DE102013008835B4 - Motor vehicle with an additive container, in particular for an SCR reducing agent - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug (300), umfassend- eine Abgasleitung (150),- einen Behälter (100) zur Aufnahme eines flüssigen Additivs,- eine Fördereinheit (120) zum Fördern des flüssigen Additivs in die Abgasleitung (150) sowie- eine Mehrzahl Radhäuser (200), dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (100) in einem der Radhäuser (200) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und mittels einer in dem Radhaus (200) angeordneten Befestigungseinrichtung (104) befestigt ist, die ausgebildet ist, wahlweise den Behälter oder einen Aktivkohlefilter zu befestigen.Motor vehicle (300), comprising - an exhaust pipe (150), - a container (100) for holding a liquid additive, - a conveying unit (120) for conveying the liquid additive into the exhaust pipe (150) and - a plurality of wheel arches (200) , characterized in that the container (100) is arranged in one of the wheel housings (200) of the motor vehicle and is fastened by means of a fastening device (104) arranged in the wheel housing (200), which is designed to selectively fasten the container or an activated carbon filter .
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Abgasleitung, einem Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Additivs, einer Fördereinheit die zum Fördern des flüssigen Additivs in die Abgasleitung befähigt ist, sowie einer Mehrzahl Radhäuser.The invention relates to a motor vehicle with an exhaust pipe, a container for holding a liquid additive, a conveying unit which is capable of conveying the liquid additive into the exhaust pipe, and a plurality of wheel arches.
Verbrennungsmotoren, die zeitweise oder überwiegend mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben werden, produzieren Stickoxide NOx (hauptsächlich NO2 und NO), die NOx-reduzierende Maßnahmen erforderlich machen. Eine motorische Maßnahme, um die NOx-Roh-emission im Abgas zu reduzieren, stellt die Abgasrückführung dar, bei der ein Teil des Abgases des Verbrennungsmotors in die Verbrennungsluft rückgeführt wird, wodurch die Verbrennungstemperaturen gesenkt und somit die NOx-Entstehung reduziert wird. Die Abgasrückführung ist jedoch nicht immer ausreichend, um gesetzliche NOx-Grenzwerte einzuhalten, weswegen zusätzlich eine aktive Abgasnachbehandlung erforderlich ist, welche die NOx-Endemission senkt. Eine bekannte NOx-Abgasnachbehandlung sieht den Einsatz von diskontinuierlich betriebenen NOx-Speicherkatalysatoren vor, die im mageren Betrieb (bei λ > 1) Stickoxide in Form von Nitraten speichern und in kurzen Intervallen mit einer fetten Abgasatmosphäre (λ < 1) die gespeicherten Stickoxide desorbieren und in Gegenwart der im fetten Abgas vorhandenen Reduktionsmittel HC und H2 zu Stickstoff N2 reduzieren.Internal combustion engines that operate temporarily or predominantly with a lean air-fuel mixture produce nitrogen oxides NO x (mainly NO 2 and NO), which require NO x -reducing measures. An engine measure to reduce raw NO x emissions in the exhaust gas is exhaust gas recirculation, in which part of the exhaust gas from the internal combustion engine is returned to the combustion air, thereby lowering the combustion temperatures and thus reducing NO x production. However, exhaust gas recirculation is not always sufficient to comply with legal NO x limits, which is why additional active exhaust gas aftertreatment is required, which reduces the final NO x emissions. A known NO x exhaust gas aftertreatment involves the use of discontinuously operated NO x storage catalysts, which store nitrogen oxides in the form of nitrates in lean operation (at λ > 1) and the stored nitrogen oxides in short intervals with a rich exhaust gas atmosphere (λ < 1). desorb and reduce to nitrogen N 2 in the presence of the reducing agents HC and H 2 present in the rich exhaust gas.
Als weiterer Ansatz zur Konvertierung von Stickoxiden in Abgasen magerlauffähiger Verbrennungsmotoren ist der Einsatz von Katalysatorsystemen bekannt, die nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) arbeiten. Diese Systeme umfassen zumindest einen SCR-Katalysator (auch als DeNOx-Katalysator bezeichnet), der in Gegenwart eines dem Abgas kontinuierlich zugeführten Reduktionsmittels, üblicherweise Ammoniak NH3, die Stickoxide des Abgases in Stickstoff und Wasser umwandelt. Dabei kann das Ammoniak gasförmig oder als wässrige Ammoniaklösung dem Abgasstrom zudosiert werden. Alternativ wird häufig eine NH3-freisetzende Vorläuferverbindung eingesetzt, aus der Ammoniak im Wege der Thermolyse und Hydrolyse erhalten wird. Die derzeit üblichste Vorläuferverbindung für Ammoniak ist Harnstoff, der in Form fester Harnstoffpellets oder einer wässrigen Harnstofflösung eingesetzt wird.Another approach to converting nitrogen oxides in exhaust gases from lean-burn combustion engines is the use of catalyst systems that work according to the principle of selective catalytic reduction (SCR). These systems include at least one SCR catalytic converter (also referred to as a DeNOx catalytic converter), which converts the nitrogen oxides of the exhaust gas into nitrogen and water in the presence of a reducing agent, usually ammonia NH 3 , which is continuously supplied to the exhaust gas. The ammonia can be metered into the exhaust gas stream in gaseous form or as an aqueous ammonia solution. Alternatively, an NH 3 -releasing precursor compound is often used, from which ammonia is obtained by thermolysis and hydrolysis. The most common precursor compound for ammonia is currently urea, which is used in the form of solid urea pellets or an aqueous urea solution.
Unabhängig von der Art des eingesetzten Reduktionsmittels muss dieses im Fahrzeug bevorratet und mitgeführt werden. Im Falle flüssiger Reduktionsmittel oder Reduktionsmittellösungen sind hierfür Reduktionsmittelbehälter vorgesehen, die über eine Einfüllleitung betankt werden. Bauraumgründe machen es zuweilen erforderlich, dass die Einfüllleitung in einen unteren Bereich des Reduktionsmittelbehälters mündet, wodurch wiederum Probleme beim Entweichen der durch das einströmende Reduktionsmittel verdrängten Luft während des Befüllens des Behälters resultieren können. Um den vorhandenen Bauraum effektiv zu nutzen, ist es häufig nötig, die Form des Behälters an den Bauraum anzupassen. Daraus resultieren ungünstige Behälterformen, wie flache und/oder unregelmäßige Formen (bspw. L-Form) die sich wiederrum ungünstig auf Füllstands- und Temperaturmessung auswirken. Darüber hinaus kann es zu eingeschränkter Eisfestigkeit kommen, die bei der üblicherweise als Reduktionsmittelträger verwendeten Harnstofflösung der Gefrierpunkt bei -11 °C liegt. Um die der Behälterform zugrunde liegenden Probleme zu lösen, ist der Einsatz von Schwallwänden zur Reduzierung von Schwappgeräuschen und der Einsatz von zusätzlich zum Heizelement der Fördereinheit eingebauten Heizmatten bekannt. Letzteres soll die nachhaltige Dosierbereitschaft bei gefrorenem Reduktionsmittel gewährleisten.Regardless of the type of reducing agent used, it must be stored and carried in the vehicle. In the case of liquid reducing agents or reducing agent solutions, reducing agent containers are provided for this purpose, which are filled via a filling line. Space constraints sometimes make it necessary for the filling line to open into a lower region of the reducing agent container, which in turn can result in problems with the escape of the air displaced by the inflowing reducing agent while the container is being filled. In order to effectively use the available installation space, it is often necessary to adapt the shape of the container to the installation space. This results in unfavorable container shapes, such as flat and/or irregular shapes (e.g. L-shape), which in turn have an unfavorable effect on level and temperature measurement. In addition, limited ice strength can occur, as the freezing point of the urea solution commonly used as a reducing agent carrier is -11 °C. In order to solve the problems underlying the container shape, the use of baffles to reduce sloshing noises and the use of heating mats installed in addition to the heating element of the conveyor unit are known. The latter is intended to ensure sustainable dosing readiness for frozen reducing agents.
Um die Zuleitung des flüssigen Reduktionsmittels in die Abgasleitung zu gewährleisten, ist üblicherweise eine Fördereinheit vorgesehen, welche eine Förderpumpe und eine Filtriereinheit umfasst. Zudem sind die Behälter typischerweise mit einem integrierten Füllstand- und Temperatursensor, sowie einem Heizelement ausgestattet. Durch diese Ausstattung erhöht sich der Platzbedarf der gesamten Einheit erheblich, was angesichts der begrenzten Zahl möglicher Einbauorte im Kraftfahrzeug problematisch ist.In order to ensure the supply of the liquid reducing agent into the exhaust line, a delivery unit is usually provided, which includes a delivery pump and a filter unit. In addition, the containers are typically equipped with an integrated level and temperature sensor as well as a heating element. This equipment significantly increases the space requirement of the entire unit, which is problematic given the limited number of possible installation locations in the motor vehicle.
