DE10312212A1

DE10312212A1 - Reducing agent infeed

Info

Publication number: DE10312212A1
Application number: DE10312212A
Authority: DE
Inventors: Morio Narita; Yoshihisa Yamamoto; Shigeki Daido; Naohisa Oyama
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: DE10312212B4; JP2003278530A; JP4218251B2

Abstract

Eine Reduktionsmitteleinspeisung hat eine in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine, die mit einem Katalysator für NO¶x¶ versehen ist, angeordnete Einspritzdüse. Die Einspritzdüse hat einen Auslass an dem distalen Ende. Die Einspritzdüse spritzt Reduktionsmittel durch den Auslass in einen Durchlass des Abgassystems ein, wodurch Reduktionsmittel zu dem Katalysator zugeführt wird. Ein Ablenkelement lenkt den zu dem distalen Ende der Einspritzdüse strömenden Abgasstrom in dem Abgasdurchlass von dem distalen Ende ab.A reducing agent feed has an injection nozzle arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which is provided with a catalyst for NO¶x¶. The injector has an outlet at the distal end. The injector injects reductant through the outlet into a passage of the exhaust system, thereby supplying reductant to the catalyst. A baffle deflects the exhaust gas flow flowing to the distal end of the injector in the exhaust passage from the distal end.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reduktionsmitteleinspeisung, die eine Einspritzdüse zum Zuführen von Reduktionsmittel zu einem Katalysator zum Entfernen von Stickstoffoxid (NO_x) hat. The present invention relates to a reductant feed having an injector for supplying reductant to a catalyst for removing nitrogen oxide (NO _x ).

Eine Anzahl von Technologien zum Reduzieren von NO_x in dem Abgas einer Brennkraftmaschine wurden vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-65333 eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem NO_x- Beseitigungskatalysator, der sich in einem Abgassystem befindet und zum Reinigen des Abgases NO_x in dem Abgas reduziert. Die Vorrichtung führt Reduktionsmittel, wie z. B. Kraftstoff, zu dem Katalysator zu. Abgas von magerer Verbrennung von Ottomotoren und Dieselmotoren enthält eine relativ geringe Menge von Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO). Da die Vorrichtung gemäß der Veröffentlichung Reduktionsmittel zu dem Katalysator zuführt, ermöglicht die Vorrichtung dem Katalysator solcher Motoren, NO_x von dem Abgas zufriedenstellend zu reduzieren. A number of technologies for reducing NO _x in the exhaust gas of an internal combustion engine have been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-65333 discloses an exhaust gas purification device having an NO _x removal catalyst that is located in an exhaust system and reduces NO _x in the exhaust gas to purify the exhaust gas. The device carries reducing agents, such as. B. fuel to the catalyst. Exhaust gas from lean combustion of gasoline engines and diesel engines contains a relatively small amount of hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO). According to the publication, since the device supplies reducing agent to the catalyst, the device enables the catalyst of such engines to satisfactorily reduce NO _x from the exhaust gas.

Bei der Vorrichtung der Veröffentlichung befindet sich eine Reduktionsmitteleinspritzdüse in dem Abgassystem. Die Einspritzdüse spritzt Reduktionsmittel, wie z. B. Kraftstoff, in das Abgassystem ein. Die Einspritzdüse spritzt Reduktionsmittel von ihrem Auslass ein, wobei sie das Reduktionsmittel zerstäubt. Die Menge von zugeführtem Reduktionsmittel wird einfach eingestellt. Die Reduktionsleistung an dem Katalysator wird somit verbessert. There is one in the device of the publication Reducing agent injector in the exhaust system. The Injector injects reducing agents, such as. B. fuel, in the exhaust system. The injector injects reductant from its outlet, atomizing the reducing agent. The amount of the reducing agent supplied becomes easy set. The reduction performance on the catalyst is thus improved.

Die Einspritzdüse ist in einem Abgassystem, wie z. B. einer Abgasöffnung, angeordnet, so dass der Düsenauslass dem System ausgesetzt ist. Der Einspritzauslass ist daher immer dem Abgas ausgesetzt, während die Kraftmaschine läuft. The injector is in an exhaust system, such as. B. one Exhaust port, arranged so that the nozzle outlet to the system is exposed. The injection outlet is therefore always the exhaust gas suspended while the engine is running.

Wenn der Auslass der Einspritzdüse dem Abgas ausgesetzt ist, sammelt sich Ruß in dem Abgas um den Auslass herum an. Abgaswärme ändert die Beschaffenheit des gesammelten Rußes und erhärtet den Ruß. Der erhärtete Ruß, oder die Rußablagerung, sammelt sich um den Auslass herum an und verringert den Öffnungsbereich des Düsenauslasses. Der verringerte Öffnungsbereich des Auslasses verhindert, dass eine ausreichende Menge von Reduktionsmittel zu dem Katalysator zugeführt wird. Dies senkt die NO_x-Beseitigungsleistung des Katalysators. When the outlet of the injector is exposed to the exhaust gas, soot accumulates in the exhaust gas around the outlet. Exhaust gas heat changes the nature of the soot collected and hardens the soot. The hardened soot, or soot deposit, accumulates around the outlet and reduces the opening area of the nozzle outlet. The reduced opening area of the outlet prevents a sufficient amount of reducing agent from being fed to the catalyst. This lowers the NO _x removal performance of the catalyst.

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reduktionsmitteleinspeisung zu schaffen, die eine Einspritzdüse zum Zuführen von Reduktionsmittel zu einem Katalysator zum Beseitigen von NO_x hat und die verhindert, dass sich Rußablagerungen um den Auslass der Düse herum ansammeln. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a reducing agent supply, which has an injection nozzle for supplying the reducing agent to a catalyst for removing NO _x and which prevents the carbon deposits that accumulate around the outlet of the nozzle.

Um die vorgenannten und weitere Aufgaben zu lösen, wird in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Reduktionsmitteleinspeisung vorgesehen. Die Reduktionsmitteleinspeisung hat eine Einspritzdüse, die sich in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator für NO_x befindet. Die Einspritzdüse hat einen Auslass an dem distalen Ende und spritzt Reduktionsmittel durch den Auslass in einen Abgasdurchlass ein, wodurch Reduktionsmittel zu dem Katalysator zugeführt wird. Die Reduktionsmitteleinspeisung hat ferner ein Ablenkelement, das einen Abgasstrom in dem Abgasdurchlass zu dem distalen Ende der Einspritzdüse von dem distalen Ende weg ablenkt. To accomplish the foregoing and other objects, a reducing agent feed is provided in accordance with the purpose of the present invention. The reducing agent feed has an injection nozzle, which is located in an exhaust system of an internal combustion engine with a catalyst for NO _x . The injector has an outlet at the distal end and injects reductant through the outlet into an exhaust passage, thereby supplying reductant to the catalyst. The reductant feed also has a deflector that deflects an exhaust gas flow in the exhaust passage toward the distal end of the injector away from the distal end.

Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die mittels Beispiel die Grundlage der Erfindung veranschaulichen, ersichtlich. Further aspects and advantages of the invention will become apparent from the the description below in conjunction with the enclosed Drawings, by way of example, the basis of the invention illustrate, evident.

Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am Besten unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden werden, in denen: The invention together with its tasks and advantages Best with reference to the description of the currently preferred embodiments together with the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine schaubildartige Ansicht ist, die ein Abgassystem und die Umgebungen einer Kraftmaschine zeigt; Figure 1 is a diagrammatic view showing an exhaust system and the surroundings of an engine.

Fig. 2 eine Perspektivansicht ist, die eine Einspritzdüsenabdeckung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; Fig. 2 is a perspective view illustrating an injection nozzle cover according to an embodiment of the present invention;

Fig. 3 eine Schnittansicht ist, die den Montageaufbau der in Fig. 2 gezeigten Düse zeigt; Fig. 3 is a sectional view showing the mounting structure of the nozzle shown in Fig. 2;

Fig. 4(a) eine Seitenansicht ist, die die in Fig. 2 gezeigte Abdeckung veranschaulicht; Fig. 4 (a) is a side view illustrating the cover shown in Fig. 2;

Fig. 4(b) eine Vorderansicht ist, die die in Fig. 2 gezeigte Abdeckung veranschaulicht; Fig. 4 (b) is a front view illustrating the cover shown in Fig. 2;

Fig. 4(c) eine Unteransicht ist, die die in Fig. 2 gezeigte Abdeckung veranschaulicht; Fig. 4 (c) is a bottom view illustrating the cover shown in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht ist, die eine Reduktionsmitteleinspeisung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel veranschaulicht; und Figure 5 is a sectional view showing a reducing agent injection illustrated according to another embodiment. and

Fig. 6 eine Schnittansicht ist, die eine Reduktionsmitteleinspeisung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Fig. 6 is a sectional view showing a reducing agent injection illustrated according to another embodiment.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 1 bis 4(c) eine Reduktionsmitteleinspeisung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Reduktionsmitteleinspeisung wird in einer vierzylindrigen Common-Rail Dieselkraftmaschine 1 verwendet. A reducing agent feed according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 4 (c). The reducing agent feed is used in a four-cylinder common rail diesel engine 1 .

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat die Kraftmaschine 1 einen Zylinderkopf 2, in dem vier Zylinder #1-#4 ausgebildet sind. Der Zylinderkopf 2 ist mit jeweils einem den Zylinder #1-#4 entsprechenden Kraftstoffinjektoren 3a bis 3d versehen. Einlassöffnungen und Einlassventile (keine sind gezeigt) sind in dem Zylinderkopf 2 entsprechend jedem Zylinder #1-#4 vorgesehen. Wenn ein jeweiliges Einlassventil offen ist, ist die entsprechende Einlassöffnung mit dem entsprechenden Zylinder der Zylinder #1-#4 in Verbindung. Ein Einlasskrümmer 5 ist mit den Einlassöffnungen verbunden. Der Einlasskrümmer 5 ist mit einem Lader 9 mit einer Einlassröhre 7 verbunden. Ein Zwischenkühler 10 ist in der Einlassröhre 7 vorgesehen, um die Temperatur der Einlassluft zu senken. As shown in FIG. 1, the engine 1 has a cylinder head 2 in which four cylinders # 1- # 4 are formed. The cylinder head 2 is provided with a fuel injector 3 a to 3 d corresponding to the cylinder # 1- # 4. Intake ports and intake valves (none are shown) are provided in the cylinder head 2 corresponding to each cylinder # 1- # 4. When a respective intake valve is open, the corresponding intake port communicates with the corresponding cylinder of cylinders # 1- # 4. An intake manifold 5 is connected to the intake openings. The intake manifold 5 is connected to a charger 9 with an intake pipe 7 . An intercooler 10 is provided in the intake pipe 7 to lower the temperature of the intake air.

Die Kraftstoffinjektoren 3a bis 3d sind mit einer Common Rail 14 verbunden. Die Common Rail 14 sammelt mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoff. Die Common Rail 14 ist mit einer Zuführpumpe 15 verbunden. Die Zuführpumpe 15 druckbeaufschlagt und führt Kraftstoff von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) zu der Common Rail 14 zu. Wenn eines der Kraftstoffinjektoren 3a bis 3d geöffnet ist, wird der druckbeaufschlagte Kraftstoff in der Common Rail 14 von dem Auslass des Kraftstoffinjektors 3a bis 3d in den entsprechenden Zylinder der Zylinder #1-#4 eingespritzt. The fuel injectors 3 a to 3 d are connected to a common rail 14 . The common rail 14 collects fuel under high pressure. The common rail 14 is connected to a feed pump 15 . The supply pump 15 is pressurized and supplies fuel from a fuel tank (not shown) to the common rail 14 . When one of the fuel injectors 3 a to 3 d is open, the pressurized fuel in the common rail 14 is injected from the outlet of the fuel injector 3 a to 3 d into the corresponding cylinder of cylinders # 1- # 4.

Der Zylinderkopf 2 ist mit Auslassventilen (nicht gezeigt) und Auslassdurchlässen versehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Auslassdurchlässe Auslassöffnungen 8. Fig. 3 zeigt einen Teil einer der Auslassöffnungen 8 und einer Einspritzdüse 16, die nachstehend erörtert wird. Wenn eines der Auslassventile geöffnet ist, ist die entsprechende Auslassöffnung 8 mit dem entsprechenden Zylinder der Zylinder #1 bis #4 in Verbindung. Jedes Paar der Auslassventile (nicht gezeigt) und der Auslassöffnungen 8 entspricht einem der Zylinder #1-#4. Die Auslassöffnungen 8 sind über einen Auslasskrümmer 20 mit dem Lader 9 verbunden. The cylinder head 2 is provided with exhaust valves (not shown) and exhaust passages. In this exemplary embodiment, the outlet passages are outlet openings 8 . FIG. 3 shows part of one of the outlet openings 8 and an injection nozzle 16 , which will be discussed below. When one of the exhaust valves is opened, the corresponding exhaust port 8 communicates with the corresponding cylinder of cylinders # 1 to # 4. Each pair of exhaust valves (not shown) and exhaust ports 8 correspond to one of cylinders # 1- # 4. The outlet openings 8 are connected to the charger 9 via an exhaust manifold 20 .

In dem Abgassystem befindet sich ein Katalysator 13 zum Beseitigen von NO_x stromabwärts des Kompressors 9. Der Katalysator 13 ist ein NO_x-Katalysator der Reduktions- Absorptions-Bauart. Das heißt, der Katalysator 13 absorbiert NO_x in dem Abgas, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett ist oder wenn Reduktionsmittel zugeführt wird, reduziert und zerlegt der Katalysator 13 das absorbierte NO_x. A catalytic converter 13 for removing NO _x is located in the exhaust system downstream of the compressor 9 . The catalytic converter 13 is a NO _x catalytic converter of the reduction-absorption type. That is, the catalyst 13 absorbs NO _x in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich or when reducing agent is supplied, the catalyst 13 reduces and decomposes the absorbed NO _x .

Da die Verbrennung in einer Dieselkraftmaschine mit einem sauerstoffreichen Luft-Kraftstoff-Gemisch durchgeführt wird, enthält das Abgas eine relativ geringe Menge von HC und CO. Daher wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis selten fett. Somit kann ein NO_x-Absorptions-Reduktionskatalysator, wenn er an einer Dieselkraftmaschine montiert ist, keine ausreichende Menge von Reduktionsmittel zum Reduzieren von NO_x aus dem Abgas erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel ist neben den Injektoren 3a bis 3d die Einspritzdüse 16 zum Zuführen von Reduktionsmittel zu dem Katalysator vorgesehen. Die Einspritzdüse 16 ist mit der Zuführpumpe 15 verbunden und wird durch ein eingebautes elektromagnetisches Solenoid (nicht gezeigt) angetrieben. Since the combustion in a diesel engine is carried out with an oxygen-rich air-fuel mixture, the exhaust gas contains a relatively small amount of HC and CO. Therefore, the air-fuel ratio rarely becomes rich. Thus, a NO _x absorption reduction catalyst, when mounted on a diesel engine, cannot obtain a sufficient amount of reducing agent to reduce NO _x from the exhaust gas. In this exemplary embodiment, in addition to the injectors 3 a to 3 d, the injection nozzle 16 is provided for supplying reducing agent to the catalytic converter. The injector 16 is connected to the feed pump 15 and is driven by a built-in electromagnetic solenoid (not shown).

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist an dem distalen Ende der Einspritzdüse 16 ein Auslass 17 ausgebildet. Die Einspritzdüse 16 ist in dem Zylinderkopf 2 vorgesehen, so dass das distale Ende und eine an dem distalen Ende angebrachte Abdeckung 30 in die dem viertem Zylinder #4 zugehörige Abgasöffnung 8 vorsteht. Die Abdeckung 30 wirkt als ein Ablenkelement. Die an dem distalen Ende der Einspritzdüse 16 angebrachte Abdeckung 30 verhindert, dass sich Ruß in der Umgebung des Auslasses 17 sammelt und verhindert, dass die Temperatur in der Umgebung des Auslasses 17 ansteigt. As shown in FIG. 3, an outlet 17 is formed at the distal end of the injector 16 . The injector 16 is provided in the cylinder head 2 so that the distal end and a cover 30 attached to the distal end protrude into the exhaust port 8 associated with the fourth cylinder # 4. The cover 30 acts as a deflector. The cover 30 attached to the distal end of the injector 16 prevents soot from collecting around the outlet 17 and prevents the temperature from rising around the outlet 17 .

Um einen übermäßigen Temperaturanstieg aufgrund der Abgaswärme zu verhindern, ist der Vorstehbetrag der Abdeckung 30 in die Abgasöffnung 8 bevorzugterweise gleich oder kleiner als 20 mm und noch bevorzugterweise gleich oder kleiner als 5 mm. Um zu verhindern, dass der gesammelte Ruß seine Beschaffenheit ändert und verhärtet, ist die Position der Einspritzdüse 16 bevorzugterweise so gewählt, dass die höchste Temperatur des Auslasses 17 gleich oder kleiner als 250°C ist. Noch bevorzugterweise ist die Position der Einspritzdüse 16 so gewählt, dass die höchste Temperatur des Auslasses 17 gleich oder kleiner als 120°C ist. Der optimale Vorstehbetrag der Abdeckung 30 und die optimale Position der Einspritzdüse 16 wurden anhand von Versuchen durch die Erfinder bestätigt. In order to prevent an excessive temperature rise due to the exhaust gas heat, the amount of protrusion of the cover 30 into the exhaust port 8 is preferably equal to or less than 20 mm and more preferably equal to or less than 5 mm. In order to prevent the collected soot from changing its properties and hardening, the position of the injection nozzle 16 is preferably selected so that the highest temperature of the outlet 17 is equal to or less than 250 ° C. Even more preferably, the position of the injection nozzle 16 is selected such that the highest temperature of the outlet 17 is equal to or less than 120 ° C. The optimum amount of protrusion of the cover 30 and the optimal position of the injector 16 have been confirmed by experiments by the inventors.

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht, die die Abdeckung 30 zeigt. Fig. 4(a) bis 4(c) sind eine Seitenansicht, eine Vorderansicht bzw. eine Unteransicht. Wie in Fig. 2 und Fig. 4(a) bis 4(c) gezeigt ist, ist die Abdeckung 30 im Wesentlichen zylindrisch und hat ein geschlossenes Ende. Die Abdeckung 30 hat einen Düsenaufnahmeabschnitt 31 und einen Flansch 32. Das distale Ende der Einspritzdüse 16 ist in den Düsenaufnahmeabschnitt 31 eingeführt. Der Flansch 32 erstreckt sich von dem oberen Ende des Düsenaufnahmeabschnitts 31 auswärts. Die Abdeckung 30 ist aus einem wärmebeständigen Metall, wie z. B. rostfreiem Stahl, gefertigt. Fig. 2 is a perspective view showing the cover 30. Fig. 4 (a) to 4 (c) are a side view, a front view and a bottom view. As shown in Fig. 2 and Fig. 4 (a) to 4 (c), the cover 30 is substantially cylindrical and has a closed end. The cover 30 has a nozzle receiving portion 31 and a flange 32 . The distal end of the injection nozzle 16 is inserted into the nozzle receiving portion 31 . The flange 32 extends outward from the upper end of the nozzle receiving portion 31 . The cover 30 is made of a heat-resistant metal, such as. B. stainless steel.

Eine rechtwinklige Öffnung 33 ist an dem unteren Teil des Düsenaufnahmeabschnitts 31 ausgebildet. Der durch eine zu der die Öffnung 33 enthaltenden Ebene senkrechten Richtung und die Strömungsrichtung des Abgases definierte Winkel liegt bevorzugterweise zwischen 0° und 90°. Noch bevorzugterweise liegt der definierte Winkel zwischen 0° und 30°. A rectangular opening 33 is formed on the lower part of the nozzle accommodating portion 31 . The angle defined by a direction perpendicular to the plane containing the opening 33 and the flow direction of the exhaust gas is preferably between 0 ° and 90 °. The defined angle is still preferably between 0 ° and 30 °.

Wie in Fig. 2 bis 4(c) gezeigt ist, erstrecken sich drei Ablenkelemente von den Seiten bzw. der Unterseite der Öffnung 33 auswärts. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Ablenkelemente Ablenkplatten 41, 42, 43. Die Ablenkplatten 41, 42, 43 ändern die Strömungsrichtung des Abgases. Wie in Fig. 4(b) gezeigt ist, sind die unteren Enden der seitlichen Ablenkplatten 41, 42 mit den Seiten der unteren Ablenkplatten 43 verbunden. Die Ablenkplatten 41 bis 43 bilden einen U-förmigen Querschnitt um die Seiten und den Boden der Öffnung 33 herum. As shown in FIGS. 2 to 4 (c), three baffles extend outward from the sides or the bottom of the opening 33 . In this exemplary embodiment, the deflection elements are deflection plates 41 , 42 , 43 . The baffles 41 , 42 , 43 change the flow direction of the exhaust gas. As shown in Fig. 4 (b), the lower ends of the side baffles 41 , 42 are connected to the sides of the lower baffle plates 43 . The baffles 41 to 43 form a U-shaped cross section around the sides and the bottom of the opening 33 .

Wie in Fig. 3, 4(a) und 4(c) gezeigt ist, sind die Ablenkplatten 41 bis 43 relativ zu der Strömungsrichtung des Abgases um vorbestimmte Winkel geneigt. Insbesondere sind die Ablenkplatten 41 bis 43 so gekrümmt, dass sich an weiter stromabwärts der Strömungsrichtung befindende Abschnitte grössere Neigungswinkel aufweisen. Um die Zunahme des Abgaswiderstands zu unterdrücken, ist die Länge La (siehe Fig. 4(a)) der unteren Ablenkplatte 43 bevorzugterweise gleich oder kleiner als 5 mm. Noch bevorzugterweise ist die Länge La gleich oder kleiner als fünfmal die Länge B der Öffnung 33. As shown in Fig. 3, 4 (a) and 4 (c), the baffles are inclined 41 to 43 relative to the direction of flow of the exhaust gas at predetermined angles. In particular, the deflection plates 41 to 43 are curved in such a way that sections located further downstream of the flow direction have larger angles of inclination. In order to suppress the increase in exhaust gas resistance, the length La (see FIG. 4 (a)) of the lower baffle 43 is preferably equal to or less than 5 mm. More preferably, the length La is equal to or less than five times the length B of the opening 33 .

Um zu verhindern, dass Abgas in die Abdeckung 30 eintritt, wird die Fläche der Öffnung 33 bevorzugterweise minimiert. Wenn jedoch die Öffnungsfläche zu klein ist, kann von dem Auslass 17 der Einspritzdüse 16 eingespritzter Kraftstoff mit den Kanten der Öffnung 33 oder der Ablenkplatten 41 bis 43 in Kontakt kommen. To prevent exhaust gas from entering cover 30 , the area of opening 33 is preferably minimized. However, if the opening area is too small, fuel injected from the outlet 17 of the injector 16 may come into contact with the edges of the opening 33 or the baffles 41 to 43 .

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Öffnungsfläche minimiert, während verhindert wird, dass eingespritzter Kraftstoff mit den Kanten der Öffnung 33 in Kontakt kommt. Insbesondere ist die Fläche der Öffnung 33 ungefähr 20% größer als die Querschnittsfläche des eingespritzten Kraftstoffs an einer Ebene senkrecht zu der Einspritzrichtung an der Öffnung. In this embodiment, the opening area is minimized while preventing injected fuel from contacting the edges of the opening 33 . In particular, the area of the opening 33 is approximately 20% larger than the cross-sectional area of the injected fuel on a plane perpendicular to the direction of injection at the opening.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein Rückhalteelement 18 an dem distalen Ende der Einspritzdüse 16 angeschraubt. Der Flansch 32 ist zwischen der Einspritzdüse 16 und dem Rückhalteelement 18 gehalten. Somit ist die Abdeckung 30 an der Einspritzdüse 16 gesichert. Ein Rücksprung 4 ist in dem Zylinderkopf ausgebildet. Die Einspritzdüse 16 ist von dem distalen Ende in den Rücksprung 4 eingeführt. Die Einspritzdüse 16 ist mit einer Klemme (nicht gezeigt) an dem Zylinderkopf 2 befestigt. Eine konische Abgasdichtungsfeder 19 befindet sich zwischen dem Boden des Rücksprungs 4 und dem Rückhalteelement 18. As shown in FIG. 3, a retention element 18 is screwed to the distal end of the injector 16 . The flange 32 is held between the injection nozzle 16 and the retaining element 18 . The cover 30 is thus secured to the injection nozzle 16 . A recess 4 is formed in the cylinder head. The injector 16 is inserted into the recess 4 from the distal end. The injector 16 is attached to the cylinder head 2 with a clamp (not shown). A conical exhaust gas sealing spring 19 is located between the bottom of the recess 4 and the retaining element 18 .

Der Auslass 17 der Einspritzdüse 16 befindet sich in einem stromabwärts liegenden Bereich der Abgasöffnung 8. Daher wird Kraftstoff, der als Reduktionsmittel wirkt, von dem Auslass 17 der Einspritzdüse 16 in die stromabwärts zeigende Richtung der Auslassöffnung 8 eingespritzt. Der eingespritzte Kraftstoff strömt mit Abgas von dem vierten Zylinder #4 stromabwärts und wird zu dem Katalysator 13 als Reduktionsmittel zugeführt. Das Reduktionsmittel wird bei einer vorbestimmten Zeitgebung zugeführt, so dass der Katalysator 13 seine NO_x- Beseitigungsfunktion für eine längere Zeitspanne beibehält. The outlet 17 of the injection nozzle 16 is located in a downstream region of the exhaust opening 8 . Therefore, fuel, which acts as a reducing agent, is injected from the outlet 17 of the injector 16 in the downstream direction of the outlet opening 8 . The injected fuel flows with exhaust gas from the fourth cylinder # 4 downstream and is supplied to the catalyst 13 as a reducing agent. The reducing agent is supplied at a predetermined timing, so that the catalyst 13 maintains its NO _x removal function for a longer period of time.

Die Abdeckung 30 verhindert, dass Abgas einen in die Abgasöffnung 8 vorstehenden Abschnitt der Einspritzdüse 16 direkt trifft. Der stromaufwärts liegende Abschnitt der Abdeckung 30 wirkt als eine Abschirmung und lenkt die Strömungsrichtung des Abgases ab (siehe Pfeil A aus Fig. 3). The cover 30 prevents exhaust gas from directly hitting a portion of the injection nozzle 16 projecting into the exhaust opening 8 . The upstream portion of the cover 30 acts as a shield and deflects the flow direction of the exhaust gas (see arrow A in FIG. 3).

Die sich von Kanten der Abdeckung 30 erstreckenden Ablenkplatten 41 bis 43 sind bei vorbestimmten Winkeln relativ zu der Strömungsrichtung des Abgases geneigt. Die Ablenkplatten 41 bis 43 ändern die Strömungsrichtung von dem distalen Ende der Einspritzdüse 16, oder dem Auslass 17 der Einspritzdüse 16 weg. Beispielsweise ändert die unter Ablenkplatte 43 die Abgasströmungsrichtung von dem Auslass 17 weg, wie dies durch Pfeil B aus Fig. 3 gezeigt ist. Die seitlichen Ablenkplatten 41 und 42 ändern die Abgasströmungsrichtung von dem Auslass 17 weg, wie dies durch Pfeil C aus Fig. 4(c) gezeigt ist. Um zu verhindern, das Abgas den Auslass 17 trifft, während der Anstieg des Abgaswiderstands unterdrückt wird, liegt ein durch die Richtung, entlang der sich die untere Ablenkplatte 43 erstreckt und durch die Einspritzrichtung (siehe Fig. 3) definierter Winkel, bevorzugterweise zwischen 0° und 90° und noch bevorzugterweise zwischen 0° und 60°. The baffles 41 to 43 extending from edges of the cover 30 are inclined at predetermined angles relative to the flow direction of the exhaust gas. The baffles 41 to 43 change the direction of flow away from the distal end of the injector 16 , or the outlet 17 of the injector 16 . For example, the under baffle 43 changes the exhaust gas flow direction away from the outlet 17 , as shown by arrow B in FIG. 3. The side baffles 41 and 42 change the exhaust gas flow direction away from the outlet 17 , as shown by arrow C in FIG. 4 (c). In order to prevent the exhaust gas from reaching the outlet 17 while suppressing the increase in the exhaust gas resistance, an angle defined by the direction along which the lower baffle plate 43 extends and by the injection direction (see FIG. 3) is preferably between 0 ° and 90 ° and more preferably between 0 ° and 60 °.

Die Abgasströmung in der Abgasöffnung 8 strömt entlang der relativ zu der Abgasströmungsrichtung geneigten Ablenkplatten 41 bis 43 und wird von dem Auslass 17 der Einspritzdüse 16 abgelenkt. Das Abgas trifft somit den Auslass 17 nicht. The exhaust gas flow in the exhaust gas opening 8 flows along the deflection plates 41 to 43 inclined relative to the exhaust gas flow direction and is deflected by the outlet 17 of the injection nozzle 16 . The exhaust gas thus does not hit the outlet 17 .

Die Ablenkplatten 41 bis 43 sind so gekrümmt, dass die Neigungswinkel in der Abgasöffnung 8 in weiter stromabwärts liegenden Bereichen größer sind. Daher wird der Widerstand des Abgases, der durch zwangsweises Ändern der Strömungsrichtung erhöht würde, minimiert. The baffle plates 41 to 43 are curved in such a way that the angles of inclination in the exhaust gas opening 8 are greater in regions located further downstream. Therefore, the resistance of the exhaust gas, which would be increased by forcibly changing the flow direction, is minimized.

Da die Ablenkplatten 41 bis 43 gekrümmt sind, wird verhindert, dass sich die Abgasströmungsrichtung plötzlich ändert. Somit wird verhindert, dass die Abgasströmung entlang der Ablenkplatten 41 bis 43 verwirbelt, was verhindert, das Verwirbelungen eintreten. Dementsprechend strömt die Abgasströmung nicht aufgrund jeglicher durch Verwirbeln der Abgasströmung erzeugter Verwirbelungen zu dem Auslass 17 der Einspritzdüse 16. Since the baffles 41 to 43 are curved, the exhaust gas flow direction is prevented from suddenly changing. Thus, the exhaust gas flow is prevented from swirling along the baffles 41 to 43 , which prevents swirling from occurring. Accordingly, the exhaust gas flow does not flow to the outlet 17 of the injector 16 due to any swirls generated by swirling the exhaust gas flow.

Die Abdeckung 30 deckt im Wesentlichen den gesamten Abschnitt des in die Abgasöffnung 8 vorstehenden distalen Endes der Einspritzdüse 16 ab. Die Abdeckung 30 schirmt somit die Einspritzdüse 16 wirksam vor Wärme ab und verhindert, dass die Temperatur des distalen Endes der Einspritzdüse 16 übermäßig erwärmt wird. The cover 30 essentially covers the entire section of the distal end of the injection nozzle 16 projecting into the exhaust gas opening 8 . The cover 30 thus effectively shields the injector 16 from heat and prevents the temperature of the distal end of the injector 16 from being excessively heated.

Der Auslass 17 der Einspritzdüse 16 befindet sich an dem stromabwärts liegenden Abschnitt der Abgasöffnung 8 und spritzt Reduktionsmittel stromabwärts ein. Daher trifft stromabwärts strömendes Abgas den Auslass 17 nicht direkt. Somit wird verhindert, dass sich Ruß sammelt und dass sich Ablagerungen anhäufen. The outlet 17 of the injection nozzle 16 is located on the downstream section of the exhaust opening 8 and injects reducing agent downstream. Therefore, exhaust gas flowing downstream does not directly hit the outlet 17 . This prevents soot from accumulating and deposits from accumulating.

Dieses Ausführungsbeispiel bietet die folgenden Vorteile. This embodiment offers the following advantages.

Die Reduktionsmitteleinspeisung hat die Abdeckung 30, die den Abgasstrom in der Abgasöffnung 8 zu dem distalen Ende der Einspritzdüse 16, also weg von dem distalen Ende der Düse ablenkt. Daher wird verhindert, dass der Abgasstrom das distale Ende der Einspritzdüse 16, insbesondere den Auslass 17, trifft. Dementsprechend wird verhindert, dass sich Ablagerungen um den Auslass 17 der Einspritzdüse 16 herum anhäufen. The reducing agent feed has the cover 30 , which deflects the exhaust gas flow in the exhaust gas opening 8 to the distal end of the injection nozzle 16 , that is to say away from the distal end of the nozzle. The exhaust gas flow is therefore prevented from hitting the distal end of the injection nozzle 16 , in particular the outlet 17 . Accordingly, deposits are prevented from accumulating around the outlet 17 of the injector 16 .

Das in die Abgasöffnung 8 vorstehende distale Ende der Einspritzdüse 16 wird durch die Abdeckung 30 abgedeckt. Die Abdeckung 30 schirmt das distale Ende vor Abgasströmungen zu dem distalen Ende ab und schirmt das distale Ende vor Wärme ab. Als ein Ergebnis sammelt der vorstehende Abschnitt keinen Ruß und die Temperatur wird nicht übermäßig erhöht. Dies verhindert wirkungsvoll, dass sich Ablagerungen anhäufen. The distal end of the injection nozzle 16 protruding into the exhaust gas opening 8 is covered by the cover 30 . The cover 30 shields the distal end from exhaust gas flows to the distal end and shields the distal end from heat. As a result, the above portion does not collect soot and the temperature is not excessively raised. This effectively prevents deposits from accumulating.

Die Abdeckung 30 ist mit den Ablenkplatten 41 bis 43 versehen, die den Abgasstrom von dem Auslass 17 der Einspritzdüse 16 weg ablenken. Somit wird verhindert, dass Abgas den Auslass 17 trifft, wodurch verhindert wird, dass sich Ruß sammelt und sich Ablagerungen anhäufen. The cover 30 is provided with the baffle plates 41 to 43 which deflect the exhaust gas flow away from the outlet 17 of the injection nozzle 16 . Thus, exhaust gas is prevented from hitting outlet 17 , thereby preventing soot from accumulating and deposits.

Die Ablenkplatten 41 bis 43 sind so gekrümmt, dass die Neigungswinkel in weiter stromabwärts der Abgasöffnung 8 liegenden Bereichen größer sind. Dies verhindert, dass der Strom entlang der Ablenkplatten 41 bis 43 verwirbelt und unterdrückt durch diese Verwirbelungen erzeugte Wirbel. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass Abgas aufgrund eines Anstiegs in dem Abgaswiderstand und der Verwirbelungen in die Abdeckung 30 gelangt. The baffle plates 41 to 43 are curved in such a way that the angles of inclination are greater in regions located further downstream of the exhaust gas opening 8 . This prevents the flow from swirling along the baffles 41 to 43 and suppresses swirls generated by these swirls. As a result, exhaust gas is prevented from getting into the cover 30 due to an increase in the exhaust resistance and swirls.

Der Auslass 17 der Einspritzdüse 16 befindet sich an dem stromabwärts liegenden Abschnitt der Auslassöffnung 8 und spritzt Reduktionsmittel stromabwärts ein. Daher trifft Abgas, das in der Abgasöffnung 8 stromabwärts strömt, den Auslass 17 nicht direkt. Dadurch wird verhindert, dass sich Ruß sammelt und eine Anhäufung von Ablagerungen wird unterdrückt. The outlet 17 of the injection nozzle 16 is located at the downstream section of the outlet opening 8 and injects reducing agent downstream. Therefore, exhaust gas flowing downstream in the exhaust port 8 does not directly hit the outlet 17 . This prevents soot from accumulating and the build-up of deposits is suppressed.

Es sollte für den Fachmann offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen bestimmten Ausbildungen ausgeführt werden kann, ohne dabei von dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte verstanden werden, dass die Erfindung auf die folgenden Arten ausgeführt werden kann. It should be apparent to those skilled in the art that the present invention in many other particular forms can be carried out without departing from the scope of the invention departing. In particular, it should be understood that the Invention can be carried out in the following ways.

Das distale Ende der Einspritzdüse 16 muss nicht in die Abgasöffnung 8 vorstehen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann sich der Düsenauslass 17 innerhalb des Zylinderkopfs 2 befinden. The distal end of the injection nozzle 16 does not have to protrude into the exhaust opening 8 . As shown in FIG. 5, the nozzle outlet 17 can be located within the cylinder head 2 .

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann die untere Ablenkplatte 43 durch ein Element (Ablenkplatte 47) ersetzt werden, das einstückig mit dem Zylinderkopf 2 ausgebildet ist und eine äquivalente Funktion wie die Ablenkplatte 43 hat. As shown in FIG. 6, the lower baffle plate 43 can be replaced by an element (baffle plate 47 ) which is integrally formed with the cylinder head 2 and has an equivalent function as the baffle plate 43 .

Da die Ablenkplatte 47 mit dem Zylinderkopf 2, in dem die Einspritzdüse 16 vorgesehen ist, einstückig ausgebildet ist, entweicht die Wärme der Ablenkplatte 47 zu dem anderen Abschnitt des Zylinders. Somit wird verhindert, dass die Temperatur der Platte 47 übermäßig ansteigt und zudem wird die Wärmeabschirmleistung der Platte 47 verbessert. Since the baffle 47 is integrally formed with the cylinder head 2 in which the injector 16 is provided, the heat of the baffle 47 escapes to the other portion of the cylinder. Thus, the temperature of the plate 47 is prevented from rising excessively, and the heat shielding performance of the plate 47 is also improved.

Um einen übermäßigen Abgaswiderstand zu verhindern, während verhindert wird, dass Abgas den Auslass 17 erreicht und um die Wärmeabschirmleitung beizubehalten, ist die Länge der Ablenkplatte 47 bevorzugterweise gleich oder kleiner als 5 mm und liegt zwischen einem Zehntel der Länge Lc einer Öffnung 2a und einer Hälfte der Länge Lc. In order to prevent an excessive exhaust resistance, while preventing that exhaust gas reaches the outlet 17 and the Wärmeabschirmleitung maintain the length of the baffle 47 is preferably mm equal to or less than 5, and is between one tenth of the length Lc of an opening 2 a and a Half the length Lc.

Die Anzahl der Ablenkplatten ist nicht auf drei begrenzt. Solange eine oder mehrere Ablenkplatten vorgesehen sind, kann lediglich die untere Ablenkplatte 43 vorgesehen sein. The number of baffles is not limited to three. As long as one or more baffle plates are provided, only the lower baffle plate 43 can be provided.

Die Einspritzdüse 16 kann in dem Abgaskrümmer 20 vorgesehen sein. The injector 16 may be provided in the exhaust manifold 20 .

Das Reduktionsmittel muss nicht zum Antreiben der Kraftmaschine 1 verwendeter Kraftstoff sein. Es kann jedes Material mit Reduktionswirkung verwendet werden. Beispiele dafür sind Harnstoff, Ammoniumkomponenten, Cyansäure, Dimethylether und Methylether. The reducing agent need not be fuel used to drive the engine 1 . Any material with a reducing effect can be used. Examples include urea, ammonium components, cyanic acid, dimethyl ether and methyl ether.

Die vorliegende Erfindung kann auf eine in anderen Kraftmaschinenarten, wie z. B. einem Magerverbrennungsottomotor, verwendete Reduktionsmitteleinspeisung angewandt werden. The present invention can be applied to one another Types of engine such. B. a lean-burn gasoline engine, used reducing agent feed are used.

Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht als beschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs und der Äquivalenz der beiliegenden Ansprüche modifiziert werden. Therefore, the present examples and embodiments are to be regarded as illustrative and not restrictive and the invention is not based on the details given herein limited but can be within the range and the Equivalence of the appended claims can be modified.

Eine Reduktionsmitteleinspeisung hat eine in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine, die mit einem Katalysator für NO_x versehen ist, angeordnete Einspritzdüse. Die Einspritzdüse hat einen Auslass an dem distalen Ende. Die Einspritzdüse spritzt Reduktionsmittel durch den Auslass in einen Durchlass des Abgassystems ein, wodurch Reduktionsmittel zu dem Katalysator zugeführt wird. Ein Ablenkelement lenkt den zu dem distalen Ende der Einspritzdüse strömenden Abgasstrom in dem Abgasdurchlass von dem distalen Ende ab. A reducing agent feed has an injection nozzle arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, which is provided with a catalyst for NO _x . The injector has an outlet at the distal end. The injector injects reductant through the outlet into a passage of the exhaust system, thereby supplying reductant to the catalyst. A baffle deflects the exhaust gas flow flowing to the distal end of the injector in the exhaust passage from the distal end.

Claims

1. Reduktionsmitteleinspeisung mit einer Einspritzdüse, die sich in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator für NO_x befindet, wobei die Einspritzdüse einen Auslass an dem distalen Ende hat und Reduktionsmittel durch den Auslass in einen Abgasdurchlass einspritzt, wodurch Reduktionsmittel zu dem Katalysator zugeführt wird, wobei die Reduktionsmitteleinspeisung gekennzeichnet ist durch:
ein Ablenkelement, das den zu dem distalen Ende der Einspritzdüse strömenden Abgasstrom in dem Abgasdurchlass von dem distalen Ende ablenkt. 1. Reductant feed with an injector located in an exhaust system of an internal combustion engine with a catalyst for NO _x , the injector having an outlet at the distal end and injecting reductant through the outlet into an exhaust passage, thereby supplying reductant to the catalyst. the reducing agent feed is characterized by:
a baffle that deflects the flow of exhaust gas flowing to the distal end of the injector in the exhaust passage from the distal end.

2. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende der Einspritzdüse einen in den Abgasdurchlass des Abgassystems vorstehenden Abschnitt hat, wobei sich das Ablenkelement stromaufwärts des vorstehenden Abschnitts befindet und eine Abschirmung hat, die den vorstehenden Abschnitt gegen den zu dem vorstehenden Abschnitt strömenden Abgasstrom abschirmt. 2. Reducing agent feed according to claim 1, characterized characterized in that the distal end of the injector has an in has the exhaust passage of the exhaust system protruding section, wherein the deflector upstream of the above Section and has a shield that the previous section against the previous section shielding flowing exhaust gas flow.

3. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement einen sich in dem Abgasdurchlass befindenden geneigten Abschnitt hat, wobei der geneigte Abschnitt bei einem vorbestimmten Winkel relativ zu der Richtung des Abgasstroms in dem Abgasdurchlass geneigt ist, wodurch der Abgasstrom von dem Einspritzdüsenauslass weg abgelenkt wird. 3. Reducing agent feed according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the deflecting element is located in the Exhaust passage has inclined portion, the inclined portion at a predetermined angle relative to that Direction of the exhaust gas flow is inclined in the exhaust passage, whereby the exhaust gas flow away from the injector outlet is distracted.

4. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Abschnitt relativ zu einer Richtung, entlang welcher Reduktionsmittel eingespritzt wird, mit einem Winkel in einem Bereich von 0° bis 90° geneigt ist. 4. reducing agent feed according to claim 3, characterized characterized in that the inclined portion relative to one Direction along which reducing agent is injected, is inclined at an angle in a range from 0 ° to 90 °.

5. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Abschnitt relativ zu einer Richtung, entlang welcher Reduktionsmittel eingespritzt wird, mit einem Winkel in einem Bereich von 0° bis 60° geneigt ist. 5. reducing agent feed according to claim 3, characterized characterized in that the inclined portion relative to one Direction along which reducing agent is injected, is inclined at an angle in a range from 0 ° to 60 °.

6. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Abschnitt so gekrümmt ist, dass der Neigungswinkel zu dem stromabwärts liegenden Ende in dem Abgasdurchlass ansteigt. 6. reducing agent feed according to claim 3, characterized characterized in that the inclined portion is curved so that the angle of inclination to the downstream end in the exhaust passage increases.

7. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement zumindest einen Teil des distalen Endes der Einspritzdüse abdeckt. 7. reducing agent feed according to one of claims 1 to 6, characterized in that the deflecting element at least covers part of the distal end of the injector.

8. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzdüsenauslass stromabwärts in dem Abgasdurchlass ausgerichtet ist und Reduktionsmittel stromabwärts einspritzt. 8. Reducing agent feed according to one of claims 1 to 7, characterized in that the injector outlet is aligned downstream in the exhaust passage and Injecting agent injected downstream.

9. Reduktionsmitteleinspeisung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement einstückig mit dem Abgassystem ausgebildet ist. 9. reducing agent feed according to one of claims 1 to 8, characterized in that the deflecting element in one piece with the exhaust system is formed.