EP1989410B1 - Einspritzsystem mit einer vorrichtung zum dosieren von kraftstoff in ein abgassystem einer brennkraftmaschine und einem verfahren hierzu - Google Patents

Einspritzsystem mit einer vorrichtung zum dosieren von kraftstoff in ein abgassystem einer brennkraftmaschine und einem verfahren hierzu Download PDF

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EP1989410B1
EP1989410B1 EP07703343A EP07703343A EP1989410B1 EP 1989410 B1 EP1989410 B1 EP 1989410B1 EP 07703343 A EP07703343 A EP 07703343A EP 07703343 A EP07703343 A EP 07703343A EP 1989410 B1 EP1989410 B1 EP 1989410B1
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EP
European Patent Office
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fuel
valve
pressure
injection system
injection
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EP07703343A
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English (en)
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EP1989410A1 (de
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Michael Hoffmann
Helmut Pichler
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/023—Means for varying pressure in common rails
    • F02M63/0235—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure
    • F02M63/025—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure from the common rail
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
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    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1446—Means for damping of pressure fluctuations in the delivery system, e.g. by puffer volumes or throttling

Definitions

  • the invention relates to an injection system with a device for metering fuel into an exhaust system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a method for metering fuel into an exhaust system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 8.
  • soot particles contained in the exhaust of diesel engines in particulate filters.
  • the soot collected in the particulate filter is oxidized by means of oxygen.
  • the temperature required for the oxidation of the particulate filter can be achieved with the help of an upstream of the particulate filter oxidation catalyst.
  • metered amount of fuel is injected into the exhaust gas of the internal combustion engine so as to produce the required increase in temperature by means of a chemical reaction of the fuel in the oxidation catalyst.
  • the generic publication DE 102 51 686 A1 shows an injection system with a device for dosing of fuel in an exhaust system of an internal combustion engine.
  • the injection system is designed in the form of a storage injection system (common rail).
  • the accumulator injection system has a fuel pump that delivers fuel from a fuel tank into a reservoir and holds it under high pressure.
  • Injectors are connected to the accumulator, which in each case emit fuel from the accumulator into a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the injection system has an injection valve, which is assigned to the exhaust system of the internal combustion engine and can spray off fuel into the exhaust system.
  • an injection nozzle and an injector controlling the actuator are combined, wherein the actuator is controlled by a control unit.
  • the fuel pump supplies fuel to the fuel injector from the fuel tank.
  • a shut-off valve is arranged, which can interrupt the fuel flow to the injection nozzle in an emergency.
  • a fuel pressure sensor is provided which can measure the pressure of the fuel in front of the injection valve.
  • the regeneration of the particulate filter takes place at low exhaust gas and Oxidationskatalysator- or particle filter temperatures by means of the injectors, which additionally spray off fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • At high exhaust and Oxidationskatalysator- or particle filter temperatures is a spraying of fuel by means of the injection valve in the exhaust system of the internal combustion engine. This is to ensure that the injected fuel for the regeneration of the particulate filter in all load and speed ranges of the internal combustion engine can go into a vapor state before the fuel encounters the oxidation catalyst or during the fuel meets the oxidation catalyst.
  • the disadvantage here is that the spraying of fuel by means of the injectors adversely affect the thermodynamic efficiency of the internal combustion engine and the device for metering fuel into the exhaust system of the internal combustion engine is not suitable at low exhaust and Oxidationskatalysator- or particle filter temperatures effective regeneration of the particulate filter sure.
  • the object of the invention is in contrast to provide an injection system with a device for metering fuel of the type mentioned, in which the spraying of fuel into the exhaust system can be done so that the particulate filter in all load and speed ranges of the engine a high efficiency can be regenerated, which can be dispensed with an additional injection of fuel into the combustion chambers.
  • the device according to the invention is characterized by a pressure regulating valve, which is arranged between the shut-off valve and the metering valve and is connected via a drain to the injection system.
  • the injection system has a high-pressure pump which delivers fuel to a reservoir and maintains it under high pressure. With the memory injectors are connected, which spray the fuel from the memory in each case into a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • An injection nozzle is connected to the injection system via an inlet.
  • a shut-off valve and a metering valve are provided in the inlet.
  • the injection nozzle is assigned to an exhaust system of the internal combustion engine.
  • the check valve releases the fuel from the injection system for injection through the injector and the metering valve meters the released fuel to the injector.
  • the injector injects the metered fuel into the exhaust system to regenerate a particulate filter in the exhaust system downstream of the injector.
  • a pressure regulating valve is arranged between the shut-off valve and the metering valve. The pressure regulating valve levels the pressure of the fuel between the shut-off valve and the metering valve to a certain value by shutting off a portion of the fuel between the shut-off valve and the metering valve via the drain.
  • the discarded fuel is returned to the injection system.
  • the pressure of the fuel upstream of the metering valve can be controlled within narrow limits, so that minute quantities of fuel can be discharged from the injector with high accuracy, which can evaporate even at low exhaust gas temperatures before the fuel strikes the oxidation catalyst.
  • the shut-off valve is preceded by a throttle.
  • the fuel from the injection system flows through the throttle to the shut-off valve and with the shut-off valve open to the dosing valve and the pressure control valve.
  • pressure fluctuations in the fuel from the injection system are smoothed by the throttle, whereby the accuracy of the control of the pressure of the fuel before the metering valve can be further improved.
  • the throttle, the shut-off valve, the metering valve and the pressure control valve are combined in a metering unit.
  • the dosing unit is connected to the injection system via the inlet and via the drain.
  • the fuel flows via the inlet into the dosing unit.
  • the fuel flows through the throttle into the shut-off valve, after the shut-off valve to the dosing valve and to the pressure regulating valve, after the dosing valve to the injection nozzle and after the pressure regulating valve into the drain.
  • the throttle, the shut-off valve, the metering valve and the pressure control valve are combined to save space in a single component.
  • the shut-off valve, the metering valve and the pressure regulating valve are connected to one another via a damping volume.
