close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 13880

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.12.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13880
(13) C1
(19)
F 04B 13/00
НАСОСНЫЙ ДОЗИРОВОЧНЫЙ АГРЕГАТ
(21) Номер заявки: a 20070970
(22) 2005.12.29
(31) 04030997.3 (32) 2004.12.30 (33) EP
(85) 2007.07.30
(86) PCT/EP2005/014112, 2005.12.29
(87) WO 2006/072444, 2006.07.13
(43) 2008.02.28
(71) Заявитель: Грундфос НоНокс а/с
(DK)
(72) Авторы: ЙОХУМСЕН, Ханс, Хенрик
(DK); КИМЕР, Нильс, Стубагер (DK);
ЛИНДБЕРГ, Карим (DK); МАДСЕН,
Нильс, Торп (DK); ЙОХАНСЕН, Том
(SE)
(73) Патентообладатель: Грундфос НоНокс
а/с (DK)
(56) EP 1435458 A1, 2004.
DE 10116214 A1, 2002.
WO 02/101209 A1.
US 2004/0115074 A1.
BY 13880 C1 2010.12.30
(57)
1. Насосный дозировочный агрегат для смешивания жидкого восстановителя в потоке
отработавшего газа, содержащий дозировочный насос (2) для подачи восстановителя и
устройство (39) предварительного смешения, в котором в зоне смешения (18) подаваемый
дозировочным насосом (2) восстановитель смешивается со сжатым газом, отличающийся
тем, что содержит поршневую головку с центральной пластиной (40), в которой установлены, по меньшей мере, дозировочный насос (2) и устройство (39) предварительного смешения.
2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что в центральной пластине (40) и/или на ней
выполнен, по меньшей мере, один участок нагнетательного канала (16) от дозировочного
насоса (2) к устройству (39) предварительного смешения.
Фиг. 1
BY 13880 C1 2010.12.30
3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что центральная пластина (40) своей первой
поверхностью прилегает к контактной поверхности фронтальной пластины (80) картера
привода насосного дозировочного агрегата, причем фронтальная пластина (80), предпочтительно на своей обращенной от центральной пластины (40) стороне, несет привод дозировочного насоса (2).
4. Агрегат по п. 3, отличающийся тем, что ко второй, предпочтительно обращенной
от привода дозировочного насоса (2), поверхности центральной пластины (40) прилегает
торцевая пластина (42).
5. Агрегат по п. 3, отличающийся тем, что между первой поверхностью центральной
пластины (40) и фронтальной пластиной (80) выполнены каналы (142, 146, 152, 154) для
восстановителя и/или сжатого газа.
6. Агрегат по п. 4, отличающийся тем, что между второй поверхностью центральной
пластины (40) и торцевой пластиной (42) выполнены каналы (142, 146, 152, 154) для восстановителя и/или сжатого газа.
7. Агрегат по п. 4, отличающийся тем, что на торцевой пластине (42) выполнено, по
меньшей мере, одно отверстие (122, 124, 126, 128) для подвода текучих сред или, предпочтительно, выполнены все необходимые отверстия для подвода сжатого газа, восстановителя и/или смеси восстановителя и сжатого газа.
8. Агрегат по п. 6, отличающийся тем, что на торцевой пластине (42) выполнено, по
меньшей мере, одно отверстие (122, 124, 126, 128) для подвода текучих сред или, предпочтительно, выполнены все необходимые отверстия для подвода сжатого газа, восстановителя и/или смеси восстановителя и сжатого газа.
9. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что дозировочный насос (2) выполнен как
диафрагменный насос и в центральной пластине (40) на ее первой поверхности имеется
определяющее объем насоса углубление (140), которое на первой поверхности закрыто
насосной диафрагмой.
10. Агрегат по п. 9, отличающийся тем, что в зоне углубления (140) в центральной
пластине (40) выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие (134, 136), проходящее к противоположной второй поверхности центральной пластины.
11. Агрегат по п. 10, отличающийся тем, что в сквозном отверстии (134, 136) установлен обратный клапан (6).
12. Агрегат по п. 10, отличающийся тем, что проходящее в зоне углубления (140) к
противоположной второй поверхности сквозное отверстие (134) образует на стороне выхода соединенный с дозировочным насосом (2) нагнетательный канал (16), который соединен с устройством (39) предварительного смешения, а также с установленным в
центральной пластине (40) обратным клапаном (12).
13. Агрегат по п. 12, отличающийся тем, что обратный клапан (12) активируется от
сжатого газа и через выполненные в центральной пластине (40) и/или, по меньшей мере,
на поверхности центральной пластины (40) сквозные отверстия (162, 164) соединен с отверстием (128) для подвода сжатого газа.
14. Агрегат по п. 13, отличающийся тем, что обратный клапан (12) установлен в выполненном на второй поверхности центральной пластины (40) углублении (78) и, предпочтительно, выполнен как мембранный клапан.
15. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что устройство (39) предварительного смешения через траекторию потока, выполненную в центральной пластине (40) и/или, по
меньшей мере, на одной поверхности центральной пластины (40), соединено с отверстием
(128) для подвода сжатого газа.
16. Агрегат по п. 15, отличающийся тем, что отверстие (128) для подвода сжатого газа выполнено на центральной пластине (40) или одной из пластин (42, 80), прилегающих к
поверхности центральной пластины (40), и соединено с переключающим клапаном (25)
для его открытия и закрытия.
2
BY 13880 C1 2010.12.30
17. Агрегат по п. 2, отличающийся тем, что нагнетательный канал (16) соединен с
расположенным в центральной пластине (40) датчиком давления, соединительные линии
которого проходят, предпочтительно, от обращенной к картеру привода поверхности центральной пластины (40).
18. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что в центральной пластине (40), предпочтительно на обращенной к картеру привода поверхности, имеется углубление (168) под
нагревательный элемент.
19. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что в центральной пластине (40) расположены подвижные клапанные элементы (84, 64, 70), направления движения которых ориентированы параллельно друг другу и, предпочтительно, параллельно направлению движения
насосной диафрагмы.
Изобретение относится к насосному дозировочному агрегату для добавления жидкого
восстановителя в поток отработавшего газа.
При работе с избытком кислорода, что случается в большинстве рабочих режимов, в
двигателях внутреннего сгорания с самовоспламенением образуется окись углерода, и в
частности при непосредственном впрыскивании в основную камеру сгорания, как это
обычно имеет место в дизельных двигателях. Известно, что для ограничения выброса окиси азота в поток отработавшего газа добавляют катализатор-восстановитель. При этом в
качестве восстановителя в отработавший газ перед входом в катализатор подается мелко
распыленный водный раствор мочевины. При этом подаваемое количество мочевины как
можно точнее согласовывают с процессом сгорания, чтобы гарантировать таким образом
максимально полное восстановление внутри катализатора и, кроме того, не допустить образования избытка мочевины.
Из публикации [1] известен специальный насосный дозировочный агрегат для дозирования и подачи восстановителя в поток отработавшего газа. При таком насосном дозировочном агрегате подаваемый восстановитель перед подачей в поток отработавшего газа
смешивают или нагружают в насосном дозировочном агрегате сжатым воздухом. Известный насосный дозировочный агрегат имеет снаружи четыре присоединительных элемента,
в частности для всасывающей линии, обратной линии, для подачи сжатого воздуха и линии к форсунке в системе отработавшего газа. Все существенные компоненты для работы
дозировочного насоса и устройства предварительного смешения восстановителя со сжатым воздухом интегрированы в насосный дозировочный агрегат.
Задача предлагаемого изобретения заключается в том, чтобы создать удобную для
монтажа и простую по конструкции систему гидравлических компонентов и гидравлического контура такого насосного дозировочного агрегата.
Эта задача решается за счет насосного дозировочного агрегата с приведенными в п. 1
формулы изобретения признаками. Предпочтительные варианты выполнения охарактеризованы в соответствующих зависимых пунктах, описании, а также на чертежах.
