CN103562510A - 用于加注机动车储箱的设备 - Google Patents

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Abstract

为了用液体加注机动车的储箱(12)，尤其是用于选择性催化还原系统，本发明的设备(7)包括加注管(13)，该加注管包括伸入储箱(12)的下端(18)和用于接收液体从而加注储箱(12)的上端(19)。排放导管(14)包括伸入储箱(12)的上部部分(16)的入口端(10)、在该上端(19)附近伸入该管(13)内的出口端(11)以及位于入口端(10)和出口端(11)以下的第一结构高度处的下段(40)。固定的压降生成元件(70，71，72)使该下段(40)与位于所述第一结构高度下方的第二结构高度处的空腔(15)连通。

Description

用于加注机动车储箱的设备
技术领域
本发明涉及一种允许加注机动车储箱的设备。更具体地，本发明涉及一种设计成向机动车的催化转化器提供含尿素液体的设备。
背景技术
通常，这种设备包括用于容纳液体的储箱，例如文献EP2131020中描述的储箱。根据本技术领域中的常规做法，储箱是从顶部加注的。这种加注类型特别适合用于直接将液体从瓶中逐渐地倒入形成在储箱上部部分的开口内。储箱中包含的位于液体上方的空气或其他气体则相应地通过该开口逸出，紧密地接触沿相反方向倒入的液流。
在储箱不能充分接近以允许通过向储箱内直接倒入液体来加注时，这种加注模式就不再适用。在倒入的液流不能通过开口留出足够的空间以允许储箱中包含的空气或其他气体沿着与流动相反的方向逸出时，这种加注方法也不适合用于快速地加注储箱。
发明内容
本发明的目的是使用一种加注(填充)管，该加注管具有伸入储箱的下部部分的下端和获取液体的上端，由此允许间隔一定的距离来加注储箱。用于从底部加注储箱的该管避免了例如由于给金属板开孔而形成削弱点。
因此设置一排放导管，该排放导管包括伸入储箱的上部部分中的入口端以及在所述上端附近伸入该管内的出口端，以使排放导管内意外升高的任何液体都集中在设计用于获取液体的管的端部附近。
但是，这样的装置在制造要求特别是考虑到最小化例如在机动车内安装设备所需的空间和复杂性而规定排放管必须与加注管并排延伸时仍然存在问题。用这种方式让导管和管道彼此并排延伸会导致形成虹吸管，该虹吸管中液体会由于溢流、凝结或其他现象而有累积的趋势。
过去一直在探寻燃料箱的解决方案。因此，文献FR2597034A提出在导管的底部部分和储箱的下部部分之间引入止回阀类型的阀以使液体只能从导管流入储箱从而清空虹吸管而不能沿相反的方向流动。
但是，已知的解决方案存在其他的问题。由于装配阀而引入的复杂性是一种增加成本以及例如在阀堵塞时增大故障风险的因素。而且，阀门不太适合用于腐蚀性的催化还原液体。
为了提供针对这些问题的解决方案，本发明的主题是一种允许利用加注管和排放导管为机动车储箱加注液体的设备。该加注管具有伸入储箱中的下端和用于获取液体从而加注储箱的上端。该排放导管包括伸入储箱的上部部分中的入口端、在所述上端附近伸入该管内的出口端以及位于入口端和出口端的高度以下的第一结构高度处的下段。该设备的特征在于它包括固定的压降生成元件，该压降生成元件使所述下段与位于所述第一结构高度下方的第二结构高度处的空腔连通。
特别地，所述空腔是该储箱的位于所述下段以下的一部分。
还特别地，所述空腔是该管的位于所述下段以下的一部分。
有利地，所述固定的压降生成元件包括多孔材料。
还有利地，所述固定的压降生成元件包括几何节流部(限流部)。
该设备的一种重要用途是排气系统转化器所用的选择性催化还原系统的储箱。
所述设备还有一种重要用途是在用于加注储箱的所述液体包含尿素时使用。
附图说明
参照附图，在根据本发明所述设备的一些示范性实施例的帮助下可以更好地理解本发明，在附图中：
-图1是根据本发明的设备的截面图；
-图2是另一根据本发明的设备的截面图；
-图3和图4是用于实施本发明的压降生成元件的截面图。
具体实施方式
图1和图2示出用于加注储箱12的设备7和设备8，该储箱12用于向机动车的部件(未示出)提供液体。该机动车的部件尤其是排气系统转化器。
图1和图2中的设备尤其用于选择性催化还原的排气系统转化器(经常通过英文首字母简称为“SCR”转化器)。
储箱12包含还原剂，该还原剂还原由车辆的内燃机(未示出)排放的氮氧化物NOx。还原剂例如是在软化水中包含有30-35％比例稀释尿素的液体。通常从储箱12取一定剂量的液体以便从输送导管送至安装在排气系统转化器上的喷射器。所喷射的剂量的液体(NH2-CO-NH2)允许将发动机排放的预定量的一氧化氮和二氧化氮基本上转化成水(H2O)和氮气(N2)。容量为二十升的储箱12通常在其抗污染的能力方面为车辆赋予了20000公里的续驶里程。
为了在储箱12的内含物耗尽时对其进行加注，加注管13包括伸入储箱12的下部部分15中的下端18以及用于从服务站的泵送喷嘴或者从储罐获取液体的上端19。
为了排出位于液体上方的气体特别是空气以便允许储箱内的液位升高，所述设备装有排放导管14，该排放导管14包括伸入储箱12的上部部分16中的入口端10以及在上端19附近伸入管13内的出口端11。导管14在加注管上方的升高促使加注站的喷嘴在溢流的情况下脱开(断开)。
设备7、8均构成特别是为抗污染而在向车辆部件添加液体时使用的配件。为了尽量少地损失至少可能是有效的体积以及尽量少地影响车辆特别是车体的结构，排放导管14在储箱12的外表面附近延伸，直到接近该管13的下端18，然后沿着管13延伸以在该管的上端19附近与该管相交。
这样，车辆结构中仅设一条通道就足以用于加注管13和排放导管14二者。另外，导管14在车辆内并未经过储箱12和管道13占据的空间以外的任何空间，因此对车辆有效体积的影响最小。
上面描述了由导管14的几何形状提供的在最小化对车辆结构和有效体积的影响方面的优点，但因此而具有在导管14的路径上要求下段40位于管13的下端18附近的缺点。将下段40定位在比其入口端10和出口端11低的结构高度具有形成虹吸的效果，其中例如在液体已经升高到导管14内之后结束储箱12的加注时能积蓄液体。
下段40内存在液体具有形成堵塞而阻止在随后的加注操作中排出气体的缺点。另外，在设备7或8于操作期间经受降到液体冻结的阈值以下的温度时，液体在下段40内的固化也会带来损坏导管14的危险。液体的固化还会造成阻止气体沿导管14循环的硬性堵塞。这种缺点在液体包含尿素时是致命的，原因在于尿素冻结的温度是-11℃，这是在全球比较寒冷的区域经常会遇到的温度。
现参照图1-4介绍设备7和8提供的简单且有效的解决方案的优点，该解决方案依赖于固定的压降生成元件70、71、72。该压降生成元件促使下段40与位于前述第一结构高度之下的第二结构高度处的空腔73连通。
图1中的压降生成元件70促使下段40与储箱12的位于该下段40下方的部分15连通。储箱12的该部分15在此构成图3和图4中标记为73的空腔。
图2中的压降生成元件70促使下段40与管13的位于该下段40下方的部分18连通。管13的该部分18在此构成图3和图4中标记为73的空腔。
图1和图2中标记为70的固定的压降生成元件在图3和图4中更详细地示出，在图3中将其标记为71并且在图4中将其标记为72。
参照图3，压降生成元件包含多孔材料74。
参照图4，压降生成元件包括几何节流部75。
由多孔材料或几何节流部产生的压降集中在以下意义上：不涉及移动部件例如阀，并且能根据几何尺寸(多孔材料的孔隙率和尺寸、节流部的直径和长度)以不变的方式确定。
设备7或8主要通过四种常规的工作状态循环。在对应于储箱12实际上为空的第一状态下，储箱12内的液位低于下段40的结构高度。在对应于对储箱12进行加注的第二状态下，储箱12内的液位逐渐上升到下段40的结构高度以上，直至到达上部部分16为止。在其中设备7或8被加注的状态期间，下段40内存在液体累积的风险。在对应于储箱12接近满载的第三状态下，储箱12内的液位接近排放导管14的入口端10。在对应于储箱12为空的第四状态下，储箱12内的液位逐渐下降到下段40的结构高度以下，直到返回第一状态为止。
在驱动状态下，当储箱内的液位对于空腔侧的元件部分70足够低时，换句话说，在与储箱12相同的一侧或与管13相同的一侧上不再与储箱或管13内的液体接触时，由此在元件70的基底部形成凹陷以促使下段40内包含的液体流向空腔73。
加注能够因此主要在储箱12或管13内的液位足够低以触发由下段40形成的虹吸管清空时进行。这种低液位能够有效地实现为与车辆仪表盘上显示的指示内容相符。例如，对于构成还原剂以用于排气系统转化器内有毒气体排放物的液体来说，适用于已经确认为SCR机动车的车辆的排放控制法规规定直到剩余的续驶里程仅为2400公里时才需要提醒驾驶员应加注储箱12。
多孔段74或节流部75的毛细部分与加注管13内的低压力水平相结合明显减缓了储箱加注阶段期间从储箱12经元件70到达导管14的液体通行速度。
元件70、71、72的几何尺寸根据加注流量以及储箱和虹吸管的形状通过计算或者通过试验或者通过计算和试验的结合来确定，以使加注储箱12消耗的时间被严格限制在液体通过元件70升高时充满由下段40形成的虹吸管所消耗的时间以下。这样就足以避免排放导管14在加注结束前通过元件70而被注满。
多孔材料例如是开孔泡沫材料或保留在滤网内的一堆微珠。
节流部例如是单个节流部或者由串联或并联设置的多个节流部构成。

Claims (7)

1.一种用于为机动车储箱(12)加注液体的设备(7，8)，包括：
-加注管(13)，该加注管具有伸入储箱(12)的下端(18)和用于获取所述液体以便加注该储箱(12)的上端(19)；以及
-排放导管(14)，该排放导管包括伸入储箱(12)的上部部分(16)的入口端(10)、在该上端(19)附近伸入该管(13)内的出口端(11)以及位于入口端(10)和出口端(11)的高度以下的第一结构高度处的下段(40)；
其特征在于，该设备包括固定的压降生成元件(70，71，72)，该压降生成元件使所述下段(40)与位于所述第一结构高度下方的第二结构高度处的空腔(15，18，73)连通。
2.如权利要求1所述的设备(7)，其特征在于，所述空腔(73)是该储箱(12)的位于所述下段(40)以下的一部分(15)。
3.如权利要求2所述的设备(8)，其特征在于，所述空腔(73)是该管(13)的位于所述下段(40)以下的一部分(18)。
4.如前述权利要求中的任何一项所述的设备(7，8)，其特征在于，所述固定的压降生成元件(70，71)包括多孔材料(74)。
5.如权利要求1-3中的任何一项所述的设备(7，8)，其特征在于，所述固定的压降生成元件(70，72)包括几何节流部(75)。
6.如前述权利要求中的任何一项所述的设备，其特征在于，所述储箱(12)是用于排气系统转化器的选择性催化还原系统的储箱。
7.如前述权利要求中的任何一项所述的设备，其特征在于，用于加注储箱(12)的所述液体包含尿素。
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