DE102009015802A1

DE102009015802A1 - Exhaust system for internal-combustion engine, comprises exhaust gas treatment unit, and electric evaporation unit, where evaporation unit is arranged between exhaust gas outlet and exhaust gas inlet

Info

Publication number: DE102009015802A1
Application number: DE200910015802
Authority: DE
Inventors: Hans-Jörg Dr.-Ing. Rembor; Frank Simon
Original assignee: HUSS UMWELTTECHNIK GmbH
Current assignee: HUSS UMWELTTECHNIK GmbH
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2010-10-07

Abstract

The exhaust system (1) comprises an exhaust gas treatment unit (13,14), and an electric evaporation unit (2). The evaporation unit is arranged between an exhaust gas outlet of the internal combustion engine (11) and an exhaust gas inlet of the exhaust gas treatment unit, which is discharged into an exhaust pipe (12). The evaporation unit is connected with a fuel pipe (16l).

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Abgasbehandlungseinrichtung und einer elektrischen Verdampfungseinrichtung.The The invention relates to an exhaust system of an internal combustion engine with at least one exhaust treatment device and an electrical Evaporation device.

Abgasanlagen für Brennkraftmaschinen werden zur Einhaltung umwelttechnischer Auflagen mit Abgasbehandlungseinrichtungen versehen, beispielsweise mit Katalysatoreinrichtungen und insbesondere bei Dieselmotoren mit Rußfiltern. Die Abgasanlagen müssen turnusmäßig oder nach Überschreitung eines oder mehrerer messtechnisch erfasster Grenzwerte regeneriert oder kontinuierlich mit Kraftstoffdampf beaufschlagt werden.exhaust systems for internal combustion engines to comply with environmental technology Provided pads with exhaust treatment facilities, for example with catalyst devices and in particular with diesel engines with soot filters. The exhaust systems must be regular or after exceeding one or more metrologically detected limit values regenerated or continuously with fuel vapor be charged.

Es ist bekannt, die Regenerierung durch Einleiten von Kraftstoffdampf in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine im Bereich zwischen der Brennkraftmaschine und den Abgasbehandlungseinrichtungen vorzunehmen. Durch das nun „fettere” Abgas wird beispielsweise im Rußfilter der Abbrand angelagerter Rußpartikel bewirkt, so dass der Rußfilter wieder seinen vollen Durchlass aufweist.It is known, the regeneration by introducing fuel vapor in the exhaust pipe of the internal combustion engine in the area between the Internal combustion engine and the exhaust gas treatment facilities make. By the now "fatter" exhaust gas, for example in the soot filter the burnup of deposited soot particles causes, so that the soot filter again its full passage having.

In der EP 1 369 557 B1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Diesel-Antriebsmotor beschrieben, der ein mittels Kraftstoffdampfeindüsung diskontinuierlich regenerierbares Abgasreinigungssystem aufweist. Der Kraftstoffdampf wird in einer elektrisch beheizten Kraftstoffverdampfungseinheit erzeugt, die ein Rohr aufweist, an das nur eine Kraftstoffleitung und ein Kraftstoffdampfeinspeiskanal angeschlossen sind. Durch die Bereitstellung des Kraftstoffdampfes außerhalb der Abgasleitung und durch die Einleitung über einen Kraftstoffdampfeinspeisekanal ist der energetische Wirkungsgrad nicht optimal.In the EP 1 369 557 B1 a motor vehicle with a diesel drive motor is described, which has a means of fuel vapor injection discontinuously regenerable exhaust gas purification system. The fuel vapor is generated in an electrically heated fuel vaporization unit having a tube to which only a fuel line and a fuel vapor injection port are connected. By providing the fuel vapor outside the exhaust pipe and by the introduction of a Kraftstoffdampfeinspeisekanal the energy efficiency is not optimal.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abgasanlage mit einer verbesserten Verdampfungseinrichtung anzugeben.task The present invention is an exhaust system with an improved Specify evaporation device.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Es wird eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Abgasbehandlungseinrichtung und einer elektrischen Verdampfungseinrichtung vorgeschlagen, wobei die Verdampfungseinrichtung in einer Abgasleitung zwischen einem Abgasauslass der Brennkraftmaschine und einem Abgaseinlass der mindestens einer Abgasbehandlungseinrichtung angeordnet ist, und wobei die Verdampfungseinrichtung mit einer Kraftstoffleitung verbunden ist und einen Kraftstoffeinlass und einen Kraftstoffdampfauslass aufweist, wobei vorgesehen ist, dass die Verdampfungseinrichtung zumindest mit einem Teil ihrer Längserstreckung im Innenraum der Abgasleitung und/oder in oder an der Wandung der Abgasleitung angeordnet ist und der Kraftstoffdampfauslass im Innenraum der Abgasleitung liegt.According to the invention this object is achieved with the subject matter of claim 1. It is an exhaust system of an internal combustion engine with at least an exhaust treatment device and an electrical evaporation device proposed, wherein the evaporation device in an exhaust pipe between an exhaust outlet of the internal combustion engine and an exhaust gas inlet the at least one exhaust gas treatment device is arranged, and wherein the evaporation device is connected to a fuel line is connected and has a fuel inlet and a fuel vapor outlet, wherein it is provided that the evaporation device at least with a part of their longitudinal extent in the interior of the Exhaust pipe and / or arranged in or on the wall of the exhaust pipe is and the fuel vapor outlet in the interior of the exhaust pipe lies.

Die erfindungsgemäße Abgasanlage zeichnet sich dadurch aus, dass durch die zumindest mit einem Teil ihrer Längserstreckung im Innenraum der Abgasleitung und/oder in oder an der Wandung der Abgasleitung angeordnete Verdampfungseinrichtung die Aufheizzeit der Verdampfungseinrichtung und/oder die Leistungsaufnahme der Verdampfungseinrichtung deutlich reduziert sind. Es ist durch diese Anordnung möglich, die im Abgas gespeicherte Wärme zum Aufheizen und Verdampfen des Kraftstoffs zu nutzen. Das Abgas hat typischerweise eine Temperatur im Bereich von 150 bis 350°C. Die Verdampfungseinrichtung muss den Kraftstoff von Umgebungstemperatur ausgehend sehr schnell auf seine Verdampfungstemperatur erhitzen. Wie Versuche gezeigt haben, ist es möglich, die Aufheizzeit der Verdampfungseinrichtung zu minimieren, beispielsweise zu halbieren.The inventive exhaust system is characterized out that by at least part of its longitudinal extension in the interior of the exhaust pipe and / or in or on the wall of the exhaust pipe arranged evaporation device the heating time of the evaporation device and / or the power consumption of the evaporation significantly reduced are. It is possible by this arrangement, in the exhaust stored heat for heating and vaporizing the fuel use. The exhaust gas typically has a temperature in the range from 150 to 350 ° C. The evaporation device must the Fuel from ambient temperature very quickly to its evaporation temperature heat. As experiments have shown, it is possible that To minimize heating of the evaporation device, for example, too cut in half.

Es kann vorgesehen sein, dass der Kraftstoffdampfauslass im Bereich der Mittelachse der Abgasleitung angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, den Kraftstoffdampfauslass im Bereich der Wandung der Abgasleitung anzuordnen und dadurch vorteilhafterweise die Vermischung des Kraftstoffdampfes mit dem Abgasstrom durch Verwirbelung zu unterstützen.It can be provided that the fuel vapor outlet in the area the center axis of the exhaust pipe is arranged. It is also possible, the fuel vapor outlet in the region of the wall of the To arrange exhaust pipe and thus advantageously the mixing To support the fuel vapor with the exhaust gas flow by turbulence.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Verdampfungseinrichtung mit mindestens einem Drittel ihrer Längserstreckung in dem Innenraum der Abgasleitung eintauchend angeordnet ist.It can be further provided that the evaporation device with at least one third of its longitudinal extent in the Interior of the exhaust pipe is arranged dipping.

In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Verdampfungseinrichtung als längliches Bauteil ausgebildet ist, welches mit seiner Längsachse spitzwinklig zur Achse der Abgasleitung angeordnet ist.In an advantageous embodiment may be provided that the evaporation device is designed as an elongated component, which with its longitudinal axis is arranged at an acute angle to the axis of the exhaust pipe.

Es hat sich bewährt, dass der Kraftstoffdampfauslass der Verdampfungseinrichtung stromabwärts gerichtet ist.It has proven that the fuel vapor outlet of the evaporation device directed downstream.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Verdampfungseinrichtung als Austauschbaueinheit ausgebildet ist, die in einen seitlichen Aufnahmestutzen der Abgasleitung einsetzbar ist.In a further advantageous embodiment can be provided that the evaporation device designed as a replacement unit is that can be used in a lateral receiving socket of the exhaust pipe is.

Es ist auch vorgesehen, dass in die Abgasleitung ein verzweigter Rohrstutzen einsetzbar ist, in dessen seitlichen Aufnahmestutzen die Verdampfungseinrichtung angeordnet ist.It is also envisaged that in the exhaust pipe a branched pipe socket can be used, in the lateral receiving socket, the evaporation device is arranged.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Verdampfungseinrichtung ein als eine Verdampferwendel ausgebildetes Verdampfungsrohr aufweist, das eine elektrische Heizwendel einer elektrischen Heizeinrichtung umgreift. Die Führung des Kraftstoffs in einem Verdampfungsrohr ermöglicht eine sichere Prozessführung und eine optimale Wärmeübertragung auf den zu verdampfenden Kraftstoff, weil der Kraftstoff zwangsweise geführt ist und in seiner Durchsatzmenge exakt bemessen ist. Das Verdampfungsrohr kann vorteilhafterweise als ein Kapillarrohr ausgebildet seinIt can further be provided that the evaporation device has an evaporation tube designed as an evaporator coil, which has an electrical heating coil of an electrical heating embraces the device. The leadership of the fuel in an evaporation tube allows safe process control and optimal heat transfer to the fuel to be evaporated, because the fuel is forcibly guided and is measured in its throughput exactly. The evaporation tube can advantageously be designed as a capillary tube

In einer vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass die Verdampfungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass zwischen dem Verdampfungsrohr und dem in der Abgasleitung geführten Abgasstrom ein Wärmeaustausch erfolgt. Durch Verzicht auf thermische Isolation zwischen dem Verdampfungsrohr und dem in der Abgasleitung geführten Abgasstrom ist es auf einfache Weise möglich, Energie zum Aufheizen des Verdampfungsrohres einzusparen und/oder die Aufheizzeit zu reduzieren.In an advantageous embodiment is provided that the evaporation device is formed such that between the evaporation tube and the in the exhaust pipe guided exhaust gas flow heat exchange he follows. By dispensing with thermal insulation between the evaporation tube and it is on the out in the exhaust pipe exhaust gas flow easy way possible, energy for heating the evaporation tube save and / or reduce the heating time.

Weiter kann vorgesehen sein, dass zwischen der Verdampferwendel und der Heizwendel ein Ringspalt ausgebildet ist. Der Ringspalt ist vorteilhafterweise so bemessen, dass mit Sicherheit ein elektrischer Kontakt zwischen der Heizwendel und der Verdampferwendel vermieden ist, der zu einem teilweisen oder vollständigen elektrischen Kurzschluss der Heizwendel führt.Further can be provided that between the evaporator coil and the Heating coil an annular gap is formed. The annular gap is advantageous such that certainly an electrical contact between the heating coil and the evaporator coil is avoided, the one to partial or complete electrical short circuit the Heating coil leads.

Es ist von Vorteil, wenn die Dimensionierung des zwischen Heizwendel und Verdampferwendel ausgebildeten Ringspalts und/oder die Wandstärke des Verdampfungsrohrs abhängig von der Motorleistung der Verbrennungskraftmaschine gewählt wird.It is advantageous when sizing the between heating coil and evaporator coil formed annular gap and / or the wall thickness of Evaporation tube depending on the engine power of the internal combustion engine is selected.

Vorteilhafterweise liegt der Ringspalt zwischen der Heizwendel und der Verdampferwendel bei einem Wert im Bereich von 0,1 mm bis 3 mm bei einer Motorleistung bis 200 kW und bei einem Wert im Bereich von 1,0 mm bis 10 mm bei einer Motorleistung im Bereich von 200 kW bis 500 kW und bei einem Wert im Bereich von 3,0 mm bis 100 mm bei einer Motorleistung im Bereich von über 500 kW.advantageously, the annular gap between the heating coil and the evaporator coil is enclosed a value in the range of 0.1 mm to 3 mm with an engine power up to 200 kW and at a value in the range of 1.0 mm to 10 mm an engine power in the range of 200 kW to 500 kW and at one Value in the range of 3.0 mm to 100 mm with an engine power in Range of over 500 kW.

Es kann vorgesehen sein, dass das Verdampfungsrohr eine Wandstärke aufweist im Bereich von 0,1 mm bis 1,5 mm bei einer Motorleistung im Bereich bis 200 kW und eine Wandstärke im Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm bei einer Motorleistung im Bereich 200 kW bis 500 kW und eine Wandstärke im Bereich von 1,0 mm bis 10 mm bei einer Motorleistung größer als 500 kW.It it can be provided that the evaporation tube has a wall thickness has a range of 0.1 mm to 1.5 mm at a motor power in the range up to 200 kW and a wall thickness in the range of 0.5 mm to 2.5 mm with an engine power in the range of 200 kW to 500 kW and a wall thickness in the range of 1.0 mm to 10 mm at an engine power greater than 500 kW.

Weiter kann vorgesehen sein, dass das Verdampfungsrohr eine Wandstärke im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm aufweist, wobei das Verdampfungsrohr vorteilhafterweise aus gut wärmeleitenden vorzugsweise metallischen Werkstoffen ausgebildet ist.Further it can be provided that the evaporation tube has a wall thickness in the range of 0.1 mm to 10 mm, wherein the evaporation tube advantageously of good heat-conducting preferably metallic materials is formed.

Es kann vorgesehen sein, dass das Verdampfungsrohr an der Innenwand eines Gehäuses angeordnet ist.It can be provided that the evaporation tube on the inner wall a housing is arranged.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Endabschnitte der Verdampferwendel in dem Gehäuse gelagert sind. Längenänderungen des Verdampfungsrohres infolge von Temperaturänderungen können so optimal abgefangen werden. Es hat sich bewährt, dass das Verdampfungsrohr eine freitragende Verdampferwendel bildet.Further can be provided that the end portions of the evaporator coil are stored in the housing. changes in length the evaporation tube due to temperature changes can be optimally intercepted. It has proven itself that the evaporation tube forms a self-supporting evaporator coil.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen ringförmigen Gehäusedeckel mit einem Innengewinde aufweist.In a further advantageous embodiment can be provided that the housing has an annular housing cover having an internal thread.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Gehäuseboden mit einem koaxialen Durchgangsloch aufweist, das von dem als ein gerader Abschnitt ausgebildeten stromabwärtigen Endabschnitt des Verdampfungsrohrs koaxial durchgriffen ist, wobei die Stirnseite des Verdampfungsrohrs den Kraftstoffdampfauslass bildet. Es ist auch eine radiale Anordnung des Kraftstoffdampfauslasses möglich.It can be further provided that the housing has a housing bottom having a coaxial through-hole, which from the as a straight section formed downstream end portion the evaporation tube is penetrated coaxially, wherein the end face of the evaporation tube forms the fuel vapor outlet. It is also a radial arrangement of the fuel vapor outlet possible.

Der stromabwärtige Endabschnitt des koaxialen Durchgangslochs kann mit einer kegelförmigen Erweiterung ausgebildet sein, um Raum zur Hartlötung zu lassen zur Herstellung einer gasdichten Verbindung zwischen Wendel und Gehäuse.Of the downstream end portion of the coaxial through hole may be formed with a conical extension, to leave room for brazing to make a gas-tight connection between coil and housing.

Es kann vorgesehen sein, dass der Hauptabschnitt des Gehäuses als ein dünnwandiges Rohr ausgebildet ist, das zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuseboden angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Rohr aus einem gegenüber Abgasen korrosionsfesten Material gebildet sein, beispielsweise aus Edelstahl. Es wäre auch möglich, auf den Hauptabschnitt des Gehäuse zu verzichten oder das Gehäuserohr im Bereich der Verdampfungswendel zu perforieren oder aus einem metallischen Gewebe auszubilden, so dass die Wärmeübertragung vom Abgas auf das Verdampfungsrohr nicht nur durch Wärmestrahlung, sondern auch durch Wärmeleitung erfolgt.It can be provided that the main portion of the housing is designed as a thin-walled tube, the between arranged the housing cover and the housing bottom is. Preferably, the tube is made of a corrosion resistant to exhaust gases Material be formed, for example, stainless steel. It would be also possible on the main section of the housing to dispense or the housing tube in the evaporation coil to perforate or form of a metallic tissue, so that the heat transfer from the exhaust gas to the evaporation tube not only by heat radiation, but also by heat conduction.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Innenwand des Rohrs und die Außenseite der Verdampferwendel einander berühren, um eine möglichst gute Wärmeleistung zu erzielen.Further can be provided that the inner wall of the tube and the outside the evaporator coil touching each other to one as possible to achieve good heat output.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung und/oder das Gehäuse einen Montagekopf aufweist bzw. aufweisen, dessen oberer Abschnitt Schlüsselflächen und dessen unterer Abschnitt ein Außengewinde aufweist. Die Schlüsselflächen können beispielsweise einen Sechskant bilden, dessen Schlüsselweite vorteilhafterweise der einer Zündkerze oder Glühkerze entspricht.It can further be provided that the heating device and / or the Housing has or have a mounting head whose upper section of key surfaces and its lower Section has an external thread. The key areas For example, you can make a hexagon whose spanner size advantageously that of a spark plug or glow plug equivalent.

Das Außengewinde des Montagekopfs der Heizeinrichtung und das Innengewinde des Gehäusedeckels sowie das Außengewinde des Gehäuses und das Innengewinde des Rohrstutzens können vorteilhafterweise eine Schraubverbindung bilden.The External thread of the mounting head of the heater and the Internal thread of the housing cover and the external thread the housing and the internal thread of the pipe socket can advantageously form a screw connection.

Eine kreisringförmige Auflagefläche am Montagekopf der Heizeinrichtung und die äußere kreisringförmige Stirnfläche des Gehäusedeckels können als Dichtflächen ausgebildet sein oder es kann vorgesehen sein, dass zwischen der kreisringförmigen Auflagefläche der Heizeinrichtung und der kreisringförmigen Stirnfläche des Gehäusedeckels eine Dichtung angeordnet ist.A circular bearing surface on the mounting head the heater and the outer annular End face of the housing cover can be designed as sealing surfaces or it can be provided be that between the annular bearing surface the heating device and the annular end face the housing cover a seal is arranged.

Es hat sich bewährt, wenn die Heizeinrichtung als eine Glühkerze ausgebildet ist.It Has proven itself when the heater as a glow plug is trained.

Es hat sich weiter bewährt, dass der Kraftstoffeinlass als ein Anschlussstutzen ausgebildet ist. Vorteilhafterweise kann der Anschlussstutzen als ein Gewindeanschlussstutzen ausgebildet sein, insbesondere als ein Anschlussstutzen für eine Normverschraubung. Es kann vorgesehen sein, dass der Anschlussstutzen winkelig von dem Gehäuse absteht.It has further proven that the fuel inlet than a connecting piece is formed. Advantageously, the Connecting piece to be designed as a threaded connection piece, in particular as a connecting piece for a standard fitting. It can be provided that the connecting piece angled from protrudes the housing.

Weiter kann vorgesehen sein, dass der der Abgasleitung abgewandte Endabschnitt des Aufnahmestutzens als eine Federklammer ausgebildet ist. Durch die Ausbildung als Federklammer ist eine besonders fertigungsgünstige Ausführung erreicht, die weiter den Vorteil bietet, dass die Verdampfungseinrichtung leicht montiert oder entfernt werden kann. Es ist aber auch möglich, externe Federelemente vorzusehen oder Rohrschellen oder dergleichen. Weiter ist es möglich, eine Schraubverbindung zwischen dem Anschlussstutzen und der Verdampfungseinrichtung auszubilden, die beispielsweise analog zu der weiter oben beschriebenen Schraubverbindung zwischen der Heizeinrichtung und dem Gehäuse der Verdampfungseinrichtung ausgebildet sein kann.Further it can be provided that the end portion facing away from the exhaust pipe the receiving nozzle is designed as a spring clip. By training as a spring clip is a particularly low-production Achieved execution that further provides the advantage that the evaporation device can be easily mounted or removed can. But it is also possible to provide external spring elements or pipe clamps or the like. It is also possible to form a screw connection between the connecting piece and the evaporation device, for example, analogous to the screw connection described above between the heater and the housing of the evaporator can be trained.

Es hat sich bewährt, dass das Spiel zwischen der Innenwand des Aufnahmestutzens und der Außenwand des Gehäuses der Verdampfungseinrichtung bei Normaltemperatur kleiner als 0,1 mm ist.It It has been proven that the game between the inner wall the receiving neck and the outer wall of the housing the evaporation device at normal temperature less than 0.1 mm is.

Weiter kann vorgesehen sein, dass stromabwärts hinter der Verdampfungseinrichtung eine statische Mischeinrichtung angeordnet ist. Der Mischer soll bei geringem Gegendruck möglichst turbulente Strömung erzeugen zur optimalen Durchmischung von Abgas und verdampftem Kraftstoff.Further can be provided that downstream of the evaporation device a static mixing device is arranged. The mixer should at low backpressure possible turbulent flow generate for optimum mixing of exhaust gas and vaporized fuel.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe The invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments explained. Show it

1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Abgasanlage; 1 a block diagram of an embodiment of the exhaust system according to the invention;

2 ein Ausführungsbeispiel einer Verdampfungseinrichtung in 1 in einer Schnittdarstellung; 2 an embodiment of an evaporation device in 1 in a sectional view;

3 die Verdampfungseinrichtung in 2 in der Draufsicht; 3 the evaporation device in 2 in the plan view;

4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Verdampfungseinrichtung in 2; 4 a first embodiment of the evaporation device in 2 ;

5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Verdampfungseinrichtung in 2; 5 a second embodiment of the evaporation device in 2 ;

6 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Aufnahmestutzens (vergleiche 4); 6 a first embodiment of a receiving nozzle (see 4 );

7 ein zweites Ausführungsbeispiel des Aufnahmestutzens in 6; 7 a second embodiment of the receiving nozzle in 6 ;

8 ein drittes Ausführungsbeispiel der Verdampfungseinrichtung in 2; 8th a third embodiment of the evaporation device in 2 ;

9 ein viertes Ausführungsbeispiel der Verdampfungseinrichtung in 2. 9 A fourth embodiment of the evaporation device in 2 ,

1 zeigt eine Abgasanlage 1 einer Brennkraftmaschine 11, die über eine Abgasleitung 12 mit einer Katalysatoreinrichtung 13 und einer Rußfiltereinrichtung 14 verbunden ist. Bei der Brennkraftmaschine 11 kann es sich beispielsweise um einen Dieselmotor handeln. 1 shows an exhaust system 1 an internal combustion engine 11 that have an exhaust pipe 12 with a catalyst device 13 and a soot filter device 14 connected is. In the internal combustion engine 11 it may be, for example, a diesel engine.

Die Brennkraftmaschine 11 ist weiter über eine erste Kraftstoffleitung 151 mit einem Kraftstofftank 15 verbunden, der den zum Betrieb der Brennkraftmaschine 11 notwendigen Kraftstoff bereitstellt. Der Kraftstofftank 15 ist über eine zweite Kraftstoffleitung 16l weiter mit dem Eingang einer Kraftstoffpumpe 16 verbunden, wobei stromaufwärts vor der Kraftstoffpumpe 16 ein Vorfilter 16f in der zweiten Kraftstoffleitung 16l angeordnet ist. Die zweite Kraftstoffleitung 16l verbindet weiter den Ausgang der Kraftstoffpumpe 16 mit dem Eingang eines Magnetventils 17 und weiter den Ausgang des Magnetventils 17 mit einem Kraftstoffeinlass 2e einer Verdampfungseinrichtung 2. Die Verdampfungseinrichtung 2 reichert das Abgas der Brennkraftmaschine 11 bei Bedarf mit Kraftstoffdampf an, wodurch der Kraftstoffdampf katalytisch in der Katalysatoreinrichtung 13 oxidiert wird und die Abgastemperatur von ursprünglich 200 bis 230°C auf etwa 600°C erhöht wird. Bei der erhöhten Abgastemperatur wird der in der nachgeschalteten Rußfiltereinrichtung 14 angesammelte Ruß mit Hilfe des im Abgas enthaltenen Restsauerstoffs zu CO₂ oxidiert und so die Rußfiltereinrichtung 14 regeneriert. Die Verdampfungseinrichtung 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel so in der Abgasleitung 12 angeordnet, dass der in der Verdampfungseinrichtung 2 verdampfte Kraftstoff im Bereich der Mittelachse der Abgasleitung 12 austritt und mit dem Abgas vermischt wird. Zur verbesserten Mischung kann stromabwärts hinter der Verdampfungseinrichtung 2 eine statische Mischeinrichtung 18 vorgesehen sein.The internal combustion engine 11 is still on a first fuel line 151 with a fuel tank 15 connected to the operation of the internal combustion engine 11 provides necessary fuel. The fuel tank 15 is via a second fuel line 16l continue with the input of a fuel pump 16 connected upstream with the fuel pump 16 a pre-filter 16f in the second fuel line 16l is arranged. The second fuel line 16l continues to connect the output of the fuel pump 16 with the input of a solenoid valve 17 and continue the output of the solenoid valve 17 with a fuel inlet 2e an evaporation device 2 , The evaporation device 2 enriches the exhaust gas of the internal combustion engine 11 if necessary with fuel vapor, whereby the fuel vapor catalytic in the catalytic converter 13 is oxidized and the exhaust gas temperature is increased from originally 200 to 230 ° C to about 600 ° C. At the elevated exhaust gas temperature is in the downstream Rußfiltereinrichtung 14 accumulated soot oxidized by means of the residual oxygen contained in the exhaust gas to CO ₂ and so the Rußfiltereinrichtung 14 regenerated. The evaporation device 2 is in the illustrated embodiment in the exhaust pipe 12 arranged that in the evaporation Facility 2 vaporized fuel in the region of the central axis of the exhaust pipe 12 exits and is mixed with the exhaust gas. For improved mixing, downstream may be downstream of the vaporizer 2 a static mixer 18 be provided.

Die 2 und 3 zeigen den Aufbau der Verdampfungseinrichtung 2 im Einzelnen.The 2 and 3 show the structure of the evaporation device 2 in detail.

Der mechanische Aufbau der Verdampfungseinrichtung 2 ist durch ein Gehäuse 21 mit einem Gehäusedeckel 211, einem Gehäuseboden 213 und einem zwischen dem Gehäusedeckel 211 und dem Gehäuseboden 213 angeordneten Rohr 212 bestimmt. Die Verdampfungseinrichtung 2 weist einen Kraftstoffeinlass 2e, einen Kraftstoffdampfauslass 2a sowie einen elektrischen Heizstromkontakt 2h auf. Als zweiter Heizstromkontakt ist das Gehäuse 21 vorgesehen.The mechanical structure of the evaporation device 2 is through a housing 21 with a housing cover 211 , a caseback 213 and one between the housing cover 211 and the caseback 213 arranged pipe 212 certainly. The evaporation device 2 has a fuel inlet 2e , a fuel vapor outlet 2a as well as an electrical heating current contact 2h on. The second heating current contact is the housing 21 intended.

Der Gehäusedeckel 211 ist im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgebildet und von einer Heizeinrichtung 23 durchgriffen. Zur Befestigung der Heizeinrichtung 23 weist der Gehäusedeckel 211 ein Innengewinde auf, das mit einem Außengewinde der Heizeinrichtung 23 zusammenwirkt. Die Heizeinrichtung 23 liegt auf der äußeren kreisringförmigen Stirnfläche des Gehäusedeckels 211 auf. Auf der Unterseite des Gehäusedeckels 211 ist eine Isolierplatte 211i angeordnet, die aus einem wärmeisolierenden Material besteht.The housing cover 211 is essentially formed as a hollow cylinder and by a heater 23 penetrated. For fixing the heater 23 has the housing cover 211 an internal thread on that with an external thread of the heater 23 interacts. The heater 23 lies on the outer annular end face of the housing cover 211 on. On the underside of the housing cover 211 is an insulating plate 211i arranged, which consists of a heat-insulating material.

Der Gehäuseboden 213 ist als ein abgestufter Zylinder ausgebildet, wobei der Durchmesser der Stufen zum Kraftstoffdampfauslass 2a hin abnimmt. Der Gehäuseboden 213 weist ein zentrales Durchgangsloch auf, das im unteren Endabschnitt kegelförmig erweitert ist und von dem stromabwärtigen Endabschnitt eines wendelförmigen Verdampfungsrohres 22 durchgriffen ist. Die stromabwärtige Stirnfläche des Verdampfungsrohres 22 fluchtet vorzugsweise mit der Stirnfläche des Gehäusebodens 213. Auf der Oberseite des Gehäusebodens 213 ist eine Isolierplatte 213i angeordnet, die aus einem wärmeisolierenden Material gebildet ist.The caseback 213 is formed as a stepped cylinder, wherein the diameter of the stages to the fuel vapor outlet 2a decreases. The caseback 213 has a central through-hole, which is conically widened in the lower end portion and from the downstream end portion of a helical evaporation tube 22 is penetrated. The downstream end face of the evaporation tube 22 is preferably aligned with the end face of the housing bottom 213 , On top of the case bottom 213 is an insulating plate 213i arranged, which is formed of a heat insulating material.

In dem Innenraum des Rohrs 212 sind die funktionsbestimmenden Elemente der Verdampfungseinrichtung 2, nämlich das Verdampfungsrohr 22 und eine Heizwendel 231 angeordnet. Das Rohr 212 kann beispielsweise aus einem dünnwandigen Edelstahlrohr gebildet sein das eine Wandstärke aufweist im Bereich von 0,1 mm bis 1,5 mm bei einer Motorleistung im Bereich bis 200 kW und eine Wandstärke im Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm bei einer Motorleistung im Bereich 200 kW bis 500 kW und eine Wandstärke im Bereich von 1,0 mm bis 10 mm bei einer Motorleistung größer als 500 kW. Auch der Gehäusedeckel 211 und der Gehäuseboden 213 können aus Edelstahl gebildet sein. Anstelle von Edelstahl können auch andere metallische Werkstoffe vorgesehen sein, die unter Hitze gegenüber Abgas, vorzugsweise gegen Abgas eines Dieselmotors, korrosionsbeständig sind und die vorzugsweise durch Schweißen oder Hartlöten miteinander verbindbar sind.In the interior of the pipe 212 are the function-determining elements of the evaporation device 2 namely, the evaporation tube 22 and a heating coil 231 arranged. The pipe 212 For example, it can be formed of a thin-walled stainless steel tube having a wall thickness in the range of 0.1 mm to 1.5 mm with an engine power in the range up to 200 kW and a wall thickness in the range of 0.5 mm to 2.5 mm with an engine power in the range 200 kW to 500 kW and a wall thickness in the range of 1.0 mm to 10 mm with an engine power greater than 500 kW. Also the housing cover 211 and the case back 213 can be made of stainless steel. Instead of stainless steel, other metallic materials may be provided which are resistant to corrosion with respect to exhaust gas, preferably against exhaust gas of a diesel engine, and which are preferably connectable to one another by welding or brazing.

Das zu einer Verdampferwendel 22w aufgewickelte Verdampfungsrohr 22 ist unmittelbar an der Innenwand des Rohrs 212 angeordnet, wobei zwischen der Innenwand des Rohrs 212 und der Außenseite der Verdampferwendel 22w ein Ringspalt ausgebildet ist. Der stromaufwärtige Endabschnitt des Verdampfungsrohres 22 ist mit einem Anschlussstutzen 24 verbunden, der zur Ausbildung einer Rohrverschraubung mit der zweiten Kraftstoffleitung 15l (siehe 1) beispielsweise als ein Gewindeanschlussstutzen ausgebildet sein kann. Der Anschlussstutzen 24 ist geometrisch und maßlich so ausgebildet, dass er mit handelsüblichen Kraftstoffleitungen verbindbar ist. Der Anschlussstutzen 24 durchgreift den Gehäusedeckel 211 und bildet mit diesem eine gasdichte Durchführung. Der Anschlussstutzen 24 steht winkelig von dem Gehäuse 21 ab. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist er tangential zum Gehäuse 21 gerichtet.That to an evaporator coil 22w coiled evaporation tube 22 is directly on the inner wall of the pipe 212 arranged, being between the inner wall of the pipe 212 and the outside of the evaporator coil 22w an annular gap is formed. The upstream end portion of the evaporation tube 22 is with a connecting piece 24 connected to the formation of a pipe fitting with the second fuel line 15l (please refer 1 ) may be formed, for example, as a threaded connection piece. The connecting piece 24 is geometrically and dimensionally designed so that it can be connected to commercially available fuel lines. The connecting piece 24 passes through the housing cover 211 and forms with this a gas-tight implementation. The connecting piece 24 is angular from the housing 21 from. In the in 3 illustrated embodiment, it is tangential to the housing 21 directed.

Die Heizeinrichtung 23 ist in dem in 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Glühkerze ausgebildet, deren Heizwendel 231 konzentrisch in dem zur Verdampferwendel 22w aufgewickelten Verdampfungsrohr 22 angeordnet ist. Zwischen der Heizwendel (231) und der Verdampferwendel (22w) ist ein Ringspalt ausgebildet. Vorteilhafterweise liegt der Ringspalt zwischen der Heizwendel und der Verdampferwendel bei einem Wert im Bereich von 0,1 mm bis 3 mm bei einer Motorleistung bis 200 kW und bei einem Wert im Bereich von 1,0 mm bis 10 mm bei einer Motorleistung im Bereich von 200 kW bis 500 kW und bei einem Wert im Bereich von 3,0 mm bis 100 mm bei einer Motorleistung im Bereich von über 500 kW.The heater 23 is in the in 2 and 3 illustrated embodiment formed as a glow plug, the heating coil 231 concentric in the evaporator coil 22w wound up evaporation tube 22 is arranged. Between the heating coil ( 231 ) and the evaporator coil ( 22w ) An annular gap is formed. Advantageously, the annular gap between the heating coil and the evaporator coil is at a value in the range of 0.1 mm to 3 mm with an engine power of up to 200 kW and a value in the range of 1.0 mm to 10 mm with an engine power in the range of 200 kW to 500 kW and a value in the range of 3.0 mm to 100 mm with an engine power in the range of over 500 kW.

Die Heizeinrichtung 23 weist einen Montagekopf 232 auf, dessen oberer Abschnitt Schlüsselflächen und dessen unterer Abschnitt ein Außengewinde aufweist. Das Außengewinde des Montagekopfs 232 und das Innengewinde des Gehäusedeckels 211 bilden eine Schraubverbindung. Beim Einschrauben der Heizeinrichtung 23 in das Gehäuse 21 kommt eine kreisringförmige Auflagefläche am Montagekopf 232 auf der äußeren kreisringförmigen Stirnfläche des Gehäusedeckels 211 zur Anlage. Die besagten Flächen sind in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als Dichtflächen ausgebildet. Es kann auch eine separate Dichtung zwischen den beiden Flächen vorgesehen sein, die vor dem Einschrauben der Heizeinrichtung 23 in den Gehäusedeckel 211 eingelegt wird. Diese Dichtung kann beispielsweise als ein Metallring ausgebildet sein.The heater 23 has a mounting head 232 on whose upper portion has key surfaces and whose lower portion has an external thread. The external thread of the mounting head 232 and the internal thread of the housing cover 211 form a screw connection. When screwing in the heater 23 in the case 21 comes an annular bearing surface on the mounting head 232 on the outer annular end face of the housing cover 211 to the plant. The said areas are in the in 2 illustrated embodiment designed as sealing surfaces. It may also be provided a separate seal between the two surfaces, before screwing the heater 23 in the housing cover 211 is inserted. This seal can, for example be designed as a metal ring.

Der Montagekopf 232 ist konzentrisch von dem stiftförmigen Heizstromkontakt 2h durchgriffen, der in dem Montagekopf 232 starr und elektrisch isoliert befestigt ist. Der Heizstromkontakt 2h kann als Steckkontakt ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass der Heizstromkontakt 2h ein Gewinde aufweist, so dass eine Schraubkontaktklemme ausbildbar ist. Der Heizstromkontakt 2h ist mit dem vom Montagekopf 232 abgewandten Endabschnitt der Heizwendel 231 verbunden, wobei deren anderer Endabschnitt mit dem Montagekopf 232 verbunden ist. Der Montagekopf 232 bildet den Masseanschluss der Heizeinrichtung 23. Die Heizwendel 231 ist von einem Isolierkörper 233 durchgriffen, auf dem sie in einem mittleren Bereich fixiert ist.The mounting head 232 is concentric with the pin-shaped Heizstromkontakt 2h passed through, in the mounting head 232 fixed rigidly and electrically isolated. The heating current contact 2h can be designed as a plug contact. But it is also possible that the Heizstromkontakt 2h has a thread, so that a Schraubkontaktklemme can be formed. The heating current contact 2h is with the mounting head 232 remote end portion of the heating coil 231 connected, wherein the other end portion with the mounting head 232 connected is. The mounting head 232 forms the ground connection of the heater 23 , The heating coil 231 is from an insulating body 233 which is fixed in a middle area.

Durch den vorbeschriebenen Aufbau der Verdampfungseinrichtung 2, bei dem zwischen der Verdampferwendel 22w und der Innenwand des Rohrs 212 kein wärmeisolierendes Material vorgesehen ist, sondern statt dessen ein Ringspalt ausgebildet ist, kann zusätzlich auch die im Abgas enthaltene Abwärme zum Aufheizen des Verdampfungsrohres 22 genutzt werden. Dabei wirkt das durch das Abgas aufgeheizte Rohr 212 als Wärmestrahler. Ebenso erfolgt die Wärmeübertragung von der Heizwendel 231 auf das Verdampfungsrohr 22 durch Wärmestrahlung.By the above-described construction of the evaporation device 2 in which between the evaporator coil 22w and the inner wall of the tube 212 no heat-insulating material is provided, but instead an annular gap is formed, in addition, the waste heat contained in the exhaust gas for heating the evaporation tube 22 be used. In this case, the heated by the exhaust pipe 212 as a heat radiator. Likewise, the heat transfer from the heating coil 231 on the evaporation tube 22 by heat radiation.

Die Heizwendel 231 kann beispielsweise für eine Bordnetzspannung von 12 V oder 24 V ausgelegt sein, wobei die Stromaufnahme 50 A (bei 12 V) bzw. 20 A (bei 24 V) betragen kann. Die elektrische Heizleistung beträgt folglich 600 W (bei 12 V) bzw. 480 W (bei 24 V). Mit diesen Werten ist die Aufheizzeit < 1 Minute. Diese kurze Aufheizzeit ist möglich, weil ein Teil der zum Aufheizen benötigten Energie durch das im Mittel zwischen 200 und 230°C heiße Abgas bereitgestellt wird. Der im Innern der Abgasleitung 12 angeordnete Abschnitt des Gehäuses 21 erhitzt durch Wärmestrahlung das Verdampfungsrohr 22 und trägt so zur Verdampfung des Kraftstoffs bei.The heating coil 231 can be designed, for example, for a vehicle electrical system voltage of 12 V or 24 V, whereby the power consumption can be 50 A (at 12 V) or 20 A (at 24 V). The electrical heating power is thus 600 W (at 12 V) or 480 W (at 24 V). With these values, the warm-up time is <1 minute. This short heating-up time is possible because part of the energy required for heating is provided by the mean between 200 and 230 ° C hot exhaust gas. The inside of the exhaust pipe 12 arranged section of the housing 21 heated by thermal radiation, the evaporation tube 22 and thus contributes to the evaporation of the fuel.

Die Verdampfungseinrichtung 2 kann in einer vorteilhaften Ausbildung eine Gehäuselänge von 107 mm und einen Durchmesser von 36 mm aufweisen sowie bei eingeschraubter Heizeinrichtung 23 eine Gesamtlänge von 147 mm aufweisen. Die maximale Fördermenge an Kraftstoff beträgt 45 ml/min. Die Masse des Gehäuses 21 einschließlich des Verdampfungsrohres 22 beträgt ca. 190 g und die Masse der Heizeinrichtung 23 ca. 110 g.The evaporation device 2 may in an advantageous embodiment, a housing length of 107 mm and a diameter of 36 mm and with screwed heater 23 have a total length of 147 mm. The maximum delivery rate of fuel is 45 ml / min. The mass of the housing 21 including the evaporation tube 22 is about 190 g and the mass of the heater 23 about 110 g.

Die 4 und 5 zeigen nun den Einbau der Verdampfungseinrichtung 2 in die Abgasleitung 11.The 4 and 5 now show the installation of the evaporation device 2 in the exhaust pipe 11 ,

Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt den Einbau der Verdampfungseinrichtung 2 in einen geraden Abschnitt der Abgasleitung 12. Die Abgasleitung 12 ist von einem rohrförmigen Aufnahmestutzen 3 durchdrungen, der zur Aufnahme der Verdampfungseinrichtung 2 bestimmt ist. Der Aufnahmestutzen 3 ist unter einem Winkel α < 90° zur Mittelachse der in 4 geradlinig verlaufenden Abgasleitung 12 geneigt angeordnet und so orientiert, dass der Kraftstoffdampfauslass 2a der Verdampfungseinrichtung 2 in Richtung des Abgasstromes weist, der in 4 durch einen Richtungspfeil gekennzeichnet ist. Die Verdampfungseinrichtung 2 ist so in dem Aufnahmestutzen 3 angeordnet, dass der Kraftstoffdampfauslass 2a im Bereich der Mittelachse der Abgasleitung 12 ist.This in 4 illustrated embodiment shows the installation of the evaporation device 2 in a straight section of the exhaust pipe 12 , The exhaust pipe 12 is from a tubular receiving socket 3 penetrated, which serves to accommodate the evaporation device 2 is determined. The receiving neck 3 is at an angle α <90 ° to the central axis of in 4 rectilinear exhaust pipe 12 arranged inclined and oriented so that the fuel vapor outlet 2a the evaporation device 2 pointing in the direction of the exhaust stream, which in 4 indicated by a directional arrow. The evaporation device 2 is so in the receiving neck 3 arranged that the fuel vapor outlet 2a in the region of the central axis of the exhaust pipe 12 is.

Zur besseren Vermischung des aus der Verdampfungseinrichtung 2 austretenden Kraftstoffdampfes mit dem Abgas ist stromabwärts hinter der Verdampfungseinrichtung 2 die statische Mischeinrichtung 18 angeordnet (siehe 1), die den gesamten lichten Querschnitt der Abgasleitung 12 ausfüllt und den Abgasstrom verwirbelt. Die Mischeinrichtung 18 kann beispielsweise als ein Blechbiegeteil mit schaufelförmigen Fortsätzen ausgebildet sein.For better mixing of the evaporation device 2 Exiting fuel vapor with the exhaust gas is downstream of the evaporator 2 the static mixer 18 arranged (see 1 ), which covers the entire clear cross-section of the exhaust pipe 12 fills and swirls the exhaust stream. The mixing device 18 may be formed, for example, as a bent sheet metal part with blade-shaped projections.

Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt den Einbau der Verdampfungseinrichtung 2 in einen gekrümmten Abschnitt der Abgasleitung 12. Eine statische Mischeinrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Der Neigungswinkel α ist in diesem Ausführungsbeispiel der Winkel zwischen der Tangente an die gekrümmte Mittelachse der Abgasleitung 12 und der Mittelachse des Aufnahmestutzens 3 gemessen. Die Längsachse der Verdampfungseinrichtung 2 verläuft im wesentlichen spitzwinklig zu dem stromaufwärts von der Einmündungsstelle angeordneten Abschnitt der Gasleitung 12 und ungefähr in fluchtender Linie zu dem stromabwärts von der Einmündungsstelle angeordneten Abschnitt der Abgasleitung 12.This in 5 illustrated embodiment shows the installation of the evaporation device 2 in a curved section of the exhaust pipe 12 , A static mixing device is not provided in this embodiment. The inclination angle α in this embodiment is the angle between the tangent to the curved center axis of the exhaust pipe 12 and the central axis of the receiving neck 3 measured. The longitudinal axis of the evaporation device 2 is substantially acute at an angle to the upstream of the junction point arranged portion of the gas line 12 and approximately in line with the portion of the exhaust pipe located downstream of the junction 12 ,

Bei einem Vergleich der beiden in 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele ist zu erkennen, dass der Neigungswinkel α bei Einbau der Verdampfungseinrichtung 2 in einem gekrümmten Abschnitt der Abgasleitung 12 kleiner gewählt sein kann als bei dem Einbau der Verdampfungseinrichtung 2 in einem geraden Abschnitt der Abgasleitung 12.When comparing the two in 4 and 5 shown embodiments, it can be seen that the inclination angle α during installation of the evaporation device 2 in a curved section of the exhaust pipe 12 may be chosen smaller than in the installation of the evaporation device 2 in a straight section of the exhaust pipe 12 ,

In den 6 und 7 ist eine verzweigter Rohrstutzen 4 dargestellt, der zum Einbau in die Abgasleitung 12 bestimmt ist und an dem der Aufnahmestutzen 3 montiert ist. Der Rohrstutzen 4 kann vorteilhafterweise Teil eines Nachrüstsatzes für die Regeneration der Rußfiltereinrichtung 14 sein. Die in 6 und 7 dargestellten Rohrstutzen 4 sind gleichartig aufgebaut, mit dem Unterschied, dass es sich in 6 um einen geraden und in 7 um einen gekrümmten Rohrstutzen handelt.In the 6 and 7 is a branched pipe socket 4 shown, for installation in the exhaust pipe 12 is determined and at which the receiving neck 3 is mounted. The pipe socket 4 may advantageously be part of a retrofit kit for the regeneration of the Rußfiltereinrichtung 14 be. In the 6 and 7 illustrated pipe socket 4 are similar, with the difference that it is in 6 around a straight and in 7 is a curved pipe socket.

Der Aufnahmestutzen 3 weist an seinem dem Rohrstutzen 4 abgewandten Endabschnitt zwei Federzungen 31 auf, die durch in den Aufnahmestutzen 3 eingebrachte Längsschlitze und eine daran anschließende Umfangsausnehmung ausgebildet sind. Es können aber auch externe Federelemente vorgesehen sein. Weiter ist es möglich, eine Schraubverbindung zwischen dem Anschlussstutzen 3 und der Verdampfungseinrichtung 2 auszubilden, die beispielsweise analog zu der Schraubverbindung zwischen der Heizeinrichtung 23 und dem Gehäuse 21 der Verdampfungseinrichtung 2 ausgebildet sein kann. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Spiel zwischen der Innenwand des Aufnahmestutzens 3 und der Außenwand des Gehäuses 21 der Verdampfungseinrichtung 2 bei Normaltemperatur kleiner als 0,1 mm ist. Auf diese Weise ist einerseits eine ausreichende Abdichtung im Bereich des Aufnahmestutzens 3 erreicht und andererseits der Einbau und/oder Ausbau der Verdampfungseinrichtung 2 nicht behindert.The receiving neck 3 indicates at its the pipe socket 4 opposite end portion two spring tongues 31 that through into the receiving neck 3 introduced longitudinal slots and an adjoining peripheral recess are formed. But it can also be provided external spring elements. Furthermore, it is possible to have a screw connection between the connecting piece 3 and the evaporation device 2 form, for example, analogous to the screw connection between the heater 23 and the housing 21 the evaporation device 2 can be trained. Advantageously, it can be provided that the play between the inner wall of the receiving nozzle 3 and the outer wall of the housing 21 the evaporation device 2 at normal temperature is less than 0.1 mm. In this way, on the one hand, a sufficient seal in the region of the receiving neck 3 achieved and on the other hand, the installation and / or removal of the evaporation device 2 not disabled.

Der Rohrstutzen 4 ist an seinem stromaufwärtigen Endabschnitt durch eine Schweißnaht mit der Abgasleitung 12 verbunden und weist an seinem stromabwärtigen Endabschnitt einen Anschlussflansch 41 auf. Der Anschlussflansch 41 kann mit der in 4 beschriebenen statischen Mischeinrichtung 18 oder mit dem Eingang der Katalysatoreinrichtung 13 verbunden sein.The pipe socket 4 is at its upstream end portion by a weld with the exhaust pipe 12 connected and has at its downstream end portion a connecting flange 41 on. The connection flange 41 can with the in 4 described static mixing device 18 or with the inlet of the catalyst device 13 be connected.

In den 8 und 9 ist ein modifizierter Aufnahmestutzen 3 dargestellt, der sich von dem in den 6 und 7 dargestellten Aufnahmestutzen dadurch unterscheidet, dass er keine Federelemente aufweist. Vielmehr ist er als ein Rohr ausgebildet, dessen der Abgasleitung 12 abgewandte Stirnseite als eine Ringscheibe ausgebildet ist, die von der Verdampfungseinrichtung 2 durchgriffen ist. Die Verdampfungseinrichtung ist gegenüber der weiter oben beschriebenen Verdampfungseinrichtung ebenfalls modifiziert. Sie weist eine Dichtscheibe 211d auf, die von dem Gehäusedeckel 211 (siehe 2) durchgriffen ist und mit diesem gasdicht verbunden ist, zum Beispiel durch eine ringförmige Schweißnaht. Die Dichtscheibe 211d korrespondiert mit der als Ringscheibe ausgebildeten Stirnseite des Aufnahmestutzens 3, wobei zwischen den einander zugewandten Ringflächen der Dichtscheibe 211d und der Stirnseite des Aufnahmestutzens 3 ein Dichtring 3d angeordnet ist. Der Dichtring kann beispielsweise aus einem Metallblech oder aus einem temperaturbeständigen Dichtmaterial, wie es für Zylinderkopfdichtungen verwendet wird, ausgebildet sein. Die Dichtscheibe 211d und die Stirnseite des Aufnahmestutzens 3 können durch Schraubverbindungen miteinander verbunden sein, beispielsweise durch drei um jeweils 120° versetzte Befestigungsschrauben, die in Gewindelöcher des Aufnahmestutzens 12 eingreifen, wie in 8 und 9 durch Strichpunktlinien angedeutet. In dem in den 8 und 9 zwischen der Innenwandung des Rohrstutzens 3 und der Außenseite der Verdampfungseinrichtung vorhandenen Ringraum kann ein hülsen- oder rohrförmiges Wärmeisolationselement oder eine Wärmeisolationsfüllung angeordnet sein.In the 8th and 9 is a modified intake neck 3 represented, which differs from that in the 6 and 7 shown receiving socket differs in that it has no spring elements. Rather, it is designed as a tube, the exhaust pipe 12 opposite end face is formed as an annular disc, the evaporation of the device 2 is penetrated. The evaporation device is also modified from the evaporation device described above. It has a sealing washer 211d on that from the case cover 211 (please refer 2 ) is penetrated and connected to this gas-tight, for example by an annular weld. The sealing washer 211d corresponds to the designed as an annular disc end face of the receiving nozzle 3 , wherein between the mutually facing annular surfaces of the sealing disc 211d and the front of the receiving nozzle 3 a sealing ring 3d is arranged. The sealing ring may be formed, for example, from a metal sheet or from a temperature-resistant sealing material, as used for cylinder head gaskets. The sealing washer 211d and the front of the receiving neck 3 can be interconnected by screw, for example, by three offset by 120 ° each fastening screws in threaded holes of the receiving nozzle 12 intervene, as in 8th and 9 indicated by dashed lines. In the in the 8th and 9 between the inner wall of the pipe socket 3 and the outside of the evaporator existing annular space may be arranged a sleeve or tubular heat insulating element or a heat insulation filling.

11: Abgasanlageexhaust system
1111: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1212: Abgasleitungexhaust pipe
1313: Katalysatoreinrichtungcatalyst device
1414: Rußfiltereinrichtungsoot filter device
1515: KraftstofftankFuel tank
15l15l: erste Kraftstoffleitungfirst Fuel line
1616: KraftstoffpumpeFuel pump
16f16f: Vorfilterprefilter
16l16l: zweite Kraftstoffleitungsecond Fuel line
1717: Magnetventilmagnetic valve
1818: statische Mischeinrichtungstatic mixing device
22: VerdampfungseinrichtungEvaporation device
2a2a: Kraftstoffdampfauslassfuel vapor outlet
2h2h: HeizstromkontaktHeizstromkontakt
2e2e: KraftstoffeinlassFuel inlet
2121: Gehäusecasing
211211: Gehäusedeckelhousing cover
211d211d: Dichtscheibesealing washer
211i211i: Isolierplatteinsulation
212212: Rohrpipe
213213: Gehäusebodencaseback
213i213i: Isolierplatteinsulation
2222: VerdampfungsrohrEvaporation tube
22w22w: Verdampferwendelevaporator coil
2323: Heizeinrichtungheater
231231: Heizwendelheating coil
232232: Montagekopfmounting head
232s232S: Schlüsselflächekey area
233233: Isolierkörperinsulator
2424: Anschlussstutzenspigot
33: Aufnahmestutzenreceiving socket
3d3d: Dichtringseal
3131: Federzungenspring tongues
44: verzweigter Rohrstutzenbranched pipe socket
4141: Anschlussflanschflange

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1369557 B1 [0004]

Claims

Exhaust system ( 1 ) an internal combustion engine ( 11 ) with at least one exhaust gas treatment device ( 13 . 14 ) and an electrical evaporation device ( 2 ), wherein the evaporation device ( 2 ) between an exhaust outlet of the internal combustion engine ( 11 ) and an exhaust gas inlet of the at least one exhaust gas treatment device ( 13 . 14 ) in an exhaust pipe ( 12 ) is arranged, and wherein the evaporation device ( 2 ) with a fuel line ( 16l ) and a fuel inlet ( 2e ) and a fuel vapor outlet ( 2a ), characterized in that the evaporation device ( 2 ) at least with a part of its longitudinal extent in the interior of the exhaust pipe ( 12 ) and / or in or on the wall of the exhaust pipe ( 12 ) and the fuel vapor outlet ( 2a ) in the interior of the exhaust pipe ( 12 ) is arranged.

Exhaust system according to claim 1, characterized in that the fuel vapor outlet ( 2a ) in the region of the central axis of the exhaust pipe ( 12 ) is arranged.

Exhaust system according to claim 1 or 2, characterized in that the evaporation device ( 2 ) with at least one third of its longitudinal extension in the interior of the exhaust pipe ( 12 ) is immersed.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporation device ( 2 ) is formed as an elongated component, which with its longitudinal axis at an acute angle to the axis of an upstream and / or downstream of the junction point subsequently arranged portion of the exhaust pipe ( 12 ) is arranged.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel vapor outlet ( 2a ) of the evaporation device ( 2 ) is directed downstream.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporation device ( 2 ) is designed as a replacement unit, which in a lateral receiving socket ( 3 ) of the exhaust pipe ( 12 ) can be used.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that in the exhaust pipe a branched pipe socket ( 4 ) can be used, in the lateral receiving socket ( 3 ) the evaporation device ( 2 ) is arranged.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporation device ( 2 ) as an evaporator coil ( 22w ) formed evaporation tube ( 22 ) comprising an electric heating coil ( 231 ) an electric heating device ( 23 ) surrounds.

Exhaust system according to claim 8, characterized in that the evaporation device ( 2 ) is formed such that between the evaporation tube ( 22 ) and in the exhaust pipe ( 12 ) guided exhaust gas flow heat exchange takes place.

Exhaust system according to claim 8 or 9, characterized in that between the evaporator coil ( 22w ) and the heating coil ( 231 ) An annular gap is formed.

Exhaust system according to one of claims 8 to 10, characterized in that the evaporation tube ( 22 ) on the inner wall of a housing ( 21 ) is arranged.

Exhaust system according to one of claims 8 to 11, characterized in that the end sections of the evaporator coil ( 22w ) in the housing ( 21 ) are stored.

Exhaust system according to claim 11 or 12, characterized in that the housing ( 21 ) an annular housing cover ( 211 ) having an internal thread.

Exhaust system according to one of claims 11 to 13, characterized in that the housing ( 21 ) a housing bottom ( 213 ) having a coaxial through-hole formed by the downstream end portion of the evaporation tube (16) formed as a straight portion (Fig. 22 ) is penetrated coaxially or radially, wherein the end face of the evaporation tube ( 22 ) the fuel vapor outlet ( 2a ).

Exhaust system according to claim 14, characterized in that that the downstream end portion of the coaxial or radial through-hole with a conical extension is preferably designed to receive a lot.

Exhaust system according to one of claims 11 to 15, characterized in that the main portion of the housing ( 21 ) as a preferably thin-walled tube ( 212 ) is formed between the housing cover ( 211 ) and the housing bottom ( 213 ) is arranged.

Exhaust system according to claim 16, characterized in that the inner wall of the pipe ( 212 ) and the outside of the evaporator coil ( 22w ) are formed adjacent to each other or spaced apart with a small annular gap.

Exhaust system according to one of claims 8 to 17, characterized in that the heating device ( 23 ) and / or the housing has a mounting head ( 232 ) whose upper portion has key surfaces ( 232S ) and whose lower portion has an external thread.

Exhaust system according to claim 13 and 18, characterized in that the external thread of the mounting head ( 232 ) of the heater ( 23 ) and the internal thread of the housing cover ( 211 ) form a screw connection.

Exhaust system according to claim 18 or 19, characterized in that an annular bearing surface on the mounting head ( 232 ) of the heater ( 23 ) and the outer annular end face of the housing cover ( 211 ) are formed as sealing surfaces or that between the annular bearing surface of the heating device ( 23 ) and the annular end face of the housing cover ( 211 ) A seal is arranged.

Exhaust system according to one of claims 8 to 20, characterized in that the heating device ( 23 ) is formed as a glow plug.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel inlet ( 2e ) as a connecting piece ( 24 ) is trained.

Exhaust system according to claim 22, characterized in that the connecting piece ( 24 ) at an angle from the housing ( 21 ) protrudes.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporation device ( 2 ) in a lateral receiving socket ( 3 ) of the exhaust pipe ( 12 ) is arranged and the evaporation device ( 2 ) is fixed in the receiving socket via a latching connection.

Exhaust system according to claim 24, characterized in that the exhaust pipe ( 12 ) facing away from the end portion of the receiving nozzle ( 3 ) as a spring clip ( 31 ) is trained.

Exhaust system according to claim 25, characterized in that the clearance between the inner wall of the receiving nozzle ( 3 ) and the outer wall of the housing ( 21 ) of the evaporation device ( 2 ) at normal temperature is less than 0.1 mm.

Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that downstream of the evaporation device ( 2 ) a preferably static mixing device ( 18 ) is arranged.