CN105298609A - 排气后处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种排气后处理系统。所述排气后处理系统包括支撑平台、联接到所述支撑平台的多个隔离支腿、彼此平行地布置且通过所述多个隔离支腿支撑在所述支撑平台上方的多个催化剂单元,以及联接在所述多个催化剂单元上方的后处理出口歧管。

Description

排气后处理系统
技术领域
本发明实施例涉及一种发动机、发动机部件和发动机系统,特别涉及一种排废气后处理系统。
背景技术
发动机可利用排气后处理系统(exhaustaftertreatmentsystem)来控制受管制废气排出物或排放物。在一些实例中,排气后处理系统可利用安装到发动机的主机座或机体的支撑结构而水平悬置在发动机上方,或者可由用螺栓固定到支撑发动机的平台的结构来支撑。另外,消声器可联接到垂直排气口。然而,与受更严格的排放物要求强制的较大处理系统结合的标准尺寸发动机舱(enginecab)需要增加的催化剂容量。在增加的空间使用需求下这种可用空间的约束可能产生封装问题。例如,可能需要较高的发动机舱以容纳必需的催化剂体积和排气后处理系统的前部区域。但是,较高的发动机舱可能是不可行的(因为例如机车可能不适于穿过某一高度水平下的隧道)。
可能希望具有不同于当前可用的那些的系统和方法。
发明内容
在一个实施例中,一种排气后处理系统包括支撑平台和联接到所述支撑平台的一个或多个隔离支腿(isolatedleg)。所述排气后处理系统进一步包括由所述一个多个隔离支腿支撑在所述支撑平台上方的一个或多个催化剂单元(catalysts)。后处理出口歧管(aftertreatmentoutletmanifold)可联接到所述一个或多个催化剂单元。
其中,所述后处理出口歧管大体上呈矩形并且限定沿所述后处理出口歧管的侧壁排布的一个或多个水平通风口,并且进一步包括联接到所述后处理出口歧管的顶部表面的实心封盖。
其中,所述一个或多个催化剂单元被布置成彼此平行,并且设置在顶板与底板之间以形成垂直催化剂阵列。
所述排气后处理系统进一步包括联接到所述底板的过渡连接件和联接到所述过渡连接件的底部的柔性管道,所述柔性管道能够联接到排气源并且所述过渡连接件适于将排气输送到所述一个或多个催化剂单元中的每一个。
其中,所述一个或多个隔离支腿中的每一个包括隔振器部分和支撑构件部分,其中每个隔振器部分的第一端联接到所述底板并且每个隔振器部分的第二端联接到所述支撑构件部分,所述支撑构件部分包括一个或多个支撑腿。
其中,每个隔振器部分的所述第一端直接联接到所述垂直催化剂阵列的所述顶板的底面,并且其中多个隔离支腿中的第一隔离支腿的所述隔振器部分联接到所述顶板的第一侧并且所述多个隔离支腿中的第二隔离支腿的所述隔振器部分联接到所述顶板的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。
其中,每个隔振器部分包括定位在两个联接平台之间的至少一个隔振器。
其中,所述后处理出口歧管沿所述垂直催化剂阵列的所述顶板的外周长直接联接到所述顶板的顶面。
其中,所述一个或多个催化剂单元包括六个六边形的氧化催化剂罐,所述六个氧化催化剂罐垂直排列在阵列内,以使空气流穿过所述一个或多个催化剂单元并到达所述后处理出口歧管。
在另一个实施例中,一种套件包括催化剂阵列、后处理出口歧管、第一隔离支腿以及第二隔离支腿;所述催化剂阵列包括一个或多个催化剂单元;所述后处理出口歧管包括多个侧壁、封盖和定位在所述侧壁中的一个或多个中的通风口;所述第一隔离支腿包括一个或多个第一隔振器和一个或多个第一支撑腿;所述第二隔离支腿包括一个或多个第二隔振器和一个或多个第二支撑腿;其中所述第一隔离支腿和所述第二隔离支腿配置成通过它们的相应支撑腿联接到发动机或所述发动机的涡轮增压器,并且由此支撑所述后处理出口歧管和将所述后处理出口歧管与振动隔离。
其中,所述催化剂阵列包括顶部安装板和底部安装板,并且其中所述一个或多个催化剂单元彼此平行地定位在所述顶部安装板与所述底部安装板之间并且与所述顶部安装板和所述底部安装板的外边缘间隔开。
其中,所述后处理出口歧管大体上呈矩形并且所述后处理出口歧管的所述多个侧壁包括四个侧壁,其中所述四个侧壁中的仅三个包括所述通风口,并且其中所述后处理出口歧管的底部包括适于联接到所述催化剂阵列的所述顶部安装板的一个或多个安装孔。
其中,所述第一隔离支腿的所述一个或多个第一隔振器和所述第二隔离支腿的所述一个或多个第二隔振器中的每一个包括适于联接到所述催化剂阵列的所述顶部安装板的催化剂阵列安装平台,并且其中所述第一隔离支腿的所述一个或多个第一支撑腿和所述第二隔离支腿的所述一个或多个第二支撑腿中的每一个包括支撑件安装平台。
所述套件进一步包括柔性管道,所述柔性管道包括围绕所述柔性管道的底部周长的第一安装凸缘和围绕所述柔性管道的顶部周长的第二安装凸缘,所述第一安装凸缘适于联接到涡轮增压器的出口的消声器安装平台。
所述套件还进一步包括过渡连接件,所述过渡连接件包括围绕所述过渡连接件的周长的顶部安装表面和内部安装凸缘,所述顶部安装表面适于联接到所述催化剂阵列的所述底部安装板并且所述内部安装凸缘适于联接到所述柔性管道的所述第二安装凸缘。
在又一个实施例中,一种用于车辆的系统包括发动机舱、发动机、可操作地联接到所述发动机且安装到所述整合前端的涡轮增压器、排气后处理系统以及具有多个隔离支腿的支撑结构;所述发动机舱由顶盖组件和侧壁限定;所述发动机定位在所述发动机舱中,以使得所述发动机的纵轴与所述发动机舱的长度平行地对准,所述发动机包括整合前端;所述涡轮增压器具有相对于所述纵轴的垂直排气口;所述排气后处理系统垂直安装在所述涡轮增压器上方且在由所述涡轮增压器的顶部表面、所述发动机舱的所述顶盖组件和所述侧壁限定的空间内,以使得所述排气后处理系统的纵轴排布成垂直于所述发动机的所述纵轴,所述排气后处理系统包括催化剂阵列以及后处理出口歧管,所述催化剂阵列具有沿所述排气后处理系统的所述纵轴彼此平行地布置的多个催化剂单元,所述后处理出口歧管垂直联接在所述催化剂阵列上方且适于将排气用管道输送到所述发动机舱之外;所述多个隔离支腿中的每一个在第一端联接到所述催化剂阵列并且所述多个隔离支腿中的每一个在第二端联接到所述整合前端或所述涡轮增压器外壳,并且从而支撑所述排气后处理系统并将所述排气后处理系统与所述发动机产生的振动隔离。
其中,所述排气后处理系统进一步包括联接到所述涡轮增压器的所述垂直排气口的柔性管道,并且其中所述催化剂阵列通过过渡连接件垂直联接在所述柔性管道上方。
其中,所述排气后处理系统进一步包括联接到所述后处理出口歧管的侧壁的顶部表面的封盖。
其中,所述后处理出口歧管包括定位在所述后处理出口歧管的所述侧壁中的多个水平通风口。
其中,所述发动机舱的所述顶盖组件包括用于所述排气后处理系统的一部分穿过的切口,并且其中所述后处理出口歧管定位在所述顶盖组件的顶部表面外侧且垂直地在所述顶部表面上方。
其中,所述多个隔离支腿包括联接到多个支撑腿的多个隔振器,所述支撑腿联接到所述整合前端或所述涡轮增压器外壳上的一个或多个安装凸台,并且其中所述多个隔离支腿中的一个的所述第二端联接到冷却液管架的对应安装凸台。
