DE112017007440T5

DE112017007440T5 - Dosiermodul zur Verwendung in Nachbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE112017007440T5
Application number: DE112017007440.1T
Authority: DE
Inventors: Ralf Rohrmüller; Thomas Kreser; Christian Geiss; Jonas Hofmann; Jakob Stang; Friedrich Johann Zapf; Harald Breitenbach
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2020-02-27
Also published as: CN112983605A; CN110546355B; US20210131327A1; GB2576438A; CN112983605B; CN110546355A; GB2576438B; BR112019021375A2; GB201914700D0; WO2018190843A1

Abstract

Ein Nachbehandlungssystem schließt einen Einlassabgasabschnitt, einen Auslassabgasabschnitt, eine erste Nachbehandlungskomponente, ein erstes Dosiermodul und ein zweites Dosiermodul ein. Der Einlassabgasabschnitt empfängt Abgas. Der Auslassabgasabschnitt ist in Fluidverbindung mit dem Einlassabgasabschnitt. Die erste Nachbehandlungskomponente empfängt das Abgas aus dem Einlassabgasabschnitt, behandelt das Abgas und leitet das Abgas an den Auslassabgasabschnitt weiter. Das erste Dosiermodul ist entlang des Einlassabgasabschnitts positioniert. Das erste Dosiermodul ist so strukturiert, dass es dem Abgas selektiv Reduktionsmittel beimengt. Das zweite Dosiermodul ist entlang des Auslassabgasabschnitts positioniert. Das zweite Dosiermodul ist so strukturiert, dass es dem Abgas Reduktionsmittel beimengt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Dosiermodulen zur Verwendung in Nachbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
Bei Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise Dieselmotoren, können Stickoxid-Verbindungen (NO_x-Verbindungen) im Abgas abgegeben werden. Zum Reduzieren von NO_x-Emissionen kann ein selektives katalytisches Reduktionsverfahren (engl. selective catalytic reduction, SCR) eingesetzt werden, um die NO_x-Verbindungen in neutrale Verbindungen wie zweiatomigen Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid mit Hilfe eines Katalysators und eines Reduktionsmittels umzuwandeln. Der Katalysator kann in einer Katalysatorkammer eines Abgassystems, wie beispielsweise dem eines Fahrzeugs oder einer Energieerzeugungseinheit, eingeschlossen sein. Ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise wasserfreies Ammoniak, wässriges Ammoniak, Dieselabgasfluid (DEF) oder wässriger Harnstoff, wird üblicherweise vor der Katalysatorkammer in den Abgasstrom eingebracht. Um das Reduktionsmittel für den SCR-Prozess in den Abgasstrom einzubringen, kann ein SCR-System das Reduktionsmittel durch ein Dosiermodul, welches das Reduktionsmittel in ein Abgasrohr des Abgassystems verdampft oder sprüht, dosieren oder anderweitig einbringen. Das SCR-System kann einen oder mehrere Sensoren einschließen, um die Bedingungen innerhalb des Abgassystems zu überwachen.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform schließt ein Nachbehandlungssystem einen Einlassabgasabschnitt, einen Auslassabgasabschnitt, eine erste Nachbehandlungskomponente, ein erstes Dosiermodul und ein zweites Dosiermodul ein. Der Einlassabgasabschnitt empfängt Abgas. Der Auslassabgasabschnitt ist in Fluidverbindung mit dem Einlassabgasabschnitt. Die erste Nachbehandlungskomponente empfängt das Abgas aus dem Einlassabgasabschnitt, behandelt das Abgas und leitet das Abgas an den Auslassabgasabschnitt weiter. Das erste Dosiermodul ist entlang des Einlassabgasabschnitts positioniert. Das erste Dosiermodul ist so strukturiert, dass es dem Abgas selektiv Reduktionsmittel beimengt. Das zweite Dosiermodul ist entlang des Auslassabgasabschnitts positioniert. Das zweite Dosiermodul ist so strukturiert, dass es dem Abgas Reduktionsmittel beimengt.
In einer weiteren Ausführungsform schließt ein Dosiermodul für ein Nachbehandlungssystem ein Gehäuse, eine Dosierpatrone, eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung und eine Abdeckung ein. Das Gehäuse ist an einer Struktur befestigt. Die Dosierpatrone wird in das Gehäuse eingesetzt. Die Dosierpatrone schließt eine Nadelanordnung ein. Die Einlassöffnung wird in das Gehäuse eingesetzt. Die Einlassöffnung empfängt Reduktionsmittel und leitet das Reduktionsmittel an die Dosierpatrone weiter. Die Auslassöffnung wird in das Gehäuse eingesetzt. Die Auslassöffnung empfängt das Reduktionsmittel von der Dosierpatrone und leitet das Reduktionsmittel von dem Dosiermodul weiter. Die Abdeckung ist mit dem Gehäuse gekoppelt. Die Abdeckung deckt die Dosierpatrone ab. Die Dosierpatrone und das Gehäuse sind so strukturiert, dass das Reduktionsmittel in der Lage ist, in einem Zwischenraum zwischen der Dosierpatrone und dem Gehäuse zu fließen. Das Dosiermodul wird zwischen einem Betriebsmodus und einem Nichtbetriebsmodus gesteuert. Das Dosiermodul bewirkt im Betriebsmodus selektiv, dass die Nadelanordnung Reduktionsmittel aus dem Dosiermodul dosiert.
In noch einer anderen Ausführungsform schließt ein Nachbehandlungssystem einen Einlassabgasabschnitt, einen Auslassabgasabschnitt, eine erste Nachbehandlungskomponente und ein erstes Dosiermodul ein. Der Einlassabgasabschnitt empfängt Abgas. Der Auslassabgasabschnitt ist in Fluidverbindung mit dem Einlassabgasabschnitt. Die erste Nachbehandlungskomponente empfängt das Abgas aus dem Einlassabgasabschnitt, behandelt das Abgas und leitet das Abgas an den Auslassabgasabschnitt weiter. Das erste Dosiermodul ist entlang des Einlassabgasabschnitts positioniert. Das erste Dosiermodul ist so strukturiert, dass es dem Abgas selektiv Reduktionsmittel beimengt. Das ersten Dosiermodul schließt ein Gehäuse, eine Dosierpatrone, eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung ein. Das Gehäuse ist an einer Struktur befestigt. Die Dosierpatrone wird in das Gehäuse eingesetzt. Die Dosierpatrone schließt eine Nadelanordnung ein. Die Einlassöffnung wird in das Gehäuse eingesetzt. Die Einlassöffnung empfängt Reduktionsmittel und leitet das Reduktionsmittel an die Dosierpatrone weiter. Die Auslassöffnung wird in das Gehäuse eingesetzt. Die Auslassöffnung empfängt das Reduktionsmittel von der Dosierpatrone und leitet das Reduktionsmittel von dem ersten Dosiermodul weiter. Die Dosierpatrone und das Gehäuse sind so strukturiert, dass Reduktionsmittel in der Lage ist, in einem Zwischenraum zwischen der Dosierpatrone und dem Gehäuse zu fließen. Das erste Dosiermodul ist modular aufgebaut, sodass die Dosierpatrone getrennt vom Gehäuse gegen eine zweite Dosierpatrone austauschbar ist.
Figurenliste
Die Details einer oder mehrerer Implementierungen werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche ersichtlich, für die gilt:

1 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften selektiven katalytischen Reduktionssystems mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem für ein Abgassystem;
2 ist ein schematisches Blockschaltbild eines beispielhaften Nachbehandlungssystems mit einem beispielhaften Hilfsdosierer;
3 ist ein hydraulisches Blockschaltbild eines beispielhaften Nachbehandlungssystems mit einem beispielhaften Hilfsdosierer;
4 ist ein weiteres hydraulisches Blockdiagramm eines beispielhaften Nachbehandlungssystems mit einem beispielhaften Hilfsdosierer;
5 ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Hilfsdosierers;
6 ist eine Querschnittsansicht eines Ausdehnungselements zur Verwendung in einem beispielhaften Hilfsdosierer;
7 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausdehnungselements zu Verwendung in einem beispielhaften Hilfsdosierer;
8 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren beispielhaften Hilfsdosierers;
9 ist eine Querschnittsansicht noch eines weiteren beispielhaften Hilfsdosierers; und
10 ist eine Querschnittsansicht noch eines weiteren beispielhaften Hilfsdosierers.

Es ist anzumerken, dass es sich bei manchen oder allen der Figuren um schematische Darstellungen zu Zwecken der Veranschaulichung handelt. Die Figuren werden zum Zweck der Veranschaulichung einer oder mehrerer Implementierungen mit dem expliziten Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht verwendet werden, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu beschränken.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es folgen detailliertere Beschreibungen verschiedener Konzepte im Zusammenhang mit und Implementierungen von Verfahren, Vorrichtungen und Systemen zum Dosieren von Abgasen unter Verwendung eines Dosierers, der einer Nachbehandlungskomponente innerhalb eines Nachbehandlungssystems vorgelagert ist. Die verschiedenen, vorstehend vorgestellten und nachstehend ausführlich beschriebenen Konzepte können auf eine von zahlreichen Weisen implementiert werden, da die beschriebenen Konzepte nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Implementierung beschränkt sind. Beispiele für spezielle Implementierungen und Anwendungen werden hauptsächlich zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt.
Übersicht
Verbrennungsmotoren (z. B. Dieselverbrennungsmotoren usw.) erzeugen Abgase, die häufig durch einen Dosierer in einem Nachbehandlungssystem behandelt werden. Herkömmliche Dosierer befinden sich an einer nachgelagerten Stelle (z. B. einer Nachbehandlungskomponente nachgelagert usw.) innerhalb des Nachbehandlungssystems, sodass die Dosierer mit einem Abgas mit relativ niedriger Temperatur versorgt werden.
Es ist wünschenswert, das Abgas bei höheren Temperaturen zu dosieren, als dies derzeit mit herkömmlichen Dosierern möglich ist. Durch die Dosierung des Abgases bei höheren Temperaturen kann ein wünschenswerterer Betrieb des Verbrennungsmotors erreicht werden. So können beispielsweise niedrigere Emissionen unerwünschter Verbindungen (z. B. NO_x, usw.) durch den Verbrennungsmotor durch die Dosierung des Abgases bei relativ höheren Temperaturen erreicht werden. Ferner kann die Dosierung des Abgases bei höheren Temperaturen es einem Dosierer ermöglichen, weniger Fluid (z. B. Reduktionsmittel usw.) zu verwenden als herkömmliche Dosierer.
Die hierin beschriebenen Implementierungen beziehen sich auf einen Dosierer, der in der Lage ist, Abgas bei höheren Temperaturen zu dosieren, als dies derzeit mit herkömmlichen Dosierern möglich ist. Zum Beispiel beziehen sich die hierin beschriebenen Implementierungen auf einen Dosierer, der an einer Stelle in einem Abgassystem eingebaut ist, die verschiedenen Komponenten der Nachbehandlung vorgelagert ist. Einige der hierin beschriebenen Implementierungen beziehen sich auf ein Multi-Dosiersystem, das zwei Dosierer einschließt, wobei ein Dosierer in der Lage ist, das Abgas bei relativ höheren Temperaturen zu dosieren und der andere Dosierer so strukturiert ist, dass er das Abgas bei relativ niedrigeren Temperaturen dosiert. Die hierin beschriebenen Implementierungen können die Dosierung nach dem Turbolader ermöglichen, was mit herkömmlichen Dosierern derzeit nicht möglich ist. Auf diese Weise kann ein Abgassystem in der Lage sein, höheren Temperaturen standzuhalten. Diese höheren Temperaturen können in verschiedenen Anwendungen, z. B. im Offroad-Bereich, auftreten.
In einigen hierin beschriebenen Implementierungen ist der Dosierer modular aufgebaut und ermöglicht die selektive Aufrüstung, den Austausch und/oder die Wartung von Komponenten (z. B. Dosierpatrone, Gehäuse, Filter usw.) darin. Der modulare Aufbau des Dosierers in diesen Implementierungen ermöglicht den Fluidstrom um die Dosierpatrone herum, wodurch eine verbesserte Kühlung der Dosierpatrone und eine Wärmeübertragung an die Dosierpatrone gewährleistet wird. Ferner kann der modulare Aufbau des Dosierers in diesen Implementierungen die Übertragung von Vibrationen und anderen Geräuschen auf die Dosierpatrone begünstigen.
Überblick über das Nachbehandlungssystem
1 stellt ein Nachbehandlungssystem 100 dar, das ein beispielhaftes Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 für ein Abgassystem 190 aufweist. Das Nachbehandlungssystem 100 umfasst einen Partikelfilter, zum Beispiel einen Dieselpartikelfilter (DPF) 102, das Reduktionsmittelzufuhrsystem 110, eine Zersetzungskammer 104 (z. B. Reaktor, Reaktorrohr usw.), einen SCR-Katalysator 106 und einen Sensor 150.
Der DPF 102 ist dazu konfiguriert, Feinstaub, beispielsweise Ruß, aus in dem Abgassystem 190 strömendem Abgas zu entfernen. Der DPF 102 schließt einen Einlass ein, durch den das Abgas eintritt, und einen Auslass, durch den das Abgas austritt, nachdem Feinstaub im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert wurde und/oder Feinstaub in Kohlendioxid umgewandelt wurde. Bei einigen Implementierungen kann der DPF 102 weggelassen werden.
Die Zersetzungskammer 104 ist dazu konfiguriert, ein Reduktionsmittel wie beispielsweise Harnstoff oder Dieselabgasfluid (AdBlue) in Ammoniak umzuwandeln. Die Zersetzungskammer 104 schließt ein Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 mit einer Dosiereinrichtung oder einem Dosiermodul 112 ein, das dazu konfiguriert ist, das Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren (beispielsweise durch einen Einspritzer, wie etwa den nachstehend beschriebenen Einspritzer). Bei einigen Implementierungen wird das Reduktionsmittel dem SCR-Katalysator 106 vorgelagert eingespritzt. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Prozesse der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb des Abgassystems 190 zu bilden. Die Zersetzungskammer 104 schließt einen Einlass ein, der in Fluidverbindung mit dem DPF 102 steht, um das Abgas aufzunehmen, das NO_x-Emissionen enthält, sowie einen Auslass, durch den Abgas, NO_x-Emissionen, Ammoniak und/oder Reduktionsmittel zum SCR-Katalysator 106 strömen.
Die Zersetzungskammer 104 schließt das an der Zersetzungskammer 104 angebrachte Dosiermodul 112 ein, sodass das Dosiermodul 112 das Reduktionsmittel in die Abgase dosieren kann, die in das Abgassystem 190 strömen. Das Dosiermodul 112 kann einen Isolator 114 einschließen, der zwischen einem Abschnitt des Dosiermoduls 112 und dem Abschnitt der Zersetzungskammer 104, an dem das Dosiermodul 112 montiert ist, angeordnet ist. Das Dosiermodul 112 ist fluidisch mit einer oder mehreren Reduktionsmittelquellen 116 gekoppelt. Die Reduktionsmittelquelle 116 kann mehrere Reduktionsmittelquellen 116 enthalten. Bei einigen Implementierungen kann eine Pumpe 118 verwendet werden, um die Reduktionsmittelquelle 116 für die Zufuhr zum Dosiermodul 112 mit Druck zu beaufschlagen. In einigen Ausführungsformen wird die Pumpe 118 druckgesteuert (z. B. gesteuert, um einen Solldruck usw. zu erhalten). Die Reduktionsmittelquelle 116 kann beispielsweise ein Dieselabgasfluidtank sein, der Adblue® enthält.
Das Dosiermodul 112 und die Pumpe 118 sind ebenfalls elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuerung 120 gekoppelt. Die Steuerung 120 ist dazu konfiguriert, das Dosiermodul 112 zu steuern, um Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Die Steuerung 120 kann auch zum Steuern der Pumpe 118 konfiguriert sein.
Die Steuerung 120 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (Field-Programmable Gate Array, FPGA) usw. oder Kombinationen davon einschließen. Die Steuerung 120 kann einen Speicher einschließen, der unter anderem eine elektronische, optische, magnetische oder eine andere Datenspeicher- oder Übermittlungsvorrichtung einschließt, die in der Lage ist, einem Prozessor, einer ASIC, einer FPGA usw. Programmanweisungen bereitzustellen. Der Speicher kann einen Speicherchip, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read only memory, EPROM), einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher einschließen, aus dem die Steuerung 120 Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können einen Code aus einer beliebigen geeigneten Programmiersprache einschließen.
Der SCR-Katalysator 106 ist dazu konfiguriert, zur Verringerung von NO_x-Emissionen beizutragen, indem ein NO_x-Reduktionsprozess zwischen dem Ammoniak und dem NO_x des Abgases in zweiatomigen Stickstoff, Wasser und/oder Kohlendioxid beschleunigt wird. Der SCR-Katalysator 106 schließt einen Einlass in Fluidverbindung mit der Zersetzungskammer 104, aus dem Abgas und Reduktionsmittel aufgenommen werden, sowie einen Auslass in Fluidverbindung mit einem Ende des Abgassystems 190 ein.
Das Abgassystem 190 kann ferner einen Oxidationskatalysator (z. B. einen Dieseloxidationskatalysator, (DOC)) in Fluidverbindung mit dem Abgassystem 190 einschließen (z. B. dem SCR-Katalysator 106 nachgelagert oder dem DPF 102 vorgelagert), um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas zu oxidieren.
Bei manchen Implementierungen kann der DPF 102 der Zersetzungskammer 104 nachgeschaltet sein. Beispielsweise können der DPF 102 und der SCR-Katalysator 106 in einer einzigen Einheit kombiniert sein. In einigen Implementierungen kann das Dosiermodul 112 stattdessen einem Turbolader nachgelagert oder einem Turbolader vorgelagert positioniert sein.
Der Sensor 150 kann mit dem Abgassystem 190 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgases, das durch das Abgassystem 190 strömt, zu erkennen. In einigen Implementierungen kann der Sensor 150 einen Abschnitt aufweisen, der im Abgassystem 190 angeordnet ist; zum Beispiel kann sich eine Spitze des Sensors 150 in einen Abschnitt des Abgassystems 190 erstrecken. Bei anderen Implementierungen kann der Sensor 150 Abgas durch eine andere Leitung empfangen, wie beispielsweise durch ein oder mehrere Probenrohre, die sich aus dem Abgassystem 190 erstrecken. Während der Sensor 150 so dargestellt ist, dass er dem SCR-Katalysator 106 nachgelagert ist, versteht es sich, dass der Sensor 150 an jeder anderen Position des Abgassystems 190, einschließlich dem DPF 102 vorgelagert, innerhalb des DPF 102, zwischen dem DPF 102 und der Zersetzungskammer 104, innerhalb der Zersetzungskammer 104, zwischen der Zersetzungskammer 104 und dem SCR-Katalysator 106, innerhalb des SCR-Katalysators 106 oder dem SCR-Katalysator 106 nachgelagert positioniert sein kann. Zusätzlich können zwei oder mehr Sensoren 150 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf oder sechs Sensoren 150, wobei jeder Sensor 150 an einer der vorher erwähnten Positionen des Abgassystems 190 angeordnet ist.
Beispiel für ein Nachbehandlungssystem mit einem Hilfsdosiermodul
2 stellt ein Nachbehandlungssystem 200 dar, das ein Dosiermodul 202 und ein (zweites) Hilfsdosiermodul 204 einschließt. Das Dosiermodul 202 kann als das zuvor beschriebene Dosiermodul 112 fungieren. Vor dem Eintreten in das Hilfsdosiermoduls 204 kann der Fluidstrom durch ein Ventil (z. B. ein Drosselventil usw.), eine Öffnung oder eine andere ähnliche Struktur geregelt werden. Alternativ wird der Fluidstrom durch eine Komponente des Nachbehandlungssystems 100 gesteuert, die dem Hilfsdosiermodul 204 nachgelagert ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das Hilfsdosiermodul 204 so konfiguriert, dass es bei relativ hohen Temperaturen (z. B. einhundertundsechzig Grad Celsius, zweihundert Grad Celsius usw.) ohne den Einsatz eines zusätzlichen aktiven Kühlsystems arbeitet, wie es bei herkömmlichen Dosiermodulen, die ähnlichen Temperaturen ausgesetzt sind, erforderlich ist. Die Kühlung des Hilfsdosiermoduls 204 erfolgt durch die Rückführung von Fluid (z. B. permanente Rückführung, konstante Rückführung usw.) innerhalb des Hilfsdosiermoduls 204.
Das Nachbehandlungssystem 200 beinhaltet das Abgassystem 190, das einen Einlassabgasabschnitt 206, einen Verbindungsabgasabschnitt 208, der in Fluidverbindung mit dem Einlassabgasabschnitt 206 steht, und einen Auslassabgasabschnitt 210, der in Fluidverbindung mit dem Verbindungsabgasabschnitt 208 steht. Der Einlassabgasabschnitt 206 nimmt Abgas von einem Verbrennungsmotor auf (z. B. über einen Abgaskrümmer usw.). In verschiedenen Ausführungsformen empfängt das Hilfsdosiermodul 204 das Abgas direkt von einem Turbolader über den Einlassabgasabschnitt 206. Auf diese Weise erhält das Hilfsdosiermodul 204 ein Abgas, das eine relativ hohe Temperatur aufweist. Der Auslassabgasabschnitt 210 leitet das Abgas des Verbrennungsmotors nachgelagert weiter, wie beispielsweise an ein Abgasendrohr, einen Schalldämpfer oder eine andere ähnliche Struktur.
Das Nachbehandlungssystem 200 schließt auch eine erste Nachbehandlungskomponente 212 und eine zweite Nachbehandlungskomponente 214 ein. Die erste Nachbehandlungskomponente 212 ist zwischen dem ersten Einlassabgasabschnitt 206 und dem Verbindungsabgasabschnitt 208 angeordnet. Ebenso ist die zweite Nachbehandlungskomponente 214 zwischen dem Verbindungsabgasabschnitt 208 und dem Auslassabgasabschnitt 210 angeordnet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die erste Nachbehandlungskomponente 212 und die zweite Nachbehandlungskomponente 214 konfiguriert, um das vom Verbrennungsmotor empfangene Abgas gemeinsam so zu behandeln, dass die vom Abgassystem 190 erzeugten Emissionen wünschenswerter sind. So können beispielsweise die erste Nachbehandlungskomponente 212 und die zweite Nachbehandlungskomponente 214 den NOx-Gehalt im Abgas reduzieren. Auf diese Weise kann ein System (z. B. ein Fahrzeug, ein Generator, ein Seeschiff usw.), das einen Verbrennungsmotor mit dem Nachbehandlungssystem 200 verwendet, wünschenswerter sein als ähnliche Systeme ohne das Nachbehandlungssystem 200.
Wie in 2 dargestellt, ist das Dosiermodul 202 entlang der Verbindungsabgasleitung 208 und das Hilfsdosiermodul 204 entlang des Einlassabgasabschnitts 206 angeordnet. Jedes der Dosiermodule 202 und das Hilfsdosiermodul 204 sind konfiguriert, um das Abgas selektiv zu dosieren (z. B. zu behandeln usw.). Beim Dosieren des Abgases arbeiten das Dosiermodul 202 und das Hilfsdosiermodul 204 mit der ersten Nachbehandlungskomponente 212 und der zweiten Nachbehandlungskomponente 214 zusammen, um das Abgas wie zuvor beschrieben zu behandeln. Das Hilfsdosiermodul 204 dosiert eine Fluidmenge in das Abgassystem 190. So kann beispielsweise das Hilfsdosiermodul 204 eine Fluidmenge dosieren, die durch Druck, Düsentyp und Ventilöffnungszeit geregelt wird. Das Hilfsdosiermodul 204 kann als Einzeldosierer (z. B. ohne das Dosiermodul 202 usw.) oder in einer Multi-Dosierer-Konfiguration (z. B. mit dem Dosiermodul 202, mit dem Dosiermodul 202 und einem dritten Dosierer, usw.) eingesetzt werden.
Das Dosiermodul 202 und das Hilfsdosiermodul 204 stehen in Fluidverbindung mit einem Fluidkreislauf 216. Der Fluidkreislauf 216 schließt die Reduktionsmittelquelle 116 ein, wie zuvor beschrieben. Der Fluidkreislauf 216 schließt auch einen ersten Abschnitt 218, der die Reduktionsmittelquelle 116 und das Dosiermodul 202 durch einen Auslass 219 des Dosiermoduls 202 fluidisch verbindet, ein. Der Fluidkreislauf 216 schließt ferner einen zweiten Abschnitt 220, der einen Einlass 222 des Dosiermoduls 202 mit einem einen Auslass 224 des Hilfsdosiermoduls 204 fluidisch verbindet, ein. Der Fluidkreislauf 216 schließt ferner einen dritten Abschnitt 226, der einen Einlass 228 des Hilfsdosiermoduls 204 mit einem einen Auslass 230 einer Versorgungseinheit 232 fluidisch verbindet, ein. Der Fluidkreislauf 216 schließt ferner einen vierten Abschnitt 234, der einen Einlass 236 der Versorgungseinheit 232 mit der Reduktionsmittelquelle 116 fluidisch verbindet, ein.
Die Versorgungseinheit 232 dient dazu, Reduktionsmittel aus der Reduktionsmittelquelle 116 zu ziehen und das Reduktionsmittel dem Dosiermodul 202 und dem Hilfsdosiermodul 204 durch den Fluidkreislauf 216 beizumischen. In einer Ausführungsform ist die Versorgungseinheit 232 so konfiguriert, dass das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelquelle 116 durch den vierten Abschnitt 234 in den Einlass 236 der Versorgungseinheit 232, aus dem Auslass 230 der Versorgungseinheit 232 durch den dritten Abschnitt 226, in den Einlass 228 des Hilfsdosiermoduls 204, aus dem Auslass 224 des Hilfsdosiermoduls 204, durch den zweiten Abschnitt 220, in den Einlass 222 des Dosiermoduls 202, aus dem Auslass 219 des Dosiermoduls 202, durch den ersten Abschnitt 218 und in die Reduktionsmittelquelle 116 bereitgestellt wird. In einer alternativen Ausführungsform ist die Versorgungseinheit 232 so konfiguriert, dass das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelquelle 116 über den ersten Abschnitt 218 in den Auslass 219 des Dosiermoduls 202, aus dem Einlass 222 des Dosiermoduls 202 durch den zweiten Abschnitt 220, in den Auslass 224 des Hilfsdosiermoduls 204, aus dem Einlass 228 des Hilfsdosiermoduls 204, durch den dritten Abschnitt 226, in den Auslass 230 der Versorgungseinheit 232, aus dem Einlass 236 der Versorgungseinheit 232, in den vierten Abschnitt 234 und in die Reduktionsmittelquelle 116 bereitgestellt wird. In dieser alternativen Ausführungsform kann der Begriff „Auslass“ durch den Begriff „Einlass“ ausgetauscht werden und umgekehrt.
Die erste Nachbehandlungskomponente 212 kann in eine Anzahl von Abschnitten 238a-238e und die zweite Nachbehandlungskomponente 214 kann in eine Anzahl von Abschnitten 240a-240d unterteilt werden. In einigen Ausführungsformen können eine oder beide der ersten Nachbehandlungskomponente 212 und der zweiten Nachbehandlungskomponente 214 mehr oder weniger Abschnitte beinhalten. Der Abschnitt 238a ist ein Einlass der ersten Nachbehandlungskomponente 212, und der Abschnitt 238e ist ein Auslass der ersten Nachbehandlungskomponente 212. Gleichermaßen ist der erste Abschnitt 240a ein Einlass der zweiten Nachbehandlungskomponente 214, und der vierte Abschnitt 240d ist ein Auslass der zweiten Nachbehandlungskomponente 214. Jeder der Abschnitte 238a-238e der ersten Nachbehandlungskomponente 212 und jeder der Abschnitte 240a-240d der zweiten Nachbehandlungskomponente 214 kann verschiedene Komponenten und Vorrichtungen zur Unterstützung der Behandlung des Abgases einschließen. In verschiedenen Anwendungen kann jeder der Abschnitte 238a-238e und 240a-240d ein SCR, einen DOC, ein DPF (z. B. den DPF 102 usw.), einen Schlupfkatalysator (z. B. einen Ammoniak-Schlupfkatalysator usw.) und andere ähnliche Komponenten einschließen. In einer beispielhaften Ausführungsform schließt der zweite Abschnitt 238b einen SCR ein, der dritte Abschnitt 238c schließt einen DOC, der vierte Abschnitt 238d schließt einen DPF ein, der zweite Abschnitt 240b schließt einen SCR und der dritte Abschnitt 240c schließt einen Schlupfkatalysator ein.
Wie in 2 gezeigt, schließt das Nachbehandlungssystem 200 auch eine Motorsteuereinheit 242 ein. Die Motorsteuereinheit 242 ist elektronisch mit dem Dosiermodul 202, dem Hilfsdosiermodul 204 und der Versorgungseinheit 232 über ein Kommunikationsnetzwerk 244 kommunizierbar. Das Kommunikationsnetzwerk 244 ermöglicht die Übertragung von Signalen zwischen der Motorsteuereinheit 242, dem Dosiermodul 202, dem Hilfsdosiermodul 204 und der Versorgungseinheit 232. So kann beispielsweise die Motorsteuereinheit 242 ein Signal an das Dosiermodul 202 und das Hilfsdosiermodul 204 senden, das das Dosiermodul 202 und/oder das Hilfsdosiermodul 204 veranlasst, das Abgas zu dosieren. Die Signale, die von der Motorsteuereinheit übertragen werden, können beispielsweise eine Dosiermenge, eine Dosierdauer, einen Pumpbefehl (z. B. an die Versorgungseinheit 232 usw.) und andere ähnliche Befehle einschließen.
In einigen Ausführungsformen schließt das Nachbehandlungssystem 200 auch eine Parametereinheit 246, die elektronisch mit dem Kommunikationsnetzwerk 244 kommunizierbar ist, ein. Die Parametereinheit 246 kann Informationen (z. B. gespeicherte Parameter, erfasste Parameter usw.) an die Motorsteuereinheit 242 liefern. So kann beispielsweise die Parametereinheit 246 elektronisch mit verschiedenen Sensoren (z. B. dem Sensor 150 usw.) kommunizierbar sein, sodass die Parametereinheit 246 Informationen von verschiedenen Komponenten innerhalb des Nachbehandlungssystems 200 empfängt. In einigen Anwendungen empfängt die Parametereinheit 246 ein Niveau (z. B. Menge, Prozentsatz der maximalen Kapazität usw.) an Reduktionsmittel innerhalb der Reduktionsmittelquelle 116, eine Temperatur (z. B. eine Temperatur des Einlassabgasabschnitts 206, eine Temperatur des Hilfsdosiermoduls 204, eine Temperatur innerhalb der ersten Nachbehandlungskomponente 212, eine Temperatur des Verbindungsabgasabschnitts 208, eine Temperatur innerhalb der zweiten Nachbehandlungskomponente 214, eine Temperatur des Dosiermoduls 202, eine Temperatur des Auslassabgasabschnitts 210 usw.), eine Qualität des Reduktionsmittels (z. B. eine Konzentration des Reduktionsmittels usw.), ein Niveau einer Komponente (z. B. NO_x, NH₃ usw.) und andere ähnliche Informationen. Die Parametereinheit 246 kann einen Speicher und eine Verarbeitungsschaltung einschließen. Die Parametereinheit 246 kann Konfigurationsdaten einschließen, die im Speicher gespeichert sind, wobei sich die Konfigurationsdaten auf eine Konfiguration des Nachbehandlungssystems 200 beziehen (z. B. was in jedem der Abschnitte 238a-238e und jedem der Abschnitte 240a-240d usw.) eingeschlossen ist.
Das Nachbehandlungssystem 200 kann auch eine Dosiersteuereinheit 248, die elektronisch mit dem Kommunikationsnetzwerk 244 kommunizierbar ist, einschließen. Die Dosiersteuereinheit 248 kann eine lokalisierte Steuerung des Dosiermoduls 202, des Hilfsdosiermoduls 204 und/oder der Versorgungseinheit 232 ermöglichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen unterscheidet sich das Hilfsdosiermodul 204 vom Dosiermodul 202. So kann beispielsweise das Hilfsdosiermodul 204 konfiguriert sein, um bei einer höheren Temperatur als das Dosiermodul 202 zu arbeiten. Ebenso kann das Hilfsdosiermodul 204 konfiguriert sein, um das Abgas anders zu dosieren als das Dosiermodul 202.
Die 3 und 4 veranschaulichen die hydraulischen Schaltpläne für das Nachbehandlungssystem 200. In 3 ist dargestellt, dass das Nachbehandlungssystem 200 ferner einen ersten Steckverbinder 300, einen zweiten Verbinder 302 und einen dritten Steckverbinder 304 einschließt. Der erste Steckverbinder 300 verbindet die Versorgungseinheit 232 elektrisch mit dem Kommunikationsnetzwerk 244, der zweite Steckverbinder 302 verbindet das Dosiermodul 202 elektrisch mit dem Kommunikationsnetzwerk 244 und der dritte Steckverbinder 304 verbindet das Hilfsdosiermodul 204 elektrisch mit dem Kommunikationsnetzwerk 244. 3 zeigt auch, dass das Nachbehandlungssystem 200 einen Sensor 306 innerhalb des Dosiermoduls 202 einschließt. In einigen Ausführungsformen misst der Sensor 306 einen Druck des Reduktionsmittels, das an das Dosiermodul 202 geleitet wird. In anderen Ausführungsformen kann der Sensor 306 jedoch zusätzlich oder alternativ die Temperatur des Reduktionsmittels messen (z. B. durch Einbau eines zweiten Sensors usw.). Obwohl in 3 nicht dargestellt, kann das Hilfsdosiermodul 204 auch einen Sensor einschließen, der wie der Sensor 306 funktioniert. In einigen Anwendungen kann das Dosiermodul 202 und/oder das Hilfsdosiermodul 204 eine Heizung einschließen (z. B. eine PTC-Heizung usw.). Die Heizung kann das Reduktionsmittel vor dem Dosieren des Abgases erwärmen.
In einigen Ausführungsformen schließt das Dosiermodul 202 eine Düse 308 ein und das Hilfsdosiermodul 204 schließt eine Düse 310 ein. Die Düse 308 und die Düse 310 können das Dosiermodul 202 und das Hilfsdosiermodul 204 bei der Dosierung des Abgases unterstützen. So können beispielsweise die Düse 308 und die Düse 310 konfiguriert sein, um Reduktionsmittel in einem gewünschten Muster zu sprühen oder Reduktionsmittel mit einer gewünschten Tropfengröße zu sprühen. In einigen Anwendungen sind die Düse 308 und die Düse 310 austauschbar. Auf diese Weise können die Düse 308 und die Düse 310 aufrüstbar, wartungsfreundlich, auswechselbar und abnehmbar sein.
Wie in 4 dargestellt, schließt das Nachbehandlungssystem 200 eine Sensoreinheit 400 ein und schließt nicht das Dosiermodul 202 nicht. Die Sensoreinheit 400 schließt einen Sensor 402 (z. B. einen Drucksensor usw.) und einen Steckverbinder 304, ähnlich den zuvor beschriebenen Steckverbindern, ein. Die Abtasteinheit 400 kann an verschiedenen Stellen innerhalb des Nachbehandlungssystems 200 angeordnet sein, sodass mit dem Sensor 402 ein Druck oder ein anderer Parameter einer Sollposition gemessen werden kann. So kann beispielsweise die Sensoreinheit 400 in der Nähe des Einlassabgasabschnitts 206 (z. B. in einer Position, die sich bei einer Temperatur befindet, die niedriger ist als die Temperatur des Einlassabgasabschnitts 206 usw.), so angeordnet sein, dass eine Druckmessung erhalten werden kann (z. B. durch ein Verbindungsrohr usw.), innerhalb oder in der Nähe des Hilfsdosiermoduls 204, innerhalb oder in der Nähe der ersten Nachbehandlungskomponente 212, innerhalb oder in der Nähe des Verbindungsabgasabschnitts 208, innerhalb oder in der Nähe der zweiten Nachbehandlungskomponente 214, innerhalb oder in der Nähe des Auslassabgasabschnitts 210, oder an anderen ähnlichen Positionen. In 4 ist dargestellt, dass das Nachbehandlungssystem 200 ferner einen vierten Steckverbinder 404 einschließt. Der vierte Steckverbinder 404 verbindet die Sensoreinheit 400 elektrisch mit dem Kommunikationsnetzwerk 244.
Jeder einzelne der ersten Steckverbinder 300, der zweiten Steckverbinder 302, die dritten Steckverbinder 304 und der vierten Steckverbinder 404 können beispielsweise 2-polige Steckverbinder, 3-polige Steckverbinder, 4-polige Steckverbinder, 5-polige Steckverbinder, 8-polige Steckverbinder und andere ähnliche Steckverbinder sein.
Beispiel für ein Hilfsdosiermodul
5 veranschaulicht das Hilfsdosiermodul 204 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Hilfsdosiermodul 204 schließt ein Gehäuse 500, eine Dosierpatrone 502, eine Abdeckung 504, eine Magnetspulenanordnung 505, eine Magnetanordnung 507 und eine Nadelanordnung 509 ein. In einigen Ausführungsformen verringert sich durch die Trennung des Gehäuses 500 und der Dosierpatrone 502 die Wärmeentwicklung innerhalb der Dosierpatrone 502. Die Trennung des Gehäuses 500 und der Dosierpatrone 502 ermöglicht zudem die Geräusch- und Schwingungsreduzierung. So kann beispielsweise Fluid zwischen dem Gehäuse 500 und der Dosierpatrone 502 die Übertragung von Geräuschen, Temperaturen und/oder Vibrationen von und zu der Dosierpatrone 502 dämpfen (z. B. reduzieren, abschwächen usw.).
Das Hilfsdosiermodul 204 ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen modular aufgebaut. Die Dosierpatrone 502 kann mit verschiedenen Konfigurationen (z. B. Formen, Größen, Konfigurationen usw.) des Gehäuses 500 verwendet werden, und das Gehäuse 500 kann mit verschiedenen Konfigurationen (z. B. Formen, Größen, Konfigurationen usw.) der Dosierpatrone 502 verwendet werden. So kann beispielsweise die Dosierpatrone 502 und/oder das Gehäuse 500 austauschbar und/oder erweiterbar sein. In einigen Anwendungen kann das Hilfsdosiermodul 204 in einer Anwendung verwendet werden, ein Benutzer kann das Hilfsdosiermodul 204 in einer anderen Anwendung verwenden wollen, und die Dosierpatrone 502 und/oder das Gehäuse 500 kann durch eine andere Dosierpatrone 502 und/oder ein anderes Gehäuse 500 ersetzt werden. In einem Beispiel kann ein Benutzer die Dosierpatrone 502 von einer Dosierpatrone 502 mit einer ersten Dosierrate auf eine Dosierpatrone 502 mit einer zweiten Dosierrate aufrüsten, die größer als die erste Dosierrate ist. Gleichermaßen kann das Hilfsdosiermodul 204 durch Austausch der Dosierpatrone 502 durch eine neue Dosierpatrone 502 gewartet werden.
Die Dosierpatrone 502 wird im Gehäuse 500 aufgenommen, und die Abdeckung 504 arbeitet mit dem Gehäuse 500 zusammen, um die Dosierpatrone 502 aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen wird die Abdeckung 504 durch dreidimensionalen Druck oder ein ähnliches Verfahren bereitgestellt. Das Hilfsdosiermodul 204 schließt eine Einlassöffnung 506 und eine Auslassöffnung 508 ein. Die Einlassöffnung 506 und die Auslassöffnung 508 sind innerhalb des Gehäuses 500 so aufgenommen, dass die Dosierpatrone 502, die Einlassöffnung 506 und die Auslassöffnung 508 in Fluidverbindung stehen. In einem beispielhaften Betrieb strömt das Reduktionsmittel aus dem Fluidkreislauf 216 in das Hilfsdosiermodul 204 durch die Einlassöffnung 506, die das Reduktionsmittel der Dosierpatrone 502 so zuführt, dass ein Teil des Reduktionsmittels durch die Auslassöffnung 508 zurück in den Fluidkreislauf 216 strömen kann. Die Einlassöffnung 506 und die Auslassöffnung 508 können im Gehäuse 500 strukturell integriert werden.
Die Magnetanordnung 507 ist elektrisch mit der Abdeckung 504 verbunden, die elektrisch mit dem Kommunikationsnetzwerk 244 verbunden ist. Die Magnetanordnung 507 und die Nadelanordnung 509 arbeiten zusammen, um selektiv Fluid aus dem Hilfsdosiermodul 204 zu dosieren. Während der Dosierung des Fluids baut sich innerhalb der Magnetspulenanordnung 505 Wärme auf. Das Hilfsdosiermodul 204 ist konfiguriert, um Fluid innerhalb des Hilfsdosiermoduls 204 so zirkulieren zu lassen, dass die Magnetspulenanordnung 505 innerhalb des Hilfsdosiermoduls 204 gekühlt wird. Dieser Fluidkreislauf behindert auch den Wärmeübergang von einer externen Quelle in das Hilfsdosiermodul 204.
Das Hilfsdosiermodul 204 ist zwischen einem Betriebsmodus und einem Nichtbetriebsmodus steuerbar. Im Nichtbetriebsmodus ist die Nadelanordnung 509 so geschlossen, dass das Fluid nicht aus dem Hilfsdosiermodul 204 dosiert wird, sondern innerhalb des Hilfsdosiermoduls 204 zirkuliert. In dem Betriebsmodus bewirkt die Magnetanordnung 507, dass sich die Nadelanordnung 509 gegen eine Feder 511 abhebt und das Fluid über eine Druckströmung (z. B. Drallströmung, Lochströmung usw.) aus dem Hilfsdosiermodul 204 austritt.
Die Dosierpatrone 502 schließt einen Ventilsitz 510 und eine Düse 512 ein. Der Ventilsitz 510 und die Düse 512 sind konfiguriert, um die Einspritzung des Reduktionsmittels in das Abgas zu ermöglichen. Der Ventilsitz 510 kann integral gekühlt werden (z. B. mit Reduktionsmittel gekühlt usw.). Die Düse 512 kann die zuvor beschriebene Düse 3 10 betreiben. Der Ventilsitz 510 und die Düse 512 können stattdessen im Gehäuse 500 eingeschlossen sein. Die Dosierpatrone 502 schließt auch eine Ventilmembran 514 (z. B. Ventilsitz usw.). Die Ventilmembran 514 wirkt als Dichtelement innerhalb der Dosierpatrone 502. Das Ventilelement 514 kann konfiguriert sein, um eine Öffnungskraft für das Hilfsdosiermodul 204 bereitzustellen. Das Hilfsdosiermodul 204 schließt des Weiteren eine Klemme 516 ein. Die Klemme 516 ist konfiguriert, um das Gehäuse 500 selektiv mit einer Struktur zu koppeln. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Klemme 516 basierend auf dem Gehäuse 500 konfiguriert. So kann beispielsweise das Gehäuse 500 eine Lippe 517 einschließen, und die Klemme 516 kann konfiguriert werden, um mit dem Gehäuse 500 über die Lippe 517 zu koppeln. Die Klemme 516 kann eine V-Klemme sein. Die Klemme 516 kann sowohl eine Abdichtung als auch eine thermische Entkopplung bewirken. In einigen Ausführungsformen ist die Klemme 516 eine Schraub- und Lochverbindung (z. B. eine Mehrfachverschraubung und Mehrfachlochverbindung usw.), ein Bajonettanschluss (z. B. Bajonettfassung, Bayonet-Neill-Concelman-Anschluss usw.) oder ein anderer ähnlicher Verbindungsmechanismus.
Das Hilfsdosiermodul 204 kann so konfiguriert sein, dass zwischen dem Gehäuse 500 und der Dosierpatrone 502 ein Zwischenraum 518 entsteht. Im Betrieb kann Reduktionsmittel aus der Einlassöffnung 506 sowohl in die Dosierpatrone als auch in den Zwischenraum 518 strömen. Der Zwischenraum 518 kann sich teilweise oder vollständig mit dem Fluid füllen. Auf diese Weise kann das Fluid die Dosierpatrone 502 kühlen (z. B. durch Ableitung durch den Zwischenraum 518 usw.). In einer beispielhaften Ausführungsform strömt das Fluid über den Zwischenraum 518 (z. B. durch eine Öffnung in der Dosierpatrone 502 usw.) in die Dosierpatrone 502. Das Fluid kann durch andere Räume (z. B. Spalten usw.) zwischen dem Gehäuse 500 und der Dosierpatrone 502 strömen, um die Kühlung des Hilfsdosiermoduls 204 zu ermöglichen. Auf diese Weise kann das Fluid einen Schutz gegen Überhitzung des Hilfsdosiermoduls 204 bieten (d. h. im Falle einer Heißabschaltung, im Falle einer Abschaltung des Fluidstroms usw.). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen benötigt das Hilfsdosiermodul 204 keine zusätzlichen Abgasdichtungsmechanismen (z. B. Abgasrohrumwickelung, Leitungsabdeckungen usw.).
Das Hilfsdosiermodul 204 schließt ein erstes Ausdehnungselement 520 und ein zweites Ausdehnungselement 522 ein. Das erste Ausdehnungselement 520 und das zweite Ausdehnungselement 522 sind flexibel und mit einem kompressiblen Medium (z. B. Luft, Gas, Schaumstoff usw.) gefüllt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind das erste Ausdehnungselement 520 und das zweite Ausdehnungselement 522 Frostausdehnungselemente (z. B. Ausdehnungsverbindungen usw.), sodass jedes des ersten Ausdehnungselements 520 und des zweiten Ausdehnungselement s 522 einen Frostausgleich bietet. So kann beispielsweise die Frostausdehnung des Fluids innerhalb des Hilfsdosiermoduls 204 durch das erste Ausdehnungselement 520 und/oder das zweite Ausdehnungselement 522 erfasst (z. B. absorbiert usw.) werden. Da sich das Fluid durch Frostbildung ausdehnt, werden das erste Ausdehnungselement 520 und das zweite Ausdehnungselement 522 komprimiert. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet das Hilfsdosiermodul 204 nur das erste Ausdehnungselement 520 und das zweite Ausdehnungselement 522, sodass das erste Ausdehnungselement 520 und das zweite Ausdehnungselement 522 unabhängig von anderen Komponenten arbeiten, um die Ausdehnung und/oder Kontraktion des Fluids innerhalb des Hilfsdosiermoduls 204 zu kompensieren.
Das erste Ausdehnungselement 520 befindet sich zwischen der Dosierpatrone 502 und dem Gehäuse 500. Insbesondere ist das erste Ausdehnungselement 520 in einem ersten Kanal 524 im Gehäuse 500 angeordnet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen befindet sich der erste Kanal 524 innerhalb des Zwischenraums 518, sodass Fluid aus der Einlassöffnung 506 zwischen dem Gehäuse 500 und der Dosierpatrone 502 in den Zwischenraum 518 strömt und das erste Ausdehnungselement 520 berührt. Wie in 5 dargestellt, kann der erste Kanal 524 ein dreieckiges Profil aufweisen, und das erste Ausdehnungselement 520 kann ein Profil aufweisen, das im Wesentlichen dem dreieckigen Profil des ersten Kanals 524 entspricht.
Das zweite Ausdehnungselement 522 befindet sich zwischen der Dosierpatrone 502 und dem Gehäuse 500. Insbesondere ist das zweite Ausdehnungselement 522 in einem zweiten Kanal 526 im Gehäuse 500 angeordnet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen befindet sich der zweite Kanal 526 unterhalb des ersten Kanals 524 und oberhalb des Ventilsitzes 510 und der Düse 512, so dass Fluid aus der Einlassöffnung 506 zwischen dem zweiten Ausdehnungselement 522 und dem Gehäuse 500 sowie aus dem Ventilsitz 510 und der Düse 512 fließt. Wie in 5 dargestellt, kann der zweite Kanal 526 ein rechteckiges Profil aufweisen, und das zweite Ausdehnungselement 522 kann ein Profil aufweisen, das im Wesentlichen dem rechteckigen Profil des zweiten Kanals 526 entspricht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen schließt der Ventilsitz 510 einen integrierten Kühlweg ein. Der integrierte Kühlweg kann den Fluidtransfer innerhalb der Dosierpatrone 502 ermöglichen.
Das Hilfsdosiermodul 204 schließt auch einen Filter 528, eine Platte 530 und eine Öffnung 532 ein. Der Filter 528 ist konfiguriert, um das Fluid aus der Einlassöffnung 506 zu filtern und dadurch das Hilfsdosiermodul 204 vor Verunreinigungen zu schützen, bevor das Fluid in die Dosierpatrone 502 fließt. Die Platte 530 ist konfiguriert, um den Durchfluss des Fluids von der Einlassöffnung 506 zur Dosierpatrone 502 zu steuern. Die Öffnung 532 befindet sich in der Auslassöffnung 508. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen definiert die Öffnung 532 eine Rückflussrate des Hilfsdosiermoduls 204.
6 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des ersten Ausdehnungselements 520. Wie in 6 dargestellt, schließt das erste Ausdehnungselement 520 eine Innenfläche 600 und eine Außenfläche 602 und einen inneren Kanal 604 ein. Die Innenfläche 600 des ersten Ausdehnungselements 520 berührt den ersten Kanal 524 der Dosierpatrone 502, und die Außenfläche 602 berührt das von der Einlassöffnung 506 aufgenommene Fluid (z. B. innerhalb des Zwischenraums 518, usw.).
Der innere Kanal 604 definiert ein kompressibles Innenvolumen des ersten Ausdehnungselements 520 und ermöglicht die Ausdehnung und Kontraktion des ersten Ausdehnungselements 520 (z. B. wenn sich die Temperatur des ersten Ausdehnungselements 520 ändert usw.). Der innere Kanal 604 kann abgedichtet werden und enthält ein kompressibles Medium, wie z. B. verschiedene Gase (z. B. Luft, Edelgas usw.). In einer Ausführungsform ist der innere Kanal 604 mit Schaumstoff gefüllt. In einer alternativen Ausführungsform ist der innere Kanal 604 mit einem Fluid (z. B. Reduktionsmittel, DEF, Wasser, Öl usw.) gefüllt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der innere Kanal 604 dreieckig. Der innere Kanal 604 kann jedoch auch rechteckig, quadratisch, trapezförmig, rund oder anderweitig geformt sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist das erste Ausdehnungselement 520 aus einem Kern und einer den Kern umschließenden Haut konstruiert. Die Haut schützt den Kern des ersten Ausdehnungselements 520 vor Luftdiffusion und Diffusion des Fluids in den Kern des ersten Ausdehnungselements 520 innerhalb einer akzeptablen Toleranz (z. B. ein Soll-Prozentsatz über die Lebensdauer des ersten Ausdehnungselements 520 usw.).
In einigen Anwendungen schließt das erste Ausdehnungselement 520 zusätzliche Kanäle ähnlich des inneren Kanals 604 ein. Der innere Kanal 604 und/oder zusätzliche Kanäle können innerhalb des ersten Ausdehnungselements 520 kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Während das erste Ausdehnungselement 520 in 6 als eine dreieckige Querschnittsform aufweisend dargestellt ist, kann das erste Ausdehnungselement 520 in anderen Anwendungen eine rechteckige Querschnittsform, eine quadratische Querschnittsform, eine trapezförmige Querschnittsform, eine kreisförmige Querschnittsform oder eine andere ähnliche Querschnittsform aufweisen. Das erste Ausdehnungselement 520 kann durch verschiedene Kanten, Abschrägungen, Verrundungen und andere ähnliche strukturelle Merkmale definiert werden, sodass das erste Ausdehnungselement 520 auf eine Zielanwendung zugeschnitten ist. Die Innenfläche 600 und die Außenfläche 602 können basierend auf dem Hilfsdosiermodul 204 für eine Zielanwendung konfiguriert werden. So kann beispielsweise die Innenfläche 600 und/oder die Außenfläche 602 so konfiguriert werden, dass sie einer Kontur des Gehäuses 500 und/oder der Dosierpatrone 502 entspricht.
7 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des zweiten Ausdehnungselements 522. Wie in 7 dargestellt, schließt das zweite Ausdehnungselement 522 eine Innenfläche 700, eine Außenfläche 702, einen ersten inneren Kanal 704 und einen zweiten inneren Kanal 706 ein. Die Innenfläche 700 des zweiten Ausdehnungselements 522 berührt den zweiten Kanal 526 der Dosierpatrone 502, und die Außenfläche 702 berührt das von der Einlassöffnung 506 aufgenommene Fluid (z. B. zwischen der Dosierpatrone 502 und dem Gehäuse 500 usw.).
Der erste innere Kanal 704 und/oder der zweite innere Kanal 706 kann abgedichtet werden und enthält ein kompressibles Medium, wie z. B. verschiedene Gase (z. B. Luft, Edelgas usw.). In einer Ausführungsform können der erste innere Kanal 704 und/oder der zweite innere Kanal 706 mit Schaum gefüllt sein. In einer alternativen Ausführungsform ist der innere Kanal 704 und/oder der zweite innere Kanal 706 mit einem Fluid (z. B. Reduktionsmittel, DEF, Wasser, Öl usw.) gefüllt. Der erste innere Kanal 704 und der zweite innere Kanal 706 definieren jeweils ein kompressibles Innenvolumen des zweiten Ausdehnungselements 522 und wirken zusammen, um die Ausdehnung und Kontraktion des zweiten Ausdehnungselements 522 (z. B. wenn sich die Temperatur des zweiten Ausdehnungselements 522 ändert usw.) zu ermöglichen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind der erste innere Kanal 704 und der zweite innere Kanal 706 rechteckig oder quadratisch. Der erste innere Kanal 704 und der zweite innere Kanal 706 können jedoch auch dreieckig, trapezförmig, kreisförmig oder anderweitig geformt sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist das zweite Ausdehnungselement 522 aus einem Kern und einer den Kern umschließenden Haut konstruiert. Die Haut schützt den Kern des zweiten Ausdehnungselements 522 vor Luftdiffusion und Diffusion des Fluids in den Kern des zweiten Ausdehnungselements 522 innerhalb einer akzeptablen Toleranz (z. B. ein Soll-Prozentsatz über die Lebensdauer des zweiten Ausdehnungselements 522 usw.).
In einigen Anwendungen schließt das zweite Ausdehnungselement 522 zusätzliche Kanäle ähnlich des ersten inneren Kanals 704 und/oder des zweiten inneren Kanals 706 ein. Der erste innere Kanal 704, der zweite innere Kanal 706 und/oder zusätzliche Kanäle können innerhalb des zweiten Ausdehnungselements 522 kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Während das zweite Ausdehnungselement 522 in 7 als eine rechteckige Querschnittsform aufweisend dargestellt ist, kann das zweite Ausdehnungselement 522 in anderen Anwendungen eine dreieckige Querschnittsform, eine quadratische Querschnittsform, eine trapezförmige Querschnittsform, eine kreisförmige Querschnittsform oder eine andere ähnliche Querschnittsform aufweisen. Das zweite Ausdehnungselement 522 kann durch verschiedene Kanten, Abschrägungen, Verrundungen und andere ähnliche strukturelle Merkmale definiert werden, sodass das zweite Ausdehnungselement 522 auf eine Zielanwendung zugeschnitten ist. Die Innenfläche 700 und die Außenfläche 702 können basierend auf dem Hilfsdosiermodul 204 für eine Zielanwendung konfiguriert werden. So kann beispielsweise die Innenfläche 700 und/oder die Außenfläche 702 so konfiguriert werden, dass sie einer Kontur des Gehäuses 500 und/oder der Dosierpatrone 502 entspricht.
Die 8-10 veranschaulichen den Hilfsdosierer 204 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. So kann beispielsweise der Hilfsdosierer 204 verschieden konfiguriert und strukturiert sein, sodass eine Kontaktfläche des Fluids innerhalb des Hilfsdosierers 204 maximiert wird. Auf diese Weise kann die Kühlung des Hilfsdosierers 204 durch das Fluid maximiert werden. In einigen Implementierungen kann der Hilfsdosierer 204 mit 12 Volt oder 24 Volt Strom betrieben werden. Der Hilfsdosierer 204 kann eine Anschlussfaser (z. B. Anschlussfaserverbinder usw.) verwenden. In verschiedenen Ausführungsformen schließt der Hilfsdosierer 204 keinen Drucksensor ein. Je nach Anwendung kann eine Kalibrierung des Hilfsdosierers 204 (z. B. über einen OEM, über ein ACM usw.) wünschenswert sein.
Wie in 10 dargestellt, schließt der Hilfsdosierer 204 ein erstes Schaumstoffelement 1000, ein zweites Schaumstoffelement 1002, eine Trennmembran 1004 und eine Filterschraube 1006 ein. Das erste Schaumstoffelement 1000 und das zweite Schaumstoffelement 1002 funktionieren ähnlich wie das erste Ausdehnungselement 520 und das zweite Ausdehnungselement 522, die zuvor beschrieben wurden. Das erste Schaumstoffelement 1000 und das zweite Schaumstoffelement 1002 können zwischen der Dosierpatrone 502 und dem Gehäuse 500 angeordnet sein. Insbesondere kann das erste Schaumstoffelement 1000 innerhalb des ersten Kanals 524 im Gehäuse 500 und das zweite Schaumstoffelement 1002 innerhalb des zweiten Kanals 526 im Gehäuse 500 angeordnet werden. Die Trennmembran 1004 trennt das erste Schaumstoffelement 1000 und das zweite Schaumelement 1002 vom Gehäuse 500 oder einer anderen Komponente der Dosierpatrone 502. In einigen Ausführungsformen wirkt die Trennmembran 1004 mit der Dosierpatrone 502 zusammen (z. B. dem ersten Kanal 524, dem zweiten Kanal 526 usw.) zusammen, um das erste Schaumstoffelement 1000 und das zweite Schaumstoffelement 1002 zu enthalten. Der Filterschraube 1006 ist auswechselbar (z. B. austauschbar usw.) und ist mit der Einlassöffnung 506 des Hilfsdosierers 204 gekoppelt. So kann beispielsweise die Filterschraube 1006 entfernt und durch eine neue Filterschraube 1006 ersetzt werden, ohne die Leitungen in der Einlassöffnung 506 und/oder der Auslassöffnung 508 des Hilfsdosierers 204 zu trennen. Die Filterschraube 1006 schließt einen Stift ein, der ein Volumen reduziert, das für das Fluid verfügbar ist. Auf diese Weise reduziert die Filterschraube 1006 das Frostausdehnungsvolumen. In einigen Ausführungsformen ist die Filterschraube 1006 kompressibel, was einen Ausgleich der Fluidausdehnung ermöglicht. Durch diese Ausgleichsmechanismen kann die Filterschraube 1006 Komponenten des Hilfsdosierers 204 schützen.
Aufbau beispielhafter Ausführungsformen
Obwohl dieses Dokument viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs dessen aufgefasst werden, was beansprucht sein kann, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifisch für bestimmte Implementierungen sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Implementierungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Implementierung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Implementierung beschriebene Merkmale auch in mehreren Implementierungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl Merkmale möglicherweise so beschrieben sind, dass sie in bestimmten Kombinationen wirken und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Die hierin verwendeten Begriffe „im Wesentlichen“, „ungefähr“ und ähnliche Begriffe sollen eine weitläufige Bedeutung haben, die mit der üblichen und akzeptierten Verwendung durch Fachleute auf dem Gebiet übereinstimmt, in das der Gegenstand dieser Offenbarung fällt. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden.
Die Begriffe „gekoppelt“, „verbunden“ und dergleichen, wie hierin verwendet, bedeuten das direkte oder indirekte Verbinden zweier Komponenten miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Ein solches Verbinden kann erreicht werden, indem die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und alle zusätzlichen Zwischenkomponenten einstückig als ein einheitlicher Körper miteinander ausgebildet werden, wobei die beiden Komponenten oder die beiden Komponenten und etwaige zusätzliche Zwischenkomponenten aneinander befestigt sind.
Die Begriffe „fluidisch gekoppelt“ oder „in Fluidverbindung“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten, dass die zwei Komponenten oder Objekte einen zwischen den zwei Komponenten oder Objekten ausgebildeten Pfad aufweisen, in dem ein Fluid, wie etwa Abgas, Wasser, Luft, gasförmiges Reduktionsmittel, gasförmiges Ammoniak usw., entweder mit oder ohne Eingriff von Komponenten oder Objekten strömen kann. Beispiele für Fluidkopplungen oder Konfigurationen zum Ermöglichen einer Fluidverbindung können Rohre, Kanäle oder jegliche anderen geeigneten Komponenten zum Ermöglichen des Strömens eines Fluids von einer Komponente zur anderen einschließen.
Es ist wichtig, zu beachten, dass Aufbau und Anordnung des in den vielfältigen beispielhaften Implementierungen gezeigten Systems lediglich veranschaulichender und nicht einschränkender Art sind. Es wird gewünscht, dass sämtliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes und/oder Umfangs der beschriebenen Implementierungen fallen, geschützt sind. Es versteht sich, dass einige Merkmale nicht zwingend sind und dass Implementierungen, denen die verschiedenen Merkmale fehlen, als innerhalb des Umfangs der Anmeldung liegend betrachtet werden können, wobei der Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Wenn die Formulierung ein „Teil“ oder „Abschnitt“ verwendet wird, kann das Element einen Teil/Abschnitt und/oder das gesamte Element umfassen, sofern nicht spezifisch anders angegeben.

Claims

Nachbehandlungssystem, umfassend: einen Einlassabgasabschnitt, der Abgas empfängt; einen Auslassabgasabschnitt, der in Fluidverbindung mit dem Einlassabgasabschnitt ist; eine erste Nachbehandlungskomponente, die das Abgas aus dem Einlassabgasabschnitt empfängt, das Abgas behandelt und das Abgas an den Auslassabgasabschnitt weiterleitet; ein erstes Dosiermodul, das entlang des Einlassabgasabschnitts positioniert ist, wobei das erste Dosiermodul strukturiert ist, um das Abgas selektiv mit Reduktionsmittel zu dosieren; und ein zweites Dosiermodul, das entlang des Auslassabgasabschnitts positioniert ist, wobei das zweite Dosiermodul strukturiert ist, um das Abgas selektiv mit dem Reduktionsmittel zu dosieren.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei der Einlassabgasabschnitt das Abgas direkt aus einem Turbolader empfängt.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine zweite Nachbehandlungskomponente, die das Abgas behandelt und das Abgas an den Auslassabgasabschnitt leitet; und einen verbindenden Abgasabschnitt, der das Abgas von der ersten Nachbehandlungskomponente aufnimmt und das Abgas an die zweite Nachbehandlungskomponente leitet; wobei das zweite Dosiermodul entlang des verbindenden Auslassabschnitts positioniert ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 3, wobei mindestens eine von der ersten Nachbehandlungskomponente und der zweiten Nachbehandlungskomponente eine Vielzahl von Abschnitten umfasst; und wobei jeder der Abschnitte eine Nachbehandlungskomponente umfasst.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 4, wobei jede der ersten Nachbehandlungskomponente und der zweiten Nachbehandlungskomponente eine selektive katalytische Reduktion durchführt.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 3, wobei die erste Nachbehandlungskomponente das Abgas anders als die zweite Nachbehandlungskomponente behandelt.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Reduktionsmittelquelle, die das Reduktionsmittel speichert; und einen Fluidkreislauf, umfassend: einen ersten Abschnitt in Fluidverbindung mit der Reduktionsmittelquelle und dem zweiten Dosiermodul; einen zweiten Abschnitt in Fluidverbindung mit dem zweiten Dosiermodul und dem ersten Dosiermodul; und einen dritten Abschnitt in Fluidverbindung mit dem ersten Dosiermodul und der Reduktionsmittelquelle.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Versorgungseinheit, die selektiv das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelquelle ansaugt und das Reduktionsmittel an das erste Dosiermodul und das zweite Dosiermodul leitet; wobei das Fluid ferner einen vierten Abschnitt in Fluidkommunikation mit der Versorgungseinheit und der Reduktionsmittelquelle umfasst; und wobei der dritte Abschnitt des Fluidkreislaufs mit der Versorgungseinheit in Fluidverbindung steht.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Kommunikationsnetzwerk, das in elektronischer Verbindung mit dem ersten Dosiermodul, dem zweiten Dosiermodul und der Versorgungseinheit steht, wobei das Kommunikationsnetzwerk die Versorgungseinheit selektiv zwischen einem Betriebsmodus und einem Nicht-Betriebsmodus betreibt; wobei die Versorgungseinheit im Betriebsmodus bewirkt, dass das Reduktionsmittel von der Versorgungseinheit an das erste Dosiermodul durch den dritten Abschnitt des Fluidkreislaufs, vom ersten Dosiermodul an das zweite Dosiermodul durch den zweiten Abschnitt des Fluidkreislaufs, vom zweiten Dosiermodul an die Reduktionsmittelquelle durch den ersten Abschnitt des Fluidkreislaufs und von der Reduktionsmittelquelle an die Versorgungseinheit durch den vierten Abschnitt des Fluidkreislaufs geliefert wird.
Dosiermodul für ein Nachbehandlungssystem, wobei das Dosiermodul umfasst: ein Gehäuse, das an einer Struktur befestigt ist; eine Dosierpatrone, die in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei die Dosierpatrone eine Nadelanordnung umfasst; eine Einlassöffnung, die in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei die Einlassöffnung Reduktionsmittel empfängt und das Reduktionsmittel an die Dosierpatrone leitet; eine Auslassöffnung, die in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei die Auslassöffnung das Reduktionsmittel von der Dosierpatrone empfängt und das Reduktionsmittel von dem Dosiermodul leitet; und eine Abdeckung, die mit dem Gehäuse gekoppelt ist, wobei die Abdeckung die Dosierpatrone abdeckt; wobei die Dosierpatrone und das Gehäuse so strukturiert sind, dass das Reduktionsmittel in der Lage ist, in einem Zwischenraum zwischen der Dosierpatrone und dem Gehäuse zu fließen; wobei das Dosiermodul zwischen einem Betriebsmodus und einem Nichtbetriebsmodus gesteuert wird, und wobei das Dosiermodul im Betriebsmodus selektiv bewirkt, dass die Nadelanordnung Reduktionsmittel aus dem Dosiermodul dosiert.
Dosiermodul nach Anspruch 10, ferner umfassend ein erstes Ausdehnungselement; wobei die Dosierpatrone ferner einen ersten Kanal umfasst, wobei sich das erste Ausdehnungselement innerhalb des ersten Kanals der Dosierpatrone befindet; und wobei das erste Ausdehnungselement die Ausdehnung des Reduktionsmittels in dem Zwischenraum absorbiert.
Dosiermodul nach Anspruch 11, ferner umfassend ein zweites Ausdehnungselement; wobei die Dosierpatrone ferner einen zweiten Kanal umfasst, wobei sich der zweite Kanal unter dem ersten Kanal befindet; wobei sich das zweite Ausdehnungselement innerhalb des zweiten Kanals der Dosierpatrone befindet; und wobei das zweite Ausdehnungselement die Ausdehnung des Reduktionsmittels zwischen dem Dosiermodul absorbiert.
Dosiermodul nach Anspruch 10, wobei das Dosiermodul modular aufgebaut ist, sodass die Dosierpatrone gegen eine zweiten Dosierpatrone austauschbar ist.
Dosiermodul nach Anspruch 10, wobei das Dosiermodul im Nichtbetriebsmodus bewirkt, dass die Nadelanordnung so geschlossen wird, dass das Reduktionsmittel innerhalb des Dosiermoduls von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung zirkuliert, was eine Kühlung des Dosiermoduls bewirkt.
Nachbehandlungssystem, umfassend: einen Einlassabgasabschnitt, der Abgas empfängt; einen Auslassabgasabschnitt, der in Fluidverbindung mit dem Einlassabgasabschnitt ist; eine erste Nachbehandlungskomponente, die das Abgas aus dem Einlassabgasabschnitt empfängt, das Abgas behandelt und das Abgas an den Auslassabgasabschnitt weiterleitet; und ein erstes Dosiermodul, das entlang des Einlassabgasabschnitts positioniert ist, wobei das erste Dosiermodul strukturiert ist, um das Abgas selektiv mit Reduktionsmittel zu dosieren, wobei das Dosiermodul Folgendes umfasst: ein Gehäuse, das an einer Struktur befestigt ist; eine Dosierpatrone, die in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei die Dosierpatrone eine Nadelanordnung umfasst; eine Einlassöffnung, die in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei die Einlassöffnung Reduktionsmittel empfängt und das Reduktionsmittel an die Dosierpatrone leitet; und eine Auslassöffnung, die in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei die Auslassöffnung das Reduktionsmittel von der Dosierpatrone empfängt und das Reduktionsmittel von dem ersten Dosiermodul leitet; wobei die Dosierpatrone und das Gehäuse so strukturiert sind, dass Reduktionsmittel in der Lage ist, in einem Zwischenraum zwischen der Dosierpatrone und dem Gehäuse zu fließen; und wobei das erste Dosiermodul modular aufgebaut ist, sodass die Dosierpatrone getrennt vom Gehäuse gegen eine zweite Dosierpatrone austauschbar ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 15, ferner umfassend eine zweite Nachbehandlungskomponente, die von der ersten Nachbehandlungskomponente getrennt ist; und einen verbindenden Abgasabschnitt in Fluidverbindung sowohl mit dem Einlassabgasabschnitt als auch mit dem Auslassabgasabschnitt, wobei der verbindenden Abgasabschnitt das Abgas von der ersten Nachbehandlungskomponente aufnimmt und das Abgas an die zweite Nachbehandlungskomponente liefert; wobei die zweite Nachbehandlungskomponente das Abgas aus dem verbindenden Abgasabschnitt aufnimmt, das Abgas behandelt und das Abgas an den Auslassabgasabschnitt weiterleitet.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 15, ferner umfassend ein zweites Dosiermodul, das entlang des verbindenden Auslassabschnitts positioniert ist, wobei das zweite Dosiermodul strukturiert ist, um das Abgas selektiv mit dem Reduktionsmittel zu dosieren.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 15, ferner umfassend: eine Reduktionsmittelquelle, die das Reduktionsmittel speichert; einen Fluidkreislauf in Fluidverbindung mit der Reduktionsmittelquelle und dem ersten Dosiermodul; eine Versorgungseinheit, die selektiv das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelquelle ansaugt und das Reduktionsmittel an das erste Dosiermodul leitet; wobei das erste Dosiermodul zwischen einem Betriebsmodus und einem Nichtbetriebsmodus gesteuert wird, wobei das erste Dosiermodul im Betriebsmodus selektiv bewirkt, dass die Nadelanordnung Reduktionsmittel aus dem ersten Dosiermodul dosiert; und wobei das erste Dosiermodul im Nichtbetriebsmodus bewirkt, dass die Nadelanordnung so geschlossen wird, dass das Reduktionsmittel innerhalb des ersten Dosiermoduls von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung zirkuliert, was eine Kühlung des ersten Dosiermoduls bewirkt.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 15, wobei das erste Dosiermodul ferner ein erstes Ausdehnungselement umfasst; und wobei das erste Ausdehnungselement die Ausdehnung des Reduktionsmittels in dem Zwischenraum absorbiert.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 19, wobei das erste Dosiermodul ferner ein zweites Ausdehnungselement umfasst; und wobei das zweite Ausdehnungselement die Ausdehnung des Reduktionsmittels innerhalb des ersten Dosiermoduls absorbiert.