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BEREICH DER
ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zum Zuführen
von Reduktionsmittel zu einer Abgasleitung von einem Verbrennungsmotor.
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Um
geltenden Abgasreinigungsanforderungen gerecht zu werden, werden
gegenwärtige
Motorfahrzeuge üblicherweise
mit einem Katalysator in der Abgasleitung versehen, um eine katalytische
Umwandlung von für
die Umwelt schädlichen
Komponenten von Abgasen in für
die Umwelt weniger schädliche
Substanzen zu bewirken.
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Eine
entwickelte und zur Verwendung gebrachte Art von Katalysator basiert
auf der sogenannten SCR-Technologie (englisch: Selective Catalytic Reduction;
deutsch: selektive katalytische Reduktion). Diese Art von Katalysator
wird nachfolgend als SCR-Katalysator bezeichnet. Ein SCR-Katalysator reduziert
selektiv NOx in Abgasen, aber nicht den Sauerstoff
in Abgasen. In einem SCR-Katalysator wird in Abgasen befindliches
NOx, zusammen mit Ammoniak, in Kontakt mit
der katalytischen Substanz in dem Katalysator gebracht und in Stickstoff
und Wasser umgewandelt. Ammoniak ist eine toxische und übelriechende
Substanz und es ist daher nicht zweckmäßig, Ammoniak in einem Fahrzeug
aufzubewahren. Daher wird im Allgemeinen in einem mit einem SCR-Katalysator
ausgerüsteten
Fahrzug anstelle von Ammoniak ein Reduktionsmittel in der Form von
Harnstoff verwendet, der nicht die erwähnten mit Ammoniak verbundenen
Nachteile aufweist. Der Harnstoff wird in einem speziellen Reduktionsmitteltank
in dem Fahrzeug gelagert und über
eine Einspritzvorrichtung in die Abgase stromaufwärts des SCR-Katalysators
injiziert. Das Einspritzen von Harnstoff in Abgase führt zu der
Bildung von Ammoniak, welcher, wie oben erwähnt, die katalytische Umwandlung
in dem SCR-Katalysator unterstützt.
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Ein
mit Harnstoff verbundener Nachteil besteht darin, dass sein Gefrierpunkt
bei etwa –6° bis –10° Celsius
liegt, mit dem daraus folgenden Risiko, dass Harnstoff in dem Reduktionsmitteltank
und in den Leitungen zwischen dem Reduktionsmitteltank und der Einspritzvorrichtung
gefriert, wenn ein mit einem SCR-Katalysator ausgerüstetes Fahrzeug
großer
Kälte ausgesetzt
ist. Eine in der US Patentbeschreibung 5,884,475 A vorgeschlagene
Lösung
ist das Erwärmen
des Reduktionsmittels dadurch, dass das Kühlmittel des Verbrennungsmotors
durch den Reduktionsmitteltank und entlang der Leitungen zwischen
dem Reduktionsmitteltank und der Einspritzvorrichtung geführt wird.
Das von einem Verbrennungsmotor her strömende Kühlmittel besitzt oft eine sehr
hohe Temperatur. Um zu verhindern, dass das Reduktionsmittel durch
das Kühlmittel
auf eine derart hohe Temperatur erwärmt wird, dass das Risiko besteht,
dass es verdampft, schlägt
US 5,884,475 A das
Verwenden einer Vorrichtung zum Überwachen und
Steuern der Temperatur des Reduktionsmittels vor, beispielsweise
mit Temperatursensoren zur Temperaturüberwachung und mit einem verstellbaren Ventil
zum Regulieren desjenigen Kühlmittelflusses, der
die gewünschte
Erwärmung
bietet. Ein in Übereinstimmung
mit der in
US 5,884,475
A vorgeschlagenen Lösung
ausgelegtes System kann daher leicht komplex und teuer sein.
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AUFGABE DER
ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung
bereitzustellen, die leichtes und kosteneffektives Erwärmen von
Reduktionsmittel in einer Anordnung des oben beschriebenen Typs
zum Einspeisen von Reduktionsmittel von einem Reduktionsmitteltank
in eine Abgasleitung von einem Verbrennungsmotor ermöglicht.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine die Merkmale des Anspruchs 1 umfassende Anordnung
gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung basiert
darauf, dass zurückgeführter Kraftstoff
von einem Verbrennungsmotor zum Erwärmen von Reduktionsmittel verwendet
wird, wobei das Erwärmen
des Reduktionsmittels durch Wärmeübertragung
von zurückgeführtem Kraftstoff
bewirkt wird, der durch eine Rückführleitung
von dem Verbrennungsmotor zu einem Kraftstofftank geführt wird. Überschüssiger Kraftstoff, der
in dem Kraftstoffsystem des Verbrennungsmotors den Motor umgeht,
ohne in die Motorzylinder eingespritzt zu werden, erfährt von
dem Motor einen Temperaturanstieg, der in normalen Fällen 20°–30° Celsius
beträgt.
In Fällen,
in denen die Umgebungstemperatur um einen nicht zu großen Betrag
unterhalb des Gefrierpunktes des Reduktionsmittels liegt, d.h. wenn
der Kältegrad
schwerwiegend, aber nicht extrem schwerwiegend ist, ist diese Kraftstofftemperaturerhöhung ausreichend,
um zu ermöglichen,
dass der zurückgeführte Kraftstoff
als eine Wärmequelle zum
Erwärmen
des Reduktionsmittels auf eine Temperatur gerade oberhalb seines
Gefrierpunktes verwendet wird. Da der den Verbrennungsmotor umgehende
Kraftstoff einer relativ geringen Temperaturerhöhung unterliegt, besteht in
der Praxis kein Risiko, das der zurückgeführte Kraftstoff das Reduktionsmittel
so stark erwärmt,
dass letzteres eine Temperatur nahe bei seinem Verdampfungspunkt
oder diesen übertreffend
erreichen könnte.
Daher besteht kein Bedarf für
Ausrüstung
zum Überwachen
und Steuern der Temperatur des Reduktionsmittels, was bedeutet,
dass das Implementieren der erfindungsgemäßen Lösung besonders leicht und kosteneffizient
ist. Bei einem mit einem SCR-Katalysator ausgerüsteten Fahrzeug befindet sich
der Reduktionsmitteltank außerdem
normalerweise in der unmittelbaren Nähe des Kraftstofftanks und
die erfindungsgemäße Lösung bringt
daher nur eine geringfügige
Anpassung der existierenden Kraftstoffrückführleitung mit sich. Auch dies
hilft, das Implementieren der erfindungsgemäßen Lösung leicht und kosteneffizient
zu machen. Der Reduktionsmitteltank ist mindestens in eine erste
Kammer und eine zweite Kammer unterteilt, die eine fluidische Verbindung
untereinander aufweisen, wobei die erste Kammer einen Auslass zum
Zuführen
von Reduktionsmittel von dem Reduktionsmitteltank zu der Einspritzvorrichtung
umfasst, und ein Teil der Rückführleitung
für zurückgeführten Kraftstoff
in einer wärmeübertragenden
Beziehung mit der ersten Kammer angeordnet ist, um das Reduktionsmittel
in der ersten Kammer durch Wärmeübertragung
von zurückgeführtem Kraftstoff
in diesem Teil der Rückführleitung
zu in der ersten Kammer befindlichem Reduktionsmittel zu erwärmen. Daher kann
in einer ersten Phase ein begrenztes Volumen des sich in dem Reduktionsmitteltank
befindenden Reduktionsmittels erwärmt werden, wodurch das Auftauen
einer ersten Menge von Reduktionsmittel beträchtlich beschleunigt wird.
Es ist anzumerken, dass das Volumen der ersten Kammer derart ausgelegt
sein muss, dass die erste Kammer eine ausreichend kleine Menge von
Reduktionsmittel aufnehmen kann, um ein relativ schnelles Auftauen
des letzteren zu ermöglichen,
und gleichzeitig eine ausreichend große Menge von Reduktionsmittel
aufnehmen kann, um die benötigte
Reduktionsmitteleinspritzung in die Abgase über eine Zeitspanne zu ermöglichen,
die normalerweise lang genug zum Auftauen des Reduktionsmittels
in der zweiten Kammer ist, bevor das ursprünglich in der ersten Kammer
aufgenommene Reduktionsmittel aufgebraucht ist.
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In
dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ist vorgesehen, dass die
Definition „zurückgeführter Kraftstoff,
der durch eine Rückführleitung
von dem Verbrennungsmotor zu einem Kraftstofftank geführt wird" zurückgeführten Kraftstoff
umfasst, der durch eine Leitung hindurch gegangen ist, die sich
direkt durch den Verbrennungsmotor oder sich entlang und in direktem
Kontakt mit dem Verbrennungsmotor erstreckt, und es ist außerdem vorgesehen,
damit zurückgeführten Kraftstoff
zu umfassen, der durch eine Leitung hindurch gegangen ist, die sich
in einem Abstand von dem Verbrennungsmotor erstreckt, aber sich
in einer wärmeübertragenden Relation
zu dem Verbrennungsmotor befindet, so dass der durch die Leitung
hindurchgehende zurückgeführte Kraftstoff
einen Wärmezuwachs
von dem Verbrennungsmotor zusätzliche
Wärme aufnehmen kann.
Daher bezeichnet die hier betroffene Definition Kraftstoff, der
zu einem Kraftstofftank zurückgeführt wird,
nachdem er zuerst den Verbrennungsmotor in einer wärmeübertragenden
Beziehung mit letzterem passiert hat, mit dem Ergebnis, dass der
zurückgeführte Kraftstoff
in der Lage war, zusätzliche
Wärme von
dem Verbrennungsmotor aufzunehmen, und daher in der Lage war, eine
Temperaturerhöhung
nach dem Hindurchgehen durch den Verbrennungsmotor oder nachdem
er nahe an diesem vorübergegangen ist
zu erhalten.
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Ausführungsformen
der Anordnung werden durch die abhängigen Ansprüche und
die unten ausgeführte
Beschreibung angegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird unten detaillierter auf der Basis von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1a eine
schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit zugehörigem Kraftstoffsystem
und einem SCR-Katalysator ist, das eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
darstellt,
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1b eine
schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit zugehörigem Kraftstoffsystem
und einem SCR-Katalysator ist, das eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
darstellt, und
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2 eine
schematische Darstellung von Teilen der Anordnung gemäß 1a und 1b in größerem Detail
ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1a zeigt
schematisch einen Verbrennungsmotor, der mit einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 zum
Zuführen
von Reduktionsmittel zu einer Abgasleitung von dem Verbrennungsmotor
versehen ist. Der Verbrennungsmotor ist schematisch dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Den Verbrennungsmotor 1 verlas sende
Abgase durchqueren die Abgasleitung 2 und erreichen die Umgebung über einen
Abgasauslass (Auspuff) 3. Ein SCR-Katalysator 4 ist
in der Abgasleitung 2 angeordnet. Daher werden Abgase von
dem Verbrennungsmotor 1 dazu gebracht, durch diesen SCR-Katalysator 4 hindurch
zu gehen, bevor sie die Umgebung über den Abgasauslass 3 erreichen.
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Der
in 1a dargestellte Verbrennungsmotor 1 ist
mit einem Kraftstoffsystem 20 versehen, das einen Kraftstofftank 21 zum
Speichern von Kraftstoff und eine Einspritzvorrichtung 22 zum
Einspritzen gewünschter
Kraftstoffmengen in die Motorenzylinder des Verbrennungsmotors umfasst.
Die Einspritzvorrichtung 22 umfasst unter Anderem eine
Injektionspumpe und Injektoren. Das Kraftstoffsystem 20 umfasst
ferner eine Kraftstoffpumpe 23 zum Zuführen von Kraftstoff von dem
Kraftstofftank 21 zu der Einspritzvorrichtung 22.
Eine erste Zuführleitung 24 erstreckt
sich zwischen dem Kraftstofftank 21 und der Kraftstoffpumpe 23 und
eine zweite Zuführleitung 25 erstreckt
sich zwischen der Kraftstoffpumpe und der Einspritzvorrichtung 22.
Eine Rückführleitung 26, über die überschüssiger Kraftstoff
von der Kraftstoffpumpe an den Kraftstofftank 21 zurückgeführt werden
kann, erstreckt sich von der Kraftstoffpumpe 23. Die Rückführleitung 26 ist
mit einer Rückführleitung 27 verbunden,
die sich von der Einspritzvorrichtung 23 erstreckt und über die überschüssiger Kraftstoff von
der Einspritzvorrichtung 22 zu dem Kraftstofftank 21 zurückgeführt werden
kann. Die Kraftstoffpumpe 23 ist dazu angeordnet, um der
Einspritzvorrichtung 22 Kraftstoff bei einem relativ niedrigen
ersten Druck zuzuführen,
während
die Einspritzpumpe der Einspritzvorrichtung 22 dazu angeordnet
ist, den Druck des Kraftstoffs für
sein Einspritzen in die Motorenzylinder bei einem zweiten Druck
zu erhöhen,
der wesentlich höher
ist als der erste Druck. Der die Einspritzvorrichtung 22 über die
Rückführleitung 27 verlassende überschüssige Kraftstoff,
das sogenannte Rieselgut, wird durch die Einspritzpumpe auf einen hohen
Druck gebracht. Der überschüssige Kraftstoff von
der Kraftstoffpumpe 23 und der Einspritzvorrichtung 22 wird
zu dem Kraftstofftank 21 hin über eine gemeinsame Rückführleitung 28 geführt, die
mit der Rückführleitung 26 und
der Rückführleitung 27 verbunden
ist.
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Ein
Einspritzpunkt für
Reduktionsmittel befindet sich in der Abgasleitung 2 stromauf
des SCR-Katalysators 4. Das Einspritzen von Reduktionsmittel findet über eine
Einspritzvorrichtung 11 statt, die ein oder mehrere Einspritzmittel 12 umfasst,
die in der Abgasleitung in der Form von Einspritzdüsen oder Ähnlichem
angeordnet sind. Diese Einspritzvorrichtung umfasst ferner eine
Dosierungsvorrichtung 13, die ihrerseits eine Dosierungsanordnung
und ein Regulierungsmittel umfasst, z.B. ein Steuerventil oder Ähnliches,
das dazu angeordnet ist, die Zufuhr von Reduktionsmittel zu den
Ein spritzmitteln 12 zu regulieren, und ein Steuermittel 14,
das mit der Dosiereinheit 13 verbunden ist. Die Dosiereinheit 13 wird
durch das Steuermittel 14 gesteuert, das die in die Abgase einzuspritzende
Menge des Reduktionsmittels auf der Basis der vorherrschenden Betriebsbedingungen des
Verbrennungsmotors 1 und des SCR-Katalysators 4 bestimmt.
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Die
Anordnung 10 umfasst ferner einen Reduktionsmitteltank 15 zum
Speichern von Reduktionsmittel, der mit der Einspritzvorrichtung 11 verbunden
ist, und eine Reduktionsmittelpumpe 16, z.B. in der Form
einer Zahnradpumpe oder einer Kolbenpumpe, zum Zuführen von
Reduktionsmittel von dem Reduktionsmitteltank 15 zu der
Einspritzvorrichtung 11. Der Reduktionsmitteltank 15 und
die Reduktionsmittelpumpe 16 weisen eine erste sich zwischen
ihnen erstreckende Reduktionsmittelzuführleitung 17, über die
Reduktionsmittel von dem Reduktionsmitteltank 15 zu der
Reduktionsmittelpumpe 16 zugeführt werden kann, und eine Rückführleitung 18 auf, über die
Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelpumpe 16 zu dem
Reduktionsmitteltank 15 zurückgeführt werden kann. Die Reduktionsmittelpumpe 16 und
die Einspritzvorrichtung 11 weisen eine zweite sich zwischen
ihnen erstreckende Reduktionsmittelzuführleitung 19 auf, über die
Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelpumpe 16 zu der
Einspritzvorrichtung 11 zugeführt werden kann.
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Die
Anordnung 10 umfasst ferner ein Heizmittel 30 zum
Erwärmen
von in dem Reduktionsmitteltank 15 und/oder in den Leitungen 17, 18, 19 zwischen
dem Reduktionsmitteltank 15 und der Einspritzvorrichtung
11 befindlichem Reduktionsmittel. Erfindungsgemäß umfasst dieses Heizmittel 30 eine Rückführleitung 31,
die dazu angeordnet ist, zurückgeführten Kraftstoff
von dem Verbrennungsmotor 1 zu dem Kraftstofftank 21 zu
führen,
wobei die Rückführleitung 31 mit
mindestens einem Reduktionsmittel enthaltenden Teil der Anordnung 10 in
einer wärmeübertragenden
Beziehung angeordnet ist, um in diesem Teil befindliches Reduktionsmittel
durch Wärmeübertragung
von zurückgeführtem Kraftstoff
in der Rückführleitung 31 zu
in diesem Teil befindlichem Reduktionsmittel zu erwärmen. Diese
Rückführleitung 31 führt das
sogenannte Rieselgut von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 des
Verbrennungsmotors und/oder überschüssigen Kraftstoff
von der in dem Kraftstoffsystem 20 angeordneten Kraftstoffpumpe 23,
der durch den Verbrennungsmotor hindurch geht oder nahe diesem vorüberfließt und daher
von diesem einen Wärmezuwachs
erfährt.
Das Rieselgut von der Einspritzvorrichtung 22 erfährt die
Temperaturerhöhung
teilweise dadurch, dass es durch die Einspritzpumpe unter Druck
gesetzt wird, und kann ferner einen Wärmezuwachs von dem Verbrennungsmotor
erhalten. In der in 1a dargestellten Ausführungsform
ist das stromaufwärtige
Ende der Rückführleitung 31,
die in das Heizmittel eintritt, an einem Verzweigungspunkt 33 mit
der Rückführleitung 28 verbunden,
die der Einspritzvorrichtung 22 und der Kraftstoffpumpe 23 gemeinsam
zugeordnet ist.
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In
der dargestellten Ausführungsform
umfasst die Rückführleitung 31:
- – einen
ersten Rückführleitungsabschnitt 31a,
der in 1a durch eine unterbrochene
Linie dargestellt ist, und der in einer wärmeübertragenden Beziehung mit
dem Reduktionsmitteltank 15 angeordnet ist, um in dem Reduktionsmitteltank
befindliches Reduktionsmittel durch Wärmeübertragung von zurückgeführtem Kraftstoff
in dem ersten Rückführleitungsabschnitt 31a zu
in dem Reduktionsmitteltank befindlichem Reduktionsmittel zu erwärmen,
- – einen
zweiten Rückführleitungsabschnitt 31b, der
in einer wärmeübertragenden
Beziehung mit der Zuführleitung 17 zwischen
dem Reduktionsmitteltank 15 und der Reduktionsmittelpumpe 16 angeordnet
ist, um in dieser Zuführleitung
befindliches Reduktionsmittel durch Wärmeübertragung von zurückgeführtem Kraftstoff
in dem zweiten Rückführleitungsabschnitt 31b zu
in dieser Zuführleitung 17 befindlichem
Reduktionsmittel zu erwärmen,
- – einen
dritten Rückführleitungsabschnitt 31c,
der in wärmeübertragender
Beziehung mit der Rückführleitung 18 zwischen
der Reduktionsmittelpumpe 16 und dem Reduktionsmitteltank 15 angeordnet
ist, um in dieser Rückführleitung
befindliches Reduktionsmittel durch Wärmeübertragung von zurückgeführtem Kraftstoff
in dem dritten Rückführleitungsabschnitt 31c zu
in dieser Rückführleitung 18 befindlichem
Reduktionsmittel zu erwärmen,
und
- – einen
vierten Rückführleitungsabschnitt 31d, der
in wärmeübertragender
Beziehung mit der Zuführleitung 19 zwischen
der Reduktionsmittelpumpe 16 und der Einspritzvorrichtung 11 angeordnet
ist, um in dieser Zuführleitung
befindliches Reduktionsmittel durch Wärmeübertragung von zurückgeführtem Kraftstoff
in dem vierten Rückführleitungsabschnitt 31d zu
in dieser Zuführleitung 19 befindlichem
Reduktionsmittel zu erwärmen.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der zurückgeführte Kraftstoff
in der Rückführleitung 31 nacheinander
durch den vierten Rückführleitungsabschnitt 31d,
den zweiten Rückführleitungsabschnitt 31b,
den ersten Rückführleitungsabschnitt 31a und
den dritten Rückführleitungsabschnitt 31c hindurch
geht, obwohl die gegenseitige Abfolge zwischen den verschiedenen
Rückführleitungsabschnitten
selbstverständlich
von Fall zu Fall variieren kann, abhängig davon, was sich als vorteilhaft
erweist. In der dargestellten Ausführungsform ist das stromabwärtige Ende
der Rückführleitung 31 mit der
gemeinsamen Rückführleitung 28 an
einem Verbindungspunkt 34 verbunden, obwohl diese Rückführleitung 31 selbstverständlich stattdessen
derart angeordnet sein kann, dass sie direkt in den Kraftstofftank 21 führt.
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Der
erste Rückführleitungsabschnitt 31a erstreckt
sich vorteilhafterweise in einer Schleife in Kontakt mit in dem
Reduktionsmitteltank befindlichem Reduktionsmittel durch den Reduktionsmitteltank 15.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist ein erstes Steuerventil 32 in der Rückführleitung 31 angeordnet
und ein zweites Steuerventil 29 ist in der Rückführleitung 28 angeordnet,
und zwar stromabwärts
des Verzweigungspunktes 33 und stromaufwärts des
Verbindungspunktes 34. Diese Steuerventile 29, 32 ermöglichen
es, zurückgeführten Kraftstoff über die
Rückführleitung 31 zu
dem Kraftstofftank zu führen
oder direkt über
die Rückführleitung 28 zu dem
Kraftstofftank, abhängig
von dem Ausmaß,
in dem Erwärmung
von Reduktionsmittel erforderlich ist oder nicht.
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Die
jeweiligen Rückführleitungsabschnitte 31b, 31c und 31d können dazu
angeordnet sein, sich entlang der benachbarten Reduktionsmittelleitungen 17, 18, 19 zu
erstrecken, entweder in direktem Kontakt mit diesen oder in einem
Abstand von diesen, der klein genug ist, um in diesem Zusammenhang
ausreichend effektiven Wärmeübertragung
zwischen zurückgeführtem Kraftstoff
in dem jeweiligen Rückführleitungsabschnitt
und der benachbarten Reduktionsmittelleitung zu erlauben. Dieser
Abstand beträgt
bevorzugt weniger als 5 cm. Die jeweiligen Rückführleitungsabschnitte 31b, 31c und 31d sind
vorteilhafterweise koaxial mit den benachbarten Reduktionsmittelleitungen 17, 18, 19 angeordnet,
in welchem Fall jede der Reduktionsmittelleitungen 17, 18, 19 dazu angeordnet
sein wird, sich innerhalb der entsprechenden Rückführleitungsabschnitte 31b, 31c, 31d zu
erstrecken.
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1b stellt
eine alternative Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
dar, bei der der zurückgeführte Kraftstoff
in allen Betriebssituationen über
eine Rückführleitung 31 zu
dem Kraftstofftank 21 geführt wird, die sich in einer
wärmeübertragenden
Beziehung mit den Teilen der Anordnung 10 befindet, die
Reduktionsmittel enthalten. In diesem Falle fehlt der Anordnung 10 eine
Leitung, über
die zurückgeführter Kraftstoff
direkt zu dem Kraftstofftank 21 geführt werden könnte; anstelle
dessen geht der zurückgeführte Kraftstoff
durch die Rückführleitung 31 hindurch,
die sich in wärmeübertragender Beziehung
mit den Teilen der erfindungsgemäßen Anordnung
befindet, die Reduktionsmittel enthalten. In der Ausführungsform
gemäß 1b besteht
daher kein Erfordernis, ein Steuerventil in der Rückführleitung 31 anzuordnen,
die zurückgeführten Kraftstoff von
dem Verbrennungsmotor 1 zu dem Kraftstofftank 21 führt. Die
Anordnung gemäß 1b stimmt
ansonsten mit der in 1a dargestellten und oben beschriebenen
Anordnung überein.
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2 stellt
Teile der in 1a und 1b dargestellten
Anordnung 10 und der in das Heizmittel 30 eindringenden
Rückführleitung 31 detaillierter
dar. Der Reduktionsmitteltank 15 wird hier in einer teilweise
aufgeschnittenen Seitenansicht gezeigt. In der hier dargestellten
Ausführungsform
ist der Reduktionsmitteltank 15 in eine erste Kammer 15a und
eine zweite Kammer 15b unterteilt, mit einer fluidischer Verbindung
zwischen ihnen. Die erste Kammer 15a weist ein kleineres
Volumen auf als die zweite Kammer 15b. Die erste Kammer 15a umfasst
einen Auslass 40 zum Zuführen von Reduktionsmittel von
dem Reduktionsmitteltank 15 zu der Einspritzvorrichtung 11 über die
Reduktionsmittelpumpe 16 auf. Die Rückführleitung 18 von der
Reduktionsmittelpumpe 16 ist vorteilhafterweise derart
angeordnet, dass sie bei einem in der ersten Kammer 15a angeordneten
Auslass 41 endet. Der erste Rückführleitungsabschnitt 31a ist
in einer wärmeübertragenden
Beziehung mit der ersten Kammer 15a angeordnet, um in der
ersten Kammer befindliches Reduktionsmittel durch Wärmeübertragung
von zurückgeführtem Kraftstoff
in dem ersten Rückführleitungsabschnitt 31a zu
in der ersten Kammer 15a befindlichem Reduktionsmittel zu
erwärmen.
