CN101432161A - 用于车辆的液体容器 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的液体容器。该液体容器包括具有用于包含液体的空间的第一单元和接附到第一单元的第二单元。第二单元包括壳体，该壳体容纳了用于将液体从第一单元输送出的泵和用于过滤被输送的液体的过滤器。

Description

用于车辆的液体容器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于车辆的液体容器。
背景技术
为减少包含在内燃机的排气内的污染物，特别是氮氧化物，受调节或受控制的柴油机催化转化器(CDC)的原理已证明是有利的。此过程主要用在以过多空气运行的内燃机中，例如柴油机和稀运行(lean-running)发动机。基本上基于选择性催化还原(SCR)方法的过程是已知的。在SCR方法的情况中，使氮氧化物与氨一起被带入与选择性催化剂接触且催化地转化为对环境安全的氮和水。
由于与氨的使用相关的危险性，即毒性，且因为由氨导致的难闻的气味，所以在配备有CDC系统的内燃机的情况中，不在机动车辆内携带纯氨形式的氨。作为氨的替代，在机动车辆内携带了尿素水溶液作为还原剂以用于氮氧化物的催化转化。总是通过以转化氮氧化物所即时要求的精确量的水解从尿素水溶液产生氨。
用于此目的的通常的尿素溶液是
Figure A200780015113D0005105618QIETU
。在随后的文本中，术语“尿素”将用于任何合适的尿素水溶液。这些水溶液的严重缺点是在作为溶解物质的浓度的函数的特定温度下存在冻结的危险。
简单地添加防冻剂是不可能的，因为尚未已知有以经济的剂量引起冻结点明显降低的用于这种水溶液的防冻剂。此外，如果诸如防冻剂的所添加的物质与还原剂的使用一起用在排气净化系统内，则会产生不希望的副产品，该副产品与排气一起排出。为此原因，防冻剂不能用于排气净化过程中的此目的。
除冻结问题之外，通常在重型车辆上(例如在卡车和大客车上)，用于在车架上布置部件的可用空间是非常有限的。因此，难以引入例如尿素箱以及用于运输尿素的设备(例如泵、过滤器、管道、软管、阀等)的新部件。此外，必须保证另外的设备也不冻结。用于控制泵和阀的电气设备和用于加热泵的加热装置、过滤器和软管的使用将导致进一步的包装问题。
发明内容
本发明的目的是提供用于在引言部分参考的类型的车辆的液体容器，该液体容器能够减少与现有技术的液体容器相关的包装问题和与这种液体容器一起使用的必需的另外设备。
此目的通过根据权利要求1的液体容器来实现。
提供用于车辆的液体容器，所述液体容器包括具有用于含有液体的空间的第一单元和接附到第一单元的第二单元，其中第二单元包括壳体，该壳体容纳了用于将液体从第一单元中输送出的泵并优选地容纳了用于过滤被输送的液体的过滤器，因此液体空间和泵以及如果优选设置的过滤器能够相互仅靠地布置，且布置在这些部件之间的任何管道或软管的长度能够降低。由此，能够减少泄漏的风险。管道和软管的减少的长度也意味着降低的成本。此外，因为第一单元能用作用于泵和/或过滤器的支架，所以能够减少部件的个数和框架上的必需的包装空间(packaging space)。也能够减少框架上的接附点的个数，且能够便于将部件安装在车辆上。
如果容器内的液体和用于运输液体的部件必须被加热以避免其冻结，则根据本发明的液体容器具有很大的优点，即加热能够以有效的方式完成。紧凑的解决方案要求相对短的加热回路且同一个回路能够用于加热第一单元内以及泵和/或过滤器内的液体。此外，根据本发明的液体容器特别地适合于通过液体加热介质来加热，例如发动机冷却剂。与其中每个部件分开地布置在框架上且电加热的系统相比，这种解决方案将减少电力的消耗和成本。
本发明也涉及设置有根据本发明的液体容器的车辆，特别是卡车。
在以下的描述和从属权利要求中公开了本发明的进一步的优点和优选实施例。
附图说明
参考附图，下面是对作为例子引出的本发明的实施例的更详细的描述，在附图中：
图1是根据本发明的液体容器的示意性剖视图；
图2是根据本发明的液体容器的变体的示意性图示；
