CN106460608A - 具有受抑制的还原剂输送的还原剂计量*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原的还原剂计量***(10)，具有输送泵(20)，借助它将还原剂储箱(40)的还原剂经由抽吸管道(30)从储箱(40)中吸出，经由压力管道(50)进行输送，并经由至少一个喷嘴(60)引入内燃机的废气流中，其中抽吸管道(30)具有双向的橡胶阀(70)。

Description

具有受抑制的还原剂输送的还原剂计量***
本发明涉及一种用于将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原的还原剂计量***（Reduktionsmitteldosiersystem），其具有输送泵，借助该输送泵将还原剂储箱中的还原剂经由抽吸管道从储箱中吸出，经由压力管道进行输送，并经由至少一个喷嘴引入内燃机的废气流中。
此外，本发明还涉及一种用于运行将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原的还原剂计量***的方法，所述计量***具有作为输送泵的磁力活塞泵，借助它将还原剂储箱中的还原剂经由抽吸管道从储箱中吸出，经由压力管道进行输送，并经由至少一个喷嘴引入内燃机的废气流中，其中通过致动一个或多个圆柱形线圈引起活塞运动。
使用用于选择性催化还原的催化剂，即所谓的SCR催化剂（英文：selectivecatalyic reduction，缩写：SCR）来降低柴油发动机、燃烧设备、垃圾焚化设备、工业设备等的氮氧化物排放。为此使用计量装置向排气***喷入还原剂。用作还原剂的是氨或氨溶液或其它的还原剂。
由于车辆中携带氨不安全，因此特别根据DIN 70070标准使用尿素浓度通常为32.5%的尿素水溶液。当温度超过150摄氏度时，废气中的尿素会分解成气态的氨和CO2。尿素分解的参数主要是时间（汽化时间和反应时间）、温度以及喷入的尿素溶液的微滴大小。在这些SCR催化剂中，通过选择性催化还原（英文selective catalyic reduction，SCR）使氮氧化物的排放降低90%左右。
在已知的用于将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原的还原剂计量***中，借助磁力活塞泵将还原剂溶液输送到喷嘴。在此表明，由于在磁力活塞泵的输送行程之后在输送管道中的冲量产生了还原剂不受控制的再次输送。此外还表明，由于输送行程中活塞速度高，液压流体没能如期望的那样经由调节孔从缸体中流出，反而早在调节孔关闭之前就输送了液压流体，这样一来由于输送薄膜的增大偏转从而输送了过量的还原剂，这使得精确计量变得困难。
此外，还表明，由于输送冲程之后活塞速度高，没能如期望的那样经由调节孔将液压流体供给至缸体和活塞，反而还将液压流体从薄膜腔吸出，由此吸入了过量的还原剂，这使得精确计量变得困难。
本发明的任务在于，以如下方式进一步构造前述类型的还原剂计量***并提出一种用于运行还原剂计量***的方法，使得能有可能精确计量还原剂，并且有效地阻止在输送行程之后产生非期望的过量输送或再次输送。
根据本发明，此任务通过权利要求1所述的还原剂计量***得以实现。本发明有利的改进形式在相应的从属权利要求中进行说明。
用于将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原的还原剂计量***，具有输送泵，借助该输送泵将还原剂储箱中的还原剂经由抽吸管道从储箱中吸出，经由压力管道进行输送，并经由至少一个喷嘴引入内燃机的废气流中，在这样的还原剂计量***中特别优选的是，抽吸管道具有双向的橡胶阀。
特别地，还原剂计量***可以具有包含输送泵的泵单元。除了输送泵，此泵单元还可以具有其它构件，特别是具有换向阀和/或传感器。
在此用术语抽吸管道来表示从还原剂储箱至输送泵的抽吸口的输送管道。在此抽吸管道中布置了双向的橡胶阀。所述双向的橡胶阀是被动组件，其在双向的橡胶阀的两侧之间出现相应的压力差时自动打开并释放液流通道，反过来，在低于双向的橡胶阀的两侧所需压力差时又自动关闭液流通道。由此有效地阻止由于输送泵的输送行程之后在输送管道中的冲量而造成的非期望的再次输送还原剂。
