[發明專利]用于將還原劑定量噴射到內燃機排氣管路中的裝置

無效

• 申請號: 200580035133.1
• 申請日: 2005-10-07
• 公開（公告）號: CN101069001A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: L·巴卡杰;W·馬里特斯基
• 申請（專利權）人: 萊奧林奇有限責任公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹若;劉華聯

現已知，通過選擇性的催化還原使內燃機尤其是柴油內燃機的廢氣中的氮氧化物減少。為此，將還原劑、一種尿素水溶液經過精細霧化定量噴射進排氣管路中。為了輸送還原劑通常使用一種泵，它將還原劑輸入通入排氣管路中的噴嘴。

由US2004/0093856A1公開了一種使用活塞泵的還原劑配量裝置。所述泵具有一個吸入接頭和一個壓力接頭，吸入接頭與用于還原劑的存儲容器相連接，壓力接頭與一個霧化機構相連接。霧化機構在氮氧化物催化器的區域中通入內燃機的排氣管路中。為了控制輸送量，頻率和脈沖寬度是變化的。為此使用一種控制裝置，該控制裝置根據發動機的工作情況以適宜的方式改變泵的驅動電流。噴嘴的構造沒有詳細示出。但通常來說，噴嘴具有一個或多個常開的開口。在輸送量變化時借助于這種噴嘴不能在整個工作范圍上實現均勻地霧化。

在EP1380733A2中使用了一種活塞泵用于定量供給尿素水溶液，其活塞可以通過一種壓電元件來操縱。這種壓電元件可以以0到幾百赫茲的頻率無級致動。用于將還原劑噴射到內燃機的排氣管路中的噴嘴顯然構造有常開的光圈狀狹窄處。在輸送量變化時使用這種噴嘴不能在整個工作區域上都實現均勻地霧化。

在DE10139139A1中公開了另一種用于將還原劑定量配送到內燃機排氣管路中的裝置。泵用于輸送還原劑。控制器通過電致動泵驅動機構來調節輸送的還原劑量。這種控制器還控制集成在計量裝置中的定量閥的功能。另外，也可以使用一種簡單的泵接合一種壓力調節閥來代替配量泵用于輸送量調節。在這種變型方案中，噴射進排氣管路中的劑量的分配顯然也是通過一種定量閥來完成。這種裝置看起來很昂貴，因為輸送和分配劑量是由不同的構件來完成，它們需要分別致動。

DE2249291展示了一種用于無空氣的噴涂的方法。但這種方法從本發明的發明高度來看并不重要，因為它不屬于相關領域。這種方法使用一種脈動輸送的膜片泵，它將輸送的介質輸送給噴霧器噴嘴，該噴霧器噴嘴按照過壓閥的形式構造為截止閥。這種截止閥周期性地自動打開和關閉，更確切地說在壓力周期期間，相應地中斷在低壓區域中的介質輸送，這樣，霧化僅僅在高壓區域中進行。由此僅僅使用壓力峰值進行霧化，它能按比例地進行最好地霧化。

在權利要求1中說明的本發明的任務是使用一種簡單的成本低的設備與輸送量無關地以普遍的高霧化質量將還原劑噴射到內燃機的排氣管路中。該任務通過權利要求1中列出的特征以如下方式解決，即噴嘴擁有以泵的輸送脈沖的節拍周期性地自動打開和關閉通流連接的閥門元件，該閥門元件只允許在高壓區域中噴射還原劑。這種設備簡單且成本低，因為還原劑的定量分配和輸送只需通過泵就能完成，而噴嘴的以輸送節拍打開和關閉的閥門元件只負責最優化地進行霧化。

噴嘴的閥門元件優選可移動地在外殼中導向，它朝著它的截止位置的方向朝著密封座密封地彈簧加載，并且在相反的方向上通過施加在壓力加載的表面上的壓力打開。

另外霧化質量也通過以下方法改善，即與泵的高壓出口相連的高壓管路通過包含卸壓機構的卸壓管路與泵工作腔相連。這樣當泵工作腔中的壓力降低到預先規定的值以下，尤其是降低到高壓管路中的壓力以下時，壓力能突然降低。突然的意思是，壓力曲線在下降分支中比沒有卸壓機構時下降得更陡。這樣的好處是，在關閉時閥門元件上不穩定的力平衡區域迅速地被通過，由此就在很大程度上防止了還原劑意外的滴下。

附圖中示出了本發明的實施例，以下加以詳細地描述。其中：

圖1是按本發明的用于尿素定量供給的裝置的構件示意圖；

圖2是由泵輸送的還原劑在從泵通向噴嘴的高壓管路中的壓力曲線圖；

圖3是活塞泵的橫截面圖；

圖4是膜片泵的橫截面圖；

圖5是噴嘴的橫截面圖；

圖6是包含卸壓機構的卸壓管路的橫截面圖，卸壓管路與泵的泵工作腔和高壓管路相連；

圖7是構造為止回閥的卸壓機構的橫截面圖；

圖8是構造有膜片的卸壓機構的橫截面圖。

圖1是用于定量噴射還原劑的裝置的示意圖。泵1從存儲容器8中提取還原劑并通過高壓管路4和噴嘴5將還原劑輸送到未示出的內燃機的被廢氣3流過的排氣管路2中。泵1是活塞泵18，如圖3所示，或是薄片泵29，如圖4所示。泵1同時是輸送和配量單元。在圖5中更詳細示出的噴嘴5沒有配量功能，更確切地說用于確定進行噴射的壓力水平。泵1由控制器6進行致動，控制器根據廢氣值和/或發動機運行參數改變泵1的工作頻率，并由此改變在橫定沖程下的輸送量。此外以相應的電流脈沖對與電樞28共同作用的線圈19進行加荷。利用溫度傳感器7在控制器6中來觀測還原劑的溫度。