pressure in the low-pressure accumulator 22 to a predetermined pressure, in particular a pressure of 30bar, a.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10059427 A1 [0002] DE 10059427 A1 [0002]

Claims (6)

Einrichtung zur Kraftstoffversorgung für eine Dosiereinrichtung in eine von Abgas einer Brennkraftmaschine durchströmten Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei die Brennkraftmaschine ein einen Hochdruckspeicher (18) umfassendes Kraftstoffeinspritzsystem aufweist, aus dem Kraftstoff zur Zuführung in die Einrichtung entnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Niederdruckspeicher (22) aufweist. Device for supplying fuel to a metering device in an exhaust gas aftertreatment device through which exhaust gas of an internal combustion engine flows, wherein the internal combustion engine comprises a high-pressure accumulator ( 18 ) comprises a fuel injection system, can be removed from the fuel for delivery into the device, characterized in that the device is a low-pressure accumulator ( 22 ) having. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Niederdruckspeicher (22) eine Druckregeleinrichtung (24) zugeordnet ist. Device according to claim 1, characterized in that the low-pressure accumulator ( 22 ) a pressure control device ( 24 ) assigned. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregeleinrichtung (24) ein Druckregelventil ist. Device according to claim 2, characterized in that the pressure regulating device ( 24 ) is a pressure control valve. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregeleinrichtung (24) eine Drossel ist. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the pressure control device ( 24 ) is a throttle. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Niederdruckspeicher (22) 1bar bis 200bar, bevorzugt 10bar bis 50bar, ganz bevorzugt 30 bar beträgt. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure in the low pressure accumulator ( 22 ) 1bar to 200bar, preferably 10bar to 50bar, most preferably 30 bar. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absteuerleitung (7) der Druckregeleinrichtung (24) mit einem Tank (1) oder einer Zulaufleitung (4) des Kraftstoffeinspritzsystems verbunden ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a Absteuerleitung ( 7 ) of the pressure regulator ( 24 ) with a tank ( 1 ) or a supply line ( 4 ) of the fuel injection system.
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