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Die Erfindung betrifft eine Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug, das mit wenigstens einem SCR-Katalysator ausgestattet ist, sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem SCR-Katalysator und einer Unterbodenverkleidung.
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Üblicherweise werden Kraftfahrzeuge mit einer Unterbodenverkleidung versehen, um den Unterboden des Kraftfahrzeugs vor mechanischen Belastungen, beispielsweise durch einen Kontakt mit dem überfahrenen Untergrund oder darauf befindlichen Objekten, zu schützen. Zudem kann mittels einer Unterbodenverkleidung eine Schallisolierung des Kraftfahrzeugs erfolgen, um die Fahrgeräusche im Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs zu reduzieren. Des Weiteren kann mit der Unterbodenverkleidung die Aerodynamik eines Kraftfahrzeugs verbessert werden.
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Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren werden zur Reduzierung von Stickoxidemissionen in Abgasen mit Katalysatoren ausgestattet, die zur selektiven katalytischen Reduktion (Selective Catalytic Reduction; SCR) eingerichtet sind. Um den anwachsenden Anforderungen an die Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen zu genügen, müssen von einem Kraftfahrzeug immer größere Mengen eines Ammoniak aufweisenden Mediums mitgeführt werden. Um hierbei lange Inspektionsintervalle zu gewährleisten, müssen die Tanks zum Speichern des Ammoniak aufweisenden Mediums immer großvolumiger ausgelegt werden. Derart große Tanks benötigen einen relativ großen Bauraum, der dann nicht für die Ausbildung anderer benötigter Bauräume oder Stauräume zur Verfügung steht. Hierdurch nimmt der Wert der entsprechend ausgestatteten Kraftfahrzeuge ab.
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Die
FR 2 975 641 A1 offenbart einen Behälter für ein Kraftfahrzeug mit einem SCR-Katalysator, aufweisend eine erste Kammer zum Speichern eines Kraftstoffs, eine zweite Kammer zum Speichern eines Kraftstoffadditivs und eine dritte Kammer zum Speichern eines Reduktionsmittels zur selektiven katalytischen Reduktion. Die dritte Kammer kann als flexibler Beutel ausgebildet sein.
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Die
US 2016/0206996 A1 betrifft ein Flüssigkeitsversorgungssystem für eine Ammoniak verbrauchende Einheit eines Kraftfahrzeugs. Das System umfasst einen Behälter zum Speichern einer wässrigen Ammoniaklösung, der flexible Wände aufweisen kann.
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Die
WO 2014/154959 A1 offenbart einen in einem seitlichen Bereich unterhalb eines Unterbodens eines Kraftfahrzeugs angeordneten Tank. Der Tank umfasst eine deformierbare Kammer zur Aufnahme eines Reduktionsmittels zur selektiven katalytischen Reduktion, die bei einem seitlichen Unfall des Kraftfahrzeugs verformt wird.
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Die
DE 10 2006 048 636 A1 offenbart ein System für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen Sekundärfluidspeichertank zum Speichern von wässrigem Harnstoff. Der Sekundärspeicherbehälter kann als Blasen-Speichertank mit einer ausdehnbaren Blase ausgebildet sein.
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Die
DE 10 2007 027 444 A1 offenbart eine eingebaute Schadstoffbehandlungsanlage eines Fahrzeugs, die gezielt eine Schadstoffbehandlungssubstanz aus einem Speichertank am Fahrzeug an eine einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs zugeordneten Abgasanlage abgibt. Der Speichertank kann eine in dem steifen Tank enthaltene ausdehnbare Blase zum Halten der Schadstoffbehandlungssubstanz aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein größeres Speichervolumen für ein Ammoniak aufweisendes Medium bereitzustellen, ohne das hierzu ein zusätzlicher Bauraum für das Speichervolumen geschaffen werden muss.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unterbodenverkleidung zumindest teilweise durch wenigstens einen Tank zum Speichern eines Ammoniak aufweisenden Mediums gebildet ist.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß wird der für eine Unterbodenverkleidung üblicherweise ohnehin bereitgestellte Bauraum zum Speichern des Ammoniak enthaltenden, insbesondere flüssigen, Mediums in dem wenigstens einen Tank genutzt, so dass für das Speichern des Medium bzw. den Tank kein zusätzlicher Bauraum geschaffen werden muss. Hierdurch wird der vorhandene Bauraum des Kraftfahrzeugs optimal ausgenutzt. Der Tank weist somit zwei Funktionen auf, nämlich die Funktion einer üblichen Unterbodenverkleidung und die Speicherfunktion. Zudem können mit der Erfindung die Kosten für eine herkömmliche Unterbodenverkleidung eingespart werden.
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Die Unterbodenverkleidung kann teilweise oder vollständig durch einen, zwei oder mehrere Tanks zum Speichern des Ammoniak aufweisenden Mediums gebildet sein. Da das Gewicht des wenigstens einen Tanks und des darin gespeicherten Mediums unterhalb des Fahrzeugbodens angeordnet ist, wird der Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs weiter in Richtung Boden verlagert, was in einer verbesserten Fahrzeugdynamik des Kraftfahrzeugs resultiert.
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Der wenigstens eine Tank kann entsprechend der Dimensionierung einer herkömmlichen Unterbodenverkleidung relativ groß dimensioniert werden, so dass eine relativ große Menge des Mediums in dem Tank gespeichert und von dem Kraftfahrzeug mitgeführt werden kann. Hierdurch werden Inspektionsintervalle zum Nachfüllen des Mediums in den Tank verlängert.
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Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Bus sein. Das Kraftfahrzeug kann auch zwei oder mehrere SCR-Katalysatoren aufweisen, die mit dem in dem Tank enthaltenen Medium versorgt werden, um eine selektive katalytische Reduktion von in dem Abgas eines Dieselmotors des Kraftfahrzeugs enthaltenen Stickoxiden durchzuführen.
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Das Medium kann beispielsweise ein wässriger Harnstoff bzw. eine Harnstofflösung oder dergleichen sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Tank flach ausgebildet und umfasst eine Außenhöhe, die kleiner als die übrigen Außenmaße des Tanks quer zur Außenhöhe ist. Hierdurch kann der Tank die Form von wenigstens einem Abschnitt einer herkömmlichen Unterbodenverkleidung annehmen, so dass die Formgebung des Kraftfahrzeugs nicht durch den Tank beeinflusst wird. Die Außenhöhe des Tanks ist hierbei parallel zur Hochachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Die Außenhöhe kann insbesondere kleiner als eine Außenbreite und/oder Außenlänge des Tanks sein. Vorzugsweise ist die Außenhöhe des Tanks um ein Vielfaches, insbesondere wenigstens 5mal oder 10mal, kleiner als die übrigen Ausmaße des Tanks.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass eine einem Fahrzeugboden des Kraftfahrzeugs abgewandte Unterseite des Tanks zumindest teilweise eine aerodynamisch optimierte Oberfläche aufweist. Durch die jeweilige Formgebung der Unterseite des Tanks können somit die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs beeinflusst und optimiert werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Tank wenigstens einen formstabilen Außenbehälter und wenigstens einen innerhalb des Außenbehälters angeordneten flexiblen Innenbehälter. Wenn ein formstabiler Tank sehr flach ausgebildet ist bzw. eine im Vergleich zu seiner Außenhöhe große Außenbreite und/oder Außenlänge aufweist, kann es unter Umständen schwierig sein, den Tank zu entleeren, ohne dass Blasen, beispielsweise durch Schwappbewegungen des Mediums, in dem Medium entstehen. Wird hingegen das Medium in dem flexiblen Innenbehälter gespeichert, kann der Innenbehälter sich bei seiner Befüllung, insbesondere ohne elastisch verformt zu werden, aufweiten und bei seiner Entleerung durch den dabei entstehenden Unterdruck im Inneren des Tanks zusammenfallen, ohne dass bei diesen Vorgängen Blasen in dem Medium entstehen. Hierbei wird keine Luft in den flexiblen Innenbehälter eingesaugt, so dass der flexible Innenbehälter durch den in seinem Inneren bei seiner Entleerung entstehenden Unterdruck zusammengezogen wird. Da hierbei das Medium innerhalb des flexiblen Innenbehälters nicht in Kontakt mit Luft bzw. einem Luftvolumen kommt, können keine Blasen in dem Medium entstehen. Hierdurch wird die Versorgung des SCR-Katalysators mit dem Medium verbessert. Zudem wird verhindert, dass das Medium innerhalb des Tanks hin und her schwappt und hierbei störende Geräusche erzeugt.
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Vorteilhafterweise ist der Innenbehälter aus einem Elastomer hergestellt. Hierdurch wird dem Innenbehälter eine Elastizität verliehen. Der Innenbehälter kann bei seiner Befüllung elastisch verformt bzw. gedehnt werden. Während der Entleerung des Innenbehälters zieht sich der Innenbehälter selbsttätig wieder zusammen und erzeugt hierbei einen Druck innerhalb des Mediums, der das Medium aus dem Tank herausdrängt. Somit unterstützt der elastische Innenbehälter die Versorgung des SCR-Katalysators mit dem Medium.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Unterbodenverkleidung wenigstens zwei Tanks zum Speichern eines Ammoniak aufweisenden Mediums. Hierdurch wird das vorhandene Speichervolumen für das Medium vergrößert. Zudem können die Tanks gleichmäßig bzw. symmetrisch zu einer Längsmittelachse des Kraftfahrzeugs verteilt werden, um eine gleichmäßige Gewichtsverteilung zu erreichen, so dass die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs nicht beeinträchtigt wird.
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Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn die Tanks kommunizierend miteinander verbunden sind und lediglich einer der Tanks mit einem Befüllanschluss versehen ist. Hierdurch kann das Befüllen der Tanks über den einzigen Befüllanschluss erfolgen, was den Inspektionsaufwand gegenüber dem Fall reduziert, bei dem jeder Tank einen eigenen Befüllanschluss aufweist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Tank zumindest teilweise aus einem Kunststoff hergestellt. Hierdurch kann der Tank kostengünstig und leichtgewichtig hergestellt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst wenigstens einen SCR-Katalysator und eine Unterbodenverkleidung, wobei die Unterbodenverkleidung gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander ausgebildet ist.
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Mit dem Kraftfahrzeug sind die oben mit Bezug auf die Unterbodenverkleidung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Verbindungsleitungen zwischen dem Tank und dem SCR-Katalysator können unterhalb des Fahrzeugbodens verlegt werden, was deren Anordnung an dem Fahrzeug gegenüber einer herkömmlichen Anordnung vereinfacht, bei der die Verbindungsleitungen durch den Fahrzeugboden oder andere Bauteile des Kraftfahrzeugs geführt werden müssen. Das Kraftfahrzeug kann wenigstens einen Dieselmotor aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zwei Tanks der Unterbodenverkleidung symmetrisch zu einer Längsmittelachse des Kraftfahrzeugs unterhalb einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordnet. Hierdurch wird die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs nicht durch die beiden Tanks beeinträchtigt. Zudem ist hierdurch ein relativ kurzer Abstand zwischen den Tanks und dem SCR-Katalysator realisierbar, so dass kürzere Verbindungsleitungen dazwischen verwendet werden können, was mit einer Gewichtsreduzierung und einer robusteren Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs einhergeht.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs entlang der Schnittlinie II-II aus 1 mit vollen Tanks, und
- 3 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs entlang der Schnittlinie II-II aus 1 mit leeren Tanks.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Fahrzeugboden 2, einen Dieselmotor 3, einen Tank 4 zum Speichern von Dieselkraftstoff, ein Getriebe 5 und vier Räder 6. An dem Fahrzeugboden 2 ist ein entlang einer Längsmittelachse 7 des Kraftfahrzeugs 1 verlaufender Tunnel 8 ausgebildet, durch den eine in 1 nicht gezeigte Abgasanlage verläuft, wie es in den 2 und 3 gezeigt ist. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine bodenseitig an dem Fahrzeugboden 2 angeordnete Unterbodenverkleidung 9.
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Die Unterbodenverkleidung 9 ist zumindest teilweise durch zwei Tanks 10 und 11 zum Speichern eines Ammoniak aufweisenden, nicht gezeigten Mediums gebildet. Die beiden Tanks 10 und 11 sind symmetrisch zu der Längsmittelachse 7 des Kraftfahrzeugs 1 unterhalb eines nicht gezeigten Fahrgastinnenraums des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Tanks 10 und 11 sind über einen Verbindungskanal 12 kommunizierend miteinander verbunden. Der Tank 10 ist mit einem Befüllanschluss 13 versehen.
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Jeder Tank 10 bzw. 11 ist flach ausgebildet und umfasst eine Außenhöhe, die kleiner als die übrigen Außenmaße des Tanks 10 bzw. 11 quer zur Außenhöhe ist, wie es in den 2 und 3 gezeigt ist. Eine dem Fahrzeugboden 2 abgewandte, in 1 nicht gezeigte Unterseite jedes Tanks 10 bzw. 11 weist zumindest teilweise eine aerodynamisch optimierte, in 1 nicht gezeigte Oberfläche auf.
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Jeder Tank 10 bzw. 11 umfasst einen formstabilen Außenbehälter 14 bzw. 15 und einen innerhalb des Außenbehälters 14 bzw. 15 angeordneten flexiblen Innenbehälter 16 bzw. 17. Jeder Innenbehälter 16 bzw. 17 ist aus einem Elastomer hergestellt. Jeder Außenbehälter 14 bzw. 15 ist aus einem Kunststoff hergestellt.
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2 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs 1 entlang der Schnittlinie II-II aus 1 mit vollen Tanks 10 und 11. Es ist ein Abschnitt der durch den Tunnel 8 an dem Fahrzeugboden 2 verlaufenden Abgasanlage 18 gezeigt. Die Tanks 10 und 11 sind seitlich neben der Abgasanlage 18 angeordnet. Es ist zu erkennen, dass jeder Tank 10 bzw. 11 flach ausgebildet ist und eine Außenhöhe H aufweist, die kleiner als die übrigen Außenmaße des Tanks 10 bzw. 11 quer zur Außenhöhe H ist. Zudem ist die dem Fahrzeugboden 2 abgewandte Unterseite 19 jedes Tanks 10 bzw. 11 zu sehen, die zumindest teilweise eine aerodynamisch optimierte, in 2 nicht gezeigte Oberfläche aufweist. Die Tanks 10 und 11 sind voll, das heißt vollständig mit dem nicht gezeigten Medium gefüllt, so dass die Tanks 10 und 11 aufgeweitet sind.
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3 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs 1 entlang der Schnittlinie II-II aus 1 mit leeren Tanks 10 und 11. Da die Tanks 10 und 11 leer sind, sind die Tanks 10 und 11 zusammengefallen bzw. haben sich die Tanks 10 und 11 zusammengezogen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeugboden
- 3
- Dieselmotor
- 4
- Tank (Diesel)
- 5
- Getriebe
- 6
- Rad
- 7
- Längsmittelachse von 1
- 8
- Tunnel von 2
- 9
- Unterbodenverkleidung
- 10
- Tank (Medium)
- 11
- Tank (Medium)
- 12
- Verbindungskanal
- 13
- Befüllanschluss
- 14
- Außenbehälter von 10
- 15
- Außenbehälter von 11
- 16
- Innenbehälter von 10
- 17
- Innenbehälter von 11
- 18
- Abgasanlage
- 19
- Unterseite von 10, 11
- H
- Außenhöhe von 10, 11
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2975641 A1 [0004]
- US 2016/0206996 A1 [0005]
- WO 2014/154959 A1 [0006]
- DE 102006048636 A1 [0007]
- DE 102007027444 A1 [0008]
