排放物控制系统的制作方法

排放物控制系统的制作方法
【专利摘要】提供了涉及排放物控制系统的方法和系统。排放物控制系统具有排放后处理系统，该排放后处理系统限定多个不同的排放流通路，至少一部分排放流可以通过这些排放流通路流动，例如，由发动机产生的排放流。排放物控制系统还包括控制器，用于控制还原剂进入流经各流通路的排放流的喷射。在一个示例中，排放物控制系统构造成用来用在交通工具中，如机车或其它轨道交通工具。
【专利说明】排放物控制系统
【技术领域】
[0001]本发明由合同N0.SDTC-2007-A-1207R-G0VT资助。美国政府对本发明具有某些权益。
[0002]本文公开的主题涉及交通工具排放物控制系统和操作排放物控制系统的方法。
【背景技术】
[0003]内燃机在发动机操作过程期间在排气中产生各种燃烧副产物。在一些条件下，可能希望控制一种或更多选定排放成分的生成(数量、速度等)。例如，在一些条件下，为了满足严格的排放标准，可能希望控制排气中的NOx物类和/或颗粒物质(PM)的生成。
[0004]已经开发出各种发动机构造、燃料类型、添加物以及排放后处理系统。因而，可能希望在控制排气成分的排放上提供附加的改善。此外，可能希望设计一种排放物控制系统，使得其可以安装在各种交通工具系统中而不损失排放性能。

【发明内容】

[0005]在一个实施例中，排放物控制系统包括排放后处理系统,该排放后处理系统限定多个不同的排放流通路，至少一部分排放流可以通过这些排放流通路流动，例如，由交通工具发动机或其他发动机产生的排放流。该排放物控制系统还包括控制模块，控制模块配置成控制该排放后处理系统，以便将一定量的还原剂喷入流经各排放流通路的排放流。通过将排放流分成多个排放流通路，并且通过调节排放物控制系统的构造，以便多个排放流通路可以安装在发动机上，并且更好地容纳在各种交通工具系统中，可以不降低交通工具系统的排放性能而改善该排放后处理系统的设计。
[0006]根据一个实施例，一种排放物控制系统包括:排放后处理系统，其限定多个不同的排放流通路，排放流能够通过多个不同的排放流通路流动，排放流由发动机产生，其中排放后处理系统包括多个第一排放后处理部件，各第一排放后处理部件均在相应的一个所述排放流通路中，或者另外地与相应的一个排放流通路相联。
[0007]根据另一个实施例，一种排放物控制系统包括:排放后处理系统，其包括分别限定多个不同的排放流通路的多个排放后处理单元，排放流能够通过多个不同的排放流通路流动，排放流由发动机产生，以及控制模块，其构造成与排放后处理系统通信，以控制将还原剂喷射到排放流通路中。
[0008]根据另一个实施例，一种排放物控制系统包括:至少部分地位于发动机上方的支撑结构，发动机能够产生排放流；以及具有至少一个排放后处理单元的排放后处理系统，排放流的至少一部分被引导通过至少一个排放后处理单元而流动，各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的该部分排放流的至少一个排放后处理部件；其中，至少一个排放后处理单元附接到支撑结构上并定位在发动机上方。
【专利附图】

【附图说明】[0009]通过阅读非限制性实施例的以下描述，参考附图，将更好地理解本发明，其中以下:
[0010]图1是根据本发明的一个实施例的排放物控制系统的示意性图解；
[0011]图2显示了来自通常使用的北美机车应用的限界图；
[0012]图3显示了根据本公开的多分支(mult1-leg)排放物控制系统；
[0013]图4显示了可用包覆体积(packing volume) /包围的纵向视图；
[0014]图5显示了可用包覆体积/包围的横向视图；
[0015]图6A显示了具有燃烧器的图3的后处理系统的一个示例实施例；
[0016]图6B显示了没有燃烧器的图3的后处理系统的一个示例实施例；
[0017]图7A显示了与矩形衬底系统配套的图3的排放后处理系统的一个示例实施例；
[0018]图7B显示了与圆柱形衬底系统配套的图3的排放后处理系统的一个示例实施例；
[0019]图8显示了可用于图3的排放物控制系统中的分流器的示例实施例；
[0020]图9A显示了用于排放物控制系统的发动机安装的支撑结构的一个示例实施例；图9B是根据另一个实施例沿图9A中的线9B-9B所取的部分横截面视图(未按比例)；图9C是根据另一个实施例发动机安装的支撑结构的俯视图；
[0021]图10显示了用于排放物控制系统的平台安装的支撑结构的一个示例实施例；
[0022]图11A-11B显示了可包括在图3的排放物控制系统的中间分支中的限制物的一个示例实施例；
[0023]图12-15显示了示例发动机舱构造；
[0024]图16A-16B显示了机车喇叭系统的示例实施例；
[0025]图17A-17F显示了根据本发明的实施例的尿素罐升高走道系统的各种示例；
[0026]图18是多泵式尿素输送系统的示意性图解；
[0027]图19是还原剂输送系统的透视图；
[0028]图20-23和26是根据其他实施例若干排放物控制系统的示意性图解；
[0029]图24-25是隔离器元件的若干实施例各种视图；以及
[0030]图27是根据另一实施例具有走道的带还原剂存储罐的测量系统的示意性图解。【具体实施方式】
[0031]本文描述的方法和系统涉及包括排放后处理系统的排放物控制系统。在一些实施例中，本发明涉及可配置成用于交通工具中的发动机的排放物控制系统。在其它实施例中，本发明涉及操作此类排放物控制系统的方法。在又其它的实施例中，本发明涉及具有所述排放物控制系统的交通工具。关于交通工具，能够产生排放流的任何移动设施均可利用所述发明的一个或更多方面。作为一个非限制示例，本文公开了一个轨道实施例。就是说，交通工具排放物控制系统在机车或其它轨道交通工具的背景中描述，以便于本发明的若干方面的说明。将会理解的是在备选实施例中，例如其中交通工具为轨道车、飞行器、汽车或船舶，可能适用于机车的其中一些限制会不适用。然而，机车环境是足够有挑战性的，使得可以展现所述排放物控制系统的许多发明性方面。
[0032]本文所示的排放物控制系统的设计试图平衡并优化多个因素。因而，重点放在可能以最小的影响结合在交通工具实施例中的那些设计上。例如，在轨道实施例中，重点放在对机车性能、运营成本以及维护成本有减小的影响的设计上。
[0033]图1图示了根据本发明的一个实施例的排放物控制系统100的示意性图解。排放物控制系统100包括联接到(或构造成联接到)发动机10的排放歧管上的排放后处理系统101。发动机10能够产生排放流。控制模块12如发动机控制单元(“ECU”)配套计算机可读取指令(或者以其它方式配置)来调节排放后处理系统101的各种部件的操作(本文详述)。排放后处理系统101的各种排放后处理部件致力于处理发动机10的运行期间排放流中所释放的各种燃烧副产物。如图3中所示且进一步参考图3所详述的，排放后处理系统101可限定多个不同的且成排的排放流通路，从发动机10接收的排放流的至少一部分可通过其中流动。(限定通路的排放流通路和/或结构在本文也可称为“分支”。通路、限定通路的结构以及与通路相关的排放后处理部件有时在本文统称为“排放后处理单元”；因此，特别涉及分支的本文的教导或描述也适用于排放处理单元。)多个排放流通路彼此并排(或大体并排)定位。此外，多个排放流通路的每一个均可包括本文所述的各种排放后处理部件的每一个。在一个示例中，如所图示的，发动机10可为包括涡轮增压器118( “增压器”)的增压发动机，其联接在发动机的进气歧管和排气歧管之间。涡轮增压器118可配置成提供增压充气以改善发动机性能。发动机10可定位在任何合适的交通工具内，如机车、飞行器、轨道车、汽车、船舶等，或者其可为电力发电机或其它静止应用的一部分。
[0034]在一个实施例中，在多个排放流通路的每一个中，排放后处理系统101包括用于还原发动机排放流中产生的NOx物类的选择性催化还原(“SCR”)系统107，以及用于减少发动机排放流中产生的颗粒物质数量的颗粒物质(“PM”)减少系统103。包括在PM减少系统103中的各种排放后处理部件包括柴油氧化催化剂104( “D0C”)、柴油颗粒过滤器106(“DPF”)以及可选的燃烧器或加热器102。包括在SCR系统107中的各种排放后处理部件包括SCR催化剂110、氨滑催化剂112(“ASC”)和/或还原部件108，诸如用于喷射、蒸发、混合和/或水解与SCR催化剂一起使用的合适还原剂如尿素水解的结构或区域。还原部件108可容纳来自还原剂存储罐116 (例如尿素罐)的还原剂以及尿素或其它还原剂喷射系统114。
[0035]返回至PM减少系统103，柴油颗粒过滤器(DPF) 106构造成从发动机排放流过滤并去除颗粒物质(PM)。基于过滤器的PM负载，DPF 106例如通过烧尽存储的PM而被周期性地再生，以恢复过滤器的PM存储能力。在一些实施例中，DPF 106可以可选地联接到再生装置上，以协助周期性再生。例如，其中DPF 106是壁流型过滤器，和/或陶瓷基过滤器，适当的再生装置例如燃烧器或加热器102可联接到颗粒过滤器上。这里，燃烧器或加热器102可配置成将被引导通过DPF 106的排放的温度升高到例如PM烧尽温度。在另一示例中，其中DPF 106是直通式过滤器，和/或金属基过滤器，可能不需要附加的再生装置。与相关燃烧器或加热器配套或者没有相关燃烧器或加热器的PM减少系统的示例实施例在本文参考图6A-6B进行讨论。DPF 106的PM负载可基于发动机操作条件推出，例如排放气体的空气对燃料比，发动机运行的持续时间等。备选地，DPF 106的PM负载可基于如由联接到过滤器上的一个或更多压力传感器所感测到的跨越颗粒物质过滤器的压差来估计。基于估计的PM负载，控制模块可确定再生定时和持续时间。
[0036]柴油氧化催化剂(DOC) 104在排放流的方向(如标示为“排放流”的箭头所示)上联接在DPF 106的上游。DOC 104催化地减少被引入DPF 106中的排气中的颗粒物质的数量。具体而言，通过使用一种或更多催化剂，诸如钯和钼，排放PM在DOC 104处被氧化成二氧化碳。因而，DOC 104也可将发动机排放中存在的其它烃类和一氧化碳氧化成二氧化碳和水。通过将DOC 104定位在DPF 106上游，由DPF 106经历的PM负载可减少，从而降低过滤器再生的频率。
[0037]联接在PM减少系统103的DPF 106部分下游的SCR系统107配置成还原排放NOx物类。具体而言，排放NOx物类被SCR催化剂110催化地还原成氮和水。SCR系统107包括用于将一定量的合适的SCR还原剂(例如尿素)从公共还原剂存储罐116 (例如尿素罐)喷入SCR催化剂110上游的指定排放流通路中的喷射点113的还原剂喷射器。通过将SCR催化剂110联接在喷射点113的下游，所喷射的还原剂可以在被吸收在SCR催化剂110上之前在结构(或区域)108中适当地混合并水解。在轨道和其它柴油实施例中，SCR还原剂可为或包括尿素。例如，还原剂可为柴油排放流体(DEF),其为水和尿素的溶液。然而,在备选实施例中，还原剂例如可为氨水。
[0038]还原剂例如尿素存储在普通还原剂存储罐116例如尿素存储罐中，并且通过尿素(或其它还原剂)喷射系统114输送到排放后处理系统101的多个通路的每一个的排放流中。如以下详述的，喷射系统可包括各种输送和返回管路、泵、过滤器以及还原剂喷射器。在用作还原剂之前，尿素在尿素混合和水解结构(或区域)108中被水解(成氨和二氧化碳)。吸收在SCR催化剂110上的氨被用于还原排放NOx物类。从SCR催化剂110滑出的任何多余的氨均被氨滑催化剂112吸收并分解，从而减少排放物中的氨含量。可与图1的排放后处理系统一起使用的还原剂存储罐和喷射系统的示例实施例在此处参考图17-19进行描述。
[0039]诸如发动机控制单元(ECU) 12的控制模块可接纳传感器和来自各种传感器的通信信号，如沿该排放后处理系统位于不同位置的热偶、压力传感器、还原剂(例如尿素)水平传感器、一个或更多NOx传感器、温度传感器等。基于所接收的传感器信号，ECU 12可操作一个或更多致动器来调节排放后处理系统部件。例如，ECU 12可从一个或更多温度传感器接收关于排放物控制系统中一个或更多位置处排放气体温度(EGT)的输入，例如加热器102上游，DPF 106的上游和下游，和/或SCR系统107的上游和下游。在一个示例中，排气温度用于确定加热器或燃烧器102何时应该运行以及运行多长时间。在另一个示例中，ECU12可接收关于跨柴油颗粒过滤器的压差(ΛΡ)的输入，并且可基于估计的压差推断过滤器的PM负载。控制模块可使用推断的PM负载来确定何时发起过滤器再生操作。在又另一个示例中，ECU 12可接收关于SCR系统107上游的排气流中NOx水平的输入，如来自NOx传感器的信号。基于所示的NOx水平(例如如由NOx传感器提供的那样)，控制模块可调整还原剂(例如尿素)喷射的量。在又另一个示例中，控制模块可确定发动机运行的持续时间以周期性地计划排放物控制系统的清洁。在一个示例中，其中发动机是机车，机车可使用来自基于盐酸的清洁系统120的盐酸(HCl)周期性地清洁。
[0040]在另一个示例中，其中排放后处理系统包括多个排放流通路，控制模块可配套代码，以便将来自发动机的排放流分成多个子流，将相应量的还原剂喷入多个子流的每一个(即，各子流均用其自身数量的还原剂喷射)，以及响应于所喷射的还原剂化学地改变排放流的确定化学成分，其中多个子流的至少其中一个子流沿不同于(例如相反)多个子流的另一个子流的导引方向而被导引。[0041]排放后处理系统100可以类似地接收来自开关盒的信号以及来自ECU 12的控制器局域网络(CAN)通信。排放后处理系统也可向回与E⑶12通信并发送响应信号。在一个示例中，响应信号可包括传达至开关盒或指示器盒的故障指示灯(MIL)信号。在另一个示例中，控制可包括例如通过控制尿素或其它还原剂的流通、排放、喷射和/或加热而控制SCR系统。类似地，如果如此实施的话，PM减少系统例如可通过控制柴油燃料循环、排放、喷射、特定过滤器的主动再生而进行控制。
[0042]在一个实施例中，排放后处理系统可包括一个或更多控制模块(例如控制器)，或者子控制器/模块，与ECU 12通信以便管理后处理系统的各种排放后处理部件。例如，可以有配置成控制PM减少系统的第一控制模块，而另一个控制模块可配置成控制SCR系统。在另一个示例中，诸如其中排放后处理系统配套多个支路，各支路均具有其自己的一套SCR系统部件，排放后处理系统可包括单个‘DPF’控制模块和多个‘SCR’控制模块(例如，配套三个支路的多支路后处理系统中的三个SCR控制模块，一个SCR控制模块用于多支路系统的每一个支路)。然而，这样的多控制模块系统(此处为四控制模块系统)可能管理起来相对繁琐。因而，在一个备选实施例中，配套更大数量的输入和输出信道(I/O信道)的单个控制模块可用于‘DPF’和‘SCR’应用两者。在此类实施例中，控制模块数例如可极大地减少至三个或更少控制模块。
[0043]在另一个示例中，排放后处理系统可联接到专用于控制和管理后处理系统的操作的至少一个后处理控制单元(ACT)上，而流体控制单元(FCT)专用于控制和管理还原剂(例如DEF)。这里，后处理控制单元(ACT)可包括用于控制排放后处理系统的各种传感器和致动器。各种传感器例如可包括用来测量遍及后处理系统的排放温度的一个或更多温度传感器，置于后处理系统的出口处的一个或更多NOx传感器，以及用来测量跨越PM减少系统的部件(诸如DOC和/或DPF)和跨越SCR系统的部件(诸如SCR催化剂和/或ASC)的压降的一个或更多压力传感器。在一个示例中，ACU也可包括还原剂喷射器控制模块以调整进入SCR系统的尿素或其它还原剂的喷射(定时、数量、压力、流率、占空比等)。
[0044]A⑶可配置成接收来自E⑶的信息，并且根据需要可能够将信息转播回E⑶。在一个示例中，ACU可为自持性的，使得如果检测到故障，则控制模块可以以适当的动作响应而无需来自操作者的输入。此外，ACU可与位于驾驶室的开关盒通信，以允许如果需要时手动关闭系统。开关盒可控制到ACU、喷射器以及泵的动力。在一个示例中，尽管系统设计成自持性的，但手动关闭特征使得如果需要操作者能够手动超驰并关闭系统。
[0045]在一个实施例中，流体控制单元(FOT)系统控制到排放后处理系统的流体输送。F⑶系统例如可包括一个或更多泵以便将还原剂(例如尿素)输送至喷射器，并将过多的还原剂循环回到罐中。此外，FCU系统可包括一个或更多传感器来测量罐中还原剂的高度以及罐中还原剂的温度。在一个实施例中，基于罐中还原剂的温度，可操作一个或更多加热器来将还原剂维持在最优温度下并防止结冻。
[0046]在一个实施例中，提供了一个或更多电源。在一个示例中，提供了总共三个电源。例如，第一电源可配合ACU和邻近部件使用，而第二和第三电源用于为FCU系统提供动力。
[0047]在一个实施例中，后处理控制系统配置成满足65% NOx减少，85% PM减少，85% CO减少以及85% HC减少的排放目标。控制系统可进一步配置成满足US CFR 40.201和49.210机车噪声水平要求。[0048]图1的排放物控制系统100例如可用于诸如机车的轨道实施例中。其中，排放后处理系统的设计可基于机车发动机舱内机车发动机周围可获得的间隙量或面积/体积而进行调整。转向图2，示意图200显示了相对于定位在用于通常使用的北美机车应用的发动机舱201内的发动机210的各种限界图。具体而言，示意图200显示了对于“具有例外区域的板C”构造(虚线“板C”)的第一限界图202和对于“板L”构造(实线“板L”)的第二限界图204。因而，板L是两个板中较大的并且可应用于在大部分美国和加拿大运营的机车上。稍小的板C用于美国东北部的选定廊道中，那里的一些隧道稍小。如图所示，板C具有例外区域206，该区域至少部分地是由于其更加有限制性。北美运营中所使用的大部分机车建造成落入更具限制性的板C的第一限界图内，而较少的机车建造成落入不那么有限制性的板L的第二限界图内。
[0049]本公开的排放后处理系统设计成包括需要用来解决排放物的所有部件，同时考虑了对于指定板构造可用的包装容积。如图3-5中所示，包装容积401限定为发动机210上方并在选定限界图(此处对板C进行描绘)内同时对其它舱结构(包括当前舱宽度和长度)、间隙以及任何其它必要结构保持空间的可用空间。图4显示了对于板C 402构造的机车可用的包装容积401的纵向视图400。对于以制造公差联接的安装结构408的高度要求进一步被原始包装容积限制，这对将排放后处理系统的所有部件结合到板C限界图内提出了挑战。必须的间隙和结构包括外部间隙406 (例如，I”厂2.5cm长)，舱结构404(例如，3” H.5cm长)，以及安装结构408 (例如，5.5”厂14cm长)。
[0050]图3和5显示了排放后处理系统302设计安装到其内的可用包装容积401或包围的备选视图(分别是300和500)。具体而言，当安装在发动机210的排放歧管上方时，本公开的排放后处理系统设计成安装在包装容积401内。排放后处理系统302设计成包括多个成排排放流通路或分支304，排放流的至少一部分可以流过其中。排放后处理系统通过安装结构(未示出)安装在发动机210上，使得后处理系统的纵向轴线306平行于发动机210的纵向轴线308平行(或大体平行)对齐。在其中发动机是容纳在发动机舱中的机车发动机的实施例中，发动机可定位在舱内，使得后处理系统的纵向轴线平行于(或大体平行于)发动机和发动机舱两者的纵向轴线对齐。
[0051 ] 在所绘实施例中，排放后处理系统302显示为具有三个分支304的多分支系统，其中各分支304均代表排放后处理部件的单个成排流通路。具体而言，包围在包装容积401内的多分支排放后处理系统302的各分支均具有完整的一套全部排放后处理部件，包括SCR系统和PM减少系统的全部部件。
[0052]排放后处理系统302的多个排放通路或分支304构造成经由过渡区310接收来自发动机210的排放出口的排放流的至少一部分。为了实现此功能，过渡区310将来自单个增压器出口的排放流转换成后处理系统分支304的三个输入。因而，此转换必须在非常短并且具有急剧的转弯半径的流长度中以最小的排放压力损失实现。同时，期望的是提供进入所有三个分支的均匀流量分布，以便增高排放物控制系统性能。因而，在一个实施例中，如图1lA中所绘，过渡区310配套一个或更多适当设计的限制部。具体而言，过渡区310配备限制板1102，该限制板1102包括用于排放后处理系统的中间分支的限制孔口。就是说，通过板1102，过渡区310和中间分支之间的流动孔1104比过渡区和其它分支之间的流动孔1106窄。根据过渡区310的内部构造，每个开口(过渡区和分支之间)均可不同地设置尺寸，或者它们可以为相同尺寸，或者一些具有相同尺寸而其它的不同。通过经验测试、流动模型等，基于过渡区的内部形状/构造、发动机排放的流输出范围以及排放通路/分支的构造，可适当地设计限制部，以增加流动均匀性。限制板可从外面安装以进一步控制通过分支的流。
[0053]在图9A中所示的一个实施例中，多个排放流通路904包括第一、第二和第三排放通路，且第二排放流通路(即中间分支)嵌套在第一和第三排放流通路(即外部分支)之间。考虑排放出口通路的中间区域(通过过渡区310)可能倾向于接收大多数排放流，对于中间分支使用限制板1102(其限制从发动机排放出口的中间区域到排放后处理系统的中间分支的流)可便于排放后处理系统的中间和外部分支之间更好的排放分布。以这种方式，通过包括一个或更多限制部，受限制的过渡区可以以最小的压力损失以可接受的成本、性能和结构强度的组合而提供改善的流分布。在一个实施例中，过渡区310提供〈1%的流动均匀性变化。
[0054]如图3和5中所示，将排放后处理系统设计成多分支(此处描绘为具有三个分支)，控制系统设计也使得能够实现对于排放后处理系统更小的轮廓体积。较小轮廓的后处理系统也具有减小的催化剂体积。减小的体积允许维持板C限界图，并且将排放后处理系统的潜在应用最大化为翻新产品。此外，如果需要的话，维持当前控制系统设计和包装容积可允许重新使用板C到板L限界图。
[0055]如图1中所示，排气后处理系统可包括具有若干排放后处理部件如柴油颗粒过滤器(DPF) 106的PM减少系统103。因而，对于排放后处理系统中的DPF 106可能有各种构造。例如，可使用具有一个或更多相关燃烧器或加热器的一个或更多壁流式柴油颗粒过滤器。备选地，可使用一个或更多流通式柴油颗粒过滤器。图6A描绘了第一实施例600，其中多分支后处理系统302的各分支304均包括配套壁流式柴油颗粒过滤器606和相关再生系统的PM减少系统，再生系统包括位于柴油氧化催化剂604和SCR系统607上游(沿排放流的方向)的燃烧器或加热器602。图6B描绘了第二实施例650,其中排放后处理系统302的各分支304均配套联接到柴油氧化催化剂上的流通式柴油颗粒过滤器656。在此实施例中，不需要相关的燃烧器，从而允许获得相对更多的工作体积。此外，在此类实施例中，降低了机车的道路故障的可能性，例如由于燃烧器问题或者颗粒过滤器的堵塞。又另外，NOx还原和颗粒物质(PM)减少通过在PM减少系统中使用联接的柴油氧气催化剂和流通式过滤器(FTF)方法而改善。
[0056]多个排放流通路或分支的每一个均由单独的衬底605 (或一组衬底)限定，排放流可流过衬底。所使用的衬底材料例如可包括金属或陶瓷基。使用金属基的实施例会更强健，并且可用于更复杂的构造中。与之相比，使用陶瓷基的实施例会更加化学和热学稳定，并且在存在高温排放和氨的情况下具有相对低的衬底腐蚀。
[0057]衬底605的形状也可以变化。在一个示例中，如图7A的实施例700中所示，排放后处理系统302的各分支304的衬底605为矩形形状。在另一个示例中，如图7B的实施例750中所示，排放后处理系统302的各分支304的衬底605为圆柱形形状。图7B中所描绘的由挤压陶瓷衬底制成的圆柱形衬底结构上可比其他形状更强。因而，考虑到机车环境中经历的刺耳的噪音、高冲击以及振动，圆柱形形态可以有利地用于轨道实施例中。在备选的较少刺耳噪音的应用中，可以使用矩形或立方形衬底系统。[0058]使用圆柱形衬底还可以使得能够与其它可能形状相比进一步减小催化剂体积。具体而言，如图7B中所示，多分支排放后处理系统的各分支可以进一步分成多个子分支(此处显示为三个子分支)，其可嵌套以进一步紧凑。因此，在轨道实施例的后处理系统中可用的短流长度中，可以通过使用圆柱形形状的衬底改善流分布，从而也改善发动机和机车性倉泛。
[0059]图7B描绘了第一示例实施例，其中多个(此处为三个)圆柱形排放流通路或分支304的每一个均进一步分成多个(此处为三个)不同的、圆柱形排放流子通路704。对于各分支34排放流子通路704布置有在上层706上的至少一些子通路，正位于下层708上的至少一些其它子通路上方。就是说，对于指定排放流通路(或分支)，第一数量的子通路在第二数量的子通路顶上。此构造使得在嵌套相邻的排放流通路后能够进一步紧凑，从而提供封装优势。例如，第一排放流通路754在上层706上可配套较小数量(此处为一个)的子通路704，而在下层708上配套较大数量(此处为两个)的子通路704。第二排放流通路756在上层706上可配套较大数量(此处为两个)的子通路704，而在下层708上配套较小数量(此处为一个)的子通路704。第三排放流通路758在上层706上也可配套较小数量(此处为一个)的子通路704，而在下层708上配套较大数量(此处为两个)的子通路704。第
一、第二和第三排放通路然后对齐成使得第二排放流通路756(此处也称为中间分支)嵌套在第一和第三排放流通路754，758之间(此处也称为外部分支)。换言之，衬底的圆柱形形状允许中间分支的子通路相对于各相邻外部分支754，758的子通路反转(沿顶部到底部轴线)。此构造提供了期望的空间利用，同时由此构造提供的零件的共性减小了制造和部件成本。
[0060]为了进一步使得能够通过图7B的排放流通路大体均匀地进行流分布，联接到第二排放流通路756 (即中间分支)上的过渡区的区域(310，图11A)可配套比联接到第一和第三排放流通路(即外部分支)上的过渡区的区域更多的限制部(1102，图11B)。
[0061]可选地，可对图7A-B的衬底系统采用一个或更多分流器系统，用于转移通过排放后处理系统的多个排放流通路的流。图8显示了包括第一分流器构造802的分流器800的第一示例实施例。图8还显示了包括第二分流器构造804的分流器850的第二示例实施例。在自然发生的流分布不足以跨越催化剂衬底的面分配的情况下，可以采用附加的分流器/挡板来分散排放。
[0062]在本公开的排放物控制系统的轨道实施例的情况下，将巨大而沉重的排放后处理系统安装到机车发动机上包括解决空间限制和材料能力。例如，排放后处理系统的沉重重量和巨大尺寸不允许使用相对简单的弹性吊架或夹环，而它们对于在汽车应用中使用而言可能是可以接受的。此外，考虑到排放后处理系统部件所经历的明显热膨胀，用于排放后处理系统的安装结构必须考虑纵向膨胀。安装结构还应该能够承受在机车联接期间可能经历的高纵向震动负载。同时，安装结构应该对发动机的可维护性具有小的影响，同时易于安装到机车上以及从机车上拆除。
[0063]可使用各种选择标准来解决各种应用特定设计关注问题。例如，在后处理系统安装在机车发动机或机车驾驶室平台的情况下，这些选择标准可包括发动机和/或平台的缓冲负载(buff load)能力，机械振动对后处理系统及相关安装结构(以及子结构)的影响，机械振动对交通工具中其它部件(诸如其它机车部件)的可靠性的影响，由于发动机和/或平台安装对于可维护性的影响(例如，对于例行维护操作)，机车的改造和恢复的简易性，成本，排放性能等。例如，如果特定应用具有较轻微的发动机上振动信号，而机车的缓冲负载/联接负载更加明显，则发动机安装的后处理系统可用在机车上，而如果发动机振动非常大，但缓冲负载/联接负载较轻微或者较不频繁，则可以使用平台安装的排放物控制系统。因此，基于选定的标准，后处理系统的安装(例如，定位、位置、高度、用于安装的结构)可以变化。在一个示例中，基于上述标准，机车可安装有发动机可安装排放后处理系统，如图9A中所示。在另一个示例中，基于上述标准，机车可安装有发动机可安装平台安装后处理系统，如图10中所详述。
[0064]图9A中描绘了发动机可安装后处理系统900的一个示例。发动机可安装后处理系统设计成提供期望的稳定性和强度。在所绘实施例中，排放后处理系统902包括多个不同的排放流通路904，其中多个不同的排放流通路904的每一个均构造成从发动机210的排放歧管(也称为排放出口)906接收至少一些排放气体。(在图9A中，出于图示的简单性，不同的排放流通路904未显示成连接到排放歧管906上；然而，当系统900被部署用于操作时，不同的排放流通路904将通过过渡区如图3中所示的区310连接到排放歧管906上。)这里，发动机210是配置成定位在机车的发动机舱中(图12)的机车发动机。排放后处理系统安装在发动机210上，使得后处理系统902的纵向轴线306平行于发动机210的纵向轴线308平行(或大体平行)对齐。多个不同的排放通路904彼此平行(或大体平行)并平行于(或大体平行于)后处理系统902的纵向轴线306而对齐。
[0065]排放后处理系统902通过发动机安装的支撑结构910安装在发动机210上。发动机安装的支撑结构910包括基部912和多个安装支腿914。各安装支腿914的一端916联接到基部912的下表面上，而各安装支腿914的另一个相对端918在多个(例如四个)安装位置920的其中一个处联接到发动机210上。多个安装位置920包括在发动机210的发动机框架922上的至少一些位置，以及在发动机210的前端924 (例如前端盖)上的至少一些位置。基部912可包括横向构件，其附接到基部的周边边缘构件上并在周边边缘构件之间延伸，用于增强刚性。基部912可为大致矩形(尽管其他形状也是可能的)，并且多个安装支腿914可具有大体相等的高度，尽管这将取决于安装位置(就是说，如果其中一个安装位置相对于距离基部的期望位置的距离低于其他的位置，则用于附接到较低安装位置的支腿将长于其他支腿)。
[0066]排放后处理系统902可以以若干方式安装到发动机安装的支撑结构910上。例如，支撑结构910可包括后处理系统902安装到其上的多个振动隔离器915，用于对排放后处理系统的每个分支提供振动和冲击负载隔离(并从而改善系统稳定性)。根据本发明的一个实施例，图9B显示了可能构造的一个示例。这里，发动机安装的支撑结构910还包括多个支撑构件926。支撑构件926焊接或另外附接到基部912的顶部上，并对多个隔离器915提供支撑和附接点，在此视图中示意性地进行了显示。对于各隔离器915可有一个支撑构件926 (如图9B中总体示出的那样)，或者支撑构件926可为跨越基部912的相对平行侧延伸的带状板，用于支撑两个或更多隔离器(如线条917所示)。隔离器915栓接或另外附接到支撑构件926上。后处理系统902的安装托架919又栓接或另外附接到隔离器915上。安装托架919将后处理系统902保持在支撑结构910上方，并且充当后处理系统902到隔离器915或者另外到支撑结构910的附接点。(为了图示的简单性，安装托架919或类似结构在图9A中没有示出。)在一个实施例中，参考图9C，后处理系统902的各单独的分支904均包括多个(例如四个)安装托架919，它们沿分支904的长度分开，并且通过对应数量(例如四个)的隔离器915附接到基部912上。因此，在所绘的三分支排放后处理系统902中，系统902在十二个支撑点928处附接到支撑结构910上，支撑点为排放后处理系统提供振动和冲击负载隔尚。
[0067]为了解决后处理系统的热膨胀，可使用第一和第二不同类型的隔离器的组合，例如，相对硬的隔离器和相对软的隔离器的组合。备选地和/或附加地，隔离器为金属隔离器(意味着隔离器包括执行振动/隔离功能的金属元件)。在一个实施例中，所有的隔离器都是金属隔离器。各种金属隔离器可包括多个相对硬的金属隔离器915a，例如金属丝网隔离器，用在分支904附接到发动机前端924处的点上。在一个示例中，对于具有三个分支904的系统，在安装结构中存在三个此类相对硬的金属隔离器915a(例如，每个分支有一个此类隔离器)。各种金属隔离器还可包括多个相对软的金属隔离器915b，例如缆索安装的隔离器(也称为缆索隔离器)，用在安装结构的所有其他位置处。(隔离器总体由元件号915指代；具体类型的隔离器由915a、915b等指代。)在一个示例中，对于具有三个分支904的系统，在安装结构中存在九个此类相对软的金属隔离器915b。在此类构造中，金属丝网隔离器处理缓冲负载(例如纵向力)，而缆索安装隔离器处理排放后处理系统的热膨胀。以这种方式，两种类型的隔离器并列工作，以便将后处理系统从发动机振动的影响隔离。
[0068]图10中描绘了平台安装的排放物控制系统1000的一个示例。在此实施例中，排放后处理系统1002通过平台安装的支撑结构1004安装在机车发动机210上方。支撑结构1004包括通过具有大体相等长度的多个竖直杆1010联接到机车平台1008上的大致矩形基部1006。(例如，在一个实施例中，基部是水平的。)多个竖直杆1010进一步通过多个成角度的加强棒1012彼此联接。作为非限制性示例，图10中描绘的设计在机车的每一侧上利用三根竖直杆1010。对冲击和振动的隔离通过竖直杆1010以及通过多个振动隔离支撑点1014(例如，隔离器，如本文其它地方所解释的那样)解决，尽管到不同杆和支撑点的输入可以基于它们的位置在幅度和频率上变化。在一个示例中，多个竖直杆1010沿机车驾驶室的长度均匀分布(如图所示)，尽管在备选实施例中，基于机车驾驶室的构造，可在支撑结构的一端处与支撑结构1004的另一端相比设置更大数目的竖直杆1010。振动隔离支撑点1014可基于在发动机210或发动机舱中哪里最可能经历振动，并进一步基于预期的振动量而定位在不同的位置。例如，至少一些振动隔离点1014可定位在基部1006的上表面和排放后处理系统1002的各分支的衬底之间。附加的振动隔离点1014可定位在各竖直杆1010的下端和平台1008之间。以这种方式，所绘的平台安装的排放后处理系统考虑了与安装在机车的高结构上的后处理系统的大尺寸和重质量相关的力矩。
[0069]在一个实施例中，排放物控制系统包括支撑结构和排放后处理系统。支撑结构至少部分地位于发动机上方。(发动机能够产生排放流。)排放后处理系统具有至少一个排放后处理单元，排放流的至少一部分被引导通过该单元流动。各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的该部分排放流的至少一个排放后处理部件。该至少一个排放后处理单元附接到支撑结构上并定位在发动机上方。此外，发动机被支撑在平台上，而支撑结构附接在平台上。
[0070]在一个实施例中，排放物控制系统包括支撑结构和排放后处理系统。支撑结构至少部分地位于发动机上方。(发动机能够产生排放流。)排放后处理系统具有至少一个排放后处理单元，排放流的至少一部分被通过该单元引导流动。各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的该部分排放流的至少一个排放后处理部件。该至少一个排放后处理单元附接到支撑结构上并定位在发动机上方。发动机容纳在发动机舱中。该至少一个排放后处理单元附接在支撑结构上并定位在发动机上方，使得该至少一个排放后处理单元的纵轴线至少大体平行于发动机的纵轴线和发动机舱的长度。
[0071]在一些轨道实施例中，由于排放后处理系统的复杂形状和尺寸，当其在原始发动机舱的上方延伸时，发动机舱的设计也被改变以更好地保护并支撑安装的排放后处理系统。将会理解的是对于给定机车发动机舱设计可基于各种标准进行选择，诸如对发动机舱部件的可接近性，以及制造简易性。现在参考图12-15讨论各种示例发动机舱设计。
[0072]图12中描绘了容纳机车发动机和排放后处理系统的机车1201的发动机舱1202的第一示例实施例。发动机舱1202由顶部组件1204和侧壁1206限定。发动机舱1202显示为具有用于与机车1201的其它舱以及部件连通的若干接口。发动机舱1202构造成保护被包围的排放后处理系统(未示出)，容纳在该舱内的发动机，以及防雨、雪、尘、风、太阳和严酷气候条件的辅助件。发动机舱1202还构造成支撑喇叭系统1204、灯光(如果存在)以及电源出口。发动机舱1202的设计使得操作人员能够保护免受热表面和旋转零件的伤害，同时还使得舱能够支撑顶部上的维护人员。
[0073]喇叭系统1204可包括一个或更多喇叭，其在机车发动机舱1202内定位在发动机上方，在发动机舱1202的前端1216 (此处也称为第2端)处在后处理系统和舱的前壁(未示出)之间，至少一个喇叭的开口端朝向发动机舱1202的中心1218。
[0074]在所绘实施例中，发动机舱1202设计成具有外观的完全一致性，并具有机车外型。此外，提供了多个接口。这些接口可包括例如连通尿素罐1207的接口，连通鼓风机舱1208的接口，与散热器盖1210相互作用的接口，以及用于轨道平台(未示出)的接口。发动机舱1202和若干接口设计成以便提供足够的间隙来允许排放后处理系统中的明显热学变化，同时对于后处理系统和发动机的可维护性具有最小的影响。在一个示例中，这通过将发动机舱1202和尿素罐1207之间的接口定位在A侧走道1212上实现，而尿素罐1207栓接在机车的平台1214上。
[0075]图13显示了图12的发动机舱1202的备选视图。如所示的那样，发动机舱1202的顶部组件1204包括铰接附接到舱的侧壁1206上的多个顶板1302，使得排放后处理系统可以通过多个铰接附接的顶板1302的至少其中一个接近。在所绘的实施例中，在前端1306 (此处也称作第2端)处的铰接附接的顶板1304是可分离组件，并且可以是正好在增压器(未示出)上方的螺栓紧固型舱口装置。发动机舱1202设计成容纳喇叭系统(如图12的喇叭系统1204)。还包括了铰接的舱口组件，其可以开启到90度以便于排放后处理系统和/或其部件的维护。
[0076]图14显示了发动机舱1400的一个备选实施例，其中顶部组件1401在发动机舱的前端1216处被分成多个(此处为三个)铰接附接的具有大致相同尺寸的顶板1402、1404和1406。然而，在备选实施例中，不同板的尺寸可以不同。在所绘实施例中，没有提供铰链或闩锁。相反，不同的顶板被栓接到侧壁上。这里，顶板1402、1404、1406覆盖发动机舱的整个宽度，从而对排放后处理系统及其部件提供更多可接近性。[0077]图15显示了发动机舱1500的另一个示例实施例，其中顶部组件1502的多个顶板包括第一较大的板1504和第二较小的板1506。这里,顶板1504和1506两者都是栓接型顶板或舱口组件。具体而言，第一较大的顶板1504设计成较大的栓接型舱口组件，其覆盖排放后处理系统的多个分支，而第二较小的顶板1506设计成定位在增压器位置上方的较小栓接型舱口组件，且喇叭系统安装在其上。此设计允许相对好的维修接近。此外，在图15中所示的实施例中，铰接的系统允许接近排放后处理系统的侧分支同时保持中间分支被覆
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[0078]将喇叭系统封装在板L间隙轮廓内同时又给喇叭系统在发动机舱顶部上方找到合适的位置会造成设计挑战。此外，如果对喇叭系统或其位置做出任何改变，联邦铁路管理(FRA)规章要求按照FRA规则测试这些改变。图16A-B显示了两种不同的喇叭系统构造(分别是1600和1650)，它们已经考虑了这些挑战而进行设计。因而，各喇叭系统1600、1650均可包括一个或更多喇叭，其在机车发动机舱1606内定位在发动机上方，在发动机舱1606的前端1604处在后处理系统和舱的前壁之间，至少一个喇叭的开口端1608朝向发动机舱1606的中心。第一实施例1600(图16A)描绘了单个5和弦喇叭1601，而第二实施例1650(图16B)描绘了包括两个喇叭的分体喇叭1602，第一喇叭具有3和弦构造1610，而第二喇叭具有2和弦构造1612。
[0079]如之前参考图1详细描述的那样，排放后处理系统的SCR系统可使用还原剂例如柴油排放流体(DEF ;指尿素在水中的32.5%的溶液)用于排放NOx物类的还原。在图1的示例实施例中，在基于尿素(例如DEF)的系统中，用于存储尿素的尿素罐可以尺寸设置成使得在尿素罐中再充填尿素的频率与对机车发动机燃料罐的补给燃料相匹配。燃料罐和输送系统也可设计成以对现有机车硬件最小的改动/重新设计而允许发动机、交流发电机和散热器舱的合理可维修性。
[0080]关于尿素(例如DEF)或其它还原剂存储罐的位置，设想了考虑设计限制的各种构造。这些构造例如包括从用于发动机的现有燃料罐切出尿素罐，将尿素罐安装在作为升高走道的机车走道上，以及将尿素罐安装在散热器舱中。
[0081]图17A-17F显示了各种实施例，其中尿素(例如DEF)或其它还原剂存储罐1700构造成机车或其它交通工具1704上的升高走道1702。这些设计可减少晃动和死体积问题，同时在机车或其它交通工具的一侧保持人体工学的台阶连续下降。出于参考或比较目的，图17A显示了分离的罐1700和发动机210。如所示的那样，罐1700包括用于接纳DEF或其它尿素(或其它还原剂)的入口，并且被连接到发动机系统(例如发动机系统的排放系统部分)上用于输送DEF或其它尿素。图17B是构造成升高走道1702的罐1700的第一实施例的透视图。罐1700从交通工具一侧(例如机车的“A”侧)上的蓄电池箱或其它交通工具结构部分延伸，并且沿交通工具的驾驶舱、发动机舱或其它舱1712逐级下降到较低的甲板1710。(在任何实施例中，较低的甲板1710可为相对于地面高度沿交通工具的该侧最低的走道，和/或较低的甲板1710是位于该交通工具或所讨论的交通工具类的标准甲板高度处的甲板；见图17D中的箭头。)更具体地，罐1700的顶部走道部分与蓄电池箱或其它交通工具结构部分1706的顶部齐平，以便形成升高走道1702的顶部连续部分。罐1700从交通工具结构部分1706沿舱1712延伸，并且终止于罐的阶梯部分1707，其与罐和交通工具结构部分的顶部相比具有降低的高度。(更具体地，相对于较低的甲板1710，罐具有两个高度。第一高度等于交通工具结构部分1706的高度。阶梯部分1707的第二高度小于第一高度，但在较低的甲板上方。)阶梯部分1707为人类操作员从罐和交通工具结构部分的顶部行进到较低的甲板1710提供了过渡。这样，尿素罐在驾驶舱的外部上形成走道的平台到交通工具的一侧的一部分。
[0082]图17C是构造成升高走道1702的罐1700的第二实施例的透视图。罐1700邻接蓄电池箱或其它交通工具结构部分1706，沿交通工具的一侧(例如机车的“A”侧)延伸，并且靠近交通工具的后部终止。罐1700为矩形平行管状(例如，实际上包含六个矩形或正方形面)，并且相对于较低的甲板1710具有小于交通工具结构部分1706的高度(相对于较低的甲板1710)的高度。因此，整个罐1700充当交通工具结构部分1706的顶面和较低的甲板1710之间的阶梯过渡。
[0083]图17D是构造成升高走道1702的罐1700的第三实施例的透视图。此实施例类似于图17B中的实施例，但图示了(i)罐1700可设置成不同的长度，以及(ii)交通工具结构部分1706(罐1700邻接)的定位/长度可以从一个交通工具到另一个交通工具而变化。
[0084]图17E是构造成升高走道1702的罐1700的第四实施例的透视图。此实施例类似于图17C的实施例，但图示了(i)罐1700可设置成不同的长度，以及(ii)在与罐相同的高度上，交通工具的其它结构元件1709可插入罐和交通工具结构部分1706之间。
[0085]图17F是构造成升高走道1702的罐1700的第五实施例的透视图。此实施例类似于图17B和17D的实施例，但图示了阶梯部分1707可设置成不同的长度。
[0086]在本文所述的任何实施例中，为了构造成升高走道，罐1700可具有以下特征一项或更多:(i)顶面构造成走道面，例如防滑/防摔表面；(ii)罐结构(例如，顶壁/底壁/侧壁和任何内部支撑件)构造成既保持尿素又支撑多个人类操作员的重量；以及(iii)罐结构包括用于支撑多个人类操作员的重量的结构元件，但那些相同的结构元件不用于保持尿素，且罐还包括保持尿素但不充当走道支撑件的内部构件(例如，罐包括外部结构和内部容器；外部结构形成用于支撑人类操作员的走道的部分；内部容器保持尿素但不承受或支撑存在于走道上的重量)。此外，罐可安装成单侧构造，意味着交通工具中仅有的尿素罐1700定位在交通工具的一侧上(侧定义为交通工具的纵向轴线的左或右)。
[0087]可包括多各尿素加热系统用于机车使用期间的防冻。在一个实施例中，防冻系统可包括第一电阻性加热器(例如潜水式电阻性加热器)，其可从机车总线输送74V (DC)下1000-1200W。防冻系统可使得尿素即便在周围环境降至_40°C时也能够保持在液态。在机车停机的情况下需要尿素融化，如机车已经被停机若干天同时暴露于低于-10°C的温度下时。在一个实施例中，为了解决融化问题，可包括第二电阻性加热器(例如潜水式电阻性加热器)，其可从路侧电源(例如路侧机车维修车间)提供240V(AC)下6000-10000W。在一个示例中，第二潜水式加热器可以在大约24小时内完全融化满罐的尿素。
[0088]在一个实施例中，由尿素输送系统的尿素喷射器从尿素罐输送到排放后处理系统的尿素流(或其它还原剂流)的仅一部分被喷入该后处理系统用于混合、水解以及后续的NOx还原。在此实施例中，剩余未喷射部分的尿素流被用于在返回至尿素罐之前冷却尿素喷射器。这样的实施例可包括尿素输送管线、尿素返回管线、尿素喷射器、尿素传输泵、过滤器和加热器。根据这样的实施例的尿素输送系统可基于一个或更多因素选择，包括对于期望的应用以足够的流量和压力输送尿素，小于可用包装容积的体积要求，以及等同于现有系统的与尿素控制系统相互作用的能力(例如通过单个泵或单个喷射器系统)。
[0089]在备选实施例中，尿素(或其它还原剂)输送系统可包括具有蓄积器系统的单个泵，或者具有多个泵的多泵系统。单泵系统利用蓄积器来保持一定体积的加压尿素可用于按需要从所有六个喷射器喷射。蓄积器帮助减轻来自单个泵的压力振荡，该压力振荡比利用多个泵的系统上经历的那些振荡更显著。作为比较，多泵系统对于排放后处理系统的每个分支(排放后处理单元)采用单独的泵，该排放后处理系统具有对于协助装填的(低压)供应泵具有潜在的要求。图18中显示了一个示例多泵尿素输送系统。在图18中，多泵还原剂输送系统1800包括还原剂存储罐1802，低压进给/供应泵部分1804(增压泵部分)，以及用于各分支/单元的高压泵部分1806。(低压和高压是相对的，意味着低压泵具有比高压泵更低的压力。)
[0090]如之前提到的，在一些实施例中，排放后处理系统还包括输送系统，输送系统包括用于从还原剂存储罐接收还原剂的输送管路和输送泵，如图19中所示。在一个示例中，尿素输送管路可尺寸设置成每个外直径为大约1.5”厂3.8cm(且集束的直径为?3”厂7.6cm)。如图19中所示，尿素输送系统1902的尿素输送管路1904的至少一部分沿发动机组1908并沿后处理系统1901的纵向轴线1910安装。通过将尿素输送管线1904安装在排放后处理系统1901上，避免了发动机维护干扰，并且避免了将尿素暴露于发动机1912的增压器端1914上的高温下。
[0091]以这种方式，通过构造具有多个分支和子分支(排放后处理单元)的排放后处理系统，该后处理系统可以设计成容纳在不同的交通工具内。此外，通过使用用于各分支的圆柱形衬底，可能实现进一步的紧凑而不减少各分支中的后处理部件的数目。
[0092]如本文所述，排放物控制系统的某些实施例包括一个或更多柴油颗粒过滤器106 ( “DPF”)。备选地，在本文所述的任何实施例中，可以使用不同类型的过滤器(如流经过滤器)，或者情况可以是不使用过滤器。
[0093]根据一个方面，“不同的”意味着穿过一个通路的排放不通过其他结构(当通路平行排列时)和/或公共结构没有共享用于限定通路。
[0094]根据本发明的一个方面，排放后处理系统包括多个排放后处理单元(这些单元可以布置成用于并行的功能性操作)，其中各单元均限定排放流通路并且包括(在通路内或以另外的方式与通路相关)相应的多个不同类型的排放后处理部件，例如，各单元均可包括过滤器，以及不同于过滤器的另一种类型的排放后处理部件。就是说，第一单元包括具有第一排放后处理部件和第二排放后处理部件的第一组排放后处理部件，该第一和第二部件是彼此不同类型的部件；第二单元包括具有第三排放后处理部件和第四后处理部件的第二组排放后处理部件，第三和第四部件是彼此不同类型的部件；如此等等。第一组可与第二组相同或不同。(就是说，如果第一单元包括第一部件“A”和第二部件“B”，且A和B是彼此不同类型的部件，则第二单元可包括第二部件A和第二部件B，或者第二单元可包括A (或B)和部件“C” (具有不同于A或B的类型)，或者第二单元可包括部件C和“D”，C为与D不同类型的部件。)
[0095]因而,在一个实施例中,排放物控制系统包括排放后处理系统和控制模块。该排放后处理系统包括多个排放处理单元，功能上并列地布置(即，关于功能并列，不一定这些单元几何上并列，尽管这是一个选项)，其中各单元均限定排放流通路并且包括(在该通路内或者以其它方式与通路相关)相应的多个不同类型的排放后处理部件。排放后处理单元的入口被连接到发动机的排放出口上，用于从发动机接收排放流。控制模块与排放后处理系统连通，用于控制排放处理单元中不同类型的排放后处理部件的至少其中一个，例如，用于控制将一定数量的还原剂相应喷入流经各排放处理单元的一部分排放流中。
[0096]图20图示了此类排放物控制系统的一个实施例。这里，排放物控制系统2000包括排放后处理系统2002和控制模块2004。排放后处理系统2002包括功能上并列布置的多个排放处理单元2006a、2006b、2006c，其中各单元2006a_2006c均限定相应的排放流通路2008a、2008b、2008c，并包括(在通路内或者另外与通路相关)相应的多个不同类型的排放后处理部件2010。(出于图示的清楚起见，排放后处理部件总体标示为2010 ;然而，如本文所述，这不意味着部件必须相同。相反，对于指定的排放处理单元，该排放处理单元的部件彼此不同。)排放后处理单元的入口 2012连接到发动机2016的排放出口 2014上，用于从发动机接收排放流2018。控制模块2004与排放后处理系统2002连通，用于控制排放处理单元中不同类型的排放后处理部件2010的至少其中一个，例如，用于控制将一定数量的还原剂相应喷入流经各排放处理单元的一部分排放流中。尽管图20显示了三个排放处理单元，但该系统可包括两个或多于三个排放处理单元。此外，尽管图20显示了与各排放处理单元相联的三个排放后处理部件，但各单元可具有两个或多于三个排放后处理部件。
[0097]在各种实施例中，其它的图形和本文的相关描述可应用于图20中所示的系统。例如，各排放处理单元2006a、2006b、2006c均可包括如图1中所示的PM减少系统103和/或SCR 系统 107。
[0098]另一个实施例涉及包括控制模块和排放后处理系统的排放物控制系统。该排放后处理系统包括多个排放后处理单元(功能上并列布置或另外布置)。各排放后处理单元相应地包括至少一个衬底、颗粒物质减少系统以及选择性催化还原系统。该至少一个衬底限定排放流通路；排放流通路的入口可连接到发动机的排放出口上(例如机车或其它轨道交通工具中的发动机)。颗粒物质减少系统具有柴油颗粒过滤器和该柴油颗粒过滤器上游的柴油氧化催化剂。该选择性催化还原系统在柴油颗粒过滤器下游。选择性催化还原系统具有还原剂喷射器(在喷射点处在排放流通路中具有喷射器输出)，喷射点下游的选择性催化还原催化剂，以及选择性催化还原催化剂下游的氨滑催化剂。控制模块配置成与排放后处理系统通信，用于控制各还原剂喷射器，以便在喷射点处将还原剂喷射到排放流通路中。在机车的另一个实施例中，各后处理单元还包括再生装置，用于再生柴油颗粒过滤器；该再生装置可包括燃烧器。
[0099]图22图示了如紧上方所述的排放物控制系统2200。该排放物控制系统2200包括控制模块2202和排放后处理系统2204。排放后处理系统2204包括多个排放后处理单元2206a、2206b ;在一个实施例中，如图22中所示，这些单元显示为功能上并列布置。(图21中显示了两个单元2206a、2206b ;然而，该系统可包括多于两个此类单元。)各排放后处理单元2206a、2206b相应地包括至少一个衬底2208、颗粒物质减少系统2210以及选择性催化还原系统2212。该至少一个衬底2208限定排放流通路2214 ;排放流通路的入口 2216可连接到发动机2218的排放出口上(例如机车或其它轨道交通工具中的发动机)。颗粒物质减少系统2210具有柴油颗粒过滤器2220和该柴油颗粒过滤器上游的柴油氧化催化剂2222。该选择性催化还原系统2212在柴油颗粒过滤器2220下游。选择性催化还原系统2212具有还原剂喷射器2224(在喷射点2228处在排放流通路中具有喷射器输出2226)，喷射点下游的选择性催化还原催化剂2230，以及选择性催化还原催化剂下游的氨滑催化剂2232。控制模块2202配置成与排放后处理系统通信，用于控制各还原剂喷射器，以便在喷射点处将还原剂喷射到排放流通路中。在机车的另一个实施例中，各后处理单元2206a、2206b还包括再生装置2234，用于再生柴油颗粒过滤器；该再生装置可包括燃烧器。(在图22中为了图示清楚该后处理单元2206b的子元件没有编号，但在一个实施例中，这些子元件与单元2206a的那些相同。)
[0100]另一个实施例涉及一种操作排放后处理系统的方法。该方法包括将来自发动机的排放流分成多个排放子流的步骤。该方法还包括分别将多个子流导引通过多个排放后处理单元的步骤。该方法还包括在各排放后处理单元中使用排放后处理单元的第一排放后处理部件处理被导引通过排放后处理单元的排放子流的步骤。
[0101]在该方法的另一个实施例中，第一排放后处理部件包括还原剂喷射器。该方法还包括将还原剂喷入多个子流的每一个的步骤。以这种方式，排放子流响应于喷射的还原剂通过排放流的预定化学成分的化学变换而被处理。
[0102]在另一个实施例中，该方法还包括在各排放后处理单元中在排放子流碰到喷射的还原剂前过滤被导引通过该排放后处理单元的排放子流的步骤。过滤步骤可使用过滤器执行，且该方法还可包括用燃烧器再生过滤器的步骤。
[0103]另一个实施例涉及具有过渡区和排放后处理系统的排放物控制系统。过渡区可附接到发动机的排放出口上，且构造成将离开排放出口的排放流分成多个排放子流。排放后处理系统具有多个排放后处理单元，多个排放子流可通过这些排放后处理单元被引导以分别流动。各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的一部分排放流的至少一个排放后处理部件。图1-22的部分可应用于此类排放物控制系统。图23显示了另一个实施例。这里，排放物控制系统2300包括过渡区2302和排放后处理系统2304。过渡区2302可附接到发动机2308的排放出口 2306上，且构造成将离开排放出口的排放流2310分成多个排放子流2312。排放后处理系统2304具有多个排放后处理单元2314，多个排放子流可通过这些排放后处理单元被引导以分别流动。各排放后处理单元2314均具有用于处理流经该单元的一部分排放流的至少一个排放后处理部件2316。在另一个实施例中，各排放后处理单元2314均包括颗粒物质减少系统，该颗粒物质减少系统具有柴油颗粒过滤器和该柴油颗粒过滤器上游的柴油氧化催化剂，以及该柴油颗粒过滤器下游的选择性催化还原系统，并具有在排放流通路中在喷射点处具有喷射器输出的还原剂喷射器，喷射点下游的选择性催化还原催化剂，以及选择性催化还原催化剂下游的氨滑催化剂(如图1中所示)。
[0104]在另一个实施例中，排放物控制系统包括支撑结构和排放后处理系统。支撑结构至少部分地位于发动机上方。(发动机能够产生排放流。)排放后处理系统具有至少一个排放后处理单元，通过该单元的排放流的至少一部分被引导流动。各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的该部分排放流的至少一个排放后处理部件。该排放后处理单元附接到支撑结构上并定位在发动机上方。图1-20和22-23的部分可应用于此类排放物控制系统。图21显示了另一个实施例。这里，排放物控制系统2100包括支撑结构2102和排放后处理系统2104。支撑结构2102至少部分地位于发动机2106上方(发动机2106能够产生排放流2108。)排放后处理系统2104具有至少一个排放后处理单元2110，通过该单元的排放流的至少一部分被引导流动。各排放后处理单元2110均具有用于处理流经该单元的该部分排放流的至少一个排放后处理部件2112。该至少一个排放后处理单元的每一个均附接到支撑结构2102上并定位在发动机上方。
[0105]在一个实施例中，如图21中所示的系统2100的其它部件相对于图20进行描述。
[0106]在排放物控制系统的另一个实施例中，排放后处理系统2104包括多个排放后处理单元2110。系统2100还包括附接到发动机的排放出口上的过渡区，其将排放流分成多个排放子流，这些排放子流分别被引导通过多个排放后处理单元。(见作为示例的图23以及相关描述。)多个排放后处理单元附接到支撑结构上并定位在发动机上方。
[0107]在排放物控制系统的另一个实施例中，支撑结构2102附接到发动机2106上。例如，支撑结构2102可附接到框架上、发动机组上、罩盖上或发动机的其它负载承载部分2114上，其能够承载支撑机构和排放处理单元的重量而不对发动机造成损害。在一个实施例中，该支撑结构2102附接到发动机的一个或更多部件上，其能够支承至少5000磅厂2250kg而没有损害，这对于与机车或类似柴油发动机结合使用的相对大尺寸的部件(支撑结构、排放后处理单元、过渡区)而言是典型的重量。此实施例可应用于具有一个排放后处理单元(分支)或具有多个排放后处理单元的排放后处理系统。
[0108]在排放物控制系统的另一个实施例中，其中支撑结构2102附接到发动机2106上，该支撑结构包括基部和多个安装支腿。多个安装支腿分别在多个不同的安装位置附接到发动机上，并且基部附接到支腿(例如到支腿的远端)上且定位在发动机上方。排放后处理单元直接或间接地附接在基部上，即，直接连接到基部上，或者连接到转而又连接到基部上的元件上。图9A-9C中示出了此类布置的示例。
[0109]在排放物控制系统的另一个实施例中，支撑结构包括多个隔离器。各排放后处理单元均附接到发动机上方的一个或更多隔离器上，用于减少振动。例如，隔离器可附接到基部上，且排放后处理单元附接到隔离器上。在图9B-9C以及相关描述中显示并描述了示例隔离器 915、915a、915b。
[0110]隔离器可为金属隔离器，如上所述。备选地或附加地，多个隔离器可包括一个或更多第一隔离器和一个或更多第二隔离器；第一隔离器和第二隔离器是不同类型的隔离器。这里，各排放后处理单元均附接到至少其中一个第一隔离器并附接到至少其中一个第二隔离器上。例如，第一隔离器可为第一类型的金属隔离器(例如，金属丝网隔离器)，而第二隔离器可为第二、不同类型的金属隔离器(例如，线缆安装隔离器)。在另一个实施例中，第一隔离器是相对硬的隔离器(对移动更具抗拒性)，而第二隔离器是相对软的隔离器(对移动抗拒性较低)。在另一个实施例中，第一隔离器适于容纳排放后处理系统的缓冲负载，而第二隔离器适于容纳排放后处理系统的热膨胀。例如，取决于所使用的特定部件，相对硬的隔离器(例如金属丝网隔离器)可更好地适于容纳缓冲负载，而相对软的隔离器(例如线缆安装隔离器)可更好地容纳热膨胀。
[0111]关于图9A-9C以及相关描述进一步解释了示例隔离器构造。图24附加地图示了线缆安装隔离器构造的一个实施例。在图24中，线缆安装的隔离器2400(以侧面正视图显示)附接到支撑结构的基部2402上(如可安装到发动机上和/或发动机上方)。排放后处理单元2404转而又附接到线缆安装隔离器2400上。以这种方式，排放后处理单元2404附接到基部2402上并由基部2402支撑，但从基部传递至单元的振动(如由发动机的运行产生)的量被减少，且热膨胀被容纳。在另一个实施例中，线缆安装的隔离器附接到支撑构件上，其转而又附接到支撑结构的基部上。安装托架附接到线缆安装的隔离器上。安装托架支撑排放后处理单元和/或为排放后处理单元的一部分。图25附加地图示了具有金属丝网隔离器的构造。这里，金属丝网隔离器2600(以侧面正视图显示)附接到支撑结构的基部2602上(如可安装到发动机上和/或发动机上方)。排放后处理单元2604转而又附接到金属丝网隔离器2600上。金属丝网隔离器包括互连和/或缓冲两个末端连接器元件的金属丝网元件，例如，金属丝网元件夹在末端连接器元件之间并附接到末端连接器元件上，用于在两者之间赋予一定程度的运动。
[0112]在另一个实施例中，排放物控制系统包括支撑结构和排放后处理系统。该支撑结构包括基部、多个安装支腿以及多个隔离器。安装支腿在多个不同的安装位置上分别附接到发动机上。基部附接到支腿上并且位于发动机上方。隔离器附接到基部上。排放后处理系统包括多个排放后处理单元，发动机的排放流可通过这些排放后处理单元被引导以流动。各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的一部分排放流的至少一个排放后处理部件。多个隔离器包括复数个第一隔离器和复数个第二隔离器；第一隔离器和第二隔离器是不同类型的隔离器。各排放后处理单元均附接到至少其中一个第一隔离器并附接到至少其中一个第二隔离器上。例如，各排放后处理单元可通过如下方式附接到基部上:(i)至少一个金属丝网隔离器和其它相对硬的隔离器，以及(ii)至少一个线缆安装的隔离器或其它相对软的隔离器。作为另一示例，各排放后处理单元可通过仅一个金属丝网隔离器或其它相对硬的隔离器，以及复数个线缆安装的隔离器或其它相对软的隔离器附接到基部上。
[0113]参考图26，另一个实施例涉及排放物控制系统2700。系统2700包括支撑结构2702。支撑结构2702包括多个安装支腿2704，附接到支腿上的基部2706(例如附接到支腿的远端上)，以及用于附接到基部2706上的多个隔离器2708a、2708b。安装支腿2704是隔开的，用于在多个不同的安装位置2712安装到发动机2710上，并将基部定位在发动机上方。多个隔离器2708a、2708b包括复数个第一隔离器2708a和复数个第二隔离器2708b ；第一隔离器和第二隔离器是不同类型的隔离器。基部2706包括用于多个隔离器的附接点2714的阵列，用于通过第一隔离器2708a的至少其中一个和第二隔离器2708b的至少其中一个附接到基部上的多个排放后处理单元2716的每一个。
[0114]另一个实施例涉及轨道交通工具(例如机车)系统。该轨道交通工具系统包括由顶部组件和侧壁限定的发动机舱，发动机定位在发动机舱中使得发动机的纵向轴线平行于发动机舱的长度对齐，以及排放后处理系统。排放后处理系统限定多个不同的排放流通路。多个排放流通路的每一个均构造成从发动机的排放歧管接纳至少一些排放气体。排放后处理系统安装在发动机上方由发动机排放歧管的顶表面、顶部组件以及发动机舱的侧壁限定的空间内，使得排放后处理系统的纵向轴线至少大致平行于发动机的纵向轴线对齐。
[0115]在轨道交通工具系统的另一个示例中，多个不同的排放流通路至少彼此大体平行对齐，且至少大体平行于排放后处理系统的纵向轴线。
[0116]在轨道交通工具系统的另一个实施例中，该系统还包括附接到发动机上的支撑结构。支撑结构包括基部和多个安装支腿。安装支腿在多个不同的安装位置上分别附接到发动机上。基部附接到支腿上并且位于发动机上方。排放后处理系统的至少其中一个排放流通路附接到基部上并定位在发动机上方。[0117]在轨道交通工具系统的另一个实施例中，多个安装位置包括发动机的发动机组上的至少一些位置，以及发动机的前端上的至少一些位置。
[0118]在轨道交通工具系统的另一个实施例中，顶部组件包括多个顶板，这些顶板铰接地附接(铰接至)发动机舱的侧壁上，使得排放后处理系统可通过多个铰接地附接的顶板的至少其中一个接近。
[0119]在轨道交通工具系统的另一个实施例中，顶板具有大体相等的尺寸。备选地，多个顶板包括第一较大的板和第二较小的板。
[0120]在另一个实施例中，轨道交通工具系统附加地包括喇叭系统，其具有定位在发动机上方发动机舱内的一个或更多喇机，在发动机舱的前端处在排放后处理系统和舱的前壁之间。至少其中一个喇叭的开口端朝向发动机舱的中心。
[0121 ] 紧上方描述的轨道交通工具系统的其它细节可以由附图及所附描述参考。
[0122]另一个实施例涉及交通工具系统。该交通工具系统包括走道和罐。走道具有支撑框架。支撑框架限定走道表面并构造成至少适应普通成年人的重量(至少90kg)。罐定位在支撑框架的内部之内，并且构造成保持液体(例如尿素/DEF或其它还原剂)。在各种实施例中涉及交通工具系统的进一步信息可在图12-17F和相关描述中找到；还见图27和相关描述。
[0123]在交通工具系统的另一个实施例中，走道表面是平坦的，并具有长度和宽度，长度长于宽度，且宽度至少足够宽以容纳普通成年人沿走道行走(至少l”/0.3m宽)。与此实施例的交通工具系统相关的进一步信息可在图17A-17F以及相关描述中找到。
[0124]在交通工具系统的另一个实施例中，支撑框架在走道表面中限定台阶，该台阶从走道的第一层通向走道的第二层。与此实施例的交通工具系统相关的进一步信息可在图17BU7D和17F以及相关描述中找到。
[0125]在交通工具系统的另一个实施例中，走道是轨道交通工具的侧面走道。该侧面走道沿轨道交通工具的一侧从指向轨道交通工具的前部向指向轨道交通工具的后部延伸。“指向前部”意味着在交通工具的前半部内开始，而“指向后部”意味着向后延伸。与此实施例的交通工具系统相关的进一步信息可在图17A-17F以及相关描述中找到。
[0126]参考图27，另一个实施例涉及交通工具系统2800。该交通工具系统2800包括走道2802和罐2804。走道具有支撑框架2806。支撑框架2806限定走道表面2808并构造成至少适应普通成年人的重量。罐2804定位在支撑框架的内部之内，并且构造成保持液体2810(例如尿素/DEF或其它还原剂)。罐2804是支撑框架的内表面2812。支撑框架从而既支撑(至少)普通成年人又限定罐的容积。
[0127]在交通工具系统的另一个实施例中，该系统还包括第一电阻性加热器(例如潜水式电阻性加热器)，其与罐成热连接，并且构造成由交通工具的电力总线驱动用来以第一热输出(例如，瓦数)加热液体(例如尿素或其它还原剂)。在另一个实施例中，该交通工具系统还包括第二电阻性加热器(例如潜水式电阻性加热器)，其与罐成热连接，并且构造成由交通工具之外的电力总线驱动用来以第二热输出加热液体(例如尿素或其它还原剂)。第二热输出大于第一热输出。任一实施例(第一和/或第二电阻性加热器)均可应用于与本文所述的任何其它实施例结合使用。然而，作为一个示例，参考图28，第一电阻性加热器2814与罐成热连接，并且由交通工具的电力总线2816驱动用来以第一热输出(例如瓦数)加热液体(例如尿素或其它还原剂)。第二电阻性加热器2818与罐成热连接并且构造成由交通工具之外的电功率源2820驱动用来以第二热输出加热液体(例如，尿素或其它还原剂)。如所指出的那样，第二热输出可大于第一热输出。与这些实施例相关的其它信息在与尿素加热系统相关的以上部分中可找到。
[0128]另一个实施例涉及轨道交通工具。该轨道交通工具包括走道和罐。走道具有支撑框架。支撑框架限定走道表面并构造成至少适应普通成年人的重量。罐定位在支撑框架的内部之内，并且构造成保持液体(例如尿素或其它还原剂)。在一个实施例中，罐流体地附接到轨道交通工具的排放物控制系统上，以将尿素或其它还原剂输送至排放物控制系统。在一个实施例中，罐是轨道交通工具中用于保持尿素或其它还原剂的唯一的罐。
[0129]在另一个实施例中，交通工具系统包括发动机舱、发动机以及排放后处理系统。发动机舱由顶部组件和侧壁限定。发动机定位在发动机舱中，使得发动机的纵向轴线平行于发动机舱的长度对齐。排放后处理系统限定至少一个排放流通路。该至少一个排放流通路构造成接纳来自发动机的排放歧管的排放气体。排放后处理系统安装成使得排放后处理系统的纵向轴线至少大体平行于发动机的纵向轴线而对齐。排放后处理系统包括还原剂存储罐，并且对于各排放流通路，相应的还原剂喷射器构造成将来自还原剂存储罐的还原剂喷入排放流通路中的喷射点。还原剂存储罐形成位于发动机舱一侧上的外部操作员走道的至少一部分。
[0130]在另一个实施例中，排放后处理系统还包括输送系统，输送系统具有用于接纳来自还原剂存储罐的输送管线和输送泵。输送管线的至少一部分沿发动机组并沿排放后处理系统的纵向轴线安装。
[0131]另一个实施例涉及排放物控制系统。该排放物控制系统包括用于将还原剂输送至还原剂喷射器的还原剂(例如尿素)输送系统。还原剂输送系统构造成控制还原剂到还原剂喷射器的输送，使得被输送还原剂的流率大于由该还原剂喷射器喷射的还原剂的速率。还原剂输送系统包括用于导引输送的还原剂的未喷射部分以在返回至还原剂存储罐之前冷却还原剂喷射器的流径。
[0132]在另一个实施例中，交通工具系统包括发动机舱、发动机以及排放后处理系统。发动机舱由顶部组件和侧壁限定。发动机定位在发动机舱中，使得发动机的纵向轴线平行于发动机舱的长度对齐。排放后处理系统限定至少一个排放流通路。该至少一个排放流通路构造成接纳来自发动机的排放歧管的排放气体。排放后处理系统安装成使得排放后处理系统的纵向轴线至少大体平行于发动机的纵向轴线而对齐。排放后处理系统包括还原剂存储罐，并且对于各排放流通路，相应的还原剂喷射器构造成将来自还原剂存储罐的还原剂喷入排放流通路中的喷射点。该排放后系统还包括用于将还原剂输送至还原剂喷射器的还原剂(例如尿素)输送系统。还原剂输送系统构造成控制还原剂到还原剂喷射器的输送，使得被输送还原剂的流率大于由还原剂喷射器喷射的还原剂的速率。还原剂输送系统包括用于导引输送的还原剂的未喷射部分以在返回至还原剂存储罐之前冷却还原剂喷射器的流径。
[0133]另一个实施例涉及排放物控制系统。排放物控制系统包括排放后处理系统，排放后处理系统具有多个还原剂喷射器以及用于将还原剂输送至该多个还原剂喷射器的还原剂输送系统。还原剂输送系统包括以下的其中一项:单个泵和蓄积器系统，其中该单个泵构造成将还原剂泵送至蓄积器系统，且蓄积器系统构造成保持增压的还原剂对于由多个还原剂喷射器按需喷射可用；或者多个泵用于分别将还原剂输送至多个还原剂喷射器。
[0134]在另一个实施例中，还原剂输送系统还包括用于将来自还原剂罐的还原剂导弓I至喷射器的还原剂供应管线。还原剂供应管线的至少一部分沿发动机的发动机组设定路线，发动机的排放将由排放后处理系统处理，且还原剂供应管线的至少一部分沿排放后处理系统设定路线。
[0135]另一个实施例涉及包括控制模块和排放后处理系统的排放物控制系统，排放后处理系统中带有多个排放后处理单元。各排放后处理单元分别包括:限定排放流通路的至少一个衬底，其中该排放流通路的输入可连接到发动机的排放出口上；颗粒物质减少系统，其具有柴油颗粒过滤器和该柴油颗粒过滤器上游的柴油氧化催化剂；以及选择性催化还原系统，其位于柴油颗粒过滤器下游并且具有还原剂喷射器，以及在排放流通路中位于喷射点处的喷射器输出，位于喷射点下游的选择性催化还原催化剂，以及位于选择性催化还原催化剂下游的氨滑催化剂。控制模块配置成与排放后处理系统通信，用于控制各还原剂喷射器，以便在喷射点处将还原剂喷射到排放流通路中。在另一个实施例中，各排放后处理单元还包括再生装置，用于再生柴油颗粒过滤器；该再生装置可包括燃烧器。
[0136]另一个实施例涉及一种操作排放后处理系统的方法。该方法包括将来自发动机的排放流分成多个排放子流；分别将多个子流导引通过多个排放后处理单元；以及在各排放后处理单元中，使用排放后处理单元的第一排放后处理部件处理被导引通过该排放后处理单元的排放子流。在另一个实施例中，第一排放后处理部件包括还原剂喷射器，且该方法还包括将还原剂喷入多个子流的每一个，从而排放子流响应于喷射的还原剂通过排放流的确定化学成分的化学变换被处理。在另一个实施例中，该方法还包括在各排放后处理单元中在排放子流碰到喷射的还原剂前过滤被导引通过该排放后处理单元的排放子流。在另一个实施例中，排放子流使用过滤器过滤，且该方法还包括用燃烧器再生过滤器。
[0137]另一个实施例涉及排放物控制系统。该系统包括过渡区以及排放后处理系统，该过渡区可附接到发动机的排放出口上，并且构造成将离开排放出口的排放流分成多个排放子流，排放后处理系统具有多个排放后处理单元，多个排放子流通过多个排放后处理单元可被分别引导而流动。各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的一部分排放流的至少一个排放后处理部件。在另一个实施例中，各排放后处理单元均包括颗粒物质减少系统，该颗粒物质减少系统具有柴油颗粒过滤器和该柴油颗粒过滤器上游的柴油氧化催化剂，以及该柴油颗粒过滤器下游的选择性催化还原系统，并具有在排放流通路中在喷射点处具有喷射器输出的还原剂喷射器，喷射点下游的选择性催化还原催化剂，以及选择性催化还原催化剂下游的氨滑催化剂。
[0138]另一个实施例涉及排放物控制系统。该系统包括支撑结构，该支撑结构包括基部、多个安装支腿以及多个隔离器，多个安装支腿分别在多个不同的安装位置处附接到发动机上，而基部附接到支腿上并定位在发动机上方，其中隔离器附接到基部上。该系统还包括具有多个排放后处理单元的排放后处理系统，发动机的排放流被通过多个排放后处理单元引导而流动，各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的一部分排放流的至少一个排放后处理部件。多个隔离器包括复数个第一隔离器和复数个第二隔离器，第一隔离器和第二隔离器是不同类型的隔离器。各排放后处理单元均附接到至少其中一个第一隔离器并附接到至少其中一个第二隔离器上。在另一个实施例中，第一隔离器是金属丝网隔离器，而第二隔离器是线缆安装隔离器。
[0139]另一个实施例涉及排放物控制系统。该系统包括支撑结构，支撑结构具有多个安装支腿，基部附接到支腿上，且多个隔离器用于附接到基部上，多个安装支腿是隔开的以便在多个不同的安装位置处安装到发动机上，并将基部定位在发动机上方。多个隔离器包括复数个第一隔离器和复数个第二隔离器，第一隔离器和第二隔离器是不同类型的隔离器。基部包括用于多个隔离器的附接点的阵列，用于通过第一隔离的至少其中一个和第二隔离器的至少其中一个附接到基部上的多个排放后处理单元的每一个。
[0140]另一个实施例涉及轨道交通工具系统。该系统包括由顶部组件和侧壁限定的发动机舱，发动机定位在发动机舱中使得发动机的纵向轴线平行于发动机舱的长度对齐，以及限定多个不同排放流通路的排放后处理系统。多个排放流通路的每一个均构造成从发动机的排放歧管接纳至少一些排放气体。排放后处理系统安装在发动机上方由发动机排放歧管的顶表面、顶部组件以及发动机舱的侧壁限定的空间内，使得排放后处理系统的纵向轴线至少大致平行于发动机的纵向轴线对齐。在另一个实施例中，多个不同的排放流通路至少彼此大体平行对齐，且至少大体平行于排放后处理系统的纵向轴线。在另一个实施例中，该轨道交通工具系统还包括附接到发动机上的支撑结构。支撑结构包括基部和多个安装支腿。安装支腿分别在多个不同的安装位置处附接到发动机上，且底座附接到定位在发动机上方的支腿上。至少排放后处理系统的排放流通路附接到基部上并定位在发动机上方。在另一个实施例中，安装位置包括发动机的发动机组上的至少一些位置，以及发动机的前端上的至少一些位置。在另一个实施例中，顶部组件包括多个顶板，这些顶板铰接地附接发动机舱的侧壁上，使得排放后处理系统可通过多个铰接地附接的顶板的至少其中一个接近。在另一个实施例中，多个顶板具有大体相等的尺寸，或者其中该多个顶板包括第一较大的板和第二较小的板。在另一个实施例中，轨道交通工具系统还包括喇叭系统，其具有定位在发动机上方发动机舱内的一个或更多喇叭，在发动机舱的前端处在排放后处理系统和舱的前壁之间。至少其中一个喇叭的开口端朝向发动机舱的中心。
[0141]另一个实施例涉及交通工具系统。该交通工具系统包括由顶部组件和侧壁限定的发动机舱，发动机定位在发动机舱中使得发动机的纵向轴线平行于发动机舱的长度对齐，以及限定至少一个排放流通路的排放后处理系统。该至少一个排放流通路构造成接纳来自发动机的排放歧管的排放气体。排放后处理系统安装成使得排放后处理系统的纵向轴线至少大体平行于发动机的纵向轴线而对齐。排放后处理系统包括还原剂存储罐，并且对于各排放流通路，相应的还原剂喷射器构造成将来自还原剂存储罐的还原剂喷入排放流通路中的喷射点。还原剂存储罐形成位于发动机舱一侧上的外部操作员走道的至少一部分。在另一个实施例中，排放后处理系统还包括输送系统，输送系统包括用于接纳来自还原剂存储罐的输送管线和输送泵。输送管线的至少一部分沿发动机组并沿排放后处理系统的纵向轴线安装。
[0142]用词“控制模块”指构造成实施控制模块的指定功能的一个或更多硬件元件和/或软件元件。硬件元件可包括一个或更多电子器件或部件，如微控制器或处理器以及相关部件。软件指存储在有形介质中的非易失性、机器可读取指令的预定列表，其用作用于控制器硬件的基础，以实施根据软件指令的内容确定的一个或更多设计功能。在一个实施例中，控制模块包括处理器/控制器，相关的电子部件(例如用于向处理器/控制器提供功率的部件)，以及由该处理器/控制器执行以实施一个或更多设计功能的软件。
[0143]如本文所用的用词“大体平行”意味着在5度或5度以内的平行。用词“至少大体平行”意味着在5度或5度以内的平行。“平行(或大体平行)”等同于陈述“至少大体平行”。“大体上”意味着若没有任何制造公差/变化的所述尺寸/数量。例如，“大体上等于”意味着若没有制造公差/变化即等于。
[0144]在说明书和权利要求书中，将对具有以下含义的多个用语做出提及。单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数提及物，除非上下文清楚地另外指出。如本文贯穿说明书和权利要求书中所用的大略性用语可用于修饰任何数量性表述，其可允许性地变化而不导致其所涉及的基本功能的变化。因此，由诸如“大约”等用词修饰的值并不限于所指定的精确值。在一些实例中，大略性用于可对应于用于测量该值的仪器的精度。类似地，“没有”可以与术语结合使用，并且可包括非实质性数量或不重要的结构，同时仍然被认为是没有所修饰的术语。
[0145]如本文所用，用语“可”和“可为”指在一组情况内发生的可能性；指定特性、特征或功能的占有；和/或通过表达与所限制动词相关的一个或更多能力、才能或可能性限制另一个动词。因此，“可”和“可为”的使用指所修饰的术语明显适合、能够或适于所指示的能力、功能或用途，同时考虑了在一些情况下所修饰的术语可能有时不适合、不能够或不适于。例如，在一些情况下可能预期一事件或能力，但在其它情况下该事件或能力不会出现一此区别由用词“可”和“可为”囊括。
[0146]本文所述的实施例是具有对应于权利要求书中所述本发明的要件的要件的物品、成分和方法的示例。此书面描述可使得本领域普通技术人员能够制造和使用具有同样对应于权利要求书中所述的本发明的要件的备选要件的实施例。本发明的范围因而包括无异于权利要求书字面语言的物品、成分和方法，并且还包括具有与权利要求书的字面语言非本质区别的其它物品、成分和方法。尽管本文仅图示和描述了某些特征和实施例，但相关领域的普通技术人员会想到许多变型和改变。所附权利要求书覆盖所有此类变型和改变。
【权利要求】
1.一种排放物控制系统，包括: 排放后处理系统，其限定多个不同的排放流通路，排放流能够通过所述多个不同的排放流通路流动，所述排放流由发动机产生， 其特征在于，所述排放后处理系统包括多个第一排放后处理部件，各第一排放后处理部件均在相应的一个所述排放流通路中，或者另外地与相应的一个所述排放流通路相联。
2.如权利要求1所述的排放物控制系统，其特征在于，所述多个排放流通路定位成至少大体彼此平行。
3.如权利要求1所述的排放物控制系统，其特征在于，所述多个排放流通路的每一个均由相应的衬底、或一组衬底限定，所述排放流能够通过相应的衬底或一组衬底流动。
4.如权利要求3所述的排放物控制系统，其特征在于，所述衬底或所述一组衬底的每一个衬底为矩形形状或圆柱形形状。
5.如权利要求3所述的排放物控制系统，其特征在于，至少其中一个所述排放流通路至少部分地由相应的一组平行排列的不同衬底限定，该组衬底布置成平行排列的不同的衬底的至少其中一个定位在上层，位于定位在下层的平行排列的不同的衬底的至少其中另一个的上方。
6.如权利要求5所述的排放物控制系统，其特征在于，所述排放流通路的第一个至少部分地由第一组平行排列的不同的衬底限定，这些衬底布置成该第一组的较少的平行排列的不同的衬底在上层，而该第一组的较多的平行排列的不同的衬底在下层，以及 其中，所述排放流通路的第二个至少部分地由第二组平行排列的不同的衬底限定，这些衬底布置成该第二组的较多的平行排列的不同的衬底在上层，而该第二组的较少的平行排列的不同的衬底在下层。
7.如权利要求6所述的排放物控制系统，其特征在于，所述排放流通路的第三个至少部分地由第三组平行排列的不同的衬底限定，这些衬底布置成该第三组的较少的平行排列的不同的衬底在上层，而该第三组的较多的平行排列的不同的衬底在下层，第二个排放流通路嵌套在第一个和第三个排放流通路之间。
8.如权 利要求1所述的排放物控制系统，其特征在于，还包括过渡区，其构造成将所述发动机的排放出口与所述排放后处理系统的所述排放流通路的相应入口互连，其中用于所述过渡区和所述排放后处理系统的所述排放流通路的第一个之间的第一流动孔比用于所述过渡区和所述排放流通路的第二个之间的第二流动孔窄。
9.如权利要求1所述的排放物控制系统，其特征在于，还包括控制模块，其构造成用于与所述排放后处理系统通信以控制所述第一排放后处理部件。
10.如权利要求9所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述排放后处理系统包括多个排放后处理单元，各排放后处理单元均限定所述多个排放流通路的相应其中一个；以及 各排放后处理单元分别包括所述第一排放后处理部件和第二不同类型的排放后处理部件的其中一个，两种排放后处理部件均设置在由所述排放后处理单元限定的所述排放流通路中，或另外与所述排放流通路相联。
11.如权利要求10所述的排放物控制系统，其特征在于，对于各排放后处理单元: 所述第一排放后处理部件是还原剂喷射器，且所述控制模块构造成控制所述还原剂喷射器以将一定量的还原剂喷入流经所述排放后处理单元的所述排放流通路的所述排放流中；以及 所述第二不同类型的排放后处理部件是设置在所述排放流通路中的过滤器。
12.如权利要求11所述的排放物控制系统，其特征在于，对于各排放后处理单元，所述过滤器是柴油颗粒过滤器，且所述排放后处理系统还包括再生装置，用于再生所述柴油颗粒过滤器，所述再生装置包括燃烧器。
13.如权利要求9所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述第一排放后处理部件包括还原剂喷射器；以及 所述控制模块构造成用于与所述排放后处理系统通信，以控制所述还原剂喷射器，用于将相应量的还原剂喷入流经各所述排放流通路的所述排放流中。
14.如权利要求13所述的排放物控制系统，其特征在于，所述排放后处理系统在所述多个排放流通路的每一个中包括相应的柴油颗粒过滤器和联接在所述柴油颗粒过滤器上游的相应的柴油氧化催化剂。
15.如权利要求14所述的排放物控制系统，其特征在于，所述柴油颗粒过滤器联接到包括燃烧器的相应再生装置上。
16.如权利要求14所述的排放物控制系统，其特征在于，所述排放后处理系统在所述多个排放流通路的每一个中还包括联接在所述柴油颗粒过滤器下游的相应选择性催化还原系统，所述选择性 催化还原系统包括:其中一个所述还原剂喷射器；在所述排放流通路中联接在所述还原剂喷射器的喷射点下游的选择性催化还原催化剂；以及联接在所述选择性催化还原催化剂下游的氨滑催化剂。
17.如权利要求1所述的排放物控制系统，其特征在于，对于各排放流通路:所述排放后处理系统包括设置在所述排放流通路中的柴油颗粒过滤器；且所述第一排放后处理部件是用于使所述柴油颗粒过滤器再生的再生装置，所述再生装置包括燃烧器。
18.—种排放物控制系统,包括: 排放后处理系统，其包括分别限定多个不同的排放流通路的多个排放后处理单元，排放流能够通过所述多个不同的排放流通路流动，所述排放流由发动机产生，以及 其特征在于，控制模块，其构造成与所述排放后处理系统通信，以控制将还原剂喷射到所述排放流通路中。
19.如权利要求18所述的排放物控制系统，其特征在于，各排放后处理单元均包括柴油颗粒过滤器，所述柴油颗粒过滤器在由所述排放后处理单元限定的所述排放流通路中位于进入所述排放流通路的还原剂的喷射点上游。
20.如权利要求19所述的排放物控制系统，其特征在于，各排放后处理单元还包括用于再生所述柴油颗粒过滤器的再生装置，所述再生装置包括燃烧器。
21.一种排放物控制系统，包括: 至少部分地位于发动机上方的支撑结构，所述发动机能够产生排放流；以及 具有至少一个排放后处理单元的排放后处理系统，所述排放流的至少一部分被引导通过所述至少一个排放后处理单元而流动，各排放后处理单元均具有用于处理流经该单元的该部分所述排放流的至少一个排放后处理部件； 其特征在于，所述至少一个排放后处理单元附接到所述支撑结构上并定位在所述发动机上方。
22.如权利要求21所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述排放后处理系统包括多个排放后处理单元； 所述系统还包括附接到所述发动机的排放出口上的过渡区，所述过渡区将所述排放流分成多个排放子流，这些排放子流分别被引导通过所述多个排放后处理单元；以及 所述多个排放后处理单元附接到所述支撑结构上并定位在所述发动机上方。
23.如权利要求21所述的排放物控制系统，其特征在于，所述支撑结构附接到所述发动机上。
24.如权利要求23所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述支撑结构包括基部和多个安装支腿，所述多个安装支腿在多个不同的安装位置处分别附接到所述发动机上，而所述基部附接到所述支腿上并且定位在所述发动机上方；以及 所述至少一个排放后处理单元直接或间接附接到所述基部上。
25.如权利要求23所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述支撑结构包括 多个隔离器；以及 所述至少一个排放后处理单元的每一个均在所述发动机上方附接到一个或更多所述隔离器上，用于减少振动。
26.如权利要求25所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述支撑结构还包括基部和多个安装支腿，所述多个安装支腿在多个不同的安装位置处分别附接到所述发动机上，所述基部附接到所述支腿上并且定位在所述发动机上方，而所述多个隔离器附接到所述基部上。
27.如权利要求25所述的排放物控制系统，其特征在于，所述隔离器是金属隔离器。
28.如权利要求25所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述多个隔离器包括一个或更多第一隔离器和一个或更多第二隔离器，所述第一隔离器和所述第二隔离器是不同类型的隔离器；以及 所述至少一个排放后处理单元的每一个均附接到所述一个或更多第一隔离器的至少其中一个上，并附接到所述一个或更多第二隔离器的至少其中一个上。
29.如权利要求21所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述支撑结构包括多个隔离器；以及 所述至少一个排放后处理单元的每一个均在所述发动机上方附接到一个或更多所述隔离器上，用于减少振动。
30.如权利要求29所述的排放物控制系统，其特征在于，所述隔离器是金属隔离器。
31.如权利要求29所述的排放物控制系统，其特征在于: 所述多个隔离器包括一个或更多第一隔离器和一个或更多第二隔离器，所述第一隔离器和所述第二隔离器是不同类型的隔离器；以及 所述至少一个排放后处理单元的每一个均附接到所述一个或更多第一隔离器的至少其中一个上，并附接到所述一个或更多第二隔离器的至少其中一个上。
32.如权利要求21所述的排放物控制系统，其特征在于，所述发动机被支撑在平台上，而所述支撑结构附接在所述平台上。
33.如权利要求21所述的排放物控制系统，其特征在于，所述发动机容纳在发动机舱中，并且其中所述至少一个排放后处理单元附接到所述支撑结构上，并定位在所述发动机上方，使得所述至少一个排放后处理单元的纵向轴线至少大致平行于所述发动机的纵向轴线和所述发动机舱 的长度。
【文档编号】F01N13/08GK203488230SQ201090001487
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2010年12月21日 优先权日:2009年12月21日
【发明者】S.基兰, S.S.库尔卡尼, L.H.赫弗利, J.L.普拉默, G.L.德塔 申请人:通用电气公司