CN102257254A - 用于机动车辆的排气系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆的排气系统，该机动车辆有驾驶室(53)和位于发动机机舱(51)内的内燃机(1)。系统包括位于发动机机舱外部的排气处理单元(9)，该排气处理单元有：进口(9a)，该进口接收来自发动机的排气；以及出口(9e)，该出口使得处理后的气体通入排气系统的最后部分(E)中。处理单元(9)布置成大致竖直地延伸，且出口(9e)大致竖直在进口(9a)的上面，并邻近机动车辆的驾驶室的角柱(52)，以便减少对驾驶室的视野的影响。笼架(C)包围排气处理单元(9)，并有用于安装在机动车辆的底盘上的支承装置(12)以及连接处理单元出口(9e)的出口(15e)，且排气系统的最后部分(E)与笼架出口(15e)连接并由它支承，以便使得处理单元(9)并不支承排气系统的最后部分的重量。

Description

用于机动车辆的排气系统
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的排气系统，特别是涉及用于农业和/或工业拖拉机的这种系统，它包括排气处理单元，以便使得气体污染物的水平降低至法律要求水平。
发明内容
本发明的目的是提供这样一种排气系统，它使得处理单元能够以高效和低成本的方式而方便地装配在机动车辆的发动机机舱的外部，它对机动车辆的其余部分的设计的影响最小。
因此，根据本发明，提供了一种用于机动车辆的排气系统，该机动车辆有驾驶室和位于发动机机舱内的内燃机，该系统包括位于发动机机舱外部的排气处理单元，该排气处理单元有：进口，该进口接收来自发动机的排气；以及出口，该出口使得处理后的气体通入排气系统的最后部分中，处理单元布置成大致竖直地延伸，且出口大致竖直在进口的上面，并邻近机动车辆的驾驶室的角柱，以便减少对驾驶室的视野的影响。
优选是，笼架包围排气处理单元，并有用于安装在机动车辆的底盘上的支承装置以及连接处理单元出口的出口，且排气系统的最后部分与笼架出口连接并由它支承，以便使得处理单元并不支承排气系统的最后部分的重量。
这样的排气系统可以装配有排气系统的最后部分，该最后部分大致竖直延伸，并定位成靠近拖拉机驾驶室的右手侧A柱，在该位置，它只对视野产生很小影响。还有，当排气处理单元不需要支承排气系统的最后部分的重量时，处理单元的设计可以简化和更便宜地制造，且可用于不同的发动机设备中，或者在某些情况下，可以使用标准的成套单元。此外，因为单元通过使用吸收冲击和吸收振动的装置而完全隔离，因此可以降低由于排气引起的压力波动。因为这样的处理单元包括在相对脆弱支承材料上的催化剂涂层，因此处理单元并不承受排气系统的最后部分的重量或振动产生的应力将是附加优点。
另外，通过将排气处理单元布置在发动机机舱的外部，它更少暴露于高热水平的环境中，且由单元发出的热量不会对机罩下面的设备产生影响。还有，在发动机机舱中有更多空间用于排气系统的其它元件，例如当需要颗粒过滤器时。现有的机动车辆发动机设备还能够很容易地升级成包括改进的排气处理装置。
还有，通过将处理单元布置成紧邻排气系统的最后部分(该最后部分可以包括消音器)，背压可以降低，以便提高排气流量。
当排气处理单元布置成靠近排气系统的端部时，尿素溶液可以在远离处理单元处注入排气系统中，并将在到达处理单元之前与排气充分混合，而不需要混合器，该混合器将引起背压。当混合区域主要在发动机机舱外部时，尿素溶液并不加热，该加热将降低它的效率或者破坏尿素。还有，通过在更靠近热的涡轮增压器处将尿素注入系统中，将提高系统的操作。
在优选结构中，笼架有具有笼架出口的上部部分和具有支承装置的下部部分，上部和下部部分可拆卸地相互连接，以便能接近处理单元，用于维护/更换。
笼架的上部和下部部分可以提供有大致竖直延伸的指状件，这些指状件彼此相向延伸，且它们的相邻端部相互连接，以便由下部部分支承笼架的上部部分。
本发明还提供了一种用于机动车辆的内燃机的排气系统，该系统包括：
排气处理单元，该排气处理单元具有进口和出口；
笼架，该笼架包围排气处理单元，并有用于安装在机动车辆的底盘上的支承装置以及连接处理单元出口的出口；以及
排气系统的最后部分，该最后部分与笼架出口连接并由该笼架出口支承，以便使得处理单元并不支承排气系统的最后部分的重量。
附图说明
下面将参考附图通过实例介绍本发明，附图中：
图1表示了在驾驶室的右手侧前部A柱附近装配有本发明的排气系统的农业拖拉机，其中为了清楚除去了发动机盖的一部分；
图2表示了图1的拖拉机的平面图；
图3表示了本发明的排气系统的透视图；
图4表示了图3的分解图；
图5表示了图3的排气系统的平面图；
图6表示了图3的排气系统的侧视图；
图7表示了沿图5的线A-A的剖视图；
图8表示了将排气处理单元安装在它的周围笼架上的详图；以及
图9表示了将排气系统的气体处理单元和最后部分独立地安装在周围笼架上的详图。
具体实施方式
参考附图，农业拖拉机50有发动机1，该发动机1有安装的排气涡轮增压器2，并有发动机盖51，在图1和2中，切除了发动机盖的一部分。
涡轮增压器2供给排气系统，该排气系统包括发动机制动节流阀3、排气温度传感器4和第一NOx传感器5。这些部件都直接安装在涡轮增压器2的发动机下游部分上。
隔振元件6通过V形夹14而与排气部分7连接，该排气部分7包括尿素注入单元8。排气部分7与排气处理单元9的进口9a(见图4)连接，该排气处理单元9包括氧化催化剂9b、NOx催化剂9c以及用于NOx、HC和NH3的吸收剂9d(见图4和7)。
根据本发明，排气处理单元9支承在成下部支承部件12和上部支承部件15形式的笼架C中。笼架C的这两个部分各自提供有周向间隔开的轴向延伸指状件12a和15a，这些指状件的相邻端部通过螺栓15b而固定在一起。穿孔的热屏蔽件17桥接在指状件12a和15a之间的间隙，以便防止与热的排气处理单元9意外接触。
上部支承部件15有出口15e(图7和9)，气体处理单元的出口9e与该出口15e连接。出口15e还通过另一V形夹14来支承机动车辆排气系统的最后部分(该最后部分包括消音器等)。热屏蔽件19包围排气系统的最后部分，以便防止与排气的意外接触。
由图7和8可见，气体处理单元9通过穿过橡胶轴环20延伸的螺栓21而固定在下部支承部件12上，金属套筒20a提供于该橡胶轴环20内，以便保证当螺栓21拧紧以便与在内部焊接在气体处理单元9上的螺母22接合时橡胶套筒20通过垫片23而产生正确的预负载。应当知道，多个螺栓21以及配合的螺母22和套筒20、20a可以用于不同位置，以便将单元9弹性地安装在下部支承部件12上。
图7和9表示了气体控制单元9的出口9d与上部支承部件15的出口15e连接的详图。提供了两个针织金属织物(或者也可选择，耐热橡胶材料例如高温聚硅氧烷)的矩形截面环24。这些环提供了内部气体处理单元9与外部支承笼架C的气密密封以及一定水平的隔振。
另外，气体处理单元9的出口9d提供有第二NOx传感器10，该第二NOx传感器10能够通过在笼架C上的盖16而接近以便维护。用于第二NOx传感器的电子控制单元由盖11来保护，该盖11由排气部分7承载，并通过螺杆10a而与它连接。
应当知道，笼架C的下部支承部件12通过螺栓13而与拖拉机底盘连接，这样，排气系统的整个重量由笼架C承载，且并不传递给内部气体处理单元9，因此该内部气体处理单元9能够为更轻的结构。
还有，通过将大致竖直延伸的、排气系统的气体处理单元和最后部分定位在拖拉机的驾驶室53的右手侧A柱52附近，该单元对驾驶室的视野的影响减小，如图2中所示，其中，驾驶员的视觉标记Z的阻碍部分大致与通常由拖拉机的前部右手侧轮阻挡的视野相对应。
如前所述，本发明的排气系统使得主排气处理单元能够安装在正常的发动机机舱盖外部，并在对驾驶室的视野没有较大影响的位置处。
还有，通过使得排气处理单元9形成为非受力单元(因为它不必支承排气系统的重量)，排气处理单元的结构能够制成为轻得多和更便宜，并能够设计成可用于多种拖拉机类型。有利的是，这能够安装标准的买入成套单元，该成套单元可以用于其它类型的机动车辆上。
如前所述，因为这样的气体处理单元使用在相对脆弱支承材料上的催化剂涂层，因此，处理单元并不另外承受排气系统的最后部分的重量产生的应力以及设备的吸收冲击和吸振能力将很有利。
还有，因为排气处理单元并不安装在正常发动机机舱盖的下面，因此这留下了在正常发动机机舱盖下面的、可用于安装可能需要的其它排气处理单元的空间，例如颗粒过滤器，通过将气体处理单元安装在发动机机舱的外部，还使得现有的机动车辆发动机设备能够很容易地升级而包括改进的排气处理。
本发明的排气系统可用于很宽范围的排气处理结构，其中，排气处理单元可以包括以下单元中的一个或多个，即氧化催化剂、NOx催化剂以及NOx、HC或NH3吸收剂或者柴油颗粒过滤器。还有，尽管在上述实施例中使用尿素注入，但是这并不是必须，本发明可用于并不将尿素注入排气系统内的系统。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的排气系统，该机动车辆有驾驶室和位于发动机机舱内的内燃机，系统包括位于发动机机舱外部的排气处理单元，该排气处理单元有：进口，该进口接收来自发动机的排气；以及出口，该出口使得处理后的气体通入排气系统的最后部分中，处理单元布置成大致竖直地延伸，且出口大致竖直在进口的上面，并邻近机动车辆的驾驶室的角柱，以便减少对驾驶室的视野的影响。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：笼架包围排气处理单元，并有用于安装在机动车辆的底盘上的支承装置以及连接处理单元出口的出口，且排气系统的最后部分与笼架出口连接并由笼架出口支承，以便使得处理单元并不支承排气系统的最后部分的重量。
3.根据权利要求2所述的系统，其中：笼架有具有笼架出口的上部部分和具有支承装置的下部部分，上部部分和下部部分可拆卸地相互连接，以便能接近处理单元，用于维护/更换。
4.根据权利要求3所述的系统，其中：笼架的上部和下部部分提供有大致竖直延伸的指状件，这些指状件彼此相向延伸，且它们的相邻端部相互连接，以便由下部部分支承笼架的上部部分。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其中：上部和下部笼架部分为铸造金属结构。
6.根据权利要求4或5所述的系统，其中：在笼架的上部和下部部分的指状件之间的间隙由热屏蔽件覆盖，以便防止与排气处理单元意外接触。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的系统，其中：排气处理单元包括串联布置的一个或多个以下部件，即氧化催化剂、NOx催化剂和/或NOx、HC、NH3吸收剂。
8.根据权利要求7所述的系统，其中：排气处理单元包括NOx传感器。
9.根据权利要求8所述的系统，其中：笼架的上部部分包括用于在处理单元上的NOx传感器的进入盖。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的系统，其中：气体处理单元通过振动安装件而固定在笼架上。
11.一种用于机动车辆的内燃机的排气系统，该系统包括：
排气处理单元，该排气处理单元具有进口和出口；
笼架，该笼架包围排气处理单元，并有用于安装在机动车辆的底盘上的支承装置以及连接处理单元出口的出口；以及
排气系统的最后部分，该最后部分与笼架出口连接并由该笼架出口支承，以便使得处理单元并不支承排气系统的最后部分的重量。
12.一种用于机动车辆的排气系统，基本如前面参考附图所述或如附图中所示而构成和布置。
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