  • a damping volume pressure waves in the fuel from the injection system elemeniert, whereby the accuracy of the control of the pressure of the fuel before the metering valve can be further improved.
  • the injection nozzle is connected via an injection line with the metering unit.
  • the metering unit is connected via the inlet to the injection system and the injection nozzle is connected via the injection line with the metering unit.
  • the dosing unit and the injection nozzle can be provided spatially separated from one another on the internal combustion engine or exhaust system, so that only the injection nozzle and the injection line can be fitted in the hot region of the exhaust system.
  • the injector opens automatically by the pressure of the fuel in the injection line and injects fuel into the exhaust system.
  • the pressure set by the metering unit of the fuel exceeds the opening pressure of the preferably spring-loaded injection nozzle, so that the injector opens automatically and the released fuel is injected into the exhaust system of the internal combustion engine.
  • the pressure of the fuel is controlled by the pressure regulating valve within narrow limits, whereby the amount of fuel sprayed depends substantially on the opening duration of the metering valve, so that the amount of fuel sprayed off can be precisely controlled.
  • the dosing unit is connected via the inlet to a low-pressure circuit of the injection system.
  • the injection system has a low pressure circuit and a low pressure circuit fueled by the high pressure circuit.
  • the high-pressure circuit provides the injectors with high-pressure fuel for spraying into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a fuel pressure provided by the low-pressure pump is sufficient for mixing and vaporizing the sprayed fuel by means of the device according to the invention for metering fuel into the exhaust system.
  • no fuel from the high pressure circuit is needed for the regeneration of the particulate filter.
  • the metering unit via the drain with a return of the Injection system connected.
  • the diverted fuel from the dosing unit is returned to the injection system.
  • the inventive method is characterized by the shut-off valve, is released by the fuel for one or more Abspritzungen through the injector and metered by the metering of the released fuel for one or more Abspritzungen the injector and by means of the pressure control valve, the pressure of the released fuel between the shut-off valve and the metering valve is controlled.
  • the check valve releases the fuel from the injection system for one or more injections through the injector.
  • the metering valve meters the fuel released by the shut-off valve so that the automatically opening injection nozzle makes one or more sprayings into the exhaust system of the internal combustion engine.
  • the pressure regulating valve controls the pressure of the released fuel between the shut-off valve and the metering valve, so that the pressure of the fuel before the metering valve is leveled to a certain value.
  • fuel is taken from the injection system exclusively when spraying fuel into the exhaust system.
  • a part of the fuel between the shut-off valve and the metering valve is shut down by means of the pressure control valve.
  • the pressure control valve By controlling a portion of the fuel, precise control of the pressure of the fuel is achieved.
  • the pressure of the fuel between the shut-off valve and the metering valve is leveled by means of the pressure regulating valve to a pressure which is below the lowest delivery pressure of the low-pressure pump.
  • a constant pressure level for the spraying of fuel into the exhaust system is ensured in all load and speed ranges of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 is a schematically simplified illustration of the embodiment according to the invention an injection system 1 with a device for metering of fuel 2 in an exhaust system 3 of an internal combustion engine shown.
  • the injection system 1 is designed as a storage injection system (common rail) for internal combustion engines, in particular diesel internal combustion engines.
  • the injection system 1 supplies the device for metering fuel 2 in the Exhaust system 3 of the internal combustion engine not shown with fuel.
  • an exhaust gas purification system with an oxidation catalyst 4 and a downstream arranged particulate filter 5 is provided in the exhaust gas system 3.
  • the fuel metering device 2 discharges fuel into the exhaust system 3 upstream of the oxidation catalyst 4.
  • the fuel mixes with the exhaust gas and passes with the exhaust gas to the oxidation catalyst 4.
  • the oxidation catalyst 4 the fuel is converted into heat by means of a chemical reaction.
  • the particulate filter 5 is regenerated by oxidizing the soot collected in the particulate filter 5 with the aid of oxygen.
  • the exhaust gas or particle filter temperature required for this purpose is generated in the oxidation catalytic converter 4.
  • the injection system 1 comprises a low pressure circuit 6, a high pressure circuit 7 and a return 8.
  • the low pressure circuit 6 supplies the high pressure circuit 7 with fuel.
  • the return 8 of the vented for venting pressure rules and for controlling the injection system 1 flows fuel.
  • the low-pressure circuit 6 has a low-pressure pump 9, which draws fuel from a fuel tank 14 via a shut-off valve 10, a radiator 11, a check valve 12 and a prefilter 13.
  • the fuel from the fuel tank 14 first flows through the radiator 11, which is associated with a non-illustrated control unit of the internal combustion engine to its cooling. Thereafter, the fuel in the pre-filter 13 is cleaned of coarse contaminants until the low-pressure pump 9 conveys the sucked fuel into a filter unit 15. In the filter unit 15, the fuel is finely cleaned and Water contained in the fuel at least partially separated from the fuel.
  • the check valve 9 is provided in a separation point of the low pressure circuit 6 to the fuel tank 13 and prevent idling of the low pressure circuit 6 after disconnecting the low pressure circuit 6 from the fuel tank 14.
  • the check valve 11 prevents idling of the low pressure circuit 6 after a shutdown of the injection system. 1
  • a high-pressure pump 16 delivers the fuel from the low-pressure circuit 6 to the accumulator 17 and keeps the fuel under high pressure in the accumulator 17.
  • the high-pressure pump 16 is preferably designed as a controllable series punch pump.
  • a pressure sensor 18 is used to determine the pressure of the fuel in the memory 17.
  • the pressure sensor 18 is connected to the control unit.
  • the maximum achievable pressure of the fuel in the memory 17 is determined by means of a pressure valve 19. When a predetermined pressure of the fuel in the reservoir 17 is exceeded, the pressure valve 19 opens and excess fuel from the reservoir 17 flows into the return flow 8.
  • the memory 17 is connected via injection lines 20 with injectors 21.
  • the injectors 21 are each assigned to a combustion chamber of the internal combustion engine and spray the fuel from the reservoir 17 directly into the combustion chambers.