Verschärfte Gesetzesanforderungen an die Abgaszusammensetzung, sowie das Bestreben, die Behältergröße stark zu reduzieren, führen dazu, dass der Reduktionsmittelvorrat in Personenkraftwagen künftig nicht mehr ausschließlich im Rahmen des Serviceintervalls aufgefüllt werden kann. Konstruktionen, in denen der Behälter schwer zugänglich ist, wie im Unterboden (
Auch der Versuch, den Vorrat auf einen schwerer zugänglichen großen Behälter im Kofferraum und einen leichter zugänglichen kleineren Behälter im Motorraum aufzuteilen, wie in
Mit der Unterbringung von Wischwasserbehältern für Scheiben- oder Scheinwerferwischanlagen befassen sich beispielsweise
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug zur Verfügung stellen, bei dem der Reduktionsmittelbehälter so im Fahrzeug angeordnet ist, dass er durch den Fahrer in regelmäßigen, beispielsweise beim Tanken üblichen, Intervallen auf einfache und komfortable Weise befüllbar ist. Idealerweise soll gewährleistet sein, dass sämtliche Zu-, Ab- und Entlüftungsleitungen möglichst kurz und siphonfrei ausgebildet werden können.The invention is based on the object of providing a motor vehicle in which the reducing agent container is arranged in the vehicle in such a way that it can be filled in a simple and convenient manner by the driver at regular intervals, for example when refueling. Ideally, it should be ensured that all supply, exhaust and ventilation lines can be designed to be as short as possible and free of siphons.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is achieved by a motor vehicle with the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Abgasleitung, einen Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Additivs, eine Fördereinheit zum Förden des flüssigen Additivs in die Abgasleitung, sowie eine Mehrzahl Radhäuser. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Behälter in einem der Radhäuser des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und mittels einer in dem Radhaus angeordneten Befestigungseinrichtung befestigt ist, die ausgebildet ist, wahlweise den Behälter oder einen Aktivkohlefilter zu befestigen.The motor vehicle according to the invention comprises an exhaust pipe, a container for holding a liquid additive, a conveying unit for conveying the liquid additive into the exhaust pipe, and a plurality of wheel arches. According to the invention it is provided that the container is arranged in one of the wheelhouses of the motor vehicle and is fastened by means of a fastening device arranged in the wheelhouse, which is designed to selectively fasten the container or an activated carbon filter.
Durch die Anordnung des Behälters im Radhaus ist es möglich, die Zu- und Ableitungen sehr kurz zu gestalten. Bauraumbedingt lässt es sich in bekannten Fahrzeugen häufig nicht vermeiden, dass die Zu- und Ableitungen hinsichtlich ihrer Leitungsverläufe lokale Tiefpunkte durchlaufen und somit gleichsam Siphonabschnitte ausbilden, beispielsweise um Träger des Fahrzeugs zu umgehen. Die erfindungsgemäße Positionierung im Radhaus hingegen ermöglicht aufgrund der relativen Höhe zur Abgasleitung eine siphonfreie Verlegung der Ableitungen. Darüber hinaus ist der Behälter leicht zugänglich. Durch den zugänglich angeordneten Behälter wird erreicht, dass ein Nachfüllen und/oder Austauschen des Behälters ohne Werkstattaufenthalt möglich ist und unabhängig von einem Serviceintervall stattfinden kann. Somit ist ein einfaches Nachfüllen durch den Nutzer bei Bedarf möglich.By arranging the container in the wheelhouse, it is possible to make the inlet and outlet lines very short. Due to the installation space, it is often unavoidable in known vehicles that the supply and discharge lines pass through local low points with regard to their line routes and thus form siphon sections, so to speak, for example in order to bypass the vehicle's supports. The positioning according to the invention in the wheel house, on the other hand, enables the discharge lines to be laid without a siphon due to the relative height to the exhaust pipe. In addition, the container is easily accessible. The accessible container ensures that refilling and/or replacing the container is possible without a visit to the workshop and can take place independently of a service interval. This makes it easy for the user to refill if necessary.