附图说明
图1示出根据本发明实施例的包括废气后处理系统的发动机系统。
图2示出根据本发明实施例的发动机舱。
图3示出根据本发明实施例的排气后处理系统和相关联支撑结构的拆解部件的示意图。
图4示出根据本发明实施例的联接到涡轮增压器涡轮机的垂直排气口的排气后处理系统的组装视图。
图5-6示出根据本发明实施例的安装到发动机的整合前端的排气后处理系统支撑结构的第一实施例。
图7-8示出根据本发明实施例的安装到涡轮增压器的外壳的排气后处理系统支撑结构的第二实施例。
图9-13示出根据本发明实施例的排气后处理系统支撑结构的第三实施例。
图2-13是近似按比例绘制的。
具体实施方式
以下说明涉及排气后处理系统的实施例。所述后处理系统包括支撑平台、联接到所述支撑平台的至少一个隔离支腿、彼此平行地布置且通过所述隔离支腿支撑在所述支撑平台上方的一个或多个催化剂单元、以及联接在所述催化剂单元上方的后处理出口歧管。如本说明书中所使用,术语隔离意味着减弱、减少或分离。也就是说,隔离部件在被联接到振动部件时可经历减少的或无振动。
支撑平台可以是发动机的整合前端并且支撑催化剂单元的隔离支腿可联接到所述整合前端。支撑平台可以是发动机的涡轮增压器的外壳或可联接到所述外壳。支撑所述多个催化剂单元的一个或多个隔离支腿可联接到涡轮增压器外壳。在一个实施例中,支撑平台可包括整合前端和涡轮增压器外壳两者,并且隔离支腿可联接到所述整合前端并且另一个隔离支腿可联接到所述涡轮增压器外壳。在另一个实施例中,支撑平台可以是发动机的另一种类型的支撑表面。
在一个实施例中,排气后处理系统被安装到发动机并且联接到涡轮增压器的垂直排气口,如图1中所示。因此,排气后处理系统可垂直布置在涡轮增压器上方。发动机可定位在发动机舱(如图2中所示的发动机舱)内。发动机舱可包括切口,所述切口成形为允许排气后处理系统的后处理出口歧管穿过所述切口到达发动机舱外部。因此,处理过的废气可从排气后处理系统用管道输送到发动机舱外部。图3示出排气后处理系统的部件,包括催化剂阵列(catalystarray)、后处理出口歧管和具有多个隔离支腿的支撑结构。如上所述,排气后处理系统可联接到涡轮增压器的垂直排气口,如图4中所示。图5-6示出排出后处理系统在发动机的涡轮增压器出口和整合前端上的安装布置的第一实施例。图7-8示出排出后处理系统在涡轮增压器出口和涡轮增压器外壳外部上的安装布置的第二实施例。图9-13示出用于排气后处理系统的安装布置和支撑结构的第三实施例。
本说明书中所描述的方法可用于各种发动机类型和各种发动机驱动的系统。这些系统中的一些可为固定的,而其他系统可为在半移动式平台或移动式平台上。可在工作周期之间对半移动式平台进行重新定位,如安装在平板拖车上。移动式平台包括自行推进的车辆。此类车辆可包括道路运输车辆以及采矿设备、船舶、轨道车辆和其他非公路车辆(OHV)。
在进一步讨论排气后处理系统和支撑结构之前,公开了所述排气后处理系统和支撑结构可安装在其中的发动机系统的示例性实施例。例如,图1示出带有发动机104的发动机系统100。所述发动机从进气通道114接收用于燃烧的进入空气。进气管可以是供气体流过以进入发动机的任何合适的一根或多根导管。例如,所述进气管可包括进气歧管115、进气通道等。所述进气管从过滤来自发动机外部的空气的空气过滤器(未示出)接收环境空气。由发动机中的燃烧产生的废气被供应到排气管,如排气通道116。所述排气管或排气通道可以是供来自发动机的气体流过的任何合适的导管。例如,排气管可包括排气歧管117、排气通道等。废气流过排气通道而流出发动机系统。在一个实例中,发动机是通过压缩点火来使空气和柴油燃料燃烧的柴油机。在其他非限制性实施例中,发动机可通过压缩点火(和/或火花点火)来燃烧包括以下各项的燃料:汽油、煤油、生物柴油或其他石油馏出物。在另一个非限制性实施例中,发动机可燃烧多种燃料,如但不限于柴油-天然气双燃料发动机。
在一个实施例中,发动机是具有第一汽缸排和第二汽缸排的V形发动机(例如,V-发动机)。在图1中所描绘的实施例中,发动机是具有十二个汽缸的V-12发动机。在其他实例中,发动机可以是V-6、V-8、V-10、或V-16或任何合适的V-发动机构型。在另一个实施例中,发动机是包括多个汽缸的直列式发动机。发动机可包括发动机机体和发动机头部。发动机头部可包括多个汽缸头,每个汽缸头106包括相应的汽缸。确切地说,图1示出用于发动机的第一排的六个单独的汽缸头。第二排的其他六个单独的汽缸头在图1中被隐藏,因为它们可定位在第一排的六个汽缸头后面。
每个汽缸头可包括阀盖108。另外,每个汽缸头可包括燃料喷射器。每个燃料喷射器穿过相应的阀盖并且连接到高压燃料管线110。所述高压燃料管线沿发动机的长度延伸。每个汽缸头进一步联接到排气歧管。因此,在燃烧过程中产生的废气通过排气歧管离开汽缸头并且随后流到排气通道。排气通道包含另外的发动机系统部件,包括涡轮增压器120的涡轮机和废气后处理系统130,以下进一步描述。
涡轮增压器布置在进气通道与排气通道之间。涡轮增压器增大吸进到进气通道中的环境空气的空气充入,以便在燃烧过程中提供更大的充入密度以增大功率输出和/或发动机工作效率。涡轮增压器可包括至少部分地由涡轮机(未示出)驱动的压缩机(未示出)。虽然本情况中包括单个涡轮增压器,但系统可包括多个涡轮机和/或压缩机级。如图1中所示,涡轮增压器联接到发动机并且安装在发动机的整合前端102(例如,搁架)上。整合前端(IntegratedFrontEnd;简称IFE)提供用于支撑发动机的各种部件(包括涡轮增压器和废气后处理系统)的支撑结构的各种安装凸台,如以下进一步描述。
图1示出包括垂直轴(verticalaxis)124、水平轴(horizontalaxis)126和横向轴(lateralaxis)128的坐标轴122。涡轮增压器具有垂直排气口132,所述垂直排气口132相对于发动机的纵轴148垂直定位。发动机的纵轴与水平轴126示出的水平方向对准并且垂直排气口与垂直轴124对准。因此,穿过垂直排气口132的排气的流动方向垂直于穿过涡轮增压器上游的排气通道的排气的流动方向。
废气后处理处理系统联接在排气通道中以便减少受管制排放物。如图1中所描绘的,后处理系统设置在涡轮增压器的下游。废气后处理系统可包括一个或多个部件。例如,废气处理系统可包括以下各项中的一个或多个:柴油微粒过滤器(DPF)、柴油氧化催化剂单元(DOC)、选择性催化还原(SCR)催化剂单元、三效催化剂单元、NOx捕集器和/或各种其他排放控制装置或其组合。
此外,如图1中所示,后处理系统相对于发动机所坐落的表面是垂直定位在涡轮增压器上方。确切地说,后处理系统联接到涡轮增压器的垂直排气口。因此,离开涡轮增压器的排气相对于垂直轴、在垂直方向上从垂直排气口流出并进入排气后处理系统。此外,后处理系统的纵轴垂直于发动机的纵轴。
后处理系统是由支撑结构140支撑。支撑结构140可包括一个或多个支撑腿142(例如,支撑构件)和隔振器144。每个支撑腿142可直接安装在发动机的整合前端和/或涡轮增压器的外壳上。如以下进一步描述,隔振器可将后处理系统与发动机产生并传输的振动隔离。以下关于图3-8描述后处理系统和其支撑结构的部件的另外细节。
在一个实施例中,发动机系统可包括发动机舱,如图2中所示。在这个实施例中,废气后处理系统垂直地定位在涡轮增压器出口上方且在其顶部上,以使得所述废气后处理系统配合在由涡轮增压器的顶部表面、发动机舱200的顶盖组件202和所述发动机舱的舱侧壁204限定的空间内。发动机可定位在发动机舱200中,以使得发动机的纵轴与所述舱的长度平行地对准。如图1中所描绘,废气处理系统的纵轴垂直于发动机的纵轴对准。
发动机舱200的顶盖组件(roofassembly)202可包括用于排气后处理系统的一部分穿过的切口206。所述切口206被成形以配合排气后处理系统的一部分。如图2中所示,发动机舱中的切口206呈矩形。排气后处理系统的所述部分可包括具有一个或多个通风口(vents)146(如图1中所示)的后处理出口歧管。如以下进一步讨论的图3-4中所示,后处理出口歧管可以呈矩形并且通过排风口引导穿过所述后处理的排气离开。在替代实施例中,后处理出口歧管可具有不同的形状(例如,正方形或椭圆形)并且发动机舱中的切口可具有互补形状。后处理出口歧管的至少一部分定位在发动机舱的顶盖组件的顶部表面外侧且垂直地在所述顶部表面上方。确切地说,后处理出口歧管可穿过顶盖组件的切口,以使得通风口伸出到切口之外并且将处理过的排气用管道输送到发动机舱外部且不会返回到发动机舱区域中。
在替代实施例中,排气后处理系统可直接联接到所述舱。例如,排气后处理系统的一部分可联接到所述舱的顶盖和/或舱侧壁。
在一个实施例中,图1所示的且如以下参照图3-8所描述的排气后处理系统是沿发动机的长度水平定位的、标准的、水平布置的后处理系统的替代物。所述后处理系统还可以是安装到涡轮增压器的垂直排气口的标准消声器的替代物。如以上所介绍的,更小的发动机舱和/或更严格的排放物要求可能不允许水平布置的排气后处理系统定向在发动机上方。例如,所要求的满足排放物目标的后处理装置和催化剂单元可能不能够在不增加发动机舱尺寸的情况下配合在发动机的顶部与发动机舱的顶部之间所限定的空间内。然而,改变发动机舱的尺寸可能是昂贵的。因此,以下所述的垂直定向的后处理系统可在不需要更大空间或更大发动机舱的情况下包括所有需要的催化剂单元和后处理装置。以这种方式,图1和图3-8中所示的后处理系统可提供噪声减少和排放物减少,同时还配合在由发动机、具有垂直排气口的涡轮增压器和传统发动机舱的顶部限定的空间内。
图3-13示出用于发动机的后处理系统和支撑结构,如图1中所示的后处理系统130和支撑结构140。在一个实施例中,后处理系统和相关联支撑结构的部件可包括在用于现有排气后处理系统和消声器的替代套件或用于先前不包括后处理系统的系统的改型套件中。对于改型套件为另外不具有这种系统的系统增添后处理能力的情况,可能存在需要考虑的封装约束。对于存在后处理系统的系统而言,可能存在使得替代系统必须配合在与旧系统相同的封套中的约束。在另一个实施例中,后处理系统和支撑结构可能已经安装在具有包括垂直排气口的涡轮增压器和包围发动机的发动机舱的发动机系统中。以上参照图1所介绍的部件在图3-13中可被类似地标记。更确切地说,图3示出后处理系统和相关联支撑结构的拆解部件的示意图。图4示出联接到涡轮增压器涡轮机的垂直排气口的后处理系统的组装视图。图5-6示出安装到发动机的整合前端的后处理系统支撑结构的第一实施例。图7-8示出安装到涡轮增压器的外壳的后处理系统支撑结构的第二实施例。图9-13示出后处理支撑结构的第三实施例。
如以下图3-13中所描述的,排气后处理系统的底部和顶部以及排气后处理系统的部件的底部和顶部是相对于已组装的排气后处理系统的纵轴310而言的。例如,当排气后处理系统组装在发动机内时,排气后处理系统的底部可靠近涡轮增压器出口,而排气后处理系统的顶部靠近发动机舱。以这种方式,排气后处理系统可相对于其纵轴并相对于垂直方向垂直地定向。
首先转向图3,示意图300示出排气后处理系统130和支撑结构的每个部件。如以上所述,图3中所示部件中的每一个均可包括在替代的或改型的排气后处理系统和消声器套件中。排气后处理系统可包括柔性管道302。所述柔性管道可具有包含柔性材料的柔性侧壁308。如图3中所示,柔性管道是卵形形状的,其中柔性侧壁是连续的且不具有拐角。在其他实施例中,柔性管道可以是另一种形状(例如,矩形)。柔性管道可联接到涡轮增压器的涡轮机的排气口。因此,柔性管道可以成形为与涡轮增压器排气口的形状互补。
柔性侧壁308定位在柔性管道的第一安装凸缘304与第二安装凸缘306之间。第一安装凸缘304围绕柔性管道的底部周长定位,并且第二安装凸缘306围绕柔性管道的顶部周长定位。第一安装凸缘304可联接到涡轮增压器的出口的消声器安装平台。消声器安装平台可以是涡轮增压器排气口的可联接到消声器部件的现有安装平台。更确切地说,第一安装凸缘304可包括围绕所述凸缘的周长的一个或多个安装孔,所述一个或多个安装孔与涡轮增压器涡轮机的垂直排气口的安装平台上的对应孔相匹配。
排气后处理系统进一步包括过渡连接件(transitionpiece)312。所述过渡连接件312可包括围绕所述过渡连接件312的上部周长的顶部安装表面314和在过渡连接件312的底部处的内部安装凸缘(interiormountingflange)316。所述内部安装凸缘316在过渡连接件312的底部中限定卵形开口(oval-shapedopening)。所述卵形开口在尺寸上对应于柔性管道的卵形开口。内部安装凸缘316可限定一个或多个安装孔以及定位在所述安装孔内的紧固件。因此,过渡连接312件的内部安装凸缘316可联接到柔性管道302的第二安装凸缘306。如图3中所示,排气后处理系统可包括适于定位在柔性管道302的第二安装凸缘306与过渡连接件312的内部安装凸缘316之间的椭圆形垫片318。在替代实施例中,套件或排气后处理系统可不包括椭圆形垫片318。在其他实施例中,柔性管道、垫片和内部安装凸缘可以不是卵形的(例如像正方形或矩形),其中这些部件的形状对应于涡轮增压器的排气口的形状,使得当排气后处理系统被组装并联接到涡轮增压器时,引导排气离开涡轮增压器出口并穿过柔性管道和过渡连接件。此外,可存在凸缘和/或唇缘以促进密封。
过渡连接件312从内部安装凸缘316向外扩展并到达顶部安装表面314,以使得顶部安装表面314的周长大于内部安装凸缘316的周长。在一个实施例中,过渡连接件可包括靠近顶部安装表面的垂直侧壁。
排气后处理系统进一步包括具有一个或多个催化剂单元322的催化剂阵列320。所述催化剂阵列320可包括顶部安装板324和底部安装板326。过渡连接件312的顶部安装表面314可联接到催化剂阵列320的底部安装板326。在一个实施例中,催化剂单元中的两个或更多个可定位成彼此平行且设置在顶部安装板与底部安装板之间。此外,催化剂单元322中的两个或更多个可与顶部安装板和底部安装板的外边缘间隔开。每个催化剂单元322可具有定位在底部安装板326中的催化剂入口和定位在顶部安装板324中的催化剂出口。因此,催化剂单元可在催化剂阵列内垂直对准,其中催化剂单元的纵轴被布置成彼此平行并且被布置成与排气后处理系统的纵轴平行。
