DE102018209364A1 - Heating and pressure generating device for conveying a freezable fluid for use in a motor vehicle and container for the fluid - Google Patents

Heating and pressure generating device for conveying a freezable fluid for use in a motor vehicle and container for the fluid Download PDF

Info

Publication number
DE102018209364A1
DE102018209364A1 DE102018209364.4A DE102018209364A DE102018209364A1 DE 102018209364 A1 DE102018209364 A1 DE 102018209364A1 DE 102018209364 A DE102018209364 A DE 102018209364A DE 102018209364 A1 DE102018209364 A1 DE 102018209364A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
valve
container
heating
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018209364.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Christophe Schwartz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102018209364.4A priority Critical patent/DE102018209364A1/en
Publication of DE102018209364A1 publication Critical patent/DE102018209364A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2053By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F02M25/0224Water treatment or cleaning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0227Control aspects; Arrangement of sensors; Diagnostics; Actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025Adding water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1486Means to prevent the substance from freezing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung zum Erwärmen und Bedrucken eines Fluids in einem Behälter, zum Zuführen in wenigstens einen Brennraum oder in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenraum des Behälters über eine Verbindungsleitung mit einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromabwärts nach einer Abgasreinigungsanlage verbunden ist und dass jeweils ein Ventil eingebaut ist, ein erstes Ventil in ein Endrohr der Abgasanlage stromabwärts nach dem Anschluss der Verbindungsleitung, ein zweites Ventil in die Verbindungsleitung, und ein drittes Ventil in eine vom Druckbehälter ausgehende Zuführleitung zur Förderung des Fluids zu wenigstens einer Einspritzdüse der Brennkraftmaschine.

Figure DE102018209364A1_0000
According to the invention, a heating and pressure-generating device for heating and printing a fluid in a container, for feeding into at least one combustion chamber or in an exhaust pipe of an internal combustion engine, characterized in that an interior of the container via a connecting line with an exhaust pipe of the internal combustion engine downstream of an exhaust gas purification system is connected and that in each case a valve is installed, a first valve in a tail pipe of the exhaust system downstream after connecting the connecting line, a second valve in the connecting line, and a third valve in a pressure vessel from the outgoing feed line for conveying the fluid to at least one injection nozzle the internal combustion engine.
Figure DE102018209364A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung für ein Fluid und ein Verfahren zur Verwendung dieses Fluids beim Betrieb einer Brennkraftmaschine und einen Behälter für das Fluid nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a heating and pressure generating device for a fluid and a method for using this fluid in the operation of an internal combustion engine and a container for the fluid according to the preamble of claim 1.

Bei mit Dieselkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotoren wird zur Reduzierung von Stickoxiden eine Abgasbehandlung auf der Basis der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) durchgeführt. Bei den dazu verwendeten SCR-Abgasreinigungssystemen wird zum Beispiel nach einem Vorkatalysator in den Abgasstrom ein Reduktionsmittel eingespritzt, welches einem im Fahrzeug befindlichen Reduktionsmitteltank entnommen wird. Als Reduktionsmittel kann hierfür eine wässrige Harnstofflösung mit einem Harnstoffanteil von 32,5 Prozent verwendet werden, die bei etwa minus 11 Grad Celsius gefriert. Um das Einfrieren des Reduktionsmittels zu verhindern, sind herkömmliche Reduktionsmitteltanks mit einer Heizeinrichtung ausgestattet.In diesel-fueled internal combustion engines, exhaust gas treatment based on Selective Catalytic Reduction (SCR) is performed to reduce nitrogen oxides. In the case of the SCR exhaust gas purification systems used for this purpose, for example, after a precatalyst into the exhaust gas flow, a reducing agent is injected, which is taken from a reducing agent tank located in the vehicle. As a reducing agent for this purpose, an aqueous urea solution with a urea content of 32.5 percent can be used, which freezes at about minus 11 degrees Celsius. In order to prevent the freezing of the reducing agent, conventional reducing agent tanks are equipped with a heater.

Bei manchen mit Ottokraftstoff betriebenen Verbrennungsmotoren wird Wasser zur Kühlung über die Einspritzanlage mit eingespritzt, um eine Vollastanreicherung des Gemischs vermeiden zu können. Die DE 10 2015 1110 204 A1 beschreibt Verfahren und Systeme für eine Motorverdünnungssteuerung über Direkteinspritzung von Wasser aus einem Behälter.In some petrol-powered internal combustion engines, water is injected for cooling via the injection system in order to avoid full-load enrichment of the mixture. The DE 10 2015 1110 204 A1 describes methods and systems for engine dilution control via direct injection of water from a container.

