WO2010072443A1 - Vorrichtung zur eindosierung von kraftstoff - Google Patents

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WO2010072443A1
WO2010072443A1 PCT/EP2009/063902 EP2009063902W WO2010072443A1 WO 2010072443 A1 WO2010072443 A1 WO 2010072443A1 EP 2009063902 W EP2009063902 W EP 2009063902W WO 2010072443 A1 WO2010072443 A1 WO 2010072443A1
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fuel
injection valve
cooling
valve
line
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PCT/EP2009/063902
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Angelo Mazzon
Ignacio Garcia-Lorenzana Merino
Steffen Schweizer
Jochen Klein
Markus Boerner
Jens Benitsch
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Robert Bosch Gmbh
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    • F01N2610/1446—Means for damping of pressure fluctuations in the delivery system, e.g. by puffer volumes or throttling

Definitions

  • Diesel fuel metering systems for the regeneration of particulate filters, in particular for heavy commercial vehicles, are known from DE 10 2005 040 918 and DE 10 2006 057 425. Such metering systems make it possible to regenerate the particulate filter with a targeted injection of diesel fuel into the exhaust gas. A costly
  • the device for dosing diesel fuel upstream of an oxidation catalytic converter or a particulate filter can be integrated into the low-pressure fuel circuit. It injects a precisely metered amount of fuel into the exhaust line upstream of the oxidation catalytic converter or the diesel particulate filter without compressed air support. The exhaust gas temperature when flowing through the oxidation catalyst thereby increases sharply in the exhaust system. The soot stored in the particle filter burns down. The flow rate is varied according to the current requirements.
  • a metering device for fuel in particular diesel fuel
  • oxidation catalytic converter for an injection system of internal combustion engines to a fuel line.
  • This has at least one injection valve.
  • the injection system is adjusted by means of a cooling device to a specific operating temperature.
  • the cooling device for the injection system is cooled by the fuel delivered to the injection system, so that, in contrast to the known metering system, no separate heat sink is required and a connection to the cooling system of the internal combustion engine can be dispensed with.
  • the cooling device comprises a return line connected to a collecting container of the motor vehicle.
  • the cooling device is at least partially integrated into the injection system or in the injection valve or screwed into the injection system and it is supplied via the fuel line, which is supplied by a pump directly fuel.
  • the cooling device is at least partially integrated in the injection system or in the injection valve; This also serves as a holder, so that the injection system can be made cheaper, since the number of components is limited. Since the injection valve is cooled by the passing fuel, holes can be saved in the cooling device and the manufacturing cost can be reduced, also advantageously no media separation fuel / cooling medium provided in the event that no water cooling is provided.
  • the return line is connected in front of the injection valve to the fuel line and connected to a collecting container.
  • the return line is connected in front of the injection valve to the fuel line and via the return line to the collecting container for receiving the fuel.
  • a switchable and / or controllable or controllable closing valve is provided at least in the fuel line before the injection system or the injection valve. With the help of the closing valve, the fuel supply can be stopped depending on the operating conditions, so that fuel is injected only when it is required. This reduces fuel consumption as part of the regeneration of the particulate filter system.
  • a switchable and / or controllable or controllable metering valve is provided at least in the fuel return line after the injection system or the injection valve.
  • the valve can be switched quickly or slowly depending on the operating conditions or specifications and the amount of fuel can be determined. So can also, a different pressure may be generated before the injection valve, which determines the flow rate of the fuel.
  • the switchable and / or controllable or controllable closing valve and / or in the return line the switchable and / or controllable or controllable metering valve and / or a throttle is provided.
  • the use of a variable throttle with respect to a metering valve requires no electrical control.
  • a different cross section in the throttle opening can be released at the throttle via a spring element. As a result, construction costs can be saved.
  • the metering valve and / or the closing valve can be actuated in a clocked manner via a control device of the motor vehicle.
  • Figure 1 is a block diagram of an example of a system for metering fuel in front of an oxidation catalyst, with cooling via the cooling system of the internal combustion engine;
  • Figure 1.1 shows the schematic representation of the heat exchange between the fuel line and the cooling medium of the cooling circuit of the internal combustion engine
  • Figure 2 is a block diagram of an embodiment of a metering system, wherein the supply is effected by means of a pump and after the injection valve, the return amount and thereby also the metering / injection amount to the collecting container is adjusted by means provided in a return line metering valve;
  • FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of the metering system of FIG. 2, wherein instead of a metering valve in the return, pressure and quantity are set via a variable throttle in the inlet.
  • a first pressure sensor 5.1 is also part of the metering unit 4 and arranged in the fuel line 2 between the closing valve 5 and a metering valve 8.
  • the first pressure sensor 5.1 may also be a temperature sensor containing, designed as a combined pressure / temperature sensor. Due to the direct connection of the pressure / temperature sensor of these pressure fluctuations and cavitation events after the closing valve 5 is exposed and thus registers any supply pressure fluctuations.
  • the closing valve 5 is lowered by a throttle point in the interior of the supply pressure, which rests in front of the metering unit 4 on. This actually applied to the dosage before the metering valve 8 pressure can be measured. To avoid pressure peaks before the first pressure sensor 5.1, the following measures can be taken:
  • Second pressure sensor 8.1 can be provided after the metering valve 8 for diagnostic purposes, for. B. can be activated via the other, second pressure sensor 8.1 an interference signal when a line breaks off or leaks should occur. With the further, second pressure sensor 8.1, which is arranged at the output of the metering unit 4, the pressure in the line to the injection valve 9 is continuously monitored.
  • the pressure sensors 5.1 and 8.1 are optionally usable, depending on the embodiment, the sensors can also be omitted.
  • the closing valve 5 interrupts in regeneration pauses the inflow to the metering valve 8. In this case, the fuel flows back into the collecting container 7 via an overflow or overpressure valve 6. If the closing valve 5 is opened, the fuel can continue to reach the metering valve 8.
  • the first pressure sensor 5.1 is arranged for optimal determination of the required fuel metering.
  • the first pressure or pressure / temperature sensor 5.1 is used to calculate the required dosing. This is made available via the metering valve 8 and conveyed to an injection valve 9.
  • the injection valve 9 may be an outwardly opening pressure-controlled injection valve which opens at a certain supply pressure and injects fuel into an exhaust gas tract 17 of the internal combustion engine.
  • the injection valve 9 may e.g. be screwed into a cooling block 10, which is supplied directly ü about a cooling system 1 1 and cooling lines 12 of the cooling circuit of the internal combustion engine of the vehicle.
  • a heat exchanger 13 extends between a line for the cooling medium of the internal combustion engine and the cooling block 10. In this way, the cooling of the injection valve 9 is to be indicated, wherein the cooling is connected in a complex manner to the cooling circuit of the internal combustion engine.
  • FIG. 1.1 shows that in the fuel line 2 the
  • Injection valve 9 is arranged.
  • the Injector integrated into the cooling circuit 12 of the internal combustion engine indicated by the container, flows into the cooling water from the cooling circuit of the internal combustion engine or flows out.
  • the wall of the fuel line 2 is cooled, in which the injection valve 9 is arranged.
  • a heat exchanger 13 is formed, which is cooled by the cooling medium of the internal combustion engine.
  • FIGS. 2 and 3 show metering systems for metering in fuel, in particular diesel fuel, into the exhaust gas tract of FIGS. 2 and 3
  • the dosing system has its own pump 13, which continuously and uniformly delivers fuel to the injection valve 9 via the fuel line 2. From the embodiment of FIG. 2 shows that the
  • the injection valve 9 is supplied.
  • a cooling block 10 which may be coupled together with a heat exchanger.
  • This cooling block 10 causes cooling of the fuel and the injection valve 9, wherein cooled fuel flows back through a return section 14 with the interposition of the metering valve 8 and the actuating this solenoid 8.1 via the return line 7.1 into the collecting container 7. From this fuel passes through a suction line 15 to the pump 13, whose pressure side is indicated by reference numeral 18 and to which the fuel line 2 to the injection valve 9 is connected.
  • the fuel line 2 opens into the cooling block 10, which is double-walled according to this embodiment.
  • a cavity 22 is formed by an inner wall 23 and an outer wall 24.
  • the fuel conveyed via the fuel line 2 from the pressure side 18 of a delivery unit 20 enters the cavity 22 and cools the injection valve 9 accommodated in the cooling block 10.
  • the injection valve 9 is in the cooling Block 10 recorded such that - as indicated in Figure 2 - the fuel can be injected in jets in the exhaust gas duct 17 of the internal combustion engine, which is traversed by exhaust gas in the flow direction 21.
  • Reference numeral 29 denotes a return port to which a valve near return portion 14 of the fuel return line 7.1 is connected.
  • the fuel which flows back into the fuel return line 7.1, has a higher temperature than the fuel, the line via the fuel 2 to the cavity 22 of the double-walled housing formed cooling block 10 flows.
  • This fuel serves to cool the injection valve 9 housed in the cooling block 10 directly by the fuel and not - as shown in FIG. 1 - by the cooling medium of the internal combustion engine.
  • the schematically illustrated in Figure 2 first embodiment variant of the present invention proposed metering system for introducing fuel into the exhaust gas duct 17 of the internal combustion engine much simpler and more compact, since the connections and flanges for connecting the exhaust tract 17 with the cooling circuit of the internal combustion engine omitted.
  • the fuel line 2 can also be passed through the cooling block 10, as will be described below in connection with Figure 3.
  • the dosing system can be connected to the low-pressure circuit 3 according to the further variant of the dosing system shown in FIG.
  • Fuel line 2 and the closing valve 5 may be connected directly to the injection valve 9. According to the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3, cooling takes place cost-effectively with the aid of the passing fuel, since the exhaust-gas temperature, for example, rises to about 600 ° C. when an oxidation catalytic converter flows through it.
  • the aid of the cooling device for example designed as a cooling block 10, which serves as a holder for the injection valve 9, a rapid aging of the fuel is avoided.
  • the fuel line 2 opens into the cooling block 10, to which the fuel return line 7.1 is connected, which has according to the embodiment in Fig. 2 via a control or adjustable pressure valve 1 1.
  • the return line 7.1 is connected to the collecting container 7.
  • cooling device embodied as a cooling block 10, according to FIG. 3, it can be seen that fuel, in particular diesel fuel, flows via the force fuel line 2 is conveyed from the low pressure circuit 3.
  • fuel line 2 is the closing valve 5.
  • the fuel line 2 extends to the injection valve. 9
  • the return line 7.1 opens into the collecting container 7, in which the fuel, especially diesel fuel, is stored.
  • the cooling branch 28 runs within the cooling block 10 in the form of a meander 26 according to the profile designated by reference numeral 25.
  • the injection valve 9 is held, which is fueled via the inlet branch 27 of the fuel line 2 is supplied.
  • the fuel upon reaching the opening pressure of the injector 9, which is e.g. can be configured as a pressure-controlled injection valve, injected in beam form into the exhaust gas tract 17 of the internal combustion engine, which is flowed through in the flow direction 21 by the exhaust gas. Downstream of the metering point of the injection valve 9 is located in the exhaust tract 17 of the internal combustion engine in the embodiment variants according to Figures 2 and 3, not shown diesel particulate filter or an oxidation catalyst.
  • the cooling block 10 is cooled by a cooling section 15 of the fuel line 2 that has been extended due to the meander 26.
  • this embodiment of the cooling block 10 there is no need for a single-walled or multi-walled housing, but rather the cooling block 10 in the embodiment variant shown in FIG. 3 serves as
  • Heatsink which is traversed by fuel.
  • the temperature of the fuel which flows via the fuel line 2 to the cooling block 10 for the injection valve 9, is significantly lower than the temperature of the fuel flowing from the cooling block 10 at the return port 29 in the return section 14 of the fuel return line 7.1. entry. This is due to the fact that the fuel due to the proximity of the injection valve 9 with respect to the exhaust gas tract 17 of the internal combustion engine in en- ger is arranged adjacent to this and the exhaust tract 17 naturally prevails a higher temperature.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Eindosieren von Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, in einen Abgastrakt (17) einer Verbrennungskraftmaschine. Die Vorrichtung ist an eine Kraftstoffleitung (2) angeschlossen und umfasst zumindest ein Einspritzventil (9). Dieses wird mit Hilfe einer Kühleinrichtung (10) auf einer Betriebstemperatur gehalten. Das Einspritzventil (9) wird durch den Kraftstoff gekühlt.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung zur Eindosierung von Kraftstoff
Stand der Technik
Dieselkraftstoff-Dosiersysteme zur Regeneration von Partikelfiltern, insbesondere für schwere Nutzfahrzeuge sind aus der DE 10 2005 040 918 und der DE 10 2006 057 425 bekannt. Solche Dosiersysteme ermöglichen es, mit einer gezielten Einspritzung von Dieselkraftstoff in das Abgas, den Partikelfilter zu regenerieren. Eine kostspielige
Beschichtung des Filters oder ein Zusatz-Vorratsbehälter für ein Additiv sind nicht erforderlich. Die Vorrichtung zur Eindosierung von Dieselkraftstoff vor einem Oxidations- katalysator bzw. einem Partikelfilter kann in den Niederdruck-Kraftstoffkreislauf integriert werden. Sie spritzt eine genau dosierte Menge Kraftstoff vor dem Oxidationskata- lysator bzw. den Dieselpartikelfilter ohne Druckluftunterstützung in den Abgasstrang ein. Die Abgastemperatur beim Durchströmen des Oxidationskatalysators steigt hierdurch im Abgassystem stark an. Dabei brennt der im Partikelfilter gespeicherte Ruß ab. Die Durchflussrate wird entsprechend den aktuellen Anforderungen variiert.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Eindosierungsvorrichtung für Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, vor dem Oxidationskatalysator für eine Einspritzanlage von Verbrennungskraftmaschinen an eine Kraftstoffleitung anzuschließen. Diese weist zumindest ein Einspritzventil auf. Die Einspritzanlage wird mit Hilfe einer Kühleinrichtung auf eine bestimmte Betriebstemperatur eingestellt. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend wird die Kühleinrichtung für die Einspritzanlage durch den zur Einspritzanlage geförderten Kraftstoff gekühlt, so dass im Gegensatz zum bekannten Dosiersystem kein separater Kühlkörper erforderlich ist und ein Anschluss an das Kühlsystem der Verbrennungskraftmaschine entfallen kann. Vorteilhaft ist es, dass die Kühleinrichtung eine an einen Sammelbehälter des Kraftfahrzeugs angeschlossenen Rücklaufleitung umfasst.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Kühleinrichtung zumindest teilweise in die Einspritzanlage bzw. in das Einspritzventil integriert oder in die Einspritzanlage eingeschraubt ist und ihr über die Kraftstoffleitung, die durch eine Pumpe versorgt wird, direkt Kraftstoff zugeführt wird. Die Kühleinrichtung ist zumindest teilweise in die Einspritzanlage bzw. in das Einspritzventil integriert; diese dient gleichzeitig auch als Halterung, so dass die Einspritzanlage kostengünsti- ger hergestellt werden kann, da die Anzahl der Bauteile begrenzt ist. Da das Einspritzventil über den vorbeiströmenden Kraftstoff gekühlt wird, können Bohrungen in der Kühleinrichtung eingespart und die Herstellungskosten gesenkt werden, auch ist vorteilhafterweise keine Medientrennung Kraftstoff/Kühlmedium vorzusehen für den Fall, dass keine Wasserkühlung vorgesehen ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Rücklaufleitung vor dem Einspritzventil an die Kraftstoffleitung angeschlossen und mit einem Sammelbehälter verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die Rücklaufleitung vor dem Einspritzventil an die Kraftstoffleitung und über die Rücklaufleitung an den Sammelbehälter zur Aufnahme des Kraftstoffs angeschlossen ist.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass zumindest in der Kraftstoffleitung vor der Einspritzanlage bzw. dem Einspritzventil ein schalt- und/oder steuerbares bzw. regelbares Schließventil vorgesehen ist. Mit Hilfe des Schließventils kann die Kraftstoffzufuhr je nach Betriebsbedingungen unterbunden werden, sodass nur dann Kraftstoff eingespritzt wird, wenn es erforderlich ist. Dies verringert den Kraftstoffverbrauch im Rahmen der Regeneration des Partikelfiltersystems.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass zumindest in der Kraftstoffrücklaufleitung nach der Einspritzanlage bzw. dem Einspritzventil ein schalt- und/oder steuerbares bzw. regelbares Dosierventil vorgesehen ist. Hierdurch kann das Ventil je nach Betriebsbedingungen oder Vorgaben schnell oder langsam geschaltet und die Kraftstoff menge bestimmt werden. So kann auch vor dem Einspritzventil gegebenenfalls ein abweichender Druck erzeugt werden, der die Durchflussrate des Kraftstoffs bestimmt.
Vorteilhaft ist es ferner, dass zumindest in der Kraftstoffleitung vor der Einspritzanlage bzw. dem Einspritzventil das schalt- und/oder steuerbare bzw. regelbare Schließventil und/oder in der Rücklaufleitung das schalt- und/oder steuerbare bzw. regelbare Dosierventil und/oder eine Drossel vorgesehen ist. Die Verwendung einer variablen Drossel gegenüber einem Dosierventil bedarf keiner elektrischen Ansteuerung. Über ein Federelement kann, je nach anliegendem Druck, an der Drossel ein anderer Quer- schnitt in der Drosselöffnung freigegeben werden. Hierdurch können Baukosten eingespart werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass das Dosierventil und/oder das Schließventil über eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs getaktet angesteuert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels ienes Systems zur Eindosierung von Kraftstoff vor einem Oxidationskatalysator, mit Kühlung über das Kühlsystem der Verbrennungskraftmaschine;
Figur 1.1 die schematische Wiedergabe des Wärmeaustausches zwischen Kraftstoffleitung und Kühlmedium des Kühlkreislaufes der Verbrennungskraftmaschine;
Figur 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Dosiersystems, wobei die Versorgung mittels einer Pumpe erfolgt und nach dem Einspritzventil die Rücklaufmenge und dadurch auch die Dosiermenge/Einspritzmenge zum Sammelbehälter mittels eines in einer Rücklaufleitung vorgesehenen Dosierventils eingestellt wird;
Figur 3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels des Dosiersystems gemäß Fig. 2, wobei anstelle eines Dosierventils im Rücklauf, Druck und Menge über eine variable Drossel im Zulauf eingestellt werden. Ausführunqsformen
Der Darstellung gemäß Figur 1 ist zu entnehmen, dass die Kraftstoffversorgung eines Dosiersystems über eine Abgriffstelle eines Niederdruckkreislaufes 3 eines in der
Zeichnung nicht weiter dargestellten Kraftstoffeinspritzsystems einer Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Über eine in einer Kraftstoffleitung 2 vorgesehene Drossel 1 strömt der Kraftstoff zu einer Zumesseinheit 4, die in Fig. 1 durch eine rechteckförmige Umrahmung dargestellt ist.
In Regenerationspausen unterbricht ein nach der Drossel 1 vorgesehenes Schließventil 5 den Zufluss von Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, zur Zumesseinheit 4. Das Schließventil 5 ist Bestandteil der Zumesseinheit 4. In Regenerationspausen strömt der Kraftstoff über ein Überdruckventil 6 zurück in einen Sammelbehälter /. Das Über- druckventil 6 ist in einer Rücklaufleitung 7.1 vorgesehen, die stromab der Drossel 1 und vor der Zumesseinheit 4 an die Kraftstoffleitung 2 angeschlossen ist.
Ein erster Drucksensor 5.1 ist ebenfalls Bestandteil der Zumesseinheit 4 und in der Kraftstoffleitung 2 zwischen dem Schließventil 5 und einem Dosierventil 8 angeordnet. Der erste Drucksensor 5.1 kann auch einen Temperatur-Sensor enthaltend, als kombinierter Druck-/Temperatur-Sensor ausgebildet sein. Durch die direkte Anbindung des Druck-/Temperatur-Sensors ist dieser Druckschwankungen und Kavitationsereignissen nach dem Schließventil 5 ausgesetzt und registriert somit möglicherweise auftretende Versorgungsdruckschwankungen. Das Schließventil 5 senkt durch eine Drosselstelle im Inneren den Versorgungsdruck, der vor der Zumesseinheit 4 anliegt, weiter ab. Dieser tatsächlich zur Dosierung vor dem Dosierventil 8 anliegende Druck kann dadurch gemessen werden. Um Druckspitzen vor dem ersten Drucksensor 5.1 zu vermeiden, können folgende Maßnahmen getroffen werden:
a) Anbinden des ersten Drucksensors 5.1 oder - alternativ - des Druck-/Temperatur-
Sensors an die Drossel 1 ;
b) Schaffung eines großzügig ausgelegten Kraftstoffvolumens zu Dämpfungszwecken im Sensorbereich zur Dämpfung von Kavitations- und Versorgungs- druckspitzen. Die Dosierung der Einspritzung erfolgt mit Hilfe des Dosierungsventils 8. Mit Hilfe des ersten Drucksensors 5.1 wird eine genauere Mengenregelung ermöglicht. Ein weiterer, zweiter Druck-Sensor 8.1 kann nach dem Dosierventil 8 zu Diagnosezwecken vorgesehen werden, z. B. kann über den weiteren, zweiten Drucksensor 8.1 ein Störsignal aktiviert werden, wenn eine Leitung abreißt oder Undichtigkeiten auftreten sollten. Mit dem weiteren, zweiten Drucksensor 8.1 , der am Ausgang der Zumesseinheit 4 angeordnet ist, wird der Druck in der Leitung zum Einspritzventil 9 kontinuierlich überwacht.
Die Drucksensoren 5.1 bzw. 8.1 sind optional einsetzbar, je nach Ausführungsform können die Sensoren auch entfallen.
Das Schließventil 5 unterbricht in Regenerationspausen den Zufluss zum Dosierventil 8. In diesem Fall strömt der Kraftstoff über ein Überström- bzw. Überdruckventil 6 in den Sammelbehälter 7 zurück. Wird das Schließventil 5 geöffnet, kann der Kraftstoff weiter zum Dosierventil 8 gelangen. An der Verbindungsbohrung zwischen Schließventil 5 und Dosierventil 8 ist zur optimalen Bestimmung der erforderlichen Kraftstoff- Dosiermenge der erste Drucksensor 5.1 angeordnet.
Der erste Druck- bzw. Druck-/Temperatursensor 5.1 dient zur Berechnung der erforderlichen Dosiermenge. Diese wird über das Dosierventil 8 zur Verfügung gestellt und zu einem Einspritzventil 9 gefördert. Bei dem Einspritzventil 9 kann es sich um ein nach außen öffnendes druckgesteuertes Einspritzventil handeln, das bei einem bestimmten Versorgungsdruck öffnet und Kraftstoff in einen Abgastrakt 17 der Verbrennungskraft- maschine einspritzt.
Das Einspritzventil 9 kann z.B. in einen Kühlblock 10 eingeschraubt sein, der direkt ü- ber ein Kühlsystem 1 1 bzw. Kühlleitungen 12 des Kühlkreislaufes der Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs versorgt wird. Zwischen einer Leitung für das Kühlmedi- um der Verbrennungskraftmaschine und dem Kühlblock 10 erstreckt sich ein Wärmetauscher 13. Dadurch soll die Kühlung des Einspritzventils 9 angedeutet werden, wobei die Kühlung in aufwändiger Weise an den Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine angeschlossen ist.
Der Darstellung gemäß Figur 1.1 ist entnehmbar, dass in der Kraftstoffleitung 2 das
Einspritzventil 9 angeordnet ist. Gemäß der in Figur 1.1 dargestellten Lösung ist das Einspritzventil in den Kühlkreislauf 12 der Verbrennungskraftmaschine integriert, angedeutet durch den Behälter, in den Kühlwasser aus dem Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine einströmt bzw. ausströmt. Über das Kühlwasser wird die Wand der Kraftstoffleitung 2 gekühlt, in der das Einspritzventil 9 angeordnet ist. Dadurch wird ein Wärmetauscher 13 gebildet, der durch das Kühlmedium der Verbrennungskraftmaschine gekühlt wird.
Bei den nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wird mit Hilfe vorbeiströmenden Kraftstoffs eine kostengünstige Kühlung des Einspritzventils 9 ermöglicht, wobei auf eine Kühlung durch Kühlmedium der Verbrennungskraftmaschine und auf ein Anzapfen des Kühlsystems 1 1 der Verbrennungskraftmaschine verzichtet werden kann, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen Dosiersysteme zur Eindosierung von Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, in den Abgastrakt der
Verbrennungskraftmaschine.
Gemäß der Ausführungsvariante in Fig. 2 weist das Dosiersystem eine eigene Pumpe 13 auf, die über die Kraftstoffleitung 2 kontinuierlich und gleichmäßig Kraftstoff zum Einspritzventil 9 fördert. Aus der Ausführungsform gemäß Fig. 2 geht hervor, dass die
Pumpe 13 die Kraftstoff leitung 2 beaufschlagt, über die Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, dem Einspritzventil 9 zugeführt wird. Am Einspritzventil 9 befindet sich in der Kraftstoffleitung 2 ein Kühlblock 10, der mit einem Wärmetauscher zusammengekoppelt sein kann. Dieser Kühlblock 10 bewirkt eine Kühlung des Kraftstoffes sowie des Einspritzventils 9, wobei abgekühlter Kraftstoff über einen Rücklaufabschnitt 14 unter Zwischenschaltung des Dosierventils 8 sowie der diese betätigenden Magnetspule 8.1 über die Rücklaufleitung 7.1 in den Sammelbehälter 7 zurückströmt. Von diesem aus gelangt Kraftstoff über eine Saugleitung 15 zur Pumpe 13, deren Druckseite durch Bezugszeichen 18 gekennzeichnet ist und an der die Kraftstoffleitung 2 zum Einspritz- ventil 9 angeschlossen ist. Wie aus der Darstellung der ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dosiersystems gemäß Fig. 2 hervorgeht, mündet die Kraftstoffleitung 2 in den Kühlblock 10, der gemäß dieser Ausführungsvariante doppelwandig ausgebildet ist. Ein Hohlraum 22 wird durch eine Innenwand 23 und eine Außenwand 24 gebildet. Der über die Kraftstoffleitung 2 von der Druckseite 18 ei- nes Förderaggregates 20 geförderte Kraftstoff tritt in den Hohlraum 22 ein und kühlt das im Kühlblock 10 aufgenommene Einspritzventil 9. Das Einspritzventil 9 ist im Kühl- block 10 derart aufgenommen, dass - wie in Figur 2 angedeutet - der Kraftstoff in Strahlen in den Abgastrakt 17 der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann, der von Abgas in Strömungsrichtung 21 durchströmt wird. Bezugszeichen 29 bezeichnet einen Rücklaufanschluss, an den sich ein ventilnaher Rücklaufabschnitt 14 der Kraftstoffrücklaufleitung 7.1 anschließt.
Der Kraftstoff, der in die Kraftstoffrücklaufleitung 7.1 zurückströmt, weist eine höhere Temperatur auf, als der Kraftstoff, der über die Kraftstoff leitung 2 dem Hohlraum 22 des als doppelwandiges Gehäuse ausgebildeten Kühlblocks 10 zuströmt. Dieser Kraft- stoff dient der Kühlung des im Kühlblock 10 aufgenommenen Einspritzventils 9 unmittelbar durch den Kraftstoff und nicht - wie in Figur 1 dargestellt - durch das Kühlmedium der Verbrennungskraftmaschine. Aus diesem Grunde baut die in Figur 2 schematisch angedeutete erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dosiersystems zum Einbringen von Kraftstoff in den Abgastrakt 17 der Verbrennungs- kraftmaschine wesentlich einfacher und kompakter, da die Anschlüsse und Flansche zur Verbindung des Abgastraktes 17 mit dem Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine entfallen.
Alternativ zur Ausbildung des Kühlblocks 10 als einwandiges Gehäuse oder als dop- pelwandiges Gehäuse, wie vorstehend in Figur2 dargestellt, kann die Kraftstoff leitung 2 auch durch den Kühlblock 10 geführt werden, wie nachstehend im Zusammenhang mit Figur 3 noch beschrieben wird.
Das Dosiersystem kann gemäß der in Fig. 3 dargestellten weiteren Ausführungsvarian- te des Dosiersystems an den Niederdruckkreislauf 3 angeschlossen und über die
Kraftstoffleitung 2 und das Schließventil 5 direkt mit dem Einspritzventil 9 verbunden sein. Nach den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 2 und 3 wird mit Hilfe des vorbeiströmenden Kraftstoffs auf kostengünstige Weise gekühlt, da die Abgastemperatur beim Durchströmen eines Oxidationskatalysators z.B. auf ca. 600° C ansteigt. Mit Hilfe der Kühleinrichtung, z.B. ausgestaltet als Kühlblock 10, der als Halter für das Einspritzventil 9 dient, wird ein schnelles Altern des Kraftstoffs vermieden. Die Kraftstoffleitung 2 mündet in den Kühlblock 10, an den auch die Kraftstoffrücklaufleitung 7.1 angeschlossen ist, die gemäß der Ausführungsvariante in Fig. 2 über ein Steuer- bzw. regelbares Druckventil 1 1 verfügt. Die Rücklaufleitung 7.1 ist mit dem Sammelbehälter 7 verbunden. Aus der Ausführungsform der Kühleinrichtung, ausgeführt als Kühlblock 10, gemäß Fig. 3 geht hervor, dass Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff über die Kraft- stoffleitung 2 aus dem Niederdruckkreislauf 3 gefördert wird. In der Kraftstoffleitung 2 befindet sich das Schließventil 5. Die Kraftstoffleitung 2 erstreckt sich zum Einspritzventil 9.
Stromab der Kühleinrichtung, ausgebildet als Kühlblock 10, erstreckt sich der Rücklaufabschnitt 14, in dem vor dem Übergang in die Rücklaufleitung 7.1 eine Drosselstelle 16 mit verstellbarem Drosselquerschnitt aufgenommen ist. Die Rücklaufleitung 7.1 mündet in den Sammelbehälter 7, in dem der Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, bevorratet wird.
Aus der in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dosiersystems geht hervor, dass die Kraftstoff leitung 2 vor dem Kühlblock 10 in einen Zulaufzweig 27, der sich zum Einspritzventil 9 erstreckt und einen Kühlzweig 28, der den Kühlblock 10 durchzieht, verzweigt. Wie aus Figur 3 hervorgeht, ver- läuft der Kühlzweig 28 gemäß dem mit Bezugszeichen 25 bezeichneten Verlaufs innerhalb des Kühlblocks 10 in Form eines Mäanders 26. Im Kühlblock 10 ist darüber hinaus das Einspritzventil 9 gehalten, was über den Zulaufzweig 27 der Kraftstoffleitung 2 mit Kraftstoff versorgt wird. Der Kraftstoff wird bei Erreichen des Öffnungsdrucks des Einspritzventils 9, welches z.B. als druckgesteuertes Einspritzventil ausgebildet sein kann, in Strahlenform in den Abgastrakt 17 der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt, der in Strömungsrichtung 21 vom Abgas durchströmt wird. Stromab der Ein- dosierungsstelle des Einspritzventils 9 befindet sich im Abgastrakt 17 der Verbrennungskraftmaschine ein in den Ausführungsvarianten gemäß der Figuren 2 und 3 nicht dargestellter Dieselpartikelfilter oder ein Oxidationskatalysator.
Mit der in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante des Dosiersystems wird erreicht, dass der Kühlblock 10 von einem aufgrund des Mäanders 26 verlängerten Kühlabschnitts 15 der Kraftstoffleitung 2 gekühlt wird. Bei dieser Ausführungsvariante des Kühlblocks 10 fehlt es an einem einwandig oder mehrwandig ausgebildeten Gehäuse, vielmehr dient der Kühlblock 10 in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante als
Kühlkörper, der von Kraftstoff durchströmt wird. Die Temperatur des Kraftstoffs, der über die Kraftstoffleitung 2 dem Kühlblock 10 für das Einspritzventil 9 zuströmt, ist erheblich geringer als die Temperatur des Kraftstoffs, der aus dem Kühlblock 10 am Rücklaufanschluss 29 in den Rücklaufabschnitt 14 der Kraftstoffrücklaufleitung 7.1. ein- tritt. Dies findet seine Ursache darin, dass der Kraftstoff aufgrund der Nähe des Einspritzventils 9 in Bezug auf den Abgastrakt 17 der Verbrennungskraftmaschine in en- ger Nachbarschaft zu dieser angeordnet ist und im Abgastrakt 17 naturgemäß eine höhere Temperatur herrscht.
Anstelle der in Figur 3 eingezeichneten Geometrie des Verlaufs 25 des Kühlabschnitts 15 innerhalb des Kühlblocks 10 kann auch eine andere Form als ein Mäander 26 gewählt werden. Dies ist abhängig von der Größe des Kühlblocks 10, vom verwendeten Material und von dem herrschenden Temperaturniveau in Bezug auf die Temperatur des Abgastrakts 17 der Verbrennungskraftmaschine.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zum Eindosieren von Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, in einen Abgastrakt (17) einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Vorrichtung an eine Kraftstoffleitung (2) angeschlossen ist und zumindest ein Einspritzventil (9) auf- weist, welches mit Hilfe einer Kühleinrichtung (10) auf einer Betriebstemperatur gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (9) durch den Kraftstoff gekühlt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (9) zumindest teilweise in einen Kühlblock (10) eingebettet ist oder von diesem ganz oder teilweise umschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (9) zumindest teilweise in den Kühlblock (10) integriert oder in diesem befestigt ist und den Kühlblock (10) über die Kraftstoffleitung (2), die durch eine Pumpe (13) beaufschlagt ist, Kraftstoff direkt zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftstoff rück- laufleitung (7.1 ) stromab des Einspritzventils (9) angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffrücklaufleitung (7.1 ) an einem Anschluss (29) am Kühlblock (10) angeschlossen und mit dem Sammelbehälter (7) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Kraftstoffleitung (2) vor dem Einspritzventil (9) ein schalt- und/oder steuerbares bzw. regelbares Schließventil (5) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Kraftstoffrücklaufleitung (7.1 ) nach dem Einspritzventil (9) ein schalt- und/oder steuerbares bzw. regelbares Dosierventil (8) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Kraftstoffleitung (2) vor dem Einspritzventil (9) das schalt- und/oder steuerbare bzw. regelbare Schließventil (5) und/oder in einem Rücklauf- abschnitt (14) der Rücklaufleitung (7.1 ) das schalt- und/oder steuerbare bzw. regelbare Dosierventil (8) und/oder eine Drossel (16) mit variablem Drosselquerschnitt vorgesehen ist.
9. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Kraftstoff leitung (2) einen Kühlabschnitt (15) um- fasst, der sich durch den Kühlblock (10) erstreckt.
10. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit Kraftstoff gespült ist, wobei ein Spüldruck kleiner als der Öffnungsdruck des Einspritzventils (9) ist, welches in diesem Falle als Wärmetauscher dient und die Wärme, die es durch den Abgasstrom aufnimmt, an das Kühlmedium, insbesondere den Kraftstoff abgibt.
1 1 . Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlblock (10) als ein- oder mehrwandiges Gehäuse ausgebildet ist und einen Hohlraum (22) um- fasst, der von Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung (2) durchströmt ist.
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