用于将流体喷射到排气部中的喷射系统

摘要

本发明涉及用于将流体喷射到排气部中的喷射系统，该喷射系统具有至少两个模块和至少一个压力补偿容积(44，46，48，54，56，58)，所述压力补偿容积被构造用于将流体输入至所述模块中的至少一个并且将所述模块中的至少两个液压地相互连接。每个模块包括至少一个喷射单元(40，50，60)，所述喷射单元构造用于将流体喷射到排气部中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将流体喷射到排气部中的喷射系统。

背景技术

公知的是，在车辆的内燃机的排气系统中安装微尘滤清器。内燃机例 如涉及柴油机，因此该微尘滤清器例如作用为烟尘滤清器并且由于其过滤 作用降低精细灰尘排出量。为了防止过滤器在一定应用时间后耗尽，需要 不时使过滤器再生。该再生通过温度例如升高到大约600摄氏度来实现， 由此微尘，尤其烟尘被燃烧。因为这不是在所有运行状态下通过马达式的 措施是可行的，所以通过燃料例如柴油实现温度升高，该燃料通过喷射阀 喷射到排气部中。该喷射的燃料到达设置在微尘滤清器前面的氧化催化器。 该到达氧化催化器中的燃料被氧化或者燃烧并且如此地导致排气温度的升 高，使得相应所述的废气到达后面的微尘滤清器并且在那引起再生。

用于再生微尘滤清器的方法和装置例如在DE 10 2005 034 704 A1，DE 10 2006 062 491 A1和DE 10 2006 057 425 A1中描述。

目前公知的用于将流体喷射到排气部中的系统仅用于唯一的排气部并 且不允许喷射的流体量任意的升高。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于将流体喷射到排气部中的改善的喷 射系统，该喷射系统简单地适配具有多个排气管路的排气系统并且实现喷 射任意大的流体量。

该任务通过根据独立权利要求1的喷射系统解决。从属权利要求描述 了根据独立权利要求1的根据本发明的喷射系统的有利的构型。

根据本发明的喷射系统具有至少两个模块和至少一个压力补偿容积。 该压力补偿容积被构造用于将流体输入至模块中的至少一个并且将模块中 的至少两个液压地相互连接。模块中的每个具有用于容纳流体的输入部和 至少一个喷射单元，该喷射单元构造用于将流体喷射到排气部中。

通过模块化的结构，根据本发明的喷射系统简单地适配多级的排气系 统和待喷射的流体的不同的量需求。尤其通过添加附加的模块可喷射任意 大的流体量。

根据本发明设置的压力补偿容积减振在这些单个的模块之间的压力振 动的传递。因此确保，在每个模块上存在基本上恒定的压力条件。这实现 了精确地喷射预先给定的流体量。

在一实施方式中，至少该第一模块具有用于配量流体的配量单元。通 过这种配量单元可精确地确定期望的喷射量。

在另一实施方式中，配量单元具有用于关断流体输入的关断阀和用于 配量流体的配量阀。在此，关断阀的出口与配量阀的入口液压地连接。具 有关断阀和配量阀的、成列相继设置的配量单元的这种结构一方面实现了 可靠地关断流体输入并且另一方面精确地配量期望的喷射量。通过该方式， 即流体输入可通过该关断阀与配量阀无关地被关断，即使在配量阀故障的 情况下可靠地防止流体不受控地流出。因此提升了喷射系统的可靠性。

在一实施方式中，模块的入流部与共同的流体输入部液压地连接。在 此，该共同的流体输入部至少部分地构造为压力补偿容积。至少部分地构 造为压力补偿容积的流体输入部负责在这些模块之间的必要的压力去耦 合。相应大的容积可例如与在共轨技术中应用的轨道一样构造，使得动用 由共轨技术公知的经验。

在一替代实施方式中，第二模块的入流部通过压力补偿容积与第一模 块的关断阀的出口液压地连接。在该实施方式中，整个喷射系统的流体输 入部可通过第一模块的关断阀关断。由此可在附加的模块中舍弃关断阀， 以便降低这些模块的成本。