Насосный дозировочный агрегат, согласно изобретению, включает такой существенный компонент, как дозировочный насос для дозированной подачи восстановителя. За
счет настройки дозировочного насоса можно регулировать расход подаваемого восстановителя, который смешивают с потоком отработавшего газа. Дозировочный насос может
быть выполнен, например, как поршневой или диафрагменный насос, при этом необходимый расход восстановителя можно точно регулировать или дозировать за счет изменения
числа ходов поршня насоса в определенный промежуток времени и/или скорости перемещения. Далее, насосный дозировочный агрегат включает устройство предварительного
смешения, в котором подаваемый восстановитель нагружается сжатым газом, в частности
сжатым воздухом, или смешивается с ним. При этом в потоке сжатого газа не требуется
создавать тонкодиспергированную смесь восстановителя, а наоборот достаточно того, что
3
BY 13880 C1 2010.12.30
восстановитель, например, в виде больших капель транспортируется в потоке сжатого газа
к форсунке в потоке отработавшего газа. В данном случае более мелкая дисперсия достигается предпочтительно при впрыскивании в поток отработавшего газа. Простая конструкция насосного дозировочного агрегата, согласно изобретению, достигается тем, что в
насосном дозировочном агрегате имеется насосная головка, в которой расположены компоненты гидравлического контура. При этом насосная головка содержит центральную пластину,
в которой установлены, по меньшей мере, дозировочный насос и устройство предварительного смешения. Таким образом, дозировочный насос, например, в виде диафрагменного
насоса и устройство предварительного смешения встроены в деталь конструкции, а именно в центральную пластину, вследствие чего уменьшается число отдельно монтируемых
деталей и упрощается монтаж. Например, поршень насоса может входить в углубление
центральной пластины или диафрагма соответствующего насоса может быть помещена на
центральной пластине.
Особенно предпочтительным является то, что, по меньшей мере, один участок нагнетательного канала или нагнетательной линии от дозировочного насоса к устройству предварительного смешения может быть выполнен в центральной пластине и/или на ней.
Таким образом, создается интегральное соединение между дозировочным насосом и устройством предварительного смешения, так что не требуется монтировать отдельные соединения линий. Нагнетательный канал может быть выполнен в виде сквозных отверстий в
центральной пластине, проходящих от одной поверхности к противоположной поверхности,
и/или в виде каналов, проходящих вдоль одной или обеих поверхностей. Выполненные в
поверхности каналы закрыты снаружи за счет примыкающих пластинчатых элементов.
Предпочтительно центральная пластина своей первой поверхностью прилегает к контактной поверхности фронтальной пластины картера привода насосного дозировочного
агрегата, при этом фронтальная пластина предпочтительно на своей обращенной от центральной пластины стороне несет привод дозировочного насоса. В картере привода насосного дозировочного агрегата установлены приводной двигатель и, например, кривошипношатунный механизм для привода насосной диафрагмы соответствующего насоса. Далее,
внутри картера привода может быть расположена управляющая электроника. В целом привод закреплен предпочтительно на обращенной от центральной пластины стороне фронтальной пластины, так что после монтажа привода на фронтальной пластине весь привод
может быть вдвинут в картер, который затем снаружи закрывает фронтальная пластина.
При этом внутри картера привода больше не требуются какие-либо дополнительные крепления привода или его компонентов. Предпочтительно на фронтальной пластине предусмотрены также все электрические и гидравлические соединения, так что остальная часть
картера привода может быть выполнена просто как крышка, которая своей открытой стороной связана с фронтальной пластиной. В связи с тем, что центральная пластина своей
первой поверхностью плоско прилегает к фронтальной пластине картера привода, то
фронтальная пластина может закрывать каналы, выполненные в виде пазов в первой поверхности центральной пластины, так что между фронтальной пластиной и первой поверхностью центральной пластины могут быть образованы закрытые соединения линий.
При этом между фронтальной пластиной и первой поверхностью центральной пластины
предпочтительно помещены уплотнительные элементы. Поскольку каналы в первой поверхности центральной пластины служат для направления восстановителя, то особенно
предпочтительно, чтобы они были полностью закрыты или перекрыты со стороны фронтальной пластины проложенным между фронтальной пластиной и центральной пластиной
уплотнительным элементом, так что сама фронтальная пластина не будет контактировать
с восстановителем. Это имеет то преимущество, что фронтальную пластину не требуется
выполнять стойкой по отношению к восстановителю.
К второй поверхности центральной пластины, предпочтительно обращенной от привода дозировочного насоса, предпочтительно прилегает торцевая пластина. Эта торцевая
4
BY 13880 C1 2010.12.30
пластина перекрывает вторую поверхность центральной пластины, причем она закрывает
каналы, образованные в виде пазов во второй поверхности, так что между торцевой пластиной и второй поверхностью центральной пластины могут быть выполнены соединения
линий. Как и между торцевой пластиной и первой поверхностью центральной пластины,
так предпочтительно и между второй поверхностью центральной пластины и торцевой
пластиной могут быть помещены уплотнительные элементы для герметизации выполненных каналов. Особенно предпочтительно, если центральная пластина расположена между
фронтальной пластиной картера привода и торцевой пластиной. Это означает, что центральная пластина своей первой поверхностью прилегает к фронтальной пластине картера
привода, а вторую, противоположную, поверхность центральной пластины закрывает торцевая пластина. Для фиксации торцевой пластины на фронтальной пластине картера привода предпочтительно предусмотрены болты, которые при этом зажимают центральную
пластину между торцевой пластиной и фронтальной пластиной, так что торцевая пластина, центральная пластина и фронтальная пластина картера привода герметично прилегают
одна к другой.
Как сказано выше, между первой поверхностью центральной пластины и фронтальной
пластиной и/или между второй поверхностью центральной пластины и торцевой пластиной выполнены каналы для направления восстановителя и/или сжатого газа. При этом могут быть выполнены дополнительные соединения между каналами на первой поверхности
и на второй поверхности в виде сквозных отверстий в центральной пластине. Такая конструкция позволяет выполнить внутри центральной пластины или на ее поверхности все
необходимые соединения между дозировочным насосом и устройством предварительного
смешения, а также соединения для подачи восстановителя, подачи сжатого газа и/или для
форсунки в системе отработавшего газа. Таким образом, исключается отдельный монтаж
соединений линий, более того, все существенные компоненты гидросистемы могут быть
размещены в центральной пластине или на ней и необходимые соединительные каналы
выполнены как неотъемлемая часть на центральной пластине или в ней. Центральная пластина может быть изготовлена из металла или предпочтительно отлита под давлением из
пластмассы.
Далее, в торцевой пластине выполнены предпочтительно присоединительные элементы для подачи восстановителя, то есть для всасывающей линии дозировочного насоса, обратной линии к емкости для восстановителя, для подачи сжатого воздуха и/или для линии
к форсунке в системе отработавшего газа. В месте сопряжения торцевой пластины с центральной пластиной присоединительные элементы в торцевой пластине сообщаются с выполненными в центральной пластине каналами для текучей среды или сжатого газа. Так,
при монтаже торцевой пластины одновременно может быть обеспечено сообщение всех
присоединительных элементов насосного дозировочного агрегата с гидравлической или
пневматической системой в центральной пластине, что упрощает монтаж насосного дозировочного агрегата.
Далее, дозировочный насос выполнен предпочтительно как диафрагменный насос, а в
центральной пластине на ее первой поверхности имеется определяющее объем насоса
углубление, которое на первой поверхности закрыто насосной диафрагмой. То есть
диафрагма находится в углублении на первой поверхности центральной пластины, обращенной к картеру привода насосного дозировочного агрегата, а на своей обращенной от
центральной пластины стороне для своего перемещения соединена с приводом, то есть,
например, с эксцентриковым или кривошипно-шатунным механизмом, перемещающим
диафрагму на центральной пластине возвратно-поступательно относительно последней, в
результате чего объем насоса увеличивается и уменьшается и подача восстановителя
обеспечивается за счет этого объема насоса.
Далее, диафрагменный насос выполнен предпочтительно таким образом, что в зоне
углубления в центральной пластине выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отвер5
BY 13880 C1 2010.12.30
стие, проходящее к противоположной второй поверхности центральной пластины. Это
сквозное отверстие образует либо всасывающую линию, либо нагнетательную линию для
объема насоса. В особенно предпочтительном варианте предусмотрено два сквозных отверстия, одно из которых образует всасывающую линию, а второе - нагнетательную линию или нагнетательный канал. Такое выполнение могло бы также найти применение и
для поршневого насоса.
В сквозном отверстии или отверстиях, ведущих от второй поверхности к углублению
в первой поверхности, установлен соответственно обратный клапан. В поршневом или
диафрагменном насосе обратные клапаны требуются для обеспечения процесса прокачки.
При этом оба обратных клапана расположены таким образом, что они открываются в
одинаковом направлении потока, то есть направлении подачи дозировочного насоса. Оба
необходимых для работы дозировочного насоса обратных клапана предпочтительно установлены соответственно в сквозном отверстии центральной пластины. Первый обратный
клапан перекрывает всасывающую линию во время хода поршня насоса, а второй обратный
клапан перекрывает нагнетательную линию при всасывании, так что поданный восстановитель не может перетекать назад в объем насоса. Благодаря расположению обратных
клапанов в сквозных отверстиях обратные клапаны интегрированы в центральную пластину, вследствие чего достигаются компактная конструкция и простой монтаж.
Проходящее в зоне углубления к противоположной второй поверхности сквозное отверстие образует предпочтительно на стороне выхода соединенный с дозировочным насосом нагнетательный канал, который соединен с устройством предварительного смешения,
а также с установленным в центральной пластине обратным клапаном. По нагнетательному каналу или нагнетательной линии подаваемый дозировочным насосом восстановитель
попадает к устройству предварительного смешения, которое также встроено в центральную
пластину и в котором восстановитель смешивают со сжатым воздухом. Далее, нагнетательный канал соединен также с обратным клапаном, который попеременно перекрывает
или открывает обратную линию или обратный канал. Обратный канал через присоединительный элемент сообщается с емкостью для восстановителя, так что поданный дозировочным насосом восстановитель через обратный канал может перекачиваться назад в
емкость для восстановителя. Так, открыванием обратного клапана при приведении в действие насосного дозировочного агрегата сразу же обеспечивается то, что дозировочный
насос и соединенный с ним нагнетательный канал полностью наполняются восстановителем. Так как обратный клапан также встроен в центральную пластину, то достигается
дальнейшее упрощение конструкции.
Особенно предпочтительным является то, что обратный клапан активируется от сжатого воздуха и соединен через выполненную в центральной пластине и/или, по меньшей
мере, на одной поверхности центральной пластины траекторию прохождения потока с
входом для сжатого газа. Таким образом, можно отказаться от электрического средства
приведения в действие обратного клапана, более того, можно осуществлять управление
только посредством гидравлического или пневматического контура внутри центральной
пластины. С этой целью линия управления для нагружения давлением обратного клапана
выполнена полностью в центральной пластине или на ней в виде сквозных отверстий или
выполненных в поверхности пазов.
Предпочтительно обратный клапан помещен в углублении, выполненном на второй
поверхности центральной пластины, то есть на поверхности, обращенной от картера привода, и предпочтительно выполнен в виде мембранного клапана. Это означает, что может
быть предусмотрена мембрана, которая нагружается сжатым воздухом или сжатым газом
и поэтому движется таким образом, что перекрывает или открывает проход для потока,
например отверстие в центральной пластине, так что открывается или закрывается обратный канал для восстановителя.
Целесообразным образом устройство предварительного смешения траекторией прохождения потока, выполненной в центральной пластине и/или, по меньшей мере, на одной
6
BY 13880 C1 2010.12.30
поверхности центральной пластины, соединено с входом для сжатого газа. Таким образом,
подвод сжатого газа к устройству предварительного смешения также интегрирован в центральную пластину.
Далее, предпочтительным является то, что на центральной пластине или одной из пластин, прилегающих к поверхности центральной пластины, то есть, например, на торцевой
пластине или на фронтальной пластине картера привода, выполнен вход для сжатого газа,
соединенный с переключающим клапаном, который открывает и закрывает вход для сжатого газа. При этом переключающий клапан 25 также может быть встроен в центральную
пластину или выполнен на одной из пластин, прилегающих к поверхности центральной
пластины. Вход для сжатого газа образует особенно предпочтительно центральный вход
для сжатого газа, так что переключающий клапан 25 может открывать или отключать всю
подачу сжатого газа для насосного дозировочного агрегата. В частности, с центральным
вводом для сжатого газа соединены как устройство предварительного смешения, так и
управляемый сжатым газом обратный клапан, так что срабатывание переключающего
клапана может обеспечивать подачу сжатого газа в устройство предварительного смешения, а также приводить в действие обратный клапан.
Нагнетательный канал соединен предпочтительно с расположенным в центральной
пластине датчиком давления. Датчик давления может работать от электрического, но также и от гидравлического, пневматического или механического привода и регистрировать
напор текучей среды в нагнетательном канале. Предпочтительно, в зависимости от выходного сигнала датчика давления, активируется переключающий клапан 25 для подачи
сжатого воздуха и/или обратный клапан в обратном контуре восстановителя, сообщающемся с емкостью для восстановителя. Так как регулировочная или управляющая электроника насосного дозировочного агрегата для ее защиты расположена предпочтительно
внутри картера привода, то датчик давления в центральной пластине установлен предпочтительно так, что соединительная электрическая проводка датчика давления на обращенной к картеру привода поверхности выходит из центральной пластины и таким образом
может проходить непосредственно внутрь картера привода. Предпочтительно во фронтальной пластине картера привода выполнено углубление, благодаря которому датчик
давления с обращенной внутрь картера привода стороны фронтальной пластины может
быть помещен в ней и в центральной пластине, примыкающей к фронтальной пластине.
Следовательно, датчик давления может монтироваться также один на фронтальной пластине картера, привода, так что не требуется привязки к другим картерным деталям.
Далее, в центральной пластине, предпочтительно на обращенной к картеру привода
поверхности, имеется углубление под нагревательный элемент. Так гидравлические компоненты внутри центральной пластины могут обогреваться, чтобы избежать при низких
температурах замерзания восстановителя в насосном дозировочном агрегате. Центральная
пластина выполнена предпочтительно из металла, так что хорошо передает генерируемое
нагревательным элементом тепло на все компоненты гидравлической системы насосного
дозировочного агрегата. Электрическая проводка нагревательного элемента также предпочтительно проходит из центральной пластины прямо через фронтальную пластину картера
привода внутрь него, так что она может соединяться там с электрическими присоединительными элементами или органом управления насосного дозировочного агрегата.
В описанной конструкции направления движения всех подвижных клапанных элементов, расположенных в центральной пластине, ориентированы предпочтительно параллельно одно другому и предпочтительно параллельно направлению движения насосной
мембраны. Эти клапанные элементы представляют собой, например, обратные клапаны
перед дозировочным насосом и после него, обратные клапаны в нагнетательной линии перед устройством предварительного смешения, в подаче сжатого газа к устройству предварительного смешения и/или возвратный клапан. Направление движения проходит
предпочтительно поперек к первой и второй поверхности центральной пластины, так что
7
BY 13880 C1 2010.12.30
клапанные элементы могут быть установлены по направлению их движения в углублениях центральной пластины. Это обеспечивает простой монтаж и компактную конструкцию
центральной пластины с расположенными в ней клапанными элементами.
