Изобретение относится к устройству для обеспечения жидкого восстановителя для устройства для очистки отработавшего газа (ОГ). Прежде всего, в автомобилях широко распространены устройства для очистки ОГ, в которые подается дополнительное вещество, чтобы нейтрализовать ОГ двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Особенно часто реализуемым в таких устройствах для очистки ОГ способом нейтрализации ОГ является способ селективного каталитического восстановления (СКВ-способ). В этом способе в ОГ подается восстановитель, с помощью которого могут быть восстановлены соединения оксидов азота в ОГ. Как правило, в качестве восстановителя применяется аммиак. Обычно в автомобилях аммиак запасается не как таковой, а в виде раствора предшественника, который может быть превращен в аммиак. Превращение может происходить внутри устройства для очистки ОГ и/или в предусмотренном для этого дополнительном реакторе, который может быть расположен в выпускном трубопроводе и/или вне ОГ. В качестве предшественника восстановителя может быть применен, например, водный раствор мочевины. 32,5-процентный водный раствор мочевины в качестве предшественника восстановителя имеется в продаже под торговым названием AdBlue®. В дальнейшем понятия «восстановитель» и «раствор предшественника восстановителя» или же «предшественник восстановителя» употребляются как синонимы.
Для обеспечения восстановителя для устройства для очистки ОГ обычно в автомобиле предусмотрен бак для восстановителя и подающее устройство для подачи восстановителя из бака в устройство для очистки ОГ. Бак и подающее устройство должны быть как можно более экономичными и в то же время обеспечивать надежную подачу восстановителя. Проблематичным оказалось, прежде всего, то, что восстановитель в баке имеет примеси, которые способны повредить подающее устройство или инжектор для впрыскивания восстановителя в устройство для очистки ОГ. Поэтому подающее устройство обычно имеет фильтр, которым примеси в восстановителе могут задерживаться.
Исходя из этого, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить или же, по меньшей мере, смягчить указанные в связи с уровнем техники технические проблемы. Прежде всего, должно быть представлено особенно экономичное устройство для надежной подачи жидкого восстановителя для устройства для очистки ОГ.
Эти задачи решены посредством устройства в соответствии с признаками п. 1 формулы изобретения. Другие благоприятные варианты устройства указаны в сформулированных как зависимые пунктах формулы изобретения. Приведенные в формуле изобретения отдельно признаки являются комбинируемыми между собой любым, технологически рациональным образом и могут быть дополнены пояснительными фактами из описания, причем показываются дополнительные варианты осуществления изобретения.
Соответствующим изобретению является устройство для обеспечения жидкого восстановителя для устройства для очистки ОГ, имеющее бак и подающее устройство с местом всасывания в баке, в котором восстановитель может всасываться из бака, причем место всасывания покрыто разделительным слоем, так что между местом всасывания и разделительным слоем имеется замкнутое промежуточное пространство, причем разделительный слой в направлении вытекания потока из промежуточного пространства в бак имеет более высокое гидравлическое сопротивление для восстановителя, чем в направлении втекания из бака в промежуточное пространство.
Место всасывания в баке, предпочтительно, является отверстием в стенке бака, к которому подсоединяется трубопровод, который ведет к подающему устройству. Также является возможным, что место всасывания соответствующим образом образовано на корпусе подающего устройства, который вдается в бак. Предпочтительно, разделительный слой образует что-то типа перекрытия над местом всасывания. Разделительный слой может быть выполнен, например, по типу колпака, который насажен на место всасывания. Также является возможным, что место всасывания находится в углублении бака или же в углублении стенки бака, и разделительный слой закрывает или же скрывает это углубление. Другими словами, разделительный слой, предпочтительно, перекрывает место всасывания.
Предпочтительно, промежуточное пространство находится между разделительным слоем и стенкой бака в области места всасывания. Гидравлическое сопротивление для восстановителя в направлении втекания или в направлении вытекания определено количеством восстановителя, которое может течь через разделительный слой при заданной разности давлений. Гидравлическое сопротивление не должно быть постоянным при разных разностях давления между промежуточным пространством и баком. Также возможно, что гидравлическое сопротивление изменяется в зависимости от разности давлений. В рамках изобретения является предпочтительным, чтобы гидравлическое сопротивление в направлении вытекания, прежде всего, в диапазоне низких давлений (давления до 0,2 бар и, прежде всего, давления до 0,1 бар) было существенно повышенным по сравнению с гидравлическим сопротивлением в направлении втекания. 0,2 бар соответствую водяному столбу в 2 м (метра), 0,1 бар соответствуют водяному столбу в 1 м (метр). Более высокие давления между баком и промежуточным пространством обычно не возникают. Разность давлений между промежуточным пространством и баком по существу определяется массовым потоком восстановителя через разделительный слой и уровнем жидкости в промежуточном пространстве и в баке, а также ударом жидкости при плескательных движениях в баке и в промежуточном пространстве. При этих эффектах, прежде всего, доля разности давлений в результате возникающего массового потока восстановителя является таковой, что ею можно пренебречь. В соответствии с этим возникающие разности давлений по существу определяются конструктивным размером бака и очень редко превышают указанные выше 0,2 бар. Поэтому для функционирования разделительного слоя является менее релевантным, как он ведет себя при больших разностях давлений. Например, является возможным, что гидравлические сопротивления разделительного слоя в направлении втекания и в направлении вытекания при разностях давлений больше чем 0,2 бар снова становятся более сходными или полностью выравниваются.
За счет такого разного оформления гидравлических сопротивлений в направлении втекания и направлении вытекания при регулярной эксплуатации может быть обеспечено, что восстановитель, который через разделительный слой попал в промежуточное пространство, обратно в бак не течет или течет лишь в ограниченной степени.
С помощью разделительного слоя, прежде всего, достигается пространственное отделение промежуточного пространства от остального объема бака, который служит, например, в качестве промежуточного накопителя или резервуара для подающего устройства. Находящийся там восстановитель может иметь другое свойство (например, другую чистоту (по загрязнению) или другую чистоту (по примесям)), в отличие от восстановителя в остальной части бака.
Разделительный слой также может быть оснащен нагревателем, с помощью которого может нагреваться восстановитель в окружающем пространстве, прежде всего, в промежуточном пространстве. Нагреватель может содержать, например, по меньшей мере один нагревательный элемент (прежде всего, нагревательный элемент с положительным температурным коэффициентом), который вмонтирован в разделительный слой. Например, в разделительный слой могут быть вплетены нити накала. Этот нагреватель также может быть выполнен для того, чтобы нагревать восстановитель в баке, однако нагреватель должен преимущественно нагревать восстановитель в промежуточном пространстве.
Предпочтительно, отдаваемое нагревателем тепло сначала преимущественно отдается в промежуточное пространство. Когда восстановитель в промежуточном пространстве жидкий, тепло нагревателя также попадает в бак. Для этого нагреватель, предпочтительно, предусмотрен на обращенной к промежуточному пространству внутренней стороне разделительного слоя.
Предпочтительно, разделительный слой может выполнять несколько функций или разные функции, такие как фильтрация, просеивание, нагревание и т.д.
Разделительный слой также может иметь датчик уровня для измерения уровня наполнения в баке. Датчик уровня может быть выполнен, например, по типу электрических контактов, которые закреплены на разделительном слое. Также является возможным, что посредством контроля электрического сопротивления компонента (прежде всего, нагревательного элемента) разделительного слоя делается заключение о температуре.
Описываемое устройство также является благоприятным, если разделительный слой для восстановителя в направлении втекания, по меньшей мере, до некоторой пороговой разности давлений между баком и промежуточным пространством от 0,01 бар до 0,1 бар является проницаемым только в одном направлении.
За счет такого выполнения разделительного слоя, по меньшей мере, в диапазоне разностей давлений между баком и промежуточным пространством, которые возникают при регулярной эксплуатации, может быть полностью предотвращено течение восстановителя из промежуточного пространства обратно в бак. Таким образом, действие разделительного слоя является особенно эффективным.
Такой разделительный слой может быть полупроницаемой структурой, то есть, другими словами, структурой, которая является полупроницаемой, т.е. она пропускает только определенные вещества (компоненты восстановителя) и/или вещества только в одном (единственном) направлении. Эта мембрана может, например, содержать несколько слоев текстильной ткани, причем, прежде всего, предусмотрен тефлоновый слой (политетрафторэтилен).
Такой разделительный слой может состоять из комбинации фильтрующего слоя/просеивающего слоя с губкой на отфильтрованной стороне (в данном случае на внутренней стороне). Губка может быть выполнена в виде тонкого губчатого слоя, который прилегает к фильтрующему слою/просеивающему слою или же соединен с фильтрующим слоем/просеивающим слоем. Губчатый слой, предпочтительно, тоньше, чем 2 мм (миллиметра), а особо предпочтительно тоньше, чем 1 мм. В губке или же губчатом слое действуют капиллярные силы. За счет этих капиллярных сил разделительный слой задерживает некоторый объем восстановителя. Так образуется запирающий слой, который предотвращает обратный поток восстановителя через фильтрующий слой/просеивающий слой.
Устройство является также благоприятным, если разделительный слой является фильтром, который имеет по меньшей мере один запирающий слой, который повышает гидравлическое сопротивление разделительного слоя в направлении вытекания.
Запирающий слой в направлении вытекания, по меньшей мере, в диапазоне малых разностей давлений между промежуточным слоем и баком имеет запирающее действие. Под этим имеется в виду, что запирающий слой предотвращает течение восстановителя из бака.
Такой запирающий слой может быть также образован подходящей полупроницаемой структурой. Запирающий слой, при необходимости, также может быть выполнен многослойным для обеспечения улучшенного запирающего действия.
Таким образом разделительный слой может иметь фильтрующее действие. Втекающий в промежуточное пространство восстановитель фильтруется. Так примеси восстановителя в баке могут не допускаться к месту всасывания. Предотвращается попадание примесей в промежуточное пространство или же к месту всасывания. В то же время за счет повышенного гидравлического сопротивления в направлении вытекания обеспечивается то, что уже профильтрованный восстановитель не попадает из промежуточного пространства обратно в бак. Так может быть предотвращена двойная фильтрация восстановителя. В то же время в промежуточном пространстве в непосредственном окружении места всасывания в каждом случае находится резервуар отфильтрованного восстановителя.
Запирающее действие и фильтрующее действие могут быть реализованы в двух различных слоях разделительного слоя. Тогда, наряду с запирающим слоем, предпочтительно, предусмотрен еще и фильтрующий слой, который берет на себя фильтрующее действие. Тогда разделительный слой является многослойным. Запирающий слой и фильтрующий слой также могут быть реализованы в общем слое, который комбинирует описанное запирающее действие и описанное фильтрующее действие. Комбинированный фильтрующий слой и запирающий слой может, например, иметь поры и/или каналы, которые (при нормальных условиях эксплуатации) являются проницаемыми для восстановителя в направлении втекания и задерживают частицы, которые больше, чем поры или же каналы, а в направлении вытекания не являются проницаемыми ни для восстановителя, ни для подобных частиц.
Устройство также является благоприятным, если разделительный слой является ситом, которое имеет по меньшей мере одно затрудняющее поток средство, которое повышает гидравлическое сопротивление разделительного слоя в направлении вытекания.
За счет сита также является возможным очищать восстановитель на пути из бака в промежуточное пространство. Сито имеет отверстия единого размера. Отверстия могут иметь, например, единый диаметр менее 1 мм (миллиметра), предпочтительно менее 0,5 мм (миллиметра), а, особо предпочтительно, от 10 мкм (микрон) до 20 мкм. С помощью сита могут задерживаться частицы в восстановителе, так что они не попадают в промежуточное пространство, а поэтому и к месту всасывания. Для повышения гидравлического сопротивления из промежуточного пространства обратно в бак при выполнении разделительного слоя в виде сита может быть предусмотрено по меньшей мере одно затрудняющее поток средство. Затрудняющими поток средствами могут быть, например, вентильные средства, которые закрывают отверстия сита в случае намечающегося обратного потока из промежуточного пространства в бак (в направлении вытекания). Затрудняющими поток средствами или же вентильными средствами могут быть, например, подвижные флажки, которые с одной стороны закреплены на сите и в случае течения, исходящего со стороны сита с флажками, ложатся перед отверстиями сита. В случае с выполненным в виде сита разделительным слоем в описываемом устройстве флажки, предпочтительно, закреплены на стороне сита, обращенной к промежуточному пространству. Обратный поток из промежуточного пространства в бак (в направлении вытекания) флажки могут эффективно предотвращать.
Кроме того, устройство является благоприятным, если подающее устройство расположено в камере, которая, по меньшей мере, частично расположена в баке, а разделительный слой окружает камеру таким образом, что имеется круговое промежуточное пространство между камерой и разделительным слоем.
Разделительный слой окружает камеру, предпочтительно, радиально по периметру, так что между камерой и разделительным слоем имеется круговое, прежде всего, кольцеобразное промежуточное пространство. Предпочтительно, камера является составной частью днища бака. Предпочтительно, камера простирается, исходя из днища бака вверх внутрь объема бака. Но, предпочтительно, камера простирается максимально на 30% и, особо предпочтительно, максимально на 15% высоты бака. При этой конструкции место всасывания может находиться на камере и тем самым в непосредственной близости от подающего устройства и в то же время быть расположено поблизости от днища бака, так что восстановитель может засасываться из бака через место всасывания как можно более полно.
Между камерой и разделительным слоем также может быть предусмотрена дистанционная структура, чтобы обеспечит дистанцию между камерой и разделительным слоем. Так может быть обеспечен достаточно большой резервуар между камерой и разделительным слоем. Благодаря свойствам разделительного слоя восстановитель обратно в бак не течет или течет лишь с задержкой во времени. Таким образом может быть достигнуто то, что при движении на поворотах и при плескательных движениях в баке соответственно в распоряжении имеется восстановитель в месте всасывания.
Устройство также является благоприятным, если в баке вокруг разделительного слоя расположена по меньшей мере одна направляющая структура, которая направляет восстановитель к разделительному слою.
Направляющая структура может быть выполнена, например, в виде направляющих щитков, которые, прежде всего, при наклонном положении бака или при плескательных движениях в баке направляют восстановитель к разделительному слою. Так может быть достигнуто то, что восстановитель в баке собирается снаружи перед разделительным слоем и направляется в промежуточное пространство. В связи с повышенным гидравлическим сопротивлением в направлении вытекания из промежуточного пространства восстановитель снова не вытекает или вытекает значительно медленнее. Так, и при наклонном положении бака или при плескательных движениях в баке в каждом случае в промежуточном пространстве в непосредственном окружении места всасывания остается некоторое количество восстановителя, так что подача восстановителя с помощью подающего устройства не прерывается. Это относится даже к тому случаю, когда уровень восстановителя в баке уже сильно понижен.
Кроме того, устройство является благоприятным, если разделительный слой в направлении вытекания из промежуточного пространства является проницаемым для воздушных пузырей. Так может быть предотвращено скопление воздушных пузырей в промежуточном пространстве. Подходящие полупроницаемые материалы, которые для восстановителя являются проницаемыми только в одном направлении и поэтому действуют как запирающий слой, для воздушных пузырей могут быть двунаправленными, то есть, проницаемыми в обоих направлениях. С помощью мембран из таких материалов может быть реализована проницаемость разделительного слоя для воздушных пузырей.
Кроме того, устройство является благоприятным, если разделительный слой способствует тепловому потоку в направлении втекания и уменьшает тепловой поток в направлении вытекания.
Так может быть предотвращено более быстрое замерзание восстановителя в промежуточном пространстве, чем в баке в случае замерзания.
Предпочтительно, в промежуточном пространстве остается жидкий восстановитель, когда восстановитель в баке уже замерз. Так, является возможным то, что при пуске подающего устройства, при необходимости, в месте всасывания непосредственно имеется жидкий восстановитель, хотя восстановитель в баке по большей части замерз. Поэтому тогда отсутствует необходимость в том, чтобы сначала оттаивать промежуточное пространство с помощью нагревателя.
Также устройство является благоприятным, если разделительный слой имеет опорную структуру, которая придает разделительному слою стабильность, причем гидравлическое сопротивление опорной структуры для восстановителя в направлении втекания и в направлении вытекания является таковым, что им можно пренебречь.
Гидравлическое сопротивление, прежде всего по сравнению с гидравлическим сопротивлением других слоев разделительного слоя, является таковым, что им можно пренебречь. Таким образом, опорная структура практически не выполняет никакого фильтрующего действия, а служит лишь для того, чтобы задавать форму и положение разделительного слоя. Опорная структура может быть выполнена, например, в виде листовой конструкции, которая окружает другие слои разделительного слоя, или же к которой прилегают другие слои разделительного слоя. Опорная структура может образовывать, например, по меньшей мере, рамку для разделительного слоя. Опорная структура может быть выполнена в виде фахверковой конструкции, которая натягивает балочный каркас, к которому могут прилегать другие слои разделительного слоя. Опорная структура, прежде всего, является благоприятной, если разделительный слой содержит фильтр, так как фильтр обычно имеет относительно низкую механическую стабильность, и поэтому за счет опорной конструкции фильтр может особенно благоприятно удерживаться в нужном положении или же в предусмотренной форме. Опорная структура и другие слои (например, фильтрующий слой, теплозащитный слой и/или запирающий слой) разделительного слоя также могут быть соединены между собой. Например, является возможным, что опорная структура частично пронизывает другие слои разделительного слоя и/или частично проникает в другие слои разделительного слоя, и таким образом опорная структура механически удерживает другие слои разделительного слоя. Другие слои разделительного слоя также могут быть приварены или приклеены на опорной структуре. Соединение между разделительным слоем и опорной структурой может быть образовано в линиеобразных областях (например, на краях разделительного слоя) и/или плоскостным.
В еще одном благоприятном конструктивном варианте устройства свойства разделительного слоя по поверхности разделительного слоя являются различными. Под этим, прежде всего, имеется в виду, что разделительный слой, по меньшей мере, участками имеет разные свойства. Предпочтительно, поверхность разделительного слоя может быть подразделена, по меньшей мере, на две зоны, причем свойства разделительного слоя в зонах являются различными. Также является возможным, что свойства разделительного слоя при рассмотрении по поверхности разделительного слоя непрерывно изменяются. Под свойствами разделительного слоя здесь имеются в виду все описанные выше свойства, как например, однонаправленная проницаемость или двунаправленная проницаемость разделительного слоя для восстановителя и/или для воздуха, или гидравлическое сопротивление разделительного слоя для восстановителя и/или для воздуха в направлении втекания и в направлении вытекания.
Является особенно предпочтительным, если разделительный слой имеет первую зону и вторую зону, причем (при предусмотренной монтажной ориентации устройства) первая зона находится над второй зоной, причем разделительный слой во второй зоне в направлении вытекания из промежуточного пространства в бак имеет более высокое гидравлическое сопротивление для восстановителя, чем направлении втекания из бака в промежуточное пространство, и при этом разделительный слой в первой зоне имеет улучшенную по сравнению со второй зоной проницаемость. Предпочтительно, в первой зоне имеется, прежде всего, улучшенная проницаемость для воздуха в направлении вытекания.
Кроме того, является предпочтительным, если разделительный слой в первой зоне состоит, по меньшей мере, частично из первого материала, а во второй зоне, по меньшей мере, частично из второго материала, причем первый материал и второй материал имеют разные свойства, прежде всего, в отношении проницаемости для воздуха и/или для восстановителя. Предпочтительно, второй материал для разделительного слоя не использован в первой зоне, а первый материал для разделительного слоя не использован во второй зоне. Предпочтительно, первый материал имеет улучшенную проницаемость для воздуха по сравнению со вторым материалом. Второй материал имеет, предпочтительно, в обоих направлениях протока (в направлении втекания и в направлении вытекания) разное гидравлическое сопротивление для восстановителя. Предпочтительно, второй зоной разделительного слоя образуется пространство, в котором собирается восстановитель при работе устройства. Воздушные пузыри в промежуточном пространстве между местом всасывания и разделительным слоем таким образом могут выходить из промежуточного пространства через первую зону.
В рамках изобретения также заявлен автомобиль, имеющий ДВС и устройство для очистки ОГ для нейтрализации ОГ ДВС, а также устройство, которое предназначено для того, чтобы снабжать устройство для очистки ОГ восстановителем. Через устройство для очистки ОГ протекает ОГ ДВС в направлении потока ОГ. Устройство подает восстановитель в устройство для очистки ОГ через инжектор. Инжектор выполнен для сопловой подачи и/или впрыскивания восстановителя в устройство для очистки ОГ. Инжектор, либо может быть самооткрывающимся соплом, либо через управляемый вентильный элемент регулировать количество восстановителя, которое подается в устройство для очистки ОГ. В устройстве для очистки ОГ расположен СКВ-катализатор, в котором реализуется СКВ-способ нейтрализации ОГ. При этом соединения оксидов азота в ОГ с помощью восстановителя превращаются в безвредные вещества, такие как вода, диоксид углерода и азот.
Кроме того, также может быть благоприятным то, что в и/или на разделительном слое расположен или же встроен по меньшей мере один датчик уровня наполнения. С помощью датчика уровня наполнения может контролироваться уровень восстановителя в баке. Датчик уровня наполнения может быть непрерывным датчиком уровня наполнения, который делает возможным постоянный контроль уровня наполнения в диапазоне от минимального измеримого уровня до максимального измеримого уровня. Датчик уровня наполнения также может быть дискретным. С помощью дискретного датчика уровня наполнения может быть лишь установлено, имеется ли на (по меньшей мере) одном определенном уровне восстановитель в баке и тем самым уровень в баке находится над контролируемым датчиком уровнем. Прежде всего, в случае с дискретными датчиками уровня наполнения напрашивается то, что в сите для частиц и/или на нем расположено несколько датчиков уровня наполнения. Так может быть получена более точная информация об уровне наполнения бака.