Aus der DE 10 2011 108 213 A1 ist ein beheizbarer Behälter zur Verwendung als Reduktionsmitteltank für ein gefrierempfindliches SCR-Reduktionsmittel bekannt. Dieser wird mittels elektrischen Heizelementen beheizt und ist sehr kompliziert aufgebaut, was die Herstellkosten erhöht. Außerdem wird, um die Funktionen des Förderns des Fluids, mittels einer im Fluidtank verbauten elektrischen Pumpe zur Einspritzung in den Motor und des Auftauens des Fluids zu realisieren, elektrische Energie verbraucht, die eine Lichtmaschine produziert, was wiederum den Verbrauch von Kraftstoff erhöht.From the DE 10 2011 108 213 A1 For example, a heatable container for use as a reducing agent tank for a cryogenic SCR reducing agent is known. This is heated by means of electrical heating elements and is very complicated, which increases the production costs. In addition, in order to realize the functions of conveying the fluid by means of an electric pump installed in the fluid tank for injection into the engine and thawing of the fluid, electric power consumed by an alternator is consumed, which in turn increases consumption of fuel.

Für alle Ausbildungen und Anwendungen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung für ein Eis bildendes Fluid, zum Zuführen in einen Kraftstoff- oder Abgasbereich einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, die auf einfache Weise eine sichere Versorgung des Kraftstoff- oder Abgasbereichs der Brennkraftmaschine mit dem Fluid gewährleistet, insbesondere mit Reduktionsmittel für eine SCR-Abgasanlage oder mit Wasser. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, insbesondere mittels eines Behälters nach Anspruch 2. Ein Verfahren zum Betrieb der Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung, das keine elektrische Energie verbraucht, kommt gemäß Anspruch 4 zur Anwendung.For all embodiments and applications, it is an object of the invention to provide a heating and pressure generating device for an ice-forming fluid, for supplying in a fuel or exhaust gas range of an internal combustion engine of a motor vehicle, in a simple way, a secure supply of the fuel or exhaust gas area ensures the internal combustion engine with the fluid, in particular with reducing agent for an SCR exhaust system or with water. This object is solved by the features of claim 1, in particular by means of a container according to claim 2. A method for operating the heating and pressure generating device, which consumes no electrical energy, according to claim 4 is used.

Erfindungsgemäß ist eine Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung zum Erwärmen und Bedrucken eines Fluids in einem Behälter, zum Zuführen in wenigstens einen Brennraum oder in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenraum des Behälters über eine Verbindungsleitung mit einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine stromabwärts nach einer Abgasreinigungsanlage verbunden ist und dass jeweils ein Ventil eingebaut ist, ein erstes Ventil in ein Endrohr der Abgasanlage stromabwärts nach dem Anschluss der Verbindungsleitung, ein zweites Ventil in die Verbindungsleitung, und ein drittes Ventil in eine vom Druckbehälter ausgehende Zuführleitung zur Förderung des Fluids zu wenigstens einer Einspritzdüse der Brennkraftmaschine.According to the invention, a heating and pressure-generating device for heating and printing a fluid in a container, for feeding into at least one combustion chamber or in an exhaust pipe of an internal combustion engine, characterized in that an interior of the container via a connecting line with an exhaust pipe of the internal combustion engine downstream of an exhaust gas purification system is connected and that in each case a valve is installed, a first valve in a tail pipe of the exhaust system downstream after connecting the connecting line, a second valve in the connecting line, and a third valve in a pressure vessel from the outgoing feed line for conveying the fluid to at least one injection nozzle the internal combustion engine.

