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(kāi)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(kāi)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
—方面，公開(kāi)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)可以包括外殼，該 外殼具有進(jìn)氣口和排氣口并在所述進(jìn)氣口和排氣口之間限定一流動(dòng)路線。該系統(tǒng)還可以包 括流體處理元件，該流體處理元件布置在外殼的流動(dòng)路線中并構(gòu)造成處理廢氣。外殼的進(jìn)、 排氣口中的至少一個(gè)可以流體連接有管道(輸送道，導(dǎo)管)，該管道可以具有管狀的第一和 第二部分。第一部分可以具有第一橫截面，所述第一橫截面具有內(nèi)徑，該第二部分可以具有 總體細(xì)長(zhǎng)的第二橫截面，所述第二橫截面具有內(nèi)部寬度和內(nèi)部長(zhǎng)度。管道的第二橫截面的 內(nèi)部長(zhǎng)度可以小于管道的第一橫截面的內(nèi)徑，而管道的第二橫截面的內(nèi)部寬度可以大于管 道的第一橫截面的內(nèi)徑。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(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)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)的局部俯視圖；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(jiàn)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(jiàn)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(大致)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Dl、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(kāi)口 30a (圖3)并可具有第二開(kāi)口 30c，所述第一開(kāi)口30a 貫穿總體管狀的壁36a以形成進(jìn)氣口 32a，所述第二開(kāi)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(kāi)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(kāi)口 30a、30c可以是總體細(xì)長(zhǎng)的。各開(kāi)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W1、W2大于相應(yīng)的長(zhǎng)度L1、L2。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)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(kāi)口 30a、30c可以具有相同或基本相同的構(gòu)型?；?者，開(kāi)口 30a、30c可以具有類似或顯著不同的構(gòu)型。例如，開(kāi)口 30c可以與開(kāi)口 30a的寬度 相同、比該開(kāi)口 30a寬或窄，并且可以與開(kāi)口 30a的長(zhǎng)度相同、比該開(kāi)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(kāi)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?？v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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(jiàn)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(kāi)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(kāi)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)明應(yīng)該理解，盡管為舉例說(shuō)明起見(jiàn)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(shū)和附圖以及此處所公開(kāi)的裝置的實(shí)踐，另一些 實(shí)施例將顯而易見(jiàn)。本說(shuō)明書(shū)和所公開(kāi)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(shū)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，該外殼具有進(jìn)氣口和排氣口，并在所述進(jìn)氣口和排氣口之間限定流動(dòng)路線；流體處理元件，該流體處理元件布置在該外殼的流動(dòng)路線中并構(gòu)造成處理廢氣；管道，該管道與外殼的進(jìn)氣口和排氣口至少其中之一流體連接，該管道具有管狀的第一部分和第二部分，該第一部分具有第一橫截面，該第一橫截面具有內(nèi)徑，該第二部分具有總體細(xì)長(zhǎng)的第二橫截面，該第二橫截面具有內(nèi)部寬度和內(nèi)部長(zhǎng)度；其中，管道的第二橫截面的內(nèi)部長(zhǎng)度小于該管道的第一橫截面的內(nèi)徑，該管道的第二橫截面的內(nèi)部寬度大于該管道的第一橫截面的內(nèi)徑。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一橫截面總體是圓形。