在该实施方式的变型中，第三模块的入流部与压力补偿容积液压地连 接，使得该压力补偿容积可共同地应用于第二、第三和必要时用于其他模 块并且与使用的模块的数量无关地设置仅唯一的压力补偿容积。通过使用 仅唯一的压力补偿容积能够将喷射系统的成本保持低。

在一替代的实施方式中，该第三模块的入流部通过第二压力补偿容积 与第二模块的关断阀的出口液压地连接。通过该方式，即在该实施方式中 每个模块分别通过自身的压力补偿容积与在前的模块耦接，这些单个的压 力补偿容积能够构造小于共同的压力补偿容积。通过使用多个小的压力补 偿容积，该喷射系统可柔性地适配所具有的空间并且简化喷射系统的安装。

在一实施方式中设有至少一个用于配量流体的配量装置。在此，该压 力补偿容积通过该配量装置可填充以流体。在一喷射系统中需要仅唯一的 配量装置，在该喷射系统中该共同的压力补偿容积通过配量装置填充以流 体。由此能够进一步降低喷射系统的成本。

在一实施方式中，在该压力补偿容积和每个模块之间设置一阀，尤其 止回阀。通过这种阀，这些单个的模块被相互液压地去耦合。如果这些模 块相互液压地去耦合，那么该压力补偿容积可更小地构造并且喷射系统的 运行可靠性被改善，因为可靠地防止在这些单个的模块之间的有害的相互 作用。

在另一实施方式中，为第二压力补偿容积供给以流体的第二配量装置 通过第三压力补偿容积与第一配量装置液压地连接。具有这种结构的喷射 系统可任意地扩展，该喷射系统尤其可如此地构造，使得也可喷射大的流 体量到多个排气部中。

在一实施方式中，在设置在排气部中的催化器上游构造了用于喷射流 体的喷射单元。由此实现催化地燃烧喷射的流体并且因此实现尤其有效地 再生设置在排气部中的过滤器。

附图说明

本发明在下面根据在附图中示出的用于将流体的燃料喷射到排气部中 的系统被详细地解释。但本发明也应用在用于喷射其他流体例如尿素的系 统上。

图1示出具有三个串联的配量单元的根据本发明的喷射系统的第一实 施例，

图2示出根据本发明的喷射系统的第二实施例，其中，配量单元通过 共同的压力补偿容积相互连接，

图3示出具有两个简化的配量单元的、第二实施例的变型，

图4示出第三实施例，其中，全部三个配量单元通过共同的压力补偿 容积被供给以流体，

图5示意性示出具有排气系统和根据本发明的喷射系统的第四实施例 的内燃机，其中，共同的压力补偿容积通过唯一的配量单元被供给，

图6示出在图1和5中示出的实施例的组合。

具体实施方式

图1示出根据本发明的具有第一模块的喷射系统的第一实施例，该喷 射系统具有第一配量单元10和第一喷射单元40。该第一配量单元10具有 关断阀12，通过该关断阀通过燃料输入部8输入的燃料流可接通和关断。 在出口处，也就是说在流动方向上在关断阀12后面，在第一配量单元10 中的燃料管路19上设有第一压力传感器16，以便测量流入的燃料的压力。 在流动方向上在第一压力传感器16后面设有配量阀14，该配量阀构造以便 配量期望的喷射量。在配量14的出口处设有第二压力传感器18，以便测量 在配量阀14的出口处的燃料压力。第一配量单元10的出口与第一喷射单 元40的入口液压地连接。该喷射单元40除了喷射阀42还具有冷却适配器 和金属密封件，该金属密封件在图1的示意性视图中没有示出。

喷射阀42在催化器的上游设置在同样没有示出的排气部上，将燃料喷 射到排气部中。被喷射的燃料在催化器中催化地燃烧。由此升高排气部周 围的温度，使得沉积在设置在催化器下游的微尘滤清器中的沉积物燃烧并 且再生该过滤器。

