SE1050555A1 - Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde - Google Patents

Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde Download PDF

Info

Publication number
SE1050555A1
SE1050555A1 SE1050555A SE1050555A SE1050555A1 SE 1050555 A1 SE1050555 A1 SE 1050555A1 SE 1050555 A SE1050555 A SE 1050555A SE 1050555 A SE1050555 A SE 1050555A SE 1050555 A1 SE1050555 A1 SE 1050555A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
line
pump
dosing module
valve
tank
Prior art date
Application number
SE1050555A
Other languages
English (en)
Other versions
SE535167C2 (sv
Inventor
Thomas Aakerblom
Per Bremberg
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1050555A priority Critical patent/SE535167C2/sv
Priority to DE102011102851A priority patent/DE102011102851A1/de
Publication of SE1050555A1 publication Critical patent/SE1050555A1/sv
Publication of SE535167C2 publication Critical patent/SE535167C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/206Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/18Exhaust 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
    • F01N3/20Exhaust 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
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • F01N2260/024Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device using a liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/11Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1446Means for damping of pressure fluctuations in the delivery system, e.g. by puffer volumes or throttling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1473Overflow or return means for the substances, e.g. conduits or valves for the return path
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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

Ett arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde från en förbränningsmotorinnefattar bland annat en pump (15) avsedd att generera ett trycksatt flöde av mediumfrån en tank (12) genom ledningen (13) till doseringsmodulen (14). Icke insprutatmedium leds via en returledning (16) åter till tanken. Mediet utnyttjas även till att kyladen i avgasflödet anordnade doseringsmodulen (14). För att säkerställa kylning ävenefter det att pumpen (15) stoppats innefattar ledningen en ackumulatortank (17), tillvilken medium leds under pumpens drift och vilket medium efter pumpens avstängningåter leds till ledningen (13) i syfte att upprätthålla ett kylande flöde genomdoseringsmodulen (14). För att möjliggöra att flödet kan upprätthållas under relativtlång tid efter pumpens avstängning innefattar ledningen till ackumulatortanken en ventil vilken gör det möjligt att variera anslutningsledningens (18) tvärsnittsarea. (Pig. 1)

Description

2 Ett problem uppstår dock när motorn stängs av eftersom temperaturen i avgassystemet kommer att vara fortsatt hög en ansenlig tid efter det att motom stängts av. Tillförseln av reduktionsmedel till doseringsmodulen avslutas då motom stängs av vilket innebär att flödet och därigenom kylningen av doseringsmodulen upphör. Bristen på kylning av doseringsmodulen kan då resultera i skador på doseringsmodulen. Den höga temperaturen i doseringsmodulen innebär dessutom även att det stillastående reduktionsmedlet i doseringsmodulen avdunstar vilket kan ge utfällningar som sätter igen doseringsmodulen och som reducerar funktionen vid återstart.
För att förhindra dessa skador på doseringsmodulen finns idag några olika lösningar som var och en har olika brister. En lösning på problemen erhålls genom att låta pumpen fortsätta cirkulera reduktionsmedlet genom doseringsmodulen så att den nödvändiga kyleffekten bibehålls även en viss tid efier det att motom stängts av. Detta innebär, förutom att pumpen ger upphov till en hel del oljud, att ström från ett batteri kommer att förbrukas vilket kan vara ett problem då strömtillgången i batterier är begränsad. Ytterligare en komplicerande faktor är att denna lösning inte är tillämplig för vissa motorer, exempelvis motorer i fordon inom vissa användningsområden. Ett sådant exempel är fordon som används för transporter av brandfarliga material. För dessa fordon måste huvudströmmen brytas då fordonet står uppställt vid till exempel lastning och lossning av det brandfarliga materialet för att reducera risken för oavsiktlig antändning. Detta medför att det nödvändiga flödet för att erhålla kylningen av doseringsmodulen inte är möjlig även om tillräcklig batterikapacitet finns tillgänglig.
Vidare önskar vissa fordonsoperatörer bryta strömmen från batteriet då fordonet stängs av för att försäkra sig om att inte förbruka den begränsade elektriska energi som finns lagrad i fordonets batterier vilket också resulterar i att det kylande flödet stoppas.
En annan lösning på problemet är att förse doseringsmodulen med en separat kylning med hjälp av till exempel en kylvätska som leds genom modulen så att temperaturen i doseringsmodulen begränsas. Denna lösning är dock komplicerad vilket gör den dyr att tillverka och underhålla.