在此用术语压力管道来表示输送泵的压力侧汇入其中并且经由其将还原剂从泵输送到喷嘴的输送管道。
术语还原剂计量***或计量***在本发明中被同义使用。术语还原剂溶液或还原剂包括各种适合用于选择性催化还原的还原剂，在此优选使用根据DIN 70070的尿素溶液。但本发明并非局限于此。
在优选的实施形式中，压力管道具有节流阀。结果表明，抽吸管道中双向的橡胶阀与压力管道中的节流阀组合的布置使特别精确地计量还原剂成为可能，并且有效地阻止在输送行程之后产生不期望的过量输送或再次输送。
优选地，***具有部件支架，输送泵安装在其上，并且其中通向泵入口的抽吸通道和连接到泵出口的压力通道集成在此部件支架中，其中部件支架具有装配区域，在该装配区域中橡胶阀流通地集成安装在抽吸通道中。
通过这种类型的部件支架可以特别有利地将泵和双向的橡胶阀布置在抽吸通道中。在此有可能，将布置在部件支架处和/或布置在部件支架上的部件预先装配成组件。由此使得计量***的装配更加简单，并且由于将多个部件合并成节省空间的组件从而节省了必要的安装空间。
在优选的整体布置中，还原剂计量***具有储箱，其上连接了抽吸管道。在此将还原剂溶液填充到储箱中并储存在储箱内用于***的运行。为了计量，将还原剂溶液从储箱中取出，借助输送泵进行输送，并经由至少一个喷嘴引入内燃机的废气流中。
特别优选地，***具有压缩空气供给部且用压缩空气在喷嘴内部或喷嘴外部将还原剂雾化。压缩空气供给部在此可以具有换向阀和/或调压阀。换向阀用于控制，即用于为整个或部分计量***接通和断开压缩空气供给部。
可替代或可补充的是，压缩空气供给部可以具有调压阀。由此可将压缩空气设置成用于借助压缩空气将还原剂雾化所期望的压力级。压缩空气自身可以来源于例如商用车辆的车载压缩空气***，在该商用车辆的排气道中布置了计量***，在压缩空气***中占多数的***压力没有造成限制，因为可以将压缩空气的压力降低到期望的压力。
因此，在还原剂计量***的优选的实施形式中设置了压缩空气供给部，其中借助压缩空气在喷嘴内部或喷嘴外部雾化还原剂。可以设置混合室用于雾化还原剂，早在引入排气道之前就在混合室内用压缩空气来实施还原剂的雾化。然而，在优选的实施形式中将喷嘴构造成外部混合的双料喷嘴，其中还原剂溶液从第一喷嘴开口流出且压缩空气从第二喷嘴开口排出，其中两个喷嘴开口以如下方式互相对准，即压缩空气在喷嘴外部将还原剂雾化，使得喷嘴被构造成外部混合的双料喷嘴，并且实现在喷嘴外部形成气溶胶。特别地，喷嘴的第二开口以如下方式定位，特别是与喷嘴的第一开口的喷射方向成一角度放置，使得借助从第二开口排出的压缩空气来雾化从第一开口流出的还原剂。
优选地，压力管道经由换向阀或调节阀连接到压缩空气供给部，以便在计量结束后借助压缩空气去除压力管道和喷嘴的还原剂。
因此，在还原剂计量***的优选的实施形式中设置压缩空气供给部，其中输送还原剂的压力管道，因而喷嘴也经由换向阀连接到压缩空气供给部，以便在计量结束后借助压缩空气去除压力管道和喷嘴的还原剂。
由此可以在计量结束后借助压缩空气去除输送还原剂的压力管道和喷嘴和/或计量室和/或计量管道的还原剂溶液，以便防止还原剂溶液冻结或结晶。由此可以有效地预防冻坏和堵塞。
为此可替代或可补充的是，利用压缩空气来雾化排气***中的还原剂，并且在计量结束后用其来清洁输送还原剂的管道。
优选地，用压力传感器来检测并监控压力管道中的压力。通过对输送还原剂的压力管道中的压力进行所述检测和监控也可以持续地监控输送泵的正确运行和计量。
优选地，***具有用于加热还原剂溶液的加热装置。根据DIN 70070标准常用的还原剂溶液因其含水量在-11℃左右时会冻结。因此，有必要例如在储箱内和/或在通向抽吸管道和/或压力管道的热耦合（thermischer Kopplung）中设置加热装置用于在环境温度非常低的情况下加热还原剂溶液。
优选地，输送泵为活塞泵，特别是磁力活塞泵。所述磁力活塞泵中布置了一个或多个圆柱形线圈，借助于其产生磁场。磁力活塞的活塞运动通过借助线圈产生的磁场来控制。
磁力活塞泵中特别有利的是，其可以通过相应地控制产生磁场的线圈来进行精确操作和控制。
