Устройство для подачи восстановителя
Владельцы патента RU 2601776:
ЭМИТЕК ГЕЗЕЛЬШАФТ ФЮР ЭМИССИОНСТЕХНОЛОГИ МБХ (DE)
Изобретение относится к устройству для подачи восстановителя из бака в устройство очистки отработавших газов (ОГ) для очистки ОГ. Устройство содержит насос, имеющий приводной узел и узел камеры насоса, причем узел камеры насоса частично ограничивает камеру насоса. Приводной узел и узел камеры насоса соединены друг с другом с возможностью разъединения, и камера насоса содержит основной отсек и отходящий от основного отсека ответвительный канал, к которому примыкают один впускной клапан и один выпускной клапан. Изобретение позволяет улучшить защиту насоса от замерзания восстановителя. 8 з.п. ф-лы, 19 ил.
Изобретение относится к устройству для подачи восстановителя из бака в устройство очистки отработавших газов (ОГ) для очистки ОГ от двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Процессы очистки ОГ, в которых в ОГ вводится восстановитель для восстановления загрязнителей окружающей среды в ОГ, в последние годы применяются все более широко, прежде всего, в автомобильной промышленности. Одним из таких процессов нейтрализации ОГ является процесс селективного каталитического восстановления (процесс СКВ). С помощью этого процесса соединения оксидов азота в ОГ, прежде всего, восстанавливаются с использованием восстановителя. Зачастую в качестве восстановителя используется аммиак. Прежде всего, в автомобилях аммиак вводится не прямо, а в виде предшественника восстановителя или в виде раствора предшественника восстановителя. Водный раствор мочевины является примером такого раствора предшественника восстановителя. Водный раствор мочевины может быть превращен в аммиак в ОГ. 32,5%-ный водный раствор мочевины имеется в продаже под торговым названием AdBlue®. Ниже термин «восстановитель» будет использоваться для обозначения самого восстановителя, а также для обозначения раствора предшественника восстановителя.
Устройство для приготовления водного раствора мочевины сталкивается с той проблемой, что водный раствор мочевины замерзает при температуре -11°C. Понятие «замерзает» здесь означает фазовый переход из жидкого состояния в твердое. Такие температуры обычно имеют место во время работы ДВС, прежде всего, в автомобильной промышленности, например, во время длительных периодов простоя зимой. Поэтому устройство подачи для подачи восстановителя из бака в устройство очистки ОГ должно быть сконструировано таким образом, чтобы оно не повреждалось в результате замерзания восстановителя. Кроме того, необходимо, чтобы устройство подачи быстро снова становилось работоспособным, если в устройстве подачи имеется замерзший восстановитель. В то же время устройство подачи должно иметь максимальную точность дозировки. Таким образом может быть обеспечено, что в устройство очистки ОГ в каждом случае вводилось именно то количество восстановителя, которое требуется для нейтрализации ОГ. Таким образом может быть достигнут минимальный расход восстановителя.
Исходя из вышеизложенного, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить или, по меньшей мере, смягчить вышеупомянутые технические проблемы. Прежде всего, должно быть раскрыто особо экономичное, морозоустойчивое, точно дозирующее устройство для подачи восстановителя.
Эти цели достигнуты посредством устройства подачи, имеющего признаки п. 1 формулы изобретения. Другие благоприятные конфигурации указаны в соответствующих зависимых пунктах формулы. Признаки, указанные в формуле по отдельности, могут быть скомбинированы между собой любым технологически возможным образом и могут быть дополнены пояснительными фактами из описания, причем показываются дополнительные варианты осуществления изобретения.
Изобретение относится к устройству подачи восстановителя из бака в устройство очистки ОГ от ДВС, содержащему насос, имеющий приводной узел и узел камеры насоса. Узел камеры насоса, по меньшей мере частично, ограничивает камеру насоса. Приводной узел и узел камеры насоса соединены друг с другом с возможностью разъединения. Камера насоса содержит основной отсек и отходящий от основного отсека ответвительный канал, к которому примыкают по меньшей мере один впускной клапан и по меньшей мере один выпускной клапан.
Камера насоса - это отсек в насосе, в котором движущая сила приводного узла преобразуется в движение восстановителя. Передача энергии может быть реализована, например, за счет изменения объема или формы камеры насоса или механическим средством передачи. Механическим средством передачи может быть, например, крыльчатка. Однако здесь предпочтение отдается передаче посредством изменения объема камеры насоса. Этот механизм передачи реализуется, например, в поршневых насосах или диафрагменных насосах.
В прошлом подача восстановителей обычно осуществлялась в устройствах подачи с использованием соответствующих готовых насосов, которые можно было приобрести в виде готовых узлов у изготовителя насосов и использовались как насосы типа «black boy». Насосы этого типа имеют то преимущество, что они являются экономичными и надежными. Обычно они имеют линию подачи и линию возврата, каждая из которых может быть подсоединена к соответствующим разъемам устройства подачи. Поэтому насосы этого типа могут быть заменены целиком. Настоящее изобретение отступает от этого подхода, предлагая, чтобы камера насоса была расположена, по меньшей мере частично, в узле камеры насоса. В соответствии с настоящим изобретением приводной узел, который может быть закреплен на узле камеры насоса, существует отдельно от этого узла камеры насоса. Приводной узел и узел камеры насоса могут быть заменены отдельно друг от друга. Это подразделение делает конструкцию всего насоса более сложной, чем конструкция вышеописанных когда-то обычных насосов. С другой стороны, привод, расположенный в приводном узле, и камера насоса, расположенная в узле камеры насоса, могут быть адаптированы отдельно к соответствующим требованиям подачи восстановителя. Конфигурация согласно изобретению также обеспечивает возможность раздельной замены приводного узла и узла камеры насоса, если приводной узел или узел камеры насоса повреждены. Выражение «узел камеры насоса, по меньшей мере частично, ограничивает камеру насоса» означает, что прежде всего узел камеры насоса образует, по меньшей мере, часть стенки камеры насоса. Камера насоса может быть дополнительно ограничена диафрагмой, которая тогда также образует часть стенки камеры насоса.
Преимущество настоящего изобретения заключается в улучшении защиты насоса от замерзания восстановителя, поскольку ответвительный канал создает своего рода блокаду для давления льда в насосе. Кроме того, упрощается монтаж впускного и выпускного клапанов, поскольку они могут быть размещены в одном отверстии, что возможно только при наличии (общего) ответвительного канала.
Восстановитель может проходить от заборной стороны насоса через впускной клапан в камеру насоса. Восстановитель может проходить от камеры насоса через выпускной клапан к выпускной стороне насоса. Впускной клапан и выпускной клапан вместе определяют направление подачи насоса.
Термин «ответвительный канал» также охватывает, в частности, систему ответвительных каналов, состоящую из множества отдельных каналов, ответвляющихся от основного отсека камеры насоса. В смысле настоящего изобретения ответвительный канал прежде всего имеется, если во время поступления восстановителя в камеру насоса или в основной отсек камеры насоса через впускной клапан и ответвительный канал или систему ответвительных каналов и во время выпуска восстановителя из камеры насоса или из основного отсека камеры насоса через ответвительный канал или систему ответвительных каналов и выпускной клапан восстановитель, по меньшей мере частично, движется по тому же пути через ответвительный канал. Поэтому направление потока восстановителя в ответвительном канале или в системе ответвительных каналов должно быть реверсировано, по меньшей мере в некоторых областях, во время перехода от забора через впускной клапан к выпуску через выпускной клапан. Система ответвительных каналов, которая подразумевается как ответвительный канал в смысле настоящего изобретения, отличается прежде всего тем, что имеется соединение, по которому восстановитель может проходить, между отдельными каналами системы ответвительных каналов, причем указанное соединение расположено ближе к впускному клапану и выпускному клапану, чем основной отсек камеры насоса. Что касается расположения ответвительного канала, является предпочтительным, чтобы ответвительный канал был ориентирован, по существу, горизонтально, то есть чтобы ответвительный канал был расположен над камерой насоса. Тем самым воздушные пузыри могли бы быть легко удалены, если бы воздушные пузыри образовались внутри камеры насоса.
Предлагаемое в изобретении решение, предусматривающее выполнение камеры насоса с основным отсеком и ответвительным каналом, позволяет получить особо малое мертвое пространство камеры насоса. Мертвое пространство - это наименьшее пространство, которое возникает в результате отклонения диафрагмы насоса. Подвижный элемент насоса обычно расположен в нижней точке возврата, когда мертвое пространство находится в камере насоса. В случае с диафрагменным насосом или поршневым насосом мертвое пространство существует в камере насоса, когда диафрагма или поршень находятся в своей нижней точке возврата.
В одном особо благоприятном усовершенствовании устройство подачи согласно изобретению содержит фланец, к которому прикреплен приводной узел, а узел камеры насоса образован, по меньшей мере частично, фланцем.
Термин «фланец» в этом контексте прежде всего означает общую несущую структуру, на которой смонтированы все компоненты устройства подачи. Выражение «компоненты» означает, например, вышеописанный приводной узел насоса, различные клапаны, различные датчики и/или компенсирующие элементы для компенсации увеличения объема восстановителя, когда он замерзает. Фильтр для фильтрации восстановителя также может быть компонентом устройства подачи. Фланец может быть выполнен, например, в виде металлической структуры. Предпочтительным материалом для фланца является алюминий, потому что алюминий имеет высокую теплопроводность, с одной стороны, и очень легок, с другой стороны. Предпочтительно, фланец имеет форму пластины, причем отдельные описанные компоненты монтируются с одной или с обеих сторон фланца. Предпочтительно, материал фланца является хорошим проводником тепла, так чтобы тепло, введенное в устройство подачи нагревательной системой, хорошо распределялось в отдельных компонентах устройства подачи.
Предпочтительно, камера насоса является составной частью фланца. Камера насоса может быть выполнена, например, в виде полости, углубления или выемки во фланце. Предпочтительно, приводной узел монтируется на фланце таким образом, что привод устройства подачи действует на узел камеры насоса. Предпочтительно, насос является возвратно-поступательным насосом, например поршневым насосом, диафрагменным насосом или поршневым/диафрагменным насосом. Предпочтительно, приводной узел имеет роторный привод, который совершает вращательное движение, которое затем преобразуется передающим элементом в возвратно-поступательное или линейное движение подвижного элемента насоса. Это движение имеет регулярно меняющееся направление движения, а также верхнюю точку возврата и нижнюю точку возврата. Передающий элемент может быть выполнен, например, в виде эксцентрика и шатуна или в виде кулачкового вала или дискового кулачка. Однако, в качестве альтернативы также возможно, что приводной узел содержит линейный привод, который непосредственно совершает линейное движение. Это может быть, например, электрический линейный привод. Если приводной узел содержит линейный привод, то нет необходимости предусматривать передающий элемент для преобразования движения привода в линейное движение подвижного элемента насоса. Линейное движение подвижного элемента насоса используется для равномерного увеличения или уменьшения объема камеры насоса.
В одном особо благоприятном усовершенствовании устройства подачи согласно изобретению узел камеры насоса и приводной узел разделены диафрагмой насоса. Тогда подвижный элемент приводного узла насоса может действовать непосредственно на диафрагму насоса, которая тогда равномерно увеличивает и уменьшает объем камеры насоса, так что насос подает восстановитель. Однако диафрагма насоса также может сама рассматриваться как компонент подвижного элемента насоса.
В этой связи также является особо благоприятным, если узел камеры насоса выполнен в виде полуоболочки, и камера насоса ограничена узлом камеры насоса и мембраной насоса. Камера насоса может быть выполнена, например, в виде выемки во фланце устройства подачи. Выемка может быть покрыта диафрагмой насоса. Тогда приводной узел может быть расположен на фланце так, что он покрывает диафрагму насоса, и подвижный элемент насоса приводного узла может двигать диафрагму насоса.
В одном особо благоприятном усовершенствовании устройства подачи согласно изобретению ответвительный канал от основного отсека к впускному клапану и к выпускному клапану имеет длину от 1 мм (миллиметр) до 20 мм.
В еще одном особо благоприятном усовершенствовании устройства подачи согласно изобретению ответвительный канал имеет площадь поперечного сечения от 0,1 мм2 (квадратный миллиметр) до 4 мм2 на литр максимальной подачи насоса в час, прежде всего от 0,1 мм2 до 2 мм2.
Сопротивление потоку восстановителя, когда он входит в камеру насоса и выходит из камеры насоса, в основном зависит от длины ответвительного канала от основного отсека до выпускного клапана и до выпускного клапана и от площади поперечного сечения ответвительного канала. Поэтому особо благоприятно, если размеры длины и площади поперечного сечения определены в соответствии с подачей насоса. В то же время большая длина ответвительного канала позволяет особо гибко позиционировать впускной клапан и выпускной клапан насоса. Это, в свою очередь, упрощает конструирование, сборку и техобслуживание устройства подачи согласно изобретению.
В соответствии с еще одним благоприятным усовершенствованием устройства подачи согласно изобретению камера насоса имеет объем камеры, который может быть уменьшен в ходе процесса нагнетания до мертвого пространства, причем мертвое пространство составляет менее 20%, предпочтительно меньше 10%, а особо предпочтительно менее 5% объема камеры. Большое отличие этого типа между мертвым пространством и объемом камеры может быть достигнуто прежде всего за счет конфигурации согласно изобретению камеры насоса с основным отсеком и отходящим от него ответвительным каналом.
В еще одном благоприятном усовершенствовании устройства подачи согласно изобретению насос имеет роторный привод, подвижный элемент насоса и передающий элемент для преобразования вращательного движения роторного привода в линейное движение подвижного элемента насоса, причем предусмотрен по меньшей мере один сглаживающий элемент для сглаживания движения подвижного элемента насоса.
Этот подход также может быть принят независимо от остальных признаков устройства подачи согласно изобретению. Прежде всего, предусмотрено устройство подачи для подачи восстановителя из бака в устройство очистки ОГ от ДВС, содержащее насос, причем насос содержит роторный привод, подвижный элемент насоса и передающий элемент для преобразования вращательного движения роторного привода в линейное движение подвижного элемента насоса, причем предусмотрено по меньшей мере одно сглаживающее средство для сглаживания движения подвижного элемента насоса. Устройство подачи этого типа факультативно может сочетаться с любыми другими признаками, описанными здесь, без необходимости в реализации признаков, указанных в п.1 формулы изобретения.
Типичные передающие элементы для преобразования вращательного движения в линейное движение производят линейное движение, имеющее, по меньшей мере, синусоидальный компонент. Если шатун преобразует равномерное вращательное движение в линейное движение, линейное движение имеет соответствующую верхнюю и нижнюю точку возврата. Линейное движение имеет наивысшую скорость точно в центре между двумя точками возврата в каждом случае. Скорость уменьшается и увеличивается синусоидально в направлении соответствующих точек возврата, и направление движения изменяется в точках возврата.
Движение этого типа, которое, по меньшей мере частично является синусоидальным, для дозирующего насоса имеет недостаток. Скорость движения подвижного элемента насоса определяет коэффициент подачи насоса. Поэтому, в результате синусоидального движения коэффициент подачи не является равномерным, а изменяется. Это нежелательно, прежде всего, для дозирующего насоса, который должен иметь равномерную производительность. Для преодоления этой проблемы предлагается предусмотреть по меньшей мере одно сглаживающее средство, которое сглаживает и, прежде всего, линеаризует движение подвижного элемента. В первом варианте сглаживающее средство может быть произведено механически в подвижном элементе насоса. Например, может быть использован специальный эксцентрик в виде дискового кулачка, который имеет такую форму, что движение подвижного элемента является линейным, по меньшей мере, в некоторых областях. Также возможно предусмотреть специальный шатун или специальную систему шатунов, которая линеаризует преобразование вращательного движения в линейное движение. Система шатунов может состоять из множества соединенных между собой шатунов.
Во втором варианте сглаживающее средство может быть произведено в виде контроллера роторного привода. Например, возможно, что роторный привод движет передающий элемент с переменной скоростью, и таким образом компенсируется неравномерная передача движения передающим элементом, по меньшей мере частично. Полная линеаризация движения подвижного элемента насоса невозможна прежде всего в области точек возврата подвижного элемента насоса. Направление движения подвижного элемента насоса реверсируется в точках возврата. Для этой цели подвижный элемент насоса должен быть первоначально заторможен, а затем ускорен. Отклонение от точно линеаризованного движения требуется для торможения и ускорения подвижного элемента насоса, соответственно. Здесь может быть предусмотрено сенсорное средство для контроля движения элемента насоса, то есть магнитный датчик, оптический датчик или датчик давления, который детектирует колебания давления (опосредованно) в подаваемом восстановителе из-за недостаточного линеаризованного движения.
В еще одном благоприятном усовершенствовании устройство подачи согласно изобретению содержит управляющее устройство, которое выполнено для запуска насоса в пробном режиме с минимальной приводной мощностью для определения, не мешает ли работе насоса замерзший восстановитель в устройстве подачи.
Этот подход также может быть принят независимо от других признаков устройства подачи согласно изобретению. Прежде всего предусмотрено устройство подачи для подачи восстановителя из бака в устройство очистки ОГ от ДВС, содержащее насос, причем устройство подачи содержит управляющее устройство, которое выполнено для запуска насоса в пробном режиме с минимальной приводной мощностью для определения, не мешает ли работе насоса замерзший восстановитель в устройстве подачи. Устройство подачи этого типа факультативно может сочетаться с любыми признаками, описанными здесь, без необходимости в реализации признаков, указанных в п.1 формулы изобретения.
Изобретение также относится к процессу эксплуатации устройства подачи для подачи восстановителя из бака в устройство очистки ОГ от ДВС, содержащего насос, причем процесс включает в себя следующие стадии:
а) активация привода насоса с минимальной приводной мощностью,
б) проверка, движется ли подвижный элемент насоса,
в) деактивация привода, если подвижный элемент насоса не движется,
г) увеличение приводной мощности, если на стадии б) установлено движение подвижного элемента насоса.
Также является возможным косвенным образом установить, движется ли подвижный элемент насоса, путем проверки, движется ли роторный привод. Это возможно прежде всего если роторный привод и подвижный элемент насоса соединены друг с другом через передающий элемент. Повреждение насоса может быть предотвращено путем первоначальной проверки при низкой приводной мощности, является ли возможным свободное движение подвижного элемента насоса. Насос может быть легко поврежден, если он разовьет свою полную приводную мощность, когда движение подвижного элемента насоса или привода затруднено замерзшим восстановителем, например, в камере насоса.
Далее изобретение и технический контекст будут описаны более подробно со ссылкой на чертежи. На чертежах показаны особо предпочтительные варианты осуществления, хотя изобретение ими не ограничено. Прежде всего отмечается, что чертежи и прежде всего показанные размеры являются лишь схематическими. Показано на:
Фиг.1: вариант устройства подачи согласно изобретению, Фиг.2: первый вариант насоса устройства подачи согласно изобретению, Фиг.3: второй вариант насоса устройства подачи согласно изобретению, Фиг.4: вид узла камеры насоса для насоса устройства подачи согласно изобретению,
Фиг.5: разрез узла камеры насоса согласно фиг.4,
Фиг.6: клапан для насоса для устройства подачи согласно изобретению,
Фиг.7: разрез клапана согласно фиг.6,
Фиг.8: автомобиль, содержащий устройство подачи согласно изобретению,
Фиг.9: график скорости роторного привода и подвижного элемента насоса,
Фиг.10: насос для устройства подачи согласно изобретению,
Фиг.11: разрез через фланец устройства подачи согласно изобретению,
Фиг.12: деталь иллюстрации на фиг.11,
Фиг.13: первый покомпонентный вид фиг.11,
Фиг.14: второй покомпонентный вид фиг.11,
Фиг.15: еще один разрез через фланец устройства подачи согласно изобретению,
Фиг.16: деталь из фиг.15,
Фиг.17: еще одна деталь из фиг.15,
Фиг.18: первый покомпонентный вид фиг.15,
Фиг.19: второй покомпонентный вид фиг.15.
На фиг.1 показано устройство 1 подачи согласно изобретению, содержащее фланец 12. Различные компоненты устройства 1 подачи смонтированы на фланце 12. Согласно фиг.1, например, приводной узел 10 для насоса 8 закреплен на фланце 12. Дополнительно к приводному узлу 10 насос 8 содержит узел 11 камеры насоса. Узел 11 камеры насоса является составной частью фланца 12. Камера 9 насоса расположена в узле 11 камеры насоса. Путь 7 подачи через устройство 1 подачи простирается от впускного штуцера 5 через камеру 9 насоса в узле 11 камеры насоса к выпускному штуцеру 6.
Фиг.2 представляет собой детальный вид первого варианта насоса 8, показывающий приводной узел 10 и узел 11 камеры насоса. Приводной узел 10 содержит двигатель 28, который приводит в действие эксцентрик 30 через шестерню 29. Двигатель 28, шестерня 29 и эксцентрик 30 вместе образуют роторный привод 20. Движение эксцентрика 30 передается через передающий элемент 22 на подвижный элемент 21 насоса. В передающем элементе 22 факультативно может быть предусмотрено сглаживающее средство 23, посредством которого преобразование вращательного движения роторного привода 20 в линейное движение подвижного элемента 21 насоса может быть сглажено. Камеру 9 насоса первоначально можно видеть в узле 11 камеры насоса. Камера 9 насоса состоит из основного отсека 14 и ответвительного канала 15. Стрелка в ответвительном канале 15 показывает, как восстановитель течет в камеру 9 насоса во время забора и течет из камеры 9 насоса во время выпуска, попеременно в разных соответственных направлениях в ответвительном канале 15. Впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 примыкают к ответвительному каналу 15. Впускной клапан 16 и выпускной клапан 17, предпочтительно, идентичны по своей конструкции. Путь 7 подачи восстановителя через насос 8 простирается от впускного клапана 16 через ответвительный канал 15 в основной отсек 14 камеры 9 насоса и обратно через ответвительный канал 15 и выпускной клапан 17. Впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 вставлены в соответствующий проход в узле 11 камеры насоса.
Во втором варианте насоса 8, показанном на фиг.3, основное внимание обращено на аспекты, отличающиеся от фиг.2. В этом случае камера 9 насоса показана лишь схематически. Сглаживающее средство 23 для сглаживания передачи вращательного движения роторного привода 20 в линейное движение подвижного элемента 21 насоса, расположенное на передающем элементе 22, тоже не показано. Вместо этого показан датчик 31 давления, который примыкает к пути 7 подачи через насос 8. С помощью этого датчика может быть установлено давление в пути подачи ниже по потоку от насоса 8. Давление, измеренное датчиком 31 давления, может быть оценено в контроллере 32, так что роторный привод 20 насоса 8 управляется таким образом, что вращательное движение роторного привода 20 происходит таким образом, что линейное движение подвижного элемента 21 насоса является линейным, по меньшей мере, в некоторых областях или частично. На фиг.3 также показано, что приводной узел 10 содержит корпус 33, который открыт с одной стороны и герметизирован на узле 11 камеры насоса уплотнением 34. Узел 11 камеры насоса может быть составной частью фланца устройства 1 подачи согласно изобретению. Корпус 33, который открыт с одной стороны, таким образом, может покрывать другие компоненты, например, датчик 31 давления, контроллер 32 или также датчик температуры (здесь не показан) в дополнение к роторному приводу 20 насоса 8. Эти компоненты не обязательно должны быть непосредственными составными частями насоса 8. Таким образом, насос 8 и другие компоненты устройства 1 подачи согласно изобретению могут быть интегрированы друг с другом.
Фиг.4 представляет собой вид узла 11 камеры насоса для насоса 8 устройства 1 подачи согласно изобретению, показывающий основной отсек 14 камеры 9 насоса. Ответвительный канал 15 отходит от основного отсека 14. Впускной клапан 16 и выпускной клапан 17, примыкающие к ответвительному каналу 15, показаны пунктирными линиями под основным отсеком 14.
Основной отсек 14 и ответвительный канал 15, образующие камеру 9 насоса, показаны в разрезе на фиг.5. Также показано, каким образом впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 примыкают к ответвительному каналу 15. Дополнительно показана диафрагма 13 насоса, которая ограничивает камеру 9 насоса. Объем 37 камеры, который существует, когда подвижный элемент 21 насоса находится в верхней точке возврата, показан пунктирными линиями. Объем 37 камеры соответствует максимальному объему, имеющему место в камере 9 насоса во время подачи. Также показано мертвое пространство 36, которое соответствует минимальному объему камеры 9 насоса во время подачи. Мертвое пространство 36 существует в камере 9 насоса, когда подвижный элемент 21 насоса находится в своей нижней точке возврата. На фиг.5 также показана длина 35 ответвительного канала 15 от основного отсека 14 камеры 9 насоса до впускного клапана 16 и до выпускного клапана 17. Поперечное сечение 38 ответвительного канала 15 показано пунктирными линиями.
На фиг.6 показан впускной клапан 16, который может быть использован особо благоприятным образом в устройстве 1 подачи согласно изобретению.
Клапан, соответствующий показанному впускному клапану 16, также может быть использован как выпускной клапан 17. Впускной клапан 16 содержит основной корпус 18, который является вращательно-симметричным. Каналы клапана и механизм клапана показаны пунктирными линиями в основном корпусе 18. Основной корпус 18 имеет периферический соединительный канал 19, который сообщается с внутренними каналами во впускном клапане 16. Впускной клапан 16 этого типа может быть расположен по желанию в проходе в узле 11 камеры насоса устройства 1 подачи согласно изобретению и посредством периферического канала может создавать соединение с каналом, который латерально ведет в проход.
Для пояснения иллюстрации на фиг.6 фиг.7 показывает еще один разрез через впускной клапан на фиг.6.
На фиг.8 показан автомобиль 27, содержащий ДВС 4 и устройство 3 очистки ОГ для нейтрализации ОГ от ДВС 4. Автомобиль 27 содержит бак 2 для хранения восстановителя. Восстановитель может подаваться из бака 2 по заборной трубке 24 в устройство 1 подачи. Затем устройство 1 подачи подает восстановитель через выпускную трубку 25 на инжектор 26, который подает восстановитель в устройство 3 очистки ОГ.
На фиг.9 показан график скоростей роторного привода 20 и подвижного элемента 21 насоса. Скорость движения роторного привода 20 показана пунктирной линией, а скорость подвижного элемента насоса показана сплошной линией. Две жирные линии гармонируют, как гармонируют и две тонкие линии. Движение роторного привода 20 передается на подвижный элемент 21 насоса в этом случае посредством соответствующего передающего элемента 22, который не имеет сглаживающего средства 23. Скорости нанесены на оси 46 скорости в каждом случае относительно оси 47 времени. Согласно жирной пунктирной линии роторный привод 20 работает на постоянной скорости. Это дает синусоидальную скорость движения подвижного элемента 21 насоса, соответствующую жирной сплошной линии. Согласно тонкой пунктирной линии роторный привод 20 работает на равномерно изменяющейся скорости. Роторный привод 20 в некоторых областях работает быстрее, чтобы линеаризовать движение подвижного элемента 21 насоса, по меньшей мере, в некоторых областях, о чем можно судить по тонким сплошным линиям, показывающим скорость подвижного элемента 21 насоса, производимую, когда роторный привод работает в соответствии с тонкой пунктирной кривой. Однако полная линеаризация невозможна прежде всего в области реверсирования направления движения подвижного элемента 21 насоса в верхней точке возврата и в нижней точке возврата. Для этого фактически было бы необходимо, чтобы роторный привод 20 работал на экстремально высоких скоростях.
На фиг.10 показан пример сглаживающего средства 23 на передающем элементе 22, иллюстрирующий насос 8 для устройства 1 подачи согласно изобретению с роторным приводом 20. Движение роторного привода 20 передается на подвижный элемент 21 насоса через передающий элемент 22. Передающий элемент 22 выполнен в виде кулачкового вала или дискового кулачка. Сглаживающее средство 23 получается за счет конфигурирования шага кулачкового вала или дискового кулачка таким образом, что движение подвижного элемента 21 насоса является равномерным, по меньшей мере, в некоторых областях во время равномерного движения роторного привода 20. Подвижный элемент 21 насоса движется вперед и назад между верхней точкой 48 возврата и нижней точкой 45 возврата. Камера 9 насоса, объем которой увеличивается и уменьшается за счет движения подвижного элемента 21 насоса, указана лишь схематически.
На фиг.11 показан фланец 12 для устройства 1 подачи с несколькими приспособлениями. Например, можно видеть выпускной штуцер 6.
На фиг.12 показана деталь из фиг.11, которая на этой фигуре обозначена цифрой XII. Можно видеть канал 40, по которому простирается путь подачи устройства 1 подачи. На канале 40 расположен датчик 31 давления.
Фиг.13 представляет собой покомпонентный вид фланца 12 согласно фиг.11. Можно видеть, как смещенное средство 39 компенсации давления льда смонтировано на фланце 12 через первую диафрагму 41. Выпускной штуцер 6 также показан на фиг.13 в целях ориентации. На фиг.13 также можно видеть, что канал 40 во фланце 8 также может быть расположен на поверхности фланца 8, и тогда канал является закрываемым приспособлением 42, которое уплотнено относительно фланца 12 уплотнительным кольцом 43 круглого сечения.
На фиг.14 можно видеть, как датчик 44 температуры и датчик 31 давления присоединены к фланцу 12. Уплотнительное кольцо 43 круглого сечения, дополнительно предусмотренное на фланце 8, окружает датчик 44 температуры и датчик 31 давления и может быть использовано для образования брызгозащищенного уплотнения между фланцем 12 и крышкой (здесь не показана). Крышка может быть образована головной частью насоса (не показана). Камеру 9 насоса также можно видеть на фиг.14. Камера 9 насоса является составной частью фланца 12. Диафрагма 13 насоса может быть размещена над камерой 9 насоса. Эта диафрагма 13 насоса может двигаться приводным узлом 10 (здесь также не показан), чтобы осуществлять подачу восстановителя. Предпочтительно, приводной узел 10 расположен в головной части насоса (не показана).
Фиг.15 представляет собой еще один вид в разрезе через устройство 1 подачи согласно изобретению с фланцем 12. Детали из фиг.15 показаны на фиг.16 и 17 соответственно.
На фиг.16 показаны впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 насоса 8 устройства 1 подачи, которые вставлены во фланец 12 через проход. Впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 смещены в проходе упругим элементом, выполненным в виде пружины. Таким образом впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 являются подвижными, если давление в устройстве 1 подачи превышает пороговое давление. Таким образом образован смещенный элемент 39 компенсации давления льда. Впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 сообщаются с камерой 9 насоса через ответвительный канал 15.
На фиг.17 показан выпускной штуцер 6, который также закреплен подпружиненным элементом, выполненным в виде пружины, в проходе во фланце 12. Таким образом, выпускной штуцер 6 также является подвижным, если давление в устройстве 1 подачи превышает пороговое давление. Таким образом элемент 39 компенсации давления льда также образуется на выпускном штуцере 6.
Фиг.18 и 19 представляют собой соответственные покомпонентные виды, показывающие, как впускной клапан 16 и выпускной клапан 17 или выпускной штуцер 6 вставлены во фланец 8. Также можно видеть камеру 9 насоса, образованную на фланце 12.
| ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ | |
| 1 | Устройство подачи |
| 2 | Бак |
| 3 | Устройство очистки ОГ |
| 4 | Двигатель внутреннего сгорания |
| 5 | Заборный штуцер |
| 6 | Выпускной штуцер |
| 7 | Путь подачи |
| 8 | Насос |
| 9 | Камера насоса |
| 10 | Приводной узел |
| 11 | Узел камеры насоса |
| 12 | Фланец |
| 13 | Диафрагма насоса |
| 14 | Основной отсек |
| 15 | Ответвительный канал |
| 16 | Впускной клапан |
| 17 | Выпускной клапан |
| 18 | Основной корпус |
| 19 | Соединительный канал |
| 20 | Роторный привод |
| 21 | Подвижный элемент насоса |
| 22 | Передающий элемент |
| 23 | Сглаживающее средство |
| 24 | Заборная трубка |
| 25 | Выпускная трубка |
| 26 | Инжектор |
| 27 | Автомобиль |
| 28 | Двигатель |
| 29 | Шестерня |
| 30 | Эксцентрик |
| 31 | Датчик давления |
| 32 | Контроллер |
| 33 | Корпус |
| 34 | Уплотнение |
| 35 | Длина |
| 36 | Мертвое пространство |
| 37 | Объем камеры |
| 38 | Поперечное сечение |
| 39 | Смещенный компенсационный элемент |
| 40 | Канал |
| 41 | Первая диафрагма |
| 42 | Приспособление |
| 43 | Уплотнительное кольцо круглого сечения |
| 44 | Датчик температуры |
| 45 | Нижняя точка возврата |
| 46 | Ось скорости |
| 47 | Ось времени |
| 48 | Верхняя точка возврата |
1. Устройство (1) подачи для подачи восстановителя из бака (2) в устройство (3) очистки отработавших газов для очистки отработавших газов от двигателя внутреннего сгорания (4), содержащее насос (8), имеющий приводной узел (10) и узел (11) камеры насоса, причем узел (11) камеры насоса, по меньшей мере частично, ограничивает камеру (9) насоса, приводной узел (10) и узел (11) камеры насоса соединены друг с другом с возможностью разъединения, и камера (9) насоса содержит основной отсек (14) и отходящий от основного отсека (14) ответвительный канал (15), к которому примыкают по меньшей мере один впускной клапан (16) и по меньшей мере один выпускной клапан (17).
2. Устройство (1) подачи по п. 1, содержащее фланец, к которому прикреплен приводной узел (10), причем узел (11) камеры насоса, по меньшей мере частично, образован фланцем (12).
3. Устройство (1) подачи по п. 1 или 2, в котором узел (11) камеры насоса и приводной узел (10) разделены диафрагмой (13) насоса.
4. Устройство (1) подачи по п. 1 или 2, в котором узел (11) камеры насоса выполнен в виде полуоболочки, а камера (9) насоса ограничена узлом (11) камеры насоса и диафрагмой (13) насоса.
5. Устройство (1) подачи по п. 1 или 2, в котором ответвительный канал (15) имеет длину (35) от 1 мм до 20 мм от основного отсека (14) до впускного клапана (16) и до выпускного клапана (17).
6. Устройство (1) подачи по п. 1 или 2, в котором ответвительный канал (15) имеет площадь (38) поперечного сечения от 0,1 мм2 до 2 мм2 на литр максимальной подачи насоса (8) в час.
7. Устройство (1) подачи по п. 1 или 2, в котором камера (9) насоса имеет объем (37) камеры, который может быть уменьшен в процессе нагнетания до мертвого пространства (36), причем мертвое пространство (36) составляет менее 20% объема (37) камеры.
8. Устройство (1) подачи по п. 1 или 2, в котором насос (8) имеет роторный привод (20), подвижный элемент (21) насоса и передающий элемент (22) для преобразования вращательного движения роторного привода (20) в линейное движение подвижного элемента (21) насоса, причем предусмотрено по меньшей мере одно сглаживающее средство (23) для сглаживания движения подвижного элемента (21) насоса.
9. Устройство (1) подачи по п. 1 или 2, содержащее управляющее устройство (28), которое выполнено для эксплуатации насоса (8) в пробном режиме с минимальной приводной мощностью для определения, не препятствует ли работе насоса (8) замерзший восстановитель, присутствующий в устройстве (1) подачи.
