CN113544363B - 将配给器安装到排气后处理系统的部件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种配给器安装支架,用于将配给器联接到排气后处理系统部件,该排气后处理系统部件具有侧壁和排气后处理系统部件开口,该配给器安装支架包括下表面、接合壁、中心结构、上表面和附接结构。下表面被配置为保持在与侧壁相对的位置。接合壁从下表面延伸。中心结构具有延伸穿过其中的开口,并且包括从下表面延伸的定心结构,该定心结构被配置为被接收在排气后处理系统部件开口内。附接结构从上表面延伸,并且被配置为联接到配给器。接合壁被配置为当接合壁与侧壁相接时将下表面与侧壁隔开,从而在接合壁、定心结构和下表面之间形成空穴。

Description

将配给器安装到排气后处理系统的部件的系统和方法
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2019年3月14日提交的美国临时专利申请第62/818,550号和2019年8月6日提交的美国临时专利申请第62/883,203号的权益,这些申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请总体上涉及用于将配给器(doser)安装到内燃发动机的排气后处理系统(exhaust gas aftertreatment system)的部件的系统和方法。
背景
对于内燃发动机,例如柴油发动机,氮氧化物(NOx)化合物可能被排放在排气中。例如,可以期望减少氮氧化物排放以符合环境法规。为了减少氮氧化物排放,还原剂可以通过后处理系统内的配给器配给到排气中。还原剂有助于将一部分排气转化为非氮氧化物排放物,例如氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和水(H2O),从而减少氮氧化物排放。
配给器附接到后处理系统的部件。常规地,这种附接导致大量的热量从排气后处理系统的部件传递到配给器。这种热量会对配给器的性能和/或运行产生负面影响。此外,这种热量会结构性地包括配给器和部件之间的接合处,这是不期望的。
概述
在本公开的一个实施方式中,一种配给器安装支架,用于将配给器联接到排气后处理系统部件,该排气后处理系统部件具有侧壁和排气后处理系统部件开口,该配给器安装支架包括下表面、接合壁、中心结构、上表面和附接结构。下表面被配置为保持在与侧壁相对的位置。接合壁从下表面延伸,并配置为与侧壁相接。中心结构具有延伸穿过其中的开口。中心结构包括定心结构,该定心结构从下表面延伸并且被配置为被接收在排气后处理系统部件开口内。附接结构从上表面延伸,并且被配置为联接到配给器。接合壁被配置为当接合壁与侧壁相接时将下表面与侧壁隔开,从而在接合壁、定心结构和下表面之间形成空穴(pocket)。
在一些实施方案中,定心结构包括凸起接收器,该凸起接收器被配置为当定心结构被接收在排气后处理系统部件开口内时接收凸起。在一些实施方案中,接合壁由第一曲率半径限定,该第一曲率半径大致等于第二曲率半径,该第二曲率半径限定侧壁。
在一些实施方案中,中心结构还包括中心支撑部,该中心支撑部围绕延伸穿过中心结构的开口从上表面延伸。在一些实施方案中,中心结构包括第一环形壁和第二环形壁,该第二环形壁从第一环形壁径向向内定位。在一些实施方案中,中心结构包括上壁和与上壁隔开的下壁。在一些实施方案中,开口由环形中心壁限定,该环形中心壁附接到中心结构的上壁的内周界和下壁的内周界并与在中心结构的上壁的内周界和下壁的内周界之间延伸。
在一些实施方案中,第一环形壁从下壁的外周界向上延伸,第二环形壁从上壁的外周界向上延伸。在一些实施方案中,中心结构包括在第一环形壁的上部和第二环形壁的上部之间延伸的连接器壁。
在一些实施方案中,空腔由圆形结构的第一环形壁和第二环形壁、上壁、下壁、环形中心壁和连接器壁限定。一个或更多个开口可以延伸穿过中心结构,并将空腔与外界环境流体联接。在一些实施方案中,一个或更多个开口延伸穿过连接器壁。
在一些实施方案中,安装支架包括具有上表面的第一壁和具有下表面的第二壁。第一壁和第二壁彼此间隔开。在一些实施方案中,第一壁和第二壁中的每一个的外周界附接到接合壁的内表面,并且第一壁和第二壁中的每一个的内周界附接到中心结构的外表面。在一些实施方案中,第一壁、第二壁、接合壁和中心结构限定了空腔。多个开口可以延伸穿过第一壁,并将空腔与外界环境流体联接。第二壁可以是没有延伸穿过其中的任何开口的实心结构。在一些实施方案中,第一壁和第二壁中的至少一个限定了波状表面。在一些实施方案中,第一壁和第二壁中的每一个限定了波状表面。第一壁的厚度可以不同于第二壁的厚度。例如,第一壁的厚度可以小于第二壁的厚度。在一些实施方案中,第一壁和第二壁中的至少一个具有变化的厚度。
在一些实施方案中,附接结构包括沿着上表面从不同位置延伸的多个附接结构。每个附接结构可以包括凸台。在一些实施方案中,配给器安装支架包括多个支撑结构。每个支撑结构从上表面在凸台中相应的一个和中心结构之间延伸。在一些实施方案中,每个支撑结构包括一个或更多个翅片。每个支撑结构的横截面可以由多种不同类型的多面配置限定。例如,每个支撑结构可以具有I横截面、T形横截面、X形横截面、V形横截面等。
在一些实施方案中,配给器安装支架包括多个支撑柱,其在每个附接结构的外部和上表面之间延伸。在一些实施方案中,每个附接结构的高度大于中心结构的高度。在一些实施方案中,上表面在附接结构的上表面和中心支撑部之间凹入地延伸。在一些实施方案中,安装支架包括单个整体壁,其具有上表面和下表面中的每个。
在一些实施方案中,一种配给器安装支架,用于将配给器联接到排气后处理系统部件,该排气后处理系统部件具有侧壁和排气后处理系统部件开口,该配给器安装支架包括接合壁、下表面、中心结构、上表面、配给器安装支架开口和附接结构。下表面由接合壁界定,下表面相对于接合壁凹陷,以便当配给器安装支架联接到侧壁时,下表面与接合壁和侧壁配合以限定空穴。上表面与下表面相对。上表面被配置为当配给器联接到配给器安装支架时与配给器成面对关系。配给器安装支架开口延伸穿过上表面和下表面。配给器安装支架开口被配置为当配给器联接到配给器安装支架时接收配给器的一部分。附接结构从上表面突出,并配置为接收用于将配给器联接到配给器安装支架的紧固件。
在一些实施方案中,所述配给器安装支架还包括从所述下表面突出的突出部;其中所述突出部与所述附接结构对齐;并且其中所述接合壁和所述突出部被配置为使得当所述配给器安装支架联接到所述侧壁时,所述突出部与所述侧壁隔开。
在一些实施方案中,所述配给器安装支架还包括第一圆角;其中所述附接结构设置在所述第一圆角内。
在一些实施方案中,所述配给器安装支架还包括:第二圆角;和边缘,其与所述第一圆角和所述第二圆角邻接,所述边缘从所述第一圆角和所述第二圆角向内弯曲。
在一些实施方案中,所述配给器安装支架还包括中心支撑部,所述中心支撑部从所述上表面突出并围绕所述配给器安装支架开口延伸,所述中心支撑部和所述上表面配合以限定凹陷。
在一些实施方案中,所述配给器安装支架还包括支撑结构,所述支撑结构从所述上表面突出并在所述中心支撑部和所述附接结构之间延伸。
在一些实施方案中,所述配给器安装支架还包括从所述下表面突出的定心结构;其中所述配给器安装支架开口延伸穿过所述定心结构。
在一些实施方案中,一种排气后处理系统包括排气后处理系统部件、配给器安装支架和配给器。排气后处理系统部件包括具有排气后处理系统部件开口的侧壁。配给器安装支架被配置为联接到侧壁。配给器安装支架包括接合壁、下表面、上表面和配给器安装支架开口。下表面由接合壁界定。下表面相对于接合壁凹陷,从而当配给器安装支架联接到侧壁时,下表面与接合壁和侧壁配合以限定空穴。上表面与下表面相对。配给器安装支架开口延伸穿过上表面和下表面。配给器安装支架开口被配置为当配给器安装支架联接到侧壁时与排气后处理系统部件开口对齐。配给器被配置为联接到配给器安装支架。配给器被配置为当配给器联接到配给器安装支架并且配给器安装支架联接到侧壁时,配给器通过配给器安装支架与侧壁隔开。
在一些实施方案中,所述下表面由第一曲率半径限定;并且所述侧壁由第二曲率半径限定,所述第二曲率半径在所述第一曲率半径的5%以内。
附图说明
在附图和以下描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。根据描述、附图和权利要求,本公开的其它特征、方面和优点将变得明显,在附图中:
图1是示例排气后处理系统的示意性框图;
图2是示例配给器安装支架的透视图,其被安装到排气后处理系统部件;
图3是配给器的剖视图,其通过示例配给器安装支架被安装到排气后处理系统部件;
图4是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图5是图4的配给器安装支架的仰视透视图;
图6是图4的配给器安装支架的后视图;
图7是图4的配给器安装支架的前视图;
图8是图4的配给器安装支架的左侧的透视图;
图9是示例配给器安装支架的俯视图;
图10是图9的配给器安装支架的前视图;
图11是图9的配给器安装支架的仰视图;
图12是沿着图9的线12-12截取的图9的配给器安装支架的剖视图;
图13是沿着图9的线13-13截取的图9的配给器安装支架的剖视图;