Bei Ottofahrzeugen ist es üblich, einen Aktivkohlefilter zur Bindung von Kraftstoffdämpfen in einem hinteren Radhaus anzubringen. Durch die erfindungsgemäße Abstimmung der Befestigung des Aktivkohlefilters und der Befestigung des Behälters kann karosserieseitig die gleiche Befestigungsvorrichtung genutzt werden. Vorteil dabei ist, dass für Dieselfahrzeuge, die keinen Aktivkohlefilter verwenden, derselbe Karosserietyp verwendet werden kann und somit bei der Fertigung der Karosserie keine unterschiedlichen Abläufe für Diesel- bzw. Benzinfahrzeuge notwendig sind.In gasoline vehicles, it is common practice to install an activated carbon filter to bind fuel vapors in a rear wheel arch. By coordinating the fastening of the activated carbon filter and the fastening of the container according to the invention, the same fastening device can be used on the body side. The advantage of this is that the same body type can be used for diesel vehicles that do not use an activated carbon filter and therefore no different processes are necessary for diesel or gasoline vehicles when producing the body.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Behälter in demjenigen Radhaus angeordnet ist, welches sich in unmittelbarer Nähe einer Befülleinrichtung, insbesondere einer Tankmulde, zum Befüllen eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs befindet. Insbesondere handelt es sich dabei um ein Radhaus der hinteren Achse des Fahrzeugs. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Bauraum bereits an die Anforderungen von Leitungssystemen flüssiger Medien, wie Kraftstoff, angepasst ist und somit eine siphonfreie Verlegung gewährleisten kann.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the container is arranged in the wheel house which is located in the immediate vicinity of a filling device, in particular a tank trough, for filling a fuel tank of the motor vehicle. In particular, this is a wheel arch of the rear axle of the vehicle. This arrangement has the advantage that the installation space is already adapted to the requirements of pipe systems for liquid media, such as fuel, and can therefore ensure siphon-free installation.
Die Anordnung in der Nähe der Befülleinrichtung für Kraftstoff macht es zudem möglich, einen Einfüllstutzen zum Befüllen des Behälters, bevorzugt direkt in der Befülleinrichtung für Kraftstoff anzuordnen, insbesondere in einer gemeinsamen Tankmulde. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise das Befüllen des Behälters in den Intervallen der Kraftstoffbefüllungen. Darüber hinaus ist kein zusätzliches Werkzeug nötig. Vielmehr ist der Benutzer mit diesem Vorgang vertraut und kann das zusätzliche Befüllen des Behälters auf einfache Weise in die gewohnten Routinen einbinden.The arrangement in the vicinity of the fuel filling device also makes it possible to arrange a filler neck for filling the container, preferably directly in the fuel filling device, in particular in a common tank trough. This advantageously enables the container to be filled during fuel filling intervals. Furthermore, no additional tools are required. Rather, the user is familiar with this process and can easily integrate the additional filling of the container into their usual routines.
Um dies zu ermöglichen, sind die Maße des Behälters vorzugsweise so gewählt, dass ein Volumen bevorratet werden kann, das den Bedarf des flüssigen Additivs während des Verbrauchs einer Tankfüllung abdeckt. Ein bevorzugter Bereich liegt dabei zwischen 6 und 12 Litern. Dieses Volumen ist deutlich geringer gegenüber derzeit verwendeten Konzepten, bei denen das Behältervolumen auf das Befüllen bzw. den Austausch lediglich in den Serviceintervallen ausgelegt ist.To make this possible, the dimensions of the container are preferably chosen so that a volume can be stored that covers the need for the liquid additive during the consumption of a tank filling. A preferred range is between 6 and 12 liters. This volume is significantly lower than concepts currently used, in which the container volume is designed for filling or replacement only during service intervals.
