CN109863342B - 机动车辆流体管线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于引导至少一种流体介质的机动车辆流体管线，特别是用于引导SCR催化转化器系统的尿素溶液，设有至少一个流体输送管道(1)和连接到该管道(1)的至少一个流体输送连接器(2)。该管道(1)在其长度L的至少一部分上设有流体输送外管线(3)和容纳在外管线(3)中的输送流体内管线(4)。该连接器(2)具有与外管线(3)流体连通的第一连接分支(5)，并包括与内管线(4)流体连通的第二连接分支(6)。

Description

机动车辆流体管线
技术领域
本发明涉及一种用于引导至少一种流体介质(特别是用于引导用于SCR催化转化器系统的尿素溶液)的机动车辆流体管线，设有至少一个流体输送管道和连接到该管道的至少一个流体输送连接器。在本发明的范围内，连接器包括至少两个连接分支，通过这至少两个连接分支，导出或传递流体介质(特别是尿素溶液)。流体介质有利地经由至少一个连接分支引导到单元，该单元优选地是计量装置。计量装置使得可以以计量方式供应流体介质，并且根据一个推荐的实施例，以计量方式将流体介质或尿素溶液供应到SCR催化转化器系统。在机动车辆中，特别是在包括柴油发动机的车辆中，通常设置包括用于处理废气的SCR催化转化器的SCR催化转化器系统(SCR：选择性催化还原)。为了有效地减少机动车辆的废气中的氮氧化物，将尿素溶液在SCR催化转化器上游以计量方式添加到废气中。
背景技术
开头所述类型的机动车辆流体管线的不同实施例在实践中是已知的，并且特别是结合用于SCR催化转换器系统的尿素溶液的传导是已知的。在这种情况下，连接到管道的连接器可以包括用于尿素溶液的两个连接分支，该尿素溶液经由这些连接分支供应到计量装置，以便在每种情况下以计量方式将尿素溶液供应到SCR催化转化器系统。在这种情况下，管道仅包括一个内导管，该导管被管壁围绕。流体介质或尿素溶液离开管道的内导管并进入连接器的两个连接分支。当关闭包括这种SCR催化转化器系统的机动车辆的发动机时，SCR系统(特别是管道和连接器)被清空或尿素溶液从其中移除。如果系统随后再用尿素溶液再填充，则在液体流中，特别是在连接器区域和连接分支区域中出现漩涡和/或气泡，并干扰尿素溶液的均匀流动，从而会对整个SCR系统产生不利影响。
发明内容
本发明的技术问题是提供一种可以避免上述缺点的开头所述类型的机动车辆流体管线。
为了解决该技术问题，本发明提供了一种用于引导至少一种流体介质(特别是用于SCR催化转化器系统引导尿素溶液)的机动车辆流体管线，设有至少一个流体输送管道和连接到该管道的至少一种流体输送连接器，该管道在其长度L的至少一部分上包括流体输送外管线和流体输送内管线，该流体输送内管线容纳在外管线中并沿外管线延伸，并且连接器包括至少一个或第一连接分支以及至少一个或第二连接分支，该至少一个或第一连接分支与外管线流体连通，该至少一个或第二连接分支与内管线流体连通。
根据本发明的特别推荐的实施例，管道或外管线和/或内管线由塑料材料制成或大体上由塑料材料制成。连接到管道的连接器有利地由塑料材料制成或大体上由塑料材料制成。
在本发明的范围内，管道直接连接到流体输送连接器。本发明的一个优选实施例的特征在于外管线和/或内管线与连接器结合。对于该连接，本发明的一个非常优选的实施例的特征在于，外管线和/或内管线通过旋转焊接连接和/或通过激光焊接连接的方式连接到连接器。
本发明基于以下认识：通过将根据本发明的管道分成流体输送外管线和流体输送内管线，连接器中以及特别地在两个连接分支的区域中，可以最小化或几乎避免非均匀流动情况。这主要也适用于用流体介质或尿素溶液填充根据本发明的机动车辆流体管线的过程。在这种情况下，与实践中已知的流体管线相比，可以观察到高度均匀的流体介质流，尤其是在连接器的区域中，特别是在管道和连接分支之间的过渡区域中。在这方面，外管线和内管线以及连接器由塑料材料制成或大体上由塑料材料制成并且，通过旋转焊接连接或激光焊接连接将外管线和内管线结合到连接器或优选连接到连接器的实施例也是特别重要的。这种类型的连接令人惊讶地有助于在连接器区域中或在连接分支区域中的流动的均匀化。
