WO2020104095A1 - Abgasnachbehandlungseinrichtung - Google Patents

Abgasnachbehandlungseinrichtung

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WO2020104095A1
WO2020104095A1 PCT/EP2019/077085 EP2019077085W WO2020104095A1 WO 2020104095 A1 WO2020104095 A1 WO 2020104095A1 EP 2019077085 W EP2019077085 W EP 2019077085W WO 2020104095 A1 WO2020104095 A1 WO 2020104095A1
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WO
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line
exhaust gas
gas aftertreatment
sub
injection devices
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/077085
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Inventor
Thilo Regitz
Edna Boos
Markus Schlecker
Stefan Geise
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K13/00—Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units
    • B60K13/04—Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units concerning exhaust
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    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas aftertreatment device for a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one tank for storing and providing a liquid exhaust gas aftertreatment agent, with at least one controllable conveying device for conveying the
  • Exhaust gas aftertreatment means with at least two injection devices arranged at different heights for injecting the
  • Exhaust aftertreatment agent in an exhaust gas and with at least one
  • Delivery line for connecting the tank to the at least two
  • the delivery line at least one
  • the invention further relates to a vehicle which
  • Exhaust gas aftertreatment devices of the type mentioned are known from the prior art.
  • an exhaust gas aftertreatment device which has at least one tank, at least one delivery device, at least two at different heights arranged injection devices and at least one delivery line for connecting the tank to the at least two injection devices.
  • the delivery line has at least one branching point at which the delivery line extends into a first partial line connected to at least one of the injection devices and one with at least a second one
  • Patent application DE 103 24 013 Al is a similar one
  • At least one longitudinal section of the first partial line and at least one longitudinal section of the second partial line are arranged horizontally and parallel to one another.
  • “Horizontal” here means an alignment parallel to the horizon. This has the advantage that there is in the respective horizontally arranged longitudinal sections
  • Exhaust aftertreatment agent remains or can remain therein.
  • Exhaust gas aftertreatment means from the respective longitudinal sections in the direction of the respective injection devices, in particular in the direction of the lower-positioned injection devices, is thus prevented in a simple manner. This makes it particularly time and energy efficient
  • Injectors that are or remain free of exhaust gas aftertreatment agents. This ensures that, particularly at temperatures below a freezing point of the exhaust gas aftertreatment agent, the injectors, in particular the inferior ones, of the injectors
  • the longitudinal section of the first partial line and the longitudinal section of the second partial line are arranged at the same height.
  • the advantage here is that there is in the respective horizontally arranged longitudinal sections
  • Exhaust gas aftertreatment agent remains or can remain there particularly reliably.
  • the delivery line is preferably arranged at the same height as the first and / or second sub-line. This will cause an undesirable flow of
  • Exhaust gas aftertreatment means advantageously avoided from the delivery line into the first and / or second sub-line or into the respective longitudinal sections. This also ensures that in particular the lower one of the injection devices remains free of exhaust gas aftertreatment agents in a reliable manner.
  • the first partial line is connected to the lower-lying injection device
  • the longitudinal section of the first partial line is arranged at a greater height than the longitudinal section of the second partial line.
  • Exhaust gas aftertreatment agent can flow into the longitudinal section of the first partial line and thus to the lower one of the injection devices.
  • the delivery line is preferably at the same height as the second Partial line arranged.
  • the delivery line is arranged at the same height as the first partial line.
  • the branching point is preferably T-shaped.
  • the advantage here is that the branching point has a particularly simple shape for realizing the division of the delivery line into the first partial line and the second partial line.
  • the T-shaped branching point preferably has a first branching section connected to the delivery line, a second branching section connected to the first partial line and a third branching section connected to the second partial line.
  • the three branching sections preferably span one plane. This ensures that a parallel and horizontal arrangement of the delivery line and the first and second sub-lines at the same height can easily be achieved in the area of the branching point. Alternatively, only the first branch section and the second or the third branch section span one plane.
  • the branch point is preferably Y-shaped.
  • the advantage here is that the second branch section connected to the first partial line and the third branch section connected to the second partial line are designed to be particularly close to one another or can be formed. Starting from the second and third branching sections, the two sub-lines or their longitudinal sections can thus be arranged in particular running directly next to one another.
  • Branch portion remains, or may remain, is minimal.
  • the delivery device is preferably designed in the direction of the injection devices and in an opposite direction,
  • the advantage here is that the exhaust gas aftertreatment agent can be conveyed in both conveying directions by a single conveying device. This ensures particularly efficient operation of the exhaust gas aftertreatment device and saves in particular material, because an additional conveyor or suction device for
  • the branching point is formed in the area of the tank.
  • the advantage here is that the conveyor can be operated particularly efficiently. In particular, this ensures that a longitudinal extension of the respective longitudinal sections or sub-lines is or can be particularly large compared to a longitudinal extension of a delivery line section of the delivery line formed between the branching point and the tank. Particularly when the cross-section of the delivery line and the respective partial lines or longitudinal sections is preferably the same, this ensures that a particularly large amount of
  • Exhaust gas aftertreatment agent can remain in the longitudinal sections, so that a particularly time and energy efficient return suction process is possible.
