Автомобиль с особым расположением топливного бака, предварительного глушителя и бака с восстановителем

Автомобиль с особым расположением топливного бака, предварительного глушителя и бака с восстановителем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к автомобилю, в частности грузовому автомобилю, с признаками, приведенными в ограничительной части п.1 формулы.

Из DE 10123359 А1 известен расположенный за двигателем выпускной тракт, в котором последовательно установлены предварительный глушитель и следом за ним - главный глушитель, во внутренние камеры которых встроено соответственно по несколько каталитических нейтрализаторов. При этом в основе изобретения лежит проблема малого объема предварительного глушителя по сравнению с главным глушителем, но все еще имеющего такую величину, что его можно лишь с трудом разместить на грузовом автомобиле. В целях использования имеющихся высоких температур выхлопных газов предварительный глушитель со своим гидролизным катализатором должен быть расположен пространственно как можно ближе к двигателю. В таком случае возникали проблемы при последующей установке главного глушителя, поскольку там, где он был предусмотрен, большей частью уже имелись другие детали или агрегаты, которые тогда приходилось смещать. Последнее часто сложно для осуществления или вообще невозможно. Другая проблема размещения связана с баком (HWL-бак) для водного раствора мочевины. Он, как и дозирующее устройство, по возможности, не должен быть слишком удален от места впрыска, с тем, чтобы избежать слишком длинных дозирующих линий со склонными к стеклованию HWL-зонами. Однако и для HWL-бака в современных автомобилях места нет, поскольку такой бак необходим лишь тогда, когда действуют требования нормы EURO V и их соблюдение не достигается без впрыска HWL в выхлопные газы.

Поэтому задачей изобретения является обеспечение условий для подходящего размещения HWL-бака и предварительного глушителя в автомобиле.

Эта задача решена в соответствии с изобретением у автомобиля с соответствующими родовому понятию признаками посредством конструкции, приведенной в отличительной части п.1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления и подробности соответствующего изобретению технического решения приведены в зависимых пунктах.

Согласно изобретению HWL-бак и предварительный глушитель образуют с топливным баком компактный модуль, выполненный с возможностью закрепления в полностью предварительно изготовленном/предварительно собранном виде целиком на раме шасси автомобиля. Особенно предпочтительным образом этот модуль вместо топливного бака (например, объемом 900 литров) устанавливают на раме шасси, объем или длина которой приблизительно соответствует объему или длине соответствующего изобретению модуля, причем имеющийся внутри этого модуля топливный бак имеет по сравнению с замененным топливным баком меньший объем (например, на 30-40%), однако еще достаточный заправочный объем. Полученное за счет этого конструктивное пространство распределено внутри модуля, например, около 1/3 на HWL-бак, а примерно 2/3 на предварительный глушитель. Таким образом, необходима более частая дозаправка топливом, но HWL-бак и предварительный глушитель размещены в автомобиле более компактно и более удобно для обращения, поскольку при таком расположении HWL-бака возможна его более простая дозаправка. С другой стороны, недостающий в соответствующем изобретению модуле заправочный объем может быть реализован дополнительным баком, который может быть размещен, например, на противоположной стороне рамы или между лонжеронами рамы.

Далее соответствующее изобретению техническое решение более подробно поясняется с помощью чертежей, на которых представлено:

- фиг.1: схематичный продольный разрез первого варианта осуществления изобретения;

- фиг.2: первый вариант осуществления изобретения на виде сверху, установленный на раме шасси грузового автомобиля;

- фиг.3: схематичный продольный разрез второго варианта осуществления изобретения.

На чертежах одинаковые или соответствующие друг другу детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Изобретение относится к автомобилю, в частности грузовому автомобилю, с двигателем внутреннего сгорания, в частности дизельным двигателем, который снабжается топливом из топливного бака 1 и в выпускном тракте 2 которого расположены предварительный 3 и главный (не показан) глушители. При этом предварительный глушитель 3 расположен на одной стороне рамы шасси, а главный глушитель - на другой, и они связаны между собой отрезком 2/2 выпускного трубопровода 2. В предварительный глушитель 3 встроен гидролизный катализатор 4 и в зависимости от обстоятельств, по меньшей мере, один окислительный катализатор 5. Последний/последние служит/служат для значительного повышения доли NO₂ в выхлопных газах. К гидролизному катализатору 4 посредством дозирующего устройства 6 через дозирующий трубопровод 7 с распылительной головкой 8 на свободном конце подают водный раствор (HWL) мочевины, содержащийся в собственном HWL-баке 9. Предварительный глушитель 3 покидают в соответствии с этим обогащенные аммиаком и высокой долей NO₂ выхлопные газы, которые могут быть оптимальным образом очищены в главном глушителе посредством SCR-катализаторов.

Согласно изобретению HWL-бак 9 и предварительный глушитель 3 образуют с топливным баком 1 модуль 10, целиком закрепляемый на раме шасси автомобиля, а именно на одном из двух лонжеронов 11 рамы. Предварительный глушитель 3, HWL-бак 9 и топливный бак 1 расположены в ряд друг за другом, причем внутри модуля предварительный глушитель 3 расположен впереди раньше всех, а HWL-бак 9 встроен между предварительным глушителем 3 и топливным баком 1. Преимущественно модуль 10, состоящий из топливного бака 1, HWL-бака 9 и предварительного глушителя 3, в предварительно собранном виде устанавливают вместо топливного бака на раме 11 шасси, конструктивная длина или объем которой приблизительно соответствует длине или объему модуля 10, причем имеющийся внутри модуля 10 топливный бак 1 по сравнению с замененным топливным баком при равном поперечном сечении имеет меньший, например, на 30-40%, заправочный объем, и полученное таким образом конструктивное пространство распределено внутри модуля 10 отчасти, например около 1/3, на HWL-бак 9, а отчасти, например около 2/3, на предварительный глушитель 3. В отдельных случаях может оказаться целесообразным или необходимым, однако, и иное разделение, нежели названное.

В примере на фиг.1 топливный бак 1 отделен внутри корпуса 12 модуля от HWL-бака 9 двойной стенкой 13, 14, так что при возможных утечках HWL они не могут попасть в топливный бак 1. HWL-бак 9 имеет внутри теплоизолирующую облицовку 15, а также встроенные в него нагревательное устройство 16, предотвращающее стеклование HWL, и датчик 17 уровня. Дозирующее устройство 6 для HWL расположено на модуле 10 в зоне HWL-бака 9, преимущественно сверху. От этого дозирующего устройства 6 для HWL в HWL-бак 9 направлена вертикальная всасывающая трубка 18 для HWL, которая доходит почти до его дна. Кроме того, от этого дозирующего устройства 6 сбоку отходит дозирующий трубопровод 7 для HWL, который введен во внутреннее пространство предварительного глушителя 3 и заканчивается там распылительной головкой 8 во входной зоне гидролизного катализатора 4 или соответственно его корпуса 4/1.

Внутреннее пространство предварительного глушителя 3 разделено перегородкой 19 на впускную 20 и выпускную 21 камеры, причем впускная камера 20 сообщена с проходящим от двигателя или его агрегата наддува отрезком 2/1 выпускного трубопровода 2, а выпускная камера 21 - с обеспечивающим соединение с главным глушителем отрезком 2/2 выпускного трубопровода 2. Катализаторы 4, 5 расположены в предварительном глушителе 3 осепараллельно друг другу и рядом друг с другом и закреплены своими корпусами 4/1 и 5/1 в перегородке 19, а также на расположенной на расстоянии от нее удерживающей стенке 22. Показанное наклонное положение катализаторов 4, 5 является одним из возможных видов монтажа. Если это позволяют конструктивное пространство предварительного глушителя 3 и размер катализаторов 4, 5, последние могут быть встроены в предварительный глушитель 3 также иначе, например вертикально, параллельно и рядом друг с другом.

Предварительный глушитель 3 облицован внутри слоем 23 звукоизолирующего материала и еще дополнительно теплоизолирован от HWL-бака 9, с тем, чтобы избежать слишком сильной теплопередачи от протекающих к HWL-баку 9 через предварительный глушитель 3 выхлопных газов.

В варианте осуществления согласно фиг.3 топливный бак 1 образован внутри модуля 10 предварительно изготовленным резервуаром из стали или алюминия, или алюминированного стального листа с закрытой со всех сторон стенкой 1'. К передней торцевой стенке 24 этого топливного бака 1 присоединяют, преимущественно приваривают, чашеобразный корпус 25 HWL-бака, открытый спереди в направлении предварительного глушителя 3. Затем в него спереди встраивают закрытое само по себе внутреннее тело 26 HWL-бака, предварительно изготовленное из толстостенного изолирующего материала. Корпус 25 HWL-бака закрывают затем передней стенкой 27. Она одновременно образует перегородку между HWL-баком 9 и предварительным глушителем 3 и на своей обращенной к внутреннему пространству предварительного глушителя 3 стороне покрыта слоем 28 теплоизолирующего материала. К этой передней стенке 27 HWL-бака примыкает цилиндрическая периферийная наружная стенка 29 предварительного глушителя 3. Механическое соединение происходит, например, посредством отбортовки периферийной наружной стенки 29 в зоне передней стенки 27 HWL-бака, включая плоский передний край 30 корпуса 25 HWL-бака, на который опирается передняя стенка 27 HWL-бака. С торца к периферийной наружной стенке 29 примыкает передняя торцевая стенка 31 предварительного глушителя 3 с возможностью соединения с ней, например, посредством отбортовки края.

Внутри варианта осуществления устройства согласно фиг.3 перегородка 19, удерживающая стенка 22 и размещенные в своих корпусах 4/1, 5/1 катализаторы 4, 5 образуют предварительно изготавливаемый узел, на перегородке 19 которого затем путем сварки может быть закреплена передняя торцевая стенка 31. После этого на переднюю торцевую стенку 31 наносят слой 23 изолирующего материала, а затем прикрепляют периферийную наружную стенку 29, последнюю, например, посредством отбортовки края. После этого перегородку 19 соединяют сваркой с периферийной наружной стенкой 29. Периферийная наружная стенка 29 предварительно также покрыта слоем 23 изолирующего материала, по меньшей мере, на тех участках, которые после приваривания перегородки 19 больше недоступны. Во время следующей технологической операции отрезок 7/1 дозирующего трубопровода вставляют в отверстие периферийной наружной стенки 29 и закрепляют там. Затем этот предварительно изготовленный узел с предварительным глушителем вместе с передней стенкой 27 HWL-бака, уже покрытой теплоизолирующим слоем 28 и звукоизолирующим материалом 23, приставляют к переднему краю 30 корпуса 25 HWL-бака и закрепляют на корпусе 25 посредством краевой отбортовки периферийной наружной стенки 29. В заключение дозирующее устройство 6 и проводящий соединительный отрезок дозирующего трубопровода монтируют с отрезком 7/1.

Само собой, в рамках общей идеи изобретения в любое время возможны иные, нежели описанные и изображенные на чертеже, варианты осуществления и реализации соответствующего изобретению модуля 10.

Этот предварительно изготовленный и предварительно собранный модуль 10 приставляют при его окончательном монтаже к раме, а именно к лонжерону 11 рамы автомобиля, например, к неподвижно установленным на раме консолям 32 и закрепляют там посредством лент, хомутов или подобных органов 33.

При работе топливный бак 1 заполняют топливом через заправочную горловину, закрываемую крышкой 34, а HWL-бак 9 заполняют HWL через заправочную горловину, относительно далеко удаленную от него и закрываемую крышкой 35.

1. Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, который снабжается топливом из топливного бака (1) и в выпускном тракте (2) которого расположены предварительный (3) и главный глушители, причем в предварительный глушитель (3) встроены гидролизный катализатор (4) и, смотря по обстоятельствам, еще, по меньшей мере, один окислительный катализатор (5), причем гидролизный катализатор (4) установлен с возможностью подачи к нему посредством дозирующего устройства (6, 7) водного раствора мочевины, который может храниться в собственном баке (9), отличающийся тем, что бак (9) для водного раствора мочевины и предварительный глушитель (3) образуют с топливным баком (1) модуль (10), выполненный с возможностью закрепления целиком на раме шасси автомобиля.

2. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что является грузовым автомобилем.

3. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что модуль (10), состоящий из топливного бака (1), бака (9) для водного раствора мочевины и предварительного глушителя (3), выполнен с возможностью размещения в предварительно собранном виде вместо топливного бака на раме (11) шасси, конструктивная длина или объем которой приблизительно соответствует длине или соответственно объему модуля (10), причем имеющийся внутри модуля (10) топливный бак (1) по сравнению с замененным топливным баком при одинаковом поперечном сечении имеет меньший, например, на 30-40%, заправочный объем, и полученное таким образом конструктивное пространство распределено внутри модуля (10) частично, например около 1/3, - на бак (9) для водного раствора мочевины и частично, например около 2/3, - на предварительный глушитель (3).

4. Автомобиль по п.1 или 2, отличающийся тем, что предварительный глушитель (3), бак (9) для водного раствора мочевины и топливный бак (1) расположены в ряд друг за другом и внутри модуля (10), предварительный глушитель (3) расположен впереди всех, а бак (9) для водного раствора мочевины встроен между предварительным глушителем (3) и топливным баком (1).

5. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что топливный бак (1) отделен в корпусе (12) модуля (10) от бака (9) для водного раствора мочевины двойной стенкой (13, 14), так что при возможных утечках водного раствора мочевины они не могут попасть в топливный бак (1).

6. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что бак (9) для водного раствора мочевины содержит теплоизолирующую облицовку (15), а также встроенные в него нагревательное устройство (16) и датчик (17) уровня.

7. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что дозирующее устройство (6) для водного раствора мочевины расположено на модуле (10) в зоне бака (9) для водного раствора мочевины, от этого дозирующего устройства (6) для водного раствора мочевины в бак (9) для водного раствора мочевины направлена вертикальная всасывающая трубка (18) для водного раствора мочевины, которая доходит почти до дна бака (9) для водного раствора мочевины, при этом от дозирующего устройства (6) отходит дозирующий трубопровод (7) для водного раствора мочевины, который введен во внутреннее пространство предварительного глушителя (3) и заканчивается там распылительной головкой (8) во входной зоне гидролизного катализатора (4) или соответственно его корпуса (4/1).

8. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что внутреннее пространство предварительного глушителя (3) разделено перегородкой (19) на впускную (20) и выпускную (21) камеры, причем впускная камера (20) сообщена с проходящим от двигателя или его агрегата наддува отрезком (2/1) выпускного трубопровода (2), а выпускная камера (21) - с обеспечивающим соединение с главным глушителем отрезком (2/2) выпускного трубопровода (2) и причем катализаторы (4, 5) расположены в предварительном глушителе (3) осепараллельно друг другу и рядом друг с другом и закреплены своими корпусами (4/1, 5/1) в перегородке (19), также на расположенной на расстоянии от нее удерживающей стенке (22).

9. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что предварительный глушитель (3) облицован внутри слоем звукоизолирующего материала и еще дополнительно теплоизолирован от бака (9) для водного раствора мочевины с тем, чтобы избежать слишком сильной теплопередачи в направлении бака (9) для водного раствора мочевины.

10. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что топливный бак (1) образован внутри модуля (10) посредством предварительно изготовленного резервуара с закрытой со всех сторон стенкой (1'), причем к передней торцевой стенке (24) этого предварительно изготовленного топливного бака (1) присоединен, предпочтительно приварен, чашеобразный открытый спереди в направлении предварительного глушителя (3) корпус (25) бака (9) для водного раствора мочевины, в который спереди встроено закрытое само по себе внутреннее тело (26) бака (9) для водного раствора мочевины, предварительно изготовленное из толстостенного изолирующего материала, и который закрыт передней стенкой (27), причем эта передняя стенка (27) бака (9) для водного раствора мочевины одновременно образует перегородку между баком (9) для водного раствора мочевины и предварительным глушителем (3) и на своей обращенной к внутреннему пространству предварительного глушителя (3) стороне покрыта слоем (28) теплоизолирующего материала, при этом к передней стенке (27) бака (9) для водного раствора мочевины прикреплена цилиндрическая периферийная наружная стенка (29) предварительного глушителя (3), например, посредством отбортовки передней стенки (27) бака (9) для водного раствора мочевины, включая плоский передний край (30) корпуса (25) бака для водного раствора мочевины, на который опирается передняя стенка (27) бака для водного раствора мочевины, причем с торца к периферийной наружной стенке (29) примыкает передняя торцевая стенка (31) предварительного глушителя (3) с возможностью соединения с ней, например, посредством краевой отбортовки.

11. Автомобиль по пп.8-10, отличающийся тем, что перегородка (19), удерживающая стенка (22) и размещенные в своих корпусах (4/1, 5/1) катализаторы (4, 5) образуют предварительно изготовленный узел, на перегородке (19) которого может быть закреплена сваркой передняя торцевая стенка (31), к передней горцевой стенке (31) может быть, например, краевой отбортовкой прикреплена периферийная наружная стенка (29), перегородка (19) может быть соединена сваркой с периферийной наружной стенкой (29), отрезок (7/1) дозирующего трубопровода имеет возможность установки в отверстии в периферийной наружной стенке (29) и закрепления в нем и этот предварительно изготовленный узел с предварительным глушителем вместе с передней стенкой (27) бака (9) для водного раствора мочевины может быть приставлен к переднему краю корпуса (25) бака для водного раствора мочевины и может быть закреплен посредством краевой отбортовки периферийной наружной стенки (29) на корпусе (25).