WO2007036272A1 - Vorrichtung zum dosieren von kraftstoff in ein abgassystem einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum dosieren von kraftstoff in ein abgassystem einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2007036272A1
WO2007036272A1 PCT/EP2006/008312 EP2006008312W WO2007036272A1 WO 2007036272 A1 WO2007036272 A1 WO 2007036272A1 EP 2006008312 W EP2006008312 W EP 2006008312W WO 2007036272 A1 WO2007036272 A1 WO 2007036272A1
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fuel
metering
internal combustion
combustion engine
injection nozzle
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PCT/EP2006/008312
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Michael Hoffmann
Lionel Le Clech
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Daimler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a device for metering fuel into an exhaust system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and of claim 2.
  • the generic document EP 1 512 847 A2 shows a device for metering fuel into an exhaust system of an internal combustion engine.
  • the device has an injection valve to which fuel is supplied via a supply line from a low-pressure circuit of an injection system.
  • the injection valve is assigned to the exhaust system.
  • the injection valve has an injection nozzle and an actuator.
  • the actuator is connected to a control unit and controls the injection nozzle as a function of the control signals of the control unit.
  • the injector dosed via a valve element fuel into the exhaust system.
  • the injector is associated with a heat shield that protects the injector from the heat of the exhaust should protect.
  • the disadvantage here is that a strong heating of the injection nozzle can not be sufficiently excluded, so that it can lead to heating of the fuel in the injection nozzle and cracking of the fuel.
  • the associated deposits and coking can lead to a malfunction of the injector.
  • the object of the invention is in contrast to provide a device for metering fuel of the type mentioned available, in which a sufficient cooling of the injector takes place, so that cracking of the fuel can be reliably prevented.
  • the device according to the invention is characterized by an injection nozzle, which according to a first embodiment according to claim 1 next to the fuel inlet has a cooling return, wherein fuel continuously flows through the fuel inlet and the cooling return during operation of the internal combustion engine.
  • a cooling inlet and a cooling return is provided in addition to the fuel inlet, wherein the fuel continuously flows through the cooling inlet and the cooling return during operation of the internal combustion engine.
  • the injection nozzle is connected via a metering unit to a low-pressure circuit of an injection system, preferably a diesel injection system.
  • the injection nozzle is assigned to an exhaust system of the internal combustion engine.
  • the injector injects fuel by means of a valve element provided in a fuel inlet the exhaust system, so as to regenerate a particulate filter in the exhaust system downstream of the injector.
  • the injector heats up slightly due to the warmth of the exhaust gas, the fuel flowing continuously through the injector receives the heat from the injector and transports it out of the injector.
  • the injection nozzle is advantageously cooled by the fuel flow in the injection nozzle.
  • the fuel inlet is at least partially surrounded by a fuel-collecting space, wherein fuel flows through the Kuhlzulauf in the fuel-collecting space and flows through the Kuhlrucklauf from the fuel-collecting space.
  • the fuel-collecting space allows the injection nozzle to cool very effectively or even more strongly.
  • the valve element opens automatically by the pressure of the fuel in the fuel inlet.
  • the fuel is injected via the valve element into the exhaust system.
  • the dosing unit controls the Kraftstoffström in the fuel supply to the valve element. If the pressure of the fuel in the fuel feed set by the metering unit exceeds a predetermined value, the preferably spring-loaded valve element opens automatically and the fuel is injected into the exhaust system of the internal combustion engine.
  • no actuator for actuating the injection nozzle is necessary for this purpose.
  • the Kuhlrucklauf the injector is connected via a heat exchanger to the low pressure circuit.
  • the fuel flows from the Kuhlrucklauf the injector first in the Heat exchanger that cools the heated fuel coming from the injector before the fuel from the heat exchanger flows back into the low pressure circuit of the injection system.
  • the metering unit on a safety valve, a metering valve and a pressure sensor, wherein by means of the safety valve, the fuel from the low-pressure circuit is releasable and by means of the metering of Kraftstoffström in the fuel supply to the valve element is controllable and by means of the pressure sensor of the Pressure of the fuel after the metering valve is measurable.
  • the safety valve, the dosing valve and the pressure sensor are connected via electrical lines to a control unit.
  • the control unit controls the safety valve and the metering valve in response to the signals of the pressure sensor and / or other state parameters of the internal combustion engine.
  • the metering valve controls a continuous, running Kraftstoffström through the fuel inlet and the cooling return to cool the injector.
  • the dosing unit increases the pressure of the fuel in the fuel inlet.
  • the safety valve, the metering valve and the pressure sensor are space-saving integrated in a component, namely the metering unit.
  • the metering unit has a safety valve, a metering valve, a pressure sensor and a throttle.
  • the safety valve is the fuel from the
  • the metering valve controls the Kraftstoffström in the fuel inlet to open or close the valve element.
  • the Kraftstoffström is adjustable in the cooling inlet of the injection nozzle by means of the throttle.
  • a more precise control of the fuel to be injected is possible by separating the fuel flow in a fuel inlet and in a cooling inlet.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment according to the invention of a device for metering fuel into an exhaust system of an internal combustion engine and
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment according to the invention of the device for metering fuel into an exhaust system of an internal combustion engine and
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a schematic illustration of a second exemplary embodiment of the device 1 according to the invention for metering fuel, in particular of diesel fuel, in an exhaust system 2 of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine shown.
  • the fuel leaves the injection nozzle 7 via a first discharge line 8 and returns to the dosing unit 5.
  • the recirculating fuel is cooled by a heat exchanger 9. Through the heat exchanger 9, the fuel flows from the first discharge line 8 onwards into a second discharge line 10 and from there back into the low-pressure circuit 3.
  • a safety valve 12, a metering valve 13 and a pressure sensor 14 in the metering unit 5 are arranged one behind the other in series between the first supply line 4 and the second supply line 6 and are connected to a control unit 16 via corresponding electrical lines 15.
  • the control unit 16 controls the safety valve 12 and the metering valve 13 with the aid of the signals of the pressure sensor 14 and / or other state parameters of the internal combustion engine.
  • the safety valve 12 of the device 1 releases the fuel from the low-pressure circuit 3. During operation of the internal combustion engine and when the safety valve 12 is open, the fuel continuously flows through the device 1.
  • the metering valve 13 controls the fuel flow through the device 1.
  • the pressure-controlled injection nozzle 7 injects fuel into the exhaust system 2.
  • the injection nozzle 7 is acted upon by the waste heat of the exhaust gas and therefore heats up. Also, the fuel in the injection nozzle 7 heats up, whereby cracking of the fuel in the injection nozzle 7 may occur. The resulting by cracking deposits and / or coking can lead to malfunction of the injector 7. By cracking the fuel, the properties of the fuel also change adversely, so that a controlled regeneration of the particulate filter can not be guaranteed.
  • the device 1 is flowed through by the fuel, which originates from the low-pressure circuit 3.
  • the injection nozzle 7 is continuously or uninterruptedly flowed through by fuel.
  • the heated fuel in the injector 7 is replaced by the fuel flow by cooler fuel.
  • the injection nozzle 7 is designed to be cool.
  • the heated fuel from the injection nozzle 7, the heat is removed in the heat exchanger 9 and then returned to the low pressure circuit 3 of the injection system.
  • the low-pressure circuit 3 of the injection system of the internal combustion engine is not loaded with heated fuel.
  • the injection nozzle 7 mounted on a housing part of the exhaust system 2 and partially protrudes into the exhaust system 2, so that the injector 7 can spray fuel into the exhaust system 2.
  • the second supply line 6 is connected to the injection nozzle 7.
  • the second supply line 6 is followed by a fuel feed 17 in the injection nozzle 7.
  • the fuel inlet 17 is adjoined by a cooling return 18 and the cooling return 18 is followed by the first discharge line 8 connected to the injection nozzle 7.
  • a valve element 19 is provided between the fuel inlet 17 and the cooling return 18, a valve element 19 is provided.
