CN104968903A - 用于提供液体添加剂的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供液体添加剂的装置(1)，该装置具有用于该装置(1)的运行的至少一个液压部件(4)安装在其上的组件主体(2)，并且具有插板(3)，该插板紧固在组件主体(2)上并且其上安装有至少一个电加热器(5)和用于装置(1)的运行的至少又一个电气部件(5)，其中电加热器(5)从插板(3)延伸到所述组件主体(2)的切口(7)中。

Description

用于提供液体添加剂的装置
技术领域
本发明涉及一种用于提供液体添加剂、特别是用于提供用于排气系统的尿素-水溶液的装置。这种装置可例如用于向机动车辆的排气处理装置供给液体添加剂。
背景技术
在汽车领域中，还利用排气处理装置，其中借助于还原剂来还原排气的污染物。在此背景下执行的排气净化处理为选择性催化还原(SCR)法，其中借助于氨来还原排气中的氧化氮化合物以形成诸如水、氮和二氧化碳之类的无害物质。可转化而形成氨的还原剂可呈液体添加剂的形式供给到排气处理装置。排气中热和/或水解地(借助于水解催化转化器)发生形成氨的转化。出于该目的，通常使用尿素-水溶液作为液体添加剂。可买到商品名为的用于排气净化的尿素-水溶液。
用于机动车辆的提供液体添加剂用的装置应该尽可能廉价。这种装置的一个问题在于添加剂(例如尿素-水溶液)在低温下会冻结。例如在-11℃下冻结。在机动车辆中，此类低温可特别是在冬季长时间停放过程中出现。不过为了容许该装置运行，已知设置可借以加热该装置的加热器。可借助于加热器来使该装置中冻结的液体添加剂熔化。借助于加热器，在适合的情况下还可以防止液体添加剂的冻结。此类加热器同样应当尽可能廉价并且在该装置内布置成使得由加热器产生的热在装置内尽可能有效地分布。此外，应当确保加热器可出于维修目的而更换。
此外，必须考虑设置在该装置中的电气部件要连续运行，其中侵蚀性环境(尿素-水溶液和/或道路和/或气候条件)对实现廉价且易于维修的布置结构提出了特定要求。
发明内容
以此为出发点，本发明的一个目的是解决或至少减轻上述技术问题。具体地，本发明旨在提供一种用于提供液体添加剂的廉价装置，该装置具有加热器，其中该加热器更换简单且易于维修。
借助于根据权利要求1的特征的装置来实现所述目的。该装置的更多有利细化方案在从属权利要求中指出。权利要求中单独指出的特征可以以任何期望的技术上可行的方式互相组合并且可通过描述中的说明性事实补充，其中指出了本发明的更多实施例。
本发明涉及一种用于提供液体添加剂的装置，该装置具有用于装置的运行的至少一个液压部件安装在其上的组件主体，并且具有插板，该插板紧固在组件主体上并且其上安装有至少一个电加热器和用于装置运行的至少又一个电气部件，其中该至少一个电加热器从插板延伸到组件主体的至少一个切口中。
用于提供液体添加剂的装置优选包括泵，可借助于该泵将液体添加剂从罐输送到给送装置。可借助于该给送装置将液体添加剂给送到排气处理装置。优选存在由管路构成并供液体添加剂输送通过的输送路径，该输送路径从罐处的吸入点经泵通向给送装置。用于提供液体添加剂的装置还可具有至少一个阀和/或至少一个传感器，可借助于该阀和/或传感器来控制和/或监视液体添加剂的输送。泵、可设置的阀和可设置的传感器在此称作装置的液压部件。所述液压部件(其与添加剂(直接)交互)可安装在装置的组件主体上。
该组件主体的形式例如可以是板，在该板上提供用于液压部件的安装位置。该组件主体还可具有产生各个液压部件之间的液压连接的管道。组件主体中的所述管道于是构成从罐到给送装置的输送路径或输送管道的一部分。
组件主体上的液压部件通常还具有至少一个电气端子。泵具有例如电源端子，可借助于该电源端子向泵供给电流以用于其运行。传感器具有电线，传感器可经由所述电线输出与通过传感器测得的测量值对应的输出电压脉冲。阀具有用于阀控制的电气端子。组件主体上的液压部件的所有电气端子优选组合在一个插入式电连接器中。
除组件主体外，该装置具有插板。该插板载持装置的电气(或电子)部件。电气部件例如为电气回路、控制单元或类似部件。所述电气部件控制组件主体上的液压部件的工作。优选装置中的电气部件全都安装在插板上。插板上的电气部件优选(以与组件主体上的液压部件相同的方式)具有电气端子。组件主体上的电气部件的电气端子优选组合在一个插入式连接器中。
组件主体上的插入式电连接器和插板上的插入式电连接器优选在插板被紧固在组件主体上时互相接合。因此由两个插入式连接器形成插入式连接。插入式电连接器因而构成组件主体与插板之间的共同电气接口。优选组件主体上的液压部件与插板上的电气部件严格分离。这允许互相独立地制造和/或组装带液压部件的组件主体和带电气部件的插板。这容许特别简单和有效的制造。
该装置的电加热器为电气部件并因此紧固在插板上。该电加热器无需与液体添加剂直接接触以便能够履行其在该装置中的功能。该电加热器因此在此不是液压部件。但是，该电加热器呈现特别好的向组件主体上的液压部件中的液体添加剂的热传递。因此在组件主体中布置有切口，电加热器从插板开始延伸到该切口中。该切口可为例如组件主体中的孔，并且电加热器可具有延伸到所述孔中的至少一个杆形部分。
由于电加热器以此方式延伸到组件主体的切口中，所以电加热器可在空间上布置成特别靠近组件主体和组件主体上的液压部件。也可在切口的区域内在组件主体中设置导热元件，该导热元件容许热从电加热器直接传递到组件主体中。此类导热元件可例如由在电加热器延伸到切口中时与电加热器进行接触的接触区域构成。
如果加热器具有主动加热部和被动热分配部，则该装置特别有利，其中主动加热部中发热，该热由被动热分配部分配，其中被动热分配部延伸到组件主体的切口中并且主动加热部在插板上布置成与组件主体间隔开。
加热器的这种分割使得能使用比传统加热器小的主动加热部。这样，可避免昂贵的主动发热材料并用更廉价的热分配材料替代。此外，用于向主动加热部供电的电线可保持更短，因为主动加热部可靠近电源位于插板上。用于加热器的短电线是特别有利的，因为在机动车辆中，加热器通常以低工作电压工作，并且需要具有较大截面的电线来在低工作电压下传输较大量的热能。这种电气线路首先是昂贵的，且其次具有高重量。
如果被动热分配部包括至少一个热管，则本发明更为有利。空腔位于热管中，该空腔以气密方式被封闭并且其中存在部分处于液相且部分处于气相的流体。通过蒸发和冷凝，可借助于热管以特别有效的方式传热，不会出于该目的而需要大的温差。在所述装置中使用热管因此是特别有利的。
如果插板具有至少一个导引件，则该装置更为有利，在使用组件主体进行组装期间，借助于该导引件使插板相对于组件主体在空间上定位，其中该导引件由加热器构成。
此类导引件可例如由接合在组件主体上的对应开口中的杆形结构或导引装置构成。所述接合优选在插板仍与组装主体间隔开时的组装过程中已经产生。插板然后沿导引装置朝组件主体移动，使得组件主体和插板上的端子全都位于关于彼此正确的空间位置并被引导到彼此之中。
由于功能原因，此类导引件从插板突出到组件主体上的相应切口中。因此将加热器与所述类型的导引件组合是特别有利和廉价的。因而可避免另外的部件。加热器和所述导引件因而在此发挥了非常有利的协同作用。
如果在至少一个导引件上形成有用以将插板靠在组件主体上夹持的至少一个夹持装置，则该装置更为有利。
这种夹持装置可例如由带倒钩的钩构成，当切口中的导引件或呈加热器形式的导引件已到达其最终位置时，该钩钩挂在组件主体上的切口中。使用这种夹持装置，能以简单方式产生组件主体与插板之间的牢固和可靠的连接，不会出于此目的而需要诸如螺钉或连接销之类的另外的组装装置。该夹持装置还可设计用于在加热器与组件主体之间进行热传递由于夹持装置在组件主体上的卡扣，特别是在导引件与组件主体之间产生紧密接触，该接触可用于热传递。
如果电加热器在切口中与组件主体形成直接接触，则该装置更为有利，其中组件主体包括位于切口内的热传递区段，该热传递区段与电加热器进行直接接触以使得热至少借助于导热从加热器传递到组件主体。
该热传递区段可以是组件主体在切口区域内的表面。优选地，加热器刚好配合在切口中。组件主体在切口内部的表面可涂覆有导热涂层，该导热涂层促进从加热器到组件主体的热传递。该涂层可以是热传递浆状物。
如果热传递区段是柔性的并且可至少部分地借助于切口内的电加热器压缩成使得热传递区段被压靠在电加热器上，则该装置更为有利。
该弹性热传递区段可以包括以下材料中的至少一者：
-硅橡胶，
-发光剂(glimmer)，
-塑料箔，和
-固体石蜡。
在该装置的又一实施例中，至少借助于热辐射或传导来使热从电加热器传递到组件主体。因此，组件主体与切口区域内的加热器之间特别是存在(空气)间隙。借助于热辐射或借助于传导来使热从加热器传递到组件主体使得能精确地设定从加热器到组件主体的热传递。由于制造公差，加热器与组件主体之间的均匀直接接触可能比加热器与组件主体之间的一致间距更难产生。因而可借助于这种设计来实现不同装置的特别一致的制造。加热器的表面和组件主体在切口区域内的表面可设计和形成为使得能借助于热辐射或借助于传导来实现特别有效的热传递。该主体还可包括支持与电加热器接触的空气的循环的通道或其它结构或装置。例如，组件主体可包括容许空气循环的封闭和环形通道。加热器和至少一个液压部件受该通道影响，以使得加热器散发的热可由空气从加热器输送到液压部件。
如果插板具有至少一个弹性部，则该装置更为有利，组件主体借助于该弹性部被支承在外壳体中。
外壳体在用于液体添加剂的罐上形成例如(干)腔室。外壳体可为金属的和/或由塑料制成。外壳体也可焊接在罐上或罐的罐壁上。借助于插板上的弹性部，组件主体优选被压靠在外壳体的壁上。这产生组件主体在外壳体中的特别容易产生的固定。该装置的组件因此可借助于弹性部来简化。
如果超声波传感器紧固在插板上，则该装置更为有利，可借助于该超声波传感器监视至少一个以下参数：
-罐中的液体添加剂的充填液位，或
-罐中的液体添加剂的品质。
如果液体添加剂为尿素水溶液，则液体添加剂的品质通常为尿素浓度。在本发明一个特别优选的实施例中，超声波传感器构造成监视罐中的液体添加剂的充填液位和品质两者。超声波传感器可借助于对超声波经罐中的液体添加剂的传播的测量来测量罐中的充填液位。超声波传感器可穿过壳体执行测量，且因此无需与液体添加剂直接接触。这里，超声波传感器为电气部件而不是液压部件。该超声波传感器优选紧固在插板上，使得超声波传感器在插板安装在组件主体上时抵接装置的壳体。插板的弹性部可支持该抵接。罐中的液体添加剂位于外壳体的与超声波传感器相对的另一侧。
本发明特别是可用于机动车辆中，该机动车辆具有内燃发动机并具有用于净化内燃发动机的排气的排气处理装置，而且还具有可借以向排气处理装置提供液体添加剂的上述装置。
在该排气处理装置中，优选布置有SCR催化转化器，借助于该SCR催化转化器，可在液体添加剂(诸如尿素-水溶液之类的还原剂)的辅助下净化内燃发动机的排气。
附图说明
下面将基于附图更详细地说明本发明和技术领域。附图示出了特别优选的设计变型，但本发明不局限于这些设计变型。要特别指出的是，附图且特别是图示的尺寸关系仅为示意性的。在附图中：
图1：示出了处于组装状态的上述装置的第一设计变型，
图2：示出了在组装之前的上述装置的第一设计变型，
图3：示出了上述装置的第二设计变型，
图4：示出了上述装置的第四设计变型，
图5：示出了具有上述装置的用于液体添加剂的罐，
图6：示出了具有上述装置的机动车辆。
附图中同样的部件用相同的附图标记表示。因此，应该首先结合地说明图1-5所示的装置1的不同设计变型。
具体实施方式
装置1分别具有组件主体2,该组件主体上布置有至少一个用于输送液体添加剂(例如尿素-水溶液)的至少一个液压部件4。此类液压部件4可以是例如泵、传感器和/或阀。液压部件4经由输送管道24在组件主体2上互相连接，液体添加剂的输送经所述输送管道24发生。组件主体2具有切口7。插板3紧固在组件主体2上。电气部件6和加热器5安装在插板3上。插板3和组件主体2均具有在组装状态(如图1所示)下构成插入式连接25的插入式连接器26，组件主体2上的液压部件4和插板3上的电气部件6经由所述插入式连接25互相电连接。
图2示出了在插板3已被安装在组件主体2上之前的图1的装置1的设计变型。这里，组件主体2和插板3上的插入式连接器26彼此分离。加热器5尚未配置在组件主体2的切口7内。插板2具有导引件10，该导引件容许插板3在组件主体2上的特别简单的安装，因为所述导引件10在插板被安装在组件主体上之前已经使插板3相对于组件主体2定位。导引件10具有可选的夹持装置11，插板3可借助于该夹持装置11被夹持在组件主体2上。
在图3所示的装置1的设计变型中，电加热器7被分割成主动加热部8和被动热分配部9。在如图3所示的设计变型中，在插板3上另布置有超声波传感器14，可借助于该超声波传感器监视用于液体添加剂的罐中的充填液位。所述超声波传感器14为电气部件6。图3的设计变型布置在壳体13中。超声波传感器14抵接壳体13，以便能执行穿过壳体13对罐中的充填液位的超声波测量，其中壳体13为此插入所述罐的罐底座中。
如图4所示的装置的设计变型大致对应于如图3所示的设计变型。但是，这里，插板3还具有允许组件主体2被支承在壳体13中的弹性部12。为此，插板3的弹性部12将组件主体2分多个部分压靠在壳体13上。作为示例，图4示出了热传递区段29，该热传递区段为组件主体2的一部分且其与加热器5直接接触以使得能通过热传导来使热从加热器5传递到组件主体2。
图5示出了用于液体添加剂的罐15的装置1。装置1的壳体13构成罐15内的单独腔室。该单独腔室可例如被形成为罐15的罐壁的向内突出部分，该部分延伸到罐的内部。所述向内突出部分可借助于罩盖27从罐15的外侧封闭。在壳体13上设置有吸入点23，可在该吸入点23从罐15提取液体添加剂。输送路径21从吸入点23向装置1之外延伸。输送路径21穿过泵22延伸，可借助于所述泵22沿输送路径21输送液体添加剂。泵22为液压部件4并因此安装在图5中未单独示出的组件主体上。图5还示出了超声波传感器14如何测量罐15中的液体添加剂的充填液位。超声波传感器为电气部件6，并且因此安装在图5中未单独示出的插板3上。
图6示出了具有内燃发动机17的机动车辆16。机动车辆16还具有可借以净化内燃发动机17的排气的排气处理装置18。液体添加剂可借助于该给送装置20被给送到排气处理装置。液体添加剂由装置1从罐15经由管路28供给到给送装置20。在排气处理装置18中布置有SCR催化转化器19，借助于该SCR催化转化器，可在液体添加剂的辅助下还原内燃发动机17的排气中的氧化氮化合物。
即使已在附图中彼此结合地说明了许多技术特征，但对本领域的技术人员而言显而易见的，所述技术特征也可被提取并与其它示例性实施例结合。这在未明确说明必要的组合的情况下应当同样适用。这特别是涉及在此可按需互换的装置部件的数量/布置/对齐。
上述装置特别廉价并且组装特别简单。同时，它容许部件的特别容易的更换和维修，使得装置的修理特别容易实现。
附图标记清单
1  装置
2  组件主体
3  插板
4  液压部件
5  加热器
6  电气部件
7  切口
8  主动加热部
9  被动热分配部
10 导引件
11 夹持装置
12 弹性部
13 壳体
14 超声波传感器
15 罐
16 机动车辆
17 内燃发动机
18 排气处理装置
19 SCR催化转化器
20 给送装置
21 输送路径
22  泵
23 吸入点
24 输送管道
25 电气插入式连接
26 插入式连接器
27 罩盖
28 管路
29 热传递区段

Claims (10)

1.一种用于提供液体添加剂的装置(1)，所述装置具有组件主体(2)，所述组件主体(2)上安装有至少一个液压部件(4)以用于所述装置(1)的运行，并且所述装置具有插板(3)，所述插板紧固在所述组件主体(2)上并且在所述插板上安装有至少一个电加热器(5)和至少一个另外的电气部件(6)以用于所述装置(1)的运行，其中所述至少一个电加热器(5)从所述插板(3)延伸到所述组件主体(2)的至少一个切口(7)中。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述加热器(5)具有主动加热部(8)和被动热分配部(9)，其中所述主动加热部(8)中产生热，该热由所述被动热分配部(9)分配，其中所述被动热分配部(9)延伸到所述组件主体(2)的所述切口(7)中并且所述主动加热部(8)在所述插板(3)上布置成与所述组件主体(2)间隔开。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其中，所述被动热分配部(9)包括至少一个热管。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述插板(3)具有至少一个导引件(10)，所述插板(3)在与所述组件主体(2)组装期间借助于所述导引件(10)在空间上相对于所述组件主体(2)定位，其中所述导引件(10)由所述加热器(5)构成。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其中，在所述至少一个导引件(10)上形成有用以将所述插板(3)抵靠在所述组件主体(2)上夹持的至少一个夹持装置(11)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述加热器(5)在所述切口(7)中与所述组件主体(2)直接接触，其中所述组件主体(2)包括位于所述切口(7)内的热传递区段(29)，所述热传递区段与所述加热器(5)形成直接接触(7)，以使得至少借助于热传导使热从所述加热器(5)传递到所述组件主体(2)。
7.根据权利要求6所述的装置(1)，其中，所述热传递区段(29)是柔性的并且能借助于所述切口(7)内的所述加热器(5)至少部分地压缩成使得所述热传递区段(29)被压靠在所述加热器(5)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述插板(3)具有至少一个弹性部(12)，借助于所述弹性部将所述组件主体(2)支承在外壳体(13)中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，超声波传感器(14)被紧固在所述插板(3)上，能够借助于所述超声波传感器(14)监视罐(15)中的液体添加剂的充填液位。
10.一种机动车辆(16)，所述机动车辆具有内燃发动机(17)并具有用于净化所述内燃发动机(17)的排气的排气处理装置(18)，而且还具有根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，能够借助于所述装置(1)向所述排气处理装置(18)提供液体添加剂。
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