專利名稱：注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將液體試劑，例如燃料或還原劑，注入來自 燃燒引擎的排出管線內(nèi)的裝置，所述裝置包括具有噴嘴頭的噴嘴布置， 從所述噴嘴頭，所述液體試劑可被注入到所述排出管線內(nèi)。
背景技術(shù)：
以前例如在FR 2 829 180A1和GB 2 064 983A中已公知地披露了 上述類型的用于將燃料注入位于氧化催化劑上游的排出管線內(nèi)從而使 被布置在位于該氧化催化劑下游的排出管線中的顆粒過濾器實(shí)現(xiàn)再生 的注射裝置。在根據(jù)FR 2 829 180A1所述的注射裝置中，燃料在混合 室中與壓縮空氣混合，由此將燃料/空氣混合物導(dǎo)向噴嘴，所述噴嘴在 燃料產(chǎn)生霧化的情況下將該混合物注入排出管線內(nèi)，在根據(jù)GB 2 064 983A所述的注射裝置中，燃料經(jīng)由被布置在排出管線中的噴嘴被注入排 出管線內(nèi)，而不會(huì)預(yù)先與壓縮空氣混合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用這些前述已 公知類型的注射裝置時(shí)，難以使排出氣體中的燃料實(shí)現(xiàn)令人滿意的霧 化。
以前例如在US 6 273 120B1中已/>知地披露了所提到的通過引導(dǎo) 而將還原劑注入位于SCR催化劑(SCR-選擇性催化還原)上游的排出管 線內(nèi)的那類注射裝置。在根據(jù)US 6 273 120B1所述的注射裝置中，還 原劑在混合室中與壓縮空氣混合，由此該還原劑/空氣混合物被導(dǎo)向噴 嘴，所述噴嘴在還原劑產(chǎn)生霧化的情況下將該混合物注入到排出管線 內(nèi)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)利用這種前述已公知類型的注射裝置時(shí)，難以使排出 氣體中的還原劑實(shí)現(xiàn)令人滿意的霧化。
發(fā)明目的
本發(fā)明的目的在于提供一種用于將液體試劑注入來自燃燒引擎的 排出管線內(nèi)的裝置，所述裝置使得流動(dòng)通過所述排出管線的排出氣體中 的液體試劑有可能被良好地霧化且所述裝置同時(shí)使得被注入所述排出 管線內(nèi)的液體試劑的量有可能發(fā)生快速變化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，所述目的是通過具有權(quán)利要求1所述特征的注射裝置 來實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的注射裝置包括具有噴嘴頭的噴嘴布置，從所述噴嘴頭，液
體試劑可被注入到排出管線內(nèi)，其中
-所述噴嘴布置包括通往所述噴嘴頭以便將壓縮氣體供應(yīng)至所述噴 嘴頭的第一導(dǎo)管和通往所述噴嘴頭以便將所述液體試劑供應(yīng)至所述噴 嘴頭的第二導(dǎo)管，所述壓縮氣體優(yōu)選以壓縮空氣的形式存在；和
-所述噴嘴頭設(shè)有被連接至所述第一導(dǎo)管且被連接至所述第二導(dǎo)管 的至少一個(gè)出口孔，通過所述出口孔，所述液體試劑可在位于所述噴嘴 頭內(nèi)部的混合區(qū)域中與壓縮氣體混合之后在所述液體試劑產(chǎn)生霧化的 情況下被注入到所述排出管線內(nèi)。
通過允許所述液體試劑在所述噴嘴頭內(nèi)部與壓縮氣體混合，即，在 因此獲得的混合物就要借助于所述出口孔而從所述噴嘴頭中被噴出之 前的有限空間中與所述壓縮氣體混合，所述液體試劑的定量配給的變化 將對(duì)經(jīng)由所述噴嘴頭而被注入到所述排出管線內(nèi)的液體試劑的量產(chǎn)生 非常迅速的影響.同時(shí)，當(dāng)所述液體試劑在所述噴嘴頭內(nèi)被混入壓縮氣 體流內(nèi)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了所述液體試劑的第一次霧化，且當(dāng)所述液體試劑與所 述氣體一起經(jīng)由所述噴嘴頭的所述出口孔被注入所述排出管線內(nèi)時(shí)，實(shí) 現(xiàn)了所述液體試劑的進(jìn)一步霧化。由此，將有可能令人滿意地實(shí)現(xiàn)所述 液體試劑的霧化。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的特征在于
-所述裝置包括閥殼體，所述閥殼體被連接至所述噴嘴布置且所述 閥殼體容納著用于對(duì)將壓縮氣體和液體試劑供應(yīng)至所述噴嘴布置的所 述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的這種供應(yīng)進(jìn)行控制的閥；
-所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管形成了共用的導(dǎo)管管道，且所述第 一導(dǎo)管被布置在所述第二導(dǎo)管的外部上；和
-所述導(dǎo)管管道在一端處被附接到所述閥殼體上且在其另 一端處被 附接到所述噴嘴頭上且由此將所述閥殼體連接到所述噴嘴頭上。
通過將分別用于壓縮氣體和液體試劑的兩條導(dǎo)管組合成共用的導(dǎo) 管管道，使得僅需要在所述閥殼體與所述噴嘴頭之間設(shè)置一條導(dǎo)管管
道，這有利于將本發(fā)明的注射裝置安裝在排出管線處。由于所述第一導(dǎo) 管圍繞著所述第二導(dǎo)管的事實(shí)，因此，此外，所述第一導(dǎo)管將形成用于 所述第二導(dǎo)管的機(jī)械保護(hù)性保護(hù)蓋并且在將所述注射裝置安裝在排出 管線處的安裝過程中和在所述安裝過程之后防止所述第二導(dǎo)管受到?jīng)_ 擊和撞擊。這種保護(hù)效應(yīng)在旨在用于液體試劑的所述第二導(dǎo)管相對(duì)較薄 且?guī)в斜”跁r(shí)是特別重要的，而使所述第二導(dǎo)管相對(duì)較薄且?guī)в斜”谕?常是本文所討論類型的注射裝置中所希望的。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，所述噴嘴頭包括被連接至所述第 一導(dǎo)管 以便將壓縮氣體引導(dǎo)至所述出口孔的第一通道和被連接至所述第二導(dǎo) 管的第二通道，其中被連接至所述第二通道的一個(gè)或多個(gè)入口孔通往所 述第 一通道，且相應(yīng)的入口孔被布置成使得允許壓縮氣體流經(jīng)所述入口 孔而流動(dòng)通過所述第一通道且將流出所述入口孔的液體試劑載運(yùn)至所 述出口孔。所述液體試劑因此被引入流動(dòng)通過所述第一通道的壓縮氣體 內(nèi)，從而使得允許該氣體使流入所述第一通道內(nèi)的所述試劑高效地受到 霧化效應(yīng)的作用。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述噴嘴頭被布置在所述排出管線內(nèi) 部，且所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的至少那些延伸進(jìn)入所述排出管線 內(nèi)到達(dá)所述噴嘴頭的部分被共軸地布置成彼此相關(guān)，且所述第 一導(dǎo)管被 布置在所述第二導(dǎo)管的外部上。由此，相對(duì)于同時(shí)處在所述第二導(dǎo)管中 的所述液體試劑而言，在注射還原劑的過程中流動(dòng)通過所述第 一導(dǎo)管的 壓縮氣體可具有冷卻和熱絕緣效應(yīng)。由此，使得有可能以簡單且高效的 方式防止由所述排出管線中的熱排出氣體進(jìn)行的熱傳遞導(dǎo)致所述液體 試劑在其通過所述第二導(dǎo)管到達(dá)所述噴嘴頭的過程中產(chǎn)生不希望的過 熱。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，所述噴嘴頭中的所述出口孔具有與流動(dòng) 通過所述排出管線的排出氣體的旨在沿循的流動(dòng)方向相反的取向。這因
此意味著所述液體試劑沿所述排出管線的逆流方向被注入所述排出管 線內(nèi)，由此使得與常規(guī)設(shè)計(jì)的注射裝置相比，被注射的液滴將被運(yùn)輸更 長的距離且在所述排出管線中停留更長的時(shí)間，在所述常規(guī)設(shè)計(jì)的注射 裝置中，注射是沿著所述排出管線的流動(dòng)方向進(jìn)行的。所述液滴在所述 排出管線中停留更長的時(shí)間將增加在液滴到達(dá)被布置在所述噴嘴頭下 游的催化劑之前確保所述液滴產(chǎn)生所需汽化的可能性。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，所述裝置包括被布置成產(chǎn)生表示所述噴 嘴布置的所述第一導(dǎo)管中的氣動(dòng)壓力的壓力值的壓力傳感器、和電子控 制單元，所述電子控制單元被連接至所述壓力傳感器且被布置成基于所 述壓力值來產(chǎn)生與所述噴嘴布置的功能性相關(guān)的信息。所述電子控制單 元可例如適于通過分析所述壓力值而對(duì)所述噴嘴頭的所述出口孔產(chǎn)生 的堵塞或者對(duì)所述噴嘴布置產(chǎn)生的影響了所述第一導(dǎo)管中的壓力的任 何其它故障，例如噴嘴頭的丟失或者泄漏，進(jìn)行檢測。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實(shí)施例，所述裝置包括旨在接收所述壓縮氣體的 第一氣體入口、和第二氣體入口，所述第二氣體入口被連接至所述噴嘴 布置的所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管中的至少一條導(dǎo)管并且旨在接收 來自所述燃燒引擎的所述入口空氣通道的壓縮空氣，以使得該空氣有可 能被排放通過所述噴嘴頭的所述出口孔并且由此減輕所述出口孔在沒 有通過所述噴嘴頭注射所述壓縮氣體和/或所述液體試劑的期間產(chǎn)生的 堵塞。由此，有可能以簡單的方式減輕由于流動(dòng)通過所述排出管線的排 出氣體而導(dǎo)致所述出口孔產(chǎn)生的堵塞。
通過所附權(quán)利要求書和隨后的描述將更易于理解本發(fā)明的其它優(yōu) 選實(shí)施例。
本發(fā)明還涉及本發(fā)明的裝置在機(jī)動(dòng)車輛中以便將燃料注入排出管 線內(nèi)的應(yīng)用，所述排出管線是來自所述機(jī)動(dòng)車輛的燃燒引擎且位于被布 置在所述排出管線中的氧化催化劑上游的排出管線，所述注射與被布置 在位于所述氧化催化劑下游的排出管線中的過濾器的再生相結(jié)合或者
與被布置在位于所述氧化催化劑下游的所述排出管線中的NOx捕集器的 再生相結(jié)合。此外，本發(fā)明涉及本發(fā)明的裝置在機(jī)動(dòng)車輛中以便將還原 劑注入排出管線內(nèi)的應(yīng)用，所述排出管線是來自所述機(jī)動(dòng)車輛的燃燒引 擎且位于被布置在所述排出管線中的選擇性催化還原催化劑或貧N0x催 化劑上游的排出管線。


下面將通過典型實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述。如 圖中所示
圖l是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意性部分剖切側(cè)面圖，且正如細(xì)節(jié)放 大圖所示，噴嘴頭被包括在該裝置中；
圖2是與燃燒引擎相結(jié)合的根據(jù)本發(fā)明的裝置的略圖；和 圖3是圖1所示裝置的部件的示意性前視圖。
具體實(shí)施例方式
圖l和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于將液體試劑，例如燃料或還原 劑，注入來自燃燒引擎3的排出管線2內(nèi)的裝置1。裝置l包括具有噴 嘴頭21的噴嘴布置20，液體試劑旨在從所述噴嘴頭被注入排出管線內(nèi)。 噴嘴布置20包括通往噴嘴頭21以便將壓縮氣體供應(yīng)至所述噴嘴頭的第 一導(dǎo)管22和通往噴嘴頭21以便將所述液體試劑供應(yīng)至所述噴嘴頭的第 二導(dǎo)管23，所述壓縮氣體優(yōu)選以壓縮空氣的形式存在。噴嘴頭21設(shè)有 被連接至第一導(dǎo)管22且被連接至第二導(dǎo)管23的出口孔24，通過所述出 口孔，所述液體試劑可在位于所述噴嘴頭內(nèi)部的混合區(qū)域中與壓縮氣體 混合之后在所述液體試劑產(chǎn)生霧化的情況下被注入所述排出管線內(nèi)。在 所示實(shí)例中，噴嘴頭21設(shè)有一個(gè)這種出口孔24，但另一種可選方式是， 可在噴嘴頭中布置兩個(gè)或更多個(gè)這種出口孔24。
在圖1所示的實(shí)施例中，噴嘴頭21包括被連接至第一導(dǎo)管22以便 將壓縮氣體引導(dǎo)至出口孔24的第一通道26和被連接至第二導(dǎo)管23的 第二通道27。被連接至第二通道27的一個(gè)或多個(gè)入口孔28通往第一通 道26，相應(yīng)的入口孔28被布置成使得允許壓縮氣體流經(jīng)入口孔28而流 動(dòng)通過第一通道26且將流出所述入口孔的液體試劑載運(yùn)至出口孔24。 笫二通道27因此通過所述入口孔28與第一通道26流體連通。第一通 道26和第二通道27以適當(dāng)方式被共軸地布置成彼此相關(guān)，如圖1所示， 第一通道26優(yōu)選被布置在第二通道27的外部上。在如圖所示的實(shí)例中， 相應(yīng)的入口孔28在第一通道26與第二通道27之間沿徑向，即與所述 通道26、 27的中心軸線徑向相關(guān)地，進(jìn)行延伸，由此使得液體試劑將 與流經(jīng)入口孔28而流動(dòng)通過第一通道26的壓縮氣體的流動(dòng)方向大體上 垂直地流入該氣體內(nèi)。在本實(shí)例中，上面提到的混合區(qū)域25因此是由 第一通道26的在入口孔28與出口孔24之間延伸的部分形成的。當(dāng)試 劑借助于入口孔28進(jìn)入混合區(qū)域25內(nèi)且隨后與壓縮氣體一起被進(jìn)一步 輸運(yùn)至出口孔24且通過該出口孔被輸運(yùn)出來時(shí)，所述液體試劑通過壓 縮氣體而產(chǎn)生霧化并與所述壓縮氣體混合。在通過出口孔24時(shí)，液體 試劑發(fā)生了進(jìn)一步地霧化。入口孔28的數(shù)量適當(dāng)?shù)貫閮蓚€(gè)或更多個(gè)且
沿第二通道的周向方向被分布。
裝置1進(jìn)一步包括被連接至噴嘴布置20的閥布置30,所述閥布置 包括用于對(duì)將壓縮氣體和液體試劑供應(yīng)至所述噴嘴布置的導(dǎo)管22、 23 的這種供應(yīng)進(jìn)行控制的閥31、 32、 33。在所示實(shí)例中，這些閥31、 32、 33被安裝在共用的閥殼體34中。
所述第一導(dǎo)管22和所述第二導(dǎo)管23形成了共用導(dǎo)管管道29，且 第一導(dǎo)管22被布置在第二導(dǎo)管23的外部上.該導(dǎo)管管道29在一端處 被附接到閥殼體34上且在其另一端處被附接到噴嘴頭21上且由此將閥 殼體34連接到噴嘴頭21上。第一導(dǎo)管22適當(dāng)?shù)赜赡蜔岵牧系娜嵝怨?道，例如Teflon管道或波紋鋼管，形成，且可例如具有約10-15mm的 外徑。第二導(dǎo)管23適當(dāng)?shù)赜杀∏規(guī)в斜”诘匿摴苄纬汕矣纱耸强蓮澢?的，且可例如具有約2mm的內(nèi)徑和約3-4mm的外徑。
閥布置30包括調(diào)節(jié)閥31，所述調(diào)節(jié)閥對(duì)將液體試劑供應(yīng)至所述噴 嘴布置的第二導(dǎo)管23的這種供應(yīng)進(jìn)行控制。該調(diào)節(jié)閥31適當(dāng)?shù)貫槊}沖 寬度調(diào)制注射法。通過該閥31，可能對(duì)要被注入排出管線內(nèi)的液體試劑 的量，即液體試劑的定量配給，進(jìn)行控制。在所示實(shí)施例中，旨在接收 所述液體試劑的入口 35被布置在閥殼體34中。液體試劑可從入口 35 被引出并借助于調(diào)節(jié)閥31被引入第二導(dǎo)管23內(nèi)。壓力調(diào)節(jié)器36被布 置在閥殼體34中以便確保經(jīng)由入口 35而被引導(dǎo)至調(diào)節(jié)閥31的液體試 劑達(dá)到所需壓力。
閥布置30進(jìn)一步包括第一控制閥32，通過所述第一控制閥，噴嘴 布置的第一導(dǎo)管22可被連接至壓縮氣體源，所述壓縮氣體源適當(dāng)?shù)匾?壓縮空氣源的形式存在。因此使得可能通過該控制閥32來對(duì)將壓縮氣 體供應(yīng)至第一導(dǎo)管22的這種供應(yīng)進(jìn)行控制。在所示實(shí)例中，笫一控制 閥32是三通閥。
在所示實(shí)例中，閥布置30還包括第二控制閥33，通過所述第二控 制閥，噴嘴布置的第二導(dǎo)管23可被連接至所述壓縮氣體源，以便在所 需情況下通過進(jìn)行鼓風(fēng)來對(duì)第二導(dǎo)管23進(jìn)行清洗。因此可能通過該控 制閥33對(duì)將壓縮氣體供應(yīng)至第二導(dǎo)管23的這種供應(yīng)進(jìn)行控制。
在所示實(shí)施例中，第一氣體入口 37和第二氣體入口 38被布置在閥 殼體34中。第一氣體入口 37旨在接收所述壓縮氣體。壓縮氣體可從第 一氣體入口 37被引出并借助于第一控制閥32被引入第一導(dǎo)管22內(nèi)，
且該氣體可從第一氣體入口 37被引出并借助于第二控制閥33被引入第 二導(dǎo)管23內(nèi)。笫二氣體入口 38旨在接收來自壓縮引擎的入口空氣通道 的壓縮空氣。空氣可從第二氣體入口 38被引出并借助于第一控制閥32 被引入第一導(dǎo)管22內(nèi)。因此，借助于第二氣體入口 38被接收的壓縮空 氣可借助于第一導(dǎo)管22被引導(dǎo)至噴嘴頭21，以便通過噴嘴頭的出口孔 24被排出且由此減輕所述出口孔在沒有通過噴嘴頭21注射所述壓縮氣 體和/或所述液體試劑的期間產(chǎn)生的堵塞。
噴嘴布置20借助于互連機(jī)構(gòu)39被連接至閥布置30。在所示實(shí)例 中，噴嘴布置20的第二導(dǎo)管23延伸進(jìn)入被布置在閥殼體34中的出口 通道40內(nèi)一定距離。被接收在出口通道40中的導(dǎo)管23的端部借助于 套筒形保持構(gòu)件41而在出口通道中被保持在其適當(dāng)位置處，所述套筒 形保持構(gòu)件沿徑向方向支承導(dǎo)管23。該保持構(gòu)件41與導(dǎo)管23 —起將出 口通道40分成用于接收來自調(diào)節(jié)閥31的液體試劑的第一空間40a和用 于接收壓縮氣體的第二空間40b。被連接至控制閥32的通道42通往第 二空間40b，且該通道42借助于位于保持構(gòu)件41中的開口 43被連接至 噴嘴布置20的第一導(dǎo)管22。被連接至控制閥33的通道44通往第一空 間40a以便使得可能通過壓縮氣體對(duì)笫二導(dǎo)管23進(jìn)行清洗。
在所示實(shí)例中，裝置1包括被布置成產(chǎn)生表示所述噴嘴布置的笫一 導(dǎo)管22中的氣動(dòng)壓力的壓力值的壓力傳感器45。壓力傳感器45被安裝 在閥殼體34中且借助于在該壓力傳感器與出口通道40之間延伸的通道 46與第一導(dǎo)管22連通。壓力傳感器45被連接至電子控制單元50 (參 見圖2)，所述電子控制單元被布置成基于所述壓力值來產(chǎn)生與噴嘴布 置20和/或閥布置30的功能性相關(guān)的信息。電子控制單元50有利地適 于通過分析所述壓力值而對(duì)所述噴嘴頭的出口孔"產(chǎn)生的堵塞和/或噴 嘴布置20的泄漏和/或受損或丟失的噴嘴頭進(jìn)行檢測。當(dāng)壓縮氣體被引 導(dǎo)通過噴嘴布置以便例如在將液體試劑注入排出管線內(nèi)之前和/或之后 通過鼓風(fēng)對(duì)噴嘴布置進(jìn)行清洗時(shí)適當(dāng)?shù)貙?shí)施這種檢測。
在所示實(shí)例中，裝置1還包括被布置成產(chǎn)生表示位于調(diào)節(jié)閥31上 游的液體試劑的液壓壓力的壓力值的壓力傳感器47。該壓力傳感器47 被安裝在閥殼體34中且借助于在壓力傳感器47與該入口通道48之間 延伸的通道49與被布置在閥殼體中的用于液體試劑的入口通道48連 通。此外，壓力傳感器47可被連接至所述電子控制單元50，如圖2所示。
噴嘴頭21被適當(dāng)?shù)夭贾迷谂懦龉芫€內(nèi)部，如圖1和圖2所示。在 本實(shí)例中，有利的做法是，將笫一導(dǎo)管22和第二導(dǎo)管23的延伸進(jìn)入排 出管線內(nèi)而達(dá)到噴嘴頭21的部分布置成共軸地彼此相關(guān)，且第一導(dǎo)管 22被布置在第二導(dǎo)管23的外部上。第一導(dǎo)管22和第二導(dǎo)管23在介于 閥殼體34與噴嘴頭21之間的整個(gè)范圍內(nèi)都以適當(dāng)方式被共軸地布置成 彼此相關(guān)。
為了增加液體試劑在排出氣體中的停留時(shí)間，即液體試劑在被注入 排出管線內(nèi)之后在與排出氣體一起到達(dá)旨在使用的催化劑之前與排出 管線中的排出氣體接觸期間的時(shí)間，噴嘴頭的出口孔24有利地具有與 流動(dòng)通過所述排出管線的排出氣體的旨在沿循的流動(dòng)方向相反的取向， 如圖1和圖2所示。該流動(dòng)方向由圖1和圖2中的箭頭Pl所示。在所 示實(shí)例中，噴嘴頭21被布置在排出管線內(nèi)部，位于其中心，且具有與 流動(dòng)通過排出管線的排出氣體的旨在沿循的流動(dòng)方向相反的取向。
導(dǎo)引構(gòu)件60被有利地布置在位于噴嘴頭21下游的排出管線2中， 所述導(dǎo)引構(gòu)件60被布置成被排出氣體流動(dòng)通過并且在經(jīng)過的排出氣體 中形成了紊流，從而由此促進(jìn)了伴隨排出氣體的液體試劑在借助于噴嘴 頭21被注入排出管線2內(nèi)之后產(chǎn)生的分散。由此，使得提高了在排出 氣體中的液體試劑到達(dá)旨在使用的催化劑之前所述試劑被均勻分散和 迅速汽化的可能性。導(dǎo)引構(gòu)件60還有助于捕獲在被注入排出管線2內(nèi) 之后仍未汽化的液體試劑的液滴。
下面將結(jié)合圖2對(duì)圖1所示類型的裝置1的運(yùn)行進(jìn)行描述。圖2示 出了裝置1被用于機(jī)動(dòng)車輛中以便將以燃料形式存在的液體試劑注入排 出管線2內(nèi)的應(yīng)用場合，所述排出管線是來自機(jī)動(dòng)車輛的燃燒引擎3且 位于被布置在排出管線中的氧化催化劑4的上游的排出管線，所述注射 與被布置在位于所迷氧化催化劑下游的排出管線中的過濾器5的再生相 結(jié)合。然而，本發(fā)明的裝置l還可用于機(jī)動(dòng)車輛中以便將以燃料形式存 在的液體試劑注入該排出管線中，所述排出管線是來自機(jī)動(dòng)車輛的燃燒 引擎且位于被布置在排出管線中的氧化催化劑的上游的排出管線，所述 注射與被布置在位于所述氧化催化劑下游的排出管線中的NOx捕集器的 再生和脫硫相結(jié)合。此外，本發(fā)明的裝置1可用于機(jī)動(dòng)車輛中以便將以 還原劑，例如尿素或燃料，的形式存在的液體試劑注入排出管線內(nèi)，所
述排出管線是來自機(jī)動(dòng)車輛的燃燒引擎且位于被布置在排出管線中的
選擇性催化還原催化劑或貧NOx催化劑的上游的排出管線。
在如圖2所示的實(shí)例中，裝置1包括燃料接收器70，所述燃料接 收器借助于供應(yīng)導(dǎo)管71被連接至閥殼體34中的上述入口 35。泵72被 布置在供應(yīng)導(dǎo)管71中以便將來自接收器70的燃料供應(yīng)至閥布置30的 調(diào)節(jié)閥31。燃料過濾器74還被布置在供應(yīng)導(dǎo)管71中。返回導(dǎo)管73借 助于閥殼體34中的出口 35'將來自岡布置30的過多燃料引回燃料接收 器70。燃料接收器70被連接進(jìn)入在燃燒引擎3與燃料罐6之間延伸的 返回燃料導(dǎo)管7內(nèi)，以便接收來自燃燒引擎的返回燃料。所述燃料罐6 構(gòu)成了用于機(jī)動(dòng)車輛的引擎燃料的常備罐。
空氣借助于空氣入口 8被傳送至燃燒引擎3，如圖2示意性示出地， 空氣過濾器9可被布置成與所述空氣入口相鄰?？諝馔ㄟ^通常被標(biāo)記為 10的入口空氣通道被導(dǎo)向燃燒引擎的燃燒室。在圖2所示的實(shí)例中，機(jī) 動(dòng)車輛設(shè)有渦輪增壓機(jī)ll，所述渦輪增壓機(jī)包括用于在過壓的情況下將 空氣供給至燃燒引擎的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪lla和被設(shè)置成通過被排出燃燒引擎 的排出氣體的啟動(dòng)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)輪llb。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪lla和渦 輪機(jī)轉(zhuǎn)輪lib例如通過被設(shè)置在同一根軸lie上而彼此操作性地相聯(lián)。 正如增壓中通常出現(xiàn)的情況那樣，空氣可在被加壓成超壓力之后在增壓 空氣冷卻器12 (中間冷卻器)中受到冷卻。被排出燃燒引擎3的排出氣 體在排出管線2中移動(dòng)且借助于排出氣體出口 13進(jìn)入周圍環(huán)境內(nèi).圖2 示出了排出氣體在借助于排出氣體出口 13進(jìn)入周圍環(huán)境內(nèi)之前是通過 何種方式被引導(dǎo)通過上述氧化催化劑4和過濾器5的。過濾器5被布置 成從顆粒組分中放出排出氣體。在所示實(shí)例中，噴嘴頭21被布置在排 出管線2中介于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)輪lib與氧化催化劑4之間，且其出口孔M 具有與流動(dòng)通過排出管線2的排出氣體的流動(dòng)方向相反的取向。閥布置 30的上述第二氣體入口 38借助于導(dǎo)管14被連接至位于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪lla 下游的入口空氣通道10以便接收已經(jīng)被壓縮機(jī)轉(zhuǎn)輪壓縮的空氣。止回 閥15被適當(dāng)?shù)夭贾迷谠搶?dǎo)管14中，如圖2所示。在所示實(shí)例中，導(dǎo)管 14被連接至位于增壓空氣冷卻器12與燃燒引擎3之間的空氣入口通道 10。閥布置30的上述第一氣體入口 37借助于導(dǎo)管16被連接至壓縮空 氣源17。止回閥18被適當(dāng)?shù)夭贾迷谠搶?dǎo)管16中，如圖2所示。根據(jù)來 自電子控制單元50的控制信號(hào)對(duì)閥布置的調(diào)節(jié)閥31和控制閥32、 33
進(jìn)行控制，所述電子控制單元適于根據(jù)預(yù)定參數(shù)將控制信號(hào)發(fā)送給所述
閥31、 32、 33。這些參數(shù)可例如包括氧化催化劑4上游的排出氣體溫度、 過濾器5下游的排出氣體溫度、排出質(zhì)量流、過濾器5上的排出氣體的 壓力降等。在所示實(shí)例中，電子控制單元50還被連接至上述壓力傳感 器47、 45以便從這些傳感器中接收分別與調(diào)節(jié)閥31上游的燃料壓力和 噴嘴布置20的上述第一導(dǎo)管22中的壓力相關(guān)的測量值。
在燃料被注入排出管線2內(nèi)之前，控制閥33被打開以便通過來自 壓縮空氣源17的壓縮空氣對(duì)閥布置的燃料導(dǎo)管23，即上述第二導(dǎo)管， 進(jìn)行清洗。在該清洗過程中，調(diào)節(jié)閥31被保持處于關(guān)閉狀態(tài)。其后， 控制閥33被關(guān)閉并且將控制閥32置成使噴嘴布置的空氣導(dǎo)管22,即上 述第一導(dǎo)管，與壓縮空氣源17連通。通過打開調(diào)節(jié)閥31，燃料被引入 燃料導(dǎo)管23內(nèi)以便在噴嘴頭21中的混合區(qū)域25中與壓縮空氣混合并 且以便借助于噴嘴頭的出口孔24與壓縮氣體一起被注入排出管線2內(nèi)。 當(dāng)已經(jīng)注入足夠的燃料時(shí)，控制閥33被打開以便通過鼓風(fēng)對(duì)燃料導(dǎo)管 23進(jìn)行清洗。調(diào)節(jié)閥31在進(jìn)行該清洗的情況下且直到下一次注射的過 程中被保持處于關(guān)閉狀態(tài)。在清洗后，控制閥33被關(guān)閉并且將控制閥 32置成使空氣導(dǎo)管22與燃燒引擎的入口空氣通道10連通以便將增壓空 氣供應(yīng)通過空氣導(dǎo)管22且進(jìn)一步通過噴嘴頭的出口孔24排出。當(dāng)該要 進(jìn)行下一次燃料注射時(shí)，將控制閥32置成切斷空氣入口通道10與空氣 導(dǎo)管22之間的連接，并且重復(fù)上述過程。還可在利用根據(jù)本發(fā)明的裝 置將還原劑注入來自燃燒引擎的排出管線內(nèi)時(shí)利用此處描述的過程。
本發(fā)明當(dāng)然絕不限于上述優(yōu)選實(shí)施例。相反，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 該易于理解有可能對(duì)本發(fā)明作出多種變型而不會(huì)由此偏離在所附權(quán)利 要求書中限定的本發(fā)明的基本思想。
權(quán)利要求
1、一種用于將液體試劑，例如燃料或還原劑，注入來自燃燒引擎的排出管線內(nèi)的裝置，所述裝置(1)包括具有噴嘴頭(21)的噴嘴布置(20)，從所述噴嘴頭，所述液體試劑可被注入所述排出管線內(nèi)，其特征在于:-所述噴嘴布置(20)包括通往所述噴嘴頭(21)以便將壓縮氣體供應(yīng)至所述噴嘴頭的第一導(dǎo)管(22)和通往所述噴嘴頭(21)以便將所述液體試劑供應(yīng)至所述噴嘴頭的第二導(dǎo)管(23)，所述壓縮氣體優(yōu)選以壓縮空氣的形式存在；和-所述噴嘴頭(21)設(shè)有被連接至所述第一導(dǎo)管(22)且被連接至所述第二導(dǎo)管(23)的至少一個(gè)出口孔(24)，通過所述出口孔，所述液體試劑可在位于所述噴嘴頭內(nèi)部的混合區(qū)域(25)中與壓縮氣體混合之后在所述液體試劑產(chǎn)生霧化的情況下被注入所述排出管線內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于-所述裝置(1)包括閥殼體(34)，所述閥殼體被連接至所述噴嘴 布置(20)且所述閥殼體容納著用于對(duì)將壓縮氣體和液體試劑供應(yīng)至所 述噴嘴布置(20)的所述第一和第二導(dǎo)管(22、 23)的這種供應(yīng)進(jìn)行控 制的閥(31、 32、 33);-所述第一和第二導(dǎo)管(22、 23)形成了共用的導(dǎo)管管道(29)， 且所述第一導(dǎo)管(22)被布置在所述第二導(dǎo)管(23)的外部上；和-所述導(dǎo)管管道(29)在一端處被附接到所述岡殼體(34)上且在 其另一端處被附接到所述噴嘴頭(21)上且由此將所述閥殼體(34)連 接到所述噴嘴頭(21)上，
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴頭(21) 包括被連接至所述第一導(dǎo)管(22)以便將壓縮氣體引導(dǎo)至所述出口孔(24 )的第一通道(26 )和被連接至所述第二導(dǎo)管(23 )的第二通道(27 )， 且被連接至所述第二通道(23)的一個(gè)或多個(gè)入口孔(28)通往所述第 一通道(22)，相應(yīng)的入口孔(28)被布置成使得允許壓縮氣體流經(jīng)所 述入口孔(28)而流動(dòng)通過所述第一通道(22)且將流出所述入口孔的 液體試劑載運(yùn)至所述出口孔(24)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一通道(26) 和所述第二通道(27 )被共軸地布置成彼此相關(guān)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一通道(26) 被布置在所述第二通道(27)的外部上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在于，所述入口孔(28 ) 在所述第二通道(27)與所述第一通道(26)之間沿徑向進(jìn)行延伸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述入口孔(28) 的數(shù)量為兩個(gè)或更多個(gè)且沿所述笫二通道的周向方向進(jìn)行分布。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于， 所述噴嘴頭(21)被布置在所述排出管線內(nèi)部，且所述第一導(dǎo)管(22) 和所述第二導(dǎo)管(23)的至少那些延伸進(jìn)入所述排出管線內(nèi)到達(dá)所述噴 嘴頭的部分被共軸地布置成彼此相關(guān)，且所述第一導(dǎo)管(22)被布置在 所述第二導(dǎo)管(23)的外部上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于， 所述噴嘴頭(21)的所述出口孔(24)具有與流動(dòng)通過所述排出管線的 排出氣體的旨在沿循的流動(dòng)方向相反的取向。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴頭(21) 被布置在所述排出管線內(nèi)部，優(yōu)選位于其中心，且具有與流動(dòng)通過所述 排出管線的排出氣體的旨在沿循的流動(dòng)方向相反的取向。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，所述裝置(1)包括-被布置成產(chǎn)生表示所述噴嘴布置(20)的所述第一導(dǎo)管(22)中 的氣動(dòng)壓力的壓力值的壓力傳感器(45);和-被連接至所述壓力傳感器(45)的控制單元(50)，所述控制單 元布置成基于所述壓力值來產(chǎn)生與所述噴嘴布置(20)的功能性相關(guān)的 信息。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在 于，所述裝置(1)包括旨在接收所述壓縮氣體的第一氣體入口 (37)、 和第二氣體入口 (38)，所述第二氣體入口被連接至所述噴嘴布置(20) 的所述第一和第二導(dǎo)管(22、 23)中的至少一條導(dǎo)管并且旨在接收來自 所述燃燒引擎的所述入口空氣通道的壓縮空氣，以使得該空氣有可能被 排放通過所述噴嘴頭的所述出口孔(24)并且由此減輕所述出口孔在沒 有經(jīng)由所述噴嘴頭(21)注射所述壓縮氣體和/或所述液體試劑的期間 產(chǎn)生的堵塞。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述裝置(1)包 括可在第一位置與第二位置之間切換的控制閥(32)，在所述第一位置 處，所述噴嘴布置(20)的所述第一導(dǎo)管(22)被連接至所述第一氣體 入口 (37)，在所述第二位置處，所述噴嘴布置(20)的所述第一導(dǎo)管(22)被連接至所述第二氣體入口 (38)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置在機(jī)動(dòng)車輛 中以便將燃料注入排出管線內(nèi)的應(yīng)用，所述排出管線是來自所述機(jī)動(dòng)車 輛的燃燒引擎且位于氧化催化劑上游的排出管線，所述注射與被布置在 位于所述氧化催化劑下游的排出管線中的過濾器的再生相結(jié)合或者與 被布置在位于所述氧化催化劑下游的所述排出管線中的NOx捕集器的再 生相結(jié)合。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置在機(jī)動(dòng)車輛 中以便將還原劑注入排出管線內(nèi)的應(yīng)用，所述排出管線是來自所述機(jī)動(dòng) 車輛的燃燒引擎且位于選擇性催化還原催化劑或貧NOx催化劑上游的排 出管線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將液體試劑，例如燃料或還原劑，注入來自燃燒引擎的排出管線內(nèi)的裝置。所述裝置(1)包括具有噴嘴頭(21)的噴嘴布置(20)，從所述噴嘴頭，所述液體試劑可被注入所述排出管線內(nèi)。所述噴嘴布置(20)包括通往所述噴嘴頭(21)以便將壓縮氣體供應(yīng)至所述噴嘴頭的第一導(dǎo)管(22)和通往所述噴嘴頭(21)以便將所述液體試劑供應(yīng)至所述噴嘴頭的第二導(dǎo)管(23)，所述壓縮氣體優(yōu)選以壓縮空氣的形式存在。所述噴嘴頭(21)設(shè)有被連接至所述第一導(dǎo)管(22)且被連接至所述第二導(dǎo)管(23)的至少一個(gè)出口孔(24)，通過所述出口孔，所述液體試劑可在位于所述噴嘴頭內(nèi)部的混合區(qū)域(25)中與壓縮氣體混合之后在所述液體試劑產(chǎn)生霧化的情況下被注入所述排出管線內(nèi)。
文檔編號(hào)F01N3/025GK101378838SQ200780005022
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者C·阿克倫德, M·布洛姆奎斯特, M·索塞爾, S·安德森 申請(qǐng)人:Stt伊姆特克公司