DE102016215366A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels Download PDF

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Armando Vollono
Matteo Tondo
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels (1), insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine (2) mit Hilfe einer Pumpe (3). Erfindungsgemäß wird eine in einem Niederdruckbereich (4) aufgenommene Vorförderpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems (5), das der Versorgung der Brennkraftmaschine (2) mit Kraftstoff dient, als Pumpe (3) verwendet. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels (1), insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Stand der Technik
  • Zur Reduzierung der Stickoxid-Emissionen (NOX) werden die Abgase moderner Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, einer Nachbehandlung in einem Reduktionskatalysator unterzogen. Bevor die Abgase in den Reduktionskatalysator gelangen, wird ihnen eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel zugeführt. Die wässrige Harnstofflösung bewirkt die Bildung von Ammoniak, das im nachgeschalteten Reduktionskatalysator mit den Stickoxiden zu harmlosem Stickstoff und Wasser reagiert.
  • Die wässrige Harnstofflösung wird üblicherweise in einem Reduktionsmittel-Vorratstank vorgehalten und über ein Dosiermodul in einen abgasführenden Kanal eindosiert. Um das Reduktionsmittel aus dem Vorratstank dem Dosiermodul zuzuführen, ist ein Fördermodul bzw. eine Pumpvorrichtung vorgesehen. Das Fördermodul ist in der Regel im Vorratstank angeordnet, und zwar oftmals gemeinsam mit einer Heizvorrichtung, die ein Gefrieren der wässrigen Harnstofflösung bei niedrigen Außentemperaturen verhindern soll.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2014 210 799 A1 gehen beispielhaft eine Pumpvorrichtung und eine Heizvorrichtung für einen Reduktionsmittel-Vorratstank hervor, die gemeinsam auf einem Gehäuse angeordnet sind und somit eine den Einbau in den Vorratstank erleichternde Funktionseinheit ausbilden.
  • Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, mit Hilfe einer Pumpe effizienter und kostengünstiger umzusetzen.
  • Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgt die Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine unter Zuhilfenahme einer Pumpe. Bei dem Reduktionsmittel kann es sich insbesondere um eine wässrige Harnstofflösung handeln. Erfindungsgemäß wird eine in einem Niederdruckbereich aufgenommene Vorförderpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, das der Versorgung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff dient, als Pumpe verwendet.
  • Das heißt, dass bei dem vorgeschlagenen Verfahren auf eine Pumpe, die allein der Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels dient, verzichtet wird. Stattdessen wird eine der Förderung von Kraftstoff dienende Pumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems zur Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels eingesetzt. Beide Systeme, nämlich das Kraftstoffeinspritzsystem sowie das System zur Abgasnachbehandlung, teilen sich somit eine Pumpe. Auf diese Weise kann die Anzahl der für die Abgasnachbehandlung erforderlichen Komponenten reduziert werden, was mit einer Bauraum- und Kostenersparnis einhergeht. Ferner kann die Effizienz gesteigert werden, da es nur eine Pumpe zu betreiben gilt.
  • Ein Kraftstoffeinspritzsystem dient der Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff. Hierzu weist das Kraftstoffeinspritzsystem einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich auf. Der Niederdruckbereich erstreckt sich von einem Kraftstoff-Vorratstank bis zu einer Hochdruckpumpe, wobei im Niederdruckbereich eine Vorförderpumpe aufgenommen ist. Aufgabe der Vorförderpumpe ist es, die Hochdruckpumpe mit Kraftstoff aus dem Vorratstank zu versorgen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird sie darüber hinaus zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels eingesetzt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der im Niederdruckbereich herrschende und über die Pumpe einstellbare Kraftstoffdruck über eine elastische Membran oder einen verformbaren Balg, insbesondere einen federvorgespannten Faltenbalg, auf das Reduktionsmittel übertragen. Die Pumpe vermag somit den Druck des Reduktionsmittels nur indirekt, und zwar über den im Niederdruckbereich herrschenden Kraftstoffdruck zu beeinflussen. Dieser liegt üblicherweise bei 4 bis 6 bar. Liegt der Druck jenseits der Membran bzw. jenseits des Balgs darunter, verformt sich die Membran bzw. verformt sich der Balg, um einen Druckausgleich herzustellen. Die Verformung der Membran bzw. des Balgs führt schließlich zur Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels, bis der Druck zumindest annähernd dem Kraftstoffdruck entspricht. Denn die bei der Druckbeaufschlagung wirkende Druckkraft reduziert sich um die zur Verformung der Membran bzw. des federbelasteten Balgs erforderlichen Kraft.
  • Das Reduktionsmittel wird vorzugsweise in einem Speichervolumen vorgehalten, das weiterhin vorzugsweise durch die Membran oder den Balg vom Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems fluiddicht getrennt wird. Das Speichervolumen schließt sich somit unmittelbar an die Membran bzw. den Balg an, so dass sich die Membran bzw. der Balg in das Speichervolumen hinein ausdehnen kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass es zu dem gewünschten Druckausgleich kommt. Die durch die Membran bzw. den Balg bewirkte fluiddichte Trennung verhindert, dass sich Reduktionsmittel und Kraftstoff mischen.
  • Die Trennung des Speichervolumens vom Kraftstoffeinspritzsystem durch die Membran bzw. den Balg hat ferner zur Folge, dass bei abgestellter Pumpe nicht nur der Druck im Kraftstoffeinspritzsystem, sondern ferner im Speichervolumen abfällt. Es entsteht ein Unterdruck, der zur Entleerung einer an das Speichervolumen angeschlossenen Einspritzvorrichtung zum Einspritzen des Reduktionsmittels führt. Die Einspritzvorrichtung ist somit optimal vor Schäden durch gefrierendes Reduktionsmittel geschützt. Ferner ermöglicht der Unterdruck eine automatische Wiederbefüllung des Speichervolumens. Hierzu ist das Speichervolumen mit einem Reduktionsmittel-Vorratstank über ein Rückschlagventil zu verbinden, das bei Unterdruck öffnet und die Wiederbefüllung des Speichervolumens mit dem im Vorratstank bevorrateten Reduktionsmittel bewirkt.
  • Die zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ferner vorgeschlagene Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, umfasst eine Pumpe. Erfindungsgemäß ist die Pumpe eine in einem Niederdruckbereich eines Kraftstoffeinspritzsystems aufgenommene Vorförderpumpe, insbesondere eine an der Brennkraftmaschine angeordnete mechanische Zahnradpumpe oder eine in einem Kraftstoff-Vorratstank eingesetzte Elektrokraftstoffpumpe. Das heißt, dass auf eine Pumpe, die allein der Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels dient, verzichtet wird und stattdessen die Pumpe eines anderen Systems, nämlich die Vorförderpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems, genutzt wird. Dadurch sinkt die Komplexität des zur Abgasnachbehandlung erforderlichen Aufbaus, so dass dieser sich leichter implementieren lässt. Auf diese Weise lassen sich auch Lösungen für Kleinwagen kostengünstig umsetzen. Die Komplexität kann weiter gesenkt werden, wenn nicht nur die Vorförderpumpe, sondern darüber hinaus mit der Druckregelung und/oder Drucküberwachung zusammenhängende weitere Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems genutzt werden. Auf diese Weise kann die Anzahl der zur Abgasnachbehandlung erforderlichen Bauteile deutlich gesenkt werden, was zugleich mit einer deutlichen Kostenersparnis einhergeht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems über eine elastische Membran oder einen verformbaren Balg, insbesondere einen federvorgespannten Faltenbalg, mit einem das Reduktionsmittel aufnehmenden Speichervolumen gekoppelt. Die Kopplung über die Membran bzw. den Balg bewirkt einen Druckausgleich, so dass an der Membran bzw. an dem Balg beidseits im Wesentlichen der gleiche Druck anliegt, wobei die zur Verformung der elastischen Membran bzw. des federbelasteten Balgs erforderliche Kraft in Abzug zu bringen ist. Denn die Verformung erfolgt in beiden Fällen gegen eine Federkraft. Wird die Federkraft durch eine separate Feder bereitgestellt, ist diese vorzugsweise im Speichervolumen aufgenommen.
