三箱複合的組合式油箱的製作方法

2023-06-12 22:16:21 1

專利名稱：三箱複合的組合式油箱的製作方法
技術領域：
本 實用新型涉及一種三箱複合的組合式油箱，應用於汽車尾氣的後處理行業。
背景技術：
未來幾年內，全球的汽車生產商，特別是美國和歐洲關於汽車氮氧化物NOx和微 粒PM的排放達標方面將強制性地實施一些更嚴厲的規格，例如，歐V和歐VI排放標準。在排放法規的壓力下，一方面國外的車用重負荷柴油機正不斷進行技術升級和 改進，另一方面，選擇恰當的後處理技術策略和裝備，例如，SCR (Selective Catalytic Reduction)催化轉化還原技術，DPF (Diesel Particulate Filter)顆粒捕捉器，DOC (Diesel Oxidation Catalyst)氧化型催化器等。SCR技術的本質是利用尿素在高溫下分解出NH3,作為還原劑的NH3和發動機排氣 中的NOx在催化劑和溫度的綜合作用下進行反應，理想工況下生成無毒的N2和H2O,從而達 到淨化的目的。SCR具有很多優點，例如，可以在柴油車的排氣溫度250 550 C的範圍 內具有50 85%的NOx去除效率，並能有效降低PM的排放水平；SCR能輕鬆滿足歐4和歐 5水平，也具有達到歐6水平的潛力；目前達到歐4採用的SCR技術，發動機的燃油耗可降 低3 6% ；SCR催化劑不含有貴金屬，成本相對較低；SCR對車用燃油的質量，特別是硫含 量不敏感。基於以上分析，SCR後處理技術也最適合中國的車輛狀況和車用燃油狀況。如果未來在中國推廣應用車載SCR後處理技術，必須解決好尿素還原劑供應、尿 素還原劑的劑量、尿素還原劑的霧化噴射、SCR催化劑轉換效率、氨氣洩露量等至關重要的 技術難點。對比國外公司的SCR系統，發現都是以『單元或模塊』的概念進行設計，例如，計量 單元和控制單元(DCU和ECU)，即把有關的信號測量、反饋、控制以及執行機構集成起來，有 利於在整車上的布置和安裝。但是，這些單元的價格昂貴。反之，如果不採用國外進口的DCU和ECU單元模塊，而把SCR系統所需要的各個功 能的單元模塊或零部件分別固定在卡車的駕駛室和車架上，不僅佔用空間，而且管線的布 置會顯得凌亂，此外，單獨固定尿素還原劑箱的託架就重達18kg，同時這些單元模塊或零部 件隨意的布置安裝也易產生可靠性的問題。檢索專利發現，還沒有同類型的專利申報。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種三箱複合的組合式油箱，是在傳統的汽車油箱 的基礎上，組合上尿素還原劑箱和尿素還原劑劑量控制箱，使一個箱體具備3種功能，實現 緊湊化的設計，有利於車輛的美觀設計，減少連接件的安裝，簡化車輛配置，降低重量，既能 滿足國IV以上SCR標準要求，又能降低系統的成本。本實用新型的技術方案是這樣實現的三箱複合的組合式油箱，由精密過濾器、精 密氣體電磁閥、精密穩壓閥、控制單元、精密液體電磁閥、泵前和泵後尿素還原劑管、尿素還原劑箱體、金屬支架、尿素還原劑箱蓋、燃油箱蓋、尿素還原劑液位傳感器、燃油箱體、尿素 還原劑放液閥、燃油放液閥、進出電氣控制箱的組合套管、尿素還原劑的劑量管、電源導線、 壓縮空氣輸入管、壓縮空氣輸出管、來自催化轉化器的溫度反饋信號線、來自催化轉化器的 氮氧化物反饋信號線、輸入到駕駛室的尿素還原劑液位報警信號線、微型 液泵、自然通風 口、箱體連接焊接點、咬口端蓋扣板、電氣控制箱構成；其特徵在於油箱的一側為燃油箱 體，另一側的上部是尿素還原劑箱體，下部是電氣控制箱；燃油箱體和還原劑箱體的體積容 量關係Ll/L2=5 15，還原劑箱體和電氣控制箱的容量關係h3/h2=l ；電氣控制箱的一側設 置有咬口端蓋扣板。