JP2019056374A - Injector for reductant delivery unit having fluid volume reduction assembly - Google Patents
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Abstract
Description
関連出願に関する相互参照
本出願は、−付けで出願された、「減じられた流体容積を有する還元剤供給ユニット用のインジェクタ」と題する米国特許出願第−号(代理人整理番号2017P03658US)、−付けで出願された、「還元剤供給ユニット用のシール部材」と題する米国特許出願第−号(代理人整理番号2017P03660US)、および−付けで出願された、「流体容積低減アッセンブリを有する還元剤供給ユニット用のインジェクタ」と題する米国特許出願第−号(代理人整理番号2017P03659US)に関連する。上記出願の内容は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is filed in U.S. Patent Application No. (Attorney Docket No. 2017P03658US) entitled "Injector for Reducing Agent Supply Unit with Reduced Fluid Volume". US Patent Application No. (Attorney Docket No. 2017P03660US) entitled “Seal Member for Reductant Supply Unit”, filed in US, and “Reductant Supply Unit with Fluid Volume Reduction Assembly” Related to US Patent Application No. (Attorney Docket No. 2017P03659US) entitled “Injector for Use”. The contents of the above applications are incorporated herein by reference in their entirety.
技術分野
本発明は、一般に還元剤供給ユニット(RDU)の流体インジェクタに関し、特に、非パージ用途のための堅牢なRDU流体インジェクタに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to reducing agent supply unit (RDU) fluid injectors, and more particularly to a robust RDU fluid injector for non-purge applications.
欧州および北米における排出規制は、特に圧縮点火(ディーゼル)エンジンや、希薄条件および超希薄条件下で作動する(通常は直接噴射が行われる)成層燃焼火花点火式エンジンなどの希薄燃焼技術のための、新たな排気後処理システムの実現を促進している。希薄燃焼エンジンは、高レベルの窒素酸化物(NOX)排出物を発生し、このNOX排出物は、希薄燃焼の酸素リッチな排気環境において処理することが困難である。これらの条件下でNOXを処理する排気後処理技術が現在開発されつつある。 Emissions regulations in Europe and North America are particularly for lean combustion technologies such as compression ignition (diesel) engines and stratified combustion spark ignition engines that operate under lean and ultra lean conditions (usually direct injection) , Promoting the realization of a new exhaust aftertreatment system. Lean burn engine generates high levels of nitrogen oxides (NO X) emissions, the NO X emissions are difficult to handle in the lean combustion of the oxygen rich exhaust environment. Exhaust aftertreatment technologies for processing NO X under these conditions are currently being developed.
これらの技術のうちの1つは、排気窒素酸化物(NOX)とのアンモニア(NH3)の反応を促進して、窒素(N2)および水(H2O)を発生させる触媒を含む。この技術は、選択的触媒還元(SCR)と呼ばれる。アンモニアは、自動車環境においてその純粋な形態で取り扱うことが困難であり、したがって通常は、これらのシステムと共に、ディーゼル排気流体(DEF)および/または典型的には32%の尿素(CO(NH2)2)濃度の液体尿素水溶液が使用される。溶液は、AUS−32と呼ばれ、AdBlueという商品名でも知られている。還元剤溶液は、典型的には、インジェクタを用いて高温の排気流に供給され、触媒に流入する前にアンモニアに変換される。特に、溶液は、高温排気流へ供給され、加熱分解を受けた後に排気においてアンモニアに変換されるか、または熱分解を受けた後に、アンモニアおよびイソシアン酸(HNCO)に変換される。次いで、イソシアン酸は、排気に存在する水分との加水分解を受け、アンモニアと二酸化炭素(CO2)とに変換される。加熱分解および加水分解から生じたアンモニアは、前述のように、窒素酸化物との触媒反応を受ける。 One of these technologies includes a catalyst that promotes the reaction of ammonia (NH 3 ) with exhaust nitrogen oxide (NO x ) to generate nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O). . This technique is called selective catalytic reduction (SCR). Ammonia is difficult to handle in its pure form in an automotive environment and therefore usually with these systems, diesel exhaust fluid (DEF) and / or typically 32% urea (CO (NH 2 )). 2 ) A liquid aqueous urea solution having a concentration is used. The solution is called AUS-32 and is also known under the trade name AdBlue. The reducing agent solution is typically supplied to the hot exhaust stream using an injector and converted to ammonia before entering the catalyst. In particular, the solution is fed to a hot exhaust stream and converted to ammonia in the exhaust after undergoing thermolysis, or converted to ammonia and isocyanic acid (HNCO) after undergoing thermal decomposition. The isocyanic acid is then hydrolyzed with moisture present in the exhaust and converted to ammonia and carbon dioxide (CO 2 ). As described above, ammonia generated from thermal decomposition and hydrolysis undergoes a catalytic reaction with nitrogen oxides.
AUS−32またはAdBlueの凍結点は−11℃であり、寒い気候ではシステムの凍結が生じることが予想される。これらの流体は水性であるので、凍結時には固体状態に移行した後に体積膨張が生じる。膨張している固体は、インジェクタのような閉じられた容積に大きな力を加える恐れがある。このような膨張は、インジェクタユニットに損傷を与える恐れがあるので、還元剤膨張に対処するための異なるSCRストラテジが存在している。 The freezing point of AUS-32 or AdBlue is −11 ° C. and it is expected that the system will freeze in cold weather. Since these fluids are aqueous, volume expansion occurs after transition to a solid state during freezing. An expanding solid can exert a large force on a closed volume such as an injector. Since such expansion can damage the injector unit, there are different SCR strategies to deal with reductant expansion.
市場には2つの公知のSCRシステム方式が存在している。すなわち、パージシステムと非パージシステムである。パージSCRシステムでは、車両エンジンが停止したときに、還元剤尿素および/またはDEF溶液がRDUからパージされる。非パージSCRシステムでは、還元剤は、車両の耐用期間にわたってRDU内に留まる。非パージSCRシステムの通常の作動中、RDUインジェクタは、還元剤の凍結点を越える温度で作動するので、RDU内の還元剤は液状に維持されている。しかしながら、非パージSCRシステムで車両エンジンが停止されると、RDUインジェクタは還元剤で満たされたままになり、これにより、RDUインジェクタは凍結状態で膨張した還元剤により損傷を受け易くなる。 There are two known SCR system schemes on the market. That is, a purge system and a non-purge system. In a purge SCR system, the reducing agent urea and / or DEF solution is purged from the RDU when the vehicle engine is stopped. In a non-purge SCR system, the reducing agent remains in the RDU for the life of the vehicle. During normal operation of a non-purge SCR system, the RDU injector operates at a temperature above the freezing point of the reducing agent, so that the reducing agent in the RDU is maintained in a liquid state. However, when the vehicle engine is stopped in a non-purge SCR system, the RDU injector remains filled with the reducing agent, which makes the RDU injector susceptible to damage by the reducing agent expanded in the frozen state.
