道可以是供來自發(fā)動機的氣體流過的任何合適的導(dǎo)管。例如，排氣管可包括排氣歧管117、排氣通道等。廢氣流過排氣通道而流出發(fā)動機系統(tǒng)。在一個實例中，發(fā)動機是通過壓縮點火來使空氣和柴油燃料燃燒的柴油機。在其他非限制性實施例中，發(fā)動機可通過壓縮點火(和/或火花點火)來燃燒包括以下各項的燃料:汽油、煤油、生物柴油或其他石油餾出物。在另一個非限制性實施例中，發(fā)動機可燃燒多種燃料，如但不限于柴油-天然氣雙燃料發(fā)動機。
[0038]在一個實施例中，發(fā)動機是具有第一汽缸排和第二汽缸排的V形發(fā)動機(例如，V-發(fā)動機)。在圖1中所描繪的實施例中，發(fā)動機是具有十二個汽缸的V-12發(fā)動機。在其他實例中，發(fā)動機可以是V-6、V-8、V-10、或V-16或任何合適的V-發(fā)動機構(gòu)型。在另一個實施例中，發(fā)動機是包括多個汽缸的直列式發(fā)動機。發(fā)動機可包括發(fā)動機機體和發(fā)動機頭部。發(fā)動機頭部可包括多個汽缸頭，每個汽缸頭106包括相應(yīng)的汽缸。確切地說，圖1示出用于發(fā)動機的第一排的六個單獨的汽缸頭。第二排的其他六個單獨的汽缸頭在圖1中被隱藏，因為它們可定位在第一排的六個汽缸頭后面。
[0039]每個汽缸頭可包括閥蓋108。另外，每個汽缸頭可包括燃料噴射器。每個燃料噴射器穿過相應(yīng)的閥蓋并且連接到高壓燃料管線110。所述高壓燃料管線沿發(fā)動機的長度延伸。每個汽缸頭進(jìn)一步聯(lián)接到排氣歧管。因此，在燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣通過排氣歧管離開汽缸頭并且隨后流到排氣通道。排氣通道包含另外的發(fā)動機系統(tǒng)部件，包括渦輪增壓器120的渦輪機和廢氣后處理系統(tǒng)130，以下進(jìn)一步描述。
[0040]渦輪增壓器布置在進(jìn)氣通道與排氣通道之間。渦輪增壓器增大吸進(jìn)到進(jìn)氣通道中的環(huán)境空氣的空氣充入，以便在燃燒過程中提供更大的充入密度以增大功率輸出和/或發(fā)動機工作效率。渦輪增壓器可包括至少部分地由渦輪機(未示出)驅(qū)動的壓縮機(未示出)。雖然本情況中包括單個渦輪增壓器，但系統(tǒng)可包括多個渦輪機和/或壓縮機級。如圖1中所示，渦輪增壓器聯(lián)接到發(fā)動機并且安裝在發(fā)動機的整合前端102 (例如，擱架)上。整合前端(Integrated Front End ;簡稱IFE)提供用于支撐發(fā)動機的各種部件(包括禍輪增壓器和廢氣后處理系統(tǒng))的支撐結(jié)構(gòu)的各種安裝凸臺，如以下進(jìn)一步描述。
[0041 ]圖 1 不出包括垂直軸(vertical axis) 124、水平軸(horizontal axis) 126 和橫向軸(lateral axis) 128的坐標(biāo)軸122。渦輪增壓器具有垂直排氣口 132，所述垂直排氣口132相對于發(fā)動機的縱軸148垂直定位。發(fā)動機的縱軸與水平軸126示出的水平方向?qū)?zhǔn)并且垂直排氣口與垂直軸124對準(zhǔn)。因此，穿過垂直排氣口 132的排氣的流動方向垂直于穿過渦輪增壓器上游的排氣通道的排氣的流動方向。
[0042]廢氣后處理處理系統(tǒng)聯(lián)接在排氣通道中以便減少受管制排放物。如圖1中所描繪的，后處理系統(tǒng)設(shè)置在渦輪增壓器的下游。廢氣后處理系統(tǒng)可包括一個或多個部件。例如，廢氣處理系統(tǒng)可包括以下各項中的一個或多個:柴油微粒過濾器(DPF)、柴油氧化催化劑單元(D0C)、選擇性催化還原(SCR)催化劑單元、三效催化劑單元、集器和/或各種其他排放控制裝置或其組合。
[0043]此外，如圖1中所示，后處理系統(tǒng)相對于發(fā)動機所坐落的表面是垂直定位在渦輪增壓器上方。確切地說，后處理系統(tǒng)聯(lián)接到渦輪增壓器的垂直排氣口。因此，離開渦輪增壓器的排氣相對于垂直軸、在垂直方向上從垂直排氣口流出并進(jìn)入排氣后處理系統(tǒng)。此外，后處理系統(tǒng)的縱軸垂直于發(fā)動機的縱軸。
[0044]后處理系統(tǒng)是由支撐結(jié)構(gòu)140支撐。支撐結(jié)構(gòu)140可包括一個或多個支撐腿142 (例如，支撐構(gòu)件)和隔振器144。每個支撐腿142可直接安裝在發(fā)動機的整合前端和/或渦輪增壓器的外殼上。如以下進(jìn)一步描述，隔振器可將后處理系統(tǒng)與發(fā)動機產(chǎn)生并傳輸?shù)恼駝痈綦x。以下關(guān)于圖3-8描述后處理系統(tǒng)和其支撐結(jié)構(gòu)的部件的另外細(xì)節(jié)。