图3是根据本发明的液体容器的另一个变体的示意性图示；
图4是根据本发明的液体容器的另一个变体的示意性图示；
图5是根据本发明的液体容器的另一个变体的示意性图示；
图6是根据本发明的液体容器的另一个变体的示意性图示；
图7是根据本发明的液体容器的另一个变体的示意性图示；
图8是设置有根据本发明的液体容器的重型车辆的图示；
图9是设置有根据本发明的液体容器的重型车辆的图示，该容器布置在替代的位置上；和
图10是图9所示的重型车辆的俯视图。
具体实施方式
在图1中，示意性地示出了根据本发明的用于车辆的液体容器60。该液体容器优选地是布置在车辆上的用于提供诸如尿素的剂的箱，以用于净化车辆的发动机排气。该液体容器具有第一单元2和接附到第一单元2的第二单元1，第一单元2在其内侧带有用于包含液体3的空间。第二单元1包括壳体61，该壳体容纳了用于将液体从第一单元2输送出的泵6且优选地容纳了用于过滤待输送的液体以去除存在于液体3中的微粒和/或污染物的过滤器5。该过滤器5布置在泵的下游。
虽然术语过滤器5在下文中使用，但该表达意味着包括一个或多个过滤器，且过滤器或过滤器单元可以也包括过滤器保持架等。
虽然两个或多个过滤器适当地布置在泵的上游和下游，但液体容器包括至少一个过滤器5，该过滤器5优选地位于泵的下游。过滤器5也可以是泵的一体部分。布置在泵后方的过滤器5的筛孔尺寸应适合于实现对经由出口管道7输送的液体的要求。为允许清洁过滤器，泵可以是可逆的，由此，微粒能反冲回到箱内。过滤器可以可移除地安装在第二单元1或第一单元2内，以实现过滤器的更换或维修。
在图1中所示的实施例中，第一单元2包含了液体剂3，例如尿素。尿素3从第一单元内侧的空间通过抽吸管道4抽取，该抽吸管道4从泵6延伸到第一单元2中。尿素然后被过滤器5过滤且通过出口管道7供给到例如内燃机(未示出)的燃烧系统内的排气净化设备。
第二单元1能够可释放地接附到第一单元2。第二单元能够可释放地接附为具有整合在其内的泵和过滤器的单个单元。替代地，第二单元的壳体能够在一个部分或在两个或更多的部分处被移除而不移除泵或过滤器。在这样的情况中，尽管布置在壳体61的内侧，泵6和/或过滤器5能够可释放地接附到第一单元。
在图7所示的本发明的一个实施例中，过滤器5可移除地布置在第二单元1内，以便使过滤器能被移除而不将第二单元1从第一单元2移除。获得这种布置的一种方式是将过滤器布置在保持架23上，该保持架布置在第二单元1内且相对于第二单元1可移位，以便能通过保持架23的位移而接近过滤器5。在图7中，保持架23包含过滤器5且保持架已水平向外地拉出，如箭头A1所指示的。在此位置，能够通过释放过滤器5或过滤器单元来替换过滤器5，且通过随后将过滤器5向下拉出来随后移除过滤器5，如箭头A2所指示的。
然而，如前所述，过滤器和/或泵能够可移除地接附到第一单元2，其中能够通过移除第二单元1的整个壳体61的部分来获得对于部件5和6的接近。
当液体容器安装在车辆上时，第二单元1能够布置在上表面上，优选地在第一单元2的顶部上。如图5所示，取决于在一些情况中的包装条件，当液体容器安装在车辆上时，第二单元1更适当地布置在第一单元的侧表面上。
图7进一步示出了其中第一单元2具有突出部50且第二单元1具有用于接纳所述突出部50的凹处51的实施例。突出部能够布置在第一单元的角部。突出部的外表面基本上与第二单元的外表面齐平。
如例如图1所示，当接附到第一单元2时，第二单元1优选地布置成覆盖第一单元2的开口52，以便将第一单元2的空间相对于环境被封闭。
在根据图1所示的本发明的液体容器的实施例中，第二单元包括用于加热包含在第一单元内的液体的设备8。包含在第一单元内的用于加热液体的加热设备8包括加热管道9，且加热管道9的一部分布置在第一单元2内侧的空间中。加热管道9布置为借助于加热介质将热传递给液体3，该加热介质在管道9内流动。加热介质可以是来自车辆的发动机的冷却剂。加热设备8能够另外布置为将热传递给泵6。在这样的情况中，加热设备的加热管道的另外的部分优选地布置为靠近泵延伸。以相同的方式，加热设备能够另外布置为将热传递给过滤器5。在这样的情况中，加热设备的加热管道的另外的部分布置为靠近过滤器延伸。换句话说，加热管道的另外的部分10可以布置为在第二单元1的壳体61的内部延伸，以便加热泵6和/或过滤器5。
因此，除第一单元内的尿素3之外，在第二单元内的部件也被加热。加热设备8包括布置为延伸到第一单元2中的管道部分9和布置为首先加热泵6且然后加热过滤器5的另外的管道部分10。来自冷却剂回路的冷却剂从入口管道11供给且通过出口管道12排放。在此特定的例子中，加热设备8、抽吸管道4、过滤器5和泵6是第二单元1的一体的部件部分。
如以上已描述的，加热设备可以优选地包括加热管道且加热管道的一部分布置在第一单元内侧的空间内以将热传递给包含在第一单元内的液体。虽然可以使用电加热设备，但布置为借助于加热介质将热传递给液体的加热管道是优选的，该加热介质在加热管道内流动。使用例如来自车辆的发动机的冷却剂作为加热设备内的加热介质是有效的。发动机冷却剂可以包括水和防冻剂(例如乙二醇)的混合物。取决于防冻剂在其中的百分比，发动机冷却剂可以抵抗-50℃或更低的温度。
合适地，用于为重型车辆供给发动机冷却剂的管道能够从例如散热器或一些其他合适的热交换器的上游的用于燃烧系统(例如内燃机)的冷却剂回路分支。
第二单元1也可以包括电气设备，例如用于操作泵的电控单元。
此外，提供了用于液体的空间的第一单元2可以被绝热以防止存在于第一单元内的液体在短期运行关闭后冻结，这会在低温下的情况下发生。
第二单元1的壳体61能够设置有绝热壁以维持壳体内的温度尽可能高。适当地，布置为背离第一单元的壁被绝热以防止或降低到环境的热传递，而面向第一单元的任何壁不被绝热以允许热从第一单元传递给布置在第二单元的壳体内的部件。
第一单元2的上部分或侧部分能够设置有所述开口52以用于接收加热管道的所述部分和泵的抽吸管道。泵优选地具有延伸入第一单元2内部到达保证液体能够从第一单元输送出的位置的这种抽吸管道4。适当地，布置在第一单元2内侧的空间内的加热管道的部分邻近从第一单元输送出的液体进入泵的抽吸管道的位置延伸。更优选地，布置在第一单元内侧的空间内的加热管道的部分基本上沿泵6的抽吸管道4的延伸部延伸。
用于以液体填充第一单元2的过滤器开口能够设置在第一单元上的分开的位置处，或在第二单元的壳体61内侧的位置处。在后一种情况中，一体的过滤器开口可通过第二单元，到箱的上部分内的分开的开口内或到用于加热管道部分和/或抽吸管道的相同的开口52内。替代地，如果第二单元接附到第一单元的侧部分，则第一单元的侧部分的上部分能够设置有单个或两个分开的开口以用于管道部分和抽吸管道。如果使用侧面安装的第二单元，则过滤器开口可设置在第一单元的上表面内的分开的位置处。合适的密封装置能够设置在第一单元的一个开口或多个开口与连接到第一单元的部件之间。
如图2所示，用于加热液体3和加热泵6的管道部分能够串联连接。在此实施例中，加热介质可以首先流入到管道部分内以用于加热第一单元内的液体，且然后流入到另外的部分内以用于加热泵和/或任何相关的部件，例如过滤器。加热介质可以然后返回到源，例如发动机的冷却剂回路。加热介质的流动当然可以被选择为在任一个方向上行进且取决于对各部件的加热要求又可以依次引导向每个部件。加热过程也可以借助于可控阀来调节，该可控阀可以接通/切断、脉动或另外地控制以提供预定的流量。
如图3所示，用于加热液体3和加热泵6的管道部分能够并联连接。在此实施例中，加热介质可以分为向管道部分9的第一流以用于加热第一单元2内的液体3，和向另外的管道部分10的第二流以用于加热泵6和/或任何相关的部件。如在前述实施例中，取决于对各部件的加热要求，可以选择流动方向。加热过程也可以借助于可控阀来控制，该可控阀可以接通/切断、脉动或另外地控制以提供预定的流量。可以通过为每个管道部分选择合适的截面积和/或通过提供用于一个或两个管道部分的至少一个另外的可控阀来容许用于各部分内不同的加热要求的合适流量。