所述的燃油箱體上部設有燃油箱蓋，下部設有燃油放液閥。所述的尿素還原劑箱箱底部固定有尿素還原劑液位傳感器和尿素還原劑放液閥， 頂部設有尿素還原劑箱蓋。所述的電氣控制箱中包括氣液電三路；電氣控制箱下底板固定有控制單元，控制 單元的信號輸入是來自催化轉化器的溫度反饋信號線和來自催化轉化器的氮氧化物反饋 信號線，控制單元輸出信號是驅動微型液泵的電壓變化值，調節精密液體電磁閥的電壓值， 調節精密氣體電磁閥的電壓值，以及輸入到駕駛室的尿素還原劑液位報警信號線。所述的電氣控制箱用箱體連接焊接點連接在尿素還原劑箱的一側，在箱壁兩側由 金屬支架分別固定連接有精密過濾器、精密氣體電磁閥、精密穩壓閥和精密液體電磁閥；設 置在電氣控制箱中的微型液泵上連接泵前和泵後尿素還原劑管一端，其另一端設在尿素還 原劑箱體內；所述的尿素還原劑液位傳感器的高度hi和還原劑箱體的高度h2的比例關係是 hl/h2=l/5 ；尿素還原劑液位傳感器是雙電極的電導率型。所述的微型液泵是齒輪泵或電磁隔膜泵。本實用新型的積極效果在於，採用常規的汽車油箱進行結構的改造，使之變成三 箱，即油箱、尿素還原機箱和電控單元箱一體化，外形美觀，方便維修，解決了 SCR系統的安 裝和布置問題，更方便實現現代生產，具有很高的可靠性和實用價值。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的左視結構示意圖。圖3為本實用新型的右視結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的描述如圖1所示，三箱複合的 組合式油箱，由精密過濾器1、精密氣體電磁閥2、精密穩壓閥3、控制單元4、精密液體電磁 閥5、泵前和泵後尿素還原劑管6、尿素還原劑箱體7、金屬支架8、尿素還原劑箱蓋9、燃油 箱蓋10、尿素還原劑液位傳感器11、燃油箱體12、尿素還原劑放液閥13、燃油放液閥14、進 出電氣控制箱20的組合套管15、尿素還原劑的劑量管15-1、電源導線15-2、壓縮空氣輸入 管15-3、壓縮空氣輸出管15-4、來自催化轉化器的溫度反饋信號線15-5、來自催化轉化器 的氮氧化物反饋信號線15-6、輸入到駕駛室的尿素還原劑液位報警信號線15-7、微型液泵16、自然通風口 17、箱體連接焊接點18、咬口端蓋扣板19、電氣控制箱20構成；其特徵在 於油箱的一側為燃油箱體12，另一側的上部是尿素還原劑箱體7，下部是電氣控制箱20 ； 燃油箱體12和還原劑箱體7的體積容量關係Ll/L2=5 15，還原劑箱體7和電氣控制箱20 的容量關係h3/h2=l ；電氣控制箱20的一側設置有咬口端蓋扣板19。 所述的燃油箱體12上部設有燃油箱蓋10，下部設有燃油放液閥14。所述的尿素還原劑箱7箱底部固定有尿素還原劑液位傳感器11和尿素還原劑放 液閥13，頂部設有尿素還原劑箱蓋9。所述的電氣控制箱20中包括氣液電三路；電氣控制箱20下底板固定有控制單元 4，控制單元4的信號輸入是來自催化轉化器的溫度反饋信號線15-5和來自催化轉化器的 氮氧化物反饋信號線15-6，控制單元4輸出信號是驅動微型液泵16的電壓變化值，調節精 密液體電磁閥5的電壓值，調節精密氣體電磁閥2的電壓值，以及輸入到駕駛室的尿素還原 劑液位報警信號線15-7。所述的電氣控制箱20用箱體連接焊接點18連接在尿素還原劑箱7的一側，在箱 壁兩側由金屬支架8分別固定連接有精密過濾器1、精密氣體電磁閥2、精密穩壓閥3和精 密液體電磁閥5 ；設置在電氣控制箱20中的微型液泵16上連接泵前和泵後尿素還原劑管6 一端，其另一端設在尿素還原劑箱體7內；所述的尿素還原劑液位傳感器11的高度hi和還原劑箱體7的高度h2的比例關 系是hl/h2=l/5 ；尿素還原劑液位傳感器11是雙電極的電導率型。所述的微型液泵16是齒輪泵或電磁隔膜泵。是選擇材質為SUS304或SUS441不鏽鋼板，其厚度為1. 2mnTl. 5mm,首先按照汽車 燃油箱的製造工藝，按照尺寸剪裁板料、打孔、卷板、焊接而成，燃油箱體12和尿素還原劑 箱體7需要在0. OSMpa恆壓下完成30min的打壓密封測試，確保無洩漏；需要首先確定還 原劑箱體7和電氣控制箱20的容量關係h3/h2=l，不僅僅是考慮燃油和尿素還原劑劑量和 消耗的比例關係，也考慮到空間的合理配置；燃油箱體12和尿素還原劑箱體7的體積比例 可以採用L1/L2來決定，其範圍Ll/L2=5 15，當Ll/L2=5時，燃油箱體12的體積是尿素還 原劑箱體7的10倍，燃油箱體12和尿素還原劑箱體7同時加滿液體時，即使是國V標準 下，尿素還原劑消耗量是燃油消耗量的1/20時，一箱的尿素還原劑可以行駛兩箱燃油的車 輛裡程，此狀況更適合於尿素還原劑加注站分布稀少的區域，但是，L2的尺寸過分擴大沒有 意義；當Ll/L2=15時，燃油箱體12的體積是尿素還原劑箱體7的30倍，燃油箱體12和尿 素還原劑箱體7同時加滿液體時，即使是國4標準下，尿素還原劑消耗量是燃油消耗量的 約1/30時，一箱的尿素還原劑可以行駛一箱燃油的車輛裡程，尿素還原劑和燃油可以幾乎 同時在加油站進行補充加注，但是，L2的尺寸過分減少能帶來新的問題，對於一個標準長度 的油箱，其在汽車上的安裝空間是大致固定的，例如，當Ll/L2=40時，L2的尺寸長度過小， 不僅箱蓋和液位傳感器的安裝困難，也使電氣控制箱20的空間尺寸過小，無法滿足安裝的 需求；尿素還原劑箱體7上的尿素還原劑箱蓋9可以採用特製的蓋，以區別於燃油箱蓋10， 其目的之一是開口形狀的區別，以區別於燃油箱蓋上圓孔，防止燃油和尿素還原劑之間互 相加錯，其目的之二是組合有標準的單向的通氣閥，以便可以在尿素還原劑箱內液體負壓 時可以微量進入空氣，調節壓力，以免產生負壓；尿素還原劑箱體7的側板和咬口端蓋扣板 19保持廣2mm的間隙，二者並不直接相連，進行有關維修作業時，需要先拆卸咬口端蓋扣板19 ；在尿素還原劑箱體7的底部安裝尿素還原劑的出液管6和尿素還原劑的液位傳感器 11 ；尿素還原劑的液位傳感器11是雙電極的電導率型傳感器，當尿素還原劑液位傳感器11 的高度hi和還原劑箱體7的高度h2的比例關係正好是hl/h2=l/5，雙電極之間電阻加大， 超過設定之後，開始報警，提示尿素還原劑需要補加；微型液泵16選用24V的直流齒輪泵或 隔膜泵，以便同車載蓄電池相匹配；控制單元4也是以24V 車載蓄電池為動力，內置計算機 邏輯控制程序，依靠來自催化轉化器的溫度反饋信號線15-5和來自催化轉化器的氮氧化 物反饋信號線15-6，輸出信號用來驅動微型液泵16，同步調節精密液體電磁閥5和精密氣 體電磁閥2，以及輸入到駕駛室的尿素還原劑液位報警信號線15-7 ；咬口端蓋扣板19是按 照標準的咬口工藝製作，安裝時需要用力壓入，拆卸時需要從各個邊沿咬口處輕輕敲擊即 可分離；從該組合油箱安裝在車上後觀察，燃油箱體12布置在車上的位置是距離發動機的 距離最遠，而尿素還原劑箱體7和電氣控制箱20布置在車上的位置是距離發動機的距離最 近，該組合式油箱採用託架固定在車架上；尿素還原劑箱蓋9和燃油箱蓋10朝向車廂外側； 以此思路完成本實用新型。
權利要求1.三箱複合的組合式油箱，由精密過濾器、精密氣體電磁閥、精密穩壓閥、控制單元、精 密液體電磁閥、泵前和泵後尿素還原劑管、尿素還原劑箱體、金屬支架、尿素還原劑箱蓋、燃 油箱蓋、尿素還原劑液位傳感器、燃油箱體、尿素還原劑放液閥、燃油放液閥、進出電氣控制 箱的組合套管、尿素還原劑的劑量管、電源導線、壓縮空氣輸入管、壓縮空氣輸出管、來自催 化轉化器的溫度反饋信號線、來自催化轉化器的氮氧化物反饋信號線、輸入到駕駛室的尿 素還原劑液位報警信號線、微型液泵、自然通風口、箱體連接焊接點、咬口端蓋扣板、電氣控 制箱構成；其特徵在於油箱的一側為燃油箱體，另一側的上部是尿素還原劑箱體，下部是 電氣控制箱；燃油箱體和還原劑箱體的體積容量關係Ll/L2=5 15，還原劑箱體和電氣控制 箱的容量關係h3/h2=l ；電氣控制箱的一側設置有咬口端蓋扣板。
2.根據權利要求1所述的三箱複合的組合式油箱，其特徵在於所述的燃油箱體上部設 有燃油箱蓋，下部設有燃油放液閥。
3.根據權利要求1所述的三箱複合的組合式油箱，其特徵在於所述的尿素還原劑箱箱 底部固定有尿素還原劑液位傳感器和尿素還原劑放液閥，頂部設有尿素還原劑箱蓋。
4.根據權利要求1所述的三箱複合的組合式油箱，其特徵在於所述的電氣控制箱中包 括氣液電三路；電氣控制箱下底板固定有控制單元，控制單元的信號輸入是來自催化轉化 器的溫度反饋信號線和來自催化轉化器的氮氧化物反饋信號線，控制單元輸出信號是驅動 微型液泵的電壓變化值，調節精密液體電磁閥的電壓值，調節精密氣體電磁閥的電壓值，以 及輸入到駕駛室的尿素還原劑液位報警信號線。
5.根據權利要求1所述的三箱複合的組合式油箱，其特徵在於所述的電氣控制箱用箱 體連接焊接點連接在尿素還原劑箱的一側，在箱壁兩側由金屬支架分別固定連接有精密過 濾器、精密氣體電磁閥、精密穩壓閥和精密液體電磁閥；設置在電氣控制箱中的微型液泵上 連接泵前和泵後尿素還原劑管一端，其另一端設在尿素還原劑箱體內；所述的尿素還原劑液位傳感器的高度hi和還原劑箱體的高度h2的比例關係是hl/ h2=l/5 ；尿素還原劑液位傳感器是雙電極的電導率型。
6.根據權利要求1所述的三箱複合的組合式油箱，其特徵在於所述的微型液泵是齒輪 泵或電磁隔膜泵。
專利摘要本實用新型涉及一種三箱複合的組合式油箱，油箱的一側為燃油箱體，另一側的上部是尿素還原劑箱體，下部是電氣控制箱；燃油箱體和還原劑箱體的體積容量關係L1/L2=5~15，還原劑箱體和電氣控制箱的容量關係h3/h2=1；電氣控制箱的一側設置有咬口端蓋扣板。其實現了緊湊化的設計，有利於車輛的美觀設計，減少連接件的安裝，簡化車輛配置，降低重量，既能滿足國Ⅳ以上SCR標準要求，又能降低系統的成本。
文檔編號F01N3/24GK201835955SQ20102057469
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者劉國軍, 崔龍, 張克金, 張苡銘, 李鳳偉, 楊彬, 王丹, 魏曉川 申請人:中國第一汽車集團公司