  • the injectors 21 are controlled by the controller.
  • the injectors 21 are each equipped with a known hydraulic pressure booster, which allows the pressure of the fuel during injection through the injectors 21 against the pressure of the fuel in High pressure circuit 7, in particular the memory 17 and the injection lines 20, further increase.
  • a fuel collection volume 22 is arranged to flow into the diverted fuel from the low pressure circuit 6 and the high pressure circuit 7.
  • the filter unit 15 Connected to the fuel collection volume 22 is the filter unit 15, from which at least part of the fuel delivered by the low-pressure pump 9 into the filter unit 15 flows to vent the filter unit 15.
  • the high-pressure pump 16 is connected to the fuel-collecting volume 22 via a pressure valve 23 integrated in the high-pressure pump 16.
  • the pressure valve 23 controls upon reaching a certain pressure of the fuel in the high-pressure pump 16 fuel from.
  • the injectors 21 are connected via a check valve 24 to the fuel collection chamber 22.
  • the fuel diverted from the pressure valve 19 flows from the accumulator 17 via a throttle 25 into the fuel accumulation volume 22.
  • the throttle 25 serves for a faulty open position of the pressure valve 19 to build up a dynamic pressure, so that at least a portion of the incorrectly discharged fuel from the memory 17, upstream of the throttle 25, can flow back into the high pressure pump 16 via a check valve 26, whereby the lubrication of the high pressure pump 16 is ensured.
  • the amount of fuel diverted from the injectors 21 to control the hydraulic pressure ratio flows through a throttle 27, a fuel cooler 28 and a check valve 29 between the low pressure pump 9 and the Filter unit 15 in the low pressure circuit 6.
  • the discarded fuel from the injectors 21 is preferably cooled by means of a not shown coolant circuit of the internal combustion engine.
  • the fuel from the fuel accumulation volume 22 flows back into the fuel tank 14 via a shut-off valve 30.
  • the shut-off valve 30 is provided at a separation point of the return line 8 to the fuel tank 14 and prevents when disconnecting the return line 8 from the fuel tank 14 an idling of the low-pressure circuit 6. Via a check valve 31 and a throttle 32, the low-pressure pump sucks 9 fuel from the fuel tank 14.
  • the device for metering fuel 2 into the exhaust system 3 of the internal combustion engine is supplied with fuel by the injection system 1.
  • a metering unit 33 is connected via an inlet 34 to the low pressure circuit 6.
  • the fuel flows via an injection line 35 to the injection nozzle 36.
  • the injection nozzle 36 is assigned to the exhaust system 3 and injects fuel into the exhaust system 3.
  • Controlled fuel from the metering unit 33 flows via an outlet 37 together with the diverted fuel from the high-pressure pump 16 into the fuel collecting space 22 of the return line 8.
  • a throttle 38 In the metering unit 33, a throttle 38, a shut-off valve 39, a metering valve 40 and a pressure regulating valve 41 are combined to save space in a single component.
  • the shut-off valve 39 and the metering valve 40 are preferably designed as solenoid valves and are provided by the control unit controlled.
  • the pressure control valve 41 is designed as a spring-loaded throttle valve with a preferably flat pressure control characteristic.
  • the check valve 39, the metering valve 40 and the pressure control valve 41 are connected to each other via a damping volume 42.
  • the fuel from the low-pressure circuit 6 flows through the inlet 34 through the throttle 38 to the shut-off valve 39.
  • the fuel flows through the damping volume 42 to the metering valve 40 and the pressure control valve 41.
  • the fuel flows over the Injection line 35 to the injection nozzle 36.
  • the injection nozzle 36 is received in a holding device 43 of an exhaust pipe 44 of the exhaust system 3.
  • the preferably spring-loaded injection nozzle 36 opens automatically and injects fuel into the exhaust system 3 from.
  • the pressure control valve 41 controls the pressure of the fuel in the dosing unit 33 by the pressure control valve 41 abgnat a portion of the fuel from the damping volume 42.
  • the diverted fuel flows into the return passage 8 via the drain 37.
  • the throttle 38 and the damping volume 42 contributes.
  • Throttle 38 can be smoothed pressure fluctuations of the fuel for the metering unit 33, which arise in the low pressure circuit 6 when supplying the high pressure pump 16 through the low pressure pump 9.
  • the damping volume 42 tuned to the throttle 38, pressure waves in the dosing unit 33, which arise from the pressure fluctuations remaining in the fuel, can be damped or eliminated.
  • the spraying of the fuel required for the regeneration of the particulate filter 5 can take place by means of a single spray or can be split into several sprayings in a clocked manner.
  • the metering valve 40 allows one or more sprayings through the injection nozzle 36 by the metering valve 40 once or more times in succession metered the fuel of the injection nozzle 36 by opening and closing.
  • the shut-off valve 39 releases the fuel required for the regeneration of the particle filter 5 for one or more sprayings.
  • the pressure control valve 41 controls the fuel pressure in the damping volume 42, between the shut-off valve 39 and the metering valve 40.
  • the injection system 1, in particular the low-pressure circuit 6, only phased out fuel for the regeneration of the particulate filter 5.
  • the pressure of the fuel in the metering unit 33 is essentially determined by the pressure of the fuel in the low-pressure circuit 6.
  • the pressure regulating valve 41 levels the pressure of the fuel in the damping volume 42 to a pressure which is below the lowest delivery pressure of the low-pressure pump 9. This ensures that in each load state of the internal combustion engine, a sufficient amount of fuel for the regeneration of the particulate filter 5 is available.
  • the throttle 38 by means of the throttle 38, the amount of fuel flowing into the metering unit 33 so that the amount of fuel to be controlled by the pressure control valve 41 is narrower than the minimum and maximum amounts of fuel provided by the low pressure pump 9, whereby the accuracy of pressure control can be further increased.
  • the device according to the invention for metering fuel 2 for the dimensioning of the injection system 1, in particular the low-pressure circuit 6, plays a minor role, so that costs and space can be saved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine und einem Verfahren hierzu. Im Einspritzsystem (1) mit einer Hochdruckpumpe (16), die Kraftstoff in einen Speicher (17) fördert und unter einem hohen Druck vorhält, mit Injektoren (21), die mit dem Speicher (17) verbunden sind und jeweils in einen Brennraum der Brennkraftmaschine Kraftstoff aus dem Speicher (17) abspritzen, mit einer Einspritzdüse (36), die dem Abgassystem (3) zugeordnet ist und über einen Zulauf (34) mit dem Einspritzsystem (1) verbunden ist, wobei im Zulauf (34) ein Absperrventil (39) und ein Dosierventil (40) vorgesehen sind, ist zwischen dem Absperrventil (39) und dem Dosierventil (40) ein Druckregelventil (41) angeordnet, wobei das Druckregelventil (41) über einen Ablauf (37) mit dem Einspritzsystem (1) verbunden ist. Das erfindungsgemäße Einspritzsystem ist für Dieselbrennkraftmaschinen vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Es ist bekannt, im Abgas von Dieselbrennkraftmaschinen enthaltene Rußpartikel in Partikelfiltern zu sammeln. Zur Regeneration des Partikelfilters wird der im Partikelfilter aufgefangene Ruß mit Hilfe von Sauerstoff oxidiert. Die zur Oxidation erforderliche Temperatur des Partikelfilters kann mit Hilfe eines dem Partikelfilter vorgeschalteten Oxidationskatalysators erreicht werden. Dazu wird zusätzlich vor dem Oxidationskatalysator in dosierter Menge Kraftstoff in das Abgas der Brennkraftmaschine abgespritzt, um so mittels einer chemischen Reaktion des Kraftstoffs im Oxidationskatalysator die erforderliche Temperaturerhöhung zu erzeugen.
  • Die gattungsbildende Offenlegungsschrift DE 102 51 686 A1 zeigt ein Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine.
  • Das Einspritzsystem ist in Form eines Speichereinspritzsystems (Common-Rail) ausgeführt. Das Speichereinspritzsystem weist eine Kraftstoffpumpe auf, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank in einen Speicher fördert und unter hohem Druck vorhält. Mit dem Speicher sind Injektoren verbunden, die jeweils in einen Brennraum der Brennkraftmaschine Kraftstoff aus dem Speicher abspritzen.
  • Das Einspritzsystem weist ein Einspritzventil auf, das dem Abgassystem der Brennkraftmaschine zugeordnet ist und Kraftstoff in das Abgassystem abspritzen kann. Im Einspritzventil sind eine Einspritzdüse und ein die Einspritzdüse steuernder Aktor zusammengefasst, wobei der Aktor von einem Steuergerät angesteuert wird. Die Kraftstoffpumpe führt dem Einspritzventil Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zu. Zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Einspritzventil ist ein Absperrventil angeordnet, das im Notfall den Kraftstoffstrom zur Einspritzdüse unterbrechen kann. Des Weiteren ist ein Kraftstoffdrucksensor vorgesehen, der den Druck des Kraftstoffs vor dem Einspritzventil messen kann.
  • Die Regeneration des Partikelfilters erfolgt bei niedrigen Abgas- und Oxidationskatalysator- bzw. Partikelfiltertemperaturen mittels der Injektoren, die zusätzlich Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine abspritzen. Bei hohen Abgas- und Oxidationskatalysator- bzw. Partikelfiltertemperaturen erfolgt ein Abspritzen von Kraftstoff mittels des Einspritzventils in das Abgassystem der Brennkraftmaschine. Damit soll sichergestellt werden, dass der zur Regeneration des Partikelfilters eingespritzte Kraftstoff in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine in einen dampfförmigen Zustand übergehen kann, bevor der Kraftstoff auf den Oxidationskatalysator trifft bzw. während der Kraftstoff auf den Oxidationskatalysator trifft. Nachteilig ist dabei, dass das Abspritzen von Kraftstoff mittels der Injektoren den thermodynamischen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine negativ beeinflusst und die Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in das Abgassystem der Brennkraftmaschine nicht geeignet ist, bei niedrigen Abgas- und Oxidationskatalysator- bzw. Partikelfiltertemperaturen eine effektive Regeneration des Partikelfilters sicherzustellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der das Abspritzen von Kraftstoff in das Abgassystem so erfolgen kann, dass der Partikelfilter in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine mit einer hohen Effizienz regeneriert werden kann, wodurch auf eine zusätzliche Abspritzung von Kraftstoff in die Brennräume verzichtet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Einspritzsystem mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren zum Dosieren von Kraftstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Druckregelventil, das zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil angeordnet ist und über einen Ablauf mit dem Einspritzsystem verbunden ist. Das Einspritzsystem weist eine Hochdruckpumpe auf, die Kraftstoff in einen Speicher fördert und unter hohem Druck vorhält. Mit dem Speicher sind Injektoren verbunden, die den Kraftstoff aus dem Speicher jeweils in einen Brennraum der Brennkraftmaschine abspritzen.
  • Eine Einspritzdüse ist mit dem Einspritzsystem über einen Zulauf verbunden. Im Zulauf sind ein Absperrventil und ein Dosierventil vorgesehen. Die Einspritzdüse ist einem Abgassystem der Brennkraftmaschine zugeordnet. Das Absperrventil gibt den Kraftstoff aus dem Einspritzsystem zum Abspritzen durch die Einspritzdüse frei und das Dosierventil dosiert den freigegeben Kraftstoff zur Einspritzdüse. Die Einspritzdüse spritzt den zudosierten Kraftstoff in das Abgassystem ab, um so einen Partikelfilter im Abgassystem stromabwärts der Einspritzdüse zu regenerieren. Zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil ist ein Druckregelventil angeordnet. Das Druckregelventil nivelliert den Druck des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil auf einen bestimmten Wert, indem ein Teil des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil über den Ablauf abgesteuert wird. Der abgesteuerte Kraftstoff wird dem Einspritzsystem rückgeführt. Vorteilhafterweise kann der Druck des Kraftstoffs vor dem Dosierventil in engen Grenzen gesteuert werden, so dass mit einer hohen Genauigkeit kleinste Mengen Kraftstoff von der Einspritzdüse abgegeben werden können, die auch bei niedrigen Abgastemperaturen verdampfen können, bevor der Kraftstoff auf den Oxidationskatalysator trifft.
