CN112771257A - 具有空气分离器的工作介质供给设备、机动车和用于使工作介质供给设备运行的方法 - Google Patents

具有空气分离器的工作介质供给设备、机动车和用于使工作介质供给设备运行的方法 Download PDF

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Abstract

这里公开的技术涉及一种用于机动车的工作介质供给设备。该工作介质供给设备包括：i)至少一个用于储存有冻结危险的工作介质(B)的工作介质容器；ii)至少一个输送装置，该输送装置设置用于将储存在工作介质容器中的工作介质B从上游朝向至少一个喷射器或从下游朝相反的方向输送；iii)至少一个空气分离器(100)，该空气分离器经由供应管道(110)而与工作介质容器连接；iv)至少一个第一喷射器管道(120)，该喷射器管道将空气分离器(100)与至少一个第一喷射器连接。用于第一喷射器管道(120)的接头在空气分离器(100)在机动车中的安装位置中比用于供应管道(110)的接头更远离于行车道表面。这里公开的技术还涉及一种用于使工作介质供给设备运行的方法以及一种包括这里公开的工作介质供给设备的机动车。

Description

具有空气分离器的工作介质供给设备、机动车和用于使工作 介质供给设备运行的方法
技术领域
这里公开的技术涉及一种用于给机动车供给工作介质的工作介质供给设备。这里公开的技术还涉及一种具有这样的工作介质供给设备的机动车。工作介质供给设备例如可以构成为SCR系统。在SCR系统中部分地使用多个将尿素溶液喷射到SCR催化器中的喷射器。通向这些喷射器的喷射器管道经由T形件而与工作介质容器连接。如果机动车停止，则经由工作介质泵重新从喷射器抽吸工作介质。
背景技术
如果机动车重新投入运行，则首先在这些喷射器管道中的添加剂-空气混合物的组分是不清楚的。因此，在接着建立压力时由于空气和添加剂的混合在计量可信度测试期间计量错误和表象错误的概率提高。
发明内容
这里公开的技术的一个优选目的是，减少或消除在先已知的技术方案的至少一个缺点或者提出一种替代的技术方案。尤其是，这里公开的技术的一个优选目的是，提供一种更可靠的计量监控。另外的优选目的可从这里公开的技术的有利效果得出。所述目的通过独立权利要求的技术方案实现。从属权利要求是优选的实施方案。
这里公开的技术涉及一种用于在机动车中提供有冻结危险的工作介质的工作介质供给设备。尤其是，工作介质供给设备能提供用于还原机动车排气中的有害物质的工作介质。在另一种实施方案中，工作介质供给设备可提供水用于将水喷射到内燃机中。
一种优选的工作介质是水或水溶液、如尿素溶液(也称为添加剂)。这样的工作介质在冬季会冻结。
这里公开的工作介质供给设备包括工作介质容器，该工作介质容器构成用于储存工作介质的储存容积。
此外，这里公开的工作介质供给设备包括至少一个输送装置，该输送装置设置用于将储存在工作介质容器中的工作介质从上游朝向至少一个喷射器或从下游朝相反的方向输送。换言之，工作介质泵能沿两个相反的输送方向运行：从上游向喷射器输送工作介质，而从下游将工作介质从喷射器泵出或抽吸出去。
工作介质供给设备的喷射器可以具有各种适合于将工作介质引入下游的反应室(例如SCR系统的催化器室、内燃机的进气歧管、燃烧室等)中的构型。这样的工作介质喷射器对于本领域技术人员来说是已知的。
这里公开的工作介质供给设备还包括至少一个空气分离器，该空气分离器经由供应管道而与所述至少一个工作介质容器连接。空气分离器用于从在机动车停止(尤其是从喷射器回吸工作介质)时产生的工作介质-空气混合物中重新分离出空气。所述至少一个供应管道和所述至少一个喷射器管道构成工作介质供给设备的管道系统。
按照这里公开的技术，至少一个第一喷射器管道将空气分离器与至少一个第一喷射器连接。用于第一喷射器管道的接头在空气分离器在机动车中的安装位置中比用于供应管道的接头更远离于行车道表面。在这里公开的技术的范围内，通向空气分离器内部容积的进口或出口可理解成“接头”。换言之，亦即第一喷射器管道的接头在安装状态下设置成高于用于供应管道的接头。适宜地，用于供应管道的接头在安装位置中设置在空气分离器的下部区域内，而用于第一喷射器管道的接头设置在空气分离器的上部区域内。如果现在将空气一同吸入工作介质供给设备中，则空气可在空气分离器中升高。
工作介质供给设备还可包括至少一个第二喷射器管道，该第二喷射器管道将空气分离器与至少一个第二喷射器连接。也称为靠近发动机的喷射器的第一喷射器例如可设置在机动车的发动机舱中。也称为底板喷射器的第二喷射器例如可设置在机动车的底板区域内。这样的设置结构尤其是应用在装备有两个SCR催化器的机动车中。优选地，用于供应管道的接头可在空气分离器在机动车中的安装位置中比用于第二喷射器管道的接头更远离于行车道表面。换言之，用于供应管道至工作介质容器的接头在安装位置中亦即可设置成高于用于第二喷射器管道的接头。适宜地，第二喷射器管道可构造成，使得工作介质在第二喷射器关闭时仅仅由于重力不从空气分离器流入第二喷射器管道中。为此目的，例如第二喷射器管道的流动横截面可以是相应小的。如果第二喷射器管道在机动车停止时被抽空，则可有利地防止重新泛滥工作介质。通常，通过抽空第一和/或第二喷射器管道，除去绝大部分工作介质。在此至少抽走如此多的工作介质，使得剩下的工作介质可冻结，而不由此损坏工作介质供给设备。
在一种替代的实施方案中，所述用于第二喷射器管道的接头可在空气分离器在机动车中的安装位置中比所述用于供应管道的接头更远离于行车道表面。换言之，用于第二喷射器管道的接头在安装位置中也可以设置成高于用于供应管道的接头。这样的实施方案在各种情况下都确保：工作介质不会从空气分离器流入到用于底板喷射器的第二喷射器管道中。
第一喷射器管道和/或第二喷射器管道可分别具有一个管道区段，所述管道区段在空气分离器在机动车中的安装位置中这样伸进空气分离器中，使得在空气分离器中在管道区段的进入开口上方在空气分离器的每个填充状态下产生气垫。这样的管道区段好像也可以分开地设置并且与相应的喷射器管道流体连接。管道区段有利地这样伸进空气分离器中，使得在各种情况下都在空气分离器中俘获住气垫。例如，管道区段为此可在安装位置中从上方竖直地伸进空气分离器中。
所述工作介质供给设备可设置：
i)用于在机动车的内燃机运行临近结束时或运行之后从下游输送工作介质；
ii)在内燃机开始重新运行时将工作介质朝向所述至少一个喷射器(尤其是第一喷射器或第二喷射器)输送；和
iii)在工作介质供给设备的管道系统重新基本填充工作介质之后才开始计量监控。
用于计量监控或计量可信度测试的方法对于本领域技术人员来说是熟悉的。
所公开的技术似乎涉及一种具有这里公开的工作介质供给设备的机动车。
所公开的技术还至少包括一种用于使工作介质供给设备运行的方法。所述方法包括步骤：
i)用于在机动车的内燃机运行临近结束时或运行之后从工作介质供给设备的至少一个喷射器抽吸工作介质；
ii)从工作介质供给设备的至少一个空气分离器中的工作介质-空气混合物中分离空气；
iii)在内燃机重新运行时向所述至少一个喷射器输送工作介质；以及
iv)只有在工作介质供给设备的管道系统重新基本填充工作介质之后，才开始计量监控。
在这里公开的技术的范围内，“在内燃机重新运行时”涉及在内燃机重新运行开始之前很短时间的、期间的或之后的时间段。工作介质可例如只有在发动机启动之后从喷射器边界温度起才被输送。
“基本填充工作介质”在这里公开的技术的范围内意味着：管道系统基本上仅填充工作介质。换言之，亦即在系统中仅仅存在如此可忽略地小的空气量，使得该空气量实际上对分析评价没有影响。
附图说明
现在依据附图阐述这里公开的技术。图中：
图1至3示出这里公开的技术的第一实施方案的示意性横剖视图；
和
图4至5示出这里公开的技术的另一实施方案的另外的示意图。
具体实施方式
图1示出这里公开的技术的第一实施方案的示意性横剖视图。在空气分离器100上连接有供应管道110、第一喷射器管道120和第二喷射器管道130。用于供应管道110的接头在这里所示的安装位置中比第二喷射器管道130的接头更远离于行车道表面。换言之，亦即从供应管道110到分离器100的内部空间中的入口/出口设置成高于用于第二喷射器管道130的入口/出口。不仅用于第二喷射器管道130的接头而且用于供应管道110的接头在这里设置在空气分离器100的下部区域内。在空气分离器100的上部区域内，在这里设置有第一喷射器管道120连同其开口。工作介质供给设备的空气分离器100在这里以如下状态示出，在该状态下工作介质已经被吸回。填充高度在这里大致为70％。空气汇集在空气分离器100的上部部分中。
图2示出按照图1的工作介质供给设备处于如下状态时的示意性横剖视图，在该状态下工作介质B已被从工作介质供给设备的管道系统基本上吸出。因为用于供应管道110的接头设置成高于用于第二喷射器管道130的接头，所以在空气分离器100中总是形成最低填充高度。如可良好地看出，工作介质B未进入第二喷射器管道130中。第二喷射器管道130和必要时第一喷射器管道120之前已经被吸空。在这里，已至少吸走如此多的工作介质，使得在一个/各喷射器管道中剩余的工作介质可冻结，而由此不损坏工作介质供应设备。有利地，因此能可靠地避免第二喷射器管道130或第二喷射器的冻结。
图3示出按照图1的工作介质供给设备在工作介质B到达第一喷射器管道120之前很短时间在建立压力期间的示意性横剖视图。第一喷射器管道120例如可以通向发动机附近的第一喷射器。第二喷射器管道130在这里同样被重新填充工作介质B。
图4示出这里公开的技术的另一实施方案。用于供应管道110的接头还设置在空气分离器100的下部区域内。空气分离器100填充有工作介质B大致直至一半。在这上方汇集着空气L。用于第一喷射器管道120和用于第二喷射器管道130的接头在这里二者都设置在空气分离器100的上部区域内。不仅用于第一喷射器管道120的接头而且用于第二喷射器管道130的接头都比用于供应管道110的接头离行车道表面间隔开更远。在空气分离器100中在这里设有两个管道区段，这两个管道区段分别与第一喷射器管道120和与第二喷射器管道130流体连接。这些管道区段在空气分离器100的这里所示的安装位置中沿竖直方向伸进空气分离器100中。
用于至底板喷射器的第二喷射器管道130的设置在上部区域内的接头是有利的，尤其是当各喷射器是非空气密封的时。如果例如发动机附近的第一喷射器构造成非空气密封的，则工作介质回流到底板喷射器中的概率可提高。在用于第二喷射器管道的接头构成为位于高处的情况下，可降低这种危险。此外，两个位于高处的接头能实现两个管道支路能被吸空，而空气和工作介质不混合。
图5示出按照图4的空气分离器100处于填充状态。例如当工作介质出于任何理由未被吸回时或者当管道系统被输送装置泛滥工作介质B时，便出现这种状态。在空气分离器100中，在各种情况下在进入开口122、132上方形成填充有空气L的垫。如果机动车在冬季在该状态下停止，则该气垫在空气分离器100之内为冻结中的工作介质B提供附加的空间。在这里构成为接管的管道区段因而构成封闭的气枕作为防冰压保护。
在图中示出的实施方案仅用于图解说明这里公开的技术。图中的特征似乎可以任意组合。例如，在图4和5中示出的管道区段也可以用在按照图1至3的实施方案中。
所公开的技术尤其是应用在具有至少两个彼此间隔开距离设置的用于将工作介质喷射到两个SCR催化器中的喷射器的SCR系统中。尤其是，这里公开的技术改进了SCR系统的计量监控或者说计量可信度测试。尤其是，在SCR系统投入运行期间由于先前的空气分离能更可靠地预测：空气从何时起从工作介质供给设备中溢出。如果情况是这样的，则可以安全地开始计量监控。在通向第二喷射器或底板喷射器的第二喷射器管道中，在投入运行期间总是并且可重复地可存在相同的和优选也是最小的空气量。表象错误的风险可通过这里公开的技术降低。
出于可读性的原因，简化性地部分省去了表述“至少一个”。只要这里公开的技术的特征是以单数或不定的方式描述的，则同时也应一同公开了其复数。术语“基本上”(例如“基本上垂直的轴”)在这里公开的技术的上下文中分别包括精确的特性或精确的值(例如“垂直的轴”)以及分别对于特性/值的功能不重要的偏差(例如“竖直的轴的可容许的偏差”)。
本发明的上文描述仅用于解释目的，而不是企图用于限制本发明。在本发明的范围内，不同的改动和修改是可能的，而不偏离本发明以及其等同方案的范围。

Claims (9)

1.用于机动车的工作介质供给设备，包括：
至少一个用于储存有冻结危险的工作介质(B)的工作介质容器；
至少一个输送装置，该输送装置设置用于将储存在工作介质容器中的工作介质(B)从上游朝向至少一个喷射器或从下游朝相反的方向输送；
至少一个空气分离器(100)，该空气分离器经由供应管道(110)而与工作介质容器连接；和
至少一个第一喷射器管道(120)，该第一喷射器管道将空气分离器(100)与至少一个第一喷射器连接；其中，用于第一喷射器管道(120)的接头在空气分离器(100)在机动车中的安装位置中比用于供应管道(110)的接头更远离于行车道表面。
2.根据权利要求1所述的工作介质供应设备，还包括至少一个第二喷射器管道(130)，该第二喷射器管道将空气分离器(100)与至少一个第二喷射器连接。
3.根据权利要求2所述的工作介质供给设备，其中，所述第一喷射器设置在发动机舱内，并且所述第二喷射器设置在底板区域内。
4.根据权利要求2或3所述的工作介质供给设备，其中，所述用于供应管道(110)的接头在空气分离器(100)在机动车中的安装位置中比所述用于第二喷射器管道(130)的接头更远离于行车道表面。
5.根据权利要求2或3所述的工作介质供给设备，其中，所述用于第二喷射器管道(130)的接头在空气分离器(100)在机动车中的安装位置中比所述用于供应管道(110)的接头更远离于行车道表面。
6.根据上述权利要求之一所述的工作介质供给设备，其中，设有至少一个与第一喷射器管道(120)或与第二喷射器管道(130)流体连接的管道区段，该管道区段在空气分离器(100)在机动车中的安装位置中伸进空气分离器(100)中，使得在空气分离器(100)中在管道区段的进入开口(122、132)上方在空气分离器的每个填充状态下产生气垫。
7.根据上述权利要求之一所述的工作介质供给设备，其中，所述工作介质供给设备设置
i)在机动车的内燃机运行临近结束时或运行之后从下游输送工作介质(B)；
ii)在内燃机重新运行时将工作介质(B)朝向所述至少一个喷射器输送；和
iii)在工作介质供给设备重新基本填充工作介质(B)之后开始计量监控。
8.机动车，包括根据上述权利要求之一所述的工作介质供给设备。
9.用于使工作介质供给设备运行的方法，包括步骤：
i)在机动车的内燃机运行临近结束时或运行之后从工作介质供给设备的至少一个喷射器抽吸工作介质(B)；
ii)从工作介质供给设备的至少一个空气分离器(100)中的工作介质-空气混合物中分离空气；
iii)在内燃机重新运行时向所述至少一个喷射器输送工作介质(B)；
iv)只有在工作介质供给设备重新基本填充工作介质(B)之后，才开始计量监控。
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