CN108603463B - 用于储藏辅助液体以及将辅助液体供给内燃机的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于储藏辅助液体以及将辅助液体供给机动车内燃机或机动车内燃机部件的系统，该系统包括用于流体的储藏容器(1)；至少一个用于流体的输送泵(7)和至少一个管路系统，管路系统包括至消耗件的供应部和进入储藏容器(1)的回流部，其中，所述系统包括连接模块(2)，所述连接模块装入储藏容器(1)的开口中，其中，所述连接模块(2)具有与储藏容器(1)连通的流体通道，流体通道连接在管路系统的供应管路(8)上以及回流管路(10)上，其中，连接模块(2)包括模块体，模块体构造成可导热的和/或可加热的物体。

Description

用于储藏辅助液体以及将辅助液体供给内燃机的系统
技术领域
本发明涉及用于储藏辅助液体以及将辅助液体供给机动车的内燃机或机动车的内燃机的部件的系统。
本发明还涉及用于运行这种系统的方法。最后，本发明涉及用于储藏辅助液体以及将辅助液体供给机动车内燃机或机动车内燃机部件的系统的连接模块。
本发明尤其涉及用于机动车内燃机的水注射系统。本发明还涉及可加热的用于水注射箱的模块，该水注射箱作为前述系统的储藏容器。
背景技术
在用于机动车的水注射系统中，储藏容器和阀以及管路可能结冰。在此，冰在储藏容器之内或管路之内可由于膨胀而导致损伤以及明显延长了直至系统准备好应用的时间。前述系统必须能在内燃机起动之后的最短时间之内使用。
发明内容
本发明的目的是，提供一种系统，该系统满足这些要求。
该目的通过以下特征实现，提供一种用于储藏辅助液体以及将辅助液体供给机动车内燃机或机动车内燃机部件的系统，所述系统包括用于辅助液体的储藏容器；至少一个用于辅助液体的输送泵和至少一个管路系统，所述管路系统包括至消耗件的供应部和进入所述储藏容器的回流部，其中，所述系统包括连接模块，所述连接模块装入所述储藏容器的开口中，其中，所述连接模块具有与所述储藏容器连通的流体通道，所述流体通道连接在所述管路系统的供应管路上以及回流管路上，其中，所述连接模块包括模块体，所述模块体构造成能导热的和/或能加热的物体,所述连接模块构造成能切换的多路阀，使得允许在相应操作时对管路系统进行通风和/或排空，所述连接模块包括热导元件，所述热导元件延伸到所述储藏容器的容积中，其中，所述热导元件与所述管路系统隔开距离，所述热导元件用于使在容器侧紧接所述连接模块的冰解冻，其中在解冻阶段中所述多路阀位于中间位置。
根据本发明的系统包括用于流体的储藏容器；至少一个用于流体的输送泵和至少一个管路系统，管路系统包括至消耗件的供应部和进入储藏容器的回流部。储藏容器可构造成储水容器。但是替代地，储藏容器也可构造成用于水性尿素溶液的储藏容器，该用于水性尿素溶液的储藏容器设置用于在内燃机上进行废气后处理。
该系统可包括一个或多个消耗件，消耗件例如作为具有多个注射喷嘴的计量单元，消耗件将辅助液体注射到内燃机的进气管路中、内燃机的燃烧室中或内燃机的排气管路中。
开头所述问题通过提供紧凑的可加热的连接模块实现，该连接模块确保下述功能中的至少一个：
1.能够在关闭内燃机时从储藏容器中和/或从供应管路和回流管路中和/或从一个或多个注射喷嘴中排空液体以避免结冰。
2.为了“冷起动阶段”使储藏容器的容积的足够部分解冻。
3.设置的阀是可加热的。
此外根据本发明设置成，连接模块构造成用于储藏容器的开口的封闭体。连接模块例如可在侧面布置在储藏容器的下部三分之一处，由此优选地，使排出管路尽可能靠近储藏容器底部地通入其中。
优选地，连接模块包括用于使储藏容器之内的流体的回流部卸压的器件。
根据本发明的连接模块例如可包括用于辅助液体的回流部的卸压喷嘴或分配器喷嘴。在水注射系统中，以约7Bar的压力回流约30l/h。根据本发明，包含大量热能的回流流体(在ΔT为5K时是175W)用于使储藏容器解冻且例如可借助回流喷嘴朝例如在储藏容器之内的冰喷射，回流喷嘴设置在连接模块的容器侧。
在本发明的优选变型方案中，连接模块本身可构造成加热体或通过电加热。对此，连接模块可设置成NTC形式或PTC形式的电阻加热元件。替代地，可设置成以感应方式加热连接模块。
优选对连接模块或连接模块的热导体/加热体的电加热可设置用于在内燃机的起动阶段期间使例如储藏容器之内的结冰流体解冻，在此期间还没有流体回流。
优选地，连接模块包括可操作的可操控的通风装置连接件，在通风装置连接件上游优选连接过滤器。由此允许在关闭内燃机时从储藏容器中和/或从供应管路中和/或从回流管路中和/或从注射喷嘴中排空液体。
为了可主动地对管路系统的供应管路和回流管路通风，连接模块可包括多路阀或构造成多路阀。
优选地，连接模块构造成五通/四路阀以便实现所需的切换位置(状态)。
适宜地，连接模块包括电解冻加热装置，热导元件适宜地构造成电解冻加热装置的加热体。
本发明的独立思想是，提供一种用于储藏辅助液体且将辅助液体供给机动车内燃机或机动车内燃机部件的系统，在该系统中为了维护可使回流管路和供应管路排空或通风以及必要时对储藏容器引流(排放)。
该系统可包括可逆的输送泵，输送泵对此也可输送如空气这样的压缩介质。对管路系统的排空或通风可通过以下方式进行，输送泵向后运行直至连接模块经由通风装置连接件从环境抽取空气。在供应部中的液体通过供应部输送回到储藏容器中。对此，来自环境的空气经由连接模块的通风装置连接件到达回流管路中。进入此处的空气将液体从回流管路经由输送泵必要时经由中间连接的过滤器压入供应管路中以及储藏容器中，直至管路系统被排空或通风。该过程可在内燃机的任意停机之后进行，确切地说必要时也取决于环境温度进行。
优选地，该系统包括用于取决于内燃机的运行状态和/或取决于环境温度和/或取决于流体温度和/或取决于系统中的输送压力控制通风装置和/或排空管路系统的器件。
连接模块既能够固定在储藏容器侧面上也能够固定在储藏容器下侧上。连接模块例如可装入储藏容器的底侧开口中。
在模块安装在储藏容器的侧面上时，借助合适的虹吸管保护吸取点以防在管路清洗(spül)阶段之后流入水。
在储藏容器中的回流管路中或在其进入储藏容器的通入口上游或上可设置止回阀，使得防止在对系统通风和/或排空时液体从储藏容器吸回到管路系统中。
本发明还涉及运行用于储藏辅助液体并且将辅助液体供给机动车内燃机的系统的方法，该系统具有用于流体的储藏容器、用于流体的至少一个输送泵和至少一个管路系统，管路系统包括至消耗件的供应部和进入储藏容器中的回流部，其中，相应地在内燃机停机之后对管路系统进行通风和/或排空且优选取决于环境温度进行设置。
最后，本发明涉及用于水注射箱的可加热的连接模块，该水注射箱作为用于储藏水且将水供给机动车的内燃机的系统的储藏容器，其中，连接模块构造成用于储藏容器的开口的封闭体，其中，连接模块具有与储藏容器连通的流体通道，流体通道可连接在管路系统的供应管路上以及回流管路上，其中，连接模块包括模块体，模块体构造成导热的和/或可加热的物体且优选构造成具有通风装置连接件的多路阀。
附图说明
下面根据附图描述本发明的实施例。
其中示出：
图1a示出了根据本发明的具有连接模块的储藏容器的局部剖视图；
图1b示出了沿着图1a中的箭头A-A的视图；
图2示出了与图1b相应的视图，在其中象征性地示出了多路阀的具体切换功能；
图3a-3g示出了系统的不同运行状态，其分别通过多路阀的不同切换状态示出；
图4a示出了卸压喷嘴以及布置在其之前的飞轮的布置方式的视图；
图4b示出了在图4a中示出的飞轮的俯视图；
图5a示出了可转动的喷嘴座的俯视图，该喷嘴座构造成水反作用轮；
图5b示出了在图5a中示出的喷嘴座的侧视图；以及
图6示出了卸压喷嘴以及布置在其之前的变流器(锥形分配器)的侧视图，
图7示出了系统的不同运行状态的示意性图表，以及
图8示出了程序流程图，其示出系统的不同运行周期的示意性过程。
具体实施方式
首先参考图1b。图1b示出了储藏容器1的一部分以及连接在储藏容器上的连接模块2，连接模块具有通风装置连接件2a、回流部连接件2b和供应部连接件2c。连接模块2构造成在储藏容器1中的开口3的封闭体。连接模块2包括模块体或模块方块，其构造成热导体且包括热导元件4，热导元件伸入储藏容器1的容积中。热导元件4用作加热体，加热体是电解冻装置的一部分。
也如由图1a可见地，连接模块2包括在容器侧的吸入接管5以及构造成分配器喷嘴的用于卸压和回引回流部的卸压喷嘴6。
定义储藏容器1之内的吸取点的吸入接管5形成升液管或虹吸管，其在排空系统之后如还将描述地保护供应管路以防水流入。
连接模块2可电加热，例如以感应方式或借助至少一个电接触的加热元件。
系统包括可逆的输送泵7，输送泵经由供应管路8将来自储藏容器1的水通过分配器供给作为消耗件的多个注射喷嘴9。未注射的水经由回流管路10和回流部连接件2b输送回到储藏容器1中，其中，在压力下的水经由储藏容器之内的卸压喷嘴6向上分配。热的回流部的热量经由导热的模块体且经由热导元件4传输到储藏的液体中。
如果在内燃机起动阶段期间在储藏容器1中冻结的流体之内形成凹腔，则经由回流部的在系统安装位置中指向上的喷射锥使剩余冰解冻。
如尤其从图2中看出，连接模块构造成五通/四路阀(五个切换位置/四路)。
系统的不同切换位置或运行阶段在图3中示出。连接模块包括通风装置阀2A、供应部阀2C和回流部阀2B。
图3a示出了系统的一种运行阶段，在其中连接模块2作为加热体(电加热装置)运行，其中，经由热导元件4引入储藏容器1中的热用于使在容器侧紧接连接模块的冰解冻。第一解冻阶段中多路阀位于根据图2的中间位置且所有连接件均闭合，在第一解冻阶段结束之后，通过连接模块的电加热装置经由吸入接管5排出水(图3b)且经由供应部连接件2c和供应管路8提供给注射喷嘴9。对此设置回流部，回流部借助卸压喷嘴6导入储藏容器1中。
在图3c中示出了系统的另一运行阶段，在其中没有电加热运行，但是其余的多路阀切换位置相应于图3b的切换位置。
在图3d中示出了系统的运行阶段，在其中，首先清洗注射喷嘴9，因此在注射喷嘴9打开时输送泵7的输送方向反向且吸入接管5与供应部连接件2c连接。
在该运行阶段中密封盖11封闭卸压喷嘴6。回流部连接件2b和通风装置连接件2a闭合，输送泵7首先将注射喷嘴9上游的水抽回到储藏容器1中。然后在注射喷嘴9闭合时，打开通风装置连接件2a。
为了防止在清洗注射喷嘴9时有杂质进入管路系统中，可在回流管路10中设置过滤器。
为供应管路8通风或清洗的另一运行阶段在图3e中示出。对此，通风装置连接件2a朝环境打开且输送泵7可使空气经由通风装置连接件2a吸入回流管路10中，确切地说，吸入如此长时间，直至经由供应管路8将所有液体从系统输送回到储藏容器1中。
图3f示出了在系统完全停机通风的情况下多路阀的切换位置。
最后在图3g中示出了在储藏容器1应为了维护而排空时多路阀的切换位置。
此外，对于系统的工作方式参考图7用S0、S1、S2、S3、S4和S5表示多路阀的不同切换位置，在时间轴上表示出这些切换位置。在纵坐标上示出阀的切换位置和输送泵7和计量单元(注射喷嘴9)的运行状态。直至切换位置S0的时间段是系统的空载状态。在该状态下起动加热装置关闭，计量单元或注射喷嘴9闭合。输送泵7关闭，通风装置阀2A、回流部阀2B和供应部阀2C闭合。
切换位置S0是系统的在没有流体循环的情况下进行电解冻过程的状态。在切换位置S1中，通过流体循环引起解冻，切换位置S2是在计量单元运行时，切换位置S3开始对供应管路8进行通风，切换位置S4开始对回流管路10进行通风以及切换位置S5是在系统空转时。起动加热装置、计量单元、输送泵7、通风装置阀2A、回流部阀2B和供应部阀2C的不同运行状态可通过绘出的图表读取。
为了使在储藏容器1之内的流体的经加热的回流体积流均匀分布，根据本发明的一种变型方案设置成，在卸压喷嘴6之前布置飞轮12，飞轮可转动地被支承且可加载流体，并且飞轮可经由从卸压喷嘴6中流出的流体驱动。
这尤其如在图4a中所示，在根据本发明的系统的该变型方案中设置成，两个卸压喷嘴6连接在构造成Y型分配器的回流分配器上。
飞轮15包括两个螺旋桨叶片，螺旋桨叶片分别具有液压作用的构型体。关于飞轮对称布置的卸压喷嘴使流体朝飞轮12的方向卸压并且驱动飞轮12，从而飞轮通过流体的动力开始转动。相应从卸压喷嘴6中出来的喷雾锥由于飞轮12的转动而相对大面积地在储藏容器1之内分布。
根据本发明的系统的另一变型方案在图5中示出，该变型方案显示出可转动的喷嘴座13，在喷嘴座上布置两个卸压喷嘴6，这两个卸压喷嘴分别具有在直径相对方向上的出口。由此在流体卸压时产生分别相反的脉冲，该脉冲将转矩导入喷嘴座13中且由此使喷嘴座转动。由此产生经卸压的经加热的流体的草地喷水器类型的均匀的且大面积的分散。
根据本发明的系统的另一变型方案在图6中示出。该系统包括一个卸压喷嘴6，在卸压喷嘴之前布置变流器14。变流器14构造成锥形/棱柱形，其中，锥形的尖端指向卸压喷嘴6的方向且关于卸压喷嘴6的出口对称地布置。以这种方式，变流器14使从卸压喷嘴6中流出的流体喷雾锥反射回去且加强。
在图4至图6示出的实施例的每一个中，设有用于对卸压的流体的从一个或多个卸压喷嘴6中流出的喷雾锥进行扩大/分散的器件，该器件紧接地布置在相关的卸压喷嘴6之前。
附图标记列表：
1 储藏容器
2a 通风装置连接件
2b 回流部连接件
2c 供应部连接件
2A 通风装置阀
2B 回流部阀
2C 供应部阀
3 储藏容器1中的开口
4 热导元件
5 吸入接管
6 卸压喷嘴
7 输送泵
8 供应管路
9 注射喷嘴
10 回流管路
11 密封盖
12 飞轮
13 喷嘴座(喷嘴组件)
14 变流器

Claims (11)

1.一种用于储藏辅助液体以及将辅助液体供给机动车内燃机或机动车内燃机部件的系统，所述系统包括用于辅助液体的储藏容器(1)；至少一个用于辅助液体的输送泵(7)和至少一个管路系统，所述管路系统包括至消耗件的供应部和进入所述储藏容器(1)的回流部，其中，所述系统包括连接模块(2)，所述连接模块装入所述储藏容器(1)的开口中，其中，所述连接模块(2)具有与所述储藏容器(1)连通的流体通道，所述流体通道连接在所述管路系统的供应管路(8)上以及回流管路(10)上，其中，所述连接模块(2)包括模块体，所述模块体构造成能导热的和/或能加热的物体,所述连接模块(2)构造成能切换的多路阀，使得允许在相应操作时对管路系统进行通风和/或排空,
其特征在于，所述连接模块(2)包括热导元件(4)，所述热导元件延伸到所述储藏容器(1)的容积中，其中，所述热导元件(4)与所述管路系统隔开距离，所述热导元件(4)用于使在容器侧紧接所述连接模块(2)的冰解冻，其中在解冻阶段中所述多路阀位于中间位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接模块(2)包括用于使所述储藏容器(1)之内的流体的回流部卸压的器件。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述连接模块(2)包括能操作的能控制的通风装置连接件(2a)。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述通风装置连接件上游设置过滤器。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述连接模块包括电解冻加热装置并且所述热导元件(4)构造成所述电解冻加热装置的加热体。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，用于在内燃机停机之后对所述管路系统进行通风和/或排空的器件。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，设置有用于根据所述内燃机和/或所述系统的运行状态对所述管路系统的通风和/或排空进行控制的器件。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述供应管路(8)的设置在所述储藏容器(1)中的吸取点布置在所述供应管路中的虹吸管或升液管的流体上游。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述储藏容器(1)中的回流管路(10)中或在其进入所述储藏容器(1)的通入口上游或之上设置有止回阀(11)，所述止回阀防止在对所述系统通风和/或排空时辅助液体从所述储藏容器(1)吸回到所述管路系统中。
10.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的用于储藏辅助液体且将辅助液体供给机动车内燃机或机动车内燃机部件的系统的方法，其特征在于，分别在所述内燃机停机之后且取决于环境温度为管路系统通风和/或排空。
11.一种用于水注射箱的能加热的连接模块，所述水注射箱作为根据权利要求1至9中任一项所述的用于储藏辅助液体且将辅助液体供给机动车内燃机的系统的储藏容器。
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