如图3中所示,催化剂单元322可布置在催化剂罐(catalystcanisters)中。所述催化剂单元(和催化剂罐)可成行地布置在催化剂阵列320内。例如,如图3中所示,催化剂阵列320可包括布置成两行、每行三个催化剂单元322的六个催化剂罐。在其他实施例中,六个催化剂罐可以呈另一类型的布置,如三行、每行两个催化剂单元或一行六个催化剂单元。在其他实施例中,催化剂阵列可包括多于或少于六个催化剂单元(例如,5个或8个催化剂单元)。对于可能容易堵塞或积垢的催化剂单元堆叠而言,可提供再生装置(未示出),如加热器或燃料喷射器。
复数形式的“催化剂单元”可指代执行相同功能(例如柴油氧化)的不同类型的催化材料、或相对于彼此设置在不同位置中的不同浓度的同一种催化材料(例如,在相对较冷的位置中具有较高浓度以实现更均一的转化)、或执行不同功能的不同类型的催化材料(例如,柴油氧化材料和一氧化碳转化材料)。在一个实施例中,催化剂单元是氧化催化剂并且包含所述催化剂单元的罐是氧化催化剂罐。在另一个实施例中,催化剂阵列可包括不同类型的后处理装置或催化剂单元,如选择性催化还原(SCR)催化剂。
排气后处理系统可包括后处理出口歧管328。合适的歧管可保护催化剂单元免受环境条件(如灰尘、沙子、雨和雪)的影响。后处理出口歧管可包括封盖332和定位在后处理出口歧管的侧壁330中的通风口146。所述侧壁在本说明书中可被称为垂直侧壁。如图3中所示,后处理出口歧管328呈矩形,具有四个侧壁。在一个实施例中,如图3中所示,四个侧壁中的仅三个包括通风口。在另一个实施例中,所有侧壁均可包括通风口。在又一个实施例中,仅一个或两个侧壁可包括通风口而其他侧壁可以是固体的且连续的,从而不具有通风口。具有通风口的实例使所述通风口沿侧壁的长度水平排列。每个侧壁中的通风口沿每个侧壁的高度以平行方式水平地布置在彼此上方和下方。因此,通风口可沿每个侧壁的高度堆叠。每个通风口是由穿过后处理出口歧管的侧壁的矩形孔限定。每个通风口的长度长于其宽度。如图3中所示,通风口从侧壁的一端延伸到侧壁的另一端,但可与侧壁的端部的边缘间隔开。在另一个实施例中,通风口可具有变化的长度并且沿侧壁的中间部分延伸。
后处理出口歧管328的底部可包括适于联接到催化剂阵列320的顶部安装板324的多个安装孔。更确切地说,侧壁的底部表面包括围绕后处理出口歧管的外周长定位的多个安装孔。另外,所述封盖332可以是可移除地联接到后处理出口歧管328的侧壁的顶部表面。在所述套件中,封盖332可单独存在或已经联接到后处理出口歧管328。封盖呈矩形并且可包括围绕所述封盖的外周长的多个安装孔。封盖是固体的,以使得极少、甚至没有空气且没有水可穿过所述封盖。封盖的长度、宽度和外周长可与后处理出口歧管328的长度、宽度和外周长大体上相同,后者与催化剂阵列的顶部安装板的长度、宽度和外周长大体上相同。然而,如图3中所示,顶部安装板的外周长大于底部安装板的外周长。在另一个实施例中,顶部安装板和底部安装板的外周长可以是大体上相同的。
排气后处理套件和排气后处理系统还包括对应的支撑结构。所述支撑结构可联接到或可包括一个或多个隔离支腿334。每个隔离支腿334可包括具有一个或多个隔振器(vibrationisolators)338的隔振器部分336和具有一个或多个支撑腿342(例如支撑构件)的支撑构件部分340。图3的分解图示出与隔振器部分336断开连接的支撑构件部分340。在一个实施例中,排气后处理套件可包括与隔振器部分336分开的支撑构件部分340,其中支撑构件部分和隔振器部分适于彼此联接。在另一个实施例中,排气后处理套件可包括隔离支腿,其中支撑构件部分已经联接到对应的隔振器部分。
每个隔振器可包括定位在两个联接平台之间的阻尼弹簧或其他弹性元件,以减少在支撑腿与后处理系统之间传递的振动。所述一个或多个隔振器可包括钢丝绳隔离器339和/或弹簧隔离器337。钢丝绳隔离器339包括定位在两个联接平台之间的盘绕的钢丝绳元件,所述钢丝绳隔离器339限制在垂直方向和横向(例如,侧到侧)方向上的运动。如图3和图4中所示,隔振器部分相对于垂直方向和后处理系统的纵轴成角度。更确切地说,钢丝绳隔离器的联接平台向外且远离后处理系统的纵轴成角度(例如,45度的角度)。成角度可在垂直方向和横向方向两者上提供隔振。另外,弹簧隔离器包括限制在水平方向上的移动的水平稳定器弹簧。以这种方式,包括一个或多个隔振器的隔振器部分对在三个方向(例如,三个自由度)上的移动和振动提供阻尼。
所述支撑结构可包括第一隔离支腿344和第二隔离支腿346。因此,支撑结构可包括两个隔离支腿。在替代实施例中,支撑结构可包括多于两个隔离支腿,所述多于两个隔离支腿联接到排气后处理系统的不同侧。
如图3中所示,每个隔振器部分可包括适于联接到催化剂阵列320的顶部安装板324的催化剂阵列安装平台348、和适于联接到支撑腿的第一安装平台352的支撑腿安装平台350,所述第一安装平台352在本说明书被称为隔离器安装平台(isolatormountingplatform)。如图3中所示,催化剂阵列安装平台348包括在隔振器部分的相对侧上的彼此分开的两个正方形平台。在替代实施例中,催化剂阵列安装平台可以是替代的形状(例如矩形)并且可仅包括在隔振器部分的整个长度或仅一部分长度上延伸的一个平台。
每个支撑腿在第一端联接到第一安装平台352并且在第二端联接到第二安装平台,所述第二安装平台在本说明书中被称为支撑件安装平台354,所述支撑件安装平台354适于联接到支撑平台,如以下参照图5-8进一步详细描述的。在一个实例中,每个支撑腿可具有正方形或矩形横截面。在另一个实例中,每个支撑腿可具有不同的横截面形状,如圆形或三角形。此外,如图3中所示,每个支撑腿可具有大体上类似的厚度。在替代实施例中,每个支撑腿或至少一个支撑腿可具有与其他支撑腿不同的厚度。
如图3中所示,同一个隔离支腿的支撑腿可具有不同的长度、取向、角度和联接点。例如,第一支撑腿341可从隔离器安装平台352延伸到隔离支腿的底部。然而,第一支撑腿341可不联接到支撑件安装平台354。替代地,第一支撑腿341可直接联接到支撑平台(例如直接联接到支撑平台或与所述支撑平台联接的安装板或凸台)。第二支撑腿343和第三支撑腿345可从隔离器安装平台352直接延伸到支撑件安装平台354。此外,第二支撑腿343在隔离器安装平台352上的联接点可与第一支撑腿341的联接点相邻且比第三支撑腿345到隔离器安装平台352的联接点更接近第一支撑腿341的联接点。第四支撑腿347可在第二支撑腿343上的一点与第三支撑腿345的一端之间延伸。因此,第四支撑腿347在第二支撑腿343与第三支撑腿345之间成角度,从而为支撑结构提供交叉稳定性。第五支撑腿349可在隔离器安装平台352与第四支撑腿347上的中间点之间延伸。第六支撑腿351可在隔离器安装平台352与第三支撑腿345之间延伸。最后,第七支撑腿353可在第三支撑腿345与第五支撑腿349之间横向延伸,第七支撑腿353短于其他支撑腿。以这种方式,支撑腿的在不同方向上延伸的互连系统可向隔离支腿和排气后处理系统提供增加的支撑力和稳定性。
转而参照图4,示意图400示出组装并联接到涡轮增压器涡轮机的排气口的图3的排气后处理部件。排气后处理系统的部件可相对于排气后处理系统的纵轴和垂直方向垂直地堆叠。如图4中所示,柔性管道302联接到涡轮增压器120的垂直排气口132。确切地说,柔性管道302的第一安装凸缘(例如,底部安装凸缘)304直接联接到涡轮增压器涡轮机的垂直排气口。过渡连接件312联接在柔性管道302上方。在一个实施例中,在过渡连接件312与柔性管道302之间不具有任何另外的部件的情况下,过渡连接件的底部(在内部安装凸缘处)直接联接到柔性管道的第二安装凸缘(例如,顶部安装凸缘,顶部安装凸缘在图4中未示出)。在另一个实施例中,垫片(图4中未示出)定位在柔性管道302与过渡连接件312之间。如上所述,柔性管道302是卵形的,并且过渡连接件312可包括与在卵形柔性管道的顶部表面处的第一安装凸缘相匹配的卵形开口。
催化剂阵列320通过过渡连接件312垂直地联接在柔性管道302上方。在过渡连接件312与催化剂阵列320之间不具有任何另外的部件的情况下,过渡连接件312的顶部安装表面直接联接到催化剂阵列的底部安装板326。催化剂阵列320的顶部安装板(图4中未示出)联接到后处理出口歧管328。更确切地说,在后处理出口歧管328与催化剂阵列320之间不具有任何另外的部件的情况下,后处理出口歧管328的底部表面沿催化剂阵列320的顶板的外周长直接联接到所述顶板的顶面。封盖332直接联接到后处理出口歧管328的顶部表面并且完全覆盖由排气后处理歧管的外周长限定的开口。
如上所述,催化剂阵列320的催化剂单元可相对于排气后处理系统的纵轴和穿过所述排气后处理系统的流动方向垂直地对准。废气从排气源(在这种情况下为涡轮增压器的垂直排气口)流出、穿过柔性管道302、随后穿过过渡连接件312,所述过渡连接件312将空气流引导到催化剂阵列320的多个催化剂单元中。空气流过每个催化剂单元的长度并随后进入后处理出口歧管328。处理过的废气随后通过定位在后处理出口歧管328的侧壁中的通风口而从后处理出口歧管的侧面流出来。因此,处理过的废气流过侧壁中的通风口146且不流过后处理出口歧管的顶部。在替代实施例中,处理过的排气的一部分可流过后处理出口歧管的顶部。
隔离支腿联接到催化剂阵列320的底部安装板。每个隔振器部分336的第一端直接联接到催化剂阵列的顶部安装板的底面,并且每个隔振器部分336的第二端联接到支撑构件部分,所述支撑构件部分包括一个或多个支撑腿,如图3和图5-8中所示(为清楚起见,所述支撑腿已从图4中移除)。第一隔离支腿的隔振器部分联接到顶板的第一侧,并且不同于第一隔离支腿的第二隔离支腿的隔振器部分联接到顶板的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。
如图5-8和图12-13中所示,每个隔离支腿联接到支撑平台。在一个实施例中,每个隔离支腿联接到支撑平台的安装凸台。因此,隔离支腿支撑排气后处理系统的重量并且至少部分地减轻柔性管道和涡轮增压器的垂直排气口的负载。换言之,隔离支腿允许排气后处理系统的重量的较大一部分由隔离支腿而不是柔性管道和涡轮增压器排气口来支撑。减小排气后处理系统施加到涡轮增压器的排气口的重量可减少涡轮增压器的退化和/或涡轮增压器上的应力,并且可进一步增加排气后处理系统的稳定性。
图5-6示出支撑平台是发动机的整合前端102的第一实施例。所述整合前端可以是发动机机体的一部分。在替代实施例中,支撑平台可以是发动机机体的另一个表面。图5示出垂直安装在涡轮增压器上方的图1和图3-4的排气后处理系统的局部侧视图的示意图500,其中相关联支撑结构安装到整合前端。图6示出垂直安装在涡轮增压器上方的图1和图3-4的排气后处理系统的前视图的示意图600,其中相关联支撑结构安装到整合前端。
隔离支腿334可联接在排气后处理系统的催化剂阵列320与整合前端102之间。如上所述,每个隔离支腿334可包括直接联接到催化剂阵列320和支撑构件部分340的隔振器部分336。支撑构件部分可包括联接在隔振器部分与整合前端之间的多个支撑腿(或支撑构件)342。每个隔离支腿可包括一个或多个支撑件安装平台354。在一个实施例中,支撑件安装平台354直接联接到整合前端的表面。也就是说,在支撑件安装平台354与整合前端表面之间不存在任何另外的部件。在另一个实施例中,支撑件安装平台中的至少一个、或支撑腿中的至少一个直接联接到整合前端的安装凸台。例如,如图5中更清楚地看出,整合前端可包括用于冷却液管架502的安装凸台510。第一支撑腿504的第二端直接联接到冷却液管架的安装凸台。在另一个实例中,第一支撑腿504的第二端联接到支撑件安装平台,所述支撑件安装平台直接联接到冷却液管架的安装凸台。支撑结构可使用整合前端的现有安装凸台用于将所述支撑结构安装到整合前端。
如图5中所示,隔离支腿的第一组支撑腿从隔离器安装平台352延伸到支撑件安装平台354。同一个隔离支腿的第二组支撑腿从隔离器安装平台延伸到从隔离器安装平台延伸到支撑件安装平台的另一个支撑腿的端部之间的点。同一个隔离支腿的第三组支撑腿从在另一个支撑腿的端部之间的点延伸到支撑件安装平台,另一个支撑腿是从隔离器安装平台延伸到支撑件安装平台的。因此,不同的支撑腿基于其联接起点和终点以及对应支撑件安装平台在整合前端上的位置而具有不同的长度。以这种方式,支撑腿可被定向并且彼此联接以形成稳定且坚固的支撑结构。
参照图6,第一隔离支腿344被布置在涡轮增压器的第一侧上并且第二隔离支腿346被布置在涡轮增压器的第二侧上,所述第二侧在涡轮增压器的旋转轴上与第一侧相对。第一隔离支腿344联接到并且支撑排气后处理系统的第一侧,并且第二隔离支腿346联接到并且支撑排气后处理系统的第二侧。此外,支撑腿可朝向涡轮增压器、从隔振器部分到支撑件安装平台向内成角度。
如上所讨论,隔离支腿的隔振器部分的隔振器338可包括减少从发动机到后处理系统的振动传输的弹簧或其他弹性元件。因此,可减少排气后处理系统由于振动而导致的机械性退化。
图7-8示出安装到涡轮增压器的外壳的后处理系统支撑结构的第二实施例。图7示出垂直安装在涡轮增压器上方的图1-4的排气后处理系统的侧视图的示意图700,其中相关联支撑结构安装到涡轮增压器外壳。图8示出垂直安装在涡轮增压器上方的图1-4的排气后处理系统的前视图的示意图800,其中相关联支撑结构安装到涡轮增压器外壳。
如图7-8中所示,每个隔离支腿334可包括联接到隔离器安装平台352和支撑件安装平台354并且在它们之间延伸的多个支撑腿或支撑构件704。隔离器安装平台联接到隔离支腿的隔振器部分336。更确切地说,隔离器安装平台联接到隔振器部分的两个隔振器。在替代实施例中,每个隔离支腿的每个隔振器部分可包括多于或少于两个隔振器。在支撑件安装平台与涡轮增压器外壳之间不具有任何居间部件的情况下,支撑件安装平台直接联接到涡轮增压器外壳的外表面。
支撑构件可以是弯曲的并且从隔振器部分朝向涡轮增压器向内弯曲。因此,支撑件安装平台的平面可相对于隔离器安装平台的平面是旋转的。例如,如图8中所示,支撑件安装平台的平面从隔离器安装平台的平面旋转约90度。在替代实施例中,支撑件安装平台的平面可从隔离器安装平台的平面旋转多于或少于90度(例如,100度)。如图7中所示,每个隔离支腿的每个构件部分可包括三个支撑构件。然而,在替代实施例中,每个构件部分可包括多于或少于三个支撑构件(例如四个支撑构件)。
如图8中所示,第一隔离支腿802被布置在涡轮增压器的第一侧上并且第二隔离支腿804被布置在涡轮增压器的第二侧上,所述第二侧在涡轮增压器的旋转轴上与第一侧相对。因此,第一隔离支腿联接到并且支撑排气后处理系统的第一侧,并且第二隔离支腿联接到并且支撑排气后处理系统的第二侧。此外,支撑件安装平台可在涡轮增压器的旋转轴上方联接到涡轮增压器的顶部表面。这种布置可允许在不干扰另外的发动机部件(如冷却液管)的情况下将支撑结构安装到涡轮增压器外壳。在替代实施例中,支撑件安装平台可联接在涡轮增压器外壳上的替代位置处,如相对于涡轮增压器的旋转轴的涡轮增压器外壳的侧面或底部部分。
图9-13示出排气后处理系统支撑结构的第三实施例。图9-11分别示出支撑结构的详细等距视图、侧视图和前视图。图12-13示出安装到支撑平台的图9-11的支撑结构的示意图,所述支撑平台包括整合前端和涡轮增压器的一部分。
转而参照图9-11,图9示出支撑结构的等距视图的示意图900,图10示出支撑结构的侧视图的示意图1000,并且图11示出支撑结构的示意图1100的前视图。更确切地说,图9-11示出支撑结构的隔离支腿334的支撑构件部分340。所述支撑结构可包括第一隔离支腿902和第二隔离支腿904。第一隔离支腿902和第二隔离支腿904通过一对倾斜的侧杆906彼此联接。在另一个实施例中,支撑结构可被视为具有单个隔离支腿,所述单个隔离支腿包括那一对侧杆和支撑腿908。除了多个支撑腿,隔离支腿还可包括两个隔离器安装平台352。如图9-11中所示,每个隔离支腿包括隔离器安装平台,两个隔离器安装平台被布置在支撑结构的相对侧上。在替代实施例中,支撑结构可包括多于或少于两个隔离器安装平台。每个隔离器安装平台可联接到横杆910,每个横杆910将侧杆906中的每一个彼此联接。另外,一个或多个支撑腿联接到横杆和/或侧杆。在一些实施例中,横杆可被认为是隔离器安装平台的一部分。在其他实施例中,横杆可被认为是支撑腿的一部分。隔离支腿可进一步包括使横杆、侧杆和支撑腿彼此联接的角支撑架912。
每个隔离支腿包括联接在角支撑架912与支撑件安装平台354之间的第一支撑腿914。支撑件安装平台354联接到安装垫916。在一些实施例中,安装垫可以是支撑件安装平台的一部分。支撑件安装平台可包括环绕第一支撑腿的端部的垂直侧支架壁。如以下进一步描述的图12中所示,在安装垫与整合前端的安装凸台之间不具有另外的部件的情况下,安装垫直接联接到(例如,通过多个紧固件)整合前端的安装凸台。在替代实施例中,安装垫直接联接到整合前端。此外,在一些实施例中,支撑件安装平台可直接联接到整合前端的安装凸台。
每个隔离支腿的第二支撑腿918联接在横杆与支撑件安装平台之间。支撑件安装平台直接联接到顶板920并且所述顶板直接联接到侧板922。如以下进一步描述的图12-13中所示,侧板直接联接到整合前端的侧角撑板。在一些实施例中,支撑件安装平台可包括顶板和侧板。如图11中所示,侧板具有联接到顶板的水平安装部分。侧板还包括远离所述水平部分向下延伸的垂直部分。最后,侧板具有朝向支撑结构的中心向下且向内成角度的倾斜部分。可以选择侧板的垂直部分和倾斜部分的形状和角度以便安装到整合前端的侧角撑板。例如,侧板在倾斜部分的底部处包括用于将侧板联接到整合前端的侧角撑板的多个紧固件。
每个隔离支腿的第三支撑腿924联接在横杆、侧杆和角支撑架中的一个或多个与第二支撑腿所联接的同一个支撑件安装平台之间。以这种方式,第一、第二和第三支撑腿提供桁架状支撑结构。在其他实施例中,每个支撑腿可包括多于或少于三个支撑腿。
如图12-13中所示,支撑结构安装在支撑平台上,所述支撑平台至少包括发动机的整合前端102。确切地说,联接到支撑件安装平台354的侧板922在侧板与整合前端之间不具有任何另外的部件的情况下直接联接到整合前端的侧面。整合前端可包括侧角撑板,并且侧板随后可通过多个紧固件(例如螺栓)直接紧固到侧角撑板。侧板是成角度的以顺应整合前端的倾斜形状。每个顶板920直接联接到整合前端与涡轮增压器120之间的接合处。侧板可包括用于联接到整合前端的较大的表面区域。通过侧板和顶板将支撑结构安装到整合前端的组合可产生更耐久的联接,从而对排气后处理系统提供增加的支撑力。
此外,图12示出联接到隔离器安装板352的隔振器部分336的替代布置。如图12中所示,隔振器部分336包括定位在两个钢丝绳隔离器339之间的弹簧隔离器337。弹簧隔离器337和两个钢丝绳隔离器339联接在两个联接平台之间。如以上参照图3-4所述,联接平台和隔离器是成角度的并且在所有三个移动平面中提供阻尼。图12中所示的隔振器部分可包括在图3-8中所示的支撑结构实施例中的任一个中。
以这种方式,图1-8的排气后处理系统和支撑结构提供可垂直安装在涡轮增压器上方的排气后处理系统。确切地说,所述排气后处理系统可安装到涡轮增压器的垂直排气口并且配合在发动机的顶部与标准发动机舱的顶部和侧面之间所限定的空间内。在一个实例中,所述排气后处理系统可以是水平布置的后处理系统的替代物。如上所述,更严格的排放物要求可能需要后处理系统具有增加的催化剂容量。当前水平布置的后处理系统(例如,沿发动机机体的长度布置而不是主要垂直布置在涡轮增压器上方)可能不能够在标准发动机舱内容纳增加的催化剂容量,并且增加发动机舱的尺寸可能是不合期望的。
因此,图3-8的排气后处理系统和支撑结构提供配合在由标准尺寸的发动机舱和发动机限定的可用封装空间内的排气后处理系统。所述排气后处理系统可垂直安装在涡轮增压器上方。包含后处理系统所用的体积可以是在可由消声器已占据的空间中。作为替代方案,消声器和后处理系统可结合为一个整体单元。此外,较小的消声器可与后处理系统结合使用以维持体积占用量。并且,后处理系统和/或消声器(如果存在的话)可布置成使得其中一个或另一个的至少一部分从所述舱进一步延伸并且在其外部。此类配置可适合用于具有水平布置的排气后处理系统的发动机。
除了配合在现有发动机舱内,图3-8的排气后处理系统还可提供声音衰减。例如,排气后处理系统的催化剂阵列可通过包括一系列挡板和/或声音阻尼器来减少噪声。另外,催化剂阵列内的催化剂单元提供所要求的排放物减少。例如,催化剂阵列内的催化剂单元的数量可以是基于排放物目标或设定的排放物标准。
以上所述的排气后处理系统允许所有或几乎所有处理过的排气通过管道输送到发动机舱之外。在一个实施例中,处理过的排气流可使一部分输送回至发动机以便在废气再循环(EGR)系统中使用。后处理系统的垂直安装和后处理出口歧管相对于发动机舱顶部的定位允许将处理过的排气排放到发动机舱之外。例如,后处理出口歧管的侧壁中的通风口可定位在发动机舱顶部中的切口上方。覆盖后处理出口歧管顶部的封盖保护排气后处理系统免受外部元素的影响,同时仍然将排气用管道输送到发动机舱之外。例如,封盖可减少后处理系统部件由于雨、雪等而导致的退化。
如上所述,支撑结构允许排气后处理系统的重量的至少一部分由发动机机体(例如,整合前端)和/或涡轮增压器外壳来支撑而不是由涡轮增压器的垂直排气口独自支撑。以这种方式,可减少涡轮增压器的退化和其上的应力。另外,支撑结构的隔离支腿的隔振器部分提供隔振,从而减少排气后处理系统的退化。例如,隔振器部分可减少振动和冲击波从发动机到后处理系统的平移。
在一个实施例中,排气后处理系统包括:支撑平台;联接到所述支撑平台的一个或多个隔离支腿;通过所述一个或多个隔离支腿设置在所述支撑平台上方的一个或多个催化剂单元;以及联接到所述一个或多个催化剂单元且设置在其上方的后处理出口歧管。所述后处理出口歧管大体上呈矩形并且限定沿后处理出口歧管的侧壁排布的一个或多个水平通风口。排气后处理系统进一步包括联接到后处理出口歧管的顶部表面的实心封盖。所述一个或多个催化剂单元被布置成彼此平行,并且设置在顶板与底板之间以形成垂直催化剂阵列。另外,排气后处理系统包括联接到底板的过渡连接件和联接到所述过渡连接件底部的柔性管道,所述柔性管道可联接到排气源并且所述过渡连接件适于将排气输送到所述一个或多个催化剂单元中的每一个。所述一个或多个隔离支腿中的每一个包括隔振器部分和支撑构件部分,其中每个隔振器部分的第一端联接到底板并且每个隔振器部分的第二端联接到所述支撑构件部分,所述支撑构件部分包括一个或多个支撑腿。每个隔振器部分的第一端直接联接到垂直催化剂阵列的顶板的底面。另外,多个隔离支腿中的第一隔离支腿的隔振器部分联接到顶板的第一侧,并且所述多个隔离支腿中的第二隔离支腿的隔振器部分联接到顶板的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。每个隔振器部分包括定位在两个联接平台之间的至少一个隔振器。在一个实例中,后处理出口歧管沿垂直催化剂阵列的顶板的外周长直接联接到所述顶板的顶面。此外,一个或多个催化剂单元包括六个六边形的氧化催化剂罐,所述六个氧化催化剂罐垂直排布在阵列内以使空气流穿过所述一个或多个催化剂单元并到达后处理出口歧管。
在另一个实施例中,一种套件包括:具有一个或多个催化剂单元的催化剂阵列;后处理出口歧管,其包括封盖和定位在所述后处理出口歧管的侧壁中的通风口;包括一个或多个隔振器和一个或多个支撑腿的第一隔离支腿;以及包括一个或多个隔振器和一个或多个支撑腿的第二隔离支腿。第一隔离支腿和第二隔离支腿配置用于通过它们的相应支撑腿联接到发动机或发动机的涡轮增压器,并且从而支撑后处理出口歧管并将后处理出口歧管与振动隔离。催化剂阵列包括顶部安装板和底部安装板,并且一个或多个催化剂单元彼此平行地定位在顶部安装板与底部安装板之间且与顶部安装板和底部安装板的外边缘间隔开。后处理出口歧管大体上呈矩形、具有四个侧壁,其中所述四个侧壁中的仅三个包括通风口,并且其中后处理出口歧管的底部包括适于联接到催化剂阵列的顶部安装板的一个或多个安装孔。第一隔离支腿和第二隔离支腿的一个或多个隔振器中的每一个包括适于联接到催化剂阵列的顶部安装板的催化剂阵列安装平台。另外,第一隔离支腿和第二隔离支腿的一个或多个支撑腿中的每一个包括支撑件安装平台。所述套件进一步包括柔性管道,所述柔性管道包括围绕所述柔性管道的底部周长的第一安装凸缘和围绕所述柔性管道的顶部周长的第二安装凸缘,所述第一安装凸缘适于联接到涡轮增压器的出口的消声器安装平台。此外,所述套件包括过渡连接件,所述过渡连接件包括围绕所述过渡连接件的周长的顶部安装表面和内部安装凸缘,所述顶部安装表面适于联接到催化剂阵列的底部安装板,并且所述内部安装凸缘适于联接到柔性管道的第二安装凸缘。
在另一个实施例中,一种车辆包括:由顶盖组件和侧壁限定的发动机舱;发动机,所述发动机定位在所述发动机舱中,以使得发动机的纵轴与发动机舱的长度平行地对准,所述发动机包括整合前端;联接到所述发动机并安装到所述整合前端的涡轮增压器,所述涡轮增压器具有相对于纵轴的垂直排气口;以及排气后处理系统,所述排气后处理系统垂直安装在所述涡轮增压器上方、在由所述涡轮增压器的顶部表面、发动机舱的顶盖组件和侧壁限定的空间内,以使得废气处理系统的纵轴垂直于发动机的纵轴排布。排气后处理系统包括:具有沿废气后处理系统的纵轴彼此平行地布置的多个催化剂单元的催化剂阵列;以及垂直联接在所述催化剂阵列上方且适于将排气用管道输送到发动机舱之外的后处理出口歧管。所述车辆进一步包括具有多个隔离支腿的支撑结构,所述多个隔离支腿中的每一个在第一端联接到催化剂阵列并且所述多个隔离支腿中的每一个在第二端联接到整合前端或涡轮增压器外壳中的一个,并且从而支撑排气后处理系统并将所述排气后处理系统与发动机产生的振动隔离。排气后处理系统进一步包括联接到涡轮增压器的垂直排气口的柔性管道。另外,催化剂阵列通过过渡连接件垂直地联接在柔性管道上方。此外,排气后处理系统包括联接到后处理出口歧管的侧壁的顶部表面的封盖。后处理出口歧管包括定位在后处理出口歧管的侧壁中的多个水平通风口。另外,发动机舱的顶盖组件包括用于排气后处理系统的一部分穿过的切口,并且后处理出口歧管定位在顶盖组件的顶部表面外侧且垂直地在所述顶部表面上方。所述多个隔离支腿包括联接到多个支撑腿的多个隔振器,所述支撑腿联接到整合前端或涡轮增压器外壳上的一个或多个安装凸台。在一个实例中,多个隔离支腿中的一个的第二端联接到冷却液管架的对应安装凸台。
如本说明书中所使用,以单数形式列举并通过字词“一个”或“一种”引出的元件或步骤应理解为不排除多个所述元件或步骤,除非明确指出此类排除情况。另外,对本发明的“一个实施例”的引用并不排除也包括所引用特征的其他实施例的存在。此外,除非明确指出相反情况,否则“包含”、“包括”或“拥有”具有特定性质的某个元件或多个元件的实施例可包括不具有所述性质的其他此类元件。术语“包括(including)”和“其中(inwhich)”用作对应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明语言等效物。另外,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签,并且并不旨在对它们的对象强加数字要求或特定位置顺序。
本说明书使用多个实例来公开本发明(包括最佳模式),并且还使得所属领域的技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统以及执行所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定,并可包含所属领域的普通技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同,或如果此类实例包含的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别,则此类实例也应在权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种排气后处理系统,其特征在于,所述排气后处理系统包括:
支撑平台;
联接到所述支撑平台的一个或多个隔离支腿;
通过所述一个或多个隔离支腿设置在所述支撑平台上方的一个或多个催化剂单元;以及
联接到所述一个或多个催化剂单元且设置在其上方的后处理出口歧管。
2.根据权利要求1所述的排气后处理系统,其特征在于,所述后处理出口歧管大体上呈矩形并且限定沿所述后处理出口歧管的侧壁排布的一个或多个水平通风口,并且进一步包括联接到所述后处理出口歧管的顶部表面的实心封盖。
3.根据权利要求1所述的排气后处理系统,其特征在于,所述一个或多个催化剂单元被布置成彼此平行,并且设置在顶板与底板之间以形成垂直催化剂阵列。
4.根据权利要求3所述的排气后处理系统,其特征在于,所述排气后处理系统进一步包括联接到所述底板的过渡连接件和联接到所述过渡连接件的底部的柔性管道,所述柔性管道能够联接到排气源并且所述过渡连接件适于将排气输送到所述一个或多个催化剂单元中的每一个。
5.根据权利要求3所述的排气后处理系统,其特征在于,所述一个或多个隔离支腿中的每一个包括隔振器部分和支撑构件部分,其中每个隔振器部分的第一端联接到所述底板并且每个隔振器部分的第二端联接到所述支撑构件部分,所述支撑构件部分包括一个或多个支撑腿。
6.根据权利要求5所述的排气后处理系统,其特征在于,每个隔振器部分的所述第一端直接联接到所述垂直催化剂阵列的所述顶板的底面,并且其中多个隔离支腿中的第一隔离支腿的所述隔振器部分联接到所述顶板的第一侧并且所述多个隔离支腿中的第二隔离支腿的所述隔振器部分联接到所述顶板的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。
7.根据权利要求5所述的排气后处理系统,其特征在于,每个隔振器部分包括定位在两个联接平台之间的至少一个隔振器。
8.根据权利要求3所述的排气后处理系统,其特征在于,所述后处理出口歧管沿所述垂直催化剂阵列的所述顶板的外周长直接联接到所述顶板的顶面。
9.根据权利要求1所述的排气后处理系统,其特征在于,所述一个或多个催化剂单元包括六个六边形的氧化催化剂罐,所述六个氧化催化剂罐垂直排列在阵列内,以使空气流穿过所述一个或多个催化剂单元并到达所述后处理出口歧管。
10.根据权利要求1所述的排气后处理系统,其特征在于,所述的排气后处理系统安装在用于车辆的系统,所述系统包括:
由顶盖组件和侧壁限定的发动机舱;
发动机,所述发动机定位在所述发动机舱中,以使得所述发动机的纵轴与所述发动机舱的长度平行地对准,所述发动机包括整合前端;以及
可操作地联接到所述发动机且安装到所述整合前端的涡轮增压器,所述涡轮增压器具有相对于所述纵轴的垂直排气口。
11.根据权利要求10所述的排气后处理系统,其特征在于,所述排气后处理系统垂直安装在所述涡轮增压器上方且在由所述涡轮增压器的顶部表面、所述发动机舱的所述顶盖组件和所述侧壁限定的空间内,以使得所述排气后处理系统的纵轴排布成垂直于所述发动机的所述纵轴。
12.根据权利要求11所述的排气后处理系统,其特征在于,所述一个或多个催化剂单元沿所述排气后处理系统的所述纵轴彼此平行地布置。
13.根据权利要求11所述的排气后处理系统,其特征在于,所述后处理出口歧管垂直联接在所述一个或多个催化剂单元上方且适于将排气用管道输送到所述发动机舱之外。
14.根据权利要求10所述的排气后处理系统,其特征在于,所述支撑平台包括所述整合前端或涡轮增压器外壳中的一个或多个。
15.根据权利要求10所述的排气后处理系统,其特征在于,所述发动机舱的所述顶盖组件包括用于所述排气后处理系统的一部分穿过的切口,并且其中所述后处理出口歧管定位在所述顶盖组件的顶部表面外侧且垂直地在所述顶部表面上方。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066024A1 (fr) * 2005-12-06 2007-06-14 Renault S.A.S Dispositif de maintien de sangles de serrage
US20100083644A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Cummins Inc. Apparatus and method for mounting a close-coupled catalyst
CN102454465A (zh) * 2010-10-22 2012-05-16 卡特彼勒公司 后处理安装系统
CN102758670A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 卡特彼勒公司 废气后处理支承组件
CN103180517A (zh) * 2010-10-29 2013-06-26 神钢建设机械株式会社 工程机械

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3103245B2 (ja) * 1993-05-17 2000-10-30 ヤンマーディーゼル株式会社 旋回作業車
US5921080A (en) * 1997-03-07 1999-07-13 The Lubrizol Corporation Oxidation catalytic converter system for small spark ignited engines
JP5101324B2 (ja) * 2008-02-07 2012-12-19 日立建機株式会社 建設機械のNOx低減装置の配設構造
US8191668B2 (en) * 2008-08-07 2012-06-05 Caterpillar Inc. Mounting assembly for emissions control system
JP5215789B2 (ja) * 2008-09-18 2013-06-19 ヤンマー株式会社 排気ガス浄化装置
US9494083B2 (en) * 2009-12-21 2016-11-15 General Electric Company Emissions control systems and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066024A1 (fr) * 2005-12-06 2007-06-14 Renault S.A.S Dispositif de maintien de sangles de serrage
US20100083644A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Cummins Inc. Apparatus and method for mounting a close-coupled catalyst
CN102454465A (zh) * 2010-10-22 2012-05-16 卡特彼勒公司 后处理安装系统
CN103180517A (zh) * 2010-10-29 2013-06-26 神钢建设机械株式会社 工程机械
CN102758670A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 卡特彼勒公司 废气后处理支承组件

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