图14是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图15是图14的配给器安装支架的仰视透视图;
图16是图14的配给器安装支架的仰视图;
图17是图14的配给器安装支架的俯视图;
图18是图14的配给器安装支架的左视图;
图19是图14的配给器安装支架的右视图;
图20是图14的配给器安装支架的前视图;
图21是图14的配给器安装支架的后视图;
图22是示例配给器安装支架的剖视图,其被安装到排气后处理系统部件;
图23是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图24是沿着图23的线24-24截取的图23的配给器安装支架的剖视图;
图25是图23的配给器安装支架的俯视图;
图26是沿着图25的线26-26截取的图23的配给器安装支架的剖视图;
图27是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图28是沿着图27的线28-28截取的图27的配给器安装支架的剖视图;
图29是图23的配给器安装支架的俯视图;
图30是沿着图29的线30-30截取的图23的配给器安装支架的剖视图;
图31是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图32是沿着图31的线32-32截取的图31的配给器安装支架的剖视图;
图33是图31的配给器安装支架的俯视图;
图34是沿着图33的线34-34截取的图31的配给器安装支架的剖视图;
图35是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图36是图35的配给器安装支架的俯视图;
图37是沿着图36的线37-37截取的图35的配给器安装支架的剖视图;
图38是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图39是图38的配给器安装支架的俯视图;
图40是沿着图39的线40-40截取的图38的配给器安装支架的剖视图;
图41是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图42是图41的配给器安装支架的前视图。
图43是图41的配给器安装支架的俯视图;
图44是沿着图43的线44-44截取的图41的配给器安装支架的剖视图;
图45是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图46是示例配给器安装支架的透视图,其被焊接到排气后处理系统部件;
图47是热图,示出了从排气后处理系统部件到配给器的热量传递,配给器安装到示例配给器安装支架,其中隔热材料提供在配给器和配给器安装支架之间;
图48是热图,示出了从排气后处理系统部件到安装到示例安装支架的配给器的热量传递;
图49是热图,示出了从排气后处理系统部件到安装到图48的示例安装支架的配给器的热量传递,其中隔热材料提供在配给器和配给器安装支架之间;
图50是应力图,示出了排气后处理系统侧壁上的应力,其由图46所示的配给器安装支架到排气后处理系统的焊接附接导致;
图51是示例配给器安装支架的俯视透视图;
图52是图51的配给器安装支架的仰视透视图;
图53是图51的配给器安装支架的仰视图;
图54是图51的配给器安装支架的俯视图;
图55是图51的配给器安装支架的左视图;
图56是图51的配给器安装支架的右视图;
图57是图51的配给器安装支架的前视图;
图58是图51的配给器安装支架的后视图;
图59是沿着图53的线59-59截取的图51的配给器安装支架的剖视图;
图60是沿着图54的线60-60截取的图51的配给器安装支架的剖视图;
图61是沿着图54的线61-61截取的图51的配给器安装支架的剖视图;和
图62是图61中细节A的详细视图。
应认识到,附图中的一些或所有附图是用于说明目的的示意性代表。为了说明一个或更多个实施方式的目的而提供附图,明确地理解这些附图将不用于限制权利要求的范围或含义。
详细描述
以下是与用于将配给器安装到内燃发动机的排气后处理系统的部件的方法和装置相关的各种概念以及该方法和装置的实施方式的更详细描述。上面介绍和下面更详细讨论的各种概念可以用很多方式中的任一种实现,因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。主要为了说明性目的来提供特定的实施方式和应用的示例
I.综述
内燃发动机(如柴油内燃发动机等)产生排气,其通常由排气后处理系统内的配给器处理。配给器通常使用还原剂处理排气。还原剂被催化器吸收。催化器中吸收的还原剂用于还原排气中的氮氧化物。
配给器安装在排气后处理系统的部件上。例如,配给器可以安装在分解反应器、排气导管或排气后处理系统的其他类似部件上。当排气流过排气后处理系统的部件时,配给器可以被加热。期望将配给器的温度保持在阈值以下,在该阈值时配给器的性能可以被负面影响。热量可以通过传导穿过安装支架被传递给配给器,该支架将配给器固定到部件。
本文的实施方式涉及一种配给器安装支架,该支架结合了减少从排气后处理系统部件到配给器的热量传递的特征。例如,配给器安装支架在配给器安装支架的下表面和排气后处理系统部件的侧壁之间和/或配给器安装支架的上表面和配给器的下部之间形成空穴(例如,间隙等)。空气包含在空穴中,并起到热障的作用,其减少到配给器的热量传递。其他系统不会在配给器和结构之间形成这样的空穴。因此,本文所述的配给器安装支架能够将配给器保持在比其他系统中可能的温度更低的温度,该其他系统不使用配给器的安装支架产生热障。
此外,本文所述的配给器安装支架包括有助于在排气后处理系统部件上重复精确安装的特征。例如,下表面包括定心结构,该定心结构接收在排气后处理系统部件中的开口内,并且具有凸起接收器,该凸起接收器接收排气后处理系统部件的侧壁上的凸起。凸起和凸起接收器配合以阻止配给器安装支架相对于排气后处理系统部件的旋转,并有助于将配给器装置安装支架安装在目标方向。此外,本文所述的配给器安装支架能够安装成与排气后处理系统部件的侧壁齐平。这可以使翘曲最小化,并且使得配给器安装支架的制造和安装比不与曲面齐平安装的其他支架更便宜。
II.排气后处理系统综述
图1描绘了用于排气导管系统104的具有示例性还原剂输送系统102的排气后处理系统100。排气后处理系统100包括还原剂输送系统102、颗粒过滤器(例如,柴油颗粒过滤器(DPF))106、分解室108(例如,反应器、反应器管等),和SCR催化器110。
DPF 106被配置为(例如,构造为,能够等)从在排气导管系统104中流动的排气中去除颗粒物质,例如碳烟。DPF 106包括入口和出口,在入口处,排气被接收,在出口处,在颗粒物质大致从排气被过滤和/或将颗粒物质转换成二氧化碳之后,排气离开。在一些实施方式中,DPF 106可以省略。
分解室108被配置为将还原剂转化成氨。还原剂可以是例如尿素、柴油机尾气处理液(DEF)、尿素水溶液(UWS)、含水尿素溶液(例如AUS32等),和/或其他类似的流体。分解室108包括入口和出口,入口与DPF 106流体连通以接收包含NOx排放物的排气,出口用于使排气、NOx排放物、氨和/或还原剂流到SCR催化器110。
还原剂输送系统102包括配给器112(例如,配给模块等),其配置为将还原剂配给到分解室108中(例如,通过注射器)。配给器112安装到分解室108,使得配给器112可以将还原剂配给到流经排气导管系统104的排气中。配给器112可以包括隔离物,隔离物置于配给器112的一部分和分解室108的安装有配给器112的部分之间。
配给器112流体联接到还原剂源114(例如,配置为与还原剂源114流体连通等)。还原剂源114可以包括多个还原剂源114。还原剂源114可以是例如包含的柴油机尾气处理液箱。还原剂泵116(例如,供应单元等)用于对来自还原剂源114的还原剂加压,以输送到配给器112。在一些实施方案中,还原剂泵116是压力控制的(例如,被控制以获得目标压力等)。还原剂泵116包括还原剂过滤器118。还原剂过滤器118在还原剂被提供给还原剂泵116的内部部件(例如活塞、叶片等)之前将还原剂过滤(例如,粗滤(strain)等)。例如,还原剂过滤器118可以抑制或防止固体(例如,固化的还原剂、污染物等)传输到还原剂泵116的内部部件。以这种方式,还原剂过滤器118可以有助于还原剂泵116的持久的期望的运行。在一些实施方案中,还原剂泵116被联接(例如,紧固、附接、固定、焊接等)到与排气后处理系统100相关联的交通工具底盘。
配给器112包括至少一个注射器120。每个注射器120被配置为将还原剂配给到排气中(例如,在分解室108内等)。在一些实施方案中,还原剂输送系统102还包括空气泵122。在这些实施方案中,空气泵122从空气源124(例如,进气口等)并通过设置在空气泵122上游的空气过滤器126来抽吸空气。此外,气泵122通过导管向配给器112提供空气。在这些实施方案中,配给器112被配置为将空气和还原剂混合成空气-还原剂混合物,并将空气-还原剂混合物提供到分解室108中。在其他实施方案中,还原剂输送系统102不包括空气泵122或空气源124。在这样的实施方案中,配给器112不被配置为将还原剂与空气混合。
配给器112和还原剂泵116也电联接或通信联接到还原剂输送系统控制器128。还原剂输送系统控制器128被配置为控制配给器112将还原剂配给到分解室108中。还原剂输送系统控制器128也可以被配置为控制还原剂泵116。
还原剂输送系统控制器128包括处理电路130。处理电路130包括处理器132和存储器134。处理器132可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或其组合。存储器134可以包括但不限于能够为处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的电子的、光学的、磁性的或任何其它的储存或传输设备。存储器134可以包括存储器芯片、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、快闪存储器或任何其它合适的存储器,还原剂输送系统控制器128可以从该存储器读取指令。指令可以包括来自任何合适的编程语言的代码。存储器134可以包括各种模块,这些模块包括被配置为由处理器132实现的指令。
在各种实施方案中,还原剂输送系统控制器128被配置为与内燃发动机的中央控制器136(例如,发动机控制单元(ECU)、发动机制模块(ECM)等)通信,该内燃发动机具有排气后处理系统100。在一些实施方案中,中央控制器136和还原剂输送系统控制器128集成为单个控制器。
在一些实施方案中,中央控制器136可与显示设备(例如,屏幕、监视器、触摸屏、平视显示器(HUD)、指示灯等)通信。显示设备可以被配置为响应于接收来自中央控制器136的信息而改变状态。例如,显示设备可以被配置为基于来自中央控制器136的通信在静态状态和警报状态之间变化,静态状态(例如,显示绿灯、显示“系统正常”消息等)和警报状态(例如,显示闪烁的红灯、显示“需要服务”消息等)。通过改变状态,显示设备可以向用户(例如,操作者等)提供还原剂输送系统102的状态(例如,运行、需要服务等)的指示。
分解室108位于SCR催化器110的上游。因此,还原剂被注射到SCR催化器110的上游,使得SCR催化器110接收还原剂和排气的混合物。还原剂液滴在排气导管系统104内经历蒸发、热解和水解过程以形成非氮氧化物排放物(例如气态氨等)。
SCR催化器110包括入口和出口,该入口与分解室108流体连通,排气和还原剂从该入口被接收,该出口与排气导管系统104的端部流体连通。
排气后处理系统100还可以包括氧化催化器(例如,柴油机氧化催化器(DOC)),该氧化催化器与排气导管系统104(例如,在SCR催化器110的下游或在DPF 106的上游)流体流通,以氧化排气中的碳氢化合物和一氧化碳。
在一些实施方式中,DPF 106可定位在分解室108的下游。例如,DPF 106和SCR催化器110可组合成单个单元。在一些实施方式中,配给器112可以反而定位在涡轮增压器的下游或涡轮增压器的上游。
排气后处理系统100还包括配给器安装支架138(例如,安装支架、联接器、板等)。配给器安装支架138将配给器112联接到排气后处理系统100的部件。如本文中更详细解释的,配给器安装支架138被配置为减少从经过排气导管系统104的排气到配给器112的热量传递。以这种方式,配给器112能够比不能减少热量传递的其他配给器更有效和更期望地运行。此外,如本文更详细解释的,配给器安装支架138被配置为有助于配给器112的可靠安装。这可以降低与排气后处理系统100相关的制造成本,并确保配给器112的重复期望安装。
在各种实施方案中,配给器安装支架138将配给器112联接到分解室108。在一些实施方案中,配给器安装支架138将配给器112联接到排气导管系统104的排气导管。例如,配给器安装支架138可以将配给器112联接到排气导管系统104的位于分解室108上游的排气导管或者将配给器112联接到排气导管系统104的位于分解室108下游的排气导管。在一些实施方案中,配给器安装支架138将配给器112联接到DPF 106和/或SCR催化器110。配给器安装支架138的位置可以根据排气后处理系统100的应用而变化。例如,在某些排气后处理系统100中,配给器安装支架138可以位于比在其他排气后处理系统100中更上游的位置。此外,某些排气后处理系统100可包括多个配给器112,因此可包括多个配给器安装支架138。
III.示例配给器安装支架
图2-22更详细地描绘了根据各种实施方案的配给器安装支架138。配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200(例如,导管、壳体等)。排气后处理系统部件200可以是例如排气导管系统104的排气导管、分解室108、DPF 106和/或SCR催化器110。
排气后处理系统部件200包括侧壁202(例如,壁等)和排气后处理系统部件开口204(例如,孔、孔口等)。排气后处理系统部件开口204延伸穿过侧壁202,并有助于穿过侧壁202的连通(例如,流体连通等)。配给器安装支架138被定位(例如,设置、布置等)在排气后处理系统部件开口204周围。当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,配给器安装支架138的下表面(例如,底表面等)与侧壁202相接或以与侧壁202面对的关系定位。配给器安装支架138包括上表面(例如,顶表面等),该上表面与下表面相对,并且当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,该上表面与配给器112相接或以与配给器112面对的关系定位。
配给器安装支架138被配置为(例如,构造为、能够等)分别联接到排气后处理系统部件200和配给器112。例如,配给器安装支架138可以首先联接到配给器112,然后配给器安装支架138和配给器112一起可以联接到排气后处理系统部件200。类似地,在一些实施方案中,配给器112可以从配给器安装支架138移除(例如,断开联接等),同时配给器安装支架138保持联接到排气后处理系统部件200(例如,为了执行配给器112的维修,为了执行配给器112的更换等)。此外,在一些实施方案中,配给器安装支架138可以联接到排气后处理系统部件200,配给器112可以随后联接到配给器安装支架138。当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200和配给器112时,注射器120与排气后处理系统部件开口204对齐。在一些实施方案中,当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200和配给器112时,注射器120突出进入和/或穿过排气后处理系统部件开口204。
配给器安装支架138联接到的侧壁202至少部分是圆柱形或弯曲的。配给器安装支架138弯曲成大致匹配(例如,在2%以内、5%以内等)侧壁202的曲率。这样,配给器安装支架138可以齐平地安装在侧壁202上(例如,使得当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,配给器安装支架138和侧壁202之间的间隙沿着配给器安装支架138大致相等,等等)。这减少了在配给器安装支架138和侧壁202之间的游隙(例如,倾斜、移动等),因此减小了将配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200的紧固件、焊接部或铆钉上的应力和应变。
配给器安装支架138可以由任何数量的不同形状和尺寸限定。在各种实施方案中,配给器安装支架138是大体三角形的。例如,配给器安装支架138可以成形为类似等腰三角形。在其他实施方案中,配给器安装支架138是大体方形或矩形的。在其他实施方案中,配给器安装支架138是大体梯形的。
配给器安装支架138包括限定配给器安装支架开口206的中心结构420。配给器安装支架开口206配置为当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时与排气后处理系统部件开口204对齐。当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200和配给器112时,注射器120与配给器安装支架开口206对齐。在一些实施方案中,当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200和配给器112时,注射器120突出进入和/或穿过配给器安装支架开口206。
图3描绘了通过配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200的配给器112的剖视图。配给器安装支架138包括接合壁300。接合壁300界定支架壁350的下表面302并从其延伸(例如,突出等),并且接合壁300被配置为与排气后处理系统部件200相接。在各种实施方案中,接合壁300围绕支架壁350的下表面302的周界连续地(例如,以不间断的方式等)延伸。在其他实施方案中,接合壁300被分段成围绕支架壁350的下表面302的周界布置的多个壁分段。
根据一些实施方案,接合壁300被成形为仅在配给器安装支架138处于目标方位时被接收在侧壁202上。这可以为防止配给器安装支架138在排气后处理系统部件200上的未对准提供额外的保护措施。