En ytterligare känd lösning beskrivs i WO 2010/034401. I detta fall är ledningen till doseringsmodulen försedd med en ackumulator som under drift laddas med 3 reduktionsmedel. När pumpens drift upphör fortsätter reduktionsmedel att ledas från ackumulatom till doseringsmodulen varvid kylning av densamma kan upprätthållas ytterligare en viss tid. Ett problem med denna lösning är att ackumulatom har en begränsad volym och att det däri inrymda medlet relativt snabbt har återcirkulerats tillbaka tanken. Den kylning som erhålls är således begränsad till relativt kort tid efter avstängningen.
Motsvarande problem och förutsättningar föreligger även i andra sammanhang där en värrneutsatt komponent behöver kylas av ett tillfört medium.
Behov föreligger således för ett arrangemang vilket löser ovan beskrivna problem.
Bland annat finns det ett behov av att kylningen kan fortsätta tillräckligt lång tid efter avstängning av pumpen for att säkerställa tillräcklig kylning av doseringsmodulen.
Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning har till syfte att tillgodose ovan nämnda behov. Syftet uppnås genom ett arrangemang enligt krav l.
Arrangemanget enligt uppfinningen tillgodoser ovan beskrivna behov genom att pumpen då den är i drift, förutom att generera det trycksatta flödet av medel, även snabbt successivt fyller ackumulatortanken med medel. När motom, och därigenom även pumpen, stängs av kommer medlet i ackumulatortanken att upprätthålla det kylande flödet av medel till doseringsmodulen till dess att ackumulatortanken är tom utan inverkan från pumpen. Det nödvändiga flödet av kylande medel upprätthålls därigenom efter det att motor stängts av utan att någon ström behöver förbrukas eller pump behöver vara aktiverad. Detta arrangemang är således även användbart i applikationer där ingen ström finns tillgänglig efter det att motom stängts av. Detta är fördelaktigt då risken för haverier på grund av överhettad doseringsmodul reduceras avsevärt. Arrangemanget upprätthåller dessutom det kylande flödet utan inblandning eller aktiva val från operatören. Genom att tilloppsledningen till ackumulatortanken innefattar en ventil kan flödet till och från ackumulatortanken regleras i beroende på om pumpen drivs eller ej drivs. 4 Genom ventilanordning är det möjligt att variera anslutningsledningens tvärsnittsarea.
Detta medger att ackumulatortanken snabbt kan fyllas även om motom och pumpen stängs av relativt kort tid efter start. Tvärsnittsarean i anslutningsledningen minskas lämpligen då motorn stängs av så att den begränsade volymen medel i ackumulatortanken räcker för att ge ökad varaktighet i det kylande flödet genom doseringsmodulen under relativt lång tid efter pumpens avstängning. Vanligtvis krävs i ett fordon, så som till exempel en lastbil, att flödet kan fortgå i upp mot 30 minuter och gäma över 40 minuter efter det att motom och pumpen stängts av för att temperaturen i avgassystemet skall hinna sjunka till för doseringsmodulen ofarlig nivå innan medlet i ackumulatortanken är slut. Ventilanordningen möjliggör ändock att ackumulatortanken snabbt kan fyllas efter start.
I en utföringsforrn av arrangemanget gör Ventilanordningen det möjligt att variera tvärsnittsarean i anslutningsledningen mellan en större area och en mindre area varvid den är större arean intages vid drift av pumpen (13) och den mindre tvärsnittsarean intages automatiskt när pumpen ej drivs. Denna typ av ventil har fördelen att den inte kräver någon energi for att erhålla den önskade funktionen hos ventilanordningen.
Ventilen kan i en fördelaktig utföringsforrn utgöras av en elektriskt styrd magnetventil.
Ventilen kan då aktiveras samtidigt med aktiveringen av pumpen, vilket gör att styrningen av ventilen kan ordnas på enkelt sätt.
I en annan fördelaktig utföringsforrn kan ventilen utgöras en tryckstyrd ventil, som är styrd av trycket i ledningen mellan pumpen och doseringsmodulen. En fördel med denna lösning är att trycket snabbt kan byggas upp vid start och säkerställer att doseringsmodulen erhåller tillräcklig mängd medel. Tillförsel av medel till ackumulatom fördröj s visserligen något men det är i flertalet fall av underordnad betydelse. För övrigt blir denna typ av ventil helt sj älvreglerande och någon yttre behövs ej.
