CN105008688A - 多层液体冷却支座 - Google Patents

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Abstract

一种排气后处理系统用于处理发动机所产生的排气。该排气后处理系统可以包括与该发动机相连通的排气通道，以及提供在该排气通道中的排气处理部件。用于将排气处理流体分配到该排气通道中的定量给送模块可以位于该发动机与该排气处理部件之间。还提供了冷却剂源以及用于支撑和冷却该定量给送模块的模块式液体冷却支座。该液体冷却支座与该冷却剂源相连通并且包含：包含第一冷却剂通道的入口子支座；包含第二冷却剂通道的基础子支座；以及布置在该入口子支座与该基础子支座之间、包含第三冷却剂通道的至少一个中间支座，其中，该第一、第二、以及第三冷却剂通道中的每个冷却剂通道是彼此连通的。

Description

多层液体冷却支座
技术领域
本披露涉及用于定量给送模块的多层液体冷却支座。
背景技术
本部分提供与本披露相关的背景信息，其并不必须是现有技术。
排气后处理系统可以将排气处理流体定量给送到排气流中，从而协助从排气中去除不同的成分。该定量给送通常由附接到排气通路的定量给送模块完成。因此，定量给送模块可能会被间接地曝露在可能超过400摄氏度的温度下。
为了冷却由于曝露在这种温度下的定量给送模块，排气处理流体可以经过定量给送模块循环，或者可以给该定量给送模块配备冷却套。在产生排气的发动机关机的情况下，没有排气处理流体或冷却流体可以经过定量给送模块循环而将其冷却。尤其在紧急关机的过程中，此时到发动机和到排气系统的所有功率被切断，没有可用于将排气处理流体或冷却剂经过定量给送模块循环的功率。在不具有这些冷却特性的情况下，定量给送模块可能被损坏。
发明内容
此部分提供本披露的总体概述，并且这不是其全部范围或其全部特征的全面公开。
本披露提供了排气后处理系统以用于处理发动机所产生的排气。该排气后处理系统可以包括与该发动机相连通的排气通道，以及提供在该排气通道中的排气处理部件。用于将排气处理流体分配到该排气通道中的定量给送模块可以位于发动机与排气处理部件之间。还提供了冷却剂源以及用于支撑和冷却该定量给送模块的模块式液体冷却支座。该液体冷却支座与该冷却剂源相连通并且包含：包含第一冷却剂通道的入口子支座；包含第二冷却剂通道的基础子支座；以及布置在该入口子支座与该基础子支座之间、包含第三冷却剂通道的至少一个中间支座，其中，该第一、第二、以及第三冷却剂通道中的每个冷却剂通道是彼此相连通的。
从根据本文所提供的描述将明白其他适用范围。本概述中的描述和特定的实例仅旨在展示的目的，而并不旨在限制本披露的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的、并非用于说明所有可能的实施方式，而且并不旨在限制本披露的范围。
图1是根据本披露的原理的排气系统的示意性表示；
图2是根据本披露的原理的紧固到排气管道上的定量给送模块以及液体冷却支座的透视图；
图3是根据本披露的原理的模块化液体冷却支座的截面视图；
图4是图3中所展示的模块化液体冷却支座的另一个截面视图；
图5至图8是用来形成图2至图4中所展示的模块化液体冷却支座的子支座的底面透视图。
在附图的各视图中，对应的附图标记表示对应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图更详细地描述示例实施例。
图1示意性地展示了根据本披露的排气系统10。排气系统10可以包括至少一个与燃料源(未示出)相连通的发动机12，一旦消耗掉，燃料就产生排放气体，排放气体排入具有排气后处理系统16的排气通路14中。可以在发动机12的下游布置排气处理部件18，该排气处理部件可以是DOC、DPF部件、或如图展示的SCR部件20。尽管本披露并未要求，但排气后处理系统16可以进一步包括诸如增热装置或燃烧器17的部件以便增加经过排气通路14的排气的温度。增加排放气体温度有利于在寒冷天气条件下并且在启动发动机12时实现排气处理部件18中的催化剂的点火，并且当排气处理部件18是DPF时激活排气处理部件18的再生。
为协助对发动机12所产生的排放加以还原，排气后处理系统16可以包括定量给送模块22以用于周期性地将排气处理流体定量给送到该排气流中。如图1所展示，定量给送模块22可以是定位在排气处理部件18的上游、并且可运行来将排气处理流体注入到排气流中。在此方面，定量给送模块22是借助于入口管线28而与试剂储箱24以及泵26流体相连通的，以便将诸如柴油燃料或尿素的排气处理流体定量给送到排气处理部件20上游的排气通路24中。定量给送模块22还可以经由返回管线30与试剂储箱24相连通。返回管线30允许任何未被定量给送到该排气流中的排气处理流体得以返回试剂储箱24。该排气处理流体经过入口管线28、定量给送模块22、以及返回管线30的流动还协助了冷却定量给送模块22，从而使得定量给送模块22不会过热。
有效地处理排气流的所要求的排气处理流体的量可以随载荷、发动机速度、排放气体温度、排放气体流速、发动机燃料注入正时、所希望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、EGR比率以及发动机冷却剂温度而变化的。NOx传感器或量计32可以被定位在SCR 20的下游。NOx传感器32可运行为将指明排气NOx含量的信号输出到发动机电子控制单元(ECU)34上。该发动机的所有或一些运行参数可以经由发动机/车辆数据总线而从ECU 34提供给排气后处理系统控制器36。控制器36还可以作为ECU 34的一部分包括在内。如在图1中指明，可以通过各个传感器测定排放气体温度、排放气体流量和排气背压以及其他车辆运行参数。
有效处理排气流的所要求的排气处理流体的量还可以取决于发动机12的大小。就此而言，使用在火车机车、海洋应用、以及固定式应用中的大型柴油发动机可能具有超过单一定量给送模块22能力的排气流速。因此，虽然仅展示了单一定量给送模块22来用于尿素定量给送，但应理解的是本披露想象了将多重定量给送模块22用于尿素注入。
如上所述，该排气处理流体经过入口管线28、定量给送模块22、以及返回管线30的流动还协助冷却定量给送模块22，从而使得定量给送模块22不会过热。本披露提供液体冷却支座38，该液体冷却支座在其使用过程中进一步协助冷却定量给送模块22。定量给送模块22通常被直接安装到排气通路14上。因此，定量给送模块22在排气通路14中经过排气通路14的壁15而间接地曝露在可能会超过400摄氏度的温度下。在发动机12关机，尤其是所有到发动机以及到排气系统16的功率被切断的紧急关机的情况下，没有排气处理流体可以经过定量给送模块22循环，这样可能损坏定量给送模块22。
现在参见图2至图8，将更加详细地描述液体冷却支座38。如图2和图3中最佳示出，液体冷却支座38可以由多个子支座40模块化地配置。液体冷却支座38的模块化设计允许对定量给送模块22定制冷却。例如，如果定量给送模块22直接位于增热装置17下游，排气通路14中的排气温度可能会高于增热装置17更下游处的排气温度。因此，直接位于增热装置17下游的定量给送模块22可能包含与经受较低排气温度的定量给送模块22相比更多数量的子支座40。
在所展示的实施例中，液体冷却支座38包含四个子支座40，即包括入口支座40a、第一中间支座40b、第二中间支座40c、以及基础支座40d。然而应理解的是，根据本披露，支座38可以只包括入口支座40a或者与基础支座40d结合来冷却定量给送模块22。
虽然每个子支座40a-40d被展示为圆柱形形状，应理解的是，只要冷却剂可以容易地在每个子支座40a-40d之间流动便可以使用任何形状，如下面更加详细描述。每个子支座40a-40d可以由例如钢、铝、金属粉末、或类似物冲压而成，只要这些材料能够承受暴露给冷却液(该冷却液可以是乙二醇基冷却剂或者是本领域技术人员所知的任何其他类型的发动机冷却剂)便没有限制。每个子支座40a-40d可以经由焊接、钎焊、或本领域技术人员所知的任何其他连接方法而彼此紧固。
每个子支座40a-40d包含一个中心孔50a-50d以接收定量给送模块22。每个子支座40a-40d的中心孔50a-50d是由从圆柱形外壁54a-54d径向朝内布置的圆柱形中壁52a-52d限定的。冷却剂流动路径56a-56d由定位在每个子支座40a-40d的中壁52a-52d与外壁54a-54d之间的环形表面67a-67d限定。每个子支座40a-40d的冷却剂流动路径56a-56d相互连通，如下面更加详细描述。任一时间容纳在支座38内的冷却剂的量可以被定制为满足具体的定量给送模块安装的热传递需求。
在描述经过支座38的冷却剂的流动之前，将描述每个子支座40a-40d的特征。入口支座40a、第一中间子支座40b、以及第二中间支座40c各自包含一个入口端口58a-58c，这些入口端口共轴地对齐，从而形成一个入口通路60(图4)。通过定位在中壁52a-52c与外壁54a-54c之间的壁51a-51c，入口端口58a-58c与流动路径56a-56c在流体上是隔离的。基础子支座40d包含了邻近于使中壁52d与外壁54d互相连接的弯曲壁63定位的槽61。
