DE102011086426A1

DE102011086426A1 - Dosiermodul

Info

Publication number: DE102011086426A1
Application number: DE102011086426A
Authority: DE
Inventors: Martin Kiontke; Stephan Pohl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-05-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dosiermodul, insbesondere zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr einer Brennkraftmaschine, wobei das Dosiermodul ein in einem Teilbereich von einem Kühlflüssigkeit führenden Kühlkörper umgebenes Dosierventil aufweist, und wobei der Kühlkörper 2 mit Anschlussstutzen 5a, 5b zur Zuführung und Abführung von Kühlflüssigkeit versehen ist. Erfindungsgemäß wird ein Dosiermodul bereitgestellt, bei dem die Kühlung durch eine Kühlflüssigkeit vergleichmäßigt ist. Erreicht wird dies dadurch, dass der Kühlkörper 2 im Bereich unterhalb und zwischen den Anschlussstutzen 5a, 5b eine Strömungsleiteinrichtung aufweist, die die Vergleichmäßigung der Kühlflüssigkeitsströmung durch den Kühlkörper 2 bewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dosiermodul, insbesondere zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr einer Brennkraftmaschine, wobei das Dosiermodul zumindest in einem Teilbereich von einem eine Kühlflüssigkeit führenden Kühlkörper umgebenes Dosierventil aufweist und wobei der Kühlkörper mit Anschlussstutzen zur Zuführung und Abführung von Kühlflüssigkeit versehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Auslegung eines solchen Dosiermoduls.
Stand der Technik
Ein derartiges Dosiermodul ist aus der DE 10 2009 047 375 A1 bekannt. Dieses Dosiermodul weist einen Kühlkörper auf, der beispielsweise als spiralförmig gebogenes Rohr das Dosierventil umgibt. Durch das spiralförmig gebogene Rohr wird die Kühlflüssigkeit hindurch geleitet. Durch die rohrförmige Auslegung des Kühlkörpers ist eine vollständige Umströmung des Dosierventils sichergestellt, wobei aber die Kühlwirkung durch den nur linienförmigen Kontakt zwischen dem Dosierventil und dem Rohr begrenzt ist. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, einen zylinderförmigen Kühlkörper um das Dosierventil zu positionieren, wobei der zylinderförmige Kühlkörper Anschlussstutzen zur Zuführung und Abführung von Kühlflüssigkeit aufweist. Bei dieser Ausgestaltung besteht die Gefahr, dass sich Totwassergebiete in dem Kühlkörper bilden, in denen die Kühlflüssigkeit nicht ausreichend bewegt wird und die zu erhöhten Temperaturen in diesen Bereichen führen.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosiermodul bereitzustellen, bei dem die Kühlung durch eine Kühlflüssigkeit verbessert, insbesondere vergleichmäßigt ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Kühlkörper im Bereich unterhalb und zwischen den Anschlussstutzen eine Strömungsleiteinrichtung aufweist, die eine Vergleichmäßigung der Strömung der Kühlflüssigkeit durch den Kühlkörper bewirkt. Das entsprechende Verfahren zur Auslegung eines Dosiermodul sieht vor, dass in dem Kühlkörper eine durch eine Querschnittsverringerung bewirkte Strömungsleitung so erfolgt, dass zumindest ein totwassergefährdeter Bereich des Kühlkörpers von Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Grundlage dieser Ausgestaltung bzw. des Verfahrens zur Auslegung ist die Analyse eines Kühlkörpers ohne entsprechende Strömungsleiteinrichtung und die Feststellung von möglichen Totwassergebieten, in denen die Kühlflüssigkeit nicht ausreichend bewegt wird. Ein solches Totwassergebiet kann durch beispielsweise einen Kurzschlusspfad gebildet werden, durch den die zugeführte Kühlflüssigkeit auf einfachem Weg den Kühlkörper durchströmt und durch einen Anschlussstutzen wieder verlässt. Die gegenüberliegende Seite zu einem solchen Kurzschlusspfad wird beispielsweise wenig von Kühlflüssigkeit durchströmt.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Strömungsleiteinrichtung eine Querschnittsverringerung in dem Kühlkörper zwischen den Anschlussstutzen, die wiederum in weiterer Ausgestaltung bevorzugt durch eine Einbuchtung in den Kühlkörper gebildet ist. Diese Einbuchtung, die sich auch aus mehreren Einzeleinbuchtungen zusammensetzen kann, ist so angeordnet, dass ein Strömungspfad in einen oder mehreren totwassergefährdeten Bereichen des Kühlkörpers generiert wird. Anstelle der Einbuchtung kann der Kühlkörper auch exzentrisch zu dem Dosierventil angeordnet sein. Weiterhin kann in dem Kühlkörper auch zumindest eine Hülse angeordnet sein, die exzentrisch zu dem Kühlkörper und/oder dem Dosierventil angeordnet ist. Auch durch diese Ausgestaltungen wird die gewünschte Strömungsbeeinflussung erreicht.
Gemäß einem weiteren Verfahren zur Auslegung eines solchen Dosiermoduls bzw. der Strömungsleiteinrichtung wird der Kühlkörper gleichmäßig von Kühlflüssigkeit durchströmt. Dies kann beispielsweise durch eine sich ändernde Ausbildung der Strömungsleiteinrichtung entlang des Kühlkörpers erreicht sein, die beispielsweise durch eine sich ändernde Höhe der Einbuchtung gebildet wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines mit einem Dosiermodulgehäuse verbundenen Kühlkörpers eines Dosiermoduls und
2 einen Querschnitt durch einen Kühlkörper im Bereich einer Strömungsleiteinrichtung.
Ausführungsform der Erfindung
1 zeigt ein Dosiermodulgehäuse 1, das mit einem Kühlkörper 2 verbunden ist. In das Dosiermodulgehäuse 1 wird ein nicht dargestelltes Dosierventil den Kühlkörper 2 durchdringend eingesetzt. Das Dosierventil ragt dabei mit einer Ventilspitze in eine Öffnung 3 des Kühlkörpers 2 hinein, wobei durch das Dosierventil beziehungsweise die Öffnung 3 Dosierflüssigkeit in die Abgasleitung einer Brennkraftmaschine eindosiert wird. Die Brennkraftmaschine ist insbesondere eine mit Dieselkraftstoff betriebene selbstzündende Brennkraftmaschine. Das Dosierventil wird von einem Deckel 4 in dem Dosiermodulgehäuse 1 bzw. dem Kühlkörper 2 fixiert und das Dosierventil ist im Bereich des Übergangs zwischen dem Kühlkörper 2 und dem Dosiermodulgehäuse 1 gegenüber diesen Bauteilen abgedichtet. Ebenfalls ist die Ventilspitze im Bereich der Öffnung abgedichtet, so dass in diesen Bereichen keine Kühlflüssigkeit entweichen kann. Der Kühlkörper 2 weist Anschlussstutzen 5a, 5b auf, die zur Zuführung und Abführung von Kühlflüssigkeit in bzw. aus dem Kühlkörper 2 dienen. Die Anschlussstutzen 5a, 5b sind beispielsweise mit dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine, oder aber mit dem Kreislauf des Reduktionsmittels verschaltet.
Mit Hilfe des Dosiermoduls wird – wie ausgeführt – ein Reduktionsmittel, beispielsweise Harnstoff, in das Abgasrohr der Brennkraftmaschine eingespritzt, wobei das Reduktionsmittel in einem nachfolgenden Katalysator gewünschte chemische Reaktionen auslöst. Da das Abgasrohr durch die heißen Verbrennungsgase der Brennkraftmaschine stark erwärmt wird, muss das in das Abgasrohr hineinragende Dosiermodul zumindest teilweise gekühlt werden, um unzulässige Temperaturen von Komponenten des Dosiermoduls abzuhalten und eine Verdampfung des Reduktionsmittels in dem Dosierventil zu vermeiden.
Der Kühlkörper 2 ist im Wesentlichen zylindertopfförmig ausgebildet und weist im Bereich unterhalb der Anbindung an das Dosiermodulgehäuse 1 und im Bereich zwischen den Anschlussstutzen 5a, 5b eine eine Strömungsleiteinrichtung darstellende Einbuchtung 6 auf. Die Einbuchtung 6 erstreckt sich über nahezu die gesamte Höhe des Kühlkörpers 2 und ist nur in dem oberen Bereich der Anbindung an das Dosiermodulgehäuse 1 nicht vorhanden. In diesem Bereich des Nichtvorhandenseins der Einbuchtung 6 besteht eine direkte Strömungsverbindung 7 zwischen den Anschlussstutzen 5a, 5b, die aber nicht ausreicht, um die gesamte Menge der Kühlflüssigkeit durchzuleiten. Hinzu kommt der Impuls der Strömung, der das Kühlwasser nach unten drückt. Das Dosierventil ist so in den Kühlkörper 2 eingesetzt beziehungsweise die Einbuchtung 6 weist eine solche Tiefe auf, dass zwischen der Einbuchtung 6 und dem Dosierventil eine gegenüber den übrigen Bereichen reduzierte Strömungsverbindung verbleibt. Durch diese Ausgestaltung ist eine gleichmäßige Durchströmung des Kühlkörpers 2 von Kühlflüssigkeit gegeben. Insbesondere wird dass Auftreten von Totwassergebieten beispielsweise im Bereich der Anbindung des Kühlkörpers 2 an das Dosiermodulgehäuse 1 vermieden.
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Kühlkörpers 2 gemäß 1 mit der Einbuchtung 6. Durch die Einbuchtung 6 wird die neben der Einbuchtung 6 eingeleitete Kühlflüssigkeit daran gehindert, auf direkt kurzem Weg zu dem gegenüberliegenden Anschlussstutzen 5b zu gelangen, sondern es wird eine Strömung um das Dosierventil herum durch den Kühlkörper 2 erzwungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009047375 A1 [0002]

Claims

Dosiermodul, insbesondere zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr einer Brennkraftmaschine, wobei das Dosiermodul ein in einem Teilbereich von einem Kühlflüssigkeit führenden Kühlkörper umgebenes Dosierventil aufweist, und wobei der Kühlkörper (2) Anschlussstutzen (5a, 5b) zur Zuführung und Abführung von Kühlflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2) im Bereich unterhalb und zwischen den Anschlussstutzen (5a, 5b) eine Strömungsleiteinrichtung aufweist, die eine Vergleichmäßigung der Kühlflüssigkeitsströmung durch den Kühlkörper (2) bewirkt.
Dosiermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleiteinrichtung eine Querschnittsverringerung in dem Kühlkörper (2) zwischen den Anschlussstutzen (5a, 5b) ist.
Dosiermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverringerung durch eine Einbuchtung (6) in dem Kühlkörper (2) gebildet ist.
Dosiermodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleiteinrichtung einen Strömungspfad der Kühlflüssigkeit in zumindest einen totwassergefährdeten Bereich des Kühlkörpers (2) bewirkt.
Verfahren zur Auslegung eines Dosiermoduls, insbesondere zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr einer Brennkraftmaschine, wobei das Dosiermodul ein zumindest in einem Teilbereich von einem eine Kühlflüssigkeit führenden Kühlkörper (2) umgebenes Dosierventil aufweist, und wobei der Kühlkörper (2) mit Anschlussstutzen (5a, 5b) zur Zuführung und Abführung von Kühlflüssigkeit versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlkörper (2) eine durch eine Strömungsleiteinrichtung bewirkte Strömungsleitung so erfolgt, dass zumindest ein totwassergefährdeter Bereich des Kühlkörpers (2) von Kühlflüssigkeit durchströmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2) gleichmäßig von Kühlflüssigkeit durchströmt wird.