在关断阀12的出口和第一配量单元10的第一压力传感器16之间，第 一压力补偿容积44连接在燃料管路19上，该压力补偿容积在关断阀12打 开时被填充以来自燃料输入管路8的燃料。第一压力补偿容积44的出口与 第二模块的配量单元20的入口连接，该第二模块具有第二配量单元20和 第二喷射单元50。由此在第一配量单元10的关断阀12打开时，第二模块 的配量单元20通过第一压力补偿容积44被供给以来自燃料输入部8的燃 料。

第二配量单元20以配量的燃料量供给所属的第二喷射单元50。具有第 二配量单元20和第二喷射单元50的第二模块与具有第一配量单元10和第 一喷射单元40的第一模块结构相同。因此舍弃该结构的重新具体的描述。

在第二模块的关断阀22和配量单元20的第一压力传感器26之间，第 二压力补偿容积54连接在燃料管路29上，该压力补偿容积在关断阀22打 开时为第二模块的配量单元30供给以燃料。第三模块具有第三喷射单元 60，该喷射单元被第三模块的配量单元30供给以燃料。

此外通过借助附加的没有在图1中示出的压力补偿容积将在图1中没 有示出的配量单元和分别另一喷射单元连接在第三配量单元30中的燃料管 路39上，在图1中示出的喷射系统可任意地扩展。

通过该方式，即分别使用结构相同的包括配量单元10、20、30和喷射 单元40、50、60的模块和压力补偿容积44、54，根据本发明的喷射系统可 尤其简单、柔性并且成本有利地制造。必须制造仅三个不同的结构元件， 由它们可组装成任意大的喷射系统。通过该方式，即对于每个配量单元10、 20、30的连接分别使用单独的压力补偿容积44、54，这些单个的压力补偿 容积44、54具有小的尺寸并且可简单和柔性地安装。

图2示出根据本发明的喷射系统的替代的实施例。

在该实施例中使用的配量单元10、20、30和喷射单元40、50、60与 在第一实施例中使用的单元是结构相同的并且因此不再重新描述。

在图2中示出的实施例与在图1中示出的实施例不同，其方式在于， 即不仅第二配量单元20而且第三配量单元30以及必要时在图2中没有示 出的其他配量单元连接在压力补偿容积46上，该压力补偿容积在关断阀12 的下游连接在第一配量单元10的燃料管路19上。因为在图2中示出的实 施例中仅使用唯一的压力补偿容积46，所以能舍弃制造和装配多个压力补 偿容积。因此，该喷射系统可简单地并且成本有利地制造和装配。

图3示出在图2中示出的实施例的变型，其中，连接在压力补偿容积 48上的配量单元21、31没有关断阀并且分别具有仅一个压力传感器28、 38，该压力传感器相应设置在相应的配量阀22、34后面。

没有关断阀的配量单元21、31被称为“从动从动”配量单元21、31 并且比所谓的“主动”配量单元10更成本有利地制造，该“主动”配量单 元附加地具有关断阀12和在关断阀12和配量阀14之间的第一压力传感器 16。该燃料输入部在该实施例中对于整个喷射系统通过关闭在第一“主动” 配量单元10中的关断阀12可关断。

图4示出具有三个“主动”配量单元10、20、30的第三实施例，这些 “主动”配量单元与第一实施例的配量单元结构相同并且连接在共同的燃 料输入部54上。在此，该共同的燃料输入部54(“共轨”)至少部分地构造 为压力补偿容积。在该实施例中可动用来自共轨技术的构件和经验，使得 可尤其简单并且成本有利地实现该实施例。

在一替代的、没有示出的实施例中，作为“从动”配量单元的配量单 元没有关断阀地构造并且中央的关断阀在没有示出的、通向共同的燃料输 入部54的输入管路中。

图5示出根据本发明的喷射系统的一替代的实施例，其中，这些单个 的模块分别包括喷射单元40、50、60、70并且通过共同的压力补偿容积58 由共同的配量单元10供给以燃料。

在图5中示意性地示出具有6个气缸和两个排气管路82、84的内燃机。 在排气管路82、84的每个中分别设置一微尘滤清器76，该微尘滤清器被构 造以便过滤来自排气流的微尘。在排气管路82、84的每个中，在内燃机72 和相应的微尘滤清器76之间分别设置氧化催化器74。

