RU2566208C2 - Injector for water solution of urea - Google Patents
Injector for water solution of urea Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566208C2 RU2566208C2 RU2013141033/06A RU2013141033A RU2566208C2 RU 2566208 C2 RU2566208 C2 RU 2566208C2 RU 2013141033/06 A RU2013141033/06 A RU 2013141033/06A RU 2013141033 A RU2013141033 A RU 2013141033A RU 2566208 C2 RU2566208 C2 RU 2566208C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- main body
- injector
- urea
- valve
- aqueous solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/02—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
- F01N2260/024—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device using a liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/9029—With coupling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к инжектору для водного раствора мочевины, с помощью которого водный раствор мочевины может быть введен, прежде всего, в системы выпуска отработавшего газа (ОГ) автомобиля. Прежде всего, инжектор необходим для ввода жидкого водного раствора мочевины точно дозированным образом в ОГ двигателя внутреннего сгорания (ДВС), тогда становится возможным проведение процесса селективного каталитического восстановления (СКВ) в системе выпуска ОГ таким образом, что оксиды азота, содержащиеся в ОГ, могут быть в значительной степени восстановлены.The present invention relates to an injector for an aqueous solution of urea, with which an aqueous solution of urea can be introduced, first of all, into the exhaust system (exhaust) of an automobile. First of all, an injector is necessary for introducing a liquid aqueous urea solution in a precisely metered way into the exhaust gas of an internal combustion engine (ICE), then it becomes possible to carry out a selective catalytic reduction process (SCR) in the exhaust gas system in such a way that the nitrogen oxides contained in the exhaust gas can to be largely restored.
Для этой цели уже было предложено большое число различных инжекторов. Однако существует потребность в улучшении, прежде всего, в отношении экономичного изготовления инжектора этого типа для автомобильной промышленности. Конкретная проблема, с которой сталкиваются в случае с ранее известными инжекторами, состоит в том, что инжекторы должны также оставаться работоспособными в условиях обледенения. В этом отношении следует учитывать, прежде всего, то, что содержащийся в инжекторе водный раствор мочевины также может замерзать в обычных условиях эксплуатации автомобиля, а это приводит к увеличению объема водного раствора мочевины. Это увеличение объема может периодически приводить к закупорке в системе трубопроводов, а также к неисправностям или разрушению деталей инжектора в результате высокого давления льда. Еще одна проблема, с которой сталкиваются в инжекторах этого типа, состоит в том, что обычно они располагаются на горячей выхлопной трубе. Эта подверженность нагреву, который иногда бывает значительным, также может порождать проблемы при подаче или дозировке водного раствора мочевины. Это справедливо, прежде всего, если нужно избежать газообразной подачи мочевины, где это возможно, или если пороговая температура водного раствора мочевины не должна быть превышена во время подачи. В этом отношении следует отметить, что водный раствор мочевины начинает испаряться уже при температуре приблизительно 110°C, так что контролируемая точно дозированная подача водного раствора мочевины может быть затруднена. Нежелательные остатки, которые трудно удалить, также могут образовываться и препятствовать подаче водного раствора мочевины в ОГ. В этом отношении также часто возникает проблема охлаждения инжектора.For this purpose, a large number of different injectors have already been proposed. However, there is a need for improvement, primarily with regard to the economical manufacture of this type of injector for the automotive industry. A particular problem encountered with previously known injectors is that the injectors must also remain operational under icing conditions. In this regard, it should be taken into account, first of all, that the urea aqueous solution contained in the injector can also freeze under normal vehicle operating conditions, and this leads to an increase in the volume of the urea aqueous solution. This increase in volume can periodically lead to blockage in the piping system, as well as to malfunctions or destruction of the injector parts due to high ice pressure. Another problem encountered in injectors of this type is that they are usually located on a hot exhaust pipe. This exposure to heat, which is sometimes significant, can also cause problems when feeding or dosing an aqueous urea solution. This is true, first of all, if gaseous urea supply is to be avoided where possible, or if the threshold temperature of the urea aqueous solution should not be exceeded during feeding. In this regard, it should be noted that the urea aqueous solution begins to evaporate already at a temperature of approximately 110 ° C, so that precisely controlled dosing of the urea aqueous solution can be difficult. Unwanted residues that are difficult to remove can also form and impede the flow of an aqueous urea solution into the exhaust gas. In this regard, the problem of cooling the injector often also arises.
Исходя из вышеизложенного, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить, по меньшей мере, некоторые из проблем, упомянутых со ссылкой на уровень техники. Прежде всего, должен быть предложен инжектор для водного раствора мочевины, который может быть изготовлен экономичным образом, не является чувствительным к давлению льда водного раствора мочевины при замерзании и достаточно защищен от высоких температур системы выпуска ОГ.Based on the foregoing, the aim of the present invention is to solve at least some of the problems mentioned with reference to the prior art. First of all, an injector for an aqueous urea solution should be proposed, which can be manufactured economically, is not sensitive to the ice pressure of an aqueous urea solution during freezing, and is sufficiently protected from high temperatures of the exhaust system.
Эти цели достигнуты с помощью инжектора согласно признаками п.1 формулы изобретения. Другие благоприятные конфигурации инжектора предложены в зависимых пунктах формулы. Следует отметить, что признаки, указанные в формуле по отдельности, могут комбинироваться между собой любым технологически возможным образом и иллюстрируют дополнительные конфигурации изобретения. Описание, прежде всего, в сочетании с фигурами, поясняет изобретение и показывает дополнительные варианты его осуществления.These goals are achieved using the injector according to the characteristics of
Инжектор для водного раствора мочевины содержит, по меньшей мере, основной корпус с фитингом для водного раствора мочевины, клапан с приводом клапана, отдельную питающую трубку для водного раствора мочевины, по меньшей мере частично простирающуюся через основной корпус, и по меньшей мере один пружинный элемент, который смещает клапан к основному корпусу.The injector for an aqueous solution of urea contains at least a main body with a fitting for an aqueous solution of urea, a valve with a valve actuator, a separate feed tube for an aqueous solution of urea, at least partially extending through the main body, and at least one spring element, which biases the valve toward the main body.
Водный раствор мочевины иногда называется восстановителем или предшественником восстановителя, так как водный раствор мочевины преобразуется в аммиак после термолиза или гидролиза и тогда может вступать в реакцию с оксидами азота в ОГ. В этом примере, применяется, прежде всего, 32%-ный водный раствор мочевины, который, например, имеется в продаже под торговым названием AdBlue®.An aqueous urea solution is sometimes called a reducing agent or a precursor of a reducing agent, since an aqueous solution of urea is converted to ammonia after thermolysis or hydrolysis and can then react with nitrogen oxides in the exhaust gas. In this example, a 32% aqueous urea solution, which, for example, is commercially available under the trade name AdBlue®, is used.
