專利名稱：用于將燃料引入機動車排氣管的系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)的燃料蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將燃料引入機動車排氣管的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新型引擎燃燒越來越貧的燃料混合物，從而導致廢氣中氧濃度和氮氧化物相對較高。這種廢氣可以采用新型車輛催化劑(例如NOx-儲存催化劑)來清理，其中必須在固定間隔產(chǎn)生還原氣氛用于還原氮氧化物。實現(xiàn)該目的的最簡單方法是在需要時將少量燃料引入排氣管中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種如何能夠降低機動車廢氣處理成本的方法。上述目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的系統(tǒng)以及權(quán)利要求3所述用于這種系統(tǒng)的燃料蒸發(fā)器實現(xiàn)。本發(fā)明的有利改進為從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的系統(tǒng)包括一燃料蒸發(fā)器和一泵，所述蒸發(fā)器有一包括進口和出口的外殼，外殼中還設(shè)有一加熱裝置；所述泵用于將燃料通過進口泵入燃料蒸發(fā)器中。盡管燃料的蒸發(fā)有利地提供了排氣管中燃料的良好分布，但是蒸發(fā)器中確實存在碳化或煤煙覆蓋 (sooting)的危險。蒸發(fā)器中的油焦(oil carbon)會妨礙或者甚至堵塞燃料供應(yīng)，從而使燃料蒸發(fā)器提前損壞。通過將泵的進口與一包括用于供應(yīng)燃料的第一分支和用于供應(yīng)空氣的第二分支的分支相連接，本發(fā)明系統(tǒng)中的燃料蒸發(fā)器能夠通過供應(yīng)空氣進行再生。也就是說，燃料蒸發(fā)器中的油焦能夠通過引入空氣燃燒掉。在本發(fā)明系統(tǒng)中，新鮮空氣的供應(yīng)有利地可以通過上述泵實現(xiàn)，該泵已能夠用于泵入燃料，這樣本發(fā)明系統(tǒng)額外的工作就會最小。令人驚訝的是，同一個泵能夠用于泵入液體燃料，同時也能夠泵入空氣，而不會由于干涸(dryout) 而損壞。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，該種泵總是僅能夠短暫地用于泵入空氣，一般是0. 5到2分鐘， 然后燃料再次流過該泵，從而使泵再次得到潤滑。本發(fā)明系統(tǒng)的兩個分支在每個實例中都能夠被一獨立的閥鎖住，例如，其中該閥根據(jù)需要由一中心控制單元切換，以將空氣或燃料引入燃料蒸發(fā)器中。不過，優(yōu)選地，所述分支是一控制閥，特別地為二通單向閥(2-port/l-way valve)，通過該閥可以將第一分支或第二分支鎖住。通過采用閥，本發(fā)明的系統(tǒng)只需要特別小的努力就可以實現(xiàn)。在最簡單的實例中，在泵的供料管中安裝一控制閥就足夠了。然后根據(jù)控制閥的切換狀態(tài)，將泵與燃料供料管連接或通過控制閥的另一連接與周圍空氣連通。本發(fā)明的燃料蒸發(fā)器有一外殼，該外殼包括進口和出口，外殼中還設(shè)置一加熱裝置。該外殼是一多部件外殼，其中主外殼部件包圍桿狀形式的加熱裝置，并與包括出口的外殼末端部件結(jié)合起來。多部件外殼設(shè)計的優(yōu)點在于出口能夠設(shè)計成一有利于排氣管中燃料分布的形狀，例如噴嘴或噴霧器形狀；并且另一方面，能夠簡化制造，因為將加熱裝置并入
4主外殼部件中，然后結(jié)合到外殼部件中可能是非常容易的，例如將主外殼部件與外殼末端部件結(jié)合在一起，特別是將外殼末端部件插入主外殼部件中是很容易的。在制造中所述插入能夠很容易地實現(xiàn)，并且有利地導致兩個外殼部件的表面疊加，這可用于通過材料連接 (material engagement)(例如通過焊接(welding)或錫焊(soldering))的連接。本發(fā)明的一個有利改進在于加熱裝置伸入外殼末端部件中。事實上，也能夠使加熱裝置終止于主外殼部件中。不過，加熱裝置伸入外殼末端部件中能夠提高燃料的熱耦合效果，因此也能夠提高過程中的蒸發(fā)效果。優(yōu)選地，加熱裝置由一紗網(wǎng)包圍，例如由金屬織物制成的紗網(wǎng)。通過這種方式，能夠提高燃料對加熱裝置的熱耦合。本方面的一個有利改進在于外殼中的加熱裝置被至少一個套管包圍，所述套管提供了一流道，其包括兩段，在流動方向上，一段設(shè)置在另一段的下游，其中兩段中的一段沿套管的內(nèi)部延伸，另一段沿套管的外部延伸。這能夠通過例如，將套管的一個末端固定至外殼或加熱裝置上，同時燃料能夠圍繞套管的另一端循環(huán)來實現(xiàn)。采用這種方式，能夠延長流道，從而形成擴大的蒸發(fā)段(evaporator section)。優(yōu)選地，外殼中的管式加熱裝置被兩個或更多的套管包圍，其中所述套管中的一個套管的一端固定到外殼上，另一套管另一端固定到加熱裝置上。兩個套管能夠相互銜接(engage)，相互之間形成一段流道。采用這種方式，能夠提供一彎曲的流道，從而有利地提供大的蒸發(fā)段。另外，長蒸發(fā)段的優(yōu)點在于蒸發(fā)燃料的蒸氣壓能夠用于排出可能存在的未蒸發(fā)的燃料殘留物。


參考附圖，本發(fā)明的其他細節(jié)和優(yōu)點將以示范性實施例的方式進行闡釋。相同以及相互對應(yīng)的部件具有相應(yīng)的附圖標記。圖1顯示了用于將燃料引入機動車排氣管的系統(tǒng)設(shè)計的示意圖； 圖2顯示了燃料蒸發(fā)器的一個示范性實施例的縱截面圖3顯示了燃料蒸發(fā)器的另一個示范性實施例； 圖4顯示了燃料蒸發(fā)器的另一個示范性實施例； 圖5顯示了圖2所示的示范性實施例的外殼末端部件； 圖6顯示了圖5的截面圖7顯示了圖4所示的示范性實施例的外殼末端部件； 圖8顯示了圖7的截面圖； 圖9顯示了外殼末端部件的另一示范性實施例； 圖10顯示了圖9的截面圖。其中，1、燃料蒸發(fā)器；2、計量泵；3、控制閥；4、控制單元；6、燃料供應(yīng)；7、空氣供應(yīng)；8、蒸汽；10、出口 ；11a、主外殼部件；lib、外殼末端部件；11c、外殼側(cè)部；12、加熱裝置； 13、套管；14、套管；15、紗網(wǎng)。
具體實施例方式圖1顯示了用于將燃料引入機動車排氣管的系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。圖示系統(tǒng)主要由燃料蒸發(fā)器1、計量泵2、二通單向閥3和控制單元4構(gòu)成。該二通單向閥3形成一分支，其包括有包含燃料供應(yīng)(fuel supply) 6的第一分支和包含空氣供應(yīng)(air supply) 7的第二分支，這樣燃料或空氣都能夠供應(yīng)到泵2的進口，從而供應(yīng)至燃料蒸發(fā)器1。在二通單向閥3的第一位置，泵2連接燃料供應(yīng)6，在泵2的驅(qū)動下，將燃料供應(yīng)到燃料蒸發(fā)器1。燃料在燃料蒸發(fā)器1中蒸發(fā)，同時以蒸氣8的形式通過出口 10噴入氣體管。在二通單向閥3的第二位置，計量泵2連接空氣供應(yīng)7，將空氣而不是燃料引入燃料蒸發(fā)器1中。通過這種方式能夠排除燃料蒸發(fā)器中的燃料殘留物，同時能夠?qū)⒔褂腿紵簦@樣能消除燃料蒸發(fā)器的碳化或者煤煙覆蓋。二通單向閥、計量泵2和燃料蒸發(fā)器1可以通過控制單元4來控制，保證將燃料可控的供應(yīng)到燃料蒸發(fā)器，以及保證可控的循環(huán)空氣供應(yīng)用以燃燒燃料殘留物。圖2顯示了燃料蒸發(fā)器1的一個示范性實施例的縱截面圖。該燃料蒸發(fā)器1具有多部件外殼lla、llb，包括包圍呈桿狀形式的加熱裝置12的主外殼部件Ila以及包含用于已蒸發(fā)燃料的出口 10的外殼末端部件lib。主外殼部件Ila連接外殼側(cè)部11c，所述外殼側(cè)部Ilc包含用于待蒸發(fā)燃料的進口。優(yōu)選地，外殼部件lla、llb、llc 一起安裝并相互焊接起來。不過特別地，外殼側(cè)部Ilc也能夠旋入主外殼部件lib中。如圖示的示范性實施例，外殼末端部件lib具有比主外殼部件Ila小的外部直徑。 因此外殼末端部件lib的外部直徑是逐漸減小的，即朝著出口 10有兩級直徑。出口 10本身有一開口截面，其朝外部變寬，因此其設(shè)計成一噴霧器。該開口橫截面可以，例如，以圓錐形的形式變寬。加熱裝置12通過兩個相互之間設(shè)有彎曲流道的銜接的套管13、14包圍在外殼 IlaUlb中。兩個套管中的一個套管13，即圖示的示范性實施例中的內(nèi)部套管，與外殼Ila 相連。另一個套管14的另一端與加熱裝置12相連，由此有利地延長了用于待蒸發(fā)燃料的流道。圖3顯示了燃料蒸發(fā)器1的另一個示范性實施例，其與上述示范性實施例的不同之處在于外殼末端部件lib的形式。在此示范性實施例中，外殼末端部件lib為圓柱形，因此其具有基本一致的外部直徑。另一個與上述示范性實施例的不同之處在于加熱裝置包圍在紗網(wǎng)15中，例如，紗網(wǎng)可以由金屬織物制成。紗網(wǎng)15和加熱裝置12—起伸入外殼末端部件lib中，由此提高了待蒸發(fā)的燃料對加熱裝置12的熱耦合。圖4顯示了燃料蒸發(fā)器1的另一個示范性實施例。該示范性實施例與圖2中所示的示范性實施例的不同之處僅在于外殼末端部件lib的形狀不同。圖5到10顯示了不同形狀的外殼末端部件lib。圖5和圖6中所示的示范性實施例具有擴大的出口開口 10，其設(shè)計成噴霧器形式，這樣排出的燃料蒸氣或水汽具有良好的分布。圖7和圖8中所示的示范性實施例中，外殼末端部件lib的出口 10由多個相互靠近設(shè)置的孔組成。這些孔10形成一帶孔邊緣，因此也能使排出的燃料分布良好。圖9和10中所示的外殼末端部件設(shè)計成非常簡單的形式，其中出口 10由圓柱形附件末端的形式構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種用于將燃料引入機動車排氣管的系統(tǒng)，包括燃料蒸發(fā)器(1)，其包括外殼(lla、llb、llc)，外殼帶有進口和出口(10)，以及設(shè)置在外殼(Ila)中的加熱裝置(12)，以及泵(2)，使用該泵(2)將燃料通過進口泵入燃料蒸發(fā)器(1)中，其中泵(2)的進口連接至分支(3)，該分支(3)包括用于供應(yīng)燃料的第一分支(6)和用于供應(yīng)空氣的第二分支 (7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于分支(3)是一控制閥，通過該閥能夠堵塞第一分支(6)或第二分支(7)。
3.一種用于上述任一權(quán)利要求所述系統(tǒng)的燃料蒸發(fā)器，其特征在于燃料蒸發(fā)器(1) 具有由多個部件組成的外殼(lla、llb、llc)，其中，包圍設(shè)計成桿狀形式的加熱裝置(12) 的主外殼部件(Ila)與包含出口(10)的外殼末端部件(lib)結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于主外殼部件(Ila)與外殼末端部件 (lib)粘結(jié)在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于外殼末端部件(lib)插入主外殼部件(Ila)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5中任一項所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于外殼末端部件(lib) 具有比主外殼部件(Ila)小的外部直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求3到6中任一項所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于外殼末端部件(lib) 的外部直徑朝著出口(10)減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于外殼末端部件(lib)的外部直徑朝著出口(10)逐漸減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求3到8中任一項所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于加熱裝置(12)伸入外殼末端部件(lib)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求3到9中任一項所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于出口(10)設(shè)計成一噴霧器。
11.根據(jù)權(quán)利要求3到10中任一項所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于出口(10)設(shè)計成多個相互靠近設(shè)置的孔的形式。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于出口(10)設(shè)計成一由多個孔組成的環(huán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求3到12中任一項所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于加熱裝置(12)由紗網(wǎng)(15)包圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于紗網(wǎng)(15)伸入外殼末端部件 (lib)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求3到14中任一項所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于外殼(1la)中的加熱裝置(12)由至少一個套管(13、14)包圍，所述套管提供一流道，該流道包括兩段，在流動方向上，一段設(shè)置在另一段的下游，其中兩段中的一段沿套管(13、14)的內(nèi)部延伸，另一段沿套管(13、14)的外部延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于外殼(Ila)中的管式加熱裝置 (12)由至少兩個套管(13、14)包圍，其中兩個套管中的一個套管(13)的一端固定到外殼(lib)上，另一個套管(14)的另一端與加熱裝置(12)相連，其中兩個套管(13、14)相互銜接，相互之間形成一段流道。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的燃料蒸發(fā)器，其特征在于主外殼部件(Ila)中設(shè)有至少一個套管(13、14)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于將燃料引入機動車排氣管的系統(tǒng)，其包括有包含外殼(11a、11b、11c)的燃料蒸發(fā)器(1)，所述外殼包含進口和出口(10)，以及設(shè)置在外殼(11a)中的加熱裝置(12)，和用于將燃料通過進口泵入燃料蒸發(fā)器(1)的泵(2)。本發(fā)明中，泵(2)的進口連接分支(3)，該分支(3)包括用于供應(yīng)燃料的第一分支(6)和用于供應(yīng)空氣的第二分支(7)。本發(fā)明還涉及一種用于這種系統(tǒng)的燃料蒸發(fā)器。
文檔編號F01N13/18GK102362050SQ201080013192
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者C·弗里德里希, M·埃勒, T·因克蘭, V·布里希辛 申請人:博格華納貝魯系統(tǒng)有限公司, 天納克排放控制歐洲海因里希吉列有限公司