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于管道的第一部分的第一橫截面具有第一截面積；以及管道的第二部分的第二橫截面具有第二截面積，該第二截面積大于該第一截面積。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)將第二截面積除以第一截面積來(lái)定義 截面積比，該截面積比等于或大于約1. 1。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，該截面積比等于或大于約1.2。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，該截面積比等于或大于約1.5。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該截面積比在約1.6至約1.8的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述管道是與外殼的進(jìn)氣口流體連接的進(jìn)氣管道；所述排氣口流體連接有排氣管道，該排氣管道具有管狀的第三和第四部分，該排氣管 道的第三部分具有第三橫截面，該第三橫截面具有內(nèi)徑，該排氣管道的第四部分具有總體 細(xì)長(zhǎng)的第四橫截面，該第四橫截面具有內(nèi)部寬度和內(nèi)部長(zhǎng)度；其中，該排氣管道的第四橫截面的內(nèi)部寬度顯著大于該排氣管道的第三橫截面的內(nèi)徑。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于流體處理元件布置于其中的流動(dòng)路線至少部分地由外殼的管狀壁限定，該管狀壁具有 橫向于該流動(dòng)路線的內(nèi)徑；以及管道的第二橫截面的寬度等于或大于外殼的管狀壁的內(nèi)徑的約50%。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，管道的第二橫截面的寬度等于或大于外殼 的管狀壁的內(nèi)徑的約70%。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述管道是與外殼的進(jìn)氣口流體連接的進(jìn) 氣管道。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于排氣口流體連接有排氣管道，該排氣管道具有管狀的第一和第二部分，該排氣管道的 第一部分具有第一橫截面，該第一橫截面具有內(nèi)徑，該排氣管道的第二部分具有總體細(xì)長(zhǎng) 的第二橫截面，該第二橫截面具有內(nèi)部寬度和內(nèi)部長(zhǎng)度；其中，該排氣管道的第二橫截面的內(nèi)部寬度顯著大于該排氣管道的第一橫截面的內(nèi)徑。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，該排氣管道的第一橫截面總體是圓形。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于排氣管道的第一部分的第一橫截面具有第一出口截面積；以及 排氣管道的第二部分的第二橫截面具有第二出口截面積，該第二出口截面積大于第一 出口截面積。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)將排氣管道的第二截面積除以該排 氣管道的第一截面積來(lái)定義截面積比，該截面積比等于或大于約1. 1。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，該截面積比等于或大于約1.5。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，該截面積比在約1.6至約1. 8的范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于該外殼總體限定一縱向軸線，并且該外殼至少部分地由管狀壁形成； 進(jìn)氣口至少部分地由管狀壁中的開(kāi)口形成；所述管道在所述開(kāi)口附近與所述管狀壁連接，該管道構(gòu)造并布置成總體橫向于管狀壁 的縱向軸線，以使通過(guò)進(jìn)氣口的廢氣的流動(dòng)路線總體橫向于該管狀壁的縱向軸線。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于該管狀壁具有內(nèi)徑，該內(nèi)徑橫向于外殼的縱向軸線；該管狀壁中的開(kāi)口總體是細(xì)長(zhǎng)的并具有一寬度，該寬度大于或等于該外殼的管狀壁的 內(nèi)徑的50%。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于該管狀壁中的開(kāi)口具有大于或等于該外殼的管狀壁的內(nèi)徑的70%的寬度。
全文摘要
一種用于處理從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的系統(tǒng)(10)。該系統(tǒng)可以包括外殼(12)，該外殼具有進(jìn)氣口(32a)和排氣口(32c)并在它們之間限定一流動(dòng)路線(24)。流體處理元件(16)可以布置在流動(dòng)路線中并構(gòu)造成處理廢氣。管道(20a)可以與外殼氣體進(jìn)出口中的至少一個(gè)流體連接，并可具有管狀的第一和第二部分(44a、48a)。第一部分可以具有第一橫截面(46a)，該第一橫截面具有內(nèi)徑(D4a)，第二部分可以具有總體細(xì)長(zhǎng)的橫截面(50a)，該橫截面具有內(nèi)部寬度(W3a)和內(nèi)部長(zhǎng)度(L3a)。管道的第二橫截面的內(nèi)部長(zhǎng)度可以小于管道的第一橫截面的內(nèi)徑，而管道的第二橫截面的內(nèi)部寬度大于管道的第一橫截面的內(nèi)徑。
文檔編號(hào)F01N13/18GK101842563SQ200880113924
公開(kāi)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?tīng)? R·M·杜費(fèi)克, T·V·斯特利 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司