排氣后處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)部件和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，特別涉及一種排廢氣后處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)可利用排氣后處理系統(tǒng)(exhaust aftertreatment system)來(lái)控制受管制廢氣排出物或排放物。在一些實(shí)例中，排氣后處理系統(tǒng)可利用安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)的主機(jī)座或機(jī)體的支撐結(jié)構(gòu)而水平懸置在發(fā)動(dòng)機(jī)上方，或者可由用螺栓固定到支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的平臺(tái)的結(jié)構(gòu)來(lái)支撐。另外，消聲器可聯(lián)接到垂直排氣口。然而，與受更嚴(yán)格的排放物要求強(qiáng)制的較大處理系統(tǒng)結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)艙(engine cab)需要增加的催化劑容量。在增加的空間使用需求下這種可用空間的約束可能產(chǎn)生封裝問(wèn)題。例如，可能需要較高的發(fā)動(dòng)機(jī)艙以容納必需的催化劑體積和排氣后處理系統(tǒng)的前部區(qū)域。但是，較高的發(fā)動(dòng)機(jī)艙可能是不可行的(因?yàn)槔鐧C(jī)車(chē)可能不適于穿過(guò)某一高度水平下的隧道)。
[0003]可能希望具有不同于當(dāng)前可用的那些的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，一種排氣后處理系統(tǒng)包括支撐平臺(tái)和聯(lián)接到所述支撐平臺(tái)的一個(gè)或多個(gè)隔離支腿(isolated leg)。所述排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括由所述一個(gè)多個(gè)隔離支腿支撐在所述支撐平臺(tái)上方的一個(gè)或多個(gè)催化劑單元(catalysts)。后處理出口歧管(aftertreatment outlet manifold)可聯(lián)接到所述一個(gè)或多個(gè)催化劑單元。
[0005]其中，所述后處理出口歧管大體上呈矩形并且限定沿所述后處理出口歧管的側(cè)壁排布的一個(gè)或多個(gè)水平通風(fēng)口，并且進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述后處理出口歧管的頂部表面的實(shí)心封蓋。
[0006]其中，所述一個(gè)或多個(gè)催化劑單元被布置成彼此平行，并且設(shè)置在頂板與底板之間以形成垂直催化劑陣列。
[0007]所述排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述底板的過(guò)渡連接件和聯(lián)接到所述過(guò)渡連接件的底部的柔性管道，所述柔性管道能夠聯(lián)接到排氣源并且所述過(guò)渡連接件適于將排氣輸送到所述一個(gè)或多個(gè)催化劑單元中的每一個(gè)。
[0008]其中，所述一個(gè)或多個(gè)隔離支腿中的每一個(gè)包括隔振器部分和支撐構(gòu)件部分，其中每個(gè)隔振器部分的第一端聯(lián)接到所述底板并且每個(gè)隔振器部分的第二端聯(lián)接到所述支撐構(gòu)件部分，所述支撐構(gòu)件部分包括一個(gè)或多個(gè)支撐腿。
[0009]其中，每個(gè)隔振器部分的所述第一端直接聯(lián)接到所述垂直催化劑陣列的所述頂板的底面，并且其中多個(gè)隔離支腿中的第一隔離支腿的所述隔振器部分聯(lián)接到所述頂板的第一側(cè)并且所述多個(gè)隔離支腿中的第二隔離支腿的所述隔振器部分聯(lián)接到所述頂板的第二偵牝所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)。
[0010]其中，每個(gè)隔振器部分包括定位在兩個(gè)聯(lián)接平臺(tái)之間的至少一個(gè)隔振器。[0011 ] 其中，所述后處理出口歧管沿所述垂直催化劑陣列的所述頂板的外周長(zhǎng)直接聯(lián)接到所述頂板的頂面。
[0012]其中，所述一個(gè)或多個(gè)催化劑單元包括六個(gè)六邊形的氧化催化劑罐，所述六個(gè)氧化催化劑罐垂直排列在陣列內(nèi)，以使空氣流穿過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)催化劑單元并到達(dá)所述后處理出口歧管。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種套件包括催化劑陣列、后處理出口歧管、第一隔離支腿以及第二隔離支腿；所述催化劑陣列包括一個(gè)或多個(gè)催化劑單元；所述后處理出口歧管包括多個(gè)側(cè)壁、封蓋和定位在所述側(cè)壁中的一個(gè)或多個(gè)中的通風(fēng)口 ；所述第一隔離支腿包括一個(gè)或多個(gè)第一隔振器和一個(gè)或多個(gè)第一支撐腿；所述第二隔離支腿包括一個(gè)或多個(gè)第二隔振器和一個(gè)或多個(gè)第二支撐腿；其中所述第一隔離支腿和所述第二隔離支腿配置成通過(guò)它們的相應(yīng)支撐腿聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)或所述發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器，并且由此支撐所述后處理出口歧管和將所述后處理出口歧管與振動(dòng)隔咼。
[0014]其中，所述催化劑陣列包括頂部安裝板和底部安裝板，并且其中所述一個(gè)或多個(gè)催化劑單元彼此平行地定位在所述頂部安裝板與所述底部安裝板之間并且與所述頂部安裝板和所述底部安裝板的外邊緣間隔開(kāi)。
[0015]其中，所述后處理出口歧管大體上呈矩形并且所述后處理出口歧管的所述多個(gè)側(cè)壁包括四個(gè)側(cè)壁，其中所述四個(gè)側(cè)壁中的僅三個(gè)包括所述通風(fēng)口，并且其中所述后處理出口歧管的底部包括適于聯(lián)接到所述催化劑陣列的所述頂部安裝板的一個(gè)或多個(gè)安裝孔。
[0016]其中，所述第一隔離支腿的所述一個(gè)或多個(gè)第一隔振器和所述第二隔離支腿的所述一個(gè)或多個(gè)第二隔振器中的每一個(gè)包括適于聯(lián)接到所述催化劑陣列的所述頂部安裝板的催化劑陣列安裝平臺(tái)，并且其中所述第一隔離支腿的所述一個(gè)或多個(gè)第一支撐腿和所述第二隔離支腿的所述一個(gè)或多個(gè)第二支撐腿中的每一個(gè)包括支撐件安裝平臺(tái)。
[0017]所述套件進(jìn)一步包括柔性管道，所述柔性管道包括圍繞所述柔性管道的底部周長(zhǎng)的第一安裝凸緣和圍繞所述柔性管道的頂部周長(zhǎng)的第二安裝凸緣，所述第一安裝凸緣適于聯(lián)接到渦輪增壓器的出口的消聲器安裝平臺(tái)。
[0018]所述套件還進(jìn)一步包括過(guò)渡連接件，所述過(guò)渡連接件包括圍繞所述過(guò)渡連接件的周長(zhǎng)的頂部安裝表面和內(nèi)部安裝凸緣，所述頂部安裝表面適于聯(lián)接到所述催化劑陣列的所述底部安裝板并且所述內(nèi)部安裝凸緣適于聯(lián)接到所述柔性管道的所述第二安裝凸緣。
[0019]在又一個(gè)實(shí)施例中，一種用于車(chē)輛的系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)艙、發(fā)動(dòng)機(jī)、可操作地聯(lián)接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)且安裝到所述整合前端的渦輪增壓器、排氣后處理系統(tǒng)以及具有多個(gè)隔離支腿的支撐結(jié)構(gòu)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙由頂蓋組件和側(cè)壁限定；所述發(fā)動(dòng)機(jī)定位在所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙中，以使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的縱軸與所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙的長(zhǎng)度平行地對(duì)準(zhǔn)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括整合前端；所述渦輪增壓器具有相對(duì)于所述縱軸的垂直排氣口 ；所述排氣后處理系統(tǒng)垂直安裝在所述渦輪增壓器上方且在由所述渦輪增壓器的頂部表面、所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙的所述頂蓋組件和所述側(cè)壁限定的空間內(nèi)，以使得所述排氣后處理系統(tǒng)的縱軸排布成垂直于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述縱軸，所述排氣后處理系統(tǒng)包括催化劑陣列以及后處理出口歧管，所述催化劑陣列具有沿所述排氣后處理系統(tǒng)的所述縱軸彼此平行地布置的多個(gè)催化劑單元，所述后處理出口歧管垂直聯(lián)接在所述催化劑陣列上方且適于將排氣用管道輸送到所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙之外；所述多個(gè)隔離支腿中的每一個(gè)在第一端聯(lián)接到所述催化劑陣列并且所述多個(gè)隔離支腿中的每一個(gè)在第二端聯(lián)接到所述整合前端或所述渦輪增壓器外殼，并且從而支撐所述排氣后處理系統(tǒng)并將所述排氣后處理系統(tǒng)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)隔離。
[0020]其中，所述排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述渦輪增壓器的所述垂直排氣口的柔性管道，并且其中所述催化劑陣列通過(guò)過(guò)渡連接件垂直聯(lián)接在所述柔性管道上方。
[0021]其中，所述排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述后處理出口歧管的側(cè)壁的頂部表面的封蓋。
[0022]其中，所述后處理出口歧管包括定位在所述后處理出口歧管的所述側(cè)壁中的多個(gè)水平通風(fēng)口。
[0023]其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙的所述頂蓋組件包括用于所述排氣后處理系統(tǒng)的一部分穿過(guò)的切口，并且其中所述后處理出口歧管定位在所述頂蓋組件的頂部表面外側(cè)且垂直地在所述頂部表面上方。
[0024]其中，所述多個(gè)隔離支腿包括聯(lián)接到多個(gè)支撐腿的多個(gè)隔振器，所述支撐腿聯(lián)接到所述整合前端或所述渦輪增壓器外殼上的一個(gè)或多個(gè)安裝凸臺(tái)，并且其中所述多個(gè)隔離支腿中的一個(gè)的所述第二端聯(lián)接到冷卻液管架的對(duì)應(yīng)安裝凸臺(tái)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括廢氣后處理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)艙。
[0027]圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)支撐結(jié)構(gòu)的拆解部件的示意圖。
[0028]圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聯(lián)接到渦輪增壓器渦輪機(jī)的垂直排氣口的排氣后處理系統(tǒng)的組裝視圖。
[0029]圖5-6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)的整合前端的排氣后處理系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例。
[0030]圖7-8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的安裝到渦輪增壓器的外殼的排氣后處理系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例。
[0031]圖9-13示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的排氣后處理系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例。
[0032]圖2-13是近似按比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下說(shuō)明涉及排氣后處理系統(tǒng)的實(shí)施例。所述后處理系統(tǒng)包括支撐平臺(tái)、聯(lián)接到所述支撐平臺(tái)的至少一個(gè)隔離支腿、彼此平行地布置且通過(guò)所述隔離支腿支撐在所述支撐平臺(tái)上方的一個(gè)或多個(gè)催化劑單元、以及聯(lián)接在所述催化劑單元上方的后處理出口歧管。如本說(shuō)明書(shū)中所使用，術(shù)語(yǔ)隔離意味著減弱、減少或分離。也就是說(shuō)，隔離部件在被聯(lián)接到振動(dòng)部件時(shí)可經(jīng)歷減少的或無(wú)振動(dòng)。
[0034]支撐平臺(tái)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)的整合前端并且支撐催化劑單元的隔離支腿可聯(lián)接到所述整合前端。支撐平臺(tái)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器的外殼或可聯(lián)接到所述外殼。支撐所述多個(gè)催化劑單元的一個(gè)或多個(gè)隔離支腿可聯(lián)接到渦輪增壓器外殼。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐平臺(tái)可包括整合前端和渦輪增壓器外殼兩者，并且隔離支腿可聯(lián)接到所述整合前端并且另一個(gè)隔離支腿可聯(lián)接到所述渦輪增壓器外殼。在另一個(gè)實(shí)施例中，支撐平臺(tái)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)的另一種類(lèi)型的支撐表面。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，排氣后處理系統(tǒng)被安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)并且聯(lián)接到渦輪增壓器的垂直排氣口，如圖1中所示。因此，排氣后處理系統(tǒng)可垂直布置在渦輪增壓器上方。發(fā)動(dòng)機(jī)可定位在發(fā)動(dòng)機(jī)艙(如圖2中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)艙)內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)艙可包括切口，所述切口成形為允許排氣后處理系統(tǒng)的后處理出口歧管穿過(guò)所述切口到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)艙外部。因此，處理過(guò)的廢氣可從排氣后處理系統(tǒng)用管道輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)艙外部。圖3示出排氣后處理系統(tǒng)的部件，包括催化劑陣列(catalyst array)、后處理出口歧管和具有多個(gè)隔離支腿的支撐結(jié)構(gòu)。如上所述，排氣后處理系統(tǒng)可聯(lián)接到渦輪增壓器的垂直排氣口，如圖4中所示。圖5-6示出排出后處理系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器出口和整合前端上的安裝布置的第一實(shí)施例。圖7-8示出排出后處理系統(tǒng)在渦輪增壓器出口和渦輪增壓器外殼外部上的安裝布置的第二實(shí)施例。圖9-13示出用于排氣后處理系統(tǒng)的安裝布置和支撐結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例。
[0036]本說(shuō)明書(shū)中所描述的方法可用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型和各種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的一些可為固定的，而其他系統(tǒng)可為在半移動(dòng)式平臺(tái)或移動(dòng)式平臺(tái)上。可在工作周期之間對(duì)半移動(dòng)式平臺(tái)進(jìn)行重新定位，如安裝在平板拖車(chē)上。移動(dòng)式平臺(tái)包括自行推進(jìn)的車(chē)輛。此類(lèi)車(chē)輛可包括道路運(yùn)輸車(chē)輛以及采礦設(shè)備、船舶、軌道車(chē)輛和其他非公路車(chē)輛(0HV)ο
[0037]在進(jìn)一步討論排氣后處理系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)之前，公開(kāi)了所述排氣后處理系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)可安裝在其中的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。例如，圖1示出帶有發(fā)動(dòng)機(jī)104的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100。所述發(fā)動(dòng)機(jī)從進(jìn)氣通道114接收用于燃燒的進(jìn)入空氣。進(jìn)氣管可以是供氣體流過(guò)以進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的任何合適的一根或多根導(dǎo)管。例如，所述進(jìn)氣管可包括進(jìn)氣歧管115、進(jìn)氣通道等。所述進(jìn)氣管從過(guò)濾來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)外部的空氣的空氣過(guò)濾器(未示出)接收環(huán)境空氣。由發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒產(chǎn)生的廢氣被供應(yīng)到排氣管，如排氣通道116。所述排氣管或排氣通