  • the vehicle especially motor vehicle, according to the characteristics of the
  • Claim 10 is characterized by the invention
  • the advantage here is that the exhaust gas is treated at two different points. This ensures particularly efficient cleaning of the exhaust gas. It is preferably provided that the first longitudinal section and the second longitudinal section are each arranged to run parallel to the vehicle floor of the vehicle.
  • FIG. 1 shows an exhaust gas aftertreatment device of a vehicle according to a first exemplary embodiment, in which a longitudinal section of a first partial line and a longitudinal section of a second partial line are arranged at the same height, and
  • Figure 2 shows the exhaust gas aftertreatment device according to a second
  • Embodiment wherein the longitudinal sections are arranged at different heights.
  • Figure 1 shows a simplified representation of a vehicle 1, not shown here, in particular a motor vehicle, which a
  • the exhaust gas aftertreatment device 2 has a tank 3 for storing and providing a liquid exhaust gas aftertreatment agent or
  • Reducing agent in particular a urea solution.
  • Reducing agent is used to reduce nitrogen oxides in an exhaust gas of an internal combustion engine 4 of vehicle 1.
  • the internal combustion engine 4 is preferably a diesel internal combustion engine.
  • the exhaust gas aftertreatment device 2 has a controllable conveying device 5 assigned to the tank 3, preferably arranged in or on the tank 3, for conveying the exhaust gas aftertreatment agent.
  • the conveyor device 5 is preferably designed as an electric motor-driven pump.
  • the exhaust gas aftertreatment device 1 has two in
  • the lower one of the injection devices 6 is in the region of a
  • Injection devices 7 in the area of the internal combustion engine 4 of the vehicle 1 arranged.
  • Injector 7 is preferably used to
  • Injector 7 is preferably used to
  • the tank 3 is connected to the at least two injection devices 6, 7 by a delivery line 9.
  • the conveying line 9 has a branching point 10 formed in the region of the tank 3, at which the conveying line 9 extends into one with at least one first, in the present case the lower one
  • Injection devices 6 connected first sub-line 11, and a second sub-line 12 connected to at least one second, in the present case the higher arranged one of the injection devices 7.
  • the delivery line 9, the first partial line 11 and the second partial line 12 preferably each have the same cross section.
  • At least one longitudinal section 13 of a predeterminable length of the first sub-line 11 and at least one longitudinal section 14 of a predeterminable length of the second sub-line 12 are arranged to run horizontally and parallel to one another. ' “Horizontal” here means that the longitudinal sections 13, 14 are each aligned parallel to the horizon.
  • the longitudinal section 13 of the first partial line 11 preferably points in the direction of the first injection device 6 and
  • Injector 7 each have an incline or slope from zero.
  • the two longitudinal sections 13, 14 are each arranged to run parallel to the vehicle floor 8 of the vehicle 1.
  • the delivery line 9 is also arranged at the same height as the first and second sub-lines 11, 12, in particular like the two longitudinal sections 13, 14.
  • the branch point 10 is T-shaped in the present case.
  • Branch point 10 preferably has a first branch section 17 connected to the delivery line 9, a second branch section 18 connected to the first sub-line 11 and a third branch section 19 connected to the second sub-line 12.
  • the second branch section 18 preferably points perpendicularly out of the paper plane and the third branch section 19 preferably points vertically into the paper plane.
  • the second branch section 18 points vertically out of the paper plane or only the third branch section 19 vertically into the paper plane, while the other of the branch sections 18, 19 extends in the same direction as the conveying line 9.
  • the second branch section 18 and the third branch section 19 extends in the same direction as the conveying line 9.
  • Branch section 19 preferably each have a predeterminable length.
  • the branching point 10 is Y-shaped.
  • the Y-shaped design of the branching point 10 ensures that, starting from the second and third branching sections 18, 19, the two longitudinal sections 13, 14 can be arranged running directly next to one another.
  • the design in the Y-shape also ensures that in the area of the branching point 10, in particular in the second branching section 18 and the third branching section 19, only a minimal amount of exhaust gas aftertreatment agent
  • “Inclined position” here means an orientation of the vehicle 1 that is rotated relative to a longitudinal axis of the vehicle 1 or an axis parallel to the x-axis.
  • the conveying device 9 is preferably designed to convey in the direction of the injection devices 6, 7 and in an opposite direction, in particular in the direction of the tank 3. Depending on a driving situation, the delivery device 9 is preferably used to carry out a delivery process in the direction of the injection devices 6, 7 or one
  • the suction process is preferably carried out after deactivating the
  • Injection devices 6, 7 and / or at least a predeterminable region of the partial lines 11, 12 are monitored for the whereabouts of exhaust gas aftertreatment agents.
  • the predeterminable region is preferably a partial line section 21, 22 which is between the injection device 6, 7 and the respective one
  • a first of the partial line sections 21 is connected to the partial line 11, a second one of the partial line sections 22 to the partial line 12.