  • Stellt sich im Betrieb der Vorförderpumpe beispielsweise ein Druck von 4 bis 6 bar im Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems ein, wird das im Speichervolumen aufgenommene Reduktionsmittel über die Membran bzw. den Balg zumindest annähernd ebenfalls mit 4 bis 6 bar beaufschlagt. Denn zunächst muss eine Kraft zur Verformung der Membran bzw. einer den Balg beaufschlagenden Feder überwunden werden. Im Speichervolumen herrscht somit ein Druck, der annähernd 4 bis 6 bar entspricht und somit zur Einspritzung des Reduktionsmittels ausreicht. Denn üblicherweise wird ein Einspritzdruck von 5 bis 7 bar verwendet.
  • Die Größe des Speichervolumens ist vorzugsweise derart bemessen, dass die Menge des aufgenommenen Reduktionsmittels für einen Fahrzyklus reicht, wobei die maximale Dauer eines Fahrzyklus durch das Fassungsvermögen des Kraftstoff-Vorratstanks vorgegeben ist. Das Speichervolumen muss demnach während des Betriebs der Brennkraftmaschine nicht nachgefüllt werden.
  • Die Verwendung einer Membran oder eines Balgs als Druckübertragungselement besitzt den Vorteil, dass zugleich eine wirksame Medientrennung erreichbar ist. Denn vorzugsweise ist der Niederdruckbereich durch die Membran bzw. den Balg vom Speichervolumen fluiddicht getrennt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich der Kraftstoff und das Reduktionsmittel nicht vermischen.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Speichervolumen über eine erste Reduktionsmittelleitung mit einer Einspritzvorrichtung verbunden und über eine weitere Reduktionsmittelleitung mit einem Reduktionsmittel-Vorratstank verbindbar ist. Die Verbindung des Speichervolumens über die erste Reduktionsmittelleitung mit der Einspritzvorrichtung stellt sicher, dass an der Einspritzvorrichtung der erforderliche Einspritzdruck zur Verfügung steht. Eine Verbindung des Speichervolumens mit dem Reduktionsmittel-Vorratstank über die weitere Reduktionsmittelleitung ist nur dann erforderlich, wenn das Speichervolumen erneut befüllt werden soll. Vorzugsweise ist daher in der weiteren Reduktionsmittelleitung ein Rückschlagventil angeordnet, das die Befüllung des Speichervolumens ermöglicht und zugleich ein Rückströmen des Reduktionsmittels in den Vorratstank verhindert.
  • Die zur Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels genutzte Pumpe ist vorzugsweise über eine Kraftstoffleitung mit einem Druckraum verbunden, der von der Membran oder dem Balg begrenzt wird. Auf diese Weise kann die Druckübertragung mittels der Membran bzw. des Balgs verbessert werden. Vorzugsweise ist der Druckraum innerhalb des Speichervolumens ausgebildet, so dass Druckraum und Speichervolumen in einem gemeinsamen Gehäuse ausgebildet werden können.
  • Vorteilhafterweise ist in der Kraftstoffleitung, welche die Pumpe mit dem Druckraum verbindet, ein Rückschlagventil angeordnet. Dieses verhindert, dass Kraftstoff aus dem Druckraum abströmt, so dass ein gleichbleibendes Druckniveau im Druckraum sichergestellt ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Druckraum über eine weitere Kraftstoffleitung, in der vorzugsweise ein Absperrventil angeordnet ist, mit dem Kraftstoff-Vorratstank verbindbar ist. Über die weitere Kraftstoffleitung kann bei geöffnetem Absperrventil eine Entleerung des Druckraums bei abgestellter Brennkraftmaschine bewirkt werden. Der entleerte Druckraum schafft ein Ausgleichsvolumen für den Fall, dass im Speichervolumen vorhandenes Reduktionsmittel bei tiefen Außentemperaturen gefriert und sich ausdehnt. Auf diese Weise können Schäden durch Eisdruck verhindert werden.
  • Da Reduktionsmittel in Form einer wässrigen Harnstofflösung bereits bei Temperaturen unter –11°C gefrieren, sind Maßnahmen zu treffen, die ein schnelles Auftauen des gefrorenen Reduktionsmittels ermöglichen. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass das Speichervolumen, in dem das Reduktionsmittel vorgehalten wird, in Nähe zur Brennkraftmaschine angeordnet wird. Auf diese Weise kann die Motorwärme zum Auftauen des Reduktionsmittels genutzt werden. Die Anordnung des Speichervolumens ist zudem weitgehend unabhängig von der Anordnung der Vorförderpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems, da keine direkte Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels durch die Pumpe erfolgt, sondern lediglich der über die Pumpe eingestellte Kraftstoffdruck im Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems zur Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels genutzt wird.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform,
  • 2 einen schematischen Schnitt durch ein Speichervolumen für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, a) unter Druck, b) während einer ersten Phase zur Wiederbefüllung des Speichervolumens, c) während einer zweiten Phase zur Wiederbefüllung des Speichervolumens,
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform und
  • 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Der 1 ist schematisch der Umriss eines Kraftfahrzeugs 21 mit einer Brennkraftmaschine 2 zu entnehmen, die mit Dieselkraftstoff betrieben wird. Der Dieselkraftstoff wird der Brennkraftmaschine 2 mittels eines Kraftstoffeinspritzsystems 5 zugeführt, das vorliegend einen Kraftstoff-Vorratstank 9, eine hierin angeordnete Elektrokraftstoffpumpe als Vorförderpumpe 3 und eine Hochdruckpumpe 24 einschließlich Druckspeicher und Einspritzvorrichtung (nicht dargestellt) umfasst. Über die Einspritzvorrichtung wird der zuvor auf Hochdruck geförderte Dieselkraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine 2 eingespritzt. Das bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffs anfallende Abgas wird über einen Abgaskanal 26 abgeführt, wobei im Abgaskanal 26 ein SCR-Katalysator 27 zur Reduzierung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe angeordnet ist. Das zur Reduzierung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe erforderliche Reduktionsmittel 1 wird stromaufwärts des SCR-Katalysators 27 über eine Einspritzvorrichtung 11 in den Abgaskanal 26 eingespritzt. Bei dem Reduktionsmittel 1 handelt es sich um eine wässrige Harnstofflösung, welche die Bildung von Ammoniak bewirkt, das im nachgeschalteten Reduktionskatalysator mit den Stickoxiden zu harmlosem Stickstoff und Wasser reagiert.
  • Das Reduktionsmittel 1 wird in einem Reduktionsmittel-Vorratstank 13 an Bord des Kraftfahrzeugs 21 mitgeführt. Die für einen Fahrzyklus erforderliche Menge wird in einem separaten Speichervolumen 8 vorgehalten, das über eine Reduktionsmittelleitung 12, in der ein Rückschlagventil 14 angeordnet ist, verbindbar ist. Das Rückschlagventil 14 öffnet, wenn der Druck im Speichervolumen 8 sinkt, um eine Wiederbefüllung des Speichervolumens 8 zu ermöglichen. Eine von der Reduktionsmittelleitung 12 stromabwärts abzweigende Reduktionsmittelleitung 10 verbindet das Speichervolumen 8 mit der Einspritzvorrichtung 11, so dass diese über das Speichervolumen 8 mit dem Reduktionsmittel 1 versorgt wird.
  • Innerhalb des Speichervolumens 8 ist ein Druckraum 16 ausgebildet, der gegenüber dem Speichervolumen 8 durch eine elastische Membran 6 fluiddicht getrennt ist. Der Druckraum 16 ist mit Kraftstoff befüllt, da er an eine Kraftstoffleitung 15 angeschlossen ist, welche die im Kraftstoff-Vorratstank 9 angeordnete Vorförderpumpe 3 mit der Hochdruckpumpe 24 verbindet. Im Druckraum 16 herrscht somit der gleiche Druck wie in einem Niederdruckbereich 4 des Kraftstoffeinspritzsystems 5, welcher sich vom Kraftstoff-Vorratstank 9 über die Kraftstoffleitung 15 bis zur Hochdruckpumpe 24 erstreckt. Der Druck im Druckraum 16 wird über die elastische Membran 6 auf das im Speichervolumen 8 vorhandene Reduktionsmittel 1 übertragen, da diese sich solange verformt bis Druckgleichgewicht herrscht. Dies hat zur Folge, dass indirekt über die Vorförderpumpe 3 aus das Reduktionsmittel 1 mit Druck beaufschlagt wird. Eine separate Pumpe 3 zur Druckbeaufschlagung des Reduktionsmittels 1 ist somit verzichtbar.
  • Anstelle einer elastischen Membran 6 kann zur Druckübertragung sowie zur fluiddichten Trennung des Druckraums 16 vom Speichervolumen 8 auch ein verformbarer Balg 7, insbesondere ein Faltenbalg, verwendet werden. Diese Ausführungsform ist schematisch in der 2 dargestellt. Der Faltenbalg ist mittels einer Feder 20 gegen den Kraftstoffdruck vorgespannt, so dass sich bei einer Anhebung des Kraftstoffdrucks der Faltenbalg entgegen der Federkraft der Feder 20 ausdehnt. Dabei verkleinert der Faltenbalg das Speichervolumen 8, so dass der Druck im Speichervolumen 8 ebenfalls steigt.
  • Auch in den nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann alternativ zur Membran 6 ein Balg 7 eingesetzt werden, so dass das Bezugszeichen für den Balg 7 jeweils in Klammern gesetzt ist.
  • Der 3 sind anhand der Abfolge der Zeichnungen a) bis c) unterschiedliche Betriebszustände einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung zu entnehmen. Hier ist die Pumpe 3 wiederum als Elektrokraftstoffpumpe ausgeführt, die im Kraftstoff-Vorratstank 9 aufgenommen und über eine Kraftstoffleitung 15 mit dem Druckraum 16 verbunden ist. Ein Abzweig 15‘ der Kraftstoffleitung 15 verbindet die Pumpe 3 mit einer Einspritzvorrichtung für den Dieselkraftstoff (nicht dargestellt). Die Einspritzung des Reduktionsmittels 1 erfolgt über die Einspritzvorrichtung 11, die über eine Reduktionsmittelleitung 10 an das Speichervolumen 8 angeschlossen ist. Der Druckraum 16 und das Speichervolumen 8 werden durch die Membran 6 bzw. den Balg 7 fluiddicht voneinander getrennt, so dass sich Dieselkraftstoff und Reduktionsmittel 1 nicht vermischen.
  • In der 3a) befindet sich die Pumpe 3 in Betrieb und hebt den Druck im Niederdruckbereich 4, und damit auch im Druckraum 16, auf etwa 4 bis 6 bar an. Die Membran 6 bzw. der Balg 7 überträgt den Kraftstoffdruck auf das Reduktionsmittel 1, so dass beidseits der Membran 6 bzw. des Balgs 7 zumindest annähernd gleiche Drücke herrschen. Eine geringfügige Druckdifferenz kann durch die Elastizität der Membran 6 bzw. die Federkraft der den Balg 7 vorspannenden Feder 20 bedingt sein. Somit steht auch druckbeaufschlagtes Reduktionsmittel 1 an der Einspritzvorrichtung 11 an, das mit einem Druck von etwa 4 bis 6 bar in den Abgaskanal (nicht dargestellt) eingespritzt werden kann.
  • Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 2 bewirkt der Druckausgleich über die Membran 6 bzw. den Balg 7, dass das Rückschlagventil 14 geschlossen bleibt. Es kann somit kein Reduktionsmittel 1 aus dem Reduktionsmittel-Vorratstank 13 nachgefüllt werden kann. Das Speichervolumen 8 ist daher bevorzugt derart bemessen, dass die aufgenommene Reduktionsmittelmenge für einen Fahrzyklus ausreicht.
  • In der 3b) ist eine erste Phase der Wiederbefüllung des Speichervolumens 8 dargestellt. Mit Abstellen der Brennkraftmaschine setzt auch die Pumpe 3 aus. Dies hat zur Folge, dass der Druck im Niederdruckbereich 4 einschließlich des Druckraums 16 abfällt. Die Membran 6 bzw. der Balg 7 zieht sich zurück, um den Druckausgleich wieder herzustellen. Auf diese Weise fällt auch der Druck im Speichervolumen 8 ab.
  • In einer zweiten Phase der Wiederbefüllung des Speichervolumens 8, die in der 3c) dargestellt ist, öffnet das Rückschlagventil 14 und das Speichervolumen 8 wird mit frischem Reduktionsmittel 1 aus dem Reduktionsmittel-Vorratstank 13 befüllt. Wird anschließend die Brennkraftmaschine 2 wieder in Betrieb genommen, reicht das im Speichervolumen 8 aufgenommene Reduktionsmittel 1 für einen weiteren Fahrzyklus aus.
  • Eine Abwandlung der Vorrichtung der 3 ist in der 4 dargestellt. Diese weist in der Kraftstoffleitung 15 ein Rückschlagventil 17 auf, das ein Rückströmen des Dieselkraftstoffs aus dem Druckraum 16 verhindert. Ferner ist eine weitere Kraftstoffleitung 18 mit einem Absperrventil 19 vorgesehen, die der Entleerung des Druckraums 16 unmittelbar in den Kraftstoff-Vorratstank 9 dient. Beispielsweise kann mit Abstellen der Brennkraftmaschine 2 der Druckraum 16 entleert werden, um bei einem Gefrieren des im Speichervolumen 8 vorhandenen Reduktionsmittels 1 ein Ausgleichsvolumen zur Verfügung zu stellen, das eine Ausdehnung des Reduktionsmittels 1 ermöglicht. Auf diese Weise werden Schäden durch Eisdruck vermieden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der 5 dargestellt. Hier ist die Pumpe 3 als mechanische Vorförderpumpe ausgeführt, die über eine Antriebswelle 25 der Hochdruckpumpe 24 angetrieben wird. Die Regelung der Fördermenge der Hochdruckpumpe 24 erfolgt über eine Zumesseinheit 23, die der Hochdruckpumpe 24 vorgeschaltet ist. Vor der Zumesseinheit 23 ist zudem ein Kraftstofffilter 22 in dem Abzweig 15‘ der Kraftstoffleitung 15 angeordnet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014210799 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels (1), insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine (2) mit Hilfe einer Pumpe (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine in einem Niederdruckbereich (4) aufgenommene Vorförderpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems (5), das der Versorgung der Brennkraftmaschine (2) mit Kraftstoff dient, als Pumpe (3) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Niederdruckbereich (4) herrschende und über die Pumpe (3) einstellbare Kraftstoffdruck über eine elastische Membran (6) oder einen verformbaren Balg (7), insbesondere einen federvorgespannten Faltenbalg, auf das Reduktionsmittel (1) übertragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel (1) in einem Speichervolumen (8) vorgehalten wird, das vorzugsweise durch die Membran (6) oder den Balg (7) vom Niederdruckbereich (4) des Kraftstoffeinspritzsystems (5) fluiddicht getrennt wird.
  4. Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung eines Reduktionsmittels (1), insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, zur Nachbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine (2) mit einer Pumpe (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) eine in einem Niederdruckbereich (4) eines Kraftstoffeinspritzsystems (5) aufgenommene Vorförderpumpe, insbesondere eine an der Brennkraftmaschine (2) angeordnete mechanische Zahnradpumpe oder eine in einem Kraftstoff-Vorratstank (9) eingesetzte Elektrokraftstoffpumpe, ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbereich (4) des Kraftstoffeinspritzsystems (5) über eine elastische Membran (6) oder einen verformbaren Balg (7), insbesondere einen federvorgespannten Faltenbalg, mit einem das Reduktionsmittel (1) aufnehmenden Speichervolumen (8) gekoppelt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbereich (3) durch die Membran (6) oder den Balg (7) vom Speichervolumen (8) fluiddicht getrennt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichervolumen (8) über eine erste Reduktionsmittelleitung (10) mit einer Einspritzvorrichtung (11) verbunden und über eine weitere Reduktionsmittelleitung (12) mit einem Reduktionsmittel-Vorratstank (13) verbindbar ist, wobei vorzugsweise in der weiteren Reduktionsmittelleitung (12) ein Rückschlagventil (14) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (3) über eine Kraftstoffleitung (15) mit einem Druckraum (16) verbunden ist, der von der Membran (6) oder dem Balg (7) begrenzt wird und vorzugsweise innerhalb des Speichervolumens (8) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kraftstoffleitung (15) ein Rückschlagventil (17) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (16) über eine weitere Kraftstoffleitung (18), in der vorzugsweise ein Absperrventil (19) angeordnet ist, mit dem Kraftstoff-Vorratstank (9) verbindbar ist.
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