Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО БАКА И ДОЗИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ВОССТАНОВИТЕЛЯ

Изобретение относится к устройству бака с дозирующей системой восстановителя. С помощью такого устройства можно подавать восстановитель для селективного каталитического восстановления составных частей отработанного газа в отработанном газе (ОГ) двигателя внутреннего сгорания с определенным или же предварительно заданным давлением. Поданный с необходимым давлением восстановитель может подводиться в систему для очистки ОГ, например через инжектор.

Распространение автомобилей с работающими на обедненных смесях двигателями внутреннего сгорания сильно возросло. Работающие на обедненных смесях двигатели внутреннего сгорания работают с таким соотношением топлива/воздуха, при котором в двигатель внутреннего сгорания подается больше воздуха, чем необходимо для сгорания одновременно подаваемого топлива. Соотношение топлива/воздуха обычно описывается так называемым коэффициентом избытка воздуха. Обедненные смеси топлива/воздуха соответствуют коэффициенту избытка воздуха выше стехиометрического соотношения 1,0. Подобные работающие на обедненных смесях двигатели внутреннего сгорания отличаются преимуществами в расходе. Однако отчасти с ними связаны существенно увеличенные выбросы соединений оксидов азота (NO) в ОГ. Этих соединений оксида азота можно избежать с помощью мер внутри двигателя только до определенной степени.

По этой причине был разработан способ селективного каталитического восстановления. При селективном каталитическом восстановлении (SCR) в устройстве для очистки ОГ в ОГ подается восстановитель или предшественник восстановителя. Предшественники восстановителя также часто называют восстановителями. В качестве восстановителя используется, например, аммиак или тому подобное. В качестве предшественника восстановителя используется, например, мочевина и/или водный раствор мочевины. Уже опробованным предшественником восстановителя является 32,5% - водный раствор мочевины, который продается под торговой маркой AdBlue. Такие предшественники восстановителя затем преобразуются в системе выпуска ОГ и/или в промежуточно включенном испарителе и/или гидролитическом узле в собственно восстановитель. Водный раствор мочевины обычно преобразуется в аммиак. Затем в подходящем каталитическом конвертере соединения оксида азота в ОГ вместе с аммиаком могут быть преобразованы в безвредные составные части, такие как азот, вода и углекислый газ.

Для обеспечения восстановителя в автомобиле обычно предусмотрена собственная накопительная система и/или дозирующая система. Подобная система может быть связана с существенными расходами. К тому же при хранении жидкого восстановителя и, прежде всего, при хранении AdBlue проблема заключается в том, что он при низких температурах замерзает. AdBlue замерзает при прим. -11°С. Поэтому система для накопления таких восстановителей должна быть морозостойкой.

Кроме того, должна быть обеспечена возможность определения уровня заполнения в баке восстановителя. Это важно, прежде всего, потому, что для расходов в легковых автомобилях часто желательно, чтобы восстановитель во время обычной работы добавлять не требовалось, а заполнение бака восстановителя происходит (только) при плановом техническом облуживании легкового автомобиля. По этой причине должна обеспечиваться возможность по возможности полного опорожнения бака восстановителя посредством дозирующего узла во время работы для того так, что в баке восстановителя не оставалось бы остаточного объема восстановителя, который дозирующий узел не может перекачивать.

Исходя из этого задача данного изобретения заключается в том, чтобы разработать устройство для обеспечения жидкого восстановителя, которое, по меньшей мере, частично решает проблемы, описанные в отношении уровня техники. Прежде всего, должно быть раскрыто устройство для обеспечения жидкого восстановителя, которое является особо экономичным и/или обеспечивает возможность точного определения уровня заполнения, а также по возможности полное опорожнение бака восстановителя во время работы.

Эти задачи решены посредством устройства согласно признакам п.1 формулы изобретения. Другие варианты осуществления устройства указаны в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует указать на то, что перечисленные отдельно в зависимых пунктах формулы изобретения признаки могут комбинироваться между собой любым целесообразным с технологической точки зрения образом и указывают другие варианты осуществления изобретения. Описание, прежде всего, в связи с чертежами разъясняет изобретение и указывает дополнительные примеры осуществления.

Предлагаемое устройство для обеспечения жидкого восстановителя имеет бак восстановителя для хранения восстановителя с дном бака, которое имеет изолированную камеру, и дозирующим узлом для забора восстановителя из бака восстановителя в точке забора, расположенной на изолированной камере или же на дне бака, причем дозирующий узел расположен внутри изолированной камеры.

Предпочтительным образом изолированная камера расположена в дне бака. Особо предпочтительным образом изолированная камера расположена сбоку на стенке бака рядом с дном бака. Однако также возможно, что изолированная камера расположена в любом другом месте стенки бака, например на верхней стороне бака, в стенке бака.

Принципиальная идея представленного здесь изобретения заключается в том, что дозирующий узел предусматривается в камере в или же на дне бака восстановителя. Изолированная камера представляет собой частичный объем, простирающийся от стенки камеры или же от дна бака в направлении внутренней части бака, который преимущественно не заполнен восстановителем, то есть, например, (обособленную) вогнутость, свод или тому подобное. Часть стенки камеры при этом может быть выполнена монолитно с баком восстановителя или же со стенкой бака и, прежде всего, с дном бака, что тем самым обуславливает, прежде всего, изолирование от восстановителя. Одновременно, в случае необходимости, также возможно, что камера образована за счет собственного корпуса, который расположен на или в стенке бака или же дне бака. Забор восстановителя из бака восстановителя при этом должен осуществляться на камере и, прежде всего, рядом с дном бака, потому что здесь при различных уровнях заполнения в баке восстановителя, прежде всего при низких уровнях заполнения, также имеется восстановитель. Предлагаемое устройство, прежде всего, не имеет трубы для забора, которая проходит от верхней стороны бака восстановителя до дна бака и через которую откачивается восстановитель. Забор восстановителя из бака восстановителя осуществляется непосредственно рядом с изолированной камерой и/или рядом с дозирующим узлом. В случае расположенного на дне бака дозирующего узла определение уровня заполнения в баке восстановителя может происходить с помощью датчика и, прежде всего, датчика давления, который предусмотрен на изолированной камере или в дозирующем узле.

Возможность отсутствия простирающейся к верхней крышке бака трубы для забора, с одной стороны, является преимуществом, потому что за счет этого происходит экономия затрат. Кроме того, для забора восстановителя через подобную трубу для забора постоянно необходимо пониженное давление. Создание пониженного давления для насоса, который используется в дозирующей системе восстановителя, при определенных условиях эксплуатации может быть проблематичным. Обычно используются поршневые или мембранные насосы. Необходимость создания пониженного давления предотвращается за счет предлагаемого расположения дозирующей системы в камере в дне бака.

Согласно одному варианту усовершенствования также предлагается предусмотреть дозирующий узел в разъемном соединении с баком восстановителя. Так, дозирующий узел можно заменять независимо от бака восстановителя. Как уже разъяснялось выше, бак восстановителя имеет стандартные конструктивные элементы, такие как насосы, клапаны, датчики давления, температурные датчики и фильтры, которые имеют существенно более короткий срок службы, чем бак восстановителя. По этой причине возможность отсоединения дозирующего узла от бака восстановителя является преимуществом. Предпочтительным образом на месте гидравлического соединения между баком восстановителя и дозирующим узлом предусмотрено соответствующее (герметизированное) клапанное устройство, которое при снятии дозирующего узла приводит к тому, что восстановитель не может бесконтрольно выходить из бака восстановителя. Это является, прежде всего, преимуществом, так как дозирующий узел установлен на баке восстановителя внизу. Кроме того, бак восстановителя в автомобиле обычно установлен так, что его нельзя снять из автомобиля без значительных монтажных работ. Здесь преимущество заключается в том, что дозирующий узел расположен в дне бака восстановителя так, что он доступен также без полного снятия бака восстановителя.

Согласно одному усовершенствованию предлагаемого устройства дозирующий узел имеет, по меньшей мере, один компонент из группы следующих компонентов:

- насос

- фильтр

- датчик давления

- температурный датчик и

- клапан

Предпочтительным образом дозирующий узел включает в себя все компоненты, которые необходимы для обеспечения восстановителя с определенным давлением, но в любом случае по меньшей мере один насос. Сюда же также могут относиться дополнительные насосы, клапаны, датчики давления, температурные датчики и/или фильтры, также как и электронные конструктивные элементы, соединительные линии и т.п.

Предпочтительным образом эти отдельные компоненты установлены на монтажную плиту. Монтажная плита предпочтительным образом металлическая. Например, монтажная плита может быть выполнена из нержавеющей стали или алюминия. В монтажной плите может быть предусмотрен или встроен по меньшей мере один канал, который соединяет отдельные компоненты между собой для транспортировки или подачи восстановителя. Каналы (расположенные друг за другом или параллельно) могут быть предусмотрены в монтажной плите, например, в виде отверстия. Монтажная плита может быть произведена уже с этими каналами в виде литой детали. Монтажная плита может эффективно распределять тепло между отдельными компонентами предлагаемого устройства. Поэтому особо предпочтителен алюминий в качестве материала для монтажной плиты. Алюминий имеет очень хорошее соотношение теплопроводности и веса.

Согласно одному усовершенствованию изобретения изолированная камера может закрываться крышкой от окружающей среды, а дозирующий узел закреплен на крышке. Особо предпочтительным в этой связи является, если верхняя сторона изолированной камеры монолитно соединена с дном бака. Прежде всего, верхняя сторона изолированной камеры или дна бака выполнена из общего исходного материала. Например, верхняя сторона изолированной камеры может быть вытиснена в дне бака. При этом верхняя сторона камеры представляет собой собственно стенку дна бака. В области перехода от изолированной камеры к остальному дну бака может быть предусмотрена крепежная структура, на которой может быть закреплена крышка. Предпочтительным образом крепежная структура для крышки имеет по меньшей мере одно резьбовое соединение или уплотнительную поверхность, причем крышка может быть прикручена посредством резьбового соединения и, прежде всего, образует герметичное соединение с уплотнительной поверхностью для (жидкого) восстановителя. Крепежная структура может быть вытиснена при изготовлении дна бака. Также возможно, что крепежная структура будет изготовлена литьем, приварена и/или приклеена. Дозирующий узел с уже описанными выше компонентами может быть полностью (предварительно) установлена на крышке, благодаря чему она вместе с крышкой может быть очень просто установлена в изолированную камеру и снова снята. Отдельные компоненты дозирующего узла при снятии крышки сразу же становятся доступными.

К герметичности внутреннего пространства изолированной камеры наружу следует предъявлять меньшие требования, чем к герметичности бака восстановителя. Уплотнение внутреннего пространства камеры наружу обычно не находится в прямом контакте с жидким восстановителем, а только должно предотвращать попадание брызг воды извне во внутрь камеры. Для уплотнения изолированной камеры наружу тем самым можно предусматривать не так сильно выраженное уплотнение, как для уплотнения бака восстановителя наружу или же к изолированной камере.

Кроме того, преимуществом считается, если изолированная камера может выниматься из дна бака. Предпочтительным образом, изолированная камера может полностью выниматься из дна бака. В этом случае дно бака без изолированной камеры имеет (только) одно отверстие, в которое может устанавливаться изолированная камера целиком. Отверстие в дне бака должно выполняться с резьбовым соединением и/или уплотнительной поверхностью для того, чтобы соединение между изолированной камерой и остальным дном бака было герметичным. Изолированная камера затем образует закрытый корпус дозирующего узла. Извлекаемая изолированная камера может дополнительно иметь крышку, через которую доступен дозирующий узел в изолированной камере. Изолированная камера и крышка изолированной камеры могут быть зафиксированы в дне бака посредством общего резьбового соединения. Также возможно, чтобы крышка закрывала изолированную камеру за счет отдельного резьбового соединения. В этом случая изолированная камера выполнена с возможностью извлечения из дна бака как закрытая дозирующая система с корпусом, образованным изолированной камерой.

Если изолированная камера может быть извлечена из дна бака, то отверстие в дне бака можно использовать для очистки бака.

Предлагаемое устройство также является предпочтительным, если изолированная камера может быть зафиксирована в дне бака посредством по меньшей мере одного защелкивающегося соединения. Под защелкивающимся соединением понимают, прежде всего, SAE-затвор.

В этой форме осуществления камера с помощью SAE-затвора и/или защелкивающегося соединения может закрепляться или же фиксироваться в дне бака. При этом предпочтительным образом камера выполнена в виде горшка, который имеет соответствующий затвор. Подходящий встречный элемент к этому затвору может быть отлит в дне бака. Так можно достичь герметичности соединения между камерой и дном бака, причем одновременно гарантирована возможность хорошей установки камеры в дне бака.

В еще одной форме осуществления предлагаемого устройства дно бака выполнено из пластика, а изолированная камера - в виде горшка, неразъемно установленного в дно бака. Под отсутствием возможности соединения между горшком и дном бака, прежде всего, понимают, что соединение нельзя рассоединить без разрушения и/или восстановить после этого, т.е., например, с повреждением материала на горшке и/или дне бака. Предпочтительным образом горшок отлит в дне бака, прежде всего, если бак является пластиковой деталью, отлитой под давлением. Но горшок также может быть вварен, впаян и/или влит в дно бака. Предпочтительным образом горшок влит, если бак или же дно бака является литой деталью. Вваренный горшок, например, особо подходит, если пластиковый материал, из которого выполнен пластиковый бак, к моменту установки или же монтажа бака уже затвердел. В этом случае горшок больше нельзя влить или отлить. Однако можно частично снова расплавить пластиковый материал в рамках сварочного процесса, чтобы неразъемно соединить горшок с пластиковым материалом дна бака. В случае процесса пайки горшок соединяется с баком посредством дополнительного материала, например припоя.

Дно бака и горшок могут быть соединены друг с другом с геометрическим замыканием (предотвращение относительного перемещения между двумя частями за счет сцепления фасонных элементов соответствующей формы, например входа зубьев в соответственно сформированную щель между зубьями) и/или за счет неразъемного соединения (соединения, при которых части удерживаются вместе за счет атомных или молекулярных сил, например за счет склеивания, спаивания, сварки). Для улучшения соединения горшок может, по меньшей мере, на некоторых участках иметь специальную, например шероховатую, поверхность.

Кроме того, преимуществом является, если неразъемно установленный горшок по меньшей мере частично выполнен из металла. Металлический горшок обеспечивает возможность очень хорошей теплопроводности между внутренней частью горшка и внутренней частью бака.

В одном усовершенствовании предлагаемого устройства на отлитом в дне бака горшке предусмотрено уплотнительное кольцо круглого сечения для уплотнения.

Предпочтительным образом этот отлитый горшок - металлический. Дно бака предпочтительным образом выполнено из пластика. Металлические стенки горшка или же камеры должны закрываться от пластика дна бака только на определенных участках, благодаря чему хранящийся в баке восстановитель находится в контакте с металлическими стенами горшка. При необходимости дополнительно может быть отлито уплотнительное кольцо круглого сечения, которое гарантирует герметичность соединения между горшком или же камерой и дном бака. Также возможно, чтобы в области горшка на дне бака было напылено уплотнительное кольцо круглого сечения, на котором крышка герметично закрывает горшок.

Согласно одному усовершенствованию изолированная камера имеет простирающийся от дна бака плавильный термоэлемент. Подобный плавильный термоэлемент простирается предпочтительным образом по высоте бака, например вплоть до крышки бака. В случае достаточно низких температур возможно, что жидкий восстановитель замерзнет. После перезапуска системы теперь желательно быстро расплавить достаточное количество восстановителя и держать наготове или же подать для дозирования. Однако при заборе оттаявшего восстановителя рядом с дном бака существует опасность, что мощности нагрева будет недостаточно для того, чтобы проникнуть непосредственно в верхнюю часть бака. Следовательно, может образоваться своего рода «ледяная пещера», в которой вследствие подачи уже оттаявшего восстановителя может образоваться пониженное давление. Если теперь плавильный термоэлемент, который простирается от дна бака, предусмотрен на изолированной камере, то за счет этого плавильного элемента может быть расплавлено отверстие в закрытой ледяной крышке, через которое происходит компенсация давления. Если плавильный термоэлемент проходит по всей высоте бака, то отверстие может расплавить в ледяной крышке, расположенной на любой высоте. Так, возможна надежная подача жидкого восстановителя также при наличии льда в баке восстановителя. Предпочтительным образом плавильный термоэлемент выполнен в виде стержневого термоэлемента, причем один или несколько стержневых термоэлементов (с электрическим нагревом) простираются от изолированной камеры к крышке бака.

Кроме того, преимуществом является наличие в изолированной камере по меньшей мере одного термоэлемента. Предпочтительным образом по меньшей мере один термоэлемент расположен в изолированной камере. Термоэлемент может быть закреплен непосредственно на стене камеры, благодаря чему существует поверхностный, теплопроводящий контакт термоэлемента со стеной камеры. Дополнительно или в качестве альтернативы термоэлемент бака также может иметь теплопроводящее соединение со стеной посредством теплопроводящего средства. Теплопроводящие средства могут быть выполнены, например, из хорошо теплопроводящего материала. Особо предпочтительными являются, например, теплопроводящие средства, включающие в себя алюминий.

Предпочтительным образом термоэлемент предусмотрен внутри изолированной камеры. В качестве альтернативы или дополнительно также возможно, что вне изолированной камеры внутри бака предусмотрен термоэлемент. Такой термоэлемент может быть выполнен, например, как нагревательная спираль, которая проходит вокруг изолированной камеры. Такой термоэлемент вне изолированной камеры может по выбору работать от электричества или на подогревающей жидкости. В качестве подогревающей жидкости может использоваться охлаждающая жидкость двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Предусмотренный вне изолированной камеры термоэлемент может быть закреплен на изолированной камере. Предпочтительным образом такой термоэлемент закреплен только на изолированной камере. В этом случае термоэлемент может быть установлен в бак вместе с изолированной камерой.