因此存在这种可能性，即在用于运行将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原的还原剂计量***的方法中，所述计量***具有作为输送泵的磁力活塞泵，借助它将还原剂储箱的还原剂经由抽吸管道从储箱中吸出，经由压力管道进行输送，并经由至少一个喷嘴引入内燃机的废气流中，其中借助圆柱形线圈产生磁场，通过控制一个或多个圆柱形线圈来引起活塞运动，这样设置，即根据活塞的现有位置、速度和运动方向对一个或多个圆柱形线圈实施脉冲宽度调制的控制。
在此，术语控制圆柱形线圈是指对线圈进行随时间可变的供电，由此分别产生合成磁场，该磁场向磁力活塞施加合成的力。合成的磁力使活塞在磁力活塞泵的缸体中在上止点和下止点之间来回运动且由此加速或制动活塞。
占空比（即在一个循环期间给圆柱形线圈供电的连通时间与断开时间的比率）通过对圆柱形线圈进行脉冲宽度调制地控制而进行变化，由此产生随时间变化的圆柱形线圈的合成磁场。由此，随后再次产生随时间变化作用在活塞上的合成磁力，并且产生由此引起的可变的活塞加速度或活塞速度。通过占空率（Tastgrad）的变化可改变电压的算数平均值。因此，可以通过磁力活塞泵的圆柱形线圈的脉冲宽度调制地控制来控制作用在活塞上的合成磁力。
在此除了根据本发明的改进形式外，也可以在根据现有技术的这种类型的还原剂计量***中使用运行还原剂计量***的方法。但是也存在这种可能性，即在根据本发明改进的还原剂计量***中增加使用用于运行还原剂计量***的方法。
优选地，以如下方式实现圆柱形线圈的控制，即在输送行程期间使活塞减速到经由其引入液压流体的调节孔的高度。
优选地，以如下方式实现圆柱形线圈的控制，即在抽吸行程期间使活塞减速到经由其引入液压流体的调节孔的高度。
优选地，以如下方式实现圆柱形线圈的控制，即在上止点之前制动活塞以结束输送行程。
通过将活塞减速到经由其将液压流体引入或导出缸体（在该缸体中引入了活塞）的调节孔的高度，优化了液压流体期望的经由调节孔的流动，因为在活塞速度过高的情况下在抽吸冲程中会观察到在抽吸行程期间非期望地从薄膜腔吸入过量的液压流体，而在输送冲程中由于活塞速度过高会产生非期望地将液压流体输送至薄膜腔中。抽吸行程中和输送行程中的这些不期望的效应可以通过相应的脉冲宽度调制地控制圆柱形线圈以及制动调节孔区域中的活塞而明显减少。
活塞未制动地碰撞到输送行程终止端的碰撞板上致使计量***的压力管道中产生巨大的冲量，其后果是，由于这种冲量，入口阀打开并且产生不受控且非期望地输送还原剂。这种非期望的效果可以通过在临近上止点之前制动活塞得以抑制。通过避免活塞硬碰撞到碰撞板上来减少压力管道中出现的冲量，使得在输送行程结束之后不会发生非期望地继续输送还原剂。实现相应地降低圆柱形线圈供电的占空率以制动活塞。
本发明的实施例在图中示出并在下面进行更详细的阐述。图中示出：
图1示出了还原剂计量***的概略视图；
图2示出了剖视图中的根据图1的计量***的放大视图；
图3以不同视图示出了根据图1和图2的双向的橡胶阀；
图4示出了剖视图中根据图2的输送泵的概略视图；
图5示出了根据图9的输送行程的阶段B期间的输送泵的剖视图；
图6示出了根据图9的输送行程的阶段C期间的输送泵的剖视图；
图7示出了根据图9的输送行程的阶段D期间的输送泵的剖视图；
图8示出了根据图9的输送行程的阶段E期间的输送泵的剖视图；
图9示出了在输送泵的输送冲程期间经过时间t控制输送泵的活塞行程s和PWM占空比的曲线。
图1示出了用于将还原剂喷入未示出的内燃机的废气流中以便选择性催化还原的还原剂计量***10的概略视图。借助输送泵20经由抽吸管道30将还原剂溶液从储箱40中吸出并经由压力管道50输送至喷嘴60。经由喷嘴60将还原剂喷射到内燃机的废气流中。根据本发明，在抽吸管道30中布置双向的橡胶阀70。
图2以剖视图示出了根据图1的计量***的放大视图。泵20在此布置在部件支架15上。集成的抽吸管道30’和集成的压力管道50’集成在部件支架15中。泵20以及部件支架15以如下方式互相匹配，即集成在部件支架15中的抽吸管道30’直接汇集到泵20的泵入口，此外泵20的泵出口还直接汇集到集成在部件支架15中的压力管道50’。
此外，在图2中还可以看到集成在部件支架15中用于接纳双向的橡胶阀70的阀座16。双向的橡胶阀70通过阀支架31固定在阀座中，该阀支架又是抽吸管道30必不可少的组成部分。抽吸管道30与图2中未示出的储箱连接。阀支架31借助双向的橡胶阀的密封面并且另外还借助O型密封圈35与部件支架15中的阀座16密封隔离。