例示実施形態は、既存のRDU流体インジェクタで見受けられる欠点を克服し、還元剤の凍結点以下の温度にある、RDUによる弊害が減じられる非パージSCRシステム用の改善された流体インジェクタを提供する。一例示実施形態によれば、RDUは、流体インジェクタの第1の端部に配置された、還元剤を受容するための流体入口と、流体インジェクタの第2の端部に配置された、還元剤を放出するための流体出口と、を有している流体インジェクタを備える。この流体インジェクタは、流体入口から流体出口までの還元剤のための流体路を画成している。この流体インジェクタはさらに、流体インジェクタの流体入口に、または流体入口近くに配置された端部を有する管部材であって、流体路に沿って還元剤を通すように構成された管部材と、流体インジェクタの流体入口の近位で管部材内に配置されたフィルタと、流体インジェクタの流体入口から流体出口までの前流体路に沿った還元剤流の方向に関して、フィルタの下流で、管部材内に配置されたキャリブレーションフィルタ管と、を有している。キャリブレーションフィルタ管は、フィルタに隣接した第1の端部部分と、第2の端部とを有しており、さらに、キャリブレーションフィルタ管を貫通するように軸方向で画成された孔を有しており、この孔は、流体インジェクタを通る流体路の少なくとも一部を画成している。キャリブレーションフィルタ管の下流で、流体インジェクタ内に、アクチュエータユニットが配置されており、このアクチュエータユニットは、キャリブレーションフィルタ管の第2の端部に係合している。バルブアッセンブリは、アクチュエータユニットに作動可能に連結されており、管部材内のキャリブレーションフィルタ管の位置は少なくとも部分的に、バルブアッセンブリのための対向する開放力を設定する。容積低減部材は、キャリブレーションフィルタ管が内部を貫通して延在する孔を有しており、この容積低減部材は、キャリブレーションフィルタ管の外面と、管部材の内面との間のスペースを占有している。一例示実施形態では、フィルタと、キャリブレーションフィルタ管と、容積低減部材とは、流体インジェクタの、一体的なサブアッセンブリ構成要素を形成する。 The illustrative embodiments overcome the disadvantages found in existing RDU fluid injectors and provide an improved fluid injector for a non-purge SCR system that is at a temperature below the freezing point of the reductant and has reduced adverse effects due to RDU. According to one exemplary embodiment, the RDU includes a fluid inlet for receiving a reducing agent disposed at the first end of the fluid injector and a reducing agent disposed at the second end of the fluid injector. A fluid injector having a fluid outlet for discharging the fluid. The fluid injector defines a fluid path for the reducing agent from the fluid inlet to the fluid outlet. The fluid injector further includes a tube member having an end disposed at or near the fluid inlet of the fluid injector, the tube member configured to pass a reducing agent along the fluid path, and a fluid With respect to the direction of the reducing agent flow along the pre-fluid path from the fluid inlet of the fluid injector to the fluid outlet, the filter disposed in the tube member proximal to the fluid inlet of the injector, and into the tube member And a calibration filter tube disposed. The calibration filter tube has a first end portion adjacent to the filter and a second end portion, and further includes an axially defined hole extending through the calibration filter tube. And the bore defines at least a portion of a fluid path through the fluid injector. An actuator unit is disposed in the fluid injector downstream of the calibration filter tube, and the actuator unit is engaged with the second end of the calibration filter tube. The valve assembly is operably coupled to the actuator unit, and the position of the calibration filter tube within the tube member at least partially sets an opposing opening force for the valve assembly. The volume reducing member has a hole through which the calibration filter tube extends, and the volume reducing member occupies a space between the outer surface of the calibration filter tube and the inner surface of the tube member. doing. In one exemplary embodiment, the filter, the calibration filter tube, and the volume reduction member form an integral subassembly component of the fluid injector.
一例示実施形態では、容積低減部材は、圧縮可能な材料から形成されており、この圧縮可能な材料は、ゴム組成物および独立気泡型発泡体のうちの1つである。 In one exemplary embodiment, the volume reducing member is formed from a compressible material, the compressible material being one of a rubber composition and a closed cell foam.
一例示実施形態では、容積低減部材は側壁を有しており、容積低減部材の側壁は、流体インジェクタの長手方向軸線に沿った方向で、波状に形成されている。 In one exemplary embodiment, the volume reducing member has a side wall that is corrugated in a direction along the longitudinal axis of the fluid injector.
流体インジェクタはさらにキャップ部材を有していてよく、このキャップ部材は、フィルタが配置される内部空間を画成する側壁を備え、この側壁は、キャリブレーションフィルタ管の第1の端部に接触している。キャリブレーションフィルタ管の第1の端部部分は、キャップ部材の内部空間内に配置されている。キャリブレーションフィルタ管の第1の端部部分は、キャリブレーションフィルタ管と、キャップ部材と、容積低減部材と、フィルタとが、流体インジェクタの一体的なサブアッセンブリ構成要素を形成するように、キャップ部材の側壁に取り付けられていてよい。 The fluid injector may further include a cap member that includes a sidewall that defines an interior space in which the filter is disposed, the sidewall being in contact with the first end of the calibration filter tube. ing. The first end portion of the calibration filter tube is disposed in the internal space of the cap member. The first end portion of the calibration filter tube includes a cap member such that the calibration filter tube, the cap member, the volume reduction member, and the filter form an integral subassembly component of the fluid injector. It may be attached to the side wall.
アクチュエータユニットは、流体インジェクタ内の固定された位置に配置された極片であって、この極片を軸方向で貫通するように画成された孔を有する極片と、流体インジェクタ内に可動に配置されたアーマチュアであって、ポケットを含むアーマチュアと、を有していてよい。アクチュエータユニットはさらに、極片とアーマチュアとの近位に配置されたコイルと、アーマチュアのポケット内に少なくとも部分的に配置されたばねと、を有していてよい。一例示実施形態では、キャリブレーションフィルタ管が、極片の孔内に、キャリブレーションフィルタ管の第2の端部がばねに接触するように配置されており、このばねは、コイルを通る電流がないときに、アーマチュアを極片から離れるように付勢して、バルブアッセンブリが、還元剤が流体出口を通過するのを阻止する閉鎖位置に位置するようにする。 The actuator unit is a pole piece arranged at a fixed position in the fluid injector, the pole piece having a hole defined so as to penetrate the pole piece in the axial direction, and movable in the fluid injector. An armature that is disposed and includes a pocket. The actuator unit may further include a coil disposed proximally of the pole piece and the armature and a spring disposed at least partially within the armature pocket. In one exemplary embodiment, the calibration filter tube is positioned in the hole of the pole piece such that the second end of the calibration filter tube contacts the spring, which is the current through the coil. When not, the armature is urged away from the pole piece so that the valve assembly is in a closed position that prevents the reducing agent from passing through the fluid outlet.
キャリブレーションフィルタ管は、キャリブレーションフィルタ管の第1の端部部分から軸方向に延在する第2の部分と、この第2の部分と、キャリブレーションフィルタ管の第2の端部との間に位置する第3の部分とを有している。容積低減部材は、第2の部分の周りに配置され、第3の部分は極片の孔内に配置されており、容積低減部材の下流端部は、流体路に沿った還元剤流の方向に関して、極片の上流端部に隣接している。 The calibration filter tube includes a second portion extending axially from the first end portion of the calibration filter tube, and between the second portion and the second end portion of the calibration filter tube. And a third portion. The volume reduction member is disposed around the second portion, the third portion is disposed within the pole piece aperture, and the downstream end of the volume reduction member is in the direction of the reducing agent flow along the fluid path. With respect to the upstream end of the pole piece.
キャリブレーションフィルタ管の第2の部分の外径は、キャリブレーションフィルタ管の第3の部分の外径よりも大きくてよい。 The outer diameter of the second portion of the calibration filter tube may be larger than the outer diameter of the third portion of the calibration filter tube.
別の例示実施形態では、RDU流体インジェクタが、流体インジェクタの第1の端部に配置され、流体を受容するように構成された流体入口と、流体インジェクタの第2の端部に配置された、流体を放出するための流体出口と、を有しており、この流体インジェクタは、流体入口から流体出口までの流体のための流体路を画成している。管部材は、流体インジェクタの流体入口に、またはこの入口近くに配置された端部を有しており、この管部材は、流体路に沿って流体を通すように構成されている。フィルタが、流体インジェクタの流体入口の近位で管部材内に配置されている。キャリブレーションフィルタ管は、流体インジェクタの流体入口から流体出口への流体路に沿った流体の流れ方向で見て、フィルタの下流で、管部材内に配置されている。キャリブレーションフィルタ管は、フィルタに隣接する第1の端部部分と、第2の端部と、軸方向でキャリブレーションフィルタ管を貫通するように画成された孔とを有しており、この孔は、流体インジェクタを通る流体路の少なくとも一部を画成している。キャリブレーションフィルタ管の下流で、流体インジェクタ内に、アクチュエータユニットが配置されており、このアクチュエータユニットは、キャリブレーションフィルタ管の第2の端部に係合している。バルブアッセンブリが、アクチュエータユニットに作動可能に連結されており、管部材内のキャリブレーションフィルタ管の位置は、バルブアッセンブリの対向する開放力を設定する。流体インジェクタはさらにキャップ部材を有しており、キャップ部材は、フィルタが配置される内部空間を画成する側壁を有している。一例示実施形態では、側壁は、キャリブレーションフィルタ管の第1の端部に接触し、第1の端部に取り付けられており、これによりキャップ部材と、フィルタと、キャリブレーションフィルタ管とは、流体インジェクタの単一のサブアッセンブリ構成要素を形成する。 In another exemplary embodiment, an RDU fluid injector is disposed at a first end of the fluid injector and is disposed at a second end of the fluid injector configured to receive fluid. A fluid outlet for discharging fluid, the fluid injector defining a fluid path for fluid from the fluid inlet to the fluid outlet. The tube member has an end located at or near the fluid inlet of the fluid injector, the tube member being configured to pass fluid along the fluid path. A filter is disposed in the tube member proximal to the fluid inlet of the fluid injector. The calibration filter tube is disposed in the tube member downstream of the filter as viewed in the fluid flow direction along the fluid path from the fluid inlet to the fluid outlet of the fluid injector. The calibration filter tube has a first end portion adjacent to the filter, a second end portion, and a hole defined to penetrate the calibration filter tube in the axial direction. The bore defines at least a portion of a fluid path through the fluid injector. An actuator unit is disposed in the fluid injector downstream of the calibration filter tube, and the actuator unit is engaged with the second end of the calibration filter tube. A valve assembly is operably coupled to the actuator unit, and the position of the calibration filter tube within the tube member sets the opposing opening force of the valve assembly. The fluid injector further includes a cap member, and the cap member has a side wall that defines an internal space in which the filter is disposed. In one exemplary embodiment, the side wall contacts the first end of the calibration filter tube and is attached to the first end, whereby the cap member, the filter, and the calibration filter tube are: It forms a single subassembly component of the fluid injector.