Устройство предварительного смешения предпочтительно включает ограничивающую
смесительную камеру часть картера, расположенную в углублении, предпочтительно на
обращенной от привода дозировочного насоса поверхности центральной пластины. Эта
сторона обращена предпочтительно к торцевой пластине, в которой выполнены присоединительные элементы для подключения насосного, дозировочного агрегата. Следовательно,
ведущая к системе отработавшего газа линия, через которую из насосного дозировочного
агрегата смесь восстановителя и сжатого газа удаляется из насосного дозировочного агрегата, может быть обращена непосредственно к устройству предварительного смешения.
Если выше в описании сказано, что каналы для текучих сред, в частности для восстановителя и сжатого газа, выполнены в поверхностях центральной пластины, то это следует понимать так, что каналы выполнены, в частности, между поверхностями центральной
пластины и примыкающими пластинчатыми элементами. Это означает, что определяющие
каналы пазы могут быть выполнены, полностью или частично, также в прилегающих к
центральной пластине пластинчатых элементах.
Ниже изобретение описывается в качестве примера на основе прилагаемого чертежа,
на котором показаны:
фиг. 1 - схема подключения гидравлических компонентов насосного дозировочного
агрегата согласно изобретению,
фиг. 2 - в разрезе с вырезом устройство предварительного смешения насосного дозировочного агрегата согласно фиг. 1,
фиг. 3 - в отдельном виде в разрезе устройство предварительного смешения согласно
фиг. 2 с закрытыми обратными клапанами,
фиг. 4 - устройство предварительного смешения согласно фиг. 3 с открытым обратным
клапаном для подачи сжатого газа,
фиг. 5 - устройство предварительного смешения согласно фиг. 3 и 4 с открытым обратным клапаном для подачи восстановителя и открытым обратным клапаном для подачи
сжатого газа,
фиг. 6 - вид в разрезе запорного клапана в обратной линии в закрытом положении,
фиг. 7 - вид в разрезе запорного клапана согласно фиг. 6 в открытом положении,
фиг. 8 - покомпонентное изображение головки насоса, описанного на основе фиг. 1-6
насосного агрегата,
фиг. 9 - вид сверху на обращенную к картеру привода поверхность центральной пластины,
фиг. 10 - вид в разрезе центральной пластины вдоль линии X-X на фиг. 9,
фиг. 11 - вид сверху обращенной от картера привода поверхности центральной пластины и
фиг. 12 - вид в разрезе центральной пластины вдоль линии XII- XII на фиг. 11.
Вначале описывается основополагающая функция примера выполнения насосного дозировочного агрегата, согласно изобретению, на основании схемы соединений по фиг. 1.
Центральным элементом насосного дозировочного агрегата является дозировочный
насос 2, выполненный как диафрагменный насос, с соответствующим приводом. Настройкой привода и, в частности, настройкой числа ходов поршня насоса могут устанавливать
расход подаваемого дозировочным насосом 2 восстановителя с тем, чтобы расход восстановителя точно привести в соответствие с потребностью, исходя из протекающего в данный момент процесса сгорания в двигателе. В качестве восстановителя предпочтительно
используется водный раствор мочевины. Восстановитель хранится в соответствующей
емкости 4, из которой он через всасывающую линию 5 всасывается дозировочным насосом 2. В показанном примере известным образом перед дозировочным насосом 2 и после
8
BY 13880 C1 2010.12.30
него установлен соответственно обратный клапан 6 как существенная составная часть
диафрагменного насоса. Следовательно, расположенный по направлению потока перед
насосом обратный клапан 6 обеспечивает то, что при ходе поршня насоса восстановитель
не подается назад в емкость 4 для восстановителя. Находящийся по направлению потока
после дозировочного насоса 2 обратный клапан 6 наоборот обеспечивает то, что при всасывании всасывается лишь восстановитель из соответствующей емкости 4 и не всасывается назад из нагнетательной линии.
После дозировочного насоса 2 и второго обратного клапана 6 в точке 8 разветвления
ответвляется обратная линия 10, которая проходит назад в емкость 4 для восстановителя и
служит для удаления воздуха из системы во время запуска дозировочного насоса 2.
В обратной линии 10 установлен отключающий или обратный клапан 12, при помощи
которого обратная линия 10 может перекрываться, так что по обратной линии 10 восстановитель не может перетекать назад в соответствующую емкость 4. В показанном нерабочем
положении обратный клапан 12 находится в открытой позиции, в которой обратная линия 10
открыта. В обратной линии 10 по направлению потока перед обратным клапаном 12 и
после точки 8 разветвления установлен датчик 14 давления, при помощи которого регистрируется напор текучей среды перед обратным клапаном 12 и, следовательно, в нагнетательном канале 16 после дозировочного насоса 2.
Нагнетательный канал 16 ведет от дозировочного насоса 2 через точку 8 разветвления
в зону смешения или смесительную камеру 18 подготовительного устройства, в котором
восстановитель нагружают или смешивают со сжатым газом, в данном случае сжатым
воздухом. Непосредственно перед зоной смешения 18 в нагнетательном канале 16, то есть
на конце нагнетательного канала 16, установлен обратный клапан 20, который за счет
предварительного натяжения, например с помощью пружины, в показанном нерабочем
положении удерживается в закрытой позиции и препятствует перетеканию восстановителя, и в частности сжатого газа, назад из зоны смешения 18 в нагнетательный канал 16. По
направлению потока после зоны смешения 18 подключена линия 22, ведущая к форсунке
в системе отработавшего газа автомобиля.
Используемый в этом представленном примере в качестве сжатого газа сжатый воздух
подается соответствующим устройством 24 подачи сжатого воздуха автомобиля. Такие
системы подачи сжатого воздуха имеются обычно в грузовых автомашинах, в частности,
для активации тормозов. Показанный насосный дозировочный агрегат связан с этим центральным устройством 24 подачи сжатого воздуха, причем насосный дозировочный агрегат
имеет с одной стороны соленоид или магнитный клапан 26, посредством которого линия 28
сжатого воздуха, ведущая к зоне 18 смешения, попеременно соединяется с устройством 24
подачи сжатого воздуха или открывается в атмосферу 30. Клапан 26 с электромагнитным
управлением выполнен с предварительным напряжением, так что в нерабочем положении
находится в показанной позиции, в которой линия 28 сжатого воздуха открыта в атмосферу 30.
В линии 28 сжатого воздуха по направлению потока после магнитного клапана 26
установлен регулятор 32 давления, а после него - дроссель 34.
Линия сжатого воздуха заканчивается в смесительной камере или зоне смешения 18
обратным клапаном 36, который предварительно напряжен, так что в показанном нерабочем положении он закрыт и может открываться, преодолевая сопротивление предварительного напряжения, за счет действующего в линии 28 сжатого воздуха давления. Таким
образом гарантируется, что всегда, когда сжатый воздух не течет из соответствующей линии 28 в смесительную камеру 18, обратный клапан 36 закрыт, так что восстановитель из
зоны 18 смешения не может проникать в линию 28 сжатого воздуха.
Обратный клапан 12 в обратной линии 10 приводится в действие сжатым воздухом и
через 38 линию управления соединен с линией 28 сжатого воздуха, при этом линия 38
управления между регулятором 32 давления и дросселем 34 связана с линией 28 сжатого
9
BY 13880 C1 2010.12.30
воздуха. Линия 38 управления служит для того, чтобы в случае, когда магнитный клапан 26
переключен, так что линия 28 сжатого воздуха сообщается с устройством 24 подачи сжатого
воздуха, линия 38 управления также находилась бы под давлением. Тогда присутствующий в
линии 38 управления сжатый воздух активирует переключение обратного клапана 12 вопреки его предварительному напряжению, так что обратная линия 10 перекрывается.
