CN102454517A - 三箱复合的组合式油箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三箱复合的组合式油箱，由精密过滤器、精密气体电磁阀、精密稳压阀、控制单元、精密液体电磁阀、泵前和泵后尿素还原剂管、尿素还原剂箱体、金属支架、尿素还原剂箱盖、燃油箱盖、尿素还原剂液位传感器、燃油箱体、尿素还原剂放液阀、燃油放液阀、进出电气控制箱的组合套管、尿素还原剂的剂量管、电源导线、压缩空气输入管、压缩空气输出管、来自催化转化器的温度反馈信号线、来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线、输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线、微型液泵、自然通风口、箱体连接焊接点、咬口端盖扣板、电气控制箱构成；其特征在于：油箱的一侧为燃油箱体，另一侧的上部是尿素还原剂箱体，下部是电气控制箱；燃油箱体和还原剂箱体的体积容量关系L1/L2=5~15，还原剂箱体和电气控制箱的容量关系h3/h2=1；电气控制箱的一侧设置有咬口端盖扣板。其实现了紧凑化的设计，有利于车辆的美观设计，减少连接件的安装，简化车辆配置，降低重量，既能满足国Ⅳ以上SCR标准要求，又能降低系统的成本。

Description

三箱复合的组合式油箱

技术领域

本发明涉及一种三箱复合的组合式油箱，应用于汽车尾气的后处理行业。

背景技术

未来几年内，全球的汽车生产商，特别是美国和欧洲关于汽车氮氧化物NOx和微粒PM的排放达标方面将强制性地实施一些更严厉的规格，例如，欧Ⅴ和欧Ⅵ排放标准。

在排放法规的压力下，一方面国外的车用重负荷柴油机正不断进行技术升级和改进，另一方面，选择恰当的后处理技术策略和装备，例如，SCR (Selective Catalytic Reduction)催化转化还原技术，DPF（Diesel Particulate Filter）颗粒捕捉器，DOC（Diesel Oxidation Catalyst）氧化型催化器等。

SCR技术的本质是利用尿素在高温下分解出NH₃，作为还原剂的NH₃和发动机排气中的NO_x在催化剂和温度的综合作用下进行反应，理想工况下生成无毒的N₂和H₂O，从而达到净化的目的。SCR具有很多优点，例如，可以在柴油车的排气温度250～550??C的范围内具有50～85%的NO_x去除效率，并能有效降低PM的排放水平；SCR能轻松满足欧4和欧5水平，也具有达到欧6水平的潜力；目前达到欧4采用的SCR技术，发动机的燃油耗可降低3～6％；SCR催化剂不含有贵金属，成本相对较低；SCR对车用燃油的质量，特别是硫含量不敏感。基于以上分析，SCR后处理技术也最适合中国的车辆状况和车用燃油状况。

如果未来在中国推广应用车载SCR后处理技术，必须解决好尿素还原剂供应、尿素还原剂的剂量、尿素还原剂的雾化喷射、SCR催化剂转换效率、氨气泄露量等至关重要的技术难点。

对比国外公司的SCR系统，发现都是以‘单元或模块’的概念进行设计，例如，计量单元和控制单元（DCU和ECU），即把有关的信号测量、反馈、控制以及执行机构集成起来，有利于在整车上的布置和安装。但是，这些单元的价格昂贵。

反之，如果不采用国外进口的DCU和ECU单元模块，而把SCR系统所需要的各个功能的单元模块或零部件分别固定在卡车的驾驶室和车架上，不仅占用空间，而且管线的布置会显得凌乱，此外，单独固定尿素还原剂箱的托架就重达18kg，同时这些单元模块或零部件随意的布置安装也易产生可靠性的问题。

检索专利发现，还没有同类型的专利申报。

发明内容

 本发明的目的在于提供一种三箱复合的组合式油箱，是在传统的汽车油箱的基础上，组合上尿素还原剂箱和尿素还原剂剂量控制箱，使一个箱体具备3种功能，实现紧凑化的设计，有利于车辆的美观设计，减少连接件的安装，简化车辆配置，降低重量，既能满足国Ⅳ以上SCR标准要求，又能降低系统的成本。

本发明的技术方案是这样实现的：三箱复合的组合式油箱，由精密过滤器、精密气体电磁阀、精密稳压阀、控制单元、精密液体电磁阀、泵前和泵后尿素还原剂管、尿素还原剂箱体、金属支架、尿素还原剂箱盖、燃油箱盖、尿素还原剂液位传感器、燃油箱体、尿素还原剂放液阀、燃油放液阀、进出电气控制箱的组合套管、尿素还原剂的剂量管、电源导线、压缩空气输入管、压缩空气输出管、来自催化转化器的温度反馈信号线、来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线、输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线、微型液泵、自然通风口、箱体连接焊接点、咬口端盖扣板、电气控制箱构成；其特征在于：油箱的一侧为燃油箱体，另一侧的上部是尿素还原剂箱体，下部是电气控制箱；燃油箱体和还原剂箱体的体积容量关系L1/L2=5~15，还原剂箱体和电气控制箱的容量关系h3/h2=1；电气控制箱的一侧设置有咬口端盖扣板。

