用于封闭发动机后处理模块的壳体构件及船舶发动机的制作方法

本实用新型总体上涉及一种发动机，具体地涉及一种用于封闭发动机后处理模块的壳体构件。

背景技术：

小船和轮船等船舶包括用于在水体（例如，运河、河流、海洋等等）上推进船舶的发动机。发动机可以设置在船舶的发动机舱中。发动机包括后处理模块，该后处理模块与发动机的排气连通，用于控制排出至大气中的排气的排放。后处理模块可以连接至各种噪声衰减装置，例如消声器。后处理模块和各种噪声衰减装置被设置在与发动机相邻的发动机舱中。另外，后处理模块相对于发动机的位置通常在各种应用中是固定的。因为由于后处理模块的尺寸大，发动机周围的空间在发动机舱内很封闭，所以难以将排气管与发动机舱内的后处理模块的出口端口联接，从而将排气排出至大气中。此外，由于这种具体的出口端口位置以及在发动机舱内布置排气导管时缺乏灵活性，所以限制了后处理模块与船舶中使用的中速发动机一起被应用。

欧洲专利号2,687,700公开了一种用于内燃机的排气充气和排气处理模块。该排气处理模块具有用于分别在排气充气和排气处理模块中供应和输出排气的终端。终端用于分别在排气充气和排气处理模块中供应空气。排气处理模块还包括多个涡轮机、多个增压器和多个压缩机。涡轮机设置有增压器并且与选择性催化还原（SCR）催化转化器相连接。压缩机也设有增压器。

技术实现要素：

在本实用新型的一个方面，提供了一种用于封闭发动机后处理模块的壳体构件。该壳体构件包括基部构件。壳体构件还包括从基部构件延伸的多个侧部构件。壳体构件包括联接至多个侧部构件的顶部构件。基部构件、多个侧部构件和顶部构件一起配置成限定入口腔室和出口腔室。壳体构件还包括在多个侧部构件中的至少一个上限定的、且配置成用于与入口腔室相连通的入口端口。入口端口联接至发动机的排气导管，以接收通过其中的排气。壳体构件还包括在顶部构件和多个侧部构件中至少一个上限定的多个出口端口。多个出口端口与出口腔室相连通，以将排气从后处理模块排出。所述多个侧部构件包括：

第一侧部构件；

与所述第一侧部构件间隔开的第二侧部构件；

在所述基部构件的前端处的在所述第一侧部构件和所述第二侧部构件之间延伸的前侧部构件；以及

在所述基部构件的后端处的在所述第一侧部构件和所述第二侧部构件之间延伸的后侧部构件。

所述入口端口沿着所述壳体构件的中心轴线在所述前侧部构件上被限定。

所述多个出口端口包括：

沿着第一纵向轴线、在所述前侧部构件上限定的第一前出口端口；以及

沿着第二纵向轴线、在所述前侧部构件上限定的第二前出口端口，

其中，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此间隔开，并且平行于所述中心轴线。

所述多个出口端口包括：

沿着第三纵向轴线、在所述后侧部构件上限定的第一后出口端口；以及

沿着第四纵向轴线、在所述后侧部构件上限定的第二后出口端口，

其中，所述第三纵向轴线和所述第四纵向轴线彼此间隔开，并且平行于所述壳体构件的所述中心轴线。

所述多个出口端口包括在所述顶部构件上限定的顶部出口端口。

所述多个出口端口包括：

沿着第一纵向轴线、分别在所述前侧部构件与所述后侧部构件上限定的第一前出口端口和第一后出口端口；

沿着第二纵向轴线、分别在所述前侧部构件与所述后侧部构件上限定的第二前出口端口和第二后出口端口，其中，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此间隔开，并且平行于所述中心轴线；以及

在所述顶部构件上限定的顶部出口端口。

所述第一前出口端口、所述第一后出口端口、所述第二前出口端口、所述第二后出口端口和所述顶部出口端口中的一个或多个联接至排气管，以将所述排气从所述后处理模块排出。

所述第一前出口端口、所述第一后出口端口、所述第二前出口端口、所述第二后出口端口和所述顶部出口端口中的一个或多个基于发动机舱中用于在其中容纳所述排气管的可用的空间而进行选择。