  • the valve element 19 is preferably designed to be spring-loaded and opens automatically upon reaching a certain, controlled by the metering valve 13, pressure of the fuel in the fuel inlet 17, whereby the injector 7 by means of the valve member 19 injects fuel into the exhaust system 2.
  • the fuel flows continuously through the fuel inlet 17 and the cooling return 18 of the injection nozzle. 7
  • the fuel inlet 17 connects to the second supply line 6 and opens into the valve element 19.
  • a cooling inlet 22 of the injection nozzle 7 connects.
  • the cooling inlet 22 opens into a fuel-collecting or fuel-storing space 23 which at least partially surrounds the fuel inlet 17 in the injection nozzle 7. From the fuel-collecting space 23, the cooling return 18 leads to the first discharge line 8.
  • the fuel flowing continuously through the cooling inlet 22, the fuel-collecting chamber 23 and the cooling return 18 can be adjusted or controlled.
  • the fuel flow to the fuel inlet 17 is controlled by the metering valve 13.
  • the valve element 19 opens automatically depending on the pressure of the fuel in the fuel inlet 17 and injects fuel into the exhaust system 2 from.
  • the fuel is emitted intermittently or continuously. A certain amount of fuel may be discharged into the exhaust system 2 in successive individual injections or in a single injection.
  • the fuel entering from the third supply line 20 into the coolant inlet 22 of the injection nozzle 7 flows continuously via the cooling inlet 22 into the fuel-collecting space 23 and via the Kuhlrucklauf 18 from the fuel-collecting space 23.
  • this achieves a particularly high cooling effect, since a larger amount of heat can be absorbed by the fuel due to the increased fuel volume of the fuel-collecting space 23.
  • a more accurate metering of the fuel into the exhaust system 2 is possible by separating the fuel supply to cool the injector 7 and to spray off the fuel of the injector 7.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung (1) zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem (2) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Einspritzdüse (7), die über eine Dosiereinheit (5) mit einem Niederdruckkreislauf (3) eines Einspritzsystems der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei die Einspritzdüse (7) einen Kraf tstof f zulauf (17) mit einem Ventilelement (19) aufweist und über das Ventilelement (19) Kraftstoff in das Abgassystem (2) abspritzt, weist neben dem Kraf tstof f zulauf (17) einen Kühlrücklauf (18) auf, wobei Kraftstoff den Kraf tstof f zulauf (17) und den Kühlrücklauf (18) beim Betrieb der Brennkraftmaschine laufend durchströmt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die Einspritzdüse (7) neben dem Kraf tstof f zulauf (17) einen Kühlzulauf (22) und einen Kühlrücklauf (18) auf, wobei der Kraftstoff den Kühlzulauf (22) und den Kühlrücklauf (18) beim Betrieb der Brennkraftmaschine laufend durchströmt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise für Nfz-Anwendungen vorgesehen.

Description

Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.
Es ist bekannt im Abgas von Dieselbrennkraftmaschinen enthaltene Rußpartikel in Partikelfiltern zu sammeln. Zur Regeneration des Partikelfilters wird vor dem Partikelfilter in dosierter Menge Kraftstoff in das Abgassystem der Brennkraftmaschine eingespritzt.
Die gattungsbildende Offenlegungsschrift EP 1 512 847 A2 zeigt eine Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung weist ein Einspritzventil auf, dem Kraftstoff über eine Zulaufleitung aus einem Niederdruckkreislauf eines Einspritzsystems zugeführt wird. Das Einspritzventil ist dem Abgassystem zugeordnet. Das Einspritzventil weist eine Einspritzdüse und einen Aktor auf. Der Aktor ist mit einem Steuergerät verbunden und steuert in Abhängigkeit der Steuersignale des Steuergeräts die Einspritzdüse. Die Einspritzdüse dosiert über ein Ventilelement Kraftstoff in das Abgassystem. Der Einspritzdüse ist ein Hitzeschild zugeordnet, das die Einspritzdüse vor der Wärme des Abgases schützen soll. Nachteilig ist dabei, dass ein starkes Erhitzen der Einspritzdüse nicht ausreichend ausgeschlossen werden kann, so dass es zu einem Erhitzen des Kraftstoffs in der Einspritzdüse und zu einem Cracken des Kraftstoffes kommen kann. Die damit einhergehenden Ablagerungen und Verkokungen können zu einer Fehlfunktion der Einspritzdüse führen .
