DE102016105888B4

DE102016105888B4 - Abgasnachbehandlungsanordnung, Motoranordnung und Arbeitsfahrzeug

Info

Publication number: DE102016105888B4
Application number: DE102016105888.2A
Authority: DE
Inventors: Carlo Struss; Heiko Bloch
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2018-02-22
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: DE102016105888A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanordnung (56) für ein Arbeitsfahrzeug (10), umfassend eine erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) zum Behandeln von Abgas von einem Motor (52), eine zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) zum Behandeln von Abgas von dem Motor (52) und eine Stützanordnung (64) umfassend eine Stützplatte (84), wobei die Stützplatte (84) die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) abstützt, wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) angeordnet ist und wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) unter der Stützplatte (84) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanordnung für ein Arbeitsfahrzeug, die eine erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Abgas von einem Motor, eine zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Abgas von dem Motor, und eine Stützanordnung, die die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung abstützt, umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine Motoranordnung für ein Arbeitsfahrzeug, die einen Motor, der eine Abtriebswelle aufweist, und die oben erwähnte Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Arbeitsfahrzeug umfassend eine solche Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder eine solche Motoranordnung.
Arbeitsfahrzeuge, insbesondere Mobilbagger, werden allgemein durch einen Unterwagen und einen oberen Drehkörper gebildet. Mobilbagger werden häufig auf Baustellen in urbanisierten Gebieten von Städten verwendet, wie zum Beispiel auf einer Straßen- oder Kanalbaustelle. In solchen Situationen ist der verfügbare Raum für Arbeitsmaschinen begrenzt. Dementsprechend ist es erwünscht, dass der obere Drehkörper wenig Raum in Anspruch nimmt.
In dem Drehkörper sind ein Motor und Abgasnachbehandlungskomponenten angeordnet. Die Abgasnachbehandlungskomponenten haben üblicherweise ein hohes Gewicht, so dass sie an einer Stützanordnung gestützt sind und nicht direkt an dem Motor. Solche Stützanordnungen sind zum Beispiel aus der US 2014/0348716 A1 oder der US 2013/0343853 A1 bekannt. Die darin beschriebenen Abgasnachbehandlungskomponenten sind ein Dieselpartikelfilter (DPF) und ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) sowie eine Komponente für selektive katalytische Reduktion (SCR). DE 11 2011 100 075 T5 , WO 2014/ 168 079 A1 und DE 11 2012 2012 002 667 T5 offenbaren jeweils zwei Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, welche parallel zu einander und seitlich zueinander versetzt angeordnet sind. JP 2014-224 428 A beschreibt zwei Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, welche parallel zu einander und übereinander angeordnet sind.
Arbeitsfahrzeuge, insbesondere Mobilbagger, haben oft die Anforderung, dass der obere Drehkörper eine kleine Abmessung in einer rückwärtigen Richtung hat, so dass der obere Drehkörper in Umgebungen mit wenig verfügbarem Raum gedreht werden kann. Dennoch müssen die Abgasnachbehandlungskomponenten sowie der Motor in dem oberen Drehkörper untergebracht werden.
Dementsprechend war es das technische Problem, eine Anordnung der Abgasnachbehandlungsanordnung bereitzustellen, die in einer rückwärtigen Richtung wenig Raum benötigt.
Die Aufgabe wird durch die Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 1, die Motoranordnung nach Anspruch 10 und das Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 12 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Bei einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Abgasnachbehandlungsanordnung für ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere einen Mobilbagger, die eine erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Abgas von einem Motor, eine zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Abgas von dem Motor und eine Stützanordnung umfasst. Die Stützanordnung umfasst eine Stützplatte, welche die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung abstützt. Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet. Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist unter der Stützplatte angeordnet. Ferner ist vorgesehen, dass sich die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung in einer ersten Längsrichtung erstreckt und dass sich die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung in einer zweiten Längsrichtung erstreckt, wobei die erste Längsrichtung senkrecht zu der zweiten Längsrichtung ist.
Die Abgasnachbehandlungsanordnung kann in einem Motorraum angebracht sein, der an einem Rahmen eines Arbeitsfahrzeugs angeordnet ist, wie zum Beispiel einem Drehkörper eines Baggers. Insbesondere kann die Abgasnachbehandlungsanordnung für einen Mobilbagger genutzt werden. Die erste und zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtungen sind zum Behandeln von Abgas von ihrem Motor vorgesehen, das heißt, unerwünschte Substanzen in dem Abgas werden reduziert oder beseitigt durch die erste und zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung. Zum Beispiel kann die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) oder ein Dieselpartikelfilter (DPF) sein. Die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion (SCR). Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung können eine rohrähnliche Form haben, insbesondere einen Körper, der eine zylindrische Form hat. Weiter vorzugsweise erstreckt sich diese rohrähnliche oder zylindrische Form oder Körper in einer Längsrichtung oder Achse.
Die Stützanordnung stützt die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und eine zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung ab. Insbesondere sind die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung nur durch die Stützanordnung abgestützt. Die Stützanordnung kann an einem Basisrahmen des Arbeitsfahrzeugs angebracht sein. Die Stützanordnung ist ausgebildet, so dass sie wenigstens das Gewicht von beiden der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung tragen kann.
Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet. Insbesondere ist eine untere Kante der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung höher als eine obere Kante der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet. Insbesondere überlappt die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung in einer Draufsicht. Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung können in einer vertikalen Richtung der Abgasnachbehandlungsanordnung versetzt angeordnet sein. Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet sein.
Da die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung nicht auf derselben Ebene wie die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet ist, können diese Komponenten kompakter an einem Arbeitsfahrzeug untergebracht sein, insbesondere in einer Breitenrichtung des Arbeitsfahrzeugs, zum Beispiel in einem oberen Drehkörper eines Baggers. Dementsprechend kann die Abmessung in einer rückwärtigen Richtung des Arbeitsfahrzeugs, insbesondere der Motorraum, reduziert werden, so dass das Arbeitsfahrzeug in einer rückwärtigen Richtung eine reduzierte Größe haben kann. In anderen Worten kann eine Reduktion des Überhangs, zum Beispiel eine Reduktion des Heckschwenkradius eines Baggers, erreicht werden.
Die Stützplatte kann ein plattenförmiges Element sein, auf welchem unterschiedliche Komponenten, wie zum Beispiel Vorsprünge, Stützelemente oder Klemmen, angebracht sein können. Zusätzlich können an der Stützplatte Öffnungen, Aussparungen oder Ausschnitte vorgesehen sein. Die Stützplatte kann ausgebildet sein, so dass sie das Gewicht der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung, der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder des Verbindungsrohrs tragen kann.
Es ist bevorzugt, dass die Abgasnachbehandlungsanordnung ein Verbindungsrohr umfasst, das die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung verbindet, und wobei vorzugsweise die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung unter dem Verbindungsrohr angeordnet ist.
Das Verbindungsrohr kann eine Komponente zum Hinzufügen von Fluiden zu dem durchströmenden Abgas umfassen. Zum Beispiel kann eine an oder in dem Verbindungsrohr angeordnete Einspritzvorrichtung wässrige Harnstofflösung, auch als AdBlue^® oder Dieselabgasfluid (DEF) bekannt, hinzufügen. Das Verbindungsrohr kann auch Mischrohr bezeichnet werden, da es ausgebildet ist, das hinzugefügte Fluid mit dem von dem Motor ausgestoßenen Abgas zu mischen.
Vorzugsweise sind das Verbindungsrohr und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung auf derselben Ebene in einer vertikalen Richtung der Abgasnachbehandlungsanordnung angeordnet. Das Verbindungsrohr kann in einer Draufsicht die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung überlappen. Insbesondere ist eine untere Kante des Verbindungsrohrs auf derselben Ebene wie die untere Kante der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet, wobei diese unteren Kanten über der oberen Kante der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet sind.
Die erste Längsrichtung kann parallel zu der axialen Richtung der rohrförmigen ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung sein. Die zweite Längsrichtung kann parallel zu der Axialrichtung der rohrförmigen zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung sein. Die erste und/oder zweite Längsrichtung kann senkrecht zu der vertikalen Richtung der Abgasnachbehandlungsanordnung sein. Die zweite Längsrichtung kann senkrecht zu einer Vor-Zurück-Richtung des Arbeitsfahrzeugs sein. In anderen Worten kann die zweite Längsrichtung parallel zu der Breitenrichtung des Arbeitsfahrzeugs sein.
Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung sind die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (im Wesentlichen) senkrecht zueinander angeordnet. Diese Anordnung in Kombination mit dem seitlichen Versatz in der Höhenrichtung lässt es zu, die Abgasnachbehandlungsvorrichtungen in einer kompakten Weise anzuordnen, so dass weniger Raum benötigt wird, um die erste und zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung unterzubringen. Insbesondere kann die Erstreckung in einer rückwärtigen Richtung des Arbeitsfahrzeugs reduziert werden.
Es ist bevorzugt, dass sich das Verbindungsrohr in einer dritten Längsrichtung erstreckt, wobei vorzugsweise die erste Längsrichtung (im Wesentlichen) senkrecht zu der dritten Längsrichtung ist.
Das Verbindungsrohr kann auch rohrförmig sein, so dass sich die dritte Längsrichtung in der axialen Richtung des Verbindungsrohrs erstrecken kann. Das Verbindungsrohr kann auch senkrecht zu der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet sein. Dementsprechend sind die Längsrichtung des Verbindungsrohrs und der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung vorzugsweise (im Wesentlichen) parallel zueinander angeordnet. Die dritte Längsrichtung kann senkrecht zu der vertikalen Richtung der Abgasnachbehandlungsanordnung sein.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung und das Verbindungsrohr nebeneinander angeordnet. Vorzugsweise sind sie nebeneinander in einer horizontalen Richtung angeordnet. Insbesondere sind die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung und das Verbindungsrohr ungefähr in derselben Höhe in der vertikalen Richtung angeordnet und erstrecken sich in dieselbe Richtung. Vorzugsweise sind die Längsrichtungen des Verbindungsrohrs und der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung (im Wesentlichen) parallel zu der horizontalen Richtung.
Es ist bevorzugt, dass die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder das Verbindungsrohr über der Stützplatte angeordnet sind.
Die Anordnung der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann dadurch erreicht werden, dass die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung über der Stützplatte und die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung unter der Stützplatte angeordnet wird. Auf diese Weise kann ein Versatz in der vertikalen Richtung erreicht werden.
Es ist bevorzugt, dass die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung an einer Unterseite der Stützplatte befestigt ist, wobei vorzugsweise die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder das Verbindungsrohr an einer Oberseite der Stützplatte befestigt sind.
Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung können mittels Klemmen, die an der Unterseite beziehungsweise der Oberseite fixiert sind, an der Stützplatte befestigt sein. Dazu kann die Stützplatte Öffnungen umfassen, in welche Bolzen zum Fixieren der Klemmen eingeführt werden können. Dennoch ist es bevorzugt, dass Stützelemente an der Stützplatte angeordnet sind, an welcher die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung anliegen. Die Stützelemente können Stützoberflächen haben, die wie die äußere Oberfläche der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung geformt sind. Die Klemmen können die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung gegen die Stützoberflächen drücken, wodurch sie an der Stützplatte fixiert werden.
Das Verbindungsrohr kann ebenfalls unter Nutzung von Klemmen an der Stützplatte fixiert werden. Dennoch ist es möglich, dass das Verbindungsrohr an der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und/oder der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung abgestützt ist. Vorzugsweise sind die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung nur an der Stützplatte befestigt.
Es ist bevorzugt, dass die Abgasnachbehandlungsanordnung ein erstes Verbindungselement, das einen Abgasauslass der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und einen Abgaseinlass des Verbindungsrohrs verbindet, umfasst, wobei vorzugsweise die Stützplatte eine Ausnehmung umfasst, und wobei ferner vorzugsweise das erste Verbindungselement in der Ausnehmung angeordnet ist.
Die Ausnehmung kann die Form einer Öffnung in der Stützplatte haben, oder sie kann ein Ausschnitt in der Stützplatte sein. Die Aussparung kann eine Abmessung in der Ebene der Stützplatte haben, die ausreichend ist, um das erste Verbindungselement unterzubringen, vorzugsweise mit einem Spalt zwischen dem ersten Verbindungselement und der Kante der Stützplatte: Durch das Vorsehen der Ausnehmung kann eine Verbindung zwischen der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und dem Verbindungsrohr hergestellt werden, obwohl die beiden Elemente durch die Stützplatte getrennt werden.
Es ist bevorzugt, dass die Stützanordnung mehrere Säulen umfasst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Säulen an einem Basisrahmen, zum Beispiel an dem Drehrahmen, der eine Abstützung der Stützplatte an dem Basisrahmen bereitstellt, befestigt. Vorzugsweise sind mit der Abgasnachbehandlungsanordnung drei Säulen vorgesehen. Die Säulen können durch Rahmenelemente miteinander verbunden sein. Die Säulen und die Rahmenelemente können ausgebildet sein, so dass sie das Gewicht der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung, der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und des Verbindungsrohrs tragen können. Die Stützplatte kann an den Rahmenelementen und/oder den Säulen fixiert sein. Vorzugsweise erstrecken sich die Säulen in der vertikalen Richtung und weiter vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsebene der Stützplatte.
Bei einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Motoranordnung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10.
Die Motoranordnung kann eine, manche oder alle der bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile umfassen, die oben beschrieben sind. Die Abtriebswelle, insbesondere die Achse der Abtriebswelle, und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung können (im Wesentlichen) parallel zueinander angeordnet sein.
Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung erstreckt sich in einer ersten Längsrichtung, wobei vorzugsweise die erste Längsrichtung (im Wesentlichen) senkrecht zu der Abtriebswelle ist. Dadurch wird wenig Raum benötigt, um die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung in dem oberen Drehkörper unterzubringen. Insbesondere wird in der rückwärtigen Richtung des Arbeitsfahrzeugs wenig Raum benötigt. In anderen Worten kann eine Reduktion des Heckschwenkradius erreicht werden.
Es ist ferner vorgesehen, dass die Motoranordnung ein Motorzusatzgerät umfasst, das durch den Motor angetrieben wird, wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung über dem Motorzusatzgerät angeordnet ist.
Das Motorzusatzgerät kann eine beliebige Komponente sein, die durch den Motor angetrieben wird, um zu funktionieren. Insbesondere wird das Motorzusatzgerät durch die Abtriebswelle des Motors angetrieben. Das Motorzusatzgerät kann eine Pumpe zum Bereitstellen von Hydraulikfluid oder ein Generator zum Erzeugen elektrischer Energie sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Motorzusatzgerät angeordnet sein, so dass eine obere Kante des Motorzusatzgeräts tiefer als eine obere Kante des Motors vorgesehen ist. Demnach ist über dem Motorzusatzgerät Raum verfügbar. In diesem Raum ist vorzugsweise die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet. Demnach wird der verfügbare Raum in dem Motorraum durch diese bevorzugte Anordnung effizient genutzt.
Es ist bevorzugt, dass die Motoranordnung ein zweites Verbindungselement umfasst, das einen Abgasauslass des Motors mit einem Abgaseinlass der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung verbindet, wobei vorzugsweise das zweite Verbindungselement einen Balg und/oder ein Rohr umfasst.
Das zweite Verbindungselement kann aus nur einem Rohr oder Balg bestehen, obwohl es bevorzugt ist, dass das zweite Verbindungselement wenigstens ein Rohr und wenigstens einen Balg umfasst. Das zweite Verbindungselement stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Abgasauslass des Motors und dem Abgaseinlass der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung bereit. Das zweite Verbindungselement kann sich hauptsächlich in einer zu der zweiten Längsrichtung oder der Abtriebswelle des Motors parallelen Richtung erstrecken.
Bei einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Arbeitsfahrzeug umfassend die oben beschriebene Abgasnachbehandlungsanordnung oder eine oben beschriebene Motoranordnung. Es ist bevorzugt, dass das Arbeitsfahrzeug eine, manche oder alle der oben beschriebenen Ausführungsformen und/oder Vorteile umfasst. Insbesondere ist das Arbeitsfahrzeug ein Mobilbagger. Dennoch kann das Arbeitsfahrzeug auch ein Raupenbagger oder eine Erdbaumaschine sein.
Die Abgasnachbehandlungsanordnung und die Motoranordnung haben eine Ausbildung, welche eine Anordnung der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung, der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und des Verbindungsrohrs zulässt, die wenig Raum benötigt. Demnach kann das Arbeitsfahrzeug in einer rückwärtigen Richtung des Drehkörpers weniger Raum benötigen, so dass der Drehkörper in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung kurz konstruiert werden kann.
1 ist eine perspektivische Ansicht von der Rückseite eines Mobilbaggers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht von der Vorderseite des Radladers nach 1.
3a, 3b zeigen perspektivische Seitenansichten einer Motoranordnung des Mobilbaggers aus 1 und 2.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Abgasnachbehandlungsanordnung der Motoranordnung aus 3a, 3b.
5 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung, einer zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung und eines Verbindungsrohrs der Abgasnachbehandlungsanordnung aus 4.
6a, 6b zeigen Vorder- und Rückseitenansichten der Motoranordnung aus 3a und 3b.
7 zeigt eine Draufsicht der Motoranordnung aus 3a, 3b.
8 zeigt eine Draufsicht der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung, der zweiten Nachbehandlungsvorrichtung und des Verbindungsrohrs aus 5.
1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten des Mobilbaggers nach einer Ausführungsform der Erfindung. 3a und 3b zeigen perspektivische Ansichten der Motoranordnung, wobei die anderen Teile des Mobilbaggers weggelassen wurden. 4 zeigt die Abgasnachbehandlungsanordnung, in welcher der Motor und andere Teile weggelassen wurden. 5 zeigt die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung und das Verbindungsrohr, wobei andere Teile weggelassen wurden.
In der folgenden Erklärung bezeichnet „Vorderseite” die Vorderseite des Arbeitsfahrzeugs und „Rückseite” bezeichnet die Rückseite des Arbeitsfahrzeugs. „Links” und „Rechts” bezeichnen die linke beziehungsweise rechte Seite des Arbeitsfahrzeugs bei Zuwendung zu der Vorderseite des Arbeitsfahrzeugs.
Ein in 1 und 2 gezeigtes Arbeitsfahrzeug 10 ist ein Mobilbagger und weist einen Drehkörper 12, ein Arbeitswerkzeug 14, eine Kabine 16, einen Unterwagen 18, Vorderräder 20, Hinterräder 22 und Arbeitsanbaugeräte 24 auf.
Die Vorderräder 20 und die Hinterräder 22 sind bewegbar an dem Unterwagen 18 angeordnet. Die Vorderräder 20 und/oder die Hinterräder 22 werden durch einen an dem Arbeitsfahrzeug 10 angeordneten Motor 52 angetrieben. Durch das Antreiben der Vorderräder 20 und/oder der Hinterräder 22 wird das Arbeitsfahrzeug 10 zum Fahren beschleunigt.
Der Drehkörper 12 ist drehbar an dem Unterwagen 18 angeordnet, so dass der Drehkörper 12 bezüglich dem Unterwagen 18 drehen kann. Mehrere Komponenten des Arbeitsfahrzeugs 10, wie zum Beispiel eine Motoranordnung 50, die den Motor 52 aufweist, ein Motorzusatzgerät 54 und dergleichen sind an dem Drehkörper 12 angebracht. Die Motoranordnung 50 und das Motorzusatzgerät 54 sind in einem Motorraum untergebracht. Der Motorraum ist an einem rückwärtigen Bereich des Drehkörpers 12 angeordnet und ist durch eine Abdeckung 79 abgedeckt. Die Kabine 16 ist ebenfalls an dem Drehkörper 12 angeordnet, und zwar an einer vorderen linken Seite davon.
Das Arbeitswerkzeug 14 ist an einer Vorderseite des Drehkörpers 12 befestigt. Das Arbeitswerkzeug 14 weist einen Ausleger 26, einen Stiel 28 und einen Löffel auf, welcher in den Figuren nicht gezeigt ist. Der Ausleger 26 kann sich bezüglich des Drehkörpers 12 drehen, der Stiel 28 kann sich bezüglich des Auslegers 26 drehen, und der Löffel kann sich bezüglich des Stiels 28 drehen. Die Bewegung des Auslegers 26, des Stiels 28 und des Löffels 30 wird jeweils durch einen Auslegerhydraulikzylinder 30, einen Stielhydraulikzylinder 32 und einen Löffelhydraulikzylinder 34 angetrieben. Das Hydraulikfluid zum Bewegen der Hydraulikzylinder 30, 32, 34 wird durch die Hydraulikpumpe bereitgestellt.
Die Arbeitsanbaugeräte 24 sind bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform durch ein vorderes Schild 36, eine erste hintere Pratze 38 und eine zweite hintere Pratze 40 gebildet. Die Arbeitsanbaugeräte 24 sind an dem Unterwagen 18 befestigt und dazu beweglich angeordnet. Durch das Vorsehen von Hydraulikzylindern, die in den Figuren nicht sichtbar sind, können das vordere Schild 36, die erste hintere Pratze 38 und die zweite hintere Pratze 40 mittels der Hydraulikzylinder bezüglich des Unterwagens 18 abgesenkt und angehoben werden. Die Hydraulikzylinder werden durch Hydraulikfluid angetrieben, das durch die in dem Drehkörper 12 angeordnete Hydraulikpumpe bereitgestellt wird.
Die Motoranordnung 50 umfasst den Motor 52, ein Motorzusatzgerät 54 und eine Abgasnachbehandlungsanordnung 56.
Der Motor 52 ist ein Verbrennungsmotor und stellt die Energie zum Antreiben des Arbeitsfahrzeugs 10 bereit. Der Motor 52 ist an einem Basisrahmen des Drehkörpers 12 angebracht; der Basisrahmen ist in 3a bis 8 nicht gezeigt. Der Motor 52 hat eine Abtriebswelle, die in den Figuren ebenfalls nicht sichtbar ist. Das Motorzusatzgerät 54 ist an dem Motor 52 befestigt. Die Abtriebswelle des Motors 52 treibt das Motorzusatzgerät 54 an. Eine Achse der Abtriebswelle ist senkrecht zu der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Arbeitsfahrzeugs 10 angeordnet. Dennoch kann die Achse der Abtriebswelle auch anders angeordnet sein, zum Beispiel parallel zu der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Arbeitsfahrzeugs 10. Das Motorzusatzgerät 54 ist eine Hydraulikpumpe zum Bereitstellen von Hydraulikfluid für das Arbeitsfahrzeug 10.
Die Abgasnachbehandlungsanordnung 56 ist an dem Basisrahmen des Drehkörpers 12 befestigt. Die Abgasnachbehandlungsanordnung 56 umgibt den Motor 52 und das Motorzusatzgerät 54. Das Motorzusatzgerät 54 ist an einem unteren Teil des Motors 52 befestigt, so dass eine obere Kante des Motorzusatzgeräts 54 unter einer oberen Kante des Motors 52 angeordnet ist, wobei ein Raum bereitgestellt wird, der durch den Motor 52 und das Motorzusatzgerät 54 begrenzt wird.
Die Abgasnachbehandlungsanordnung 56, wie insbesondere in 4 zu sehen, umfasst eine erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58, eine zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60, ein Verbindungsrohr 62 und eine Stützanordnung 64. Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 ist ein Dieseloxidationskatalysator (DOC), der die Oxidation mehrerer von dem Motor 52 ausgestoßener Abgase fördert. Zum Beispiel oxidiert der DOC Kohlenstoffmonoxid (CO) zu Kohlenstoffdioxid (CO₂), Kohlenwasserstoffen und organischen Teilen von Dieselpartikeln (SOF). Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 hat einen rohrförmigen oder zylindrischen Körper, der sich in einer ersten Längsrichtung erstreckt.
Ein erster Abgaseinlass 66 ist an einer unteren Seite der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 angeordnet. Der erste Abgaseinlass 66 ist, wie in 6 sichtbar, mit einem zweiten Verbindungselement 68 verbunden. Ein erster Abgasauslass 70 ist an einer oberen Seite der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 angeordnet. Der erste Abgasauslass 70 ist mit einem ersten Verbindungselement 72 verbunden. Abgas von dem Motor 52 tritt durch den ersten Abgaseinlass 66 in die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 ein und verlässt die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 durch den ersten Abgasauslass 70.
Die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 ist eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), die zur Reduktion von Stickoxiden (NOx) in dem von dem Motor 52 kommenden Abgas vorgesehen ist. Die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 hat einen rohrförmigen oder zylindrischen Körper und erstreckt sich in einer zweiten Längsrichtung, welche senkrecht ist zu der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Arbeitsfahrzeugs 10.
Die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 umfasst einen zweiten Abgaseinlass 74 und einen zweiten Abgasauslass 76. Der zweite Abgaseinlass 74 ist an einer Seite der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 angeordnet, die dem Verbindungsrohr 62 zugewandt ist. Der zweite Abgaseinlass 74 ist mit dem Verbindungsrohr 62 verbunden. Der zweite Abgasauslass 76 ist an der Oberseite der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 angeordnet und mit einem Auspuff 78 verbunden. Der Auspuff 78 steht von der Abdeckung 79 des Motorraums hervor.
Das Verbindungsrohr 62 hat einen rohrförmigen Körper, welcher auf der nachgelagerten Seite des Verbindungsrohrs 62 gebogen ist. Das gebogene Ende des Verbindungsrohrs 62 ist mit dem zweiten Abgaseinlass 74 verbunden. Das andere Ende des Verbindungsrohrs 62 ist mit dem ersten Verbindungselement 72 verbunden. Der gerade Teil des Verbindungsrohrs 62 definiert eine dritte Längsrichtung.
Das Verbindungsrohr 62 umfasst einen dritten Abgaseinlass 80, um mit dem ersten Verbindungselement 72 verbunden zu werden. Der dritte Abgaseinlass 80 hat eine Öffnung, die senkrecht zu der dritten Längsrichtung des Verbindungsrohrs 62 ist. Das Verbindungsrohr 62 ist mit einer Einspritzvorrichtung 82 zum Einspritzen von wässriger Harnstofflösung verbunden. Das Verbindungsrohr 62 ist ausgebildet, die wässrige Harnstofflösung mit dem durchströmenden Abgas zu mischen.
Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 ist unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 und dem Verbindungsrohr 62 angeordnet. Die erste Längsrichtung der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 ist senkrecht zu der zweiten Längsrichtung der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 und der dritten Längsrichtung des Verbindungsrohrs 62. Wie in 8 gezeigt, überlappt die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 in einer Draufsicht. Insbesondere steht in einer Draufsicht die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 nicht über die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 in einer Breitenrichtung des Arbeitsfahrzeugs 10 (in 8 nach unten) hervor. Die erste, zweite und dritte Längsrichtungen sind jeweils senkrecht zu der vertikalen Richtung der Abgasnachbehandlungsanordnung 56 und der Motoranordnung 50.
Die Stützanordnung 64 umfasst eine Stützplatte 84, drei Säulen 86 und Rahmenelemente 88. Die Säulen 86 sind mittels Befestigungsplatten 90 an einem Basisrahmen angebracht. Die Befestigungsplatten 90 sind jeweils an den Säulen 86 fixiert und umfassen Löcher 92 zum Einführen von Schrauben oder Bolzen, mit welchen die Stützanordnung 64 an dem Basisrahmen des Drehkörpers 12 angebracht ist. Die Säulen 86 sind längliche Elemente, die ausgebildet sind, das Gewicht der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58, der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 und des Verbindungsrohrs 62 zu stützen. Die Säulen 86 sind mit den Rahmenelementen 88 verbunden. Die Rahmenelemente 88 stellen einen Stützrahmen bereit, an welchem die Säulen 86 angebracht sind.
Die Stützplatte 84 ist an den Rahmenelementen 88 angebracht. Die Stützplatte 84 ist ein plattenförmiges Element, an welchem Stützelemente 94 befestigt sind. Des Weiteren ist die Stützplatte 84 mit einer Ausnehmung versehen, in welcher das erste Verbindungselement 72 angeordnet ist. Die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 ist unter Nutzung von Stützelementen 90 an einer Oberseite der Stützplatte 84 angebracht. Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 ist unter Nutzung der Stützelemente 94 an einer Unterseite der Stützplatte 84 angebracht. Die Stützelemente 94 haben eine konkave Stützoberfläche, die bezüglich des rohrförmigen Körpers der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 oder der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 geformt ist. Die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 ist an der Stützplatte 84 mittels Klemmen 96 und der Stützelemente 94 fixiert. Die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 ist an der Stützplatte 84 mittels der Stützelemente 94 und der Klemmen 96 fixiert. Die Klemmen 96 sind an den Stützelementen 94 mittels Schrauben fixiert.
Das zweite Verbindungselement 68 verbindet einen Motorabgasauslass 98 des Motors 52 mit dem ersten Abgaseinlass 66. Das zweite Verbindungselement 68 umfasst Bälge 100 und Rohre 102. Das Vorsehen der Bälge 100 erleichtert eine Vibrationsisolation zwischen dem Motor 52 und der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58.
Die Abtriebswelle des Motors 52 ist parallel zu der zweiten Längsrichtung der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 und der dritten Längsrichtung der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 und der dritten Längsrichtung des Verbindungselements 62 angeordnet. Die Abtriebswelle ist senkrecht zu der ersten Längsrichtung der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58 angeordnet.
Der Motor 52 oxidiert Treibstoff und erzeugt dabei Abgas. Abgas verlässt den Motor 52 an dem Motorabgasauslass 98. Das Abgas strömt durch das zweite Verbindungselement 68 zu dem ersten Abgaseinlass 66 der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung 58. Das Abgas strömt von dem ersten Abgaseinlass 66 zu dem ersten Abgasauslass 70 durch das erste Verbindungselement 72 zu dem Verbindungsrohr 62. Dort spritzt die Einspritzvorrichtung 82 wässrige Harnstofflösung zu dem Abgas ein und mischt beide Fluide. Die Mischung tritt bei dem zweite Abgaseinlass 74 in die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 ein, strömt durch die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung 60 zu dem zweiten Abgasauslass 76. Von dort strömt das Abgas durch den Auspuff 78 in die Umwelt.
Bezugszeichenliste

10: Arbeitsfahrzeug
12: Drehkörper
14: Arbeitswerkzeug
16: Kabine
18: Unterwagen
20: Vorderrad
22: Hinterrad
24: Arbeitsanbaugerät
26: Ausleger
28: Stiel
30: Auslegerhydraulikzylinder
32: Stielhydraulikzylinder
34: Löffelhydraulikzylinder
36: vorderes Schild
38: erste hintere Pratze
40: zweite hintere Pratze
50: Motoranordnung
52: Motor
54: Motorzusatzgerät
56: Abgasnachbehandlungsanordnung
58: erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung
60: zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung
62: Verbindungsrohr
64: Stützanordnung
66: erster Abgaseinlass
68: zweites Verbindungselement
70: erster Abgasauslass
72: erstes Verbindungselement
74: zweiter Abgaseinlass
76: zweiter Abgasauslass
78: Auspuff
79: Abdeckung
80: dritter Abgaseinlass
82: Einspritzvorrichtung
84: Stützplatte
86: Säule
88: Rahmenelement
90: Befestigungsplatte
92: Loch
94: Stützelement
96: Klemme
98: Motorabgasauslass
100: Balg
102: Rohr

Claims

Abgasnachbehandlungsanordnung für ein Arbeitsfahrzeug (10) umfassend eine erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) zum Behandeln von Abgas von einem Motor (52), eine zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) zum Behandeln von Abgas von dem Motor (52), und eine Stützanordnung (64) umfassend eine Stützplatte (84), wobei die Stützplatte (84) die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) abstützt, wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) angeordnet ist, wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) unter der Stützplatte (84) angeordnet ist, wobei sich die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) in einer ersten Längsrichtung erstreckt und wobei sich die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) in einer zweiten Längsrichtung erstreckt, wobei die erste Längsrichtung senkrecht zu der zweiten Längsrichtung ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Verbindungsrohr (62), das die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) verbindet, wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) unter dem Verbindungsrohr (62) angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verbindungsrohr (62) in einer dritten Längsrichtung erstreckt, wobei die erste Längsrichtung senkrecht zu der dritten Längsrichtung ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) und das Verbindungsrohr (62) nebeneinander in einer horizontalen Richtung angeordnet sind.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) und/oder das Verbindungsrohr (62) über der Stützplatte (84) angeordnet sind.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) an einer Unterseite der Stützplatte (84) befestigt ist und dass die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) und/oder das Verbindungsrohr (62) an einer Oberseite der Stützplatte (84) befestigt sind.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch ein erstes Verbindungselement (72), das einen Abgasauslass (70) der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) und einen Abgaseinlass (80) des Verbindungsrohrs (62) verbindet, wobei die Stützplatte (84) eine Ausnehmung umfasst und wobei das erste Verbindungselement (72) in der Ausnehmung angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützanordnung (64) mehrere Säulen (86) umfasst.
Abgasnachbehandlungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) eine Dieseloxidationskatalysatorvorrichtung (DOC) oder eine Dieselpartikelfiltervorrichtung (DPF) ist und/oder dass die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) ist.
Motoranordnung für ein Arbeitsfahrzeug (10) umfassend einen Motor (52), der eine Abtriebswelle aufweist, ein Motorzusatzgerät (54), das durch den Motor (52) angetrieben wird, und eine Abgasnachbehandlungsanordnung (56) umfassend eine erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) zum Behandeln von Abgas von dem Motor (52), eine zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) zum Behandeln von Abgas von dem Motor (52), und eine Stützanordnung (64) umfassend eine Stützplatte (84), wobei die Stützplatte (84) die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) und die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) abstützt, wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) unter der zweiten Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) angeordnet ist, wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) unter der Stützplatte (84) angeordnet ist, wobei sich die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) in einer ersten Längsrichtung erstreckt, wobei sich die zweite Abgasnachbehandlungsvorrichtung (60) in einer zweiten Längsrichtung erstreckt, wobei die Abtriebswelle parallel zu der zweiten Längsrichtung angeordnet ist und wobei die erste Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) über dem Motorzusatzgerät (54) angeordnet ist.
Motoranordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein zweites Verbindungselement (68), das einen Abgasauslass (98) des Motors (52) mit einem Abgaseinlass (66) der ersten Abgasnachbehandlungsvorrichtung (58) verbindet, wobei das zweite Verbindungselement (68) einen Balg (100) und/oder ein Rohr (102) umfasst.
Arbeitsfahrzeug umfassend eine Abgasnachbehandlungsanordnung (56) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder eine Motoranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 11.