DE112013005210T5

DE112013005210T5 - Injektor mit Kapillar-Aerosolgenerator

Info

Publication number: DE112013005210T5
Application number: DE112013005210.5T
Authority: DE
Inventors: Dervis Argun Yetkin; Adam J. Kotrba; Gabriel Salanta; Stephen M. Thomas
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-09-10
Also published as: BR112015008861A2; WO2014070516A1; CN104769243A; KR20150079863A; JP2015533996A; US20140116032A1

Abstract

Ein Injektor zum Einspritzen eines Reagens umfasst ein axial bewegbares Ventilelement, das in einem Gehäuse positioniert ist. Ein Elektromagnet ist in dem Gehäuse positioniert und hat eine Drahtspule, die in der Nähe des Ventilelements positioniert ist, so dass sich das Ventilelement in Abhängigkeit von einer Stromversorgung des Elektromagnets relativ zu einer Öffnung zwischen einer Position auf einem Sitz und einer von dem Sitz abgehobenen Position bewegt. Ein Kapillarrohr ist vorgesehen, um das flüssige Reagens in einen Dampf mit Umgebungsdruck umzuwandeln und der Öffnung zuzuführen.

Description

GEBIET
Vorliegende Erfindung betrifft Injektorsysteme und insbesondere ein Injektorsystem zum Einspritzen eines Reagens wie beispielsweise flüssigen Dieselkraftstoff oder wässrige Harnstofflösung in ein Abgassystem, um Stickoxid-(NO_x)-Emissionen aus dem Abgas der Dieselmaschine zu reduzieren.
HINTERGRUND
Die in diesem Abschnitt enthaltene Hintergrundinformation zu vorliegender Offenbarung ist nicht notwendigerweise Stand der Technik. Antriebsmaschinen mit magerer Verbrennung sorgen für einen besseren Brennstoffwirkungsgrad, indem sie mit einem Sauerstoffüberschuss arbeiten, das heißt mit einer Sauerstoffmenge, die größer ist als die Menge, die für eine vollständige Verbrennung des verfügbaren Brennstoffes nötig ist. Solche Antriebsmaschinen gelten als Antriebsmaschinen, die ”mager” oder mit ”einem mageren Gemisch” arbeiten. Dieser verbesserte oder vergrößerte Brennstoffwirkungsgrad wird jedoch im Gegensatz zu einer nichtmageren Verbrennung durch unerwünschte Schadstoffemissionen, insbesondere in Form von Stickoxiden (NO_x), aufgehoben.
Ein Verfahren, das für eine Reduzierung von NO_x-Emissionen aus Brennkraftmaschinen mit magerer Verbrennung eingesetzt wird, ist als selektive katalytische Reduktion (SCR = selective catalytic reduction) bekannt. Wenn die SCR angewendet wird, um beispielsweise NO_x-Emissionen aus einer Dieselmaschine zu reduzieren, muss in den Abgasstrom der Antriebsmaschine ein verdüstes Reagens eingespritzt werden, bezogen auf einen oder mehrere ausgewählte Betriebsparameter der Antriebsmaschine wie beispielsweise die Abgastemperatur, die Antriebsmaschinedrehzahl oder die Antriebsmaschinenlast, die durch den Brennstoffstrom der Antriebsmaschine, den Turbo-Boost-Druck oder den NO_x-Abgasvolumenstrom gemessen werden. Das Reagens-/Abgasgemisch wird durch einen Reaktor geleitet, der einen Katalysator enthält, zum Beispiel Aktivkohle oder Metalle wie Platin, Vanadium oder Wolfram, die in Anwesenheit des Reagens die NO_x-Konzentration reduzieren können.
Eine wässrige Harnstofflösung ist als wirksames Reagens in SCR-Systemen für Dieselmaschinen bekannt. Gleichwohl ist die Verwendung einer solchen wässrigen Harnstofflösung gegebenenfalls mit Nachteilen verbunden. Harnstoff ist hoch korrosiv und kann mechanische Komponenten des SCR-Systems wie beispielsweise Injektoren zum Einspritzen des Harnstoffgemisches in den Abgasstrom angreifen. Wenn Harnstoff über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt ist, wie sie zum Beispiel in Dieselabgassystemen vorliegen, kann der Harnstoff kristallisieren. Kristallisierter Harnstoff kann sich in den bei Injektoren typischen engen Kanälen und Austrittsöffnungen ansammeln und zu Ablagerungen an beweglichen Teilen des Injektors führen und Öffnungen der Harnstoff-Durchflusskanäle verstopfen, wodurch der Injektor unbrauchbar wird.
Einige Reagens-Injektionssysteme sind derart konfiguriert, dass sie eine Pumpe, eine Zuführleitung und eine Rückführleitung enthalten, so dass der wässrige Harnstoff kontinuierlich eingepumpt wird, um dadurch eine Kristallisierung zu minimieren und um Wärme von dem Injektor zu dem flüssigen Harnstoff abzuleiten, der an einem entfernten Ort gespeichert ist. Manche Injektoren sind in der charakteristischen Weise mit einem Einlass versehen, der mit einer Zuführleitung verbunden ist, und mit einem davon entfernten Auslass, der mit der Rückführleitung verbunden ist. Injektoren, die in dieser Weise konfiguriert sind, haben bisher zwar hinreichend funktioniert, doch bestehen Bedenken hinsichtlich der Konfektionierung und Kosten, wenn es um die Bereitstellung und Verwendung von mehr als nur einer Reagensflusslinie geht. Weitere Überlegungen sind unter anderem ein leichter Einbau, ein gleichmäßiger Reagensstrom und ein möglicher Vorteil, wenn der Reagenseinlass weiter von der Wärmequelle entfernt angeordnet ist. Dementsprechend wünscht man sich ein verbessertes System, das einen Injektor zum Einspritzen eines flüssigen Kraftstoffs oder Harnstoffs in das Abgas umfasst. Es kann vorteilhaft sein, den flüssigen Kraftstoff zu vaporisieren. Insofern kann ein Injektor mit einem integrierten Kapillar-Aerosolgenerator bereitgestellt werden.
ÜBERSICHT
Die nachstehende Übersicht, in der die Erfindung zusammenfassend beschrieben wird, ist keine umfassende oder erschöpfende Beschreibung sämtlicher Merkmale der Erfindung.