Основной корпус, прежде всего, является металлической деталью, которая может быть сконструирована, с одной стороны, с проходами, углублениями поверхности, контактными поверхностями для клапана и системы охлаждения и с каналами для подачи водного раствора мочевины. Основной корпус, прежде всего, является цельной деталью, которая одновременно служит в качестве основания или опоры для клапана. Хотя, в принципе, возможно, что основной корпус содержит множество клапанов и/или множество фитингов для водного раствора мочевины, конфигурация с одним клапаном и одним фитингом все же является предпочтительной. Фитинг, в общем, выполнен в виде прохода в основном корпусе. Поскольку в этом отношении основной корпус также, по меньшей мере частично, находится в контакте с водным раствором мочевины, материал для основного корпуса и/или покрытия на контактных поверхностях, открытых для водного раствора мочевины, выполнен так, чтобы он был стойким к водному раствору мочевины. Фитинг, прежде всего, также выполнен таким образом, что в нем могут быть интегрированы или закреплены на нем обычные соединительные разъемы для труб.The main body, first of all, is a metal part, which can be constructed, on the one hand, with passages, surface recesses, contact surfaces for the valve and cooling system and with channels for supplying an aqueous urea solution. The main body, first of all, is an integral part that simultaneously serves as the base or support for the valve. Although, in principle, it is possible that the main body contains a plurality of valves and / or a plurality of fittings for an aqueous urea solution, a configuration with one valve and one fitting is still preferred. The fitting, in General, is made in the form of a passage in the main body. Since, in this regard, the main body is also at least partially in contact with the urea aqueous solution, the material for the main body and / or the coating on the contact surfaces open to the urea aqueous solution is made to be resistant to the urea aqueous solution . The fitting, first of all, is also made in such a way that conventional pipe connectors can be integrated or fixed on it.
Обычно, клапан содержит клапанный элемент, в котором образованы впускные трубки и трубки для дозированного потока. Кроме того, может быть предусмотрен управляемым образом приводимый в действие поршень, который может приводиться в действие приводом клапана, по мере необходимости, таким образом, что фитинг, прежде всего, от впускных трубок до трубки дозированного потока может открываться и закрываться, по мере необходимости (например, в зависимости от времени). Для этой цели клапан может дополнительно содержать штепсельный соединитель для соединения клапана или привода клапана с блоком управления (электрическим или проводящим сигналы), который инициирует работу клапана, а тем самым и инжектора, по мере необходимости. Является особо предпочтительным, если клапан и привод клапана выполнены как можно дальше от места подачи водного раствора мочевины, то есть, прежде всего, на удаленной от выхлопной трубы стороне основного корпуса. Это дает, прежде всего, положение фитинга для водного раствора мочевины, который поэтому располагается между выхлопной трубой и клапаном.Typically, the valve comprises a valve element in which inlet tubes and tubes for dosed flow are formed. In addition, a controllably actuated piston may be provided that can be actuated by the valve actuator, as necessary, so that the fitting, especially from the inlet tubes to the metered-flow tube, can open and close as necessary ( for example, depending on time). For this purpose, the valve may further comprise a plug connector for connecting the valve or valve actuator to the control unit (electrical or conductive signals), which initiates the operation of the valve, and thereby the injector, as necessary. It is particularly preferred if the valve and the valve actuator are made as far away as possible from the feed point of the urea aqueous solution, that is, first of all, on the side of the main body remote from the exhaust pipe. This gives, first of all, the position of the fitting for an aqueous solution of urea, which is therefore located between the exhaust pipe and the valve.
Также предусмотрено, что инжектор имеет отдельную питающую трубку для водного раствора мочевины, которая, по меньшей мере частично, проходит через основной корпус. Поэтому отдельная питающая трубка выполнена, прежде всего, таким образом, что она является отдельной деталью, которая размещается, предпочтительно полностью, внутри основного корпуса. Питающая трубка выполнена, прежде всего, в виде небольшой трубки, прежде всего, небольшой трубки, проходящей в виде прямой линии. Предпочтительно, используется металлическая питающая трубка, которая состоит, прежде всего, из материала отличного от материала основного корпуса. Кроме того, предпочтительно, чтобы отдельная питающая трубка была расположена главным образом на расстоянии от основного корпуса таким образом, чтобы, прежде всего, теплопроводность между отдельной питающей трубкой и основным корпусом была минимизирована. Поэтому наиболее предпочтительно, чтобы максимально 10% поверхности отдельной питающей трубки было в контакте с основным корпусом. Понятие «питающая трубка», прежде всего, относится к части системы труб для водного раствора мочевины, которая расположена ниже по потоку от клапана, прежде всего, прямо у места подачи в систему выпуска ОГ. Поскольку, согласно вышеописанному варианту клапан, предпочтительно, расположен на удаленной от выхлопной трубы стороне основного корпуса, питающая трубка простирается, например, по центру через весь основной корпус.It is also contemplated that the injector has a separate feed tube for an aqueous urea solution that at least partially passes through the main body. Therefore, a separate supply tube is made, first of all, in such a way that it is a separate part, which is located, preferably completely, inside the main body. The feed tube is made primarily in the form of a small tube, first of all, a small tube passing in a straight line. Preferably, a metal feed tube is used, which consists primarily of material other than the material of the main body. In addition, it is preferable that the separate supply pipe is located mainly at a distance from the main body so that, first of all, the thermal conductivity between the separate supply pipe and the main body is minimized. Therefore, it is most preferred that at most 10% of the surface of the individual supply tube is in contact with the main body. The term "feed tube" primarily refers to the part of the pipe system for an aqueous urea solution, which is located downstream of the valve, primarily right at the place of supply to the exhaust system. Since, according to the above-described embodiment, the valve is preferably located on the side of the main body remote from the exhaust pipe, the supply pipe extends, for example, in the center through the entire main body.
Такая конфигурация одного лишь инжектора приводит к значительному улучшению относительно проблем, детально изложенных выше. С одной стороны, таким образом клапан может быть защищен от высоких температур системы выпуска ОГ, но в то же время кипение водного раствора мочевины в отдельной питающей трубке также уменьшается в результате низкого уровня теплопроводности к основному корпусу.This configuration of the injector alone leads to a significant improvement in relation to the problems detailed above. On the one hand, in this way, the valve can be protected from high temperatures of the exhaust system, but at the same time, the boiling of an aqueous urea solution in a separate feed tube is also reduced as a result of the low level of thermal conductivity to the main body.
Кроме того, в конструкции инжектора предусмотрен по меньшей мере один пружинный элемент, который смещает клапан к основному корпусу. Прежде всего, цель пружинного элемента заключается в том, чтобы реверсировать ход или движение клапана относительно основного корпуса, которое произошло после образования льда. Кроме того, учитывая резервуар или количество водного раствора мочевины, хранимого в нем, пружинный элемент может быть выполнен таким образом, что фактически он только обеспечивает возможность движения клапана относительно резервуара при образовании льда. Пружинный элемент может быть расположен, прежде всего, между крышкой и приводом клапана, но также возможно, например, закреплять крышку на основном корпусе с помощью крепежных средств, причем факультативно между крышкой и основным корпусом или крепежными средствами предусмотрены пружинные элементы. Прежде всего, пружинные элементы могут быть выполнены в виде кольцевых пружин или пружинных шайб.In addition, the injector is provided with at least one spring element that biases the valve toward the main body. First of all, the purpose of the spring element is to reverse the stroke or movement of the valve relative to the main body, which occurred after the formation of ice. In addition, given the reservoir or the amount of urea aqueous solution stored therein, the spring element can be designed in such a way that in fact it only allows the valve to move relative to the reservoir when ice is formed. The spring element may be located primarily between the cover and the valve actuator, but it is also possible, for example, to fix the cover on the main body using fastening means, optionally, spring elements are provided between the cover and the main body or the fastening means. First of all, the spring elements can be made in the form of ring springs or spring washers.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении надежной и долговечной защите инжектора от повреждения в результате образования льда.The technical result achieved by the implementation of the invention is to provide reliable and durable protection of the injector from damage due to ice formation.
Согласно еще одному усовершенствованию инжектора также предлагается, чтобы отдельная питающая трубка заканчивалась в сопловой пластине. Эта сопловая пластина, предпочтительно, крепится напротив клапана на торце отдельной питающей трубки. Прежде всего, отдельная питающая трубка и сопловая пластина образуют отдельно отсоединяемый узел. Сопловая пластина отличается, прежде всего, тем, что она перфорирована сопловыми отверстиями, которые распыляют водный раствор мочевины из питающей трубки в выхлопную трубу под заданным углом струи. Угол струи может быть отрегулирован, прежде всего, чтобы обеспечивать конфигурацию сопла или распылительного конуса, производимого им. Предпочтительно, сопловая пластина выполнена в виде диска, прежде всего окружающее отдельную питающую трубку пространство является ограниченным при расположении в инжекторе, прежде всего, расположенным на расстоянии основным корпусом. Кроме того, сопловая пластина может быть использована для создания соединения или крепления на инжекторе, будучи расположенной на расстоянии от отдельной питающей трубки, таким образом, что является возможной точная ориентация направления подачи. Сопловая пластина также может быть предусмотрена с материалом, который имеет низкую теплопроводность (например, по сравнению с основным корпусом), является стойким к высоким температурам (так как он может контактировать с ОГ) и факультативно выполнена с поверхностью, которая отталкивает водный раствор мочевины. То есть, сопловая пластина выполнена, прежде всего, в направлении системы выпуска ОГ таким образом, что любые остающиеся капли водного раствора мочевины на ней могут оставаться там лишь краткосрочно. Это отталкивающее покрытие, прежде всего, предотвращает (только) частичное испарение водного раствора мочевины и таким образом образование нежелательных побочных продуктов или отложений. Внешняя поверхность сопловой пластины предпочтительно имеет шероховатость менее чем 0,2 мм и/или покрытие из оксида титана.According to another improvement of the injector, it is also proposed that a separate supply tube terminates in the nozzle plate. This nozzle plate is preferably mounted opposite the valve at the end of a separate supply tube. First of all, a separate feed tube and nozzle plate form a separately detachable assembly. The nozzle plate is primarily distinguished by the fact that it is perforated by nozzle openings that spray an aqueous urea solution from the feed tube into the exhaust pipe at a predetermined angle of the jet. The angle of the jet can be adjusted, first of all, to ensure the configuration of the nozzle or spray cone produced by it. Preferably, the nozzle plate is made in the form of a disk, especially the space surrounding the separate feeding tube is limited when located in the injector, primarily located at a distance from the main body. In addition, the nozzle plate can be used to create a connection or mount on the injector, being located at a distance from a separate supply tube, so that it is possible to accurately orient the feed direction. A nozzle plate can also be provided with a material that has low thermal conductivity (for example, compared with the main body), is resistant to high temperatures (since it can come into contact with the exhaust gas), and is optionally made with a surface that repels an aqueous urea solution. That is, the nozzle plate is made primarily in the direction of the exhaust system in such a way that any remaining drops of an aqueous solution of urea on it can remain there only for a short time. This repellent coating primarily prevents (only) the partial evaporation of an aqueous urea solution and thus the formation of unwanted by-products or deposits. The outer surface of the nozzle plate preferably has a roughness of less than 0.2 mm and / or a titanium oxide coating.
Согласно еще одному усовершенствованию этого инжектора также предлагается, чтобы сопловая пластина имела, по меньшей мере, множество сопловых отверстий или образовывала выступающий конец питающей трубки. Особо предпочтительно, чтобы были реализованы оба этих признака. Относительно числа сопловых отверстий, предпочтительно, чтобы были предусмотрены, по меньшей мере, два отверстия, но чтобы их число не превышало, например, 5. Наиболее предпочтительно, чтобы сопловые отверстия были ориентированы или расположены таким образом, чтобы выходящие из них струи водного раствора мочевины пересекались или сталкивались друг с другом. Так может быть получен особо благоприятный распылительный конус. Например, сопловые отверстия просверливаются через сопловую пластину в виде микроканалов, предпочтительно с помощью лазерного сверления.According to yet another improvement of this injector, it is also proposed that the nozzle plate has at least a plurality of nozzle openings or forms a protruding end of the supply tube. It is particularly preferred that both of these features are implemented. Regarding the number of nozzle openings, it is preferable that at least two openings be provided, but so that their number does not exceed, for example, 5. It is most preferred that the nozzle openings are oriented or arranged so that jets of an aqueous urea solution leaving them intersected or collided with each other. In this way, a particularly favorable spray cone can be obtained. For example, nozzle holes are drilled through the nozzle plate in the form of microchannels, preferably by laser drilling.
Кроме того, предпочтительно, чтобы при использовании инжектора ОГ проходил, где это возможно, параллельно мимо сопловой пластины (и сопловых отверстий). Для того чтобы удалить, где это возможно, все капли водного раствора мочевины, все еще удерживающиеся в конце процесса дозирования, эта область должна выдаваться, то есть, прежде всего, выступать максимально в выхлопную трубу. Достаточно, если выступ является очень коротким, например максимально до 1 мм, прежде всего даже до 0,5 мм или до 0,2 мм. Этот короткий выступ дает то преимущество, что подверженность инжектора нагреву в области сопловой пластины одновременно уменьшается, прежде всего, и для присоединенной к ней отдельной питающей трубки.In addition, it is preferable that when using the injector, the exhaust gas passes, where possible, in parallel past the nozzle plate (and nozzle holes). In order to remove, where possible, all the drops of an aqueous urea solution that are still held at the end of the dosing process, this area should protrude, that is, first of all, protrude as far as possible into the exhaust pipe. It is sufficient if the protrusion is very short, for example up to a maximum of 1 mm, especially even up to 0.5 mm or up to 0.2 mm. This short protrusion gives the advantage that the exposure of the injector to heat in the area of the nozzle plate is simultaneously reduced, first of all, for a separate supply tube connected to it.
Кроме того, считается особо благоприятным, если основной корпус также содержит систему охлаждения, которая имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, а также по меньшей мере один канал охлаждения, который простирается через основной корпус и, частично, пронизывается питающей трубкой. Другими словами, это означает, прежде всего, что основной корпус содержит проходы, которые образуют впускное отверстие для охладителя и выпускное отверстие для охладителя. Особо предпочтительно, чтобы канал охлаждения был выполнен концентрично питающей трубке, то есть в виде кольцевого канала, прежде всего, вдоль преобладающей части отдельной питающей трубки. Следовательно, канал охлаждения, предпочтительно, простирается таким образом, что, начиная от впускного отверстия, он простирается во внутреннюю область основного корпуса, простирается вниз в области между питающей трубкой и внешней стенкой или в направлении стороны напротив клапана, там проводится в области места подачи или сопловой пластины по центру внутрь опять к оси подачи, а затем, по меньшей мере частично, простирается параллельно оси подачи и концентрично вокруг питающей трубки до того, как канал охлаждения, наконец, простирается к выпускному отверстию снова незадолго до того, как он достигнет стороны с клапаном. В этом отношении система охлаждения сконструирована, прежде всего, таким образом, что в области питающей трубки образуется противоточный теплообменник, причем охладитель течет к клапану, а введенный водный раствор мочевины течет от клапана. Наиболее предпочтительно, чтобы канал охлаждения также простирался до сопловой пластины, где, прежде всего, для свежего, холодного охладителя является возможным течь вокруг всей окружающей отдельную питающую трубку области.In addition, it is considered particularly favorable if the main body also contains a cooling system that has an inlet and an outlet, as well as at least one cooling channel that extends through the main body and is partially penetrated by the supply tube. In other words, this means, first of all, that the main body contains passages that form the inlet for the cooler and the outlet for the cooler. It is particularly preferred that the cooling channel is formed concentrically in the supply pipe, i.e. in the form of an annular channel, especially along the predominant part of the individual supply pipe. Therefore, the cooling channel preferably extends in such a way that, starting from the inlet, it extends into the inner region of the main body, extends downward in the region between the supply tube and the outer wall or towards the side opposite the valve, there it is conducted in the region of the inlet or the nozzle plate is centered inward again to the feed axis, and then, at least partially, extends parallel to the feed axis and concentrically around the supply tube before the cooling channel finally extends to the outlet again shortly before it reaches the side with the valve. In this regard, the cooling system is designed primarily in such a way that a countercurrent heat exchanger is formed in the area of the supply tube, the cooler flowing to the valve and the introduced urea aqueous solution flowing from the valve. Most preferably, the cooling channel also extends to the nozzle plate, where, first of all, for a fresh, cold cooler, it is possible to flow around the entire area surrounding a separate supply tube.
Кроме того, также считается благоприятным, если основной корпус образует резервуар для водного раствора мочевины рядом с клапаном, причем клапан расположен подвижно относительно этого резервуара. Прежде всего, резервуар обеспечивает водный раствор мочевины для клапана. Таким образом, резервуар образован, прежде всего, между клапаном и основным корпусом. Наиболее предпочтительно, если клапан, по меньшей мере частично, расположен в резервуаре таким образом, что резервуар ограничен основным корпусом, клапаном и уплотнительными средствами, прежде всего, уплотнительными кольцами. Резервуар, в котором, в конечном счете, хранится водный раствор мочевины для клапана в процессе эксплуатации, предпочтительно, является кольцевым, прежде всего центральный кольцевой сегмент транспортирует введенную порцию водного раствора мочевины в направлении отдельной питающей трубки. Так как водный раствор мочевины обычно присутствует в указанном резервуаре и может замерзать при низких температурах, водный раствор мочевины расширяется в указанном резервуаре. Для предотвращения повреждения инжектора клапан расположен подвижно относительно указанного резервуара. Это, прежде всего, означает, что весь клапан может быть отодвинут от основного корпуса, прежде всего вдоль оси подачи. Это движение, прежде всего, ход (например, до 2 мм, прежде всего более 1 мм) является реверсивным, то есть когда водный раствор мочевины снова растаивает, клапан движется назад в нормальное положение. Таким образом, также обеспечивается то, что в резервуаре во время работы всегда хранится одно и то же количество водного раствора мочевины.In addition, it is also considered favorable if the main body forms a reservoir for an aqueous urea solution next to the valve, the valve being movably relative to this tank. First of all, the reservoir provides an urea solution for the valve. Thus, the reservoir is formed primarily between the valve and the main body. Most preferably, if the valve is at least partially located in the tank in such a way that the tank is limited by the main body, the valve and the sealing means, especially the sealing rings. The reservoir, which ultimately stores the urea aqueous solution for the valve during operation, is preferably annular, in particular the central annular segment conveys the injected portion of the urea aqueous solution in the direction of a separate feed tube. Since an aqueous urea solution is usually present in the indicated reservoir and can freeze at low temperatures, the urea aqueous solution expands in the indicated reservoir. To prevent damage to the injector, the valve is movably relative to the specified reservoir. This primarily means that the entire valve can be moved away from the main body, primarily along the feed axis. This movement, first of all, the stroke (for example, up to 2 mm, primarily more than 1 mm) is reversible, that is, when the urea aqueous solution melts again, the valve moves back to its normal position. Thus, it is also ensured that the same amount of an aqueous urea solution is always stored in the tank during operation.
Кроме того, является благоприятным, если основной корпус образует резервуар для водного раствора мочевины рядом с клапаном, причем клапан содержит множество впускных трубок, которые ведут в резервуар. Является предпочтительным, если множество впускных трубок образуется, например, с равномерным шагом в направлении вдоль окружности клапана, то есть, например, одна впускная трубка через каждые 120°. Конфигурация с множеством впускных трубок дает то преимущество, что инжектор может использоваться универсальным образом относительно окончательного расположения относительно системы выпуска ОГ. Аналогичным образом, подача в клапан из резервуара также обеспечивается, если инжектор подвержен, например, вибрациям и т.п.во время работы. В зависимости от положения уровня наполнения резервуара, таким образом, в основном, обеспечивается то, что по меньшей мере одна из множества впускных трубок расположена в области резервуара, который в данный момент обеспечивает водный раствор мочевины. Это значительно увеличивает универсальность и повышает точность дозирования во время работы.In addition, it is advantageous if the main body forms a reservoir for an aqueous urea solution next to the valve, the valve comprising a plurality of inlet tubes that lead into the reservoir. It is preferable if a plurality of inlet tubes are formed, for example, with a uniform pitch in the direction along the circumference of the valve, that is, for example, one inlet tube every 120 °. A configuration with a plurality of inlet tubes gives the advantage that the injector can be used in a universal way relative to the final location relative to the exhaust system. Similarly, supply to the valve from the reservoir is also provided if the injector is subject, for example, to vibrations or the like during operation. Depending on the position of the filling level of the reservoir, this basically ensures that at least one of the plurality of inlet tubes is located in the region of the reservoir that currently provides the urea aqueous solution. This greatly increases versatility and improves metering accuracy during operation.
Кроме того, считается благоприятным, если предусмотрено основание с гнездом для основного корпуса, причем между основанием и основным корпусом в области вокруг части питающей трубки образована изоляция в виде воздушного зазора. Прежде всего, цель основания состоит в том, чтобы ориентировать основной корпус относительно выхлопной трубы и надежно фиксировать его там. Прежде всего, основание также является металлическим. Гнездо конфигурировано, прежде всего, таким образом, что в основании ориентируется положение основного корпуса. Тепловой поток к основному корпусу может быть уменьшен, так как большая область основания обычно закреплена на горячей системе выпуска ОГ. По этой причина предлагается, чтобы, прежде всего, нижняя область основного корпуса, обращенная к выхлопной трубе, была термически разъединена. Здесь является предпочтительным, главным образом, предотвращать нежелательный тепловой поток от выхлопной трубы к водному раствору мочевины, с одной стороны, (избежание кипения) и предотвращать нежелательное сильное охлаждение выхлопной трубы, с другой стороны (уменьшение риска отложений на внутренней стороне выхлопной трубы). Для этой цели кольцевая или чашеобразная полость образуется, прежде всего, основанием и основным корпусом и образует изоляцию в виде воздушного зазора. Таким образом, предпочтительно, прежде всего, чтобы контакт между основным корпусом и основанием был предусмотрен напрямую только на стороне основания, удаленной от выхлопной трубы. Прежде всего, также предпочтительно, чтобы только линейный контакт или повторяющийся точечный контакт был образован между питающей трубкой или сопловой пластиной и основанием в области подачи водного раствора мочевины. Зазор между основанием и сопловой пластиной факультативно также может быть уплотнен уплотнительным средством или прокладкой, расположенной в воздушном зазоре.In addition, it is considered favorable if a base with a socket for the main body is provided, moreover, between the base and the main body in the region around the part of the supply tube an insulation is formed in the form of an air gap. First of all, the purpose of the base is to orient the main body relative to the exhaust pipe and securely fix it there. First of all, the base is also metal. The socket is configured, first of all, in such a way that the position of the main body is oriented at the base. The heat flux to the main body can be reduced, since a large area of the base is usually fixed to the hot exhaust system. For this reason, it is proposed that, first of all, the lower region of the main body facing the exhaust pipe is thermally disconnected. It is preferable here mainly to prevent unwanted heat flow from the exhaust pipe to the urea aqueous solution, on the one hand (to avoid boiling) and to prevent unwanted strong cooling of the exhaust pipe, on the other hand (to reduce the risk of deposits on the inside of the exhaust pipe). For this purpose, an annular or cup-shaped cavity is formed, first of all, by the base and the main body and forms an insulation in the form of an air gap. Thus, it is preferable, first of all, that the contact between the main body and the base was provided directly only on the side of the base, remote from the exhaust pipe. First of all, it is also preferable that only a linear contact or a repeating point contact is formed between the supply tube or nozzle plate and the base in the urea aqueous solution supply region. The gap between the base and the nozzle plate can optionally also be sealed with sealing means or a gasket located in the air gap.
Согласно еще одному усовершенствованию инжектора по меньшей мере в одной изоляции в виде воздушного зазора предусмотрена по меньшей мере одна прокладка. Прокладка служит, прежде всего, для точной ориентации или упрощенной сборки основания и основного корпуса относительно друг друга. Эта прокладка может быть выполнена, например, в виде шайбы, в виде металлического уплотнения, в виде пружинного элемента или тому подобного. Прокладка, прежде всего, имеет такую форму, что теплопроводность от основания к основному корпусу является незначительной. Прежде всего, предусмотрены материалы, имеющие низкую теплопроводность, и/или детали, имеющие малую площадь контакта с основанием и основным корпусом. Наиболее предпочтительно, чтобы была предусмотрена только одна прокладка, которая образует направляющую для основного корпуса в гнезде основания.According to another improvement of the injector, at least one gasket is provided in at least one insulation in the form of an air gap. The gasket is primarily used for precise orientation or simplified assembly of the base and main body relative to each other. This gasket can be made, for example, in the form of a washer, in the form of a metal seal, in the form of a spring element or the like. The gasket, first of all, has such a shape that the thermal conductivity from the base to the main body is negligible. First of all, materials are provided having low thermal conductivity and / or parts having a small contact area with the base and the main body. Most preferably, only one gasket is provided that forms a guide for the main body in the base seat.
Кроме того, также предлагается, чтобы фитинг для водного раствора мочевины был выполнен с закрываемым выходом. Инжектор этого типа обычно устанавливается ниже по потоку от устройства подачи водного раствора мочевины. Это означает, что водный раствор мочевины хранится под повышенным давлением, например, под давлением от 5 до 8 бар, в соединительной трубе от устройства подачи (например, насоса) к инжектору, а поэтому и в области фитинга в основном корпусе. Цель закрываемого выхода состоит в том, чтобы можно было снимать давление в заданном положении, например, когда инжектор требует обслуживания или замены. Прежде всего, давление на объем водного раствора мочевины под давлением в инжекторе может быть снято, и он может вытекать через выход, по меньшей мере, частично. Выход выполнен, прежде всего, в виде ответвления к фитингу и закрыт пробкой, например уплотнительным винтом.In addition, it is also proposed that the fitting for an aqueous urea solution be made with a closed outlet. An injector of this type is usually installed downstream of the urea aqueous solution feed device. This means that the urea aqueous solution is stored under increased pressure, for example, under a pressure of 5 to 8 bar, in the connecting pipe from the supply device (for example, a pump) to the injector, and therefore in the fitting area in the main body. The goal of the outlet being closed is to relieve pressure in a predetermined position, for example, when an injector requires maintenance or replacement. First of all, the pressure on the volume of the urea aqueous solution under pressure in the injector can be relieved, and it can flow out through the outlet, at least partially. The output is made, first of all, in the form of a branch to the fitting and is closed with a stopper, for example, with a sealing screw.
Далее изобретение и технический контекст будут описаны более подробно со ссылкой на фигуры. Следует отметить, что на фигурах показаны особо предпочтительные варианты изобретения, хотя изобретение ими не ограничено. Показано на:The invention and the technical context will now be described in more detail with reference to the figures. It should be noted that the figures show particularly preferred embodiments of the invention, although the invention is not limited to them. Shown on:
Фиг.1: внешний, частично покомпонентный, вид инжектора для водного раствора мочевины,Figure 1: external, partially exploded, view of the injector for an aqueous solution of urea,
Фиг.2: вид инжектора для водного раствора в разрезе,Figure 2: sectional view of the injector for an aqueous solution,
Фиг.3: вид в разрезе основного корпуса и основания в сборе,Figure 3: sectional view of the main body and base assembly,
Фиг.4: компонент, образованный отдельной питающей трубкой и сопловой пластиной,Figure 4: a component formed by a separate feed tube and nozzle plate,
Фиг.5: деталь фиг.4,Figure 5: detail of figure 4,
Фиг.6: деталь изоляции в виде воздушного зазора между основанием и основным корпусом,6: detail of the insulation in the form of an air gap between the base and the main body,
Фиг.7: деталь инжектора для водного раствора мочевины с закрываемым выходом,7: detail of the injector for an aqueous solution of urea with a closed outlet,
Фиг.8: автомобиль с системой дополнительной обработки ОГ, содержащей инжектор для водного раствора мочевины.Fig. 8: automobile with an exhaust aftertreatment system comprising an injector for an aqueous urea solution.
Фиг.1 представляет собой частично покомпонентный вид в перспективе варианта инжектора 1 для водного раствора мочевины. Адаптер для трубных фитингов 28 показан пунктирной линией с правой стороны фиг.1, причем направленные вверх трубные фитинги образуют, например, подачу и отвод охлаждающей воды, а центральный линейный трубный фитинг представляет собой трубку для водного раствора мочевины. Эти трубные фитинги 28 теперь могут быть удобно расположены на основном корпусе 2 инжектора 1, например, с помощью винтов, как показано в этом примере. Трубные фитинги 28 для системы охлаждения ведут во впускное отверстие 11 или выпускное отверстие 12, предусмотренные для этой цели. Фитинг 3 образован в основном корпусе 2 напротив трубного фитинга 28 для водного раствора мочевины, прежде всего в виде прохода. Основной корпус является литой деталью. Для предотвращения ввода твердых составляющих в инжектор 1 в области фитинга 3 также предусмотрен фильтр 27, и прежде всего, содержит фильтр грубой очистки (например, с размером ячеек больше 100 микрон) и фильтра тонкой очистки (например, с размером ячеек меньше 50 микрон), то есть он состоит из нескольких слоев. Следовательно, водный раствор мочевины течет в инжектор 1 через этот фитинг 3 и фильтр 27.Figure 1 is a partially exploded perspective view of a variant of the
Над основным корпусом 2 также показан клапан 4, и в этом примере он расположен под крышкой 24. Крышка 24, в которой размещен клапан 4 с соответствующим штепсельным соединителем 26, смещена относительно основного корпуса 2 крепежными средствами 25. Факультативно, также возможно предусмотреть пружинные элементы между крепежными средствами 25 и крышкой 24 таким образом, что, прежде всего, когда клапан 4 движется, крышка факультативно также может совершать компенсирующее движение, прежде всего, в виде хода, относительно крепежных средств 25.A
Этот компонент теперь может быть вставлен в основание 17, которое обычно соединено с выхлопной трубой. Для этой цели основание 17 содержит внутреннее гнездо 18 таким образом, что основной корпус 2 позиционирован с точной посадкой и вдоль окружности ориентирован относительно основания 17.This component can now be inserted into the
На фиг.2 показан вариант осуществления инжектора 1 для водного раствора мочевины. Фитинг 3 для водного раствора мочевины снова показан справа на фиг.2. Направление потока 30 водного раствора мочевины через инжектор 1 также показано черными стрелками. Фильтр 27, в свою очередь, показан в этом фитинге 3 и в этом примере изогнут против направления потока 30, что является особо благоприятным, так как любые входящие твердые составляющие откладываются во внешней краевой области и поэтому не мешают потоку в центре. Затем отфильтрованный водный раствор мочевины течет дальше через суженную часть канала к клапану 4. Основной корпус 2 сконфигурирован таким образом, что образуется резервуар 14 между клапаном 4, проникающим в основной корпус 2, и концом части канала от фитинга 3 для водного раствора мочевины. Резервуар 14 в этом примере является по существу круглым и ограничен или уплотнен внутри и снаружи уплотнительными кольцами 35 (кольцами круглого сечения). Клапан 4 содержит множество (а именно, три) впускных трубок 15, с помощью которых водный раствор мочевины может быть засосан в клапан. Сам клапан (с заслонкой клапана или стержнем клапана) расположен над ними и является приводимым в действие приводом 5 клапана. Управляющие сигналы или энергопитание для привода 5 клапана подводятся через штепсельный соединитель 26, который выступает из крышки 24. Таким образом, штепсельный соединитель 26 также значительно удален от выхлопной трубы и поэтому подвержен незначительному нагреву. Теперь, если клапан 4 приведен в действие, вход в питающую трубку 6 открывается таким образом, что заданное количество водного раствора мочевины может поступать в питающую трубку 6 до тех пор, пока он снова не выйдет из питающей трубки 6 на противоположном конце, прежде всего, в поток ОГ ДВС. Отдельная питающая трубка 6 расположена заподлицо на клапане 4 и, прежде всего, окружена внутренним уплотнительным кольцом 35. Факультативно может быть выполнено сварное соединение между отдельной питающей трубкой 6 и основным корпусом 2 в обращенной к клапану 4 контактной поверхности области.Figure 2 shows an embodiment of an
Поскольку теперь водный раствор мочевины может накапливаться в резервуаре 14, существует риск того, что, если водный раствор мочевины замерзнет, может возникать существенное давление. Для этой цели клапан 4 (вместе с приводом 5 клапана) выполнен так, чтобы он был подвижным относительно основного корпуса 2 и крышки 24. Если давление внутри резервуара 14 увеличивается, является возможным, что клапан 4 и привод 5 клапана будут совершать смещение, прежде всего, в виде хода 22. Таким образом, внешнее уплотнительное кольцо 35 обеспечивает, что резервуар 14 по-прежнему герметичен. Компенсирующее движение или ход 22 делается возможным или регулируется пружинным элементом 16, с помощью которого клапан (вместе с приводом 5 клапана) смещается относительно основного корпуса 2. Если давление слишком велико в результате образования льда, клапан 4 движется вверх, а если замерзший водный раствор мочевины снова растаивает, и тогда давление там уменьшается, пружинный элемент 16 снова двигает клапан 4 вниз.Since the urea aqueous solution can now accumulate in the
Система 10 охлаждения также показана в нижней области основного корпуса 2, причем направление 29 потока охладителя в этом примере показано белыми стрелками. Таким образом, охладитель течет через вход (здесь не показан) во внутренние области основного корпуса 2 до тех пор, пока он не достигнет показанной или видимой части канала 13 охлаждения. Обращаясь к фиг.2, охладитель течет вниз, на расстоянии от питающей трубки 6, в направлении места подачи или самой горячей точки для водного раствора мочевины, где он отклоняется (практически в противоположном направлении), а затем течет обратно концентрично в направлении клапана 4 через преобладающую часть отдельной питающей трубки 6 в виде покрывающей струи. Незадолго до того, как будет достигнут клапан 4, канал 13 охлаждения покидает область вокруг отдельной питающей трубки 6 и простирается дальше к выпускному отверстию (не показано). Таким образом образуется противоточный теплообменник внутри основного корпуса 2, независимо от конфигурации остальной части инжектора, и обеспечивает то, что водный раствор мочевины, находящийся в питающей трубке 6, надежно охлаждается, и что предотвращается кипение водного раствора мочевины. Чтобы обеспечить то, чтобы это происходило практически вплоть до места подачи водного раствора мочевины, канал 13 охлаждения простирается, прежде всего, до сопловой пластины 7, которая образует выступающий конец 9 инжектора 1. Поэтому даже эта часть, которая подвержена высоким температурам, может быть надежно охлаждена.The cooling system 10 is also shown in the lower region of the
Кроме того, здесь также показано основание 17, причем изоляция 20 в виде воздушного зазора образуется по периметру вокруг основного корпуса 2, а также отдельной питающей трубки 6. Следовательно, с одной стороны, рубашка охлаждения, а с другой стороны, рубашка в виде воздушного зазора предусмотрены вокруг питающей трубки 6 в области 19 близко к месту подачи таким образом, что активная и пассивная теплоизоляция предусмотрены в направлении вдоль окружности концентрично питающей трубке 6.In addition, a
Фиг.3 представляет собой поперечный разрез через устройство, в котором основной корпус вставлен в основание 17. Прежде всего, фиг.3 представляет собой увеличенный вид изоляции 20 в виде воздушного зазора. Видно, что основной корпус 2 фактически находится лишь в теплопроводном контакте в области торца напротив выхлопной трубы. Изоляция 20 в виде воздушного зазора и концентрический канал 13 охлаждения простираются вокруг центральной оси 31 питания практически на всю высоту основания 17, но, по меньшей мере, на 70% или на 80% высоты гнезда в основании 17. Изоляция 20 в виде воздушного зазора является наиболее сильной (например, в результате большого расстояния между основанием 17 и основным корпусом 2) где основание 17 является массивным в области выхлопной трубы, так как именно здесь предусмотрена высокая теплоемкость для отходящего тепла системы выпуска ОГ. Таким образом, изоляция 20 в виде воздушного зазора особенно ярко выражена именно в этой области 19.Figure 3 is a cross-section through a device in which the main body is inserted into the
Фиг.4 иллюстрирует компонент, состоящий из отдельной питающей трубки 6 для водного раствора мочевины и сопловой пластины 7 для расположения поблизости от места подачи, то есть напротив клапана (не показан). Отдельная питающая трубка 6 может содержать расширение 18 в области торцов, например, чтобы компенсировать позиционные допуски. Объем 32 трубки внутри питающей трубки 6 должен быть низким, если возможно, то есть, прежде всего, должно быть получено малое поперечное сечение 33 трубки. Например, объем 32 трубки может быть менее чем 100 мм или менее чем 60 мм. Таким образом, отдельная сопловая пластина 7 образуется на торце и жестко соединена (сварена) с питающей трубкой 6. Сопловая пластина 7 содержит углубление 19 вокруг области контакта с питающей трубкой 6, позволяя охладителю течь как можно ближе к торцу питающей трубки 6. Прежде всего, таким образом, также является возможным охлаждать сопловые отверстия 8, образованные в сопловой пластине 7 на конце питающей трубки 6. Увеличенный вид этой детали показан на фиг.5.Figure 4 illustrates a component consisting of a
На фиг.5 показана вышеупомянутая деталь фиг.4. Видно, что спереди сопловая пластина 7 содержит сварной шов 37, соединяющий ее с торцом питающей трубки 6. Сварной шов 37 также может быть выполнен точечной сваркой. Сопловая пластина 7 установлена заподлицо с торцом питающей трубки 6, а также завершает конец питающей трубки в направлении вдоль окружности. Два сопловых отверстия 8, которые простираются под наклоном к оси 31 питания, показаны рядом с расширением 38, показанным в этом примере. Сопловые отверстия 8 конфигурированы, прежде всего, таким образом, что между ними получается угол 36 струи, который предпочтительно составляет меньше 20°. Сопловые отверстия 8 предпочтительно ориентированы таким образом, что образованные таким образом струи водного раствора мочевины соединяются после выхода из сопловой пластины 7. Особо эффективная схема разбрызгивания с очень малыми каплями водного раствора мочевины может быть получена со сталкивающимися струями этого типа, делая возможным достижение улучшенного распределения водного раствора мочевины в ОГ.Figure 5 shows the aforementioned detail of figure 4. It is seen that in front of the
На фиг.6 показана еще одна деталь инжектора 1 для водного раствора мочевины. В этом примере, прежде всего, снова показан вариант изоляции 20 в виде воздушного зазора. Аналогичным образом, чтобы обеспечить, что основной корпус 2 прочно расположен в основании 17, и с малым движением, причем одновременно уменьшается теплопроводность от основания 17 к основному корпусу 2, изоляция 20 в виде воздушного зазора образуется выпускным отверстием 12. В этом примере прокладка 21 выполнена в виде профилированной металлической детали 39, которая вмещает основной корпус 2 как корзина. Профилированная металлическая деталь, прежде всего, является типом пружинного элемента, который имеет такую форму, что он образует только линейные контакты 10 с основным корпусом 2 или сопловой пластиной 7, с одной стороны, и основанием 17, с другой стороны. Линейные контакты 10 обеспечивают возможность ориентации основного корпуса 2 или сопловой пластины 7 относительно основания 17, но они не преодолевают значительную теплопроводность через профилированную металлическую деталь 39.Figure 6 shows another detail of the
Фиг.7 представляет собой еще один поперечный разрез инжектора для водного раствора мочевины, в этом примере показана только нижняя частичная область. Отдельная питающая трубка 6, пронизывающая основной корпус 2, показана в центре с сопловой пластиной 7. В этом примере изоляция 20 в виде воздушного зазора также достигается посредством шайбы 34 в качестве прокладки. Шайба 34 может быть образована термическим изолятором и/или уплотнительным материалом в направлении выхлопной трубы. Таким образом, соответствующая изоляция 20 в виде воздушного зазора может быть получена между сопловой пластиной 7 и основанием 17 до места подачи, где сопловая пластина 7 пронизывает основание 17. Таким образом, изоляция 20 в виде воздушного зазора также может быть сохранена, когда основной корпус 2 и основание 17 собраны с помощью крепежных средств 25.Fig.7 is another cross section of the injector for an aqueous solution of urea, in this example only the lower partial region is shown. A
Выход 23 также показан на правой стороне фиг.7, который обеспечивает возможность сообщения с фитингом 3 в основном корпусе 2 для водного раствора мочевины. Выход 23 может закрываться пробкой 41, прежде всего, винтом. Пробка 41 может быть удалена для демонтажа или обслуживания инжектора таким образом, что объем водного раствора мочевины, находящийся в фитинге 3, может быть удален через этот выход 23.An
На фиг.8 показана особо предпочтительная область применения инжектора 1 для водного раствора мочевины. Автомобиль 50 с ДВС 42, например дизельным двигателем, показан схематически. Образующийся в ДВС ОГ транспортируется в систему 43 выпуска ОГ, которая содержит по меньшей мере одну выхлопную трубу 44. Для проведения процесса СКВ восстановитель (в этом примере аммиак) сначала вводится в ОГ, а затем смесь подается через устройство 45 для обработки ОГ, прежде всего каталитический СКВ-конвертор. Затем содержащиеся в ОГ оксиды азота могут быть подвержены каталитическому преобразованию в устройстве 45 для обработки ОГ при надлежащей температуре ОГ и с селективной дозировкой водного раствора мочевины в ОГ выше по потоку от устройства 45 для обработки ОГ. Требующийся для этого процесса аммиак получается из водного раствора мочевины термолизом и/или гидролизом, в присутствии ОГ. В свою очередь, этот раствор подается через инжектор по мере необходимости. Водный раствор мочевины может храниться, например, в резервуаре 46 и может транспортироваться в инжектор 1 через подающее устройство 47, содержащее, прежде всего, насос. Работа подающего устройства 47 и/или инжектора 1 может управляться по мере необходимости вышестоящим блоком управления. Он может учитывать данные тестов, относящиеся к составу ОГ, температуре ОГ и/или состоянию ДВС. Этот блок управления также может быть частью системы управления двигателем.On Fig shows a particularly preferred area of application of the
Таким образом, изобретение раскрывает практичный, точно дозирующий и морозоустойчивый инжектор, который может быть изготовлен экономичным способом.Thus, the invention discloses a practical, accurately dosing and frost-resistant injector, which can be manufactured in an economical way.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011010641.3 | 2011-02-09 | ||
DE201110010641 DE102011010641A1 (en) | 2011-02-09 | 2011-02-09 | Injector for a urea-water solution |
PCT/EP2012/052123 WO2012107484A1 (en) | 2011-02-09 | 2012-02-08 | Injector for a urea-water solution |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013141033A RU2013141033A (en) | 2015-03-20 |
RU2566208C2 true RU2566208C2 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=45571545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013141033/06A RU2566208C2 (en) | 2011-02-09 | 2012-02-08 | Injector for water solution of urea |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140034170A1 (en) |
EP (1) | EP2673483A1 (en) |
JP (1) | JP5934256B2 (en) |
KR (1) | KR101521741B1 (en) |
CN (1) | CN103370507B (en) |
DE (1) | DE102011010641A1 (en) |
RU (1) | RU2566208C2 (en) |
WO (1) | WO2012107484A1 (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012217703A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Robert Bosch Gmbh | Temperature-robust dosing module |