Bei der beschriebenen Ausführung des Einfüllstutzens des Behälters in direkter Nachbarschaft zum Einfüllstutzen des Kraftstoffsystems sieht die Erfindung in bevorzugter Ausgestaltung eine Trennung zwischen den beiden Befüllstutzen vor, die das gleichzeitige Befüllen verhindert. Vielmehr ist immer nur ein Befüllstutzen zugänglich. Dies verhindert ein versehentliches Kontaminieren des jeweils anderen Systems.In the described embodiment of the filler neck of the container in the immediate vicinity of the filler neck of the fuel system, the invention provides, in a preferred embodiment, a separation between the two filler necks, which prevents simultaneous filling. Rather, only one filler neck is always accessible. This prevents accidental contamination of each other's systems.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ableitungen des Behälters in einer Abgasleitung des Kraftfahrzeugs münden. Vorzugsweise liegt die Mündung dabei stromauf eines Katalysators. Dabei ist ein SCR-Katalysator zur Abgasreinigung besonders bevorzugt. Der sich aus dieser Anordnung ergebende Vorteil liegt darin, dass der Behälter bevorzugt mit einem flüssigen Additiv gefüllt wird, welches das für die Funktionsweise des SCR-Katalysators notwendige Reduktionsmittel liefert.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the discharge lines of the container open into an exhaust pipe of the motor vehicle. The mouth is preferably located upstream of a catalytic converter. An SCR catalytic converter for exhaust gas purification is particularly preferred. The advantage resulting from this arrangement is that the container is preferably filled with a liquid additive, which is necessary for the functional way of the SCR catalyst supplies the necessary reducing agents.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich daher bei dem flüssigen Additiv um ein Reduktionsmittel. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „Reduktionsmittel“ auch eine Vorläuferverbindung (Reduktionmittelträger) verstanden, die das eigentliche Reduktionsmittel (insbesondere Ammoniak NH3) durch weitere Prozessschritte freigibt. Insbesondere umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung das flüssige Reduktionsmittel beziehungsweise die flüssige Reduktionsmittellösung auch Lösungen von Harnstoff oder Ammoniak in einem geeigneten Lösungsmittel, insbesondere Wasser.In a further preferred embodiment of the invention, the liquid additive is therefore a reducing agent. In the context of the present invention, the term “reducing agent” is also understood to mean a precursor compound (reducing agent carrier) which releases the actual reducing agent (in particular ammonia NH 3 ) through further process steps. In particular, in the context of the present invention, the liquid reducing agent or the liquid reducing agent solution also includes solutions of urea or ammonia in a suitable solvent, in particular water.
Da es bei der Bevorratung eines flüssigen Additivs, insbesondere bei der Verwendung eines Reduktionsmittels, insbesondere bei der Harnstofflösung, zu einer chemischen Zersetzung kommen kann und Zersetzungsprodukte aller Aggregatzustände vorkommen können, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung einen Verschluss zum Verschließen des Einfüllstutzens vor und nach der Befüllung vor. Dabei kann es sich sowohl um einen manuell verschließbaren Deckel, als auch einen selbstschließenden Mechanismus handeln. Ein weiterer Vorteil des Verschließens des Einfüllstutzen ist das Verhindern einer Kontamination durch die Flüssigkeit des jeweils anderen Systems.Since chemical decomposition can occur when storing a liquid additive, especially when using a reducing agent, in particular the urea solution, and decomposition products of all aggregate states can occur, a preferred embodiment of the invention provides a closure for closing the filler neck before and after filling before. This can be either a manually lockable lid or a self-closing mechanism. Another advantage of closing the filler neck is preventing contamination from the fluid from the other system.
Der Behälter ist so auszugestalten, dass er für die Bevorratung des oben beschriebenen Reduktionsmittels geeignet ist. Neben geeigneten Materialien ist darunter auch die Behälterform zu verstehen. Bevorzugt ist der Behälter im erfindungsgemäßem Kraftfahrzeug in einer hohen Form ausgeführt. Darunter ist ein Verhältnis von Höhe zu Länge der Grundfläche im Falle eines rechteckigen Behälters bzw. ein Verhältnis von Höhe zu Durchmesser der Grundfläche eines zylindrischen Behälters zu verstehen, welches größer als eins ist. Die Ausbildung des Behälters in einer hohen Form bietet den Vorteil, dass die Funktionsanforderungen an den Behälter ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen umsetzbar sind. Im Einzelnen heißt das, dass beispielweise eine für eine Füllstandübertragung zu einem Anzeigefeld installierte Sensorik den Füllstand mit einer deutlich höheren Genauigkeit, als bei einer flachen Ausführung des Behälters erfassen kann. Darüber hinaus ist der Einsatz von Schwallwänden nicht nötig, da der Flüssigkeitsschwall bei einer hohen Behälterform, insbesondere einer zylindrischen, aufgrund geringerer bewegter Massen stark reduziert ist. Zur Sicherstellung einer nachhaltigen Dosierbereitschaft ist darüber hinaus bei flach und/oder unregelmäßig ausgeführten Behältern häufig notwendig, spezifische Heizmatten einzubringen, um, insbesondere im Fall der Befüllung mit Harnstofflösung, das gefrorene Reduktionsmittel aufzutauen und dosierfähig zu machen. Im Falle von gefrorener Flüssigkeit ist die hohe Form weiterhin bevorzugt, da insbesondere bei unregelmäßigen Behältern die Ausdehnung im gefrorenen Zustand dazu führen kann, dass die Behälterwände zu stark beansprucht werden. Insbesondere bei der für bekannte Reduktionsmittelbehälter typischen L-Form kann nicht überall im Behälter ein Ausdehnungsvolumen von ca. 10 % vorgehalten werden, da dies physikalisch nur an der Oberseite des Behälters möglich ist.The container must be designed so that it is suitable for storing the reducing agent described above. In addition to suitable materials, this also includes the shape of the container. The container in the motor vehicle according to the invention is preferably designed in a tall shape. This means a ratio of height to length of the base area in the case of a rectangular container or a ratio of height to diameter of the base area of a cylindrical container, which is greater than one. The design of the container in a high shape offers the advantage that the functional requirements for the container can be implemented without complex additional measures. Specifically, this means that, for example, a sensor system installed to transmit the level to a display panel can detect the level with a significantly higher level of accuracy than with a flat version of the container. In addition, the use of baffles is not necessary since the liquid surge is greatly reduced in a tall container shape, especially a cylindrical one, due to the smaller moving masses. In order to ensure sustainable readiness for dosing, it is often necessary to install specific heating mats in flat and/or irregularly designed containers in order to thaw the frozen reducing agent and make it ready for dosing, particularly in the case of filling with urea solution. In the case of frozen liquid, the tall shape is still preferred because, particularly in the case of irregular containers, the expansion in the frozen state can lead to the container walls being subjected to excessive stress. In particular, with the L-shape typical of known reducing agent containers, an expansion volume of approximately 10% cannot be maintained everywhere in the container, since this is physically only possible at the top of the container.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Behälters sieht das Anbringen mindestens eines Temperatursensors und/oder Füllstandsensors und/oder mindestens eines Heizelements vor. Die Sensorik ermöglicht eine Überwachung des flüssigen Additivs in der Art, dass es zum Einen zur Benachrichtigung in einem Anzeigefeld über erforderliches Nachfüllen kommt. Zum Anderen wird bei der Verwendung eines Temperatursensors im Falle von festem oder sich verfestigendem Additiv durch eine sinnvolle Verbindung zum Heizelement die Aktivierung desselben ausgelöst und somit die Dosierfähigkeit des Additivs wieder hergestellt.A preferred embodiment of the container provides for the attachment of at least one temperature sensor and/or fill level sensor and/or at least one heating element. The sensor system enables the liquid additive to be monitored in such a way that, on the one hand, notification is made in a display field about the need for refilling. On the other hand, when using a temperature sensor in the case of solid or solidifying additive, a sensible connection to the heating element triggers the activation of the same and thus restores the ability to meter the additive.
Die Dosierung des flüssigen Additivs erfolgt bevorzugt mittels einer Fördereinheit, insbesondere umfassend eine Förderpumpe, einen Pumpensumpf, ferner eine Filtriereinheit, welche beispielsweise als ein Sieb ausgebildet ist. Dabei ist sowohl eine flexible Anordnung der Förderpumpe am Behälter als auch eine separate externe Förderpumpe bevorzugt. Bei einer bevorzugten Ausführung einer fest verbundenen Pumpe ist eine Aussparung am Behälter vorgesehen, die in Form und Größe an die Fördereinheit angepasst ist. Somit wird auch der Raum neben der Fördereinheit als Behältervolumen nutzbar. Die Verwendung einer externen Pumpe hat dabei den Vorteil, dass auch bei der Montage des Behälters im Radhaus die bevorzugten Volumina von bis zu 10 Litern erreicht werden können. Das Gesamtpaket aus Behälter und fest integrierter Fördereinheit erschwerte bislang das Anordnen sinnvoller Behältergrößen im Radhaus. Ferner können standardisierte Behälterformen verwendet werden.The liquid additive is preferably metered in by means of a delivery unit, in particular comprising a delivery pump, a pump sump, and also a filtering unit, which is designed, for example, as a sieve. Both a flexible arrangement of the feed pump on the container and a separate external feed pump are preferred. In a preferred embodiment of a firmly connected pump, a recess is provided on the container, which is adapted in shape and size to the delivery unit. This means that the space next to the conveyor unit can also be used as a container volume. The advantage of using an external pump is that the preferred volumes of up to 10 liters can be achieved even when the container is installed in the wheel house. The overall package consisting of a container and a permanently integrated conveyor unit previously made it difficult to arrange sensible container sizes in the wheelhouse. Furthermore, standardized container shapes can be used.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Behälter und einer Abgasleitung nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, -
2 eine schematische Darstellung eines Behälters zur Bevorratung eines flüssigen Additivs mit Fördereinheit nach einer bevorzugten Ausgestaltung; a) Seitenansicht; b) Ansicht von der Unterseite des Behälters, und -
3 eine schematische Darstellung der Anordnung einer Befülleinrichtung nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung.