  • In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dem Absperrventil eine Drossel vorgeschaltet. Der Kraftstoff aus dem Einspritzsystem strömt über die Drossel zum Absperrventil und bei geöffnetem Absperrventil weiter zum Dosierventil und zum Druckregelventil. Vorteilhafterweise werden durch die Drossel Druckschwankungen im Kraftstoff aus dem Einspritzsystem geglättet, wodurch die Genauigkeit der Steuerung des Druckes des Kraftstoffs vor dem Dosierventil weiter verbessert werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Drossel, das Absperrventil, das Dosierventil und das Druckregelventil in einer Dosiereinheit zusammengefasst. Die Dosiereinheit ist über den Zulauf und über den Ablauf mit dem Einspritzsystem verbunden. Der Kraftstoff strömt über den Zulauf in die Dosiereinheit. In der Dosiereinheit strömt der Kraftstoff durch die Drossel in das Absperrventil, nach dem Absperrventil zum Dosierventil und zum Druckregelventil, nach dem Dosierventil zur Einspritzdüse und nach dem Druckregelventil in den Ablauf. Vorteilhafterweise sind die Drossel, das Absperrventil, das Dosierventil und das Druckregelventil Platz sparend in einem einzigen Bauteil zusammengefasst.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Absperrventil, das Dosierventil und das Druckregelventil über ein Dämpfungsvolumen miteinander verbunden. Vorteilhafterweise werden durch das Dämpfungsvolumen Druckwellen im Kraftstoff aus dem Einspritzsystem elemeniert, wodurch die Genauigkeit der Steuerung des Druckes des Kraftstoffs vor dem Dosierventil weiter verbessert werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Einspritzdüse über eine Einspritzleitung mit der Dosiereinheit verbunden. Die Dosiereinheit ist über den Zulauf mit dem Einspritzsystem verbunden und die Einspritzdüse ist über die Einspritzleitung mit der Dosiereinheit verbunden. Vorteilhafterweise können Dosiereinheit und Einspritzdüse räumlich voneinander getrennt an der Brennkraftmaschine bzw. Abgassystem vorgesehen werden, so dass ausschließlich die Einspritzdüse und Abschnittsweise die Einspritzleitung im heißen Bereich des Abgassystems angebracht werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung öffnet die Einspritzdüse selbsttätig durch den Druck des Kraftstoffs in der Einspritzleitung und spritzt Kraftstoff in das Abgassystem ab. Der von der Dosiereinheit eingestellte Druck des Kraftstoffs übersteigt den Öffnungsdruck der vorzugsweise federbelasteten Einspritzdüse, so dass die Einspritzdüse selbsttätig öffnet und den freigegebenen Kraftstoff in das Abgassystem der Brennkraftmaschine abgespritzt wird. Vorteilhafterweise wird der Druck des Kraftstoffs mittels des Druckregelventils in engen Grenzen gesteuert, wodurch die abgespritzte Kraftstoffmenge im Wesentlichen von der Öffnungsdauer des Dosierventils abhängt, so dass die abgespritzte Kraftstoffmenge präzise gesteuert werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Dosiereinheit über den Zulauf mit einem Niederdruckkreislauf des Einspritzsystems verbunden. Das Einspritzsystem weist einen Niederdruckkreislauf und einen vom Niederdruckkreislauf mit Kraftstoff versorgten Hochdruckkreislauf auf. Der Hochdruckkreislauf stellt den Injektoren unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zum Abspritzen in die Brennräume der Brennkraftmaschine bereit. Zum Vermischen und Verdampfen des abgespritzten Kraftstoffs mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in das Abgassystem ist ein von der Niederdruckpumpe bereitgestellter Kraftstoffdruck ausreichend. Vorteilhafterweise wird kein Kraftstoff aus dem Hochdruckkreislauf für die Regeneration des Partikelfilters benötigt.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Dosiereinheit über den Ablauf mit einem Rücklauf des Einspritzsystems verbunden. In den Rücklauf strömt abgesteuerter Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf und dem Hochdruckkreislauf des Einspritzsystems. Vorteilhafterweise wird der abgesteuerte Kraftstoff aus der Dosiereinheit dem Einspritzsystem wieder zugeführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch das Absperrventil, mittels dem Kraftstoff für eine oder mehrere Abspritzungen durch die Einspritzdüse freigegeben wird und mittels des Dosierventils der freigegebene Kraftstoff für eine oder mehrere Abspritzungen der Einspritzdüse zudosiert wird und mittels des Druckregelventils der Druck des freigegebenen Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil gesteuert wird. Das Absperrventil gibt den Kraftstoff aus dem Einspritzsystem für eine oder mehrere Abspritzungen durch die Einspritzdüse frei. Das Dosierventil dosiert den durch das Absperrventil freigegebenen Kraftstoff, so dass die selbsttätig öffnende Einspritzdüse eine oder mehrere Abspritzungen in das Abgassystem der Brennkraftmaschine tätigt. Das Druckregelventil steuert den Druck des freigegebenen Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil, so dass der Druck des Kraftstoffs vor dem Dosierventil auf einen bestimmten Wert nivelliert wird. Vorteilhafterweise wird dem Einspritzsystem ausschließlich beim Abspritzen von Kraftstoff in das Abgassystem Kraftstoff entnommen.
  • In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels des Druckregelbventils ein Teil des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil abgesteuert. Vorteilhafterweise wird durch das Absteuern eines Teils des Kraftstoffs eine präzise Steuerung des Drucks des Kraftstoffs erreicht.
  • In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels des Druckregelventils der Druck des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil und dem Dosierventil auf einen Druck nivelliert, der unter dem niedrigsten Förderdruck der Niederdruckpumpe liegt. Vorteilhafterweise ist in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine ein gleich bleibendes Druckniveau für das Abspritzen von Kraftstoff in das Abgassystem sicher gestellt.
  • Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematisch vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Einspritzsystems mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine und
    Fig. 2
    eine schematisch vereinfachte Darstellung der Vorrichtung zum Dosieren vom Kraftstoff.
  • In der Fig. 1 ist eine schematisch vereinfachte Darstellung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Einspritzsystems 1 mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 in ein Abgassystem 3 einer Brennkraftmaschine gezeigt.
  • Das Einspritzsystem 1 ist als Speichereinspritzsystem (Common-Rail) für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselbrennkraftmaschinen, ausgeführt. Das Einspritzsystem 1 versorgt die Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 in das Abgassystem 3 der nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine mit Kraftstoff. Im Abgasgassystem 3 ist eine Abgasreinigungsanlage mit einem Oxidationskatalysator 4 und einem stromabwärts angeordneten Partikelfilter 5 vorgesehen. Die Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 gibt stromaufwärts vor dem Oxidationskatalysator 4 Kraftstoff in das Abgassystem 3 ab. Der Kraftstoff vermischt sich mit dem Abgas und gelangt mit dem Abgas zum Oxidationskatalysator 4. Im Oxidationskatalysator 4 wird der Kraftstoff mittels einer chemischen Reaktion in Wärme umgewandelt. Der Partikelfilter 5 wird regeneriert, indem der im Partikelfilter 5 aufgefangene Ruß mit Hilfe von Sauerstoff oxidiert wird. Die dazu benötigte Abgas- bzw. Partikelfiltertemperatur wird im Oxidationskatalysator 4 erzeugt.
  • Das Einspritzsystem 1 umfasst einen Niederdruckkreislauf 6, einen Hochdruckkreislauf 7 und einen Rücklauf 8. Der Niederdruckkreislauf 6 versorgt den Hochdruckkreislauf 7 mit Kraftstoff. In den Rücklauf 8 strömt der zum Entlüften, zum Druckregeln und zum Steuern des Einspritzsystems 1 abgesteuerte Kraftstoff.
  • Der Niederdruckkreislauf 6 weist eine Niederdruckpumpe 9 auf, die über ein Absperrventil 10, einen Kühler 11, ein Rückschlagventil 12 und einen Vorfilter 13 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 14 ansaugt. Der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 14 durchströmt zunächst den Kühler 11, der einem nicht näher dargestelltem Steuergerät der Brennkraftmaschine zu dessen Kühlung zugeordnet ist. Danach wird der Kraftstoff im Vorfilter 13 von groben Verschmutzungen gereinigt, bis die Niederdruckpumpe 9 den angesaugten Kraftstoff in eine Filtereinheit 15 fördert. In der Filtereinheit 15 wird der Kraftstoff feinstgereinigt und im Kraftstoff enthaltenes Wasser zumindest teilweise vom Kraftstoff separiert. Das Absperrventil 9 ist in einer Trennstelle des Niederdruckkreislaufs 6 zum Kraftstofftank 13 vorgesehen und verhindern ein Leerlaufen des Niederdruckkreislaufs 6 nach einem Trennen des Niederdruckkreislaufs 6 vom Kraftstofftank 14. Das Rückschlagventil 11 verhindert ein Leerlaufen des Niederdruckkreislaufs 6 nach einem Abschalten des Einspritzsystems 1.
  • Aus der Filtereinheit 15 strömt der Kraftstoff weiter in den Hochdruckkreislauf 7. Im Hochdruckkreislauf 7 fördert eine Hochdruckpumpe 16 den Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf 6 zum Speicher 17 und hält den Kraftstoff unter hohem Druck im Speicher 17 vor. Die Hochdruckpumpe 16 ist vorzugweise als regelbare Reihenstempelpumpe ausgeführt. Ein Drucksensor 18 dient zur Druckbestimmung des Kraftstoffs im Speicher 17. Der Drucksensor 18 ist mit dem Steuergerät verbunden. Der maximal erreichbare Druck des Kraftstoffs im Speicher 17 wird mittels eines Druckventils 19 festgelegt. Bei Überschreiten eines festgelegten Druckes des Kraftstoffs im Speicher 17 öffnet das Druckventil 19 und überschüssiger Kraftstoff aus dem Speicher 17 strömt in den Rücklauf 8.
  • Der Speicher 17 ist über Einspritzleitungen 20 mit Injektoren 21 verbunden. Die Injektoren 21 sind jeweils einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeordnet und spritzen den Kraftstoff aus dem Speicher 17 direkt in die Brennräume ab. Die Injektoren 21 werden vom Steuergerät gesteuert. Die Injektoren 21 sind jeweils mit einer an sich bekannten hydraulischen Druckübersetzung ausgestattet, die es erlaubt, den Druck des Kraftstoffs beim Abspritzen durch die Injektoren 21 gegenüber dem Druck des Kraftstoffs im Hochdruckkreislauf 7, insbesondere dem Speicher 17 und den Einspritzleitungen 20, weiter zu erhöhen.
  • Im Rücklauf 8 ist ein Kraftstoffsammelvolumen 22 angeordnet, in den abgesteuerter Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf 6 und dem Hochdruckkreislauf 7 zusammenströmen. Mit dem Kraftstoffsammelvolumen 22 ist die Filtereinheit 15 verbunden, aus der zumindest ein Teil des von der Niederdruckpumpe 9 in die Filtereinheit 15 geförderten Kraftstoffs zum Entlüften der Filtereinheit 15 strömt. Des Weiteren ist die Hochdruckpumpe 16 über ein in der Hochdruckpumpe 16 integriertes Druckventil 23 mit dem Kraftstoffsammelvolumen 22 verbunden. Das Druckventil 23 steuert bei Erreichen eines bestimmten Druckes des Kraftstoffs in der Hochdruckpumpe 16 kraftstoff ab. Die Injektoren 21 sind über ein Rückschlagventil 24 mit dem Kraftstoffsammelraum 22 verbunden. Über das Rückschlagventil 24 strömt der zum Steuern der Injektoren 21 abgesteuerte Kraftstoff in das Kraftstoffsammelvolumen 22. Schließlich strömt der vom Druckventil 19 abgesteuerte Kraftstoff aus dem Speicher 17 über eine Drossel 25 in das Kraftstflffsammelvolumen 22. Die Drossel 25 dient bei einer fehlerhaften Offenstellung des Druckventils 19 zum Aufbau eines Staudruckes, so dass zumindest ein Teil des fehlerhaft abgesteuerten Kraftstoffs aus dem Speicher 17, in Strömungsrichtung vor der Drossel 25, über ein Rückschlagventil 26 zurück in die Hochdruckpumpe 16 strömen kann, wodurch die Schmierung der Hochdruckpumpe 16 sichergestellt wird.
  • Die zum Steuern der hydraulischen Druckübersetzung abgesteuerte Kraftstoffmenge aus den Injektoren 21 strömt über eine Drossel 27, einem Kraftstoffkühler 28 und einem Rückschlagventil 29 zwischen der Niederdruckpumpe 9 und der Filtereinheit 15 in den Niederdruckkreislauf 6. Im Kraftstoffkühler 28 wird der abgesteuerte Kraftstoff aus den Injektoren 21 vorzugsweise mittels eines nicht gezeigten Kühlmittelkreislaufs der Brennkraftmaschine gekühlt.
  • Der Kraftstoff aus dem Kraftstoffsammelvolumen 22 strömt über ein Absperrventil 30 in den Kraftstofftank 14 zurück. Das Absperrventil 30 ist an einer Trennstelle des Rücklaufs 8 zum Kraftstofftank 14 vorgesehen und verhindert beim Trennen des Rücklaufs 8 vom Kraftstofftank 14 ein Leerlaufen des Niederdruckkreislaufs 6. Über ein Rückschlagventil 31 und eine Drossel 32 saugt die Niederdruckpumpe 9 Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 14 an.
  • Die Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 in in das Abgassystem 3 der Brennkraftmaschine wird vom Einspritzsystem 1 mit Kraftstoff versorgt. Zwischen der Filtereinheit 15 und der Hochdruckpumpe 16 ist eine Dosiereinheit 33 über einen Zulauf 34 mit dem Niederduckkreislauf 6 verbunden. Aus der Dosiereinheit 33 strömt der Kraftstoff über eine Einspritzleitung 35 zur Einspritzdüse 36. Die Einspritzdüse 36 ist dem Abgassystem 3 zugeordnet und spritzt Kraftstoff in das Abgassystem 3 ab. Abgesteuerter Kraftstoff aus der Dosiereinheit 33 strömt über einen Ablauf 37 zusammen mit dem abgesteuerten Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe 16 in den Kraftstoffsammelraum 22 des Rücklaufs 8.
  • In der Fig. 2 ist eine schematisch vereinfachte Darstellung der Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 gezeigt. In der Dosiereinheit 33 sind platzsparend in einem einzigen Bauteil eine Drossel 38, ein Absperrventil 39, ein Dosierventil'40 und ein Druckregelventil 41 zusammengefasst. Das Absperrventil 39 und das Dosierventil 40 sind vorzugsweise als Magnetventile ausgeführt und werden vom Steuergerät gesteuert. Das Druckregelventil 41 ist als federbelastetes Drosselventil mit einer vorzugsweise flachen Druckregelkennlinie ausgeführt. Das Absperrventil 39, das Dosierventil 40 und das Druckregelventil 41 sind über ein Dämpfungsvolumen 42 miteinander verbunden.
  • Der Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf 6 strömt über den Zulauf 34 durch die Drossel 38 zum Absperrventil 39. In Offenstellung des Absperrventils 39 strömt der Kraftstoff über das Dämpfungsvolumen 42 weiter zum Dosierventil 40 und zum Druckregelventil 41. In Offenstellung des Dosierventils 40 strömt der Kraftstoff über die Einspritzleitung 35 zur Einspritzdüse 36. Die Einspritzdüse 36 ist in einer Haltevorrichtung 43 eines Abgasrohres 44 des Abgassystems 3 aufgenommen. Die vorzugsweise federbelastete Einspritzdüse 36 öffnet selbsttätig und spritzt Kraftstoff in das Abgassystem 3 ab.
  • Das Druckregelventil 41 steuert den Druck des Kraftstoffs in der Dosiereinheit 33, indem das Druckregelventil 41 einen Teil des Kraftstoffs aus dem Dämpfungsvolumen 42 absteuert. Der abgesteuerte Kraftstoff strömt über den Ablauf 37 in den Rücklauf 8. Durch das Absteuern eines Teils des Kraftstoffs in der Dosiereinheit 33 ist das Steuern des Druckes des Kraftstoffs für das Abspritzen von Kraftstoff mittels der Einspritzdüse 36 in engen Grenzen möglich. Von Vorteil ist, dass die abgespritzte Kraftstoffmenge genau dosiert werden kann, wodurch eine effiziente Regeneration des Partikelfilters in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine möglich wird.
  • Zur weiteren Steigerung der Genauigkeit des Dosierens des Kraftstoffs zur Regeneration des Partikelfilters 5 trägt die Drossel 38 und das Dämpfungsvolumen 42 bei. Mittels der Drossel 38 können Druckschwankungen des Kraftstoffs für die Dosiereinheit 33, welche im Niederdruckkreislauf 6 beim Versorgen der Hochdruckpumpe 16 durch die Niederdruckpumpe 9 entstehen, geglättet werden. Mittels des auf die Drossel 38 abgestimmten Dämpfungsvolumens 42 können Druckwellen in der Dosiereinheit 33, die aus den im Kraftstoff verbliebenen Druckschwankungen entstehen, gedämpft bzw. elemeniert werden.
