用于发动机的排放物清洁模块的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于清洁从内燃发动机输出的排放物的排放物清洁模块(1)。期望的是排放物清洁模块既紧凑又有弹性。排放物清洁模块可以包括一起提供连续流体路径的第一导管(10)、第二导管(20)、第三导管(30)、第一端部联接器(15)和第二端部联接器(25)。第一、第二和第三导管(10、20、30)可以在一端处通过第一支承构件(50)支承并且在相对端处通过第二支承构件(60)支承。第一、第二和第三导管(10、20、30)可以互相平行。支承构件、导管和联接器可以以其相对基本平移运动受限的方式布置。
【专利说明】用于发动机的排放物清洁模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于清洁在燃烧发动机的操作过程中排出的流体的设备。
【背景技术】
[0002]例如燃烧汽油、柴油或生物燃料的IC发动机等发动机输出多种物质，这些物质必须被处理以满足当前和将来的排放法规。最常见的这些物质包括碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、单氮氧化物(NOx)和诸如作为煤烟的组分的碳(C)等颗粒物质。这些物质中的一些可以通过仔细地控制发动机的运行状况来减少，但通常必须在发动机的下游提供排放物清洁模块以处理排气中夹带的至少一些这些物质。用于减少和/或消除排放物中的组分的多种设备是已知的。例如，已知提供一种氧化装置，诸如柴油氧化催化剂，以减少或消除碳氢化合物(HC)和/或一氧化碳(CO)。氧化装置通常包括将这些物质转化为有害程度显著降低的二氧化碳和水的催化剂。作为进一步的例子，排放物清洁模块可以包括过滤装置以限制排气中存在的颗粒输出至大气。过滤装置中收集的煤烟随后必须被移除以保持过滤装置的效率。可以从过滤装置移除煤烟的方法在本领域中是熟知的并且通常可以被称作在升高的温度下发生的再生。另外，已知通过与诸如排气中夹带的氨(NH3)等化学物催化反应转化为双原子氮(N2)和水(H2O)来减少或消除柴油燃烧排放物中的单氮氧化物(NOx)。通常，排气中不存在氨并且因此必须在催化剂上游引入，典型地通过将尿素溶液喷射到排气中，其在足够高的温度下分解为氨。
[0003]通过这些方法，发动机排放物能够被清洁，意味着否则将释放至大气的一定比例的有害物质替代地转化为二氧化碳(CO2)、氮气(N2)和水(H2O)。
[0004]针对该背景，提供一种用于柴油发动机的排放物清洁模块。
【发明内容】
[0005]一种排放物清洁模块可以包括:
[0006]第一和第二支承构件，其每个具有第一、第二和第三开口 ；
[0007]第一导管,其在第一和第二支承构件之间延伸并且具有入口和出口，第一导管与第一开口配准地布置；
[0008]第二导管，其在第一和第二支承构件之间延伸并且具有入口和出口，第二导管与第二开口配准地布置；
[0009]第三导管，其在第一和第二支承构件之间延伸并且具有入口和出口，第三导管与第三开口配准地布置；
[0010]第一端部联接器，其将第一导管的出口流体地连接至第二导管的入口 ；和
[0011]第二端部联接器，其将第二导管的出口流体地连接至第三导管的入口，
[0012]使得在第一导管的入口和第三导管的出口之间提供有连续流体路径，其中，支承构件、导管和联接器以其相对基本平移运动受限制的方式布置。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]现在将参照附图仅通过例子来描述本发明的两种实施方式，在附图中:
[0014]图1示出根据本发明的第一实施方式的排放物清洁模块；
[0015]图2示出附接至图1中所示的排放物清洁模块的部分的安装装置；
[0016]图3示出用于图1中所示的排放物清洁模块的输入壳体；
[0017]图4示出安装在图1的排放物清洁模块中的传感器探针组件；
[0018]图5示出安装在图1的排放物清洁模块中的两个传感器探针组件；
[0019]图6示出根据本发明的第二实施方式的排放物清洁模块；
[0020]图7示出附接至图6中所示的排放物清洁模块的部分的安装装置；
[0021]图8示出图6的排放物清洁模块的安装构件；
[0022]图9示出附接至图6的排放物清洁模块的图8的安装构件的组装元件；
[0023]图10从端视图示出图8的安装构件；
[0024]图11示出图6的排放物清洁模块的两个支承构件；
[0025]图12从下方示出图6的排放物清洁模块，其中，一些部件以虚线示出；
[0026]图13从相反取向示出图6的排放物清洁模块，并且包括隔热材料；
[0027]图14示出当从一端观察时图6的排放物清洁模块；
[0028]图15示出当从下方观察时图6的排放物清洁模块；
[0029]图16示出图6的排放物清洁模块，其中，第一支承构件50在其它部件下方以虚线示出；
[0030]图17从下方示出图6的排放物清洁模块；
[0031]图18示出包括隔热材料的图6的排放物清洁模块的底侧；
[0032]图19示出图6的排放物清洁模块的底侧并且包括缆线导管；
[0033]图20示出图6的排放物清洁模块，其中，一些外部特征被移除；
[0034]图21示出图6的排放物清洁模块；
[0035]图22示出图6的排放物清洁模块的隔热材料的端部；
[0036]图23从一端示出图6的排放物清洁模块；
[0037]图24示出图6的排放物清洁模块的喷射器模块；和
[0038]图25示出经过图6的排放物清洁模块的喷射器模块的横截面。
【具体实施方式】
[0039]在以下说明中将描述排放物清洁模块的两种实施方式并讨论所述排放物清洁模块的部件。应当理解，除非明确陈述，一种实施方式的特征和部件可以与另一实施方式的特征和部件结合。
[0040]另外，某些特征和部件可以存在于排放物清洁模块的多于一种实施方式中。在以下说明中，这些特征和部件可以仅参照单个实施方式被充分地描述，但除非明确陈述，可以充分形成所描述的其它实施方式的部分。进一步，出于清楚的原因，可以参照涉及多于一种实施方式的附图来描述某些部件。
[0041]图1中图示根据本发明的排放物清洁模块1的第一实施方式。
[0042]排放物清洁模块1的第一实施方式可以包括第一导管10、第二导管20、第三导管30和安装装置40。安装装置40在图2中图示，并且可以包括第一支承构件50和第二支承构件60。
[0043]每个支承构件50、60通常可以在平面(分别为第一支承构件平面500和第二支承构件平面600)中延伸，并且可以由例如金属的刚性材料制成。每个支承构件50、60可以具有大致相对的内侧和外侧。第一支承构件50的内侧50a可以面对第二支承构件60的内侧60ao
[0044]每个支承构件50、60可以包括第一、第二和第三开口 51、52、53、61、62、63(图2中清楚示出)。每个开口 51、52、53、61、62、63可以包括在基本上垂直于支承构件50、60通常延伸所在的平面的方向上围绕开口 51、52、53、61、62、63的周边部分地延伸的唇缘51a、52a、53a、61a、62a、63a。每个支承构件50、60还可以包括围绕支承构件50、60的周边至少部分地延伸的向内弯折的唇缘59、69。
[0045]第一、第二和第三导管10、20和30可以是细长的，具有细长轴线，并且可以具有沿着细长轴线基本上恒定的横截面。第一、第二和第三导管10、20和30可以是基本柱形的。
[0046]第一导管10可以包括提供导管的入口的第一端11和提供导管的出口的第二端12。第二导管20可以包括提供导管的出口的第一端21和提供导管的入口的第二端22。第三导管30可以包括提供导管的入口的第一端31和提供导管的出口的第二端(32，附图中未示出)。
[0047]导管10、20、30可以在支承构件50、60之间延伸。导管10、20、30可以是基本上大致平行的。第一、第二和第三导管10、20和30的第一端11、21、31可以分别接收在第一支承构件50的第一、第二和第三开口 51、52和53中，并且可以成形为分别对应于第一支承构件50的第一、第二和第三开口 51、52和53。第一、第二和第三导管10、20和30的第二端12、22、32可以分别接收在第二支承构件60的第一、第二和第三开口 61、62和63中，并且可以成形为分别对应于第二支承构件60的第一、第二和第三开口 61、62和63。通过这种设置，可以限制导管的侧向运动。每个导管10、20、30的细长轴线可以与开口 51、52、53、61、62、63的中心相交，其中，每个导管10、20、30被接收在开口 51、52、53、61、62、63中。
[0048]导管10、20、30均可以具有基本相似的长度。第一导管10可以具有第一直径，第二导管20可以具有第二直径并且第三导管30可以具有第三直径。第二直径可以比第一直径和第三直径小。
[0049]导管10、20、30的第一和第二端11、21、31、12、22、32可以焊接、粘接或以其它方式紧固至支承构件50、60的限定或围绕开口 51、52、53、61、62、63的部分。替代地，导管10、20,30的第一和第二端11、21、31、12、22、32可以抵接支承构件50、60的内侧50a、60a，以便覆在支承构件50、60中的相应开口 51、52、53、61、62、63上面。
[0050]第一、第二和第三导管10、20、30和第一和第二支承构件50、60可以以限制这些部件的相对平移运动的方式相互连接。替代地或另外，第一、第二和第三导管10、20、30和第一和第二支承构件50、60可以以限制一部件相对于另一部件的旋转运动的方式相互连接。
[0051]第一导管10可以经由第一端部联接器15联接至第二导管20，该第一端部联接器15用于将第一导管的出口流体地连接至第二导管的入口。第一端部联接器15可以包括喷射器模块16。第二导管20可以经由第二端部联接器25 (在涉及第一实施方式的图1中未示出，但在涉及第二实施方式的图12中示出)联接至第三导管30，该第二端部联接器25用于将第二导管的出口流体地连接至第三导管的入口。第三导管30可以包括在第三导管30的第一端处的输出壳体35,输出壳体35包括排放物清洁模块出口 33。输出壳体35可以包括挡板。
[0052]安装装置40还可以包括第一支架70和第二支架80。第一支架70和第二支架80中的每个可以包括纵向梁，在每个梁的纵向方向的每端处具有L形横截面，但在端部之间的部分被去除，使得每个梁的纵向方向的中央区域中的横截面包括两个相互垂直且不连接的部分。换句话说，第一支架70和第二支架80中的每个可以包括在中央处具有孔71、81的矩形板，每个矩形板在平行于每个第一支架70和第二支架80的纵向轴线的方向上具有大致90ο的弯折部，使得弯折部与孔71、81相交。在这种弯折构造中，每个L形支架包括竖直部分70a、80a和水平部分70b、80b。
[0053]第一支架70和第二支架80的孔71、81每个可以包括朝向支架中央的宽的孔部分和在宽的孔部分的每侧上的窄的孔部分。
[0054]第一支架70和第二支架80每个可以平行于第一导管10、第二导管20和第三导管30中的每个的细长轴线。第一支架70可以在第一端72处连接至第一支承构件50并且在第二端73处连接至第二支承构件60。类似地，第二支架80可以在第一端82处连接至第一支承构件50并且在第二端83处连接至第二支承构件60。
[0055]第一和第二支架70、80与第一和第二支承构件50、60之间的连接结构可以是独立于第一和第二支架70、80和支承构件50、60或者可以与第一和第二支架70、80和/或支承构件50、60成一体的一个或多个夹子78、88。替代地，连接结构可以是一个或多个独立部件和与第一和第二支架70、80和/或支承构件50、60成一体的特征的组合。连接结构可以包括夹子78、88，夹子78、88可以包括平行于L形支架70、80的竖直部分的第一板、平行于L形支架70、80的水平部分的第二板、以及正交于第一板和第二板的第三板。第一板和第二板每个包括用于固定到与其平行的L形支架70、80的部分的结构。第三板被构造成使得其不延伸至L形支架70、80的L形的内角部，以便提供用于流体从夹子的一侧到夹子的另一侧的通道。这可以避免在L形支架70、80的内表面和夹子的第三板之间形成容腔。
[0056]第一和第二支承构件50、60与第一和第二支架70、80可以一起形成刚性矩形安装装置40，其可以用于将三个导管10、20、30相对于彼此得以保持，同时适应部件相对于彼此的不同扩张和/或收缩的目的。本领域技术人员将理解，支承构件50、60是排放物清洁模块1的必要部分，因为它们每个限定流动通道的一部分并且还用于固定导管10、20、30的相对位置。但是，本领域技术人员还将理解支架对于排放物清洁模块1不是必要的并且主要提供用于将排放物清洁模块安装至与排放物清洁模块一起使用的底盘或发动机。支架还用以增强排放物清洁模块，尽管其为次要的。
[0057]用于扩散从发动机排出的流体的输入壳体4 (如图3中独立于排放物清洁模块可见)可以设置在第一导管10的第一端11处，使得所述流体通入第一导管10的第一部分中。输入壳体4可以包括具有用于接收流体的输入壳体入口 7的通路6。通路6可以包括多个孔8以用作从通路的输出。孔8可以沿着通路6的长度分布，在通路6的输入壳体入口 7附近的孔8更密集，而从通路6的输入壳体入口 7向远处的孔的密集度较小。多个孔的分布用以形成更均匀的流体流。
[0058]用于来自排放物清洁模块1的流体的输出壳体35可以设置在第三导管的第二端32处。输出壳体35可以包括排放物清洁模块出口 33，使得流体可以从排放物清洁模块1释放，可能进入大气。输出壳体35可以包括安装在内部的通路。通路可以用以向出口提供刚性。输出壳体35还可以包括挡板。
[0059]在排放物清洁模块的流体流动路径内，可以定位有柴油氧化催化(D0C)模块、柴油颗粒过滤器(DPF)模块、喷射器模块、混合器模块、选择催化还原(SCR)模块和氨氧化催化(ΑΜ0Χ)模块。
[0060]D0C模块可以位于第一导管10的朝向第一导管10的第一(入口)端11的第一部分中。DPF模块可以位于第一导管10的朝向第一导管10的第二(出口)端12的第二部分中。第一端部联接器15可以提供从第一导管10的第二端12到第二导管20的第二端22的流体流动路径。第一端部联接器15可以包括喷射器模块16。
[0061]混合器模块可以位于第二导管20中。混合器模块可以被构造成将由喷射器模块16喷射的流体与来自第一导管10的流体混合。混合器模块可以包括多个特征部，诸如散置的翅片，其可以使喷射的流体与来自第一导管10的流体均匀混合。第二端部联接器25可以提供从第二导管的第一端到第三导管的第一端的流体流动路径。
[0062]SCR模块可以位于第三导管30的朝向第三导管30的第一端31的第一部分中。SCR模块可以包括用以使在混合器模块中混合的两种流体之间发生化学反应的催化剂表面。ΑΜ0Χ模块可以位于第三导管30的朝向第三导管30的第二端32的第二部分中。ΑΜ0Χ模块可以包括引起从SCR模块输出的产物中的一种或多种的化学反应的催化剂。在一些实施方式中，ΑΜ0Χ模块可能是位于SCR模块的下游端处的SCR模块的子集。
[0063]排放物清洁模块1可以包括用于感测排放物清洁模块1中的一种或多种条件(诸如温度或乂05(量)的一个或多个传感器。传感器可以包括传感器探针组件10a、10b、10c和远程电路。传感器探针组件10a、10b、10c可以包括(a)在传感器探针组件10a、10b、10c的第一端处位于导管10、20、30之一内的传感器探针，和(b)位于传感器探针组件的第二端处用于与远程电路通信的通信设备(即，RF变送器)。以此方式，每个传感器探针组件10a、10b、10c可以透入排放物清洁模块的导管10、20、30，使得传感器探针组件的不必位于待感测的体积内的那些元件可以位于导管10、20、30的外表面上。以此方式，传感器探针组件的感测元件能够远离在导管内侧可能出现的高温定位。
[0064]远程电路可以位于下面更详细描述的组装元件140上。远程电路可以布置在组装元件140上靠近第一或第二支架的孔，并且以斜向于与第一、第二和第三导管的细长轴线平行的线的方式分布。这可以允许增加的空气流动，以便减少对远程电路的损害，这种损害否则可能会由于热造成。同时，支架的环绕孔的区域可以针对对远程电路的潜在机械损害提供一些保护。
[0065]一个传感器探针组件10a(如图4所示)或多个传感器探针组件10b、10c (如图5所示)可以安装在导管10外部的凹座100内。(当然，传感器探针组件可以安装在导管10、20、30、第一端部联接器15、第二端部联接器25、输出壳体35中的任何上或者其它位置)。凹座100的外部轮廓110可以使得落入凹座100中的任何流体将趋于因重力而从凹座100移出。这可能通过当导管处于直立位置时凹座100的外部轮廓110朝向最低点单调递减而实现。通过单调递减，可能意味着凹座100不包括局部低点，而是凹座100包括流体可以在重力下自其流动的单个高点和流体可以在重力下朝其流动的单个低点。在凹座100中可能没有局部低点，其否则可能用作在重力下不会从凹座100逸出的流体的容腔。
[0066]另外，为了保护位于导管10、20、30外部上的传感器探针组件10a、10b、10c的感测特征，传感器探针组件10a、10b、1c可以安装在双O型环结构120、130中，以便限制在凹座100的外部轮廓110的内表面和导管10的外表面之间的区域中的热对流。双O型环结构120、130还可以减小在导管10的外表面和上部隔热材料210 (下面更详细描述)的内表面之间的碎屑收集的可能性。双O型环结构120、130可以具有可压缩结构，以便允许扩张、收缩和公差补偿中的一项或多项。
[0067]在使用中，可以经由输入壳体4向排放物清洁模块I供应流体。流体可以通入第一导管10的第一部分中的DOC模块。在输入壳体4处接收之前，流体压强可以通过背压阀或涡轮废气门来控制。
[0068]DOC模块可以包括诸如钯或钼的一种或多种催化剂。这些材料用作使流体流中存在的碳氢化合物([HC])和一氧化碳(CO)氧化的催化剂，以便产生二氧化碳(CO2)和水(H2O)。催化剂可以以使催化剂材料的表面面积最大化的方式分布，以便增加催化反应中催化剂的效率。
[0069]流体可以从DOC模块流至DPF模块，DPF模块包括意于阻止煤烟形式的碳(C)继续通过的特征。流体中的碳颗粒由此可以捕获在过滤器中。过滤器可以通过已知的再生技术再生。这些技术可以涉及控制流体的温度、流体的压强和流体中的未燃烧燃料的比例中的一种或多种。
[0070]流体可以从DOC模块通入位于第一端部联接器15内的喷射器模块16中。喷射器模块16可以与泵电子槽单元(PETU)相关联或者可以附接至泵电子槽单元(PETU)。泵电子槽单元可以包括用于提供由喷射器喷射的流体的容器的槽。这种流体可以包括尿素或氨。槽可以包括具有第一横截面面积的下方部分和具有第二横截面面积的上方部分。第二横截面面积可以比第一横截面面积小。第一部分和第二部分之间的横截面面积的差可以提供容纳PETU的附加部件的容积。
[0071]PETU还可以包括控制器，其构造为控制由喷射器从槽喷射的流体的体积。控制器可以具有作为输入的例如可以从SCR模块中的传感器导出的温度信息和NOx量的信息。
[0072]流体可以从喷射器模块16通入位于第二导管20中的混合器模块内。混合器模块可以包括用于确保源自第一导管10的流体与源自喷射器模块16的流体良好混合的特征。
[0073]流体可以从喷射器模块16经由第二端部联接器25通入位于第三导管的第一部分中的SCR模块中。SCR模块可以包括一种或多种催化剂，排气和尿素/氨的混合物可以流经催化剂。随着混合物在催化剂的表面上方通过，可以发生将氨和NOxR化为双原子氮(N2)和水(H2O)的反应。
[0074]流体可以从SCR模块通至位于第三导管30的第二部分中的AMOX模块。AMOX模块可以包括氧化催化剂，其可以使离开SCR模块的流体中存在的残余氨反应以产生氮(N2)和水(H2O)。
[0075]流体可以从AMOX模块通至位于第三导管30的第二端32处的排放物清洁模块出□。
[0076]图6至25示出根据本发明的排放物清洁模块I的第二实施方式。相同的附图标记用于指示第一和第二实施方式之间相同的组成部件。针对第二实施方式不再重复相同的组成部件的详细描述，除非通过与第一实施方式比较来描述差别。
[0077]排放物清洁模块1的第二实施方式包括与第一实施方式相同的基本结构。这清楚地从图6(第二实施方式)与图1(第一实施方式)的比较得知。简言之，排放物清洁模块1包括第一导管10、第二导管20、第三导管30和安装装置40。安装装置40在图7中图示并且可以包括附接至排放物清洁模块的第一支承构件50和第二支承构件60的第一支架和第二支架，如图11所示。
[0078]第一支承构件50可以包括第一凸缘56和第二凸缘57。第一凸缘56和第二凸缘57每个可以基本上垂直于第一支承构件平面500。这样，第一凸缘56和第二凸缘57每个可以基本上平行于第一导管10、第二导管20和第三导管30的轴向方向。
[0079]第一凸缘56可以平行于第一 L形支架70的竖直部分70a并且定位成使得第一凸缘56的外面邻近第一支架70的竖直部分70a的内面。一个或多个孔可以设置在第一凸缘56中以与支架70的竖直部分70a中的一个或多个孔对应，以便允许紧固结构将第一凸缘56连接至支架70。
[0080]第二凸缘57可以平行于第二 L形支架80的竖直部分80a并且定位成使得第二凸缘57的外面邻近第二支架80的竖直部分80a的内面。一个或多个孔可以设置在第二凸缘57中以与第二支架80的竖直部分80a中的一个或多个孔对应，以便允许紧固结构将第二凸缘57连接至第二支架80。
[0081]第二支承构件60可以包括第一凸缘66和第二凸缘67。第一凸缘66和第二凸缘67每个可以基本上垂直于第二支承构件平面600。这样，第一凸缘66和第二凸缘67每个可以基本上平行于第一导管10、第二导管20和第三导管30的轴向方向。
[0082]正如第一支承构件，第一凸缘66可以平行于第一 L形支架70的竖直部分70a并且定位成使得第一凸缘66的外面邻近第一支架70的竖直部分70a的内面。一个或多个孔可以设置在第一凸缘66中以与第一支架70的竖直部分70a中的一个或多个孔对应，以便允许紧固结构将第一凸缘66连接至第一支架70。
[0083]第二凸缘67可以平行于第二 L形支架80的竖直部分80a并且定位成使得第二凸缘67的外面邻近第二支架80的竖直部分80a的内面。一个或多个孔可以设置在第二凸缘67中以与第二支架80的竖直部分80a中的一个或多个孔对应，以便允许紧固结构将第二凸缘67连接至第二支架80。
[0084]如上所述，在排放物清洁模块的第一实施方式中，第一支架70的竖直部分70a和水平部分70b在第一端72和第二端73中的每个处通过紧固至竖直部分70a和水平部分70b中的每个的独立夹子78连接(并且类似地，第二支架80的竖直部分80a和水平部分80b在第一端82和第二端83中的每个处通过紧固至竖直部分80a和水平部分80b中的每个的独立夹子88连接)。在排放物清洁模块的第二实施方式中，这种夹子仅在第一支架的第二端73 (和第二支架的第二端83)处使用。
[0085]代替在第一支架70的第一端72处的夹子78，在排放物清洁模块的第二实施方式中，在第一支架70的水平部分70b的第一端72处的延伸部77从水平平面向上弯曲至竖直平面，以便垂直于第一支架70的竖直部分70a。这在图8至10中最清楚地看到。第一支架70的延伸部77的侧面紧邻第一支架70的竖直部分70a的内表面定位。
[0086]类似地，在第二支架80的水平部分80b的第一端82处的延伸部87从水平平面向上弯曲至竖直平面，以便垂直于第二支架80的竖直部分80a。第二支架80的延伸部87的侧面紧邻第二支架80的竖直部分80a的内表面定位。
[0087]组装元件140可以位于第一支架70和第二支架80的孔71、81中的每个内。每个组装元件140可以与每个支架分离但连接至每个支架，以便允许周围气体围绕可以紧固至每个组装元件140的部件自由流动。此外，每个组装元件140本身可以包括一个或多个孔以允许周围气体的自由流动。周围气体的自由流动可以引导热量远离紧固至组装元件140的部件(即，电子元器件)，由此可以增加可靠性。
[0088]排放物清洁模块可以包括外部隔热材料200。图13至15示出包括外部隔热材料200的排放物清洁模块的第二实施方式。隔热材料也可以是第一实施方式的排放物清洁模块的特征，尽管没有附图示出具有隔热材料的第一实施方式的排放物清洁模块。
[0089]排放物清洁模块还可以包括第一隔热托架91和第二隔热托架92，如图12最佳示出。第一隔热托架91可以邻近第一支承构件50定位并且可以焊接至第一支承构件50。第二隔热托架92可以邻近第二支承构件60定位并且可以焊接至第二支承构件60。
[0090]隔热材料200可以包括上部隔热材料210 (图13中最佳所示)、邻近第一支承构件50的第一端隔热材料220 (图13中最佳所示)、邻近第二支承构件60的第二端隔热材料230 (图14中最佳所示)和下部隔热材料240 (图15中最佳所示)。隔热材料200可以达到防护排放物清洁模块I使外部周围温度波动以保存排气中的热能以及防护最接近的外部环境从排放物清洁模块I内散热的双重目的。
[0091 ] 隔热材料200可以被成形为符合排放物清洁模块的直接定位在隔热材料200内的那些部件的主要最外层轮廓(诸如在上部隔热材料210的情况中，第一导管10、第二导管20和第三导管30的面向上的表面)。类似地，下部隔热材料240可以被成形为符合第一、第二和第三导管10、20、30的底侧的主要最外层轮廓。
[0092]第一端隔热材料220可以被成形为符合位于第一支承构件50的外侧上的部件的主要最外层轮廓。第一端隔热材料220可以包括孔225(参照图15)，排放物清洁模块I的输入壳体4的一部分可以经过孔225伸出。
[0093]第二端隔热材料230可以被成形为符合位于第二支承构件60的外侧上的部件的主要最外层轮廓。第二端隔热材料230可以包括孔235，输出壳体35的一部分可以经过孔235伸出。在输出壳体35可以以关于第三导管30的轴线的各种旋转位置附接至第二支承构件60的情况下，孔235可以比图示的实施方式中所示的大。
[0094]上部隔热材料210可以位于第一支承构件50的向内弯折的唇缘59和第二支承构件60的向内弯折的唇缘69内。如图13最佳所示，在上部隔热材料210中可以设有一个或多个凹座211、212，其与在诸如第二导管20外部的正下方的部件中的一个或多个凹座对准。此外，上部隔热材料210的外部特征可以位于第一和第二支承构件50、60的凸缘56、57、66、67外侧并紧邻凸缘56、57、66、67，并且可以焊接至其上。在下部隔热材料240中关于正下方的部件可以设有类似的配合凹座。
[0095]再转向图12，第一隔热托架91可以包括接收部分95a、95b、95c。接收部分95a、95b、95c可以被构造成接收并定位下部隔热材料240的第一边缘，使得下部隔热材料240的第一边缘抵接第一隔热托架91的邻近边缘表面。下部隔热材料240的第一边缘表面可以焊接至第一隔热托架91的抵接边缘表面。
[0096]第二隔热托架92可以定位成使得下部隔热材料240的第二边缘表面抵接第二隔热托架92的邻近边缘表面。下部隔热材料240的第二边缘表面可以焊接至第二隔热托架92的抵接边缘表面。
[0097]如本领域技术人员容易理解的，接收部分95a、95b、95c可以位于第二隔热托架92上，而非第一隔热托架91上。
[0098]排放物清洁模块还可以包括第三隔热托架和第四隔热托架(其均不容易在附图中识别)。第三隔热托架和第四隔热托架可以分别邻近第一和第二支承构件50、60定位并且可以分别焊接至第一和第二支承构件50、60。虽然第一和第二隔热托架91、92可以定位成支承下部隔热材料240，第三和第四隔热托架可以以相应的方式定位成支承上部隔热材料 210。
[0099]如能够在图18中所示，下部隔热材料240可以包括在邻近第一导管10和第二导管30的至少那些最下方特征中的凹座150。缆线槽155可以被构造成接收在凹座150中。当在导管内就位时，缆线槽155可以在一端处紧固至第一支架70并且在另一端处紧固至第二支架80。当未紧固时，缆线槽可以沿着凹座150的轴线运动。
[0100]缆线槽155可以被构造成接收需要从排放物清洁模块的一侧通向相对侧的缆线。通过使缆线槽155能够在凹座内运动，其能够在排放物清洁模块(当安装在机器上时)下方在否则由于空间限制难于接近的容积中通过。
[0101]图20 (为了清楚，下部隔热材料240和第二支架80被移除)和图21示出安装在缆线槽155上的缆线。这些缆线连接至组装元件140上的部件并且连接至通过第一支承构件50安装的传感器探针组件10d。缆线的相对端可以安装至附接到第一支架70的组装元件140上的部件或安装至其它部件。
[0102]隔热材料200可以被成形为以便满足以下的两项标准。首先，为了最大化内部部件(即，第一导管10、第二导管20、第三导管30、第一端部联接器15、第二端部联接器15、输入壳体4、输出壳体35)的外表面和隔热材料200的内表面之间的间隙中的周围气体体积。其次，为了最小化排放物清洁模块1的总体积。这可以产生最大的隔热与排放物清洁模块尺寸比。
[0103]为此，第二端隔热材料230可以被成形为使得凸缘238可以在第二端隔热材料230的最宽方面处经由成角度特征237而在垂直于支承构件60的最外表面232下方弯折，其中，第二端隔热材料230可以通过凸缘238焊接至第二支承构件60。这在图22中清楚地示出。如果凸缘未在最外表面232下方弯折，那么第二支承构件60将需要更大，以便提供凸缘238可以焊接在其上的足够表面。
[0104]出于相同的原因，以类似的方式，第一端隔热材料220可以具有与第二端隔热材料230相应的在下方弯折的凸缘形状。
[0105]图24和25中示出在原位的喷射器模块16。喷射器模块16可以通过互相对准的凸台的布置安装至第二支承构件60，紧固构件可以通过互相对准的凸台。紧固构件可以通过喷射器模块16上的凸台通入紧固至第一端部联接器15的托架中的接收部分。
[0106]存在对图示的实施方式的许多可能的变型，其落入所附权利要求的范围内。事实上，由于排放物清洁模块1可以用于多种应用，可以设想变形。例如，排放物清洁模块1可以用于多种机器。因此，其可以以关于发动机的多种取向定位，废气自发动机流入排放物清洁模块装置。
[0107]变形的一个例子是输入壳体4和输出壳体35分别关于第一导管10和第三导管30的轴线的角度。
[0108]还设想到可以在不要求替代部件的情况下实现许多变形。例如，不必生产不同的输入壳体或输出壳体以便根据具体应用将其以不同的角度附接。
[0109]虽然图不的实施方式不出具有径向的输入壳体入口 7的输入壳体4和具有轴向的出口 33的输出壳体35，对于一些应用，可以期望的是具有带轴向的入口的输入壳体和/或带径向的出口的输出壳体。这能够通过选择替代的输入/输出壳体(即，径向和轴向)来实现，因为替代的输入/输出壳体包括用于扩散废气的挡板。当然，其它变形是可能的。可以期望且合适的是，具有带入口 /出口的输入壳体和/或输出壳体，入口 /出口具有径向部件和轴向部件。替代地，可以具有共线的入口/出口或线性偏置的入口/出口。
[0110]以此方式，在不增加总的零件数的情况下能够实现对【具体实施方式】的排放物清洁模块上的许多变形。此外，标准特征能够以较大数量制造并且以不同方式简单组装，以实现最终产品的变形。
[0111]工业实用性
[0112]在使用中，排放物清洁模块I可以安装至底盘或类似的外部支承。源自例如柴油燃烧发动机的排放流体源的导管可以连接至输入壳体4的输入壳体入口 7。形成排放布置的一部分的外部管件的一段可以连接至输出壳体35的排放物清洁模块出口 33。
[0113]在操作过程中，排放流体可以经由输入壳体入口 7供应至排放物清洁模块I。排放流体接着可以通入第一导管10中的DOC模块。在入口 7处接收之前，排放流体的压强可以通过背压阀来控制。
[0114]DOC模块可以用以使排放流体中存在的碳氢化合物([HC])和一氧化碳(CO)氧化，以产生二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
[0115]排放流体接着可以离开第一导管10通入第一端部联接器15并通入第二导管20。诸如尿素或氨的还原流体可以通过喷射器模块16喷入可以包括混合元件的第二导管20的第二端22。因此，还原流体可以与排放流体流混合。这种混合可以产生喷射的流体在排放流体内的更均匀混合。
[0116]排放流体接着可以离开第二导管20通入第二端部联接器25并通入第三导管30并通入包含在其中的SCR模块。
[0117]随着流体在SCR模块内的催化剂表面上方通过，会发生将氨和NOx转化为双原子氮(N2)和水(H2O)的反应。
[0118]流体接着可以从SCR模块通至AMOX模块，AMOX模块如果存在的话，位于第三导管30中的进一步下游。AMOX模块可以用以使排放流体中存在的任何残余氨反应以产生氮(N2)和水(H2O) ο
[0119]自AMOX模块，流体可以离开输出壳体35并经由出口 33通入外部管件。
[0120]还应当理解，本说明书中所使用的术语竖直和水平是在图示实施方式的背景下。这些术语的使用不应当被认为是排放物清洁模块仅能够以一种(或具体限定的数量)取向使用。而是，排放物清洁模块可以以任意取向使用。竖直和水平由此用作相对术语，而非绝对术语。
【权利要求】
1.一种排放物清洁模块，包括: 第一支承构件和第二支承构件，其每个具有第一开口、第二开口和第三开口 ； 第一导管，其在第一支承构件和第二支承构件之间延伸并且具有入口和出口，第一导管与第一开口配准地布置； 第二导管，其在第一支承构件和第二支承构件之间延伸并且具有入口和出口，第二导管与第二开口配准地布置； 第三导管，其在第一支承构件和第二支承构件之间延伸并且具有入口和出口，第三导管与第三开口配准地布置； 第一端部联接器，其将第一导管的出口流体地连接至第二导管的入口 ；和 第二端部联接器，其将第二导管的出口流体地连接至第三导管的入口， 使得在第一导管的入口和第三导管的出口之间提供有连续流体路径，其中支承构件、导管和联接器以其相对基本平移运动受限制的方式布置。
2.根据权利要求1所述的排放物清洁模块，其中，氧化催化剂、颗粒过滤器、选择催化还原催化剂和氨氧化催化剂中的至少一种设置在流体流动路径中。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的排放物清洁模块，其中，氧化催化剂设置在第一导管中，颗粒过滤器设置在第一导管内位于氧化催化剂的下游。
4.根据前述权利要求中任一项所述的排放物清洁模块，还包括能够操作以将尿素溶液引入第二导管中的喷射装置和设置在第三导管中用于将排气中的氨和NOx转化为N2和H2O的催化剂。
5.根据权利要求4所述的排放物清洁模块，其中，喷射装置是位于第一端部联接器中的喷射器模块。
6.根据权利要求5所述的排放物清洁模块，其中，第二导管包括用于将来自第一导管的排气与通过喷射器模块喷射的排放物流体混合的混合器模块。
7.根据前述权利要求中任一项所述的排放物清洁模块，其中，还提供有入口模块，其与第一导管的入口流体连通地布置并且能够流体地连接至排气供应装置，入口模块能够朝向第一导管的第一端基本上均匀地散布排气。
8.根据权利要求7所述的排放物清洁模块，其中，入口模块包括: 盖，其安装至第一支承构件并且布置为覆在第一开口上面； 大致管状构件，其具有穿孔的侧壁、一个封闭端和一个开口端，大致管状构件延伸穿过盖并且横过第一开口，使得排气能够经过开口端引入并且在进入第一导管之前经过穿孔的侧壁排出。
9.根据前述权利要求中任一项所述的排放物清洁模块，其中，第一支承构件和第二支承构件提供有至少部分地环绕第一开口、第二开口和第三开口的第一唇缘、第二唇缘和第三唇缘，第一导管、第二导管和第三导管的入口和出口附接至唇缘。
10.根据权利要求9所述的排放物清洁模块，其中，第二导管包括外层和内层，外层具有接合环绕第二开口的唇缘的外面的入口端和出口端，内层具有接合环绕第二开口的唇缘的内面的入口端和出口端，外层的入口端和出口端紧固至唇缘并且内层的入口端和出口端中的仅一个紧固至唇缘以允许内层的轴向扩张。
11.根据前述权利要求中任一项所述的排放物清洁模块，其中，第一端部联接器和第二端部联接器每个包括盖，该盖具有由边缘封闭的中空内部，该盖布置为使得边缘与对应的支承构件的一部分结合而密封地接合对应的支承构件和中空内部，诸如以形成用于在对应的入口和出口之间的排气流的通道。
12.根据权利要求11所述的排放物清洁模块，其中，第一端部联接器提供有进入开口、围绕开口至少部分地延伸的唇缘、和设置在开口中并且密封至唇缘的罩。
13.根据权利要求12所述的排放物清洁模块，其中，围绕开口部分地延伸的唇缘相对于开口的轴线向外倾斜，以便限定罩能够落座在其上的表面。
14.一种制造排放物清洁模块组件的方法，该方法包括: 提供根据前述权利要求中任一项所述的排放物清洁模块； 将用于接收多个入口模块之一的入口连接器附接至第一导管的入口，多个入口模块中的每个入口模块能够附接至机器的出口； 将用于接收多个出口模块之一的出口连接器附接至第三导管的出口，多个出口模块中的每个出口模块能够附接至在前面的部件； 提供用于接收多个轨之一的固定装置，多个轨中的每个轨能够安装在机器上。
【文档编号】F01N3/02GK104364487SQ201380030731
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年4月10日 优先权日:2012年4月24日
【发明者】N·尼亚兹 申请人:珀金斯发动机有限公司