在本发明的范围内，管道的外管线与管道的内管线平行或大体上平行地布置。根据本发明的流体管线的特别优选的实施例，外管线和内管线彼此同轴或大体上同轴地布置。在本发明的范围内，外管线和内管线的横截面相对于彼此同轴地或同心地布置。外管线和内管线的这种同轴或同心布置是有利的，因为当管道被加热时，流体介质或尿素溶液可以在外管线和内管线中以高度均匀的方式被加热，正如所优选的。另外，该实施例有利于两个连接分支处的均匀流动条件。
根据本发明，管道在其长度L的至少一部分上包括流体输送外管线和容纳在外管线中的流体输送内管线。在这种情况下，在本发明的范围内，管道在其区域中形成为外管线和内管线，该区域连接到包括两个连接分支的连接器。根据本发明的一个实施例，管道在其长度L的至少50％上(优选地在其长度L的至少60％上，并且优选地在其长度的至少70％上)形成为外管线和内管线。在本发明的范围内，管道仅在其长度L的一部分上形成为单个流体导管。在其长度L的该部分中，管道因此仅包括一个内导管或流体导管，该内导管或流体导管被管壁围绕。此外，在本发明的范围内，包括单个流体导管的这部分管道直接过渡到包括外管线和内管线的管道部分。在这种情况下，可以说，内管线因此可以伸入到管道的流体导管或内导管中。上面已经指出，根据一个优选实施例，两条管线或外管线和内管线在包括外管线和内管线的管道的部分中彼此同轴或大体同轴地布置。
在本发明的范围内，流体介质，特别是尿素溶液，沿相同方向并且有利地沿包括至少两个连接分支的连接器的方向流过外管线和内管线。在这方面，根据本发明的流体管线与实践中本身已知的流体管线的不同之处在于，流体介质以逆流流过两个平行管道或同轴管道。在这些在实践中已知的管道中，通过外管线传导的流体介质用于控制通过内管线传导的流体介质的温度，反之亦然。在本发明的范围内，优选地，不提供仅通过在外管线和/或内管线中流动的流体介质来有针对性地控制温度。因此，在本发明的范围内，流体介质流过外管线和内管线，而不存在温度控制介质。下面描述控制根据本发明的流体管线或辅助流体管线的温度或加热根据本发明的流体管线或辅助流体管线的优选实施例。
根据本发明的推荐实施例，管道在其长度L的至少一部分上被加热，优选地在其整个长度L上或大体上在其整个长度L上被加热。根据本发明的流体管线优选地被加热或管道被加热，特别是当流过其中的流体介质是尿素溶液或用于SCR催化转化器系统的尿素水溶液时。这种尿素溶液或尿素水溶液的缺点在于尿素在低于-11℃的温度下结冰并部分结晶出来。结果，尿素溶液的进一步功能可靠的供应受到阻碍或完全阻塞。因此，减少或防止了所讨论的机动车辆的废气中的一氧化氮的有效减少。为了避免这种缺点，加热输送尿素溶液的管道是有利的。
根据本发明的流体管线的特别推荐的实施例，外管线包括至少一个加热装置，优选至少一根加热丝。外管线有利地被该加热装置或至少一根加热丝围绕。建议将至少一根加热丝以螺旋或旋涡形状缠绕在外管线上。借助于该至少一根加热丝，外管线有利地被电加热，并且为此，加热丝连接到电源。根据本发明的另一个变型，管道可以经由至少一个电加热的平面加热装置加热，特别是通过电加热的加热箔、通过电加热的加热带或通过印刷的加热结构加热。然后，平面加热装置有利地缠绕在管道的外管线上。在这方面，本发明基于以下认识：当根据本发明将管道分成外管线和内管线时，通过至少一个加热装置或通过至少一个加热丝或平面加热装置将外管线加热到足够的程度。结果，也可以将通过内管线输送的尿素溶液的温度控制到足够的程度，以防止其冻结。
