BR112019025651A2 - disposição e sistema de distribuição de aditivo de escapamento - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a uma disposição de distribuição de aditivo de escapamento para um sistema de escapamento de um motor de combustão interna (2). A disposição de distribuição de aditivo de escapamento compreende um elemento de duto de escapamento (14), uma unidade de injeção de aditivo de escapamento (20) e um elemento de vaporização primário (16); em que o elemento de vaporização primário (16) é um corpo tubular disposto no interior do elemento de duto de escapamento (16), tem um espaço predefinido entre uma superfície interna do elemento de duto de escapamento (14) e uma superfície externa do elemento de vaporização primário (16), e se sobressai a partir do elemento de duto de escapamento (14) em uma extremidade de saída; e em que a unidade de injeção de aditivo de escapamento (20) é disposta para injetar o líquido de aditivo de escapamento a partir de um ponto na superfície interna do elemento de duto de escapamento (14) para uma superfície interna do elemento de vaporização primário (16); caracterizada pela unidade de injeção de aditivo de escapamento (20) ser do tipo apenas líquido, e pelo elemento de vaporização primário (16) tem um comprimento que é suficientemente curto para permitir que o líquido de aditivo de escapamento injetado escorra da extremidade de saída do elemento de vaporização primário (16). A presente invenção se refere também a um sistema de distribuição de aditivo de escapamento e a um veículo (1) que compreende a disposição de distribuição de aditivo de escapamento.

Description

“DISPOSIÇÃO E SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ADITIVO DE ESCAPAMENTO” CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção se refere às disposições de distribuição de aditivo de escapamento para sistemas de escapamento de motores de combustão interna. A presente invenção se refere adicionalmente a sistemas de distribuição de aditivo de escapamento que compreendem tais disposições de distribuição de aditivo de escapamento assim como a veículos que compreendem tais disposições ou sistemas de distribuição de aditivo de escapamento.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0002] Os padrões de emissões para veículos a motor estão se tornando cada vez mais rigorosos. Tais padrões especificam tipicamente níveis de emissão para diversos poluentes de tubo traseiro incluindo monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC), óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado (PM). A fim de atender os requisitos dos presentes padrões e dos padrões presumivelmente futuros, exige-se que os veículos sejam equipados com tecnologias de redução de emissões. Tais tecnologias de redução de emissões adequadas para veículos a diesel incluem recirculação de gás de escapamento (EGR), filtros de partículas, catalisadores de oxidação de diesel (DOC) e redução catalítica seletiva (SCR). Cada tecnologia tem suas próprias e vantagens e desvantagens distintas, e pode aumentar a incidência de um poluente enquanto reduz a incidência de um outro poluente. Por exemplo, a EGR pode reduzir emissões de NOx, mas reduz a eficiência de combustível e aumenta o material particulado. Portanto, diversas tecnologias são aplicadas comumente a fim de atender padrões de emissões.

[0003] A redução catalítica seletiva (SCR) é uma tecnologia eficaz para reduzir emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) de tubo traseiro. Isso envolve adicionar um redutor, como amônia, ao fluxo de escapamento veicular. O redutor com a ajuda de um catalisador reduz NOx no fluxo de escapamento para gás nitrogênio (N2) e água. Nas implementações práticas em veículos a motor, uma solução de ureia aquosa é usada como um redutor e essa solução de ureia é decomposta em amônia e dióxido de carbono no fluxo de escapamento quente.

[0004] Uma vez que a SCR é implementada a jusante do motor como um pós- tratamento de escapamento, não afeta o desempenho de combustão do motor da mesma maneira como, por exemplo, a EGR faz. Portanto, é desejável que tenha capacidade de remover substancialmente todo o NOx do fluxo de escapamento apenas com o uso de SCR sem a necessidade de EGR. Entretanto, isso não ocorre sem dificuldades. A fim de produzir as quantidades de amônia exigidas para reduzir substancialmente todo o NOx, grandes quantidades de solução de ureia devem ser injetadas no fluxo de escapamento. Se o fluxo de escapamento for suficientemente quente, a solução de ureia evaporará e decomporá em amônia. Em temperaturas subideais, a solução de ureia pode, em vez disso, formar depósitos nas superfícies do conduto de escapamento. Tais depósitos podem incluir ureia cristalizada assim como subprodutos de decomposição de ureia, como ácido cianúrico. Esses depósitos podem ser removidos por aquecimento do sistema de escapamento em temperaturas próximas ou superiores a 400 °C, mas tais temperaturas são alcançadas raramente durante a operação normal do veículo e, portanto, os procedimentos especiais devem ser adotados para remover os depósitos de escapamento.

[0005] Uma dificuldade adicional com SCR consiste no requisito de mistura eficiente a fim de alcançar a distribuição uniforme de redutor em toda a área de superfície de um ou mais substratos catalíticos de SCR. Esse espaço disponível para mistura é extremamente limitado e o redutor é injetado comumente no fluxo de escapamento logo a montante dos substratos catalíticos de SCR. A fim de aprimorar a mistura um dispositivo de mistura, frequentemente semelhante a uma lâmina de turbina, é disposto no cano de escapamento. Entretanto, até mesmo ao usar um dispositivo de mistura, é difícil alcançar a mistura suficientemente uniforme. Além disso, a presença de um dispositivo de mistura no cano de escapamento atua como uma obstrução para o fluxo, causando alta pressão a jusante do misturador (contrapressão) e reduzindo a eficiência de motor.

[0006] Esses problemas podem ser, em parte, solucionados por fornecimento de injeção do redutor adicionalmente a montante no sistema de escapamento, por exemplo, em partes do sistema de escapamento montadas em rápida relação ao motor de veículo, como logo a jusante de qualquer turbocompressor ou freio motor no conduto de gás de escapamento. As temperaturas de escapamento são tipicamente maiores nessa região e há menos atraso de térmico ao elevar o sistema para operar a temperatura após um início a frio.

[0007] Entretanto, a localização da injeção de redutor nessa região pode causar problemas adicionais. Em um sistema de escapamento, os componentes a montante mais próximos ao motor, como o coletor de escapamento, o turbocompressor e o freio motor, são montados tipicamente em rápida relação ao motor. Os componentes adicionalmente a jusante do sistema de escapamento, como silenciadores e catalisadores pós-tratamento são montados tipicamente em rápida relação ao chassi veicular. A fim de permitir o movimento relativo entre os componentes a montante e os componentes a jusante assim como para impedir vibrações, um elemento de desacoplamento flexível está localizado frequentemente no sistema de escapamento a jusante dos componentes a montante e a jusante dos componentes a montante. O elemento de desacoplamento é frequentemente um fole ou uma mangueira enrolada em fita. A deposição não desejada de ureia no elemento de desacoplamento por um injetor a montante localizado causa endurecimento gradual do elemento de desacoplamento, causando vibrações aumentadas no sistema de escapamento e falha de componente prematura.

[0008] As tentativas foram feitas para tentar remediar a deposição de ureia no elemento de desacoplamento.

[0009] O documento DE 102010025611 A1 revela uma linha de gás de escapamento que pode ser usada, em particular, em um carro de passageiro. A linha de gás de escapamento compreende pelo menos um cano que circunda um cano interno que pode ser circulado pelo gás de escapamento e pode passa pela direção axial pelo gás de escapamento. Um injetor para introduzir um agente de redução adequado para reduzir óxidos de nitrogênio par nitrogênio no tudo interno se abre no tubo interno oblíquo à direção axial do tubo interno. Em uma modalidade vantajosa, o cano interno é disposto na região de um elemento de desacoplamento, por meio do qual um primeiro cano é conectado a um segundo cano do cano de escapamento. Um cano interno protege o elemento de desacoplamento do agente de redução introduzido na zona de descarga, de modo que um depósito de ingredientes do agente de redução não possa ocorrer no elemento de desacoplamento. Um misturador é disposto no cano interno ou a jusante da saída do cano interno.

[0010] Permanece a necessidade de meios aprimorados de adição de um fluxo de escapamento.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] Os inventores da presente invenção identificaram diversas deficiências em relação à técnica anterior para fornecer um redutor para um fluxo de escapamento.