I en utföringsforrn innefattar doseringsmodulen ett munstycke anslutet till ledningen för injicering av medel i avgasflödet. Munstycket gör det möjligt att finfördela det tillforda medlet vilket är fördelaktigt då det underlättar dess reaktion med restproduktema i i avgasflödet.
I en utföringsforrn är det i doseringsmodulen eller returledningen anordnat en strypning som innebär att det flöde som återleds via returledningen måste passera en reducerad tvärsnittsarea. Denna strypning underlättar för pumpen att generera det önskade trycket i systemet. Vidare innebär strypningen att flödet genom systemet efter det att motorn stängts av reduceras, vilket i sin tur innebär att det kylande flödet kan upprätthållas längre tid utan att ackumulatortankens volym behöver ökas.
I en utföringsform innefattar arrangemanget en ventil, företrädesvis en backventil, som säkerställer flödesriktningen i systemet vilken ytterliggare ökar tillforlitligheten då inget reduktionsmedel kan flöda i motsatt riktning genom pumpen.
I en utföringsforrn är ackumulatortanken tät och i sin botten är den ansluten till anslutningsledningen. Denna utformning av ackumulatortanken har fördelen att den instängda luften i tanken kommer att komprimeras vart eftersom ackumulatortanken fylls med medel. Den komprimerade luften i tanken kommer därigenom att bidra till att utjämna trycket i arrangemanget då tryckvariationer uppstår genom att doseringsmodulen injicerar medlet i pulser med varierande längd. Detta är en stor fördel då trycket från pumpen till doseringsmodulen annars varierar avsevärt genom att trycket sjunker när medlet injiceras varpå detta tryckfall därefter skall kompenseras av pumpen.
Dessa variationer ökar belastningen på pumpen och kan med tiden resultera i haverier.
För det andra underlättar övertrycket i ackumulatortanken tömningen av tanken då pumpen stängs av.
Uppfinningen avser även ett fordon innefattande en förbränningsmotor från vilken avgaserna leds via ett avgassystem samt ett arrangemang enligt någon av utföringsformerna beskrivna ovan för tillförsel av ett medel i avgasflödet i avgassystemet.
Kort figurbeskrivning Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till bifogade schematiska ritningar av arrangemang enligt uppfinningen av vilka Fig. 1 visar en första utföringsforrn, och Fig. 2 visar en andra utföringsforrn.
Utförlig beskrivning av uppfinningen I Fig. 1 visas ett arrangemang 10 för reduktion av NOx - emissioneri ett avgasflöde vilket passerar genom ett avgasrör 11 anordnat att leda avgaserna från en förbränningsmotor 1. Denna kan vara anordnad som drivmotor för ett tyngre fordon såsom en lastbil eller buss, men kan altemativt utgöras ev en motor för marint eller industriellt bruk. Exempelvis kan motorn utgöras av dieselmotor. Avgasröret 11 ingår som en del i ett avgassystem utformat för att leda avgaserna till ett avgasutsläpp placerat på lämpligt ställe. Avgassystemet kan innefatta olika komponenter och system för att reducera emissionsmängdema från förbränningsmotom. En sådan komponent kan vara någon typ av katalysator 2, exempelvis en SCR-katalysator, genom vilken avgasflödet passerar.
Arrangemanget 10 innefattar en tank 12 avsedd att innehålla ett flytande reduktionsmedel. I detta exempel utgörs reduktionsmedlet av en vattenlösning av urea, vilket ofta saluförs under namnet AdBlue. Tankens volym är dimensionerad utifrån förväntat behov av reduktionsmedel, önskad längd mellan påfyllningsintervallerna samt tillgängligt utrymme.
Från tanken 12 sträcker sig en ledning 13 till en doseringsmodul 14 för överföring av reduktionsmedel från tanken 12 till doseringsmodulen 14. Överföringen sker med hjälp av en pump 15 som vid drift genererar det önskade flödet av reduktionsmedel samt genererar ett önskat tryck i systemet. Pumpen 15 är anordnad på lämpligt ställe längs ledningen 13. 7 Doseringsmodulen 14 innefattar ett ej visat munstycke för injicering av finfördelat reduktionsmedel i avgasflödet. Doseringsmodulen ingår i ett system för dosering av reduktionsmedel och kan härutöver innefatta till exempel givare för temperatur, samt styrenhet och styrdon för att aktivt styra när samt hur mycket reduktionsmedel som ska tillföras avgasflödet via munstycket utifrån den aktuella mängden NOx i avgasflödet.
