CN103470350B - 氨发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氨发生装置，该装置用于尤其是机动车辆的内燃机的排气处理，该装置包括含有能够通过解吸附而释放氨的本体的釜（10）。根据本发明，该装置设置有第一单连接构件（36），该第一单连接构件（36）包括用于为所述装置供给电力的电连接装置以及用于允许排泄解吸附反应之后所产生的氨的流体连接装置。

Description

氨发生装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的排气处理的氨发生装置以及配备有这种装置的车辆。
更具体地，氨发生装置包括含有能够通过解吸附而释放氨的本体的釜。
背景技术
文献DE102009047338和WO2008/077652公开了能够在机动车辆的排气管线中释放氨的各种装置。
当这些氨发生装置已经耗尽了其氨供给并且因此不再能释放氨的时候，配备有这种装置的车辆必须被带回到汽车经销商和服务中心，以便为包含在釜中的本体再填充氨。因此，车辆的用户例如通过车辆的发动机控制单元（ECU）必须警觉到他们需要赶快去经销商和服务中心，以便使他们的装置再填充氨。
这种推荐受到了限制，尤其是在该推荐没有与车辆的定期维护相符合的情况下。
发明内容
根据本发明的氨发生装置旨在克服上述缺点，其是通过提供不仅在不使用特定工具而且对于用户没有任何氨中毒风险的情况下能够由用户容易地安装在车辆中的装置而实现的。
为此，本发明涉及一种上述类型的氨发生装置，其特征在于，该装置设置有第一单连接构件，第一单连接构件包括意在为所述装置供给电力的电连接装置以及意在允许排泄在解吸附反应之后所产生的氨的流体连接装置。
根据其他实施方式，氨发生装置可以包括单独地或根据任何技术上可能的组合而考虑的以下特征中的一个或更多个：
–该装置可以包含设置在釜内的加热装置，以便加热釜中的本体以及由此引起解吸附反应；
–能够释放氨的本体可以是扁平圆盘的形式，扁平圆盘的外径具有与釜的内壁互补的形状；
–釜可以设置在保护容器内；
–保护容器的尺寸可以比釜的尺寸大，使得在釜的至少其中一个壁与保护容器的设置成以便与釜的该壁面对面的壁之间保留有空间；
–该空间可以由绝缘泡沫填充，以便减少釜的壁与保护容器的壁之间的热传递；
–保护容器可以包括排出通道，排出通道与在釜与保护容器之间延伸的空间连通并且适于排泄空间中存在的氨；
–该装置可以设置有至少一个抓握手柄；
–第一单连接构件能够与第二单连接构件配合，第二单连接构件连接至电力供给装置以及连接至发动机的排气管线，第二单连接构件包括电连接装置和流体连接装置，第一单连接构件和第二单连接构件的接合使得分别属于第一单连接构件和第二单连接构件的电连接装置和流体连接装置彼此接合；
–第一单连接构件和第二单连接构件可以借助于锁定/解锁系统组装，抓握手柄的操纵致动锁定/解锁系统；
–该装置可以设置有可读/写的存储元件，使得能够获得装置所特有以及有助于装置的操作的信息和细节，存储元件比如为射频识别-RFID芯片。
本发明还涉及一种配备有根据本发明的氨发生装置的车辆。
根据其他实施方式，车辆可以包括单独地或根据任何技术上可能的组合的方式考虑的以下特征中的一个或更多个：
–车辆可以包括锁定机构，该锁定机构设计成用于确保装置在安装在车辆中的壳体中保持就位；
–锁定机构可以包括控制第一单连接构件与第二单连接构件的接合的控制杆，使得分别属于第一单连接构件和第二单连接构件的电连接装置和流体连接装置能够彼此接合；
–控制杆可以控制销的运动，该销旨在用于与设置在装置的壁中的开口配合；
本发明还涉及一种用于操作设置在机动车辆中的根据本发明的氨发生装置的方法，其特征在于：
–在给定步骤的过程中，第一单连接构件与第二单连接构件脱离，以便允许从车辆中移除该装置，
