[發(fā)明專利]用于柴油排放流體凍結(jié)損害緩解的壓力釋放系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN109209579A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·辛普森
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/28
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 林偉峰

描述一種用于車輛的柴油排放流體(DEF)壓力釋放的系統(tǒng)，其包括DEF泵組件，該DEF泵組件在DEF存儲儲罐的內(nèi)部中。該系統(tǒng)包括DEF剪切結(jié)構(gòu)，該DEF剪切結(jié)構(gòu)固定于DEF存儲儲罐的頂部內(nèi)部部分。DEF剪切結(jié)構(gòu)包括多個膨脹通道，該多個膨脹通道從DEF存儲儲罐的頂部內(nèi)部部分延伸到存儲儲罐中的所存儲DEF中。當DEF存儲儲罐經(jīng)歷凍結(jié)事件時，多個膨脹通道具有光滑壁，這些光滑壁構(gòu)造成將經(jīng)凍結(jié)DEF引導(dǎo)遠離DEF泵組件。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種用于柴油排放流體的存儲容器，并且更具體地說涉及一種用于在液體凍結(jié)之后釋放容器中的壓力的系統(tǒng)。

柴油發(fā)動機例如由于它們所基于的奧圖循環(huán)所固有的性能特征而對于諸如長距離卡車運輸之類的許多重型應(yīng)用是優(yōu)選的。遺憾的是，此種性能伴隨著這樣的代價，即增多某些受管制的排氣組分。須控制的一種排氣組分是氮氧化物(NOx)。在汽車應(yīng)用中，這樣做的一種方式是通過使用諸如選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)的柴油排氣后處理系統(tǒng)。SCR系統(tǒng)采用SCR催化劑結(jié)合計量量的所噴射柴油排放流體(DEF)。典型的SCR系統(tǒng)利用集成到排氣系統(tǒng)中的涂覆有催化劑的基底，該基底與催化劑上游的所噴射DEF一起工作并且通過廢氣熱量“活化”。DEF與柴油廢氣混合并且以已知的方式與涂覆有催化劑的基底起反應(yīng)，從而還原某些氮氧化物(NOx化合物)。

采用DEF系統(tǒng)來用于NOx還原的汽車應(yīng)用須在儲罐中承載DEF的供源，該供源經(jīng)由流體輸送管線連接于柴油發(fā)動機排氣系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的設(shè)計中的挑戰(zhàn)在于，DEF在低于-11攝氏度(-11℃)下凍結(jié)，該溫度遠高于車輛的最低可操作溫度。DEF儲罐中DEF的凍結(jié)行為可部分地由罐內(nèi)DEF泵組件的熱質(zhì)量驅(qū)使，從而導(dǎo)致儲罐的最后流體部分駐留在泵組件之上或附近。在最后流體部分凍結(jié)時，DEF經(jīng)歷約10％的膨脹率，這會導(dǎo)致相當大的力施加在泵組件上。可能產(chǎn)生損害。

會期望提供一種DEF系統(tǒng)，該DEF系統(tǒng)避免在DEF凍結(jié)于低操作溫度下發(fā)生時可能產(chǎn)生的損害力。

發(fā)明內(nèi)容

在一個示例性實施例中，一種用于車輛的柴油排放流體(DEF)壓力釋放的系統(tǒng)包括DEF泵組件，該DEF泵組件在DEF存儲儲罐的內(nèi)部中。該系統(tǒng)包括DEF剪切結(jié)構(gòu)，該DEF剪切結(jié)構(gòu)固定于DEF存儲儲罐的頂部內(nèi)部部分。DEF剪切結(jié)構(gòu)包括多個膨脹通道，該多個膨脹通道從DEF存儲儲罐的頂部部分延伸到存儲儲罐中所存儲DEF中。多個膨脹通道具有光滑壁，這些光滑壁構(gòu)造成將經(jīng)凍結(jié)DEF引導(dǎo)遠離DEF泵組件。

在另一示例性實施例中，用于車輛的DEF壓力釋放儲罐包括DEF存儲儲罐和DEF剪切結(jié)構(gòu)，該DEF剪切結(jié)構(gòu)固定于DEF存儲儲罐的頂部內(nèi)部部分。DEF剪切結(jié)構(gòu)包括多個膨脹通道，該多個膨脹通道從DEF存儲儲罐的頂部內(nèi)部部分延伸到存儲儲罐中的所存儲DEF中。多個膨脹通道具有光滑壁，這些光滑壁構(gòu)造成將經(jīng)凍結(jié)DEF引導(dǎo)遠離DEF存儲儲罐的內(nèi)部部分，該內(nèi)部部分構(gòu)造成安裝DEF泵組件。

在另一示例性實施例中，車輛包括DEF壓力釋放系統(tǒng)。DEF壓力釋放系統(tǒng)包括DEF存儲儲罐、DEF泵組件以及DEF剪切結(jié)構(gòu)，該DEF泵組件在DEF存儲儲罐的內(nèi)部中，并且該DEF剪切結(jié)構(gòu)固定于DEF存儲儲罐的頂部內(nèi)部部分。DEF剪切結(jié)構(gòu)包括多個膨脹通道，該多個膨脹通道從DEF存儲儲罐的頂部內(nèi)部部分朝向DEF存儲儲罐的內(nèi)部部分延伸，該內(nèi)部部分構(gòu)造成用于DEF泵組件。多個膨脹通道具有光滑壁，這些光滑壁構(gòu)造成將經(jīng)凍結(jié)DEF引導(dǎo)遠離DEF泵組件。

在另一示例性實施例中，多個膨脹通道構(gòu)造成通過將經(jīng)凍結(jié)DEF在多個膨脹通道中引導(dǎo)遠離DEF泵組件來釋放泵組件上的DEF壓力。膨脹通道響應(yīng)于DEF泵組件附近的DEF壓力來引導(dǎo)經(jīng)凍結(jié)DEF。

在另一示例性實施例中，膨脹通道構(gòu)造成當經(jīng)凍結(jié)DEF上的DEF壓力超過DEF存儲儲罐的內(nèi)部處的環(huán)境空氣壓力時，釋放泵組件上的DEF壓力。

在另一示例性實施例中，DEF剪切結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造成矩形陣列的多個剪切構(gòu)件。多個膨脹通道通過多個剪切構(gòu)件的交叉部形成。