专利名称：工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在机械室内具有贮留向NOx还原催化剂供给的液体还原剂的液 体还原剂箱的工程机械。
背景技术：
以前，作为无害化柴油发动机废气中的NOx的技术的一种，存在在排气管中设置 NOx还原催化剂、向该NOx还原催化剂喷雾作为液体还原剂的尿素水溶液、将NOx分解为无 害的氮气和水的技术。作为采用该技术的现有工程机械，有专利文献1所示的那种。在该 现有工程机械中，贮留液体还原剂的液体还原剂箱设置于旋转体内的能被加热的位置，即 发动机和液压马达等的附近。通过这些发动机和液压马达的放热产生的热，可以使液体还 原剂箱内冻结的液体还原剂解冻和保温。专利文献1 日本特开2003-20936公报
发明内容
对于专利文献1所示的工程机械而言，虽然在使液体还原剂冻结程度的寒冷气候 下也有效，但工程机械的使用并不限定于寒冷气候，在并不是使液体还原剂冻结程度的寒 冷气候下的现场的场合，反而使液体还原剂过热劣化。本发明的目的在于提供一种工程机械，其能够抑制液体还原剂箱内的液体还原剂 的温度上升。为实现上述目的，本发明以如下方式构成。[1]本发明的特征在于，在机械室内具有热交换器、面对该热交换器配置的产生为 了促进所述热交换器的散热的冷却风的冷却风扇、及贮留向NOx还原催化剂供给的液体还 原剂的液体还原剂箱的工程机械中，所述液体还原剂箱配置于位于所述冷却风流动方向中 所述热交换器的上游。在以该方式构成的本发明中，由于液体还原剂箱对通过热交换器前的冷却风散 热，所以能够抑制液体还原剂箱内的液体还原剂的温度上升。[2]本发明也可为具有如下特征的发明在“[1]”所述的发明中，所述液体还原剂 箱的下部设有用于将液体还原剂导向NOx还原催化剂的供给口，及可加热所述下部的热器 件。根据以该方式构成的本发明，由于能够通过热器件加热液体还原剂，即便是在使 液体还原剂冻结那样的寒冷气候下使用工程机械，也能够进行液体还原剂箱内的冻结的液 体还原剂的解冻及为了防止液体还原剂冻结的保温。此外，由于设有可加热设有供给口的 液体还原剂箱的下部的热器件，可将解冻的液体还原剂高效地导入供给口。[3]本发明也可为具有如下特征的发明在“[2]”所述的发明中，具有检测所述液 体还原剂箱中贮留的液体还原剂的温度为预先设定的下限温度的下限温度检测机构，检测 液体还原剂的温度为预先设定的上限温度的上限温度检测机构，基于所述下限温度检测机构的检测结果及所述上限温度检测机构的检测结果控制所述热器件的控制机构，所述控制 机构在液体还原剂的温度位于所述上限温度之下时将液体还原剂保温到所述下限温度以 上。对以该方式构成的本发明而言，由于将液体还原剂温度保持在下限温度到上限温 度的范围内，能够将液体还原剂保持为不冻结且不过热的状态。[4]本发明也可为具有如下特征的发明在“[2]”或“[3]”所述的发明中，所述液 体还原剂箱和所述热器件各自可拆装地安装于形成所述机械室的工程机械主体上。根据以该方式构成的本发明，由于液体还原剂箱可拆装地安装于形成机械室的工 程机械主体上，能够将液体还原剂箱拿出到机械室的外部来对液体还原剂箱进行液体还原 剂的补给。即，在机械室内进行液体还原剂的补给的场合，可能使液体还原剂飞散或洒落而 容易腐蚀液体还原剂箱周围的部件和设备，但是通过在机械室的外部对液体还原剂箱进行 液体还原剂的补给，能够消除这种问题。而且由于液体还原剂箱和热器件各自可拆装地安装于工程机械主体，工程机械的 使用者能够根据现场的气候安装或取下热器件。而且，如果将热器件作为可选器件，对于不 需要热器件80的工程机械购买者而言，无需无用的开支。[5]在[1] [4]中任一项所述的发明中，所述液体还原剂箱优选由耐腐蚀性材料 成形。根据本发明，如上所述，由于液体还原剂箱对通过热交换器前的冷却风散热，所以 能够抑制液体还原剂箱内的液体还原剂的温度上升，因此，能够抑制由液体还原剂箱内的 液体还原剂过热导致的劣化。