图4示出了第二单元1安装在第一单元2的上侧上的液体容器。第一单元2和/或第二单元1能够设置有接附装置，例如夹等，它们能够被释放以允许单元相互分开。用于尿素的过滤器管能够设置在第一单元2上(由14指示)或第二单元1上(由15指示)。在一种情况中，过滤器管15延伸通过第二单元1且到第一单元2的上表面内的开口16中。
如图5所示，第一单元和第二单元能够枢转地相互连接。替代地，第二单元的壳体或其部分枢转地连接到第一单元。在第一种情况中，整个第二单元包括抽吸管道4、加热管道部分9、泵和过滤器，该第二单元作为整体单元可以从第一单元2释放。在第二种情况中，仅壳体或其部分可以从第一单元释放，且各部件替代地可释放地布置在第一单元2内。在两种情况中，第二单元的壳体/第二单元能够设置有接附装置，例如夹(未示出)，该接附装置能够被释放以允许单元/壳体被释放。在图5所示的实施例中，第二单元绕铰链16枢转，该铰链16沿第一单元2的下角部的短侧边缘设置。为允许抽吸管道4和加热设备的管道部分9从第一单元收回，两个部件具有沿恒定的半径相对于铰链16的弯曲的形状。这允许抽吸管道4和管道部分9通过邻近第一单元的侧表面的上端的开口17。用于尿素的过滤器管道18能够设置在第一单元2的顶部上。
图6示出了第一单元2的角部部分20从箱2的主体向上延伸的替代布置，使得此角部20的上表面基本上与第二单元1的上表面齐平(用虚线指示)。过滤器管布置在角部20的上表面内。该图也指示了加热设备的第一管道部分通过第一单元2内的开口22的位置和另外的管道部分10的布置，该管道部分10通过了过滤器单元5和泵6(用虚线指示)。
液体容器自身可以定位在形成了车辆的框架的纵向主梁的一个上。通过将液体容器邻近在车辆运行时放热的部件(例如排气消音器)定位，可以提供另外的加热。事实上，液体容器可以位于多个替代的位置，这些替代位置传统上并不用于此类型的液体容器。例如，液体容器可以安装在车辆驾驶室的后壁上。将液体容器布置在各种位置的自由也可以有助于保持用于向液体容器且进一步向燃烧系统供给液体剂的软管尽可能短。
图8示出了设置有根据本发明的液体容器的重型车辆25。在此例子中，液体容器邻近车辆的排气消声器27安装在框架26上。通过将设备邻近在车辆运行时放热的部件安装，在车辆运行时，位于第二单元内的泵和过滤器以及位于第一单元内的液体能够仅由此部件或与使用来自发动机的冷却剂的加热设备相结合地被加热。
图9示出了设置有根据本发明的液体容器60的重型车辆。液体容器安装在驾驶舱30上，位于驾驶舱30的后壁29与通过在牵引车28上的牵引座联接件33而连接到牵引车的拖车32的前端壁31之间。此布置解决了包装问题且允许更有效地利用牵引车和拖车之间的空间。图10示出了图9的牵引车—拖车组合的俯视图。此图示出了液体容器的后表面34已给出了适合于可用空间的成角度的形状和当拖车32绕牵引座联接件33枢转时限定拖车的前角部所经过的路径(以虚线指示)的转弯半径R。即使在可用空间相对有限的情况中，此布置也允许液体容器布置在驾驶室30的后方。
加热设备主要意图于在冻结条件期间(例如在零度以下的条件下燃烧系统的冷启动期间)加热液体和/或泵和过滤器。然而，也可能响应于环境温度的改变而在燃烧系统运行期间的任何时间加热液体和任何相关的部件。液体加热介质(例如发动机冷却剂)的供给可以借助于在用于液体加热介质的管道内的可控阀来接通或切断。可控阀可以是电控螺线管阀。
可控阀能够连接到电子控制单元(ECU)，该电子控制单元可以布置为响应于一个或多个感测到的条件而开启和关闭阀。这种条件的例子可以是第一单元内的液体的温度、加热介质的温度、环境温度和/或第一单元的填充高度。
应当理解，本发明不限于上述的和在附图中示出的实施例；而是本领域普通技术人员将认识到在所附权利要求的范围内可以做许多改变和修改。

Claims (25)

1.一种用于车辆的液体容器(60)，包括具有用于包含液体的空间的第一单元(2)和接附到第一单元(2)的第二单元(1)，其特征在于，第二单元(1)包括壳体(61)，所述壳体容纳了用于将液体从第一单元(2)输送出的泵(6)。
2.根据权利要求1所述的液体容器，其特征在于，第二单元(1)的壳体(61)容纳了用于过滤被输送的液体的过滤器(5)。
