一種農(nóng)業(yè)車輛和冷卻定量給料模塊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及農(nóng)業(yè)車輛，更特別是涉及用于冷卻農(nóng)業(yè)車輛的柴油排氣流體(DEF)定量給料模塊的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]排放規(guī)定已經(jīng)導致發(fā)動機制造商和后繼市場供應商安裝排氣后處理系統(tǒng)，以便滿足日益嚴格的要求。通常，這些系統(tǒng)引導排氣通過一系列反應，以便減少在排氣流中的顆粒物質(zhì)和單氮氧化物(NOx)的排放。而且，因為在燃燒后進行處理，因此現(xiàn)有設(shè)備可以進行改裝，以便包括排氣后處理系統(tǒng)。
[0003]排氣后處理系統(tǒng)通常將排氣流導向柴油氧化催化劑(DOC)。DOC可以包含顆粒過濾器，以便從排氣流中除去細?；蚱渌腆w材料。當排氣流流過催化劑時，氧化反應可以將排氣流中的烴和一氧化碳轉(zhuǎn)變成二氧化碳和水以及其它混合物。然后，排氣流可以導向定量給料模塊。定量給料模塊可以包含用于將DEF引入排氣流中的注射口。DEF可以是尿素溶液，該尿素溶液在排氣流中分解成氨。然后，排氣流可以導向選擇催化還原反應器(SCR)。在SCR中，氨和一些排氣流組分可以轉(zhuǎn)變成氮氣和水。通過使用排氣后處理系統(tǒng)，排放能夠減少，以便滿足規(guī)定要求。
[0004]盡管排氣后處理系統(tǒng)可以從柴油排氣流中減少NOx排放，但是制造商可能很難找到合適的位置來安裝附加設(shè)備。在農(nóng)業(yè)設(shè)備中可能特別是這樣，其中，在引擎罩下面的空間有限。而且，另外的設(shè)計限制(例如溫度、壓力等)會減少用于排氣后處理系統(tǒng)的合適位置的數(shù)目。
[0005]在一些結(jié)構(gòu)中，排氣后處理系統(tǒng)還使用支持設(shè)備。例如，由于排氣流溫度和/或減少DEF的結(jié)晶化，定量給料模塊可以在它的注射口處使用冷卻。具體地，來自發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的冷卻流體可以用來冷卻定量給料模塊。不過，因為冷卻流體在發(fā)動機運行時從發(fā)動機冷卻系統(tǒng)流出(例如發(fā)動機向泵提供動力)，因此另外的儲存器可以用于儲存冷卻流體，以便在發(fā)動機關(guān)閉后冷卻定量給料模塊。該另外的儲存器可以是塑料的，以便降低成本和重量，但是也可以使用屏蔽件，以便保護塑料材料防止受到發(fā)動機和排氣流的熱量影響。另夕卜，當儲存器安裝在發(fā)動機冷卻流體系統(tǒng)上面時，它也可以有通氣口，以便防止蒸汽鎖定在冷卻管線中。在系統(tǒng)中的額外通氣口可以導致發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的較大變化。而且，儲存器可以使用附加泵，以便能夠在發(fā)動機關(guān)閉后進行循環(huán)。不過，由于在引擎罩下面的有限空間，附加的儲存器、熱屏蔽件、泵和通氣口可能并不實際。因此，需要一種定量給料模塊冷卻系統(tǒng)，該定量給料模塊冷卻系統(tǒng)能夠在沒有輔助設(shè)備的情況下使用來自發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的冷卻流體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個實施例中，一種農(nóng)業(yè)車輛，包括排氣系統(tǒng)。該排氣系統(tǒng)還包括定量給料模塊，該定量給料模塊有流體進口和流體出口。另外，排氣系統(tǒng)包括第一導管，該第一導管直接連接在流體進口和農(nóng)業(yè)車輛的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)之間。第一導管設(shè)置成保持冷卻流體。排氣系統(tǒng)還包括第二導管，該第二導管直接連接在流體出口和發(fā)動機冷卻系統(tǒng)之間，并設(shè)置成保持冷卻流體。冷卻流體設(shè)置成在農(nóng)業(yè)車輛的發(fā)動機關(guān)閉之后從第一和第二導管流入發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中。
[0007]在另一實施例中，農(nóng)業(yè)車輛包括:發(fā)動機；發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，該發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設(shè)置成冷卻發(fā)動機；以及排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)包括:定量給料模塊，該定量給料模塊有流體進口和流體出口 ；以及第一導管，該第一導管直接連接在流體進口和發(fā)動機冷卻系統(tǒng)之間。流體導管設(shè)置成保持冷卻流體。排氣系統(tǒng)還包括第二導管，該第二導管直接連接在流體出口和發(fā)動機冷卻系統(tǒng)之間，并設(shè)置成保持冷卻流體。冷卻流體設(shè)置成在發(fā)動機關(guān)閉之后從第一和第二導管流入發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中。
[0008]在還一實施例中，提供了一種用于冷卻定量給料模塊的方法。該方法包括引導冷卻流體通過第一導管。第一導管直接連接在定量給料模塊的流體進口和發(fā)動機冷卻系統(tǒng)之間。該方法還包括引導冷卻流體從第一導管進入定量給料模塊的流體進口。該方法包括引導冷卻流體從定量給料模塊的流體出口通過第二導管。第二導管直接連接在定量給料模塊的流體出口和發(fā)動機冷卻系統(tǒng)之間。該方法還包括在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的泵關(guān)閉之后保持在第一導管和第二導管中的冷卻流體容積。該泵設(shè)置成使得冷卻流體運動。
【附圖說明】
[0009]當參考附圖閱讀下面的詳細說明時將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點，在附圖中，相同符號在全部附圖中表示相同部件，附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的、可以使用定量給料模塊冷卻系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)車輛的實施例的透視圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的柴油排氣后處理系統(tǒng)的實施例的方框圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的定量給料模塊冷卻系統(tǒng)的實施例的示意圖；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明的、使用定量給料模塊冷卻系統(tǒng)的定量給料模塊的側(cè)剖圖；
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明的、利用定量給料模塊冷卻系統(tǒng)的定量給料模塊的側(cè)剖圖，該定量給料模塊冷卻系統(tǒng)有使得冷卻流體循環(huán)的熱虹吸；
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明的、利用定量給料模塊冷卻系統(tǒng)的定量給料模塊在熱虹吸替換一定容積的冷卻流體之后的側(cè)剖圖；以及
[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明的、用于在農(nóng)業(yè)發(fā)動機關(guān)閉后冷卻定量給料模塊和利用定量給料模塊冷卻系統(tǒng)的方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1表示了示例農(nóng)業(yè)車輛10，該示例農(nóng)業(yè)車輛10可以使用具有定量給料模塊冷卻系統(tǒng)的排氣后處理系統(tǒng)。在某些實施例中，農(nóng)業(yè)車輛10可以是任意類型的拖拉機、越野車輛、工作車輛或者任意其它使用排氣后處理系統(tǒng)來滿足規(guī)定排放要求的合適車輛。所示的車輛10有車體12，該車體12通常將裝有發(fā)動機、變速器和傳動系(沒有單獨表示)。而且，農(nóng)業(yè)車輛10有駕駛室14，操作人員可以坐在或站在該駕駛室14中以便操作該車輛10。在所示實施例中，車輛10有兩個前輪16和兩個后輪18 (只表示了一個)，兩個前輪16和兩個后輪18旋轉(zhuǎn)以便使得車輛10運動。不過，可以有多個輪16、18。例如，車輛10可以有
4、6、8或任意數(shù)目的前輪16和/或后輪18。應當知道，車輛10使用方向盤20來操縱，該方向盤20使得輪16轉(zhuǎn)動。輪16通過軸22而連接在一起，因此兩個輪16可以一起旋轉(zhuǎn)。而且，車輛10有排氣裝置24，該排氣裝置24排出在發(fā)動機內(nèi)的燃燒副產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)車輛10可以包括排氣后處理系統(tǒng)，該排氣后處理系統(tǒng)有定量給料模塊冷卻系統(tǒng)。排氣后處理系統(tǒng)可以用于減少在發(fā)動機排氣流中的單氮氧化物(NOx)、顆?；驕厥覛怏w。而且，定量給料模塊冷卻系統(tǒng)可以在發(fā)動機關(guān)閉后繼續(xù)向排氣后處理系統(tǒng)提供冷卻。
[0018]圖2是與發(fā)動機36和發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38流體連接的排氣后處理系統(tǒng)34的方框圖。發(fā)動機36可以是柴油機，它通過排氣導管42而將排氣流40導向排氣后處理系統(tǒng)34。排氣流40可以是發(fā)動機36的燃燒和/或操作的產(chǎn)物。因為燃燒處理可以產(chǎn)生熱量，因此發(fā)動機36可以與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38連接和由該發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38冷卻。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38可以安裝成離開發(fā)動機36，或者在一些實施例中可以直接安裝在發(fā)動機36前面。而且，發(fā)動機36可以有口，該口設(shè)置成從發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38接收冷卻流體44 (例如水、乙二醇等)。
[0019]在一些實施例中，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38可以包括散熱器46、恒溫器48和泵50。冷卻流體44可以通過泵50而導向發(fā)動機36。也就是，泵50可以使得增壓冷卻流體44向發(fā)動機36運動。這里，冷卻流體44可以從發(fā)動機36吸收熱量(例如從發(fā)動機36接收能量)，并返回發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38。冷卻流體44可以在它從發(fā)動機36返回時進入散熱器46。當冷卻流體44移動通過散熱器46時，空氣可以流過散熱器46，從而冷卻該冷卻流體44。然后，冷卻流體44可以流過恒溫器48和流入泵50中，以便通過該系統(tǒng)再循環(huán)。可以知道，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38可以包括未示出的附加部件(例如閥、傳感器等)。
[0020]發(fā)動機冷卻系統(tǒng)38還可以設(shè)置成將冷卻流體44導向排氣后處理系統(tǒng)34。排氣后處理系統(tǒng)34可以包括柴油氧化催化劑(DOC) 52、定量給料模塊54和選擇催化還原反應器(SCR) 56。在某些實施例中，DOC 52可以包括顆粒過濾器，以便除去排氣流40中的細?；蚱渌腆w材料。
[0021]當排氣流40離開發(fā)動機36和引導通過排氣后處理系統(tǒng)34時，它可以通過DOC52。在DOC 52中，排氣流40的組分(例如一氧化碳、氣體烴等)可以與DOC 52反應，并氧化以便形成二氧化碳和水。另外，過濾器可以從排氣流40中除去細粒和其它固