図面とともに例示実施形態を参照して、本発明の態様を以下に詳しく説明する。 Aspects of the present invention are described in detail below with reference to exemplary embodiments in conjunction with the drawings.
以下の例示実施形態の説明は、実際は単なる例であり、本発明、その適用または使用を限定するものではない。 The following description of the exemplary embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its application or use.
例示実施形態は、一般にRDUインジェクタ内で凍結する還元剤、DEF、および/または尿素水溶液による損傷作用が減じられる、非パージSCRシステム用のRDUに関する。 Exemplary embodiments relate to RDUs for non-purged SCR systems in which the damaging effects of reducing agents, DEF, and / or aqueous urea solutions that are typically frozen in an RDU injector are reduced.
図1には、一例示実施形態による非パージSCRシステムのRDU10が示されている。RDU10は、全体を符号12で示したソレノイド流体インジェクタを備えており、ソレノイド流体インジェクタ12は、流体の調量機能を提供し、計量供給用途において車両の排ガス路内への流体の噴霧準備を提供する。つまり、流体インジェクタ12は、選択的触媒還元(SCR)触媒コンバータ(図示せず)の上流の排ガス流路に関連するように構成および配置されている。流体インジェクタ12は、電気的に操作される、ソレノイド燃料インジェクタであってよい。図1および図2に示すように、流体インジェクタ12は、コイル14と可動アーマチュア16とを有するアクチュエータユニットを含む。インジェクタ12の構成要素は、インジェクタ12を通る還元剤、DEF、および/または尿素溶液のための流体路を画成する。RDU10は、還元剤、DEF、および/または尿素溶液を車両エンジンの排ガス路内に噴射するように構成されており、これらの還元剤、DEF、および/または尿素溶液は、以下では簡略化のために「還元剤」と呼ばれる。
FIG. 1 illustrates an
図1に示したように、流体インジェクタ12は、RDU10の内部キャリヤ18内に配置されている。全体的に符号20で示されるインジェクタシールドは、上部シールド20Aと下部シールド20Bとから成っている。上部シールドと下部シールドとは、インジェクタ12を取り囲んでいて、下部シールド20Bのフランジ22のタングを、キャリヤ18および上部シールド20Aのシェルフ部材上に被せるように折り曲げることにより、キャリヤ18に連結されている。結果として、シールド20とキャリヤ18とはインジェクタ12に対して位置固定される。
As shown in FIG. 1, the
図1に全体を符号24で示した、RDU10の入口カップ構造は、カップ26と、このカップ26に統合されて形成された流体供給管28とを有している。流体供給管28は、還元剤源(図示せず)に連通しており、この還元剤は、インジェクタ12の流体入口30内に供給され、インジェクタの流体出口32から、車両エンジン(図示せず)の排気流内へと排出される。インジェクタ12の流体入口30は、流体供給管28に流体連通している。流体出口32は、RDU10の下部シールド20Bの端部に直接連結されている排気フランジ36のフランジ出口34に流体接続されている。
The inlet cup structure of the
インジェクタ12はインジェクタ本体構造を含み、このインジェクタ本体構造内には、インジェクタ12の構成要素が配置されている。インジェクタ本体構造は、第1のインジェクタ本体部材38と、バルブ本体部材40とを含む。第1のインジェクタ本体部材内にはコイル14とアーマチュア16とが配置されており、バルブ本体部材内にはインジェクタ12のバルブアッセンブリが少なくとも部分的に配置されている。第1のインジェクタ本体部材38とバルブ本体部材40とは、互いに直接または間接的に固定接続されている。
The
図1〜図3を参照すると、流体インジェクタ12は、第1のインジェクタ本体部材38内に少なくとも部分的に配置された管部材42を含む。管部材42の外面は、第1のインジェクタ本体部材38の内面に接触している。管部材42の開放端部は、カップ26内に配置されていて、流体供給管28に流体連通している。カップ26内には、カップの内面と、管部材42の外面との間に、管部材42の開放端部の近くでOリング44が配置されている。Oリング44は、流体供給管28を出ていく還元剤が、インジェクタ12の管部材42の開放端部内を通過することを確実にするために機能している。
With reference to FIGS. 1-3, the
流体インジェクタ12のアクチュエータユニットはさらに、第1のインジェクタ本体部材38内に固定的に配置された極片46を含む。コイル14は少なくとも部分的に極片46とアーマチュア16とを取り囲んでいる。極片46は、インジェクタ12内でアーマチュア16の上流に配置されている。極片46は、この極片を軸方向で貫通するように画成された中心孔を有している。
The actuator unit of the
アーマチュア16は、ポケットを画成するU字形の区分を含み、このポケット内にはばね50の少なくとも一部が配置されている。アクチュエータユニットの一部であるばね50は、可動アーマチュア16を付勢し、これによりアーマチュア16は、コイル14に電流が流されないときは極片46から間隔を置いて位置している。ばね50は部分的に、極片46の中心孔内に延在している。極片46内に延在しているばね50の端部は、ばね調節管52に接触している。ばね調節管52は、ばね50の(インジェクタ12を通る還元剤の流れの方向に関して)上流で、極片46の中心孔内に少なくとも部分的に配置されている。ばね調節管52は、このばね調節管を軸方向で貫通するように画成された孔を有している。ばね調節管52の貫通孔は、流体インジェクタ12内の還元剤のための流体路を部分的に画成しており、極片46内の還元剤のための流体路のみを画成している。ばね調節管52は、ばね50との係合により、流体インジェクタ12を通る還元剤の動的な流れを較正するために使用される。
アーマチュア16はさらに、ポケットの内部から、ピン部材58の上流端部までアーマチュア16を貫通するように画成された1つ以上の通路60(図1および図2)を含む。通路60は、アーマチュア16の周囲に等間隔で配置されていてよい。一例示実施形態では、アーマチュア16は、ポケット壁16Aによって形成されたポケットの基部の周り全体に画成された単一の通路を含む。通路60により還元剤は、アーマチュア16のポケットから、ピン部材58の上流端部の周りのスペースまで流れることができる。アーマチュア16のポケットと通路60とは一緒に、流体インジェクタ12の還元剤流体路を部分的に画成し、アーマチュア16を貫通する、またはアーマチュア16の周りを通る流体路の部分のみを画成する。
The
図1および図2および図5を参照すると、インジェクタ12のバルブアッセンブリは、シール部材54と座部56とを備えている。シール部材54は、シール部材54とアーマチュア16の下流端部との間に配置されたピン部材58を介してアーマチュア16に接続されている。シール部材54と、ピン部材58と、アーマチュア16とは、1つのアーマチュアアッセンブリを形成するために組み合わせることができる。コイル14が励磁されると、コイル14は、アーマチュア16に作用するばね50の付勢力を克服する電磁力を発生させ、アーマチュア16を極片46に向かって動かす。アーマチュアは対応してピン部材58を動かすので、シール部材54が座部56から持ち上げられて座部56から離れ、アーマチュアアッセンブリを開放位置へと動かし、したがって、還元剤が流体出口32を通過してフランジ出口34へと到り、車両エンジンの排ガス路内へ到る。コイル14への通電が遮断されると、電磁力は消え、ばね50はアーマチュア16を付勢するので、アーマチュア16は極片46から離れ、結果としてシール部材54は座部56に係合してシールし、アーマチュアアッセンブリを閉鎖位置へ戻すように変更する。閉鎖位置にあるアーマチュアアッセンブリにより、還元剤は、座部56とフランジ出口34を通って流れることができず、車両エンジンの排ガス路内へ入ることはできない。
1, 2, and 5, the valve assembly of the
上述したように、RDU10は、非パージSCR排気後処理システムの部分を成す。結果として、車両エンジンがオフにされた後、還元剤が流体インジェクタ12内に残る。例示実施形態では、流体インジェクタ12は、流体インジェクタ12内の還元剤の量を減らすように構成されている。言い換えると、流体インジェクタ12を通る還元剤のための流体路の総容積が減じられている。インジェクタ12内の還元剤のためのスペースが小さくなることにより、潜在的に凍結するかもしれないRDU10内の還元剤の量が減り、これにより、凍結した還元剤からの膨張力によって損傷を受けるインジェクタ12の損傷率が減少する。
As mentioned above,
流体インジェクタ12内の還元剤流体路の容積を減らすために、バルブ本体部材40の厚さを増大させる。さらに、ピン部材58を中実のエレメントとして構造化し、還元剤がピン部材を貫通するのではなく、ピン部材58の外面の周りを流れるようにする。インジェクタ12を通る還元剤のための流体路を部分的に画成する、ピン58の外面とバルブ本体部材40の内面との間のスペースが、狭められる。この狭められた流体路の部分は、流体インジェクタ12内のアーマチュア16と座部56との間の還元剤のための流体路だけである。ピン58とバルブ本体部材40との間の狭められた流体路は、RDU10の通常作動中、還元剤の噴射を実施するために流体インジェクタ12を通る十分な還元剤流量を提供すると同時に、インジェクタ12内における還元剤の比較的小さい体積を維持し、インジェクタ内での還元剤の凍結によりインジェクタ12が損傷を受ける危険を減らす。
