DE112011103529B4 - Nozzle for introducing reducing agent - Google Patents

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DE112011103529B4 DE112011103529.2T DE112011103529T DE112011103529B4 DE 112011103529 B4 DE112011103529 B4 DE 112011103529B4 DE 112011103529 T DE112011103529 T DE 112011103529T DE 112011103529 B4 DE112011103529 B4 DE 112011103529B4
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Abstract

Stutzen (2) zum Anordnen an einer Öffnung (12) einer einen Abgasstrom führenden Abgasleitung (1) mit einer Mittelachse (10) und zum Anflanschen einer Einspritzdüse (3) für ein Reduktionsmittel, wobei der Stutzen (2) einen um seine Mittelachse (20) umlaufenden, das Reduktionsmittel in die Abgasleitung (1) führenden Kanal (21) bildet und der Stutzen (2) einen zumindest teilweise um den Kanal (21) umlaufenden Flanschkragen (23) aufweist, der Flanschkragen (23) um eine, zur Mittelachse (10) der Abgasleitung (1) koaxial anzuordnende Achse (27), parallel zur Umfangsfläche (13) der Abgasleitung (1) gekrümmt ist und der Stutzen (2) mit dem Flanschkragen (23) mittel- oder unmittelbar auf die Abgasleitung (1) aufsetzbar ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (21) in die Abgasleitung (1) hinein ragt und zwischen der Mittelachse (20) und der Achse (27) ein Winkel ms zwischen 25° und 65° gebildet wird.

Figure DE112011103529B4_0000
Connecting piece (2) for arranging on an opening (12) of an exhaust gas line (1) carrying an exhaust gas flow with a central axis (10) and for flanging an injection nozzle (3) for a reducing agent, wherein the socket (2) has an opening around its central axis (20 ) circumferential, the reducing agent into the exhaust pipe (1) leading channel (21) and the nozzle (2) at least partially around the channel (21) circumferential flange collar (23), the flange collar (23) about one, to the central axis ( 10) of the exhaust pipe (1) coaxially to be arranged axis (27), parallel to the peripheral surface (13) of the exhaust pipe (1) is curved and the nozzle (2) with the flange collar (23) directly or indirectly on the exhaust pipe (1) placed is characterized in that the channel (21) projects into the exhaust pipe (1) and between the central axis (20) and the axis (27) an angle ms between 25 ° and 65 ° is formed.
Figure DE112011103529B4_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stutzen zum Anordnen an einer Öffnung einer einen Abgasstrom führenden Abgasleitung mit einer Mittelachse und zum Anflanschen einer Einspritzdüse für ein Reduktionsmittel. Der Stutzen bildet einen um seine Mittelachse umlaufenden, das Reduktionsmittel in die Abgasleitung führenden Kanal. Ferner weist der Stutzen einen zumindest teilweise um den Kanal umlaufenden Flanschkragen auf. Der Flanschkragen ist um eine zur Mittelachse der Abgasleitung koaxial anzuordnende Achse parallel zur Umfangsfläche der Abgasleitung gekrümmt und der Stutzen ist mit dem Flanschkragen mittel- oder unmittelbar auf die Abgasleitung aufsetzbar. Dabei entspricht der Krümmungsradius des Stutzens dem Rohrradius der Abgasleitung.The invention relates to a nozzle for arranging at an opening of an exhaust gas flow leading exhaust pipe having a central axis and for flanging an injection nozzle for a reducing agent. The nozzle forms a circulating around its central axis, the reducing agent in the exhaust pipe leading channel. Furthermore, the nozzle has an at least partially circumferential flange collar around the channel. The flange collar is curved about an axis to be arranged coaxially to the central axis of the exhaust line parallel to the peripheral surface of the exhaust pipe and the nozzle is with the flange collar directly or indirectly placed on the exhaust pipe. The radius of curvature of the nozzle corresponds to the pipe radius of the exhaust pipe.

Es ist bereits ein gattungsgemäßer Stutzen für eine Dosiervorrichtung aus der DE 198 20 990 A1 bekannt, bei der ein Stutzen teilweise in eine Abgasleitung geführt ist, wobei der Stutzen rechtwinklig zur Strömungsrichtung angeordnet ist. Der Stutzen weit eine durch wie Löcher gebildete, parallel zur Strömungsrichtung angeordnete Durchgangsbohrung auf.It is already a generic nozzle for a dosing of the DE 198 20 990 A1 known, in which a nozzle is partially guided in an exhaust pipe, wherein the nozzle is arranged at right angles to the flow direction. The nozzle far a through holes formed as, arranged parallel to the flow direction through hole.

In der EP 1 748 162 A1 sind Lochbleche beschrieben, die in die Abgasleitung eingebracht sind und die Zerstäubung des Reduktionsmittels bewirken.In the EP 1 748 162 A1 perforated plates are described, which are introduced into the exhaust pipe and cause the atomization of the reducing agent.

Die in der JP H02-223 624 A beschriebene Einspritzvorrichtung für Kraftfahrzeuge ist ähnlich aufgebaut. Die Einspritzvorrichtung ist aus einem zylinderförmigen Stutzen gebildet, der ebenfalls zur Aufnahme der Einspritzdüse einen Flansch aufweist. Zwischen dem Flansch und dem Rohr ist ein Stutzen zum Eindüsen von Luft, zum Spülen oder zum Zerstäuben vorgesehen, wie er auch in der DE 198 20 990 A1 beschrieben ist.The in the JP H02-223 624 A described injection device for motor vehicles has a similar structure. The injection device is formed from a cylindrical neck, which also has a flange for receiving the injection nozzle. Between the flange and the pipe a nozzle for the injection of air, for rinsing or for atomizing is provided, as he also in the DE 198 20 990 A1 is described.

Nach der DE 10 2008 008 564 A1 schließt der Stutzen mit der Kanalwand ab. Die in den Kanal hineinragende Innenschale wird zwischen dem Stutzen und der Innenschale umspült, um den vor der Innenschale aufgebauten Staudruck für eine Vermischung des Zusatzstoffs zu nutzen.After DE 10 2008 008 564 A1 the connection piece closes with the channel wall. The projecting into the channel inner shell is lapped between the nozzle and the inner shell to use the built-up in front of the inner shell back pressure for mixing of the additive.

Die DE 20 2008 001 547 U1 beschreibt eine Baugruppe zur Einbringung eines Reduktionsmittels in die Abgasleitung einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Zuführstutzen, der in die Abgasleitung mündet und eine Wandung aufweist, einer Zuführeinrichtung für Reduktionsmittel, die in den Zuführstutzen mündet, und einer Vorrichtung zur Erzeugung einer zur Reduktionsmittelströmung zusätzlichen, die Wandung des Zuführstutzens auskleidenden Gasströmung.The DE 20 2008 001 547 U1 describes an assembly for introducing a reducing agent into the exhaust pipe of an exhaust system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a feed nozzle which opens into the exhaust pipe and having a wall, a supply means for reducing agent, which opens into the feed nozzle, and a device for generating a to the reducing agent flow additional, the wall of the feed nozzle lining gas flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stutzen derart auszubilden und anzuordnen, dass der einfach zu montieren ist und gleichzeitig das in die Abgasleitung eingespritzte Reduktionsmittel sich unter Einfluss der Strömung des Abgases möglichst schnell und gleichmäßig über den gesamten Querschnitt einer Abgasleitung verteilt.The invention has the object of providing a nozzle in such a way and to arrange that is easy to assemble and at the same time the injected into the exhaust pipe reducing agent spreads as quickly and uniformly over the entire cross section of an exhaust pipe under the influence of the flow of the exhaust gas.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Stutzen in die Abgasleitung hinein ragt und zwischen der Mittelachse und der Achse ein Winkel ms zwischen 25° und 65° gebildet wird.The object is achieved according to the invention in that the nozzle protrudes into the exhaust pipe and between the central axis and the axis an angle ms between 25 ° and 65 ° is formed.

Hierdurch wird erreicht, dass der Stutzen in jeder beliebigen Ausrichtung zur Abgasleitung einfach auf die Abgasleitung aufgesetzt und am Flanschkragen dicht verschweißt werden kann und gleichzeitig eine gegenüber der Abgasleitung flache Ausrichtung des Kanals derart bewirkt wird, dass das Reduktionsmittel weniger stark von der Einspritzrichtung in die Strömungsrichtung abgelenkt werden muss und somit die auf Seiten des Reduktionsmittels strömungstechnischen Einflüsse auf die bevorzugte Verteilung in der Abgasleitung reduziert sind. Gleichzeitig wird durch den relativ zum Durchmesser der Abgasleitung breiten Auslassbereich des Kanals eine Verteilung des Reduktionsmittels über einen Großteil des Querschnitts der Abgasleitung schon zentral im Kanal erreicht. Durch diese Maßnahme kann die erforderliche Mischstrecke zur Verteilung des Reduktionsmittels in Strömungsrichtung gegenüber anderen Einspritzgeometrien verkürzt werden.This ensures that the nozzle in any orientation to the exhaust pipe can be easily placed on the exhaust pipe and tightly welded flange on the collar while a flat relative to the exhaust pipe alignment of the channel is effected such that the reducing agent less strongly from the injection direction in the flow direction must be deflected and thus the fluidic influences on the side of the reducing agent are reduced to the preferred distribution in the exhaust pipe. At the same time a distribution of the reducing agent over a large part of the cross section of the exhaust pipe is already achieved centrally in the channel by the relatively wide to the diameter of the exhaust pipe outlet region of the channel. By this measure, the required mixing distance for the distribution of the reducing agent in the flow direction compared to other injection geometries can be shortened.

Entsprechend ist es vorteilhaft, dass der Kanal in radialer Richtung zur Achse um mindestens 30 % eines Durchmessers Da der Abgasleitung in die Abgasleitung hinein ragt. Dadurch wird das Reduktionsmittel bis in die Mitte der Abgasleitung zur mittleren Strömungsachse hin eingebracht.Accordingly, it is advantageous that the channel in the radial direction to the axis by at least 30% of a diameter Da of the exhaust pipe protrudes into the exhaust pipe. As a result, the reducing agent is introduced to the middle of the exhaust pipe to the central flow axis.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn der in die Abgasleitung ragende Kanal einen Kanalwandabschnitt aufweist, der in Richtung einer Kanalwand eine Länge Lmax aufweist, die mindestens 80 % eines maximalen Durchmessers Dmax der Öffnung entspricht. Strömungstechnisch ist ein langer Kanal vorteilhaft, weil sich die Abgasströmung entlang des Kanals ausbilden kann und die Möglichkeit besteht, den Kanal stärker durch das Abgas aufzuheizen. Durch die das nicht das gesamte Reduktionsmittel schon im Randbereich der Abgasleitung in die Abgasleitung eintritt und von der Abgasströmung erfasst und in Strömungsrichtung mitgeführt wird, sondern ein Großteil des Reduktionsmittels erst weiter im Inneren der Abgasleitung vor und hinter der mittleren Strömungsachse. Das Reduktionsmittel wird zwar teilweise schon im Randbereich der Abgasleitung vom Abgasstrom erfasst, jedoch in einer gegenüber dem relevanten Stand der Technik reduzierten Weise, weil der Abgasstrom in Strömungsrichtung durch den Kanal zunächst abgelenkt wird und somit das Reduktionsmittel nicht direkt, sondern im Strömungsschatten des Kanals erfasst. Dafür kann der Kanal eine geschlossene Mantelfläche bilden.Further, it may be advantageous if the projecting into the exhaust pipe channel has a channel wall portion having a length Lmax in the direction of a channel wall, which corresponds to at least 80% of a maximum diameter Dmax of the opening. Fluidically, a long channel is advantageous because the exhaust gas flow can form along the channel and there is the possibility of heating the channel more strongly by the exhaust gas. By not all of the reducing agent enters the exhaust pipe in the edge region of the exhaust pipe and is detected by the exhaust gas flow and carried in the flow direction, but a large part of the reducing agent only further inside the exhaust pipe before and behind the central flow axis. Although the reducing agent is already partially in the edge region of the exhaust pipe from Exhaust gas detected, but in a reduced compared to the relevant prior art, because the exhaust stream is first deflected in the flow direction through the channel and thus not directly the reductant, but detected in the flow shadow of the channel. For this, the channel can form a closed lateral surface.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Kanalwandabschnitt mit der Länge Lmax in radialer Richtung zur mittleren Strömungsachse unterhalb der Öffnung angeordnet ist. Dadurch werden Ablagerungen des Reduktionsmittels auf der dem Stutzen gegenüberliegenden Seite der Abgasleitung verhindert. Der Kanalwandabschnitt bildet eine Art Auffangschale für das Reduktionsmittel.It is advantageous if the channel wall portion is arranged with the length Lmax in the radial direction to the central flow axis below the opening. As a result, deposits of the reducing agent are prevented on the side opposite the neck of the exhaust pipe. The channel wall section forms a kind of collecting tray for the reducing agent.

Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der in die Abgasleitung ragende Kanal regelmäßig oder unregelmäßig verteilte Löcher aufweist, die nach einem im Kanal erfassbaren Muster von speziellen Strömungsvektoren der Strömung angeordnet sind. Durch die Löcher werden auf der Innenfläche des Kanals dort Strömungen in Richtung der Abgasleitung erzeugt, wo ohne solche Löcher Strömungen in Richtung der Einspritzdüse herrschen, die mit Strömungsvektoren abgebildet werden können. Zudem wird durch die Löcher ein Teil des Abgases in den Kanal geleitet und der Kanal innen aufgeheizt. Durch die erhöhte Temperatur im Kanal wird auch die Kristallisation des Reduktionsmittels verringert.It may advantageously be provided that the projecting into the exhaust pipe channel regularly or irregularly distributed holes which are arranged according to a detectable in the channel pattern of special flow vectors of the flow. Flows are generated through the holes on the inner surface of the channel in the direction of the exhaust pipe, where without such holes flows prevail in the direction of the injection nozzle, which can be mapped with flow vectors. In addition, a portion of the exhaust gas is passed through the holes in the channel and the channel heated inside. The increased temperature in the channel also reduces the crystallization of the reducing agent.

Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn die Löcher in radialer Richtung zur Mittelachse oder in einem Winkel b zur radialen Richtung angestellt ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Löcher ist in erster Linie davon abhängig, welchen auf der Innenoberfläche wirkenden Strömungen in Richtung der Einspritzdüse entgegengewirkt werden muss. Je nach Orientierung des Strömungsvektors ist das jeweilige Loch mehr oder weniger angestellt.Of particular importance may be for the present invention, when the holes are aligned in the radial direction to the central axis or at an angle b to the radial direction employed. The orientation of the holes depends primarily on which flows acting on the inner surface in the direction of the injection nozzle must be counteracted. Depending on the orientation of the flow vector, the respective hole is more or less employed.

Für diese Ausrichtung ist besonders vorteilhaft, dass zumindest der Kanal als Gussteil mit einer Wandstärke zwischen 2,4 mm und 5,3 mm ausgebildet ist, wobei die Löcher je nach Ausrichtung Düsen mit einer Länge Ll zwischen 2,4 mm und 6,8 mm bilden. Durch die Stärke der Kanalwand werden die Löcher entsprechend lang und bilden dadurch eine Art Düse für die Strömung. Bei Löchern die rechtwinklig zur Kanalwand angeordnet sind, entspricht die Länge L1 der Wandstärke. Sind die Löcher jedoch gegenüber der Kanalwand angestellt, erhöht sich die Länge L1 und der Düseneffekt wird verstärkt.For this orientation is particularly advantageous that at least the channel is formed as a casting with a wall thickness between 2.4 mm and 5.3 mm, the holes depending on the alignment nozzles with a length Ll between 2.4 mm and 6.8 mm form. Due to the strength of the channel wall, the holes are correspondingly long and thus form a kind of nozzle for the flow. For holes which are arranged at right angles to the channel wall, the length L1 corresponds to the wall thickness. However, when the holes are set against the duct wall, the length L1 increases and the nozzle effect is enhanced.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn der in die Abgasleitung ragende Kanal zwischen 6 und 50 Löcher aufweist. Der Kanal dient als Führung für das Reduktionsmittel, sodass es zu vermeiden gilt, durch zu viele Löcher aus dem Kanal ein Art Lochblech zu gestalten, bei dem die Summe der Querschnitte der Löcher in etwa der verbleibenden Kanaloberfläche entspräche.In connection with the design and arrangement according to the invention, it may be advantageous if the projecting into the exhaust pipe channel has between 6 and 50 holes. The channel serves as a guide for the reducing agent, so that it must be avoided to make a kind of perforated plate through too many holes from the channel, in which the sum of the cross sections of the holes would correspond approximately to the remaining channel surface.

Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Kanal im Bereich des Kanalwandabschnitts unterhalb der Mittelachse frei von Löchern ist. Auch dadurch werden Ablagerungen des Reduktionsmittels auf der dem Kanal gegenüberliegenden Seite der Abgasleitung vermieden.It can also be advantageous if the channel is free of holes in the region of the channel wall section below the central axis. This also deposits of the reducing agent are avoided on the opposite side of the channel of the exhaust pipe.

Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn in Strömungsrichtung des Abgases nach einem oder mehreren Löchern ein Spoiler am Kanal angeordnet ist, mit dem ein Teil des Abgasstroms von einer mittlere Strömungsachse abgezweigt und in das jeweilige Loch geleitet werden kann. Die durch die Löcher wird der obere Teil des Kanals dadurch aktiv gespült, dass die Strömung innerhalb der Abgasleitung vom der Abgasleitung abgezweigt in den oberen Bereich des Kanals geleitet wird, in dem die Einspritzrichtung angeordnet ist.In addition, it may be advantageous if, in the flow direction of the exhaust gas after one or more holes, a spoiler is arranged on the channel, with which a part of the exhaust gas flow can be diverted from a central flow axis and directed into the respective hole. The through the holes of the upper part of the channel is actively flushed by the fact that the flow is diverted within the exhaust pipe branched off from the exhaust pipe in the upper region of the channel in which the injection direction is arranged.

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn der Spoiler entgegen der Strömungsrichtung konkav ausgebildet ist und in Strömungsrichtung vor dem Spoiler mindestens zwei Löcher angeordnet sind. Durch die konkave Ausbildung wird der Staudruck in Strömungsrichtung vor dem Spoiler vergrößert und der Spüleffekt verstärkt.It may be advantageous if the spoiler is concave against the flow direction and at least two holes are arranged in the flow direction in front of the spoiler. Due to the concave design of the back pressure in the flow direction is increased in front of the spoiler and reinforced the rinsing effect.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn eine Querschnittfläche Qk des Kanals am Ende des Stutzens in der Abgasleitung zwischen 30 % und 80 % einer Rohrquerschnittfläche Qa der Abgasleitung entspricht. Dabei ist die Rohrquerschnittfläche Qa der Abgasleitung in Strömungsrichtung unmittelbar hinter dem Stutzen maßgebend. Dadurch wird erreicht, dass ein schon relativ breiter Strom an Reduktionsmittel in die Rohrmitte der Abgasleitung eingeleitet wird und die weitere Verteilung des Reduktionsmittels über den gesamten Rohrquerschnitt auf einer relativ kurzen Mischstrecke ermöglicht wird.Furthermore, it can be advantageous if a cross-sectional area Qk of the channel at the end of the connecting piece in the exhaust pipe corresponds to between 30% and 80% of a pipe cross-sectional area Qa of the exhaust pipe. In this case, the pipe cross-sectional area Qa of the exhaust pipe in the flow direction immediately behind the neck prevails. This ensures that an already relatively wide stream of reducing agent is introduced into the middle of the pipe of the exhaust pipe and the further distribution of the reducing agent over the entire pipe cross section is made possible on a relatively short mixing section.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

  • 1 eine Seitenansicht eines an einer Abgasleitung angeordneten und in die Abgasleitung hinein ragenden Stutzens;
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Stutzens mit einem Flanschkragen und Löchern im unteren Kanalwandabschnitt;
  • 3 eine Draufsicht auf eine Abgasleitung mit einer Öffnung für einen Stutzen;
  • 4 eine Schnittansicht des Stutzens gemäß 2;
  • 4a eine Detailansicht des oberen teils des kegel gemäß 4 mit einer anderen Schnittführung;
  • 5 eine Ansicht von unten auf den Stutzen gemäß 4;
  • 6 eine perspektivische Ansicht des Stutzens gemäß 4.
Further advantages and details of the invention are explained in the patent claims and in the description and illustrated in the figures. It shows:
  • 1 a side view of a nozzle disposed on an exhaust pipe and projecting into the exhaust pipe into it;
  • 2 a perspective view of a nozzle with a flange collar and holes in the lower channel wall portion;
  • 3 a plan view of an exhaust pipe with an opening for a nozzle;
  • 4 a sectional view of the nozzle according to 2 ;
  • 4a a detailed view of the upper part of the cone according to 4 with a different cut;
  • 5 a view from below of the neck according to 4 ;
  • 6 a perspective view of the nozzle according to 4 ,

In 1 ist ein Stutzen 2 dargestellt, der einen Kanal 21 zum Einleiten eines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung 1 aufweist. Der Kanal 21 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch und kegelförmig zu seiner Mittelachse 20 ausgebildet. In den Kanal 21 ragt eine Einspritzdüse 3, über die das Reduktionsmittel in den Kanal 21 gespritzt wird. Die Einspritzdüse 3 ist in eine in 4 und 6 im Detail dargestellte Aufnahme 26 eingeschraubt.In 1 is a neck 2 shown having a channel 21 for introducing a reducing agent into an exhaust pipe 1 having. The channel 21 is formed substantially rotationally symmetrical and conical to its central axis 20. In the channel 21 projects an injection nozzle 3, via which the reducing agent in the channel 21 is injected. The injector 3 is in an in 4 and 6 shown in detail recording 26 screwed.

An dem der Einspritzdüse 3 gegenüberliegenden Ende des Kanals 21 weist der Kanal 21 seinen größten Querschnitt Qk auf, dort tritt das Reduktionsmittel aus dem Stutzen 2 aus und in die Abgasleitung 1 ein. Der Stutzen 2 ist mit seiner Mittelachse 20 in einem Winkel ms von ca. 30° gegenüber einer mittleren Strömungsachse 11 der Abgasleitung 1 angestellt. Die mittlere Strömungsachse 11 bildet nach dem Ausführungsbeispiel in 1 gleichzeitig die Mittelachse 10 der Abgasleitung 1.At the injector 3 opposite end of the channel 21 indicates the channel 21 its largest cross section Qk on, there enters the reducing agent from the nozzle 2 out and into the exhaust pipe 1 one. The stub 2 is with its central axis 20 at an angle ms of about 30 ° with respect to a mean flow axis 11 the exhaust pipe 1 hired. The middle flow axis 11 forms according to the embodiment in 1 simultaneously the central axis 10 the exhaust pipe 1 ,

Der Stutzen 2 ist in einer in 3 von oben dargestellten Öffnung 12 in der Abgasleitung 1 angeordnet. Durch die sehr flache Anordnung des Stutzens 2 zu der Abgasleitung 1 weist die Öffnung 12 einen ovalen Querschnitt mit einem in Richtung der mittleren Strömungsachse 11 größten Durchmesser Dmax auf.The stub 2 is in an in 3 from above shown opening 12 in the exhaust pipe 1 arranged. Due to the very flat arrangement of the nozzle 2 to the exhaust pipe 1 has the opening 12 an oval cross section with one in the direction of the central flow axis 11 largest diameter Dmax on.

Der Stutzen 2 wird auf die Abgasleitung 1 aufgesetzt. Hierzu weist der Stutzen 2 wie in 2 und in den 4 bis 6 dargestellt einen in Umfangsrichtung um die Umfangsfläche 13 der Abgasleitung 1 gekrümmten Flanschkragen 23 auf, der die Öffnung 12 der Abgasleitung 1 vollständig umgibt. Mit dem Flanschkragen 23, der parallel zur Abgasleitung 1 um eine koaxial zur Mittelachse 10 angeordnete Achse 27 gekrümmt ist, wird der Stutzen 2 gegenüber der Abgasleitung 1 justiert und an der Abgasleitung 1 angeschweißt oder angelötet.The stub 2 gets on the exhaust pipe 1 placed. For this purpose, the nozzle 2 as in 2 and in the 4 to 6 illustrated one in the circumferential direction around the peripheral surface 13 the exhaust pipe 1 curved flange collar 23 on, the opening 12 the exhaust pipe 1 completely surrounds. With the flange collar 23 , which is parallel to the exhaust pipe 1 around a coaxial to the central axis 10 arranged axis 27 is curved, the neck becomes 2 opposite the exhaust pipe 1 adjusted and at the exhaust pipe 1 welded or soldered.

Der Stutzen 2 ragt in Richtung der Mittelachse 20 an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung um den Kanal 21 mehr oder weniger weit in die Abgasleitung 1 hinein. Mit einem Kanalwandabschnitt 21a auf der Unterseite des Kanals 21 ist in Richtung der Kanalwand 24 eine maximale Länge Lmax gegeben, um die der Kanal 21 in die Abgasleitung 1 hinein ragt. Dieser Kanalwandabschnitt 21a ragt in radialer Richtung über die mittlere Strömungsachse 11 hinweg nach unten um mehr als 50 % eines Durchmessers Da der Abgasleitung 1 in die Abgasleitung 1 hinein.The stub 2 protrudes in the direction of the central axis 20 at different positions in the circumferential direction around the channel 21 more or less far into the exhaust pipe 1 into it. With a channel wall section 21a on the bottom of the channel 21 is in the direction of the canal wall 24 given a maximum length Lmax to which the channel 21 in the exhaust pipe 1 protrudes into it. This channel wall section 21a protrudes in the radial direction over the central flow axis 11 down to more than 50% of a diameter of the exhaust pipe 1 in the exhaust pipe 1 into it.

Aufgrund der beschriebenen Geometrie ist die Länge Lmax größer als der maximale Durchmesser Dmax der Öffnung 12. Der Kanal 21 fängt somit die in Schwerkraftrichtung nach unten in Richtung der dem Stutzen 2 gegenüberliegenden Innenwand der Abgasleitung 1 orientierten Tröpfchen des Reduktionsmittels auf. Aufgrund der Temperatur des Stutzens 2 verdampft das Reduktionsmittel und eine Kristallisation an der Abgasleitung 1 wird verhindert.Due to the described geometry, the length Lmax is greater than the maximum diameter Dmax of the opening 12 , The channel 21 thus begins in the direction of gravity down in the direction of the neck 2 opposite inner wall of the exhaust pipe 1 oriented droplets of the reducing agent. Due to the temperature of the nozzle 2 evaporates the reducing agent and crystallization at the exhaust pipe 1 will be prevented.

Die gegenüber der Abgasleitung 1 flache Ausrichtung des Kanals 21 bewirkt auch, dass das Reduktionsmittel weniger stark von einer Einspritzrichtung E in eine Strömungsrichtung S des Abgases abgelenkt werden muss und somit die auf Seiten des Reduktionsmittels strömungstechnischen Einflüsse auf die bevorzugte Verteilung in der Abgasleitung 1 reduziert sind. Gleichzeitig wird durch die relativ zu einer Querschnittfläche Qa der Abgasleitung 1 große Querschnittfläche Qk des Kanals im Auslassbereich eine Verteilung des Reduktionsmittels über einen Großteil der Querschnittfläche Qa der Abgasleitung 1 schon zentral im Kanal 21 erreicht. In Strömungsrichtung S ist somit unmittelbar hinter dem Stutzen 2 ein Mischelement nicht dargestellt angeordnet.The opposite the exhaust pipe 1 flat orientation of the channel 21 also causes the reducing agent to be deflected less strongly from an injection direction E into a flow direction S of the exhaust gas and thus the flow-related influences on the side of the reducing agent on the preferred distribution in the exhaust gas line 1 are reduced. At the same time, relative to a cross-sectional area Qa of the exhaust pipe, there is 1 large cross-sectional area Qk of the channel in the outlet region, a distribution of the reducing agent over a large part of the cross-sectional area Qa of the exhaust pipe 1 already centrally in the canal 21 reached. In the flow direction S is thus immediately behind the nozzle 2 a mixing element not shown arranged.

Insgesamt können durch die Geometrie die Vorteile eines im Randbereich der Abgasleitung 1 breit gefächert eingespritzten Kegels von Reduktionsmittel und eines zentral in die Abgasleitung 1 über eine Lanze punktförmig eingespritzten Strahls von Reduktionsmittel kombiniert werden, weil der im Stutzen 2 breit gefächerte Kegel von Reduktionsmittel in die Rohrmitte eingebracht wird.Overall, the advantages of a geometry in the edge region of the exhaust pipe can be due to the geometry 1 broadly injected cone of reducing agent and one centrally in the exhaust pipe 1 A jet of point-injected jet of reducing agent can be combined via a lance because of the nozzle in the neck 2 broadly tapered cone of reducing agent is introduced into the tube center.

Der Kanal 21, der in die Abgasleitung 1 hinein ragt, weist gemäß 2, 4 bis 6 unregelmäßig verteilte Löcher 25, 25a auf, die mit ihrer Bohrachse nach einem im Vorfeld theoretisch und/oder praktisch im Kanal 21 erfassten Muster von besonderen Strömungsvektoren in unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet sind. Die Löcher 25, 25a sind spiegelsymmetrisch zu einer Ebene angeordnet, die durch die beiden Mittelachsen 10, 20 aufgespannt wird.The channel 21 in the exhaust pipe 1 protrudes into it, according to 2 . 4 to 6 irregularly distributed holes 25, 25a, with their drilling axis after a theoretically and / or practically in the channel in advance 21 captured patterns of particular flow vectors are aligned at different angles. The holes 25 . 25a are arranged mirror-symmetrically to a plane passing through the two central axes 10 . 20 is spanned.

Der Kanal 21 ist aus Guss mit einer Wandstärke 28 von mindestens 3,3 mm gebildet. Durch Löcher 25, 25a, die aufgrund der Wandstärke 28 eine Länge Ll (4a) von mehreren Millimetern aufweisen, werden eine Art Düsen gebildet, die auf der Innenfläche des Kanals 21 dort Strömungen in Richtung der Abgasleitung 1 erzeugt, wo vorher ohne solche Löcher Strömungen in Richtung der Einspritzdüse 3 herrschen, die mit Strömungsvektoren mit zumindest einer Komponente in Richtung der Einspritzdüse 3 abgebildet werden konnten. Dadurch, dass ein Teil des Abgases durch die Löcher 25, 25a in den Kanal 21 geleitet wird, wird der Kanal 21 von innen durch das Abgas aufgeheizt. Durch die erhöhte Temperatur im Kanal 21 wird auch die Kristallisation des Reduktionsmittels verringert.The channel 21 is made of cast with a wall thickness 28 formed by at least 3.3 mm. Through holes 25 . 25a due to the wall thickness 28 a length Ll ( 4a ) of several millimeters, a kind of nozzles are formed on the inner surface of the channel 21 there currents in the direction of the exhaust pipe 1 generated, where previously without such holes flows in the direction of the injection nozzle 3 prevail, with flow vectors with at least one component in the direction of the injection nozzle 3 could be imaged. By having a portion of the exhaust gas through the holes 25 . 25a in the channel 21 is passed, the channel becomes 21 heated from the inside by the exhaust gas. Due to the increased temperature in the channel 21 Also, the crystallization of the reducing agent is reduced.

Die Löcher 25, 25a sind entsprechend dem vorher ermittelten Vektorenbild in radialer Richtung zur Mittelachse 20 oder in einem Winkel b zur radialen Richtung angestellt ausgerichtet. Nach den Ausführungsbeispielen gemäß 4 bis 6 sind insgesamt 20 Löcher 25, 25a angeordnet. Der Kanal 21 ist im Bereich des Kanalwandabschnitts 21a unterhalb der Mittelachse 20 frei von Löchern 25, wodurch Ablagerungen des Reduktionsmittels auf der dem Kanal 21 gegenüberliegenden Seite der Abgasleitung 1 vermieden werden.The holes 25 . 25a are in accordance with the previously determined vector image in the radial direction to the central axis 20 or aligned at an angle b to the radial direction. According to the embodiments according to 4 to 6 are a total of 20 holes 25 . 25a arranged. The channel 21 is in the area of the duct wall section 21a below the central axis 20 free of holes 25 , which deposits the reducing agent on the channel 21 opposite side of the exhaust pipe 1 be avoided.

In den 1, 4 bis 6 ist ein Spoiler 22 skizziert, der in Strömungsrichtung des Abgases nach den oberen beiden Löcher 25a am Kanal 21 angeordnet. Mit dem Spoiler 22 wird aktiv ein Teil des Abgasstroms abgezweigt und zum Spülen des Kanals 21 im oberen Bereich in das jeweilige Loch 25a geleitet. Der entgegen der Strömungsrichtung konkav halbschalenförmig oder halbkreisförmig ausgebildete Spoiler 22 (5 und 6) ist in dieser Schnittzeichnung nur viertelkreisförmig dargestellt. Dieser viertelkreisförmige Querschnitt des Spoilers 22 ist durch eine gestrichelte Linie 22a dargestellt. Das eine von vier in Figur 4a näher dargestellte Loch 25a leitet den durch den Spoiler 22 abgezweigten Abgasstrom in den oberen Bereich des Kanals 21.In the 1 . 4 to 6 is a spoiler 22 outlined in the flow direction of the exhaust gas after the top two holes 25a on the canal 21 arranged. With the spoiler 22 is actively diverted a portion of the exhaust stream and for purging the channel 21 in the upper area in the respective hole 25a directed. The opposite to the flow direction concave half shell or semicircular shaped spoiler 22 ( 5 and 6 ) is shown in this sectional drawing only quarter-circle. This quarter-circle cross-section of the spoiler 22 is by a dashed line 22a shown. The one in four in figure 4a hole shown in detail 25a guides you through the spoiler 22 diverted exhaust gas flow in the upper region of the channel 21 ,

Claims (11)

Stutzen (2) zum Anordnen an einer Öffnung (12) einer einen Abgasstrom führenden Abgasleitung (1) mit einer Mittelachse (10) und zum Anflanschen einer Einspritzdüse (3) für ein Reduktionsmittel, wobei der Stutzen (2) einen um seine Mittelachse (20) umlaufenden, das Reduktionsmittel in die Abgasleitung (1) führenden Kanal (21) bildet und der Stutzen (2) einen zumindest teilweise um den Kanal (21) umlaufenden Flanschkragen (23) aufweist, der Flanschkragen (23) um eine, zur Mittelachse (10) der Abgasleitung (1) koaxial anzuordnende Achse (27), parallel zur Umfangsfläche (13) der Abgasleitung (1) gekrümmt ist und der Stutzen (2) mit dem Flanschkragen (23) mittel- oder unmittelbar auf die Abgasleitung (1) aufsetzbar ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (21) in die Abgasleitung (1) hinein ragt und zwischen der Mittelachse (20) und der Achse (27) ein Winkel ms zwischen 25° und 65° gebildet wird.Connecting piece (2) for arranging on an opening (12) of an exhaust gas line (1) carrying an exhaust gas flow with a central axis (10) and for flanging an injection nozzle (3) for a reducing agent, wherein the socket (2) has an opening around its central axis (20 ) circumferential, the reducing agent into the exhaust pipe (1) leading channel (21) and the nozzle (2) at least partially around the channel (21) circumferential flange collar (23), the flange collar (23) about one, to the central axis ( 10) of the exhaust pipe (1) coaxially to be arranged axis (27), parallel to the peripheral surface (13) of the exhaust pipe (1) is curved and the nozzle (2) with the flange collar (23) directly or indirectly on the exhaust pipe (1) placed is characterized in that the channel (21) projects into the exhaust pipe (1) and between the central axis (20) and the axis (27) an angle ms between 25 ° and 65 ° is formed. Stutzen (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (21) in radialer Richtung zur Achse (27) um mindestens 30 % eines Durchmessers Da der Abgasleitung (1) in die Abgasleitung (1) hinein ragt.Neck (2) after Claim 1 , characterized in that the channel (21) in the radial direction to the axis (27) by at least 30% of a diameter Da of the exhaust pipe (1) in the exhaust pipe (1) protrudes into it. Stutzen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Abgasleitung (1) ragende Kanal (21) einen Kanalwandabschnitt (21a) aufweist, der in Richtung einer Kanalwand (24) eine Länge Lmax aufweist, die mindestens 80 % eines maximalen Durchmessers Dmax der Öffnung (12) entspricht.Stub (2) according to one of the preceding claims, characterized in that in the exhaust pipe (1) projecting channel (21) has a channel wall portion (21 a) which in the direction of a channel wall (24) has a length Lmax which is at least 80% a maximum diameter Dmax of the opening (12). Stutzen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Abgasleitung (1) ragende Kanal (21) regelmäßig oder unregelmäßig verteilte Löcher (25, 25a) aufweist, die nach einem im Kanal (21) erfassbaren Muster von speziellen Strömungsvektoren der Strömung angeordnet sind.Stub (2) according to one of the preceding claims, characterized in that in the exhaust pipe (1) projecting channel (21) regularly or irregularly distributed holes (25, 25a), which can be detected by a in the channel (21) pattern of special Flow vectors of the flow are arranged. Stutzen (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (25, 25a) in radialer Richtung zur Mittelachse (20) oder in einem Winkel b zur radialen Richtung angestellt ausgerichtet sind.Neck (2) after Claim 4 , characterized in that the holes (25, 25a) are aligned in the radial direction to the central axis (20) or at an angle b to the radial direction. Stutzen (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Kanal (21) als Gussteil mit einer Wandstärke (28) zwischen 2,4 mm und 5,3 mm ausgebildet ist, wobei die Löcher (25, 25a) je nach Ausrichtung Düsen mit einer Länge (L1) zwischen 2,4 mm und 6,8 mm bilden.Neck (2) after Claim 4 or 5 , characterized in that at least the channel (21) is formed as a casting with a wall thickness (28) between 2.4 mm and 5.3 mm, the holes (25, 25a) depending on the orientation of nozzles with a length (L1) between 2.4 mm and 6.8 mm. Stutzen (2) nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (21) im Bereich des Abschnitts (21a) lotrecht unterhalb der Mittelachse (20) frei von Löcher (25) ist.Neck (2) after Claim 3 to 6 , characterized in that the channel (21) in the region of the portion (21a) is vertically below the central axis (20) free of holes (25). Stutzen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (S) des Abgases nach einem oder mehreren Löchern (25a) ein Spoiler (22) am Kanal (21) angeordnet ist, mit dem ein Teil des Abgasstroms von einer mittlere Strömungsachse (11) abgezweigt und in das jeweilige Loch (25) geleitet werden kann.Stub (2) according to one of the preceding claims, characterized in that in the flow direction (S) of the exhaust gas after one or more holes (25a) a spoiler (22) on the channel (21) is arranged, with which a part of the exhaust gas stream of a branched central flow axis (11) and in the respective hole (25) can be passed. Stutzen (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spoiler (22) entgegen der Strömungsrichtung konkav ausgebildet ist und in Strömungsrichtung vor dem Spoiler (22) mindestens zwei Löcher angeordnet sind.Neck (2) after Claim 8 , characterized in that the spoiler (22) opposite to the flow direction is concave and in the flow direction in front of the spoiler (22) at least two holes are arranged. Stutzen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittfläche Qk des Kanals (21) am Ende des Stutzens (2) in der Abgasleitung (1) zwischen 30 % und 80 % einer Querschnittfläche Qa der Abgasleitung (1) entspricht. Stub (2) according to one of the preceding claims, characterized in that a cross-sectional area Qk of the channel (21) at the end of the nozzle (2) in the exhaust pipe (1) between 30% and 80% corresponds to a cross-sectional area Qa of the exhaust pipe (1) , Stutzen (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Abgasanlage für Nutzfahrzeuge, wobei die Abgasanlage zumindest einen SCR-Katalysator und einen Schalldämpfer sowie wahlweise einen Partikelfilter und/oder Krümmerrohre und/oder einen Turbolader aufweist.Socket (2) according to one of the preceding claims with an exhaust system for commercial vehicles, wherein the exhaust system comprises at least one SCR catalytic converter and a silencer and optionally a particulate filter and / or manifold pipes and / or a turbocharger.
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