图1为从后方左斜上方观察作为本发明的一个实施方式涉及的工程机械的液压 挖掘机的立体图。图2为表示从对应图1的A-A箭头方向观察时，机械室内的布局的图。图3为从后方左斜上方观察机械室内的液体还原剂箱及其周边布局的立体图。图4为图2所示的液体还原剂箱及设置台的放大立体图。图5为从前方左斜上方观察图2所示的液体还原剂箱及设置台的放大立体图。图6为从前方左斜上方观察从图5所示的液体还原剂箱及设置台上去除连结机构 的按压部件及螺栓、供给侧配管及回液侧配管的状态的放大图。图7为连结机构具有的按压部件的立体图。图8为表示热器件及控制该热器件的控制器等的图。图9为说明从液体还原剂箱向NOx还原催化剂供给液体还原剂的动作的图。符号说明1为液压挖掘机；6为机械室；25为柴油发动机；26为排气管；27为油冷却器；28 为散热器；29为中间冷却器；32为冷却风扇；40为液体还原剂箱；80为热器件；90为温度 传感器；91为控制器；100为NOx还原催化剂。
具体实施例方式用图1 图9说明本发明的一个实施方式涉及的工程机械。图1为从后方左斜上 方观察作为本发明的一个实施方式涉及的工程机械的液压挖掘机的立体图。图2为表示对 应图1的A-A箭头方向的机械室内的布局的图。图3为从后方左斜上方观察机械室内的液 体还原剂箱及其周边布局的立体图。图4为图2所示的液体还原剂箱及设置台的放大立体 图。图5为从前方左斜上方观察图2所示液体还原剂箱及设置台的放大立体图。图6为从 前方左斜上方观察从图5所示的液体还原剂箱及设置台取下连结机构的按压部件及螺栓、 供给侧配管、回液侧配管的状态的放大图。图7为连结机构具有的按压部件的立体图。图 8为表示热器件及控制该热器件的控制器等的图。图9为说明从液体还原剂箱向NOx还原 催化剂供给液体还原剂的动作的图。本实施方式涉及的工程机械，即图1所示的液压挖掘机1具有使该液压挖掘机1 的自行成为可能的行驶体2，该行驶体2上可旋转地设置的作为液压挖掘机1主体的旋转体 3，设置在该旋转体3的前部中央的具有悬臂14、摇臂15及铲斗16的作业机13。行驶体2通过以一对行驶马达17、18 (都为液压马达)为动力源驱动履带19、20 而可以行驶。旋转体3以未图示出的旋转马达(液压马达)为动力源而可以旋转。在作业 机13中，通过悬臂缸21、摇臂缸22及铲斗缸23 (都为液压缸)各自的伸缩，使悬臂14、摇 臂15及铲斗16可以沿上下方向各自转动。旋转体3的左前部设有驾驶室4。旋转体3的后端部设有平衡重量5。该平衡重 量5的前方设有机械室6。机械室6内如图2所示设有作为行驶马达17、18，旋转马达，悬 臂缸21，摇臂缸22，铲斗缸23的液压源的液压泵24及驱动该液压泵24的柴油发动机25。 柴油发动机25设有排气管26。该排气管26贯通覆盖柴油发动机25上面的外罩构件7而 突出到机械室6的上方。排气管26内设有NOx还原催化剂100 (参照图9)。在机械室6内，除了液压泵24及柴油发动机25，还沿前后方向并列设置有多个热 交换器，即油冷却器27、散热器28及中间冷却器29(以下也称作“油冷却器27等”)。这些 油冷却器27等的上部及下部分别设有间隔部件30、31，通过这些间隔部件30、31及油冷却 器27等，将机械室6内的空间间隔开来。冷却风扇32面对油冷却器27等配置。油冷却器 27等和冷却风扇32间设有护罩(shroud) 33。形成于旋转体3的左侧上面的上板部8形成 有吸气口 11，形成于旋转体3的右侧上面的上板部9形成有排气口 12。冷却风扇32从柴 油发动机25的输出轴(未图示出)通过曲轴带轮34、风扇带35及风扇带轮36传送动力而 转动，产生依次通过吸气口 11、油冷却器27等、护罩33及冷却风扇32并从排气口 12排出 的冷却风，由此，促进油冷却器27等的散热。油冷却器27等的左侧，即位于冷却风的流动方向中的油冷却器27等的上游处 设置有温度调节冷凝器37。该温度调节冷凝器37的上游处设有贮留向NOx还原催化剂 100 (参照图9)供给的液体还原剂的液体还原剂箱40。如图4所示，液体还原剂箱40的上面的后部(图4的右斜下侧)设有补给口并 通过盖帽41密封。液体还原剂箱40贮留有作为液体还原剂的例如32. 5%的尿素水溶液 (AdBlue)。液体还原剂箱40本身及盖帽41为了防止起因于液体还原剂附着的腐蚀，由耐 腐蚀性材料例如不锈钢成形。如图5所示，液体还原剂箱40的前面(图5的左斜下侧)的下部，设置有用于将液体还原剂导向NOx还原催化剂100的供给口，供给侧配管42通过供给侧快速连接器43 连接到该供给口。供给侧快速连接器43具有安装到液体还原剂箱40上且可以开关供给口 的供给口侧连接管43a及设置于供给侧配管42的端部的配管侧连接管43b，这些部件构成 为可相互结合和脱离。供给口侧连接管43a为，与配管侧连接管43b结合的状态下打开供 给口，与配管侧连接管43b脱离的状态下关闭供给口。位于液体还原剂箱40的前面的供给口的上方设有回液口。回液侧配管44通过回 液侧快速连接器45连接到该回液口。回液侧快速连接器45以与供给侧快速连接器43同样 的方式构成，具有回液口侧连接管45a及设置在回液侧配管44的端部的配管侧连接管45b。如图2所示，形成机械室6底面的旋转体3的底部10通过焊接固定有设置台50。 液体还原剂箱40，如图4、图5所示，通过连结机构60、70可拆装地安装于设置台50。设置 台50具有载置液体还原剂箱40的矩形板状载置部51。该载置部51较长侧的一对边缘部 51a、51b并列配置于左右方向上。从该一对边缘部51a、51b分别延伸有形成载置部51与底 部10间的间隔的间隔保持部52、53。连结机构60将液体还原剂箱40的前侧部分连结到 载置部51上，其由配置在液体还原剂箱40上面的按压部件61，一对螺栓64、65，形成于按 压部件61的左右两端且分别被一对螺栓64、65插通的插通孔61a、61b，及形成于设置台50 的载置部51上的与一对螺栓64、65分别螺合的一对螺孔66、67(参照图8)构成。连结机 构70通过与连结机构60同样的构成，将液体还原剂箱40的后侧部分连结到载置部51上， 其由按压部件71，一对螺栓74、75，形成于按压部件71上的插通孔71a、71b，形成在设置台 50上的一对螺孔76、77 (参照图8)构成。而且，液体还原剂箱40的上面形成有限制槽40a、40b (参照图6)。通过将按压部 件61嵌入该限制槽40a、将按压部件71嵌入限制槽40b，防止按压部件61、71相对于液体 还原剂箱40在前后方向上的位置偏移，由此，防止液体还原剂箱40相对于设置台50在前 后方向上的位置偏移。而且，凭借螺栓64、65、74、75的轴外形，防止液体还原剂箱40相对 于设置台50在左右方向上的位置偏移。如图4所示，液体还原剂箱40上面的中央及后面分别通过焊接固定有把手46、47。如图5所示，设置台50的载置部51上设有可加热液体还原剂箱40的下部的热器 件80。对于该热器件80而言，如图8所示，将电流转换为热的电热丝86被埋设于实施了防 水加工的片材87中。该片材87形成为与液体还原剂箱40的下面大约相同的形状。如图 5、图6所示，片材87的上面与液体还原剂箱40的下面抵接。如图4、图5、图6所示，液体还原剂箱40的下部，例如在前后方向上位于供给口与 前侧连结机构60间的液体还原剂箱40的左侧面的下部，设有温度传感器90。该温度传感 器90检测液体还原剂下部的温度并输出与所检测的温度相应的检测信号(电信号)。该检 测信号为，如图8所示，通过与温度传感器90可拆装地连接的电线90a输入至控制器91。 该控制器91具有未图示出的处理装置、RAM、ROM及辅助存储器，被设定成基于温度传感器 90所检测的结果控制热器件80。对关于热器件80的控制的具体例子进行说明。本实施方式中液体还原剂(32. 5%的尿素水溶液(AdBlue))的适用期(可使用时 间)及熔点如表1所示。表 1
液体还原剂的适用期及熔点 基于该表所示的液体还原剂的性质，进行如下的热器件80的控制当温度传感器 90的检测温度位于作为下限温度的熔点_11°C以下时，使由电源92向电热丝86供给的电 力最大化，当检测温度位于作为上限温度的o°c (可使用的时间为无限大的温度)以上时， 停止向电热丝86的电力供给，当检测温度在比下限温度高、比上限温度低的温度范围内 时，根据辅助存储器预先存储的确定检测温度与供给电力间的对应关系的比例函数，向电 热丝86供给与检测温度成比例的值的电力。由此，液体还原剂箱40中贮留的液体还原剂 的温度在上限温度以下时，可以将液体还原剂保温至下限温度以上。即，控制器91被设定 为由该控制器91及温度传感器90构成检测液体还原剂箱40中驻留的液体还原剂的温度 为预先设定的下限温度的下限温度检测机构及检测预先设定的上限温度的上限温度检测 机构。而且，控制器91设定为起到作为基于下限温度检测机构的检测结果及上限温度检测 机构的检测结果控制热器件80的控制机构的作用。如图9所示，液体还原剂箱40通过供给侧配管42连接于供给装置104。该供给装 置104向喷雾装置105输送液体还原剂，该喷雾装置105向NOx还原催化剂100喷射液体还 原剂。使空气混合进液体还原剂的空气添加装置106介于供给装置104及喷雾装置105之 间，通过空气压缩机108输送的空气从气箱107通过供给装置104导入空气添加装置106。 供给装置中剩余的液体还原剂可以通过回液侧配管44导向而回到液体还原剂箱40。此外， 对于向NOx还原催化剂100供给液体还原剂的机构而言，能够喷雾液体还原剂的机构即可， 由此也可以不具有空气添加装置。NOx还原催化剂100是由第1氧化催化剂101、选择性还原催化剂102 (废气净化用 催化剂)、第2氧化催化剂103以该顺序从靠近柴油发动机25的一侧开始排列而成。喷雾装 置105向第1氧化催化剂101与选择性还原催化剂102之间喷雾液体还原剂。第1氧化催化剂101具有钼催化剂及油烟过滤器，在钼催化剂上进行“2N0+02 — 2N02”的反应，在油烟过滤 器上进行“C+2N02 — C02+2N0”的反应。在选择性还原催化剂102上进行喷雾出的液体还原剂 (尿素)的水解“CO (NH2) 2+H20 — 2NH3+C02”及凭借氨的还原“N0+N02+2NH3 — 2N2+3H20”。在第 2氧化催化剂103上进行选择性还原催化剂102上残留的氨的氧化“4NH3+302 — 2N2+6H20”， 将该残留的氨无害化。此外，也可将选择性还原催化剂102及第2氧化催化剂103 —体化。根据以该方式构成的本实施方式涉及的液压挖掘机1，能取得如下效果。在本实施方式涉及的液压挖掘机1中，由于液体还原剂箱40对通过油冷却器27、 散热器28、中间冷却器29及空气调节冷凝器37之前的冷却风散热，能够抑制液体还原剂 箱40内的液体还原剂的温度上升。因此，能够抑制由液体还原剂箱40内的液体还原剂的 过热导致的劣化。在本实施方式涉及的液压挖掘机1中，由于能够通过热器件80加热液体还原剂， 即便是在使液体还原剂冻结那样的寒冷气候下使用液压挖掘机1，也能进行对液体还原剂 箱40内冻结的液体还原剂的解冻及用来防止液体还原剂冻结的保温。在本实施方式涉及的液压挖掘机1中，由于设有能加热设有供给口的液体还原剂 箱40的下部的热器件80，能够将解冻的液体还原剂高效的导入供给口。对于本实施方式涉及的液压挖掘机1而言，由于通过温度传感器90及控制器91 将液体还原剂的温度保持在下限温度至上限温度间的范围内，能够将液体还原剂保持为不 冻结且不过热的状态。在本实施方式涉及的液压挖掘机1中，液体还原剂箱40通过连结机构60、70可拆 装地安装于设置台50上。由此，对液体还原剂箱40的液体还原剂的补给，能够将液体还原 剂箱40拿出到机械室6的外部来进行。S卩，在机械室6内进行液体还原剂的补给时，液体还 原剂可能飞散或洒落而容易腐蚀液体还原剂箱40周围的部件和设备，但是通过在机械室6 的外部对液体还原剂箱40进行液体还原剂的补给，能够消除这种问题。在本实施方式涉及的液压挖掘机1中，热器件80通过螺丝夹可拆装地安装到设置 台50上。即，液体还原剂箱40及热器件80各自地可拆装地安装到作为液压挖掘机1主体 的旋转体3上。由此，液压挖掘机1的使用者能够根据现场的气候安装或取下热器件80。 而且如果将热器件80作为可选部件的话，不需要热器件80的液压挖掘机1的购买者无需 无用的开支。此外，在所述实施方式涉及的液压挖掘机1中，虽然液体还原剂箱40及热器件80 各自可拆装地安装到形成机械室6的旋转体3上，但本发明的液体还原剂箱和热器件的关 系并不限于此，热器件也可可拆装地安装到液体还原剂箱上。在所述实施方式涉及的液压挖掘机1中，尽管冷却风扇32为传送柴油发动机25 的动力而被驱动，但本发明的冷却风扇并不限于此，也可传送液压马达和电动马达的动力 而被驱动。在所述实施方式涉及的液压挖掘机1中，尽管作为下限温度检测机构及上限温度 检测机构的结构元件的温度传感器90被设置为直接检测液体还原剂下部的温度，但温度 传感器90也可被设置为通过检测液体还原剂箱40下部的温度，间接地检测液体还原剂下 部的温度。这里，以该方式设置温度传感器90的场合，为了以与所述实施方式同样的方式 控制热器件80，作为将由电源92向电热丝86供给的电力最大化的检测温度的下限温度，被
8设定为液体还原剂下部的温度为熔点-11°C时的液体还原剂箱40下部的温度，作为停止向 电热丝86的电力供给的检测温度的上限温度，被设定为0°C时液体还原剂箱40下部的温度。 尽管所述实施方式涉及的工程机械为液压挖掘机1，但本发明并不限定为液压挖 掘机1，也可以是轮式装载机和起重机等。
权利要求
一种工程机械，其特征在于，在机械室内具有热交换器、面对该热交换器配置的产生用于促进所述热交换器的散热的冷却风的冷却风扇、以及贮留向NOx还原催化剂供给的液体还原剂的液体还原剂箱，所述液体还原剂箱配置于位于所述冷却风流动方向中的所述热交换器的上游。
2.如权利要求1所述的工程机械，其特征在于，在所述液体还原剂箱的下部设有用于 将液体还原剂导向NOx还原催化剂的供给口，并且设有能加热所述下部的热器件。
3.如权利要求2所述的工程机械，其特征在于，具有检测所述液体还原剂箱中贮留的 液体还原剂的温度为预先设定的下限温度的下限温度检测机构、检测液体还原剂的温度为 预先设定的上限温度的上限温度检测机构、以及基于所述下限温度检测机构的检测结果及 所述上限温度检测机构的检测结果控制所述热器件的控制机构，所述控制机构在液体还原 剂的温度位于所述上限温度以下时，将液体还原剂保温至所述下限温度以上。
4.如权利要求2或3所述的工程机械，其特征在于，所述液体还原剂箱和所述热器件各 自可拆装地安装于形成所述机械室的工程机械主体上。
5.如权利要求1 4中的任一项所述的工程机械，其特征在于，所述液体还原剂箱由耐 腐蚀性材料成形。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制液体还原剂箱内的液体还原剂温度上升的工程机械。其在机械室6内具有包含油冷却器27的多个热交换器、面对这些热交换器配置的产生用于促进这些热交换器的散热的冷却风的冷却风扇32、及贮留向NOx还原催化剂供给的液体还原剂的液体还原剂箱40。液体还原剂箱40配置于位于冷却风流动方向中的多个热交换器的上游。
文档编号F01N3/28GK101883916SQ20088011894
公开日2010年11月10日 申请日期2008年12月2日 优先权日2007年12月3日
发明者安部敏博, 池田邦彦, 渡边修, 竹下清一郎 申请人:日立建机株式会社