[发明专利]用于还原剂的储箱装置和计量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有还原剂计量系统（定量供给系统）的储箱装置。利用这样的装置能够以确定的或者是规定的压力提供还原剂用以选择性催化还原发动机排气中的排气成分。以希望的压力提供的还原剂可以例如经一喷射器供应给排气处理系统。

背景技术

具有稀燃发动机的机动车被极大地推广。稀燃发动机以这样的空燃比运行：在该空燃比下供入发动机的空气比同时供入的燃料燃烧所必要的更多。空燃比一般用所谓的Lambda值来描述。稀的空燃比相当于大于理论配比1.0的Lambda值。这种稀燃发动机具有油耗有利的特点。而部分伴随着排气中明显提高的氮氧化物（NOx）排放。这些氮氧化物借助发动机内措施仅能被降低到一定程度。

为此，开发了选择性催化还原方法。在选择性催化还原（SCR）中，在排气处理设备中向排气供应还原剂或还原剂前体。还原剂前体一般也被称为还原剂。例如用氨或类似物作为还原剂。例如用尿素和/或尿素水溶液作为还原剂前体。已被证明的还原剂前体是32.5%的尿素水溶液，市场上有商品名为AdBlue的这种尿素水溶液。这样的还原剂前体则在排气系统中和/或在插置的蒸发单元和/或水解单元中被转化成实际的还原剂。尿素水溶液通常转化成氨。在合适的催化转化器中，排气中的氮氧化物与氨一起转化成无害的成分，如氮、水和二氧化碳。

为了提供还原剂，一般在机动车中设有专用的储存系统和/或计量系统。这种系统会带来成本的提高。此外，在存储液态还原剂时和特别是在存储AdBlue时是有问题的，它们在低温下冻结。AdBlue在约-11°C下冻结。因此用于储存这种还原剂的系统必须设计成抗冻的。

此外，应当能在储箱中可靠地确定还原剂的液位。这是特别重要的，因为对于在乘用车中的应用通常希望，在通常的运行中不必再填充储箱中的还原剂，而是（仅）在一般地检查乘用车时填充还原剂储箱。为此，在运行中应当能够尽可能完全地清空还原剂储箱，从而在还原剂储箱中不保留不能由计量单元输送的还原剂剩余体积。

发明内容

由此出发，本发明的目的是提供一种用于提供液态还原剂的设备，其至少部分地解决结合现有技术提到的问题。特别是公开一种用于提供液态还原剂的设备，该设备特别经济和/或能实现准确的液位确定以及在运行中实现对还原剂储箱的尽可能完全的排空。

该目的通过根据权利要求1的特征实现。本发明的另外的设计方案在从属权利要求中给出。应当指出，在从属权利要求中单独描述的特征可以以任意技术上合理的方式彼此组合并且构成本发明的另外的设计方案。说明书特别是与附图相结合地解释本发明并且给出附加的实施例。

根据本发明的用于提供液态还原剂的设备具有用于存储还原剂的还原剂储箱，该还原剂储箱具有箱底部，该箱底部具有隔离室（分隔的腔室，单独的腔室），该还原剂储箱还具有计量单元，以用于在布置于隔离室上或箱底部上的取出点处从还原剂储箱取出还原剂，其中，所述计量单元布置在隔离室内。

隔离室优选布置在箱底部中。特别优选地，隔离室在箱底部的附近布置在横向（侧向）箱壁部中。当然也可能的是，隔离室在箱壁部的任意位置处、例如在储箱上侧上设置在箱壁部中。

本发明的基本思想是，计量单元设置在还原剂储箱的箱底部中或箱底部上的腔室内。“分隔的”腔室特别是一种从腔室壁部或从箱底部朝向箱内部的方向延伸的、不填充还原剂的部分容积，例如（不连续的）凹陷部、凹入部或类似构造。在此，腔室壁部的一部分可以设计成与还原剂储箱或者是与箱壁部以及特别是与箱底部一体的，所述壁部由此特别实现了与还原剂的分隔。但必要时也可能是所述腔室通过独立的壳体形成，所述壳体设置在箱壁部上或箱底部中。在此，在腔室上并且特别在特别接近箱底部处从还原剂储箱取出还原剂，因为在此对于还原剂储箱中的不同液位、特别是在低液位时都能提供还原剂。根据本发明的设备特别是不具有从还原剂储箱的顶侧一直延伸到箱底部并且用于抽吸还原剂的取出管。直接在隔离室附近和/或在计量单元附近从还原剂储箱取出还原剂。在计量单元布置于箱底部上的情况下，可以借助于传感器、特别是压力传感器确定还原剂储箱的液位，所述传感器设置在隔离室上或计量单元中。

一方面，省略延伸到上储箱盖的取出管是有利的，因为在此节省了成本。另外，通过这样的取出管来抽吸还原剂一般需要负压。对于还原剂计量系统中使用的泵，在特定运行条件下建立负压可能是有问题的。通常使用活塞泵或膜片泵。通过根据本发明将计量系统布置在箱底部中的腔室内避免了建立负压的必要性。