Durch die Abgasleitungen mit den Ventilen kann vorteilhafterweise zum Beispiel das Endrohr der Abgasanlage geschlossen und dadurch von der Brennkraftmaschine bedrucktes Abgas, bei gleichzeitig offenem zweiten Ventil in der Verbindungsleitung, durch diese in den Behälter geleitet werden. Dieses heiße Abgas erhöht sowohl den Druck, als auch die Temperatur des Fluids im Behälter und durch Öffnen des dritten Ventils in der Zuführleitung wird Fluid zur Einspritzdüse der Brennkraftmaschine oder der Abgasanlage gefördert und dort mit entsprechendem Einspritzdruck zur gesteuerten Einspritzung bereitgestellt. Vorteilhafterweise erwärmt das druckerzeugende, heiße Abgas gleichzeitig das Fluid im Behälter. Den Druckaufbau im Druckbehälter ermöglicht zum Beispiel ein Schließen des ersten Ventils am Abgasanlagen-Ausgang, also am Endrohr bei gleichzeitigen Öffnen des zweiten Ventils in der Verbindungsleitung und geschlossenem dritten Ventil in der Zuführleitung. Wenn dann ein vorgegebener Druck, zum Beispiel 10 bar, im Druckbehälter mittels eines Drucksensors gemessen wird, wird das zweite Ventil der Verbindungsleitung geschlossen und das Ventil am Endrohr öffnet wieder. Zur Steuerung der Förderung des Wassers dient ein Ventil in der Wasserleitung. Da das Abgas außerdem warm ist, kann dieses genutzt werden um gefrorenes Wasser im Tank aufzutauen. Um den Druck stand zu halten, sollte der Wassertank aus Edelstahl oder Aluminium mit jeweils einer CFK oder GFK Wicklung ausgeführt werden.The exhaust pipes with the valves advantageously can be used, for example, to close the exhaust pipe of the exhaust system and thereby exhaust gas printed by the internal combustion engine, with the second valve in the connecting line open at the same time, through the latter into the container. This hot exhaust gas increases both the pressure and the temperature of the fluid in the container and, by opening the third valve in the supply line, fluid is conveyed to the injection nozzle of the internal combustion engine or the exhaust system and is made available there with the appropriate injection pressure for controlled injection. The pressure-generating, hot exhaust gas advantageously simultaneously heats the fluid in the container. The pressure build-up in the pressure vessel enables, for example, the first valve to be closed at the exhaust system outlet, that is to say at the tailpipe, while simultaneously opening the second valve in the connecting line and closing the third valve in the supply line. If a predetermined pressure, for example 10 bar, is then measured in the pressure vessel by means of a pressure sensor, the second valve of the connecting line is closed and the valve on the tail pipe opens again. A valve in the water pipe is used to control the conveyance of the water. Since the exhaust gas is also warm, it can be used to thaw frozen water in the tank. In order to withstand the pressure, the water tank should be made of stainless steel or aluminum, each with a CFK or GFK winding.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Behälter ein Druckbehälter, insbesondere aus Edelstahl oder Aluminium, insbesondere mit wenigstens einer verstärkenden Außenschicht aus CFK und/oder GFK, also kohlefaser- und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff. Von Vorteil ist hier, dass zum Fördern und Bereitstellen des Fluids ein höherer Druck im Behälter zum Einsatz kommen kann.In a preferred embodiment of the invention, the container is a pressure vessel, in particular made of stainless steel or aluminum, in particular with at least one reinforcing outer layer of CFRP and / or GRP, ie carbon fiber and / or glass fiber reinforced plastic. The advantage here is that for conveying and providing the fluid, a higher pressure in the container can be used.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Ventile in Abhängigkeit voneinander und/oder von Parametern einer Brennkraftmaschinen Steuereinrichtung in ihrem Öffnungsgrad verstellbar, was eine genauere Fluiddrucksteuerung ermöglicht, gegenüber einer Verwendung von Ventilen mit nur einer Offen- und einer Schließstellung. In an advantageous embodiment of the invention, the valves in dependence on each other and / or parameters of an internal combustion engine control device in its opening degree adjustable, allowing a more accurate fluid pressure control, compared to a use of valves with only one open and one closed position.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Betrieb der Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung für das Fluid in dem Behälter ist dadurch gekennzeichnet, dass Abgas ventilgesteuert, wenigstens oder ausschließlich wenn die Brennkraftmaschine ohne Last betrieben wird, wenigstens durch Öffnen des zweiten Ventils, zur Druckerhöhung und Erwärmung im Behälter, in diesen geführt wird.A preferred method for operating the heating and pressure generating device for the fluid in the container is characterized in that exhaust gas valve controlled, at least or exclusively when the internal combustion engine is operated without load, at least by opening the second valve, for pressure increase and heating in the container, in this is led.

