專利名稱：用于處理廢氣的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于處理廢氣的系統(tǒng)，更具體地涉及一種用于有效地且有效率地處理從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于處理來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的廢氣處理系統(tǒng)通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的下游，并可以包 括柴油顆粒物過(guò)濾器或某種另外的布置在廢氣的流動(dòng)路線內(nèi)的廢氣處理元件。廢氣通常被 強(qiáng)制穿過(guò)廢氣處理元件，以便例如通過(guò)減少由于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行而進(jìn)入大氣的顆粒物或NOx 的量來(lái)有益地影響廢氣。廢氣處理系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成用于(i)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣產(chǎn)生最大有益效果和(ii)對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生最小負(fù)面影響。例如，廢氣處理系統(tǒng)可以具有擴(kuò)散器元件和/或不同的復(fù)雜 幾何形狀，以便更好地分配廢氣流過(guò)廢氣處理元件的表面，同時(shí)對(duì)廢氣流阻產(chǎn)生最小影響。授予Cheng等人的美國(guó)專利No. 6，712，869公開了一種廢氣后處理裝置，該廢氣后 處理裝置具有流量擴(kuò)散器，所述流量擴(kuò)散器位于發(fā)動(dòng)機(jī)的下游和后處理元件的上游?！?869 專利的擴(kuò)散器用于將集中式速度力流針對(duì)后處理元件散焦，并將越過(guò)后處理元件的廢氣流 輪廓整平。所公開的’ 869專利的設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)空間有效和流動(dòng)有效的后處理構(gòu)造?？赡芟Ｍ褂眠@樣的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的廢氣處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)有效地影響廢氣而對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)性能影響最小。另外，可能希望使用這樣的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的廢氣處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)用成本低而 實(shí)際上可制造的方式達(dá)到所需的性能特征。本發(fā)明至少部分地針對(duì)不同的實(shí)施例，這些實(shí)施例可以達(dá)到對(duì)后處理效率的合乎 要求的影響，同時(shí)改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)方面。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明公開了一種用于處理從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括 外殼，該外殼具有第一縱向軸線、進(jìn)氣口和排氣口。該外殼可限定第一總體縱向的流動(dòng)路 線，該流動(dòng)路線總體(大致)沿著外殼的第一縱向軸線或與該第一縱向軸線平行地布置并 位于進(jìn)氣口和出口氣口之間?？蓪⒘黧w處理元件布置在該外殼的第一總體縱向的流動(dòng)路線 中。該系統(tǒng)還可以包括管道(輸送道，導(dǎo)管)，該管道限定第二縱向軸線并沿該第二縱向軸 線形成第二流動(dòng)路線。第二縱向軸線可以總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線。該管道可構(gòu)造 成使廢氣與外殼的第一口連通，并可具有第一和第二管狀部分，該第一和第二管狀部分總 體與管道的第二縱向軸線對(duì)齊。第一管狀部分可以具有第一橫截面，該第一橫截面部分地 由第一內(nèi)徑限定，該第一內(nèi)徑是沿總體與外殼的第一縱向軸線平行的方向測(cè)得的，第二管 狀部分可以具有第二橫截面，該第二橫截面靠近外殼的第一口安裝并部分地由第二內(nèi)徑限 定，該第二內(nèi)徑是沿總體與外殼的第一縱向軸線平行的方向測(cè)得的。第二橫截面的第二內(nèi) 徑可以小于第一橫截面的第一內(nèi)徑。第一橫截面的第一內(nèi)徑的中心點(diǎn)可以偏離第二橫截面 的第二內(nèi)徑的中心點(diǎn)一偏移量，該偏移量是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的。另一方面，本發(fā)明公開了一種用于處理從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括外殼，該外殼具有第一縱向軸線、進(jìn)氣口和排氣口。該外殼可限定第一總體縱向的流動(dòng)路 線，該流動(dòng)路線總體沿外殼的第一縱向軸線或與該外殼的第一縱向軸線平行地布置并位于 進(jìn)氣口和排氣口之間?？蓪⒘黧w處理元件布置在外殼的第一總體縱向的流動(dòng)路線中。該系 統(tǒng)還可包括進(jìn)氣管道，該進(jìn)氣管道限定第二縱向軸線并總體沿該第二縱向軸線形成第二流 動(dòng)路線。該第二縱向軸線可總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線。該進(jìn)氣管道可構(gòu)造成使廢氣 通向外殼的進(jìn)氣口，并可以具有第一和第二管狀部分，所述第一和第二管狀部分總體沿著 該進(jìn)氣管道的第二縱向軸線。第一管狀部分可以具有第一橫截面，該第一橫截面部分地由 第一內(nèi)徑限定，所述第一內(nèi)徑是沿總體與外殼的第一縱向軸線平行的方向測(cè)得的，第二管 狀部分可以具有第二橫截面，該第二橫截面靠近外殼的進(jìn)氣口布置并部分地由第二內(nèi)徑限 定，所述第二內(nèi)徑是沿總體與外殼的第一縱向軸線平行的方向測(cè)得的。第一橫截面的第一 內(nèi)徑的中心點(diǎn)可以偏離第二橫截面的第二內(nèi)徑的中心點(diǎn)一第一偏移量，該第一偏移理是在 總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向上測(cè)得的。該系統(tǒng)還可以包括排氣管道，該排氣管 道限定第三縱向軸線并總體沿該第三縱向軸線形成第三流動(dòng)路線。第三縱向軸線可以總體 橫向于第一縱向流動(dòng)路線。該排氣管道可構(gòu)造成與離開外殼的排氣口的廢氣連通并可具有 第三和第四管狀部分，該第三和第四管狀部分總體沿著該排氣管道的第三縱向軸線。第三 管狀部分可以具有第三橫截面，該第三橫截面部分地由第三內(nèi)徑限定，該第三內(nèi)徑是在總 體與外殼的第一縱向軸線平行的方向上測(cè)得的，第四管狀部分可以具有第四橫截面，該第 四橫截面靠近外殼的排氣口安裝并且部分地由第四內(nèi)徑限定，該第四內(nèi)徑是在總體與外殼 的第一縱向軸線平行的方向上測(cè)得的。第三橫截面的第三內(nèi)徑的中心點(diǎn)可以偏離第四橫截 面的第四內(nèi)徑的中心點(diǎn)一第二偏移量，該第二偏移量是在總體平行于外殼的第一縱向軸線 的方向上測(cè)得的。應(yīng)該理解，上面的一般說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明都僅是示例性和說(shuō)明性的，而不是 限制如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍。


包括在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例或特 征，所述附圖與本說(shuō)明一起幫助闡明本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是廢氣處理系統(tǒng)的局部示意前剖視圖；圖2是圖1的廢氣處理系統(tǒng)的一部分的局部示意透視圖；圖3是圖1的廢氣處理系統(tǒng)的局部頂部平面圖；圖4是圖1的管道的局部示意圖；圖5是圖4的管道的局部頂視圖；圖6是圖4的管道的局部側(cè)視圖；圖7是可供選擇的廢氣處理系統(tǒng)的局部示意前剖視圖；圖8是另一種可供選擇的廢氣處理系統(tǒng)的局部示意前剖視圖；圖9是又一種可供選擇的廢氣處理系統(tǒng)的局部示意前剖視圖。盡管附圖示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例或特征，但附圖不一定按比例繪出，并且某些特征可以放大以提供更好的說(shuō)明或解釋。此處給出的例證舉例說(shuō)明示例性實(shí)施例或特 征，這些例證不應(yīng)認(rèn)為用任何方式限制發(fā)明范圍。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在詳細(xì)參見具體的實(shí)施例或特征，所述實(shí)施例或特征的例子在附圖中示出。一般，在所有附圖中，使用相同或相應(yīng)的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或相應(yīng)的部件。應(yīng)該理解，本文所用 的術(shù)語(yǔ)寬度和長(zhǎng)度不一定分別是指最短的尺寸或最長(zhǎng)的尺寸，而是應(yīng)結(jié)合附圖和本文的解 釋使用，以便說(shuō)明和比較一個(gè)實(shí)施例的各種不同相對(duì)尺寸。還應(yīng)該理解，本文所用的術(shù)語(yǔ)直 徑不一定是指圓形橫截面?，F(xiàn)在參見圖1，其中示出用于處理來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的廢氣處理系統(tǒng)10。該系統(tǒng) 總體上可以包括外殼12、流體處理元件16以及進(jìn)氣管道20a和排氣管道20c，所述流體處 理元件16布置在外殼12內(nèi)，所述進(jìn)氣管道20a和排氣管道20c用于使廢氣與外殼12連通。外殼12可以總體限定縱向軸線Al，該外殼12的長(zhǎng)度可以總體沿該縱向軸線Al延 伸。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼12可以由一個(gè)或多個(gè)大致柱形的外殼構(gòu)件28a、28b、28c形成， 所述外殼構(gòu)件具有大致管狀的壁36a、36b、36c，所述管狀壁36a、36b、36c可以配合以在外 殼12內(nèi)限定一流動(dòng)路線24，該流動(dòng)路線24大體沿著或大體平行于縱向軸線Al延伸。應(yīng)該 理解，廢氣可在外殼12內(nèi)在特定位置沿各種不同的方向流動(dòng)，總體產(chǎn)生的穿過(guò)外殼12的廢 氣的流動(dòng)路線24的方向可以總體沿著或總體平行于縱向軸線Al，即從進(jìn)氣管道20a朝向排 氣管道20c。各管狀壁36a、36b、36c可以具有總體橫向于(橫過(guò)，橫穿)流動(dòng)路線24延伸 的內(nèi)徑D1、D2、D3(圖3)。所述外殼構(gòu)件28a、28b、28c可以相互拆分，以便能進(jìn)入(操作) 外殼12的內(nèi)部，例如用于維修該系統(tǒng)10。外殼12可以具有第一開口 30a (圖3)并可具有第二開口 30c，所述第一開口 30a 貫穿總體管狀的壁36a以形成進(jìn)氣口 32a，所述第二開口 30c貫穿總體管狀的壁36c以形 成排氣口 32c。因此，廢氣可以通過(guò)進(jìn)氣口 32a被接收到外殼12中，并可以通過(guò)排氣口 32c 從外殼12排出。在進(jìn)氣口 32a和排氣口 32c之間，廢氣可以沿總體縱向的流動(dòng)路線24流 動(dòng)離開進(jìn)氣口 32a并流向排氣口 32c。因?yàn)榱黧w處理元件16可以布置在外殼12內(nèi)和流動(dòng) 路線24中，所以當(dāng)廢氣穿過(guò)外殼12時(shí)該廢氣被強(qiáng)制穿過(guò)流體處理元件16。如圖3中最佳示出的，形成進(jìn)氣口 32a和排氣口 32c的第一和第二開口 30a、30c 可以是總體細(xì)長(zhǎng)的。各開口 30a、30c可以具有長(zhǎng)度L1、L2(例如沿總體平行于縱向軸線Al 的方向測(cè)量)并可以具有寬度W1、W2 (例如沿總體平行于外殼12的內(nèi)徑Dl的方向測(cè)量)， 所述寬度Wl、W2大于相應(yīng)的長(zhǎng)度Li、L2。在一個(gè)實(shí)施例中，開口 30a可以具有大于或等于 外殼12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的50%的寬度Wl。例如，該寬度Wl可以大于或等于外殼 12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的60%。在另一實(shí)施例中，寬度Wl可以大于或等于外殼12的 管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的70%。在一個(gè)例子中，寬度Wl可為約175mm，而外殼的管狀壁36a 的內(nèi)徑Dl可為約245mm，從而該寬度Wl約等于外殼的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的71%。在又 一實(shí)施例中，寬度Wl可以大于或等于外殼12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的80%。應(yīng)該理解，在某些實(shí)施例中，開口 30a、30c可以具有相同或基本相同的構(gòu)型?；?者，開口 30a、30c可以具有類似或顯著不同的構(gòu)型。例如，開口 30c可以與開口 30a的寬度 相同、比該開口 30a寬或窄，并且可以與開口 30a的長(zhǎng)度相同、比該開口 30a長(zhǎng)或短。
如上所述，流體處理元件16可布置在外殼12的流動(dòng)路線24中，并可構(gòu)造成處理 來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣。例如，流體處理元件16可以是過(guò)濾元件，其構(gòu)造成除去廢氣中的顆粒 物。元件16可以附加地或替代性地是用于催化NOx的催化基質(zhì)。附加地或替代性地，元件 16可以是例如通過(guò)移除、儲(chǔ)存、氧化、或用別的方法與廢氣相互作用以完成或幫助完成對(duì)廢 氣或其組成所需的影響的用于處理從發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣的任何類型的元件。進(jìn)氣管道20a可以構(gòu)造并布置成使廢氣與外殼12的進(jìn)氣口 32a相通。進(jìn)氣管道 20a可以與進(jìn)氣口 32a剛性地流體連接，例如經(jīng)由圍繞進(jìn)氣口 32a的周邊并位于進(jìn)氣管道 20a與管狀壁36a之間的焊接連接部連接。在圖1的實(shí)施例中，進(jìn)氣管道20a在開口 30a附 近與管狀壁36a連接，并構(gòu)造且布置成總體橫向于管狀壁36a的縱向軸線Al，以使穿過(guò)進(jìn)氣 口 32a的廢氣的流動(dòng)路線40a總體橫向于外殼12和管狀壁36a的縱向軸線Al。進(jìn)氣管道20a可以總體限定縱向軸線A2a，并可以形成流動(dòng)路線40a，該流動(dòng)路線 40a總體沿縱向軸線A2a布置。縱向軸線A2a可以沿總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線24的方 向延伸，例如以使穿過(guò)進(jìn)氣管道20a輸送到外殼12中的 廢氣顯著改變方向而總體沿流動(dòng)路 線24流動(dòng)。進(jìn)氣管道20a可以包括第一和第二管狀部分44a、48a，該第一和第二管狀部分總 體沿進(jìn)氣管道20a的縱向軸線A2a布置。第一管狀部分44a可以具有大致圓形的橫截面 46a，該橫截面具有內(nèi)徑D4a(圖5)(例如沿總體平行于外殼12的第一縱向軸線Al的方向 測(cè)量)和廢氣可通過(guò)其流動(dòng)的相關(guān)橫截面區(qū)域(面積)。內(nèi)徑D4a可以具有中心點(diǎn)C4a，該 中心點(diǎn)將該內(nèi)徑D4a分成兩半。第二管狀部分48a可以靠近外殼12的進(jìn)氣口 32a布置，并可在進(jìn)氣口 32a附近具 有總體細(xì)長(zhǎng)的橫截面50a。第二管狀部分48a的橫截面50a可以具有內(nèi)徑或長(zhǎng)度L3a (圖1 和6)，該長(zhǎng)度L3a例如沿總體平行于外殼12的第一縱向軸線Al的方向測(cè)得。如圖1的實(shí) 施例中所示，第二管狀部分48a的橫截面50a的內(nèi)徑L3a可以比第一管狀部分44a的橫截 面46a的內(nèi)徑D4a短。內(nèi)徑L3a可以具有中心點(diǎn)C3a，該中心點(diǎn)將內(nèi)徑L3a分成兩半。如圖6中所示，橫截面46a的內(nèi)徑D4a的中心點(diǎn)C4a可以偏離橫截面50a的內(nèi)徑 L3a的中心點(diǎn)C3a —偏移量Za(例如沿總體平行于外殼12的第一縱向軸線Al的方向測(cè) 得)。在一個(gè)實(shí)施例中，偏移量Za可以等于或大于內(nèi)徑D4a的5%。在另一實(shí)施例中，偏移 量Za可以更大，例如等于或大于內(nèi)徑D4a的約20%。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，內(nèi)徑D4a可 以約為120mm，內(nèi)徑L3a可以約為75mm，偏移量可以約為24mm。在這個(gè)示例中，偏移量Za為 內(nèi)徑D4a的約20%。第二管狀部分48a的橫截面50a可以具有內(nèi)部寬度W3a (圖4)，該內(nèi)部寬度例如沿 總體垂直于內(nèi)徑L3的方向測(cè)得。橫截面50a的內(nèi)部寬度W3a可以大于該橫截面50a的內(nèi) 徑L3，以使橫截面50a具有細(xì)長(zhǎng)構(gòu)型。橫截面50a的內(nèi)部寬度W3a也可以大于第一管狀部 分44a的橫截面46a的內(nèi)徑D4a。在一個(gè)實(shí)施例中，橫截面50a的內(nèi)部寬度W3a可以等于 或大于外殼12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的50%。例如，橫截面50a的內(nèi)部寬度W3a可以等 于或大于外殼12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的60%。在另一實(shí)施例中，橫截面50a的內(nèi)部寬 度W3a可以等于或大于外殼12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的70%。在一個(gè)示例中，內(nèi)部寬度 W3a可以約為175mm，而外殼12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl可以約為245mm，由此橫截面50a的 內(nèi)部寬度W3a約等于外殼12的管狀部分36a的內(nèi)徑Dl的71%。在又一實(shí)施例中，橫截面50a的內(nèi)部寬度W3a可以等于或大于外殼12的管狀壁36a的內(nèi)徑Dl的80%。第二管狀部分48a的橫截面50a的橫截面區(qū)域可以大于第一管狀部分44a的橫截面46a的橫截面區(qū)域。截面積比AR可以由橫截面50a的截面積除以橫截面46a的截面積 定義。在一個(gè)實(shí)施例中，截面積比AR可以等于或大于約1.1。在另一實(shí)施例中，截面積比 AR可以等于或大于約1.2。在另一實(shí)施例中，截面積比AR可以等于或大于約1.5。在還一 實(shí)施例中，截面積比AR可以在約1.6至1.8的范圍內(nèi)，例如為約1.7。對(duì)截面積比AR的控 制有助于控制發(fā)動(dòng)機(jī)上的反壓及廢氣流入外殼12的速度。截面積比AR還有助于控制氣流 分配到外殼12中和流向處理元件16。如圖1所示的，在一個(gè)實(shí)施例中，排氣管道20c的尺寸、布置、特征和構(gòu)型(例如， A2c, C4c, D4c, L3c, W3c, Zc, 40c, 44c, 46c, 48c 和 50c 等)可以基本與上述進(jìn)氣管道 20a 的那些相同。圖1示出這樣的實(shí)施例，其中排氣管道20c與進(jìn)氣管道20a的方位相比旋轉(zhuǎn) 180°，并用基本上與進(jìn)氣管道20a布置并連接到進(jìn)氣口 32a相同的方式附接到排氣口 32c 上。當(dāng)然，一些可供選擇的實(shí)施例可以設(shè)計(jì)不同的尺寸、布置或構(gòu)型。排氣管道20c可以構(gòu)造并布置成使廢氣與外殼12的排氣口 32c連通。排氣管道 20c可以與排氣口 32c剛性地流體連接，例如通過(guò)圍繞排氣口 32c的周邊并位于管道20c和 管狀壁36c之間的焊接連接部連接。在圖1的實(shí)施例中，排氣管道20c在開口 30c的附近 與管狀壁36c連接，并構(gòu)造且布置成總體橫向于管狀壁36c的縱向軸線Al，以使穿過(guò)排氣口 32c的廢氣的流動(dòng)路線40c總體橫向于外殼12和管狀壁36c的縱向軸線Al。排氣管道20c可以總體限定縱向軸線A2c，并可以形成流動(dòng)路線40c，該流動(dòng)路線 40c總體沿該縱向軸線A2c布置?？v向軸線A2c可以沿總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線24的 方向延伸，例如以使從外殼12輸送到排氣管道20c的廢氣顯著改變方向而總體沿流動(dòng)路線 40c流動(dòng)。排氣管道20c可以包括第一和第二管狀部分44c、48c，該第一和第二管狀部分 44c,48c總體沿排氣管道20c的縱向軸線A2c布置。第一管狀部分44c可以具有大致圓形 的橫截面46c，該橫截面46c具有內(nèi)徑D4c (沿總體平行于外殼12的第一縱向軸線Al的方 向測(cè)得)和廢氣可以穿過(guò)其流動(dòng)的相關(guān)截面區(qū)域。內(nèi)徑D4c可具有將該內(nèi)徑D4c分成兩半 的中心點(diǎn)C4c。第二管狀部分48c可以靠近外殼12的排氣口 32c布置，且在排氣口 32c附近具有 總體細(xì)長(zhǎng)的橫截面50c。第二管狀部分48c的橫截面50c可以具有內(nèi)徑或長(zhǎng)度L3c，該內(nèi)徑 或長(zhǎng)度例如沿總體平行于外殼12的第一縱向線Al的方向測(cè)得。如圖1的實(shí)施例中所示， 第二管狀部分48c的橫截面50c的內(nèi)徑L3c可以比第一管狀部分44c的橫截面46c的內(nèi)徑 D4c短。內(nèi)徑L3c可以具有中心點(diǎn)C3c，該中心點(diǎn)將該內(nèi)徑L3c分成兩半。橫截面46c的內(nèi)徑D4c的中心點(diǎn)C4c可以偏離橫截面50c的內(nèi)徑L3c的中心點(diǎn) C3c 一偏移量Zc，該偏移量Zc例如沿總體平行于外殼12的第一縱向軸線Al的方向測(cè)得。 在一個(gè)示例性實(shí)施例中，內(nèi)徑D4c可以為約120mm，內(nèi)徑L3c可以為約75mm，而偏移量可以 為約24mm。第二管狀部分48c的橫截面50c可以具有內(nèi)部寬度W3c，該內(nèi)部寬度例如沿總體垂 直于內(nèi)徑L3c的方向測(cè)得。橫截面50c的內(nèi)部寬度W3c可以大于橫截面50c的內(nèi)徑L3c，由 此橫截面50c具有細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)型。橫截面50c的內(nèi)部寬度W3c也可以大于第一管狀部分44c的橫截面46c的內(nèi)徑D4c。在一個(gè)實(shí)施例中，橫截面50c的內(nèi)部寬度W3c可以等于或大于外 殼12的管狀壁36c的內(nèi)徑D3的50%。例如，橫截面50c的內(nèi)部寬度W3c可以等于或大于 外殼12的管狀壁36c的內(nèi)徑D3的60%。在另一實(shí)施例中，橫截面50c的內(nèi)部寬度W3c可 以等于或大于外殼12的管狀壁36c的內(nèi)徑D3的70%。在一個(gè)示例中，內(nèi)部寬度W3c可約 為175mm，外殼12的管狀壁36c的內(nèi)徑D3可約為245mm，因此橫截面50c的內(nèi)部寬度W3c 約等于外殼12的管狀壁36c的內(nèi)徑D3的71%。在又一實(shí)施例中，橫截面50c的內(nèi)部寬度 W3c可以等于或大于外殼12的管狀壁36c的內(nèi)徑D3的80%。第二管狀部分48c的橫截面50c的截面區(qū)域可以大于第一管狀部分44c的橫截面 46c的截面區(qū)域。截面積比AR可以由橫截面50c的截面積除以橫截面46c的截面積定義。 在一個(gè)實(shí)施例中，截面積比AR可以等于或大于約1. 1。在另一實(shí)施例中，截面積比AR可以 等于或大于約1.2。在再一實(shí)施例中，截面積比AR可以等于或大于約1.5。在又一實(shí)施例 中，截面積比AR可以在約1.6至1.8的范圍內(nèi)，例如為約1.7。對(duì)截面積比AR的控制有助 于控制發(fā)動(dòng)機(jī)上的反壓。截面積比AR也有助于控制穿過(guò)外殼12的流量分配。在一個(gè)實(shí)施例中，橫截面46a、46c的中心點(diǎn)C4a、C4c可以分開一第一分離距離 D7a，該第一分離距離沿總體平行于外殼12的第一縱向軸線Al的方向測(cè)得。橫截面50a、 50c的中心點(diǎn)L3a、L3c可以分開一第二分離距離D9a，該第二分離距離沿總體平行于外殼12 的第一縱向軸線Al的方向測(cè)得。如圖1和7-9中所示，通過(guò)改變進(jìn)氣和排氣管道20a、20c的構(gòu)型，例如通過(guò)在裝配 期間選擇每個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)管道的方位(例如，旋轉(zhuǎn))，可以根據(jù)需要控制距離D7、D9，以便例 如適應(yīng)不同需求的布置和不同的廢氣系統(tǒng)連接點(diǎn)。例如，在圖1中，進(jìn)氣管道20a和排氣管 道20c布置成使分離距離D7a最小。這樣，如果外殼12將要與在廢氣管線連接(例如，發(fā) 動(dòng)機(jī)廢氣源與進(jìn)氣管道20a的連接，排氣管道20c與 用于處理來(lái)自外殼12的廢氣的廢氣管 線的連接)間具有最小距離D7a的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣系統(tǒng)連接，則可以使用圖1所示的構(gòu)型。更 具體地，圖1的實(shí)施例示出這樣一種布置，其中內(nèi)徑D4a、D4c的中心點(diǎn)C4a、C4c分開第一距 離D7a-該第一距離沿總體平行于外殼12的縱向軸線Al的方向測(cè)得，而內(nèi)徑L3a、L3c的中 心點(diǎn)C3a、C3c分開一第二距離D9a-該第二距離沿總體平行于外殼12的縱向軸線Al的方 向測(cè)得，并且第二距離D9a大于第一距離D7a。相反，圖9示出進(jìn)氣管道20a和排氣管道20c 二者轉(zhuǎn)動(dòng)180° (與圖1的構(gòu)型相 比)，以使廢氣管線連接間的分離距離D7d最大，而圖1和9中的分離距離D9a和D9d保持 相同。更具體地，圖9的實(shí)施例示出這樣一種布置，其中內(nèi)徑D4a、D4c的中心點(diǎn)C4a、C4c 分開一第一距離D7d-該第一距離沿總體平行于外殼12的縱向軸線Al的方向測(cè)得，而內(nèi)徑 L3a、L3c的中心點(diǎn)C3a、C3c分開一第二距離D9d_該第二距離沿總體平行于外殼12的縱向 軸線Al的方向測(cè)得，并且第二距離D9d小于第一距離D7d。另外，圖7和8示出可供選擇的布置，該布置具有相同的分離距離D7b和D7c，而同 時(shí)使外殼朝向右的方向移位(從圖7移動(dòng)到圖8)。在圖7和8中，分離距離D7b、D7c分別 基本上等于分離距離D9b、D9c。參見圖1，進(jìn)氣管道20a可以具有與排氣管道20c的內(nèi)徑尺寸D4c、L3c相同的內(nèi) 徑尺寸D4a、L3a。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，可以用相同的零件來(lái)形成進(jìn)氣管道20a和排氣管 道20c。由于能夠在裝配期間改變這些零件20a、20c的旋轉(zhuǎn)布置，所以可用較少的外殼12構(gòu)型來(lái)適應(yīng)不同的連接要求或外殼位置要求，例如適應(yīng)不同的OEM (原始設(shè)備制造商)卡車或機(jī)械制造技術(shù)要求，例如進(jìn)氣管道20a和排氣管道20c之間的用于將廢氣處理系統(tǒng)10連 接到發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣系統(tǒng)的刺穿點(diǎn)(連接)距離要求。工業(yè)適用性在本文所討論的至少某種上述布置和實(shí)施例(例如圖1)的情況下，使用具有比內(nèi) 徑D4a(在一個(gè)實(shí)施例中，連接到來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣管線上)短的內(nèi)徑L3a(在進(jìn)氣口 32a 處連接到外殼12中)的進(jìn)氣管道20a，外殼12的軸向長(zhǎng)度(例如沿縱向軸線Al測(cè)得)可 以最小，而同時(shí)適應(yīng)較大的廢氣管線(未示出)，例如具有與進(jìn)氣管道20a的內(nèi)徑D4a相同 的連接直徑的廢氣管線。通過(guò)利用上述例如相對(duì)于圖1說(shuō)明的排氣管道20c，可以有利于同 樣的軸向長(zhǎng)度最小化。另外，可以預(yù)料，在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用具有較寬開口的進(jìn)氣管道20a (例如， 如通過(guò)圖4中尺寸W3a與圖5所示的尺寸D4a比較所指出的)來(lái)將廢氣輸送到外殼12的 進(jìn)氣口 32a，因?yàn)閺U氣可以形成較寬的流動(dòng)路線從進(jìn)氣管道20a移動(dòng)并進(jìn)入外殼12，所以與 進(jìn)氣管道20a具有用于將廢氣輸送到進(jìn)氣口 32a的較窄開口相比，廢氣到流體處理元件16 上的分配可以更有效。因此，從進(jìn)氣管道20a輸送到外殼12中的廢氣可以更均勻地分配在 廢氣處理元件16的保持在外殼12內(nèi)的表面上，因?yàn)檫M(jìn)氣管道20a(和進(jìn)氣口 32a)便于較 寬的流動(dòng)路線進(jìn)入外殼。另外，用這種裝置可以達(dá)到有益的廢氣流速效果。另外，可以預(yù)料，在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將進(jìn)氣管道20a的截面積從在第一橫截面 46a處的第一截面積增加到在第二橫截面48a處的較大的(例如較寬的)截面積，則與用具 有較恒定或減小的截面積的進(jìn)氣管道從第一橫截面移動(dòng)到第二橫截面和進(jìn)入外殼的進(jìn)氣 口相比，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣管線(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的下游)上的反壓。另外，通過(guò)使用 具有不同第一和第二橫截面48c、46c的排氣管道20c-如上面例如相對(duì)于圖1所說(shuō)明的，可 以預(yù)料到這種反壓的好處。從上述說(shuō)明可以理解，盡管為舉例說(shuō)明起見本文已經(jīng)說(shuō)明了一些特定的實(shí)施例， 但在不脫離權(quán)利要求所述的發(fā)明特征的精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改和改變。 對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，通過(guò)考慮本說(shuō)明書和附圖以及此處所公開的裝置的實(shí)踐，另一些 實(shí)施例將顯而易見。本說(shuō)明書和所公開的實(shí)施例僅是示例性的，實(shí)際發(fā)明范圍和精神由下 面的權(quán)利要求書及其等效方案限定。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，用于處理來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣，該系統(tǒng)包括外殼，該外殼具有第一縱向軸線并具有進(jìn)氣口和排氣口，該外殼限定第一總體縱向的流動(dòng)路線，該流動(dòng)路線總體沿外殼的第一縱向軸線或總體平行于該第一縱向軸線布置并處在進(jìn)氣口和排氣口之間；流體處理元件，該流體處理元件布置在該外殼的第一總體縱向的流動(dòng)路線中；管道，該管道限定第二縱向軸線并形成總體沿著該第二縱向軸線的第二流動(dòng)路線，第二縱向軸線總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線，該管道構(gòu)造成使廢氣與外殼的第一口連通并具有第一和第二管狀部分，所述第一和第二管狀部分總體與管道的第二縱向軸線對(duì)齊，該第一管狀部分具有第一橫截面，該第一橫截面部分地由第一內(nèi)徑限定，該第一內(nèi)徑是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，該第二管狀部分具有第二橫截面，該第二橫截面靠近外殼的第一口布置并部分地由第二內(nèi)徑限定，該第二內(nèi)徑是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，該第二橫截面的第二內(nèi)徑小于該第一橫截面的第一內(nèi)徑；其中，第一橫截面的第一內(nèi)徑的中心點(diǎn)偏離第二橫截面的第二內(nèi)徑的中心點(diǎn)一偏移量，該偏移量是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于 第一管狀部分的第一橫截面總體是圓形；第二管狀部分的第二橫截面總體是細(xì)長(zhǎng)的并且具有寬度，該寬度是沿總體垂直于第二 橫截面的第二內(nèi)徑的方向測(cè)得的；以及第二橫截面的寬度大于第一橫截面的第一內(nèi)徑。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述管道是進(jìn)氣管道；所述第一口是外殼的進(jìn)氣口 ；以及 該系統(tǒng)包括排氣管道，該排氣管道限定第三縱向軸線并且總體沿該第三縱向軸線形成第三流動(dòng)路 線，該第三縱向軸線總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線，該管道構(gòu)造成使廢氣與外殼的廢氣口 連通并具有總體沿著該管道的第三縱向軸線的第三和第四管狀部分，該第三管狀部分具有 第三橫截面，該第三橫截面部分地由第三內(nèi)徑限定，該第三內(nèi)徑是沿總體與外殼的第一縱 向軸線平行的方向測(cè)得的，該第四管狀部分具有第四橫截面，該第四橫截面靠近外殼的廢 氣口布置并且部分地由第四內(nèi)徑限定，該第四內(nèi)徑是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的 方向測(cè)得的，該第四橫截面的第四內(nèi)徑小于該第三橫截面的第三內(nèi)徑；其中，第三橫截面的第三內(nèi)徑的中心點(diǎn)偏離第四橫截面的第四內(nèi)徑的中心點(diǎn)一偏移 量，該偏移量是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于 第三管狀部分的第三橫截面總體是圓形，第四管狀部分的第四橫截面總體是細(xì)長(zhǎng)的，并具有一寬度，該寬度是沿總體垂直于第 四橫截面的第四內(nèi)徑的方向測(cè)得的；以及第四橫截面的寬度大于第三橫截面的第三內(nèi)徑。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述偏移量等于或大于第一內(nèi)徑的約5%。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述偏移量等于或大于第一內(nèi)徑的約20%。
7.一種系統(tǒng)，用于處理來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣，該系統(tǒng)包括外殼，該外殼具有第一縱向軸線并具有進(jìn)氣口和排氣口，該外殼限定第一總體縱向的 流動(dòng)路線，該流動(dòng)路線總體沿外殼的第一縱向軸線或與該第一縱向軸線平行地布置并位于 所述進(jìn)氣口和排氣口之間； 流體處理元件，該流體處理元件布置在該外殼的第一總體縱向的流動(dòng)路線中；進(jìn)氣管道，該進(jìn)氣管道限定第二縱向軸線并形成總體沿著該第二縱向軸線的第二流動(dòng) 路線，該第二縱向軸線總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線，該進(jìn)氣管道構(gòu)造成使廢氣通向外殼 的進(jìn)氣口，并且該進(jìn)氣管道具有總體沿著該進(jìn)氣管道的第二縱向軸線的第一和第二管狀部 分，該第一管狀部分具有第一橫截面，該第一橫截面部分地由第一內(nèi)徑限定，該第一內(nèi)徑是 沿與外殼的第一縱向軸線總體平行的方向測(cè)得的，該第二管狀部分具有第二橫截面，該第 二橫截面靠近外殼的進(jìn)氣口布置并部分地由第二內(nèi)徑限定，該第二內(nèi)徑是沿與外殼的第一 縱向軸線總體平行的方向測(cè)得的，第一橫截面的第一內(nèi)徑的中心點(diǎn)偏離第二橫截面的第二 內(nèi)徑的中心點(diǎn)一第一偏移量，該第一偏移量是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè) 得的；和排氣管道，該排氣管道限定第三縱向軸線并且形成總體沿該第三縱向軸線的第三流動(dòng) 路線，該第三縱向軸線總體橫向于第一縱向流動(dòng)路線，該排氣管道構(gòu)造成與離開外殼的排 氣口的廢氣連通，并且該排氣管道具有第三和第四管狀部分，所述第三和第四管狀部分總 體沿著該排氣管道的第三縱向軸線，該第三管狀部分具有第三橫截面，該第三橫截面部分 地由第三內(nèi)徑限定，該第三內(nèi)徑是沿總體與外殼的第一縱向軸線平行的方向測(cè)得的，該第 四管狀部分具有第四橫截面，該第四橫截面靠近外殼的排氣口布置并且部分地由第四內(nèi)徑 限定，該第四內(nèi)徑是沿總體與外殼的第一縱向軸線平行的方向測(cè)得的，該第三橫截面的第 三內(nèi)徑的中心點(diǎn)偏離該第四橫截面的第四內(nèi)徑的中心點(diǎn)一第二偏移量，該第二偏移量是沿 總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一偏移量的絕對(duì)值基本與第二偏移量的 絕對(duì)值相同。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一和第三內(nèi)徑的中心點(diǎn)分開一第一距離， 該第一距離是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，第二和第四內(nèi)徑的中心點(diǎn) 分開一第二距離，該第二距離是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，該第二 距離大于該第一距離。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一和第三內(nèi)徑的中心分開一第一距離， 該第一距離是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，第二和第四內(nèi)徑的中心點(diǎn) 分開一第二距離，該第二距離是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，該第二 距離小于該第一距離。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一和第三內(nèi)徑的中心點(diǎn)分開一第一距 離，該第一距離是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，第二和第四內(nèi)徑的中 心點(diǎn)分開一第二距離，該第二距離是沿總體平行于外殼的第一縱向軸線的方向測(cè)得的，該 第二距離基本等于該第一距離。
12.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一管狀部分的第一橫截面的第一內(nèi)徑基 本上等于第三管狀部分的第三橫截面的第三內(nèi)徑，第二管狀部分的第二橫截面的第二內(nèi)徑基本上等于第四管狀部分的第四橫截面的第四內(nèi)徑。
13.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一偏移量等于或大于第一內(nèi)徑的約5%。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二偏移量等于或大于第三內(nèi)徑的約5%。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一偏移量等于或大于第一內(nèi)徑的約 20%。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，第二偏移量等于或大于第三內(nèi)徑的約 20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括外殼(12)，該外殼具有第一縱向軸線(A1)、進(jìn)氣口(32A)和排氣口(32C)。該外殼可限定第一流動(dòng)路線(24)。流體處理元件(16)可以布置在該流動(dòng)路線中。該系統(tǒng)還可以包括管道(20a)，該管道限定第二縱向軸線(A2a)并形成第二流動(dòng)路線。該管道可具有第一和第二管狀部分(44a、48a)，所述第一和第二管狀部分大致與第二縱向軸線對(duì)齊。第一管狀部分(44a)可具有第一橫截面(46a)，第二管狀部分(48a)可具有第二橫截面。第二橫截面的內(nèi)徑可小于第一橫截面的內(nèi)徑。第一內(nèi)徑的中心點(diǎn)可沿總體平行于第一縱向軸線的方向偏離第二內(nèi)徑的中心點(diǎn)。
文檔編號(hào)F01N13/18GK101842564SQ200880113923
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者L·J·霍夫曼, R·A·克蘭德爾, R·M·杜費(fèi)克, T·V·斯特利 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司