排氣后處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及一種發(fā)動機、發(fā)動機部件和發(fā)動機系統(tǒng)，特別涉及一種排廢氣后處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機可利用排氣后處理系統(tǒng)(exhaust aftertreatment system)來控制受管制廢氣排出物或排放物。在一些實例中，排氣后處理系統(tǒng)可利用安裝到發(fā)動機的主機座或機體的支撐結(jié)構(gòu)而水平懸置在發(fā)動機上方，或者可由用螺栓固定到支撐發(fā)動機的平臺的結(jié)構(gòu)來支撐。另外，消聲器可聯(lián)接到垂直排氣口。然而，與受更嚴格的排放物要求強制的較大處理系統(tǒng)結(jié)合的標準尺寸發(fā)動機艙(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)生封裝問題。例如，可能需要較高的發(fā)動機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)動機艙可能是不可行的(因為例如機車可能不適于穿過某一高度水平下的隧道)。
[0003]可能希望具有不同于當前可用的那些的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個實施例中，一種排氣后處理系統(tǒng)包括支撐平臺和聯(lián)接到所述支撐平臺的一個或多個隔離支腿(isolated leg)。所述排氣后處理系統(tǒng)進一步包括由所述一個多個隔離支腿支撐在所述支撐平臺上方的一個或多個催化劑單元(catalysts)。后處理出口歧管(aftertreatment outlet manifold)可聯(lián)接到所述一個或多個催化劑單元。
[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)壁排布的一個或多個水平通風口，并且進一步包括聯(lián)接到所述后處理出口歧管的頂部表面的實心封蓋。
[0006]其中，所述一個或多個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)進一步包括聯(lián)接到所述底板的過渡連接件和聯(lián)接到所述過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渡連接件適于將排氣輸送到所述一個或多個催化劑單元中的每一個。
[0008]其中，所述一個或多個隔離支腿中的每一個包括隔振器部分和支撐構(gòu)件部分，其中每個隔振器部分的第一端聯(lián)接到所述底板并且每個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)件部分包括一個或多個支撐腿。
[0009]其中，每個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。
[0010]其中，每個隔振器部分包括定位在兩個聯(lián)接平臺之間的至少一個隔振器。[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直接聯(lián)接到所述頂板的頂面。
[0012]其中，所述一個或多個催化劑單元包括六個六邊形的氧化催化劑罐，所述六個氧化催化劑罐垂直排列在陣列內(nèi)，以使空氣流穿過所述一個或多個催化劑單元并到達所述后處理出口歧管。
[0013]在另一個實施例中，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或多個催化劑單元；所述后處理出口歧管包括多個側(cè)壁、封蓋和定位在所述側(cè)壁中的一個或多個中的通風口 ；所述第一隔離支腿包括一個或多個第一隔振器和一個或多個第一支撐腿；所述第二隔離支腿包括一個或多個第二隔振器和一個或多個第二支撐腿；其中所述第一隔離支腿和所述第二隔離支腿配置成通過它們的相應(yīng)支撐腿聯(lián)接到發(fā)動機或所述發(fā)動機的渦輪增壓器，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，并且其中所述一個或多個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。
[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側(cè)壁包括四個側(cè)壁，其中所述四個側(cè)壁中的僅三個包括所述通風口，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或多個安裝孔。
[0016]其中，所述第一隔離支腿的所述一個或多個第一隔振器和所述第二隔離支腿的所述一個或多個第二隔振器中的每一個包括適于聯(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，并且其中所述第一隔離支腿的所述一個或多個第一支撐腿和所述第二隔離支腿的所述一個或多個第二支撐腿中的每一個包括支撐件安裝平臺。
[0017]所述套件進一步包括柔性管道，所述柔性管道包括圍繞所述柔性管道的底部周長的第一安裝凸緣和圍繞所述柔性管道的頂部周長的第二安裝凸緣，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。
[0018]所述套件還進一步包括過渡連接件，所述過渡連接件包括圍繞所述過渡連接件的周長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]在又一個實施例中，一種用于車輛的系統(tǒng)包括發(fā)動機艙、發(fā)動機、可操作地聯(lián)接到所述發(fā)動機且安裝到所述整合前端的渦輪增壓器、排氣后處理系統(tǒng)以及具有多個隔離支腿的支撐結(jié)構(gòu)；所述發(fā)動機艙由頂蓋組件和側(cè)壁限定；所述發(fā)動機定位在所述發(fā)動機艙中，以使得所述發(fā)動機的縱軸與所述發(fā)動機艙的長度平行地對準，所述發(fā)動機包括整合前端；所述渦輪增壓器具有相對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)動機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)動機的所述縱軸，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)動機艙之外；所述多個隔離支腿中的每一個在第一端聯(lián)接到所述催化劑陣列并且所述多個隔離支腿中的每一個在第二端聯(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)動機產(chǎn)生的振動隔離。
[0020]其中，所述排氣后處理系統(tǒng)進一步包括聯(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過渡連接件垂直聯(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)壁中的多個水平通風口。
[0023]其中，所述發(fā)動機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，所述多個隔離支腿包括聯(lián)接到多個支撐腿的多個隔振器，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或多個安裝凸臺，并且其中所述多個隔離支腿中的一個的所述第二端聯(lián)接到冷卻液管架的對應(yīng)安裝凸臺。
【附圖說明】
[0025]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的包括廢氣后處理系統(tǒng)的發(fā)動機系統(tǒng)。
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)動機艙。
[0027]圖3示出根據(jù)本發(fā)明實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)明實施例的聯(lián)接到渦輪增壓器渦輪機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)明實施例的安裝到發(fā)動機的整合前端的排氣后處理系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)的第一實施例。
[0030]圖7-8示出根據(jù)本發(fā)明實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)的第二實施例。
[0031]圖9-13示出根據(jù)本發(fā)明實施例的排氣后處理系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)的第三實施例。
[0032]圖2-13是近似按比例繪制的。
【具體實施方式】
[0033]以下說明涉及排氣后處理系統(tǒng)的實施例。所述后處理系統(tǒng)包括支撐平臺、聯(lián)接到所述支撐平臺的至少一個隔離支腿、彼此平行地布置且通過所述隔離支腿支撐在所述支撐平臺上方的一個或多個催化劑單元、以及聯(lián)接在所述催化劑單元上方的后處理出口歧管。如本說明書中所使用，術(shù)語隔離意味著減弱、減少或分離。也就是說，隔離部件在被聯(lián)接到振動部件時可經(jīng)歷減少的或無振動。
[0034]支撐平臺可以是發(fā)動機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。支撐平臺可以是發(fā)動機的渦輪增壓器的外殼或可聯(lián)接到所述外殼。支撐所述多個催化劑單元的一個或多個隔離支腿可聯(lián)接到渦輪增壓器外殼。在一個實施例中，支撐平臺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隔離支腿可聯(lián)接到所述渦輪增壓器外殼。在另一個實施例中，支撐平臺可以是發(fā)動機的另一種類型的支撐表面。
[0035]在一個實施例中，排氣后處理系統(tǒng)被安裝到發(fā)動機并且聯(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)動機可定位在發(fā)動機艙(如圖2中所示的發(fā)動機艙)內(nèi)。發(fā)動機艙可包括切口，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所述切口到達發(fā)動機艙外部。因此，處理過的廢氣可從排氣后處理系統(tǒng)用管道輸送到發(fā)動機艙外部。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)動機的渦輪增壓器出口和整合前端上的安裝布置的第一實施例。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)的第三實施例。
[0036]本說明書中所描述的方法可用于各種發(fā)動機類型和各種發(fā)動機驅(qū)動的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的一些可為固定的，而其他系統(tǒng)可為在半移動式平臺或移動式平臺上。可在工作周期之間對半移動式平臺進行重新定位，如安裝在平板拖車上。移動式平臺包括自行推進的車輛。此類車輛可包括道路運輸車輛以及采礦設(shè)備、船舶、軌道車輛和其他非公路車輛(0HV)ο
[0037]在進一步討論排氣后處理系統(tǒng)和支撐結(jié)構(gòu)之前，公開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)動機系統(tǒng)的示例性實施例。例如，圖1示出帶有發(fā)動機104的發(fā)動機系統(tǒng)100。所述發(fā)動機從進氣通道114接收用于燃燒的進入空氣。進氣管可以是供氣體流過以進入發(fā)動機的任何合適的一根或多根導(dǎo)管。例如，所述進氣管可包括進氣歧管115、進氣通道等。所述進氣管從過濾來自發(fā)動機外部的空氣的空氣過濾器(未示出)接收環(huán)境空氣。由發(fā)動機中的燃燒產(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