根据本发明的经过试验和测试的实施例，连接到外管线和内管线的连接器也被加热，优选地被电加热。在这种情况下，至少一个加热装置或可电加热的加热装置也有利地缠绕在连接器上。但是，连接器也可以不包括其自身的加热装置。
一个根据本发明的机动车辆流体管线的优选实施例的特征在于，管道由保护管围绕。在这种情况下，管道和保护管有利地彼此同轴地或大体上同轴地布置。举例来说，本发明的一个实施例的特征在于围绕管道的保护管形成为波纹管。根据本发明的经过试验和测试的实施例，保护管围绕外管线，外管线再围绕内管线。然后，保护管、外管线和内管线优选地彼此同轴地或大体上同轴地布置。在本发明的范围内，保护管、外管线和内管线在截面上彼此同轴地定向。
一个本发明特别推荐的实施例的特征在于，连接器包括至少两个流体导管，并且优选地包括至少两个平行或大体上平行的流体导管，每个流体导管连接到连接器的连接分支。在本发明的范围内，可以说，两个流体导管形成管道的外管线和内管线的延伸部，并且有利地形成为外管线和内管线的线性延伸部。连接器的流体导管优选地还形成为外流体导管和内流体导管，该外流体导管围绕内流体导管。可以建议两个流体导管(外流体导管和内流体导管)彼此同轴布置。根据本发明的推荐实施例，流体导管(内流体导管和外流体导管)直接连接到连接器的连接分支。根据一个变型，将连接器的一个或至少一个连接分支横向于并且优选地垂直于管道的纵向轴线以及连接器的纵向轴线进行定向。可以建议连接器的一个或至少一个连接分支形成为管道的或连接器的流体导管的线性延伸部。连接到连接器的内流体导管的连接分支是有利地。横向于或垂直于管道的纵向轴线以及连接器的纵向轴线布置的连接分支优选地连接到连接器的外流体导管。
在本发明的范围内，用于以计量方式供应流体介质的计量装置连接到连接器的每个连接分支或连接器的两个连接分支。根据本发明的特别优选的实施例，用于SCR催化转化器系统的计量装置设置在连接器的每个连接分支上，以便以计量方式供应尿素溶液。在这种情况下，至少一个计量装置有利地布置在相关联的机动车辆的发动机舱中。
本发明还涉及提供一种用于制造机动车辆流体管线的方法，将连接器结合到内管线，该单元包括该连接器和随后连接到外管线的内管线，其中将内管线引入或插入外管线，然后将外管线结合到连接器上。在本发明的范围内，内管线和/或外管线由塑料材料制成或大体上由塑料材料制成。此外，在本发明的范围内，内管线和/或外管线通过挤压制成。根据本发明的优选实施例，第二连接器连接到外管线，其在上游处连接到由连接器和内管线组成的单元，该第二连接器优选地也结合到外管线。然后将由第一连接器和内管线以及由第二连接器和外管线组成的两个单元互相连接，使得内管线被引入或插入外管线，然后外管线被结合到第一连接器。根据本发明的推荐实施例，第一连接器和/或第二连接器形成为快速连接器。优选地通过注塑成型来制造第一连接器和/或第二连接器。如上所述，根据本发明的方法的特别优选的实施例的特征在于，内管线通过旋转焊接方法或激光焊接方法连接到连接器或第一连接器，和/或其特征在于外管线通过旋转焊接方法或激光焊接方法连接到连接器或第一连接器。连接器特别优选地包括激光透明材料。外管线和第二连接器优选地也通过旋转焊接方法或激光焊接方法连接。
本发明基于以下认识：在根据本发明的机动车辆流体管线中，始终可以保持流过其中的流体介质或尿素溶液的均匀流动，并且流体介质中没有任何干扰涡流或气泡。这尤其当填充SCR催化转化器系统的根据本发明的机动车辆流体管线时也适用。最重要的是，在根据本发明的流体管线中，可以最小化或实际上避免管道和连接器之间的连接区域中的流动的不均等。因此，在根据本发明的解决方案中，可以在很大程度上排除由于流动不均等而对SCR催化转化器系统的不利影响。然而，也可以以简单的方式、没有问题地加热或电加热根据本发明的流体管线和连接到外管线和内管线的连接器。可以有效地加热流过外管线和内管线的流体介质或者可以有效地控制其温度。还应该提到的是，根据本发明的流体管线可以以相对小的工作量和相对低的成本来生产。还必须强调的是，根据本发明的流体管线的上述优点还有利地包括部件之间的优选结合，特别是通过旋转焊接或激光焊接。
附图说明
下面基于以下仅示出一个实施例的附图将更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的机动车辆流体管线的示意性侧剖视图；以及
图2示意性地示出了通过图1中的主题物体的截面A-A。
具体实施方式
附图示出了根据本发明的用于引导至少一种流体介质的机动车辆流体管线，并且优选地用于引导用于SCR催化转化器系统的尿素溶液。在该实施例中，根据本发明的流体管线包括流体输送管道1和连接到所述管道1的流体输送连接器2。优选地，在该实施例中，连接器2’或第二连接器2’也连接到管道1的另一端。
管道1在其长度L的部分L1上包括流体输送外管线3和流体输送内管线4，该内管线4容纳在外管线3中并沿着外管线3延伸。有利地并且在该实施例中，外管线3与内管线4平行布置，并且外管线3和内管线4优选地彼此同轴地布置。根据优选实施例并且在该实施例中，管道1在其长度L的第二部分L2上仅呈单个流体导管11的形式。在这种情况下，管道1的管壁因此仅围绕没有被细分的流体导管11。
在该实施例中，流体介质，优选尿素溶液，沿相同方向流过外管线3和内管线4。该流动方向在图1中通过外管线3和内管线4中的箭头示出。因此，流体介质或尿素溶液流向连接器2。
根据优选实施例并且在该实施例中，管道1直接连接到流体输送连接器2，并且优选地在该实施例中结合到连接器2。在这种情况下，根据推荐并且在实施例中，外管线3和内管线都结合到连接器2。外管线3和内管线4优选地通过旋转焊接连接或激光焊接连接的方式连接到连接器2。
根据非常优选的实施例并且在该实施例中，管道1形成为被加热。在这种情况下，根据推荐并且在该实施例中，外管线3被可电加热的加热丝8围绕。因此，仅外管线3设置有加热装置或加热丝8，并且本发明的范围中，由于加热所述管道，因此也可以充分控制内管线4中的流体介质的温度。有利地并且在该实施例中，管道1由保护管7围绕，根据推荐并且在该实施例中，该保护管7形成为波纹管。
在图1中可以看出，特别地，连接器2包括两个平行的流体导管9、10，其优选地并且在该实施例中形成外管线3和内管线4的线性延伸部。在这种情况下，内流体导管9对应于内管线4的线性延伸部，并且外流体导管10对应于外部管线3的线性延伸部，外流体导管10围绕连接器2的内流体导管9。优选地并且在此实施例中，连接器2的两个流体导管9、10彼此同轴布置。两个流体导管9、10中的每一个流体导管优选地并且在该实施例中连接到连接器2的连接分支5、6。在该实施例中的这种情况中，一个连接分支6横向于或垂直于管道1的纵向轴线或连接器2的纵向轴线布置。该连接分支6有利地并且在该实施例中连接到外流体导管10。另一连接分支5形成内管线4的、以及内流体导管9的线性延伸部。
根据一个优选实施例，连接器2的两个连接分支5、6分别连接到计量装置(图中未示出)，用于以计量方式供应流体介质。在这种情况下，有利地，其是用于SCR催化转化器系统的计量装置。计量装置优选地布置在SCR催化转化器系统或相关联的机动车辆的不同点处。

Claims (14)

1.一种机动车辆流体管线，用于引导SCR催化转化器系统的至少一种流体介质，其中，设有至少一个流体输送管道(1)和连接到所述管道(1)的至少一个流体输送连接器(2)，所述管道(1)在其长度L的至少一部分上包括流体输送外管线(3)和容纳在所述外管线(3)中并沿所述外管线(3)延伸的流体输送内管线(4)，所述外管线(3)由至少一个加热装置围绕，所述至少一个加热装置的形式为加热丝(8)和平面加热装置中的至少一个，所述连接器(2)包括第一连接分支(5)以及第二连接分支(6)，所述第一连接分支(5)与所述内管线(4)流体连通，所述第二连接分支(6)与所述外管线(3)流体连通，所述内管线(4)和所述外管线(3)均实质地结合到所述连接器(2)，使得所述外管线(3)终止于所述连接器(2)的第一端并且通过结合连接，所述内管线(4)延伸穿过所述连接器(2)，终止于所述连接器(2)的相对于所述第一端的第二端并且通过结合连接。
2.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述管道(1)直接连接到所述流体输送连接器(2)。
3.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述外管线(3)和所述内管线(4)中的至少一个通过旋转焊接连接和激光焊接连接中的至少一种连接到所述连接器(2)。
4.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述外管线(3)与所述内管线(4)大体上平行地布置。
5.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述外管线(3)和所述内管线(4)彼此大体上同轴地布置。
6.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述管道(1)在其长度L的一部分上仅形成为单个流体导管(11)，并且所述管道(1)在其长度L的另一部分上的形式为所述外管线(3)和所述内管线(4)。
7.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述流体介质沿相同方向流过或能够流过所述外管线(3)和所述内管线(4)。
8.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，将所述管道(1)形成为使得其长度L的至少一部分被加热。
9.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述管道(1)由保护管(7)围绕。
10.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述连接器(2)包括至少两个平行或大体上平行的流体导管(9，10)，所述流体导管(9，10)各自连接到所述连接器(2)的连接分支(5，6)。
11.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，将用于所述流体介质的计量供应的计量装置设置在所述连接器(2)的每个连接分支(5，6)上。
12.根据权利要求1所述的机动车辆流体管线，其特征在于，所述管道(1)在与所述连接器(2)连接的一端相对的另一端处连接至第二连接器(2’)。
13.一种用于制造根据权利要求1所述的机动车辆流体管线的方法，其中将连接器(2)实质地结合到内管线(4)，随后将包括所述连接器(2)和所述内管线(4)的单元连接到外管线(3)，其中将所述内管线(4)引入所述外管线(3)中，然后将所述外管线(3)实质地结合到所述连接器(2)，使得所述外管线(3)终止于所述连接器(2)的第一端并且通过结合连接，所述内管线(4)延伸穿过所述连接器(2)，终止于所述连接器(2)的相对于所述第一端的第二端并且通过结合连接，其中所述外管线(3)包括至少一个加热装置并且由至少一个加热装置围绕，所述至少一个加热装置的形式为加热丝(8)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将所述内管线(4)引入所述外管线(3)中包括将所述内管线(4)插入所述外管线(3)中。
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