I doseringsmodulen är ledningen 13 ansluten till en returledning 16 vilken återför ej injicerat reduktionsmedel till tanken.
Pumpen 15 genererar företrädesvis ett större flöde genom systemet än den maximala förbrukningen av reduktionsmedel som insprutas i avgasflödet. Flödet av reduktionsmedel till doseringsmodulen, dvs både det flöde som insprutas och det flöde som ej insprutas utan som återcirkuleras i systemet kyler kontinuerligt doseringsmodulen och förhindrar överhettning av doseringsmodulen samt de i doseringsmodulen inrymda givama samt styrdonen.
Arrangemanget innefattar dessutom en ackumulatortank 17 vilken är ansluten till ledningen 13 via en anslutningsledning 18 som sträcker sig mellan ledningen 13 och ackumulatortanken 17 och är ansluten till ledningen 13 någonstans mellan pumpen och doseringsmodulen. När motom 1 är i drift är även pumpen 15 i drift och pumpar reduktionsmedel till doseringsmodulen 14. Men en del av flödet passerar genom anslutningsledningen 18 och vidare in i ackumulatortanken 17 som successivt fylls med reduktionsmedel. Tillförseln av reduktionsmedel till ackumulatortanken upphör automatiskt när trycket i ackumulatortanken är detsamma som det av pumpen avgivna trycket. När arrangemanget stängs av och pumpen 15 slutar pumpa strömmar reduktionsmedlet tack vara övertrycket i ackumulatortanken i motsatt riktning genom anslutningsledningen 18 och vidare i ledningen 13 till doseringsmodulen 14 som ej längre injicerar något reduktionsmedel i avgasflödet utan reduktionsmedlet fortsätter genom returledningen 16 tillbaka till tanken 12. Det fortsatta flödet av reduktionsmedel genom doseringsmodulen 14 fungerar därigenom som ett kylande flöde så länge det finns reduktionsmedel i ackumulatortanken.
Ackumulatortankens storlek är Vald så att volymen reduktionsmedel i ackumulatortanken är tillräcklig för att upprätthålla det önskade kylande flödet under önskad tid efter det att pumpen stängts av. I det fall motorn är anordnad i ett fordon, så som till exempel en lastbil, har ackumulatortanken företrädesvis en så liten volym som möjligt för att inte öka fordonets totalvikt mer än nödvändigt. Volymen måste dock vara tillräckligt stor för att kunna upprätthålla tillräcklig längd på det nödvändiga kylande flödet genom doseringsmodulen efter det att motorn stängts av vilket detsamma som att pumpen stängts av.
Anslutningsledningen 18 innefattar en ventil 19 som gör det möjligt att justera anslutningsledningens 18 tvärsnittsarea. En fördelaktig utformning av ventilen 19 är en ventil som är ställbar i två olika lägen, som motsvarar att två olika strypningslägen införs för anslutningsledningen. Ett första läge av ventilen där tvärsnittsarean i anslutningsledningen uppvisar en större area och ett andra läge där tvärsnittsaren uppvisar en mindre tvärsnittsarea. Så länge pumpen är i drift är ventilen 19 placerad i det första läget så att ackumulatortanken 17 fylls med reduktionsmedel så snabbt som möjligt för att vara redo att användas om pumpen stängs av. Så snart pumpen stängs av ställs ventilen om till det andra läget som innebär att flödet ut ur ackumulatortanken 17 begränsas något och den totala tiden som det kylande flödet kan upprätthållas ökar.
Ytterligare en fördel med att ha en stor tvärsnittsarea iventilen 19 då pumpen är i drift är att den dämpande effekten på tryckvariationer i ledningen 13 förbättras.