[0045]在一個實施例中，發(fā)動機系統(tǒng)可包括發(fā)動機艙，如圖2中所示。在這個實施例中，廢氣后處理系統(tǒng)垂直地定位在渦輪增壓器出口上方且在其頂部上，以使得所述廢氣后處理系統(tǒng)配合在由渦輪增壓器的頂部表面、發(fā)動機艙200的頂蓋組件202和所述發(fā)動機艙的艙側(cè)壁204限定的空間內(nèi)。發(fā)動機可定位在發(fā)動機艙200中，以使得發(fā)動機的縱軸與所述艙的長度平行地對準(zhǔn)。如圖1中所描繪，廢氣處理系統(tǒng)的縱軸垂直于發(fā)動機的縱軸對準(zhǔn)。
[0046]發(fā)動機艙200的頂蓋組件(roof assembly) 202可包括用于排氣后處理系統(tǒng)的一部分穿過的切口 206。所述切口 206被成形以配合排氣后處理系統(tǒng)的一部分。如圖2中所示，發(fā)動機艙中的切口 206呈矩形。排氣后處理系統(tǒng)的所述部分可包括具有一個或多個通風(fēng)口(vents) 146(如圖1中所示)的后處理出口歧管。如以下進(jìn)一步討論的圖3_4中所示，后處理出口歧管可以呈矩形并且通過排風(fēng)口引導(dǎo)穿過所述后處理的排氣離開。在替代實施例中，后處理出口歧管可具有不同的形狀(例如，正方形或橢圓形)并且發(fā)動機艙中的切口可具有互補形狀。后處理出口歧管的至少一部分定位在發(fā)動機艙的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。確切地說，后處理出口歧管可穿過頂蓋組件的切口，以使得通風(fēng)口伸出到切口之外并且將處理過的排氣用管道輸送到發(fā)動機艙外部且不會返回到發(fā)動機艙區(qū)域中。
[0047]在替代實施例中，排氣后處理系統(tǒng)可直接聯(lián)接到所述艙。例如，排氣后處理系統(tǒng)的一部分可聯(lián)接到所述艙的頂蓋和/或艙側(cè)壁。
[0048]在一個實施例中，圖1所示的且如以下參照圖3-8所描述的排氣后處理系統(tǒng)是沿發(fā)動機的長度水平定位的、標(biāo)準(zhǔn)的、水平布置的后處理系統(tǒng)的替代物。所述后處理系統(tǒng)還可以是安裝到渦輪增壓器的垂直排氣口的標(biāo)準(zhǔn)消聲器的替代物。如以上所介紹的，更小的發(fā)動機艙和/或更嚴(yán)格的排放物要求可能不允許水平布置的排氣后處理系統(tǒng)定向在發(fā)動機上方。例如，所要求的滿足排放物目標(biāo)的后處理裝置和催化劑單元可能不能夠在不增加發(fā)動機艙尺寸的情況下配合在發(fā)動機的頂部與發(fā)動機艙的頂部之間所限定的空間內(nèi)。然而，改變發(fā)動機艙的尺寸可能是昂貴的。因此，以下所述的垂直定向的后處理系統(tǒng)可在不需要更大空間或更大發(fā)動機艙的情況下包括所有需要的催化劑單元和后處理裝置。以這種方式，圖1和圖3-8中所示的后處理系統(tǒng)可提供噪聲減少和排放物減少，同時還配合在由發(fā)動機、具有垂直排氣口的渦輪增壓器和傳統(tǒng)發(fā)動機艙的頂部限定的空間內(nèi)。
[0049]圖3-13示出用于發(fā)動機的后處理系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)，如圖1中所示的后處理系統(tǒng)130和支撐結(jié)構(gòu)140。在一個實施例中，后處理系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)支撐結(jié)構(gòu)的部件可包括在用于現(xiàn)有排氣后處理系統(tǒng)和消聲器的替代套件或用于先前不包括后處理系統(tǒng)的系統(tǒng)的改型套件中。對于改型套件為另外不具有這種系統(tǒng)的系統(tǒng)增添后處理能力的情況，可能存在需要考慮的封裝約束。對于存在后處理系統(tǒng)的系統(tǒng)而言，可能存在使得替代系統(tǒng)必須配合在與舊系統(tǒng)相同的封套中的約束。在另一個實施例中，后處理系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)安裝在具有包括垂直排氣口的渦輪增壓器和包圍發(fā)動機的發(fā)動機艙的發(fā)動機系統(tǒng)中。以上參照圖1所介紹的部件在圖3-13中可被類似地標(biāo)記。更確切地說，圖3示出后處理系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)支撐結(jié)構(gòu)的拆解部件的示意圖。圖4示出聯(lián)接到渦輪增壓器渦輪機的垂直排氣口的后處理系統(tǒng)的組裝視圖。圖5-6示出安裝到發(fā)動機的整合前端的后處理系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)的第一實施例。圖7-8示出安裝到渦輪增壓器的外殼的后處理系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)的第二實施例。圖9-13示出后處理支撐結(jié)構(gòu)的第三實施例。
[0050]如以下圖3-13中所描述的，排氣后處理系統(tǒng)的底部和頂部以及排氣后處理系統(tǒng)的部件的底部和頂部是相對于已組裝的排氣后處理系統(tǒng)的縱軸310而言的。例如，當(dāng)排氣后處理系統(tǒng)組裝在發(fā)動機內(nèi)時，排氣后處理系統(tǒng)的底部可靠近渦輪增壓器出口，而排氣后處理系統(tǒng)的頂部靠近發(fā)動機艙。以這種方式，排氣后處理系統(tǒng)可相對于其縱軸并相對于垂直方向垂直地定向。
[0051]首先轉(zhuǎn)向圖3，示意圖300示出排氣后處理系統(tǒng)130和支撐結(jié)構(gòu)的每個部件。如以上所述，圖3中所示部件中的每一個均可包括在替代的或改型的排氣后處理系統(tǒng)和消聲器套件中。排氣后處理系統(tǒng)可包括柔性管道302。所述柔性管道可具有包含柔性材料的柔性側(cè)壁308。如圖3中所示，柔性管道是卵形形狀的，其中柔性側(cè)壁是連續(xù)的且不具有拐角。在其他實施例中，柔性管道可以是另一種形狀(例如，矩形)。柔性管道可聯(lián)接到渦輪增壓器的渦輪機的排氣口。因此，柔性管道可以成形為與渦輪增壓器排氣口的形狀互補。
[0052]柔性側(cè)壁308定位在柔性管道的第一安裝凸緣304與第二安裝凸緣306之間。第一安裝凸緣304圍繞柔性管道的底部周長定位，并且第二安裝凸緣306圍繞柔性管道的頂部周長定位。第一安裝凸緣304可聯(lián)接到渦輪增壓器的出口的消聲器安裝平臺。消聲器安裝平臺可以是渦輪增壓器排氣口的可聯(lián)接到消聲器部件的現(xiàn)有安裝平臺。更確切地說，第一安裝凸緣304可包括圍繞所述凸緣的周長的一個或多個安裝孔，所述一個或多個安裝孔與渦輪增壓器渦輪機的垂直排氣口的安裝平臺上的對應(yīng)孔相匹配。
[0053]排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括過渡連接件(transit1n piece) 312。所述過渡連接件312可包括圍繞所述過渡連接件312的上部周長的頂部安裝表面314和在過渡連接件312的底部處的內(nèi)部安裝凸緣(inter1r mounting flange) 316。所述內(nèi)部安裝凸緣316在過渡連接件312的底部中限定卵形開口(oval-shaped opening)。所述卵形開口在尺寸上對應(yīng)于柔性管道的卵形開口。內(nèi)部安裝凸緣316可限定一個或多個安裝孔以及定位在所述安裝孔內(nèi)的緊固件。因此，過渡連接312件的內(nèi)部安裝凸緣316可聯(lián)接到柔性管道302的第二安裝凸緣306。如圖3中所示，排氣后處理系統(tǒng)可包括適于定位在柔性管道302的第二安裝凸緣306與過渡連接件312的內(nèi)部安裝凸緣316之間的橢圓形墊片318。在替代實施例中，套件或排氣后處理系統(tǒng)可不包括橢圓形墊片318。在其他實施例中，柔性管道、墊片和內(nèi)部安裝凸緣可以不是卵形的(例如像正方形或矩形)，其中這些部件的形狀對應(yīng)于渦輪增壓器的排氣口的形狀，使得當(dāng)排氣后處理系統(tǒng)被組裝并聯(lián)接到渦輪增壓器時，引導(dǎo)排氣離開渦輪增壓器出口并穿過柔性管道和過渡連接件。此外，可存在凸緣和/或唇緣以促進(jìn)密封。
[0054]過渡連接件312從內(nèi)部安裝凸緣316向外擴展并到達(dá)頂部安裝表面314，以使得頂部安裝表面314的周長大于內(nèi)部安裝凸緣316的周長。在一個實施例中，過渡連接件可包括靠近頂部安裝表面的垂直側(cè)壁。
[0055]排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有一個或多個催化劑單元322的催化劑陣列320。所述催化劑陣列320可包括頂部安裝板324和底部安裝板326。過渡連接件312的頂部安裝表面314可聯(lián)接到催化劑陣列320的底部安裝板326。在一個實施例中，催化劑單元中的兩個或更多個可定位成彼此平行且設(shè)置在頂部安裝板與底部安裝板之間。此外，催化劑單元322中的兩個或更多個可與頂部安裝板和底部安裝板的外邊緣間隔開。每個催化劑單元322可具有定位在