一種農業車輛和冷卻定量給料模塊的方法
【技術領域】
[0001]本發明通常涉及農業車輛，更特別是涉及用于冷卻農業車輛的柴油排氣流體(DEF)定量給料模塊的系統和方法。
【背景技術】
[0002]排放規定已經導致發動機制造商和后繼市場供應商安裝排氣后處理系統，以便滿足日益嚴格的要求。通常，這些系統引導排氣通過一系列反應，以便減少在排氣流中的顆粒物質和單氮氧化物(NOx)的排放。而且，因為在燃燒后進行處理，因此現有設備可以進行改裝，以便包括排氣后處理系統。
[0003]排氣后處理系統通常將排氣流導向柴油氧化催化劑(DOC)。DOC可以包含顆粒過濾器，以便從排氣流中除去細粒或其它固體材料。當排氣流流過催化劑時，氧化反應可以將排氣流中的烴和一氧化碳轉變成二氧化碳和水以及其它混合物。然后，排氣流可以導向定量給料模塊。定量給料模塊可以包含用于將DEF引入排氣流中的注射口。DEF可以是尿素溶液，該尿素溶液在排氣流中分解成氨。然后，排氣流可以導向選擇催化還原反應器(SCR)。在SCR中，氨和一些排氣流組分可以轉變成氮氣和水。通過使用排氣后處理系統，排放能夠減少，以便滿足規定要求。
[0004]盡管排氣后處理系統可以從柴油排氣流中減少NOx排放，但是制造商可能很難找到合適的位置來安裝附加設備。在農業設備中可能特別是這樣，其中，在引擎罩下面的空間有限。而且，另外的設計限制(例如溫度、壓力等)會減少用于排氣后處理系統的合適位置的數目。
[0005]在一些結構中，排氣后處理系統還使用支持設備。例如，由于排氣流溫度和/或減少DEF的結晶化，定量給料模塊可以在它的注射口處使用冷卻。具體地，來自發動機冷卻系統的冷卻流體可以用來冷卻定量給料模塊。不過，因為冷卻流體在發動機運行時從發動機冷卻系統流出(例如發動機向泵提供動力)，因此另外的儲存器可以用于儲存冷卻流體，以便在發動機關閉后冷卻定量給料模塊。該另外的儲存器可以是塑料的，以便降低成本和重量，但是也可以使用屏蔽件，以便保護塑料材料防止受到發動機和排氣流的熱量影響。另夕卜，當儲存器安裝在發動機冷卻流體系統上面時，它也可以有通氣口，以便防止蒸汽鎖定在冷卻管線中。在系統中的額外通氣口可以導致發動機冷卻系統的較大變化。而且，儲存器可以使用附加泵，以便能夠在發動機關閉后進行循環。不過，由于在引擎罩下面的有限空間，附加的儲存器、熱屏蔽件、泵和通氣口可能并不實際。因此，需要一種定量給料模塊冷卻系統，該定量給料模塊冷卻系統能夠在沒有輔助設備的情況下使用來自發動機冷卻系統的冷卻流體。
【發明內容】
[0006]在一個實施例中，一種農業車輛，包括排氣系統。該排氣系統還包括定量給料模塊，該定量給料模塊有流體進口和流體出口。另外，排氣系統包括第一導管，該第一導管直接連接在流體進口和農業車輛的發動機冷卻系統之間。第一導管設置成保持冷卻流體。排氣系統還包括第二導管，該第二導管直接連接在流體出口和發動機冷卻系統之間，并設置成保持冷卻流體。冷卻流體設置成在農業車輛的發動機關閉之后從第一和第二導管流入發動機冷卻系統中。
[0007]在另一實施例中，農業車輛包括:發動機；發動機冷卻系統，該發動機冷卻系統設置成冷卻發動機；以及排氣系統。排氣系統包括:定量給料模塊，該定量給料模塊有流體進口和流體出口 ；以及第一導管，該第一導管直接連接在流體進口和發動機冷卻系統之間。流體導管設置成保持冷卻流體。排氣系統還包括第二導管，該第二導管直接連接在流體出口和發動機冷卻系統之間，并設置成保持冷卻流體。冷卻流體設置成在發動機關閉之后從第一和第二導管流入發動機冷卻系統中。
[0008]在還一實施例中，提供了一種用于冷卻定量給料模塊的方法。該方法包括引導冷卻流體通過第一導管。第一導管直接連接在定量給料模塊的流體進口和發動機冷卻系統之間。該方法還包括引導冷卻流體從第一導管進入定量給料模塊的流體進口。該方法包括引導冷卻流體從定量給料模塊的流體出口通過第二導管。第二導管直接連接在定量給料模塊的流體出口和發動機冷卻系統之間。該方法還包括在發動機冷卻系統的泵關閉之后保持在第一導管和第二導管中的冷卻流體容積。該泵設置成使得冷卻流體運動。
【附圖說明】
[0009]當參考附圖閱讀下面的詳細說明時將更好地理解本發明的這些和其它特征、方面和優點，在附圖中，相同符號在全部附圖中表示相同部件，附圖中:
[0010]圖1是根據本發明的、可以使用定量給料模塊冷卻系統的農業車輛的實施例的透視圖；
[0011]圖2是根據本發明的柴油排氣后處理系統的實施例的方框圖；
[0012]圖3是根據本發明的定量給料模塊冷卻系統的實施例的示意圖；
[0013]圖4是根據本發明的、使用定量給料模塊冷卻系統的定量給料模塊的側剖圖；
[0014]圖5是根據本發明的、利用定量給料模塊冷卻系統的定量給料模塊的側剖圖，該定量給料模塊冷卻系統有使得冷卻流體循環的熱虹吸；
[0015]圖6是根據本發明的、利用定量給料模塊冷卻系統的定量給料模塊在熱虹吸替換一定容積的冷卻流體之后的側剖圖；以及
[0016]圖7是根據本發明的、用于在農業發動機關閉后冷卻定量給料模塊和利用定量給料模塊冷卻系統的方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1表示了示例農業車輛10，該示例農業車輛10可以使用具有定量給料模塊冷卻系統的排氣后處理系統。在某些實施例中，農業車輛10可以是任意類型的拖拉機、越野車輛、工作車輛或者任意其它使用排氣后處理系統來滿足規定排放要求的合適車輛。所示的車輛10有車體12，該車體12通常將裝有發動機、變速器和傳動系(沒有單獨表示)。而且，農業車輛10有駕駛室14，操作人員可以坐在或站在該駕駛室14中以便操作該車輛10。在所示實施例中，車輛10有兩個前輪16和兩個后輪18 (只表示了一個)，兩個前輪16和兩個后輪18旋轉以便使得車輛10運動。不過，可以有多個輪16、18。例如，車輛10可以有
4、6、8或任意數目的前輪16和/或后輪18。應當知道，車輛10使用方向盤20來操縱，該方向盤20使得輪16轉動。輪16通過軸22而連接在一起，因此兩個輪16可以一起旋轉。而且，車輛10有排氣裝置24，該排氣裝置24排出在發動機內的燃燒副產品。農業車輛10可以包括排氣后處理系統，該排氣后處理系統有定量給料模塊冷卻系統。排氣后處理系統可以用于減少在發動機排氣流中的單氮氧化物(NOx)、顆粒或溫室氣體。而且，定量給料模塊冷卻系統可以在發動機關閉后繼續向排氣后處理系統提供冷卻。
[0018]圖2是與發動機36和發動機冷卻系統38流體連接的排氣后處理系統34的方框圖。發動機36可以是柴油機，它通過排氣導管42而將排氣流40導向排氣后處理系統34。排氣流40可以是發動機36的燃燒和/或操作的產物。因為燃燒處理可以產生熱量，因此發動機36可以與發動機冷卻系統38連接和由該發動機冷卻系統38冷卻。發動機冷卻系統38可以安裝成離開發動機36，或者在一些實施例中可以直接安裝在發動機36前面。而且，發動機36可以有口，該口設置成從發動機冷卻系統38接收冷卻流體44 (例如水、乙二醇等)。
[0019]在一些實施例中，發動機冷卻系統38可以包括散熱器46、恒溫器48和泵50。冷卻流體44可以通過泵50而導向發動機36。也就是，泵50可以使得增壓冷卻流體44向發動機36運動。這里，冷卻流體44可以從發動機36吸收熱量(例如從發動機36接收能量)，并返回發動機冷卻系統38。冷卻流體44可以在它從發動機36返回時進入散熱器46。當冷卻流體44移動通過散熱器46時，空氣可以流過散熱器46，從而冷卻該冷卻流體44。然后，冷卻流體44可以流過恒溫器48和流入泵50中，以便通過該系統再循環。可以知道，發動機冷卻系統38可以包括未示出的附加部件(例如閥、傳感器等)。
[0020]發動機冷卻系統38還可以設置成將冷卻流體44導向排氣后處理系統34。排氣后處理系統34可以包括柴油氧化催化劑(DOC) 52、定量給料模塊54和選擇催化還原反應器(SCR) 56。在某些實施例中，DOC 52可以包括顆粒過濾器，以便除去排氣流40中的細粒或其它固體材料。
[0021]當排氣流40離開發動機36和引導通過排氣后處理系統34時，它可以通過DOC52。在DOC 52中，排氣流40的組分(例如一氧化碳、氣體烴等)可以與DOC 52反應，并氧化以便形成二氧化碳和水。另外，過濾器可以從排氣流40中除去細粒和其它固