-
1 a schematic representation of a motor vehicle with a container and an exhaust pipe according to a first embodiment of the invention, -
2 a schematic representation of a container for storing a liquid additive with a delivery unit according to a preferred embodiment; a) side view; b) View from the bottom of the container, and -
3 a schematic representation of the arrangement of a filling device according to a first embodiment of the invention.
Das Fahrzeug weist als Antriebsquelle im vorderen Motorraum eine hier nicht dargestellte Brennkraftmaschine auf, bei der es sich insbesondere um einen Dieselmotor handelt. Ein ebenfalls nicht dargestellter Kraftstofftank der Brennkraftmaschine, wird über eine hier als Tankmulde ausgebildete Befülleinrichtung 180 betankt.The vehicle has an internal combustion engine (not shown here) as a drive source in the front engine compartment, which is in particular a diesel engine. A fuel tank of the internal combustion engine, also not shown, is refueled via a
Die Brennkraftmaschine ist mit einer Abgasleitung 150 strömungstechnisch verbunden, die einen SCR-Katalysator 151 beherbergt. Dieser ist ausgebildet, Stickoxide des Abgases der Brennkraftmaschine in Gegenwart eines Reduktionsmittels selektiv katalytisch zu konvertieren. Als Reduktionsmittel wird im vorliegenden Beispiel eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die in einem Vorratsbehälter 100 bevorratet wird. Die Harnstofflösung wird mittels einer Fördereinheit 120 aus dem Behälter 100 über eine Leitung 140 zu einer steuerbaren Dosiereinrichtung 141 gefördert, welche eine Dosierung der Harnstofflösung in die Abgasleitung 150 stromauf des SCR-Katalysators 151 vornimmt. Der Harnstoff zersetzt sich im Wege der Hydrolyse und Thermolyse zu Ammoniak, welches als eigentliches Reduktionsmittel im Katalysator 151 agiert.The internal combustion engine is fluidly connected to an
Erfindungsgemäß ist der Vorratsbehälter 100 in einem der Radhäuser 200 angeordnet. Dabei ist, wie hier dargestellt, dasjenige Radhaus 200 bevorzugt, welches sich in unmittelbarer Nähe zu der Tankmulde 180 befindet. Der Behälter wird über einen Einfüllstutzen 110 betankt. Der Einfüllstutzen befindet sich ebenso wie ein Kraftstoffeinfüllstutzen in der Tankmulde. Bei der Betankung des Behälters gelangt das Reduktionsmittel über ein mit dem Einfüllstutzen 110 verbundenes Befüllrohr 111 in den Behälter 100. Der Füllstand des Reduktionsmittels im Behälter wird mit einem Füllstandsensor 102 im unteren Bereich des Behälters überwacht. Zusätzlich ist ein Temperatursensor 103 in der Nähe des Füllstandsensors 102 angebracht. Ein ebenfalls im Behälter angebrachtes aktivierbares Heizelement 101, dient der Erwärmung und dem Auftauen der Lösung, falls die Temperatur unter den Gefrierpunkt der Lösung sinkt, welcher bei Harnstofflösung bei -11 °C erreicht ist. Das Heizelement stellt sicher, dass die Dosierbereitschaft bei jeder Umgebungstemperatur hergestellt werden kann.According to the invention, the
Oberhalb des maximalen Füllstands des Behälters ist eine Entlüftung 130 angeordnet. Die Entlüftung wird in die Tankmulde 180 geführt.A
Nachfolgend wird eine mögliche Ausgestaltung des Behälters 100 mit integrierter Fördereinheit 120 genauer erläutert.A possible design of the
Der Behälter ist mittels mehrerer Befestigungslaschen 104 an einer Karosserie des Fahrzeugs beziehungsweise einer Befestigungseinrichtung befestigbar.The container can be attached to a body of the vehicle or to a fastening device by means of