图3以俯视图示出了双向的橡胶阀70以及剖面A-A。在橡胶阀70的俯视图中可以看到开口缝隙71。在双向的橡胶阀70上施加相应的压力差时开口缝隙71自动打开。相反地，当双向的橡胶阀70上必需的压力差低于必需的打开压力时，开口缝隙71会因其恢复力自动关闭。
将双向的橡胶阀70布置在计量***10的抽吸管道30中会导致还原剂输送受到抑制，特别是在输送行程终止时，因为若没有集成的双向的橡胶阀70，则计量***的压力管道50中的冲量可能会引起非期望地再输送来自储箱的还原剂。通过集成到泵20的抽吸侧上的抽吸管道30中的阀70有效地阻止这种不期望的再输送。
图4示出了输送泵20的剖视图。输送泵20是电磁力活塞泵，在该电磁力输送泵中活塞21通过借助螺线管22建立相应的磁场，即通过借助圆柱形线圈22产生的磁场和由此产生的作用在活塞21上的磁力来移动。
通过相应地控制圆柱形线圈22在活塞21的排放冲程方向，即在活塞21的输送行程期间在朝向上止点的方向，实现驱动活塞21。如在图4中可看到的，活塞21借助弹簧23复位。
具有圆柱形线圈的环绕活塞的空间填充了液压流体，其中活塞的润滑以及行程空间的填充经由相应的调节孔24实现。泵20的实际输送体积由缸体容积25建立。
抽吸经由入口通道26来实现。排放经由出口通道27来实现。薄膜28覆盖入口通道26和出口通道27。
根据活塞位置、活塞速度和运动方向对圆柱形线圈22进行的控制在下文根据其它附图进行描述。
在图4至图8中可以看到输送循环期间的各个活塞位置，它们对应于根据图9的各阶段A到G。
在第一阶段A从活塞的下止点出发百分之百地控制圆柱形线圈时，通过百分之百地控制圆柱形线圈来实现预磁化并建立强磁场。由此导致活塞在输送行程开始时从下止点UT开始产生大的加速度，这一点借助图4中示出的活塞21的位置可以看到。阶段A开始时，活塞21位于下止点UT。通过借助所通电流的脉冲宽度调制来改善控制，在图9中示出的阶段A通过大脉冲宽度调制现在仅设置了所需的电流i，以便以如下方式设置磁场，即使活塞21仅以较小的加速度运动。
紧接着涉及百分之百的控制的第一阶段A是具有较大的活塞速度的第二阶段B。在阶段B期间，应实现将液压流体排挤到为此预先设置的泵的调节孔24中，这如图5所示且用箭头24’示意性地示出来。在输送行程时的运动阶段B期间，液压流体通常不仅通过预先设置的调节孔24流出，而且有一部分也流进薄膜腔。为了避免将液压流体驱赶到活塞前面，而不是流出到为此设置的调节孔24中，在图9中示出的运动阶段B中利用减小的脉冲宽度调制的占空比使活塞保持在较小的速度上，这一点在图9中通过经过时间t的活塞行程曲线s更小的斜率可以看出。在阶段B期间，活塞在调节孔24的高度的位置在根据图5的截面图中相应地示出。同样在图5中也记录了根据调节孔24的调节边缘25’的高度平面25’，活塞泵的真正的实际缸体容积在该高度平面起始，并且被作为输送体积压向薄膜腔。
在活塞超过调节孔24和其调节边缘25’之后并且到达在平面25’的高度上的实际缸体容积25的起始处时，如图6所示，继而在接下来的时间曲线中是根据图9的阶段C。在阶段C中又实现了利用较高的占空率来控制圆柱形线圈，使得活塞被再次加速，这一点从活塞运动的图9的行程-时间图中可读出以及同样也可从图9中记录的占空比中获悉。在运动阶段C期间实现了泵20的缸体容积25的真正输送。
活塞21未制动地碰撞到上止点OT中的碰撞板上会致使计量***的压力管道50中产生巨大的冲量。此碰撞以及同样产生的冲量有可能在计量管道中又会如此之大，致使入口阀打开且还原剂横着流经泵，直至冲量消除。这有可能会引起非期望的再输送，并从而引起不受控制的计量。
为了抑制这种效应，以如下方式阻止活塞21硬碰撞到上止点OT中的碰撞板，即在运动阶段C期间当输送行程终止时制动活塞，这一点在根据图9的活塞运动的行程-时间图中可以看出。在上止点OT之前制动活塞21又在运动阶段C终止时以如下方式来实现，即在经过脉冲宽度调制地控制圆柱形线圈时将占空率极度减小到最小值。这从图9中标绘的时间区间T4期间的占空率的曲线中可获悉。
到达上止点OT之后，活塞21借助弹簧23回到下止点，由此实现经由抽吸管道30相应地吸出还原剂。
当活塞到达上止点OT时，阶段D开始，通过根据图7的活塞21在上止点OT的位置示出或在图9中示出。