Ventilen 19 i figur 1 är utformad som en konventionell elektrisk magnetventil som intager ett aktivt läge om det påläggs en spänning på dess magnetspole, och under inverkan av en fjäder automatiskt intager ett icke aktivt läge. Det aktiva läget intages samtidigt som pumpen 15 är aktiv och det icke aktiva läget intages när pumpen stängs av. Denna omställning av ventilen till det icke aktiva läget resulterar således inte i någon strömförbrukning eller aktivt insats från en operatör. Ventilen kvarhålls i detta läge utan att förbruka någon energi. För styrning av ventilen till dessa aktiva läge är den förbunden med det tidigare nämnda styrsystemet (ej visat). Ventilen 19 aktiva läge motsvarar således det ovannämnda första läget och det icke aktiva läget av det andra läget. 9 Det är i alternativa utföringsformer möjligt att ha en Viss fördröjning av ventilens omställning till det aktiva läget vid start av pumpen i avsikt att säkerställa ett tillräckligt flöde av medium till doseringsmodulen innan medium tillförs ackumulatortanken. En sådan lösning har också fördelen att det snabbt byggs upp ett tillräckligt högt tryck i ledningen till doseringsmodulen. Denna fördröjning kan åstadkommas genom att ventilens omställning styr i beroende av en styrenhet som avkänner trycket i ledningen, så att omställningen sker först efter att tillräckligt högt tryck uppnåtts i ledningen.
Alternativt kan omställningen ske en viss förbestämd tid efter att pumpen startats.
I en altemativ utföringsform kan ventilen 19 utgöras av en ventil som inte enbart har två bestämda lägen utan den kan ha ett flertal olika lägen med olika grader av strypningar.
En ventil kan också vara kontinuerligt omställbar mellan olika grader av strypningar i beroende av olika driftsförhållanden hos pumpen och/eller motom.
Anslutningsledningen 18 är med fördel anordnad i botten på ackumulatortanken 17, vilken ej är försedd med någon urluftning. Vid drift och vart eftersom ackumulatortanken fylls med reduktionsmedel ökar den inneslutna luften trycket i tanken. Den komprimerade luften i tanken verkar när pumpen är i drift som en tryckutj ämnare genom att på ett effektivt sätt minska tryckvariationema i ledningen 13, för att då pumpen stängs av aktivt påverka utdrivningen av reduktionsmedlet från ackumulatortanken 17. I altemativa utföringsfonner kan ackumulatortanken vara av vilken konventionell typ som helst, exempelvis i form av en cylinder där en fjäderbelastad kolv utnyttjas för att pressa ut mediet när pumpen är avstäng. Denna utföringsform är visserligen något mer komplicerad än de förstnämnda men medger å andra sidan en friare placering.
Inbyggt i doseringsmodulen 14 eller i returledningen 16 är anordnat en strypning 20, för att underlätta för pumpen 15 att generera det önskade systemtrycket. Strypningen 20 kan utgöras antingen av en fast strypning eller av en strypning i vilken tvärsnittsarean är justerbar. Denna strypning 20 utnyttjas också för att minska flödet och därigenom öka den totala tiden som flödet kan upprätthållas genom doseringsmodulen när pumpen är avstängd.
För att säkerställa flödesriktningen så att inget flöde av reduktionsmedel återleds till tanken via pumpen när denna är avstängd innefattar arrangemanget en ventil med en backventilfunktion. Med detta avses inte enbart en fysisk backventil (ej visad) som är anordnad i pumpen 13 eller efter densamma men före anslutningsledningens 18 anslutning till ledningen 13, utan också det fall där pumpen i sig är av sådan konstruktion att flöde förhindras i pumpens backriktning. Likaså kan denna ventil utgöras av en avstängningsventil som helt blockerar flödet genom pumpen. Därigenom säkerställs att flödet av medium från ackumulatortanken 17 leds åter till tanken 12 via doseringsmodulen 14 och kyler densamma.
Vid pumpens 13 drift kommer efter åtminstone en viss tid ackumulatortanken 17 att var fylld med medium av ett tryck som motsvarar pumpens normala arbetstryck och ingen ytterligare tillförsel kan då ske. Efter det att motom 1 stängts av och tillika pumpens 15 drift upphört kommer reduktionsmedel att på ovan angivet sätt att ledes från ackumulatortanken 17 via doseringsmodulen 14 och returledningen 16 åter till tanken och därvid åstadkomma en kylning av doseringsmodulen 14, tills det att ackumulatortanken helt tömts. Vid återstart av motom och pumpen återfylls ackumulatortanken på ovan angivet sätt igen.