3.根据权利要求1或2所述的液体容器，其特征在于，第二单元(1)可释放地接附到第一单元(2)。
4.根据权利要求2或3所述的液体容器，其特征在于，过滤器(5)可移除地布置在所述第二单元内，以使所述过滤器在不用将所述第二单元从所述第一单元移除的情况下就能被移除。
5.根据权利要求4所述的液体容器，其特征在于，过滤器(5)布置在保持架内，所述保持架布置在所述第二单元内且相对于所述第二单元可移位以使其中的所述过滤器能被接近。
6.根据权利要求2或3所述的液体容器，其特征在于，过滤器(5)可移除地接附到第一单元(2)。
7.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，泵(6)可移除地接附到第一单元(2)。
8.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，当所述液体容器安装在车辆上时，第二单元(1)布置在第一单元(2)的上表面上。
9.根据权利要求1至7的任一项所述的液体容器，其特征在于，当所述液体容器安装在车辆上时，第二单元(1)布置在第一单元(2)的侧表面上。
10.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，第一单元(2)和第二单元(1)枢转地相互连接。
11.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，第一单元(2)具有突出部且第二单元(1)具有用于接纳所述突出部的凹处。
12.根据权利要求11所述的液体容器，其特征在于，所述突出部布置在所述第一单元的角部。
13.根据权利要求11或12所述的液体容器，其特征在于，所述突出部的外表面基本上与所述第二单元的外表面齐平。
14.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，第二单元(1)当接附到第一单元(2)时布置为覆盖第一单元(2)的开口(52)，以便将所述第一单元的空间相对于环境封闭。
15.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，第二单元(1)包括用于加热包含在所述第一单元内的液体的设备(8)。
16.根据权利要求15所述的液体容器，其特征在于，用于加热包含在所述第一单元内的液体的加热设备(8)包括加热管道，且所述加热管道的一部分(9)布置在第一单元(2)内部的空间中。
17.根据权利要求16所述的液体容器，其特征在于，所述加热管道布置为借助于在所述管道内流动的加热介质将热传递给液体(3)。
18.根据权利要求17所述的液体容器，其特征在于，所述加热介质是来自车辆的发动机的冷却剂。
19.根据权利要求16所述的液体容器，其特征在于，所述加热管道的另一部分(10)布置为在壳体(61)内部延伸以便加热容纳在所述壳体内的部件(5、6)。
20.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，泵(6)具有延伸到第一单元(2)的内部中的抽吸管道(4)。
21.根据权利要求16和20所述的液体容器，其特征在于，布置在所述第一单元内部的空间中的加热管道的所述部分(9)邻近从所述第一单元被输送出的液体进入所述泵的抽吸管道的位置延伸。
22.根据权利要求16和20所述的液体容器，其特征在于，布置在所述第一单元内部的空间中的加热管道的所述部分(9)基本上沿所述泵的抽吸管道的延伸部延伸。
23.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，液体容器(60)是布置在车辆上的箱，用于提供诸如尿素的剂以用于车辆的发动机的排气净化。
24.根据前述权利要求任一项所述的液体容器，其特征在于，第二单元(1)包括用于操作泵(6)的电控单元。
25.一种重型车辆(25)，设置有根据权利要求1至24的任一项所述的液体容器(60)。
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