当活塞在阶段E中由于复位弹簧的弹簧力而返回时，液压流体在工作容积行程期间从薄膜腔吸出。由于在返回至下止点UT时在调节孔24的区域中过快的活塞运动导致液压流体继续从薄膜吸出且不只是从调节孔24吸出，这在图8中用箭头24”示出，此处在根据图9的阶段E和F中，活塞在其由于复位弹簧弹簧力的回程期间也通过相应地经过脉冲宽度调制地控制圆柱形线圈在调节孔24区域中得以制动，这在图9中在运动阶段E和F期间可以看到。图9可明显读出的是，从调节孔的下调节边缘25’起在调节孔24的高度上活塞速度较小。一旦活塞超过了调节孔，则通过利用阶段F中较小的占空比减缓活塞速度来实现从调节孔24顺畅地吸出液压流体，这在图8中用箭头24”示意性地示出。
完整的运动循环在图9中以总体概览图示出。在图9的上部分中示出了经过时间t在整个输送循环和抽吸循环期间的活塞行程s的行程-时间图。记录了下止点UT、上止点OT以及泵的调节孔24的调节边缘25’。在行程-时间图中可看到在输送行程期间的区段A至D以及紧随其后对应于泵的抽吸冲程的阶段E至G。
相应地经过脉冲宽度调制地控制圆柱形线圈，即每次变换占空率，通过相对于各个运动阶段A至G移相来实现，因为一方面必须进行相应的磁化，并且此外还需要一定的反应时间，直到活塞对改变的磁场作出相应的响应。为此在图9的下部分中可以看出在控制圆柱形线圈时的各个占空率，即示出了在活塞泵的圆柱形线圈供电时接通时间或断开时间的曲线。
在第一时段T1期间利用高占空率实现必要的磁化，致使活塞在阶段A期间产生相应较小的加速度和较低的运动速度。紧接着在运动阶段B中的第二时段T2期间通过利用减小的占空率进行控制来实现活塞恒定的低速度。接着在例如相应的运动阶段C中的时段T3期间，即在真正输送还原剂期间利用稍微提高的占空率来进行控制，之后在时段T4期间利用最小的占空率来控制圆柱形线圈用于在到达上止点OT之前在运动阶段C终止时制动活塞。在阶段D的时段T5中，在上止点OT处又提高占空比，以防止碰撞并确保稳固地保持活塞。从上止点OT出发，活塞通过复位弹簧的弹簧力在朝向下止点UT的方向返回，其中在随后的时段T6期间利用最小的占空率几乎抑制了对活塞的磁影响，由此仅大约限制了活塞的速度。在随后的时段T7中，利用提高的占空率引起在起始于调节边缘25’的高度上的调节孔24的高度上活塞的制动。紧接着是另一时段T8，在该时段中又利用稍微减小的占空率使活塞保持较小的速度，并返回到下止点UT。在活塞就要碰到下止点UT时，在时段T9中利用提高的占空比再次制动活塞，以便在这里也阻止碰撞。循环结束后，即时段T9终止之后，根据计量要求经过相应的暂停时间之后又从头开始输送循环。
通过对活塞泵的螺线管进行可变的脉冲宽度调制的控制，将活塞缓慢地引向调节孔24并从中通过。由此将少量液压流体输送到薄膜并从薄膜吸回。由此产生对抗泵反压的更直的输送特征曲线，即***与反压更加不相关。由于此控制使活塞变缓，所以活塞行程的周期时间比恒定的未调制地控制圆柱形线圈时要长。由此降低了最大的可能的输送频率。由于结果表明在高频率时，高输送量会在计量***的压力管道中形成反压，因此存在这种可能性，即在每个时段中在接近泵的最大输送频率时降低相应的占空比。由此可以达到最大的输送频率。示出的占空比、时间和行程的数值仅是象征性的。
薄膜泵或活塞泵的计量精确度通过特定的经过脉冲宽度调制的控制得以提高。此外，在薄膜泵或活塞泵的输送行程期间还通过特定的经过脉冲宽度调制的控制降低还原剂的输送速度，并从而被视为通过双料喷嘴形成更细的喷雾。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种还原剂计量***(10)，用于将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原，所述还原剂计量***(10)具有输送泵(20)，借助所述输送泵将还原剂储箱(40)的还原剂经由抽吸管道(30)从所述储箱(40)中吸出，经由压力管道(50)进行输送，并经由至少一个喷嘴(60)引入所述内燃机的废气流中，其特征在于，所述抽吸管道(30)具有双向的橡胶阀(70)，并且所述输送泵(20)是活塞泵，特别是磁力活塞泵。
2.根据权利要求1所述的计量***(10)，其特征在于，所述压力管道(50)具有节流阀。
3.根据权利要求1或2所述的计量***(10)，其特征在于，所述***(10)具有部件支架(15)，所述输送泵(20)安装在所述部件支架上，并且其中通向泵入口的抽吸通道(30’)和连接到泵出口的压力通道(50’)集成在所述部件支架(15)中，其中所述部件支架(15)具有装配区域(16)，在所述装配区域中所述阀(70)流通地集成安装在所述抽吸通道(30’)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述***(10)具有还原剂储箱(40)，所述抽吸管道(30)连接到所述还原剂储箱。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述***具有压缩空气供给部，并且在所述喷嘴内部或外部借助压缩空气将还原剂雾化，特别是所述压缩空气供给部具有换向阀和/或调压阀。
6.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述喷嘴(60)是外部混合的双料喷嘴，在所述喷嘴中还原剂从至少一个第一开口中流出，并且压缩空气从至少一个第二开口中排出，其中所述第二开口以如下方式定位，特别是相对于所述第一开口的喷射方向成一角度放置，即借助从所述第二开口排出的所述压缩空气将从所述第一开口流出的还原剂雾化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述压力管道(50)经由换向阀或调节阀连接到压缩空气供给部，以便在计量结束后借助压缩空气使所述压力管道(50)和所述喷嘴(60)去除还原剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，抽吸经由入口通道(26)来实现，排放经由出口通道(27)来实现，并且所述入口通道(26)和所述出口通道(27)由薄膜(28)覆盖。

Claims (8)

1.一种还原剂计量***(10)，用于将还原剂喷入内燃机的废气流中以便选择性催化还原，所述还原剂计量***(10)具有输送泵(20)，借助所述输送泵将还原剂储箱(40)的还原剂经由抽吸管道(30)从所述储箱(40)中吸出，经由压力管道(50)进行输送，并经由至少一个喷嘴(60)引入所述内燃机的废气流中，其特征在于，所述抽吸管道(30)具有双向的橡胶阀(70)。
2.根据权利要求1所述的计量***(10)，其特征在于，所述压力管道(50)具有节流阀。
3.根据权利要求1或2所述的计量***(10)，其特征在于，所述***(10)具有部件支架(15)，所述输送泵(20)安装在所述部件支架上，并且其中通向泵入口的抽吸通道(30’)和连接到泵出口的压力通道(50’)集成在所述部件支架(15)中，其中所述部件支架(15)具有装配区域(16)，在所述装配区域中所述阀(70)流通地集成安装在所述抽吸通道(30’)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述***(10)具有还原剂储箱(40)，所述抽吸管道(30)连接到所述还原剂储箱。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述***具有压缩空气供给部，并且在所述喷嘴内部或外部借助压缩空气将还原剂雾化，特别是所述压缩空气供给部具有换向阀和/或调压阀。
6.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述喷嘴(60)是外部混合的双料喷嘴，在所述喷嘴中还原剂从至少一个第一开口中流出，并且压缩空气从至少一个第二开口中排出，其中所述第二开口以如下方式定位，特别是相对于所述第一开口的喷射方向成一角度放置，即借助从所述第二开口排出的所述压缩空气将从所述第一开口流出的还原剂雾化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述压力管道(50)经由换向阀或调节阀连接到压缩空气供给部，以便在计量结束后借助压缩空气使所述压力管道(50)和所述喷嘴(60)去除还原剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的计量***(10)，其特征在于，所述输送泵(20)是活塞泵，特别是磁力活塞泵。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113530655A (zh) * 2021-08-11 2021-10-22 一汽解放汽车有限公司 尿素结晶检测装置、处理方法、装置、设备和存储介质