入口通路60在槽61终止，从而在经过支座38循环之前将冷却剂供给基础子支座40d。入口端口58a与一个入口管59相连通，从而将支座38放置为与冷却剂源72流体相连通。尽管入口管59被示出是定位在每个入口端口58a-58c中，应理解的是，入口管59可以仅被定位在入口端口58a中而不脱离本披露的范围。
基础子支座40d包含基础构件62，该基础构件在外壁54d与中壁52d之间限定环形表面67d。第二中间支座40c包含限定了环形表面67c的上部构件64c，该环形表面面朝基础子支座40d的环形表面67d。外壁54c以及54d对应地包含邻接并且固定在一起的终止末端55c以及55d，同时中壁52c以及52d包含邻接并且紧固在一起的终止末端57c以及57d(图5至图8)。因为环形表面67c以及67d面朝彼此，基础子支座40d以及第二中间子支座40c的每个的合成流动路径56d以及56c为冷却剂提供了与(第一中间子支座40b以及入口子支座40a的)流动路径56b以及56a相比更大的流动路径66。
与第二中间子支座40c相似，第一中间子支座40b包含上部构件64b，该上部构件在外壁54b与中壁52b之间限定环形表面67b。环形表面67c限定冷却剂路径56b。外壁54b包含了邻接并且被固定到上部构件64c上的终止末端55b，同时中壁52b包含了邻接并且被固定到上部构件64c上的终止末端57b。
入口子支座40a包含上部构件64a，该上部构件限定定位在外壁54a与中壁52a之间的环形表面67a。环形表面67a限定冷却剂路径56a。外壁54a包含了邻接并且被固定到上部构件64b上的终止末端55a，同时中壁52a包含了邻接并且被固定到上部构件64b上的终止末端57a。
如上所述，入口端口58a-58c是共轴对齐的，从而限定了在槽61终止的入口通路60。来自冷却剂源72的冷却剂沿入口通路60向下并且进入槽61。由于在基础子支座40d处的弯曲壁63，冷却剂将趋于以顺时针方式在基础子支座40d与第二中间子支座40c之间的通道56d以及56c中流动，直到该冷却剂到达形成在第二中间子支座40c中的出口端口68c。冷却剂随后可以经过出口端口68c离开通道56d以及56c并且进入第一中间子支座40b的冷却剂通道56b。
一旦该冷却剂进入第一中间子支座40b，该冷却剂将趋于以逆时针方向流动直到该冷却剂到达形成在第一中间子支座40b中的出口端口68b。随后该冷却剂将经过出口端口68b离开流动路径56b并且进入入口子支座40a的冷却剂通道56a。
一旦该冷却剂进入入口子支座40a，该冷却剂将以顺时针方向流动直到该冷却剂到达与出口管70相连通的出口端口68a。随后该冷却剂可以经过出口端口68a离开流动路径56a并且进入出口管70，在此该冷却剂可以随后被传递返回冷却剂源72。冷却剂源72可以是与由发动机12所使用的相同的冷却剂源。
与共轴地对齐的入口端口58a-58c相对比，出口端口68a-68c在子支座40a-40c彼此堆叠时是交错的。出口端口68a-68c的交错允许在每个子支座40a-40c之间的弯折的流动路径，从而允许冷却剂以顺时针和逆时针的方向流动。这在支座38中产生了协助冷却定量给送模块22的紊流。
定量给送模块22可以包括定量给送模块体74。定量给送模块体74限定圆柱形腔体76，该圆柱形腔体接收轴向上可平移的阀门构件78。该定量给送模块体74在用于定量给送的试剂的排出位置处包含出口孔80。邻近出口孔80形成阀座82。阀座82与阀门构件78选择性地接合，以便对在由管道14限定的排放气体流动路径中的试剂定量给送进行控制。阀门构件78沿试剂注入84的轴线是可平移的。
适配器86被固定到定量给送模块体74上并且包含径向朝外延伸的凸缘88以及圆柱形凸出延伸部分90。圆柱形凸出延伸部分90可以限定具有外螺纹94的外径92并且可以延伸至终止末端96。朝外延伸的凸缘88可以限定外径98并且包含定量给送模块凸缘面100。朝外延伸的凸缘88的外径98大于圆柱形凸出延伸部分90的外径92，这样使得凸缘面100与上部构件64a的上表面102重叠。当完全组装好时，冷却支座38限定与圆柱形凸出延伸部分86的螺纹94相接合的螺纹104，从而将定量给送模块22紧固到冷却支座38上。
根据以上所述，液体冷却支座38提供了协助冷却定量给送模块22的加长冷却剂通道。由于该冷却剂通道的增加的长度，在发动机12关机的情况下，更多的冷却剂可以留在液体冷却支座38中，以便在排气系统16的温度降低时协助冷却定量给送模块22。进一步，因为液体冷却支座38是模块化的，用于配置液体冷却支座38的子支座40的数量可以根据每个单独的定量给送模块22所暴露的热量来变化。
已经出于展示和说明的目的提供了以上对实施例的描述。其并不旨在是穷尽的或是限制本披露内容。具体实施例的单独的元素或特征通常并不受限于该具体实施例，而是在适用时可以互相交换的，而且可以用于甚至并未特别示出或阐述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化并不被视作是脱离了本披露内容，而且所有这样的改动都旨在包括在本披露内容的范围之内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
国际局于2014年9月2日(02.09.2014)所接收到的。
1.一种用于定量给送模块的模块式支座，该定量给送模块可运行为将排气处理流体定量给送到排气流中，该支座包括：
入口子支座，该入口子支座包含第一冷却剂通道；
基础子支座，该基础子支座包含第二冷却剂通道；以及
布置在该入口子支座与该基础子支座之间的至少一个中间支座，该至少一个中间子支座包含第三通道，
其中，该第一、第二、以及第三冷却剂通道中的每个冷却剂通道是彼此连通的。
2.如权利要求1所述的模块式支座，其中，该入口子支座以及中间子支座包含与冷却剂源相连通的共轴对齐的入口端口。
3.如权利要求2所述的模块式支座，其中，每个子支座包含出口端口，该出口端口与该冷却剂源或与邻近的子支座相连通。
4.如权利要求3所述的模块式支座，其中，当观察平面图时，这些出口端口是交错的。
5.如权利要求1所述的模块式支座，其中，每个子支座包含由中壁限定的在中心布置的孔，该在中心布置的孔用于接收定量给送模块，该定量给送模块可运行为将该排气处理流体定量给送到该排气流中。
6.如权利要求4所述的模块式支座，其中，每个子支座都包含外壁，并且每个子支座的冷却剂通道被限定在该中壁与该外壁之间。
7.如权利要求1所述的模块式支座，其中，每个子支座是冲压构件。
8.一种排气后处理系统用于处理发动机所产生的排气，该系统包括：
与该发动机相连通的排气通道；
在该排气通道中提供的排气处理部件；
用于将排气处理流体分配到该排气通道中的定量给送模块，该定量给送模块被定位在该发动机与该排气处理部件之间；
冷却剂源；以及
用于支撑以及冷却该定量给送模块的模块式液体冷却支座，该液体冷却支座与该冷却剂源相连通并且包含：
入口子支座，该入口子支座包含第一冷却剂通道；
基础子支座，该基础子支座包含第二冷却剂通道；以及
布置在该入口子支座与该基础子支座之间的至少一个中间支座，该至少一个中间子支座包含第三通道，
其中，该第一、第二、以及第三冷却剂通道中的每个冷却剂通道是彼此连通的。
9.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座包含入口管以及与该冷却剂源相连通的出口管。
10.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该中间子支座的第三冷却剂通道以及该基础子支座的第二冷却剂通道面朝彼此，以便限定具有比该第一、第二、以及第三冷却剂通道更大横截面积的冷却剂通道。
11.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座、中间子支座、以及基础子支座中的每个子支座包含了在中心布置的孔，该在中心布置的孔可运行为允许该排气处理流体在该排气通路与该定量给送模块之间连通。
12.如权利要求11所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座、中间子支座、以及基础子支座中的每个子支座都包含外壁，并且这些冷却剂通道被限定在该在中心布置的孔与该外壁之间。
13.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座、中间子支座、以及基础子支座中的每个子支座是冲压构件。
14.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该排气处理部件是选择性催化还原(SCR)部件。
15.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该排气处理流体是尿素。
16.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座以及中间子支座中的每个子支座都包含入口端口和出口端口。
17.如权利要求16所述的排气后处理系统，其中，这些入口端口是轴向对齐的，以便限定了在该基础子支座处终止的入口通路。
18.如权利要求16所述的排气后处理系统，其中，这些出口端口是轴向交错的。
19.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该冷却剂在该入口子支座中的流动以顺时针方向发生，并且该冷却剂在该中间子支座中的流动以逆时针方向发生。

Claims (19)

1.一种用于定量给送模块的模块式支座，该定量给送模块可运行为将排气处理流体定量给送到排气流中，该支座包括：
入口子支座，该入口子支座包含第一冷却剂通道；
基础子支座，该基础子支座包含第二冷却剂通道；以及
布置在该入口子支座与该基础子支座之间的至少一个中间支座，该至少一个中间子支座包含第三通道，
其中，该第一、第二、以及第三冷却剂通道中的每个冷却剂通道是彼此连通的。
2.如权利要求1所述的排气系统，其中，该入口子支座以及中间子支座包含与冷却剂源相连通的共轴对齐的入口端口。
3.如权利要求2所述的排气系统，其中，每个子支座包含出口端口，该出口端口与该冷却剂源或与邻近的子支座相连通。
4.如权利要求3所述的排气系统，其中，当观察平面图时，这些出口端口是交错的。
5.如权利要求1所述的排气系统，其中，每个子支座包含由中壁限定的在中心布置的孔，该在中心布置的孔用于接收定量给送模块，该定量给送模块可运行为将该排气处理流体定量给送到该排气流中。
6.如权利要求4所述的排气系统，其中，每个子支座都包含外壁，并且每个子支座的冷却剂通道被限定在该中壁与该外壁之间。
7.如权利要求1所述的排气系统，其中，每个子支座是冲压构件。
8.一种排气后处理系统用于处理发动机所产生的排气，该系统包括：
与该发动机相连通的排气通道；
在该排气通道中提供的排气处理部件；
用于将排气处理流体分配到该排气通道中的定量给送模块，该定量给送模块被定位在该发动机与该排气处理部件之间；
冷却剂源；以及
用于支撑以及冷却该定量给送模块的模块式液体冷却支座，该液体冷却支座与该冷却剂源相连通并且包含：
入口子支座，该入口子支座包含第一冷却剂通道；
基础子支座，该基础子支座包含第二冷却剂通道；以及
布置在该入口子支座与该基础子支座之间的至少一个中间支座，该至少一个中间子支座包含第三通道，
其中，该第一、第二、以及第三冷却剂通道中的每个冷却剂通道是彼此连通的。
9.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座包含入口管以及与该冷却剂源相连通的出口管。
10.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该中间子支座的第二冷却剂通道以及该基础子支座的第三冷却剂通道面朝彼此，以便限定具有比该第一、第二、以及第三冷却剂通道更大横截面积的冷却剂通道。
11.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座、中间子支座、以及基础子支座中的每个子支座包含了在中心布置的孔，该在中心布置的孔可运行为允许该排气处理流体在该排气通路与该定量给送模块之间连通。
12.如权利要求11所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座、中间子支座、以及基础子支座中的每个子支座都包含外壁，并且这些冷却剂通道被限定在该在中心布置的孔与该外壁之间。
13.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座、中间子支座、以及基础子支座中的每个子支座是冲压构件。
14.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该排气处理部件是选择性催化还原(SCR)部件。
15.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该排气处理流体是尿素
16.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该入口子支座以及中间子支座中的每个子支座都包含入口端口和出口端口。
17.如权利要求16所述的排气后处理系统，其中，这些入口端口是轴向对齐的，以便限定了在该基础子支座处终止的入口通路。
18.如权利要求16所述的排气后处理系统，其中，这些出口端口是轴向交错的。
19.如权利要求8所述的排气后处理系统，其中，该冷却剂在该入口子支座中的流动以顺时针方向发生，并且该冷却剂在该中间子支座中的流动以逆时针方向发生。
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