用于控制在作业车辆内使用的排气还原剂的温度的系统的制作方法_2

文档序号:8408801阅读:来源:国知局
的一部分支撑,并且可以容纳各种控制装置20、21 (例如操纵杆、踏板、控制面板和/或类似物),以允许操作员控制作业车辆10的操作。另夕卜,作业车辆10可以包括安装在底盘16上的发动机22和变速器24。变速器24可以操作地联接至发动机22,并且可以提供可变调节的传动比,以将发动机动力经由差速器26传递至车轮14。
[0024]而且,作业车辆10还可以包括排气处理系统28,用于减少包含在发动机排气内的排放物的量。例如,从发动机22排出的发动机排气可以被引导通过排气处理系统28以便可以显著降低包含在排气内的氮氧化物(NOx)排放物的水平。被净化的排气继而可以经由作业车辆10的排气管30从排气处理系统28排放到周围环境中。
[0025]应理解,如上所述并且如图1所示的作业车辆10的构造仅用于将本发明主题置于示例性应用领域中。因而,应理解,本发明主题可以容易地适用于作业车辆构造10的任何方式。例如,在可替代实施例中,可以提供独立的框架或底盘,发动机22、变速器24和差速器26可以联接至该独立的框架或底盘,较小拖拉机中的常见构造。另一种构造可以使用铰接底盘以使作业车辆10能转向,或用履带替代车轮12、14。另外,虽然未示出,但作业车辆10也可以构造成可操作地联接至任何适当类型的作业器具,例如拖车、喷杆、肥料箱、饲料粉碎机、犁和/或类似物。
[0026]现在参照图2,根据本发明主题的方面示出适用于作业车辆10的排气处理系统28的一个实施例的示意图。如图所示,排气处理系统28总体上包括柴油机氧化催化剂(DOC)系统40,其与选择性催化还原(SCR)系统42流体连通。如通常所理解的,DOC系统40可以包括一个或多个催化器(未示出),其用于氧化从车辆的发动机22接收的发动机排气44内所包含的一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物。例如如图2所示,适当的排气管道46可以联接在发动机22与DOC系统40之间,以允许将发动机排气46引导到DOC系统40中。另外,DOC系统40可以限定混合腔(未示出),其构造成允许发动机排气44与至少一种还原剂48混合,例如柴油机排气流体(DEF)还原剂或任何其他适当的基于尿素的还原剂。如通常所理解的,还原剂48可以存储在安装在作业车辆10上和/或安装在该作业车辆内的还原剂箱50内。在该实施例中,DOC系统40与还原剂箱50之间可以设有适当的流体管道52,用于将还原剂48供给至DOC系统40。如图2所示,在一个实施例中,泵54或其他适当的输送机构可以与流体管道52相连,用于将还原剂48从箱50输送至DOC系统40。还原剂48继而可以与流过DOC系统40的发动机排气44混合在一起,并且所产生的混合物56可以供给至下游的SCR系统42 (例如经由适当的管道58)。
[0027]如通常所理解的,SCR系统42可以构造成使用适当的催化剂(未示出)减少包含在发动机排气44的流内的氮氧化物(NOx)排放物的量,所述催化剂与还原剂48反应以将NOx排放物转化为氮气、水和二氧化碳(C02)。净化了的排气流60继而可以从SCR系统42排出并且排出到周围环境中(例如经由车辆的排气管30)。
[0028]现在参照图3-6,根据本发明主题的方面示出用于控制在作业车辆的排气处理系统内使用的排气还原剂的温度的系统100的一个实施例。具体地,图3和4示出系统100的各部件的透视图。图5示出在系统部件已安装的情况下图3和4所示的系统100的侧视剖视图。另外,图6示出图5所示的系统100的一部分的局部剖视图。
[0029]如图所示,系统100可以总体上包括用于容纳排气还原剂的还原剂箱102 (例如图2的箱50)和构造成与箱102操作地相连以加热容纳在其中的排气还原剂的加热装置104。另外,系统100可以包括控制器106 (图5),其通讯地联接至加热装置104以允许基于与箱102相关的温度自动地控制加热装置104。
[0030]通常,还原剂箱102可以包括构造成容纳排气还原剂的任何适当的箱或容器。例如,如图示的实施例所示,箱102可以构造为模制的或预成型的部件,其包括顶壁108、底壁110和在顶壁108与底壁110之间延伸的侧壁112。各壁108、110、112可以总体上构造成限定箱102内部中的敞开体积114(图5)以容纳排气还原剂。
[0031]应理解,箱102可以总体上构造成具有允许敞开体积114限定于其中的任何适当的尺寸(例如高度116、宽度118和深度120)。当然,这种尺寸通常可以根据例如箱102的希望的还原剂容积和/或作业车辆10的存储要求(例如由于机罩下方空间限制)而在不同箱之间变化。还应理解,箱102通常可以构造成由任何适当的材料形成。例如,在若干实施例中,箱102可以由适当的聚合物材料或金属材料形成。
[0032]另外,还原剂箱102可以包括通过其一个或多个壁108、110、112限定的一个或多个箱开口或口,用于进出箱102的内部和/或用于在箱102内安装一个或多个系统部件。例如,如图3-5所示,箱102可以包括通过顶壁108的一部分(或在任何其他适当位置处)限定的入口 122,用于用排气还原剂填充箱102。在该实施例中,箱102可以还包括与其相连的入口盖124,用于当没有将还原剂供给至箱102时遮盖或关闭入口 122。另外,箱102可以包括通过所述壁108、110、112中的一个限定的出口 126,用于从箱102去除排气还原剂。例如,如上所述,流体管道(例如图2的流体管道52)可以联接在箱102与排气处理系统28的DOC系统40之间。在该实施例中,出口 126可以构造成与所述流体管道流体连通,以允许从箱102泵送排气还原剂到DOC系统40,以随后与发动机排气混合。如图示的实施例所示,箱102还可以包括再循环口 128,用于允许过量的排气还原剂返回到箱102。而且,如下文所述,箱102还可以包括加热器口 130和/或第二口 132,所述加热器口构造成用于将加热装置104安装在箱102内,所述第二口用于将加热装置104安装在箱102内。
[0033]应理解,如图3-5所示的出口 126和再循环口 128简单地示出为用于从箱102 (例如经由出口 126)排出排气还原剂并且将排气还原剂(例如经由再循环口 128)再循环回到箱102中的适当装置的一个示例。但在其他实施例中,箱102可以构造成包括用于排出和/或再循环还原剂的任何其他适当的装置。例如,如通常所理解的,箱102可以构造成接纳具有用于排出和/或再循环还原剂的一个或多个管道的流体或还原剂发送单元(未示出)。这种发送单元还可以包括液面高度传感器,其允许监测箱102内的还原剂的水平。在该实施例中,还原剂发送单元例如可以安装在通过箱102限定的单个口(例如第二口 132)中,并且可以构造成在箱102内部内沿长度方向延伸。
[0034]通常,所公开的系统100的加热装置104可以包括能用于控制箱102内的排气还原剂的温度的本领域已知的任何适当的装置。但如上所述,在若干实施例中,加热装置104可以对应于电加热器。通过使用电加热器,排气还原剂可以被加热而不需要将热的发动机冷却剂供给至箱102。结果,当作业车辆10不操作时,可以利用加热装置104。另外,将电加热装置104提高到适当温度所需的时间可以显著少于加热发动机冷却剂所需要的时间,由此例如当排气还原剂必须从冻结状态解冻时减少车辆停机时间。
[0035]尤其如图3 — 5所示,加热装置104可以总体上构造成在第一端134与第二端136之间沿长度方向延伸,并且可以包括布置在第一端134处的安装部分138和在安装部分138与第二端136之间延伸的电加热元件140。如通常所理解的,加热元件140可以构造成由允许经由电阻加热而将电转换为热的任何适当的材料制成。但在若干实施例中,可能会希望由当暴露于排气还原剂时不会被腐蚀的材料形成加热元件140。例如,在一个实施例中,加热元件140可以由不锈钢或任何其它的耐腐蚀材料形成。
[0036]还应理解,加热元件140可以总体上构造成限定任何适当的尺寸。例如,如图3和5所示,加热元件可以限定在安装部分138与加热装置104的第二端136之间延伸的长度142。在若干实施例中,长度142可以对应于大于由箱102限定的高度116的50%的距离。具体地,在一个实施例中,长度142可以对应于大于还原剂箱102的高度116的60%的距离,例如大于高度116的70%或大于高度116的80%或大于高度116的90%的距离。通过将加热元件140构造成沿着箱102的高度116的大部分延伸,加热元件140可以暴露于较大百分比的排气还原剂,由此提高其加热能力。另外,如图3和5所示,具有人家140还可以限定总体横向宽度144。如下文所述,对于加热元件140所选择的横向宽度144
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