CN203476459U - 用于加注管的通风系统 - Google Patents

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斯科特·唐纳德·库珀
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Abstract

本实用新型提供了一种用于加注管的通风系统，该加注管与车辆中的柴油机尾气处理液储箱连接。在一个示例性方法中，通风系统包括位于加注管的内表面中的多个切口，多个切口在加注管的顶面中沿着加注管的内直径。通过本实用新型的技术方案，能够在DEF储箱补充DEF时允许空气从储箱逸出，从而减少回溅并增强喷嘴功能。

Description

用于加注管的通风系统
技术领域
本实用新型涉及一种用于与车辆中的柴油机尾气处理液储箱连接的加注管的通风系统。
背景技术
发动机尾气系统可使用多种还原剂的喷射以辅助多种废气排放物的反应。在一个实例中，还原剂可包括柴油机尾气处理液（DEF），其可包括用在选择性催化还原（SCR）中的尿素基化学反应物以减少柴油车尾气中的氮氧化物排放量。DEF可储存在车载储存容器（诸如储箱）中。DEF储箱可经由连接至DEF储箱的加注管进行周期性地加注，以便可在发动机工作期间使用DEF液体。
一些汽车类型的充液喷嘴针对不同应用制造成非标准或特殊结构，并且可插入DEF储箱的加注管内来为DEF储箱再加注DEF。一种这种类型的喷嘴为以ISO22241标准制造的ZVA牌SCR尿素喷嘴，其具有磁联锁以防止DEF被泵压到燃料箱中。这种喷嘴改变了加注管的直径以利于喷嘴的使用并将磁联锁保持在正确位置以将其保持在磁场中。这种直径变化从19mm以45°角逐渐增加至约24mm。
本实用新型的发明人已经认识到，当将这类喷嘴放置在加注管中时，其在DEF储箱补充DEF时会阻止空气逸出。通过阻止空气逸出，喷嘴会被推回和/或液体与空气可能会以失控方式喷出（回溅），这会导致诸如喷嘴功能性劣化和DEF液体泄漏的后果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种加注管的通风系统，其能够在DFE储箱补充DEF时允许空气从储箱逸出。
在一个示例性方法中，为了解决上述这些问题，提供了一种连接至车辆中的柴油机尾气处理液储箱的加注管的通风系统。该通风系统包括位于加注管的内表面中的多个切口，这些切口在加注管的顶面中沿着加注管的内直径延伸。
优选地，切口从所述加注管的内直径朝向加注管的外直径延伸并且不与外直径处的加注管的外表面相交。
优选地，多个切口中的相邻切口由加注管的顶面中的非切口区域间隔开。
优选地，切口在所述加注管的顶面处为圆弧形。
优选地，切口在所述加注管的顶面处为方形或V形。
优选地，切口在所述内表面中的深度在柴油机尾气处理液储箱的内侧至柴油机尾气处理液储箱的外侧的方向上逐渐增加。
优选地，切口成角度地延伸到加注管的内表面中，使得加注管的内壁在每个切口处的直径在柴油机尾气处理液储箱的内侧至柴油机尾气处理液储箱的外侧的方向上逐渐增加。
优选地，加注管的内直径与加注管的内壁在外缘的切口处的直径之间的差值小于加注管的壁厚。
优选地，加注管的内直径与加注管的内壁在所述外缘的切口处的直径之间的差值小于加注管的外直径与加注管的内壁在所述外缘的切口处的直径之间的差值。
优选地，多个切口中的每个切口均成角度地延伸到加注管的内表面中以相对于加注管的中心轴成角。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于加注管的通风系统，加注管与车辆中的柴油机尾气处理液储箱连接，包括：位于加注管的内表面中的多个切口，多个切口在加注管的顶面中沿着加注管的内直径，其中，多个切口中的相邻切口由加注管的顶面中的非切口区域间隔开。
优选地，切口成角度地延伸到加注管的内表面中，使得加注管的内壁在每个切口处的直径在柴油机尾气处理液储箱的内侧至柴油机尾气处理液储箱的外侧的方向上逐渐增加。
优选地，加注管的内壁在非切口区域处的直径与加注管的内壁在切口处的直径之间的差值小于加注管的壁厚。
优选地，加注管的内壁在所述非切口区域处的直径与加注管的内壁在切口处的直径之间的差值小于加注管的内壁在加注管的顶面的切口处的直径与加注管的外直径之间的差值。
优选地，每个切口在顶面中沿着所述加注管的中心轴的方向的深度大于加注管的壁宽。
优选地，切口在平行于所述加注管的中心轴的方向上为圆弧形。
优选地，非切口区域在切口之间均匀间隔开。
优选地，非切口区域沿着加注管的内直径的长度大于切口沿着内直径的长度。
根据本实用新型的又一方面，提供了一种用于加注管的通风系统，加注管与车辆中的柴油机尾气处理液储箱连接，包括：位于加注管的内表面中的多个圆形切口，圆形切口在加注管的顶面中沿着加注管的内直径，圆形切口从加注管的内直径朝向加注管的外直径延伸并且不与外直径处的加注管的外表面相交，多个切口中的相邻切口由所述加注管的顶面中的非切口区域间隔开。
优选地，切口在内表面中的深度在柴油机尾气处理液储箱的内侧至柴油机尾气处理液储箱的外侧的方向上逐渐增加。
优选地，切口成角度地延伸到所述加注管的内表面中，使得加注管的内壁在每个切口处的直径在柴油机尾气处理液储箱的内侧至柴油机尾气处理液储箱的外侧的方向上逐渐增加。
通过这种方式，在经由布置在加注管中的喷嘴（例如，使用上述ZVA牌SCR尿素喷嘴）用DEF液体补充DEF储箱的同时，允许空气逸出DEF储箱。例如，在加注DEF期间允许空气逸出可减少回溅并增强喷嘴功能。此外，在这种方法中，可使用常规或标准尺寸的加注管帽来密封加注管。此外，在该方法中，在加注DEF液体期间，特定喷嘴或加注容器上的密封件可在加注管的端部密封。
应当理解，提供上面的背景技术和综述是为了以简化的形式引入将在下面的详细说明书中进一步描述的概念的集合。这并不意味着识别要求保护主题的关键或必要特征，其范围由所附权利要求来唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上面提到的或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了根据本实用新型的示例性车辆系统的示意图。
图2示出了示例性DEF储箱与其中插入喷嘴的加注管的示意图。
图3示出了根据本实用新型的其中插入喷嘴的示例性加注管的示意图。
图4示出了根据本实用新型的示例性加注管的截面图。
图5示出了根据本实用新型的示例性加注管的立体图。
图6和图7示出了根据本实用新型的其它示例性加注管。
图2至图7近似按比例绘制，然而如若需要可使用其它相对尺寸。
具体实施方式
以下描述涉及用于车辆（诸如图1所示车辆）的柴油机尾气处理液（DEF）系统中的DEF储箱的加注管的通风系统。喷嘴可插入到连接至DEF储箱的加注管中以向储箱（诸如图2所示DEF储箱）补充DEF液体。如图3至图5所示，在通过喷嘴加注时，即便在喷嘴阻塞大部分加注管接头入口时，围绕加注管接头的内直径的小切口仍允许空气逸出储箱。如下所述，这些切口可进行成形和设定尺寸以免降低加注管接头的强度或密封能力。通过认真为加注管接头中的切口设定尺寸，会少量减少加注管接头的端部的密封面积，而内直径的密封面积丝毫不会受到影响。在一些实例中，切口可相对加宽以使面积最大化，而又足够浅以免降低接头的端部密封。此外，在一些实例中，切口可成角度地延伸到接头内直径中，同时切口外形圆润以辅助具有密封环的加注容器的插入和移除。
参照图1，总体以参考标号100示出示例性车辆系统的示意图。车辆100可包括底盘102、具有车轮106的车轴104、发动机108和控制系统14。虽然图1示出了一个车轴与车轮组，然而车辆100可包括多个车轴与车轮组。在一个实例中，发动机108可为柴油发动机。此外，尽管未示出，但车辆100还可包括变速器、驾驶室或其它部件。
所示控制系统14从多个传感器16接收信息（本文描述了多种实例）并向多个致动器18发送控制信号（本文描述了多种实例）。作为一个实例，传感器16可包括尾气传感器，诸如氮氧化物（NOx）传感器、氧传感器和与发动机尾气连接的多种其它传感器。其它传感器（诸如压力和温度传感器）可连接至车辆中的多个位置。作为另一实例，致动器可包括燃料喷射器（未示出）、还原剂喷射器、还原剂管道加热器以及本文所述的多种其它致动器。控制系统14可包括控制器12。控制器可从多个传感器接收输入数据、处理输入数据并响应于经处理的输入数据基于编程或编码到其中对应于一个或多个程序的指令或代码触发致动器。在一个实例中，控制器可为微型计算机，其包括微处理单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。
车辆100还可包括尾气系统202。尾气系统可包括通向一个或多个尾气后处理装置（例如，装置216、218和220）以及还原剂输送和存储系统（诸如DEF系统222）的尾气管道204。尾气系统的一部分（如管道204）可连接至发动机的尾气歧管，以便将尾气从尾气歧管供应至管道204。
尾气后处理装置可沿着尾气管道204以多种顺序和/或组合布置。例如，SCR催化剂218可位于柴油机氧化催化剂（DOC）216的下游。柴油机微粒滤清器（DPF）220可位于SCR催化剂218的下游。应当理解，图1所示尾气系统202的排放控制装置本质上是示例性的。多种其它排放控制装置和结构可包括在尾气系统202中。例如，尾气系统202可仅包括SCR及其下游的DPF。在另一实例中，尾气系统202可仅包括SCR。在又一实例中，DPF可位于SCR的上游，或者可例如使用DPF/SCR组合型催化剂。
尾气系统202还可包括还原剂输送和/或存储系统，诸如DEF系统222。正如本文所指出的，DEF可以是存储在储存容器（诸如储箱）中的液态还原剂（诸如尿素）。在一个实例中，DEF系统222可包括用于车载DEF存储的DEF储箱212、经由位于SCR218处或其上游的喷射器将DEF储箱连接至尾气管道204的DEF输送管路224。DEF储箱212可为多种形式，并可包括加注管接头213以及位于车身中的相应的帽或盖。正如下述图2至图3所示出的，加注管接头213可构造成容纳用于补充DEF的喷嘴。车辆100还可包括可邻近DEF储箱212安置的燃料箱214。
DEF系统222还可包括位于管路224中的DEF喷射器226，其将DEF喷射到SCR上游的尾气中。DEF喷射器226可用以经由控制系统14来控制DEF喷射正时和喷射量。DEF系统222还可包括DEF泵228。DEF泵228可用以加压DEF并将其输送到管路224中。DEF系统222还可包括加热DEF管路224的DEF管路加热器232。例如，DEF管路加热器可以低温加热去往DEF泵的DEF液体以维持DEF液体粘度。加热器可为电阻加热器或多种其它结构。加热器可连接至电源234（诸如电池系统），并可通过诸如控制系统14经由一个或多个开关启用和控制。
如上所述，一些汽车类型的充液喷嘴针对不同应用制造成非标准或特定结构，并且这些充液喷嘴可插入到DEF储箱的加注管内以再加注DEF。例如，图2至图3示出了插入加注管240中的喷嘴248。例如，喷嘴248可以是根据ISO22241标准制造的ZVA牌SCR尿素喷嘴，其具有磁联锁以防止DEF被泵送到燃料箱中。喷嘴248可为圆柱形，以便喷嘴248的一部分244可在圆柱形加注管240内与其配合。
喷嘴248的下部244可放置在圆柱形加注管240的内壁242内，所以喷嘴248的下部244的直径254小于加注管240的内壁242的直径252。由于喷嘴248的下部244的直径254小于加注管240的内壁242的直径252，因此可在喷嘴248的下部244的外壁与加注管240的内壁242之间形成间隙258。
喷嘴248可包括凸缘246，其在加注管240的顶面边缘306与喷嘴248的外部261之间形成交界面250。喷嘴248的外部261具有的直径256可大于喷嘴248的下部244的直径254。因此，凸缘246的直径沿下部244至外部261的方向逐渐增加。例如，这种直径变化可从19mm以45°角逐渐增加至约24mm。这种直径的增加会在加注DEF储箱时有效阻碍空气从USCAR标准加注管接头设计中逸出，这是由于凸缘246在加注管240的顶面边缘306处沿着加注管240的内表面242与顶面边缘306接触。
如图3所示，为使空气即便是在该特制喷嘴248阻塞了交界面250处的加注管接头的大部分入口时仍能在加注燃料期间从储箱逸出，可环绕加注管240的内直径252在邻近加注管240的顶面边缘306处包括一个或多个小内泄切口302。这些切口可成形并设定尺寸，使之不大幅降低加注管接头的强度或密封性。例如，切口302可相对于加注管的中心轴352以角度304成角。切口可成角度地延伸到加注管接头的内直径252中，使内壁242的直径在切口302处沿着DEF储箱212内侧至DEF储箱212外侧的方向逐渐增加。此外，在一些实例中，角度304可小于凸缘246的角度321。通过这种方式，在加注管接头的每个切口处，可在交界面250上形成小间隙以允许空气在加注DEF期间流过切口。
在一些实例中，顶面306的每个切口沿中心轴352方向的深度354可大于加注管的壁宽410。此外，尽管每个切口在图3的加注管240中示出为平角切口，但正如以下在图5中所示出的，切口在平行于中心轴352的方向上可以为圆形或弧形。
尽管图3示出切口302在顶面306处向加注管240的内壁中成角，但在其它实例中可使用其它形状或结构。例如，如图7中702所示，切口可在加注管240的内壁242中具有阶梯形形状。例如，切口302的从内壁242朝向外壁244的宽度704在切口从顶面306朝向内部或DEF储箱的深度方向上基本恒定。作为另一个实例，如图7中706所示，切口在加注管的内壁中可以为弧形或勺形切口。例如，切口302从内壁242朝向外壁244的宽度708可沿着顶面306朝向内部或DEF储箱的方向减小至零。应当理解，这些切口形状本质上是示例性的，还可以想到其它切口形状和结构。
图4示出了加注管240沿着图3所示截面线308的截面图。在图4中，多个圆形切口302被示出沿着加注管240的内壁242邻近顶面边缘306。尽管在图4示出了8个位于加注管接头中的切口，但是加注管接头中可包括任意数量的切口（例如，一个或多个）。加注管接头中的相邻切口可由非切口区域406间隔开，以便将DEF补充到DEF储箱中的同时，喷嘴仍沿着交界面250在非切口区域406处与加注管接头保持物理接触。非切口区域406可在切口302之间均匀间隔开，并且在一些实例中，非切口区域沿加注管内直径的长度430可大于切口沿内直径的长度428。
切口可相对较宽以使面积最大化，而又足够浅以免大幅降低接头的端部密封。例如，内壁242的直径252与加注管的内壁在顶面边缘306的切口处的直径404之间的差值可小于加注管的壁厚410，或者小于加注管的内壁在顶面边缘306的切口处的直径404与加注管240的外直径402的差值。例如，加注管的外表面241与切口302之间的宽度426可小于加注管的壁厚410。
此外，如图4所示，每个切口均可以为圆形或圆弧形。例如，每个切口均可具有圆周450的圆弧形，圆周450的中心452位于加注管240的内部412中。描述切口302的圆周450的半径422可小于在沿着加注管的内直径的方向上描述加注管的内表面的圆周的半径420。此外，在非切口区域406中，内直径可基本恒定，而在切口区域302中，内直径可沿着切口的长度428先增加后减小。例如，切口的圆形或圆弧形形状可辅助具有密封环的加注容器的插入和移除。
尽管图4通过加注管240的俯视图示出切口302具有弧形或圆弧形切口，但在其它实例中还可使用其它形状和结构。例如，如图6中602所示，当从加注管240的顶面306观察时，切口302可具有位于加注管240的内壁242中的方形形状，以便切口沿着加注管的内直径形成方波状。作为另一实例，如图6中604所示，当从加注管240的顶面306观察时，切口302可具有延伸到加注管240的内壁242中的三角形或V形形状，以便切口沿着加注管的内直径形成V形波状。作为另一实例，如图6中606所示，当从加注管240的顶面306观察时，切口302可具有正弦形状，以便正弦形状的波峰位于加注管的内直径中的切口的中心处，而正弦形状的波谷位于邻近切口区域406的非切口区域处。在该实例中，切口沿着加注管的内直径形成正弦波形状。应当理解，这些切口形状本质上示例性的，并且还可以想到其它切口形状和结构。
图5示出了示例性加注管240的立体图。如图5所示，位于加注管的内表面中沿内直径242的每个切口在邻近加注管的顶面306处弯曲到加注管的壁中。该切口形成抛物线状，其进入加注管壁的深度沿着中心轴朝向顶面306的方向逐渐增加。
应当理解，本文公开的结构在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应在限制性的意义上来理解，因为众多变型是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其它发动机类型。
本公开的主题包括本文公开的各种系统和结构以及其它特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求特别指出被认为新颖和显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能涉及“元件”或“第一元件”或等同称谓。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。可以通过对当前的权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合。无论与原始权利要求相比在范围上更宽、更窄、相同还是不同，这些权利要求也被认作包括在本公开的主题内。

Claims (10)

1.一种用于加注管的通风系统，所述加注管与车辆中的柴油机尾气处理液储箱连接，其特征在于，包括：
位于所述加注管的内表面中的多个切口，所述多个切口在所述加注管的顶面中沿着所述加注管的内直径延伸。
2.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述切口从所述加注管的内直径朝向所述加注管的外直径延伸并且不与所述外直径处的所述加注管的外表面相交。
3.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述多个切口中的相邻切口由所述加注管的顶面中的非切口区域间隔开。
4.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述切口在所述加注管的顶面处为圆弧形。
5.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述切口在所述加注管的顶面处为方形或V形。
6.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述切口在所述内表面中的深度在所述柴油机尾气处理液储箱的内侧至所述柴油机尾气处理液储箱的外侧的方向上逐渐增加。
7.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述切口成角度地延伸到所述加注管的内表面中，使得所述加注管的内壁在每个切口处的直径在所述柴油机尾气处理液储箱的内侧至所述柴油机尾气处理液储箱的外侧的方向上逐渐增加。
8.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述加注管的内直径与所述加注管的内壁在外缘的切口处的直径之间的差值小于所述加注管的壁厚。
9.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述加注管的内直径与所述加注管的内壁在外缘的切口处的直径之间的差值，小于所述加注管的外直径与所述加注管的内壁在所述外缘的所述切口处的直径之间的差值。
10.根据权利要求9所述的通风系统，其特征在于，所述多个切口中的每个切口均成角度地延伸到所述加注管的内表面中以相对于所述加注管的中心轴成角。
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