[发明专利]用于尿素水溶液的注入器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于尿素水溶液的注入器，使用其可将尿素水溶液添加到尤其是机动车辆的废气系统中。尤其是，使用该注射器以精确计量的方式将液态的尿素水溶液添加到内燃机的废气中，然后可以在废气系统中通过能大大减少包含在废气中的氮氧化物的方式来进行选择性催化还原过程(SCR过程)。

背景技术

现已提出了用于此目的大量的不同的注入器。然而其有改进的需要，尤其是对于用于汽车工业的这类注入器的具备成本效益的生产。现有的注入器所遇到的特别的问题是，注入器在结冰条件下也必须能保持功能。在这点上，应尤其考虑到包含在注入器内的尿素水溶液在机动车的正常使用条件下也可能冻结，而且这导致尿素水溶液的体积增加。体积的这种增加可能不但会反复地导致管路系统中的堵塞，而且会由于较高的冰压力而造成注入器的零部件的故障或损坏。这种类型的注入器所遇到的另一问题是，它们一般设置在热废气管道处。这种在有时相当大的热量中的暴露也可能引发尿素水溶液的运输或计量的问题。这尤其是在如果要尽可能地避免尿素的气态供给，或者是如果在进料过程中不得超过尿素水溶液的临界温度的情况下就会成为现实。在这一点上应注意的是，尿素水溶液在接近110℃时已经开始蒸发，因此尿素水溶液的受控的精确计量供给很可能受阻。也可能形成难以除去的不良残留物，它们可能会阻碍尿素水溶液到废气中的供给。在这一点上，注入器的冷却问题也重复出现。

发明内容

如上所述，本发明的目的是至少解决一些现有技术中提到的问题。尤其是，提供能以具有成本效益的方式生产的用于尿素水溶液的注入器，其不易受到尿素水溶液冻结时的冰压力的影响，而且针对废气系统的高温受到充分的保护。

这些目的通过根据权利要求1的特征的注入器来实现。在从属权利要求中提供了注入器的其它有利构造。需要注意的是，权利要求中单个地详细说明的特征可以以任何技术上可行的方式彼此组合，并且详细说明了本发明的其它构造。说明书尤其结合附图解释本发明，并且提供了另外的实施方案。

用于尿素水溶液的注入器至少包括具有用于尿素水溶液的接头的主体、具有阀驱动器的阀和用于尿素水溶液的单独的进料管，所述进料管至少部分地延伸过主体。

由于尿素水溶液在热解或水解后变成氨气，尿素水溶液有时也称为还原剂或者还原剂前体，并能随后与废气中的氮氧化物发生反应。在该实施例中，尤其是使用32%的尿素水溶液，例如市场上可买到的商标名为。

主体尤其是金属部件，其一方面可构造成具有通道、表面凹处、与阀的接触面和冷却系统，以及用于尿素水溶液运输的导管。主体尤其是可同时充当阀的基座或者安装机构的实心部件。尽管原则上来说主体可以包括多个阀和/或多个用于尿素水溶液的接头，然而仍优选为具有单个阀和单个接头的构造。接头通常作为主体内的通道来构造。由于在这一点上主体也至少部分地与尿素水溶液接触，主体和/或暴露于尿素水溶液的接触面的涂层的材料构造成有抵抗尿素水溶液的作用。接头尤其是也这样构造，即可选择地在其中集成或紧固常规的到管路的连接接头。

阀通常包括阀芯，在其中形成进液管和流量计量管道。另外，可控制地制动的活塞必要时可设置成通过阀驱动器来促动，这样，尤其是从进液管到流量计量管道的接头在需要时可打开和关闭（例如作为时间的函数）。为此目的，阀可另外包括用于将阀或阀驱动器连接到控制单元（电动的或信号调节的）的塞子连接器，控制单元在需要时启动阀的操作和注入器的操作。尤其优选的是，阀或阀驱动器构造成尽可能地远离尿素水溶液的供给点，也就是说，尤其是位于主体的远离废气管道的一侧上。这尤其是使得用于尿素水溶液的接头的位置因此处于废气管道和阀之间。

注入器也构造成具有用于尿素水溶液的单独的进料管，其至少部分地延伸过主体。单独的进料管因而尤其是这样构造，即其是优选完全地容纳在主体内的单独的部件。进料管尤其是构造成小管的形式，尤其是沿直线延伸的小管。优选使用尤其是与主体的材料不同的金属的进料管。另外，优选单独的进料管安置在距离主体有一些距离的位置处，使得尤其是单独的进料管与主体之间的热传导最小。最优选地，最多10%单独的进料管的表面因而与主体接触。术语“进料管”尤其是指用于尿素水溶液的管道系统的一部分，其布置在阀的下游，尤其是正对到废气系统中的输送点。根据上面描述的变体，由于阀优选布置在主体的远离废气管道的一侧上，因此进料管例如从中心延伸穿过整个主体。

注入器的这种构造能够单独地在如上面详述的问题方面带来相当大的改进。一方面，阀因此能免受废气系统的高温，同时由于与主体的低水平的热传导而使得单独的进料管内的尿素水溶液的沸腾也减少了。