Der erste Rückführleitungsabschnitt 31a erstreckt
sich vorteilhafterweise in einer Schleife durch die erste Kammer 15a.
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Die
erste Kammer 15a ist von der zweiten Kammer 15b durch
bevorzugt aus Metall bestehende Trennwände 42a, 42b getrennt,
die eine gute thermische Leitfähigkeit
zum Ermöglichen
von Wärmeausbreitung
von dem Reduktionsmittel in der ersten Kammer 15a zu dem
Reduktionsmittel in der zweiten Kammer 15b über die
Trennwände
aufweisen. Das Heizmittel 30 ist in diesem Falle dazu angeordnet,
um in der zweiten Kammer 15b befindliches Reduktionsmittel
durch Wärmeübertragung
von zurückgeführtem Kraftstoff
in dem ersten Rückführleitungsabschnitt 31a zu
in der zweiten Kammer 15b befindlichem Reduktionsmittel über die
Trennwände 42a, 42b zu
erwärmen.
In der dargestellten Ausführungsform
sind Öffnungen 43 in
den unteren Teilen der Trennwände 42a, 42b angeordnet,
um es dem Reduktionsmittel zu ermöglichen, zwischen der zweiten Kammer 15b und
ersten Kammer 15a zu fließen.
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Die äußeren Wände 44a, 44b, 44c, 44d des Reduktionsmitteltanks 15 sind
vorteilhafterweise thermisch isoliert, um einem Gefrieren von Reduktionsmittel
in dem Reduktionsmitteltank entgegenzuwirken, wenn die Umgebungstemperatur
fällt.
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Das
Reduktionsmittel nimmt bevorzugt die Form von Harnstoff (CO(NH2)2) an, kann aber
auch die Form einer anderen geeigneten Substanz annehmen, abhängig von
dem katalytischen Material des SCR-Katalysators.
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Die
Erfindung ist in keiner Weise auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
da eine Vielzahl von Möglichkeiten
zur Modifikation davon für
einen Spezialisten in diesem Feld wahrscheinlich offensichtlich
sind, ohne dadurch von dem Basiskonzept der Erfindung abweichen
zu müssen,
wie es in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.
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Zusammenfassung
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Anordnung zum Zuführen von
Reduktionsmittel
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Eine
Anordnung zum Zuführen
von Reduktionsmittel zu einer Abgasleitung von einem Verbrennungsmotor,
die eine Einspritzvorrichtung (11) zum Einspritzen von
Reduktionsmittel in die Abgasleitung, einen Reduktionsmitteltank
(15), eine Reduktionsmittelpumpe (16) und ein
Heizmittel (30) zum Erwärmen von
Reduktionsmittel umfasst. Der Reduktionsmitteltank ist in mindestens
eine erste Kammer (15a) und eine zweite Kammer (15b)
unterteilt, die miteinander in fluidischer Verbindung stehen, wobei
die erste Kammer einen Auslass (40) zu Zuführen von
Reduktionsmittel von dem Reduktionsmitteltank zu der Einspritzvorrichtung
umfasst und die Rücklaufleitung
einen ersten Rücklaufleitungsabschnitt
(31a) umfasst, der in einer wärmeübertragenden Beziehung zu der ersten
Kammer angeordnet ist, um sich in der ersten Kammer befindendes
Reduktionsmittel durch Wärmeübertragung
von zurückgeführtem Kraftstoff
in dem ersten Rückführleitungsabschnitt
zu sich in der ersten Kammer befindendem Reduktionsmittel zu erwärmen.