In order to reduce the volume of the reducing agent fluid path in the
さらに、ばね50が少なくとも部分的に配置されている、アーマチュア16のポケットの直径が減らされ、これにより、アーマチュア16のポケット壁16Aの厚さを増やすことができる。一例示実施形態では、ポケット壁16Aの厚さは、ポケットの直径の45%〜75%であり、例えば約60%である。ポケット壁16Aの厚さの増加、ならびにバルブ本体部材40の増大した厚さ、および中実なピンであるピン部材58により、結果的にインジェクタ12の構成要素は強固になり、したがって、還元剤の凍結力に対する抵抗力が上がる。
In addition, the diameter of the pocket of the
さらに、ばね調節管52の孔は、インジェクタ12内の還元剤流体路の容積を減らすように寸法設定されている。一例示実施形態では、ばね調節管52の孔の直径は、極片46の外径の12%〜22%であり、特に16%〜19%である。
Further, the hole in the
図3には、インジェクタ12の上流部分が示されている。管部材42が少なくとも部分的にインジェクタ12内に延在している。インジェクタ12を通る還元剤流体路は、管部材42を通過する。インジェクタ12は、管部材42の開放端部近くで、管部材42内に配置されたフィルタ204を含む。フィルタ204は、還元剤の凍結による膨張力に良好に耐えられるように、ステンレス鋼材料などの、構造的に堅牢な焼結された金属フィルタである。フィルタ204は、付加された強度のための支持外部構造を有していてよい。図3により最もよくわかるように、フィルタ204はキャップ部材206内に配置されている。キャップ部材206は、実質的に円筒形状であって、周方向に延在する側壁206Aを有しており、この側壁は、キャップ部材内にフィルタ204を収容するためにサイズを規定された内部容積を画成している。キャップ部材206は、管部材42内に嵌め込まれるように寸法設定されていて、特にこれにより、キャップ部材206の側壁206Aの外面が管部材42の内面に接触している。キャップ部材206はさらに、キャップ部材206の軸方向端部に沿って配置され、かつ側壁206Aから半径方向内側に向かって延在する環状部材206Bを含む。環状部材206Bは、キャップ部材206内にフィルタ204を固定位置に維持するために機能する。キャップ部材206は、金属等の組成物から構成されている。
FIG. 3 shows the upstream portion of the
インジェクタ12はさらに、図1〜図3に示したように、キャップ部材206の上流にありキャップ部材206に接触している、管部材42内に配置された保持リング207を有している。保持リング207は、管部材の内面に沿って管部材42に対して位置固定されている。管部材42に沿った位置で位置固定されている保持リング207は、インジェクタ12の下流の構成要素を、第1のインジェクタ本体部材38内の固定位置に維持するために機能する。一例示実施形態では、保持リング207は、管部材42の内面に沿って溶接されている。このような溶接接続は、保持リング207の上縁部の全周に沿って形成されている。しかしながら、別の接続機構を、管部材42への保持リング207の固定のために利用してもよいことがわかる。
The
図1〜図4を参照すると、インジェクタ12はさらに、インジェクタ12内の還元剤流体路の容積をさらに減じるために機能する容積低減部材208を有している。低減部材208は、図4に示したように、実質的に円筒状の形状であり、上側(上流)端部と、底面側(下流)端部とを有している。一実施形態では、容積低減部材208は、ステンレス鋼などの金属から構成されている。しかしながら、容積低減部材208が別の金属または金属組成物から形成されていてもよいことを理解されたい。容積低減部材208の外面は、管部材42の内面に接触するサイズとなっている。
1-4, the
容積低減部材208はさらに、一方の軸方向(上側)端部から他方の軸方向(底面側)端部へと、容積低減部材208を軸方向で貫通するように画成された孔208A(図2および図3)を有している。孔208Aは、容積低減部材208の長手方向軸線に沿って位置しており、孔自体が、インジェクタ12を通過する還元剤のための流体路の一部を形成している。孔208Aは、容積低減部材208内を通る、または容積低減部材208の周りを通る還元剤のための流体路のみを形成する。一例示実施形態では、孔208Aの直径は、容積低減部材208の外径の12%〜20%であり、例えば約16%である。容積低減部材208は半径方向で管部材42の内面に向かって延在しているので、また孔208Aの直径は容積低減部材208の外径に比べて小さいので、容積低減部材208は、インジェクタ12内に還元剤が留まることができるスペースまたは容積を減らし、これにより内部の還元剤の流体路の容積を減らす。容積低減部材208はさらに、ばね調節管52をインジェクタ12内で位置保持するのを支援するので、ばね調節管52は、ばね50に対する所望の力を維持し、これにより較正の損失を阻止する。特に、保持リング207は、フィルタ204の位置を維持し、したがってキャップ部材206の位置を維持する。キャップ部材206は、容積低減部材208の位置を維持し、容積低減部材は、ばね調節部材52の位置を維持する。
The
図1〜図4を参照すると、流体インジェクタ12はさらに、容積低減部材208の底面側(下流)端部と、極片46の上側との間に配置された容積補償部材210を有している。容積補償部材210は弾性材料から構成されており、容積低減部材208と極片46との間のスペースを埋めるために用いられ、これにより、インジェクタ12内の還元剤流体路の容積をさらに減らすことができる。容積補償部材210は、組み付けられる際に圧縮状態でインジェクタ12内に位置することができ、容積低減部材208と、極片46と、管部材42の内面と、ばね調節部材52の外面とに接触している。
1 to 4, the
図5には、流体インジェクタ12の下流端部部分が示されている。図面からわかるように、座部56は、座部56を軸方向で貫通するように画成された孔を有する。一例示実施形態では、座部56の貫通孔の長さは、座部56を通る還元剤流体路の容積、特に、シール部材54と係合する座部56のシール帯の下方の袋状容積をさらに減らすように、短くされている。
FIG. 5 shows the downstream end portion of the
一例示実施形態によれば、流体インジェクタ12は、積層配置されている複数のオリフィスディスク212を有している。オリフィスディスク積層体は、座部56の下流端部に向かって配置されている。図5に示した例示実施形態では、ディスク積層体は第1のディスク212Aを含み、この第1のディスクは、インジェクタ12から出ていく還元剤の所望の噴霧パターンを提供するように構成された1つ以上のオリフィスを有している。第1のディスク212Aのオリフィスの寸法および位置は、変化させることができ、特に車両エンジンの還元剤調量要求に依存していてよいことがわかる。ディスク積層体はさらに、第2のディスク212Bを含み、この第2のディスクは、第1のディスク212Aの下流に配置されていて、還元剤噴霧が通過するオリフィスを有している。第2のディスク212Bは、第1のディスク212Aの厚さよりも大きな厚さを有し、第1のディスク212Aに対して配置され、第1のディスク212Aを支持しているので、第1のディスク212Aの上流の凍結した還元剤からの膨張力に起因する、より薄い第1のディスク212Aの変形を阻止する。
According to one exemplary embodiment, the
上述したように、流体インジェクタ12、特に流体インジェクタの構成要素は、インジェクタ12内の還元剤流体路の容積を減らすように構成されている。例示実施形態では、流体インジェクタ12内の流体路の容積の、(コイル14、アーマチュア16、極片46、ばね調節管52、容積低減部材208、容積補償部材210、フィルタ204、保持リング207、ばね50、ピン部材58、シール部材54、座部56、第1のインジェクタ本体部材20A、バルブ本体部材40を含むが、これらに限定されるものではない)インジェクタ12の構成要素の体積に対する比は、0.08〜0.30であり、特に0.12〜0.20であり、例えば約0.15である。これらの容積量は、管部材42の開放端部に沿った第1の平面の、流体インジェクタ12の長手方向軸線に対して直交する平面(すなわち、流体入口30)と、第2のディスク212Bの最も下方の(下流の)面に沿った第2の平面(すなわち、流体出口32)との間で計算される。流体インジェクタ12内のインジェクタ構成要素体積に対する還元剤路の容積の特別な比は、コスト数と、関連するファクタの性能に応じて変化してよく、約0.08〜約0.30の間の任意の値であってよいことが理解される。上述した範囲内に入るインジェクタ構成要素体積に対する還元剤流体路容積の減じられた比を有する流体インジェクタを提供することで、有利には、インジェクタ12内の還元剤が減少し、インジェクタ12内で還元剤が凍結した場合にRDU10が損傷する確率を減少させる。
As described above, the
図6〜図8に示す別の例示実施形態では、流体インジェクタ12が容積低減部材308を備えており、この容積低減部材は、図1〜図5について上述した容積低減部材208の特徴の多くを有している。容積低減部材208と同様に、容積低減部材308は、ステンレス鋼、または類似の組成物から構成されており、流体インジェクタ12の管部材42内に、容積補償部材210とフィルタ204との間に配置されている。しかしながら、容積低減部材308は、第1の部分308Aと第2の部分308Bとを有している。図7に示すように、第1の部分308Aと第2の部分308Bのそれぞれは円筒形状を有しており、第1の部分308Aの外径は、第2の部分308Bの外径よりも小さい。より詳しく後述するように、第1の部分308Aの外径は、第2の部分308Bの直径よりも、キャップ部材306の側壁306Aの厚さ分だけ小さい。容積低減部材308は、上側(上流)の端部と底面側(下流)の端部とを有しており、これらの端部はそれぞれ、第1の部分308Aと第2の部分308Bの軸方向端部を形成している。第2の部分308Bの外面は、管部材42の内面に接触するサイズとなっている。
In another exemplary embodiment illustrated in FIGS. 6-8, the
上述したように、容積低減部材308の第1の部分308Aの外径は、第2の部分308Bの外径よりも小さい。図6〜図8に示したように、容積低減部材308は、角度付けられた環状面またはスカート308Dを有し、この環状面またはスカートは、軸方向で、第1の部分308Aの外面と、第2の部分308Bの外面との間に延在しており、これら両外面の間の物理的なインターフェースとして機能する。容積低減部材308および/またはインジェクタ12の長手方向軸線に対する、角度付けられた面308Dの角度は、鋭角である。選択的に、角度付けられた面308Dの角度は、容積低減部材308および/またはインジェクタ12の長手方向軸線に対して直角である。
As described above, the outer diameter of the
容積低減部材308はさらに、一方の軸方向(上側)端部から他方の軸方向(底面側)端部へと、容積低減部材308を軸方向で貫通するように画成された孔308Cを有している。孔308Cは、容積低減部材308の長手方向軸線に沿って位置しており、孔自体が、インジェクタ12を通過する還元剤のための還元剤流体路のみを形成しており、容積低減部材308を貫通する、または容積低減部材308の周りの還元剤流体路の一部を形成している。一例示実施形態では、孔308Cの直径は、容積低減部材308の外径の12%〜20%であり、例えば約16%である。容積低減部材308は管部材42の内面に向かって延在しているので、また孔308Cの直径は、容積低減部材308の外径に比べて比較的小さいので、容積低減部材308は、インジェクタ12内の所定の容積を占めており、インジェクタ12を通る還元剤流体路のスペースまたは容積を減らし、これにより、凍結してインジェクタ12を潜在的に損傷する恐れのあるインジェクタ12内の還元剤の量を減らす。
The
キャップ部材306は、図1〜図5について上述したキャップ部材206と同じいくつかの特徴を有している。図7に示したように、キャップ部材306は、実質的に円筒形状であって周方向に延在する側壁306Aを有しており、この側壁は、キャップ部材内にフィルタ204を収容するためにサイズを規定された内部容積を画成している。キャップ部材306は、管部材42内に嵌め込まれるように寸法設定されており、特にこれにより、キャップ部材306の側壁306Aの外面が、管部材42の内面に接触している。キャップ部材306はさらに、キャップ部材306の軸方向(上流)端部に沿って配置され、かつ側壁306Aから半径方向内側に向かって延在する環状部材306Bを有する。環状部材306Bは、キャップ部材306内でフィルタ204を固定位置に維持するために機能する。キャップ部材206と同様に、キャップ部材306は、金属または類似の組成物から構成され、フィルタ204に構造的支持を提供する。
The
例示実施形態では、キャップ部材306は、容積低減部材308に係合して、容積低減部材308に固定されている。このようにして、フィルタ204と、キャップ部材306と、容積低減部材308とは、図8に示したように、単一の、一体的な、統合された構成要素を形成する。 フィルタ204と、キャップ部材306と、容積低減部材308とから形成された単一の一体的な構成要素を有することにより、好適には、インジェクタを製造する間にインジェクタ12を組み立てるためのシンプルで複雑でないプロセスが可能である。
In the illustrated embodiment, the
例示実施形態では、キャップ部材306は、図6および図8に示したように、容積低減部材308の第1の部分308Aの少なくとも一部の上に嵌め込まれ、これに係合し、またはその他の形式で取り付けられる。一例示実施形態では、キャップ部材306は、第1の部分308Aと共にプレス嵌め係合部を形成している。別の例示実施形態では、キャップ部材306の底面306Cと第1の部分308Aの半径方向外面との間の隅肉溶接のように、キャップ部材306は、第1の部分308Aに溶接されている。このような実施形態のそれぞれにおいて、角度付けられた面308Dは、キャップ部材306を第1の部分308Aに固定するための十分なスペースを提供する。キャップ部材306は、別の機構を介して、容積低減部材308の第1の部分308Aに固定されてもよい。
In the exemplary embodiment,
容積低減部材308の第1の部分308Aの上に嵌め込まれるキャップ部材306により、側壁306Aの外径は、第2の部分308Bの外径と同じ、またはほぼ同じである。図6および図8参照。
Due to the
上述したように、容積低減部材308は、一例示実施形態によれば、ステンレス鋼などの金属から構成されている。別の例示実施形態では、第2の部分308Bの一部は、プラスチック、または類似の組成物から構成されている。特に図9〜図11に示すように、第1の部分308Aと、第2の部分308Bの第1部308B−1とは、単一の金属部材として形成されており、第2の部分308Bの第2部308B−2は、第2の部分の第1部の周りにオーバーモールドされたプラスチックである。図11には、金属の第1の部分308Aと、第2の部分308Bの第1部308B−1とが示されている。第2の部分308Bの第1部308B−1は、図10に示したように、第1の部分308Aから(下流)軸方向に延在する中間区分308B−3と、この中間区分308B−3に取り付けられ、ここから(下流)軸方向に延在する遠位区分308B−4とを含む。遠位区分308B−4は、容積低減部材308(および/またはインジェクタ12)の長手方向軸線から、中間区分308B−3の半径方向の延びよりもさらに半径方向に延在しており、これによりビームを形成している。オーバーモールドされたプラスチックまたはその他類似の組成物から成る第2の部分308Bの第2部308B−2は、中間区分308B−3と遠位区分308B−4とにより形成されたビームの周りに形成されており、したがって、単一の、一体的な統合された構成要素として容積低減部材308を形成している。上述したように、容積低減部材308は、キャップ部材306に接続されているので、結果として、容積低減部材308、フィルタ204、キャップ部材306は、組み立てられたインジェクタ12における使用のための単一の組み立てられた構成部材を形成する。
As described above, the
インジェクタ12の組立中、単一の組立構成要素(フィルタ204、キャップ部材306、容積低減部材308)が、容積補償部材210と接触しながら圧力下で管部材42内に挿入される。挿入に次いで、依然として圧力下で、キャップ部材306が、管部材42の上側部分に沿った全ての交差部に沿って管部材42に溶接される。一実施形態では、溶接接続部は隅肉溶接である。
During assembly of the
図12には、別の例示実施形態による流体インジェクタ12が示されている。この実施形態では、流体インジェクタ12は、フィルタ204と、上述したように、このフィルタ204が内部に配置されているキャップ部材306とを有している。さらに、流体インジェクタ12は、キャリブレーションフィルタ管402と、容積低減部材408とを有している。キャリブレーションフィルタ管402は、キャリブレーションフィルタ管402を軸方向で貫通するように画成された孔402Aを有している。キャリブレーションフィルタ管402の一方の(上流)端部で、孔402Aは、フィルタから還元剤を受け取るために、フィルタ204に流体連通している。キャリブレーションフィルタ管402の他方の(下流)端部で、孔402Aは、還元剤をアーマチュア16へと供給する。このようにして、キャリブレーションフィルタ管402は、流体インジェクタ12を通る還元剤用の流体路の一部を成しており、フィルタ204からアーマチュア16へのこのような流体路のみを形成している。キャリブレーションフィルタ管402の孔402Aの直径が、管部材42の内径よりも小さいことにより、インジェクタ12を通る還元剤用の流体路の容積が減るので、流体路内で凍結する還元剤の弊害が軽減される。
FIG. 12 shows a
図12〜図14に示すように、キャリブレーションフィルタ管402はさらに、第1の端部部分402Bを有しており、この第1の端部部分は、少なくとも部分的にキャップ部材306内に配置され、フィルタ204に接触している。第1の端部部分402Bは、実質的に円板状であって、キャップ部材306の側壁306Aの内面に接触している側壁402Cを有している。一例示実施形態では、キャリブレーションフィルタ管402の第1の端部部分402Bは、キャップ部材306に取り付けられているので、キャップ部材306と、フィルタ204と、キャリブレーションフィルタ管402とは、流体インジェクタ12の簡略化された組立を促進するために、単一の、一体的な、統合されたサブアッセンブリ構成要素を形成している。一例示実施形態では、キャップ部材306は、第1の端部部分402Bに係合しており、特に第1の端部部分とプレス嵌め係合部を形成している。別の例示実施形態では、キャップ部材306の側壁306Aの軸方向端部と、第1の部分402Aの側壁402Cの外面との間の隅肉溶接のように、キャップ部材306は、第1の端部部分402Bに溶接されている。選択的にまたは付加的に、キャップ部材306は、別の技術を利用して、キャリブレーションフィルタ管402の第1の端部部分402Bに固定されてもよいことが理解される。
As shown in FIGS. 12-14, the
キャリブレーションフィルタ管402はさらに、図12〜図14に示したように、第1の部分402Aから軸方向に延在する細長い第2の部分402Dを有している。第2の部分402Dは、極片46内へと延在するようなサイズとなっていて、これにより第1の端部部分402Bとは反対側の第2の端部402Eは、ばね50(図12)に係合する。第2の部分402Dは実質的に円筒状であって、内部に配置された孔402Aを有している。キャリブレーションフィルタ管402はさらに、第2の部分402Dの外面から半径方向外側に向かって延在している環状のタブ402Fを有している。タブ402Fはキャリブレーションフィルタ管402の外面から僅かに外側に向かって延在していて、キャリブレーションフィルタ管402の第2の部分402Dに沿って配置されているので、極片46の中心孔を画成する極片46の内面に接触する。タブ402Fと極片46の中心孔との間のこのような接触により、キャリブレーションフィルタ管402は、極片46とプレス嵌め取り付け部を形成する。
The
上述したように、キャリブレーションフィルタ管402の第2の端部402Eは、ばね50に接触し、係合している。キャリブレーションフィルタ管402とばね50との係合によって、およびアーマチュア16とばね50との係合によって、キャリブレーションフィルタ管402は、流体インジェクタ12を通る還元剤の動的な流れを較正するために使用される。特に、単一の、一体的な、統合されたサブアッセンブリ構成要素として形成された、キャップ部材306と、フィルタ204と、キャリブレーションフィルタ管402とは、キャップ部材306をキャリブレーションフィルタ管に溶接する前に、管部材42内の所望の位置にキャリブレーションフィルタ管402を配置し、ばね50のための所望のように較正された力を提供するのを容易にする。
As described above, the
キャリブレーションフィルタ管402は、ステンレス鋼のような金属組成物から成っている。
The
引き続き図12〜図14を参照すると、インジェクタ12はさらに、キャリブレーションフィルタ管402の第2の部分402Dの周囲に配置された容積低減部材408を有している。容積低減部材408は円筒形状であって、容積低減部材408を軸方向で貫通するように画成された中心孔を有している。容積低減部材408の中心孔は、その内部にキャリブレーションフィルタ管402を収容するためのサイズとなっている。図12に示したように、容積低減部材408の半径方向外面は、管部材42の内面に接触する。容積低減部材408の一方の軸方向(上流)端部は、キャリブレーションフィルタ管402の第1の端部部分402Bの近くに配置されていて、第1の端部部分402Bに接触しており、容積低減部材408の他方の軸方向(下流)端部は、極片46の上流端部に向かって配置されていて、極片46の上流端部に接触している。このようにして、容積低減部材408は、極片46の上流、かつキャリブレーションフィルタ管402の第1の端部部分402Bの下流に位置する、キャリブレーションフィルタ管402の第2の部分402Dと、管部材42との間のスペースを占有している。一例示実施形態では、容積低減部材408は、容積低減部材408が、キャップ部材306と、フィルタ204と、キャリブレーションフィルタ管402と共に、単一の、一体的な、統合されたサブアッセンブリ構成要素を形成するように、キャリブレーションフィルタ管402に取り付けられている。
With continued reference to FIGS. 12-14, the
一例示実施形態では、容積低減部材408は、弾性的かつ圧縮可能な材料から構成されていて、流体インジェクタ12に沿って少なくとも軸方向で圧縮可能である。軸方向で圧縮可能な容積低減部材408は、単一のアッセンブリ構成要素(キャップ部材306、フィルタ204、キャリブレーションフィルタ管402)を、極片46に対して相対的に管部材42内で調節可能に配置することができ、これにより、流体インジェクタ12のバルブアッセンブリの開閉力を、所望通りに容易に較正することができる。一実施形態では、容積低減部材408は、独立気泡型発泡体から構成されている。しかしながら、容積低減部材408は、別の圧縮可能な材料から形成されていてもよいことを理解されたい。独立気泡型発泡体から構成されている場合には、容積低減部材408は、軸方向(長手方向)および半径方向(横方向)の両方向で圧縮可能である。一実施形態では、容積低減部材408は、圧縮状態で流体インジェクタ12内にある。
In one exemplary embodiment, the
図15〜図17には、別の例示実施形態による流体インジェクタ12が示されている。この実施形態では、流体インジェクタ12は、フィルタ204と、上述したように、このフィルタ204が内部に配置されているキャップ部材306とを有している。さらに、流体インジェクタ12は、キャリブレーションフィルタ管502を有している。キャリブレーションフィルタ管502は、図12〜図14について上述したキャリブレーションフィルタ管402の多くの特徴を有している。
15-17 illustrate a
キャリブレーションフィルタ管502は、キャリブレーションフィルタ管502を軸方向で貫通するように画成された孔502Aを有している。キャリブレーションフィルタ管502の一方の(上流)端部で、孔502Aは、フィルタから還元剤を受け取るために、フィルタ204に流体連通している。キャリブレーションフィルタ管502の他方の(下流)端部で、孔502Aは、流体インジェクタ12を通る還元剤をアーマチュア16へと供給する。このようにして、キャリブレーションフィルタ管502は、還元剤用の流体路の一部を成しており、フィルタ204からアーマチュア16へのこのような流体路のみを形成している。キャリブレーションフィルタ管502の孔502Aの直径は、管部材42の内径よりも小さいことにより、インジェクタ12を通る還元剤用の流体路の容積が減らされているので、流体路内で凍結する還元剤の弊害が軽減される。
The
図15〜図17に示すように、キャリブレーションフィルタ管502はさらに、第1の端部部分502Bを有しており、この第1の端部部分は、少なくとも部分的にキャップ部材306内に配置され、フィルタ204に接触している。第1の端部部分502Bは、実質的に円板状であって、キャップ部材306の側壁306Aの内面に接触している側壁502Cを有している。一例示実施形態では、キャリブレーションフィルタ管502の第1の端部部分502Bは、キャップ部材306に取り付けられているので、キャップ部材306と、フィルタ204と、キャリブレーションフィルタ管502とは、流体インジェクタ12の簡略化された組立を促進するために、単一の、一体的な、統合されたサブアッセンブリ構成要素を形成している。一例示実施形態では、キャップ部材306は、第1の端部部分502Bに係合しており、特に第1の端部部分とプレス嵌め係合部を形成している。別の例示実施形態では、キャップ部材306の側壁306Aの軸方向端部と、第1の部分502Bの側壁502Cの外面との間の隅肉溶接のように、キャップ部材306は、第1の端部部分502Bに溶接されている。加えてまたは代わりに、キャップ部材306は、別の技術を利用して、キャリブレーションフィルタ管502の第1の端部部分502Bに固定されてもよいことが理解される。
As shown in FIGS. 15-17, the
キャリブレーションフィルタ管502はさらに、図15〜図17に示したように、第1の部分502Aから軸方向に延在する細長い第2の部分502Dと、第2の部分502Dから軸方向に延在する細長い第3の部分502Eとを有している。第3の部分502Eは、極片46内へと延在するようなサイズとなっていて、これにより第1の端部部分502Bとは反対側の、キャリブレーションフィルタ管502の第2の端部502Fは、ばね50(図12)に係合する。第2の部分502Dと第3の部分502Eとは実質的に円筒状であって、内部に配置された孔502Aを有している。
The
一例示実施形態では、第2の部分502Dの外径は、第3の部分502Eの外径よりも大きい。第3の部分502Eの外径は、極片46の中心孔内に収容されるサイズとなっている。
In one exemplary embodiment, the outer diameter of the
キャリブレーションフィルタ管502はさらに、第3の部分502Eの外面から半径方向外側に向かって延在している環状のタブ502Gを有している(図17)。タブ502Gはキャリブレーションフィルタ管502の第3の部分502Eの外面から僅かに外側に向かって延在していて、キャリブレーションフィルタ管502の第3の部分502Eに沿って軸方向で配置されているので、極片の中心孔を画成する極片46の内面に接触する。タブ502Gと極片46の中心孔との間のこのような接触により、キャリブレーションフィルタ管502は、極片46とプレス嵌め係合部を形成する。
The
キャリブレーションフィルタ管502は、ステンレス鋼などの金属組成物から成っている。
The
上述したように、キャリブレーションフィルタ管502の第2の端部502Fは、ばね50に接触し、係合している。キャリブレーションフィルタ管502とばね50との係合により、およびばね50とアーマチュア16との係合により、キャリブレーションフィルタ管502は、流体インジェクタ12を通る還元剤の動的な流れを較正するために使用される。特に、単一の、一体的な、統合されたサブアッセンブリ構成要素として形成された、キャップ部材306と、フィルタ204と、キャリブレーションフィルタ管502とは、キャップ部材306をキャリブレーションフィルタ管に溶接する前に、管部材42内の所望の位置にキャリブレーションフィルタ管502を配置し、流体インジェクタ12のバルブアッセンブリのための互いに逆の開閉力を設定するために、ばね50のための所望のように較正された力を提供するのを容易にする。
As described above, the
引き続き図15〜図17を参照すると、インジェクタ12はさらに、キャリブレーションフィルタ管502の第2の部分502Dの周囲に配置された容積低減部材508を有している。容積低減部材508は実質的に円筒形状であって、容積低減部材508を軸方向で貫通するように画成された中心孔を有している。容積低減部材508の中心孔は、その内部にキャリブレーションフィルタ管502の第2の部分502Dを収容するためのサイズとなっている。図12に示したように、容積低減部材508の半径方向外面は、管部材42の内面に接触する。容積低減部材508の一方の軸方向(上流)端部は、キャリブレーションフィルタ管402の第1の端部部分502Bの近くに配置され、第1の端部部分502Bに接触しており、容積低減部材508の他方の軸方向(下流)端部は、極片46の上流端部に向かって配置され、極片46の上流端部に接触している。このようにして、容積低減部材508は、極片46の上流、かつキャリブレーションフィルタ管502の第1の端部部分502Bの下流に位置する、キャリブレーションフィルタ管502の第2の部分502Dと、管部材42との間のスペースを占有している。
With continued reference to FIGS. 15-17, the
一例示実施形態では、容積低減部材508は、圧縮可能な材料から構成されており、したがって、流体インジェクタ12に沿って少なくとも軸方向で圧縮可能である。少なくとも軸方向で圧縮可能な容積低減部材508は、単一のアッセンブリ構成要素(キャップ部材306、フィルタ204、キャリブレーションフィルタ管502)を、極片46に対して相対的に管部材42内で調節可能に位置決めすることができ、これにより、流体インジェクタ12のバルブアッセンブリを、所望のように較正することができる。一実施形態では、容積低減部材508は、圧縮状態で流体インジェクタ12内にある。
In one exemplary embodiment, the
図15〜図17に示したように、容積低減部材508は、2つの軸方向端部の間に延在する側壁508Aを有している。容積低減部材508の下流の軸方向端部壁508Bは、側壁508Aから半径方向内側に向かって延在しており、キャリブレーションフィルタ管502の第3の部分502Eの外面に接触している。容積低減部材508の上流の軸方向端部は開放されていてよく、キャリブレーションフィルタ管502の第1の部分502Bの下流側の面に接触している。
As shown in FIGS. 15-17, the
容積低減部材508の側壁508Aは、図15〜図17に示したように軸方向で波状になっており、容積低減部材508および/またはインジェクタ12の長手方向軸線に関して側壁頂部と側壁谷部とが交互に波状のパターンで存在している。波状の側壁508Aを有することにより、側壁508Aは軸方向(長手方向)および半径方向(横方向)の両方向で圧縮可能、またはその他の形式で部分的に収縮可能である。一例示実施形態では、容積低減部材508は、ゴム合成物、またはその他類似の材料などの、圧縮可能な弾性材料から構成されている。容積低減部材508は、圧縮状態で流体インジェクタ12内にあってよい。
The
本明細書において例示実施形態について例示的な形式で説明してきた。使用されている用語は限定の性質ではなく説明の文言の性質で有ることが意図されていると理解される。上記の教示に照らして、本発明の多数の改良および変更が可能であることは明らかである。上記説明は実際は単なる例であり、したがって、添付の請求の範囲内で規定される本発明の思想および範囲を逸脱することなく変更をなすことができる。 Illustrative embodiments have been described herein in an illustrative form. It is understood that the terminology used is intended to be descriptive in nature rather than limiting in nature. Obviously, many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. The foregoing description is merely exemplary in nature and, thus, modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (20)
流体インジェクタを備え、該流体インジェクタは、該流体インジェクタの第1の端部に配置された、還元剤を受容するための流体入口と、該流体インジェクタの第2の端部に配置された、前記還元剤を放出するための流体出口とを有しており、前記流体入口から前記流体出口までの還元剤のための流体路を画成しており、
前記流体インジェクタは、
前記流体インジェクタの前記流体入口に、または該入口近くに配置された端部を有する管部材であって、前記流体路に沿って還元剤を通すように構成された管部材と、
前記流体インジェクタの前記流体入口の近位で前記管部材内に配置されたフィルタと、
前記流体インジェクタの前記流体入口から前記流体出口までの前記流体路に沿った還元剤流の方向に関して、前記フィルタの下流で、前記管部材内に配置されたキャリブレーションフィルタ管であって、前記キャリブレーションフィルタ管は、前記フィルタに隣接した第1の端部部分と、第2の端部とを有しており、さらに、前記キャリブレーションフィルタ管を貫通するように軸方向で画成された孔を有しており、該孔は、前記流体インジェクタを通る前記流体路の少なくとも一部を画成している、キャリブレーションフィルタ管と、
前記キャリブレーションフィルタ管の下流で、前記流体インジェクタ内に配置されたアクチュエータユニットであって、前記キャリブレーションフィルタ管の前記第2の端部に係合しているアクチュエータユニットと、
前記アクチュエータユニットに作動可能に連結されたバルブアッセンブリであって、前記管部材内の前記キャリブレーションフィルタ管の位置は少なくとも部分的に、前記バルブアッセンブリのための対向する開放力を設定する、バルブアッセンブリと、
容積低減部材であって、前記キャリブレーションフィルタ管が内部を貫通して延在する孔を有しており、前記キャリブレーションフィルタ管の外面と、前記管部材の内面との間のスペースを占有している容積低減部材と、
を有しており、
前記フィルタと、キャリブレーションフィルタ管と、前記容積低減部材とは、流体インジェクタの、一体的なサブアッセンブリ構成要素を形成する、還元剤供給ユニット。 A reducing agent supply unit,
A fluid injector for receiving a reducing agent disposed at a first end of the fluid injector and disposed at a second end of the fluid injector, wherein the fluid injector is disposed at a first end of the fluid injector; A fluid outlet for releasing the reducing agent, and defining a fluid path for the reducing agent from the fluid inlet to the fluid outlet;
The fluid injector is
A tubular member having an end disposed at or near the fluid inlet of the fluid injector, the tubular member configured to pass a reducing agent along the fluid path;
A filter disposed within the tube member proximal to the fluid inlet of the fluid injector;
A calibration filter tube disposed in the tube member downstream of the filter with respect to the direction of the reducing agent flow along the fluid path from the fluid inlet to the fluid outlet of the fluid injector, The filter tube has a first end portion adjacent to the filter and a second end portion, and further includes a hole defined in an axial direction so as to penetrate the calibration filter tube. A calibration filter tube defining at least a portion of the fluid path through the fluid injector; and
An actuator unit disposed in the fluid injector downstream of the calibration filter tube, the actuator unit engaging the second end of the calibration filter tube;
A valve assembly operably coupled to the actuator unit, wherein the position of the calibration filter tube within the tube member at least partially sets an opposing opening force for the valve assembly. When,
A volume reduction member, wherein the calibration filter tube has a hole extending therethrough and occupies a space between an outer surface of the calibration filter tube and an inner surface of the tube member. A volume reducing member,
Have
The filter, the calibration filter tube, and the volume reducing member form a reducing agent supply unit that forms an integral subassembly component of a fluid injector.
前記流体インジェクタ内の固定された位置に配置された極片であって、該極片を軸方向で貫通するように画成された孔を有する極片と、
前記流体インジェクタ内に可動に配置され、ポケットを有するアーマチュアと、
前記極片と前記アーマチュアの近位に配置されたコイルと、
前記アーマチュアの前記ポケット内に少なくとも部分的に配置されたばねと、を有しており、
前記キャリブレーションフィルタ管は、前記極片の前記孔内に、前記キャリブレーションフィルタ管の前記第2の端部が前記ばねに接触するように配置されており、前記ばねは、前記コイルを通る電流がないときに、前記アーマチュアを前記極片から離れるように付勢して、前記バルブアッセンブリが、還元剤が流体出口を通過するのを阻止する閉鎖位置に位置するようにする、
請求項1記載の還元剤供給ユニット。 The actuator unit is
A pole piece disposed at a fixed position in the fluid injector, the pole piece having a hole defined to penetrate the pole piece in an axial direction;
An armature movably disposed within the fluid injector and having a pocket;
A coil disposed proximate to the pole piece and the armature;
A spring disposed at least partially within the pocket of the armature;
The calibration filter tube is disposed in the hole of the pole piece such that the second end of the calibration filter tube contacts the spring, the spring passing through the coil. Urging the armature away from the pole piece when not present so that the valve assembly is in a closed position that prevents the reducing agent from passing through the fluid outlet;
The reducing agent supply unit according to claim 1.
前記流体インジェクタの第1の端部に配置され、流体を受容するように構成された流体入口と、前記流体インジェクタの第2の端部に配置された、前記流体を放出するための流体出口と、を備え、前記流体インジェクタは、前記流体入口から前記流体出口までの流体のための流体路を画成しており、
前記流体インジェクタの前記流体入口に、または当該入口近くに配置された端部を有する管部材であって、前記流体路に沿って流体を通すように構成された管部材と、
前記流体インジェクタの前記流体入口の近位で前記管部材内に配置されたフィルタと、
前記流体インジェクタの前記流体入口から前記流体出口までの前記流体路に沿った流体の流れの方向に関して、前記フィルタの下流で、前記管部材内に配置されたキャリブレーションフィルタ管であって、前記キャリブレーションフィルタ管は、前記フィルタに隣接した第1の端部部分と、第2の端部とを有しており、さらに、前記キャリブレーションフィルタ管を貫通するように軸方向で画成された孔を有しており、該孔は、前記流体インジェクタを通る前記流体路の少なくとも一部を画成している、キャリブレーションフィルタ管と、
前記キャリブレーションフィルタ管の下流で、前記流体インジェクタ内に配置されたアクチュエータユニットであって、前記キャリブレーションフィルタ管の前記第2の端部に係合しているアクチュエータユニットと、
前記アクチュエータユニットに作動可能に連結されたバルブアッセンブリであって、前記管部材内の前記キャリブレーションフィルタ管の位置は、前記バルブアッセンブリの対向する開放力を設定する、バルブアッセンブリと、
キャップ部材であって、内部空間を画成する側壁を有しており、前記内部空間にはフィルタが配置されており、前記側壁は、前記キャリブレーションフィルタ管の前記第1の端部に接触し、前記第1の端部に取り付けられており、これにより前記キャップ部材と、前記フィルタと、前記キャリブレーションフィルタ管とは、前記流体インジェクタの単一のサブアッセンブリ構成要素を形成する、キャップ部材と、
を備える流体インジェクタ。 A fluid injector,
A fluid inlet disposed at a first end of the fluid injector and configured to receive a fluid; and a fluid outlet for discharging the fluid disposed at a second end of the fluid injector. The fluid injector defines a fluid path for fluid from the fluid inlet to the fluid outlet;
A tube member having an end disposed at or near the fluid inlet of the fluid injector, the tube member configured to pass fluid along the fluid path;
A filter disposed within the tube member proximal to the fluid inlet of the fluid injector;
A calibration filter tube disposed in the tube member downstream of the filter with respect to a direction of fluid flow along the fluid path from the fluid inlet to the fluid outlet of the fluid injector, The filter tube has a first end portion adjacent to the filter and a second end portion, and further includes a hole defined in an axial direction so as to penetrate the calibration filter tube. A calibration filter tube defining at least a portion of the fluid path through the fluid injector; and
An actuator unit disposed in the fluid injector downstream of the calibration filter tube, the actuator unit engaging the second end of the calibration filter tube;
A valve assembly operably coupled to the actuator unit, wherein the position of the calibration filter tube within the tube member sets an opposing opening force of the valve assembly; and
A cap member having a side wall defining an internal space, wherein a filter is disposed in the internal space, and the side wall contacts the first end of the calibration filter tube; A cap member attached to the first end, whereby the cap member, the filter, and the calibration filter tube form a single subassembly component of the fluid injector; ,
A fluid injector comprising:
前記流体インジェクタ内の固定された位置に配置された極片であって、前記極片を軸方向で貫通するように画成された孔を有する極片と、
前記流体インジェクタ内に可動に配置され、ポケットを有するアーマチュアと、
前記極片と前記アーマチュアの近位に配置されたコイルと、
前記アーマチュアの前記ポケット内に少なくとも部分的に配置されたばねと、を有しており、
前記キャリブレーションフィルタ管は、前記極片の前記孔内に、前記キャリブレーションフィルタ管の前記第2の端部が前記ばねに接触するように配置されており、前記ばねは、前記コイルを通る電流がないときに、前記アーマチュアを前記極片から離れるように付勢して、前記バルブアッセンブリが、流体が流体出口を通過するのを阻止する閉鎖位置に位置するようにする、
請求項12記載の流体インジェクタ。 The actuator unit is
A pole piece arranged at a fixed position in the fluid injector, the pole piece having a hole defined to penetrate the pole piece in an axial direction;
An armature movably disposed within the fluid injector and having a pocket;
A coil disposed proximate to the pole piece and the armature;
A spring disposed at least partially within the pocket of the armature;
The calibration filter tube is disposed in the hole of the pole piece such that the second end of the calibration filter tube contacts the spring, the spring passing through the coil. Urging the armature away from the pole piece when not present so that the valve assembly is in a closed position that prevents fluid from passing through the fluid outlet;
The fluid injector according to claim 12.
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