Прежде всего, преимуществом является наличие термоэлемента в верхней стенке изолированной камеры. Верхняя стенка изолированной камеры отделяет его от внутренней части бака. Расположенный здесь термоэлемент может обогревать как внутреннюю часть бака, так и изолированную камеру с дозирующим узлом. Одновременно происходят относительно малые теплопотери, потому что верхняя стенка изолированной камеры особенно далеко удалена от наружной стороны предлагаемого устройства. Внутри бака за счет этого замерзший восстановитель может оттаивать в непосредственной близости к дозирующей системе, и обеспечивается возможность быстрой подачи жидкого восстановителя с помощью дозирующей системы.

Также особо преимущественно, если по меньшей мере один термоэлемент имеет теплопроводное соединение с монтажной плитой. Теплопроводное соединение между термоэлементом и монтажной плитой также может быть выполнено за счет непосредственного контакта и/или теплопроводящего средства, причем приведенные выше разъяснения по теплопроводящего средству здесь действуют в полном объеме. Посредством монтажной плиты в этом случае отдельные компоненты дозирующего узла находятся в теплопроводящем контакте с термоэлементом. Теплопроводящее соединение между термоэлементом и монтажной плитой также может быть установлено косвенно через стенку камеры. Также теплопроводящее соединение термоэлемента и стенки может быть выполнено опосредовано посредством монтажной плиты.

Кроме того, является предпочтительным, если бак восстановителя выполнен с пластиком и имеет по меньшей мере одно отверстие, которое снабжено металлической втулкой. Пластик является предпочтительным материалом для бака восстановителя, потому что пластиковые баки имеют особо малый вес и производство пластиковых баков особо экономично. Однако металлические поверхности можно обрабатывать существенно точнее, чем пластиковые поверхности. Уплотнительные поверхности на отверстиях в баке восстановителя обычно должны быть очень ровными. Металлические втулки на отверстиях обеспечивают такие особо ровные поверхности в случае пластикового бака восстановителя. Металлические втулки могут быть, например, вставлены, влиты, вварены или т.п. в пластиковый материал бака восстановителя. Также преимуществом является, если отверстия в баке восстановителя по возможности малы. Подобные металлические отверстия могут быть выполнены, например, с наружным диаметром максимально 25 мм [миллиметров], предпочтительным образом максимально 10 мм. Обеспечивать герметичность на уплотнительных поверхностях с увеличением уплотнительных поверхностей становится все сложнее. Здесь проблематичными являются, прежде всего, уплотнительные поверхности между пластиковым материалом стенки или же дна бака восстановителя и металлической втулкой. Металлическая втулка и пластиковый материал имеют различные коэффициенты термического расширения, которые вместе с возникающими во время эксплуатации колебаниями температуры могут обуславливать негерметичность. В случае устройства, в котором стенка дна бака образует верхнюю сторону изолированной камеры, могут быть предусмотрены особо малые уплотнительные поверхности, потому что в качестве отверстий в баке восстановителя предусмотрены только проточные каналы из внутренней части бака к дозирующему узлу. Предпочтительно, что самое большое отверстие в баке восстановителя имеет диаметр максимально 50 мм, предпочтительным образом - максимально 10 мм и особо предпочтительным образом - максимально 5 мм. Кроме того, бак восстановителя может быть выполнен так, что в области дна бака предусмотрены только отверстия с диаметром менее 10 мм, предпочтительным образом менее 5 мм и особо предпочтительным образом менее 2 мм.

Также особое преимущество предлагаемое устройство предлагает, если под изолированной камерой на устройстве предусмотрена антигравийная защита.

Благодаря антигравийной защите внутреннее пространство изолированной камеры должно быть защищено снаружи от ударов камней. Этого можно достичь за счет подходящего выполнения крышки изолированной камеры с антигравийной защитой (защитой от ударов камней). При необходимости также может быть обеспечена дополнительная антигравийная защита внутри крышки. Бак восстановителя обычно расположен в автомобиле так, чтобы изолированная камера была доступна со стороны днища автомобиля, и какой-либо другой кожух отсутствует. Поэтому гравий может достичь непосредственно крышки изолированной камеры и, возможно, достать до подключений и выходов для выдачи восстановителя. Нарушение подключений можно предотвратить за счет предложенной здесь антигравийной защиты.

В качестве альтернативы или дополнительно, также может быть предусмотрена поверхностная защита внутри изолированной камеры. Подобная поверхностная защита или защита от соударений защищает подключения предлагаемого устройства от повреждений, если автомобиль во время поездки опускается на днище. Это может возникать, прежде всего, если ходовая часть автомобиля пружинит. Это является проблематичным в случае описанного здесь устройства, прежде всего, потому что подключения, например подключение для трубопровода восстановителя, предусмотрены с нижней стороны бака. Устройство должно также быть свободно доступно, прежде всего, со стороны днища автомобиля для того, чтобы, например, можно было без проблем монтировать трубопровод восстановителя на предусмотренное для этого подключение устройства. Кроме того, подключения устройства выступают. Опасность, которая связана с оседанием автомобиля для подключений устройства, можно эффективно предотвратить за счет защиты от соударений. Защита от соударений выполнена, например, в виде защитного щитка, который закрывает по меньшей мере одну часть устройства относительно внешнего окружения автомобиля. Следовательно, устройство с защитой от соударений может быть установлено на днище и/или в колесной нише автомобиля.

Кроме того, вставленная металлическая втулка на отверстии в баке восстановителя является особенным преимуществом, если изолированная камера или же дозирующий узел выполнены из металла (или же с металлическим корпусом). Так можно достичь, что бак восстановителя в области отверстия и изолированной камеры и/или дозирующего узла имеют по существу одинаковые коэффициенты термического расширения.

Также возможно, что плоское металлическое кольцо утоплено в дно бака, на котором закреплена посредством затворного кольца изолированная камера Изолированная камера также и здесь предпочтительным образом металлическая. Металлическое кольцо отличается от металлической втулки за счет того, что втулка по меньшей мере частично имеет цилиндрическую форму, а металлическое кольцо согласно представленному здесь изобретению имеет по существу плоскую форму. Предпочтительным образом металлическое кольцо является шайбой, которая имеет отверстие, в которое может быть установлена изолированная камера.

Кроме того, преимуществом является, если дно бака имеет основной уровень, а изолированная камера расположена над основным уровнем.

Под основным уровнем обычно понимают ровную поверхность, в которой или непосредственно на которой расположена большая часть дна бака и до которой по меньшей мере частично простирается внутренняя часть бака. Если изолированная камера расположена над этим основным уровнем, то дно бака не имеет или имеет только несколько выступающих вниз за этот основной уровень частичных участков, поэтому для габаритов устройства определяющими являются по существу габариты бака восстановителя. Место забора дозирующего узла для бака восстановителя также должно располагаться рядом с основным уровнем для того, чтобы бак восстановителя во время работы можно было опорожнить по возможности полностью.

Также преимуществом является, если дно бака имеет основный уровень, а дозирующий узел имеет выход восстановителя, и выход восстановителя заканчивается на высоте менее 50 мм, предпочтительным образом менее 40 мм и особо предпочтительным образом - менее 30 мм. К выходу восстановителя может быть подключен трубопровод восстановителя, через который дозирующий узел подает восстановитель к инжектору. Инжектор подает восстановитель в компонент для очистки ОГ. Предпочтительным образом выход восстановителя на дозирующем узле реализован вниз.

Предпочтительным образом выход восстановителя реализован в виде патрубка, к которому может быть подключен трубопровод восстановителя. Патрубок (например, по типу выступающего конца трубы) может иметь гладкую или рифленую поверхность (например, поверхность периметра), к которому трубопровод восстановителя может подключаться герметично для жидкости. Предпочтительным образом патрубок металлический и находится в теплопроводящем соединении с металлической монтажной плитой дозирующего узла. Таким образом, тепло от (единственного) системного термоэлемента дозирующего узла может переноситься на металлический патрубок. Выход восстановителя и монтажная плита могут быть выполнены монолитно. В этом случае теплопередача между монтажной плитой и выходом восстановителя особенно хорошая. Также возможно, что выход восстановителя соединен с монтажной плитой посредством особо хорошо теплопроводящего клея.

Также изобретению соответствуют автомобиль, имеющий двигатель внутреннего сгорания и систему для очистки ОГ, имеющую инжектор восстановителя и предлагаемое устройство, причем инжектор соединен с устройством посредством трубопровода восстановителя.

Изобретение, а также технический контекст далее будут подробнее разъяснены на примере чертежей. Чертежи показывают особо предпочтительные примеры осуществления, однако изобретение ими не ограничивается. Прежде всего, следует указать на то, что чертежи и, прежде всего, представленные соотношения размеров являются только схематическими. Представленные на чертежах признаки осуществления также могут комбинироваться по отдельности с признаками формулы изобретения и остальным описанием. На чертежах показаны:

Фиг.1: первая форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.2: вторая форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.3: третья форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.4: автомобиль, имеющий предлагаемое устройство,

Фиг.5: четвертая форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.6: пятая форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.7: шестая форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.8: седьмая форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.9: восьмая форма осуществления предлагаемого изобретения,

Фиг.10: девятая форма осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг.1, 2 и 3 показаны соответственно три различных варианта выполнения предлагаемого устройства 1, которые частично совместно имеют обозначенные одинаковыми ссылочными знаками компоненты, которые будут здесь далее описаны.

Устройства 1 на фиг.1, 2 и 3 имеют соответственно бак 2 восстановителя с дном 3 бака и внутренней частью 5 бака, в которой находится (при обычных условиях жидкий) восстановитель (например, водный раствор мочевины). Бак 2 восстановителя включает в себя соответственно стенку 54 бака, которая ограничивает внутреннюю часть 5 бака, а также и образует дно 3 бака. В дне 3 бака в качестве примера соответственно предусмотрена изолированная камера 4, в которой расположен дозирующий узел 6. Дно 3 бака имеет соответственно основный уровень 15 дна. Дозирующий узел 6 имеет соответственно один выход 16 восстановителя, который выходит на высоту 17 вниз через основный уровень 15 дна. Основной уровень 15 дна образует здесь упорную поверхность, к которой прилегает бак 2 восстановителя, прежде всего, если в упорной поверхности предусмотрены соответствующие выемки в области изолированной камеры. Высота 17 по возможности должна быть не более 50 мм. Дозирующий узел 6 имеет соответственно монтажную плиту 35, на которой (предварительно) установлены различные компоненты 36. Компоненты 36 могут быть, например, клапанами, фильтрами, насосами, датчиками давления, температурными датчиками или подобными компонентами, которые целесообразны в дозирующем узле 6 для обеспечения жидкого восстановителя с определенным давлением на выходе 16 восстановителя.

Монтаж компонентов 36 в изолированной камере может выполняться на монтажной плите 35. Это показано, например, на фиг.1, 2 и 3. Дополнительно или при необходимости в качестве альтернативы также возможно, что в изолированной камере 4 предусмотрены соответствующие монтажные точки для отдельных компонентов 36 на стенах изолированной камеры 4. Так, при необходимости достигается эффективный теплообмен между внутренней частью 5 бака и компонентами 36 дозирующего узла 6.

На фиг.1 под изолированной камерой 4 в области выхода 16 восстановителя на дне 3 бака предусмотрена антигравийная защита 47. За счет этой антигравийной защиты 47 выход 16 восстановителя можно эффективно защитить от ударов гравия снизу. Антигравийная защита 47 может быть закреплена на изолированной камере 4 или на дне 3 бака. Также антигравийная защита 47 может быть съемной.

На фиг.1 и 3 дозирующий узел 6 теперь установлен в изолированной камере 4 соответственно по-разному.

На фиг.1 в качестве примера различные компоненты 36 дозирующего узла 6 предлагаемого устройства 1 обозначены подробнее. Здесь в качестве компонентов имеются: насос 41, фильтр 42, датчик 43 давления, температурный датчик 44 и клапан 45.

На фиг.1 показано, что дозирующий узел 6 закреплен на крышке 8, посредством которой изолированная камера 4 может быть закрыта снизу. Верхнюю сторону изолированной камеры 4 образует вставка 40. Крышка 8 и вставка 40 закреплены в отверстии 13 бака 2 восстановителя посредством резьбового соединения 10. Для того чтобы бак 2 восстановителя был герметичен, отверстие 13 бака восстановителя имеет уплотнительную поверхность 11, благодаря чему вставка 40 уплотнена относительно уплотнительной поверхности 11 с помощью уплотнительных колец 34. Уплотнительная поверхность 11 в баке 2 восстановителя реализована с помощью утопленной в бак 2 восстановителя металлической втулки 14.

Соединение между баком из пластика и металлической втулкой или же металлическим кольцом является герметичным, если металлическая втулка или же металлическое кольцо отлито или же вплавлено в пластик бака.

На фиг.2 аналогичным образом реализовано устройство дозирующего узла 6 в изолированной камере 4. Также и здесь изолированная камера 4 закрыта снизу крышкой 8. Верхнюю сторону изолированной камеры 4 образует вставка 40. Дозирующий узел 6 закреплен на вставке 40. Крышка 8 вкручена во вставку 40 посредством дополнительного резьбового соединения 10. Здесь уплотнительная поверхность не предусмотрена. Здесь крышка 8 только должна обеспечивать герметичность от попадания брызг воды снаружи в изолированную камеру 4. Для герметичности внутренней части 5 бака от утечек восстановителя уплотнение крышки 8 согласно фиг.2 роли не играет. Вставка 40 вставлена с помощью резьбового соединения 10 в отверстие 13 бака 2 восстановителя. Для уплотнения вставки 40 и бака 2 восстановителя между собой также и здесь предусмотрена уплотнительная поверхность 11, причем уплотнение осуществляется уплотнительными кольцами 34 круглого сечения. Также как и на фиг.1 в бак 2 восстановителя вставлена металлическая втулка для того, чтобы можно было реализовать уплотнительную поверхность 11 особо преимущественным образом.

На фиг.3 показана другая концепция выполнения изолированной камеры 4 и устройства дозирующего узла 6. Верхняя стенка изолированной камеры 4 здесь выполнена полностью в виде непосредственно и неразъемно соединенной с дном 3 бака составной части дна 3 бака. Такое дно 3 бака может быть выполнено, например, за счет формования глубокой вытяжкой из монолитного исходного материала. Изолированная камера 4 образует своего рода вмятину дна 3 бака вовнутрь 5 бака. Вокруг этой вмятины по периметру предусмотрено резьбовое соединение 10 и уплотнительная поверхность 11. На этой уплотнительной поверхности 11 и на этом резьбовом соединении 10 изолированная камера 4 может быть закрыта крышкой 8. Также и здесь должна обеспечиваться только герметичность от попадания брызг воды снаружи в изолированную камеру 4. Для герметичности внутренней части 5 бака от утечек восстановителя уплотнение крышки 8 согласно фиг.3 роли не играет. Дозирующий узел 6 соединен с крышкой 8. При снятии крышки 8 с бака 2 восстановителя доступен дозирующий узел 6 с его компонентами 36. Единственный проход в области дна 3 бака из внутренней части 4 бака 2 восстановителя наружу здесь - это отверстие 13, через которое восстановитель попадает из внутренней части 5 бака в дозирующий узел 6. Это отверстие 13 может быть выполнено с очень малым диаметром. Также возможно, что отверстие 13 бака 2 восстановителя выполняется с металлической втулкой 14. Диаметр этого отверстия 13 может быть очень маленьким, благодаря чему здесь можно особо просто достичь герметичности.

В вариантах осуществления согласно фиг.1-3 предусмотрена соответственно муфта 33, через которую устанавливается соединение между внутренней частью 5 бака и дозирующим узлом 6, когда дозирующий узел 6 вставляется в изолированную камеру 4. Эта муфта 33 предпочтительным образом также выполнена с уплотнительными кольцами 34 круглого сечения.

Все три варианта осуществления согласно фиг.1-3 также имеют термоэлементы 9 бака, которые предпочтительным образом предусмотрены на верхней стороне изолированной камеры 4 между внутренней частью 5 бака и изолированной камерой 4. В качестве особенности на фиг.2 показан плавильный термоэлемент 30. Плавильный термоэлемент 30 является термоэлементом 9 бака, который простирается от дна 3 бака вверх. Предпочтительным образом плавильный термоэлемент 30 простирается по (почти) всей высоте внутренней части 5 бака.

Кроме того, на фиг.1-3 показаны различные варианты, такие как обратный трубопровод 32, по которому может быть выполнена проводка из дозирующего узла 6 назад во внутреннюю часть 5 бака. На фиг.1 показано, что обратный трубопровод 32 выполнен так, что он заканчивается в верхней области внутренней части 5 бака. Через обратный трубопровод 32 из дозирующего узла 6 регулярно выводятся воздушные пузыри. По этой причине может быть преимуществом, если обратный трубопровод 32 будет заканчиваться в верхней области внутренней части 5 бака. На фиг.2 показан вариант, в котором обратный трубопровод 32 оканчивается во внутренней части 5 бака еще ниже. Устройство согласно фиг.3 не имеет обратного трубопровода 32.

Обратный трубопровод 32 для дозирующего узла 6 обычно предусмотрен с электрически регулируемым обратным клапаном, который имеет открытое состояние и закрытое состояние. При закрытом обратном клапане происходит подача восстановителя при определенном давлении. При открытом обратном клапане происходит циркуляция восстановителя через дозирующий узел 6 назад в бак 2 восстановителя. Так, можно эффективно вывести воздушные пузыри из дозирующего узла 6. Является предпочтительным, что обратный клапан выполнен таким образом, что в состоянии без электрического тока он закрыт. Этот признак также можно реализовать независимо от остальных признаков предлагаемого устройства для дозирующего узла 6 восстановителя или же для SCR-дозирующей системы.

Кроме того, на фиг.1-3 наглядно показаны различные возможности определения уровня 37 заполнения в баке восстановителя. На фиг.1-3 показан соответственно стержневой электрод 29, который установлен на изолированной камере 4 во внутренней части 5 бака и через который возможно непрерывное определение уровня заполнения по меньшей мере в одной области уровня заполнения. Стержневой электрод 29 также может быть расположен сбоку от изолированной камеры 4 во внутренней части 5 бака. Дополнительно на фиг.1 и 2 предусмотрены точечные электроды 31, через которые может выполняться точечное определение уровня заполнения. Между различными точечно определенными уровнями 37 заполнения можно определить уровень заполнения при необходимости посредством интеграции расхода. Стержневые электроды 29 или точечные электроды 31 могут быть защищены в баке восстановителя щитками-волнорезами 38. Это может быть преимуществом, прежде всего, в том случае, если в баке 2 восстановителя имеется лед.

В случае устройства 1 следует учитывать, что в восстановителе возможно имеются частицы, которые не должны попадать в дозирующий узел 6, потому что они могут привести к повреждению компонентов 36 дозирующего узла 6. Это могут быть загрязнения любого рода. В случае дозирующего узла 6, расположенного на дне 3 бака, это проблематично, потому что здесь частицы могут особо легко попасть в дозирующий узел 6. По этой причине на фиг.2 и 3 представлены различные концепции для защиты дозирующего узла 6 и компонентов 36 от подобных частиц.

На фиг.2 показано, что на металлической втулке 14 у отверстия 13, в которое вставлен дозирующий узел 6, предусмотрено сито 24. Сито 24 разделяет внутреннюю часть 5 бака на внутреннюю часть, которая огибает дозирующий узел 6 и изолированную камеру 4, и на наружную часть. Частицы, которые находятся в наружной части, тем самым не могут попасть во внутреннюю часть вокруг изолированной камеры 4 и дозирующего узла 6.

На фиг.3 показано, что сито 24 предусмотрено в непосредственном окружении углубления 39. Забор восстановителя выполняется из этого углубления 39. Сито 24 может быть расположено, например, в виде образования в форме купола над углублением 39. Еще одна концепция заключается в том, чтобы предусмотреть здесь рядом с дозаправочным трубопроводом 25, через который восстановитель можно долить в бак 2 восстановителя, сито 24. Так можно предотвратить, что частицы, которые во время процесса дозаправки попадают в восстановитель, распределяются во внутренней части 5 бака. При этом также возможно, чтобы рядом с ситом 24 был предусмотрен выступ 2 для того, чтобы восстановитель, который доливается через дозаправочной трубопровод 25, особенно легко мог попадать через сито 24 в остальную внутреннюю часть 5 бака.

Для очистки бака восстановителя в варианте осуществлении согласно фиг.3 дополнительно предусмотрена крышка 26 бака. В этой крышке 26 бака также может быть предусмотрена вентиляция 27 бака. Крышка 26 бака в варианте осуществления согласно фиг.3 является особенным преимуществом, потому что бак 2 восстановителя по причине особого осуществления изолированной камеры 4 в этом варианте не имеет дополнительного большего отверстия 13, через которое может выполняться очистка внутренней части 5 бака.

На фиг.4 показан автомобиль 18, имеющий двигатель 19 внутреннего сгорания и систему 20 для очистки ОГ. В системе выпуска ОГ 20 предусмотрен SCR-катализатор 23. В систему 20 для очистки ОГ через инжектор 21 подается жидкий восстановитель из предлагаемого устройства 1 с дозирующим узлом 6. Предлагаемое устройство 1 и инжектор 21 соединены друг с другом посредством трубопровода 22 восстановителя.

На фиг.5 показан вариант осуществления предлагаемого устройства 1 в виде существенно упрощенного эскиза, при котором изолированная камера 4 выполнена в виде горшка 46, неразъемно соединенного с дном 2 бака 3 восстановителя. Предпочтительным образом горшок влит, отлит, впаян или вварен в дно 3 бака 2 восстановителя или же в стенку 54 бака 2 восстановителя в области дна 3 бака. Бак 2 восстановителя здесь предпочтительным образом выполнен из пластика. Горшок 46 предпочтительным образом металлический. В изолированной камере 4 также в этом варианте выполнения предусмотрен дозирующий узел 6, который здесь показан в виде заштрихованного прямоугольника. Горшок 46 может быть закрыт крышкой 8. Уплотнение горшка 46 и дна 3 бака относительно друг друга может выполняться посредством влитых уплотнительных колец 34 круглого сечения, благодаря чему здесь невозможно выделение восстановителя вдоль горшка 46 через дно 3 бака насквозь из внутренней части 5 бака. В области горшка 46 в дне 3 бака могут к тому же быть влиты или нанесены литьем уплотнительные кольца круглого сечения, которые обеспечивают возможность уплотнения крышки 8 на дне 3 бака.

На фиг.6 показан еще один вариант осуществления предлагаемого устройства, в котором изолированная камера 4 выполнена с возможностью извлечения из дна 3 бака 2 восстановителя. Изолированная камера 4 здесь также выполнена в виде горшка 46. Фиксация или же крепление изолированной камеры 4 или же горшка 46 в дне 3 бака выполняется посредством SAE-затвора 46 по нормам. Благодаря SAE-затвору 48 также возможно надежное уплотнение внутренней части 5 бака. В изолированной камере 4 также в этом варианте выполнения предусмотрен дозирующий узел 6, который здесь обозначен в виде заштрихованного прямоугольника.

На фиг.7 показана модификация варианта выполнения согласно фиг.1. Согласно фиг.7 фильтр 42 выполнен в виде съемного (заменяемого) картриджа 50. Этот картридж 50 является извлекаемым вниз из дозирующего узла 6. Предпочтительным образом дозирующий узел 6 и картридж 50 имеют соответственно средства сцепления, которые при извлечении картриджа 50 из дозирующего узла 6 герметично (автоматически) закрывают как картридж 50, так и дозирующий узел 6. Когда картридж 50 установлен в дозирующий узел 6, автоматические средства сцепления устанавливают по меньшей мере одно гидравлическое соединение между картриджем 50 и дозирующим узлом 6. Так, можно обеспечить, что при извлечении картриджа 50 из дозирующего узла 6 восстановитель не выходит ни из дозирующего узла 6, ни из картриджа 50.

В устройстве 1 также может быть предусмотрена камера, в которой может быть расположен картридж 50 с фильтром 42. Картридж 50 также может быть выполнен без описанных выше средств сцепления. Фильтр 42 в этом случае может быть открыто расположен в камере или же картридже 50. При извлечении картриджа 50 из устройства 1 обычно нельзя предотвратить выхода восстановителя. С другой стороны может использоваться существенно более экономичный картридж 50, который не имеет ни одного из описанных средств сцепления и состоит по существу только из фильтра. Установленный такое устройство фильтр 42 предпочтительным образом является нормированной стандартной конструктивной деталью.

Предпочтительным образом камера для картриджа 50 или же фильтра 42 согласно фиг.7 может закрываться отдельным элементом крышки, который можно без разрушения снять для установки и/или забора фильтра с устройства 1.

Представленное на фиг.8 устройство 1 является модифицированным вариантом осуществления устройства, представленного на фиг.3. Изолированная камера 4 в баке 2 восстановителя, в котором находится дозирующий узел 6, выполнена согласно чертежу. Верхняя стенка изолированной камеры 4 здесь полностью выполнена в виде непосредственной неразъемно соединенной с дном 3 бака составной части дна 3 бака. Такое дно 3 бака может быть выполнено, например, за счет формования глубокой вытяжкой из монолитного исходного материала. Изолированная камера 4 образует своего рода вмятину дна 3 бака вовнутрь 5 бака. Вокруг этой вмятины по периметру может быть предусмотрено резьбовое соединение 10 и уплотнительная поверхность 11. На этой уплотнительной поверхности 11 и на этом резьбовом соединении 10 изолированная камера 4 может быть закрыта крышкой 8. Также и здесь должна обеспечиваться только герметичность от попадания брызг воды снаружи в изолированную камеру 4. Для герметичности внутренней части 5 бака от утечек восстановителя уплотнение крышки 8 согласно фиг.4 существенной роли не играет.

Согласно фиг.8 дозирующий узел 6 состоит из отдельных модулей 51, которые закреплены в монтажных точках 52 на дне 3 бака. Модули 51 включают в себя соответственно компоненты 36 дозирующего узла 6. Модули 51 могут включать в себя, например, по меньшей мере один фильтрующий модуль, по меньшей мере один насосный модуль и по меньшей мере один сенсорный модуль. Таким образом, дозирующий узел 6 может быть настроен под любое применение. Если, например, должен использоваться особо сильно загрязненный восстановитель, то может быть добавлен дополнительный фильтровальный модуль. Если мощность подачи необходимо увеличить для варианта применения, то может быть добавлен дополнительный насосный модуль. Отдельные модули 51 могут быть соединены друг с другом посредством отрезков 53 линии. Благодаря такой конструкции также гарантируется и возможность замены отдельных модулей 51.

При снятии крышки 8 с бака 2 восстановителя становится доступным дозирующий узел 6 с его компонентами 36. Единственный проход в области дна 3 бака из внутренней части 5 бака 2 восстановителя наружу - это отверстие 13, через которое восстановитель попадает из внутренней части 5 бака в дозирующий узел 6. Это отверстие 13 может быть выполнено с очень малым диаметром. Предпочтительным образом отверстие 13 бака 2 восстановителя выполняется с металлической втулкой 14. Предпочтительным образом металлическая втулка 14 имеет диаметр менее 25 мм и герметично утоплена в дно бака. Металлическая втулка 14 может быть выполнена с адаптерным подключением 55, к которому могут подключаться отдельные модули 51 дозирующего узла 6.

Прежде всего, при подобном устройстве изолированная камера 4 также может быть расположена на верхней стороне бака 2 восстановителя или на боковой стенке бака 2 восстановителя.

Например, предпочтительным является устройство 1 для обеспечения жидкого восстановителя, которое имеет бак 2 восстановителя для хранения восстановителя со стенкой 54 бака и изолированной камерой 4, которая выполнена с дозирующим узлом 6 для забора восстановителя из бака 2 восстановителя, причем дозирующий узел 6 расположен внутри изолированной камеры 4, и на изолированной камере 4 предусмотрено адаптерное подключение 55, которое может устанавливать проницаемое восстановителя соединение между внутренней частью 5 бака и дозирующим узлом 6.

Подобное устройство 1 рассматривается также как подлежащее защите вне зависимости от признаков формулы изобретения. Если изолированная камера 4 расположена на боковой стенке или на верхней стороне бака 2 восстановителя, то с помощью соответственно сформированной трубы 49 для забора к адаптерному подключению 55 может быть установлено соединение между местом 7 забора, расположенным непосредственно рядом с дном 3 бака, и адаптерным подключением 55.

На фиг.9 и 10 показаны два других варианта осуществления устройства 1, в которых соответственно в изолированной камере 4 предусмотрен дозирующий узел 6. Согласно фиг.9 изолированная камера 4 расположена на верхней стороне бака 2 восстановителя в стенке 54 бака. Согласно фиг.10 изолированная камера 4 расположена на боковой стенке бака 2 восстановителя в стенке 54 бака. Согласно обеим фиг.9 и 19 соответственно рядом с дном 3 бака предусмотрено место 7 забора для забора восстановителя из бака восстановителя. На фиг.9 для преодоления расстояния между местом 7 забора и изолированной камерой 4 предусмотрена заборная труба 49. В варианте выполнения согласно фиг.10 расстояние между изолированной камерой 4 и дном бака, предпочтительным образом, выбрано так, что для транспортировки восстановителя со дна 3 бака в изолированную камеру 4 заборная труба не требуется. Кратчайшее расстояние между изолированной камерой 4 и дном 3 бака составляет предпочтительным образом менее 50 мм [миллиметров], прежде всего, менее 20 мм [миллиметров] и особо предпочтительно менее 10 мм [миллиметров].