Es wird ein Injektor mit einer Ventildüse zum Einspritzen eines flüssigen Kohlenwasserstoffs in ein Abgassystem offenbart. Der Injektor enthält ein axial bewegliches Ventilelement, das in einem Gehäuse positioniert ist. Ein Elektromagnet ist in dem Gehäuse positioniert und hat eine Drahtspule, die in der Nähe des Ventilelements angeordnet ist, so dass sich das Ventilelement in Abhängigkeit von einer Stromversorgung des Elektromagnets relativ zu einer Öffnung zwischen einer Position auf dem Sitz und einer von dem Sitz abgehobenen Position bewegt. Ein Einlassrohr ist ausgebildet für die Aufnahme von unter Druck gesetztem flüssigen Kohlenwasserstoff aus einer Quelle für flüssigen Kohlenwasserstoff. Ein Kapillarrohr ist zwischen dem Einlassrohr und der Ventildüse angeordnet, um selektiv verdüsten flüssigen Kohlenwasserstoff in die Düse aufzugeben.
Es wird ein Injektor zum Einspritzen eines Reagens in ein Abgassystem offenbart. Der Injektor hat ein axial bewegliches Ventilelement, das in einem Gehäuse positioniert ist. Ein Elektromagnet ist in dem Gehäuse derart positioniert, dass sich das Ventilelement in Abhängigkeit von einer Stromversorgung des Elektromagnets relativ zu einer Öffnung zwischen einer Position auf dem Sitz und einer von dem Sitz abgehobenen Position bewegt. Ein Einlassrohr ist ausgebildet für die Aufnahme von unter Druck gesetztem flüssigen Kohlenwasserstoff aus einer Quelle für flüssigen Kohlenwasserstoff und für dessen Zuführung zu einem Kapillar-Zuführrohr. Das Kapillar-Zuführrohr ist ausgebildet für die Zuführung erwärmten Reagens zu einer Einspritzdüse. Ein Innenkörper ist in dem Gehäuse positioniert, um zumindest teilweise einen Durchflussweg für den Durchfluss des Reagens zwischen dem Innenkörper und dem Gehäuse zu definieren. Das Reagens fließt von dem Einlassrohr durch den Durchflussweg und einen Nebenschlusskanal zu dem Rückführrohr, wenn sich das Ventilelement in der Position auf dem Sitz befindet, um den Injektor zu kühlen. Ein Teil des Reagens fließt von dem Einlassrohr durch das Kapillar-Zuführrohr und aus der Öffnung, wenn das Ventilelement von dem Sitz abgehoben ist.
Weitere Verwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, wobei die Beschreibung und die speziellen Beispiele lediglich Darstellungszwecken dienen und nicht als Einschränkung des Rahmens der vorliegenden Erfindung gedacht sind.
ZEICHNUNGEN
Die anliegenden Zeichnungen zeigen lediglich ausgewählte Ausführungsformen und nicht sämtliche möglichen Implementierungen und sind nicht als Einschränkung des Rahmens der vorliegenden Erfindung gedacht.
1 zeigt schematisch ein beispielhaftes Abgasbehandlungssystem mit einem elektromagnetisch gesteuerten Reagens-Injektor, der gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Reagens-Injektors;
3 ist ein Schnitt durch den Injektor, der in 2 dargestellt ist;
4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des in den 2 und 3 dargestellten Reagens-Injektors; und
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in den 2 bis 4 dargestellten Injektors.
Übereinstimmende Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungsansichten kennzeichnen übereinstimmende Elemente.
DETAILBESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen werden nunmehr im Detail beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
Wenngleich die Lehren der Erfindung im Zusammenhang mit Dieselmaschinen und der Reduktion von NO_x-Emissionen beschrieben wird, können die Lehren der vorliegenden Erfindung selbstverständlich auch bei einem von vielen anderen Abgasströmen angewendet werden, unter anderem bei Abgasströmen aus Diesel-, Benzin-, Turbinen-, Brennstoffzellen-, Strahltrieb- oder anderen Kraftquellen, die einen Abgasstrom erzeugen, ohne hierauf beschränkt zu sein. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Lehren anwendbar in Verbindung mit der Reduktion einer beliebigen Emission einer Anzahl von Emissionen. Die Einspritzung von Kohlenwasserstoff für die Regeneration von Dieselpartikelfiltern liegt ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Eine weitere Beschreibung ist dem allgemein gültigen US-Patent Nr. 8,047,452 vom 1. November 2011 mit der Bezeichnung ”Method and Apparatus for Injecting Atomized Fluids” (Vorrichtung und Verfahren zum Einspritzen von verdüsten Fluiden) zu entnehmen, auf das hiermit verwiesen wird.
Es wird auf die Figuren Bezug genommen, die ein Schadstoffsteuersystem 8 zeigen, das zum Reduzieren von NO_x-Emissionen aus dem Abgas einer Dieselmaschine 21 vorgesehen ist. Durchgezogene Linien zwischen den Elementen des Systems in 1 kennzeichnen Fluidleitungen für ein Reagens, und die gestrichelten Linien kennzeichnen elektrische Verbindungen. Das System gemäß den vorliegenden Lehren kann einen Kraftstoff- oder Reagensbehälter 10 für die Aufnahme eines Reagens und ein Fördermodul 12 für die Abgabe des Reagens aus dem Behälter 10 umfassen. Das Reagens kann ein Kohlenwasserstoff wie beispielsweise Dieselkraftstoff, ein Alkylester, Alkohol, eine organische Verbindung oder eine wässrige Harnstofflösung sein. Außerdem kann das Reagens eine Mischung oder eine Kombination von Reagenzien sein.