Описанные выше элементы, находящиеся в пределах обозначенной на фиг. 1 штриховыми линиями D границы, то есть, в частности дозировочный насос 2, обратный клапан 12,
магнитный клапан 26, зона 18 смешения, обратные клапаны и связывающие эти конструктивные элементы линии, все они интегрированы в насосный дозировочный агрегат, так что на
ряду с внешними электрическими присоединительными элементами насосный дозировочный агрегат включает лишь четыре присоединительных элемента для текучих сред, а
именно для соединения с устройством подачи сжатого воздуха 24, соединения с линией 22,
ведущей к форсунке, соединения с всасывающей линией 5 в направлении к емкости 4 для
восстановителя и соединения обратной линии 10 с емкостью 4 для восстановителя.
При пуске системы магнитный клапан 26 остается в закрытом нерабочем положении
(показанная позиция), в котором линия 28 сжатого воздуха отделена от устройства 24 подачи сжатого воздуха. Первым в работу включается дозировочный насос 2, который через
всасывающую линию 5 засасывает восстановитель из соответствующей емкости 4. Предварительное напряжение обратного клапана 20 в показанной закрытой позиции выбрано
таким образом, что при открытой обратной линии 10 давления в нагнетательном канале 16
недостаточно для того, чтобы открыть обратный клапан вопреки предварительному
напряжению.
Так как вначале в линии 28 сжатого воздуха отсутствует давление, то и линия управления вначале не имеет напора, так что обратный клапан 12 остается в своей открытой нерабочей позиции и открыта обратная линия 10. Таким образом, дозировочный насос 10
подает вначале восстановитель из емкости 4 и через точку 8 разветвления по обратной линии 10 назад в емкость 4 для восстановителя. Это необходимо для того, чтобы при пуске
удалить из системы воздух, то есть вначале гарантировать полное заполнение нагнетательного канала 16 восстановителем.
Когда нагнетательный канал 16 и обратная линия 10 полностью заполнены восстановителем, давление текучей среды в нагнетательном канале 16 и в обратной линии 10 достигает перед обратным клапаном 12 определенного предельного значения, которое
регистрирует датчик 14 давления. После того, как датчик 14 давления зарегистрировал это
предельное значение, орган управления переключает магнитный клапан 26 в положение,
когда из устройства 24 подачи сжатого воздуха грузовой автомашины сжатый воздух поступает в линию 28 сжатого воздуха. В результате линия 38 управления также нагружается
давлением, вследствие чего, преодолевая сопротивление предварительного напряжения,
обратный клапан 12 переключается и таким образом перекрывает обратную линию 10. Так
как теперь нагнетательный канал 16 уже не открыт через обратную линию 10 к емкости 4
для восстановителя, то напор текучей среды по мере работы дозировочного насоса 2 в
нагнетательной линии повышается настолько, что давления достаточно для того, чтобы вопреки сопротивлению предварительного напряжения пружины открыть обратный клапан
20, так что восстановитель может перетекать в зону 18 смешения и там нагружаться сжатым
воздухом из соответствующей линии 28. Затем сжатый воздух и восстановитель вместе
текут по линии 22 к форсунке в линии отработавшего газа грузовой автомашины.
В зависимости от числа ходов поршня дозировочного насоса в процессе работы можно регулировать расход подаваемого восстановителя. При этом остается неизменным поток сжатого воздуха через соответствующую линию 28 в зону 18 смешения.
Когда система отключается, в частности при установке автомобиля на стоянке, вначале отключают дозировочный насос 2, так что из емкости 4 больше не подается восстановитель. В результате давление в нагнетательном канале 16 падает настолько, что обратный
10
BY 13880 C1 2010.12.30
клапан 20 по причине предварительного напряжения закрывается и препятствует дальнейшему поступлению восстановителя в зону 18 смешения. Так как магнитный клапан 26
вначале по-прежнему остается открытым, то сжатый воздух продолжает протекать через
обратный клапан 36 в зону 18 смешения и через линию 22 удаляет все еще имеющиеся
там остатки восстановителя.
Затем с отключением устройства подачи сжатого воздуха закрывается магнитный клапан 26, отключается также протекание потока сжатого воздуха по линии 28 и через обратный клапан 36, так что прекращает функционировать вся система. В этом положении
обратный клапан 12 также вновь переключается в нерабочую позицию, то есть обратная
линия 10 открыта.
За счет установки обратного клапана 20 гарантируется то, что воздух из смесительной
камеры или зоны 18 смешения не может проникать в нагнетательный канал 16. Таким образом, предотвращается кристаллизация восстановителя в нагнетательном канале 16. Так
как далее после отключения дозировочного насоса 2 постоянный поток сжатого воздуха в
зоне 18 смешения автоматически удаляет восстановитель, то предотвращается также кристаллизация восстановителя в зоне 18 смешения и в примыкающей линии 22.
Датчик 14 давления, который подает предпочтительно электрический сигнал, вместе с
регистрацией полного удаления воздуха из нагнетательного канала 16 служит также для
выявления других нежелательных состояний в рабочем процессе. Так, посредством датчика 14 давления можно обнаружить закупорку обратной линии 10, в частности, когда давление при открытом обратном клапане 12 превышает заданное предельное значение, что
обычно не может происходить при открытой обратной линии 10. Далее, датчик 14 давления
может также зарегистрировать, что закупорилась также форсунка в линии отработавшего
газа автомобиля. Тогда, в частности, давление в нагнетательном канале 16 при открытом
магнитном клапане 26 также превышает заданное предельное значение, что обычно не
может произойти при правильной работе форсунки. Кроме того, посредством датчика 14
давления можно также зарегистрировать, что емкость 4 для восстановителя пуста. Тогда, в
частности, во время работы давление в нагнетательном канале 16 падает ниже заданного
предельного значения, что обычно не может происходить при нормальной работе и закрытой обратной линии 10.
Ниже на основании фиг. 2-5 описывается в качестве примера конструкция устройства
предварительного смешения, состоящего по существу из зоны 18 смешения и обратных
клапанов 20 и 36.
На фиг. 2 изображен вид в разрезе устройства 39 предварительного смешения, встроенного в насосную головку. Насосная головка по существу образована из центральной
пластины 40 и прилегающей к ней торцевой пластины 42, при этом между пластинами 40
и 42 выполнены проточные каналы и установлено устройство 39 предварительного смешения.
В торцевой пластине 42 линия 22 выполнена в виде присоединительного элемента, на
котором может крепиться линия для текучей среды, ведущая к форсунке в системе отработавшего газа автомобиля. В центральной пластине 40 нагнетательный канал 16 и линия 28
сжатого воздуха выполнены в виде каналов в поверхности и примыкающих к ним сквозных отверстий.
Устройство предварительного смешения включает в качестве центрального конструктивного элемента цилиндрический стакан 44 с цилиндрической наружной стенкой 46.
Внутри стакана 44 выполнена шейка 48, которая делит внутреннюю полость стакана 44 на
две части. Первая часть внутренней полости расширяется в виде воронки от шейки 48 к
первой торцевой стороне 50 стакана 44. Эта зона представляет собой собственно зону 18
смешения или смесительную камеру 18 устройства 39 предварительного смешения. В периферийной стенке зоны 18 смешения выполнены равномерно распределенные по периметру углубления или прорези 52, служащие входными отверстиями для сжатого воздуха.
11
BY 13880 C1 2010.12.30
Охватываемое шейкой 48 отверстие внутри стакана 44 служит входным отверстием для
восстановителя в зону 18 смешения. Эта зона перекрыта поршнем 54 с вставленным в
круглую канавку уплотнительным кольцом 56. При этом уплотнительное кольцо 56, как
показано на фиг. 3 и 4, может герметично прилегать к воронкообразной внутренней стенке зоны 18 смешения внутри стакана 44.
