專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車的scr回路的管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于SCR回路的管道以及包括這種管道的SCR回路。
背景技術(shù)：
為了遵守越來越嚴(yán)格的限制性標(biāo)準(zhǔn)，以限制機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生的廢氣的空氣污染，SCR(“選擇性催化還原”)回路必須在機(jī)動(dòng)車的排氣系統(tǒng)中使用，尤其是用于載重卡車以及重型卡車。SCR回路在于通過在廢氣的消聲器處放置的催化劑的入口處的壓縮空氣而注入包含32.5%尿素的水溶液:在催化劑中,尿素與廢氣中包含的氮氧化物反應(yīng),消除這些氧化物，防止排放到大氣中。為了執(zhí)行該過程，水箱中必須有包含尿素的溶液，在已經(jīng)可能混合到壓縮空氣之后，根據(jù)電子控制單元限定的次數(shù)和模式，能夠從水箱中取出溶液以注入到催化劑中，該電子控制單元考慮各種外部參數(shù)(溫度、濕度，等等)以及內(nèi)部參數(shù)(引擎運(yùn)行、圈數(shù)，等等)。包含尿素的溶液必須在機(jī)動(dòng)車的工作溫度的全部范圍(即-40°C到+80°C的溫度)以及每種流速條件(0 + 5，51t/h)的系統(tǒng)中流動(dòng)。然而，包含尿素的溶液僅在液相起作用，并且它的冷凍溫度約等于_11°C。因此，當(dāng)車輛保持停在低于該值的溫度時(shí)，SCR回路必須設(shè)有電加熱管。為了該目的，SCR回路的管通常設(shè)有盤繞的電阻器。在使用中，當(dāng)裝備有SCR回路的車輛在低于-12°C的溫度下停車時(shí)，包含尿素的溶液冷凍:當(dāng)引擎在停車之后啟動(dòng)時(shí)，含有包含尿素的溶液的管被電流的流動(dòng)立即加熱。SCR回路的管通常至少部分地容置在引擎封閉的隔室中，并且通常對(duì)布局有限制性條件以確定管的路徑。為了滿足這些布局條件，SCR管必須包括至少一層，其能夠構(gòu)造成在組裝和車上使用期間保持預(yù)定的形狀。DE202008007392示出了一種這樣的管，其具有外層和包含尿素的溶液在其中流動(dòng)的內(nèi)部加熱管。然而，該文獻(xiàn)沒有記載外層相對(duì)于內(nèi)部管的剛度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種SCR管道，其能夠滿足以上具體的需求，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，并且增加電阻器與包含尿素的溶液之間的熱傳遞的效率。本發(fā)明的目的借助根據(jù)權(quán)利要求1的管道實(shí)現(xiàn)。


現(xiàn)在，將參照附圖描述本發(fā)明，附圖示出了本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，其中:圖1是用于機(jī)動(dòng)車的SCR回路的
圖2概略地示出機(jī)動(dòng)車的SCR回路的可加熱的管道；
圖3示出了為了使根據(jù)本發(fā)明的可加熱的管道的細(xì)節(jié)清楚而移走多個(gè)元件的立體圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中，附圖標(biāo)記I指代車輛的SCR回路(概略地示出)，其包括:水箱2，其可含有包含35%的尿素的溶液；泵模塊3 ;以及分配模塊4，其使包含尿素的溶液與壓縮空氣混合，以將其送入車輛本身的催化劑5 (概略地示出)。泵模塊3經(jīng)由傳送線路6連接到分配模塊4，并且經(jīng)由吸入線路7和再循環(huán)線路8連接到水箱2。線路6-8包括各自的管9，管9可通過電流加熱并且借助配件連接到系統(tǒng)I中的其他部件。具體地,每個(gè)管道9包括(圖2):至少一個(gè)管10,包含尿素的溶液在管10中流動(dòng)；至少一個(gè)電阻器11，布置為與管10接觸；以及管狀層12，其容置管10和電阻器11。管道9還包括一對(duì)連接器C，優(yōu)選地為快速連接器。具體地，管10能夠由單層或多層形成。如果由單層形成，則管10由聚酰胺材料制成，優(yōu)選地聚酰胺12或聚酰胺11?？蛇x地，管10是多層，并且包括由PAll或PA12構(gòu)成的內(nèi)層和構(gòu)造成導(dǎo)熱導(dǎo)電的由聚酰胺構(gòu)成的外層，以促進(jìn)電阻11產(chǎn)生的熱量的傳導(dǎo)。導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性是正相關(guān)的，因此在下文，為了簡(jiǎn)單起見將僅根據(jù)表面電阻率的電性特征識(shí)別聚合材料。優(yōu)選地，外層具有小于10~6歐姆/平方的表面電阻率；甚至更優(yōu)選地，聚合物材料包括聚酰胺，并且甚至更優(yōu)選地，聚酰胺是PA12。例如，聚合物材料由UIiLSiA R 3020系列生產(chǎn)。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，聚合物材料具有小于5X 10~4歐姆/平方的表面電阻率。管10可由套管13圍繞。優(yōu)選地，套管13是編織的，并且至少一根絲的由電阻器11形成。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，除了電阻器11之外，套管13的線股由例如由氟化彈性體的電絕緣聚合物材料制成。有益地，該彈性體包`括四氟乙烯和六氟丙烯，首先滿足機(jī)械阻力和電絕緣的要求，其次提高對(duì)如氨(氨的殘?jiān)?或在使用中可能存在的蒸汽)等化學(xué)腐蝕物質(zhì)抗性。套管13能夠包括若干電阻器的絲14、15，這些絲由優(yōu)選地不導(dǎo)電材料制成的線股適當(dāng)分離，以沿套管的縱向以更高安全性避免短路。優(yōu)選地，電阻器11的絲14、15彼此等距分開并且不沿套管13的縱向交叉。因此，它們被與它們平行的一根或更多根由電絕緣材料構(gòu)成的線股分離，并且僅僅被電絕緣材料交叉。因此管10能夠設(shè)置急轉(zhuǎn)彎，并且同時(shí)因?yàn)榻z被分開而能夠避免短路。此外，為了防止短路的更大安全性考慮，電阻器11的絲14、15被由電絕緣材料制成的護(hù)套覆蓋。有益地，護(hù)套還包括氟化彈性體，優(yōu)選地為四氟乙烯和六氟丙烯。絲14、15能夠電連接到各自的外部端子(未示出)，外部端子支撐在連接器C的本體中，并且優(yōu)選地至少部分嵌入連接器C的本體中。具體地，絲14、15具有從管狀層12出來的一對(duì)相應(yīng)的輸入和輸出端子。這些端子又能夠被連接到車載電子系統(tǒng)或者連接到第二相鄰管道9或者連接到連接器C的端子。管狀層12能夠由單層或多層形成。在單層的情況中，管狀層12優(yōu)選地由聚酰胺材料制成，甚至更優(yōu)選地由聚酰胺12制成。在組裝期間，管狀層12能被制成使得相應(yīng)軸線具有二維或三維幾何形狀(圖2)。管10、套管13以及電阻器11平行地制造。具體地，電阻器11被編織在套管13中，由此獲得的預(yù)組裝的組件被容置在管狀層12中，在形成之后，在組裝條件和車上的使用條件下，管狀層12保持它的二維或三維幾何形狀。具體地，當(dāng)預(yù)組裝的組件被插入管狀層12中時(shí)，管狀層12不需要任何彈性變寬，或者在任何情況下，任何導(dǎo)致管狀層12的相關(guān)內(nèi)部張力條件的其他操作。這是由于，以上引用的預(yù)組裝的組件具有徑向間隙地容置在管狀層12中的事實(shí)。該間隙未必恒定，優(yōu)選地沿縱向。此外，管狀層12具有比管10更大的抗彎剛度?？箯潉偠缺欢x為:k=EI其中:E=管狀層12/管10的材料的彈性模量I=抵抗段的慣性的彎曲力矩，在具有外徑D和內(nèi)徑d的圓形冠狀段的情況下等于:31 X (D~4-cT4)/64。優(yōu)選地，管狀層12與包括管10和套管13的半成品的剛度之間的比率大于20，甚至更優(yōu)選地大于30。最終，連接器C應(yīng)用到管10或者管狀層12。管道9具有以下優(yōu)點(diǎn)。電阻器11更靠近管10，使得熱量更有效地傳輸?！巴夤趋馈钡慕Y(jié)構(gòu)功能由管狀層12執(zhí)行，而后者不會(huì)消極影響電阻器11與管10中流動(dòng)的包含尿素的溶液之間的熱量傳輸。優(yōu)選地，管狀層12也由絕熱聚合物材料制成，以避免消散外部環(huán)境中產(chǎn)生的熱量。管狀層1 2相對(duì)于管10和電阻器11限定的預(yù)組裝的組件單獨(dú)地制造。因此，能夠制造預(yù)組裝的組件的連續(xù)線圈，從這些連續(xù)的線圈能夠獲得長度適合相對(duì)的管狀層12中的組件的分段。管狀層12與預(yù)組裝組件之間的徑向間隙優(yōu)選是可變的，以便避免增加生產(chǎn)成本且需要額外的組裝步驟的組裝墊片。因此，預(yù)組裝組件的組裝能夠非常簡(jiǎn)單地執(zhí)行，甚至手動(dòng)地執(zhí)行，并且預(yù)組裝的組件在組裝之后在管狀層12中浮動(dòng)。此外，管狀層12需要成形的步驟，例如爐、蒸壓器或者蒸汽成形。該成形步驟與電阻器11的電觸點(diǎn)的完整性的共存性差，尤其是因?yàn)槌尚尾襟E能夠在水/蒸汽的存在中執(zhí)行。借助本發(fā)明，電阻器11能夠在已經(jīng)執(zhí)行層12的成形過程之后，在干燥和/或寒冷的條件下在管狀層12中組裝，這樣允許更好地保存電阻器11并且增加其可靠性。隨后，所有的電連接被關(guān)閉并且管狀層12在連接器C上密封。最后明顯的是，本文揭露和示出的管道9可被修改或改變而不背離如所附權(quán)利要求書中具體化的保護(hù)范圍。電阻器11能夠以其他方式應(yīng)用到管10而不需要編織以形成套管13。當(dāng)需要高加熱程度時(shí)，電絲14、15的數(shù)量增加。為了保持套管13對(duì)稱，這些線股也能夠編織。因?yàn)槊扛娊z被由電絕緣材料制成的護(hù)套覆蓋而避免了短路。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車的SCR回路的管道，包括:管(10)，供給包含尿素的溶液；電阻器(11)，圍繞所述管(10)以加熱該包含尿素的溶液；以及層(12)，所述層的材料具有高于所述管(10)的抗彎剛度，其特征在于，所述層(12)為管狀并預(yù)先成形，并且具有徑向間隙地至少部分容置所述電阻器(11)和所述管(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于，所述層(12)的抗彎剛度與包括所述管(10)和所述電阻器(11)的單元的抗彎剛度之間的比率大于20。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的管道，其特征在于，所述徑向間隙不是恒定的。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的管道，其特征在于，所述層(12)的軸線在預(yù)先成形之后趨于保持二維或三維路徑。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的管道，其特征在于，包括第一和第二連接器(C)，所述第一和第二連接器(C)包括本體和至少部分地嵌入該本體中的各自的電端子，所述端子電連接到所述電阻器(11)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的管道，其特征在于，所述管(10)是多層，并且包括由表面電阻率小于10~6歐姆/平方的導(dǎo)電導(dǎo)熱聚合材料構(gòu)成的外層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一項(xiàng)所述的管道，其特征在于，所述管(10)由聚合材料制成的單層形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道，其特征在于，所述層(12)是由PA12制成的單層。
9.根據(jù)前述權(quán)利 要求中任意一項(xiàng)所述的管道，其特征在于，所述電阻器(11)包括至少一根導(dǎo)電材料構(gòu)成的絲(14 ; 15 )以及多根與所述至少一根絲(14 ; 15 )編織在一起的由電絕緣材料制成的線股。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道，其特征在于，所述至少一根絲(14; 15)被用電絕緣材料制成的護(hù)套覆蓋。
11.一種制造根據(jù)以上任意權(quán)利要求所述的管道的方法，包括以下步驟: -預(yù)先形成所述管狀層(12); -生產(chǎn)包括所述管(10)和所述電阻器(11)的預(yù)組裝的組件； -在所述層(12)預(yù)先形成之后，將所述預(yù)組裝的組件有徑向間隙地插入所述管狀層(12)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述插入步驟之后，所述徑向間隙不是恒定的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在所述插入步驟之后，所述預(yù)組裝的組件(10、11)在所述層(12)中是浮動(dòng)的。
全文摘要
一種用于機(jī)動(dòng)車的SCR回路的管道，包括管(10)，供給包含尿素的溶液；電阻器(11)，圍繞所述管(10)以加熱該包含尿素的溶液；以及層(12)，該層的材料具有高于所述管(10)的抗彎剛度，其中所述層(12)為管狀，并且至少部分地容置所述電阻器(11)和所述管(10)。
文檔編號(hào)F16L53/00GK103228971SQ201180056322
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者彼得羅·科斯坦佐, 克里斯蒂安·佩澤蒂, 馬里奧費(fèi)利斯·扎納爾蒂 申請(qǐng)人:德泰克動(dòng)力流體技術(shù)公開有限公司