一种农业车辆和冷却定量给料模块的方法
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及农业车辆，更特别是涉及用于冷却农业车辆的柴油排气流体(DEF)定量给料模块的系统和方法。
【背景技术】
[0002]排放规定已经导致发动机制造商和后继市场供应商安装排气后处理系统，以便满足日益严格的要求。通常，这些系统引导排气通过一系列反应，以便减少在排气流中的颗粒物质和单氮氧化物(NOx)的排放。而且，因为在燃烧后进行处理，因此现有设备可以进行改装，以便包括排气后处理系统。
[0003]排气后处理系统通常将排气流导向柴油氧化催化剂(DOC)。DOC可以包含颗粒过滤器，以便从排气流中除去细粒或其它固体材料。当排气流流过催化剂时，氧化反应可以将排气流中的烃和一氧化碳转变成二氧化碳和水以及其它混合物。然后，排气流可以导向定量给料模块。定量给料模块可以包含用于将DEF引入排气流中的注射口。DEF可以是尿素溶液，该尿素溶液在排气流中分解成氨。然后，排气流可以导向选择催化还原反应器(SCR)。在SCR中，氨和一些排气流组分可以转变成氮气和水。通过使用排气后处理系统，排放能够减少，以便满足规定要求。
[0004]尽管排气后处理系统可以从柴油排气流中减少NOx排放，但是制造商可能很难找到合适的位置来安装附加设备。在农业设备中可能特别是这样，其中，在引擎罩下面的空间有限。而且，另外的设计限制(例如温度、压力等)会减少用于排气后处理系统的合适位置的数目。
[0005]在一些结构中，排气后处理系统还使用支持设备。例如，由于排气流温度和/或减少DEF的结晶化，定量给料模块可以在它的注射口处使用冷却。具体地，来自发动机冷却系统的冷却流体可以用来冷却定量给料模块。不过，因为冷却流体在发动机运行时从发动机冷却系统流出(例如发动机向泵提供动力)，因此另外的储存器可以用于储存冷却流体，以便在发动机关闭后冷却定量给料模块。该另外的储存器可以是塑料的，以便降低成本和重量，但是也可以使用屏蔽件，以便保护塑料材料防止受到发动机和排气流的热量影响。另夕卜，当储存器安装在发动机冷却流体系统上面时，它也可以有通气口，以便防止蒸汽锁定在冷却管线中。在系统中的额外通气口可以导致发动机冷却系统的较大变化。而且，储存器可以使用附加泵，以便能够在发动机关闭后进行循环。不过，由于在引擎罩下面的有限空间，附加的储存器、热屏蔽件、泵和通气口可能并不实际。因此，需要一种定量给料模块冷却系统，该定量给料模块冷却系统能够在没有辅助设备的情况下使用来自发动机冷却系统的冷却流体。
【发明内容】
[0006]在一个实施例中，一种农业车辆，包括排气系统。该排气系统还包括定量给料模块，该定量给料模块有流体进口和流体出口。另外，排气系统包括第一导管，该第一导管直接连接在流体进口和农业车辆的发动机冷却系统之间。第一导管设置成保持冷却流体。排气系统还包括第二导管，该第二导管直接连接在流体出口和发动机冷却系统之间，并设置成保持冷却流体。冷却流体设置成在农业车辆的发动机关闭之后从第一和第二导管流入发动机冷却系统中。
[0007]在另一实施例中，农业车辆包括:发动机；发动机冷却系统，该发动机冷却系统设置成冷却发动机；以及排气系统。排气系统包括:定量给料模块，该定量给料模块有流体进口和流体出口 ；以及第一导管，该第一导管直接连接在流体进口和发动机冷却系统之间。流体导管设置成保持冷却流体。排气系统还包括第二导管，该第二导管直接连接在流体出口和发动机冷却系统之间，并设置成保持冷却流体。冷却流体设置成在发动机关闭之后从第一和第二导管流入发动机冷却系统中。
[0008]在还一实施例中，提供了一种用于冷却定量给料模块的方法。该方法包括引导冷却流体通过第一导管。第一导管直接连接在定量给料模块的流体进口和发动机冷却系统之间。该方法还包括引导冷却流体从第一导管进入定量给料模块的流体进口。该方法包括引导冷却流体从定量给料模块的流体出口通过第二导管。第二导管直接连接在定量给料模块的流体出口和发动机冷却系统之间。该方法还包括在发动机冷却系统的泵关闭之后保持在第一导管和第二导管中的冷却流体容积。该泵设置成使得冷却流体运动。
【附图说明】
[0009]当参考附图阅读下面的详细说明时将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，在附图中，相同符号在全部附图中表示相同部件，附图中:
[0010]图1是根据本发明的、可以使用定量给料模块冷却系统的农业车辆的实施例的透视图；
[0011]图2是根据本发明的柴油排气后处理系统的实施例的方框图；
[0012]图3是根据本发明的定量给料模块冷却系统的实施例的示意图；
[0013]图4是根据本发明的、使用定量给料模块冷却系统的定量给料模块的侧剖图；
[0014]图5是根据本发明的、利用定量给料模块冷却系统的定量给料模块的侧剖图，该定量给料模块冷却系统有使得冷却流体循环的热虹吸；
[0015]图6是根据本发明的、利用定量给料模块冷却系统的定量给料模块在热虹吸替换一定容积的冷却流体之后的侧剖图；以及
[0016]图7是根据本发明的、用于在农业发动机关闭后冷却定量给料模块和利用定量给料模块冷却系统的方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0017]图1表示了示例农业车辆10，该示例农业车辆10可以使用具有定量给料模块冷却系统的排气后处理系统。在某些实施例中，农业车辆10可以是任意类型的拖拉机、越野车辆、工作车辆或者任意其它使用排气后处理系统来满足规定排放要求的合适车辆。所示的车辆10有车体12，该车体12通常将装有发动机、变速器和传动系(没有单独表示)。而且，农业车辆10有驾驶室14，操作人员可以坐在或站在该驾驶室14中以便操作该车辆10。在所示实施例中，车辆10有两个前轮16和两个后轮18 (只表示了一个)，两个前轮16和两个后轮18旋转以便使得车辆10运动。不过，可以有多个轮16、18。例如，车辆10可以有
4、6、8或任意数目的前轮16和/或后轮18。应当知道，车辆10使用方向盘20来操纵，该方向盘20使得轮16转动。轮16通过轴22而连接在一起，因此两个轮16可以一起旋转。而且，车辆10有排气装置24，该排气装置24排出在发动机内的燃烧副产品。农业车辆10可以包括排气后处理系统，该排气后处理系统有定量给料模块冷却系统。排气后处理系统可以用于减少在发动机排气流中的单氮氧化物(NOx)、颗粒或温室气体。而且，定量给料模块冷却系统可以在发动机关闭后继续向排气后处理系统提供冷却。
[0018]图2是与发动机36和发动机冷却系统38流体连接的排气后处理系统34的方框图。发动机36可以是柴油机，它通过排气导管42而将排气流40导向排气后处理系统34。排气流40可以是发动机36的燃烧和/或操作的产物。因为燃烧处理可以产生热量，因此发动机36可以与发动机冷却系统38连接和由该发动机冷却系统38冷却。发动机冷却系统38可以安装成离开发动机36，或者在一些实施例中可以直接安装在发动机36前面。而且，发动机36可以有口，该口设置成从发动机冷却系统38接收冷却流体44 (例如水、乙二醇等)。
[0019]在一些实施例中，发动机冷却系统38可以包括散热器46、恒温器48和泵50。冷却流体44可以通过泵50而导向发动机36。也就是，泵50可以使得增压冷却流体44向发动机36运动。这里，冷却流体44可以从发动机36吸收热量(例如从发动机36接收能量)，并返回发动机冷却系统38。冷却流体44可以在它从发动机36返回时进入散热器46。当冷却流体44移动通过散热器46时，空气可以流过散热器46，从而冷却该冷却流体44。然后，冷却流体44可以流过恒温器48和流入泵50中，以便通过该系统再循环。可以知道，发动机冷却系统38可以包括未示出的附加部件(例如阀、传感器等)。
[0020]发动机冷却系统38还可以设置成将冷却流体44导向排气后处理系统34。排气后处理系统34可以包括柴油氧化催化剂(DOC) 52、定量给料模块54和选择催化还原反应器(SCR) 56。在某些实施例中，DOC 52可以包括颗粒过滤器，以便除去排气流40中的细粒或其它固体材料。
[0021]当排气流40离开发动机36和引导通过排气后处理系统34时，它可以通过DOC52。在DOC 52中，排气流40的组分(例如一氧化碳、气体烃等)可以与DOC 52反应，并氧化以便形成二氧化碳和水。另外，过滤器可以从排气流40中除去细粒和其它固