Поршень 54 своим штоком 55 проходит через шейку 48 во вторую часть внутри стакана 44 к второй торцевой стороне 58, обращенной от первой торцевой стороны 50. Во второй части внутренней полости стакана 44 установлена пружина сжатия, которая своим
первым концом упирается в шейку 48. Противоположный конец пружины сжатия 60, выполненной в виде винтовой пружины, опирается на окружающую поршневой шток 55
направляющую втулку 62 на обращенном к шейке 48 выступе. Направляющая втулка 62
направляет поршневой шток и вместе с ним поршень 54 внутри стакана 44, причем она
прилегает к внутренней стенке стакана 44. Направляющая втулка 62 опирается через пружинную шайбу 64 на обращенный от поршня конец поршневого штока 55. То есть пружина сжатия 60 поджимает поршневой шток 55 в направлении второй торцевой стороны 58
стакана 44, так что поршень 54 с уплотнительным кольцом 56 прижимается к воронкообразной или конической внутренней стенке зоны 18 смешения. Таким образом, поршень 54,
образующий обратный клапан 20 на фиг. 1, в нерабочем положении остается закрытым,
как показано на фиг. 3 и 4.
На своей наружной периферии направляющая втулка имеет продольные пазы 66 (на
фиг. 3-5 не показаны), по которым восстановитель по нагнетательному каналу 16 может
направляться внутрь стакана 44 к шейке 48. При этом охватывающее снаружи стакан 44
уплотнительное кольцо 56 не позволяет восстановителю протекать снаружи мимо стакана 44.
В рабочем положении уплотнительное кольцо 68 уплотняет наружную стенку стакана 44
относительно внутренней стенки углубления, в котором стакан 44 помещен в центральной
пластине 40.
Напор текучей среды в нагнетательном канале 16 действует внутри стакана 44 на
поршень 54 в направлении продольной оси поршневого штока 55. При достаточно высоком напоре текучей среды в нагнетательном канале 16 действующее на поршень 54 усилие со стороны давления превышает усилие пружины сжатия 60, так что поршень 54
вместе с поршневым штоком 55 смещается в направлении первой торцевой стороны 50
стакана 44 и отрывает поршень 54 вместе с уплотнительным кольцом 56 от конической
внутренней стенки зоны 18 смешения, как показано на фиг. 2 и 5. Так создается кольцевой
зазор между поршнем 54 или уплотнительным кольцом 56 и окружающей внутренней
стенкой стакана 44 или зоны 18 смешения, через который восстановитель может протекать в зону 18 смешения.
Второй обратный клапан 36 устройства 39 предварительного смешения образован эластичной кольцевой манжетой 70, зажатой между центральной пластиной 40 и торцевой
пластиной 42. При этом, в частности, утолщенная зона на наружной периферии манжеты 70
прилегает как к центральной пластине 40, так и к торцевой пластине 42, так что сжатый
воздух из соответствующей линии 28 не может протекать мимо наружной периферии
манжеты 70.
На своей наружной периферии манжета 70 имеет в осевом направлении гильзообразное
удлинение к торцевой стороне 50 стакана 44, так что образует буртик 72. Этот буртик 72 с
небольшим коническим наклоном проходит к наружной стенке 46 стакана 44 и прилегает
к нему своим свободным торцевым концом. При этом манжета 70 или буртик 72 выполнены настолько эластичными, что в своем нерабочем положении манжета 70 герметично
прилегает к наружной стенке 46 стакана 44, как это показано на фиг. 2 и 3.
Когда сжатый воздух подается в линию 28, в центральной пластине 40 он сначала
полностью обтекает по наружной периферии стакан 44, так как углубление в центральной
пластине 40, в котором находится стакан 44, выполнено в обращенной от канала 16 сжато12
BY 13880 C1 2010.12.30
го воздуха зоне большим, чем наружный диаметр стакана 44. Затем сжатый воздух протекает в зону между буртиком 72 манжеты 70 и наружной стенкой 46 стакана 44, при этом
напор воздуха отжимает буртик 72 от наружной стенки стакана 44, так что между наружной стенкой 46 и внутренним периметром манжеты 70 или буртика 72 образуется кольцевой зазор 74, через который сжатый воздух может протекать в углубление 76, в котором
установлен стакан 44 в торцевой пластине 42. Затем из углубления 76 сжатый воздух течет через углубления или прорези 52 в зону 18 смешения и оттуда вместе с поданным восстановителем по линии или присоединительному элементу 22 дальше к форсунке в
системе отработавшего газа автомобиля.
Когда отключают подачу сжатого воздуха в линии 28, манжета 70 вместе со своим
буртиком 72 ввиду ее эластичности вновь герметично прилегает к наружной стенке 46
стакана 44. Далее, за счет выступающего в углубление 76 буртика 72 манжеты 70 повысившееся давление в углублении 76 еще сильнее прижимает к наружной стенке 46 гильзообразное удлинение или буртик 72 манжеты 70 и тем самым надежно запирает обратный
клапан 36.
Углубления или прорези 52 выполнены таким образом, что в продольном направлении
стакана 44 они проходят вплоть до наружной стороны поршня 54. Далее, углубления 52
оформлены таким образом, что внутрь стакана 44, то есть к зоне 18 смешения, они расширяются. В результате происходит то, что сжатый воздух, протекающий через углубления 52
в зону 18 смешения, полностью заполняет всю зону 18 смешения на ее внутренней стенке
и, в частности, также наружную сторону поршня 54, так что остатки восстановителя могут
быть полностью удалены из зоны 18 смешения.
Ниже на основании фиг. 4 и 7 более подробно описывается конструкция обратного
клапана 12. Обратный клапан 12 установлен в центральной пластине 40 в углублении 78.
Углубление 78 выполнено в обращенной от торцевой пластины 42 поверхности центральной пластины 40 и закрыто фронтальной пластиной 80 картера привода насосного дозировочного агрегата, к которой плоско прилегает центральная пластина 40.
Углубление 78 в своей донной части выполнено цилиндрическим и открывается к
фронтальной пластине 80 в виде воронки. По центру на цилиндрическом участке от дна
углубления 78 внутрь него проходит впускной патрубок 82. Внутри впускного патрубка 82,
то есть концентрично к нему, проходит ответвляющаяся от нагнетательного канала 16 обратная линия 10, так что она открыта к торцевой стороне впускного патрубка 82. Обращенная от дна углубления 78 торцевая сторона впускного патрубка 82 образует таким
образом седло 84 клапана, на которое в закрытом положении, показанном на фиг. 6, герметично опирается выполненный в виде мембраны клапанный элемент 86. Клапанный
элемент 86 выполнен в виде круглой мембраны, которая по своей наружной периферии 88
удерживается между примыкающими друг к другу поверхностями центральной пластины 40
и фронтальной пластины 80. Центральная зона клапанной мембраны 86 может смещаться
относительно периферии 88 в продольном направлении впускного патрубка 82, что обеспечивается эластичностью мембраны.
Клапанная мембрана или клапанный элемент 86 включают основание 90, покрытое
окружающим его или нанесенным экструзией эластичным материалом 92, который определяет также прилегающую к седлу 84 клапана уплотнительную поверхность.
От клапанного элемента 86 отходит охватывающая уплотнительную поверхность концентричная с впускным патрубком 82 направляющая втулка 96, которая в своей периферийной стенке имеет прорези 98. Направляющая втулка 96 выполнена заодно с эластичным
материалом 92 и через него соединена с основанием 90 клапанного элемента 86. Основание 90 и направляющая втулка 96 предпочтительно покрыты нанесенным экструзией
эластичным материалом 92 и таким образом соединены между собой с геометрическим
замыканием.
13
BY 13880 C1 2010.12.30
Внутри направляющей втулки 96 установлена или заведена в нее пружина сжатия 100
в виде винтовой пружины, так что пружина сжатия 100 проходит параллельно продольной
оси впускного патрубка 82 между его наружной периферией и внутренней периферией
направляющей втулки 96. Пружина сжатия 100 одним продольным концом упирается в
дно углубления 78, а противоположным концом - в клапанный элемент 86 на периферии
уплотнительной поверхности 94. Пружина сжатия 100 рассчитана таким образом, что она
поджимает клапанный элемент 86 в его открытом положении, то есть в отстоящем от
седла 84 клапана положении, как показано на фиг. 7. В этом обозначенном на фиг. 7
положении обратного клапана 12 восстановитель, подаваемый дозировочным насосом в
обратную линию 10, через впускной патрубок 82 и кольцевую щель между уплотнительной
поверхностью 94 и седлом 84 клапана может протекать внутрь направляющей втулки 96.
Через открытую, обращенную от клапанного элемента 86 торцевую сторону, а также через
прорези 98 в направляющей втулке 96 восстановитель может протекать в углубление 78.
Из углубления 78 восстановитель через подходящий к периферии углубления 78 канал
102 течет в соединительный патрубок насосного дозировочного агрегата и оттуда дальше
через обратную линию в емкость 4 для восстановителя.
Чтобы закрыть обратный клапан 12, мембранный клапанный элемент 86 со своей обращенной от впускного патрубка 82 стороны через линию управления 38 нагружается
сжатым воздухом из линии 28 сжатого воздуха. Действующий на поверхность 104 клапанного элемента 86 напор воздуха перемещает клапанный элемент 86, преодолевая усилие пружины сжатия 100, в направлении продольной оси впускного патрубка 82,
приближаясь к последнему, так что клапанный элемент 86 своей уплотнительной поверхностью 94 герметично прилегает к седлу 84 клапана. В этом показанном на фиг. 6 положении восстановитель из впускного патрубка 82 не может больше протекать внутрь
углубления 78, так как обратная линия 10 закрыта или перекрыта обратным клапаном 12.
Линия 38 управления, по которой сжатый воздух течет, нагружая поверхность 104,
выполнена как канал внутри центральной пластины 40, который заканчивается между
центральной пластиной 40 и фронтальной пластиной 80 в зоне поверхности 104 клапанного элемента 86. Для этого в показанном примере во фронтальной пластине 80 выполнен
обращенный к клапанному элементу 86 открытый кольцевой канал 106, в котором сжатый
воздух может распределяться, так что сжатый воздух равномерно действует на всю поверхность 104. Далее, поверхность 104 выполнена изогнутой таким образом, что в кольцевой зоне, радиально изнутри примыкающей к периферийной зоне 88, она удаляется от
плоскости поверхности центральной пластины 40.
Противоположная наружной поверхности 104 уплотнительной поверхности 94 зона 108
выполнена как упорная поверхность, которая в открытом положении (фиг. 7) обратного
клапана 12 прилегает к поверхности фронтальной пластины 80 и таким образом ограничивает путь клапанного элемента 86 в открытой позиции. Центральная зона 108 имеет в центре выступ, который для направления клапанного элемента входит с зацеплением в
отверстие в поверхности фронтальной пластины 80.
Как показано в подетальном изображении на фиг. 8, головка поршня описанного
насосного дозировочного агрегата по существу состоит из трех пластинчатых конструктивных элементов, а именно центральной пластины 40, к первой поверхности которой
прилегает фронтальная пластина 80, а ко второй противоположной поверхности - торцевая пластина 42.
Фронтальная пластина 80 картера привода представляет собой несущий элемент всего
картера привода. На своей передней стороне, то есть на стороне, обращенной к центральной
пластине 40, картер привода имеет углубление 110 по форме наружного контура центральной пластины 40, в котором помещена центральная пластина 40. На своей обращенной
от центральной пластины 40 внутренней стороне фронтальная пластина 80 имеет крепежные устройства 112 для крепления приводных элементов для диафрагменного насоса, то
14
BY 13880 C1 2010.12.30
есть для крепления двигателя, а также редуктора и, в частности, эксцентрикового и кривошипно-шатунного механизма. Далее, все другие установленные в картере привода конструктивные элементы насосного дозировочного агрегата закреплены на внутренней
стороне фронтальной пластины 80. Это, в частности, также электрические печатные платы, на которых расположены электрические конструктивные элементы для подключения
приводного устройства, а также управления насосного дозировочного агрегата. Фронтальная пластина имеет отверстие 114, в которое вставлен центральный штекер, который
соединяет расположенные внутри картера привода электрические компоненты и соответственно электрическое управление насосным дозировочным агрегатом с системой электропитания, а также с внешними органами управления, например, двигателя автомобиля.
Через отверстия в углах фронтальная пластина 80 соединена со стаканообразным картером привода, который закрывает расположенные на внутренней стороне фронтальной
пластины 80 элементы.
Центральная пластина 40 через торцевую пластину 42 посредством крепежных
болтов 116 зафиксирована на фронтальной пластине 80 в углублении 110. Таким образом,
центральная пластина 40 зажата между фронтальной пластиной 80 и торцевой пластиной 42.
Между фронтальной пластиной 80 и центральной пластиной 40 помещен уплотнительный элемент 118, а между центральной пластиной 40 и торцевой пластиной 42 - уплотнительный элемент 120. Уплотнительные элементы 118 и 120 герметизируют выполненные
между центральной пластиной 40 и фронтальной пластиной 80, и соответственно торцевой пластиной 42 каналы и отверстия в зазор между примыкающими друг к другу пластинами. При этом уплотнительные элементы 118 и 120 выполнены таким образом, что они
изолируют или герметизируют относительно друг друга различные каналы и соответственно отверстия, и зоны в поверхностях центральной пластины 40.
В торцевой пластине выполнены три соединительных отверстия 122, 124 и 126, через
которые дозировочный насос соединен с внешними подводящими линиями. К соединительному отверстию 122 подключена всасывающая линия к емкости 4 для восстановителя,
через который дозировочный насос 2 всасывает восстановитель. К соединительному отверстию 124 подключена обратная линия 10, ведущая назад к емкости 4 для восстановителя, через которую восстановитель при удалении воздуха или заполнении гидросистемы
насосного дозировочного агрегата откачивается назад в емкость 4 для восстановителя. К
соединительному отверстию 126 подключена линия 22 к системе отработавшего газа или
к форсунке в потоке отработавшего газа, через которую восстановитель/смесь сжатого газа насосным дозировочным агрегатом подается к форсунке.
Далее, в торцевой пластине выполнено расположенное в углублении соединительное
отверстие 128, с которым с передней стороны, то есть с обращенной от центральной пластины 40 стороны, стыкуется торцевая сторона 42 магнитного клапана 26, образующего
вход сжатого воздуха. Магнитный клапан 26 имеет вход 130 сжатого воздуха для соединения с линией 24 подвода сжатого воздуха. Далее, показанный магнитный клапан 26
имеет электрический штекер 132. Соединяемая со штекером 132 подводящая линия представляет собой предпочтительно часть кабельного ствола, который соединен с вставляемым в отверстие 114 штекером.
Соединительные отверстия 122, 124, 126 и 128, как сквозные отверстия, проходят
через торцевую пластину 42, так что они открыты к центральной пластине 40.
Центральная пластина 40 имеет два сквозных отверстия 134 и 136, из которых сквозное отверстие 136 образует сторону всасывания, а сквозное отверстие 134 - начало нагнетательной линии или нагнетательного канала 16 со стороны выхода дозировочного насоса
2. С обращенной к торцевой пластине 42 стороны в сквозные отверстия 134 и 136 вставлены обратные клапаны 6. Сквозное отверстие 136 через обратный клапан 6 связанно с
соединительным отверстием 122 в торцевой пластине 42.
15
BY 13880 C1 2010.12.30
Далее, в обращенной к торцевой пластине 42 поверхности центральной пластины 40
выполнено углубление 138, в которое вставлено устройство 39 предварительного смешения со стаканом 44 и обнимающей манжетой 70. Напротив углубления 136 в торцевой
пластине выполнено соединительное отверстие 126, образующее линию 22 или присоединительный элемент для линии 22, ведущей к форсунке в потоке отработавшего газа.