–在进一步的步骤的过程中，第一单连接构件连接至第二单连接构件，以便使得分别属于第一单连接构件和第二单连接构件的电连接装置和流体连接装置能够彼此接合。
附图说明
通过阅读仅通过示例给出的以下描述以及参照附图，可以更好地理解本发明，在附图中：
-图1示出根据本发明的安装在机动车辆的行李箱中的氨发生装置的纵剖视图；以及
-图2至图4示出在安装到壳体的过程中的根据可替代实施方式的氨发生装置，所述壳体是为此目的而设置在机动车辆的行李箱中。
具体实施方式
图1示出配备有根据本发明的氨发生装置4的机动车辆2的结构的一部分。
在已知方式中，车辆结构至少包括底板6，底板6限定车辆客舱的底部并且承载旨在用作车辆内部的装配件和固定装置的构成元件。在图1中，仅示出底板6的后部。
如图1所示，底板6的后部具有设置用于允许将根据本发明的氨发生装置4插入的开口8，这样使得氨发生装置布置在行李箱底板的平面以下的安装位置中。
车辆的底板6由通过冲压形成并且通过焊接彼此接合的金属板的组件以常规的方式制造。
根据本发明的氨发生装置4能够释放氨，氨被用作处理包含在所述车辆的内燃机的排气中的氮氧化物的还原剂。
氨发生装置4包括釜10和加热装置12，釜10适于存储能够通过解吸附释放氨（比如饱和铵盐）的元件，加热装置12用于对包含在釜10内的饱和铵盐进行加热，以便允许在解吸附反应之后释放氨气。
包含在釜10内的饱和铵盐可以以具有拥有与釜的内壁互补的形状的外径的扁平圆盘的形式存在。
使氨能够由于解吸附反应而释放的存储材料可以是专利申请WO2008/077652中描述的材料中的一种。该材料例如从已知作为金属胺复合物并且具有通式Ma（NH3）nXz的组中选择，其中，M是从诸如锂（Li）、钠（Na）、钾（K）或铯（Cs）之类的碱金属，诸如镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）之类的碱土金属和/或诸如钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）或锌（Zn）之类的过渡金属或诸如NaAl、KAl、K2Zn、CsCu或K2Fe之类的这些金属的组合的组中所选择的一个或数个阳离子，X是从包括氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、硝酸根离子、硫氰酸根离子、硫酸根离子、钼酸根离子、磷酸根离子的组中所选择的一个或数个阴离子，a是每个盐分子中阳离子的数量，z是每个盐分子中阴离子的数量并且n是包括在2与12之间的配位指数。例如，构成筒的材料是Mg（NH3）6Cl2、或Sr（NH3）8Cl2、或Ca（NH3）8Cl2或这些成分的混合物。
釜10具有中空密封本体。釜10的本体呈大致圆筒形并且由沿车辆的纵向轴线X-X延伸的侧壁14以及分别面向车辆的前部和后部延伸的前壁16和后壁18限定。
通过变型，釜10的主体也可以是平行六面体形状。
釜10的主体由金属制成，优选铝或不锈钢。所选材料在氨存在的情况下不会氧化。
釜10设置在大致平行六面体形状的保护容器20内。保护容器20通过底壁22、顶壁24和设置成以便面向釜的侧壁的两个侧壁、通过设置成以便面向釜的前壁16的前壁26以及通过设置成以便面向釜的后壁18的后壁28限定。
保护容器20被设计成使得不仅保护釜10免受任何外部冲击，而且如将在随后描述的以便与釜10热绝缘。
保护容器20可以由金属或塑料制作。优选地，可以选择柔性的、能够保护釜10免受冲击的塑料材料。
保护容器20的尺寸比釜10的尺寸大，使得在前壁16和26之间、在后壁18和28之间以及在釜10的侧壁14与保护容器20的底壁22和侧壁之间保留有空间30，其中，前壁16和后壁18、前壁26和后壁28分别属于釜10和保护容器20。
特别地，可以借助于间隔物（未图示）将釜10的壁与保护容器20的壁之间存在的空间30保持就位，间隔物设置在每个对应的壁之间并且用于将釜10保持在如上所述的距离处。
因此，釜10以其上部靠近保护容器的顶壁24定位的方式设置在保护容器20中。
优选地，空间30填充有绝缘泡沫，以便减少釜10的壁与保护容器20的壁之间的热传递。
优选地，保护容器的上壁24设置有凸缘，凸缘在图中没有突出显示，并且设计成确保保护容器20与车辆的底板6之间的防漏密封。
优选地，保护容器的顶壁24上设置有抓握手柄32，以便于将保护容器设定就位或者从车辆的行李箱移除保护容器20。根据优选的实施方式，可以设置两个这种手柄32。这些手柄32优选地布置成使得其中的一个靠近前壁16和26，另一个靠近后壁18和28。
优选地，抓握手柄32由传导很少热量或不传导热量的材料制成，比如由塑料材料制成，以便保护操作氨发生装置的用户。
通过变型，抓握手柄32可以由金属制成并且与保护容器的顶壁24热隔离。
此外，保护容器20的底壁22包括排出通道34，排出通道34与在釜10与保护容器20之间延伸的空间30连通，并且适于将例如由于釜10相对于车辆的外部的防漏密封被损坏而意外地存在于空间30中的氨排泄。
另外，保护容器20的底壁22设置有能够与第二单连接构件38配合的第一单连接构件36，第二单连接构件38连接至电力供给装置以及连接至车辆的排气管线。
在配合期间，第一单连接构件36和第二单连接构件38借助于由用户控制的锁定/解锁系统而组装。该锁定/解锁系统例如可以包括分别属于能够彼此配合的第一单连接构件36和第二单连接构件38的附接点，这种类型的系统本身是已知的，因此在此将不对其进行详细描述。
第一单连接构件36包括电连接装置，电连接装置用于向特别是氨发生装置4的热发生器12提供电力以及向旨在用于允许在解吸附反应之后将氨从氨发生装置排泄至车辆的排气管线（未图示）的流体连接装置提供电力。
第一单连接构件36包括第一电连接器和第一流体连接器。
以同样的方式，第二单连接构件38包括第二电连接器和第二流体连接器，第二电连接器在所述单连接构件36和38的组装期间能够与第一电连接器配合，第二流体连接器在所述单连接构件36和38的组装期间能够与第一流体连接器配合。
因此，使得能够组装第一单连接构件36和第二单连接构件38的锁定/解锁系统一方面允许第一电连接器与第二电连接器的接合，另一方面允许第一流体连接器与第二流体连接器的接合。
更具体地，电连接装置可以包括例如能够与每个连接构件的锁定/解锁系统一体地形成的电连接器。
如果连接器与锁定/解锁系统一体地形成，则在分别属于第一单连接构件36和第二单连接构件38的连接器之间的电接触点优选地布置在锁定/解锁系统的附接点中。
优选地，连接构件的锁定/解锁系统能够由抓握手柄32中的一个致动，抓握手柄的操作致动锁定/解锁系统。
根据图1中示出的实施方式的示例，在车辆中的安装位置中，保护容器20的顶壁24与车辆的底板6齐平。
在该示例中，在车辆中的安装位置中，抓握手柄32以使得氨发生装置4能够锚定和保持就位的方式向后折叠。该装置的锚定和保持就位还由上壁24的宽大的凸缘确保。在将氨发生装置4设定就位期间，由设置在开口8周围并且由凸缘和抓握手柄32紧紧地卡住的密封件40确保保护容器20与底板6之间的防漏密封。
借助于能够安装在抓握手柄32上和/或上壁24的宽大的凸缘上的锁定机构来确保氨发生装置4在底板6上保持就位。
有利地，氨发生装置4具有能够获得装置所特有的并且对其操作有用的信息和细节的存储元件。因此，存储元件能够例如确定装置的年限、装置的填充状况、已被再生的次数——也就是在经销商服务站处盐与氨再饱和的次数、盐是否已改变、在安装在车辆中的装置的使用期间或在再生步骤期间是否已遇到任何异常等等。
使用的存储元件例如可以是射频识别-RFID型芯片，该存储元件由设置在车辆中的特别地可以靠近氨发生装置4定位的射频识别-RFID组成元件可读/写。因此，在装置的操作期间遇到的诸如加热元件无效、防漏密封系统的密封件中的可能的泄漏等等的任何缺陷和失效均能够存储在射频识别-RFID芯片中的存储器中。
这种芯片确保了每个氨发生装置的可追溯性。
这种芯片的优点是在待机模式时不需要任何电源。因此，配备有该芯片的氨发生装置可以在其最后一次使用甚至几年之后进行检查。该芯片还具有的优点是比有线元件在氨发生装置中定位具有更大的自由度。
此外，包含在这种芯片中的信息可以在无需电接触的情况下进行读取，这确保了包含在装置的存储元件中的待分析的信息能够以可靠的方式迅速、容易地读取。
这种氨发生装置4具有的优点是通过利用抓握手柄32从车辆的行李箱容易地移除，而不需要外部协助或任何特定的工具，含有饱和硫酸铵盐的釜10以完全安全的方式被紧密地密封并且由保护容器20保护。另外，保护容器的存在限制了操作装置的用户的温觉。
以类似的方式，车辆的电子控制单元（ECU）能够探测装置的存储元件，并因此获知其氨容量，被安装在车辆中的装置的版本，使得以便在必要时阻止根据较旧版本开发的装置的操作。因此，车辆的ECU将容易地识别非再生的耗尽的装置的安装。
在车辆的操作期间，当ECU检测出氨发生装置不再发出氨并且因此检测出它被耗尽时，ECU将其提醒车辆的用户，以便确保车辆中的装置由新的装置替换。
为了继续进行车辆中的装置的移除，保护容器20的上壁24首先从车辆的底板分离，该步骤能够通过操纵确保装置保持就位的抓握手柄和/或通过松开顶壁24的凸缘来执行。如本文中前面所述，抓握手柄中的一个的操纵能够引起单连接构件36、38的解锁。
因此，第一单连接构件36与第二单连接构件38能够彼此分离，以便允许将耗尽氨发生装置4的装置移除。
因此，移除的装置可以随后利用氨特别是在车库中或具有用于此的专用设施的经销商和服务中心进行再生。
通过变型，例如当与射频识别-RFID芯片通信的射频识别-RFID元件检测出氨发生装置相对于车辆的底板6的运动高于阈值限制值时，单连接构件36、38的解锁能够自动地控制。在这种情况下，抓握手柄或手柄的操纵将只允许装置的上部从底板释放。
将新装置设定就位通过以下方式执行：将新装置插入底板中为此目的而设置的开口8中，然后连接第一单连接构件36与第二单连接构件38，以及通过例如操纵抓握手柄32中的一个，锁定第一单连接构件36与第二单连接构件38的连接。以类似的方式，装置4的上部通过专用锁定系统固定至底板6。
在将新装置设定就位期间，新装置由将电连接和流体连接设定就位的车辆的ECU检测。ECU能够检测经核准的氨发生装置并且允许流体连接和电连接仅用于这种装置。因此，保证了装置的安全使用。
以类似的方式，ECU能够分析所安装的新系统并且特别地验证其氨填充率。ECU也可以在其配置处具有其他各种细节和信息，比如装置已被再生的次数、再生期间发生的任何最终失效等等；该信息允许ECU评估装置的疲劳状态以及特别是在其加热装置上的磨损。
在售后服务期间，在任何再生步骤之前，该装置能够被探测和查询以便被识别并确定其独有特性，比如其年限、已再生的次数、在安装在车辆上时所行驶的公里数等等。该信息很重要，因为在许多再生循环后，饱和硫酸铵盐被改变，其中，在一定量的再生循环之后，吸附反应变为具有平庸的品质。
此外，如果在装置的使用期间遇到缺陷和失效，则装置将被打开，这将允许负责该装置的技术人员采取相应的行动，特别地，例如通过修复装置、通过更换其加热装置或通过处置该装置。
本发明不限于本文中上面所描述的实施方式，特别地，氨发生装置可以安装在车辆中的任何其他可到达的地方中，并且特别地，隐藏在背后或舱口之下。