Optional können zum Teil oxidierte Kohlenwasserstoffmoleküle (Diesel oder Ethanol) als Reduktionsmittel wirken, wenn sie zusammen mit dem SCR verwendet werden, um NO_x zu beseitigen. Außerdem kann eine Harnstofflösung als Reduktionsmittel verwendet werden, um mit NO_x-Komponenten zu reagieren und aus dem Abgas zu entfernen. Ebenso versteht es sich, dass ein oder mehrere Reagenzien in dem System verfügbar sein und einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Der Behälter 10 und das Fördermodul 12 können ein integriertes Reagensbehälter-/Fördermodul bilden. Ebenso als Teil des Systems 8 sind eine elektronische Einspritz-Steuereinheit 14, eine Reagens-Injektor 16 und ein Abgassystem 18 vorgesehen. Das Abgassystem 18 enthält eine Abgasleitung 19, die einen Abgasstrom zu mindestens einem Katalysatorbett 17 leitet. In Fällen, in denen das Reagens ein Dieselkraftstoff oder ein anderer Kohlenwasserstoff ist, wie zum Beispiel Ethanol, bewirkt die Einspritzung des Reagens nach der Antriebsmaschine in den Abgasstrom die Oxidation des Kohlenwasserstoffes und bildet eine exotherme Reaktion. Diese exotherme Reaktion kann wirksam sein für das Abbrennen von angesammeltem Ruß aus dem Dieselpartikelfilter. Bei niedrigen Temperaturgraden kann die exotherme Reaktion auch dazu dienen, das Katalysatorbett 17 oder Komponenten wie den Dieseloxidationskatalysator (DOC), den selektiven katalytischen Reaktor (SCR), Mager-NO_x-Katalysatoren (LNC) oder Mager-NO_x-Fallen zu erwärmen.
Das Fördermodul 12 kann eine Pumpe umfassen, die das Reagens aus dem Behälter 10 über eine Zuführleitung 9 bereitstellt. Der Behälter 10 kann aus Polypropylen, epoxidbeschichtetem Kohlenstoffstahl, PVC oder rostfreiem Stahl hergestellt sein und ist entsprechend der Anwendung (z. B. entsprechend der Fahrzeuggröße, dem Nutzungszweck des Fahrzeugs und dergleichen) bemessen. Ein Druckregler (nicht dargestellt) kann vorgesehen sein, um das System auf einem vorgegebenen Druck-Einstellwert (z. B. auf relativ niedrigen Drücken von etwa 4,14 bis 5,52 bar (60–80 psi) oder in manchen Ausführungsformen auf einem Druck von etwa 4,14 bis 10,34 bar (60–150 psi)) zu halten, und kann in der Rückführleitung 35 von dem Reagens-Injektor 16 angeordnet sein. Ein Drucksensor kann in der zu dem Reagens-Injektor 16 führenden Zuführleitung 9 vorgesehen sein.
In dem System können auch verschiedene Strategien für einen Frostschutz enthalten sein, um gefrorenes Reagens aufzutauen oder um ein Gefrieren des Reagens zu verhindern. Ungeachtet dessen, ob der Injektor Reagens an die Abgase abgibt oder nicht, kann das Reagens während des Betriebs des Systems kontinuierlich zwischen dem Behälter 10 und dem Reagens-Injektor 16 zirkulieren, um den Injektor zu kühlen und um die Verweildauer des Reagens in dem Injektor zu minimieren, so dass das Reagens kühl bleibt. Eine kontinuierliche Reagens-Zirkulation kann bei temperaturempfindlichen Reagenzien wie beispielsweise wässrigem Harnstoff, die zur Kristallisierung neigen, notwendig sein, wenn sie hohen Temperaturen von 300°C bis 650°C ausgesetzt sind, wie diese bei einem Abgassystem einer Antriebsmaschine zu erwarten sind.
Ferner kann es wünschenswert sein, das Reagens-Gemisch unter 140°C zu halten und vorzugsweise in einem unteren Arbeitsbereich zwischen 5°C und 95°C, um sicherzustellen, dass eine Kristallisierung des Reagens verhindert wird. Wenn zugelassen wird, dass sich kristallisiertes Reagens bildet, kann sich dieses an beweglichen Teilen und an Öffnungen des Injektors ablagern.
Die benötigte Menge an Reagens kann mit der Last, mit der Abgastemperatur, dem Abgasstrom, der Zeit für die Kraftstoffeinspritzung in die Antriebsmaschine, der gewünschten NO_x-Reduktion, des Luftdrucks, der relativen Feuchtigkeit, der EGR-Rate und der Temperatur des Kühlmittels der Antriebsmaschine variieren. Ein NO_x-Sensor oder -Messer 25 ist dem Katalysatorbett 17 nachgeschaltet. Der NO_x-Sensor 25 ist wirksam für die Ausgabe eines Signals, das den NO_x-Gehalt anzeigt, an eine Antriebsmaschinen-Steuereinheit 27. Alle oder einige der Antriebsmaschinen-Betriebsparameter können von der Antriebsmaschinen-Steuereinheit 27 über den Antriebsmaschinen/Fahrzeug-Datenbus an die Steuereinheit 14 für die elektronische Einspritzung des Reagens übermittelt werden. Die Steuereinheit 14 für die elektronische Einspritzung des Reagens könnte auch als Teil der Antriebsmaschinen-Steuereinheit 27 enthalten sein. Die Abgastemperatur, der Abgasstrom und der Abgasgegendruck und andere Fahrzeug-Betriebsparameter können durch jeweilige Sensoren gemessen werden. Die Einspritz-Steuereinheit 14 sorgt für eine Einspritzsteuerung, die, wie nachstehend beschrieben, wirksam ist für die Steuerung der Betätigung des Zapfens 156 und der Kapillarrohr-Heizeinrichtung 256.
Es wird auf die 2 bis 5 Bezug genommen. Der Reagens-Injektor 16 hat eine Kartuschenkörperanordnung 50, eine äußere elektromagnetische Anordnung 52, eine Befestigungsplatte 54, eine Einlassanordnung 56 und eine äußere Anordnung 58. Die Kartuschenkörperanordnung 50 hat einen rohrförmigen Außenkörper 60, der an einem rohrförmigen Innenkörper 62 befestigt ist. Der Außenkörper 60 hat eine erstes Ende 64 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 66.
Der Außenkörper 60 hat eine Innenfläche 72, die eine im Wesentlichen zylindrische Bohrung 76 definiert, die einen Abschnitt 75 mit einem verringerten Durchmesser aufweist. Der Außenkörper weist auch einen Abschnitt 74 mit einem vergrößerten Durchmesser auf. Der Innenkörper 62 ist ein im Wesentlichen hohles Rohr, in dem eine hindurchführende Bohrung 78 definiert ist. Die Bohrung 78 hat einen ersten Abschnitt 80 mit verringertem Durchmesser und einen zweiten Abschnitt 82 mit vergrößertem Durchmesser.
Der Innenkörper 62 ist durch Laser oder Löten an dem Außenkörper 60 befestigt. Die Befestigung des Innenkörpers 62 an dem Außenkörper 60 definiert eine untere Kammer 90. Ein Abschnitt der unteren Kammer 90 definiert einen Kapillarrohr-Zuführkanal 86, der wie nachstehend beschrieben einen Kapillarrohr-Reagensvorrat einschließt und schützt.
Die Kartuschenanordnung 50 kann auch eine untere Führung 96 und eine Blende 100 aufweisen. Die untere Führung 96 hat eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche, die so bemessen ist, dass sie in den den verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitt 75 des Außenkörpers 60 passt. Eine Bohrung 104 erstreckt sich durch die untere Führung 96, so dass ein Kühlfluid hindurchströmen kann.
Die Blende 100 enthält eine Öffnung 140, die koaxial auf einen konischen Ventilsitz 142 ausgerichtet ist. Im Einsatz definieren die zylindrischen Bereiche 136 von Wirbelschlitzen 132 einen Kreisströmungsweg, der koaxial an die Öffnung 140 und den konischen Ventilsitz 142 angrenzt. Die Blende 100 hat eine äußere zylindrische Fläche 148, die so bemessen ist, dass sie eng mit dem den verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitt 79 des Innenkörpers 62 übereinstimmt. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Blende 100 an Ort und Stelle verschweißt.
Ein Zapfen 156 ist in dem Abschnitt 82 mit vergrößertem Durchmesser der Bohrung 78 verschiebbar angeordnet. Der Zapfen 156 hat ein konisch geformtes erstes Ende 158 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 160. Das erste Ende 158 kann selektiv mit dem Ventilsitz 142 der Blende 100 in Eingriff gebracht werden, um eine dichte und geschlossene Position des Zapfens 156 in der Position auf dem Sitz zu definieren. Das zweite Ende 160 definiert eine Öffnung 246, die mit einer zentralen Bohrung 184 verbunden ist, die in dem länglichen Zapfen 156 definiert ist. Eine nicht abgedichtete, offene Position liegt vor, wenn der Zapfen 156 von dem Ventilsitz 142 beabstandet ist. Der Ventilsitz 142 kann konisch oder kegelförmig sein, wie dargestellt, um das konische erste Ende des 158 des Zapfens 156 zu ergänzen und den Durchfluss des Reagens durch die Öffnung 140 zu begrenzen. Abhängig von der Anwendung und von der Betriebsumgebung können der Zapfen 156 und die Blende 100 aus einem metallischen, keramischen oder Karbidmaterial bestehen, das die gewünschten Leistungsmerkmale bieten kann und das einfacher und weniger teuer in der Herstellung ist. Die Blende 100 kann wahlweise aus einem aushärtbaren Material hergestellt sein, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl der Gruppe CPM S90V oder 440C.
Der Zapfenkopf 162 ist in der Bohrung 78 verschiebbar positioniert und ist mit dem Zapfen 156 verbunden, der eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten ersten Öffnungen 170 und eine Vielzahl von zweiten Öffnungen 171 aufweist, die sich durch ihn hindurch erstrecken. Der Zapfenkopf 162 kann eine Öffnung 173 definieren, die bei Anwendung des Ventils den Fluidstrom hindurchtreten lässt. Eine Gleitpassung zwischen dem Zapfen 156 und einer Innenfläche 70 sorgt für eine Führung des Zapfenventils 156, so dass dieses sich entlang einer Einspritzachse 155 bewegen kann.
Eine Elektromagnetanordnung 52 umfasst eine Drahtspule 200, die um einen Spulenkörper 202 gewickelt ist. Der Zapfenkopf 162 besteht aus einem magnetischen Material, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl der Gruppe 430, so dass eine Stromspeisung der Spule 200 ein Magnetfeld erzeugt, das den Zapfenkopf 162 und den angeschlossenen Zapfen 156 in eine erste Richtung weg von dem Ventilsitz 142 zwingt. Wenn die Spule 200 mit Strom gespeist wird, löst sich das erste Ende 158 des Zapfens 156 von dem Ventilsitz 142, so dass Reagens durch die Öffnung fließen kann.
Die Stromspeisung der Spule 200 kann über einen Zugang zu einer Anschlussdose 206 eines überspritzten Gehäuses 208 zum Beispiel in Reaktion auf ein Signal von der elektronischen Einspritzsteuerung 14 erfolgen. Das überspritzte Gehäuse 208 kann über den in dem Innenkörper 62 definierten Schlitz 209 mit dem Innenkörper 62 verbunden sein.
Ein Kraftflussrahmen 210 enthält ein Rohr 212, das den Spulenkörper 202 und die Spule 200 umschließt. Eine Endkappe 214 erstreckt sich von dem Rohr 212 zu einer Außenfläche des Außenkörpers 60. Die Kartuschenanordnung 50 erstreckt sich durch die Elektromagnetanordnung 52 sowie durch die Befestigungsplatte 54. Der Außenkörper 60 ist in der Nähe einer Befestigungsebene 222 einer Befestigungsplatte 54 sowie an einer Stelle in der Nähe des Düsenkopfs 162 durch Laser mit der Befestigungsplatte 54 verschweißt. Die Laserschweißnaht erstreckt sich durchgehend über 360 Grad, um eine Abdichtung zwischen der Befestigungsplatte 54 und dem Außenkörper 60 zu bilden. Es sind keine zusätzlichen Elastomerdichtungen notwendig.
Die Einlassanordnung 56 hat ein Einlassrohr aus rostfreiem Stahl der Serie 300 und ein Einlassfilter 232. Das Einlassrohr 236 hat ein erstes Ende 240, das bemessen ist für eine Aufnahme in einer Tasche 242, die in dem überspritzten Gehäuse 208 gebildet ist. Das Einlassrohr 236 ist mit dem Innenkörper 62 durch Laser verschweißt, um die Elektromagnetanordnung 52 zwischen der Auslassanordnung 58 und der Befestigungsplatte 54 zu halten. Das Einlassrohr 236 steht in Fluidverbindung mit einer zentralen Bohrung 184 des länglichen Zapfens 156.
Wie am besten in den 3 bis 5 erkennbar ist, wird der Reagensstrom nach dem Eintritt in die Ventilanordnung in zwei unterschiedliche Pfade aufgeteilt. Der erste Pfad oder Kühlpfad lässt das Reagens durch das Ventil zirkulieren, um das Ventil während des normalen Betriebs des Fahrzeugs zu kühlen. Wenn kein Reagens in dem Abgassystem benötigt wird, bleibt der Zapfen 156 auf dem Sitz, und Kühlflüssigkeitsreagens wird durch das Ventil zirkuliert, um die Ventilkomponenten zu schützen. Der zweite Reagenspfad führt durch einen Verzweiger 260 und in eines oder mehrere Kapillarrohre 252. Die Kapillarrohre 252 sind wirksam, um das Reagens bei Temperaturen und Drücken, die man in dem Ventil vorfindet, wenn das Ventil geschlossen ist, in einer Flüssigphase zu halten. Das Kapillarrohr 252 wandelt die flüssige Phase ferner in Gas um, wenn sich das Ventil im Öffnungszustand befindet. Flüssiges Reagens wird durch die Kapillarrohre 252 gepumpt und nach dem Verlassen der Kapillarrohre 252 in Dampf umwandelt. Das dampfförmige Reagens wird dann an dem Ventilsitz 142 vorbeibewegt und fördert Dampf oder verdüstes Reagens in das Abgassystem 18.
In dem ersten Pfad 274 wird ein geschlossener Reagensfluidpfad gebildet, wenn sich der Zapfen 156 des Reagensinjektors 16 in der geschlossenen Position befindet. Das Reagens wird über ein Fördermodul 12 aus dem Behälter 10 in das Einlassrohr 230 gefördert. In einer Kühlschleife oder einem Kühlkreis 254 fließt das Reagens durch das Einlassfilter 232, den Einlasskanal 234 und den Verteiler 260 und in die zentrale Bohrung 184. Während das Reagens weiter durch die Öffnungen 170 und in eine Rückführungsöffnung oder Bohrung 244 des Innenkörpers 62 fließt, zieht es Wärme ab. Das unter Druck gesetzte Reagens fließt weiter durch die Öffnungen 170 des Zapfens 156 und die zentrale Bohrung 184 des länglichen Zapfens 156, bis die Temperatur eine angemessene Höhe erreicht oder der Zapfen 156 geöffnet wird. Ein Drosselbereich 186 enthält eine Öffnung, durch welche die Rückflussrate des Reagens gesteuert werden kann. Das Auslassrohr 235 ist mit der Öffnung 244 verbunden und nimmt das Reagens auf, das zurück in den Behälter 10 fließt. Wenn Reagens nicht in das Abgassystem eingespritzt wird, wird das Reagens kontinuierlich gepumpt, so dass es durch die untere Kammer 90 fließt und Wärme von der Blende 10 zum Beispiel zu dem Reagens überträgt, das in dem Behälter 10 gespeichert ist.
Wenn die Elektromagnetanordnung 52 mit Strom gespeist wird, wird der Zapfen 156 von dem Ventilsitz 142 abgehoben. Unter Druck gesetztes Reagens fließt durch den Verteiler 260 in das Kapillar-Verbindungselement 270. Von dem Kapillar-Verbindungselement 270 fließt das Reagens durch den zweiten Pfad und als Flüssigkeit durch das Kapillarrohr 252. Nach Aktivierung der Kapillarrohre 252 ändert sich die Phase der Flüssigkeit von der flüssigen in die dampfförmige Phase und strömt durch jeden der Wirbelschlitze 132 in die kreisförmigen Bereiche 136 der Blende 100. Auf der Basis der Druckdifferenz zwischen der Öffnung 140 und den Wirbelschlitzen 132 sowie des tangentialen Verhältnisses der Wirbelschlitze 132 wird eine schnelle kreisförmige Reagensbewegung induziert. Der niedrigere Druck an der Öffnung 140 in Kombination mit dem unter Druck gesetzten Reagens, das sich in dem Kapillarrohr bewegt, schafft einen fein verdüsten Sprühstrahl, der die Öffnung 140 verlässt. Nach dem Schließen des Ventils tritt das Reagens, das durch den zweiten Pfad fließt, nicht durch die Öffnung 140 aus, sondern wird weiter rezirkuliert. Der Durchfluss durch den Zapfen 156 kann durch ein Element 73 begrenzt werden, so dass ein Durchfluss durch das Kapillarrohr 252 nur möglich ist, wenn der Zapfen 156 von der Öffnung 140 gelöst ist.
Optional kann das oder können die Kapillarrohre 252 ein Heizelement 256 enthalten, das das Reagens während des Startens des Fahrzeugs erwärmen kann. Es versteht sich, dass das flüssige Reagens beim Verlassen des Kapillarrohres 252 in Dampf mit Umgebungsdruck umgewandelt wird. Das Heizungselement 256 verfügt über eine Leistungssteuerung mit Pulsdauermodulation, um das Kapillarrohr auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Der Regelkreis arbeitet mit momentanen Widerstandswerten der Kapillar-Heizelemente 256 als Temperaturmaß, welches auch ein Maß der Flüssigkeitstemperatur ist. Es ist vorstellbar, dass die Frequenz der Pulsdauermodulation bis zu mehreren hundert Hz beträgt. Der Betriebsdruck für die Kapillaren kann zwischen circa 3,45 und 5,16 bar (50 und 80 psi) betragen, bei Betriebstemperaturen von circa 300 bis circa 400°C.
Wenn eine Oxidation von Kohlenwasserstoffen erforderlich ist, erhöht das Kapillarrohr 252 die Temperatur des Reagens auf eine Temperatur, bei welcher das Reagens in dem Kapillarrohr 252 ein Fluid ist und beim Verlassen des Rohres bei Atmosphärendruck verdüst wird. Dies verhindert ein Verstopfen des Kapillarrohres 252, während sich das Reagens in einer flüssigen Phase in dem Kapillarrohr befindet. Sobald sich die Phase des Reagens von der flüssigen in die gasförmige Phase geändert hat, bewegt sich das Reagens weg von dem Kapillarrohr 252 zu den optionalen Wirbelschlitzen 132 und durch die Öffnung 140. Das flüssige Reagens bewegt sich zunächst entlang des Kapillarrohres 252, bis es den Ventilsitz 142 erreicht. Optional kann die Bewegung des Zapfens die Bewegung des flüssigen Reagens entlang der Leitung 258 von dem Verteiler 260 zu dem ersten Kapillarrohr 252 begrenzen. Dabei bewirkt das Ventil, dass das flüssige Reagens in den Kühlkreis 254 einströmt und weg von dem Kapillarrohr 252. Nach Aktivierung des Zapfens kann das Reagens selektiv in das Kapillarrohr 252 gespeist werden, wenn sich das Ventilelement 154 in einem geöffneten Zustand befindet und einen Durchfluss erlaubt.
Wenn teiloxidierte Kohlenwasserstoffe benötigt werden, wird der Ventilzapfenkopf 162 in den geöffneten Zustand geschaltet, damit Reagens auf das Kapillarrohr 252 treffen kann, wenn die Umgebungsbedingungen des Abgassystems niedrig sind (d. h. wenn von dem Abgassteuersystem mehr Wärme benötigt wird). Wenn die Umgebungsbedingungen des Abgassteuersystems eine niedrige Temperatur aufweisen, wie zum Beispiel beim Starten des Fahrzeugs, fließt mehr Reagens in das Abgassystem, da das Reagens durch beide Kapillarrohre 252 fließen kann. Indem ein Durchfluss durch das Kapillarrohr 252 zugelassen wird, verringert sich der Durchflusswiderstand und damit der Druck des Reagens, der eine Umwandlung in Dampf ermöglicht.
Wenn die Umgebungsbedingungen des Abgassystems eine hohe Temperatur sind, wird das Magnetventil 154 geschlossen, wodurch das gesamte Reagens durch den Kühlkreislauf 254 geleitet wird, optional unter Umgehung des Kapillarrohres 252. Da der Durchfluss durch das Kapillarrohr 252 verhindert wird, steigt der Druck des Reagens in dem Kapillarrohr an, wodurch die Neigung des Reagens zu einer Phasenänderung in die Dampfphase verringert wird.
Wenn die Umgebungsbedingungen des Abgassystems 18 niedrig sind, wird das Reagens durch das Kapillarrohr 252 in das Abgassystem 18 geleitet. Die Auslässe des Kapillarrohres 252 sind in der Nähe des Einlasses 264 des Abgassystems 18 angeordnet. Nach Verlassen des Kapillarrohres 252 dehnt sich das Reagens aus und wird zu Dampf, bevor das Reagens in das Abgassystem 18 eintritt. In einer Ausführungsform kann das Reagens Dieselkraftstoff sein, wobei der Dieselkraftstoff in dem Kapillarrohr in einem Betriebsbereich zwischen 5°C und 95°C gehalten wird, während sich das Ventil in einer Position auf dem Sitz befindet.
Das Reagens, das das Kapillarrohr 252 aktiviert, dehnt sich vorzugsweise aus, bevor es in das Abgassystem 18 eintritt. Sobald sich das Reagens in dem Abgassystem 18 befindet, trifft es auf das Katalysatorbett 17 und erwärmt dasselbe, wie vorstehend beschrieben. Das Reagens, das das Kapillarrohr 252 aktiviert, dehnt sich aus und wird direkt in einen Einlass des Abgassystems 18 geleitet. Wenn das Zapfenventil geschlossen ist, umgeht das Reagens das Kapillarrohr 252 und zirkuliert durch den Kühlkreis 254.
Wie in 5 gezeigt ist, kann das Dampfinjektionssystem in einem von zwei oder drei Moden arbeiten. Erstens kann bei niedrigen Umgebungsbedingungen des Abgases (d. h. wenn wir für die Handhabung der Schadstoffbelastung weniger Wärme benötigt wird) das Magnetventil 154 in den geöffneten Zustand geschaltet werden, damit das Reagens mit dem Kapillarrohr 252 in Berührung kommen kann. Wenn zugelassen wird, dass das Reagens mit dem Kapillarrohr 252 in Berührung kommt, fließt das Reagens durch den Fluideinlass 266 zu dem Kapillarrohr 252 und in das Verbindungsstück 270, bevor es die Ventilsitzöffnung 140 erreicht. Lässt man Reagens durch das Kapillarrohr 252 hindurchfließen und aus demselben austreten, verringert sich der Druck des Reagens, und ein größeres Reagensvolumen erreicht den Abgasstrom. Das Lösen des Zapfens 156 verringert den Druck in der unteren Kammer 90 und erlaubt den Durchfluss des Reagens durch das Kapillarrohr 252. Nach dem Austritt des Reagens aus dem Kapillarrohr 252 wird das Reagens in Dampf umgewandelt und durch die Blende 100 hindurch in das Abgassystem 19 geleitet. Was dies betrifft, kann das Reagens bis zu einem Punkt erwärmt werden, an dem es in eine verdüste Gasphase mit Atmosphärendruck umgewandelt wird. In Situationen, in denen das System Reduktionsreagenzien einspritzt, könnte die Einspritzung kontinuierlich erfolgen. In dieser Situation wären die Injektoren und Kapillarrohre während des Betriebs des Motors kontinuierlich aktiv. Die Stromzufuhr zu dem Heizelement 256 des Kapillarrohres könnte dem vorstehend beschriebenen Pulsdauermodulations-Wärmesteuerungssystem unterworfen sein.
Zweitens kann bei hohen Umgebungsbedingungen des Abgassystems (d. h. wenn weniger Wärme von dem Abgassystem benötigt wird) das Magnetventil 154 in den geschlossenen Zustand geschaltet werden, um zu verhindern, dass das Reagens die Öffnung 140 verlässt. Optional kann die Öffnung 173 derart positioniert sein, dass sie den Durchfluss des Reagens durch die Kapillarrohre 252 im Vorzug gegenüber dem Kühlkreis 254 blockiert oder begrenzt, wenn sich der Zapfenkopf 162 auf dem Sitz befindet. Indem verhindert wird, dass das Reagens durch das Kapillarrohr 252 fließt, steigt der Druck des Reagens an, wodurch das Reagens in der flüssigen Phase gehalten wird. Durch die Steuerung des Magnetventils 154 zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand wird das Dampfinjektionssystem befähigt, sich an die schwankenden äußeren Umgebungsbedingungen anzupassen.
Drittens wird bei Anwendungen, in denen eine exotherme Reaktion in dem Abgassystem stattfindet, die Steuerung des erwärmten Kapillarrohres bei niedrigeren Abgastemperaturen unabhängig, jedoch gleichzeitig aktiviert. Wenn die Temperatur des Abgases etwa 400°C erreicht, kann die Stromzufuhr zu den Heizelementen 265 der Kapillarrohre abgeschaltet werden. An diesem Punkt kann der Zapfen zu einem Ort bewegt werden, an dem der Zapfen 156 optional als normaler Injektor wirken kann, der die abgegebene Flüssigkeit verdüst, ohne dass diese durch das Kapillarrohr 252 vaporisiert wird. Reagenzien, die in das Abgassystem eingespritzt werden, werden durch die Erwärmung des Abgases nach dem Ableiten und Verdüsen vaporisiert. Optional kann das Fluid angrenzend an das erste Ende 158 des Zapfens 156 und vorbei an dem Ventilsitz 142 der Blende 100 sowie durch das Kapillarrohr 252 strömen.
Die Erfindung wird durch beispielhafte Ausführungsformen umfassend und für den Fachmann nachvollziehbar beschrieben. Zu diesem Zweck enthält die Beschreibung spezielle Details wie Beispiele spezieller Komponenten, Vorrichtungen und Vorgehensweisen. Es ist offenkundig für den Fachmann, dass diese speziellen Details nicht notwendigerweise verwendet werden müssen, sondern verschiedene Ausführungsformen möglich sind, die keine Einschränkung des Rahmens der Offenbarung darstellen. Hinreichend bekannte Vorgehensweisen, hinreichend bekannte Ausbildungen von Vorrichtungen und hinreichend bekannte Technologien sind in einigen Ausführungsformen nicht im Detail beschrieben.
Die vorliegend verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen und stellt keine Einschränkung dar. Die vorliegend verwendeten Singularformen ”ein/eine/einer” und ”der/die/das” schließen auch die Pluralformen ein, soweit sich aus dem Zusammenhang nichts Gegenteiliges ergibt. Die Begriffe ”umfassen”, ”umfassend”, ”enthaltend” und ”aufweisen” sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen, das heißt, sie geben an, dass genannte Merkmale, Ganzahlen, Schritte, Abläufe, Elemente und/oder Komponenten vorhanden sind, schließen jedoch nicht aus, dass ein oder mehrere zusätzlich Merkmale, Ganzahlen, Schritte, Abläufe, Elemente und/oder Komponenten vorhanden sind. Die vorliegend beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Abläufe müssen nicht notwendigerweise in der angegebenen oder dargestellten bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern dies nicht ausdrücklich angegeben ist. Es versteht sich, dass auch zusätzliche Schritte verwendet werden können.
Wenn angegeben ist, dass ein Element oder eine Schicht sich ”an/auf” einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindet, mit diesem/dieser ”im Eingriff ist”, ”verbunden ist” oder ”gekoppelt” ist, so kann dies auf direktem Weg geschehen oder über zwischengeschaltete Elemente oder Schichten. Wenn dagegen angegeben ist, dass ein Element oder eine Schicht sich ”direkt an/auf” einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindet, mit diesem/dieser ”direkt im Eingriff ist”, ”direkt verbunden ist” oder ”direkt gekoppelt ist”, ist gegebenenfalls kein zwischengeschaltetes Element oder eine zwischengeschaltete Schicht vorhanden. Weitere Begriffe, die für die Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sind ähnlich zu interpretieren (z. B. ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”angrenzend” gegenüber ”direkt angrenzend” etc.). Der vorliegende verwendete Begriff ”und/oder” umfasst sämtliche Kombinationen eines oder mehrerer der genannten Elemente.
Wenngleich vorliegend die Begriffe erste/r/s, zweite/r/s, dritte/r/s etc. verwendet werden für die Beschreibung der verschiedenen Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe dienen lediglich der Unterscheidung eines Elements, einer Komponente, eines Bereichs, einer Schicht und/oder eines Abschnitts von einem weiteren Element, einer weiteren Komponente, einem weiteren Bereich, einer weiteren Schicht und/oder eines weiteren Abschnitts. Begriffe wie ”erste/r/s”, ”zweite/r/s” und andere Zahlenangaben sollen vorliegende nicht eine bestimmte Folge oder Reihenfolge angeben, wenn sich das nicht ausdrücklich aus dem Zusammenhang ergibt. Daher könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt auch als zweites Element, zweite Komponente, zweiter Bereich, zweite Schicht oder zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Begriffe, die ein räumliches Verhältnis angeben, wie zum Beispiel ”innere/r/s”, ”äußere/r/s”, ”unterhalb”, ”unter”, ”untere/r/s”, ”oberhalb”, ”über”, ”obere/r/s” und dergleichen, dienen der leichteren Beschreibung des Verhältnisses eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element oder Merkmal oder zu anderen Elementen oder Merkmalen, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Begriffe, die eine räumliche Beziehung beschreiben, umfassen verschiedene Orientierungen der Vorrichtung, wenn diese im Einsatz oder im Betrieb ist, zusätzlich zu der in den Zeichnungen dargestellten Orientierung. Wenn die Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, wären Elemente oder Merkmale ”unter” oder ”unterhalb” von anderen Elementen in diesem Fall Elemente oder Merkmale ”über” oder ”oberhalb” der anderen Elemente oder Merkmale. Der Beispielbegriff ”unterhalb” kann daher sowohl eine Orientierung oberhalb und unterhalb umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders orientiert sein (z. B. um 90 Grad gedreht), wobei die Begriffe für die Beschreibung der räumlichen Anordnung entsprechend zu interpretieren sind.
Vorstehend wurden lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben, die keine erschöpfende Beschreibung sind und die nicht als Einschränkung der Offenbarung gedacht sind. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und können, wo möglich, untereinander ausgetauscht oder in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn dies nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben ist. Ebenso sind innerhalb des Rahmens der Erfindung zahlreiche Variationen und Modifikationen möglich.

Claims

Injektor zum Einspritzen eines flüssigen Kohlenwasserstoffs in ein Abgassystem, umfassend: ein Gehäuse, das eine Austrittsöffnung definiert und ein Einlassrohr und ein Rückführrohr hat, wobei das Einlassrohr ausgebildet ist für die Aufnahme von flüssigem Kohlenwasserstoff aus einer Reagensquelle und wobei das Rückführrohr ausgebildet ist für die Rückführung von Kohlenwasserstoff zur Reagensquelle; ein axial bewegbares Ventilelement, das in dem Gehäuse positioniert ist; einen Elektromagnet, der in dem Gehäuse positioniert ist und eine Drahtspule aufweist, die in der Nähe des Ventilelements positioniert ist, wobei sich das Ventilelement in Abhängigkeit von einer Stromspeisung des Elektromagnets relativ zur Öffnung zwischen einer Position auf dem Sitz und einer von dem Sitz abgehobenen Position bewegt; und ein Kapillarrohr, das zwischen dem Einlassrohr und der Öffnung angeordnet ist.
Injektor nach Anspruch 1, wobei das Kapillarrohr ein Heizelement aufweist.
Injektor nach Anspruch 2, wobei das Kapillarrohr in dem Gehäuse positioniert ist.
Injektor nach Anspruch 3, wobei der flüssige Kohlenwasserstoff Dieselkraftstoff ist.
Injektor nach Anspruch 4, wobei der flüssige Kohlenwasserstoff in Dampf mit Umgebungsdruck umgewandelt wird.
Injektor nach Anspruch 1, wobei der flüssige Kohlenwasserstoff in einer ersten Richtung durch das Einlassrohr und in einer zweiten Richtung durch das Rückführrohr fließt, wenn sich das Ventilelement in der Position auf dem Sitz befindet.
Injektor nach Anspruch 6, ferner umfassend einen unteren Körper, der in dem Gehäuse positioniert ist, wobei der untere Körper eine Vielzahl von Kapillarrohren enthält, die mit dem Einlassrohr in Fluidverbindung stehen.
Injektor nach Anspruch 7, wobei zumindest eines der Vielzahl von Kapillarrohren eine Heizeinrichtung aufweist.
Injektor zum Einspritzen eines flüssigen Reagens, umfassend: ein Gehäuse, das eine Ausgabeöffnung definiert; ein axial bewegbares Ventilelement, das in dem Gehäuse positioniert ist; einen Elektromagnet, der in dem Gehäuse derart positioniert ist, dass sich das Ventilelement in Abhängigkeit von einer Stromspeisung des Elektromagnets relativ zu der Abgabeöffnung zwischen einer Position auf dem Sitz und einer von dem Sitz abgehobenen Position bewegt; ein Einlassrohr, das ausgebildet ist für die Aufnahme eines unter Druck gesetzten Reagens aus einer Reagensquelle; ein Rückführrohr, das ausgebildet ist für die Rückführung des Reagens zur Reagensquelle; einen Innenkörper, der in dem Gehäuse positioniert ist, wobei der Innenkörper und das Gehäuse zumindest teilweise einen Durchflusspfad für den Durchfluss des Reagens zwischen sich definieren; und ein mit dem Einlassrohr fluidverbundenes Kapillarrohr, wobei das Reagens von dem Einlassrohr durch den Durchflusspfad zu dem Rückführrohr fließt, wenn sich das Ventilelement in der Position auf dem Sitz befindet, und wobei das Reagens aus dem Einlassrohr durch das Kapillarrohr und aus der Abgabeöffnung fließt, wenn sich das Ventilelement in der von dem Sitz abgehobenen Position befindet.
Injektor nach Anspruch 9, wobei das Kapillarrohr die Temperatur des Reagens auf eine Temperatur erhöht, bei welcher das Reagens ein Fluid in dem Kapillarrohr ist und verdüst wird, wenn das flüssige Reagens das Kapillarrohr bei Atmosphärendruck verlässt.
Injektor nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse eine Vielzahl von erwärmten Kapillarrohren enthält, um Reagens selektiv von dem Einlassrohr zur Öffnung zu leiten.
Injektor nach Anspruch 11, wobei das flüssige Reagens verdüst wird, wenn es einem Atmosphärendruck ausgesetzt ist und wenn sich das Ventilelement in der von dem Sitz abgehobenen Position befindet.
Injektor nach Anspruch 9, wobei das Reagens von dem Einlassrohr durch den Durchflusspfad fließt und anschließend in das Rückführrohr eintritt, um ein Abschnitt des Ventils zu kühlen.
Injektor nach Anspruch 9, ferner definierend einen Verteiler, der in dem Gehäuse positioniert ist, wobei der Verteiler das Kapillarrohr, das axial bewegbare Ventil und das Rückführrohr in eine Fluidverbindung setzt.
Injektor zum Einspritzen eines flüssigen Reagens in ein Abgassystem, wobei der Injektor umfasst: ein Gehäuse, das ein Einlassrohr, ein Rückführrohr und eine Austrittsöffnung definiert; ein axial bewegbares Ventilelement, das in dem Gehäuse positioniert ist; einen Elektromagnet, der in dem Gehäuse derart positioniert ist, dass sich das Ventilelement in Abhängigkeit von einer Stromspeisung des Elektromagnets relativ zu der Öffnung zwischen einer Position auf dem Sitz und einer von dem Sitz abgehobenen Position bewegt; und einen Körper, der in dem Gehäuse positioniert ist, wobei der Körper einen Durchflusspfad für den Durchfluss des Reagens definiert, wobei der Körper einen Rückführkanal und ein Kapillarrohr enthält, wobei das Reagens von dem Einlassrohr durch den Durchflussweg und den Rückführkanal zum dem Rückführrohr fließt, wenn sich das Ventilelement in der Position auf dem Sitz befindet, und wobei das Reagens von dem Einlassrohr durch das Kapillarrohr und aus der Öffnung fließt, wenn sich das Ventilelement in der von dem Sitz abgehobenen Position befindet.
Injektor nach Anspruch 15, wobei das Kapillarrohr das Reagens in einer Flüssigphase hält.
Injektor nach Anspruch 16, wobei das Reagens verdüst wird, wenn das Reagens das Kapillarrohr verlässt.
Injektor nach Anspruch 15, wobei das Kapillarrohr erwärmt wird.
Injektor nach Anspruch 15, wobei die Temperatur des Kapillarrohres unter Verwendung einer Pulsdauermodulationssteuerung beibehalten wird.
Injektor nach Anspruch 15, ferner umfassend eine Vielzahl von erwärmten Kapillarrohren, wobei jedes Kapillarrohr an einem ersten Ende mit dem Einlassrohr verbunden ist an einem zweiten Ende mit der Öffnung in Fluidverbindung steht.
Injektor nach Anspruch 15, wobei das Reagens Dieselkraftstoff enthält und wobei das Reagens in dem Kapillarrohr auf einer Temperatur zwischen 5°C und 95°C gehalten wird, während sich das Ventilelement in der Position auf dem Sitz befindet.