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der eine ausreichende Kühlung der Einspritzdüse erfolgt, so dass ein Cracken des Kraftstoffes zuverlässig verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einspritzdüse, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel nach Anspruch 1 neben dem KraftstoffZulauf einen Kühlrücklauf aufweist, wobei Kraftstoff den KraftstoffZulauf und den Kühlrücklauf im Betrieb der Brennkraftmaschine laufend durchströmt. In einem zweiten Ausführungsbeispiel nach Anspruch 2 ist neben dem KraftstoffZulauf ein Kühlzulauf und ein Kühlrücklauf vorgesehen, wobei der Kraftstoff den Kühlzulauf und den Kühlrücklauf im Betrieb der Brennkraftmaschine laufend durchströmt. Die Einspritzdüse ist über eine Dosiereinheit an einen Niederdruckkreislauf eines Einspritzsystems, vorzugsweise eines Dieseleinspritzsystems, angeschlossen. Die Einspritzdüse ist einem Abgassystem der Brennkraftmaschine zugeordnet. Die Einspritzdüse spritzt mittels eines in einem KraftstoffZulauf vorgesehenen Ventilelements Kraftstoff in das Abgassystem ab, um so einen Partikelfilter im Abgassystem stromabwärts des Einspritzventils zu regenerieren. Die Einspritzdüse erhitzt sich zwar durch die Warme des Abgases etwas, aber der kontinuierlich die Einspritzdüse durchströmende Kraftstoff nimmt die Warme der Einspritzdüse auf und transportiert diese aus der Einspritzdüse heraus. In vorteilhafter Weise wird dabei die Einspritzdüse durch den Kraftstoffström in der Einspritzdüse gekühlt.
In Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist der KraftstoffZulauf zumindest teilweise von einem Kraftstoffsammelnden Raum umgeben, wobei Kraftstoff über den Kuhlzulauf in den Kraftstoffsammelnden Raum einströmt und über den Kuhlrucklauf aus dem Kraftstoffsammelnden Raum ausströmt. Durch den Kraftstoffsammelnden Raum lasst sich die Einspritzdüse sehr effektiv bzw. noch starker kühlen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 öffnet das Ventilelement selbsttätig durch den Druck des Kraftstoffes im KraftstoffZulauf . Der Kraftstoff wird über das Ventilelement in das Abgassystem abgespritzt. Die Dosiereinheit steuert dabei den Kraftstoffström in den Kraftstoffzulauf zum Ventilelement. Übersteigt der von der Dosiereinheit eingestellte Druck des Kraftstoffes im Kraftstoffzulauf einen vorgegebenen Wert, so öffnet das vorzugsweise federbelastete Ventilelement selbsttätig und der Kraftstoff wird in das Abgassystem der Brennkraftmaschine abgespritzt. Vorteilhafterweise ist hierzu kein Aktor zur Betätigung der Einspritzdüse notig.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist der Kuhlrucklauf der Einspritzdüse über einen Wärmetauscher mit dem Niederdruckkreislauf verbunden. Der Kraftstoff strömt aus dem Kuhlrucklauf der Einspritzdüse zunächst in den Wärmetauscher, der den erhitzten Kraftstoff aus der Einspritzdüse kommend abkühlt, bevor der Kraftstoff aus dem Wärmetauscher wieder in den Niederdruckkreislauf des Einspritzsystems zurückströmt. Von Vorteil ist, dass der Niederdruckkreislauf des Einspritzsystems nicht mit erhitztem Kraftstoff belastet wird bzw. es zu einer Erwärmung des Kraftstoffes im Niederdruckkreislauf kommt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6 weist die Dosiereinheit ein Sicherheitsventil, ein Dosierventil und einen Drucksensor auf, wobei mittels des Sicherheitsventils der Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf freigebbar ist und mittels des Dosierventils der Kraftstoffström in den Kraftstoffzulauf zum Ventilelement steuerbar ist und mittels des Drucksensors der Druck des Kraftstoffes nach dem Dosierventil messbar ist. Das Sicherheitsventil, das Dosierventil und der Drucksensor sind über elektrische Leitungen an ein Steuergerät angeschlossen. Das Steuergerät steuert das Sicherheitsventil und das Dosierventil im Abhängigkeit der Signale des Drucksensors und/oder andere Zustandsparameter der Brennkraftmaschine. Das Dosierventil steuert zur Kühlung der Einspritzdüse einen laufenden, kontinuierlichen Kraftstoffström durch den Kraftstoffzulauf und den Kühlrücklauf. Zum Öffnen des Ventilelements erhöht die Dosiereinheit den Druck des Kraftstoffes im Kraftstoffzulauf . Vorteilhafterweise sind das Sicherheitsventil, das Dosierventil und der Drucksensor Platz sparend in einem Bauteil, nämlich der Dosiereinheit integriert .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7 weist die Dosiereinheit ein Sicherheitsventil, ein Dosierventil, einen Drucksensor und eine Drossel auf. Mittels des Sicherheitsventils ist der Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf freigebbar, mittels des Dosierventils ist der Kraftstoffström in den Kraftstoffzulauf zum Ventilelement steuerbar, mittels des Drucksensors ist der Druck des Kraftstoffes nach dem Dosierventil messbar und mittels der Drossel ist der Kraftstoffström in den Kühlzulauf einstellbar. Das Dosierventil steuert den Kraftstoffström in den Kraftstoffzulauf zum Öffnen bzw. Schließen des Ventilelements. Der Kraftstoffström ist in den Kühlzulauf der Einspritzdüse mittels der Drossel einstellbar. Vorteilhafterweise ist durch die Separierung des KraftstoffStroms in einen Kraftstoffzulauf und in einen Kühlzulauf eine präzisere Steuerung des einzuspritzenden Kraftstoffes möglich.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine und
In der Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels und in Fig.2 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Dosieren von Kraftstoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, in ein Abgassystem 2 einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, gezeigt .
Aus einem Niederdruckkreislauf 3 eines nicht naher dargestellten Einspritzsystems strömt Kraftstoff über eine erste Zulaufleitung 4 in eine Dosiereinheit 5. Aus der Dosiereinheit 5 strömt der Kraftstoff über eine zweite Zulaufleitung 6 weiter zu einer Einspritzdüse 7. Die Einspritzdüse 7 ist an einem nicht naher dargestellten Gehauseteil des Abgassystems 2 angebracht. Im Abgassystem 2 ist stromabwärts der Einspritzdüse 7 eine nicht naher dargestellte Abgasreinigungsanlage vorgesehen, die neben einem Katalysator zumindest einen Partikelfilter aufweist. Die Einspritzdüse 7 spritzt zur Regeneration des Partikelfilters Kraftstoff in das Abgassystem 2 ab. Die Verbrennung des Kraftstoffs im Abgassystem 2 bewirkt eine Temperaturerhöhung im Partikelfilter, so dass die im Partikelfilter gesammelten Rußpartikel abbrennen können, wodurch der Partikelfilter regeneriert wird.
Der Kraftstoff verlasst die Einspritzdüse 7 über eine erste Ablaufleitung 8 und gelangt in die Dosiereinheit 5 zurück. Der ruckstromende Kraftstoff wird von einem Wärmetauscher 9 gekühlt. Durch den Wärmetauscher 9 hindurch strömt der Kraftstoff aus der ersten Ablaufleitung 8 weiter in eine zweite Ablaufleitung 10 und von dieser zurück in den Niederdruckkreislauf 3.
Denkbar ist auch, wie in Fig. 1 und Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie gekennzeichnet wird, die erste Ablaufleitung 8 und die zweite Ablaufleitung 10 unter Umgehung der Dosiereinheit 5 direkt mit dem Wärmetauscher 9 zu verbinden. Eine gestrichelte Linie 11 in der Fig. 1 und der Fig. 2 stellt die „heiße" Grenze des Abgassystems 2 dar, in der Bauteile mit Wärme des Abgases bzw. des Abgassystems 2 beaufschlagt sind. Innerhalb der Grenze 11 sind nur die Einspritzdüse 7 und Teile der zweiten Zulaufleitung 6 und der ersten Ablaufleitung 8 sowie der in Fig. 2 gezeigten zusätzlichen dritten Zulaufleitung 20 vorgesehen. Vorteilhafterweise wird insbesondere die Dosiereinheit 5 nicht von der Abwärme des Abgases bzw. des Abgassystems 2 beaufschlagt .
Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind zwischen der ersten Zulaufleitung 4 und der zweiten Zulaufleitung 6 ein Sicherheitsventil 12, ein Dosierventil 13 und ein Drucksensor 14 in der Dosiereinheit 5 hintereinander in Reihe angeordnet und über entsprechende elektrische Leitungen 15 an ein Steuergerät 16 angeschlossen. Das Steuergerät 16 steuert mit Hilfe der Signale des Drucksensors 14 und/oder anderer Zustandsparameter der Brennkraftmaschine das Sicherheitsventil 12 und das Dosierventil 13. Das Sicherheitsventil 12 der Vorrichtung 1 gibt den Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf 3 frei. Im Betrieb der Brennkraftmaschine und bei geöffneten Sicherheitsventil 12 durchströmt der Kraftstoff laufend die Vorrichtung 1. Das Dosierventil 13 steuert dabei den Kraftstoffström durch die Vorrichtung 1.
Durch eine Druckerhöhung des kontinuierlichen KraftstoffStromes mittels des Dosierventils 13 spritzt die druckgesteuerte Einspritzdüse 7 Kraftstoff in das Abgassystem 2 ab.
Die Druckerhöhung durch das Dosierventil 13 kann intermittierend oder kontinuierlich erfolgen, so dass eine bestimmte Kraftstoffmenge in aufeinander folgenden Abspritzungen oder mit einer einzigen Abspritzung erfolgen kann. Das Steuergerät 16 bestimmt an Hand verschiedener Zustandsparameter der Brennkraftmaschine die einzuspritzende Kraftstoffmenge in das Abgassystem 2 und steuert mit Hilfe des Drucksensors 14 die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Bevor der Kraftstoff in die Einspritzdüse 7 gelangt, wird der Druck des Kraftstoffs mit dem Drucksensor 14 bestimmt. Über die Druckmessung und Weiterverarbeitung im Steuergerät 16 kann die einzuspritzende Kraftstoffmenge gesteuert werden. Zusätzlich zum Vorsehen des Drucksensors 14 wäre auch ein Vorsehen eines Temperatursensors in der Dosiereinheit 5 denkbar, um über die Auswertung der Signale Druck und Temperatur im Steuergerät 16 die einzuspritzende Kraftstoffmenge noch genauer dosieren zu können.
Die Einspritzdüse 7 wird von der Abwärme des Abgases beaufschlagt und erhitzt sich daher. Auch der Kraftstoff in der Einspritzdüse 7 erhitzt sich, wodurch ein Cracken des Kraftstoffes in der Einspritzdüse 7 auftreten kann. Die durch das Cracken entstehenden Ablagerungen und/oder Verkokungen können dabei zu Fehlfunktionen der Einspritzdüse 7 führen. Durch das Cracken des Kraftstoffes verändern sich auch die Eigenschaften des Kraftstoffes nachteilig, so dass eine kontrollierte Regeneration des Partikelfilters nicht gewährleistet werden kann.
Die Vorrichtung 1 wird vom Kraftstoff durchströmt, der aus dem Niederdruckkreislauf 3 stammt. Die Einspritzdüse 7 wird dabei laufend bzw. ununterbrochen von Kraftstoff durchströmt. Der erhitzte Kraftstoff in der Einspritzdüse 7 wird mittels des KraftstoffStromes durch kühleren Kraftstoff ersetzt. Vorteilhafterweise ist die Einspritzdüse 7 kühlbar ausgeführt . Dem erhitzten Kraftstoff aus der Einspritzdüse 7 wird im Wärmetauscher 9 die Wärme entzogen und anschließend in den Niederdruckkreislauf 3 des Einspritzsystems zurück geführt. Vorteilhafterweise wird der Niederdruckkreislauf 3 des Einspritzsystems der Brennkraftmaschine nicht mit erhitztem Kraftstoff belastet.
Die Einspritzdüse 7 an einem Gehäuseteil des Abgassystems 2 abgebracht und ragt teilweise in das Abgassystem 2 hinein, so dass die Einspritzdüse 7 Kraftstoff in das Abgassystem 2 abspritzen kann. Die zweite Zulaufleitung 6 ist mit der Einspritzdüse 7 verbunden. An die zweite Zulaufleitung 6 schließt sich in der Einspritzdüse 7 ein KraftstoffZulauf 17 an. An den KraftstoffZulauf 17 schließt sich ein Kühlrücklauf 18 an und an den Kühlrücklauf 18 schließt sich die mit der Einspritzdüse 7 verbundene erste Ablaufleitung 8 an. Zwischen dem KraftstoffZulauf 17 und dem Kühlrücklauf 18 ist ein Ventilelement 19 vorgesehen. Das Ventilelement 19 ist vorzugsweise federbelastet ausgeführt und öffnet selbsttätig bei Erreichen eines bestimmten, von der Dosierventil 13 gesteuerten, Druckes des Kraftstoffes im KraftstoffZulauf 17, wodurch die Einspritzdüse 7 mittels des Ventilelements 19 Kraftstoff in das Abgassystem 2 abspritzt. Zur Kühlung des Einspritzventils 7 strömt der Kraftstoff laufend durch den KraftstoffZulauf 17 und dem Kühlrücklauf 18 der Einspritzdüse 7.
In der Fig. 2 ist eine schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Dosierung von Kraftstoff enthalten. Bei der Darstellung sind alle gleichen bzw. gleichwirkenden Bauteile mit dem ersten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen versehen. Wie das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt, weist die Vorrichtung 1 eine dritte Zulaufleitung 20 zwischen der Dosiereinheit 5 und dem Einspritzventil 7 auf. Die Dosiereinheit 5 weist neben dem Sicherheitsventil 12, dem Dosierventil 13 und dem Drucksensor 14 eine Drossel 21 auf. Der durch das Sicherheitsventil 11 freigegebene Kraftstoff in der Vorrichtung 1 strömt zum einen durch die Drossel 21 weiter in die dritte Zulaufleitung 20 und zum anderen über das Dosierventil 13 an dem Drucksensor 14 vorbei in die zweite Zulaufleitung 6.
Der KraftstoffZulauf 17 schließt sich an die zweite Zulaufleitung 6 an und mündet in das Ventilelement 19. An die dritte Zulaufleitung 20 schließt sich ein Kühlzulauf 22 der Einspritzdüse 7 an. Der Kühlzulauf 22 mündet in einen Kraftstoffsammelnden bzw. Kraftstoffspeichernden Raum 23, der zumindest teilweise den KraftstoffZulauf 17 in der Einspritzdüse 7 umgibt. Aus dem Kraftstoffsammelnden Raum 23 führt der Kühlrücklauf 18 zu der ersten Ablaufleitung 8.
Mit Hilfe der Drossel 21 kann der durch den Kühlzulauf 22, den Kraftstoffsammelnden Raum 23 und den Kühlrücklauf 18 kontinuierlich strömende Kraftstoff eingestellt bzw. gesteuert werden. Der Kraftstoffström zum KraftstoffZulauf 17 wird vom Dosierventil 13 gesteuert. Das Ventilelement 19 öffnet in Abhängigkeit der Druckes des Kraftstoffes im Kraftstoffzulauf 17 selbsttätig und spritzt Kraftstoff in das Abgassystem 2 ab. Der Kraftstoff wird intermittierend oder kontinuierlich abgegeben. Es kann eine bestimmte Kraftstoffmenge in aufeinander folgenden einzelnen Abspritzungen oder in einer einzigen Abspritzung in das Abgassystem 2 abgegeben werden. Der aus der dritten Zulaufleitung 20 in den Kuhlzulauf 22 der Einspritzdüse 7 eintretende Kraftstoff strömt laufend über den Kuhlzulauf 22 in den Kraftstoffsammelnden Raum 23 ein und über den Kuhlrucklauf 18 aus dem Kraftstoffsammelnden Raum 23 ab. Vorteilhafterweise wird dadurch eine besonders hohe Kuhlwirkung erzielt, da durch das vergrößerte Kraftstoffvolumen des Kraftstoffsammelnden Raums 23 von dem Kraftstoff eine größere Wärmemenge aufgenommen werden kann. Außerdem ist durch die Trennung der Kraftstoffversorgung zur Kühlung der Einspritzdüse 7 und zum Abspritzen von Kraftstoff der Einspritzdüse 7 eine genauere Dosierung des Kraftstoffes in das Abgassystem 2 möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Einspritzdüse, die über eine Dosiereinheit mit einem Niederdruckkreislauf eines Einspritzsystems der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei die Einspritzdüse einen KraftstoffZulauf mit einem Ventilelement aufweist und über das Ventilelement Kraftstoff in das Abgassystem abspritzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (7) neben dem KraftstoffZulauf (17) einen Kühlrücklauf (18) aufweist und Kraftstoff den Kraftstoffzulauf (17) und den Kühlrücklauf (18) beim Betrieb der Brennkraftmaschine laufend durchströmt.
2. Vorrichtung zum Dosieren von Kraftstoff in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Einspritzdüse, die über eine Dosiereinheit mit einem Niederdruc*kkreislauf eines Einspritzsystems der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei die Einspritzdüse einen KraftstoffZulauf mit einem Ventilelement aufweist und über das Ventilelement Kraftstoff in das Abgassystem abspritzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (7) neben dem KraftstoffZulauf (17) einen Kühlzulauf (22) und einen Kühlrücklauf (18) aufweist und Kraftstoff den Kühlzulauf (22) und den Kühlrücklauf (18) beim Betrieb der Brennkraftmaschine laufend durchströmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der KraftstoffZulauf (17) zumindest teilweise von einem Kraftstoffsammelnden Raum (23) umgeben ist und Kraftstoff über den Kühlzulauf (22) in den Kraftstoffsammelnden Raum (21) einströmt und über den Kühlrücklauf (18) aus dem Kraftstoffsammelnden Raum (23) abströmt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (19) selbsttätig durch den Druck des Kraftstoffes im KraftstoffZulauf (17) öffnet und Kraftstoff in das Abgassystem (2) abspritzt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlrücklauf (18) der Einspritzdüse (7) über einen Wärmetauscher (9) mit dem Niederdruckkreislauf (3) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (5) ein Sicherheitsventil (12), ein Dosierventil (13) und einen Drucksensor (14) aufweist und mittels des Sicherheitsventils (12) der Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf (3) freigebbar ist und mittels des Dosierventils (13) der Kraftstoffström in den Kraftstoffzulauf (17) zum Ventilelement (19) steuerbar ist und mittels des Drυcksensors (14) der Druck des Kraftstoffes nach dem Dosierventil (13) messbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (5) ein Sicherheitsventil (12), ein Dosierventil (13), einen Drucksensor (14) und eine Drossel (21) aufweist und mittels des Sicherheitsventils (12) der Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf (3) freigebbar ist und mittels des Dosierventils (13) der Kraftstoffström in den Kraftstoffzulauf (17) zum Ventilelement (19) steuerbar ist und mittels des Drucksensors (14) der Druck des Kraftstoffes nach dem Dosierventil (13) messbar ist und mittels der Drossel (21) der Kraftstoffström in den Kühlzulauf (22) einstellbar ist.
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