以类似的方式，确保氨发生装置4在车辆的底板6上的保持就位的锁定机构可以独立于抓握手柄32并且例如可以包括类似于车辆门锁系统的系统，该系统能够由位于车辆的行李箱中或仪表盘上的控制器进行控制。
这种氨发生装置4的优点是具有安全的流体连接，只要各种锁定系统被禁用，氨的任何散发就被停止。
此外，排出通道34用来将意外地释放到空间30中的氨朝向车辆的外部排泄，因此，能够防止车辆中的乘客的任何中毒的危险。
有利地，第一单连接构件36和第二单连接构件38各自均可以由塞式密封系统保护（未图示），一旦装置从其外壳取出和/或一旦锁定系统中的一个被禁用，则塞式密封系统就设定就位，由此使用户不能靠近这些构件。这种封闭系统还具有防止诸如灰尘或水的外部元素的任何污染的优势。
通过变型，仅釜能够从车辆移除。在该实施方式中（未示出），保护容器和加热元件永久地保留在车辆中，加热元件适于通过釜的金属壁加热饱和硫酸铵盐。在这种情况下，抓握手柄以传导很少热量或不传导热量的材料提供，这样以便保护操纵釜的用户。
如图2至图4所示，氨发生装置可以具有第一单连接构件36，第一单连接构件36设置在釜10的前壁16处并且旨在与第二单连接构件38配合，第二单连接构件38位于旨在用于容置装置的外壳42的侧壁处。
在该实施方式中，用于确保将装置锚定在底板上的锁定机构可以牢固地固定至车辆，这种机构在图2至图4中用附图标记44表示。该机构包括可以由手柄48操作的杆46，杆46对旨在与装置的底壁22中的为此目的而设置的开口52配合的销50的运动进行控制。
因此，在装置4安装在车辆上期间，在图3中示出的第一步骤的过程中，装置4定位在车辆的外壳42中。在该步骤期间，锁定机构没有被致动，这意味着手柄48被松开，因而销50没有定位在保护容器的开口52中。另外，在该第一步骤中，即使第一单连接构件36和第二单连接构件38彼此面对布置，它们也没有彼此配合，这意味着在第一电连接器与第二电连接器之间没有电连接并且在第一流体连接器与第二流体连接器之间没有流体连接。
在图4中示出的第二步骤的过程期间，杆46被移位，这导致锁定机构的接合。然后，该接合使得销50能够定位在开口52中并且使得第一单连接构件36与第二单连接构件38能够配合，这样以便能够实现第一电连接器与第二电连接器之间的电连接以及在第一流体连接器与第二流体连接器之间建立流体连接。

Claims (20)

1.一种用于处理机动车辆的内燃机的排气的氨发生装置，所述氨发生装置包括釜(10)，所述釜(10)包含能够通过解吸附来释放氨的本体，
其特征在于，所述氨发生装置设置有第一单连接构件(36)，所述第一单连接构件(36)包括用于为所述氨发生装置供给电力的电连接装置以及用于允许排泄解吸附反应之后产生的氨的流体连接装置，
其中，所述第一单连接构件(36)能够与第二单连接构件(38)配合，所述第二单连接构件(38)连接至电力供给装置以及连接至所述内燃机的排气管线，所述第二单连接构件包括电连接装置和流体连接装置，所述第一单连接构件(36)和所述第二单连接构件(38)的接合使得分别属于所述第一单连接构件(36)的所述电连接装置和所述第二单连接构件(38)的所述电连接装置彼此接合，所述第一单连接构件(36)的所述流体连接装置和所述第二单连接构件(38)的所述流体连接装置彼此接合。
2.根据权利要求1所述的氨发生装置，其特征在于，所述氨发生装置包含设置在所述釜内的加热装置(12)，以便加热包含在所述釜(10)中的所述本体以及由此引起所述解吸附反应。
3.根据权利要求1所述的氨发生装置，其特征在于，能够释放氨的所述本体是扁平圆盘的形式，所述扁平圆盘的外径具有与所述釜的内壁互补的形状。
4.根据权利要求1所述的氨发生装置，其特征在于，所述釜(10)设置在保护容器(20)内。
5.根据权利要求4所述的氨发生装置，其特征在于，所述保护容器(20)的尺寸比所述釜(10)的尺寸大，使得在所述釜的至少一个壁与所述保护容器的设置成与所述釜的该壁面对面的壁之间保留有空间(30)。
6.根据权利要求5所述的氨发生装置，其特征在于，所述保留的空间(30)由绝缘泡沫填充，以便减少在所述釜(10)的所述壁与所述保护容器(20)的所述壁之间的热传递。
7.根据权利要求5所述的氨发生装置，其特征在于，所述保护容器(20)包括排出通道(34)，所述排出通道(34)与在所述釜(10)与所述保护容器(20)之间的所述保留的空间(30)连通并且适于排泄所述保留的空间(30)中存在的氨。
8.根据权利要求6所述的氨发生装置，其特征在于，所述保护容器(20)包括排出通道(34)，所述排出通道(34)与在所述釜(10)与所述保护容器(20)之间的所述保留的空间(30)连通并且适于排泄所述保留的空间(30)中存在的氨。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的氨发生装置，其特征在于，还设置有至少一个抓握手柄(32)。
10.根据权利要求1所述的氨发生装置，其特征在于，所述第一单连接构件(36)和所述第二单连接构件(38)通过能够由用户控制的锁定/解锁系统组装。
11.根据权利要求9所述的氨发生装置，其特征在于，所述第一单连接构件(36)和所述第二单连接构件(38)通过锁定/解锁系统组装，所述抓握手柄(32)的操纵致动所述锁定/解锁系统。
12.根据前述权利要求1-8以及10-11中的任一项所述的氨发生装置，其特征在于，还设置有可读/写的存储元件，使得能够获得所述氨发生装置所特有的以及有助于所述氨发生装置的操作的信息和细节。
13.根据权利要求9所述的氨发生装置，其特征在于，还设置有可读/写的存储元件，使得能够获得所述氨发生装置所特有的以及有助于所述氨发生装置的操作的信息和细节。
14.根据权利要求12所述的氨发生装置，其特征在于，所述存储元件为射频识别-RFID芯片。
15.根据权利要求13所述的氨发生装置，其特征在于，所述存储元件为射频识别-RFID芯片。
16.一种机动车辆，其特征在于，所述机动车辆包括根据权利要求1至15中任一项所述的氨发生装置。
17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括锁定机构，所述锁定机构设计用于确保所述氨发生装置在安装于所述车辆中的壳体(42)中保持就位。
18.根据权利要求17所述的车辆，其特征在于，所述锁定机构包括杆(46)，所述杆(46)控制所述第一单连接构件(36)和第二单连接构件(38)的接合，以便使得分别属于所述第一单连接构件(36)的所述电连接装置和所述第二单连接构件(38)的所述电连接装置彼此接合，所述第一单连接构件(36)的所述流体连接装置和所述第二单连接构件(38)的所述流体连接装置彼此接合。
19.根据权利要求18所述的车辆，其特征在于，所述杆(46)控制销(50)的运动，所述销(50)旨在用于与设置在所述氨发生装置的壁中的开口(52)配合。
20.一种用于操作设置在机动车辆中的根据权利要求1-15中任一项所述的氨发生装置的方法，其特征在于包括如下步骤：
-将所述第一单连接构件(36)与所述第二单连接构件(38)脱离，以便允许从所述车辆中移除所述氨发生装置；
-将所述第一单连接构件(36)连接至所述第二单连接构件(38)，以便使得分别属于所述第一单连接构件(36)的所述电连接装置和所述第二单连接构件(38)的所述电连接装置彼此接合，所述第一单连接构件(36)的所述流体连接装置和所述第二单连接构件(38)的所述流体连接装置彼此接合。
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