一种船舶发动机，包括：

排气导管；以及

上述的用于封闭发动机后处理模块的壳体构件的技术方案，所述壳体构件联接至所述排气导管。

在本实用新型的另一方面，提供了一种用于船舶的发动机。该发动机包括排气导管。该发动机包括联接至排气导管并且封闭发动机后处理模块的壳体构件。该壳体构件包括基部构件。壳体构件还包括从基部构件延伸的多个侧部构件。壳体构件包括联接至多个侧部构件的顶部构件。基部构件、多个侧部构件和顶部构件一起配置成用于限定入口腔室和出口腔室。壳体构件还包括在多个侧部构件中的至少一个上限定的、配置成用于与入口腔室相连通的入口端口。入口端口联接至发动机的排气导管，以接收通过其中的排气。壳体构件还包括在顶部构件和多个侧部构件中至少一个上限定的多个出口端口。多个出口端口与出口腔室相连通，以将排气从后处理模块排出。

在本实用新型的又一方面，提供了一种用于封闭发动机的后处理模块的壳体构件。该壳体构件包括基部构件。壳体构件包括从基部构件延伸的多个侧部构件。多个侧部构件包括第一侧部构件。多个侧部构件包括与第一侧部构件间隔开的第二侧部构件。多个侧部构件包括前侧部构件，该前侧部件在位于基部构件的前端处在第一侧部构件与第二侧部构件之间延伸。多个侧部构件还包括后侧部构件，该后侧部件在位于基部构件的后端处在第一侧部构件与第二侧部构件之间延伸。另外，壳体构件包括联接至多个侧部构件的顶部构件。基部构件、多个侧部构件和顶部构件一起配置成用于限定入口腔室和出口腔室。壳体构件还包括在多个侧部构件中的至少一个上限定的、且配置成与入口腔室相连通的入口端口。入口端口联接至发动机的排气导管，以接收通过其中的排气。壳体构件还包括在顶部构件和多个侧部构件中至少一个上限定的多个出口端口。多个出口端口与出口腔室连通，以将排气从后处理模块排出。多个出口端口包括沿第一纵向轴线分别在前侧部构件和后侧部构件上限定的第一前出口端口和第一后出口端口。多个出口端口还包括沿第二纵向轴线分别在前侧部构件和后侧部构件上限定的第二前出口端口和第二后出口端口。第一纵向轴线和第二纵向轴线彼此间隔开。多个出口端口还包括在顶部构件上限定的顶部出口端口。

本实用新型将后处理模块集成在壳体构件内，可以最佳地利用船舶甲板下方的发动机舱中可用的空间，以将后处理模块与排气管连接，用于将排气排出至大气中。此外，各种附件系统和装置也可设置在壳体构件下方，以最佳地利用发动机舱中的空间。

从以下的说明和附图，本实用新型的其他特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的具有壳体构件的发动机的透视图；

图2是根据本实用新型的实施例的、沿图1中的剖面线X-X'所截取的壳体构件的剖视图；

图3是根据本实用新型的实施例的壳体构件的俯视图；

图4是根据本实用新型的实施例的壳体构件的后侧视图；以及

图5是根据本实用新型的另一实施例的发动机的透视图。

具体实施方式

现在将详细地参考具体实施例或特征，其示例在附图中示出。只要可能，所有附图中将使用相应的或类似的附图标记来指代相同或相应的零件。

图1示出了根据本实用新型的实施例的设置在船舶（未示出）内的发动机100的透视图。例如轮船或小船的船舶可以配置成用于在水体（例如海洋、湖泊、运河等等）中进行操作。在示出的实施例中，发动机100设置在船舶的发动机舱104中。在一实施例中，发动机舱104可相应于设置在船舶的甲板部分（未示出）的下方的船体部分。然而，在其他实施例中，发动机舱104可以被设置为邻近船舶的船尾部分（未示出）。发动机100可以配置成用于向设置在船体部分下方的推进器（未示出）提供旋转动力，以在水体中推进船舶。

发动机100可以是由燃料运行的内燃机，例如柴油、汽油、气体燃料或它们的组合。发动机100还可包括以各种配置（例如“V”型配置、直列配置、径向配置或旋转配置）限定的多个汽缸。在各种实施例中，发动机100可被用于为任何机器提供动力，例如公路车辆、非公路机器、推土设备和发电机。另外，发动机100可以用在任何发动机驱动的应用中，例如机车、发电机等等。

发动机100包括用于在其中限定汽缸（未示出）的汽缸体108。发动机100还包括安装在汽缸体108上的汽缸盖110。汽缸盖110可以限定用于接收环境空气的一个或多个进气端口和用于排出来自汽缸的排气的一个或多个排气端口。进气歧管（未示出）可以联接至一个或多个用于接收通过其中的环境空气的进气端口，且排气歧管（未示出）可以联接至一个或多个用于排出通过其中的排气的排气端口。发动机100还包括用于容纳发动机100内的润滑油的油盘112。发动机100还可包括与发动机100相关联设置的各种附件系统，例如燃料供应系统、空气进气系统、冷却系统和涡轮增压器。

参考图1，排气导管114设置成与排气歧管相连通。排气导管114配置成用于接收离开发动机100的排气歧管的排气。在示出的实施例中，排气导管114设置在气缸盖110与船舶的甲板部分之间。在各种实施例中，排气导管114可设置在甲板部分下方的发动机舱104内的任何位置处。排气导管114还包括设置在发动机100的排气歧管附近的第一端117，以及设置在发动机100的排气歧管远端的第二端119。第一端117配置成用于联接至发动机100的排气歧管，用于传送通过其中的排气。排气包含排放化合物，其可包括氮氧化物（NOx）、未燃烧的碳氢化合物、颗粒物质，和/或本领域中已知的其他燃烧产物。

发动机100和附件系统可以设置在甲板部分下方的发动机舱104中可用的空间内。发动机100还包括后处理模块116（在图2中示出）。后处理模块116配置成用于控制由发动机100产生的排气的排放。更具体地，后处理模块116配置成用于捕获收集氮氧化物（NOx）、未燃烧的碳氢化合物、颗粒物质和/或本领域已知的其他燃烧产物。在一实施例中，后处理模块116可包括柴油机颗粒过滤器（DPF）系统和选择性催化还原（SCR）系统。DPF系统可包括柴油机氧化催化剂（DOC）和DPF。DOC可以被用于还原排气中的碳氢化合物和一氧化碳。当排气通过DPF时，包含在排气中的颗粒物质可以被捕获收集在DPF中并被防止排放到大气中。SCR系统可包括柴油机排气流体（DEF）和SCR催化剂。DEF可以被喷射至排气中以与SCR催化剂反应并将氮氧化物转化为氮气和水蒸气。参考图1，壳体构件118配置成用于与排气导管114相连通，用于封闭后处理模块116。壳体构件118连接至发动机100的排气导管114。DPF系统和SCR系统可设置在壳体构件118内。

图2示出了沿图1中的剖面线X-X'所截取的壳体构件118的剖视图。参考图1与图2，壳体构件118适合于设置在发动机100旁边，以最佳地利用甲板部分下方的发动机舱104中可用的空间。在一实施例中，壳体构件118可以被支撑在支撑构件（未示出）上。发动机100的各种附属设备，例如水泵和与冷却系统相关联的部件可以设置在壳体构件118下方。

壳体构件118包括基部构件120和从基部构件120延伸的多个侧部构件124。在一实施例中，侧部构件124可以与基部构件120一体地形成。在另一实施例中，侧部构件124可以单独地联接至基部构件120。侧部构件124包括第一侧部构件126以及与第一侧部构件126间隔开的第二侧部构件128（在图4中示出）。第一侧部构件126从基部构件120的第一端130延伸，且第二侧部构件128从基部构件120的第二端132（在图4中示出）延伸。侧部构件124还包括在第一侧部构件126与第二侧部构件128之间延伸的前侧部构件134。前侧部构件134被设置在基部构件120的前端136。侧部构件124还包括从基部构件120的后端140在第一侧部构件126与第二侧部构件128之间延伸的后侧部构件138（在图2中示出）。

壳体构件118还包括在侧部构件124的顶端144处联接至侧部构件124的顶部构件142。在一实施例中，顶部构件142可以与侧部构件124一体地形成。在另一实施例中，顶部构件142可以单独地联接至侧部构件124。

如图2所示，壳体构件118包括在侧部构件124之间延伸的多个连接壁146。顶部构件142、基部构件120和侧部构件124被一起配置成用于限定入口腔室150和出口腔室152。后处理模块116设置在入口腔室150与出口腔室152之间。在示出的实施例中，入口腔室150被限定为邻近于基部构件120，且出口腔室152被限定为邻近与顶部构件142。出口腔室152配置成用于与入口腔室150相流体连通，以通过后处理模块116接收来自入口腔室150的排气。

壳体构件118还包括沿着壳体构件118的中心轴线CA、邻近于顶部构件142在前侧部构件134上限定的入口端口154。然而，在各种实施例中，入口端口154可以被限定在第二侧部构件128、后侧部构件138和第一侧部构件126中的一个侧部构件上。入口端口154可以由从前侧部构件134延伸的入口管道155来限定。入口管道155被限定为邻近于顶部构件142且联接至排气导管114的第二端119。入口端口154配置成用于接收来自穿过排气导管114的排气。入口端口154还与入口腔室150相连通。因而，由发动机100产生的排气穿过排气导管114，以与设置在入口腔室150与出口腔室152之间的后处理模块116相连通。

图3示出了根据本实用新型的实施例的发动机100的俯视图。壳体构件118还包括在顶部构件142和侧部构件124上限定的多个出口端口156。多个出口端口156与出口腔室152相连通，以将由后处理模块116处理过的排气从发动机100排出至大气中。此外，排气管122可以连接到多个出口端口156中的至少一个，用于将排气排出至大气中。在一实施例中，排气管122可配置用于将排气排至噪声衰减装置，例如消声器，用于降低噪声。

多个出口端口156包括沿着平行于中心轴线CA的第一纵向轴线AA、在前侧部构件134上限定的第一前出口端口158。在示出的实施例中，第一前出口端口158通过从前侧部构件134延伸的第一出口管道159被限定为邻近于第一侧部构件126。在一实施例中，第一前出口端口158可以由通过各种紧固方法（例如焊接、螺栓连接等等）联接至前侧部构件134的外部构件来限定。如图1所示，第一出口管道159可以具有圆形横截面。然而，可以设想的是，第一出口管道159可以具有例如正方形、矩形、多边形或本领域已知的任何其他形状的横截面形状。另外，第一盖构件159A可以可释放地联接至第一出口管道159，用于基于各种应用来关闭第一前出口端口158。

多个出口端口156还包括沿着平行于中心轴线CA的第二纵向轴线BB在前侧部构件134上限定的第二前出口端口160。第二纵向轴线BB与第一纵向轴线AA以距离D1间隔开。在示出的实施例中，第二前出口端口160由第二出口管道161限定成邻近于第二侧部构件128。第二出口管道161可以相应于前侧部构件134沿着第二纵向轴线BB的延伸。在另一实施例中，第二出口管道161可以是通过各种紧固方法（例如焊接、螺栓连接等等）联接至前侧部构件134的外部构件。参考图1与图3，第二前出口端口160可以具有圆形横截面。然而，可以设想的是，第二前出口端口160可以具有例如正方形、矩形、多边形或本领域已知的任何其他形状的横截面形状。另外，第二盖构件161A也可以可释放地联接至第二出口管道161，用于基于各种应用来关闭第二前出口端口160。

图4示出了根据本实用新型的实施例的壳体构件118的后视图。多个出口端口156还包括在顶部构件142上限定的顶部出口端口162。顶部出口端口162沿垂直于中心轴线CA的横向轴线TA被限定。在示出的实施例中，顶部出口端口162由顶部出口管道163来限定。顶部出口管道163可以相应于顶部构件142沿着横向轴线TA的延伸部分。在另一实施例中，顶部出口管道163可以是通过各种紧固方法（例如焊接、螺栓连接等等）联接至顶部构件142的外部构件。另外，参考图3与图4，顶部出口端口162可以具有圆形横截面。然而，可以设想的是，顶部出口端口162可以具有例如正方形、矩形、多边形或本领域已知的任何其他形状的横截面形状。另外，第三盖构件163A（在图5中所示）也可以可释放地联接至顶部出口管道163，用于基于各种应用来关闭顶部出口端口162。

参考图3与图4，多个出口端口156还包括沿着平行于中心轴线CA的第三纵向轴线CC在后侧部构件138上限定的第一后出口端口164。在一实施例中，第三纵向轴线CC可以相应于第一纵向轴线AA。在另一实施例中，还可以在第三纵向轴线‘CC’与第一纵向轴线‘AA’之间限定一偏移。另外，第一后出口端口164由第三出口管道165限定为邻近于第一侧部构件126。第一后出口端口164可以是后侧部构件138的延伸部分。在另一实施例中，第三出口管道165可以是通过各种紧固方法（例如焊接、螺栓连接等）联接至后侧部构件138的外部构件。

如图4所示，第三出口管道165可以具有圆形横截面。然而，可以设想的是，第三出口管道165可以具有例如正方形、矩形、多边形或本领域已知的任何其他形状的横截面形状。另外，第四盖构件165A也可以可释放地联接至第三出口管道165，用于基于各种应用来关闭第一后出口端口164。

参考图3与图4，多个出口端口156还包括沿着平行于中心轴线CA的第四纵向轴线DD在后侧部构件138上限定的第二后出口端口166。在一实施例中，第四纵向轴线DD可以相应于第二纵向轴线BB。在另一实施例中，也可以在第四纵向轴线DD与第二纵向轴线BB之间限定一偏移。第四纵向轴线DD与第三纵向轴线‘CC’以距离D2间隔开。在一实施例中，距离D2可以等于距离D1。

在示出的实施例中，第二后出口端口166由从后侧部构件138沿着第四纵向轴线DD延伸的第四出口管道167限定为邻近于第二侧部构件128。在一可选的实施例中，第二后出口端口166可以由通过各种紧固方法（例如焊接、螺栓连接等等）联接至前侧部构件134的外部构件来限定。如图4所示，第二后出口端口166可以具有圆形横截面。然而，可以设想的是，第二后出口端口166可以具有例如正方形、矩形、多边形或本领域已知的任何其他形状的横截面形状。另外，第五盖构件167A可以可释放地联接至第四出口管道167，用于基于各种应用关闭第二后出口端口166。

具体地，在被后处理模块116处理之后，排气可以从第一前出口端口158、第二前出口端口160、顶部出口端口162、第一后出口端口164和第二后出口端口166中的至少一个排出到大气中。在这种情况下，第一出口管道159、第二出口管道161、顶部出口管道163、第三出口管道165和第四出口管道167中的至少一个可以通过移除相应的盖构件来联接至排气管122。图5示出了根据本实用新型另一实施例的发动机100的透视图。更具体地，被后处理模块116处理过的排气从第一后出口端口164排出至大气中。在示出的实施例中，通过移除第四盖构件165A将第三出口管163与排气管122相联接。可以设想的是，第三出口管163可以经由各种联接方法（诸如焊接、流体联接、紧固等等）联接至排气管122。

第三出口管163经由第一后出口端口164接收来自出口腔室152的排气，用于通过排气管122将排气排出至大气中。另外，排气管122可以通过旋转排气管122以各种取向与顶部出口管道163相联接。在一实施例中，排气管122可以被弯曲以垂直地移动，以离开发动机舱104。在另一实施例中，排气管122可平行于排气导管114延伸以离开发动机舱104。

工业实用性

本实用新型涉及用于与发动机100相关联的后处理模块116的壳体构件118。壳体构件118可以包围与后处理模块116相关联的各种部件，并且经由排气导管114联接至发动机100以与由发动机100产生的排气相连通。壳体构件118包括多个出口端口156，以将排气从后处理模块116排出至大气中。基于各种应用，可以通过移除相应的盖构件使用一个或多个出口端口156将排气排出至大气中。因此，壳体构件118提供了将排气管122与出口腔舱152连接的灵活性。为了说明的目的，参考附图，顶部出口端口162被连接至排气管122，用于将从出口腔舱152接收的排气排出至大气中。在一实施例中，第一前出口端口158、第二前出口端口160、顶部出口端口162、第一后出口端口164和第二后出口端口166中的一个或多个可以基于发动机舱104中的可用的空间进行选择。例如，在发动机100与甲板部分之间的空间不足以容纳排气管122的应用中，可以使用第一前出口端口158和第二前出口端口160。在排气管122设置在甲板部分附近的应用中，可以使用第一前出口端口158和第二后出口端口166。另外，在发动机100与船舶的甲板部分之间具有足够空间以容纳排气管122的应用中，可以使用顶部出口端口162。

因此，通过将后处理模块116集成在壳体构件118内，可以最佳地利用甲板部分下方的发动机舱104中可用的空间，以将后处理模块116与排气管122连接，用于将排气排出至大气中。此外，各种附件系统也可设置在壳体构件118下方，以最佳地利用发动机舱104中的空间。

虽然参考以上实施例已经显示和描述了公开内容的多个方面，但本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下可以通过修改所公开的机器、系统和方法来设想各种另外的实施例。这种实施例应被理解为落入根据本实用新型的权利要求书及其任何等同物所确定的本实用新型的保护范围内。