專利名稱：用于向排氣管中滴狀添加液態(tài)還原劑的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于向內(nèi)燃機的排氣管中滴狀添加液態(tài)還原劑的方法和裝置。
背景技術(shù)：
對于用于凈化內(nèi)燃機、尤其是柴油機的排氣的系統(tǒng)來說，在排氣管中使用了用于凈化排氣的排氣處理部件，為了正常運行，該排氣處理部件需要至少不時地輸入反應(yīng)劑/ 還原劑。這種排氣處理部件尤其包括SCR催化轉(zhuǎn)化器，為了選擇性地催化還原氮氧化物，自由形式或化合形式的氨、例如尿素溶液作為還原劑輸入所述SCR催化器中。此外，這種部件也是氧化催化排氣處理部件，為了加熱排氣，碳?xì)浠衔?燃料)作為還原劑輸入所述氧化催化排氣處理部件。在顆粒過濾器的由熱引起的碳煙再生中提供排氣流的這種加熱，或者排氣流的這種加熱用于氮氧化物存儲催化轉(zhuǎn)化器的硫還原。對高度有效的排氣凈化來說，期望還原劑在排氣管的截面上的盡可能均勻的分布和盡可能精細(xì)的霧化。如EP-A-I 890 016中描述的那樣，通過沿與排氣的流動方向相反的方向添加還原劑，借助還原劑相對于排氣流的較高的相對速度實現(xiàn)了還原劑的更精細(xì)和更好的分布。 此外，通過還原劑撞擊到排氣處理部件的流出側(cè)上也有利于實現(xiàn)這種效果，因為還原劑的撞擊液滴可以進一步霧化或從排氣處理部件的表面直接蒸發(fā)入排氣流中。在此，還原劑在排氣管的截面上的分布和/或?qū)ε艢馓幚聿考牧鞒鰝?cè)的撞擊強烈取決于內(nèi)燃機的運行狀態(tài)。在排氣流動速度高時，由添加單元精細(xì)霧化的還原劑迅速偏轉(zhuǎn)，從而至少僅局部地對排氣處理部件的流出側(cè)進行撞擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中描述的問題并尤其提出一種方法和裝置，通過該方法和/或裝置實現(xiàn)了在排氣流中、尤其在內(nèi)燃機的所有運行點盡可能均勻地分布還原劑，從而改善了還原劑的蒸發(fā)。該目的由根據(jù)權(quán)利要求1的特征所述的方法以及根據(jù)權(quán)利要求10的特征所述的裝置而實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出本發(fā)明的其它有利的設(shè)計方案。應(yīng)該指出，從屬權(quán)利要求的特征可以通過任意的、在技術(shù)上合理的方式相互組合并限定本發(fā)明的其它實施方式。此外， 權(quán)利要求中給出的特征在說明書中進一步更仔細(xì)地被闡明和解釋，其中描述了本發(fā)明的其它優(yōu)選的設(shè)計方案。在此，該目的通過一種用于向內(nèi)燃機的排氣管中滴狀添加液態(tài)還原劑的方法而實現(xiàn)，該方法至少包括以下步驟a)檢測內(nèi)燃機運行期間的至少一個排氣參數(shù)，b)根據(jù)排氣參數(shù)確定待添加的還原劑的液滴的大小，c)根據(jù)所確定的液滴的大小設(shè)定朝向排氣管的還原劑的第一輸送壓力，d)通過添加單元向排氣管中添加還原劑。
在內(nèi)燃機的運行期間的排氣參數(shù)的檢測尤其可通過排氣管中和/或內(nèi)燃機中的傳感器來進行，和/或也可由內(nèi)燃機的運行條件推導(dǎo)出。還原劑液滴的大小基本上取決于還原劑的輸送壓力和添加單元的噴嘴開口的構(gòu)造以及取決于還原劑本身的化學(xué)組成和/或物理狀態(tài)。這里所確定的液滴大小尤其有助于使液滴很可能撞擊到在排氣管中特別布置在還原劑的添加單元的上游的排氣處理部件的端側(cè)上，從而實現(xiàn)還原劑(尤其在排氣管的整個截面上)的蒸發(fā)和/或精細(xì)的分布。液滴在排氣管中的飛行路徑受到液滴大小的影響；特別是，隨著液滴大小的增大，液滴對于經(jīng)過排氣流時的偏轉(zhuǎn)的慣性也增大。在此，尤其通過調(diào)節(jié)還原劑管路中的還原劑的第一輸送壓力來設(shè)定待添加的還原劑液滴的大小。也就是說，例如，第一輸送壓力越高，那么相應(yīng)產(chǎn)生的液滴越小。常規(guī)的觀點認(rèn)為，排氣速度較高時，應(yīng)以盡可能高的壓力將還原劑輸入排氣管中， 從而沿排氣處理部件的端側(cè)的方向與排氣的流動方向相反地經(jīng)過盡可能長的行程長度并撞擊到該端側(cè)上；而與此相反地在本發(fā)明中提出，尤其當(dāng)排氣速度增大時減小壓力，從而形成較大的液滴，該液滴在經(jīng)過排氣時具有相應(yīng)較小的偏轉(zhuǎn)。由于偏轉(zhuǎn)較小，液滴到達了排氣處理部件的端側(cè)的與添加單元間隔開的區(qū)域，隨后還原劑可以在該端側(cè)上蒸發(fā)。因此，可設(shè)定還原劑在排氣管的截面上的期望的分布。與此相應(yīng)地，根據(jù)設(shè)定的第一輸送壓力通過添加單元將還原劑添加入排氣管中，從而形成具有特定大小的還原劑液滴。還有一種方法是優(yōu)選的，在該方法中，在排氣處理部件的下游并逆著排氣管中排氣的流動方向進行液態(tài)還原劑的添加，并如此設(shè)置液滴的大小，使得實現(xiàn)還原劑在排氣處理部件的撞擊區(qū)域上的均勻分布。逆著排氣的流動方向添加液態(tài)還原劑引起液態(tài)還原劑射流的偏轉(zhuǎn)和/或擴大。這導(dǎo)致了添加區(qū)域、即在排氣處理部件中的實際上被潤濕的表面即使在穩(wěn)態(tài)運行添加時也輕微變化。盡管如此，在排氣參數(shù)保持相對恒定時，也會發(fā)生一再為排氣處理部件的相同的區(qū)域提供還原劑的情況。這會導(dǎo)致排氣處理部件的局部冷卻和/或?qū)е滦式档停驗榕艢馓幚聿考呀?jīng)浸滿還原劑，因此而不能以期望的方式儲存或蒸發(fā)還原劑。利用前述建議的有針對性地影響液態(tài)還原劑的添加，實現(xiàn)了還原劑在排氣處理部件的撞擊區(qū)域上基本均勻的分布。排氣處理部件的端側(cè)的、在內(nèi)燃機運行期間在正常條件下添加單元或單個噴嘴能到達的區(qū)域被視作“撞擊區(qū)域”。在一個噴嘴能到達排氣處理部件的整個端面的情況中，撞擊區(qū)域?qū)?yīng)于端面，否則撞擊面通常是端面的一較小局部部分。對于所述的后一種情況來說，通常提出將添加單元設(shè)計成使得所有撞擊區(qū)域的面積總和至少覆蓋端面的面積，其中適當(dāng)時不同噴嘴的撞擊區(qū)域也可重疊。撞擊區(qū)域通常形成用于添加單元的“被擴展的”進入?yún)^(qū)域。為了確定撞擊區(qū)域，例如可以在不變的條件下將液態(tài)還原劑添加至噴嘴，其中確定在內(nèi)燃機的通常運行條件下在排氣處理部件的端側(cè)還原劑到達哪個撞擊區(qū)域中。因此，添加區(qū)域是在排氣參數(shù)的具體情況下實際上被潤濕的局部區(qū)域，且撞擊區(qū)域是在排氣參數(shù)的不同情況下添加區(qū)域可到達的區(qū)域。因此這里也建議，利用添加區(qū)域的變化以努力使還原劑在排氣處理部件的(潛在的)撞擊區(qū)域中盡可能均勻的分布?！熬鶆虻摹狈植荚诖擞绕淇衫斫鈾M向/側(cè)向平均。顯而易見，在多個循環(huán)中將液態(tài)還原劑提供至撞擊區(qū)域。在此，在緊接著的隨后一個添加循環(huán)中，首先潤濕排氣處理部件的在撞擊區(qū)域中具有較少量還原劑的區(qū)域。同時，必要時也要考慮排氣處理部件的存儲能力和/或其溫度。
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由于還原劑撞擊到排氣處理部件的后端側(cè)，所以還原劑可以從排氣處理部件的表面直接蒸發(fā)入排氣流中。因此，盡管還原劑沒有連續(xù)地添加至排氣管中，也可以通過還原劑進行連續(xù)的污染物轉(zhuǎn)化或還原劑的連續(xù)水解?？梢酝ㄟ^由添加單元添加還原劑的頻率來調(diào)整還原劑待輸入的量。因此，同時在排氣體積流量高和相應(yīng)地需求很多還原劑的情況下，可以在還原劑的低的輸送壓力——并因此還原劑的體積流量較小——的狀態(tài)下適配地輸入還原劑。根據(jù)本方法的一個有利的實施方式，排氣參數(shù)是下組中的至少一個排氣參數(shù)-排氣體積流量，-排氣流動速度，-排氣質(zhì)量流量，-排氣溫度，-排氣壓力。適當(dāng)時也可從多個相關(guān)的排氣參數(shù)中推導(dǎo)出一排氣參數(shù)。這些排氣參數(shù)可在排氣管或內(nèi)燃機的優(yōu)選位置處被檢測，并通過可在適當(dāng)時提供的控制裝置換算為排氣管中在添加單元的位置處存在的排氣參數(shù)。因此，總是根據(jù)排氣的至少一個排氣參數(shù)確定還原劑向排氣管中的引入。根據(jù)本方法的一個有利的改進方案，在步驟c)中，第一輸送壓力可設(shè)定在!Bbar與之間，尤其在!Bbar與IObar之間。該壓力范圍是有利的，因為用于該壓力范圍的系統(tǒng)
部件可以便宜地制造并可相應(yīng)地低成本地集成在機動車中。此外，對于這些壓力值來說，廣泛使用具有足以應(yīng)對這種應(yīng)用情況的體積流量的泵，并且該泵同樣以可接受的成本集成在機動車中。此外，視為有利的是，當(dāng)添加還原劑時，下組中的至少一個添加參數(shù)變化-輸送壓力，-液滴的大小，-排氣處理部件上的添加區(qū)域，-還原劑的添加位置，-還原劑的添加方向。關(guān)于上述可能的變化，當(dāng)然多個添加參數(shù)也能夠在按時間上錯開的添加循環(huán)中變化或保持恒定。尤其是，通過排氣外部用于輸送還原劑的裝置的相應(yīng)的調(diào)節(jié)件或控制件來觸發(fā)添加參數(shù)。尤其是，輸送壓力的變化同時導(dǎo)致液滴大小和/或添加區(qū)域的變化。例如， 如果設(shè)有多個用于潤濕排氣處理部件的噴嘴，則可以通過相應(yīng)地致動不同的噴嘴來改變還原劑的添加位置(噴嘴位置)。如果在添加單元中設(shè)有活動的、可擺動的噴嘴，則同樣可以根據(jù)這種運動有針對性地設(shè)定添加方向。此外，可以進一步改進本方法，使得在排氣參數(shù)不變期間，至少一個添加參數(shù)變化。在此，尤其優(yōu)選特別的是，實現(xiàn)輸送壓力的略微變化，從而在排氣參數(shù)基本上不變的內(nèi)燃機的行程長的時候，稍微移動液滴的添加區(qū)域。由此，尤其避免了排氣處理部件在添加區(qū)域或分配區(qū)域中的局部冷卻。根據(jù)本方法的另一個特別有利的實施方式，在步驟d)中，利用大小為索特平均直徑在IOym和200μπι之間的、尤其在30μπι與150μπι之間的液滴進行添加。在此，索特平均直徑被定義如下如果使填料的顆粒(這里是液滴)的整體體積變?yōu)榇笮∠嗤那蝮w，該球體的總表面積與顆粒的總表面積相等，則該顆粒具有索特平均直徑作為直徑。在此，大量試驗表明，在添加單元為四孔式噴嘴且AdBlue即尿素水溶液作為還原劑的一個優(yōu)選實施方式中，當(dāng)?shù)谝惠斔蛪毫镾bar時，獲得索特平均直徑為45 μ m的液滴， 而當(dāng)壓力為!Bbar時，索特平均直徑為137 μ m。本方法的另一個有利的實施方式提出，在步驟d)中添加的液滴的至少60%具有根據(jù)步驟b)中確定的大小或更大。該比例優(yōu)選甚至高于80%或甚至為92%。本方法的目標(biāo)在于，通過特定的第一輸送壓力來產(chǎn)生這種大小的液滴，使得在考慮排氣參數(shù)的情況下， 當(dāng)逆著排氣的流動方向添加時，該液滴逆著排氣的流動方向經(jīng)過特定的行程，并因此以優(yōu)選在排氣管的截面上優(yōu)選均勻分布的方式撞擊到排氣處理部件的端面上。因此，通過這種方法產(chǎn)生具有至少特定大小的液滴，使得至少該部分的液滴會經(jīng)過確定的最小行程。此外還建議，如此進行還原劑的添加，使得在內(nèi)燃機運行期間，利用還原劑液滴均勻地潤濕排氣處理部件的端側(cè)。在排氣處理部件的端側(cè)非常大時，例如像在載貨汽車的排氣系統(tǒng)中存在的那樣， 應(yīng)該以期望地方式針對性地實現(xiàn)將液態(tài)還原劑添加至整個端側(cè)上。基于這個原因，尤其建議使用在此公開的策略，以(在時間上平均地)均勻地潤濕(后)端側(cè)。關(guān)于此可以參閱對均勻地潤濕撞擊區(qū)域的闡述。本發(fā)明還涉及一種裝置，根據(jù)本發(fā)明的裝置用于向排氣管中滴狀添加液態(tài)還原劑，所述裝置至少具有-用于輸送還原劑的泵，-用于將還原劑引入排氣管的添加單元，-用于使泵與添加單元在流動方面連接的還原劑管路，-布置在泵和添加單元之間的壓力調(diào)節(jié)閥和壓力脈動阻尼器，以及-用于至少控制泵、添加單元和壓力調(diào)節(jié)閥的控制單元。該控制單元尤其用于調(diào)節(jié)或控制部件——泵、添加單元和壓力調(diào)節(jié)閥，以及適當(dāng)時用于調(diào)節(jié)或控制該裝置或機動車的其它部件。在此，該控制單元用于通過控制第一輸送壓力來設(shè)定用于添加還原劑至排氣管中的添加單元處液態(tài)還原劑液滴的特定大小。第一輸送壓力尤其是這樣的壓力，應(yīng)在該壓力下通過添加單元將還原劑分配至排氣管。例如，通過相應(yīng)地致動泵和壓力調(diào)節(jié)閥來產(chǎn)生這種第一輸送壓力。該泵優(yōu)選連續(xù)地以(恒定的、最大的)第二輸送壓力輸送，該第二輸送壓力隨后通過壓力調(diào)節(jié)閥降低至相應(yīng)的第一輸送壓力。該第二輸送壓力是還原劑管路中存在的壓力，可以從第二輸送壓力出發(fā)來設(shè)定實現(xiàn)能以特定大小液滴添加液態(tài)還原劑的第一輸送壓力。尤其是，通過利用泵的輸送和/或回送或通過打開壓力調(diào)節(jié)閥，與還原劑管路中存在的第二輸送壓力相關(guān)地來設(shè)定第一輸送壓力。尤其也可以，通過借助添加單元向排氣管中添加還原劑來設(shè)定第一輸送壓力，其中泵不進行輸送。因此，具有較小液滴大小的還原劑(在還原劑管路中處于較高的第二輸送壓力下)至少部分地被添加，直至第二輸送壓力降低至第一輸送壓力。在該設(shè)計方案中，僅當(dāng)達到第一輸送壓力，才添加其大小通過本方法的步驟b)確定的液滴。
本裝置尤其適合實施根據(jù)本發(fā)明的方法。因此，壓力調(diào)節(jié)閥也尤其設(shè)計成用于對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟C)來設(shè)定第一輸送壓力。尤其需要壓力脈動阻尼器，因為在內(nèi)燃機運行中且在從添加單元分配還原劑期間，在其中第一輸送壓力被設(shè)定以產(chǎn)生特定大小的液滴的還原劑管路中，出現(xiàn)壓力波動。這尤其取決于添加單元的分配量且另一方面也取決于泵的輸送功率和其輸送類型(連續(xù)或間斷)。此外，當(dāng)在還原劑管路中超出一特定壓力時或為了設(shè)定第一輸送壓力尤其通過回流管路將還原劑輸送回還原劑儲罐中時，通過壓力調(diào)節(jié)閥來影響第一輸送壓力。此外，添加單元的噴嘴的間歇式開閉運動也會產(chǎn)生壓力波動。由此也可以形成波浪形流經(jīng)還原劑管路的壓力脈動。壓力脈動阻尼器也尤其用于使為了添加特定大小的液滴而在還原劑管路中設(shè)定的的第一輸送壓力盡可能保持恒定，或使還原劑管路中存在的第二輸送壓力接近(在步驟 c)中確定的)第一輸送壓力。由此減小或阻止第一輸送壓力的波動。在此尤其有利的是， 在內(nèi)燃機運行中，在添加單元的上游或在步驟d)中的還原劑管路中的第二輸送壓力與步驟c)中確定的或待設(shè)置的第一輸送壓力的偏差最大僅為10%、尤其僅為5%。如果在由于還原劑管路中的壓力波動而未到達第一輸送壓力的時刻朝著排氣管打開添加單元，則因此在第二輸送壓力下進行添加。由于通過壓力脈動阻尼器減小了還原劑管路中的壓力波動， 所以還原劑以與第一輸送壓力盡可能接近的第二輸送壓力添加到排氣管中。根據(jù)本裝置的另一個有利的實施方式，控制單元與至少一個用于確定至少一個排氣參數(shù)的排氣傳感器相連接，其中這里尤其包括在對本方法的描述中已經(jīng)提及的排氣參數(shù)。控制單元尤其也用于設(shè)定還原劑管路中的至少一個第一輸送壓力，該第一輸送壓力適于產(chǎn)生一種大小的液滴，這種液滴通過添加單元運送至排氣管中并隨后逆著排氣的流動方向經(jīng)過一最小行程，從而尤其撞擊到排氣管中的排氣處理部件的端側(cè)上。使液滴的大小適應(yīng)于，使得在該端側(cè)上實現(xiàn)還原劑在排氣管的整個截面上的盡可能均勻的分布。根據(jù)一個有利的改進方案，用于確定至少一個排氣參數(shù)的排氣傳感器布置在內(nèi)燃機的空氣輸入側(cè)上。因此，從內(nèi)燃機的吸入側(cè)的參數(shù)推導(dǎo)出排氣參數(shù)。排氣傳感器在此尤其可以是質(zhì)量流量傳感器或真空度傳感器。尤其是，排氣傳感器的測量信號與內(nèi)燃機的參數(shù)，例如與內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速相結(jié)合。在此，添加單元還可包括至少多個噴嘴或至少一個活動的噴嘴。當(dāng)然也可以設(shè)置一添加單元，在該添加單元中設(shè)有多個噴嘴，其中至少一個噴嘴是活動的，尤其是可擺動的。當(dāng)存在多個噴嘴時，如此選擇布置方式，使得噴嘴到達排氣處理部件的整個端面，亦即全部的撞擊區(qū)域至少覆蓋所述端面。為此，可以在排氣管的周圍或排氣處理部件的后端側(cè)的周圍布置多個噴嘴、例如三、四或五個噴嘴。對于設(shè)有活動噴嘴的情況，需要相應(yīng)的氣密軸承和調(diào)整馬達。尤其有利的是根據(jù)本發(fā)明的裝置的控制單元設(shè)計成實施根據(jù)本發(fā)明的方法；以及此外該裝置和/或方法尤其設(shè)計成應(yīng)用在機動車中。該方法和裝置優(yōu)選涉及液態(tài)的尿素-水溶液的添加，其中排氣處理部件至少在與添加單元相對的端側(cè)的一段上具有水解層。


下面根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明以及技術(shù)領(lǐng)域。應(yīng)該指出，附圖示出本發(fā)明的尤其優(yōu)選的實施變型方案，然而本發(fā)明不局限于此。在附圖中相同的對象也使用相同的附圖標(biāo)記。附圖示意性示出圖1 示出機動車中的裝置；圖2 示出機動車運行中排氣管的細(xì)節(jié)；圖3 示出機動車中的裝置的另一設(shè)計方案；圖4 示出還原劑的可變化添加的圖解。
具體實施例方式圖1示出具有內(nèi)燃機3的機動車21中的裝置12。在此，設(shè)有具有至少一個排氣處理部件17的排氣管2，該排氣處理部件具有第一端側(cè)18和第二端側(cè)19，排氣沿流動方向20 從第一端側(cè)18至第二端側(cè)19流經(jīng)所述排氣處理部件。在此，裝置12的添加單元8設(shè)置在排氣處理部件17的第二端側(cè)19的下游。如此確定該添加單元8的位置，使得逆著排氣管 2中的排氣的流動方向20，由添加單元8輸入的還原劑至少部分地撞擊到排氣處理部件17 的第二端側(cè)19上。為此，裝置12提供具有特定大小的液滴，該液滴逆著排氣的流動方向20 輸入排氣管2中并因此至少部分地撞擊到排氣處理部件17的第二端側(cè)19上。裝置12包括通過還原劑管路13彼此連接的還原劑儲罐22、泵10、壓力脈動阻尼器9、壓力調(diào)節(jié)閥14 和添加單元8。此外，在排氣管2的不同位置處或內(nèi)燃機3的空氣輸入側(cè)25的管路上設(shè)有排氣傳感器16，該排氣傳感器16尤其將不同的排氣參數(shù)4傳輸至控制單元15。借助于內(nèi)燃機的空氣輸入側(cè)25上的排氣傳感器16，也可通過確定空氣質(zhì)量流量(或通過由管路中的真空度和內(nèi)燃機3的轉(zhuǎn)速推導(dǎo)出空氣質(zhì)量流量)來確定排氣管2中的排氣參數(shù)4。此外，控制單元15至少與壓力調(diào)節(jié)閥14的泵10和添加單元8相連接。此外，壓力調(diào)節(jié)閥14尤其可以與回流管路相連接，還原劑可以從還原劑管路13通過該回流管路輸送回儲罐22中。圖2示出具有排氣處理部件17的排氣管2的細(xì)節(jié)圖，該排氣處理部件具有第一端側(cè)18和第二端側(cè)19，排氣沿流動方向20從第一端側(cè)18至第二端側(cè)19流經(jīng)該排氣處理部件。在此，適當(dāng)時排氣可在排氣管2的不同位置處具有不同的排氣參數(shù)4(例如排氣溫度、 排氣速度等)，這些排氣參數(shù)由排氣傳感器16來檢測。在排氣處理部件17的下游設(shè)置添加單元8，通過該添加單元使還原劑1以液滴6的形式優(yōu)選分配到排氣處理部件17的第二端側(cè)19上。還原劑1的液滴6優(yōu)選均勻地分布在排氣管的整個截面M上，尤其均勻地分布在還原劑1能到達的盡可能最大的截面M上。圖3示出機動車中的裝置12的另一個設(shè)計方案。在此，在具有第一端側(cè)18和第二端側(cè)19的排氣處理部件17的下游，具有一定大小5的液滴6輸入排氣管2中，該液滴6由添加單元8分發(fā)至排氣管2中并沿著液滴路徑23運動。該液滴路徑23實質(zhì)上受排氣參數(shù) 4的影響。因此，通過裝置12，在還原劑管路13中第一輸送壓力7被設(shè)定成使得能優(yōu)選產(chǎn)生液滴6的特定的大小5，這種大小使液滴6能撞擊到排氣處理部件17的第二端側(cè)19上。 通過排氣傳感器16來獲得用于檢測排氣參數(shù)4所必需的數(shù)據(jù)，該排氣傳感器可以布置在排氣處理部件17的下游，然而也可以布置在排氣處理部件17的上游或排氣處理部件17的內(nèi)部。該排氣傳感器16通過控制線路或通過無線電將其數(shù)據(jù)傳輸至控制裝置15，該控制裝置還至少與添加單元8、壓力調(diào)節(jié)閥14和泵10相連接。裝置12除了具有添加單元8之外還具有還原劑儲罐22、泵10、壓力脈動阻尼器9以及壓力調(diào)節(jié)閥14，它們通過還原劑管路13 彼此連接?？刂茊卧?5確定還原劑管路13中的第一輸送壓力7。在裝置12的運行期間， 相應(yīng)被設(shè)定的第一輸送壓力7會出現(xiàn)波動。還原劑管路13中的這種實際的壓力被稱為第二輸送壓力11，該第二輸送壓力被相應(yīng)地控制成與第一輸送壓力7的偏差盡可能小。還原劑1在與第一輸送壓力7盡可能相同的第二輸送壓力11下離開添加單元8。現(xiàn)在，圖4為排氣處理部件17的后視圖。在排氣處理部件17的下游，在排氣管2 的周圍設(shè)有四個噴嘴四，噴嘴四可以借助于控制單元15用液態(tài)還原劑均勻地潤濕排氣處理部件17。因此，這里形成具有四個噴嘴四的添加單元。噴嘴四被剛性地連接，但是這也不是絕對必需的；在圖4中的上部，一噴嘴四構(gòu)造為活動的或可擺動的(參見雙箭頭)。 在同一個噴嘴四處還示出，該噴嘴可以配屬于通過相應(yīng)的點劃線示出的、用于液態(tài)還原劑的單獨的撞擊區(qū)域沈?，F(xiàn)在，在圖4的下部區(qū)域示出，在內(nèi)燃機的通常運行條件下噴嘴如何能夠借助于添加策略的有針對性的變化或調(diào)整來均勻地到達可到達的撞擊區(qū)域26。在此，下部噴嘴被考慮構(gòu)成實際上的添加位置27。從該添加位置27出發(fā)，通過調(diào)整添加區(qū)域30 (通過虛線示出)可以均勻地潤濕撞擊區(qū)域沈(用陰影標(biāo)出)。在此，在添加循環(huán)期間添加區(qū)域30構(gòu)成液態(tài)還原劑的撞擊面?？梢钥闯?，為了覆蓋整個撞擊區(qū)域沈，添加區(qū)域30的形狀和/或大小和/或添加方向觀在變化?，F(xiàn)在可以看出，例如可借助五個添加循環(huán)來用還原劑基本上均勻地噴灑整個撞擊區(qū)域26。在此，不需要實際上將所有添加區(qū)域30彼此相鄰地布置， 和/或不需要用等量的還原劑和/或相同的頻率潤濕所有添加區(qū)域30。實際上，這里也必須考慮排氣參數(shù)和/或排氣處理部件17的存儲和蒸發(fā)特性。通常，基于排氣在排氣處理部件17的中央?yún)^(qū)域中較高的溫度或相對較密集地流經(jīng)排氣處理部件17，可以確定該區(qū)域中較高的存儲能力和/或蒸發(fā)能力。在添加策略中也可以考慮到這一點。通過例如各個還原劑管路中的輸送壓力的影響借助于控制單元15的相應(yīng)的調(diào)節(jié)來有針對性地進行添加區(qū)域30的調(diào)整。引起添加區(qū)域30偏轉(zhuǎn)或擴寬或變化的排氣參數(shù)疊加在該調(diào)整上。在添加策略中優(yōu)選對此加以考慮或補償。
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權(quán)利要求
1.用于向內(nèi)燃機(3)的排氣管O)中滴狀添加液態(tài)還原劑(1)的方法，所述方法至少包括如下步驟a)檢測所述內(nèi)燃機(3)的運行期間的至少一個排氣參數(shù)；b)根據(jù)所述排氣參數(shù)(4)確定待添加的還原劑(1)的液滴(6)的大小(5)；c)根據(jù)所確定的液滴(6)的大小( 設(shè)定朝向所述排氣管( 的還原劑(1)的第一輸送壓力(7)；d)通過添加單元⑶向所述排氣管(2)中添加還原劑⑴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在排氣處理部件(17)的下游且逆著所述排氣管 (2)中排氣的流動方向00)進行液態(tài)還原劑(1)的添加，并且將液滴(6)的大小(5)設(shè)定成使得實現(xiàn)還原劑在所述排氣處理部件(17)的撞擊區(qū)域06)上的均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述排氣參數(shù)(4)包括選自以下組中的至少一個排氣參數(shù)-排氣體積流量， -排氣流動速度， -排氣質(zhì)量流量， -排氣溫度， -排氣壓力。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，在步驟c)中，所述第一輸送壓力 (7)設(shè)定在!Bbar與2^ar之間。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，在還原劑添加期間，選自以下組中的至少一個添加參數(shù)變化-所述輸送壓力(7)， -液滴(6)的大小(5)，-所述排氣處理部件(17)上的添加區(qū)域(30)， -還原劑(1)的添加位置07)， -還原劑⑴的添加方向08)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在排氣參數(shù)不變的同時，至少一個添加參數(shù)變化。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，在步驟d)中，利用大小(5)為索特平均直徑在10 μ m和200 μ m之間的液滴(6)進行所述添加。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，在步驟d)中添加的液滴(6)的至少60%具有根據(jù)步驟b)確定的大小( 或更大。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，如此進行還原劑(1)的添加，使得在所述內(nèi)燃機的運行期間，借助還原劑(1)的液滴(6)均勻地潤濕所述排氣處理部件(17) 的端側(cè)。
10.一種用于向排氣管O)中滴狀添加液態(tài)還原劑(1)的裝置(12)，所述裝置至少具有-用于輸送還原劑(1)的泵(10)；-用于將還原劑(1)引入所述排氣管O)中的添加單元(8)；-用于使所述泵(10)與所述添加單元(8)在流動方面相連接的還原劑管路(13)； -布置在所述泵(10)與所述添加單元(8)之間的壓力調(diào)節(jié)閥(14)和壓力脈動阻尼器 (9)；以及-用于至少控制所述泵(10)、添加單元(8)和壓力調(diào)節(jié)閥(14)的控制單元(15)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置(12)，其中，所述控制單元(15)與至少一個用于確定至少一個排氣參數(shù)的排氣傳感器(16)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(12)，其中，用于確定至少一個排氣參數(shù)的所述排氣傳感器(16)布置在內(nèi)燃機(3)的空氣輸入側(cè)0 上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任一項所述的裝置(12)，其中，所述添加單元(8)包括至少多種噴嘴09)或至少一個活動的噴嘴09)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中的任一項所述的裝置(12)，其中，所述控制單元(15)構(gòu)造成實施根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于向內(nèi)燃機(3)的排氣管(2)中、尤其是排氣處理部件(17)的后端側(cè)上滴狀添加液態(tài)還原劑(1)的方法，所述方法至少包括如下步驟a)檢測在內(nèi)燃機(3)的運行期間的至少一個排氣參數(shù)(4)；b)根據(jù)排氣參數(shù)(4)確定待添加的還原劑(1)的液滴(6)的大小(5)；c)根據(jù)確定的液滴(6)的大小(5)設(shè)定朝向排氣管(2)的還原劑(1)的第一輸送壓力(7)；d)通過添加單元(8)向排氣管(2)中添加還原劑(1)。因此，尤其可實現(xiàn)，在內(nèi)燃機的運行期間，借助還原劑(1)的液滴(6)均勻地潤濕排氣處理部件(17)的端側(cè)。此外，本發(fā)明涉及一種適于實施本方法的裝置。
文檔編號F01N3/20GK102257253SQ200980150874
公開日2011年11月23日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者R·布呂科 申請人:排放技術(shù)有限公司