Zur optimalen Bauraumnutzung ist in den Behälter eine Aussparung 124 eingelassen, deren Form und Größe so gewählt gestaltet ist, dass sie die Fördereinheit 120 aufnehmen kann. Die Fördereinheit ist innerhalb dieser Aussparung angeordnet.For optimal use of installation space, a
Die Fördereinheit umfasst neben einer Pumpe ein nicht dargestelltes Heizelement, sowie einen ebenfalls nicht dargestellten Temperatursensor, um ein Gefrieren des Reduktionsmittels in der Pumpe zu überwachen und verhindern. Das Reduktionsmittel wird durch eine Ansaugleitung 125 aus einem Pumpensumpf 122 angesaugt. Der Pumpensumpf 122 ist als eine Vertiefung des Behälters 100 an seinem tiefsten Punkt ausgebildet. Um feste Bestandteile zurückzuhalten, ist im Pumpensumpf 122 vor der Ansaugleitung 125 eine Filtriereinheit 123 angeordnet, die in Form eines Siebes ausgebildet sein kann. Ein oberer Ausgang der Fördereinheit umfasst einen Anschluss zur nicht dargestellten Ableitung. Über die Ableitung wird das Reduktionsmittel mittels der Dosiereinrichtung in die Abgasleitung gefördert.In addition to a pump, the delivery unit includes a heating element, not shown, and a temperature sensor, also not shown, in order to monitor and prevent freezing of the reducing agent in the pump. The reducing agent is sucked out of a
Dargestellt ist eine detaillierte Ausgestaltung der Tankmulde 180. Die Tankmulde 180 ist durch eine hier nicht dargestellten Klappe verschließbar, die an der hier rechts dargestellten Seite der Tankmulde schwenkbar angelenkt ist. In der Tankmulde angeordnet ist der Kraftstoffeinfüllstutzen 160, der über ein Einfüllrohr 161 mit dem nicht dargestellten Kraftstofftank verbunden ist. Ebenfalls in der Tankmulde befindet sich der Einfüllstutzen 110 für den Behälter 100. Der Einfüllstutzen für den Behälter ist anders ausgebildet als der Kraftstoffeinfüllstutzen 160, insbesondere deutlich kleiner als dieser ausgeformt, so dass eine Zapfpistole für Kraftstoff nicht in den Einfüllstutzen 110 eingeführt werden kann. Ein vorzugsweise verschraubbarer Deckel verschließt den Einfüllstutzen 110, um zusätzlich Kontamination durch Kraftstoff zu unterbinden.A detailed design of the
Durch den Einfüllstutzen 110 gelangt das Reduktionsmittel über ein Befüllrohr 111 in den Behälter. Die Entlüftung 130 führt über dem Reduktionsmittel stehende Gase in die Tankmulde zurück, um die Bildung von Überdruck zu vermeiden. Das Befüllrohr 111 ebenso wie die Entlüftung 130 sind so angeordnet, dass keine lokalen Tiefpunkte (Siphons) entstehen, in denen sich Flüssigkeit sammeln kann und ein Befüllen und/oder ein Entlüften behindert wird.The reducing agent enters the container through the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 100100
- Behältercontainer
- 101101
- HeizelementHeating element
- 102102
- FüllstandsensorLevel sensor
- 103103
- TemperatursensorTemperature sensor
- 104104
- BefestigungslaschenFastening tabs
- 110110
- EinfüllstutzenFiller neck
- 111111
- BefüllrohrFilling pipe
- 120120
- Fördereinheitconveyor unit
- 121121
- AnschlussConnection
- 122122
- Pumpensumpfpump sump
- 123123
- FiltereinheitFilter unit
- 124124
- Aussparungrecess
- 130130
- EntlüftungVenting
- 140140
- beheizbare Leitungheated line
- 141141
- DosiereinrichtungDosing device
- 150150
- AbgasleitungExhaust pipe
- 151151
- SCR-KatalysatorSCR catalyst
- 160160
- KraftstoffeinfüllstutzenFuel filler neck
- 161161
- KraftstoffeinfüllrohrFuel filler pipe
- 180180
- Befülleinrichtung (Tankmulde)Filling device (tank trough)
- 200200
- RadhausWheelhouse
- 300300
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
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