Wenn Abgas nur im Falle der Lastwegnahme von der Brennkraftmaschine durch den Fahrer in Richtung Druckbehälter geleitet wird, entsteht an dieser vorteilhafterweise keine Leistungseinbuße und es erhöht sich zusätzlich die Motorbremsleistung.If exhaust gas is directed by the driver in the direction of the pressure vessel only in the case of load removal from the internal combustion engine, this advantageously produces no loss of performance and, in addition, the engine braking power is increased.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Dazu zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung zum Erwärmen und Bedrucken eines Fluids in einem Druckbehälter für ein flüssiges Additiv zum Zuführen in einen Kraftstoffbereich oder in einen Abgasbereich einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Das Additiv kann zum Beispiel Wasser zum Einspritzen in einen Ottomotor oder eine Harnstofflösung zum Einspritzen in einen Dieselmotor sein.A preferred embodiment of the invention is shown in more detail in the following description and the accompanying drawing. For this purpose, the single figure shows a schematic representation of a heating and pressure generating device according to the invention for heating and printing a fluid in a pressure container for a liquid additive for feeding into a fuel area or into an exhaust area of an internal combustion engine of a motor vehicle. The additive can be, for example, water for injection into a gasoline engine or a urea solution for injection into a diesel engine.

Ein in der Figur dargestellter Behälter, als Druckbehälter 1 ausgebildet, der in Einbaulage in einem nicht gezeichneten Kraftfahrzeug dargestellt ist, besitzt einen Einfüllstutzen 2 zum Befüllen eines Innenraumes 3 des Druckbehälters 1 mit einem Fluid 4. Es ist auch eine Entnahmevorrichtung zur Entnahme von Fluid 4 aus dem Druckbehälter 1 vorgesehen, um das Fluid 4 einer bestimmungsgemäßen Verwendung zuzuführen. Dies ist beispielsweise eine Abgasbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine 8 des Kraftfahrzeugs mit dem Fluid 4, beispielsweise einer wässrigen Harnstofflösung oder Wasser als Fluid 4, zur Schadstoffreduktion. Beide möglichen Inhaltsstoffe im Innenraum 3 des Druckbehälters 1 haben die Eigenschaft, bei einer Umgebungstemperatur von ca. -11 Grad Celsius, die Harnstofflösung, bzw. Null Grad Celsius, das Wasser, zu gefrieren. Daher müssen bestimmte Vorkehrungen getroffen werden, um die Abgasnachbehandlung bei allen vorkommenden Umgebungstemperaturen zu ermöglichen.A container shown in the figure, as a pressure vessel 1 formed, which is shown in the installed position in a non-illustrated motor vehicle, has a filler neck 2 for filling an interior 3 of the pressure vessel 1 with a fluid 4 , It is also a sampling device for the removal of fluid 4 from the pressure vessel 1 provided to the fluid 4 to be used as intended. This is, for example, an exhaust gas treatment of exhaust gases of an internal combustion engine 8th of the motor vehicle with the fluid 4 For example, an aqueous urea solution or water as a fluid 4 , for pollutant reduction. Both possible ingredients in the interior 3 of the pressure vessel 1 have the property of freezing at an ambient temperature of about -11 degrees Celsius, the urea solution, or zero degrees Celsius, the water. Therefore, certain precautions must be taken to allow exhaust aftertreatment at all ambient temperatures.

So besteht die Entnahmevorrichtung, an einem Boden 3' des Innenraums 3 des Druckbehälters 1, zum Beispiel angebracht an dessen, geodätisch gesehen, tiefster Stelle, aus einem Fluid-Auslass 5 zur Fluidentnahme hin zur Brennkraftmaschine 8.Thus, the extraction device, on a floor 3 ' of the interior 3 of the pressure vessel 1 , for example, attached to its, geodetically seen, deepest point, from a fluid outlet 5 for fluid removal to the internal combustion engine 8th ,

Der Druckbehälter 1 selbst besteht aus einem dichten Liner aus Edelstahl oder Aluminium, der durch eine, nicht gezeichnete, druckfeste Außenschicht aus Kohle-(CFK) oder Glasfaser (GFK) verstärktem Kunststoff umgeben ist. Die Kunststofflagen sind hier vorzugsweise gewickelt.The pressure vessel 1 itself consists of a dense liner made of stainless steel or aluminum, which is surrounded by a, not shown, pressure-resistant outer layer of carbon (CFRP) or glass fiber (GRP) reinforced plastic. The plastic layers are preferably wound here.

Der Innenraum 3 des Druckbehälters 1 wird zum Erwärmen und Bedrucken des Fluids 4 mittels einer Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung, die eine Verbindungsleitung 6 umfasst und über diese mit einer Abgasleitung 7 der Brennkraftmaschine 8 stromabwärts nach einer Abgasreinigungsanlage 9 verbunden ist, mit Abgas der Brennkraftmaschine 8 gesteuert versorgt. Dazu ist ein erstes Ventil 10 in ein Endrohr 7' der Abgasanlage stromabwärts nach dem Anschluss der Verbindungsleitung 6 eingebaut, ein zweites Ventil 11 in die Verbindungsleitung 6 selbst und ein drittes Ventil 12 in eine vom Druckbehälter 1 ausgehende Zuführleitung 13 für das Fluid 4 zur Brennkraftmaschine 8 zu dessen Förderung zu wenigstens einer nicht gezeichneten Einspritzdüse. Die Ventile 10, 11, 12 werden in Abhängigkeit voneinander und/oder von Parametern einer nicht gezeichneten Brennkraftmaschinen-Steuereinrichtung in ihrem Öffnungsgrad verstellt, mittels eines Verfahrens zum Betrieb der Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung für das Fluid 4 in dem Druckbehälter 1, wodurch das Abgas ventilgesteuert, wenigstens oder ausschließlich wenn die Brennkraftmaschine ohne Last betrieben wird, wenigstens durch Öffnen des zweiten Ventils 11, vorzugsweise bei gleichzeitigem Schließen des ersten Ventils 10, zur Druckerhöhung und Erwärmung des Fluids 4 im Druckbehälter 1, in diesen geführt wird.The interior 3 of the pressure vessel 1 is used to heat and print the fluid 4 by means of a heating and pressure generating device which has a connecting line 6 includes and via this with an exhaust pipe 7 the internal combustion engine 8th downstream after an emission control system 9 is connected to exhaust gas from the internal combustion engine 8th controlled supply. There is a first valve 10 into a tail pipe 7 ' the exhaust system downstream after connecting the connecting line 6 installed, a second valve 11 in the connecting line 6 itself and a third valve 12 into one of the pressure vessels 1 outgoing feed line 13 for the fluid 4 to the internal combustion engine 8th to promote it to at least one injector, not shown. The valves 10 . 11 . 12 are adjusted depending on each other and / or parameters of an internal combustion engine control device, not shown, in its degree of opening, by means of a method for operating the heating and pressure generating device for the fluid 4 in the pressure vessel 1 , whereby the exhaust gas is valve-controlled, at least or only when the internal combustion engine is operated without load, at least by opening the second valve 11 , preferably with simultaneous closing of the first valve 10 , for increasing the pressure and heating the fluid 4 in the pressure vessel 1 , is led in this.

Ein Öffnen des zweiten Ventils 11 bei geschlossenem ersten Ventil 10 ausschließlich bei Betrieb der Brennkraftmaschine 8 ohne Last, also nur im Falle einer Gaswegnahme durch den Fahrer, hat den Vorteil, dass keine Leistungseinbuße entsteht, wenn der Fahrer wieder Leistung von der Brennkraftmaschine 8 anfordert. Zusätzlich erhöht sich die Bremsleistung der Brennkraftmaschine 8 durch das Schließen des ersten Ventils 10.An opening of the second valve 11 when the first valve is closed 10 exclusively during operation of the internal combustion engine 8th without load, so only in the case of a gas removal by the driver, has the advantage that no loss of performance arises when the driver again power from the engine 8th requests. In addition, the braking performance of the internal combustion engine increases 8th by closing the first valve 10 ,

Wenn ein vorgegebener Druck, zum Beispiel 10 bar, gemessen mittels eines nicht gezeichneten Drucksensors in der Verbindungsleitung 6, im Druckbehälter 1 erreicht ist, schließt das zweite Ventil 11 die Verbindungsleitung 6 und das erste Ventil 10 öffnet das Endrohr 7' wieder. Zur Steuerung der Förderung des Fluids 4 mittels einer Fluiddruckmessung in der Nähe der Einspritzdüse dient das dritte Ventil 12 in der Zuführleitung 13. Die Abgaswärme, wird dazu benutzt, gefrorenes Fluid 4 im Druckbehälter 1 aufzutauen.If a predetermined pressure, for example 10 bar, measured by means of a pressure sensor (not shown) in the connecting line 6 , in the pressure vessel 1 is reached, the second valve closes 11 the connecting line 6 and the first valve 10 opens the tailpipe 7 ' again. To control the delivery of the fluid 4 the third valve serves by means of a fluid pressure measurement in the vicinity of the injection nozzle 12 in the feed line 13 , The exhaust gas heat is used to freeze frozen fluid 4 in the pressure vessel 1 thaw.

