[发明专利]将液体计量分配到内燃机的排气线路中的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照独立权利要求所述类型的用于将液体计量分配到内燃机的排气线路中的装置和方法。

背景技术

为了内燃机的废气后处理，DE4436397B4公开了将液体、例如液态的尿素溶液或燃料从储备容器中通过输送元件输送到喷射阀，该喷射阀将所要求的液体量计量分配到排气线路中。在此，该喷射阀以如下方式布置在排气线路上，即其喷射孔指向排气线路。

在运行中，由于排气线路中的热的废气可能会在喷射阀、尤其是在其喷射口处出现极高的温度。该不利影响会由于必须在热的部件、例如内燃机或废气涡轮增压机附近布置喷射阀而变得更严重。在此，存在喷射阀中液体的不希望的热分解或者说在喷射阀的喷射口中形成沉积的危险。由此会使得喷射阀的计量分配精确度变差，这在极端情况下会导致喷射阀失效。

为了避免喷射阀中极高的温度，DE102007011686A1公开了一种具有在喷射口区域中的冷却设备的喷射阀。此外，DE102006019973A1公开了一种用于提供废气系统中的还原剂的计量分配系统，其中，计量分配系统的计量分配阀可以经由冷却循环回路冷却。

发明内容

与此相比，具有独立权利要求的特征的用于将液体计量分配到内燃机的排气线路中的根据本发明的装置和根据本发明的方法的优点在于，当节流元件对去往喷射阀的液体的体积流取消节流时，喷射阀打开。由此可以通过该装置的冷却循环回路调节任意小的流量，从而喷射阀的冷却可以根据需要得到控制并且不总是以泵的最大输送量进行。因此，需要更少的用于输送液体穿过喷射阀的功率，这导致了内燃机的更高的效率。此外，喷射阀通过一个在去往喷射阀的入流中的节流器而具有对抗在所述节流元件之前的液体循环回路中的压力波动的更高的稳固性，这是因为这种压力波动通过节流元件被阻尼。这种压力波动的减小避免了错误受控的喷射并且导致喷射阀的更高的计量分配精确度。

通过在从属权利要求中列举的措施实现了独立的装置权利要求和给出的方法的有利改进方案以及改良措施。

一种有利的改进方案在于，喷射阀具有另一个、例如布置在关闭机构中的节流器，当穿过第一节流元件的穿流完全打开时，该另外的节流器具有比节流元件更大的节流作用。通过该另一个节流器可以限定穿过喷射阀的冷却循环回路的最大冷却量，尤其是来自冷却循环回路的回流量，从而例如可以在喷射阀中构建压力。

另一个有利的改进方案在于，从第一运行状态（在第一运行状态中该节流元件确定穿过喷射阀的冷却循环回路的体积流）出发，当去往喷射阀的体积流被取消节流并且通过喷射阀中的另一个节流器被节流时，在第二运行状态中喷射阀中的液体压力提高，喷射阀在达到一个已定义的压力水平的情况下打开。通过该改进方案可以将喷射阀实施为压力受控的阀，其从某个压力阈值开始打开。在此，当所述另一个节流器具有固定的横截面且因此从节流元件的一定的取消节流状态开始变成确定穿流量的节流器时，喷射阀中的压力可以单独经由节流元件调节。

该装置的一种有利的设计方案在于，喷射阀的关闭机构构造成阀针、尤其是空心针。关闭机构作为阀针的实施方式实现了，将喷射阀的液体回流部沿关闭机构中的阀针实施，在空心针的情况下该液体回流部可以构造在空心针内部，由此可以非常紧凑地实施喷射阀。

该装置的另一个有利的设计方案在于，节流元件包括：一个计量分配元件、例如计量分配泵、尤其是电控的计量分配泵，一个可调节的节流器和/或一个计量阀。计量分配泵是有利的，因为其可以增强施加到液体上的压力，由此可以将液体以更高的喷射压力喷射并且更精细地雾化。

该装置的一种特别有利的设计方案在于，计量分配泵在计量分配泵关断的运行状态中不完全地截止朝喷射阀的液体输送。由此以有利的方式实现了，在关闭的计量分配泵的情况下也可以将液体为冷却目的穿过喷射阀输送。此外，计量分配泵可以在开启的运行状态中产生一个压力，该压力高于朝节流元件的入流压力且因此导致压力过高。喷射阀也可以因此被协调到打开压力上，该打开压力高于朝节流元件的入流压力。由此可以特别简单和成本低廉地实施朝节流元件的液体输送，或者说这实现了到已经存在的液体循环回路上、例如燃料喷射系统的低压循环回路上的连接。

另一种有利的改进方案在于，喷射阀包括具有液体入流部和液体回流部的冷却循环回路，其中，该液体回流部布置在喷射阀的内部区域、尤其是关闭机构的内部。通过在喷射阀的内部区域中布置液体回流部可以将加热的液体在相对较短的路径上从喷射阀的冷却循环回路中输出，由此将液体的进一步加热以及可能的热分解或老化保持得很低。