在各种实施方案中,接合壁300被成形为与侧壁202大致镜像(例如,匹配等),使得当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,接合壁300的整体或大部分与侧壁202直接接触或成面对关系。因此,由于来自排气的热应力引起的配给器安装支架138的翘曲(例如,偏离等)可以被最小化或防止。由于这种配置,将配给器安装支架138焊接到排气后处理系统部件200上变得容易。在不包括配给器安装支架138的其他系统中,翘曲没有最小化并且焊接会受到损害,因此是不期望的。
此外,配给器安装支架138与侧壁202的紧密贴合使得配给器安装支架138能够是单件结构(例如,整体结构,使得配给器安装支架138的所有部件在结构上是一体的等)。因此,配给器安装支架138可以使用比多件式结构所需的工艺成本低得多的工艺(例如,铸造等)来制造。在各种实施方案中,配给器安装支架138由钴合金(例如,CB6等)铸造而成。与非钴合金结构相比,钴合金可以提供对流体(例如尿素等)的增强的耐腐蚀性,配给器安装支架138可以暴露于该流体。在一些实施方案中,配给器安装支架138由金属(例如,不锈钢等)铸造而成。
配给器安装支架138的中心结构420包括定心结构304,该定心结构304从支架壁350的下表面302延伸(例如,突出等)。定心结构304可以与接合壁300邻接(例如,使得定心结构304从接合壁300延伸等)或者与接合壁300分离。定心结构304被配置为被接收在排气后处理系统部件开口204中。在各种实施方案中,定心结构304的厚度大于接合壁300的厚度(例如,相对于下表面302等)。这样,当定心结构304被接收在排气后处理系统部件开口204内时,配给器安装支架138的平移(例如,沿着侧壁202等)受到抵抗或阻止。这样,为配给器安装支架138的安装者被提供了指示,该指示为配给器安装支架138何时与排气后处理系统部件开口204对齐。在一些实施方案中,定心结构304是圆形的,并且定心结构304的直径大约等于40毫米。
此外,定心结构304穿过排气后处理系统部件开口204的插入可提供改进的密封,该密封可最小化或防止流体(例如还原剂、排气等)在配给器安装支架138和排气后处理系统部件200之间的传递(例如泄漏等)。因此,可以减少或大致防止配给器安装支架138和/或排气后处理系统部件200的腐蚀。在一些实施方案中,在配给器安装支架138和排气后处理系统部件200之间包括O形环、垫圈或其他密封构件。
定心结构304包括凸起接收器306(例如,开口、孔、孔口、凹陷等)并且侧壁202包括设置在排气后处理系统部件开口204附近的凸起308(例如,突起部等)。凸起接收器306被配置为当定心结构304被接收在排气后处理系统部件开口204内时接收凸起308。凸起308和凸起接收器306配合以阻止或防止定心结构304在排气后处理系统部件开口204内的旋转。这样,定心结构304确保配给器安装支架138相对于排气后处理系统部件200在目标方位的一致对齐(例如,同步(clocking)等)。在一些实施方案中,直到凸起308与凸起接收器306对齐之前,阻止定心结构304插入排气后处理系统部件开口204,并且随后定心结构304插入排气后处理系统部件开口204导致凸起308插入凸起接收器306。
定心结构304的直径可以大致等于(例如,5%以内、3%以内等)或者小于排气后处理系统部件开口204的直径。
如图3所示,配给器安装支架138限定了在侧壁202和支架壁350的下表面302之间的空穴310(例如,空隙空隙、间隙等)。空穴310由接合壁300和定心结构304界定。空穴310生成了在侧壁202和下表面302之间的空气间隙(例如,空隙等)。在一些实施方案中,配给器安装支架138被配置为使得当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,侧壁202和下表面302之间的距离(例如,高度等)在空穴内大致均一。
当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,配给器112联接到配给器安装支架138,并且排气流过排气后处理系统部件200,空气位于空穴310内。空穴310内的空气在支架壁350的下表面302和侧壁202之间用作热障(例如,提供隔热等),从而减少从排气到配给器112的热量传递。因此,配给器112与排气后处理系统部件200内流动的排气产生的热隔离。在一些实施方案中,空穴310内部的空气与空穴310外部的空气(例如,配给器112周围的空气等)流体连通,使得进入空穴310和离开空穴310的空气循环变得容易。空穴310可以被配置为当侧壁202的温度大约是650℃(例如,640℃、645℃、655℃、660℃等)或者更高温度时,提供足以将配给器112保持在大约140℃(例如,130℃、135℃、145℃、150℃等)或更低温度的热障。
在一些实施方案中,隔热材料(例如云母、陶瓷材料等)包括在空穴310中。例如,当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,隔热材料可以由操作者插入到空穴310内,并且位于空穴310内。在这些实施方案中,隔热材料可以被配置为比空气更大程度地减少热量传递(例如,隔热材料具有小于空气导热系数的导热系数等)。
配给器安装支架138还包括上表面。配给器安装支架138的上表面(例如附接结构406的上表面、中心支撑部404的上表面等)的部分被配置为接合配给器112(例如,帮助将配给器112联接到配给器安装支架138、支撑配给器112等)。每个附接结构406包括孔,该孔接收紧固件以将配给器112联接到配给器安装支架138。然而,附接结构406中的孔不是通孔。因此,紧固件没有将配给器112直接联接到排气后处理系统部件200。
配给器安装支架138的中心结构420还包括中心支撑部404,该中心支撑部404从支架壁350的上表面400延伸。中心支撑部404确定配给器安装支架开口206的范围,并限定凹陷405。在各种实施方案中,中心支撑部404可以由非圆形形状(例如,椭圆形、卵形、圆锥形、长圆形、多边形等)限定。
由中心支撑部404限定的凹陷405被设定尺寸以在配给器112联接到配给器安装支架138时接收注射器120的下部。以这种方式,中心支撑部404被配置为当配给器112联接到配给器安装支架138时,有助于注射器120与配给器安装支架开口206和排气后处理系统部件开口204对齐。此外,中心支撑部404与注射器120的接收在凹陷405内的部分之间的相互作用可以阻止或防止配给器112相对于配给器安装支架138的平移,并因此阻止或防止配给器112相对于排气后处理系统部件200的平移。
如图3所示,当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,操作者可以将垫圈150插入凹陷405中,并且垫圈150位于凹陷405内。垫圈150可配置为密封地接合注射器120,以最小化(例如,防止)排气从排气后处理系统部件200中逸出。垫圈150也可以由隔热材料制成,该隔热材料被配置为减少向配给器112的热量传递。
附接结构406(例如,凸台、支座、桩等)从支架壁350的上表面400延伸。附接结构406可在沿着或邻近上表面400的外周界的位置处从支架壁350的上表面400延伸。每个附接结构406被配置为接收紧固件(例如,螺钉、螺栓等),用于将配给器安装支架138联接到配给器112。附接结构406可以是有螺纹的。每个附接结构406的上表面被配置为支撑配给器112。如图4所示,附接结构406的上表面和中心支撑部404的上表面共面,或者大致共面(例如,在±5度内等)。
在一些实施方案中,配给器安装支架138关于平面对称,该平面平分配给器安装支架开口206和一个附接结构406。
在一些实施方案中,在将配给器安装支架138联接到配给器112之前,隔热材料(例如云母、陶瓷材料等)由操作者定位在附接结构406的上表面和配给器112之间(见图49)。在这些实施方案中,隔热材料可以被配置为比空气更大程度地减少热量传递(例如,隔热材料具有小于空气导热系数的导热系数等)。
多个支撑结构402(例如,臂、支柱、平台等)从支架壁350的上表面400延伸。支撑结构402被配置为强化附接结构406,抵抗结构载荷(例如,配给器112)。支撑结构402包括支撑臂401,该支撑臂401在附接结构406和中心支撑部404之间延伸。每个支撑臂401的第一端部联接到相关的附接结构406。每个支撑臂401的第二端部联接到围绕中心支撑部404的周界的位置。在一些实施方案中,每个支撑结构402的厚度大致等于5毫米。支撑结构402的厚度在中心支撑部404和附接结构406之间可以大致恒定。类似地,中心支撑部的厚度可以大致等于5毫米。在一些实施方案中,中心支撑部404的厚度大致等于每个支撑结构402的厚度。
如图3所示,配给器安装支架138限定了在配给器112和支架壁350的上表面400之间的空气间隙510。空气间隙510在配给器112和上表面400之间生成空气空间(例如空隙等)。当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,配给器112联接到配给器安装支架138,并且排气流过排气后处理系统部件200,空气位于空气间隙510内。如图3所示,空气间隙510内部的空气与空气间隙510外部的空气(例如,配给器112周围的环境空气等)流体连通,使得进出空气间隙510的空气循环变得容易。空气间隙510内的空气在上表面400和配给器112之间用作热障(例如,提供隔热等),从而减少从排气到配给器112的热量传递。空气间隙510可以被配置为当侧壁202的温度大约是650℃(例如,640℃、645℃、655℃、660℃等)或者更高温度时,提供足以将配给器112保持在大约140℃(例如,130℃、135℃、145℃、150℃等)或更低温度的热障。
在一些实施方案中,当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,隔热材料(例如云母、陶瓷材料等)由操作者插入空气间隙510中并且位于空气间隙510内。在这些实施方案中,隔热材料可以被配置为比空气更大程度地减少热量传递(例如,隔热材料具有小于空气导热系数的导热系数等)。
图9-13示出了配给器安装支架138,标注了配给器安装支架138在各种实施方案中使用的尺寸(以毫米为单位)。图12是沿图9中的平面12-12截取的配给器安装支架138的剖视图。图13是沿图9中的平面13-13截取的配给器安装支架138的剖视图。
图23-44描绘了根据附加示例实施方案的配给器安装支架138。图23-44的配给器安装支架138包括类似于参考图2-22的配给器安装支架138所描述的特征。如下所述,图23-44的配给器安装支架138的实施方案除了包括图2-22的配给器安装支架138的散热特征(例如,空穴310、空气间隙510等)之外,还包括各种散热特征。这些额外的散热特征被配置为有利地为配给器安装支架138提供增强的热量传递减少能力。
参考图23-26,示出了根据示例实施方案的配给器安装支架138。图23-26的配给器安装支架138结合了对图2-22的配给器安装支架138的特征的各种修改。这些修改被配置为增强配给器安装支架138的热量传递减少能力。
例如,如图23所示,附接结构406的上表面从中心结构420的上表面竖直地偏移(即不共面)。附接结构406的上表面相对于中心结构420的上表面的竖直偏移被配置为增加充气空间(例如空隙),该充气空间限定支架壁350的上表面400和配给器112之间的空气间隙510。位于上表面400和配给器112之间的空气间隙510中的增加的空气量增加了上表面400和配给器112之间的隔热,并因此提高了配给器安装支架的热量传递减少能力,该热量传递从流经排气后处理系统部件200的排气到配给器112。
图23-26的实施方案的中心结构420由定心结构304和中心支撑部404中的每一个的双层布置限定。由双层配置限定的中空中心结构420内部为图23-26的配给器安装支架138提供了增强的热量传递减少能力。
类似于图2-22的配给器安装支架138的单层定心结构304,图23-26的双层中心结构420的下部421被配置为接收在排气后处理系统部件开口204内,以防止流体在配给器安装支架138和排气后处理系统部件200之间的传输。此外,图23-26的配给器安装支架138的双层中心结构420的上部419确定凹陷405的范围,该凹陷405被配置为以类似于图2-22的配给器安装支架138的中心支撑部404的方式接收和支撑注射器120的下部。
如图26所示,中心结构420的双层定心结构304包括上部303(例如上壁),该上部303与定心结构304的下部305(例如,下壁)间隔开(例如竖直偏移)。中心结构420的双层中心支撑部404包括外部413(例如第一环形壁),该外部413与中心支撑部404的内部415(例如第二环形壁)间隔开(例如径向偏移)。
定心结构304的上部303与中心支撑部404的内部415限定了中心结构420的上部419。定心结构304的下部305和中心支撑部404的外部413限定了中心结构420的下部421。中心结构420的连接器壁422在中心支撑部404的内部415的上端部与外部413的上端部之间延伸。中心结构420的环形壁424(例如环形中心壁、环形结构等)在定心结构304的上部303和下部305之间延伸。环形壁424的内部限定了配给器安装支架开口206。
图23-26的配给器安装支架138实施方案的中心结构420由上部419、下部421、连接器壁422和环形壁424限定。中心结构420的中空内部限定了空气空间(例如空隙等),其生成了充气空腔425。如图40代表性地所示,一个或更多个支撑结构428(例如竖直和/或横向延伸的肋、支柱等)可以设置在空腔425内,以加强和支撑中心结构420的结构完整性。
多个开口427(例如孔口、孔等)延伸穿过中心结构420。开口427可以延伸穿过上部419、下部421和连接器壁422中的任意一个或更多个。开口427可以具有各种形状(例如,圆形、椭圆形、圆锥形、长圆形等)和尺寸。开口427提供空腔425和外界环境(例如,加料器112周围的空气等)之间的流体连通,使得进出空腔425的空气循环变得容易。空腔425内的空气用作热障(例如,提供隔热等),并有助于减少从排气到配给器112的热量传递。因此,中心结构420的双层布置被配置为向图23-26的配给器安装支架138提供图2-22的实施方案的单层定心结构304和中心支撑部404的功能,同时增加由配给器安装支架138提供的隔热。
图23-26的配给器安装支架138的实施方案还以支撑结构402的形式提供了增加的散热能力,该支撑结构402包括具有多面设计的支撑臂401。支撑臂401的多面(例如T形)设计被配置为增加支撑臂401的表面积(例如,与图2-22的配给器安装支架138的支撑臂401的大体矩形设计相比)。支撑臂401的增加的表面积增加了从配给器安装支架138的散热速率,使得从排气后处理系统部件200到配给器112的热量传递减少。
如图27-32所示,根据各种实施方案,支撑臂401可以限定各种附加的多面、表面积最大化设计。例如,如图28所示,支撑臂401可以由一对壁435(例如,翅片)限定,该对壁435从在中心结构420和相应的附接结构406之间延伸的公共中心轴线对角向外延伸,以限定V形的类似槽的结构。如图32所示,支撑臂401可以由I形横截面限定。在其他实施方案中,支撑臂401可以由任何种类的其他多面横截面配置(例如,X形结构等)限定。
同样如图32所示,根据各种实施方案的支撑臂401可以包括一对侧壁431。侧壁431的内侧的相对的表面用于进一步增加支撑臂401的表面积。此外,相对的侧壁431的间隔布置限定了空气空间(例如,空隙、空气间隙),该空气空间生成了充气通道433。充气通道433流体联接到空穴310,从而增加空穴310的容积。由图32所示的支撑臂401的布置提供的空穴310的增加的表面积和增加的容积被配置为进一步增强配给器安装支架138的热量减少能力。
在图35-37中示出了根据另一示例实施方案的配给器安装支架138实施方案。类似于图23-34的实施方案,配给器安装支架138包括中空中心结构420。同样类似于图23-34的实施方案,配给器安装支架138包括附接结构406,附接结构406从中心结构420的上表面竖直偏移(即位于上方,不共面等)。
在图35-37的实施方案中,配给器安装支架138包括修改的附接结构406布置,其中每个附接结构406的上部从支架壁350的上端部向下延伸。每个附接结构406的下部终止于一位置,该位置从接合壁300的下表面竖直偏移(即位于上方)。
每个附接结构406的上部通过包括平台409的支撑结构402联接(即附接)到支架壁350的上表面400,平台409被配置为结构性加强由每个附接结构406限定的开口。支架壁350的上表面400在每个平台409和中心结构420之间凹入地延伸。上表面400的这种凹入配置被配置为最大化空气间隙510的容积,该空气间隙510在配给器112安装到配给器安装支架138时限定。
如图37所示,附接结构406的下部相对于接合壁300的下表面的凸起(即竖直偏移)布置被配置为增加由空穴310限定的容积。附接结构406相对于接合壁300的下表面的凸起布置额外增加了附接结构406的上表面和中心结构420的上表面之间的竖直偏移。附接结构406的上表面和中心结构420的上表面之间的额外增加的竖直偏移被配置为进一步增加空气间隙510,该空气间隙510在配给器112和支架壁350的上表面400之间限定。当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200和配给器112时,由空穴310和空气间隙510限定的组合的增加的充气空间被配置为增强配给器安装支架138的热量减少能力。根据一些实施方案,参考图35-37描述的配给器安装支架138的热量减少能力可选地通过将配给器安装支架138的单层支架壁350配置修改为如下面参考图38-45描述的双层配置而进一步增强。
图38-45示出了结合散热特征的另外的示例配给器安装支架138实施方案。类似于图23-34的实施方案,图38-45的配给器安装支架138的实施方案也包括热量减少的中空中心结构420和热量减少的附接结构406布置,其中附接结构406的上表面从中心结构420的上表面竖直偏移(即位于上方,不共面等)。