Im Falle einer Verwendung von Wasser als Fluid 4, kann dieses auch mittels Abgaskühlung durch einen nicht gezeichneten Kühler in der Abgasanlage erzeugt werden und das hierbei anfallende Kondensat gesammelt und dem Druckbehälter 1 als Fluid 4 zugeführt werden, was die Nachfüllzyklen von Fluid 4 in den Druckbehälter 1 verlängert oder ein Nachfüllen gänzlich unnötig macht.In the case of using water as a fluid 4 , This can also be generated by means of exhaust gas cooling by a non-illustrated radiator in the exhaust system and this accumulating condensate collected and the pressure vessel 1 as a fluid 4 which are the refill cycles of fluid 4 in the pressure vessel 1 makes refilling completely unnecessary.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 1020151110204 A1 [0003]DE 1020151110204 A1 [0003]
  • DE 102011108213 A1 [0004]DE 102011108213 A1 [0004]

Claims (4)

Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung zum Erwärmen und Bedrucken eines Fluids (4) in einem Behälter (1), zum Zuführen in wenigstens einen Brennraum oder in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenraum (3) des Behälters (1) über eine Verbindungsleitung (6) mit einer Abgasleitung (7) der Brennkraftmaschine (8) stromabwärts nach einer Abgasreinigungsanlage (9) verbunden ist und dass jeweils ein Ventil (10, 11, 12) eingebaut ist, ein erstes Ventil (10) in ein Endrohr (7') der Abgasanlage stromabwärts nach dem Anschluss der Verbindungsleitung (6), ein zweites Ventil (11) in die Verbindungsleitung (6), und ein drittes Ventil (12) in eine vom Druckbehälter (1) ausgehende Zuführleitung (13) zur Förderung des Fluids (4) zu wenigstens einer Einspritzdüse.Heating and pressure generating device for heating and printing a fluid (4) in a container (1), for feeding into at least one combustion chamber or in an exhaust pipe of an internal combustion engine, characterized in that an interior (3) of the container (1) via a connecting line (6) with an exhaust pipe (7) of the internal combustion engine (8) downstream of an exhaust gas purification system (9) is connected and that in each case a valve (10, 11, 12) is installed, a first valve (10) in a tail pipe (7 ' ) of the exhaust system downstream of the connection of the connecting line (6), a second valve (11) in the connecting line (6), and a third valve (12) in a from the pressure vessel (1) outgoing feed line (13) for conveying the fluid ( 4) to at least one injection nozzle. Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) ein Druckbehälter ist, insbesondere aus Edelstahl oder Aluminium, insbesondere mit wenigstens einer verstärkenden Außenschicht aus CFK und/oder GFK.Heating and pressure generating device after Claim 1 , characterized in that the container (1) is a pressure container, in particular made of stainless steel or aluminum, in particular with at least one reinforcing outer layer made of CFRP and / or GRP. Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (10, 11, 12) in Abhängigkeit voneinander und/oder von Parametern einer Brennkraftmaschinen-Steuereinrichtung in ihrem Öffnungsgrad verstellbar sind.Heating and pressure generating device after Claim 1 or 2 , characterized in that the valves (10, 11, 12) are adjustable as a function of each other and / or parameters of an internal combustion engine control device in their degree of opening. Verfahren zum Betrieb der Heiz- und Druckerzeugungseinrichtung für das Fluid (4) in dem Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Abgas ventilgesteuert, wenigstens oder ausschließlich wenn die Brennkraftmaschine (8) ohne Last betrieben wird, wenigstens durch Öffnen des zweiten Ventils (11), zur Druckerhöhung und Erwärmung im Behälter (1), in diesen geführt wird.Method for operating the heating and pressure generating device for the fluid (4) in the container (1) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that exhaust-valve controlled, at least or exclusively when the internal combustion engine (8) is operated without load, at least by opening the second valve (11), for pressure increase and heating in the container (1), is guided in this.
DE102018209364.4A 2018-06-12 2018-06-12 Heating and pressure generating device for conveying a freezable fluid for use in a motor vehicle and container for the fluid Pending DE102018209364A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018209364.4A DE102018209364A1 (en) 2018-06-12 2018-06-12 Heating and pressure generating device for conveying a freezable fluid for use in a motor vehicle and container for the fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018209364.4A DE102018209364A1 (en) 2018-06-12 2018-06-12 Heating and pressure generating device for conveying a freezable fluid for use in a motor vehicle and container for the fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018209364A1 true DE102018209364A1 (en) 2019-12-12

Family

ID=68652123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018209364.4A Pending DE102018209364A1 (en) 2018-06-12 2018-06-12 Heating and pressure generating device for conveying a freezable fluid for use in a motor vehicle and container for the fluid

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018209364A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115217675A (en) * 2022-03-01 2022-10-21 广州汽车集团股份有限公司 Engine water injection system, control method of engine water injection system and automobile

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011108213A1 (en) 2011-07-21 2013-01-24 Audi Ag Heatable reducing agent tank for supplying aqueous urea solution to selective catalytic reduction exhaust gas cleaning system for internal combustion engine of vehicle, has chamber flow-technically coupled with removal point
DE102015110204A1 (en) 2015-06-25 2017-01-12 Krones Ag Adiabatic high pressure generation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011108213A1 (en) 2011-07-21 2013-01-24 Audi Ag Heatable reducing agent tank for supplying aqueous urea solution to selective catalytic reduction exhaust gas cleaning system for internal combustion engine of vehicle, has chamber flow-technically coupled with removal point
DE102015110204A1 (en) 2015-06-25 2017-01-12 Krones Ag Adiabatic high pressure generation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115217675A (en) * 2022-03-01 2022-10-21 广州汽车集团股份有限公司 Engine water injection system, control method of engine water injection system and automobile
CN115217675B (en) * 2022-03-01 2024-03-08 广州汽车集团股份有限公司 Engine water spraying system, control method of engine water spraying system and automobile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19935920C2 (en) Device and method for heating a reducing agent reservoir of an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine
DE60300757T2 (en) Method and apparatus for protecting the freezing of a liquid NOx reducing agent for vehicles
EP1192337B1 (en) Valve seat device for a metering valve of an exhaust treatment station
DE102014222461B4 (en) Internal combustion engine, water injection of an internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine
DE102015223475A1 (en) Exhaust gas purification device of an internal combustion engine
DE202007019679U1 (en) System for storing engine exhaust additives
DE102009013943A1 (en) Oil lubrication system
DE112007002720T5 (en) System to store an additive and inject it into the exhaust gases of an engine
EP2126298B1 (en) Device for metering a reducing agent
DE102008045958B4 (en) Reducing agent supply system for an SCR catalytic converter of an internal combustion engine
WO2016055413A1 (en) Vehicle having a cooler for condensing exhaust gas and method therefor
DE102011057052A1 (en) UREA HEATING SYSTEM AND HEATING PROCEDURES THEREFOR / FOR
DE102017203927A1 (en) Device for adding a fluid to a combustion air of an internal combustion engine
EP3685033B1 (en) Motor vehicle with water injection device for an internal combustion engine
DE102018209364A1 (en) Heating and pressure generating device for conveying a freezable fluid for use in a motor vehicle and container for the fluid
DE102019218934A1 (en) Motor vehicle
DE102017207833B3 (en) Water injection system for an internal combustion engine
EP3211191B1 (en) Heatable container for a fluid
DE102017002203A1 (en) Method for operating a metering device of an internal combustion engine for a motor vehicle
DE102018209363A1 (en) Container for a freezable fluid for use in a motor vehicle and method using the container
DE102007034314B4 (en) Assembly and method for introducing a reducing agent into an exhaust pipe
DE102014226749A1 (en) Method and apparatus for testing a heating system in an SCR exhaust aftertreatment system
DE102018208091A1 (en) Container for a freezable fluid for use in a motor vehicle
DE102009036260A1 (en) Storage tank for fuel i.e. aqueous urea solution, of e.g. petrol engine, of motor vehicle, has exhaust gas after-treatment system and heat conducting element that protrudes into tank, where conducting element is partially formed from metal
DE102021104051A1 (en) REDUCING DIESEL EMISSION LIQUID (DEF) DEPOSIT IN AN EXHAUST SYSTEM FOR AN ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified