СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВА ПОДАЧИ ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЯ Российский патент 2014 года по МПК F01N3/20 F01N3/36 

Изобретение относится к способу эксплуатации устройства подачи для восстановителя. Прежде всего, изобретение относится к способу эксплуатации устройства подачи для жидкого восстановителя, который может замерзать при низких температурах окружающей среды.

Отработанный газ (ОГ) двигателей внутреннего сгорания, как правило, имеет вещества, выброс которых в окружающую среду является нежелательным. Например, во многих странах содержание соединений оксидов азота (NO_x) в ОГ двигателей внутреннего сгорания допускается только до определенной предельной величины. Наряду мерами с внутри двигателя, с помощью которых за счет выбора подходящей рабочей точки двигателя внутреннего сгорания выброс соединений оксидов азота может быть уменьшен, начали применяться методы последующей очистки ОГ, с помощью которых является возможным дальнейшее уменьшение выбросов оксидов азота.

Возможностью дальнейшего уменьшения выбросов оксидов азота является так называемое селективное каталитическое восстановление (англ. SCR: "selective catalytic reduction"). При этом происходит селективное восстановление оксидов азота до молекулярного азота (N₂) с использованием восстановителя. Возможным восстановителем является аммиак (NH₃). При этом часто аммиак не хранится в виде аммиака, а создается запас предшественника аммиака, который при потребности превращается в аммиак. Говорят о предшественнике восстановителя. Подходящим предшественником восстановителя, который применяется в автомобилях, является мочевина ((NH₂)₂CO). Предпочтительно мочевина запасается в виде водного раствора мочевины. Мочевина и, прежде всего, водный раствор мочевины не опасны для здоровья, просто распределяются, хранятся и дозируются. Под торговым названием AdBlue® продается такой водный раствор мочевины с содержанием мочевины 32,5%.

Водный раствор мочевины обычно имеется в автомобиле в резервуарной системе и с помощью системы впрыска с насосом и инжектором порционно дозируется в систему выпуска ОГ.

Для точно порционного дозирования восстановителя в систему выпуска ОГ, как правило, требуется, чтобы на инжекторе имелся чистый восстановитель. В результате различных условий эксплуатации может случаться, что в устройстве подачи для восстановителя образуются воздушные пузыри. Когда эти воздушные пузыри доходят до инжектора, они приводят к неточности дозируемого количества восстановителя.

Исходя из этого, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы, по меньшей мере, уменьшить указанные в связи с уровнем техники технические проблемы. Прежде всего, должен быть раскрыт способ, с помощью которого устройство подачи может эксплуатироваться таким образом, что в устройстве подачи не будет совсем или будет присутствовать лишь уменьшенное количество воздушных пузырей. Кроме того, способ должен быть реализуемым просто и без больших технических затрат на измерение. Кроме того, должно быть представлено особо благоприятное устройство подачи.

Эти задачи решены способом по п.1 и устройством подачи по п.10 формулы изобретения. Другие благоприятные варианты способа указаны в сформулированных как зависимые пунктах формулы изобретения. Приведенные в формуле изобретения отдельно признаки являются комбинируемыми друг с другом любым технологически рациональным образом и могут быть дополнены поясняющими обстоятельствами из описания, при этом показываются дополнительные варианты осуществления изобретения.

Способ согласно изобретению является способом эксплуатации устройства подачи для подачи восстановителя из резервуара для восстановителя в устройство для очистки ОГ двигателя внутреннего сгорания автомобиля, причем во время работы двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере, периодически происходит процесс удаления воздуха из устройства подачи, при котором выполняются, по меньшей мере, следующие стадии:

а) регистрация процесса удаления воздуха,

б) активация реле времени с предустановленным временным интервалом и/или активация сумматора массовых потоков с предустановленным общим массовым потоком,

в) выжидание предустановленного временного интервала и/или ожидание момента достижения предустановленного общего массового потока,

г) выполнение процесса удаления воздуха.

Стадии а)-г) согласно изобретению в предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению происходят регулярно повторно в виде цикла. При этом выполненный согласно стадии г) процесс удаления воздуха регистрируется на новой стадии а), и так стадии а)-г) способа согласно изобретению начинаются сначала.

Часто употребляемое в рамках этого описания понятие «восстановитель» включает в себя как восстановитель, так и раствор восстановителя, предшественник восстановителя (прежде всего, мочевину) или раствор предшественника восстановителя (прежде всего, AdBlue®).

В основе способа согласно изобретению лежит идея, что не происходит явного определения того, имеется ли в устройстве подачи воздушный пузырь. Процедура удаления воздуха повторно выполняется независимо от измеренных в устройстве подачи параметров и, прежде всего, независимо от произведенного в устройстве подачи замера давления, чтобы избежать скопления больших количеств воздушных пузырей в устройстве подачи. Оказалось, что различные способы определения воздушных пузырей в устройстве подачи, несмотря на высокую сенсорную и техническую трудоемкость, часто полны ошибок, так что для надежного избегания воздушных пузырей в устройстве подачи является более эффективным инициировать процесс удаления воздуха из устройства подачи независимо от таких данных.

С помощью способа согласно изобретению из устройства подачи могут быть выведены не только воздушные пузыри, но и газовые пузыри другого вида. Прежде всего, с помощью способа согласно изобретению из устройства подачи эффективно выводятся пузыри из ставшего газообразным восстановителя. Газовые пузыри из восстановителя могут возникать, например, в результате высоких температур или в результате особо низких давлений в устройстве подачи. Особо низкие давления могут возникать, например, в связи с всасывающим действием насоса в устройстве подачи.

Способ согласно изобретению описывает два подхода к определению момента времени для процесса удаления воздуха (стадия г)). В одном варианте, на стадии б) активируется реле времени с предустановленным временным интервалом, а на стадии в) выжидается, пока не истечет предустановленный временной интервал. При использовании этого варианта способа согласно изобретению между зарегистрированным на стадии а) процессом удаления воздуха и выполненным на стадии г) новым процессом удаления воздуха не может быть временного интервала, который превышает предустановленный временной интервал. Предустановленный временной интервал выбран так, что в этом временном интервале надежно предотвращается попадание воздушных пузырей в значительной мере в устройство подачи и/или их образование в устройстве подачи. Предпочтительно, временной интервал выбран так, что с вероятностью 90%, прежде всего 95%, и особо предпочтительно 98%, в пределах временного интервала в устройстве подачи не образуется воздушных пузырей или же общий объем воздушных пузырей в устройстве подачи составляет менее чем 10%, прежде всего менее чем 5%, и особо предпочтительно менее чем 2% общего регулярно заполняемого восстановителем объема устройства подачи. Для того чтобы добиться вероятности 95% или даже 98%, является предпочтительным, чтобы способ согласно изобретению, основываясь на реле времени или сумматоре массовых потоков, комбинировался с дополнительными мерами, такими как активация процесса удаления воздуха при наступлении определенных событий.

В зависимости от вида автомобиля и/или двигателя внутреннего сгорания, предустановленные временные интервалы, которые необходимы для выдерживания этих вероятностей, могут быть заданы различными. Например, для автомобиля, который при эксплуатации, как правило, подвержен очень резким движениям (прежде всего, используемый вне дорог автомобиль для строительных работ), следует выбирать существенно более короткий временной интервал, чтобы достигнуть указанных вероятностей, чем для автомобиля, который преимущественно движется по укрепленным дорогам.

Другую концепцию достижения достаточного удаления воздуха из устройства подачи для восстановителя предлагает рассматриваемое здесь изобретение, вместо реле времени (или дополнительно к реле времени) активировать сумматор массовых потоков с предустановленным общим массовым потоком. Тогда на стадии г) выжидается, пока не будет достигнут предустановленный общий массовый поток. Здесь в основе лежит идея, что после подачи определенного массового потока через устройство подачи с высокой вероятностью в устройстве подачи могут возникать воздушные пузыри. Транспортируемый устройством подачи массовый поток определяется, например, посредством измерения разности между уровнем наполнения на стадии а) и имеющимся уровнем наполнения на стадии в) и/или посредством суммирования подведенного на устройство для очистки ОГ количества восстановителя. Такой контроль массового потока восстановителя происходит уже регулярно, чтобы определить уровень наполнения резервуара для восстановителя и/или чтобы контролировать подведенное в систему выпуска ОГ количество восстановителя. Параллельное использование этой информации о массовом потоке для определения подходящих моментов времени для удаления воздуха из устройства подачи не означает больших дополнительных затрат на оборудование и/или технику управления. Сумматор массовых потоков может суммировать в целом транспортируемые устройством подачи массовые потоки. Так можно контролировать, когда достигается предустановленный общий массовый поток, чтобы затем провести процесс удаления воздуха. Точно так же, как и при описанном управлении с помощью реле времени, и при управлении посредством массового потока также возможно определять общий массовый поток так, что появления определенного количества воздушных пузырей в устройстве подачи с определенной вероятностью не произойдет. Следовательно, и общий массовый поток следует выбирать в зависимости от автомобиля, двигателя внутреннего сгорания и/или области применения автомобиля.

Является особо благоприятным, если, как описанное управление с помощью реле времени, так и описанный контроль с помощью сумматора массовых потоков происходят параллельно. Таким образом, воздушные пузыри в устройстве подачи могут быть предотвращены особо надежно. В зависимости от того, достигнут ли сначала общий массовый поток или предустановленный временной интервал, происходит инициирование процесса удаления воздуха на стадии г).

Кроме того, изобретению соответствует способ, в котором выполняется по меньшей мере один дополнительный процесс удаления воздуха, если происходит по меньшей мере одно из следующих событий:

- наступление предопределенного состояния движения автомобиля,

- появление предопределенного уровня наполнения и/или предопределенного изменения уровня наполнения в резервуаре для восстановителя,

- первое приведение в действие устройства подачи,

- начало работы двигателя внутреннего сгорания,

- замена фильтра или другого компонента устройства подачи,

- оттаивание замерзшего восстановителя в резервуаре для восстановителя и/или в устройстве подачи.

Для всех особых событий, которые могут происходить при эксплуатации автомобиля, общим является то, что они связаны с повышенным риском возникновения воздушных пузырей или газовых пузырей в устройстве подачи.

Предопределенным состоянием движения, которое связано с повышенным риском возникновения воздушных пузырей в устройстве подачи, является, например, определенное наклонное движение автомобиля. Восстановитель обычно забирается из резервуара для восстановителя с помощью заборной трубы. При наклонном движении автомобиля может случиться, что уровень восстановителя в резервуаре для восстановителя проходит наклонно, и при этом сторона всасывания заборной трубы выходит из восстановителя, и устройство подачи всасывает воздух.

Примером предопределенного уровня наполнения, при котором может быть инициирован процесс удаления воздуха, является, прежде всего, заданный низкий уровень наполнения в резервуаре. Именно тогда засос воздуха может происходить особо легко, так как в этом случае заборная труба, при определенных условиях, выходит из восстановителя. Комбинация предопределенных уровней наполнения и особых предопределенных состояний движения также является рациональной в качестве инициирующего события для процессов удаления воздуха. Например, наклонные движения (при определенных условиях с уменьшенным углом наклона) являются проблематичными прежде всего при низком уровне наполнения, так как в этом случае заборная труба выходит из восстановителя с особо высокой вероятностью.

Учет предопределенных изменений уровня наполнения для инициирования процессов удаления воздуха может быть рациональным, например, когда изменения уровня наполнения в резервуаре для восстановителя указывают на процесс заправки. К тому же является полезным, после процесса заправки в принципе инициировать процесс удаления воздуха, чтобы надежно начать работу с устройством подачи, из которого полностью удален воздух.

Изменения уровня наполнения могут также указывать на плескательные движения в резервуаре для восстановителя, так что они могут быть оценены как косвенное указание на особые состояния движения, которые оправдывают инициирование процесса удаления воздуха.

При первом приведении в действие устройства подачи полезно сначала провести удаление воздуха, чтобы сразу обеспечить надежную подачу восстановителя. Точно так же выполнение процесса удаления воздуха при каждом начале работы двигателя внутреннего сгорания улучшает надежность того, что устройство подачи поставляет восстановитель. Выполнение процесса удаления воздуха также может происходить только при предопределенных пусках двигателя внутреннего сгорания. Например, выполнение процесса удаления воздуха может происходить только при, самое большое, каждом пятом, предпочтительно, самое большое, при каждом пятидесятом, и особо предпочтительно, самое большое, при каждом сотом пуске. Также является возможным, что при пуске двигателя внутреннего сгорания принимается решение, должен ли быть осуществлен процесс удаления воздуха, при этом анализируется, как долго (в течение какого периода времени) двигатель внутреннего сгорания перед этим не работал. Например, может проверяться, не было ли такого, что перед этим двигатель внутреннего сгорания не эксплуатировался больше часа, больше суток или даже больше 10 суток, чтобы тогда, при необходимости, выполнить процесс удаления воздуха.

После замены фильтра и/или другого компонента устройства подачи также может быть рациональным выполнить процесс удаления воздуха. При замене фильтра и/или другого компонента устройства подачи устройство подачи должно быть, как правило, открываться. Поэтому воздушные пузыри могут особо легко проникнуть в устройство подачи.

Кроме того, оказалось, что при оттаивании замерзшего восстановителя в резервуаре для восстановителя и/или в устройстве подачи могут образовываться воздушные пузыри или газовые пузыри. Поэтому также является полезным после наступления таких событий выполнять процесс удаления воздуха из устройства подачи.

Дополнительно, здесь следует еще заметить, что «предопределенные» события обычно в виде предельных величин, диапазонов допуска или тому подобного записаны (например, сохранены) в контрольном блоке, рассчитаны по актуальным параметрам и/или определены действиями оператора (например, водителя автомобиля).

Кроме того, способ согласно изобретению является благоприятным, если устройство подачи имеет проходящий от резервуара для восстановителя к устройству для очистки ОГ подающий трубопровод и ответвляющийся от подающего трубопровода и оканчивающийся в резервуаре для восстановителя возвратный трубопровод, причем в ходе процесса удаления воздуха из устройства подачи происходит циркуляция восстановителя через подающий трубопровод и возвратный трубопровод.

Посредством такой круговой подачи может происходить транспортировка воздушных пузырей в устройстве подачи по возвратному трубопроводу обратно в резервуар для восстановителя. При такой круговой подаче не является решающим, насколько велико подаваемое по кругу количество восстановителя, так как при круговой подаче восстановитель попадает обратно в резервуар для восстановителя и поэтому не теряется. Однако является благоприятным регулировать подаваемой при круговой подаче в процессе удаления воздуха количество восстановителя так, чтобы воздушные пузыри в устройстве подачи надежно транспортировались обратно в резервуар для восстановителя, и в то же время подаваемое по кругу количество было небольшим. Так, с одной стороны, продолжительность процесса удаления воздуха может поддерживаться короткой, а с другой стороны, может поддерживаться небольшой, необходимой для круговой подачи, энергией. Например, подаваемое по кругу количество может составлять 2-кратную, предпочтительно 1,5-кратную, и особо предпочтительно 1,1-кратную, величину регулярно наполненного восстановителем общего объема устройства подачи.

Особо предпочтительно, что проводится различие между первым процессом удаления воздуха, который выполняется, например, после первого заполнения и/или замены фильтра, и вторым процессом удаления воздуха, который осуществляется в других заданных ситуациях. При первом процессе удаления воздуха подаваемое по кругу количество вместе должно составлять, по меньшей мере, двойной объем трубопроводов и/или фильтра устройства подачи. При втором процессе удаления воздуха подаваемое по кругу количество может быть меньше. Например, в этом случае подаваемое по кругу количество может вместе составлять менее чем двойной объем трубопроводов и/или однократный объем фильтра устройства подачи. Предпочтительно, чтобы при втором процессе удаления воздуха подаваемое количество вместе соответствовало двойному объему трубопроводов и половине объема фильтра. Подоплекой различения между первым процессом удаления воздуха и вторым процессом удаления воздуха заключается в том, что устройство подачи при выполнении первого процесса удаления воздуха предположительно в большей степени наполнено воздухом, тогда как при втором процессе удаления воздуха можно исходить из значительного остаточного количества восстановителя в устройстве подачи.

Для этого подаваемого по кругу количества не является решающим, состоит ли оно из воздушных пузырей или из восстановителя. Решающим скорее является объем подаваемого по кругу количества.

Кроме того, предлагается, что временной интервал и/или общий массовый поток варьируется в зависимости по меньшей мере от одного из следующих параметров:

- уровень наполнения в резервуаре для восстановителя,

- температура восстановителя,

- массовый поток восстановителя, который подается на устройство для очистки ОГ,

- скорость автомобиля,

- число оборотов двигателя внутреннего сгорания автомобиля,

- температура окружающей среды.

Особо полезно устанавливать временной интервал и/или общий массовый поток в зависимости от уровня наполнения резервуара для восстановителя. При высоких уровнях наполнения вероятность попадания воздушного пузыря в устройство подачи мала, так что могут быть установлены большие временные интервалы и/или большие общие массовые потоки. При низких уровнях наполнения вероятность попадания воздушного пузыря в устройство подачи повышена, так что являются рациональными меньшие временные интервалы и меньшие общие массовые потоки.

Оказалось, что вероятность возникновения воздушных пузырей в устройстве подачи особо велика при повышенной температуре восстановителя. По этой причине может быть рациональным устанавливать временной интервал и/или общий массовый поток противоположно температуре восстановителя. Тогда при особо высоких температурах устанавливаются особо небольшие временные интервалы или же особо небольшие общие массовые потоки. При более низких температурах восстановителя устанавливаются большие временные интервалы или же большие общие массовые потоки. Более сложные зависимости между температурой восстановителя и предустановленным временным интервалом или же предустановленным общим массовым потоком также являются возможными.

Предустановленный временной интервал и/или предустановленный общий массовый поток также может быть установлен в зависимости от массового потока восстановителя за единицу времени, который подается в узел для очистки ОГ, скорости автомобиля и/или числа оборотов двигателя внутреннего сгорания. Общим для этих факторов влияния является то, что большие массовые потоки восстановителя за единицу времени, высокие скорости автомобиля и высокие числа оборотов двигателя внутреннего сгорания, как правило, позволяют делать заключения о больших или же интенсивных движениях автомобиля. По этой причине может быть полезным определять временные интервалы и/или общий массовый поток, как правило, также обратно пропорционально этим параметрам.

По-другому следует действовать в случае с температурой окружающей среды в качестве параметров. Прежде всего, при низких температурах окружающей среды вероятность замерзания восстановителя в резервуаре для восстановителя и/или в устройстве подачи явно повышена. Как уже было указано, прежде всего при оттаивании замерзшего восстановителя в устройстве подачи очень легко могут возникать воздушные пузыри или газовые пузыри. Поэтому предустановленный временной интервал и/или предустановленный общий массовый поток, прежде всего в диапазоне низких температур окружающей среды должны быть отрегулированы (пропорционально) в одном направлении с температурами окружающей среды, так чтобы при особо низких температурах окружающей среды имелись и особо короткие временные интервалы или же особо малые общие массовые потоки, тогда как при высоких температурах окружающей среды имелись бы большие временные интервалы и/или большие общие массовые потоки. При особо сильно повышенных температурах окружающей среды в свою очередь существует опасность улетучивания и/или испарения восстановителя. Поэтому в таком случае может быть рациональным предусмотреть меньшие временные интервалы или же общие массовые потоки.

Кроме того, способ согласно изобретению является благоприятным, если к временному интервалу причисляются только лишь фазы во время работы двигателя внутреннего сгорания. При этом имеется в виду, что реле времени, которое активируется на стадии б), не учитывает промежутки времени, в течение которых автомобиль бездействует. Такое управление при осуществлении способа согласно изобретению с помощью сумматора массовых потоков и общего массового потока не требуется, так как во время бездействия автомобиля, как правило, восстановитель устройством подачи не подается, и поэтому интервалы бездействия двигателя внутреннего сгорания в таком случае и без того не учитываются.

Кроме того, способ согласно изобретению является благоприятным, если временной интервал составляет по меньшей мере 5 минут и максимально 5 часов, предпочтительно по меньшей мере 10 минут и максимально 2 часа, и особо предпочтительно по меньшей мере 10 минут и максимально 1 час.

Кроме того, способ согласно изобретению также является благоприятным, если общий массовый поток составляет по меньшей мере 100 мл (миллилитров) и максимально 5 л (литров), предпочтительно по меньшей мере 200 мл (миллилитров) и максимально 2 л (литра), и особо предпочтительно по меньшей мере 200 мл (миллилитров) и максимально 1 л (литр).

Оказалось, что при таком выборе предустановленных временных интервалов и предустановленных общих массовых потоков, во-первых, частота процессов удаления воздуха еще является приемлемой, и кроме того, с достаточной вероятностью может быть обеспечено, что в устройстве подачи не будет воздушных пузырей.

Кроме того, способ согласно изобретению является благоприятным, если устройство для очистки ОГ имеет накопительную емкость для восстановителя, и перед процессом удаления воздуха подается увеличенное количество восстановителя, чтобы заполнить накопительную емкость восстановителем. В системах для очистки ОГ, которые устроены для селективной каталитической реакции, обычно предусмотрены так называемые аммиачные накопительные катализаторы. В этих аммиачных накопительных катализаторах может храниться аммиак. Он имеется в распоряжении для селективного каталитического восстановления в катализаторе селективного каталитического восстановления. Аммиачный накопительный катализатор и катализатор селективного каталитического восстановления могут также иметься в виде общего покрытия на структуре-носителе. Подведенный восстановитель или же подведенный раствор предшественника восстановителя, при определенных условиях, для хранения должен быть сначала преобразован в аммиак. Для этого может быть предусмотрен гидролизный катализатор. В любом случае для гидролитического и/или термолитического преобразования раствора предшественника восстановителя требуются достаточные температуры. Хранимое в накопительном катализаторе количество аммиака посредством целенаправленного подвода восстановителя при достаточно высоких температурах в устройстве для очистки ОГ перед процессом удаления воздуха может быть увеличено, так что регулярная работа катализатора селективного каталитического восстановления является возможной и во время удаления воздуха из устройства подачи.

Особо предпочтительно, если температура в устройстве для очистки ОГ для хранения аммиака в накопительном катализаторе контролируется, и хранение предпочтительно происходит, когда температура составляет от 150°C до 650°C. Так могут быть эффективно предотвращены как отложения остатков восстановителя в устройстве для очистки ОГ, так и выход аммиака из устройства для очистки ОГ в окружающую среду.

Кроме того, способ согласно изобретению является благоприятным, если подача восстановителя прерывается в то время, когда происходит процесс удаления воздуха из устройства подачи. Во время процесса удаления воздуха условия, в которых восстановитель на инжекторе устройства подачи имеется в распоряжении для подачи в систему выпуска ОГ, не всегда являются надежно контролируемыми. Поэтому является благоприятным во время процессов удаления воздуха прерывать работу устройства подачи. Это является, прежде всего, благоприятно возможным, если устройство для очистки ОГ, к которому подсоединено устройство подачи, имеет накопительную емкость для восстановителя, так что может быть обеспечена регулярная работа катализатора селективного каталитического восстановления, хотя подача восстановителя устройством подачи не происходит.

Согласно изобретению также предлагается устройство подачи для восстановителя из резервуара для восстановителя в устройство для очистки ОГ, которое имеет подающий трубопровод, который проходит от резервуара для восстановителя к устройству для очистки ОГ, а также насос для нагнетания восстановителя, причем внутри устройства подачи не предусмотрено датчика давления.

Предлагаемое в изобретении устройство подачи приспособлено и/или выполнено для осуществления предлагаемого способа. Описанные для способа согласно изобретению преимущества и особые признаки способа являются применимыми и переносимыми на устройство подачи согласно изобретению. То же самое относится и к описанным со ссылкой на устройство подачи согласно изобретению признакам устройства и преимуществам, которые являются применимыми и переносимыми на способ согласно изобретению.

Такое устройство подачи имеет инжектор, который, будучи управляемым по времени и/или по массе, открывается для того, чтобы порциями дозировать восстановитель в устройство для очистки ОГ.

Особо благоприятным такое устройство является, если оно не имеет (только) самооткрывающийся инжектор. Прежде всего, самооткрывающегося инжектора не должно быть тогда, когда он может освобождать соединение в направлении компонента для очистки ОГ и/или смесительной камеры. Смесительной камерой может быть, например, пространство (при определенных условиях, со встроенными смесителями) для смешивания восстановителя с другим веществом, например воздухом. Самооткрывающийся инжектор открывается автоматически, если на самооткрывающемся инжекторе или же в подающем трубопроводе от насоса к самооткрывающемуся инжектору имеется определенное давление. Такой самооткрывающийся инжектор может, например, иметь вентиль, который, начиная с определенного давления, открывается и освобождает самооткрывающийся инжектор, так что восстановитель выходит. Поскольку при предусмотрении самооткрывающегося инжектора практически устанавливаемыми являются только давления до давления открывания, а выше него едва ли может быть обеспечен контроль состояния восстановителя, именно в связи со способом согласно изобретению, здесь предпочтение отдается другим видам инжекторов.

В соответствии с этим, прежде всего, предпочтительным является устройство подачи, в котором предусмотрен управляемый инжектор. Управляемый инжектор отличается от самооткрывающегося инжектора тем, что он имеет средства управления. Средства управления могут отличаться, например, сигнальным входом, к которому является подключаемой внешняя сигнальная линия, и/или через который в инжектор или же к инжектору может доходить внешний сигнал. Посредством такого внешнего (электрического) сигнала управляемый инжектор открывается и/или закрывается. Предпочтительно, такой управляемый инжектор открывается и/или закрывается не на основе имеющегося давления. Хотя не исключено, что управляемый инжектор является управляемым не только на основе сигнала или же посредством внешней сигнальной линии, а дополнительно открывается и посредством имеющегося в подающем трубопроводе давления и тогда ведет себя как самооткрывающийся инжектор. Например, управляемый инжектор может открываться, если превышается (при необходимости вариабельно устанавливаемая установочным средством) предельная величина давления, которая намного превышает обычные рабочие давления инжектора, чтобы предотвратить разрушение инжектора в результате дальнейшего повышения давления (при определенных условиях, отсутствие защиты от перегрузки, которая во время обычных процессов дозирования не используется). Такой управляемый инжектор может иметь, например, магнитный клапан.

Благодаря способу согласно изобретению датчика давления внутри устройства подачи больше не требуется. Датчик давления в известных устройствах подачи для восстановителя требовался для контроля фактических актуальных состояний. С помощью способа согласно изобретению становится возможным подавать на инжектор восстановитель с настолько точно определенными условиями, что контроль состояния восстановителя с помощью датчика давления больше не требуется. Отказ от датчика давления означает значительное преимущество по стоимости для устройства подачи. К тому же датчик давления для определения давления, как правило, содержит восприимчивые к внешним воздействиям подвижные компоненты, которые со значительными затратами должны были быть рассчитаны так, чтобы они были стойкими к замерзанию.

Если информация о давлении в дозирующей системе селективного каталитического восстановления требуется, хотя дозирующая система селективного каталитического восстановления не имеет датчика давления, информация о давлении может быть получена с помощью дозирующего насоса селективного каталитического восстановления. Давление в дозирующей системе может быть приблизительно определено через характеристику тока насоса. Для нагнетания дозирующий насос возбуждается питающим напряжением. В зависимости от давления в дозирующей системе при заданном питающем напряжении получается характерное прохождение тока. Из этого прохождения тока может быть определено или же рассчитано давление в дозирующей системе селективного каталитического восстановления. Таким образом, характеристическая кривая может показывать связь между прохождением тока и давлением. Если дозирующий насос работает с различными питающими напряжениями, при определенных условиях требуется поле характеристических кривых тока, которое отображает связь между прохождением тока и давлением для разных питающих напряжений.

Далее изобретение и технический контекст поясняются более детально на чертежах, где показаны особо предпочтительные примеры осуществления, которыми изобретения, однако, не ограничено. Кроме того, следует указать на то, что чертежи и, прежде всего представленные соотношения размеров, являются лишь схематическими: Фиг.1: автомобиль, имеющий устройство подачи согласно изобретению,

Фиг.2: схема действия способа согласно изобретению с реле времени,

Фиг.3: блок-схема способа согласно изобретению,

Фиг.4: схема действия способа согласно изобретению с сумматором массовых потоков.

На фиг.1 показан автомобиль 5, имеющий двигатель 4 внутреннего сгорания с устройством 3 для очистки ОГ, в которое с помощью инжектора 28 и устройства 1 подачи порциями может дозироваться восстановитель. Инжектор 28 обычно имеет клапан, посредством которого инжектор 28 может открываться и закрываться, а также сопло. Под понятием «сопло» здесь имеется в виду, прежде всего, конфигурация области выхода для восстановителя из инжектора 28 в устройство 3 для очистки ОГ. С помощью сопла может быть достигнуто то, что восстановитель после выхода из инжектора 28 распределяется в устройстве 3 для очистки ОГ предопределенным образом, например с заданной картиной распыления. Устройство 3 для очистки ОГ имеет накопительную емкость 11 для аммиака и катализатор 30 селективного каталитического восстановления. Устройство 1 подачи подает восстановитель из резервуара 2 для восстановителя по подающему трубопроводу 9 в инжектор 28. Вдоль подающего трубопровода 9 предусмотрен фильтр 8, насос 13, а также ответвление 29 в возвратный трубопровод 10 и датчик 12 температуры. Возвратный трубопровод 10 может открываться и закрываться с помощью обратного клапана 15. Инжектор 28, насос 13 и обратный клапан 15 управляются блоком 14 управления. Поэтому инжектор 28 является управляемым или же настраиваемым, а не исключительно самооткрывающимся. В блоке 14 управления выполнено реле 6 времени, а также сумматор 25 массовых потоков. В качестве данных блок 14 управления, при необходимости, может обрабатывать данные от датчика 12 температуры, а также данные об уровне 7 восстановителя в резервуаре 2 для восстановителя. Кроме того, могут быть готовыми данные от насоса 13, обратного клапана 15 и/или инжектора 28. Из этих данных может быть рассчитана подходящая стратегия дозирования восстановителя в устройство 3 для очистки ОГ. Кроме того, на основе этих данных может быть реализован способ удаления воздуха согласно изобретению.

На фиг.2 показана схема действия способа согласно изобретению с реле времени. На схеме изображена ось 18 времени. Вдоль оси 18 времени в разные моменты времени происходит соответственно один процесс 22 удаления воздуха. Временной интервал между отдельными процессами 22 удаления воздуха задан временным интервалом 16. Временной интервал 16 в первом промежутке 19 времени установлен не таким, как во втором промежутке 20 времени. К временному интервалу 16 в каждом случае причисляются только фазы эксплуатации 23 автомобиля или же двигателя внутреннего сгорания. На фиг.2 в качестве примера изображен третий промежуток 21 времени, который не причисляется к временному интервалу 16. Это может быть, например, фаза бездействия автомобиля. Дополнительно на фиг.2 изображено особое событие 24, при котором процесс 22 удаления воздуха инициируется независимо от того, истек временной интервал 16 или нет.

На фиг.3 показана блок-схема способа согласно изобретению. Здесь представлены стадии а), б), в) и г) способа согласно изобретению, которые в виде (итеративного) цикла регулярно повторяются во время работы двигателя внутреннего сгорания. Также видно, что стадии б) и в) содержат соответственно две разные формы осуществления. В верхней форме осуществления применяется реле 6 времени, в то время как в нижней форме осуществления применяется сумматор 25 массовых потоков.

На фиг.4 показана еще одна схема действия способа согласно изобретению, в котором применяется сумматор массовых потоков. И на этой схеме видно, что по оси 18 времени в разные моменты 17 времени происходит инициирование процесса 22 удаления воздуха. При этом моменты 17 времени всегда срабатывают тогда, когда массовый поток 27 достигает общего массового потока 26. Общий массовый поток 26 может быть установлен различным. На фиг.4 в качестве примера показан первый промежуток 19 времени и второй промежуток 20 времени, в которых общий массовый поток 26 установлен соответственно различным. Также виден третий промежуток 21 времени, в который не происходит эксплуатации автомобиля или же двигателя внутреннего сгорания. В этот промежуток времени не получается и увеличения массового потока 27, так что при использовании сумматора массового потока такой третий промежуток 21 времени особо учитываться не должен. Кроме того, на фиг.4 отображено событие 24, при котором процесс 22 удаления воздуха инициируется, хотя общий массовый поток 26 еще не достигнут.

Способ согласно изобретению делает возможным особо надежную эксплуатацию устройства подачи для восстановителя, при которой устройство для очистки ОГ особо надежно снабжается восстановителем в необходимом количестве. Благодаря способу согласно изобретению даже является возможным в устройстве подачи для восстановителя отказаться от датчика давления. За счет этого становится возможным особо экономичное также соответствующее изобретению устройство подачи для восстановителя.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 1 Устройство подачи 2 Резервуар для восстановителя 3 Устройство для очистки ОГ 4 Двигатель внутреннего сгорания 5 Автомобиль 6 Реле времени 7 Уровень наполнения 8 Фильтр 9 Подающий трубопровод 10 Возвратный трубопровод 11 Накопительная емкость 12 Датчик температуры 13 Насос 14 Блок управления 15 Обратный клапан 16 Временной интервал 17 Момент времени 18 Ось времени 19 Первый промежуток времени 20 Второй промежуток времени 21 Третий промежуток времени 22 Процесс удаления воздуха 23 Фаза работы 24 Событие 25 Сумматор массовых потоков 26 Общий массовый поток 27 Массовый поток 28 Инжектор 29 Ответвление 30 Катализатор селективного каталитического восстановления

Изобретение относится к способу эксплуатации устройства подачи для подачи восстановителя. Сущность изобретения: способ эксплуатации устройства (1) подачи для подачи восстановителя из резервуара (2) для восстановителя в устройство (3) для очистки отработанного газа (ОГ) двигателя (4) внутреннего сгорания автомобиля (5), причем во время работы двигателя (4) внутреннего сгорания, по меньшей мере, периодически происходит процесс (22) удаления воздуха из устройства (1) подачи. В способе согласно изобретению происходит сначала регистрация процесса (22) удаления воздуха. Затем активируют реле (6) времени с предустановленным временным интервалом (16) и/или активация сумматора (25) массовых потоков с предустановленным общим массовым потоком (26). Когда достигается предустановленный временной интервал (16) и/или предустановленный общий массовый поток (26), выполняют процесс (22) удаления воздуха. Техническим результатом изобретения является обеспечение точного дозирования количества восстановителя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ эксплуатации устройства (1) подачи для подачи восстановителя из резервуара (2) для восстановителя в устройство (3) для очистки отработанного газа (ОГ) двигателя (4) внутреннего сгорания автомобиля (5), причем во время работы двигателя (4) внутреннего сгорания, по меньшей мере, периодически происходит процесс (22) удаления воздуха из устройства (1) подачи, причем выполняют, по меньшей мере, следующие стадии:
а) регистрация процесса (22) удаления воздуха,
б) активация реле (6) времени с предустановленным временным интервалом (16) и/или активация сумматора (25) массовых потоков с предустановленным общим массовым потоком (26),
в) выжидание предустановленного временного интервала (16) и/или ожидание достижения предустановленного общего массового потока (26), и
г) выполнение процесса (22) удаления воздуха.

2. Способ по п.1, в котором осуществляют по меньшей мере один дополнительный процесс (22) удаления воздуха, если имеет место по меньшей мере одно из следующих событий (24):
- наступление предопределенного состояния движения автомобиля (5),
- возникновение предопределенного уровня (7) наполнения и/или предопределенного изменения уровня наполнения резервуара (2) для восстановителя,
- первое приведение в действие устройства (1) подачи,
- начало работы двигателя (4) внутреннего сгорания,
- замена фильтра (8) или другого компонента устройства (1) подачи, и
- оттаивание замерзшего восстановителя в резервуаре (2) для восстановителя и/или в устройстве (1) подачи.

3. Способ по п.1 или 2, в котором устройство (1) подачи имеет проходящий от резервуара (2) для восстановителя к устройству (3) для очистки ОГ подающий трубопровод (9) и ответвляющийся от подающего трубопровода (9) и оканчивающийся в резервуаре (2) для восстановителя возвратный трубопровод (10), причем во время процесса (22) удаления воздуха из устройства (1) подачи происходит циркуляция восстановителя через подающий трубопровод (9) и возвратный трубопровод (10).

4. Способ по п.3, в котором временной интервал (16) и/или общий массовый поток (26) изменяют в зависимости по меньшей мере от одного из следующих параметров:
- уровень (7) наполнения в резервуаре (2) для восстановителя,
- температура восстановителя,
- массовый поток восстановителя за единицу времени, который подводится в устройство (3) для очистки ОГ,
- скорость автомобиля (5),
- число оборотов двигателя (4) внутреннего сгорания автомобиля (5), и
- температура окружающей среды.

5. Способ по п.3, в котором к временному интервалу (16) причисляются лишь фазы во время работы двигателя (4) внутреннего сгорания.

6. Способ по п.3, в котором временной интервал (16) составляет по меньшей мере 5 мин (минут) и максимально 2 часа.

7. Способ по п.3, в котором общий массовый поток (26) составляет по меньшей мере 100 мл (миллилитров) и максимально 2 л (литра).

8. Способ по п.3, в котором устройство (3) для очистки ОГ имеет накопительную емкость (11) для восстановителя, и перед процессом (22) удаления воздуха подают увеличенное количество восстановителя для того, чтобы заполнить накопительную емкость (11) восстановителем.

9. Способ по п.3, в котором подачу восстановителя прерывают, в то время как происходит процесс (22) удаления воздуха из устройства (1) подачи.

10. Устройство (1) подачи восстановителя из резервуара (2) для восстановителя в устройство (3) для очистки отработанного газа (ОГ), причем устройство подачи приспособлено и/или для осуществления способа по одному из пп. 1-9 и имеет подающий трубопровод (9), который проходит от резервуара (2) для восстановителя к устройству (3) для очистки ОГ, а также насос (13) для нагнетания восстановителя, причем внутри устройства (1) подачи датчик давления не предусмотрен.