具有氣隙隔離部的計量模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于冷卻計量模塊(10)的設備，特別是用于對內燃機的排氣部中的燃料/輔料(例如還原劑)的計量。給所述計量模塊(10)配置一冷卻裝置，該冷卻裝置包括冷卻體(17,20,24,28,29)，該冷卻體被冷卻流體穿流。所述冷卻體(17,20,24,28,29)形成計量模塊(10)的殼體(12)。第一組部件(17,20,28)在電接觸部(16,36)處形成氣隙隔離部(38；54,56,58)，而第二組部件(28,29,40)被冷卻流體穿流。
【專利說明】具有氣隙隔離部的計量模塊
【背景技術】
[0001]DE4436397B4涉及一種用于廢氣后處理的裝置。該裝置包括廢氣收集系統(tǒng)，在該廢氣收集系統(tǒng)中設有還原催化器，用于還原該內燃機的廢氣的NOx-成分。所述裝置還包括計量裝置，該計量裝置包括電控的計量閥，用于根據(jù)在內燃機以及催化器的運行參數(shù)不同的情況下在廢氣中的NOx-含量特征曲線內所存儲的值來將還原劑計量地引入到供應給催化器的廢氣流中。用于控制空氣供給的閥是電控的控制閥，該控制閥設置在計量閥的出流口的上游并且該計量閥的出流口直接地通入到內燃機的廢氣流中?？刂崎y由一個體接收，該體可以由冷卻介質繞流，從而冷卻所述控制閥。
[0002]US20080236147A1公開了一種噴射系統(tǒng)，該噴射系統(tǒng)在選擇性催化還原的框架內在機動車上使用，用于還原廢氣中的NOx-成分。根據(jù)這個解決方案，噴射系統(tǒng)包括噴射器，該噴射器通過電連接部供應電流。在電連接部內部設有電接觸部，該電接觸部被配置用于接收一連接線路的插頭。
[0003]US20100108020A1涉及一種用于電線路的連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)鋪設在危險區(qū)域(例如有爆炸危險的區(qū)域，例如內燃機的環(huán)境)內。所述公開的連接系統(tǒng)適用于不同的傳感器以及部件的線路的電連接。所述連接系統(tǒng)包括橡皮套管以及罩子，該橡皮套管設有內螺紋。在此，橡皮套管用作電隔離和熱隔離器，并且在連接系統(tǒng)的裝配狀態(tài)下被壓縮。
[0004]DE102009060065A1公開了一種用于在NOx-還原裝置內的尿素-水-溶液的流體管路，這些流體管路根據(jù)選擇性催化還原(SCR)工作。流體管路由熱塑性硫化橡膠(TPV)制造。熱塑性硫化橡膠具有橡膠式特性，并且以“熱塑性-彈性體”著稱。熱塑性硫化橡膠的特征在于相對于侵蝕性液體高的耐受性并且具有非常高的柔韌性以及顯著的可彎曲性。根據(jù)DE102009060065A1，由熱塑性硫化橡膠制造的流體管路用于將油箱、泵、噴嘴連接或者用于離合器的接收。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的任務是:提供一種用于廢氣后處理系統(tǒng)的計量模塊，所述計量模塊抵抗在內燃機的運行狀態(tài)下出現(xiàn)的高的熱負載。
[0006]根據(jù)本發(fā)明建議:在計量模塊內為了保護該計量模塊免于過熱而利用隔離殼包圍該構件的壁和/或實現(xiàn)水冷卻。在使用隔離殼的情況下可以實現(xiàn)例如氣隙隔離部，該氣隙隔離部特別是在插塞區(qū)域或在閥的線圈區(qū)域中防止過熱損害。
[0007]根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案如下:計量元件由冷卻體包圍，該冷卻體(包括多個部件)完全包圍計量閥，用于將燃料/輔料、特別是還原劑引入到內燃機的排氣部中。因此，冷卻體為涉及計量元件的、該計量元件的殼體。在根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案的優(yōu)選實施變型中，形成計量閥殼體的冷卻體被多件式地構造并且包括例如上殼、中間殼以及由具有彈性特性材料制成的(例如構造成塑料套管或者橡膠套管的)插塞接觸蓋。此外，計量模塊的殼體包括下殼，該下殼位于中間殼的下方，其中，罐狀插接件裝入到形成計量模塊殼體的冷卻體的下殼中。[0008]特別是構造成多件式的冷卻體的上殼包括還原劑輸入部和另外的中空腔，這些另外的中空腔不被冷卻流體穿流，而是形成氣隙隔離部，而設置在上殼下方的中間殼不僅包括被冷卻流體穿流的中空腔，而且包括這樣的中空腔:該中空腔僅以空氣填充并且因此是電插塞接觸部的氣隙隔離部的氣隙區(qū)段。
[0009]接收有罐狀插接件的下殼設有中空腔，該中空腔被冷卻流體穿流。冷卻流體在下殼的罐狀插接件中或通過中間殼的部件(這些部件被冷卻流體穿流)的循環(huán)通過被接收在下殼上的冷卻流體回流部以及經由位于中間殼的殼面上的冷卻流體回流部實現(xiàn)。在下殼中所接收的罐狀插接件與設置在該下殼上方的中間殼的底部之間設有通孔，這些通孔允許冷卻流體從下殼的中空腔溢流到上殼的中空腔中。
[0010]根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案如下:中間殼在一定程度上為“混合構件”，該混合構件一方面基于通過該混合構件延伸的電插塞接觸部來允許氣隙隔離部，然而另一方面具有被冷卻流體穿流的區(qū)域。以根據(jù)本發(fā)明所建議的方法將引導冷卻流體的區(qū)域與形成電接觸部的氣隙隔離部的區(qū)域相互分離，其中，將所需要的密封位置的數(shù)量減少到最小值。為了將中間殼中的、形成氣隙隔離部的氣隙區(qū)段與構造在中間殼內的、引導冷卻流體的中空腔分離，以有利的方式命名穿過中間殼延伸的合適的分離肋部，這些分離肋部將氣隙隔離部的氣隙區(qū)段與中間殼的中空腔(該中空腔引導冷卻流體)分離。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點
[0012]根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案如下:不僅計量模塊的位于燃料/輔料(特別是還原劑)的出流口的區(qū)域中的區(qū)域可以被冷卻流體冷卻，而且計量模塊的其它區(qū)域也可以被冷卻，這借助于氣隙隔離部來實現(xiàn)。以特別有利的方法，用于控制計量模塊的電接觸部的氣隙隔離部可以在區(qū)域中、特別是在形成計量閥殼體的多件式冷卻體的中間殼中實現(xiàn)，因為電接觸部由塑料蓋包圍，該塑料蓋由具有彈性特性的材料制成。由于塑料蓋的彈性特性可以補償所述冷卻體的由金屬材料制成的區(qū)域的以及所述冷卻體的由塑料制成的部件的不同的膨脹系數(shù)。一方面例如構造為塑料套筒或者橡膠套筒的插塞接觸蓋借助于上殼上的和在這個構件上對置地構造的卡鎖部中的卡鎖封閉部可松脫地固定在中間殼上。通過塑料蓋(該塑料蓋能夠可松脫地固定在以殼體示出的多件式冷卻體的上殼和中間殼上)可以使氣隙隔離部有效地封閉，其中，然而同時通過取消焊接連接可以允許在密封作用沒有損失的情況下的相對運動。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案考慮了通過以下方式在安裝技術上的簡化:在上部區(qū)域中通過對流實現(xiàn)了冷卻，也就是說，在氣隙隔離部的路徑上進行補充，同時在計量模塊的下部區(qū)域中可以實現(xiàn)液體冷卻，從而使計量模塊的完全冷卻按照根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案實現(xiàn)。
[0014]通過使用經水冷卻的中間殼，首先在計量模塊的上部區(qū)域中提高了熱質量、即蓄熱能力。因此也可能的是，如果冷卻流體循環(huán)被中斷，則實現(xiàn)閥的延遲加熱。因此，短時間的溫度峰值在冷卻流體循環(huán)非激活的情況下也不會導致計量模塊的損害。
[0015]此外，根據(jù)本發(fā)明所建議的計量模塊的殼體也在沖擊式冷卻的情況下對計量閥保護以防溫度突變。這種冷卻可以例如在馬達清潔時、馬達發(fā)熱時或者水流經時出現(xiàn)。因為首先具有大的熱質量的冷卻體被冷卻，因此避免了溫度突變。由此，由冷卻體包圍的計量閥被慢慢地冷卻，因此避免了部件中由于不同的熱膨脹系數(shù)而造成的應力?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]下面將依據(jù)附圖詳細地說明本發(fā)明。在附圖中:
[0017]圖1:示出了計量模塊的立體示圖，該計量模塊的計量閥由形成殼體的多件式冷卻體包圍；
[0018]圖2:示出了穿過圖1中所示出的計量模塊和其多件式冷卻體的橫截面圖；和
[0019]圖3.1和圖3.2:示出了插塞接觸蓋的立體圖。
【具體實施方式】
[0020]接下來依據(jù)圖1至圖3.2中描述的計量模塊涉及了這樣一種計量模塊:該計量模塊用于將燃料/輔料、特別是還原劑(例如尿素或者尿素-水-溶液)引入到內燃機的排氣部中。在根據(jù)本發(fā)明所建議的計量模塊10的裝配環(huán)境下，溫度處于100°C至160°C之間的范圍內。根據(jù)使用目的和裝配地點也可以設置更高或者更低的溫度水平。通過燃料/輔料、特別是還原劑(例如尿素或者尿素-水-溶液)使存在于內燃機的廢氣中的NOx-成分還原為H2O和N2。根據(jù)本發(fā)明所建議的用于冷卻所述計量模塊10的設備也可以在其它計量設備(這些其它計量設備在一定溫度范圍內運行)用于冷卻這些其它計量裝置。
[0021]根據(jù)圖1的示圖得出，計量模塊10的計量閥由完整的殼體12(該殼體在一定程度上為第二殼體)包圍。所述完整的殼體12包括:上殼20,該上殼例如可以以罩子的形式構造；塑料蓋17，該塑料蓋特別是可以由具有彈性特性的材料(例如塑料材料或者橡膠)制成。此外，殼體12包括中間殼28、設置在該中間殼下方的導向套筒32以及位于該導向套筒下方的下殼29，(在圖1中僅部分示出的)罐狀插接件24裝入到該下殼中。
[0022]正如圖1的立體圖得知，計量模塊10的計量閥完全由上述列舉的部件17、20、28、
29包圍。罐狀插接件24的僅下端部在計量模塊10的完整的殼體12的下殼29的下方伸出。
[0023]此外，正如根據(jù)圖1的立體圖得知，冷卻流體入流部22位于下殼29的殼面中。與此相對地，冷卻流體回流部26位于中間殼28的殼面中。
[0024]穿過根據(jù)圖1的計量模塊的冷卻體的多件式實施結構的截面可得出根據(jù)圖2的示圖。
[0025]根據(jù)圖2的橫截面示出了，整個計量閥30由完整的殼體12包圍。在此，完整的殼體12包括上殼20。燃料/輔料輸入部18穿過上殼20延伸，通過該燃料/輔料輸入部供應特別是還原劑(例如尿素或者尿素-水-溶液)至計量模塊10。圖2示出了，所述輸入部18彎曲地構造并且以法蘭、覆蓋計量閥30的上端面地通過上殼20封裝。上殼20就其而言包括中空腔42，該中空腔由冷卻流體通過由參考標號64標記的分離肋部64相對于中間殼28(該中間殼的中空腔44可以被冷卻流體穿流)分離。此外，正如根據(jù)圖2的截面圖可得知，上殼20在插塞部16或電插塞接觸部36的區(qū)域中包括氣隙區(qū)段58，該氣隙區(qū)段是計量模塊10的電插塞接觸部16或36的氣隙隔離部14的一部分。
[0026]在上殼20的下方(該上殼是計量模塊的完整的殼體12的部分)設有中間殼，該中間殼通過參考標號28標記。中間殼28包括接收部40,上殼20裝入到該接收部中，該上殼包括不被冷卻流體穿流的中空腔42。[0027]同樣地，中間殼28包圍計量閥30，該計量閥通過保持片34接收在中間殼28上。中間殼28安置在導向套筒32上。導向套筒32就其而言被接收在基本上構造成罐狀的插接件24上。
[0028]從圖2的截面圖可獲悉:中間殼28包括中空腔44，該中空腔被冷卻流體穿流并且同時也包含第一氣隙區(qū)段54以及第二氣隙區(qū)段56。第一氣隙區(qū)段54和第二氣隙區(qū)段56通過分離肋部64(該分離肋部在中間殼28中構造)與中空腔44分離。特別的是，分離肋部64的走向在中間殼28中如此選擇，使得第一氣隙區(qū)段54和銜接該第一氣隙區(qū)段的第二氣隙區(qū)段56沿著電插塞接觸部36朝著插塞接觸蓋17的方向延伸。分離肋部64(該分離肋部將第一氣隙區(qū)段54和第二氣隙區(qū)段56相對于被冷卻流體穿流的中空腔44分離)通到中間殼28的壁端部52上。在那里，卡鎖連接部50同樣也位于上殼的相對置的側上(相比較于圖2的位置48)。塑料蓋可松脫地卡鎖在兩個卡鎖位置48或50上，這些卡鎖位置一方構造在上殼20上，另一方構造在中間殼28上。正如已經結合圖1所解釋:塑料蓋17利用卡鎖部48固定在上殼20上，并且利用對置于該卡鎖部的卡鎖部50固定在中間殼28的外側上。由于插塞蓋17的幾何尺寸，對該插塞蓋的開口 62限界的卡鎖連接部50或52如此在上殼20和中間殼28的相應接收部上延伸，使得通過溫度差所引起的膨脹可以由于插塞蓋17的材料的彈性特性的原因被補償。因此可以避免泄漏，所述泄漏例如當具有不同熱膨脹系數(shù)的材料補償了在部件相互運動的情況下所出現(xiàn)的不同膨脹時出現(xiàn)。
[0029]通過根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案，一方面禁止冷卻流體向外泄漏，另一方面確保了冷卻流體遠離了電插塞接觸部36，從而在這個區(qū)域中不會出現(xiàn)電短路。在電接觸部36的區(qū)域中以根據(jù)本發(fā)明所建議的方法通過氣隙隔離部14在氣隙區(qū)段38、54和56上實現(xiàn)冷卻，如圖2中所示。
[0030]根據(jù)圖2示圖得出，中間殼28為“混合構件”，該混合構件不僅在電插塞接觸部36區(qū)域中實現(xiàn)了氣隙隔離部，并且另一方面具有至少一個被冷卻流體穿流的中空腔44。
[0031]正如根據(jù)圖2示圖的下方區(qū)域可得出，下殼29位于導向套筒32的下方。下殼29本身接收通過參考標號24標記的罐狀插接件。
[0032]在計量模塊10的下端部上會出現(xiàn)數(shù)量級為120°C或更大的溫度。由于這個原因，冷卻流體入流部22位于下殼29的區(qū)域中，在該冷卻流體入流部中，冷卻流體溢流到下殼29中并且從那里溢流到罐狀插接件24的中空腔66中。在計量閥30的下方區(qū)域中也設有噴嘴，通過所述噴嘴將由燃料/輔料和空氣組成的噴霧噴射到內燃機的排氣部中。
[0033]因為在此出現(xiàn)由運行引起的最高溫度，因此為了優(yōu)化冷卻作用，冷卻流體入流部22位于根據(jù)本發(fā)明所建議的計量模塊10的這個區(qū)域內，以便確保在出現(xiàn)高溫度的區(qū)域中存在最優(yōu)的熱導出。
[0034]根據(jù)圖2的截面圖進一步得出:在冷卻流體通過冷卻流體入流部22進入之后在流經罐狀插接件24的中空腔66之后，冷卻流體通過通孔46流至中間殼28的底部上方的中空腔44。如圖2所示，在導向套筒32中的和在中間殼28的底部中的通孔46相互對準，從而冷卻流體在流經所述罐狀插接件24之后溢流到中間殼28的中空腔44中。在經過中間殼28的中空腔44(該中空腔通過分離肋部64與氣隙區(qū)段54、56液體密封地分離)之后，在繞流于計量模塊10之后通過該計量模塊的余熱加熱的冷卻流體在冷卻流體回流部26上離開中間殼28的中空腔44，如圖2所示。[0035]通孔46確保了冷卻流體從罐狀插接件24的中空腔66溢流到殼體12的中間殼28的至少一個中空腔44內。從圖2的裝配狀態(tài)可知:優(yōu)選由具有彈性特性的材料制成的插塞蓋17允許氣隙隔離部的形成，也就是說，由于對流的原因在計量模塊10的上部分中的電插塞接觸36區(qū)域中實現(xiàn)冷卻。另一方面，其它的部件存在這樣的可能性:特別是給計量閥30的承受高熱負載的噴射部分設置水冷卻，通過該水冷卻可以實現(xiàn)非常良好的熱導出。根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案實現(xiàn)了計量模塊10的所有部件的冷卻。通過根據(jù)本發(fā)明所建議的解決方案可以特別是使材料相應地針對其使用目的進行優(yōu)化地使用，而不會由于其可能的不同熱膨脹系數(shù)而導致泄漏或者疲勞裂紋。
[0036]通過圖3.1和圖3.2可得出圖1和圖2中以橫截面圖所示的插塞蓋的立體圖。
[0037]圖3.1示出了，插塞蓋17包圍了電纜輸出端60并且具有開口 62。開口 62通過相互對置構造的卡鎖部48、50限制，這些卡鎖部可以與上殼20上或中間殼28插塞區(qū)域中的構造成凹部或凸起的幾何結構互補地構成。圖3.2示出了，塑料蓋17的開口 62可以例如方形地或者也可以矩形地構造，這有利于構造卡鎖連接部48、50。如果這些卡鎖連接部相互對置地安置，則可以在插塞蓋17卡鎖并且在產生預緊的情況下實現(xiàn)將塑料蓋17可靠密封地、但也可再次松脫地固定在形成所述殼體12的多件式構成的冷卻體的上殼20以及中間殼28上。
【權利要求】
1.一種用于冷卻計量模塊(10)的設備，特別是用于將燃料/輔料計量到內燃機的排氣部中，其中，給所述計量模塊(10)配置一冷卻裝置，所述冷卻裝置包括冷卻體(17，20，24，28，29)，所述冷卻體被冷卻液體穿流，其特征在于，所述冷卻體(17，20，24，28，29)形成計量閥(30)的殼體(12)，所述殼體的第一組部件(17，20，28)在電接觸部(16，56)處形成氣隙隔離部(38;54，56，58)并且所述殼體的第二組部件(28，29，40)被冷卻流體穿流。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述冷卻體包括上殼(20)、可卡鎖的插塞接觸蓋(17)、中間殼(28)、下殼(29)和裝入到所述下殼(29)中的罐狀插接件(24)。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述上殼(20)與至少局部地被冷卻流體穿流的中間殼(28)介質密封地分離。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述上殼(20)具有引導冷卻流體的中空腔(44)并且與所述可卡鎖的插塞接觸蓋(17)形成所述氣隙隔離部(14)的氣隙區(qū)段(58)。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述中間殼(28)具有被冷卻流體穿流的中空腔(44)并且包括所述氣隙隔離部(38)的與所述中空腔分離的第一和第二氣隙區(qū)段(54，56)。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述中間殼(28)包括從所述中空腔(44)開始的冷卻流體回流部(26)。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述中間殼(28)包括分離肋部(64)，所述分離肋部將所述中空腔(44)與所述第一和第二氣隙區(qū)段(54，56)分離。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，在所述中間殼(28)與裝入到所述下殼(29)中的罐狀插接件(24)之間接收一導向套筒(32)。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，一冷卻流體入流部(22)通到所述下殼(29)中，所述冷卻流體入流部包括一引導冷卻流體的下殼中空腔(66)。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，在所述導向套筒(32)中以及在所述中間殼(28)的底部中設有通孔(46)，所述通孔允許冷卻流體從所述罐狀插接件(24)的中空腔(66)溢流到所述中間殼(28)的中空腔(44)中。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，插塞蓋(17)由具有彈性特性的材料制成，用于補償上殼(20)和中間殼(28)的由于溫度引起的膨脹。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，插塞蓋(17)包括卡鎖在所述上殼(20)上的第一卡鎖部(48)和卡鎖在所述中空體(17，20，24，28，29)的中間殼(28)上的第二卡鎖部(50)。
【文檔編號】F01N3/20GK103958846SQ201280056952
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月19日 優(yōu)先權日:2011年11月22日
【發(fā)明者】M·基翁特克, S·波爾, A·克尼特爾 申請人:羅伯特·博世有限公司