总共四个喷射单元40、50、60、70设置在排气管路82、84上，以便 在氧化催化器74的上游将被配量单元10配量燃料喷射到相应的排气部82、 84中。被喷射的燃料在氧化催化器74中催化地燃烧。通过燃烧如此地升高 在排气管路82、84中的温度，使得沉积在微尘滤清器76中的烟灰燃烧并 且再生微尘滤清器76。

根据本发明的喷射系统的在图5中示出的实施例具有由第一实施例得 知的配量单元10，该配量单元通过燃料输入部8被供给以燃料。该配量单 元10将通过配量单元14配量的燃料量输入到共同的压力补偿容积58中， 该压力补偿容积与四个喷射单元40、50、60、70液压地连接。因此这四个 喷射单元40、50、60、70可被供给以来自压力补偿容积58的燃料。这些 喷射单元40、50、60、70与和在前的实施例结合描述的喷射单元40、50、 60结构相同并且因此不再重新描述。

四个喷射单元40、50、60、70中的每个通过自身的燃料管路49、59、 69、79与压力补偿容积58连接。在燃料管路49、59、69、79中每个中， 在压力补偿容积58和各个喷射单元40、50、60、70之间分别设置止回阀 64、65、66、67。止回阀64、65、66、67防止燃料从喷射单元40、50、60、 70回流到压力补偿容积58中。因此喷射单元40、50、60、70液压地相互 去耦合。

喷射系统的在图5中示出的实施例具有仅唯一的配量单元10和唯一的 压力补偿容积58。因此它可尤其成本有利地制造并且具有仅低的位置需求。

图6示出根据本发明的喷射系统的另一实施例，其中，第一实施例与 第四实施例结合。

在图6中示出的实施例具有三个配量单元10、20、30用于以配量的燃 料量分别填充配设给相应配量单元10、20、30的压力补偿容积56、57、58。 三个喷射单元40、50、60、41、51、61、43、53、63分别连接在压力补偿 容积56、57、58中每个上，这些喷射单元与和在前的实施例结合描述的喷 射单元40、50、60结构相同并且尤其分别具有在图7中没有示出的喷射嘴 用于将被配量单元10、20、30配量的燃料喷射到没有示出的排气部中。

第一配量单元10通过燃料入流部8供给以燃料。

第二配量单元20根据第一实施例通过压力补偿容积44与第一配量单 元10连接并且通过压力补偿容积44供给以燃料，该压力补偿容积在关断 阀12后面连接在第一配量单元10的燃料管路19上。

第二配量单元30通过第二压力补偿容积54与第一配量单元20连接并 且通过第二压力补偿容积54供给以燃料，该压力补偿容积在关断阀12后 面连接在第二配量单元20的燃料管路12上。

在图6中示出的实施例将第一实施例(图1)的优点与第四实施例(图 6)的优点结合。尤其实现该实施例的两级的模块化的结构，用于将喷射系 统尤其柔性地适配任意排气系统并且将尤其大的燃料量喷射到尤其大的具 有很多排气管路的排气系统中。

在图6中示出的具有三个配量单元10、20、30的结构仅是举例的，这 些配量单元中的每个为三个喷射单元40、50、60、41、51、61、43、53、 63供给以燃料。配量单元10、20、30中的每个可为任意更大或更小数量的 喷射单元40、50、60、41、51、61、43、53、63供给以燃料。同样任意数 量的配量单元10、20、30可结合，以便提供期望大小的喷射系统。

在替代的、在图中没有示出的实施例中，附加的配量单元20、30通过 根据第二实施例的共同的压力补偿容积与第一配量单元10连接。这些附加 的配量单元20、30也可以构造为没有自身的关断阀22、32的“从动”配 量单元21、31，以便将用于喷射系统的成本保持低。

替代地，全部三个配量单元10、20、30也可以通过共同的燃料输入部 连接，该燃料输入部根据第三实施例至少部分地构造为压力补偿容积。