[发明专利]喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于流体的喷射装置，尤其是用于将流体喷射到内燃机的排气系统中。

背景技术

对内燃机、尤其是用于驱动车辆的内燃机的废气质量的要求近年来不断增加。NO_x排放主要对于柴油机是个问题，借助所谓的SCR-催化器抑制该问题。在SCR-催化器中，对环境有害的NO_x借助通常以含水尿素溶液的形式送到催化器中的NH₃转化成N₂和H₂O。

为了将尿素溶液送到内燃机的废气中，需要一种配量系统，该配量系统通常包括电驱动的泵和电控制的配量泵。这种已知的配量系统在生产、安装和维护时费劲且昂贵。

EP 1 878 920 A1公开了一种液体泵，该液体泵具有入口、出口、用于接纳流体的泵室以及致动器，该致动器可在第一位置和第二位置之间运动，并设置成将液体从泵室泵送到出口内。当致动器处于第一位置时，入口和出口与供给通道流体连通。供给通道围绕致动器延伸，以使热量能从致动器传递到液体。

US 2007/0295003 A1描述了一种高压配量泵，该高压配量泵设置成向废气减少系统提供还原剂。高压配量泵具有电磁体以驱动活塞，该活塞设置成在泵的阀壳体的内孔中可动。内孔具有压力室，该压力室具有入口单向阀和出口单向阀。活塞的运动使还原剂在高压下馈送到喷射喷嘴。喷射喷嘴设置在使废气中的不期望的有害物质最大程度地减少的位置。

发明内容

本发明的任务是提供一种改善的配量系统，该配量系统可以有效地喷射流体并且低成本地生产、安装和维护。

该任务通过用于根据独立权利要求1的配量系统的根据本发明的喷射装置来解决。从属权利要求描述根据本发明的喷射装置的有利设计方式。构造成尤其是用于将流体喷射到内燃机的排气管内的根据本发明的喷射装置包括阀单元，该阀单元具有阀针(喷嘴针)、控制室和具有至少一个喷射开口的喷射室。喷射装置被构造成通过喷射室和控制室之间的压差使阀针在打开位置和关闭位置之间运动，在打开位置中阀针释放通过喷射开口的流体流，而在关闭位置中阀针封闭喷射开口。

此外，泵单元集成到喷射装置内，该泵单元构造成从流体入口抽吸流体，并且在升高的压力、即高于流体入口内压力的压力下递送到阀单元。在打开的阀单元中，压力高于流体入口内压力的流体从喷射装置喷出。

在一种实施方式中，阀单元和泵单元设置在共同的壳体内。这使喷射装置的结构特别紧凑。在产生压力的泵单元与阀单元之间的管路路径比具有外置的泵单元的传统结构短，并且完全在喷射装置的内部延伸，这些管路路径内的流体在运行时处于升高的压力下。流体从喷射装置不受控地流出(泄漏)的危险减少，并改善系统的液压稳定性。

根据本发明的喷射单元使得在打开过程中使阀针快速卸压，因而，可实现较短的开关时间和可能的喷射量的较大的带宽。

喷射装置的减小的结构尺寸使在安装在例如排气系统上时的可变性增大，并在设计流体箱时加大自由空间；尤其是喷射装置的结构尺寸减少可以加大流体箱的可用容积。

根据本发明，所需的喷射压力在喷射装置内自行产生。可以取消(高压)馈送管道，流体在该馈送管道内处于增加的压力下，且因此特别稳定地构造，但易受干扰和泄漏。这提高了喷射系统的运行可靠性。

根据本发明的喷射装置在运行时对电压和功率的需求较小，并且使得用于多种应用场合的统一设计成为可能。

在一种实施方式中，阀单元具有控制室，该控制室受阀针的端部限制，其中，控制室的容积通过阀针的运动可变，或者阀针通过控制室内的压力变化而运动。这种结构使得可以通过控制室内的流体压力的变化来控制阀针。可以取消用于控制阀针的机械致动器。这简化了喷射装置以及尤其是阀单元的结构。

在一种实施方式中，控制室与馈送管道液压相连，流体在运行时通过该馈送管道馈送到喷射装置。在控制室内产生与馈送管道内相同的流体压力，且阀针通过控制室内的流体压力而按压到封闭位置，在该封闭位置，阀针防止流体从喷射装置流出。阀单元在运行时通过流体压力可靠地封闭，而无需附加的致动器。

在一种实施方式中，泵单元具有活塞室和在活塞室内运动的活塞。在此，活塞设置成和构造成使活塞室的容积或活塞室内的压力通过活塞的运动而变化。通过活塞室和运动的活塞的这种组合提供可靠和有效的泵单元，该泵单元适于提高待喷射的流体的压力。