用于将反应剂释放到内燃机的排气流中的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将反应剂(R)释放到内燃机的排气流(A)中的设备，所述设备包括反应剂喷射组件(20)、用于将反应剂(R)从反应剂贮存器(14)输送到所述反应剂喷射组件(20)的反应剂输送组件(12)、用于加热通过所述反应剂输送组件(12)输送到所述反应剂喷射组件(20)的反应剂(R)的加热组件(18)，其特征在于，所述反应剂喷射组件(20)根据通过所述反应剂输送组件(12)产生的反应剂压力能在用于释放反应剂(R)的打开状态和用于阻止反应剂释放的锁定状态之间转换。此外，本发明专利技术还涉及一种用于借助于这样的设备将反应剂(R)释放到内燃机的排气流(A)中的方法。

Apparatus and method for releasing a reaction agent into an exhaust stream of an internal combustion engine

This invention relates to a reaction agent (R) released into the internal combustion engine exhaust flow (A) in the device, the device includes reactant jet assembly (20), for the reaction agent (R) from the reaction agent reservoir (14) transported to the reactant jet assembly (20). Reagent delivery assembly (12) for heating, conveying assembly through the reaction agent (12) transported to the reactant jet assembly (20) reaction agent (R) of the heating unit (18), which is characterized in that the reactant jet assembly (20) according to the conveying component through the reaction agent (12) pressure reaction agent which can used in the release reaction agent (R) of the open state and used to prevent the reaction agent release locking state conversion. In addition, the invention also relates to a method for releasing a reactant (R) into an exhaust flow (A) of an internal combustion engine with such a device.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于将反应剂释放到内燃机的排气流中的设备，所述设备包括反应剂喷射组件、用于将反应剂从反应剂贮存器输送到所述反应剂喷射组件的反应剂输送组件、用于加热通过所述反应剂输送组件输送到所述反应剂喷射组件的反应剂的加热组件。此外，本专利技术涉及一种方法，利用所述方法借助于这样的设备可以将反应剂释放到内燃机的排气流中。
技术介绍
由DE102006049591A1已知一种用于将反应剂释放到内燃机的排气流中的设备。要通过该设备释放的反应剂是尿素溶液。为了将借助于反应剂输送组件输送到反应剂喷射组件的尿素溶液尽可能有效地与排气流混合，在该已知的设备中加热朝反应剂喷射组件的方向输送的反应剂，例如加热到大约200℃的温度。同时在释放到排气流中之前以液态形式输送的反应剂处于这样高的压力下，使得在反应剂释放到排气流中之前不出现反应剂蒸发。这样的设备利用如下效果，即，在将被加热的且首先处于增大的压力下的反应剂释放到排气流中时出现自发的降压，这一方面导致自发的反应剂蒸发，另一方面导致非自发蒸发的份额的反应剂的非常微小的反应剂微滴，由此实现反应剂与内燃机的在排气引导系统中流动的排气的非常有效且精细的混匀。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供用于将反应剂释放到内燃机的排气流中的一种设备和一种方法，利用所述设备和所述方法可以在结构上简单的构造方案中实现反应剂与内燃机的接收反应剂的排气的有效混匀。按照第一方面，该任务通过一种用于将反应剂释放到内燃机的排气流中的设备得以解决，所述设备包括反应剂喷射组件、用于将反应剂从反应剂贮存器输送到所述反应剂喷射组件的反应剂输送组件、用于加热通过所述反应剂输送组件输送到所述反应剂喷射组件的反应剂的加热组件。在此，进一步规定：所述反应剂喷射组件根据通过所述反应剂输送组件产生的反应剂压力能在用于释放反应剂的打开状态和用于阻止反应剂释放的锁定状态之间转换。在根据本专利技术的构造中使用被动地工作的反应剂喷射组件、亦即本身不必为了实施喷射过程而被操控的反应剂喷射组件。相反，根据借助于反应剂输送组件生成的反应剂压力将反应剂喷射组件自动地置于打开状态中，以便将反应剂释放到排气流中，亦即当反应剂压力超过反应剂喷射组件的切换压力时。当又低于切换压力时，反应剂喷射组件自动地返回到锁定状态中。因此，仅仅通过借助于对应地操控反应剂输送组件来调节反应剂压力可以用于：不仅还在释放到排气流中之前阻止反应剂蒸发，而且将反应剂喷射组件转入到其打开状态中用以将反应剂释放到排气流中。这能实现：通过借助于加热组件加热反应剂也可以利用自发蒸发或在从反应剂喷射组件释放时产生非常细微反应剂喷雾的在先描述的效果的温度，该温度在正常条件时、亦即在正常压力下可能导致反应剂的蒸发。因此，这样的设备也可以已经在相对低的排气温度时使用，该排气温度否则不适用于足够的反应剂蒸发。在使用根据本专利技术的设备时也实现例如构造为尿素/水溶液的反应剂成向氨的改进转化，相关于在设置在内燃机的燃烧排气的排气引导系统中的催化器的较小体积能实现的同时经改进的NOx转化和反应剂的较小消耗。通过除了自发的反应剂蒸发之外出现的非常细微的反应剂微滴的产生，由于较好的表面积/体积比例也实现以微滴形状释放的反应剂的较快蒸发，因为微滴的要加热的质量与其体积成比例。辅助支持反应剂与在排气流中引导的排气的混匀的其他技术措施、例如在喷雾产生时的压缩空气辅助支持或借助于设置在排气流中的混合元件的混匀可以因此至少部分地取消。为了在锁定状态和打开状态之间转换，所述反应剂喷射组件可以包括根据反应剂压力能在锁定位置和打开位置之间调节的锁定件。为了能够以简单的方式提供锁定件与反应剂的引起在锁定状态和打开状态之间的转换的相互作用，提出：所述锁定件具有经受反应剂压力的压力加载面，或/和所述锁定件配设有预紧组件、优选预紧弹簧，用于使所述锁定件克服作用到所述锁定件的经受反应剂压力的压力加载面上的反应剂压力而预紧到所述锁定件的锁定位置中。为了一方面在锁定状态中阻止反应剂释放并且为了另一方面在打开状态中释放反应剂流，所述锁定件配设有具有锁定件座闭锁区域的锁定件座，并且在所述锁定件定位在锁定位置中时，所述锁定件以锁定件闭锁区域基本上流体密封地贴靠在所述锁定件座闭锁区域上并且在所述锁定件定位在打开位置中时，在所述锁定件和所述锁定件座之间构成用于反应剂的穿流区域。在此，可以按照一种根据本专利技术的构造方式规定：在所述反应剂喷射组件中，在所述锁定件定位在打开位置中时，没有反应剂流动阻力比在所述穿流区域中大的区域跟随所述反应剂穿流区域。在该构造方案中，以特别有利的方式利用如下效果，即，跟随穿流区域没有在反应剂完全降压且导入到排气流中之前在反应剂喷射组件的区域中已经可能发生导致副产品的反应剂蒸发的剩余容积的反应剂残留。在一种备选构造方式中可以规定：所述反应剂喷射组件在所述反应剂穿流区域下游具有反应剂释放喷嘴组件，所述反应剂释放喷嘴组件具有比在所述穿流区域中大的反应剂流动阻力。该构造变型方案利用特别有利的方面，即，释放特性、特别是喷雾形成首要可以受反应剂释放喷嘴组件的构造的影响并且较不强烈地例如受实际存在的反应剂压力的影响。因此，可以基本上独立于反应剂压力并且因此例如也基本上独立于反应剂的温度实现对于非常不同的运行状态尽量相同的释放特性。为了能够以可靠的方式将反应剂输送到反应剂喷射组件，提出：所述反应剂输送组件包括用于将反应剂输送到所述反应剂喷射组件的第一反应剂泵，其中，所述第一反应剂泵构造用于产生处于用于将所述反应剂喷射组件从锁定状态切换到打开状态中的切换压力以上的反应剂压力。在此，所述反应剂泵例如可以构造为往复活塞泵，该往复活塞泵允许通过限定地调节活塞的冲程大小和运动速度来调节所释放的反应剂的压力比或量。按照另一个有利的方面，为了阻止反应剂的回流，所述第一反应剂泵可以配设有设置在所述第一反应剂泵下游并且在所述加热组件上游的止回阀。该止回阀例如可以整合到反应剂泵的输出区域中。此外，根据本专利技术构造的设备的反应剂输送组件可以包括用于提供具有基础压力(Basisdruck)的反应剂的第二反应剂泵，所述基础压力处于切换压力以下并且处于在所述加热组件的区域中的反应剂的蒸汽压力以上。因此，通过该第二反应泵原则上可以用于：在根据本专利技术的设备的区域中的反应剂保持在足够高的压力下，从而阻止在所述设备本身中的反应剂蒸发。第一反应剂泵生成用于将反应剂喷射组件转入到其打开状态中的然后必需的较高压力，该第一反应剂泵因此基本上仅必须在释放阶段中是激活的，亦即在实际上反应剂应导入到排气流中的阶段中。所述第二反应剂泵例如可以构造为齿轮泵、亦即原则上可以构造为适合用于将基础压力提供到基本上连续的输送运行或泵运行中的泵。在释放阶段中第一反应剂泵的例如不连续运行于是可以叠加到第二反应剂泵的连续运行上。为了确保借助于第二反应剂泵生成的反应剂压力不超过基础压力，提出：所述第二反应剂泵配设有设置在所述第二反应剂泵下游的过压阀，其中，所述过压阀阻止通过所述第二反应剂泵产生的反应剂压力上升到基础压力以上。为了特别是在释放阶段中能实现两个反应剂泵的配合作用，按照一种构造变型方案提出：所述第一反应剂泵优选与所述止回阀并且所述第二反应剂泵优选与所述过压阀相对于彼此并联地设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将反应剂(R)释放到内燃机的排气流(A)中的设备，所述设备包括反应剂喷射组件(20)、用于将反应剂(R)从反应剂贮存器(14)输送到所述反应剂喷射组件(20)的反应剂输送组件(12)、用于加热通过所述反应剂输送组件(12)输送到所述反应剂喷射组件(20)的反应剂(R)的加热组件(18)，其特征在于，所述反应剂喷射组件(20)根据通过所述反应剂输送组件(12)产生的反应剂压力能在用于释放反应剂(R)的打开状态和用于阻止反应剂释放的锁定状态之间转换。

【技术特征摘要】
2015.10.23 DE 102015118147.91.用于将反应剂(R)释放到内燃机的排气流(A)中的设备，所述设备包括反应剂喷射组件(20)、用于将反应剂(R)从反应剂贮存器(14)输送到所述反应剂喷射组件(20)的反应剂输送组件(12)、用于加热通过所述反应剂输送组件(12)输送到所述反应剂喷射组件(20)的反应剂(R)的加热组件(18)，其特征在于，所述反应剂喷射组件(20)根据通过所述反应剂输送组件(12)产生的反应剂压力能在用于释放反应剂(R)的打开状态和用于阻止反应剂释放的锁定状态之间转换。2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反应剂喷射组件(20)包括根据反应剂压力能在锁定位置和打开位置之间调节的锁定件(42)。3.按照权利要求2所述的设备，其特征在于，所述锁定件(42)具有经受反应剂压力的压力加载面(60)，或/和所述锁定件(42)配设有预紧组件、优选预紧弹簧(44)，用于使所述锁定件(42)克服作用到所述锁定件(42)的经受反应剂压力的压力加载面(60)上的反应剂压力而预紧到所述锁定件的锁定位置中。4.按照权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述锁定件(42)配设有具有锁定件座闭锁区域(56)的锁定件座(54)，并且在所述锁定件(42)定位在锁定位置中时，所述锁定件(42)以锁定件闭锁区域(58)基本上流体密封地贴靠在所述锁定件座闭锁区域(56)上并且在所述锁定件(42)定位在打开位置中时，在所述锁定件(42)和所述锁定件座(54)之间构成穿流区域(76)。5.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，在所述反应剂喷射组件(20)中，在所述锁定件(42)定位在打开位置中时，没有反应剂(R)流动阻力比在所述穿流区域(76)中大的区域跟随所述反应剂穿流区域(76)。6.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，所述反应剂喷射组件(20)在所述反应剂穿流区域(76)下游具有反应剂释放喷嘴组件(78)，所述反应剂释放喷嘴组件具有比在所述穿流区域(76)中大的反应剂(R)流动阻力。7.按照权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述反应剂输送组件(12)包括用于将反应剂(R)输送到所述反应剂喷射组件(26)的第一反应剂泵(22)，其中，所述第一反应剂泵(22)构造用于产生处于用于将所述反应剂喷射组件(20)从锁定状态切换到打开状态中的切换压力以上的反应剂压力。8.按照权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一反应剂泵(22)包括往复活塞泵，或/和所述第一反应剂泵(22)配设有设置在所述第一反应剂泵下游并且在所述加热组件(18)上游的止回阀(34)。9.按照权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述反应剂输送组件(12)包括用于提供具有基础压力的反应剂(R)的第二反应剂泵(26)，所述基础压力处于切换压力以下并且处于在所述加热组件(18)的区域中的反应剂(R)的蒸汽压力以上。10.按照权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第二反应剂泵(26)包括齿轮泵，或/和所述第二反应剂泵(26)配设有设置在所述第二反应剂泵下游的过压阀(30)，其中，所述过压阀(30)阻止通过所述第二反应剂泵(26)产生的反应剂压力上升到基础压力以上。11.按照权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述第一反应剂泵(22)优选与所述止回阀(34)并且所述第二反应剂泵(26)优选与所述过压阀(30)相对于彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·盖泽，
申请(专利权)人：埃贝斯佩歇排气技术有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE