在装备有内燃机的车辆中使用的用于处理尾气的系统的制作方法

本发明涉及一种在装备有内燃机的车辆(特别地但不排它地，在装备有增压进气式柴油循环发动机的农业或工业拖拉机)中使用的用于处理尾气的系统。

背景技术：

类似于汽车和卡车，已知的是，在农业和工业拖拉机中也使用DOC(“柴油机氧化催化剂”)、DOC+POC(“微粒氧化催化剂”)、或者DPF(“柴油机微粒过滤器”)类型的用于处理尾气的系统。特别地，在农业和工业拖拉机中，用于处理尾气的系统经常安装在发动机处，典型地，在该发动机的盖下方。例如，一些在已知类型的农业和工业拖拉机中使用的用于处理尾气的系统在文献EP-A-1947305、EP-A-2379856、EP-A-2379857、EP-A-2440758和GB-A-2465151中进行了描述。另一方面，其它已知的不必须在农业和工业拖拉机中使用的用于处理尾气的系统在文献JP-A-2012072722、US-A-6106344、JP-A-2012219624、US-B-6651773和DE-A-19955013中进行了描述。

在农业和工业拖拉机中使用的用于处理尾气的现有系统的缺陷在于它们的尺寸。有时候这意味着车辆的盖和/或车身的其它部件必须被改变，以便能够正确地容纳用于处理尾气的系统和与发动机连接的相关连接导管。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种在装备有内燃机的车辆、特别地但不排它地在装备有增压进气式柴油循环发动机的农业或工业拖拉机中使用的用于处理尾气的系统，其能够以非常简单、成本有效和特别起作用的方式克服现有技术的前述缺陷。

具体地，本发明的目的是提供一种尺寸特别小的、在装备有内燃机的车辆中使用的用于处理尾气的系统，以便能够容易地安装在车辆的发动机室中而无需做任何修改。根据本发明的用于处理尾气的系统包括实际上旨在用于处理尾气的设备(其构造成将污染排放物降低到由目前的技术法规规定的限度之下)和用于将所述设备本身在一侧与发动机连接并且在另一侧与消声器或者与用于处理尾气的其它设备连接的适当机构。这些设备能够由DOC或DOC+POC类型的催化剂、或者由DPF类型的过滤器构成。

根据本发明的用于处理尾气的系统设计成布置在车辆的盖下方、在发动机上方。所述系统由从发动机的涡轮出来的尾气进给，所述发动机实际上是增压进气型发动机。这些气体经过所述系统并且之后通过适当的排放管系输送到车辆的外部。

特别地，所述系统适用于涡轮的出口在飞轮侧的那些发动机构造。所述系统具有紧凑的、卵形的形状，以便在高度方向上占据最小可能的空间并确保使用现有的盖。所述系统的目的还在于将用于使过滤器和空气散热器与压缩机连接的导管、以及在涡轮下游的连接导管的长度降到最小。最终，该布置实现了如下目的：其改善了在车辆的盖下方的区域中的热负荷的分布。

根据本发明的这些目的通过在具有内燃机的车辆(特别地但不排它地，装备有柴油循环发动机的农业或工业拖拉机)中使用的用于处理尾气的系统来实现，如权利要求1概述的那样。

本发明的其它特征在从属权利要求中强调，从属权利要求为本说明书的整体部分。

附图说明

根据本发明的在装备有内燃机的车辆中使用的用于处理尾气的系统的特征和优点将从下面参照所附示意性附图的描述中变得更加清晰，所述描述作为示例给出并且不用于限制目的，其中：

图1示出了一般的农业拖拉机，根据本发明的用于处理尾气的系统安装在该农业拖拉机上；

图2是图1的农业拖拉机的发动机室的示意性侧视图，其中，示出了根据本发明的用于处理尾气的系统的布置；

图3是根据本发明的用于处理尾气的系统的透视图；

图4示出了根据本发明的用于处理尾气的系统的布局图；

图5和图6分别示出了根据现有技术的在农业和工业拖拉机中使用的用于处理尾气的两个系统的布局图；

图7是根据本发明的用于处理尾气的系统的剖视图，其中，突出显示了尾气的流动方向；

图8示出了设置有包括涡轮压缩机的增压进气组的内燃机、特别地柴油循环发动机，根据本发明的用于处理尾气的系统安装在所述内燃机或柴油循环发动机上；

图9是图8的内燃机的局部侧视图；和

图10是从图8的内燃机上方观察的局部视图。

具体实施方式

参照附图，示出了根据本发明的用于处理尾气的系统，其整体上用附图标记10表示。用于处理尾气的系统10构造成安装在车辆12上，所述车辆由一般的农业或工业拖拉机构成，所述工业或工业拖拉机设置有柴油循环类型的内燃机14和包括涡轮压缩机的增压进气组。发动机14被盖16包封，出于清晰的目的，在图1中切除了所述盖的一部分。

用于处理尾气的系统10设置有用于尾气进入的导管18，所述用于尾气进入的导管18可操作地连接至发动机14的涡轮22的排气门。涡轮22与发动机14的飞轮24布置在同一侧。用于处理尾气的系统10还设置有用于尾气排出的导管20(图3)，所述用于尾气排出的导管可操作地连接至管系26，所述管系26包括消声器并且朝着外部排放处理过的烟气。

参照图2(其示出了拖拉机12的发动机室)，示出了发动机14的部件的布置。拖拉机12的冷却系统28相对于发动机14布置在前部(在图2的左边)，而飞轮24相对于发动机14布置在后部(在图2的右边)。在发动机14上方，容纳有由压缩机30和涡轮22构成的增压进气组。该涡轮22的排气门通过用于尾气进入的导管18连接至用于处理尾气的系统10，所述用于尾气进入的导管18相对于发动机14热绝缘。压缩机30安装在涡轮22的上游，以便在考虑到由拖拉机12的风扇54排放的气流的情况下避免压缩机温度以及经过压缩机的空气温度的进一步增加。

图3示出了根据本发明的用于处理尾气的系统10。用于尾气进入的、相对于发动机14热绝缘的导管18依次由用于联接至涡轮22的排气门的凸缘32、具有90°肘部弯曲的第一管道34、构造用于吸收热膨胀和机械振动的柔性元件36、和具有90°肘部弯曲的第二管道40构成，所述第二管道40允许用于尾气进入的导管18与用于处理尾气的系统10的主体或壳体38可移除地联接。基于该构造，用于尾气进入的导管18呈大致U形形状，并且能够使该尾气的流动偏转大约180°。

用于尾气进入的导管18和用于尾气排出的导管20相对于车辆12的驱动方向布置成与用于处理尾气的系统10的主体或壳体38的同一横向侧壁46流体连通。具体地，入口配件62和用于尾气排出的导管20形成在主体或壳体38的该横向侧壁46上，所述入口配件62能够通过“V形夹”类型的联接设备42连接至用于尾气进入的导管18的具有90°肘部弯曲的第二管道40，并且所述用于尾气排出的导管20能够通过已知的联接机构连接至发动机14的排放管系26。用于处理尾气的系统10的主体或壳体38是内部中空的，以便容纳基体44(催化剂或过滤器，图7)，尾气被输送通过所述基体，如将在下文更详细地描述的那样。

图4示意性地示出了根据本发明的用于处理尾气的系统10的部件相对于发动机14的部件的布置。该布置能够与图5和图6的已知方案相比较。由压缩机30和涡轮22构成的增压进气系统布置有压缩机30，所述压缩机在图4和图5中位于冷却系统28的一侧，在图6中位于飞轮24的一侧。发动机14的进气导管48使空气过滤器50与压缩机30连接。

用于处理尾气的系统10通过用于尾气进入的导管18连接至涡轮22的排气门。用于处理尾气的系统10还通过用于尾气排出的导管20连接至排放管系26或连接至用于处理尾气的其它系统52。应当注意的是，在根据本发明的构造(图4)中，存在对用于处理尾气的系统10的相对于已知构造(图5和图6)的横向总体尺寸(宽度a)和纵向尺寸(长度b)的改进。

根据本发明的用于处理尾气的系统10使得其能够同时获得发动机14的进气导管48、用于尾气进入的导管18(其将涡轮22与用于处理尾气的系统10连接)、和排放管系26的更短的长度，这确保了以下优势：

-降低了在进气导管48和排放管系26中的负载损失，因此发动机14在瞬态工作循环期间具有更好的性能；

-进气导管48具有更短的长度允许降低从风扇54排放的热空气向包含在进气导管48自身内部的冷空气的热传递；

-排放管系26具有更短的长度允许降低从包含在排放管系26自身内的尾气向外部的热传递。尾气的温度越高，用于处理尾气的系统10的效率越好。

图7是根据本发明的用于处理尾气的系统10的剖视图。从用于尾气进入的导管18离开的烟气在扩张型导管56中膨胀和减速，所述扩张型导管56由主体或壳体38包封并且布置在用于尾气进入的该导管18和基体44之间，因此与基体44自身接触。尾气在基体44内的停留时间必须足以完成化学反应。

一旦已经通过了基体44，烟气通过与进入导管18和用于尾气排出的导管20均形成于其上的横向侧壁46相对的主体或壳体38的端壁58而朝向用于烟气排出的导管20偏转180°。在图7中用存在的箭头示出了所述流动。

烟气围住主体或壳体38的外壁是为了将基体44的温度尽可能地保持为恒定值并且有助于用于处理尾气的系统10的加热步骤、降低需要达到催化剂的活化温度的时间。因此，本体或壳体38的外表面至少部分地涂覆有绝热材料的层60，所述绝热材料的层还覆盖用于偏转尾气的端壁58。

图8示出了根据本发明的用于处理尾气的系统10在发动机14的头部上的布置。在图8中，还能够看到的是，用于处理尾气的系统10的主体或壳体38相对于车辆12的驱动方向如何具有椭圆形的横截面形状，所述椭圆形的长轴根据大致水平的方向定向，而所述椭圆形的短轴根据大体竖直的方向定向。换句话说，用于处理尾气的系统10的主体或壳体38具有更宽和更扁平的形状，具有卵形或椭圆形的横截面，这使得它能够在发动机14的头部的高度方向上占据最小可能的空间。

具体地，参照图9和图10，D_RIF表示压缩机30的进气门的直径，其中，X表示经过压缩机30的进气门的中心的纵向参考轴线。相对于D_RIF和纵向参考轴线X，用于处理尾气的系统10的主要的总尺寸如下：

A≤1.3×D_RIF B≤5×D_RIF C≤1.2×D_RIF

式中：

-A＝用于处理尾气的系统10的最大总高度；

-B＝相对于纵向参考轴线X在右侧的用于处理尾气的系统10的横向总尺寸；

-C＝相对于纵向参考轴线X在左侧的用于处理尾气的系统10的横向总尺寸。

因此，可看到的是，根据本发明的在装备有内燃机的车辆中使用的用于处理尾气的系统实现了早前概述的目的。

这样构思的本发明的在装备有内燃机的车辆中使用的用于处理尾气的系统在任何情况中均能够进行各种修改和改变，所有这些修改和改变均被同一发明构思所覆盖；此外，所有的细节能够利用技术等效的元件替换。在实际中，使用的材料以及形状和大小根据技术要求能够是任意的。

因此，本发明的保护范围由所附权利要求限定。