По меньшей мере один датчик уровня наполнения может быть реализован, например, по типу электрического проводника и/или по типу электрического контакта. Измерение уровня наполнения, предпочтительно, может определяться посредством электрического сопротивления и/или электрической емкости. Электрическое сопротивление и/или электрическая емкость между двумя электрическими контактами или двумя электрическими проводниками изменяется в зависимости от того, имеется ли восстановитель на контактах/между контактами или же на проводниках/между проводниками или нет. Это может быть использовано для определения уровня наполнения. Электрические контакты и/или электрические проводники могут быть, например, приклеены, приварены и/или припаяны на разделительном слое. По меньшей мере один слой (защитный слой, запирающий слой и т.д.) разделительного слоя также может быть реализован в виде ткани или в виде плетения. Тогда электрические контакты и/или электрические проводники могут быть вотканы или вплетены в этот слой.
Далее изобретение, а также технический контекст поясняются более детально на фигурах. На фигурах показаны особенно предпочтительные примеры осуществления, которыми изобретение, однако, не ограничено. Прежде всего, следует указать на то, что фигуры и, прежде всего, представленные соотношения размеров являются лишь схематическими. Показано на:
Фиг. 1: первый конструктивный вариант устройства для обеспечения жидкого восстановителя,
Фиг. 2: второй конструктивный вариант устройства для обеспечения жидкого восстановителя,
Фиг. 3: третий конструктивный вариант устройства для обеспечения жидкого восстановителя,
Фиг. 4: сито для устройства для обеспечения жидкого восстановителя,
Фиг. 5: вид сверху на устройство для обеспечения жидкого восстановителя,
Фиг. 6: автомобиль, имеющий устройство для обеспечения жидкого восстановителя,
Фиг. 4: четвертый конструктивный вариант устройства для обеспечения жидкого восстановителя.
На фиг. 1, 2 и 3 показаны разные конструктивные варианты устройства 1 для обеспечения жидкого восстановителя. Соответственно представленные на фиг. 1, 2 и 3 разные комбинации признаков такого устройства являются лишь примерными. Представленные на фигурах признаки могут как угодно комбинироваться между собой и с другими признаками из всего описания.
В каждом случае можно видеть устройство 1, имеющее бак 3, в котором является хранимым восстановитель, и подающее устройство 4, которое расположено в камере 9. Камера 9 является составной частью днища 25 бака или же вставлена в днище 25 бака. В области днища 25 бака на камере 9 находится место 5 всасывания, через которое может засасываться восстановитель. Для всасывания восстановителя подающее устройство 4 имеет насос 17. Подающее устройство 4 или же камера 9 окружены разделительным слоем 6. В то же время разделительный слой 6 перекрывает место 5 всасывания, причем между разделительным слоем 6 и местом 5 всасывания или же между разделительным слоем 6 и подающим устройством 4 или же между разделительным слоем 6 и камерой 9 образовано промежуточное пространство 7. Через разделительный слой 6 существует направление 23 втекания из бака 3 в промежуточное пространство 7. Кроме того, через разделительный слой 6 существует направление 24 вытекания из промежуточного пространства 7 обратно в бак 3. Подающее устройство 4 предоставляет всасываемый в месте 5 всасывания восстановитель в распоряжение на соединительном элементе 16, в которому является подсоединяемым трубопровод, по которому восстановитель может подаваться в устройство для очистки ОГ.
На фиг. 1 показан разделительный слой 6, который имеет фильтрующий слой 14 для фильтрации восстановителя, и кроме того, запирающий слой 8, который так влияет на гидравлическое сопротивление разделительного слоя 6, что гидравлическое сопротивление для восстановителя в направлении 23 втекания меньше, чем гидравлическое сопротивление в направлении вытекания. Дополнительно разделительный слой 6 согласно фиг.1 имеет опорную структуру 11, которая удерживает разделительный слой 6 в его положении, или же задает форму разделительного слоя 6. Опорная структура 11 выполнена, например, в виде перфорированного листа.
Согласно фиг.2 разделительный слой 6 имеет фильтрующий слой 14, а также теплозащитный слой 15, причем теплозащитный слой 15 пригоден для того, чтобы уменьшать тепловой поток в направлении 24 вытекания, так что промежуточное пространство 7 устройства 1 остывает медленнее и после фазы замерзания, в которой восстановитель в баке 3 замерзает, в промежуточном пространстве 7, по возможности, еще имеется жидкий восстановитель. Кроме того, в конструктивном варианте согласно фиг. 2 показана направляющая структура 10, которая обеспечивает то, что при наклонном положении устройства 1 или же бака 3 или при плескательных движениях в баке 3 восстановитель доходит до разделительного слоя.
В конструктивном варианте согласно фиг. 3 разделительный слой 6 образован ситом 19, которое выполнено так, что поток восстановителя в направлении 24 вытекания затруднен, а поток восстановителя в направлении 23 втекания упрощен.
Примерный вариант сита 19 согласно фиг. 3 показан на фиг. 4. Сито 19 состоит, например, из проволок 21, между которыми находятся отверстия 26, через которые может проходить поток 20 восстановителя. С одной стороны на проволоках 21 сита 19 предусмотрены затрудняющие поток средства 22, которые могут быть положены перед отверстиями, когда поток 20 восстановителя течет в обратном направлении. Затрудняющие поток средства 22 действуют как вентильные средства. При необходимости, такое сито 19 также может быть комбинировано с фильтрующим слоем 14. Тогда такое сито 19 одновременно может выполнять опорную функцию для фильтрующего слоя 14 и определять форму или же конфигурацию и положение фильтрующего слоя 14. Тогда разделительный слой 6 образован ситом 19 с затрудняющими поток средствами 22 в сочетании с фильтрующим слоем 14.
На фиг. 5 устройство 1 показано сверху. Виден бак 3. В баке находится камера 9, в которой расположено подающее устройство 4. На камере 9 находится место 5 всасывания, через которое восстановитель может попадать в подающее устройство 4. Восстановитель засасывается подающим устройством 4 с помощью насоса 17. Вокруг камеры 9 или же подающего устройства 4 находится разделительный слой 6, так что вокруг камеры 9 образовано кольцеобразное промежуточное пространство 7, которое покрывает место 5 всасывания. Вокруг разделительного слоя 6 расположены различные направляющие структуры 10, которые при наклонном положении бака 3 или же устройства 1 или при плескательных движениях в баке 3 направляют восстановитель к разделительному слою 6. Через разделительный слой определены направление 23 втекания и направление 24 вытекания. Разделительный слой 6 на фиг. 5 в качестве примера выполнен с фильтрующим слоем 14 и запирающим слоем 8.
На фиг. 6 показан автомобиль 12, имеющий ДВС 13 и устройство 2 для очистки ОГ для нейтрализации ОГ ДВС 13. Исходя из ДВС, по устройству 2 для очистки ОГ в направлении 27 потока ОГ протекает ОГ. В устройство 2 для очистки ОГ с помощью устройства 1 для обеспечения жидкого восстановителя через инжектор 28 является подводимым восстановитель. Для этого устройство 1 имеет бак 3, в котором хранится восстановитель, а также подающее устройство 4, которое нагнетает восстановитель из бака 3 к инжектору 28. Устройство 1 может быть сконструировано в соответствии с вышеизложенным описанием. В устройстве 2 для очистки ОГ расположен СКВ-катализатор 29, в котором реализуется способ СКВ. С помощью восстановителя преобразуются соединения оксидов азота в ОГ. Для эксплуатации устройства 1 автомобиль 12 также имеет блок 30 управления, который выполнен для того, чтобы управлять работой устройства 1.
На фиг. 7 показан еще один конструктивный вариант устройства 1, имеющий бак 3 и подающее устройство 4, которое расположено в камере 9 на днище 25 бака. Подающее устройство 4 отбирает восстановитель из бака 3 в месте 5 всасывания. Подающее устройство 4 имеет насос 17, с помощью которого нагнетается жидкая добавка. Подающее устройство 4 подводит жидкую добавку к соединительному элементу 16 для трубопровода. Место 5 всасывания покрыто разделительным слоем 6, так что образуется замкнутое промежуточное пространство 7. Разделительный слой 6 имеет форму цилиндра и расположен вокруг камеры 9. Поверхность этого цилиндра образует поверхность разделительного слоя 6. Разделительный слой 6 имеет опорную структуру 11, которая может быть выполнена по типу сита. Поверхность разделительного слоя 6 разделена на первую зону 31 и вторую зону 32. В первой зоне 31 разделительный слой 6, по меньшей мере, частично состоит из первого материала 33. Во второй зоне 32 разделительный слой 6, по меньшей мере, частично состоит из второго материала 34. Первый материал 33 по сравнению со вторым материалом 34 имеет улучшенную проницаемость для воздуха. Второй материал 33 имеет для восстановителя, предпочтительно, в направлении 23 втекания лучшую проницаемость, чем в направлении 24 вытекания.
Является очевидным, что специалист может просто комбинировать содержание раскрытия фигур и относящихся к ним пояснений, так что детали одного конструктивного варианта применяются вместе с деталями другого конструктивного варианта. Это должно быть исключено только в том случае, если это явно указано выше.
Таким образом, представлено особенно экономичное устройство для надежной подачи жидкого восстановителя для устройства для очистки ОГ.
Изобретение относится к устройству для обеспечения жидкого восстановителя. Устройство (1) для обеспечения жидкого восстановителя для устройства (2) для очистки отработавшего газа (ОГ), имеющее бак (3) и подающее устройство (4) с местом (5) всасывания в баке (3), в котором восстановитель может засасываться из бака (3). Место (5) всасывания перекрыто разделительным слоем (6), так что между местом (5) всасывания и разделительным слоем (6) имеется замкнутое промежуточное пространство (7). Разделительный слой (6) в направлении (24) вытекания из промежуточного пространства (7) в бак (3) имеет более высокое гидравлическое сопротивление для восстановителя, чем в направлении (23) втекания из бака (3) в промежуточное пространство (7). Также раскрыт автомобиль (12), имеющий двигатель внутреннего сгорания (ДВС) (13) и устройство (2) для очистки отработавшего газа (ОГ) для нейтрализации ОГ ДВС (13), а также устройство (1), которое выполнено для снабжения восстановителем устройство (2) для очистки ОГ. Техническим результатом изобретения является обеспечение надежности подачи жидкого восстановителя для устройства очистки ОГ. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
1. Устройство (1) для обеспечения жидкого восстановителя для устройства (2) для очистки отработавшего газа (ОГ), имеющее бак (3) и подающее устройство (4) с местом (5) всасывания в баке (3), в котором восстановитель может засасываться из бака (3), причем место (5) всасывания перекрыто разделительным слоем (6), так что между местом (5) всасывания и разделительным слоем (6) имеется замкнутое промежуточное пространство (7), причем разделительный слой (6) в направлении (24) вытекания из промежуточного пространства (7) в бак (3) имеет более высокое гидравлическое сопротивление для восстановителя, чем в направлении (23) втекания из бака (3) в промежуточное пространство (7).
2. Устройство по п. 1, причем разделительный слой (6) для восстановителя в направлении (23) втекания, по меньшей мере, до пороговой разности давлений между баком (3) и промежуточным пространством (7) от 0,01 бар до 0,1 бар является проницаемым в одном направлении.
3. Устройство (1) по п. 1 или 2, причем разделительный слой (6) является фильтром (18), который имеет по меньшей мере один запирающий слой (8), который повышает гидравлическое сопротивление разделительного слоя (6) в направлении (24) вытекания.
4. Устройство (1) по п. 1 или 2, причем разделительный слой (6) является ситом (19), которое имеет по меньшей мере одно затрудняющее поток средство (22), которое повышает гидравлическое сопротивление разделительного слоя (6) в направлении (24) вытекания.
5. Устройство (1) по п. 1 или 2, причем подающее устройство (4) расположено в камере (9), которая, по меньшей мере, частично расположена в баке (3), и разделительный слой (6) окружает камеру (9) таким образом, что между камерой (9) и разделительным слоем (6) имеется охватывающее промежуточное пространство (7).
6. Устройство (1) по п. 1 или 2, причем в баке (3) вокруг разделительного слоя (6) расположена по меньшей мере одна направляющая структура (10), которая направляет восстановитель к разделительному слою (6).
7. Устройство (1) по п. 1 или 2, причем разделительный слой (6) является проницаемым для воздушных пузырей в направлении (24) вытекания из промежуточного пространства (7).
8. Устройство (1) по п. 1 или 2, причем разделительный слой (6) благоприятствует тепловому потоку в направлении (23) втекания и уменьшает тепловой поток в направлении (24) вытекания.
9. Устройство (1) по п. 1 или 2, причем разделительный слой (6) имеет опорную структуру (11), которая придает стабильность разделительному слою (6), причем гидравлическое сопротивление опорной структуры (11) для восстановителя в направлении (23) втекания и в направлении (24) вытекания является таковым, что им можно пренебречь.
10. Автомобиль (12), имеющий двигатель внутреннего сгорания (ДВС) (13) и устройство (2) для очистки отработавшего газа (ОГ) для нейтрализации ОГ ДВС (13), а также устройство (1) по одному из предшествующих пунктов, которое выполнено для снабжения восстановителем устройства (2) для очистки ОГ.
| DE 102009029400 A1, 24.03.2011 | |||
| DE 102008053026 A1, 29.04.2010 | |||
| JP 2009068420 A, 02.04.2009 | |||
| EP 1925354 A1, 28.05.2008 | |||
| DE 19936287 A1, 22.02.2001 | |||
| WO 2010078991 A1, 15.07.2010. |