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018111474B4 (de) * 2018-05-14 2021-09-16 Norma Germany Gmbh Fluidsystem und Verwendung eines bidirektionalen Druckventils
CN111120054B (zh) * 2019-12-30 2021-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种减少发动机scr箱尿素结晶的控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5299916A (en) * 1991-12-17 1994-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Liquid-ring pump having an outlet means including a noise reducing flexible membrane
DE4432577A1 (de) * 1994-09-13 1996-03-14 Siemens Ag Einrichtung zur Einbringung einer Flüssigkeit in ein Strömungsmedium
DE19940298A1 (de) * 1999-08-25 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Reduktionsmittels und/oder der Reduktionsmittelkonzentration einer Reduktionsmittellösung in einem Katalysatorsystem zugeordneten Reduktionsmitteltank
US20040115074A1 (en) * 2000-09-29 2004-06-17 Sven Huber Device for generating a reducing agent/air mixture
US20100115932A1 (en) * 2008-01-22 2010-05-13 Armin Kassel Metering system
EP2253351A1 (de) * 2009-04-28 2010-11-24 Dräger Medical AG & Co. KG Schlitzventil in Kombination mit einem pneumatischen Schaltkreis eines Beatmungsgeräts
DE102011002427A1 (de) * 2011-01-04 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Doppelrückschlagventil zur bidirektionalen Durchflusskontrolle von gasförmigen und/oder flüssigen Medien sowie Verwendung des Doppelrückschlagventils
DE102011107609A1 (de) * 2011-06-30 2013-01-03 Albonair Gmbh Reduktionsmitteleinspritzdüse und Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsmitteleinspritzdüse
CN103742383A (zh) * 2014-01-23 2014-04-23 苏州派格丽减排***有限公司 用于scr减排***的储能式增压电磁柱塞泵及计量喷射***

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996008639A1 (de) * 1994-09-13 1996-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und einrichtung zum einbringen von flüssigkeit in eine abgasreinigungsvorrichtung

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5299916A (en) * 1991-12-17 1994-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Liquid-ring pump having an outlet means including a noise reducing flexible membrane
DE4432577A1 (de) * 1994-09-13 1996-03-14 Siemens Ag Einrichtung zur Einbringung einer Flüssigkeit in ein Strömungsmedium
DE19940298A1 (de) * 1999-08-25 2001-03-01 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Reduktionsmittels und/oder der Reduktionsmittelkonzentration einer Reduktionsmittellösung in einem Katalysatorsystem zugeordneten Reduktionsmitteltank
US20040115074A1 (en) * 2000-09-29 2004-06-17 Sven Huber Device for generating a reducing agent/air mixture
US20100115932A1 (en) * 2008-01-22 2010-05-13 Armin Kassel Metering system
EP2253351A1 (de) * 2009-04-28 2010-11-24 Dräger Medical AG & Co. KG Schlitzventil in Kombination mit einem pneumatischen Schaltkreis eines Beatmungsgeräts
DE102011002427A1 (de) * 2011-01-04 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Doppelrückschlagventil zur bidirektionalen Durchflusskontrolle von gasförmigen und/oder flüssigen Medien sowie Verwendung des Doppelrückschlagventils
DE102011107609A1 (de) * 2011-06-30 2013-01-03 Albonair Gmbh Reduktionsmitteleinspritzdüse und Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsmitteleinspritzdüse
CN103742383A (zh) * 2014-01-23 2014-04-23 苏州派格丽减排***有限公司 用于scr减排***的储能式增压电磁柱塞泵及计量喷射***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113530655A (zh) * 2021-08-11 2021-10-22 一汽解放汽车有限公司 尿素结晶检测装置、处理方法、装置、设备和存储介质
CN113530655B (zh) * 2021-08-11 2022-11-22 一汽解放汽车有限公司 尿素结晶检测装置、处理方法、装置、设备和存储介质

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