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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug mit einer Abgasreinigungsfunktion.
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In den letzten Jahren ist man dazu übergegangen, Hydraulikbagger und dergleichen Arbeitsfahrzeuge mit Vorrichtungen für selektive katalytische Reduktion (SCR) auszurüsten, in denen ein Reduktionsmittel verwendet wird, um Stickoxide (NOx) zu beseitigen, die in dem Abgas von Antriebsmaschinen enthalten sind.
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In Patentliteratur 1 zum Beispiel ist eine Konfiguration eines Hydraulikbaggers beschrieben, der ein SCR-System (System für selektive katalytische Reduktion) enthält, wobei ein Reduktionsmittel durch eine Leitung von einem Reduktionsmittelbehälter zu einer Reduktionsmittel-Zuführvorrichtung geleitet wird.
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DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: JP 2010-261373 A
- Patentliteratur 2: WO 2013/175981 A1
- Patentliteratur 3: JP 2010-285814 A
- Patentliteratur 4: JP 2009-068348 A
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ÜBERSICHT
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Bei der Konfiguration eines Hydraulikbaggers gemäß der vorstehend genannten Publikation ist der Reduktionsmittelbehälter jedoch außerhalb des Antriebsmaschinenraums angeordnet, um dadurch die Hochtemperaturumgebung in dem Antriebsmaschinenraum zu umgehen. Das in dem Reduktionsmittelbehälter enthaltene Reduktionsmittel wird durch eine Reduktionsmittelpumpe angesaugt und durch eine Leitung zur Reduktionsmittel-Zuführvorrichtung geleitet. Normalerweise liegt die Vorrichtung zum Einspritzen des Reduktionsmittels in das Abgas in dem Antriebsmaschinenraum, weshalb die Leitung, die das Reduktionsmittel zur Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung leitet, durch den Antriebsmaschinenraum verläuft.
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Wenn die Temperatur des Reduktionsmittels durch die Wärme in dem Antriebsmaschinenraum ansteigt, ist das Reduktionsmittel kurz vor dem Einspritzen wärmer. Daher ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Reduktionsmittel an der Düse der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung haften bleibt, größer. Die Lebensdauer der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung wird dadurch unter Umständen verkürzt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Arbeitsfahrzeug anzugeben, bei dem der Temperaturanstieg des Reduktionsmittels, das der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung zugeführt wird, vermieden wird.
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Das Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung, einen Reduktionsmittelbehälter, eine Reduktionsmittelpumpe, eine erste Leitung und eine zweite Leitung. Die Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung ist in dem Antriebsmaschinenraum angeordnet und spritzt ein für die Abgasreinigung verwendetes Reduktionsmittel in das Abgas ein. Der Reduktionsmittelbehälter speichert das Reduktionsmittel. Die Reduktionsmittelpumpe saugt das Reduktionsmittel aus dem Behälter und leitet das Reduktionsmittel zur Reduktionsmittel-Einspritzpumpe. Die erste Leitung verbindet den Reduktionsmittelbehälter mit der Reduktionsmittelpumpe und leitet das Reduktionsmittel von dem Tank zur Reduktionsmittelpumpe. Die zweite Leitung verbindet die Reduktionsmittelpumpe mit der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung, leitet das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelpumpe zur Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung und hat einen kleineren Innendurchmesser als die erste Leitung.
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Im vorliegenden Fall, bei dem die erste Leitung zur Reduktionsmittelpumpe und zu dem Reduktionsmittelbehälter, der in dem Antriebsmaschinenraum angeordnet ist, führt und bei dem die zweite Leitung zur Reduktionsmittelpumpe und zur Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung führt, ist der Innendurchmesser der zweiten Leitung kleiner als der Innendurchmesser der ersten Leitung.
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Da die Wärmebeständigkeit der zweiten Leitung höher ist, wird das Reduktionsmittel, das durch die zweite Leitung fließt, weniger durch die Wärme beeinflusst als bei der bekannten Konfiguration, bei der die erste und die zweite Leitung im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser aufweisen.
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Wenn der Innendurchmesser einer Leitung bei einer gegebenen Wanddicke der Leitung reduziert wird, wird insbesondere auch der Außendurchmesser der Leitung kleiner, und auch die Fläche der Leitung wird reduziert, so dass der Betrag an Wärme, der das durch das Innere der Leitung fließende Reduktionsmittel beeinflusst, verringert werden kann.
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Auf diese Weise lässt sich die Temperaturerhöhung, die stattfindet, wenn die mit der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung in einem Antriebsmaschinenraum verbundene zweite Leitung dem Einfluss der Wärme in dem Antriebsmaschinenraum ausgesetzt ist, wirksam verhindern. Eine Verkürzung der Lebensdauer der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung durch einen Anstieg der Reduktionsmitteltemperatur wird dadurch ebenfalls verhindert.
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Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt, wobei die zweite Leitung derart angeordnet ist, dass diese durch den Antriebsmaschinenraum verläuft, in dem die Antriebsmaschine angeordnet ist.
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Hier ist die zweite Leitung, die die Reduktionsmittelpumpe mit der in dem Antriebsmaschinenraum angeordneten Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung verbindet, derart angeordnet, dass sie durch den Antriebsmaschinenraum verläuft.
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Selbst wenn ein Teil der zweiten Leitung durch den Antriebsmaschinenraum verläuft, wird der Einfluss von in dem Antriebsmaschinenraum entstehender Wärme auf das durch die zweite Leitung fließende Reduktionsmittel verringert, da der Innendurchmesser der zweiten Leitung verringert ist, wie vorstehend beschrieben.
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Das Arbeitsfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist das Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei die Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung auf der zur Rückseite des Fahrzeugkörpers liegenden Seite der Antriebsmaschine in dem Antriebsmaschinenraum angeordnet ist.
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Hier ist die Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung, die das Reduktionsmittel in das Abgas der Antriebsmaschine einspritzt, auf der zur Rückseite des Fahrzeugkörpers liegenden Seite der Antriebsmaschine in dem Antriebsmaschinenraum angeordnet.
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Daher wird der durch den Antriebsmaschinenraum verlaufende Abschnitt der mit der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung verbundenen zweiten Leitung vergrößert.
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Da die vorgenannte Verringerung des Innendurchmessers der zweiten Leitung den Einfluss der Wärme in dem Antriebsmaschinenraum reduziert, wird das Reduktionsmittel bei diesem Arbeitsfahrzeug nicht in dem Maße durch diese Wärme beeinflusst.
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Das Arbeitsfahrzeug gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist das Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Aspekte eins bis drei der Erfindung, wobei der Reduktionsmittelbehälter und die Reduktionsmittelpumpe an der Außenseite des Antriebsmaschinenraums und auf der zur Vorderseite des Fahrzeugkörpers liegenden Seite des Antriebsmaschinenraums angeordnet sind.
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Hier sind die Reduktionsmittelpumpe und der Reduktionsmittelbehälter für die Versorgung der Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung mit dem Reduktionsmittel auf der zur Vorderseite des Fahrzeugkörpers liegenden Seite des Antriebsmaschinenraums außerhalb desselben angeordnet.
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Folglich verläuft zumindest ein Teil der zweiten Leitung, die die Reduktionsmittelpumpe und die Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung verbindet, durch den Antriebsmaschinenraum, wenngleich die erste Leitung, die den Reduktionsmittelbehälter und die Reduktionsmittelpumpe verbindet, nicht in dem Antriebsmaschinenraum angeordnet ist.
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Da die vorgenannte Verringerung des Innendurchmessers der zweiten Leitung den Einfluss der Wärme in dem Antriebsmaschinenraum reduziert, wird das Reduktionsmittel bei diesem Arbeitsfahrzeug nicht in dem Maße durch diese Wärme beeinflusst.
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Das Arbeitsfahrzeug gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist das Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Aspekte eins bis vier der Erfindung, wobei das Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung ist.
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Hier wird als Reduktionsmittel wässrige Harnstofflösung verwendet. Bei vorliegender Erfindung bezieht sich der Begriff ”Reduktionsmittel” kollektiv auf Reduktionsmittel und deren Ausgangsstoffe.
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Wenn als Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung verwendet wird, besteht die Gefahr, dass diese in einer Umgebung mit hoher Temperatur, die zum Beispiel 70°C oder mehr beträgt, innerhalb kurzer Zeit in Ammoniak umgewandelt wird.
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Da die vorgenannte Verringerung des Innendurchmessers der zweiten Leitung den Einfluss der Wärme in dem Antriebsmaschinenraum reduziert, ist eine Umwandlung des Harnstoffes in Ammoniak weniger wahrscheinlich.
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WIRKUNGEN
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Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß vorliegender Erfindung lässt sich ein Temperaturanstieg eines einer Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung zugeführten Reduktionsmittels verhindern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt in einer Schrägansicht die Gesamtkonfiguration des erfindungsgemäßen Hydraulikbaggers in einer Ausführungsform;
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2 zeigt in Draufsicht eine Konfiguration, die auf dem Fahrzeugkörperrahmen des Hydraulikbaggers in 1 vorgesehen ist;
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3 zeigt in einer Seitenansicht eine Konfiguration, die auf dem Fahrzeugkörperrahmen des Hydraulikbaggers in 1 vorgesehen ist;
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4 zeigt in einer Rückansicht eine Konfiguration, die auf einem Fahrzeugkörperrahmen des Hydraulikbaggers in 1 vorgesehen ist;
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5 ist eine Detailansicht der Konfiguration rund um den Behälter der wässrigen Harnstofflösung, der an dem Fahrzeugkörperrahmen des Hydraulikbaggers in 1 angeordnet ist;
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6 ist eine Schrägansicht der Konfiguration rund um die Einspritzvorrichtung für die wässrige Harnstofflösung, die an dem Fahrzeugkörperrahmen des Hydraulikbaggers in 1 angeordnet ist; und die
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7a, 7b sind Querschnitte zur Darstellung des Innendurchmessers einer Leitung für die Reduktionsmittelzuführung, die in dem Hydraulikbagger in 1 installiert ist.
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DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der Hydraulikbagger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 1 bis 7b beschrieben.
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Die Richtungsangaben ”vorne und hinten” sowie ”links und rechts” beziehen sich auf die jeweilige Richtung aus der Sicht des Maschinenführers auf dem Führersitz in der Kabine 8 (kann auch als Fahrerhaus bezeichnet werden) des Hydraulikbaggers 1.
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Gesamtkonfiguration des Hydraulikbaggers 1
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Hydraulikbagger 1 gemäß dieser Ausführungsform eine untere Fahreinheit 2, einen Oberwagen (kann auch als obere Struktur oder oberer Aufbau bezeichnet werden) 3, ein Arbeitsgerät 4, ein Gegengewicht 5, einen Fahrzeugkörper 6, einen Mechanikraum 7 und die Kabine 8.
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Die untere Fahreinheit 2 dreht Raupenketten P, die in Richtung nach vorne und nach hinten um rechte und linke Endbereiche herumgeführt sind, wodurch sich der Hydraulikbagger vorwärts und rückwärts bewegen kann. Auf der Oberseite der unteren Fahreinheit 2 ist der Oberwagen 3 montiert.
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Der Oberwagen 3 kann sich auf der unteren Fahreinheit 2 drehen. Der Oberwagen 3 trägt das Arbeitsgerät 4, das Gegengewicht 5, den Fahrzeugkörper 6, den Mechanikraum 7, die Kabine 8 und einen auf der Oberseite eines Fahrzeugkörperrahmens 3a, der den Basisbereich des Oberwagens 3 bildet, vorgesehenen Antriebsmaschinenraum 10.
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Eine Vielzahl von Säulenelementen 51 bis 56 und eine Vielzahl von Holmelementen 41 bis 43 sind auf dem Fahrzeugkörperrahmen 3a vorgesehen.
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Die Vielzahl von Säulenelementen 51 bis 56 ist derart angeordnet, dass die Säulenelemente sich von der Oberseite des Fahrzeugkörperrahmens 3a nach oben erstrecken. Die Holmelemente 41 bis 43 sind im Wesentlichen horizontal angeordnet und sind mit den oberen Endbereichen der Säulenelemente 51 bis 56 verbunden. Wie insbesondere in den 2 bis 4 dargestellt ist, sind die Holmelemente 41 und 43 der Vielzahl von Holmelementen bezüglich des Fahrzeugkörpers in Richtung nach links und nach rechts an Positionen angeordnet, die in Richtung nach vorne und nach hinten voneinander getrennt sind.
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Das Holmelement 41 ist an beiden Enden mit den oberen Endbereichen der Säulenelemente 52 und 56 verbunden und auf der Rückseite der Antriebsmaschine 20 angeordnet.
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Das Holmelement 42 ist an beiden Enden mit den oberen Endbereichen der Säulenelemente 52 und 55 verbunden und auf der rechten Seite der Antriebsmaschine 20 angeordnet.
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Das Holmelement 43 ist an beiden Enden mit den oberen Endbereichen der Säulenelemente 55 und 56 verbunden und auf der Vorderseite der Antriebsmaschine 20 angeordnet.
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Das Arbeitsgerät 4 (siehe 1) ist derart konfiguriert, dass es einen Ausleger 11 umfasst, der in einem betätigbaren Zustand mit einem Auslegerbefestigungselement 3b des Oberwagens 3 verbunden ist, einen Arm 12, der an dem distalen Ende des Auslegers 11 befestigt ist, und einen Löffel 13, der an dem distalen Ende des Arms 12 befestigt ist. Das Arbeitsgerät 4 ist derart ausgelegt, dass Hydraulikzylinder 11a, 12a, 13a etc., die in einem Hydraulikkreis (nicht gezeigt), enthalten sind, den Ausleger 11, den Arm 12, den Löffel 13 etc. anheben und absenken, während auf einer Baustelle zum Bespiel Erdreich und Kies gebaggert werden.
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Das Gegengewicht besteht zum Beispiel aus einem Blechkasten, der mit Eisenschrott, Beton oder dergleichen gefüllt ist und für den Gewichtsausgleich des Körpers während des Baggerns und dergleichen vorgesehen ist. Insbesondere ist das Gegengewicht 5 auf einem zentralen Rahmen 3c (siehe 2c etc.) auf der Rückseite des Fahrzeugkörpers 6 auf dem Oberwagen 3 angeordnet.
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Wie 1 zeigt, ist der Fahrzeugkörper 6 an einer Position angrenzend an das Gegengewicht 5 angeordnet und hat einen Antriebsmaschinenraum 20, der die Antriebsmaschine 20 usw. aufnimmt.
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Der Mechanikraum 7 ist auf der Rückseite des Arbeitsgeräts 4 auf dem Oberwagen 3 angeordnet und enthält einen Kraftstofftank, einen Hydraulikfluidtank, Steuerventile usw.
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Die Kabine 8 hat einen Innenraum, in dem sich der Führer des Hydraulikbaggers 1 aufhält und der vorne links, d. h. auf der Seite des Arbeitsgeräts 4, auf dem Oberwagen 3 angeordnet ist, so dass eine Sicht auf das distale Ende des Arbeitsgeräts 4 möglich ist.
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Der Antriebsmaschinenraum 10 hat eine obere Öffnung für Inspektionszwecke, die mit einer Antriebsmaschinenhaube 14 abgedeckt ist, die sich öffnen und schließen lässt. Wie 2 zeigt, sind in dem Antriebsmaschinenraum 10 die Antriebsmaschine 20, ein DPF (Dieselpartikelfilter) 21, eine SCR (Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion) 22, eine Vorrichtung zum Einspritzen einer wässrigen Harnstofflösung (Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung) 25 usw. angeordnet.
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Die Antriebsmaschine 20 ist über Gummidämpfer auf dem zentralen Rahmen 3c gestützt, der Teil des Fahrzeugkörperrahmens 3a des Oberwagens 3 ist.
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Das DPF 21 ist eine Vorrichtung, die das Abgas aus der Antriebsmaschine 20 behandelt und die ein Filter verwendet, um in dem Abgas enthaltene partikelförmige Substanzen einzufangen. Die durch das Filter eingefangenen partikelförmigen Substanzen werden in dem DPF 21 verbrannt. Das DPF 21 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, und wie in 2 gezeigt ist, ist die zentrale Achse in Richtung nach vorne und nach hinten angeordnet. Ferner ist das DPF 21 derart angeordnet, dass es in Richtung nach vorne und nach hinten durch die Holmelemente 41 und 43 und auf der rechten Seite durch das Holmelement 42 begrenzt ist.
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Die SCR 22 ist eine Vorrichtung die das Abgas behandelt, das nach dem Austritt aus der Antriebsmaschine 20 durch das DPF 21 behandelt wurde, und das Ammoniak verwendet, das durch Harnstoffhydrolyse gewonnen wird, um selektiv Stickoxide (NOx) zu reduzieren. Wie in 2 gezeigt ist, ist die SCR 22 seitlich an das DPF 21 angrenzend angeordnet. Die SCR 22 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form und ist derart angeordnet, dass seine zentrale Achse im Wesentlichen in Richtung nach vorne und nach hinten verläuft. Die SCR 22 ist auch so angeordnet, dass ihr Bodenbereich tiefer liegt als die Oberseite der Antriebsmaschine 20. Wie ferner in 3 gezeigt ist, ist der Bodenbereich der SCR 22 tiefer angeordnet als die Holmelemente 41 und 42, und der Oberseitenbereich der SCR 22 liegt oberhalb der Holmelemente 41 und 42. Die SCR 22 ist ähnlich wie das DPF 21 in Richtung nach vorne und nach hinten durch die Holmelemente 41 und 43 und auf der rechten Seite durch das Holmelement 42 begrenzt.
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Die Vorrichtung zum Einspritzen von wässriger Harnstofflösung 25 ist in einem Mischrohr 22a montiert, das die SCR 22 und das DPF 21 verbindet, das Abgas aus der Antriebsmaschine 20 behandelt, und spritzt eine wässrige Harnstofflösung in das Mischrohr 22a.
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Ebenso sind ein Behälter für wässrige Harnstofflösung (Reduktionsmittelbehälter) 23, eine Pumpe (Reduktionsmittelpumpe) 24 zur Versorgung der Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung mit wässriger Harnstofflösung (ein Beispiel eines Reduktionsmittels) usw. an der Außenseite des Antriebsmaschinenraums 10 und in dem Fahrzeugkörper 6 angeordnet.
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Die vorgenannte Antriebsmaschine 20, das DPF 21 und das SCR 22 sind in dieser Ordnung in Reihe geschaltet. Daher wird das Abgas aus der Antriebsmaschine 20 zunächst zu dem DPF 21 geleitet und dort behandelt (wobei hauptsächlich partikelförmige Substanzen reduziert werden). Anschließend wird das Abgas durch das Mischrohr 22a zur SCR 22 geleitet. In der SCR 22 wird hauptsächlich NOx reduziert, woraufhin das gereinigte Abgas nach draußen abgeleitet wird.
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Die Konfiguration des Einspritzsystems für wässrige Harnstofflösung, die die Einspritzvorrichtung 25 für wässrige Harnstofflösung umfasst, wird nachstehend erläutert.
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Einspritzsystem 30 für wässrige Harnstofflösung
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Wie die 2 bis 4 zeigen, hat das Einspritzsystem 30 für wässrige Harnstofflösung eine Konfiguration, die einen Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung, die Pumpe 24, die Einspritzvorrichtung 25 für wässrige Harnstofflösung, erste Leitungen 31 und 32 und eine zweite Leitung 33 umfasst.
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Der Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung speichert eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel und ist, wie in 2 gezeigt, auf der rechten Seite des Fahrzeugkörperrahmens 3a und vor dem Antriebsmaschinenraum 10 angeordnet. Mit anderen Worten: der Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung liegt außerhalb des Antriebsmaschinenraums 10, um zu vermeiden, dass die wässrige Harnstofflösung in der Umgebung mit hohen Temperaturen in Ammoniak umgewandelt wird. Ein Ende 31a der ausströmungsseitigen ersten Leitung 31 und ein Ende 32a der einströmungsseitigen zweiten Leitung 32 sind mit der Oberseite des Behälters 23 für wässrige Harnstofflösung verbunden.
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Die Pumpe 24 saugt wässrige Harnstofflösung aus dem Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung und pumpt diese durch die erste und die zweite Leitung 31 und 32 zur Einspritzvorrichtung 25 für wässrige Harnstofflösung. Wie 3 zeigt, ist die Pumpe 24 neben dem Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung angeordnet. Wie insbesondere 5 zeigt, ist die Pumpe 24 an der Vorderseite des Behälters 23 für wässrige Harnstofflösung befestigt. Auch das Ende 31b der ersten Leitung 31, das Ende 32b der zweiten Leitung und das Ende 33a der zweiten Leitung sind mit der Oberseite der Pumpe 24 verbunden.
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Wie 6 zeigt, ist die Vorrichtung 25 zum Einspritzen von wässriger Harnstofflösung an dem Mischrohr 22a befestigt, das das vorgenannten DPF 21 und die SCR 22 verbindet. Das Ende 33b des zweiten Rohres 33 ist an der Vorrichtung 25 zum Einspritzen von wässriger Harnstofflösung befestigt. Die Vorrichtung 25 zum Einspritzen von wässriger Harnstofflösung atomisiert die wässrige Harnstofflösung, die mittels der Pumpe 24 aus dem Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung gepumpt und durch die erste Leitung 31 und die zweite Leitung 33 zugeführt wird, und spritzt diese in das Abgas ein, das durch das Mischrohr 22a strömt.
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Wie 5 zeigt, sind die erste und die zweite Leitung 31 und 32 derart angebracht, dass diese den Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung und die Pumpe 24 verbinden.
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Die erste Leitung 31 leitet wässrige Harnstofflösung, die von der Pumpe 24 aus dem Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung angesaugt wurde, von dem Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung zur Pumpe 24. Das Ende 31a der ersten Leitung 31 ist mit der Oberseite des Behälters 23 für wässrige Harnstofflösung verbunden, und das Ende 31b auf der dem Ende 31a gegenüberliegenden Seite ist mit der Oberseite der Pumpe 24 verbunden.
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Die erste Leitung 31 ist vorgesehen für die Rückführung der durch die Pumpe 24 aus dem Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung angesaugten wässrigen Harnstofflösung zu dem Behälter 23. Die erste Leitung 32 ist ähnlich wie die erste Leitung 31 an einem Ende 32a mit der Oberseite des Behälters 23 für wässrige Harnstofflösung und an dem dem Ende 32a gegenüberliegenden Ende 32a mit der Oberseite der Pumpe 24 verbunden.
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Die zweite Leitung 33 dient zur Verbindung der Pumpe 24 und der Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung, um die wässrige Harnstofflösung von der Pumpe 24 zur Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung zu leiten, wobei die zweite Leitung 33, wie in 3 gezeigt, in der Nähe der Seitenfläche des Fahrzeugkörperrahmens 3a angeordnet ist. Die zweite Leitung 33 ist an einem Ende 33a mit der Oberseite der Pumpe 24 und an dem dem Ende 33a gegenüberliegenden Ende 33b mit der Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung verbunden. Wie die 2 bis 4 zeigen, ist die äußere Umfangsfläche der zweiten Leitung 33 mit einem adiabatischen Material 34 verkleidet, und zwar von einer Position von der Pumpe 24 kurz vor dem Eintritt in den Antriebsmaschinenraum 10 bis zu einer Position, die die Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung erreicht. Auch ist die zweite Leitung 33 zur Erhöhung der Wärmebeständigkeit mit einem kleineren Innendurchmesser als die die erste Leitung 31 ausgebildet.
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Wie vorstehend erläutert, sind der Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung und die Pumpe 24 vorliegend außerhalb des Antriebsmaschinenraums 10 angeordnet, damit die wässrige Harnstofflösung in der zweiten Leitung 33 keiner Umgebung mit hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung hingegen ist in dem Antriebsmaschinenraum 10 angeordnet, da sie an dem Mischrohr 22a befestigt ist, das das DPF 21 und die SCR 22 verbindet.
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Solchermaßen ist die zweite Leitung 33, die die Pumpe 24 und die Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung verbindet, logischerweise derart angeordnet, dass zumindest ein Teil derselben durch den Antriebsmaschinenraum 10 verläuft. Dementsprechend wurden verschiedene Maßnahmen getroffen, die verhindern, dass zur Einspritzvorrichtung 25 geleitete wässrige Harnstofflösung in der zweiten Leitung 33 in Ammoniak umgewandelt wird.
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Wie speziell in 5 gezeigt ist, ist die zweite Leitung 33 derart geführt, dass sie von der Oberseite der Pumpe 24, mit der ein Ende 33a verbunden ist, in der Nähe der Seitenfläche des Behälters 23 für wässrige Harnstofflösung zur Seite des Fahrzeugkörperrahmens 3a verläuft. Die äußere Umfangsfläche der zweiten Leitung 33 ist mit adiabatischem Material 34 verkleidet, an einer Position vor dem Eintritt in den Antriebsmaschinenraum 10 und bis zur Seite des Fahrzeugkörperrahmens 3a. Weiter ist die Leitung 33 im Wesentlichen horizontal bis zur Position des Säulenelements 52 geführt, wie in 3 gezeigt, wobei ihre äußere Umfangsfläche mit dem adiabatischen Material 34 verkleidet ist. Wie 4 zeigt, ist die zweite Leitung 33 ferner derart verlegt, dass sie entlang des Säulenelements 51, das dem Säulenelement 52 benachbart ist, im Wesentlichen vertikal nach oben gerichtet ist. Die entlang des Säulenelements 51 installierte zweite Leitung 33 erstreckt sich über dem Holmelement 41 und ist an ihrem Ende 33b mit der Vorrichtung 25 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung verbunden.
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Folglich bewegt sich die wässrige Harnstofflösung, die in dem Behälter 23 enthalten ist, durch die erste Leitung 31 zur Pumpe und wird durch die zweite Leitung 33 der Einspritzvorrichtung 25 zugeführt.
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Wärmebeständigkeit der zweiten Leitung 33
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Wie vorstehend erläutert, wird bei dem Hydraulikbagger 1 gemäß dieser Ausführungsform die in dem Behälter 23 enthaltene wässrige Harnstofflösung durch die erste Leitung 31 zur Pumpe 24 und von der Pumpe 24 durch die zweite Leitung 33 zur Einspritzvorrichtung 25 für wässrige Harnstofflösung geleitet. Der Durchmesser der zweiten Leitung 33 ist kleiner als der Durchmesser der ersten Leitung 31.
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Angenommen, der Innendurchmesser der ersten Leitung 31 ist r3 und der Außendurchmesser r4, wie in 7a gezeigt, und der Innendurchmesser der zweiten Leitung 33 ist r1 und der Außendurchmesser r2, wie in 7b gezeigt, so gilt für die erste und die zweite Leitung 31 und 33: r1 < r3.
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Wie in den 7a und 7b gezeigt ist, ist die Wanddicke der ersten und der zweiten Leitung 31 und 33 im Wesentlichen die gleiche (r4 – r3 ≈ r2 – r1), wobei die Fläche der zweiten Leitung 33 kleiner ist als die der ersten Leitung 31. Auf diese Weise lässt sich der Betrag an Wärme, der die zweite Leitung 33 von außen ausgesetzt ist, verringern, so dass sich die Wärmebeständigkeit der Leitung vergrößern lässt, wodurch wiederum der Einfluss von Wärme auf die durch die zweite Leitung fließende wässrige Harnstofflösung reduziert wird.
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Zum Beispiel beträgt die Wanddicke der ersten Leitung 31 und der zweiten Leitung 33 bei r1 = 3 mm, r2 = 5 mm, r3 = 6 mm und r4 = 8 mm jeweils 2 mm.
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Die Wärmebeständigkeit der Leitungen ist vorliegend proportional zu 1n des Außendurchmessers/Innendurchmessers, so dass ein Vergleich der Wärmebeständigkeit 1n (8/6) der ersten Leitung 31 (0,28) mit der Wärmebeständigkeit 1n (5/3) der zweiten Leitung 33 (0,51) zeigt, dass die Wärmebeständigkeit der zweiten Leitung 33 dem 1,82-fachen (≈ 0,51/0,28) der Wärmebeständigkeit der ersten Leitung 31 entspricht.
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Infolgedessen ist die zweite Leitung 33, die in dem Antriebsmaschinenraum 10 installiert ist, einem geringeren Wärmeinfluss ausgesetzt, als dies bei einer mit der ersten Leitung 31 identischen Leitung 33 der Falle wäre, wodurch also ein Anstieg der Temperatur der durch die zweite Leitung 33 fließenden wässrigen Harnstofflösung verhindert wird und damit auch eine Verkürzung der Lebensdauer der Einspritzvorrichtung 25 infolge einer Adhäsion der wässrigen Harnstofflösung an der Einspritzdüse bedingt durch einen Temperaturanstieg der wässrigen Harnstofflösung unmittelbar vor dem Einspritzen. Ebenso wird eine Umwandlung der wässrigen Harnstofflösung in Ammoniak verhindert, die stattfindet, wenn die wässrige Harnstofflösung längere Zeit einer Umgebung mit hoher Temperatur ausgesetzt ist.
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Die zweite Leitung 33 ist mit einem adiabatischen Material 34 verkleidet, wie in 7b dargestellt, und zwar in dem Abschnitt, der durch das Innere des Antriebsmaschinenraums 10 verläuft.
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Die zweite Leitung 33, die in dem Antriebsmaschinenraum 10 installiert ist, ist somit annähernd vollständig unbeeinflusst von äußerer Wärmeeinwirkung, auch in der Hochtemperaturumgebung des Antriebsmaschinenraums 10, so dass eine Verkürzung der Lebensdauer der Einspritzvorrichtung 25 für wässrige Harnstofflösung und die Modifikation der wässrigen Harnstofflösung verhindert werden.
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Weitere Ausführungsformen
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Vorstehend wurde eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedene Modifikationen möglich.
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(A)
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In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem das DPF 21 und die SCR 22 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs aneinandergereiht sind. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
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Das DPF 21 und die SCR 22 können ebenso in einer anderen als der Breitenrichtung aneinandergereiht sein, zum Beispiel in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs.
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(B)
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In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem das DPF 21 und die SCR 22 beide zylinderförmig sind. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Zum Beispiel ist das DPF 21 nicht auf eine zylindrische Form beschränkt, sondern kann auch eine andere Form aufweisen, zum Beispiel eine elliptische oder eine Quaderform. Die SCR 22 ist nicht auf eine zylindrische Form beschränkt, sondern kann auch eine andere Form aufweisen, zum Beispiel eine elliptische oder eine Quaderform.
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(C)
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In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der Behälter 23 für wässrige Harnstofflösung, die Pumpe 24 usw. auf der rechten Seite des Fahrzeugkörperrahmens 3a angeordnet sind. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Abhängig von der Orientierung des DPF oder des SCR oder der in dem Antriebsmaschinenraum installierten Antriebsmaschine können diese Komponenten in anderen Positionen angeordnet sein, solange diese Position außerhalb des Antriebsmaschinenraums liegt, und zwar zum Beispiel auf der linken Seite des Fahrzeugkörperrahmens.
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(D)
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In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem als Reduktionsmittel wässrige Harnstofflösung verwendet wird. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Neben wässriger Harnstofflösung können auch andere Reduktionsmittel verwendet werden.
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(E)
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In der vorstehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem das Arbeitsfahrzeug ein Hydraulikbagger ist. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Das Arbeitsfahrzeug kann auch ein anderes Arbeitsfahrzeug sein, zum Beispiel ein Radlader, ein Bulldozer oder ein Kipper.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Bei dem erfindungsgemäßen Arbeitsfahrzeug wird ein Temperaturanstieg eines einer Einspritzvorrichtung zugeführten Reduktionsmittels unterbunden. Aus diesem Grund eignet sich die Erfindung zur Anwendung bei verschiedenen Arbeitsfahrzeugen, in denen eine Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung installiert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulikbagger (Arbeitsfahrzeug)
- 2
- untere Fahreinheit
- 3
- Oberwagen
- 3a
- Fahrzeugkörperrahmen
- 3b
- Auslegerbefestigungselement
- 3c
- zentraler Rahmen
- 4
- Arbeitsgerät
- 5
- Gegengewicht
- 6
- Fahrzeugkörper
- 7
- Mechanikraum
- 8
- Kabine
- 10
- Antriebsmaschinenraum
- 11
- Ausleger
- 11a
- Hydraulikzylinder
- 12
- Arm
- 12a
- Hydraulikzylinder
- 13
- Löffel
- 13a
- Hydraulikzylinder
- 14
- Antriebsmaschinenhaube
- 20
- Antriebsmaschine
- 21
- DPF
- 22
- SCR
- 22a
- Mischrohr
- 23
- Behälter für wässrige Harnstofflösung (Reduktionsmittelbehälter)
- 24
- Pumpe (Reduktionsmittelpumpe)
- 25
- Einspritzvorrichtung für wässrige Harnstofflösung (Reduktionsmittel-Einspritzvorrichtung)
- 30
- Einspritzsystem für wässrige Harnstofflösung
- 31
- erste Leitung
- 31a
- Ende
- 31b
- Ende
- 32
- erste Leitung
- 32a
- Ende
- 32b
- Ende
- 33
- zweite Leitung
- 33a
- Ende
- 33b
- Ende
- 34
- adiabatisches Material
- 41–43
- Holmelemente
- 51–56
- Säulenelemente
- P
- Raupenkette
- r1, r3
- Innendurchmesser
- r2, r4
- Außendurchmesser