Fig. 2 visar en altemativ utföringsforrn av uppfinningen. Denna utföringsforrn är väsentligen densamma som den som beskrivits med hänvisning till Fig.1 och de ingående komponentema visas därför med samma hänvisningsbeteckningar. Det som skiljer de båda utforingsforrnema är utformningen av ventilen 19. I utforingsformen enligt Fig.2 utgörs ventilen av en tryckstyrd ventil där trycket i ledningen 13 styr vilket läge som ventilen ska intaga. Härför är anordnat en styrtrycksledning 21 mellan ledningen 13 och ventilen 19. När pumpen 15 är i normal drift är trycket i ledningen 13 tillräckligt högt för att ställa in ventilen 19 i det första aktiva läget och så att medium relativt lätt kan inledes i ackumulatortanken. När drivningen av pumpen upphör minskar trycket i ledningen 13 och ventilen intager då under fjäderkraft det icke aktiva läget, vilket icke aktiva läge motsvarar det ovannämnda andra läget. Därvid kommer strypningen i ventilen 19 begränsa flödet av det medel som från ackumulatortanken leds åter till ledningen 13. Denna ventil kan i altemativa utföringsforrner utformas med motsvarande egenskaper som ovan beskrivits med utföringsforrnen enligt Fig. 1. 11 Uppfinningen har ovan beskrivits utifrån exemplifierande utföringsforrner som självklart kan kombineras på olika sätt. Uppfinningen är således inte enbart tillämplig vid ett SCR-system för en förbränningsmotor där reduktionsmedel i samverkan med en SCR-katalysator utnyttjas för att reducera NOx-emissionema från en förbränningsmotor. Uppfinningen kan med fördel utnyttjas i andra applikationer där analoga problem och förutsättningar föreligger, t ex när det gäller att i en avgasledning inspruta nägot annat medel. Ett sådant fall kan Vara insprutning av ett kolväte (HC) i en avgasledning uppströms en oxiderande katalysator (DOC) i syfte att förbättra avgasreningen i en efterföljande SCR-katalysator. Likaså kan insprutning av kolväte förekomma i samband med att man önskar höja avgastemperaturen inför rening av ett efierfö lj ande partikelfilter. Uppfinningen är således enbart begränsad till vad som anges i patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 12 PATENTKRAV
1. Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde i ett avgassystem för en fórbränningsmotor, innefattande en tank (12) avsedd att innehålla medlet, en doseringsmodul (14) från vilken medel kan injiceras i avgasflödet, en ledning (13) för tillförsel av medel från tanken (12) till doseringsmodulen (14), en pump (15) avsedd att generera ett trycksatt flöde genom ledningen (13) fór tillfórsel av medel från tanken (12) till doseringsmodulen (14), en returledning (16) ansluten till den ledningen (13) fór tillförsel av medel i doseringsmodulen (14) och avsedd att leda ej injicerat medel från doseringsmodulen (14) tillbaka till tanken (12), samt en ackumulatortank (17) ansluten via en anslutningsledning (18) till ledningen (13) fór tillförsel av medel till doseringsmodulen. kännetecknat av att anslutningsledningen (18) innefattar en ventil (19), vilken gör det möjligt att variera anslutningsledningens (1 8) tvårsnittsarea.
2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att ventilen (19) gör det möjligt att variera tvärsnittsarean i anslutningsledningen (18) mellan en större area och en mindre area och att den år större arean intages vid drift av pumpen (13) och den mindre tvårsnittsarean intages när pumpen ej drivs.
3. Arrangemang enligt något av kraven 1-2 kännetecknat av att ventilen (19) utgörs av en elektriskt styrd magnetventil.
4. Arrangemang enligt något av kraven 1-2 kännetecknat att ventilen (19) utgörs av en tryckventil, vilken är styr under inverkan av trycket i ledningen (13) mellan pumpen (15) och doseringsmodulen (14).
5. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att doseringsmodulen (14) innefattar ett munstycke anslutet till ledningen (13) för injicering av medel i avgasflödet. 10 15 13
6. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av en strypning (20) anordnad i returledningen (16) eller i doseringsmodulen (14) som innebär att det flöde som återleds via returledningen (16) måste passera en reducerad tvärsnittsarea.
7. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av en ventil, företrädesvis en backventil, som vid avstängd pump (15) säkerställer en flödesriktning av mediet från ackumulatortanken (17) via doseringsmodulen (14) till tanken (12).
8. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ackumulatortanken (17) är en tät tank och i sin botten är ansluten till anslutningsledningen (1 8).
9. Arrangemang enligt något av föregående krav kännetecknat av att medlet utgörs av ett reduktionsmedel, exempelvis en vattenlösning av urea.
10. Fordon innefattande en förbränningsmotor från vilken avgaserna leds via ett avgassystem samt ett arrangemang (10) enligt något av kraven 1 till 9 för tillförsel av ett medel i avgasflödet i avgassystemet.
SE1050555A 2010-06-02 2010-06-02 Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde SE535167C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050555A SE535167C2 (sv) 2010-06-02 2010-06-02 Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde
DE102011102851A DE102011102851A1 (de) 2010-06-02 2011-05-30 Anordnung zur Zuführung eines Mittels in eine Abgasströmung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050555A SE535167C2 (sv) 2010-06-02 2010-06-02 Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1050555A1 true SE1050555A1 (sv) 2011-12-03
SE535167C2 SE535167C2 (sv) 2012-05-08

Family

ID=45403129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050555A SE535167C2 (sv) 2010-06-02 2010-06-02 Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011102851A1 (sv)
SE (1) SE535167C2 (sv)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013008693B4 (de) * 2013-05-22 2016-11-10 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage sowie entsprechende Abgasanlage
US9267410B2 (en) * 2014-01-14 2016-02-23 Caterpillar Inc. Injector cooling apparatus
US20140369899A1 (en) * 2014-09-01 2014-12-18 Caterpillar Inc. Multi-compartment phae separation tank for multiple reductant injectors
WO2018219947A1 (en) * 2017-05-29 2018-12-06 Liebherr-Components Colmar Sas Reductant injection system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4436397B4 (de) * 1994-10-12 2006-06-08 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen
DE19856366C1 (de) * 1998-12-07 2000-04-20 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Nachbehandeln von Abgasen einer mit Luftüberschuß arbeitenden Brennkraftmaschine
DE102006022582A1 (de) * 2006-05-15 2007-11-22 Siemens Ag Leckagefreies Einspritzventil, Einspritzvorrichtung und Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008049097A1 (de) 2008-09-26 2010-04-01 Daimler Ag Kraftwagen mit System zum Zuführen von Flüssigkeit in ein anderes Medium, insbesondere zum Zuführen eines Reduktionsmittels in das Abgas eines Verbrennungsmotors

Also Published As

Publication number Publication date
SE535167C2 (sv) 2012-05-08
DE102011102851A1 (de) 2012-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8096112B2 (en) Exhaust after-treatment system having a secondary tank
US8944033B2 (en) Limp home capable dual fuel engine and machine using same
JP3969454B1 (ja) ジメチルエーテル用ディーゼルエンジン
KR101319963B1 (ko) 물 에멀전 연료 드레인 재이용 장치를 구비한 기관 시스템
JP2013512376A (ja) 還元剤の送給装置の作動方法
US20170120756A1 (en) Vehicle equipped with engine for driving a generator
JP2011247133A (ja) Scrシステム
SE1050555A1 (sv) Arrangemang för tillförsel av ett medel i ett avgasflöde
US20130111884A1 (en) Method pertaining to air removal from a hc dosing system and a hc dosing system
US20190323438A1 (en) Combined Engine Systems
JP6304090B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動装置
CN103437926A (zh) 一种燃油泵的保护方法
CN106468200B (zh) 轻度混合动力电动车辆或与其相关的改进
JP2005307769A (ja) 排気浄化装置
JP4223751B2 (ja) 内燃機関の燃料供給装置
US20200191032A1 (en) Reductant injection system
JP2010106662A (ja) 燃料の温度上昇抑制装置
JP2014202094A (ja) 尿素水添加装置の制御装置
EP2582932B1 (en) Method and device pertaining to cooling of dosing units of hc dosing systems for exhaust cleaning
KR101300712B1 (ko) 연료유 공급장치 및 그 스위칭방법
EP2582934B1 (en) Method and device pertaining to cooling of dosing units of hc dosing systems for exhaust cleaning
JP6344295B2 (ja) ハイブリッド車両
JP6459463B2 (ja) 燃料噴射システムの制御装置
JP4239969B2 (ja) エンジン制御装置
CN111173650A (zh) 用于内燃发动机的喷射系统,用于运行喷射系统的方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed