Устройство для подачи жидкой присадки

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство (1) для подачи жидкой присадки (38) имеет резервуар (2) для хранения жидкой присадки (38), точку (3) всасывания, в которой жидкая присадка (38) может быть отсосана из резервуара (2) насосом (4) устройства (1), фильтр (5), который закрывает точку (3) всасывания, по меньшей мере частично разграничивает промежуточное пространство (6) между фильтром (5) и точкой (3) всасывания и отделяет промежуточное пространство (6) от внутреннего пространства (7) резервуара (2). Фильтр (5) имеет поверхность (8) фильтра с верхним краем (9) и нижним краем (10), в котором верхний край (9) и нижний край (10) отстоят друг от друга в вертикальном направлении (11) на расстоянии от 30 мм до 80 мм, а точка (3) всасывания располагается самое большее на 5 мм ниже верхнего края (9) в вертикальном направлении (11). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к устройству для подачи жидкой присадки. Устройства упомянутого типа используются, например, в механических транспортных средствах для подачи жидкой присадки к устройству обработки выхлопных газов для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Настоящее изобретение используется, в частности, в устройствах обработки выхлопных газов, в которых соединения азота в выхлопных газах реагируют, при помощи восстановителя, с образованием безвредных веществ. Соответствующим способом очистки выхлопных газов, осуществляемым в упомянутых устройствах обработки выхлопных газов, является способ выборочного каталитического восстановления (способ SCR).

Аммиак обычно используется в качестве восстановителя для способа SCR. Аммиак обычно подается к устройству обработки выхлопных газов не непосредственно, а скорее в форме раствора прекурсора восстановителя, который может храниться и обеспечиваться в виде жидкой присадки. Широко используемым раствором прекурсора восстановителя в этом контексте является водный раствор мочевины. Водный раствор мочевины с концентрацией 32,5% для очистки выхлопных газов является доступным под торговой маркой AdBlue®.

Для обеспечения таких жидких присадок в транспортных средствах обычно необходимо предусмотреть резервуар для хранения жидкой присадки и устройство для подачи и/или обеспечения жидкой присадки. Устройство для обеспечения жидкой присадки должно также включать в себя фильтр, потому что жидкая присадка часто содержит загрязняющие примеси. Упомянутые примеси могут повредить компоненты устройства обеспечения и/или устройства обработки выхлопных газов, и поэтому должны быть удалены из жидкой присадки.

Дополнительной проблемой жидких присадок упомянутого типа является то, что они могут замерзать при низких температурах. Водный раствор мочевины, описанный выше, замерзает, например, при температуре -11°C. В автомобильной области такие низкие температуры возникают, в частности, во время длительных фаз бездействия зимой. Жидкая присадка расширяется при замерзании. Упомянутое расширение может повредить и даже разрушить линии и каналы, в которых все еще находится жидкая присадка. Следовательно, необходимо предпринимать меры для предотвращения повреждения обеспечивающего устройства при замерзании присадки.

Кроме того, для эффективной очистки выхлопных газов необходимо, чтобы жидкая присадка подавалась к устройству обработки выхлопных газов точно дозируемым образом. В особенности необходимо препятствовать попаданию воздушных пузырьков в устройство для подачи жидкой присадки. Воздушные пузырьки влияют на подаваемое количество жидкой присадки, причем упомянутое влияние зачастую не может быть точно определено, потому что (часто) невозможно (посредством чувствительных элементов) различить, подаются ли воздушные пузырьки или жидкая присадка.

Кроме того, резервуар для хранения жидкой присадки и устройство для подачи жидкой присадки требуют дополнительного пространства и приводят к дополнительному весу в транспортном средстве. Следовательно, было бы выгодно, чтобы устройство для подачи жидкой присадки могло в максимально возможной степени опустошать резервуар. Даже когда резервуар уже почти полностью опустошен, он должен все еще гарантировать, что в подаваемой присадке не содержатся воздушные пузырьки. Резервуар тогда может быть разработан так, чтобы он был очень маленьким, так что дополнительный вес резервуара будет малым, и резервуар будет требовать небольшого пространства для размещения.

Принимая этот предшествующий уровень техники в качестве исходной точки, задачей настоящего изобретения является решить или по меньшей мере уменьшить обсужденные технические проблемы. В частности, настоящее изобретение стремится предложить особенно выгодное устройство для подачи жидкой присадки, посредством которого, во-первых, резервуар для хранения жидкой присадки опустошался бы по существу полностью, и во-вторых, (даже в упомянутой фазе подачи), надежно обеспечивалось бы отсутствие воздушных пузырьков, или, в частности, малое количество воздушных пузырьков, всасываемых в устройство для подачи жидкой присадки.

Упомянутые задачи решаются посредством устройства в соответствии с особенностями п. 1 формулы изобретения. Дополнительные выгодные варианты осуществления этого устройства определяются в зависимых пунктах формулы изобретения. Особенности, определенные индивидуально в пунктах формулы изобретения, могут сочетаться друг с другом любым желаемым технологически значащим образом, и могут быть дополнены объяснительными фактами из данного описания при определении дополнительных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Упомянутое устройство для подачи жидкой присадки имеет по меньшей мере следующие компоненты:

резервуар для хранения жидкой присадки,

точку всасывания, в которой жидкая присадка может быть отсосана из резервуара с помощью насоса устройства,

фильтр, который по меньшей мере разграничивает промежуточное пространство между фильтром и точкой всасывания и отделяет это промежуточное пространство от внутреннего пространства резервуара.

Фильтр также имеет поверхность фильтра с верхним краем и нижним краем, причем верхний край и нижний край отстоят друг от друга в вертикальном направлении на расстояние от 30 мм [миллиметров] до 80 мм, а точка всасывания помещается самое большее на 5 мм ниже верхнего края в вертикальном направлении.

Устройство предпочтительно включает в себя установочный блок, который может быть вставлен в отверстие в основании резервуара для хранения жидкой присадки. Установочный блок предпочтительно имеет корпус, который может быть вставлен в описанное отверстие в основании резервуара так, чтобы закрыть упомянутое отверстие герметичным образом. Точка всасывания располагается на корпусе так, чтобы она находилась в резервуаре, когда установочный блок вставлен в основание резервуара. Устройство предпочтительно также имеет соединитель линии, в которую подается жидкая присадка. Соединитель линии предпочтительно располагается на корпусе так, чтобы он находился снаружи резервуара, когда установочный блок вставлен в основание резервуара.

Канал подачи проходит через корпус от точки всасывания до соединителя линии, и вдоль этого канала подачи жидкая присадка подается в направлении подачи. Насос для подачи жидкой присадки также располагается на упомянутом канале подачи. Дополнительные компоненты, которые участвуют в подаче жидкой присадки, также могут быть расположены в корпусе. Такие компоненты могут быть, например, чувствительными элементами, клапанами и/или управляющими элементами.

Корпус имеет предпочтительно цилиндрическую форму, так чтобы он мог быть вставлен в круглое отверстие в основании резервуара. Фильтр предпочтительно образует (по существу охватывающую) круговую поверхность вокруг корпуса. Промежуточное пространство между фильтром и точкой всасывания является, следовательно, предпочтительно приблизительно кольцевым или приблизительно цилиндрическим зазором между фильтром и корпусом устройства. В промежуточном пространстве могут быть расположены поддерживающие структуры, которые поддерживают фильтр относительно корпуса таким образом, что положение фильтра относительно корпуса является фиксировано определенным.

Внутреннее пространство относится к (всему) пространству внутри резервуара, которое заполнено жидкой присадкой и которое не принадлежит промежуточному пространству. Внутреннее пространство и промежуточное пространство предпочтительно отделяются друг от друга фильтром таким образом, что жидкая присадка, которая должна проходить из внутреннего пространства в промежуточное пространство, неизбежно должна пройти через фильтр. Фильтр таким образом сохраняет загрязняющие примеси жидкой присадки во внутреннем пространстве. Жидкая присадка таким образом очищается.

Поверхность фильтра предпочтительно описывает двумерный участок фильтра вдоль круговой поверхности корпуса устройства. Поверхность фильтра предпочтительно имеет площадь от 90 см2 до 600 см2 [квадратных сантиметров]. Верхний край является самой высокой областью фильтра в вертикальном направлении. Нижний край является самой низкой областью фильтра в вертикальном направлении. Вертикальное направление предпочтительно определяется силой тяжести, которая действует на устройство, когда устройство устанавливается в его предопределенном установочном положении в транспортном средстве. Верхний край и нижний край являются предпочтительно линейными граничными областями фильтра. Если фильтр формируется охватывающим образом вокруг корпуса, верхний край и нижний край являются предпочтительно в каждом случае (приблизительно) кольцевыми. Расстояние от 30 мм до 80 мм между верхним краем и нижним краем составляет максимальную протяженность фильтра в вертикальном направлении и может также упоминаться как высота фильтра.

Точка всасывания располагается самое большее на 5 мм ниже верхнего края фильтра. Таким образом гарантируется, что объем, расположенный внутри промежуточного пространства выше точки всасывания в вертикальном направлении, является настолько малым, насколько это возможно. Точка всасывания предпочтительно даже располагается таким образом, чтобы никакого (значительного) объема не существовало в промежуточном пространстве выше точки всасывания. Точка всасывания тогда открывается в промежуточное пространство сверху.

В результате определенного интервала между верхним краем и нижним краем фильтра и положением точки всасывания в верхней области фильтра, в любой и каждой рабочей ситуации устройства возможно предотвратить присутствие воздуха в промежуточном пространстве между фильтром и точкой всасывания. Во время всасывания жидкой присадки в точке всасывания жидкая присадка всегда всасывается через все промежуточное пространство между точкой всасывания и фильтром. Формирование воздушного пузыря неизвестного размера в верхней области промежуточного пространства является невозможным. Воздух, присутствующий в промежуточном пространстве, всегда немедленно выходит после начала подачи жидкой присадки. Воздух никогда не проходит неконтролируемым образом и в неизвестное время из резервуара в извлекающее и нагнетательное устройство. Поэтому посредством описанного устройства возможно гарантировать особенно точно дозируемую подачу жидкой присадки.

Устройство является дополнительно выгодным, если фильтр имеет наружную поверхность, которая ориентирована в направлении к внутреннему пространству, и которая имеет входные отверстия с гидравлическим диаметром от 100 мкм [микрометров] до 260 мкм.

Фильтр предпочтительно имеет толщину или глубину фильтра, например, от 0,5 мм до 2 мм [миллиметров]. Наружная поверхность ограничивает материал фильтра в направлении внутреннего пространства резервуара. Входные отверстия составляют отверстия, в которые жидкая присадка может войти в материал фильтра для того, чтобы пройти во внутреннее пространство между фильтром и точкой всасывания. Гидравлический диаметр входного отверстия определяется круговой длиной и площадью отверстий. В случае круглых входных отверстий гидравлический диаметр соответствует фактическому диаметру круглого входного отверстия. Однако входные отверстия на наружной поверхности фильтра обычно являются на самом деле не круглыми, а скорее имеют форму, которая отклоняется от круглой формы. Упомянутая отклоняющаяся от круглой форма возникает, например, в результате формирования фильтра из проволоки, волокон и/или из пластмассовых нитей. Упомянутые составные части ограничивают входные отверстия. Они формируют сети между входными отверстиями. Гидравлический диаметр определяется следующей формулой:

Гидравлический диаметр входных отверстий представляет капиллярные силы, создаваемые на наружной поверхности, когда граничная поверхность между воздухом во внутреннем пространстве резервуара и жидкой присадкой в промежуточном пространстве существует на наружной поверхности. Упомянутые капиллярные силы определяются по существу поверхностными натяжениями воздуха и жидкой присадки, а также материалом фильтра. Если гидравлический диаметр входных отверстий на наружной поверхности находится в указанном диапазоне, то гарантируется, что воздух не будет проходить через входные отверстия в промежуточное пространство между фильтром и точкой всасывания. Для этого должны выполняться дополнительные условия. Например, давление ниже атмосферного, создаваемое насосом в точке всасывания во время всасывания жидкой присадки, не должно превышать некоторое пороговое значение, потому что иначе описанные капиллярные силы могут быть преодолены. Еще одним дополнительным граничным условием является, например, величина расстояния между верхним краем и нижним краем фильтра, которая должна находиться в диапазоне, определенном дополнительно выше. Вследствие гидростатического давления жидкой присадки в резервуаре различные давления могут действовать на поверхность фильтра в вертикальном направлении. Если максимальная вертикальная протяженность фильтра составляет от 30 мм до 80 мм, возможно предотвратить преодоление описанных капиллярных сил за счет упомянутых различных давлений на поверхности фильтра. Еще одним граничным условием является, например, максимальная скорость подачи жидкой присадки.

Чрезмерно высокая скорость подачи также может вызывать преодоление описанных капиллярных сил.

Устройство является дополнительно выгодным, если от входных отверстий на наружной поверхности фильтра к выходным отверстиям на внутренней поверхности проходят каналы, которые ориентированы в направлении к промежуточному пространству фильтра.

Внутренняя поверхность составляет границу материала фильтра в направлении промежуточного пространства. Каналы, которые проходят через фильтр к выходным отверстиям на внутренней поверхности, не обязаны быть упорядоченными. Они могут быть каналами, которые проходят хаотическим или нерегулярным образом, и которые возможно формируются статистически распределенной структурой материала фильтра. Эффективная очистка жидкой присадки может иметь место в таких каналах фильтра, например за счет того, что жидкая присадка отклоняется в каналах, и загрязняющие примеси, содержащиеся в жидкой присадке, откладываются на фильтре.

Устройство является дополнительно выгодным, если каналы формируют разветвленную канальную систему.

Разветвленная канальная система характеризуется, в частности, тем, что не всегда точно один канал проходит (выровненным образом) от входного отверстия на наружной поверхности к выходному отверстию на наружной поверхности, а скорее множество выходных отверстий может быть связано с одним входным отверстием, и наоборот, множество входных отверстий может быть связано с одним выходным отверстием. Возможно также существование дополнительных соединительных каналов, посредством которых множество каналов от входного отверстия до выходного отверстия связываются друг с другом. Канальная система внутри фильтра может формировать, в частности, пористую структуру или пористость материала фильтра.

Кроме того, является выгодным, чтобы гидравлический диаметр каналов изменялся в направлении от входных отверстий к выходным отверстиям.

Такое изменение гидравлического диаметра предпочтительно является однородным, если смотреть на поверхность фильтра в целом. Другими словами, независимо от того, через какое входное отверстие жидкая присадка проходит в канал в фильтре, гидравлический диаметр соответствующего канала всегда изменяется одинаково от входного отверстия к выходному отверстию. Здесь структурные нерегулярности являются приемлемыми в подходящих пределах. Например, фильтр может быть сконструирован так, чтобы становиться более крупнопористым или более мелкопористым в направлении от входных отверстий к выходным отверстиям. Фильтр также может быть особенно крупнопористым у входных отверстий, затем становиться более мелкопористым, а затем становиться снова более крупнопористым по мере приближения к выходным отверстиям. Посредством такой конструкции могут быть достигнуты конкретные эффекты капиллярной силы на наружной поверхности и, при необходимости, также на внутренней поверхности фильтра. Это делает возможным особенно эффективное предотвращение входа воздушных пузырьков в промежуточное пространство, и в то же самое время выпуск воздушных пузырьков из промежуточного пространства, если воздушные пузырьки прошли в промежуточное пространство.

Устройство является дополнительно выгодным, если фильтр формируется из сплетения волокон.

Сплетение волокон (составленное из очень тонкой проволоки, нитей, волокон и т.д.) составляет особенно эффективную возможность для обеспечения фильтра, имеющего свойства, описанные выше. Такой фильтр позволяет, в частности, извлекать жидкую присадку в точке всасывания в верхней области промежуточного пространства между фильтром и точкой всасывания, потому что описанные эффекты капиллярных сил происходят в фильтре упомянутого типа. Волокна могут быть, например, пластмассовыми волокнами, керамическими волокнами/или металлическими волокнами.

Дополнительно возможно, чтобы фильтр был сформирован из вспененного материала с открытыми порами. Такой вспененный материал с открытыми порами аналогичным образом имеет непрерывные каналы.

Устройство является дополнительно выгодным, если насос проектируется так, чтобы создавать в промежуточном пространстве пониженное давление величиной от 300 Па [Паскалей] до 800 Па.

В результате пониженного давления, создаваемого насосом, жидкая присадка всасывается из внутреннего пространства и проходит через фильтр и промежуточное пространство к точке всасывания. Пониженное давление в указанном диапазоне, во-первых, позволяет жидкой присадке подаваться через фильтр к точке всасывания эффективным образом. Кроме того, капиллярные силы, которые действуют на фильтр, и которые препятствуют тому, чтобы воздух прошел в промежуточное пространство, не преодолеваются. Таким образом возможно предотвратить попадание воздуха в промежуточное пространство.

Устройство является дополнительно выгодным, если промежуточное пространство имеет толщину от 1 мм [миллиметра] до 10 мм.

Само промежуточное пространство аналогичным образом предпочтительно имеет кольцевую или цилиндрическую форму. Промежуточное пространство особенно предпочтительно формируется как кольцевой или цилиндрический зазор между фильтром и корпусом устройства. Толщина промежуточного пространства определяет расстояние между внутренней поверхностью фильтра и корпусом устройства. Толщина промежуточного пространства в указанном диапазоне позволяет жидкой присадке проходить от любой точки фильтра к точке всасывания с низким сопротивлением потоку. Таким образом возможно избежать перепадов давления внутри промежуточного пространства, что могло бы привести к преодолению описанных выше капиллярных сил в некоторых областях. Кроме того, толщина промежуточного пространства в указанном диапазоне гарантирует, что имеется соответствующая емкость для жидкой присадки в промежуточном пространстве, и фильтр может при необходимости также деформироваться для того, чтобы компенсировать перепады давления между внутренним пространством и промежуточным пространством, возникающие, например, при замерзании жидкой присадки.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает транспортное средство, имеющее двигатель внутреннего сгорания и имеющее устройство обработки выхлопных газов для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, а также имеющее описанное устройство, посредством которого жидкая присадка может быть подана к устройству обработки выхлопных газов. Устройство обработки выхлопных газов предпочтительно имеет устройство подачи и каталитический конвертер SCR. Устройство подачи питается жидкой присадкой из резервуара через линию с помощью описанного устройства. В каталитическом конвертере SCR соединения оксида азота в выхлопных газах могут быть восстановлены при помощи жидкой присадки.

Настоящее изобретение и техническая область будут объяснены более подробно ниже на основе чертежей. Чертежи показывают особенно предпочтительные варианты осуществления, которыми настоящее изобретение, однако, не ограничивается. Следует подчеркнуть, в частности, что чертежи, и, в частности, иллюстрируемые на них размерные соотношения, являются лишь схематичными. На чертежах:

Фиг. 1 показывает устройство, имеющее резервуар;

Фиг. 2 показывает подробности описанного устройства;

Фиг. 3 показывает дополнительные подробности описанного устройства;

Фиг. 4 показывает отдельную область фильтра;

Фиг. 5 показывает дополнительную отдельную область фильтра; и

Фиг. 6 показывает транспортное средство, имеющее описанное устройство.

Фиг. 1 показывает устройство 1, имеющее резервуар 2. Жидкая присадка 38 (такая как водный раствор мочевины) хранится в резервуаре 2. Устройство 1 включает в себя установочный компонент 39, который вставляется в основание 26 резервуара 2. Упомянутый установочный компонент 39 имеет корпус 27. На корпусе 27 располагается точка 3 всасывания, в которой жидкая присадка может быть извлечена из резервуара 2. Кроме того, на корпусе 27 предусмотрен соединитель 28 линии, к которому может быть присоединена линия (25) (не показана). Жидкая присадка 38 может проходить через упомянутую линию, например, к устройству обработки выхлопных газов. Канал 29 подачи проходит через установочный компонент 39 и через корпус 27, и соединяет точку 3 всасывания с соединителем 28 линии. Жидкая присадка 38 подается через канал 29 подачи в направлении 41 подачи. На канале 29 подачи также располагается насос 4, который выполняет подачу жидкой присадки 38.

Устройство включает в себя (отдельный) фильтр, который предпочтительно формируется охватывающим образом вокруг корпуса 27. Фильтр 5 имеет поверхность 8 фильтра и отделяет точку 3 всасывания от внутреннего пространства 7 резервуара 2. Промежуточное пространство 6 располагается между фильтром 5 и точкой 3 всасывания. Промежуточное пространство 6 соединяет фильтр 5 с точкой 3 всасывания. Жидкая присадка, которая должна пройти из внутреннего пространства 7 в промежуточное пространство 6, должна пройти через фильтр 5. Фильтр 5 имеет верхний край 9 и нижний край 10. Верхний край 9 и нижний край 10 предпочтительно каждый формируются кольцеобразным образом вокруг корпуса 27. Фильтр 5 имеет высоту 32 фильтра от верхнего края 9 до нижнего края 10, если смотреть в вертикальном направлении 11, где вертикальное направление 11 определяется силой тяжести. Точка 3 всасывания располагается на промежуточном пространстве 6 в положении 33 всасывания, которое определяется расстоянием самое большее 5 мм от верхнего края 9.

Функция фильтра 5 объясняется более подробно на Фиг. 2 и 3. Каждая иллюстрация показывает сечение промежуточного пространства 6 между точкой 3 всасывания и фильтром 5. Также в каждом случае показана наружная поверхность 12 фильтра 5. Жидкая присадка 38 присутствует в промежуточном пространстве 6 в каждом случае. На наружной поверхности 12 жидкая присадка 38 присутствует только в секциях (в области, показанной внизу). Выше этого воздух 42 присутствует у наружной поверхности 12. Капиллярные силы действуют на наружной поверхности 12 вследствие того факта, что жидкая присадка 38 присутствует на одной стороне, и воздух 42 присутствует в секциях с другой стороны. Фильтр 5 имеет в каждом случае входные отверстия 13 с гидравлическим диаметром 14, через которые жидкая присадка может войти в промежуточное пространство 6. Гидравлический диаметр 14 определяет величину капиллярных сил.

На Фиг. 2, одно и то же давление преобладает снаружи фильтра 5 и в промежуточном пространстве 6. Фиг. 2 описывает ситуацию покоя, в которой всасывания жидкой присадки 38 в точке 3 всасывания не происходит. В упомянутой ситуации во входных отверстиях 13 действуют гидростатические силы 35 и капиллярные силы 34, которые находятся в равновесии и которые гарантируют, что жидкая присадка 38 не вытечет из промежуточного пространства 6 через входные отверстия 13. Гидростатические силы 35, действующие в нижнем входном отверстии 13, показанном на Фиг. 2, больше чем гидростатические силы в верхнем входном отверстии 13. Это происходит вследствие силы тяжести, которая больше в нижнем входном отверстии 13, чем в верхнем входном отверстии 13. Вследствие большей гидростатической силы 35 в нижнем входном отверстии 13, капиллярная сила 34 в нижнем входном отверстии 13 также должна быть больше для того, чтобы находиться в равновесии с гидростатической силой 35 и предотвращать утечку жидкой присадки 38 через отверстие 13. Упомянутая большая капиллярная сила 34 создает смещение 36 жидкой присадки 38 между верхним входным отверстием 13 и нижним входным отверстием 13. Гидростатическая сила 35 дополнительно выталкивает жидкую присадку 38 из входных отверстий 13 в нижней области.

В ситуации, показанной на Фиг. 3, в точке 3 всасывания преобладает пониженное давление, которое заставляет жидкую присадку всасываться из промежуточного пространства 6 по направлению к точке 3 всасывания. Фиг. 3 описывает ситуацию во время подачи жидкой присадки 38. Опять же, во входных отверстиях 13 фильтра 5 действуют капиллярные силы 34, которые предотвращают прохождение воздуха 42 в промежуточное пространство 6 и просачивание жидкой присадки 38 из промежуточного пространства 6. Также действуют гидростатические силы 35, уже описанные со ссылкой на Фиг. 2. Однако пониженное давление в точке 3 всасывания создает дополнительную силу 40 давления во входных отверстиях 13. Равнодействующая силы 40 давления и гидростатической силы 35 больше в верхнем входном отверстии 13, чем в нижнем входном отверстии 13, потому что силе 40 давления, образующейся благодаря пониженному давлению, противодействует гидростатическая сила 35. Следовательно, капиллярная сила 34 также должна быть больше в верхнем входном отверстии 13, чем в нижнем входном отверстии 13. По этой причине также существует, как показано на Фиг. 3, результирующее смещение 36 жидкой присадки в верхнем входном отверстии 13 относительно нижнего входного отверстия 13. На Фиг. 3 капиллярные силы 34 действуют в направлении, противоположном направлению действия на Фиг. 2. В то время как в случае, который изображен на Фиг. 2, по существу предотвращается утечка жидкой присадки 38 из промежуточного пространства 6, в случае, который изображен на Фиг. 3, по существу предотвращается вход воздуха 42 в промежуточное пространство 6.

Фиг. 4 показывает подробности фильтра 5 для описанного устройства. Фильтр 5 имеет наружную поверхность 12 и внутреннюю поверхность 16. Входные отверстия 13 располагаются на наружной поверхности 12, а выходные отверстия 15 располагаются на внутренней поверхности 16. Входные отверстия 13 и выходные отверстия 15 соединяются друг с другом каналами 17. Каналы 17 могут дополнительно соединяться друг с другом путем соединения каналов 19, так что внутри фильтра 5 формируется канальная система 18. Индивидуальные каналы 17 имеют гидравлический диаметр 14, который может изменяться в направлении от входных отверстий 13 к выходным отверстиям 15.

Фиг. 5 аналогичным образом показывает подробности фильтра 5, построенного из волокон 31, которые образуют сплетение 30 волокон. Фильтр 5 имеет наружную поверхность 12 и внутреннюю поверхность 16, между которыми располагается сплетение 30 волокон, образуемое волокнами 31. Сплетение 30 волокон обладает пористостью, сформированной каналами, объясненными на Фиг. 4.

Фиг. 6 показывает транспортное средство 20, имеющее двигатель 21 внутреннего сгорания и имеющее устройство 22 обработки выхлопных газов для очистки выхлопных газов двигателя 21 внутреннего сгорания. В устройстве 22 обработки выхлопных газов предусматривается каталитический конвертер SCR 23, посредством которого может быть выполнен способ выборочного каталитического восстановления. Жидкая присадка может подаваться к устройству 22 обработки выхлопных газов посредством устройства 24 подачи (такого как инжектор), причем жидкая присадка может подаваться из резервуара 2 к устройству 24 подачи через линию 25 устройством 1.

Очевидно, что не все технические детали, показанные на отдельных чертежах, обязательно должны быть скомбинированы проиллюстрированным образом, а скорее могут также в случае необходимости использоваться отдельно от них в вариантах дизайна по настоящему изобретению. Во всяком случае, в этом контексте это не применяется, только если комбинация явно определена в описании, или если предмет изобретения был бы неработоспособным без такой комбинации.

Описанное изобретение, в частности, выгодно позволяет опустошать заполненный жидкой присадкой резервуар в максимально возможной степени, и для этого одновременно гарантирует, что воздушные пузырьки не могут неконтролируемым образом проходить в устройство для подачи жидкой присадки.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - устройство

2 - резервуар

3 - точка всасывания

4 - насос

5 - фильтр

6 - промежуточное пространство

7 - внутреннее пространство

8 - поверхность фильтра

9 - верхний край

10 - нижний край

11 - вертикальное направление

12 - наружная поверхность

13 - входное отверстие

14 - гидравлический диаметр

15 - выходное отверстие

16 - внутренняя поверхность

17 - канал

18 - канальная система

19 - соединительный канал

20 - транспортное средство

21 - двигатель внутреннего сгорания

22 - устройство обработки выхлопных газов

23 - каталитический конвертер SCR

24 - устройство подачи

25 - линия

26 - основание резервуара

27 - корпус

28 - соединитель линии

29 - канал подачи

30 - сплетение волокон

31 - волокно

32 - высота фильтра

33 - положение всасывания

34 - капиллярная сила

35 - гидростатическая сила

36 - смещение

37 - толщина

38 - жидкая присадка

39 - установочный компонент

40 - сила давления

41 - направление подачи

42 - воздух

1. Устройство (1) для подачи жидкой присадки (38), включающее в себя резервуар (2) для хранения жидкой присадки (38), точку (3) всасывания, в которой жидкая присадка (38) может быть отсосана из резервуара (2) насосом (4) устройства (1), фильтр (5), который по меньшей мере частично разграничивает промежуточное пространство (6) между фильтром (5) и точкой (3) всасывания и отделяет промежуточное пространство (6) от внутреннего пространства (7) резервуара (2), при этом фильтр (5) имеет поверхность (8) фильтра с верхним краем (9) и нижним краем (10), причем верхний край (9) и нижний край (10) отстоят друг от друга в вертикальном направлении (11) на расстоянии от 30 мм до 80 мм, а точка (3) всасывания располагается самое большее на 5 мм ниже верхнего края (9) в вертикальном направлении (11).

2. Устройство (1) по п. 1, в котором фильтр (5) имеет наружную поверхность (12), которая обращена к внутреннему пространству (7) и которая имеет входные отверстия (13) с гидравлическим диаметром (14) величиной от 100 мкм до 260 мкм.

3. Устройство (1) по п. 2, в котором каналы (17) проходят от входных отверстий (13) на наружной поверхности (12) фильтра (5) к выходным отверстиям (15) на внутренней поверхности (16), которая обращена к промежуточному пространству (6) фильтра (5).

4. Устройство (1) по п. 3, в котором каналы (17) образуют разветвленную канальную систему (18).

5. Устройство (1) по п. 3 или 4, в котором гидравлический диаметр (14) каналов (17) изменяется в направлении от входных отверстий (13) к выходным отверстиям (15).

6. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором фильтр (5) выполнен из сплетения (30) волокон.

7. Устройство (1) по любому из пп. 1-4, в котором насос (4) выполнен с возможностью создания пониженного давления величиной от 300 Па до 800 Па в промежуточном пространстве (6).

8. Устройство (1) по любому из пп. 1-4, в котором промежуточное пространство (6) имеет толщину (37) от 1 мм до 10 мм.

9. Транспортное средство (20), имеющее двигатель (21) внутреннего сгорания и имеющее устройство (22) обработки выхлопных газов для очистки выхлопных газов двигателя (21) внутреннего сгорания, а также имеющее устройство (1) по любому из предшествующих пунктов, посредством которого жидкая присадка (38) может быть подана к устройству (22) обработки выхлопных газов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам для очистки отработавших газов. Выхлопная система (10) для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, включает: (а) первую монолитную подложку (6), содержащую катализатор SCR; (b) по меньшей мере, одну вторую монолитную подложку (4), содержащую каталитическое грунтовочное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM), расположенную по потоку до первой монолитной подложки; и (с) третью монолитную подложку (2), расположенную между первой монолитной подложкой и (каждой) второй монолитной подложкой, при этом, по меньшей мере, один PGM на (каждой) второй монолитной подложке (4) подвержен испарению, когда (каждая) вторая монолитная подложка (4) оказывается в относительно жестких условиях, включая относительно высокие температуры, и при этом третья монолитная подложка (2) включает грунтовку, содержащую, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM.

Изобретение относится к выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания. Выхлопная система содержит первый катализированный цельный массив носителя, содержащий первое тонкослойное покрытие, расположенное в первой тонкослойной зоне цельного массива носителя, где первое тонкослойное покрытие содержит каталитическую композицию, содержащую, по меньшей мере, один металл платиновой группы и, по меньшей мере, один материал носителя, где, по меньшей мере, один металл платиновой группы в первом тонкослойном покрытии подвержен улетучиванию, когда первое тонкослойное покрытие выдерживается в условиях температуры ≥700°C, и второе тонкослойное покрытие, расположенное во второй тонкослойной зоне цельного массива носителя, где второе тонкослойное покрытие содержит, по меньшей мере, один материал, несущий медь для улавливания улетучившегося металла платиновой группы, где по меньшей мере один материал носителя представляет собой по меньшей мере один оксид металла, молекулярное сито или смесь любых двух или более из них, и когда по меньшей мере один материал носителя представляет собой по меньшей мере один оксид металла, то по меньшей мере один металл-оксидный носитель выбран из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного диоксида кремния-оксида алюминия, необязательно стабилизированного оксида циркония, оксида титана, необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-оксида циркония и смесей двух или более из них, и где второе тонкослойное покрытие ориентировано для контактирования с выхлопным газом, который контактировал с первым тонкослойным покрытием, и второй катализированный цельный массив носителя, содержащий катализатор для селективного катализирования восстановления оксидов азота до молекулярного азота с азотным восстановителем, расположенный ниже по потоку от первого катализированного цельного массива носителя.

Изобретение относится к обработке отработавших газов. Устройство (1) для подачи жидкой добавки в поток (4) отработавших газов, имеющее трубопроводный участок (2) для потока (4) отработавших газов с входным концом (3), выходным концом (5), прямым участком (30) и выступом (17) с отверстием (31) для монтажа подающего устройства (7) для подачи жидкой добавки на прямом участке (30), причем выступ (17) имеет высоту (32) и протяженность (33), и протяженность (33) по меньшей мере в два раза больше, чем высота (32), на входном конце (3) и на выходном конце (5) расположено соответственно по меньшей мере одно дискообразное сотовое тело (6), центральная ось (34) отверстия (31) направлена на одно из дискообразных сотовых тел (6), по меньшей мере одно из двух дискообразных сотовых тел (6) на входном конце (3) или на выходном конце (5) выполнено конусообразным, трубопроводный участок (2) между дискообразным сотовым телом (6), расположенным на выходном конце (5), и выходным концом (5) имеет участок (47) выравнивания потока, на котором поперечное сечение (53) трубопроводного участка (2) по меньшей мере частично смещено, а дискообразное сотовое тело (6), на которое направлена центральная ось (34), расположено под углом (36) наклона к оси (26) трубопроводного участка (2).

Изобретение относится к области обработки отработавших газов. Дозирующий модуль (10) для дозирования восстановителя в выпускной тракт двигателя внутреннего сгорания имеет, по меньшей мере, один охладитель (22, 24), который выполнен с возможностью прохождения по нему охлаждающей жидкости, служащей для охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство очистки отработавших газов содержит форсунку (3) впрыска реагента перед катализатором (1) селективного восстановления оксидов азота.

Изобретение может быть использовано в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания. Выхлопная система двигателя содержит выхлопную трубу (18) с изгибом, направляющим поток выхлопных газов по криволинейной траектории, инжектор (12), экранирующий элемент (4) и направляющую лопатку (6).

Изобретение относится к системе (1) подачи для мочевины, в частности для устройства очистки отработавших газов путем обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, со сборником (5) для вещества, дозировочным устройством (7) для дозирования вещества, в частности в выпускной трубопровод (3) двигателя внутреннего сгорания, и с подводящим трубопроводом (9), которая включает подающий трубопровод (11) для подачи вещества в дозировочное устройство (7) и рециркуляционный трубопровод (13) для отвода среды от дозировочного устройства (7) в сборник (5), причем дозировочное устройство (7) выполнено таким образом, что в режиме эксплуатации системы (1) подачи для охлаждения вещество протекает от входного соединительного патрубка (17) до выходного соединительного патрубка (19) дозировочного устройства (7).

Изобретение относится к области обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Подающее устройство (1) для подачи жидкой добавки из бака (2) в устройство (3) для обработки отработавших газов (ОГ) имеет, по меньшей мере, корпус (4), который может быть установлен на баке (2), и держатель (5) компонентов, который служит опорой по меньшей мере одному насосу (6) и закреплен в корпусе (4) посредством зажимной пластины (7).

Изобретение относится к обработке отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Устройство очистки отработавших газов содержит форсунку 3 впрыска реагента перед катализатором 1 селективного восстановления оксидов азота.

Изобретение относится к устройствам для очистки отработавших газов. Изобретение относится к устройству (1) для подачи жидкой добавки в выпускной трубопровод (2).

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ и устройство для проверки работоспособности катализатора окисления NO. В потоке отработанного газа, который поступает в катализатор окисления NO (5), изменяют концентрацию восстановителя и определяют получаемое в результате этого изменение концентрации NOx в потоке отработанного газа внутри катализатора окисления NO (5) и/или после катализатора окисления NO (5) и оценивают для проверки работоспособности катализатора. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системе доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания. Система доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания,содержит по меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов (DOC) и/или по меньшей мере один фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF), по меньшей мере один катализатор избирательного восстановления (SCR-катализатор), устройство подачи восстанавливающего агента, первый ΝΟx-датчик (12), расположенный выше по потоку от упомянутого DOC и/или DPF, второй ΝΟx-датчик (14), расположенный ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, и по меньшей мер, один температурный датчик (16), выполненный с возможностью измерения температуры потока выхлопных газов и формирования на ее основе по меньшей мере первого температурного сигнала (Τ1). Способ включает этапы, на которых: измеряют содержание смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, когда восстанавливающий агент не подается; измеряют температуру Т, когда выполняется измерение NOX2; сравнивают NOX2 или значение, связанное с NOX2, с предварительно определенным критерием обнаружения, относящимся к измеренной температуре, формируют указывающий сигнал на основе сравнения, при этом указывающий сигнал предназначен для того, чтобы указывать, что упомянутый по меньшей мере один DOC отравлен серой, что упомянутый по меньшей мере один фильтр твердых частиц (DPF) отравлен серой. 2 н. и 12 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. В устройстве диагностирования неисправности для прибора контроля выхлопных газов согласно изобретению, снабженном прибором контроля выхлопных газов, включающим в себя катализатор ИКН, устройством подачи, подающим аммиак в прибор контроля выхлопных газов, устройством РВГ, предоставляющим возможность некоторой части выхлопного газа течь назад во впускной патрубок из выпускного патрубка ниже по потоку, чем устройство подачи, средством получения для получения поступающего количества NOx как количества NOx, текущего в прибор контроля выхлопных газов, и средством диагностики для диагностирования неисправности прибора контроля выхлопных газов, используя поступающее количество NOx, полученное получающим средством в качестве параметра, диагностирование неисправности в приборе контроля выхлопных газов средством диагностики запрещается в случае, когда количество аммиака, которому предоставляется возможность течь назад вместе с выхлопными газами посредством устройства РВГ, превышает верхнее предельное значение. При использовании изобретения повышается точность диагностирования неисправности 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к очистке выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Способ очистки выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания включает: уменьшение содержания сажи в выхлопном газе путем пропускания газа через фильтр; последующее снижение содержания оксидов азота в присутствии аммиака или его предшественника при контакте с катализатором, активным в NH3-СКВ; периодическую регенерацию фильтра путем выжигания сажи, накопившейся в фильтре, и тем самым повышения температуры выхлопного газа вплоть до 850°С и содержания паров воды вплоть до 100 об. %; пропускание выхлопного газа, выходящего из фильтра, через катализатор во время регенерации фильтра, причем катализатор состоит из гидротермически стабильного микропористого цеолита SSZ-39, активированного медью. Заявленный способ позволяет осуществить селективное каталитическое восстановление оксидов азота при высоких температурах и концентрации паров воды во время активной регенерации сажевого фильтра. 2 н.и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство диагностики неисправности включает в себя: устройство очистки выхлопного газа, расположенное в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания и включающее в себя катализатор селективного каталитического восстановления; устройство подачи, подающее добавку, такую как аммиак, устройству очистки выхлопного газа; устройство EGR, обеспечивающее рециркуляцию части выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки во впускной канал; средство вычисления для вычисления количества притока NOx в устройство очистки выхлопного газа с использованием параметра, указывающего рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания; средство диагностики для диагностики неисправности в устройстве очистки выхлопного газа с использованием вычисленного количества притока NOx в качестве параметра; и средство корректировки для корректировки в сторону увеличения вычисленного количества притока NOx в соответствии с количеством добавки, рециркулирующей вместе с выхлопным газом, когда часть выхлопного газа рециркулирует. При использовании изобретения предотвращается снижение точности диагностики неисправностей. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к очистке отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. В двигателе внутреннего сгорания в выхлопном канале двигателя размещены клапан (15) подачи углеводородов и каталитический нейтрализатор (13) для очистки выхлопных газов. Используются первый способ удаления NOx, который восстанавливает содержащийся в выхлопном газе NOx восстанавливающим промежуточным соединением, которое образуется при впрыске углеводородов из клапана (15) подачи углеводородов в заданном диапазоне периода, и второй способ удаления NOx, в котором соотношение воздух-топливо выхлопного газа, втекающего в каталитический нейтрализатор (13) для очистки выхлопных газов, делается богатым в течение периода, который продолжительнее этого заданного диапазона. Температуры ST и ST0 переключения каталитического нейтрализатора (13) для очистки выхлопных газов, при которых способ удаления NOx переключается со второго способа удаления NOx на первый способ удаления NOx, задаются более низкими, если количество NOx в выхлопном газе, втекающем в каталитический нейтрализатор (13) для очистки выхлопных газов, увеличивается. При использовании изобретения обеспечивается эффективная очистка отработавших газов при уменьшении количества используемого восстановителя. 9 з.п. ф-лы, 38 ил.

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно к способу работы двигателя. Способ работы двигателя (10) содержит регулировку количества EGR, подаваемого в двигатель (10), в ответ на количество NH3, накопленного внутри каталитического нейтрализатора (70) SCR, и количество мочевины, хранимой в баке (91). Также раскрыты варианты способа работы двигателя. Технический результат заключается в снижении выбросов двигателя и улучшении экономии топлива. 3 н. и 17 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство для контроля за выхлопными газами для двигателя (1) внутреннего сгорания содержит добавляющий механизм (200), катализатор (41) и электронный блок (80) управления. Добавляющий механизм (200) выполнен с возможностью добавления водного раствора мочевины в выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания. Катализатор (41) выполнен с возможностью адсорбции аммиака, вырабатываемого из водного раствора мочевины, и с возможностью удаления окислов азота путем использования аммиака, адсорбированного на катализаторе (41). Электронный блок (80) управления выполнен с возможностью установки целевого значения адсорбции аммиака для аммиака, адсорбированного на катализаторе (41). Электронный блок (80) управления управляет механизмом (200) введения добавки так, что количество водного раствора мочевины, добавляемой в выхлопные газы, становится добавляемым количеством, вычисленным на основе целевого значения адсорбции. Электронный блок (80) управления выполнен с возможностью выполнения процесса приведения в исходное состояние для уменьшения количества аммиака, адсорбированного на катализаторе (41), до «0» в случае, когда суммарное количество NS окислов азота, поступающих в катализатор, равно или больше заданной величины. Технический результат заключается в устранении ошибки между фактической величиной адсорбции аммиака и целевым значением адсорбции. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Усовершенствованный каталитический носитель, предназначенный для применения с глушителем в автомобильной системе выпуска, содержит: изолирующий материал, термически разделяющий носитель на центральную зону и трубчатую внешнюю зону, окружающую центральную зону. Изолирующий материал, центральная зона и внешняя зона все вместе определяют модифицированный носитель. Изолирующий материал адаптирован таким образом, чтобы в эксплуатационном режиме перепад температур поперек изолирующего материала составлял по меньшей мере 25°C. Использование изобретения позволит создать каталитический носитель с уменьшенным сопротивлением газовому потоку. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 23 ил., 6 табл.

Данное изобретение относится к последующей обработке отработанного газа в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания. Смешивающее устройство (2) включает в себя корпус (4) с имеющим входное поперечное сечение входным отверстием (24) и расположенную внутри корпуса (4) внутреннюю трубку (6) с образованной внутри внутренней трубки (6) областью (8) смешения. На торце корпуса (4) расположено дозирующее устройство (10) для подачи жидкости и/или смеси (14) жидкость-газ. Внутренняя трубка (6) на боковой поверхности (16) имеет проходные отверстия (18), через которые отработанный газ может поступать в область (8) смешения. При этом корпус (4) имеет спиральный участок (22) корпуса, причем данный спиральный участок (22) корпуса проходит по меньшей мере вдоль всех проходных отверстий (18) внутренней трубки (6). Далее данное изобретение относится к способу смешивания отработанного газа с жидкостью и/или смесью газ-жидкость с применением упомянутого смешивающего устройства (2). 2 н. и и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство для подачи жидкой присадки имеет резервуар для хранения жидкой присадки, точку всасывания, в которой жидкая присадка может быть отсосана из резервуара насосом устройства, фильтр, который закрывает точку всасывания, по меньшей мере частично разграничивает промежуточное пространство между фильтром и точкой всасывания и отделяет промежуточное пространство от внутреннего пространства резервуара. Фильтр имеет поверхность фильтра с верхним краем и нижним краем, в котором верхний край и нижний край отстоят друг от друга в вертикальном направлении на расстоянии от 30 мм до 80 мм, а точка всасывания располагается самое большее на 5 мм ниже верхнего края в вертикальном направлении. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх