与用于声学质检和液位感测的感应室关联的车辆尿素储箱的制作方法_2

文档序号:9793851阅读:来源:国知局
明的实施例,在附图中:
[0053]-图1为根据本发明的一个实施例的设备的透视图;
[0054] -图2至图4为相同设备的去掉某些部分的透视图;
[0055] -图5和图6示出了本发明的替代实施例;以及
[0056] -图7为根据本发明的另一实施例的设备的平面视图。
[0057]图1至图4示出了根据本发明的一个实施例的设备。
[0058] 由模块2构成的设备旨在在车辆尿素储箱4中使用。该车辆具有产生排放气体的柴 油热发动机,该排放气体需要进行处理以减少将氮氧化物N0 X释放到大气中。这通过使用 SCR方法来实现,该SCR方法包括注入尿素,在排放管线中由于高排放气体温度尿素转化为 氨。氨在排放管线中被用作还原剂。尿素溶液被用于以已知方式(在此不再赘述)来产生该 氨。储箱包含尿素水溶液,例如Adblue?溶液(溶于水中的在重量上占32.5 %的尿素,对应 于ISO 22241标准的技术规格)。
[0059] 储箱4具有旨在充装尿素溶液的主室22,模块2在该主室中延伸。
[0060] 模块具有未示出的用于加热溶液的加热器。模块包括未示出的用于感应溶液温度 的温度探测器。模块属于例如在W0 2007/141312中公开的类型,该申请的公开内容通过引 用被结合于本申请中。
[0061] 模块还具有在图4中示出的装置6,该装置6用于从储箱传送溶液并将尿素从设备 输送到安装在排放管上的注射装置。模块的基部具有构成储箱的最低点的出口 31,装置6通 过该出口 31将尿素从储箱中提取出来。装置6包括构成供给嘴的起始部分或向上部分的管 道,其中该供给嘴与用于供应尿素溶液以处理排放气体的输送线路连接。供给管线7包括用 于该尿素传送的栗。车辆还具有返回管线9,该返回管线具有与供给管线的一部分连通的向 上的端部和与设备连通的向下的端部,如下文所述。实际上,有时,栗故意计量供应过量(流 量)的液体,这些液体的多余部分通过使用配备有经校准的阀门的返回管线而被返回到储 箱。模块可以包括用于过滤进入供给管线的溶液的过滤器和位于供给管线上的阀门。这些 部件都没有示出。
[0062]可以在W0 2008/155303中找到关于供给管线和返回管线的更详细的解释,该申请 的公开内容通过引用被结合于本申请中。
[0063] 模块具有基部8和主圆柱形凸壁10,该基部具有盘形的整体形状,该主圆柱形凸壁 在与基部和壁共有的轴线14垂直的平面中具有大致圆形的截面。该轴线应是竖直的。基部 构成模块的底部。该壁具有开口 16,这些开口 16用于允许溶液从储箱主室流到由壁10构成 的室17内和从该室流出回到主室22。
[0064] 模块被接纳于在储箱的底部18中形成的圆形开口中,使得基部与该底部相接。 [0065] 壁10在局部具有圆柱形凹处,该圆柱形凹处在垂直于轴线14的平面中显示出凹进 去的弯曲截面。凹处接纳与轴线14平行的竖直平矩形分隔器26。分隔器的平面垂直于径向 于轴线的方向。分隔器从基部8延伸,并在到达壁10的顶部边缘28之前被中断。例如,分隔器 覆盖壁10的高度的75%。
[0066] 分隔器将该凹处分为两个不同的室24、25,室25在轴线14和室25之间延伸。室24由 壁10和分隔器25构成,并且仅在顶部打开。室25由分隔器和壁10构成,但在其面对储箱并与 分隔器相对而置的这侧打开。两个室都具有圆柱形形状。当然,可以赋予室24、25其它配置。 [0067]基部8包括用于至少一个超声收发器32的壳30。在该示例中,模块具有单个收发 器。该壳由室24、25的底部构成,以使得壳和收发器与这两个室对齐。收发器被布置为用于 在平行于轴线14的方向上竖直地发出超声波,以使得该波穿过这两个室的底部并沿着这两 个室的高度传播。模块具有未示出的控制装置,用于控制模块、尤其是控制收发器。
[0068]模块包括偏向器34,其形式为从壁10的外表面向着分隔器突出到室24中并在垂直 于轴线14的平面中延伸的刚性平板片。偏向器34不接触分隔器26,使得两者之间存在间距。 此外,偏向器34位于比分隔器26的顶部低的高度处。偏向器可能需要向下延伸到室的基部, 以防止在冰冻状态期间由结冰膨胀造成的损坏。
[0069] 返回管线9例如包括管36,该管具有与入口开口 33连通的端部,该入口开口 33形成 在壁10中在室24的底部附近处。然而,该管可以具有其他任何的密封流体连通路径的形状。 该入口位于比偏向器低的位置处。装置6被布置为用于通过该入口将尿素溶液栗送到室24 中,以使得溶液在该室中的液位达到偏向器并优选地超过该偏向器。
[0070] 模块如下所述地工作。
[0071] 供给管线7通过出口 31从储箱中周期性地取出尿素溶液并将其注入用于处理排放 气体的装置中,以产生被注入排放管线中的氨。
[0072]返回管线9通过管36将尿素溶液从供给管线栗送到室24中,使得该室中的溶液液 位上升并达到偏向器34的高度。更准确地说,室充装端口接收来自于返回端口 27(该返回端 口为从供给嘴到止回阀40的内部通道)的流体并通过室充装端口将其输送到室。
[0073]由此,在室24中,流体被暂时地保持在位于偏向器所在高度的上方的液位。
[0074] 收发器32将超声波竖直地发送到室24和25中,室24和25都构成感应室。
[0075] 室24充装有液位高达偏向器上方的溶液。偏向器构成参考靶。在该室中,波被偏向 器向下竖直地反射到接收该波的收发器。于是控制装置能够以本身已知的方式确定除溶液 液位以外的溶液品质,例如溶液中的尿素浓度。实际上,偏向器提供了用于进行参考测量的 已知距离。
[0076] 在室25中,波被溶液与空气接触的表面向下竖直地反射到接收该波的收发器。于 是控制装置能够确定室25中的溶液液位,即在室25中的溶液柱的高度。实际上,传感器测量 声波的总传播时间,该总传播时间取决于流体的物理性质(密度)。总传播时间被用于推导 流体液位。由于该室在一侧向储箱打开,储箱中的溶液的液位由此也能够被确定。
[0077] 在该实施例中,使用了单个收发器来进行液位和品质的测量,这是通过测量来自 所提供的单个波的如下所述的两个分开的返回声波来进行的:来自在室25的顶部处的流体 与空气的分界面的第一返回声波,其指示流体液位;以及来自在室24的顶部处的偏向器的 第二返回声波,其指示流体品质。但是,如有需要,可以具有用于各个测量(液位和品质)的 各自的传感部件。实际上,在一个不那么优化的变型中,可以与储箱液位传感器分开地在感 应容器下方装配另一超声品质传感器。这不是优选的方案,但在某些特定情况中可能是有 意义的。
[0078] 由此,本发明使用已有的流体返回线路来确保存在用于进行竖直参考测量的流 体。本发明使用模块的壁来产生留住并包含流体的感应容器24。输送模块的返回流体线路 直达感应容器24的底部,这将允许容器保持充满,直至储箱中的所有流体都被耗尽(被输送 到注入装置)。本发明使得即使储箱液位低于参考靶也能进行品质测量。
[0079] 由于测量在流体储箱中竖直地进行,这使得在储箱的底部上的所需的封装空间最 小化。
[0080] 与现有技术相比,该方案以更低的成本改善了准确度。实际上,独立的超声传感器 可以是焊接到储箱底部并需要贯穿孔的热板。而且,本发明获得了对将被输送到发动机的 流体的精确测量。其它品质传感器在远离输送模块中的流体提取点处进行测量,可能无法 精确地确定被输送的流体的品质。本发明降低了成本并改善了系统的鲁棒性。
[0081] 本发明还在每种温度状态下都能工作,即使是在冬天或冰冻状态下。唯一的限制 在于供给栗必须使用加热过的溶液来工作并且返回线路必须注入加热后的溶液。
[0082]室24的顶部是打开的,使得流体能够向上流出顶部,由此例如
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