[发明专利]用于将液体计量到内燃机的废气管中的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的类型的用于将液体计量到内燃机的废气管中的装置及根据权利要求10的前序部分的方法。

背景技术

由于变得愈来愈严格的废气排放立法当前已不可能仅借助发动机内部的措施来达到关于内燃机废气中有害物质的限制值。因此在内燃机上，尤其在机动车的内燃机上设立了布置在内燃机的废气管中的废气再处理装置、尤其催化器及过滤器。主要在自点火的内燃机上使用增强的废气再处理装置，其中将用于支持废气再处理的液体计量地输入到内燃机的废气管中。作为例子对此可列举用于颗粒过滤的燃料计量输入或用于选择地减少氧化氮的催化器中的尿素水溶液的计量输入。对于颗粒过滤器的热再生则提高内燃机的废气温度，以致可控地燃烧掉包含在颗粒过滤器中的碳黑，该废气温度的提高通过发动机的措施是不可能的，需要一个附加的喷射器将燃料计量地输入到废气中，该燃料在一个氧化催化器上催化地反应以释放对提高温度所需的热量。

由DE 10 2007 016 004公知了一种计量装置，其中一个计量泵将废气再处理剂计量地输入到内燃机的废气安装中。

由DE 10 2006 057 425公知了用于将一种液体计量地喷射到内燃机的废气管中的装置，其中一个工作在颤动工作中喷射阀将导入的液体计量地喷射到内燃机的废气管中。

发明内容

相比之下具有权利要求1所述特征的装置具有其优点，即通过一个计量泵来控制或调节液体的计量，以致在一个位置上进行压力的产生及液体的计量，其中喷射阀在颤动工作中将液体计量地输入到废气管中，由此能使小量值的液体计量地输入废气管并达到非常细的雾化。在此情况下该计量不受到或仅很微小地受到压力波动的干扰，例如由一个设置在计量泵前面的供给装置、尤其一个燃料喷射系统的低压回路产生的压力波动的干扰。这导致了具有简单液压特性的简化的系统设计，涉及计量量值的更宽的工作区间及更高的计量精确度。在此情况下例如通过取消了一个计量单元降低了成本及由于简单的液压特性使在内燃机上的应用成本减小，例如这里在应用时不必考虑具有相应的复杂液压特性的限制由两个或多个压力流引起的压力波动的阀。

通过从属权利要求中所述的措施可得到权利要求1中给出的装置及权利要求9中给出的方法的有利的进一步构型及改进。

另一有利的进一步构型在于：喷嘴装置具有一个压力控制的阀，该阀在达到或超过一个打开压力时释放液体向内燃机的废气管的计量输入。该压力控制的阀可不用电控制及由此可特别简单且成本上有利地实施。

在此情况下特别有利的是，阀的打开压力高于连接在计量泵前面的储备容器中的压力或高于连接在计量泵前面的低压回路、例如一个燃料喷射系统的低压回路中的压力。由此仅当通过计量泵导致压力相对储备容器或低压回路中的压力升高时，该阀才打开。

另一有利的进一步构型在于：计量泵在功能受干扰的情况下、尤其在持续通电或电短路的情况下不输送液体。通过该进一步的构型可避免：在故障或功能受干扰的情况下液体排到废气管中及由那里排到周围环境中。如果在功能受干扰时不再由计量泵提供液体，喷射阀保持关闭，以致不会导致不期望的液体向废气管的计量输入。以此方式也可简单地体现该装置的“故障安全(fail safe)”功能，以致当计量泵故障时不会有液体计量地输入到内燃机的废气管中。

为了提高计量精确度有利的是，由计量泵输送的液体的量与废气管中的反压力无关或液体的计量输入的量仅与计量泵的控制接通相关。通过使用一个可调节的活塞泵作为计量泵能以有利的方式在一个单元中实现计量及计量输入，其中计量输入的液体的量则仅与计量泵的控制接通持续时间相关。

一个有利的实施形式是，其中在计量泵与喷嘴装置之间、尤其在计量泵与阀之间设有一个脉动阻尼器。通过一个燃料喷射系统的储备容器或一个低压回路与计量泵之间的压力振动的阻尼进一步地提高了计量泵的计量精确度。计量泵与阀之间的压力振动的阻尼是特别有利的，因为因为阀的颤动工作可受到压力波动的影响。

在此情况下特别有利的是，计量泵使液体处于具有1至10赫兹频率的压力下和/或喷射阀以约1000Hz的频率周期性地打开及关闭。在该频率范围中的计量泵的控制接通频率用于：使计量泵在恒定压力下将典型地在废气再处理时所需的液体量输送给喷射阀。当喷射阀以约1000Hz频率颤动工作时通过计量泵提供的液体量将以细及小的份额计量地输入到废气管中及由此可均匀地分布在废气流中，而不会导致喷射阀上或废气管中的沉积。

附图说明

图1表示根据本发明的一个用于内燃机的废气管中的液体计量输入的装置，