На обращенной к фронтальной пластине 80 стороне центральной пластины 40 выполнено углубление 78, в которое вставлен клапанный элемент 86 обратного или запорного
клапана 12.
Ниже более подробно описывается точное расположение каналов текучих сред внутри
центральной пластины на основании изображений на фиг. 9-12 центральной пластины 40.
На фиг. 9 показан вид сверху обращенной к фронтальной пластине 80 поверхности
центральной пластины 40, в которой выполнено углубление 140, определяющее объем
диафрагменного насоса. Углубление 140 закрыто диафрагмой насоса, которая наружной
периферией уложена на углубление 140 по его краю. В дно углубления 140 выходят
сквозные отверстия 134 и 136, проходящие в поперечном направлении сквозь центральную пластину 40 к ее обращенной к торцевой пластине 42 поверхности. На обращенной к
торцевой пластине 42 стороне сквозные отверстия 134 и 136 выполнены расширяющимися, так что образуют приемные гнезда под обратные клапаны 6, которые вставляют в
сквозные отверстия 134 и 136. Как описано, сквозное отверстие 136 образует всасывающую линию дозировочного насоса 2, по которой в процессе работы насоса всасывается
восстановитель. Сквозное отверстие 136 образует начало нагнетательной линии или
нагнетательного канала 16, через который закачиваемый дозировочным насосом восстановитель течет к устройству 39 предварительного смешения.
Сквозное отверстие 134 заканчивается на обращенной от картера привода, то есть на
обращенной к торцевой пластине 42, поверхности центральной пластины 40, вид сверху
которой показан на фиг. 11, в канале 142, выполненном в виде паза в поверхности торцевой пластины 42. В свою очередь, от этого канала 142 наклонно к поверхности проходит
сквозное отверстие 144 к обращенной к фронтальной пластине 80 поверхности центральной пластины 40, как показано на фиг. 9. Там сквозное отверстие 144 заканчивается в канале 146, выполненном в виде паза или углубления в поверхности центральной пластины 40.
От канала 146, в свою очередь, проходят два сквозных отверстия 148 и 150 к противоположной поверхности центральной пластины 40. При этом сквозное отверстие 150 проходит
к углублению 138, в котором установлено устройство предварительного смешения, как
описано в связи с фиг. 2-5. Вместе с тем сквозное отверстие 134, канал 142, сквозное отверстие 144, канал 146, а также сквозное отверстие 150 образуют нагнетательный канал 16,
ведущий от дозировочного насоса 2 к устройству предварительного смешения 39.
Сквозное отверстие 148 проходит от канала 146 к выполненному на противоположной
поверхности центральной пластины 40 (см. фиг. 11) каналу 152, который также выполнен
в виде паза в поверхности центральной пластины 40.
От канала 152 два расположенных на противоположных концах канала 152 сквозных
отверстия 154 и 156 проходят к противоположной поверхности центральной пластины 40,
то есть к поверхности, обращенной к картеру привода или фронтальной пластине 80. Там
сквозное отверстие 156 выходит в углубление 158, образующее приемное гнездо под датчик давления 14. Датчик давления 14 помещают через фронтальную плиту 80 с внутренней стороны картера привода в центральную пластину 40.
Сквозное отверстие 154 проходит со сдвигом к углублению 78 в обращенной к фронтальной пластине 80 поверхности центральной пластины 40. В углублении 78, как описано
на основании фиг. 6 и 7, помещают обратный клапан 12. При этом сквозное отверстие 154
заканчивается в определяющем седло 84 клапана впускном патрубке 82. Таким образом,
начало сквозного отверстия 148 в канале 146 образует точку 8 разветвления, от которой
проходит обратная линия 10. При этом обратная линия 10 образована сквозным отверсти16
BY 13880 C1 2010.12.30
ем 148, каналом 152, а также сквозным отверстием 154, к которому в виде клапанного
элемента 86 примыкает обратный клапан 12.
В углублении 78 выполнен проходящий по периферии канал 102, образующий продолжение обратной линии 10 ниже по потоку после обратного клапана 12. Канал 102 выходит в другое сквозное отверстие 160, проходящее, в свою очередь, через центральную
пластину 40 к противоположной поверхности, обращенной к торцевой пластине 42.
Сквозное отверстие 160 лежит напротив соединительного отверстия 124 в торцевой пластине 42, к которому обратная линия 10 подключена к емкости 4 для восстановителя.
Соединительное отверстие 128 в торцевой пластине 42 находится напротив выполненного в центральной пластине 40 сквозного отверстия 162. Сквозное отверстие 162 проходит
сквозь центральную пластину 40 к углублению 164, которое охватывает углубление 78 с
помещенным в нем обратным клапаном 12 на обращенной к фронтальной пластине 80 поверхности центральной пластины 40. Углубление 164 охватывает по наружному периметру 88 клапанный элемент 86 (см. фиг. 7), так что вставленный клапанный элемент 86
отделяет углубление 78 от углубления 164. Через углубление 164 и кольцевой канал 106 в
фронтальной пластине 80 клапанный элемент 86 обратного клапана 12 нагружается сжатым воздухом. Таким образом, когда сжатый воздух течет в сквозное отверстие 162 и магнитный клапан 26 открыт, обратный клапан 12 закрыт.
От углубления 164 к противоположной поверхности центральной пластины 40 отходит сквозное отверстие 166. Сквозное отверстие 166 выполнено таким узким, что образует
дроссель 34 в линии 28 сжатого воздуха. Через сквозное отверстие 166 сжатый воздух течет к устройству 39 предварительного смешения, как описано на основании фиг. 2-5. Таким образом, линия 28 сжатого воздуха образована в центральной пластине 40 сквозным
отверстием 162, углублением 164 и сквозным отверстием 166. Линия 28 управления определяется углублением 164.
Далее, в обращенной к фронтальной пластине 80 поверхности центральной пластины
40 выполнено углубление 168, в котором расположен нагревательный элемент, при помощи которого может обогреваться центральная пластина 40, чтобы избежать замерзания
восстановителя в каналах.
Уплотнительный элемент 118, помещенный на обращенной к фронтальной пластине 80
поверхности центральной пластины 40, выполнен как цельный уплотнительный элемент,
ограничивающий по периметру соответственно углубление 164 и углубление 168 с тем,
чтобы герметизировать эти углубления как относительно других выполненных в поверхности каналов, так и с наружной стороны. Канал 146 также ограничен уплотнительным
элементом 118, но этот уплотнительный элемент является сплошным над каналом 146, так
что открытая наружу, обращенная к фронтальной пластине 80 поверхность канала 146 закрыта уплотнительным элементом 118. За счет этого восстановитель не контактирует с
фронтальной пластиной 80, так что фронтальную пластину 80 не требуется выполнять
стойкой по отношению к восстановителю.
Соответственно уплотнительный элемент 120, расположенный между центральной
пластиной 40 и торцевой пластиной 42, выполнен как цельный конструктивный элемент,
ограничивающий и герметизирующий с наружной стороны каналы 142 и 152, а также
ограничивающий одновременно по периферии сквозные отверстия 160, 162 и 136 с тем,
чтобы обеспечить их герметизацию снаружи относительно зазора между центральной
пластиной 40 и торцевой пластиной 42. Углубление 138 не снабжено отдельным уплотнительным элементом, так как оно герметизировано по периметру манжетой 70 устройства 39
предварительного смешения, как описано на основании фиг. 2.
Далее, в периферийной зоне торцевой пластины 42 выполнены шесть сквозных отверстий 170, проходящих между поверхностями торцевой пластины 42, в которых устанавливаются крепежные болты 116.
17
BY 13880 C1 2010.12.30
Источники информации:
1. EP 1 435 458 A1.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
18
BY 13880 C1 2010.12.30
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
19
BY 13880 C1 2010.12.30
Фиг. 9
Фиг. 10
Фиг. 11
Фиг. 12
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
20
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
363 Кб
Теги
13880, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа