CN213478434U - 用于控制和管理在车辆上液体的集成模块及相关供应单元 - Google Patents

用于控制和管理在车辆上液体的集成模块及相关供应单元 Download PDF

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Abstract

一种用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，包括‑内部元件(36)，其包括用于控制液体的特性和/或液位的传感器(40)以及至少一个液体的输送/返回管道(24)，‑外部元件(44)，所述外部元件包括用于液体的加热元件(48)，‑其中所述内部元件(36)和所述外部元件(44)可拆卸地彼此接合以便相互可分离。

Description

用于控制和管理在车辆上液体的集成模块及相关供应单元
技术领域
本发明涉及用于控制和管理在车辆上液体的集成模块，并且涉及用于控制、管理和供应在车辆上液体的相关供应单元。
背景技术
近年来，在汽车用吸热发动机领域中，用于液体的受控制的存储和输送以优化吸热发动机的直接和/或间接操作的装置已变得越来越普遍。
特别地，这些装置包括将水受控制地喷射到燃烧室(通常以汽油供应，但不仅在内燃机)中，以及喷射水和尿素溶液，以处理在以柴油供应的内燃机中的排气。
特别地，水喷射技术涉及将水(通过抽吸管道)直接或间接地喷射到燃烧室中，以减轻爆炸的趋势并降低排气的温度。即使在柴油循环发动机中，也可以以相同的方式将水喷射到燃烧室中，但目的是减少氮氧化物的形成。
此外，在由柴油循环提供的发动机中，可能需要在可变浓度SCR系统的存在下将与尿素混合的软化水喷射到排气处理系统中。
因此，所有这些应用都需要一定量的液体，包括在车辆上的软化水和/或尿素，其通常容纳在特殊罐中的。
如图所示，这些液体直接在燃烧室(水)中或沿排气管(水与尿素混合物)使用。
已知的解决方案涉及获得液体存储罐(水/尿素)，该液体存储罐必须配备有多个附件，例如液体过滤/控制系统、液体泵送系统、用于获得液体再循环的输送和引入管道以及加热系统，如果需要的话，该加热系统用于对由于低温而趋于凝固的液体除霜。实际上，这些液体罐通常布置在车辆的下部，并且在任何情况下都不位于客厢内部，而是布置在外部，因此可以承受的低于273K若干度的温度。
已知的解决方案具有一些缺点和不利条件。
特别地，已知系统包括单个主体，该单个主体包括泵送和处理液体所需的所有附件，该主体固定在罐上，以便与罐流体连接。
这些已知的解决方案相当复杂，并且对于装置必须与其相关联的每个液体罐要求特定的实施方式。
此外，所有附件在单个装置中的组合还使得其组装和拆卸变得复杂，例如执行维护/修理工作。
发明内容
因此，感到需要解决参考已知技术所引用的缺点和限制。
通过根据本实用新型用于控制和管理在车辆上液体的集成模块以及通过根据本实用新型的用于控制、管理和供应在车辆上液体的相关供应单元来满足该需求。
本实用新型涉及一种用于控制和管理在车辆上液体的集成模块，所述集成模块包括：
-内部元件，所述内部元件包括用于控制液体的特性和/或液位的传感器，以及至少部分地包括液体的输送/返回管道，
-外部元件，所述外部元件包括用于液体的加热元件，
-其中所述内部元件和所述外部元件可拆卸地彼此接合以便相互可分离。
本实用新型涉及一种用于控制、管理和供应在车辆上液体的供应单元，所述供应单元包括：
-液体罐，
-根据本实用新型所述的集成模块，所述集成模块被紧密地密封到所述液体罐，
-所述液体的至少一个输送泵，其设有通到内燃机的供应系统和/或内燃机的排气处理系统的输送管道。
在从属权利要求中描述了本发明的其他实施例。
附图说明
从以下对本发明的优选和非限制性实施方案的描述中，本发明的其他特征和优点将变得更加可理解，其中：
图1a示出了根据本发明实施例的用于控制、管理和供应在车辆上液体的供应单元的整体示意图；
图1b示出了根据本发明的另一实施例的用于控制、管理和供应在车辆上液体的供应单元的整体示意图；
图2示出了根据本发明的可能实施例的包括内部元件和外部元件的集成模块的立体图。
图3示出了根据本发明的集成模块的元件的立体图。
在下文描述的实施例之间共有的元件或部分元件将由相同的附图标记表示。
具体实施方式
参考前述附图，数字1通常表示用于控制、管理和供应在车辆上液体的供应单元。
应该注意的是，术语“车辆”必须在广义上理解。换句话说，本发明可容易地应用于配备有由任何类型燃料供应的内燃机8的任何类型的车辆。
供给单元1包括液体罐12、用于控制和管理在车辆上所述液体的集成模块16以及至少一个液体输送泵20。
液体罐12可以具有任何形状和尺寸，并且可以用两种金属材料，优选地用聚合物材料获得。
集成模块16被紧密地密封到所述液体罐12，如下面更好地描述的。
所述液体的至少一个输送泵20设置有液体的输送管道24，该输送管道24通到内燃机8的供应系统28和/或内燃机8的排气处理系统32。输送管道依次可以配备有最大压力输送阀26。供应系统28又依次设置有喷射器29，该喷射器29被配置成将液体直接喷射到燃烧室中(直接喷射)或预燃室(间接喷射)。内燃发动机8的排气处理系统32可以配备有例如喷射器33，该喷射器33被配置成沿着排气系统喷射液体。
通常，将软化水用作喷射到供应系统28中的液体，而水和尿素混合物用于喷射到内燃机8的排气处理系统32中。
用于控制和管理在车辆上液体的集成模块16包括内部元件36和外部元件44，内部元件36包括用于控制液体的特性和/或液位的传感器40，外部元件44包括用于液体的加热元件48。
优选地，内部元件36至少部分地包括或连接至至少一个液体输送/ 返回管道24。
特别地，所述内部元件36包括液压连接，该液压连接被要求将液体输送到泵，并且还可能将液体返回到液体罐12。
有利的是，内部元件36和外部元件44可拆卸地彼此相关联，从而相互可分离。
例如，内部和外部元件36、44通过诸如螺钉，螺栓等的可拆卸连接器件彼此连接。
优选地，液压密封垫片52布置在所述内部和外部元件36、44之间。
如上所述，内部模块36包括用于控制液体特性的传感器40。
根据一个实施例，所述传感器40包括至少一个液体质量传感器56 和/或至少一个液位传感器60和/或至少一个液体温度传感器64。
根据一个实施例，内部元件36还包括安装在抽吸上游的滤筒68(如果使用水则是抗菌的)，以保留液体罐12内存在的任何杂质。滤筒68优选地是可单独移除的，以便在维修期间进行更换或常规维护工作。
与涉及使用水-尿素混合物的应用不同，如果仅将水用作液体，则除了上述部件外，在所述内部元件36内部添加分别为主动和被动类型的两个生物污染控制区72。
外部元件44被布置成以便至少部分地围绕内部元件36。
根据一个实施例，外部元件44是圆柱形的，并且相对于内部元件36 同轴地布置。
外部元件36可包括用于抽吸液体的前开口74。
优选地，所述外部元件仅由加热元件48组成，例如呈加热冠状物的形式，其围绕内部元件36。
外部元件44由外部圆形冠状物组成，内部元件36插入该外部圆形冠状物中，优选地通过使用螺钉连接。这两个元件之间的液压密封通过圆形橡胶垫片来确保。
外部元件44可以包括刚性电加热器作为加热元件48，例如，该刚性电加热器由在几乎整个圆周上延伸的PTC垫组成；以及此外，如所看到的，它可以仅包括前部的开口，以确保液体的朝向存在抽吸的内部通过。
加热装置48可以包括电热阻；替代地或另外，所述加热装置48还可包括液-液热交换器。
加热元件48可传递模块化的功率，其被要求确保为足够量的液体除霜以启动系统，如果使用水，则模块化的功率可以较高，如果使用水-尿素混合物，则模块化的功率可以较低。
根据一个实施例，外部元件44成形为以便与内部元件36一起限定适于至少部分地容纳所述液体的基本圆柱形的液体收集容积76；优选地，所述收集容积76容纳用于控制液体的特性和/或液位的传感器40。
优选地，所述收集容积76是圆形的，并且在外部由外部元件44的侧壁80并且在内部由集成模块16的基部50界定。
这种配置具有双重优势：一方面，创建了一种井，以收集要被通过传感器分析的一部分液体，另一方面，创建被通过围绕它的加热装置48轻松、快速地加热的大量的液体。因此，例如，即使由于长时间的不活动或暴露于低温而冻结了液体，也可以恢复液体，并因此在非常短的时间内恢复模块的操作和液体的喷射。
外部元件44优选地配备有可拆卸的连接器件，用于将其可移除地固定到液体罐12。
外部元件44配备有密封垫片，用于紧密地固定到所述可关联的罐。
替代地，可以借助于热叶片焊接技术将外部元件44固定到液体罐12 上。
从前述内容可以理解，本发明克服了现有技术的缺点。
该解决方案的优点在于具有由两个元件(内部元素和外部元素)组成的模块。包含传感器、过滤区域(如果使用水，还包括抗菌控制区域) 的内部元件可以被拆卸，并且可以在不需要使用外部元件的较小罐中单独使用。
在其内部安装有内部元件的的外部元件由电加热器组成。完整的模块可以安装到需要加热液体或混合物的罐上，其优点是具有标准尺寸，该尺寸涉及其与当前市场上各种系统的互换性。
另一个优点是具有通过螺钉或类似的可拆卸连接器件相互连接的两个内部和外部元件，例如在需要系统维护时确保将它们分开移除。
该解决方案可应用于具有足够尺寸接口的所有罐，该足够尺寸接口用于将水喷射到内燃机中和将尿素混合物喷射到柴油发动机的排气管中。
该模块的尺寸(内部+外部)确保与目前市场上需要具有上述功能的集成模块的各种系统(水或水-尿素混合物)的互换性。
该系统的内部元件，由于其小的尺寸和紧密度，也可以独立地用于尺寸较小或形状较复杂的罐中，该罐不需要使用加热器。
为了满足偶然的和特定的需求，本领域技术人员可以对上述模块进行数种修改和变型，所有这些修改和变型都在由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，所述集成模块包括
-内部元件(36)，所述内部元件包括用于控制液体的特性和/或液位的传感器(40)，以及至少部分地包括液体的输送/返回管道(24)，
-外部元件(44)，所述外部元件包括用于液体的加热元件(48)，
-其中所述内部元件(36)和所述外部元件(44)可拆卸地彼此接合以便相互可分离。
2.根据权利要求1所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述内部和外部元件(36，44)通过可拆卸的连接器件彼此连接。
3.根据权利要求2所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述可拆卸的连接器件包括螺钉、螺栓等。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，在所述内部和外部元件(36，44)之间布置有密封垫片(52)。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，用于控制液体的特性的传感器(40)包括至少一个液体质量传感器(56)，和/或至少一个液位传感器(60)和/或至少一个液体温度传感器(64)。
6.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述外部元件(44)被布置为至少部分地围绕内部元件(36)。
7.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述外部元件(44)是圆柱形的，并且相对于内部元件(36)同轴地布置。
8.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述外部元件(44)包括用于抽吸液体的前开口。
9.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述外部元件(44)仅由围绕内部元件(36)的加热冠状物组成。
10.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述外部元件(44)成形为以便与内部元件(36)一起界定适于至少部分地容纳所述液体的大致圆柱形的液体收集容积(76)，所述收集容积(76)容纳用于控制液体的特性和/或液位的传感器(40)。
11.根据权利要求10所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述收集容积(76)是在外部通过外部元件(44)的侧壁(80)并且在内部通过集成模块(16)的基部(50)限定的圆形形状。
12.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述加热元件(48)包括电阻热。
13.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述加热元件(48)包括液-液热交换器。
14.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述外部元件(44)设置有可拆卸的连接器件，用于外部元件(44)可拆卸地附接到液体罐(16)。
15.根据权利要求1、2或3所述的用于控制和管理在车辆上液体的集成模块(16)，其特征在于，所述外部元件(44)设置有密封垫片，用于将外部元件(44)紧密地密封到所述相关联的液体罐(16)上。
16.一种用于控制、管理和供应在车辆上液体的供应单元(1)，所述供应单元包括：
-液体罐(12)，
-根据权利要求1至15中任一项所述的集成模块(16)，所述集成模块(16)被紧密地密封到所述液体罐(12)，
-所述液体的至少一个输送泵(20)，其设有通到内燃机的供应系统(28)和/或内燃机的排气处理系统(32)的输送管道(24)。
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