  • Das Abspritzen des für die Regeneration des Partikelfilters 5 benötigten Kraftstoffs kann mittels einer einzigen Abspritzung erfolgen oder getaktet in mehrere Abspritzungen aufgeteilt werden. Dabei lässt das Dosierventil 40 eine oder mehrere Abspritzungen durch die Einspritzdüse 36 zu, indem das Dosierventil 40 einmal oder mehrmals hintereinander den Kraftstoff der Einspritzdüse 36 durch Öffnen und Schließen zudosiert. Das Absperrventil 39 gibt den für die Regeration des Partikelfilters 5 benötigten Kraftstoff für eine oder mehrere Abspritzungen frei. Das Druckregelventil 41 steuert den Kraftstoffdruck im Dämpfungsvolumen 42, zwischen dem Absperrventil 39 und dem Dosierventil 40. Vorteilhafterweise wird dem Einspritzsystem 1, insbesondere dem Niederdruckkreislauf 6, nur phasenweise Kraftstoff für die Regeneration des Partikelfilters 5 entzogen.
  • Der Druck des Kraftstoffs in der Dosiereinheit 33 wird von dem Druck des Kraftstoffs im Niederdruckkreislauf 6 wesentlich bestimmt. Dabei nivelliert das Druckregelventil 41 den Druck des Kraftstoffs im Dämpfungsvolumen 42 auf einen Druck, der unter dem niedrigsten Förderdruck der Niederdruckpumpe 9 liegt. Dadurch ist sicher gestellt, dass in jedem Lastzustand der Brennkraftmaschine eine ausreichende Kraftstoffmenge für die Regeneration des Partikelfilters 5 zur Verfügung steht. Zusätzlich wird mittels der Drossel 38 die in die Dosiereinheit 33 strömende Kraftstoffmenge begrenzt, so dass die vom Druckregelventil 41 zu steuernde Kraftstoffmenge in einem engeren Bereich liegt als die von der Niederdruckpumpe 9 zur Verfügung gestellte kleinste und größte Kraftstoffmenge, wodurch die Genauigkeit der Druckregelung weiter gesteigert werden kann.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Verfahren zum Dosieren von Kraftstoff können kleinste Mengen von Kraftstoff präzise in das Abgassystem 3 der Brennkraftmaschine eingebracht werden, um in allen Last- und Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine, insbesondere im instationären Betrieb, ein Verdampfen des abgespritzten Kraftstoffs vor dem Auftreffen des Kraftstoffs auf den Oxidationskatalysator 4 sicherzustellen, wodurch ein effektives katalytisches Umsetzen des Kraftstoffs im Oxidationskatalysator 4 und ein Regenerieren des Partikelfilters 4 möglich wird.
  • Des Weiteren wird aus dem Niederdruckkreislauf 6 nur phasenweise Kraftstoff für das Regenerieren des Partikelfilters 5 entnommen, so dass der Niederdruckkreis 6 nicht permanent belastet wird und kein Kraftstoff aus dem Hochdruckkreislauf 7 benötigt wird. Damit spielt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff 2 für die Dimensionierung des Einspritzsystems 1, insbesondere des Niederdruckkreislaufs 6, eine untergeordnete Rolle, so dass Kosten und Bauraum eingespart werden können.

Claims (11)

  1. Einspritzsystem (1) mit einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem (3) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Hochdruckpumpe (16), die Kraftstoff in einen Speicher (17) fördert und unter einem hohen Druck vorhält, mit Injektoren (21), die mit dem Speicher (17) verbunden sind und jeweils in einen Brennraum der Brennkraftmaschine Kraftstoff aus dem Speicher (17) abspritzen, mit einer Einspritzdüse (36), die dem Abgassystem (3) zugeordnet ist und über einen Zulauf (34) mit dem Einspritzsystem verbunden ist, wobei im Zulauf (34) ein Absperrventil (39) und ein Dosierventil (40) vorgesehen sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen dem Absperrventil (39) und dem Dosierventil (40) ein Druckregelventil (41) angeordnet ist und das Druckregelventil (41) über einen Ablauf (37) mit dem Einspritzsystem (1) verbunden ist.
  2. Einspritzsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dem Absperrventil (39) eine Drossel (38) vorgeschaltet ist.
  3. Einspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Drossel (38), das Absperrventil (39), das Dosierventil (40) und das Druckregelventil (41) in einer Dosiereinheit (33) zusammengefasst sind.
  4. Einspritzsystem nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Absperrventil (39), das Dosierventil (40) und das Druckregelventil (41) über ein Dämpfungsvolumen (42) miteinander verbunden sind.
  5. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einspritzdüse (36) über eine Einspritzleitung (35) mit der Dosiereinheit (33) verbunden ist.
  6. Einspritzsystem nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einspritzdüse (36) selbsttätig durch dem Druck des Kraftstoffs in der Einspritzleitung (35) öffnet und Kraftstoff in das Abgassystem (3) abspritzt.
  7. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Dosiereinheit (33) über den Zulauf (34) mit einem Niederdruckkreislauf (6) des Einspritzsystems (1) verbunden ist.
  8. Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Dosiereinheit (33) über den Ablauf (37) mit einem Rücklauf (8) des Einspritzsystems (1) verbunden ist.
  9. Verfahren zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine für ein Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mittels des Absperrventils (39) Kraftstoff für eine oder mehrere Abspritzungen durch die Einspritzdüse (36) freigegeben wird und mittels des Dosierventils (40) der freigegebene Kraftstoff für eine oder mehrere Abspritzungen der Einspritzdüse (36) zudosiert wird und mittels des Druckregelventils (41) der Druck des freigegebenen Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil (39) und dem Dosierventil (40) gesteuert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mittels des Druckregelventils (41) einen Teil des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil (39) und dem Dosierventil (40) abgesteuert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mittels des Druckregelventils (41) der Druck des Kraftstoffs zwischen dem Absperrventil (39) und dem Dosierventil (40) auf einen Druck nivelliert wird, der unter dem niedrigsten Förderdruck der Niederdruckpumpe (9) liegt.
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