所述的燃油箱体上部设有燃油箱盖，下部设有燃油放液阀。

所述的尿素还原剂箱箱底部固定有尿素还原剂液位传感器和尿素还原剂放液阀，顶部设有尿素还原剂箱盖。

所述的电气控制箱中包括气液电三路；电气控制箱下底板固定有控制单元，控制单元的信号输入是来自催化转化器的温度反馈信号线和来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线，控制单元输出信号是驱动微型液泵的电压变化值，调节精密液体电磁阀的电压值，调节精密气体电磁阀的电压值，以及输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线。

所述的电气控制箱用箱体连接焊接点连接在尿素还原剂箱的一侧，在箱壁两侧由金属支架分别固定连接有精密过滤器、精密气体电磁阀、精密稳压阀和精密液体电磁阀；设置在电气控制箱中的微型液泵上连接泵前和泵后尿素还原剂管一端，其另一端设在尿素还原剂箱体内；

所述的尿素还原剂液位传感器的高度h1和还原剂箱体的高度h2的比例关系是h1/h2=1/5；尿素还原剂液位传感器是双电极的电导率型。

所述的微型液泵是齿轮泵或电磁隔膜泵。

本发明的积极效果在于，采用常规的汽车油箱进行结构的改造，使之变成三箱，即油箱、尿素还原机箱和电控单元箱一体化，外形美观，方便维修，解决了SCR系统的安装和布置问题，更方便实现现代生产，具有很高的可靠性和实用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的左视结构示意图。

图3为本发明的右视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：如图1所示，三箱复合的组合式油箱，由精密过滤器1、精密气体电磁阀2、精密稳压阀3、控制单元4、精密液体电磁阀5、泵前和泵后尿素还原剂管6、尿素还原剂箱体7、金属支架8、尿素还原剂箱盖9、燃油箱盖10、尿素还原剂液位传感器11、燃油箱体12、尿素还原剂放液阀13、燃油放液阀14、进出电气控制箱20的组合套管15、尿素还原剂的剂量管15-1、电源导线15-2、压缩空气输入管15-3、压缩空气输出管15-4、来自催化转化器的温度反馈信号线15-5、来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线15-6、输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线15-7、微型液泵16、自然通风口17、箱体连接焊接点18、咬口端盖扣板19、电气控制箱20构成；其特征在于：油箱的一侧为燃油箱体12，另一侧的上部是尿素还原剂箱体7，下部是电气控制箱20；燃油箱体12和还原剂箱体7的体积容量关系L1/L2=5~15，还原剂箱体7和电气控制箱20的容量关系h3/h2=1；电气控制箱20的一侧设置有咬口端盖扣板19。

所述的燃油箱体12上部设有燃油箱盖10，下部设有燃油放液阀14。

所述的尿素还原剂箱7箱底部固定有尿素还原剂液位传感器11和尿素还原剂放液阀13，顶部设有尿素还原剂箱盖9。

所述的电气控制箱20中包括气液电三路；电气控制箱20下底板固定有控制单元4，控制单元4的信号输入是来自催化转化器的温度反馈信号线15-5和来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线15-6，控制单元4输出信号是驱动微型液泵16的电压变化值，调节精密液体电磁阀5的电压值，调节精密气体电磁阀2的电压值，以及输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线15-7。

所述的电气控制箱20用箱体连接焊接点18连接在尿素还原剂箱7的一侧，在箱壁两侧由金属支架8分别固定连接有精密过滤器1、精密气体电磁阀2、精密稳压阀3和精密液体电磁阀5；设置在电气控制箱20中的微型液泵16上连接泵前和泵后尿素还原剂管6一端，其另一端设在尿素还原剂箱体7内；

所述的尿素还原剂液位传感器11的高度h1和还原剂箱体7的高度h2的比例关系是h1/h2=1/5；尿素还原剂液位传感器11是双电极的电导率型。

所述的微型液泵16是齿轮泵或电磁隔膜泵。

是选择材质为SUS304或SUS441不锈钢板，其厚度为1.2mm~1.5mm，首先按照汽车燃油箱的制造工艺，按照尺寸剪裁板料、打孔、卷板、焊接而成，燃油箱体12和尿素还原剂箱体7需要在0.08Mpa恒压下完成30min的打压密封测试，确保无泄漏；需要首先确定还原剂箱体7和电气控制箱20的容量关系h3/h2=1，不仅仅是考虑燃油和尿素还原剂剂量和消耗的比例关系，也考虑到空间的合理配置；燃油箱体12和尿素还原剂箱体7的体积比例可以采用L1/L2来决定，其范围L1/L2=5~15，当L1/L2=5时，燃油箱体12的体积是尿素还原剂箱体7的10倍，燃油箱体12和尿素还原剂箱体7同时加满液体时，即使是国Ⅴ标准下，尿素还原剂消耗量是燃油消耗量的1/20时，一箱的尿素还原剂可以行驶两箱燃油的车辆里程，此状况更适合于尿素还原剂加注站分布稀少的区域，但是，L2的尺寸过分扩大没有意义；当L1/L2=15时，燃油箱体12的体积是尿素还原剂箱体7的30倍，燃油箱体12和尿素还原剂箱体7同时加满液体时，即使是国4标准下，尿素还原剂消耗量是燃油消耗量的约1/30时，一箱的尿素还原剂可以行驶一箱燃油的车辆里程，尿素还原剂和燃油可以几乎同时在加油站进行补充加注，但是，L2的尺寸过分减少能带来新的问题，对于一个标准长度的油箱，其在汽车上的安装空间是大致固定的，例如，当L1/L2=40时，L2的尺寸长度过小，不仅箱盖和液位传感器的安装困难，也使电气控制箱20的空间尺寸过小，无法满足安装的需求；尿素还原剂箱体7上的尿素还原剂箱盖9可以采用特制的盖，以区别于燃油箱盖10，其目的之一是开口形状的区别，以区别于燃油箱盖上圆孔，防止燃油和尿素还原剂之间互相加错，其目的之二是组合有标准的单向的通气阀，以便可以在尿素还原剂箱内液体负压时可以微量进入空气，调节压力，以免产生负压；尿素还原剂箱体7的侧板和咬口端盖扣板19保持1~2mm的间隙，二者并不直接相连，进行有关维修作业时，需要先拆卸咬口端盖扣板19；在尿素还原剂箱体7的底部安装尿素还原剂的出液管6和尿素还原剂的液位传感器11；尿素还原剂的液位传感器11是双电极的电导率型传感器，当尿素还原剂液位传感器11的高度h1和还原剂箱体7的高度h2的比例关系正好是h1/h2=1/5，双电极之间电阻加大，超过设定之后，开始报警，提示尿素还原剂需要补加；微型液泵16选用24V的直流齿轮泵或隔膜泵，以便同车载蓄电池相匹配；控制单元4也是以24V车载蓄电池为动力，内置计算机逻辑控制程序，依靠来自催化转化器的温度反馈信号线15-5和来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线15-6，输出信号用来驱动微型液泵16，同步调节精密液体电磁阀5和精密气体电磁阀2，以及输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线15-7；咬口端盖扣板19是按照标准的咬口工艺制作，安装时需要用力压入，拆卸时需要从各个边沿咬口处轻轻敲击即可分离；从该组合油箱安装在车上后观察，燃油箱体12布置在车上的位置是距离发动机的距离最远，而尿素还原剂箱体7和电气控制箱20布置在车上的位置是距离发动机的距离最近，该组合式油箱采用托架固定在车架上；尿素还原剂箱盖9和燃油箱盖10朝向车厢外侧；以此思路完成本发明。

实施例1

选择材质为SUS304或SUS441不锈钢板，其厚度为1.2mm，燃油箱体12和还原剂箱体7的体积容量关系L1/L2=5；按照汽车燃油箱的制造工艺，按照尺寸剪裁板料、打孔、卷板、焊接而成，安装在车上后观察，燃油箱体12布置在车上的位置是距离发动机的距离最远，而尿素还原剂箱体7和电气控制箱20布置在车上的位置是距离发动机的距离最近，该组合式油箱采用托架固定在车架上；尿素还原剂箱盖9和燃油箱盖10朝向车厢外侧；其中，燃油箱体12和尿素还原剂箱体7在0.08Mpa恒压下完成30min的打压密封测试；尿素还原剂液位传感器11的高度h1和还原剂箱体7的高度h2的比例h1/h2=1/5；尿素还原剂液位传感器11是双电极的电导率型；还原剂箱体7和电气控制箱20的容量比例h3/h2=1；同时加注满刻度的燃油和尿素还原剂，尿素还原剂的消耗率是燃油的1/20~1/30，加注一箱尿素还原剂可以维持两箱燃油的行驶距离，适合于尿素还原剂加注站分布较少的地区，满足国Ⅳ以上的车辆的SCR系统。

实施例2

选择材质为SUS304或SUS441不锈钢板，其厚度为1.4mm，燃油箱体12和还原剂箱体7的体积容量关系L1/L2=10；按照汽车燃油箱的制造工艺，按照尺寸剪裁板料、打孔、卷板、焊接而成，分别制成燃油箱体12、尿素还原剂箱体7和电气控制箱20，从该组合油箱安装在车上后观察，燃油箱体12布置在车上的位置是距离发动机的距离最远，而尿素还原剂箱体7和电气控制箱20布置在车上的位置是距离发动机的距离最近，该组合式油箱采用托架固定在车架上；尿素还原剂箱盖9和燃油箱盖10朝向车厢外侧；同时加注满刻度的燃油和尿素还原剂，尿素还原剂的消耗率是燃油的1/20~1/25，两种液体的量几乎能维持到同时加注的里程，减少麻烦，满足国Ⅳ中短途车辆的SCR系统。

实施例3

选择材质为SUS304或SUS441不锈钢板，其厚度为1.4mm，燃油箱体12和还原剂箱体7的体积容量关系L1/L2=15；按照汽车燃油箱的制造工艺，按照尺寸剪裁板料、打孔、卷板、焊接而成，分别制成燃油箱体12、尿素还原剂箱体7和电气控制箱20，从该组合油箱安装在车上后观察，燃油箱体12布置在车上的位置是距离发动机的距离最远，而尿素还原剂箱体7和电气控制箱20布置在车上的位置是距离发动机的距离最近，该组合式油箱采用托架固定在车架上；尿素还原剂箱盖9和燃油箱盖10朝向车厢外侧；其中，燃油箱体12和尿素还原剂箱体7在0.08Mpa恒压下完成30min的打压密封测试；尿素还原剂液位传感器11的高度h1和还原剂箱体7的高度h2的比例h1/h2=1/5；尿素还原剂液位传感器11是双电极的电导率型；还原剂箱体7和电气控制箱20的容量比例h3/h2=1；同时加注满刻度的燃油和尿素还原剂，尿素还原剂的消耗率是燃油的1/20~1/25，两种液体的量几乎能维持到同时加注的里程，减少麻烦，满足国Ⅳ以上车辆的SCR系统。

Claims (6)

1.三箱复合的组合式油箱，由精密过滤器、精密气体电磁阀、精密稳压阀、控制单元、精密液体电磁阀、泵前和泵后尿素还原剂管、尿素还原剂箱体、金属支架、尿素还原剂箱盖、燃油箱盖、尿素还原剂液位传感器、燃油箱体、尿素还原剂放液阀、燃油放液阀、进出电气控制箱的组合套管、尿素还原剂的剂量管、电源导线、压缩空气输入管、压缩空气输出管、来自催化转化器的温度反馈信号线、来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线、输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线、微型液泵、自然通风口、箱体连接焊接点、咬口端盖扣板、电气控制箱构成；其特征在于：油箱的一侧为燃油箱体，另一侧的上部是尿素还原剂箱体，下部是电气控制箱；燃油箱体和还原剂箱体的体积容量关系L1/L2=5~15，还原剂箱体和电气控制箱的容量关系h3/h2=1；电气控制箱的一侧设置有咬口端盖扣板。

2.根据权利要求1所述的三箱复合的组合式油箱，其特征在于所述的燃油箱体上部设有燃油箱盖，下部设有燃油放液阀。

3.根据权利要求1所述的三箱复合的组合式油箱，其特征在于所述的尿素还原剂箱箱底部固定有尿素还原剂液位传感器和尿素还原剂放液阀，顶部设有尿素还原剂箱盖。

4.根据权利要求1所述的三箱复合的组合式油箱，其特征在于所述的电气控制箱中包括气液电三路；电气控制箱下底板固定有控制单元，控制单元的信号输入是来自催化转化器的温度反馈信号线和来自催化转化器的氮氧化物反馈信号线，控制单元输出信号是驱动微型液泵的电压变化值，调节精密液体电磁阀的电压值，调节精密气体电磁阀的电压值，以及输入到驾驶室的尿素还原剂液位报警信号线。

5.根据权利要求1所述的三箱复合的组合式油箱，其特征在于所述的电气控制箱用箱体连接焊接点连接在尿素还原剂箱的一侧，在箱壁两侧由金属支架分别固定连接有精密过滤器、精密气体电磁阀、精密稳压阀和精密液体电磁阀；设置在电气控制箱中的微型液泵上连接泵前和泵后尿素还原剂管一端，其另一端设在尿素还原剂箱体内；

所述的尿素还原剂液位传感器的高度h1和还原剂箱体的高度h2的比例关系是h1/h2=1/5；尿素还原剂液位传感器是双电极的电导率型。

6.根据权利要求1所述的三箱复合的组合式油箱，其特征在于所述的微型液泵是齿轮泵或电磁隔膜泵。

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