  • Monitoring is preferably carried out by sensors. It is detected that there is no exhaust gas aftertreatment agent in at least one of the injection devices 6, 7 and / or in the predeterminable areas of the
  • Exhaust aftertreatment agent is only in the longitudinal sections 13, 14.
  • the sucking back process is ended when it is detected that there are none in the longitudinal sections 13, 14 and / or in the delivery line 9
  • the longitudinal sections 13, 14, which are arranged at the same height and run horizontally and parallel to one another, result in several advantages: With a horizontal alignment, in particular a horizontal standing or
  • Injectors 6 connected longitudinal section 13 is pressed.
  • Exhaust aftertreatment means also prevented when the vehicle 1 rotates about its transverse axis, in the present case the z-axis.
  • the vehicle 1 rotates about its transverse axis, in the present case the z-axis.
  • the exhaust gas treatment agent In a standing position or park position downhill, that is to say a position of the vehicle 1 inclined forward about the transverse axis, the exhaust gas treatment agent remains in particular in the second
  • Sub-line 12 Because the sub-lines 11, 12 do not have to be completely sucked back or emptied through the longitudinal sections 13, 14, there is also the advantage that the duration of the suck-back process is shortened and the service life of the conveyor 5 or a separate suck-back pump is increased. Because in particular a flow of
  • FIG. 2 shows the exhaust gas aftertreatment device 1, in which, in contrast to FIG. 1, the longitudinal section 13 of the first partial line 11 and the
  • the first sub-line 11 is connected to the lower part of the injection device 6, the longitudinal section 13 of the first sub-line 11 being arranged at a greater height than the longitudinal section 14 of the second sub-line 12.
  • the delivery line is at the same height as the longitudinal section 14 of the second Sub-line 12 arranged.
  • the advantage here is that a flow of exhaust gas aftertreatment agent, in particular in the longitudinal section 14 of the second sub-line 12, flows particularly effectively into the longitudinal section 13 of the first sub-line 11 and thus into the lower-lying one of the injection devices 6 in every standing position of the vehicle 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) für ein Fahrzeug (2), insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Tank (3) zur Aufbewahrung und Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, mit zumindest einer ansteuerbaren Fördereinrichtung (5) zum Fördern des Abgasnachbehandlungsmittels, mit zumindest zwei in unterschiedlichen Höhen angeordneten Einspritzvorrichtungen (6,7) zum Einspritzen des Abgasnachbehandlungsmittels in ein Abgas, und mit zumindest einer Förderleitung (9) zur Verbindung des Tanks (3) mit zumindest zwei Einspritzvorrichtungen (6,7), wobei die Förderleitung (9) zumindest eine Verzweigungsstelle (10) aufweist, an der sich die Förderleitung (9) in einer mit zumindest einer ersten der Einspritzvorrichtungen (6) verbundene erste Teilleitung (11) und eine mit zumindest einer zweiten der Einspritzvorrichtungen (7) verbundene zweite Teilleitung (12) aufweist. Es ist vorgesehen, dass zumindest ein Längsabschnitt (13) der ersten Teilleitung (11) und zumindest ein Längsabschnitt (14) der zweiten Teilleitung (12) horizontal und parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Titel
Abgasnachbehandlungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Tank zur Aufbewahrung und Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, mit zumindest einer ansteuerbaren Fördereinrichtung zum Fördern des
Abgasnachbehandlungsmittels, mit zumindest zwei in unterschiedlichen Höhen angeordneten Einspritzvorrichtungen zum Einspritzen des
Abgasnachbehandlungsmittels in ein Abgas, und mit zumindest einer
Förderleitung zur Verbindung des Tanks mit den zumindest zwei
Einspritzvorrichtungen, wobei die Förderleitung zumindest eine
Verzweigungsstelle aufweist, an der sich die Förderleitung in eine mit zumindest einer ersten der Einspritzvorrichtungen verbundene erste Teilleitung und eine mit zumindest einer zweiten der Einspritzvorrichtungen verbundene zweite
Teilleitung aufteilt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welche die
Abgasnachbehandlungseinrichtung aufweist.
Stand der Technik
Abgasnachbehandlungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So ist aus der Veröffentlichung Bargende, Michael u.a. Hrsg., 2018. 18. Internationales Stuttgarter Symposium: Automobil- und Motorentechnik. 1. Auflage. Wiesbaden: Springer Fachmedien unter der Bezeichnung„Double-Injection SCR (selective catalytic reduction) System“ eine Abgasnachbehandlungseinrichtung bekannt, welche zumindest einen Tank, zumindest eine Fördereinrichtung, zumindest zwei in unterschiedlichen Höhen angeordnete Einspritzvorrichtungen und zumindest eine Förderleitung zur Verbindung des Tanks mit den zumindest zwei Einspritzvorrichtungen aufweist. Die Förderleitung weist dabei zumindest eine Verzweigungsstelle auf, an der sich die Förderleitung in eine mit zumindest einer ersten der Einspritzvorrichtungen verbundene erste Teilleitung und eine mit zumindest einer zweiten der
Einspritzvorrichtungen verbundene zweite Teilleitung aufteilt. Aus der
Offenlegungsschrift DE 103 24 013 Al ist eine ähnliche
Abgasnachbehandlungseinrichtung bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest ein Längsabschnitt der ersten Teilleitung und zumindest ein Längsabschnitt der zweiten Teilleitung horizontal und parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.“Horizontal“ bedeutet hierbei eine Ausrichtung parallel zum Horizont. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass in den jeweiligen horizontal angeordneten Längsabschnitten befindliches
Abgasnachbehandlungsmittel darin verbleibt oder verbleiben kann. Ein unerwünschtes, insbesondere steigungsbedingtes Fließen von
Abgasnachbehandlungsmittel von den jeweiligen Längsabschnitten in Richtung der jeweiligen Einspritzvorrichtungen, insbesondere in Richtung der tiefer angeordneten der Einspritzvorrichtungen, wird somit auf einfache Art und Weise verhindert. Dadurch ist ein besonders zeit- und energieeffizienter
Rücksaugvorgang, durch welchen das Abgasnachbehandlungsmittel in Richtung des Tanks förderbar ist oder gefördert wird, realisierbar. So genügt es, durch den Rücksaugvorgang das Abgasnachbehandlungsmittel lediglich bis zu den
Längsabschnitten zu fördern, um zu gewährleisten, dass die
Einspritzvorrichtungen, insbesondere die tiefer angeordnete der
Einspritzvorrichtungen, frei von Abgasnachbehandlungsmittel sind oder bleiben. Dies gewährleistet, dass insbesondere bei Temperaturen unterhalb eines Gefrierpunktes des Abgasnachbehandlungsmittels die Einspritzvorrichtungen, insbesondere die tiefer angeordnete der Einspritzvorrichtungen, vor
Beschädigungen durch gefrierendes Abgasnachbehandlungsmittel geschützt ist/sind. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Längsabschnitt der ersten Teilleitung und der Längsabschnitt der zweiten Teilleitung in gleicher Höhe angeordnet sind. Der Vorteil hierbei ist, dass in den jeweiligen horizontal angeordneten Längsabschnitten befindliches
Abgasnachbehandlungsmittel besonders zuverlässig darin verbleibt oder verbleiben kann. Ein unerwünschtes Fließen von Abgasnachbehandlungsmittel von einem der Längsabschnitte, insbesondere einem höher angeordneten der Längsabschnitte, in den anderen der Längsabschnitte, insbesondere einem tiefer angeordneten der Längsabschnitte, wird effektiv vermieden. Damit ist gewährleistet, dass insbesondere die tiefer angeordnete der
Einspritzvorrichtungen auf zuverlässige Art und Weise frei von
Abgasnachbehandlungsmittel bleibt.
Vorzugsweise ist die Förderleitung in gleicher Höhe wie die erste und/oder zweite Teilleitung angeordnet. Hierbei wird ein unerwünschtes Fließen von
Abgasnachbehandlungsmittel von der Förderleitung in die erste und/oder zweite Teilleitung oder in die jeweiligen Längsabschnitte auf vorteilhafte Weise vermieden. Auch hierbei ist gewährleistet, dass insbesondere die tiefer angeordnete der Einspritzvorrichtungen auf zuverlässige Art und Weise frei von Abgasnachbehandlungsmittel bleibt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Teilleitung mit der tiefer angeordneten der Einspritzvorrichtungen verbunden ist, wobei der
Längsabschnitt der ersten Teilleitung in einer größeren Höhe angeordnet ist als der Längsabschnitt der zweiten Teilleitung. Der Vorteil hierbei ist, dass ein unerwünschtes Fließen von Abgasnachbehandlungsmittel in die tiefer angeordnete der Einspritzvorrichtungen besonders effektiv verhindert wird.
Insbesondere bei einer Schrägstellung der Abgasnachbehandlungseinrichtung, also einer zu einer Längsachse der jeweiligen Längsabschnitte verdrehte Ausrichtung der Abgasnachbehandlungseinrichtung, wird vermieden, dass in dem Längsabschnitt der zweiten Teilleitung verbliebenes
Abgasnachbehandlungsmittel in den Längsabschnitt der ersten Teilleitung und damit zu der tiefer angeordneten der Einspritzvorrichtungen fließen kann.
Vorzugsweise ist hierbei die Förderleitung in gleicher Höhe wie die zweite Teilleitung angeordnet. Alternativ ist die Förderleitung in gleicher Höhe wie die erste Teilleitung angeordnet.
Vorzugsweise ist die Verzweigungsstelle T-förmig ausgebildet. Der Vorteil hierbei ist, dass die Verzweigungsstelle eine besonders einfache Form zur Realisierung der Aufteilung der Förderleitung in die erste Teilleitung und die zweite Teilleitung aufweist. Die T-förmig ausgebildete Verzweigungsstelle weist vorzugsweise einen mit der Förderleitung verbundenen ersten Verzweigungsabschnitt, einen mit der ersten Teilleitung verbundenen zweiten Verzweigungsabschnitt und einen mit der zweiten Teilleitung verbundenen dritten Verzweigungsabschnitt auf.
Vorzugsweise spannen die drei Verzweigungsabschnitte eine Ebene auf. Dies gewährleistet, dass im Bereich der Verzweigungsstelle eine parallele und horizontale Anordnung der Förderleitung sowie der ersten und zweiten Teilleitung in jeweils gleicher Höhe einfach realisierbar ist. Alternativ spannen nur der erste Verzweigungsabschnitt und der zweite oder der dritte Verzweigungsabschnitt eine Ebene auf.
Vorzugsweise ist die Verzweigungsstelle Y-förmig ausgebildet. Der Vorteil hierbei ist, dass der mit der ersten Teilleitung verbundene zweite Verzweigungsabschnitt und der mit der zweiten Teilleitung verbundene dritte Verzweigungsabschnitt besonders eng aneinander liegend ausgebildet oder ausbildbar sind. Ausgehend von dem zweiten und dritten Verzweigungsabschnitt sind somit die beiden Teilleitungen oder deren Längsabschnitte insbesondere direkt nebeneinander verlaufend anordenbar. Die Y-förmig ausgebildete Verzweigungsstelle
gewährleistet zudem, dass bei einem bevorzugt gleichen Querschnitt von
Förderleitung und erster und zweiter Teilleitung, eine Menge von
Abgasnachbehandlungsmittel, die in dem zweiten und/oder dritten
Verzweigungsabschnitt verbleibt oder verbleiben kann, minimal ist.
Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung dazu ausgebildet, in Richtung der Einspritzvorrichtungen und in eine dazu entgegengesetzte Richtung,
insbesondere in Richtung des Tanks, zu fördern. Der Vorteil hierbei ist, dass das Abgasnachbehandlungsmittel durch eine einzige Fördereinrichtung in beide Förderrichtungen förderbar ist. Dies gewährleistet einen besonders effizienten Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung und spart insbesondere Material, da eine zusätzliche Fördereinrichtung oder Rücksaugeinrichtung zum
Rücksaugen des Abgasnachbehandlungsmittels nicht notwendig ist.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verzweigungsstelle im Bereich des Tanks ausgebildet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass die Fördereinrichtung besonders effizient betreibbar ist. Insbesondere gewährleistet dies, dass eine Längserstreckung der jeweiligen Längsabschnitte oder Teilleitungen im Vergleich zu einer Längserstreckung eines zwischen Verzweigungsstelle und Tank ausgebildeten Förderleitungsabschnitts der Förderleitung besonders groß ist oder sein kann. Insbesondere bei einem bevorzugt gleichen Querschnitt von Förderleitung und den jeweiligen Teilleitungen oder Längsabschnitten gewährleistet dies, dass eine besonders große Menge von
Abgasnachbehandlungsmittel in den Längsabschnitten verbleiben kann, so dass ein besonders zeit- und energieeffizienter Rücksaugvorgang möglich ist.
Das Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, gemäß den Merkmalen des
Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße
Abgasnachbehandlungseinrichtung aus. Es ergeben sich hierbei insbesondere die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der
Abgasnachbehandlungseinrichtung erläutert wurden. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor beschriebenen sowie aus den Unteransprüchen
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die tiefer angeordnete der
Einspritzvorrichtungen im Bereich eines Fahrzeugbodens des Fahrzeugs und die höher angeordnete der Einspritzvorrichtungen im Bereich einer
Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass eine Behandlung des Abgases an zwei verschiedenen Stellen erfolgt. Dies gewährleistet eine besonders effiziente Reinigung des Abgases. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Längsabschnitt und der zweite Längsabschnitt jeweils parallel zu dem Fahrzeugboden des Fahrzeugs verlaufend angeordnet sind.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen: Figur 1 eine Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, bei welcher ein Längsabschnitt einer ersten Teilleitung und ein Längsabschnitt einer zweiten Teilleitung in gleicher Höhe angeordnet sind, und
Figur 2 die Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel, wobei die Längsabschnitte in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein hier nicht näher dargestelltes Fahrzeug 1, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches eine
Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 aufweist. Die in den Figuren gezeigten Proportionen entsprechen dabei nicht den in der Realität bevorzugten
Verhältnissen und dienen ausschließlich zur Verbesserung der Anschaulichkeit.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 weist einen Tank 3 zur Aufbewahrung und Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels oder
Reduktionsmittels, insbesondere einer Harnstofflösung, auf. Das
Reduktionsmittel wird dabei zum Reduzieren von Stickoxiden in einem Abgas einer Brennkraftmaschine 4 des Fahrzeugs 1 genutzt. Die Brennkraftmaschine 4 ist vorzugsweise eine Diesel- Brennkraftmaschine.
Weiterhin weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 eine dem Tank 3 zugeordnete, vorzugsweise in oder an dem Tank 3 angeordnete, ansteuerbare Fördereinrichtung 5 zum Fördern des Abgasnachbehandlungsmittels auf.
Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung 5 als elektromotorisch angetriebene Pumpe ausgebildet.
Weiterhin weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 zwei in
unterschiedlichen Höhen angeordnete Einspritzvorrichtungen 6, 7 zum
Einspritzen des Abgasnachbehandlungsmittels in das Abgas auf. Dabei ist die tiefer angeordnete der Einspritzvorrichtungen 6 ist im Bereich eines
Fahrzeugbodens 8 des Fahrzeugs 1 und die höher angeordnete der
Einspritzvorrichtungen 7 im Bereich der Brennkraftmaschine 4 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die im Bereich der Brennkraftmaschine 4 angeordnete
Einspritzvorrichtung 7 dient vorzugsweise dazu, das
Abgasnachbehandlungsmittel stromaufwärts eines in einem Abgaskanal 23 der Brennkraftmaschine 4 angeordneten Oxidationskatalysators 24 in das Abgas einzuspritzen. Die im Bereich des Fahrzeugbodens 8 angeordnete
Einspritzvorrichtung 7 dient vorzugsweise dazu, das
Abgasnachbehandlungsmittel stromaufwärts eines in dem Abgaskanal 23 angeordneten S CR- Katalysators 25 zur selektiven katalytischen Reduktion in das Abgas einzuspritzen.
Der Tank 3 ist mit den zumindest zwei Einspritzvorrichtungen 6, 7 durch eine Förderleitung 9 verbunden. Die Förderleitung 9 weist eine im Bereich des Tanks 3 ausgebildete Verzweigungsstelle 10 auf, an der sich die Förderleitung 9 in eine mit zumindest einer ersten, vorliegend der tiefer angeordneten der
Einspritzvorrichtungen 6 verbundene erste Teilleitung 11, und eine mit zumindest einer zweiten, vorliegend der höher angeordneten der Einspritzvorrichtungen 7 verbundene zweite Teilleitung 12 aufteilt. Vorzugsweise weisen die Förderleitung 9, die erste Teilleitung 11 und die zweite Teilleitung 12 jeweils einen gleichen Querschnitt auf.
Zumindest ein Längsabschnitt 13 vorgebbarer Länge der ersten Teilleitung 11 und zumindest ein Längsabschnitt 14 vorgebbarer Länge der zweiten Teilleitung 12 sind horizontal und parallel zueinander verlaufend angeordnet. '“Horizontal“ bedeutet hierbei, dass die Längsabschnitte 13, 14 jeweils parallel zum Horizont ausgerichtet sind. Vorzugsweise weisen der Längsabschnitt 13 der ersten Teilleitung 11 in Richtung der ersten Einspritzvorrichtung 6 und der
Längsabschnitt 14 der zweiten Teilleitung 12 in Richtung der zweiten
Einspritzvorrichtung 7 jeweils eine Neigung oder Steigung von Null auf.
Vorzugsweise sind die beiden Längsabschnitte 13, 14 jeweils parallel zu dem Fahrzeugboden 8 des Fahrzeugs 1 verlaufend angeordnet.
Vorliegend sind der Längsabschnitt 13 der ersten Teilleitung 11 und der
Längsabschnitt 14 der zweiten Teilleitung 12 in gleicher Höhe angeordnet. Der mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnete Abstand D zwischen den
Längsabschnitten 13, 14, vorliegend der Abstand parallel zur y-Richtung, siehe hierzu das mit 16 bezeichnete Koordinatensystem, beträgt somit Null. Auch die Förderleitung 9 ist in gleicher Höhe wie die erste und zweite Teilleitung 11, 12, insbesondere wie die beiden Längsabschnitte 13, 14 angeordnet.
Die Verzweigungsstelle 10 ist vorliegend T-förmig ausgebildet. Die
Verzweigungsstelle 10 weist vorzugsweise einen mit der Förderleitung 9 verbundenen ersten Verzweigungsabschnitt 17, einen mit der ersten Teilleitung 11 verbundenen zweiten Verzweigungsabschnitt 18 und einen mit der zweiten Teilleitung 12 verbundenen dritten Verzweigungsabschnitt 19 auf. Der zweite Verzweigungsabschnitt 18 weist vorzugsweise senkrecht aus der Papierebene hinaus und der dritte Verzweigungsabschnitt 19 weist vorzugsweise senkrecht in die Papierebene hinein. Alternativ weist nur der zweite Verzweigungsabschnitt 18 senkrecht aus der Papierebene hinaus oder nur der dritte Verzweigungsabschnitt 19 senkrecht in die Papierebene hinein, während sich der jeweils andere der Verzweigungsabschnitte 18, 19 in dieselbe Richtung wie die Förderleitung 9 erstreckt. Der zweite Verzweigungsabschnitt 18 und der dritte
Verzweigungsabschnitt 19 weisen vorzugsweise jeweils eine vorgebbare Länge auf.
Alternativ ist die Verzweigungsstelle 10 Y-förmig ausgebildet. Die Y-förmige Ausbildung der Verzweigungsstelle 10 gewährleistet, dass ausgehend von dem zweiten und dritten Verzweigungsabschnitt 18, 19 die beiden Längsabschnitte 13, 14 direkt nebeneinander verlaufend anordenbar sind. Im Vergleich zu einer Ausbildung der Verzweigungsstelle 10 in T-Form gewährleistet die Ausbildung in Y-Form zudem, dass im Bereich der Verzweigungsstelle 10, insbesondere in dem zweiten Verzweigungsabschnitt 18 und dem dritten Verzweigungsabschnitt 19, lediglich eine minimale Menge von Abgasnachbehandlungsmittel
ansammeibar ist. Damit kann insbesondere bei einer Schrägstellung des die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 aufweisenden Fahrzeugs 1 nur eine besonders geringe Menge von Abgasnachbehandlungsmittel von einem der Längsabschnitte 13, 14 in den anderen der Längsabschnitte 13, 14 fließen.
„Schrägstellung“ bedeutet hierbei eine zu einer Längsachse des Fahrzeugs 1 oder eine Achse parallel zur x-Achse verdrehte Ausrichtung des Fahrzeugs 1. Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung 9 dazu ausgebildet, in Richtung der Einspritzvorrichtungen 6, 7 und in eine dazu entgegengesetzte Richtung, insbesondere in Richtung des Tanks 3, zu fördern. Vorzugsweise wird die Fördereinrichtung 9 in Abhängigkeit einer Fahrsituation zur Durchführung eines Fördervorgangs in Richtung der Einspritzvorrichtungen 6, 7 oder eines
Rücksaugvorgangs zur Durchführung eines Fördervorgangs in Richtung des Tanks 3, insbesondere durch ein Steuergerät 20, angesteuert. Der
Rücksaugvorgang erfolgt vorzugsweise nach einem Deaktivieren der
Brennkraftmaschine 4 oder des Fahrzeugs 1.
Vorzugsweise wird während des Rücksaugvorgangs zumindest eine der
Einspritzvorrichtungen 6, 7 und/oder zumindest ein vorgebbarer Bereich der Teilleitungen 11, 12 auf einen Verbleib von Abgasnachbehandlungsmittel überwacht. Der vorgebbare Bereich ist vorzugsweise ein Teilleitungsabschnitt 21, 22, der zwischen der Einspritzvorrichtung 6, 7 und den jeweiligen
Längsabschnitten 13, 14 angeordnet ist. Ein erster der Teilleitungsabschnitte 21 ist vorliegend mit der Teilleitung 11, ein zweiter der Teilleitungsabschnitte 22 mit der Teilleitung 12 verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Überwachung sensorisch. Wird erfasst, dass sich kein Abgasnachbehandlungsmittel in zumindest einer der Einspritzvorrichtungen 6, 7 und/oder in den vorgebbaren Bereichen der
Teilleitungen befindet, wird der Rücksaugvorgang vorzugsweise beendet. Dies gewährleistet, dass eine zeitlich besonders kurze Förderdauer der
Fördereinrichtung 5, insbesondere zum Rücksaugen des
Abgasnachbehandlungsmittels, realisierbar ist. So genügt es, den
Rücksaugvorgang so lange durchzuführen, bis sich das
Abgasnachbehandlungsmittel nur noch in den Längsabschnitten 13, 14 befindet. Optional wird der Rücksaugvorgang beendet, wenn erfasst wird, dass sich in den Längsabschnitten 13, 14 und/oder in der Förderleitung 9 kein
Abgasnachbehandlungsmittel mehr befindet.
Durch die in gleicher Höhe angeordneten, horizontal und parallel zueinander verlaufenden Längsabschnitte 13, 14 ergeben sich mehrere Vorteile: Bei einer horizontalen Ausrichtung, insbesondere einer horizontalen Stand- oder
Parkposition, des Fahrzeugs 1 wird ein unerwünschtes Fließen von in den Längsabschnitten 13, 14 befindlichem oder verbliebenem Abgasnachbehandlungsmitel insbesondere in Richtung der tiefer angeordneten der Einspritzvorrichtungen 6 verhindert. Insbesondere kann somit der mit der höher angeordneten der Einspritzvorrichtungen 7 verbundene Längsabschnit 14 Abgasnachbehandlungsmitel aufweisen, ohne dass das
Abgasnachbehandlungsmitel infolge eines Höhenunterschiedes oder
hydrostatischen Druckes in den mit der tiefer angeordneten der
Einspritzvorrichtungen 6 verbundenen Längsabschnit 13 gedrückt wird.
Desweiteren wird ein unerwünschtes Fließen auch bei einer Schrägstellung des Fahrzeugs 1, also einer Drehung des Fahrzeugs 1 um dessen Längsachse oder die x-Achse, verhindert. Wenn das Fahrzeug 1 zu der zweiten Teilleitung 12 hin geneigt ist, verbleibt das Abgasnachbehandlungsmitel in der zweiten Teilleitung 12 ohne in die erste Teilleitung 11 zu fließen. Wenn das Fahrzeug 1 zu der ersten Teilleitung 11 hin geneigt ist, werden vorzugsweise die Längsabschnite 13, 14 jeweils komplet leergesaut oder eine Zeitdauer des Rücksaugvorganges wird verlängert, so dass die Menge von Abgasnachbehandlungsmitel, die von der zweiten Teilleitung 12 in die erste Teilleitung 11 gelangt oder gelangen kann, minimal ist. Weiterhin wird ein unerwünschtes Fließen von
Abgasnachbehandlungsmitel auch bei einer Drehung des Fahrzeugs 1 um dessen Querachse, vorliegend die z-Achse, verhindert. So sammelt sich bei einer Standposition oder Parkposition bergauf, also einer um die Querachse nach hinten geneigten Position des Fahrzeugs 1, das
Abgasnachbehandlungsmitel in den beiden Teilleitungen 11, 12 im Bereich der Verzweigungsstelle 10. In einer Standposition oder Parkposition bergab, also einer um die Querachse nach vorne geneigten Position des Fahrzeugs 1, verbleibt das Abgasnachbehandlungsmitel insbesondere in der zweiten
Teilleitung 12. Dadurch, dass die Teilleitungen 11, 12 durch die Längsabschnite 13, 14 nicht komplet rückgesaugt oder entleert werden müssen, ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass die Zeitdauer des Rücksaugvorganges verkürzt und die Lebensdauer der Fördereinrichtung 5 oder einer separaten Rücksaugpumpe erhöht wird. Dadurch, dass insbesondere ein Fließen von
Abgasnachbehandlungsmitel in Richtung der tiefer angeordneten der
Einspritzvorrichtungen 6 verhindert wird, wird zudem gewährleistet, dass diese besonders effektiv vor Schäden durch gefrierendes Abgasnachbehandlungsmitel geschützt ist. Figur 2 zeigt die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1, wobei im Unterschied zu der Figur 1 der Längsabschnitt 13 der ersten Teilleitung 11 und der
Längsabschnitt 14 der zweiten Teilleitung 12 in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. Der mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnete Abstand D ist hierbei also ungleich Null. Die erste Teilleitung 11 ist mit der tiefer angeordneten der Einspritzvorrichtung 6 verbunden, wobei der Längsabschnitt 13 der ersten Teilleitung 11 in einer größeren Höhe angeordnet ist als der Längsabschnitt 14 der zweiten Teilleitung 12. Vorliegend ist die Förderleitung in gleicher Höhe wie der Längsabschnitt 14 der zweiten Teilleitung 12 angeordnet.
Der Vorteil hierbei ist, dass ein Fließen von insbesondere in dem Längsabschnitt 14 der zweiten Teilleitung 12 verbliebenem Abgasnachbehandlungsmittel in den Längsabschnitt 13 der ersten Teilleitung 11 und damit in die tiefer angeordnete der Einspritzvorrichtungen 6 in jeder Standposition des Fahrzeugs 1 besonders effektiv verhindert wird.

Claims

Ansprüche
1. Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) für ein Fahrzeug (2),
insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Tank (3) zur Aufbewahrung und Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels, mit zumindest einer ansteuerbaren Fördereinrichtung (5) zum Fördern des
Abgasnachbehandlungsmittels, mit zumindest zwei in unterschiedlichen Höhen angeordneten Einspritzvorrichtung (6,7) zum Einspritzen des
Abgasnachbehandlungsmittels in ein Abgas, und mit zumindest einer
Förderleitung (9) zur Verbindung des Tanks (3) mit den zumindest zwei
Einspritzvorrichtungen (6,7), wobei die Förderleitung (9) zumindest eine
Verzweigungsstelle (10) aufweist, an der sich die Förderleitung (9) in eine mit zumindest einer ersten der Einspritzvorrichtungen (6) verbundene erste
Teilleitung (11) und eine mit zumindest einer zweiten der Einspritzvorrichtungen (7) verbundene zweite Teilleitung (12) aufteilt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Längsabschnitt (13) der ersten Teilleitung (11) und zumindest ein Längsabschnitt (14) der zweiten Teilleitung (12) horizontal und parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.
2. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsabschnitt (13) der ersten Teilleitung (11) und der Längsabschnitt (14) der zweiten Teilleitung (12) in gleicher Höhe angeordnet sind.
3. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (9) in gleicher Höhe wie die erste und/oder zweite Teilleitung (11,12) angeordnet ist.
4. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsabschnitt (13) der ersten Teilleitung (11) und der Längsabschnitt (14) der zweiten Teilleitung (12) in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.
5. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilleitung (11) mit der tiefer angeordneten der Einspritzvorrichtungen (6) verbunden ist, wobei der Längsabschnitt (13) der ersten Teilleitung (11) in einer größeren Höhe angeordnet ist als der
Längsabschnitt (14) der zweiten Teilleitung (12).
6. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigungsstelle (10) T- förmig ausgebildet ist.
7. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigungsstelle (10) Y-förmig ausgebildet ist.
8. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, in Richtung der Einspritzvorrichtungen (6,7) und in eine dazu entgegengesetzte Richtung zu fördern.
9. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigungsstelle (10) im Bereich des Tanks (3) ausgebildet ist.
10. Fahrzeug (2), insbesondere Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die tiefer angeordnete der Einspritzvorrichtungen (6) im Bereich eines Fahrzeugbodens (8) des Fahrzeugs (2) und die höher angeordnete der Einspritzvorrichtungen (7) im Bereich einer Brennkraftmaschine (4) des Fahrzeugs (2) angeordnet ist.
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