图38-45的配给器安装支架138的实施方案也提供了以双层配置的形式增强的热量传递减少能力,该双层配置由图2-22的配给器安装支架138的实施方案的单层支架壁350的修改而来。如图40所示,图38-45的实施方案的双层支架壁350的配置包括上支架壁351(例如第一壁、上壁等)和竖直偏移(即间隔开)的下支架壁353(例如第二壁、下壁等)。上支架壁351具有由上表面400限定的顶表面,下支架壁353具有由下表面302限定的底表面。上支架壁351的底表面与下支架壁353的顶表面隔开(即,在其上方延伸、间隔开、竖直偏移)。
上支架壁351和下支架壁353可各自由恒定或可变的壁厚限定。如图44所示,在一些实施方案中,上支架壁351的厚度与下支架壁353的厚度相同。可选择地,在其他实施方案中,上支架壁351和下支架壁353各自具有不同的壁厚。例如,在图40的配给器安装支架138中,相对较厚的下支架壁353通过增加传热阻来最小化从排气后处理系统部件200到配给器112的热量传递,而相对较薄的上支架壁351增加热量从配给器安装支架138散发的速率。一个或更多个支撑结构可以被提供在上支架壁351和下支架壁353之间,以加强和支撑双层支架壁350的结构完整性。
上支架壁351和下支架壁353中的每一个的外周界联接到壁480的内表面,该壁480围绕双层支架壁350延伸。上支架壁351和下支架壁353中的每一个的内周界联接到中心结构420的外部。
上支架壁351和下支架壁353的外周界与壁480的联接以及上支架壁351和下支架壁353的内周界与中心结构420的联接被配置为相对于彼此支撑上支架壁351和下支架壁353,使得充气空腔440(例如空隙、空气间隙、空腔等)由双层支架壁350限定。壁480的下部被配置为与排气后处理系统部件200交接(例如接合),该交接以类似于参照图2-22的配给器安装支架138的接合壁300所描述的方式。
多个开口(例如孔口、孔等)441延伸穿过上支架壁351。开口可以由各种形状(例如圆形、椭圆形、圆锥形、长圆形等)和尺寸限定。开口441提供空腔440和外界环境(例如,配给器112周围的空气等)之间的流体连通,使得进出空腔440的空气循环变得容易。根据各种实施方案,下表面302和上表面400的每个外周界的整体密封地联接到壁480,并且上支架壁351和下支架壁353的每个内周界密封地联接到中心结构420,使得开口441限定了空腔440和外界环境之间的唯一流体连通源。
当配给器安装支架138沿着壁480的下表面附接到侧壁202时,下支架壁353的下表面302和中心结构420的下部限定了空穴310(类似于参照图2-22所述的空穴)。组合的完全隔绝的空穴310和部分隔绝的空腔440用作热障(例如,提供隔热等),该热障被配置为减少从排气后处理系统部件200到配给器112的热量传递。
如图44所示,在各种实施方案中,每个附接结构406可以包括延伸穿过其下表面的开口443。附接结构406可以相对于双层支架壁350布置,使得附接结构406的下表面(以及由此限定的开口)终止于(即位于)空腔440内。附接结构406的开口443在空腔440内的这种布置提供了空腔440和外界环境(例如,配给器112周围的空气等)之间的额外流体连通,这进一步有助于进出空腔440的空气循环,并有助于减少向配给器112的热量传递。
如图38-45所示,上支架壁351和/或下支架壁353的顶表面和底表面中的一个或两个限定了波状(例如,波纹形、波浪形、非平面形等)表面。这种波状设计增加了配给器安装支架138的表面积,并且被配置为允许配给器安装支架138更快地散热,从而最小化向配给器112的热量传递。此外,波状设计增加了双层支架壁350的结构完整性,允许上支架壁351和下支架壁353相对于彼此间隔开,以限定空腔440,而不包括配给器安装支架138支撑配给器112的能力。
双层支架壁350的一个或更多个波状表面的波纹(例如,波浪、波状部分等)可以根据各种不同的设计来布置。波纹可以横跨上表面400和下表面302从多个中心向外辐射。例如,一组波纹可以从每个附接结构406向外辐射。在其他实施方案中,波纹可以从公共焦点辐射。
双层支架壁350的一个或更多个波状表面的波纹也可以根据各种不同的设计来定形和确定尺寸。波纹的形状和大小可以是均一的,或者可以在双层支架壁350的每个波状表面上变化。双层支架壁350的不同波状表面的波纹的形状、大小和布置可以彼此变化。
如图38-45所示,配给器安装支架138的支撑结构402包括成角度的支撑支柱403(例如翅片、肋、销等)。每个支撑支柱403的第一端部从上表面400以非90度角向上延伸。每个支撑支柱403的第二端部联接到相关联的附接结构406的外部。每个支撑支柱403的第二端部围绕相关联的附接结构406的周界的一部分或全部延伸。支撑支柱403被配置为增强附接结构406,抵抗结构载荷(例如配给器112)。
如图40、图44和图45所示,每个支撑结构402包括多个支撑支柱403,多个支撑支柱403围绕相关联的附接结构406的外侧壁间隔开。支撑支柱403可以由各种形状、横截面和尺寸限定。支撑支柱403的厚度和间距可以是均一的或不均一的。
支撑支柱403围绕每个附接结构406的间隔布置限定了类似笼的设计,该设计围绕每个附接结构406生成了空气间隙407。由支撑支柱403限定的空气间隙407与在支架壁350的上表面400和配给器112之间限定的空气间隙510流体连通,并且二者被配置为进一步有助于空气(例如外界空气)在配给器安装支架138和配给器112之间流动的能力,以增加散热。由多个支撑支柱403限定的增加的表面积(例如,与由单个环形延伸的支撑支柱限定的表面相比)也被配置为给配给器安装支架138提供增加的热量传递减少能力。
如图45所示,一些或所有支撑结构402额外地可选地包括一个或更多个壁408,其被布置在支撑结构402的一些或所有支撑支柱403之间。每个壁408在一对相邻的支撑支柱403之间不连续地延伸(例如穿孔的、尺寸小于相邻支撑支柱403之间的空间等),并且被配置为在不损害散热能力的情况下提供附接结构406的额外加强,该散热能力由支撑结构402的类似笼的设计提供。
根据示例实施方案,图46示出了联接到(例如,附接、由其支撑等)图41-45的配给器安装支架138的配给器112。配给器安装支架138通过焊接连接部600联接到排气后处理系统部件200。如图2和图46的比较所示,图41-45的配给器安装支架138的各种热量减少特征被配置为与图2-22的配给器安装支架138实施方案和配给器112之间限定的空气间隙510相比,增加了配给器112和配给器安装支架138之间的空气间隙510。如图47-49的热图所证明的,增加的空气间隙510(以及上述图41-44的配给器安装支架138的其他热量减少特征)最小化了从排气后处理系统部件200传递到配给器112的热量。此外,如图50的应力图所示,增加的空气间隙510(以及上述图41-44的配给器安装支架138的其他热量减少特征)也最小化侧壁202上的应力,该应力由配给器安装支架138和排气后处理系统部件200(诸如,例如,如图46所示)之间的焊接连接部600导致。
在图47中示出了热图,该热图显示了从排气后处理系统部件200传递到配给器112的热量,该配给器112安装到图2-22的配给器安装支架。如图47所示,当与垫圈150(或由隔热材料700形成的其他部件)一起使用时,图2-22的配给器安装支架138有利地提供了热障,当侧壁202的温度大约是350℃(例如,340℃、345℃、355℃、360℃等)或更高时,该热障足以将配给器112保持在大约120℃(例如,115℃、110℃、105℃等)或更低的温度。
在图48中示出了热图,该热图显示了从排气后处理系统部件200传递到配给器112的热量,该配给器112安装到图41-45的配给器安装支架。如图48所示,图41-45的配给器安装支架的各种热量减少特征有利地提供了热障,该热障足以减少传递到配给器112的热量,使得当侧壁202的温度大约是350℃(例如,340℃、345℃、355℃、360℃等)或更高时,配给器112大约处于140℃(例如,145℃、140℃、135℃等)或更低的温度。
在各种实施方案中,隔热材料700(例如云母、陶瓷材料等)可以定位于附接结构406的上表面和配给器112之间。在图49中示出了热图,该热图说明了定位这种隔热材料700对热量传递的影响,该热量传递从排气后处理系统部件200到配给器112,该配给器112安装在图41-45的配给器安装支架上。如图49所示,当侧壁202的温度大约是350℃(例如,340℃、345℃、355℃、360℃等)或更高时,由隔热材料700提供的附加热障进一步将配给器112的温度降低到大约70℃(例如,65℃、60℃、55℃等)或更低。
在各种实施方案中,在配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200和配给器112之前或期间,隔热材料700(例如云母、陶瓷材料等)也可以由操作者插入任意一个或更多个其他空气空间(例如,空穴310、凹陷405、空气间隙407、空腔425、空腔440、空气间隙510等)。如图49所示,在这些实施方案中,隔热材料700可以被配置为比空气更大程度地减少热量传递(例如,隔热材料具有小于空气的导热系数的导热系数等)。
虽然配给器112和配给器安装支架138被描绘为分离的部件,但是应当理解,配给器安装支架138可以结构性地集成在配给器112内。在这些实施方案中,配给器112能够利用本文所述的配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200。
此外,虽然配给器安装支架138和排气后处理系统部件200被描绘为分离的部件,但是应当理解,配给器安装支架138可以结构性地集成在排气后处理系统部件200内。在这些实施方案中,配给器112能够利用本文所述的配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200。
根据一些实施方案,排气后处理系统部件200的侧壁202可选地包括安装平台,该安装平台与侧壁202一体形成(例如,附接以限定单个结构、整体式等)。安装平台被配置为有助于识别配给器安装支架138沿着排气后处理系统部件200的安装位置,并且还提供了防止配给器安装支架138相对于排气后处理系统部件200未对准的额外保护措施。安装平台还被配置为通过将配给器安装支架138从排气后处理系统部件200偏移(例如间隔开)来帮助减少向配给器112的热量传递。
图51-62描绘了根据各种实施方案的配给器安装支架138。如图2所示,配给器安装支架138被配置为联接到排气后处理系统部件200。参考图51,配给器安装支架138包括如前所述的上表面400、支撑臂401、支撑结构402、中心支撑部404、凹陷405和附接结构406。
例如,与图4所示的配给器安装支架138的大致圆柱形的附接结构406相反,图51-62所示的配给器安装支架138中的附接结构406至少部分是截头圆锥形的。这种截头圆锥形状可以减少应力集中,并有助于配给器安装支架138与排气后处理系统部件200和/或配给器112的联接。
除了截头圆锥形之外,例如,当配给器112联接到配给器安装支架138时,在图51-62所示的配给器安装支架138中与配给器112接触的附接结构406的表面积大于在图4所示的配给器安装支架中与配给器112接触的附接结构406的表面积。当配给器112联接到配给器安装支架138时,这种增加的表面积减少了配给器112相对于配给器安装支架138的移动。
如图52所示,配给器安装支架138包括如前所述的接合壁300、下表面302和定心结构304。如前所述,接合壁300、下表面302和定心结构304配合以限定空穴310。在一些实施方案中,定心结构304不包括凸起接收器306。在这些实施方案中,排气后处理系统部件200可以不包括凸起308。
配给器安装支架138包括多个拐角5100。拐角5100可以是部分圆形的。每个拐角5100围绕一个附接结构406延伸。每个拐角5100通过边缘5102连接到另一个拐角5100。边缘5102相对于拐角5100向内弯曲(例如,朝向中心支撑部404、朝向定心结构304等)。以这种方式,通过在相对低应力的位置(例如在两个相邻附接结构406之间的中间位置)移除材料,边缘5102和拐角5100配合以最小化配给器安装支架138的体积。通过移除这种多余的材料,配给器安装支架138的质量减小。在一些实施方案中,与拐角5100相反,边缘5102各自沿着直线设置。
下表面302还包括多个突出部5104(例如,桩、凸起等)。当配给器安装支架138联接到排气后处理系统部件200时,突出部5104从下表面302朝向排气后处理系统部件200延伸。
每个突出部5104与一个附接结构406对齐。因此,与不包括突出部5104的情况相比,突出部5104为接收在附接结构406中的紧固件提供了增加的深度。该增加的深度有助于最小化配给器安装支架138的厚度,并因此最小化配给器安装支架138的体积。如图62所示,该增加的深度使得附接结构406中的孔能够延伸到突出部5104中。在一些实施方案中,突出部5104是截头圆锥形的,并且具有最大直径以及大约等于最大直径一半的最小直径。在一些实施方案中,最大直径大约等于15毫米,最小直径大约等于8毫米。
在各种实施方案中,排气后处理系统部件200包括突出部接收器,每个突出部接收器被配置为接收突出部5104中的一个。类似于图4所示的配给器安装支架138的凸起308和凸起接收器306之间的相互作用,突出部5104和突出部接收器有助于配给器安装支架138相对于排气后处理系统部件200的旋转锁定(例如,当突出部5104被接收在突出部接收器内时)。
图54和图59-62示出了配给器安装支架138,标注了配给器安装支架138的各种实施方案中使用的尺寸(以毫米为单位)。
在各种实施方案中,配给器安装支架138的最大厚度小于大约20毫米(例如,在20毫米的5%内,在20毫米的3%内,等等)。例如,配给器安装支架的最大厚度可以大致等于17.4毫米。
在一些实施方案中,配给器安装支架138通过增材制造来装配。例如,配给器安装支架138可以使用三维(3D)印刷、选择性激光烧结或其他类似工艺来装配。如上所述,配给器安装支架138被配置为使得配给器安装支架138的所有部件一体形成。如上文所接释的,当配给器安装支架138的部件作为单个制造步骤的一部分形成并连结在一起以形成单件或整体结构时,配给器安装支架138的部件是“一体形成的”,配给器安装支架138在至少部分损坏的情况下才可被拆卸。例如,配给器安装支架138的部件:(i)彼此不可分离(例如,在不破坏配给器安装支架138的情况下,配给器安装支架138的一个部件不可以与配给器安装支架138分离等);(ii)彼此不分离地形成(例如,配给器安装支架138的部件同时形成,配给器安装支架138的部件在单个过程中形成为单个部件,等);以及(iii)沿着配给器安装支架138的邻接部件(例如,共享边界的部件等)之间的边界没有间隙或接合处。在一些实施方案中,配给器安装支架138完全由不锈钢(例如,不锈钢316等)构成。在其他实施方案中,配给器安装支架138完全由铝或钢构成。
此外,因为配给器安装支架138是通过增材制造来装配的,所以配给器安装支架138的壁厚可以小于其他系统中的安装件的壁厚。具体而言,通过使用本文所述的增材制造工艺,可以获得配给器安装支架138的结构特征,该结构特征在连结在一起的部件中原本是不可能的。例如,分开制造然后连结在一起的部件可能需要比增材制造的部件(例如配给器安装支架138)厚,因为连结在一起的部件受到应力的影响,该应力由紧固件、粘合剂和/或沿着部件之间的接合处的焊接部而产生。通过消除这些接合处,增材制造的部件(例如配给器安装支架138)在类似的区域不需要那么厚。
IV.示例实施方案的构造
虽然本说明书包含很多特定的实施细节,但是这些不应被解释为对可被要求保护的内容的范围的限制,而更确切地应被解释为特定的实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在单独不同的实施方式的上下文中描述的某些特征也可组合地在单个实施方式中实施。相反地,单个实施方式的背景下所描述的各个特征也可以在多个实施方式中单独地实现或以任何合适的子组合实现。而且,虽然特征可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护,但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在某些情况下可从该组合删除,且所要求保护的组合可涉及子组合或子组合的变形。
如在本文利用的,术语“大致”、“大体”、“大约”和类似的术语旨在具有与本公开的主题所属的领域中的普通技术人员的常见和被接受的使用一致的广泛含义。查阅本公开的本领域的技术人员应当理解,这些术语旨在允许对所描述和要求保护的某些特征的说明,而不将这些特征的范围限制到所提供的精确的数值范围。因此,这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变被认为在如所附权利要求中所述的本发明的范围内。
如本文使用的术语“联接”以及类似术语意指两个部件彼此直接或间接的连结。这样的连结可以是静止的(例如,永久的)或可移动的(例如可移除的或可释放的)。通过两个部件或两个部件和任何另外的中间部件作为单个整体彼此一体地形成,或者通过两个部件或两个部件和任何另外的中间部件附接到彼此,可实现这样的连结。
本文使用的术语“流体联接”以及类似术语意指两个部件或对象具有在这两个部件或对象之间形成的通路,诸如空气、排气、液体还原剂、气态还原剂、含水还原剂、气态氨等的流体可在干扰或不干扰部件或对象的情况下在该通路中流动。用于实现流体连通的流体联接或构造的示例可包括管路、通道或用于实现流体从一个部件或对象到另一部件或对象的流动的任何其它适当的部件。
重要的是要注意,在各个示例性实施方式中示出的系统的结构和布置在性质上只是说明性的而非限制性的。在所述实施方式的精神和/或范围内的所有改变和修改需要被保护。应该理解的是,某些特征可能不是必要的,且无各种特征的实施方式可被考虑为在该申请的范围内,所述范围由所附的权利要求限定。当语言“一部分”被使用时,该项可包括一部分和/或整个项,除非明确地相反地陈述。
另外,术语“或(or)”以其包容性意义(而不是其排他性意义)被使用,使得例如当用于连接元件列表时,术语“或(or)”是指列表中的元件中的一个、一些或全部。诸如短语“X、Y或Z中的至少一个”的连接语言(Conjunctive language)除非另外明确地说明,否则关于如通常所使用的上下文被理解成表示物品、术语等可以是X、Y、Z、X和Y、X和Z、Y和Z、或X、Y和Z(即,X、Y和Z的任意组合)。因此,这样的连接语言一般不意图暗示一些实施方案要求至少一个X、至少一个Y或至少一个Z每一个都存在,除非另有说明。
此外,数值范围的使用(例如,W到P等)包括它们的最大值和最小值(例如,W到P包括W且包括P等),除非另有说明。此外,数值的范围(例如,W到P等)不一定要求在数值的范围内包括中间值(例如,W到P可以只包括W和P等),除非另有说明。

Claims (42)

1.一种配给器安装支架,用于将配给器联接到排气后处理系统部件,所述排气后处理系统部件具有侧壁和排气后处理系统部件开口,所述配给器安装支架包括:
下表面,其被配置为保持在与所述侧壁相对的位置;
接合壁,其从所述下表面延伸并被配置为与所述侧壁相接;
中心结构,其具有延伸穿过其中的开口,所述中心结构包括定心结构,所述定心结构从所述下表面延伸且被配置为被接收在所述排气后处理系统部件开口内;
上表面;以及
附接结构,其从所述上表面延伸且被配置为联接到所述配给器;
其中所述接合壁被配置为当所述接合壁与所述侧壁相接时将所述下表面与所述侧壁隔开,从而在所述接合壁、所述定心结构和所述下表面之间形成空穴;并且
其中所述中心结构还包括中心支撑部,所述中心支撑部围绕延伸穿过所述中心结构的所述开口从所述上表面延伸。
2.根据权利要求1所述的配给器安装支架,其中,所述定心结构包括凸起接收器,所述凸起接收器被配置为当所述定心结构被接收在所述排气后处理系统部件开口内时接收凸起。
3.根据权利要求1所述的配给器安装支架,其中,所述接合壁由第一曲率半径限定,所述第一曲率半径大致等于第二曲率半径,所述第二曲率半径限定所述侧壁。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的配给器安装支架,其中,所述中心结构包括第一环形壁和第二环形壁,所述第二环形壁从所述第一环形壁向内径向定位。
5.根据权利要求4所述的配给器安装支架,其中,所述中心结构包括上壁和下壁,所述下壁与所述上壁间隔开。
6.根据权利要求5所述的配给器安装支架,其中,所述开口由环形中心壁限定,所述环形中心壁附接到所述中心结构的所述上壁的内周界和所述中心结构的所述下壁的内周界并在所述中心结构的所述上壁的所述内周界和所述中心结构的所述下壁的所述内周界之间延伸。
7.根据权利要求6所述的配给器安装支架,其中,所述第一环形壁从所述下壁的外周界向上延伸,并且所述第二环形壁从所述上壁的外周界向上延伸。
8.根据权利要求6或7所述的配给器安装支架,其中,所述中心结构包括连接器壁,所述连接器壁在所述第一环形壁的上部和所述第二环形壁的上部之间延伸。
9.根据权利要求8所述的配给器安装支架,其中,由所述中心结构的所述第一环形壁和所述第二环形壁、所述上壁、所述下壁、所述环形中心壁以及所述连接器壁限定了空腔。
10.根据权利要求9所述的配给器安装支架,其中,一个或更多个开口延伸穿过所述中心结构,并将所述空腔与外界环境流体联接。
11.根据权利要求10所述的配给器安装支架,其中,所述一个或更多个开口延伸穿过所述连接器壁。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的配给器安装支架,其中,所述配给器安装支架包括具有所述上表面的第一壁和具有所述下表面的第二壁,所述第一壁和所述第二壁彼此间隔开。
13.根据权利要求12所述的配给器安装支架,其中,所述第一壁和所述第二壁中的每一个的外周界附接于所述接合壁的内表面,并且所述第一壁和所述第二壁中的每一个的内周界附接于所述中心结构的外表面。
14.根据权利要求13所述的配给器安装支架,其中,所述第一壁、所述第二壁、所述接合壁和所述中心结构限定了空腔。
15.根据权利要求14所述的配给器安装支架,其中,多个开口延伸穿过所述第一壁,并将所述空腔与外界环境流体联接。
16.根据权利要求15所述的配给器安装支架,其中,所述第二壁是实心结构,没有任何延伸穿过其中的开口。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的配给器安装支架,其中,所述第一壁或所述第二壁中的至少一个限定了波状表面。
18.根据权利要求17所述的配给器安装支架,其中,所述第一壁和所述第二壁中的每一个限定了波状表面。
19.根据权利要求18所述的配给器安装支架,其中,所述第一壁的厚度不同于所述第二壁的厚度。
20.根据权利要求19所述的配给器安装支架,其中,所述第一壁的所述厚度小于所述第二壁的所述厚度。
21.根据权利要求18所述的配给器安装支架,其中,所述第一壁或所述第二壁中的至少一个具有变化的厚度。
22.根据权利要求1-3、5-7、9-11、13-16和18-21中任一项所述的配给器安装支架,其中,所述附接结构包括沿着所述上表面从不同位置延伸的多个附接结构。
23.根据权利要求22所述的配给器安装支架,其中,每个附接结构包括凸台。
24.根据权利要求23所述的配给器安装支架,还包括多个支撑结构,每个支撑结构从所述上表面在所述凸台中相应的一个和所述中心结构之间延伸。
25.根据权利要求24所述的配给器安装支架,其中,每个支撑结构具有I形横截面。
26.根据权利要求24所述的配给器安装支架,其中,每个支撑结构具有T形横截面。
27.根据权利要求24所述的配给器安装支架,其中,每个支撑结构具有V形横截面。
28.根据权利要求24所述的配给器安装支架,其中,每个支撑结构具有X形横截面。
29.根据权利要求24所述的配给器安装支架,其中,每个支撑结构包括一个或更多个翅片,使得每个支撑结构具有多面横截面配置。
30.根据权利要求22所述的配给器安装支架,还包括在每个附接结构的外部和所述上表面之间延伸的多个支撑支柱。
31.根据权利要求22所述的配给器安装支架,其中,每个附接结构的高度大于所述中心结构的高度。
32.根据权利要求31所述的配给器安装支架,其中,所述上表面在所述附接结构的所述上表面和所述中心支撑部之间凹入地延伸。
33.根据权利要求1-3中任一项所述的配给器安装支架,其中,所述配给器安装支架包括单个整体壁,所述单个整体壁具有所述上表面和所述下表面中的每个。
34.一种配给器安装支架,用于将配给器联接到排气后处理系统部件,所述排气后处理系统部件具有侧壁和排气后处理系统部件开口,所述配给器安装支架包括:
接合壁;
下表面,其由所述接合壁界定,所述下表面相对于所述接合壁凹陷,从而当所述配给器安装支架联接到所述侧壁时,所述下表面与所述接合壁以及所述侧壁配合以限定空穴;
上表面,其与所述下表面相对,所述上表面被配置为当所述配给器联接到所述配给器安装支架时,与所述配给器处于面对关系;
配给器安装支架开口,其延伸穿过所述上表面和所述下表面,所述配给器安装支架开口被配置为当所述配给器联接到所述配给器安装支架时,接收所述配给器的一部分;以及
附接结构,其从所述上表面突出并被配置为接收紧固件,所述紧固件用于将所述配给器联接到所述配给器安装支架。
35.根据权利要求34所述的配给器安装支架,还包括从所述下表面突出的突出部;
其中所述突出部与所述附接结构对齐;并且
其中所述接合壁和所述突出部被配置为使得当所述配给器安装支架联接到所述侧壁时,所述突出部与所述侧壁隔开。
36.根据权利要求34或35所述的配给器安装支架,还包括第一圆角;
其中所述附接结构设置在所述第一圆角内。
37.根据权利要求36所述的配给器安装支架,还包括:
第二圆角;和
边缘,其与所述第一圆角和所述第二圆角邻接,所述边缘从所述第一圆角和所述第二圆角向内弯曲。
38.根据权利要求34、35和37中任一项所述的配给器安装支架,还包括中心支撑部,所述中心支撑部从所述上表面突出并围绕所述配给器安装支架开口延伸,所述中心支撑部和所述上表面配合以限定凹陷。
39.根据权利要求38所述的配给器安装支架,还包括支撑结构,所述支撑结构从所述上表面突出并在所述中心支撑部和所述附接结构之间延伸。
40.根据权利要求34、35、37和39中任一项所述的配给器安装支架,还包括从所述下表面突出的定心结构;
其中所述配给器安装支架开口延伸穿过所述定心结构。
41.一种排气后处理系统,包括:
排气后处理系统部件,其包括具有排气后处理系统部件开口的侧壁;
配给器安装支架,其被配置为联接到所述侧壁,所述配给器安装支架包括:
接合壁;
下表面,其由所述接合壁界定,所述下表面相对于所述接合壁凹陷;
上表面,其与所述下表面相对;和
配给器安装支架开口,其延伸穿过所述上表面和所述下表面,所述配给器安装支架开口被配置为当所述配给器安装支架联接到所述侧壁时与所述排气后处理系统部件开口对齐;和
配给器,其被配置为联接到所述配给器安装支架,并且当所述配给器联接到所述配给器安装支架并且所述配给器安装支架联接到所述侧壁时,通过所述配给器安装支架与所述侧壁隔开;
其中当所述配给器安装支架联接到所述侧壁时,在所述侧壁、所述接合壁和所述下表面之间形成空穴。
42.根据权利要求41所述的排气后处理系统,其中:
所述下表面由第一曲率半径限定;并且
所述侧壁由第二曲率半径限定,所述第二曲率半径在所述第一曲率半径的5%以内。
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