用于加注機動車儲箱的設備的制作方法
【專利摘要】為了用液體加注機動車的儲箱(12)，尤其是用于選擇性催化還原系統，本發明的設備(7)包括加注管(13)，該加注管包括伸入儲箱(12)的下端(18)和用于接收液體從而加注儲箱(12)的上端(19)。排放導管(14)包括伸入儲箱(12)的上部部分(16)的入口端(10)、在該上端(19)附近伸入該管(13)內的出口端(11)以及位于入口端(10)和出口端(11)以下的第一結構高度處的下段(40)。固定的壓降生成元件(70，71，72)使該下段(40)與位于所述第一結構高度下方的第二結構高度處的空腔(15)連通。
【專利說明】用于加注機動車儲箱的設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種允許加注機動車儲箱的設備。更具體地，本發明涉及一種設計成向機動車的催化轉化器提供含尿素液體的設備。
【背景技術】
[0002]通常，這種設備包括用于容納液體的儲箱，例如文獻EP2131020中描述的儲箱。根據本【技術領域】中的常規做法，儲箱是從頂部加注的。這種加注類型特別適合用于直接將液體從瓶中逐漸地倒入形成在儲箱上部部分的開口內。儲箱中包含的位于液體上方的空氣或其他氣體則相應地通過該開口逸出，緊密地接觸沿相反方向倒入的液流。
[0003]在儲箱不能充分接近以允許通過向儲箱內直接倒入液體來加注時，這種加注模式就不再適用。在倒入的液流不能通過開口留出足夠的空間以允許儲箱中包含的空氣或其他氣體沿著與流動相反的方向逸出時，這種加注方法也不適合用于快速地加注儲箱。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是使用一種加注(填充)管，該加注管具有伸入儲箱的下部部分的下端和獲取液體的上端，由此允許間隔一定的距離來加注儲箱。用于從底部加注儲箱的該管避免了例如由于給金屬板開孔而形成削弱點。
[0005]因此設置一排放導管，該排放導管包括伸入儲箱的上部部分中的入口端以及在所述上端附近伸入該管內的出口端，以使排放導管內意外升高的任何液體都集中在設計用于獲取液體的管的端部附近。
[0006]但是，這樣的裝置在制造要求特別是考慮到最小化例如在機動車內安裝設備所需的空間和復雜性而規定排放管必須與加注管并排延伸時仍然存在問題。用這種方式讓導管和管道彼此并排延伸會導致形成虹吸管，該虹吸管中液體會由于溢流、凝結或其他現象而有累積的趨勢。
[0007]過去一直在探尋燃料箱的解決方案。因此，文獻FR2597034A提出在導管的底部部分和儲箱的下部部分之間引入止回閥類型的閥以使液體只能從導管流入儲箱從而清空虹吸管而不能沿相反的方向流動。
[0008]但是，已知的解決方案存在其他的問題。由于裝配閥而引入的復雜性是一種增加成本以及例如在閥堵塞時增大故障風險的因素。而且，閥門不太適合用于腐蝕性的催化還原液體。
[0009]為了提供針對這些問題的解決方案，本發明的主題是一種允許利用加注管和排放導管為機動車儲箱加注液體的設備。該加注管具有伸入儲箱中的下端和用于獲取液體從而加注儲箱的上端。該排放導管包括伸入儲箱的上部部分中的入口端、在所述上端附近伸入該管內的出口端以及位于入口端和出口端的高度以下的第一結構高度處的下段。該設備的特征在于它包括固定的壓降生成元件，該壓降生成元件使所述下段與位于所述第一結構高度下方的第二結構高度處的空腔連通。[0010]特別地，所述空腔是該儲箱的位于所述下段以下的一部分。
[0011]還特別地，所述空腔是該管的位于所述下段以下的一部分。
[0012]有利地，所述固定的壓降生成元件包括多孔材料。
[0013]還有利地，所述固定的壓降生成元件包括幾何節流部(限流部)。
[0014]該設備的ー種重要用途是排氣系統轉化器所用的選擇性催化還原系統的儲箱。
[0015]所述設備還有ー種重要用途是在用于加注儲箱的所述液體包含尿素時使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]參照附圖，在根據本發明所述設備的一些示范性實施例的幫助下可以更好地理解本發明，在附圖中:
[0017]-圖1是根據本發明的設備的截面圖；
[0018]-圖2是另ー根據本發明的設備的截面圖；
[0019]-圖3和圖4是用于實施本發明的壓降生成元件的截面圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1和圖2示出用于加注儲箱12的設備7和設備8，該儲箱12用于向機動車的部件(未示出)提供液體。該機動車的部件尤其是排氣系統轉化器。
[0021]圖1和圖2中的設備尤其用于選擇性催化還原的排氣系統轉化器(經常通過英文首字母簡稱為“SCR”轉化器)。
[0022]儲箱12包含還原劑，該還原劑還原由車輛的內燃機(未示出)排放的氮氧化物NOx0還原劑例如是在軟化水中包含有30-35%比例稀釋尿素的液體。通常從儲箱12取一定劑量的液體以便從輸送導管送至安裝在排氣系統轉化器上的噴射器。所噴射的劑量的液體(NH2-C0-NH2)允許將發動機排放的預定量的一氧化氮和ニ氧化氮基本上轉化成水(H20)和氮氣(N2)。容量為二十升的儲箱12通常在其抗污染的能力方面為車輛賦予了 20000公里的續駛里程。
[0023]為了在儲箱12的內含物耗盡時對其進行加注，加注管13包括伸入儲箱12的下部部分15中的下端18以及用于從服務站的泵送噴嘴或者從儲罐獲取液體的上端19。
[0024]為了排出位于液體上方的氣體特別是空氣以便允許儲箱內的液位升高，所述設備裝有排放導管14，該排放導管14包括伸入儲箱12的上部部分16中的入口端10以及在上端19附近伸入管13內的出口端11。導管14在加注管上方的升高促使加注站的噴嘴在溢流的情況下脫開(斷開)。
[0025]設備7、8均構成特別是為抗污染而在向車輛部件添加液體時使用的配件。為了盡量少地損失至少可能是有效的體積以及盡量少地影響車輛特別是車體的結構，排放導管14在儲箱12的外表面附近延伸，直到接近該管13的下端18，然后沿著管13延伸以在該管的上端19附近與該管相交。
[0026]這樣，車輛結構中僅設一條通道就足以用于加注管13和排放導管14 二者。另外，導管14在車輛內并未經過儲箱12和管道13占據的空間以外的任何空間，因此對車輛有效體積的影響最小。
[0027]上面描述了由導管14的幾何形狀提供的在最小化對車輛結構和有效體積的影響方面的優點，但因此而具有在導管14的路徑上要求下段40位于管13的下端18附近的缺點。將下段40定位在比其入口端10和出口端11低的結構高度具有形成虹吸的效果，其中例如在液體已經升高到導管14內之后結束儲箱12的加注時能積蓄液體。
[0028]下段40內存在液體具有形成堵塞而阻止在隨后的加注操作中排出氣體的缺點。另外，在設備7或8于操作期間經受降到液體凍結的閾值以下的溫度時，液體在下段40內的固化也會帶來損壞導管14的危險。液體的固化還會造成阻止氣體沿導管14循環的硬性堵塞。這種缺點在液體包含尿素時是致命的，原因在于尿素凍結的溫度是_11°C，這是在全球比較寒冷的區域經常會遇到的溫度。
[0029]現參照圖1-4介紹設備7和8提供的簡單且有效的解決方案的優點，該解決方案依賴于固定的壓降生成元件70、71、72。該壓降生成元件促使下段40與位于前述第一結構高度之下的第二結構高度處的空腔73連通。
[0030]圖1中的壓降生成元件70促使下段40與儲箱12的位于該下段40下方的部分15連通。儲箱12的該部分15在此構成圖3和圖4中標記為73的空腔。
[0031]圖2中的壓降生成元件70促使下段40與管13的位于該下段40下方的部分18連通。管13的該部分18在此構成圖3和圖4中標記為73的空腔。
[0032]圖1和圖2中標記為70的固定的壓降生成元件在圖3和圖4中更詳細地示出，在圖3中將其標記為71并且在圖4中將其標記為72。
[0033]參照圖3，壓降生成元件包含多孔材料74。
[0034]參照圖4，壓降生成元件包括幾何節流部75。
[0035]由多孔材料或幾何節流部產生的壓降集中在以下意義上:不涉及移動部件例如閥，并且能根據幾何尺寸(多孔材料的孔隙率和尺寸、節流部的直徑和長度)以不變的方式確定。
[0036]設備7或8主要通過四種常規的工作狀態循環。在對應于儲箱12實際上為空的第一狀態下，儲箱12內的液位低于下段40的結構高度。在對應于對儲箱12進行加注的第二狀態下，儲箱12內的液位逐漸上升到下段40的結構高度以上，直至到達上部部分16為止。在其中設備7或8被加注的狀態期間，下段40內存在液體累積的風險。在對應于儲箱12接近滿載的第三狀態下，儲箱12內的液位接近排放導管14的入口端10。在對應于儲箱12為空的第四狀態下，儲箱12內的液位逐漸下降到下段40的結構高度以下，直到返回第一狀態為止。
[0037]在驅動狀態下，當儲箱內的液位對于空腔側的元件部分70足夠低時，換句話說，在與儲箱12相同的一側或與管13相同的一側上不再與儲箱或管13內的液體接觸時，由此在元件70的基底部形成凹陷以促使下段40內包含的液體流向空腔73。
[0038]加注能夠因此主要在儲箱12或管13內的液位足夠低以觸發由下段40形成的虹吸管清空時進行。這種低液位能夠有效地實現為與車輛儀表盤上顯示的指示內容相符。例如，對于構成還原劑以用于排氣系統轉化器內有毒氣體排放物的液體來說，適用于已經確認為SCR機動車的車輛的排放控制法規規定直到剩余的續駛里程僅為2400公里時才需要提醒駕駛員應加注儲箱12。
[0039]多孔段74或節流部75的毛細部分與加注管13內的低壓力水平相結合明顯減緩了儲箱加注階段期間從儲箱12經元件70到達導管14的液體通行速度。[0040]元件70、71、72的幾何尺寸根據加注流量以及儲箱和虹吸管的形狀通過計算或者通過試驗或者通過計算和試驗的結合來確定，以使加注儲箱12消耗的時間被嚴格限制在液體通過元件70升高時充滿由下段40形成的虹吸管所消耗的時間以下。這樣就足以避免排放導管14在加注結束前通過元件70而被注滿。
[0041]多孔材料例如是開孔泡沫材料或保留在濾網內的一堆微珠。
[0042]節流部例如是單個節流部或者由串聯或并聯設置的多個節流部構成。
【權利要求】
1.一種用于為機動車儲箱(12)加注液體的設備(7，8)，包括: -加注管(13)，該加注管具有伸入儲箱(12)的下端(18)和用于獲取所述液體以便加注該儲箱(12)的上端(19);以及 -排放導管(14)，該排放導管包括伸入儲箱(12)的上部部分(16)的入口端(10)、在該上端(19)附近伸入該管(13)內的出口端(11)以及位于入口端(10)和出口端(11)的高度以下的第一結構高度處的下段(40)； 其特征在于，該設備包括固定的壓降生成元件(70，71，72)，該壓降生成元件使所述下段(40)與位于所述第一結構高度下方的第二結構高度處的空腔(15，18，73)連通。
2.如權利要求1所述的設備(7)，其特征在于，所述空腔(73)是該儲箱(12)的位于所述下段(40)以下的一部分(15)。
3.如權利要求2所述的設備(8)，其特征在于，所述空腔(73)是該管(13)的位于所述下段(40)以下的一部分(18)。
4.如前述權利要求中的任何一項所述的設備(7，8)，其特征在于，所述固定的壓降生成元件(70，71)包括多孔材料(74)。
5.如權利要求1-3中的任何一項所述的設備(7，8)，其特征在于，所述固定的壓降生成元件(70，72)包括幾何節流部(75)。
6.如前述權利要求中的任何一項所述的設備，其特征在于，所述儲箱(12)是用于排氣系統轉化器的選擇性催化還原系統的儲箱。
7.如前述權利要求中的任何一項所述的設備，其特征在于，用于加注儲箱(12)的所述液體包含尿素。
【文檔編號】F01N3/20GK103562510SQ201280017117
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年3月28日 優先權日:2011年3月31日
【發明者】D·杜托-普瓦魯, F·馬爾托, A·納佐恩德 申請人:雷諾股份公司