DE102012021664B4 (en) * | 2012-11-07 | 2017-02-16 | L'orange Gmbh | Injector for reducing agent |
DE102013009179A1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Exhaust system with exhaust pipe and metering device for metering a reagent and motor vehicle with such an exhaust system |
JP6166103B2 (en) * | 2013-06-04 | 2017-07-19 | ヤンマー株式会社 | Urea water injection nozzle |
AU2014262221C1 (en) | 2013-11-25 | 2021-06-10 | Esco Group Llc | Wear part monitoring |
US9869225B2 (en) | 2014-03-06 | 2018-01-16 | Cummins Emission Solutions, Inc. | Doser mounting system, components and methods |
JP6395215B2 (en) * | 2014-10-30 | 2018-09-26 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Reducing agent supply device and injection nozzle |
BR122020024175B1 (en) | 2015-02-13 | 2023-03-07 | Esco Group Llc | SOIL PENETRATION PRODUCTS MONITORING SYSTEM FOR GROUND WORKING EQUIPMENT |
DE102016007121A1 (en) | 2016-06-11 | 2017-12-14 | L'orange Gmbh | Injector for reducing agent |
CN106194712B (en) * | 2016-09-22 | 2019-09-17 | 凯龙高科技股份有限公司 | A kind of safety valve for metering pump |
GB2568269B (en) * | 2017-11-09 | 2020-02-19 | Delphi Tech Ip Ltd | SCR doser |
CN112090276B (en) * | 2020-08-28 | 2021-05-04 | 山东方大清洁能源科技有限公司 | Atomizing and spraying device for SCR denitration |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060013704A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Teruya Sawada | Liquid aeration delivery apparatus |
RU2374461C2 (en) * | 2004-12-30 | 2009-11-27 | Грунфос Нонокс А/С | Proportioning pump assembly |
DE102008041486A1 (en) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | Robert Bosch Gmbh | Dosing system for inserting pollutant decreasing medium in exhaust gas, particularly for inserting reducing agent or reducing agent-precursor, has dosing module for dosing pollutant decreasing medium |
EP2189633A1 (en) * | 2008-11-22 | 2010-05-26 | Grundfos Management A/S | Device to discharge urine solution in a waste gas line |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19806265C5 (en) * | 1998-02-16 | 2004-07-22 | Siemens Ag | dosing |
DE19961947A1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Bosch Gmbh Robert | Apparatus, for producing reductant-air mixture, has devices for subjecting air to pressure such that it flows through air feed channel at speed of sound |
DE10040571A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Bosch Gmbh Robert | Device for producing a reducing agent-air mixture |
US7617842B2 (en) * | 2003-07-29 | 2009-11-17 | SOCIéTé BIC | Valves for fuel cartridges |
US7237731B2 (en) * | 2003-08-19 | 2007-07-03 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Fuel injector with a deep pocket seat and method of maintaining spatial orientation |
US8047452B2 (en) * | 2004-04-26 | 2011-11-01 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Method and apparatus for injecting atomized fluids |
US7467749B2 (en) * | 2004-04-26 | 2008-12-23 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Methods and apparatus for injecting atomized reagent |
DE102004025062B4 (en) * | 2004-05-18 | 2006-09-14 | Hydraulik-Ring Gmbh | Freezer-compatible metering valve |
JP4730278B2 (en) * | 2006-10-20 | 2011-07-20 | 株式会社デンソー | Engine exhaust purification system |
DE102006061730A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Robert Bosch Gmbh | Selective catalytic reduction injection device for use in internal combustion engine, has sleeve including elongated thin-walled connecting section connected indirectly and positively to axial end by flange |
JP2008180099A (en) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Denso Corp | Reducer addition valve, and reducer supply device with the same |
EP2538048B1 (en) * | 2007-03-30 | 2015-03-04 | Continental Automotive Systems US, Inc. | Reductant delivery unit for selective catalytic reduction |
JP2008255910A (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Denso Corp | Reducer adding valve |
DE102007026892A1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Robert Bosch Gmbh | Device for the metered injection of a liquid exhaust aftertreatment agent |
JP2009041370A (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Bosch Corp | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
US8281570B2 (en) * | 2007-08-09 | 2012-10-09 | Caterpillar Inc. | Reducing agent injector having purge heater |
JP4992801B2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-08-08 | 株式会社デンソー | Urea water injection valve |
-
2011
- 2011-02-09 DE DE201110010641 patent/DE102011010641A1/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-02-08 CN CN201280008096.5A patent/CN103370507B/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-02-08 RU RU2013141033/06A patent/RU2566208C2/en not_active IP Right Cessation
- 2012-02-08 JP JP2013552950A patent/JP5934256B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-02-08 KR KR1020137022094A patent/KR101521741B1/en not_active IP Right Cessation
- 2012-02-08 EP EP12703310.8A patent/EP2673483A1/en not_active Withdrawn
- 2012-02-08 WO PCT/EP2012/052123 patent/WO2012107484A1/en active Application Filing
-
2013
- 2013-08-09 US US13/963,468 patent/US20140034170A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060013704A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Teruya Sawada | Liquid aeration delivery apparatus |
RU2374461C2 (en) * | 2004-12-30 | 2009-11-27 | Грунфос Нонокс А/С | Proportioning pump assembly |
DE102008041486A1 (en) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | Robert Bosch Gmbh | Dosing system for inserting pollutant decreasing medium in exhaust gas, particularly for inserting reducing agent or reducing agent-precursor, has dosing module for dosing pollutant decreasing medium |
EP2189633A1 (en) * | 2008-11-22 | 2010-05-26 | Grundfos Management A/S | Device to discharge urine solution in a waste gas line |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140034170A1 (en) | 2014-02-06 |
EP2673483A1 (en) | 2013-12-18 |
WO2012107484A1 (en) | 2012-08-16 |
CN103370507B (en) | 2017-02-08 |
CN103370507A (en) | 2013-10-23 |
JP5934256B2 (en) | 2016-06-15 |
RU2013141033A (en) | 2015-03-20 |
JP2014506648A (en) | 2014-03-17 |
DE102011010641A1 (en) | 2012-08-09 |
KR20130117861A (en) | 2013-10-28 |
KR101521741B1 (en) | 2015-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2566208C2 (en) | Injector for water solution of urea | |
US9441522B2 (en) | Mounting assembly for a reductant injector | |
US8998114B2 (en) | Pressure swirl flow injector with reduced flow variability and return flow | |
US8740113B2 (en) | Pressure swirl flow injector with reduced flow variability and return flow | |
JP2006226162A (en) | Injection valve for exhaust pipe | |
RU2618750C2 (en) | Metering unit with liquid cooling | |
US9488292B2 (en) | Device for cooling a metering valve | |
US20110023461A1 (en) | Exhaust aftertreatment system with heated device | |
US20110274590A1 (en) | Inverted Exhaust Gas Treatment Injector | |
EP2132420B1 (en) | Injector and system for dosing reducing agent | |
CN107559074A (en) | Urea liquid injector module | |
JP3162674U (en) | Chemical spray injection device | |
CN105443207A (en) | Reducing agent delivery unit of liquid cooling of selective catalytic reduction system of motor vehicle | |
US20190168243A1 (en) | Outward opening injector for exhaust aftertreatment systems | |
DK201970656A1 (en) | Injector for injecting a gaseous reducing agent into the exhaust gas stream of an internal combustion engine | |
US20210131327A1 (en) | Dosing module for use in aftertreatment systems for internal combustion engines | |
JP5742492B2 (en) | Exhaust purification equipment | |
US11156141B2 (en) | Fluid injectors for hot flow | |
KR101896554B1 (en) | Urea water solution supply apparatus and method for exhaust gas aftertreatment system | |
GB2602209A (en) | Dosing module for use in aftertreatment systems for internal combustion engines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180209 |