[0012] Algumas soluções da técnica anterior ensinam um cano interno que se estende substancialmente ao longo de todo o comprimento do elemento de desacoplamento. Isso tem diversas desvantagens. O cano interno longo fixo em um ponto em direção à extremidade de entrada tem ressonância em uma frequência que pode ocorrer comumente dentro do motor ou nos arredores, causando vibração, ruído e risco de falha de componente prematura. Além disso, durante o início a frio quando as temperaturas de escapamento ainda são baixas, a ureia e os subprodutos podem ser depositados para a extremidade a jusante do cano interno longo. Tais depósitos podem prejudicar as propriedades de transferência de calor do cano interno, aumentando a probabilidade de depósitos e levando eventualmente a um componente com função subideal.

[0013] Algumas técnicas anteriores ensinam o uso de um misturador a jusante do injetor. Conforme previamente observado, a presença de um dispositivo de mistura na cano de escapamento atua como uma obstrução para o fluxo, causando maior pressão a montante do misturador (contrapressão) e reduzindo a eficiência de motor.

[0014] Portanto, é um objetivo da presente invenção fornecer um meio aprimorado de adição de um redutor a um fluxo de escapamento de um sistema de escapamento a montante de um dispositivo de desacoplamento. Um outro objetivo da presente invenção consiste em fornecer um meio de adição de redutor que é mais robusto e menos propenso ao acúmulo de depósito e/ou à falha mecânica que o meio de adição de soluções da técnica anterior.

[0015] Esses objetivos são alcançados por uma disposição de distribuição de aditivo de escapamento para um sistema de escapamento de um motor de combustão interna de acordo com as reivindicações anexas.

[0016] A disposição de distribuição de aditivo de escapamento compreende um elemento de duto de escapamento, uma unidade de injeção de aditivo de escapamento e um elemento de vaporização primário. A unidade de injeção de aditivo de escapamento é disposta para injetar líquido de aditivo de escapamento a partir de um ponto da superfície interna do elemento de duto de escapamento para uma superfície interna do elemento de vaporização primário e é do tipo apenas líquido. O elemento de vaporização primário é um corpo tubular disposto no interior do elemento de duto de escapamento, tem um espaço predefinido entre uma superfície interna do elemento de duto de escapamento e uma superfície externa do elemento de vaporização primário, e se sobressai a partir do elemento de duto de escapamento em uma extremidade de saída. O elemento de vaporização primário tem um comprimento que é suficientemente curto para permitir que o líquido de aditivo de escapamento escorra da extremidade de saída do elemento de vaporização primário. Esse escorrimento pode ser determinado adequadamente em uma condição de operação típica conforme descrito no presente documento.

[0017] Ao usar um dispositivo de vaporização primário que é tão curto que o aditivo de escapamento pode escorrer, várias vantagens são obtidas. O elemento de vaporização primário curto é menos propenso à vibração e à ressonância no ambiente de operação, e, é, assim, mais silencioso e menos propenso à falha mecânica devido à vibração excessiva. Devido ao aditivo de escapamento escorrer da extremidade do elemento de vaporização primário, os depósitos de ureia e/ou subprodutos são menos propensos a serem formados na superfície do elemento de vaporização primário e, portanto, as propriedades do elemento são menos prováveis de serem prejudicadas por acúmulo de depósito ao longo do tempo. Além disso, devido ao aditivo de escapamento escorrer do dispositivo de vaporização primário e ser arrastado na passagem de gases de escapamento, o aditivo de escapamento é arrastado e/ou vaporizado em vários estágios. Isso permite um meio robusto e eficiente de distribuição de aditivo de escapamento no gás de escapamento.

[0018] O aditivo de escapamento pode ser, de preferência, um redutor, como uma solução de ureia aquosa. Tais aditivos de escapamento são amplamente usados na técnica em combinação com catalisadores de SCR.

[0019] O elemento de vaporização primário pode ter um comprimento L de modo que o elemento de vaporização primário se estende de 10 mm a 300 mm, como de 50 mm a 200 mm, ou de 100 mm a 150 mm, em uma direção longitudinal além da qual o eixo de injeção da unidade de injeção de aditivo de escapamento encontra a superfície interna do elemento de vaporização primário.

[0020] Preferencialmente, o elemento de vaporização primário pode se estender em uma distância L na direção longitudinal além do ponto no qual o eixo de injeção encontra a superfície interna da unidade de vaporização primária que é aproximadamente igual ou o diâmetro do duto de escapamento na extremidade de saída, como de 50% a 150% do diâmetro, ou 80% a 120% do diâmetro. Isso pode garantir um grau adequado de escorrimento.

[0021] A extremidade de saída do elemento de vaporização primário pode ter uma área de seção transversal menor que uma extremidade de entrada do elemento de vaporização primário. Isso fornece uma aceleração de gás de escapamento dentro do elemento de vaporização primário e auxilia na mistura e na vaporização do aditivo de escapamento. Por exemplo, a área de seção transversal de saída pode ser menor que 90% da área de seção transversal de entrada, como menor que 80% da área de seção transversal de entrada ou menor que 70% da área de seção transversal de entrada. A aceleração do gás de escapamento através do elemento de vaporização primário auxilia também na limpeza por sopro da extremidade de saída do elemento de vaporização, garantindo, assim, que gotículas de aditivo não prendam e evaporem na borda de saída, o que poderia, de outro modo, levar a depósitos de ureia que se formam nessa borda de extremidade. Além disso, o uso de um elemento de vaporização primário convergente com uma extremidade de saída menor que a extremidade de entrada permite um movimento maior do elemento de vaporização em relação a um dispositivo de desacoplamento, em comparação ao uso de um elemento de vaporização não convergente, por exemplo, elemento de vaporização cilíndrico. Isso significa que um elemento de vaporização que tem uma área de seção transversal de entrada relativamente grande pode ser usado sem risco de contato indesejado entre o elemento de vaporização e o elemento de desacoplamento em comparações a modalidades que utilizam um elemento de vaporização cilíndrico.

[0022] O corpo tubular do elemento de vaporização primário pode consistir em metal não poroso. Assim, o elemento de vaporização primário pode ser fabricado convenientemente a partir da chapa metálica ou por fusão.

[0023] A disposição de distribuição de aditivo de escapamento não precisa compreender um dispositivo de mistura. A mistura eficiente em vários estágios é obtida pelo uso do elemento de vaporização primário de acordo com a presente invenção. Portanto, um dispositivo de mistura adicional não é exigido. Como os dispositivos de mistura tendem a elevar a contrapressão no sistema de escapamento e a reduzir economia de combustível, é benéfico evitar o uso de um dispositivo de mistura.

[0024] A seção transversal do elemento de vaporização primário em um plano perpendicular ao eixo longitudinalmente central do elemento de vaporização primário pode ter dimensões de seção transversal que não são iguais e em que a dimensão que é congruente com o eixo de injeção da unidade de injeção é a maior dimensão das dimensões de seção transversal. Por exemplo, o elemento de vaporização primário pode ter paredes parcialmente achatadas, de modo que uma seção transversal do elemento de vaporização primário em um plano perpendicular ao eixo longitudinalmente central do elemento de vaporização primário tenha a forma de um círculo em que as seções formadas por duas cordas paralelas, mas diametricamente opostas foram removidas. A obtenção de dimensões não iguais podem fornecer um distância maior para o aditivo de escapamento se deslocar antes de colidir com o dispositivo de vaporização primário, enquanto, ao mesmo tempo, limita o volume total ocupado pelo dispositivo de vaporização primário no duto de escapamento.

[0025] O elemento de vaporização primário pode ser fixo firmemente ao elemento de duto de escapamento apenas na proximidade à extremidade de entrada do elemento de vaporização primário. Isso permite a montagem e desmontagem fáceis de sistemas de escapamento que compreende a disposição de distribuição de aditivo de escapamento. O elemento de vaporização primário pode ser disposto fixamente em relação ao elemento de duto de escapamento por suportes entre o elemento de duto de escapamento e o elemento de vaporização primário e/ou fixo diretamente ao elemento de duto de escapamento em uma borda a montante do elemento de vaporização primário.

[0026] A unidade de injeção de aditivo de escapamento pode ser disposta de modo que um ângulo de incidência θ formado entre o eixo de injeção da unidade de injeção de aditivo de escapamento e um eixo central do elemento de vaporização primário é de 10° a 90°, como de 20° a 40°.

[0027] De acordo com um aspecto adicional, os objetivos da presente invenção são alcançados por um sistema de distribuição de aditivo de escapamento de acordo com as reivindicações anexas. O sistema de distribuição de aditivo de escapamento compreende um elemento de desacoplamento e uma disposição de distribuição de aditivo de escapamento conforme descrito no presente documento. O elemento de desacoplamento é disposto em uma extremidade de saída do elemento de duto de escapamento de modo que a extremidade de saída do elemento de vaporização primário se estende em um volume interno do elemento de desacoplamento, e de modo que permaneça um espaço predefinido entre uma superfície interna do elemento de desacoplamento e a superfície externa do elemento de vaporização primário.

[0028] Ao usar a disposição de distribuição de aditivo de escapamento em conjunto com um elemento de desacoplamento, evita-se a deposição de aditivo de escapamento nas paredes do elemento de desacoplamento devido ao elemento de vaporização primário e fluxo de gases de escapamento para o exterior do elemento de vaporização primário que direciona a trajetória do aditivo de escapamento afastada das paredes do elemento de desacoplamento.

[0029] O elemento de vaporização primário pode se estender até o máximo de 60% ao longo de um comprimento do elemento de desacoplamento em uma direção longitudinal, como no máximo 40%. A combinação de um elemento de desacoplamento flexível com um elemento de vaporização primário curto facilita a extração do elemento de desacoplamento no elemento de vaporização primário durante a montagem ou a extração do mesmo do elemento de vaporização primário durante a desmontagem para serviço.

[0030] Um elemento de vaporização secundário pode ser disposto em uma extremidade de saída do elemento de desacoplamento. O elemento de vaporização secundário auxilia na vaporização de gotículas grandes carregadas no fluxo de gás de escapamento, fornecendo, assim, ainda um outro estágio de vaporização e uma maior robustez de sistema. O elemento de vaporização secundário pode ser um elemento de duto isolado. Por exemplo, o elemento de vaporização secundário pode ser um elemento de duto isolado que compreende uma curvatura disposta para redirecionar a direção média do fluxo de gás de escapamento. O isolamento auxilia na manutenção da temperatura de parede no elemento de vaporização secundário a fim de auxiliar a evaporação, e a curvatura permite gotículas arrastadas no gás de escapamento para colidir com a parede do elemento de vaporização secundário devido à inércia.

[0031] O elemento de desacoplamento pode ser um elemento de fole ou um elemento de mangueira enrolada em fita. Tais elementos de desacoplamento são bem estabelecidos e robustos.

[0032] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, os objetivos da invenção são alcançados por um veículo que compreende uma disposição de distribuição de aditivo de escapamento ou um sistema de distribuição de aditivo de escapamento conforme revelado no presente documento.

[0033] Objetivos, vantagens e recursos inovadores adicionais da presente invenção se tornarão evidentes para um elemento versado na técnica a partir da descrição detalhada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0034] Para um entendimento mais completo da presente invenção e dos objetivos e vantagens adicionais da mesma, a descrição detalhada apresentada abaixo deve ser lida em conjunto com os desenhos anexos, nos quais as mesmas notações de referência denotam itens similares nos vários diagramas, e nos quais:

[0035] A Figura 1 ilustra esquematicamente um veículo que compreende um sistema de distribuição de aditivo de escapamento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0036] A Figura 2 ilustra esquematicamente um sistema de distribuição de aditivo de escapamento de acordo com uma modalidade da presente invenção em que o elemento de vaporização primário é continuamente convergente.

[0037] A Figura 3 ilustra esquematicamente um fluxo de gás de escapamento em um sistema de distribuição de aditivo de escapamento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0038] A Figura 4 ilustra esquematicamente um sistema de distribuição de aditivo de escapamento de acordo com uma modalidade da presente invenção em que o elemento de vaporização primário é não convergente.

[0039] A Figura 5 ilustra esquematicamente uma sistema de distribuição de aditivo de escapamento de acordo com uma modalidade da presente invenção em que o elemento de vaporização primário tem seções de entrada e saída não convergentes, e uma seção intermediária convergente.

[0040] A Figura 6 ilustra esquematicamente um sistema de distribuição de aditivo de escapamento de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção.

[0041] A Figura 7a ilustra esquematicamente um elemento de vaporização primário que tem um formato de seção transversal circular .

[0042] A Figura 7b ilustra esquematicamente um elemento de vaporização primário que tem um formato de seção transversal elíptica.

[0043] A Figura 7c ilustra esquematicamente um elemento de vaporização primário que tem um formato de seção transversal octogonal.

[0044] A Figura 7d ilustra esquematicamente um elemento de vaporização primário que tem formato de seção transversal circular truncada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0045] A presente invenção se refere a uma disposição de distribuição de aditivo de escapamento e a um sistema de distribuição de aditivo de escapamento para um sistema de escapamento de um motor de combustão interna. O sistema de distribuição de aditivo de escapamento compreende um duto de escapamento que leva a um dispositivo de desacoplamento, ambos os quais definem os limites externos de um conduto de gás de escapamento. Dentro do volume formado pelo duto de escapamento e pelo dispositivo de desacoplamento, um cano interno é disposto de modo que um vão predeterminado é formado entre a parede externa do cano interno em superfícies internas do dispositivo de desacoplamento e do duto de escapamento. O gás de escapamento que flui através do sistema de distribuição flui não apenas através do cano interno, mas também através desse vão entre a parede externa do cano interno e as superfícies do dispositivo de desacoplamento e do duto de escapamento. Assim, o cano interno é aquecido por fluxo de escapamento tanto no interior quanto no exterior do tubo. O bocal de uma unidade de injeção de aditivo é localizado na parede do duto de escapamento e é disposto para aspergir o aditivo de escapamento em direção à superfície interior do cano interno. O aditivo de escapamento aspergido nas paredes aquecidas do cano interno pode ser evaporado e carregado pelo gás de escapamento para um catalisador pós-tratamento a jusante.

[0046] A montante e a jusante se referem respectivamente a posições no sistema de escapamento com referência à direção típica de fluxo de gás de escapamento do motor para o tubo traseiro. Um componente é projetado a montante de um outro componente se o mesmo estiver localizado no sistema de escapamento mais próximo ao motor, enquanto o mesmo é projetado a jusante se o mesmo estiver localizado no sistema de escapamento mais próximo ao tubo traseiro.

[0047] A presente invenção tem como base a constatação pelos inventores que o cano interno pode ser consideravelmente mais curto que o comprimento do dispositivo de desacoplamento sem esse levar a deposição de aditivo no dispositivo de desacoplamento, indiferentemente de se o aditivo injetado é completamente evaporado ou não ou dentro do cano interno. Os inventores constataram que se o cano interno é curto o suficiente de modo que o aditivo escorra da extremidade a jusante do cano interno, as gotículas de escorrimento são arrastadas pelo fluxo de gás de escapamento que passa pelo exterior do cano interno e são carregados pelo fluxo de gás após o dispositivo de desacoplamento sem depositar no dispositivo de desacoplamento. Assim, o cano interno atua como um elemento de vaporização primário, vaporizando uma porção substancial, mas não necessariamente toda do aditivo de escapamento injetado. A porção de aditivo de escapamento não evaporada no dispositivo de vaporização primário escorre do dispositivo de evaporação primário e é arrastada como gotículas no fluxo de escapamento que passa em torno da parte exterior do dispositivo de vaporização primário. Então, tais gotículas são vaporizados gradualmente à medida que as mesmas são carregadas no fluxo de gás, ou as mesmas podem colidir em uma superfície de vaporização secundária onde as mesmas são vaporizadas.

[0048] Uma disposição e/ou sistema de distribuição de aditivo de escapamento construído dessa maneira tem diversas vantagens. Devido ao aditivo de escapamento ser vaporizado no fluxo de escapamento tanto no interior quanto no exterior do dispositivo de vaporização primário, o aditivo é distribuído mais uniformemente na totalidade dos gases de escapamento. Em geral, o sistema de disposição de aditivo de escapamento fornece a mistura de aditivo com gás de escapamento, significando que nenhum componente de misturador separado é exigido. Devido ao fato de que nenhum componente de misturador é exigido, há pouca queda de pressão através do dispositivo de distribuição de aditivo de escapamento, que significa que o mesmo não causa contrapressão excessiva ou afeta negativamente a economia de combustível do motor. Devido ao fato de que as quedas excessivamente grandes de aditivo injetado escorrem meramente do dispositivo de vaporização primário e são arrastadas, há uma menor necessidade de controle cuidadoso da velocidade e do diâmetro de gotículas de injeção, que significa por exemplo que um injetor sem ar pode ser usado, e dispositivos injetores mais simples e mais robustos podem ser usados. Devido ao fato de que o dispositivo de vaporização primário é curto o suficiente para o escorrimento de aditivo, há uma menor tendência de formação de depósitos na extremidade a jusante do dispositivo de vaporização. O dispositivo de vaporização curto também significa que há um menor risco de ressonância prejudicial que ocorre apesar de o dispositivo de vaporização primário ser apenas sustentado na extremidade a montante. Um benefício adicional consiste na facilidade de montagem e desmontagem ao ter um dispositivo de vaporização primário que se projeta apenas em uma curta distância no dispositivo de desacoplamento.

[0049] A disposição de distribuição de aditivo de escapamento da presente revelação é localizada no sistema de escapamento para um motor de combustão interna . O motor de combustão interna pode ser qualquer motor de combustão interna, mas é, de preferência, um motor de combustão de quatro tempos, ainda com mais preferência, um motor de combustão de quatro tempos de ignição por compressão. O motor pode ser usado em qualquer aplicação comumente conhecida para motores de combustão interna. O mesmo pode, por exemplo, ser negociado como um motor independente, para uso, por exemplo, na geração de potência ou configurações industriais. Entretanto, a aplicação em um veículo é preferencial. Por veículo entende-se qualquer máquina que utiliza um motor de combustão interna papar fornecer força motriz, direta ou indiretamente como no caso de veículos híbridos em série. Isso inclui, porém sem limitação, os veículos a motor, como carros, caminhões e ônibus; veículos ferroviários, como trens e bondes; embarcações, como navios e barcos; e aeronaves. O aditivo de escapamento é, de preferência, um redutor, ainda com mais preferência, fluido de escapamento a diesel que compreende uma solução de ureia em água, de acordo com o padrão AUS 32 de ISO 22241. Entretanto, o aditivo de escapamento também pode ser um outro aditivo líquido adicionado ao fluxo de escapamento, como combustível de hidrocarboneto para “queimar” um filtro de particulado de diesel disposto a jusante no sistema de escapamento. Entretanto, em seguida, o aditivo de escapamento pode ser referido simplesmente como “redutor”.

[0050] A disposição de distribuição de aditivo de escapamento pode ser disposta no sistema de escapamento imediatamente a jusante de um turbocompressor e/ou freio motor se estiver presente. Tal localização assim a montante no sistema de escapamento significa que a disposição é submetida a temperaturas de escapamento relativamente altas e um atraso térmico relativamente pequeno. Isso ajuda a vaporização do redutor, especialmente durante a operação de baixa temperatura ou partida fria. Entretanto, a disposição de distribuição de aditivo de escapamento pode ser localizada em qualquer parte no sistema de escapamento em que a injeção de aditivo é exigida, como imediatamente a montante de um silenciador de catalisador de SCR. A disposição de distribuição de aditivo de escapamento pode ser beneficamente usada em conjunto com um dispositivo de desacoplamento e opcionalmente um elemento de vaporização secundário para formar um sistema de distribuição de aditivo de escapamento. Em tal caso, a disposição de distribuição de aditivo de escapamento é útil na prevenção de depósitos no dispositivo de desacoplamento, conforme descrito acima. Entretanto, a própria disposição de distribuição de aditivo de escapamento fornece várias vantagens, como adição robusta e excelente de um aditivo a um fluxo de escapamento e, portanto, também pode ser usada sem um dispositivo de desacoplamento ou separadamente de qualquer dispositivo de desacoplamento no sistema de escapamento.

[0051] O elemento de vaporização primário é construído de um material que tem transferência de calor satisfatória e pode suportar as condições que prevalecem no duto de escapamento. Tais materiais incluem metais, como aço e alumínio. O elemento de vaporização primário pode ser produzido por qualquer material e método conhecido na técnica. Por exemplo, o mesmo pode ser produzido pela formação de chapa metálica, ou pode ser fundido. As paredes do elemento de vaporização primário são, de preferência, contínuas; isto é, não compreendem malha ou perfurações, e não são foraminosas de qualquer outra maneira.

[0052] O elemento de vaporização primário tem uma forma tubular. O elemento de vaporização primário pode ser um cilindro, cujo exemplo mais simples é um cilindro circular direto. A seção transversal do elemento de vaporização primário, definida como um plano perpendicular ao eixo longitudinal central do dispositivo de vaporização primário, pode ser circular, oval, poliédrica, como quadrado, pentágono, hexágono, heptágono ou octógono, ou um híbrido entre um círculo/oval e um polígono. Por exemplo, a seção transversal pode ter uma forma semelhante a um círculo ou elipse em que os segmentos formados por dois acordes paralelos, mas diametralmente opostos foram removidos. O elemento de vaporização primário pode ter um comprimento y em uma dimensão do plano de seção transversal que é maior que o comprimento x na dimensão perpendicular no plano de seção transversal. Tais formatos incluem ovais, elipses e círculos/elipses em que as seções formadas por dois acordes paralelo, mas diametralmente opostos foram removidos. No caso em que as dimensões x e y do elemento de vaporização primário diferem, é preferencial que o elemento de vaporização primário seja disposto em relação à unidade de injeção de modo que a maior das dimensões x e y seja coplanar em relação ao eixo longitudinal central do elemento de vaporização primário e ao eixo de injeção da unidade de injeção de aditivo. Isso ajuda a maximizar o comprimento que o aspersor ejetado a partir da unidade de injeção pode percorrer antes de colidir no elemento de vaporização primário e ajuda a garantir uma distribuição contínua e eficaz de redutor nos gases de escapamento.

[0053] O elemento de vaporização primário pode, de preferência, ser construído para fornecer uma aceleração de gases de escapamento que passam através do elemento de vaporização primário. Isso pode ser alcançado fornecendo-se ao elemento de vaporização primário uma constrição na extremidade de saída ou, com mais preferência, afinando-se o elemento de vaporização primário a partir da extremidade de entrada para a extremidade de saída, de modo que a área de seção transversal de saída AO seja menor que a área de seção transversal de entrada AI. A área de seção transversal de saída AO pode ser menor que 90% da área de seção transversal de entrada AI, como menor que 80% ou menor que 70%. O afunilador pode ser constante ao longo do comprimento do elemento ou pode variar ao longo do comprimento do elemento. Por exemplo, o elemento de vaporização primário pode compreender três seções: uma seção de entrada que tem uma área de seção transversal constante AI ao longo de todo o comprimento da seção de entrada; uma seção de saída que tem uma área de seção transversal constante AO ao longo de todo o comprimento da seção de saída, em que AO é menor que AI; e uma seção de afunilamento intermediária entre a seção de entrada e a seção de saída, que tem uma área de seção transversal que se afunila gradualmente a partir de AI em proximidade à seção de entrada para AO em proximidade à seção de saída.

[0054] O elemento de vaporização primário tem um comprimento que é suficientemente curto para permitir que o líquido de aditivo de escapamento injetado escorra da extremidade de saída do elemento de vaporização primário durante condições de operação típicas. Por exemplo, uma proporção de líquido de aditivo de escapamento injetado, como pelo menos 1% em peso de líquido de aditivo de escapamento injetado ou pelo menos 5% em peso de líquido de aditivo de escapamento injetado pode sair do dispositivo de vaporização primário ao operar em uma condição de operação típica, como ao operar em uma das condições de operação detalhadas abaixo. A tabela abaixo fornece uma faixa de condições de operação típicas em que o escorrimento de ureia a partir do dispositivo de vaporização primário é esperado. Fluxo de massa de gás Temperatura de gás de Dosagem de AdBlue de escapamento kg/h escapamento °C g/min 0 a 500 150 a 250 >5 250 a 350 > 10 > 350 > 15 500 a 1000 150 a 250 > 10 250 a 350 > 15 > 350 > 20 > 1000 150 a 250 > 15 250 a 350 > 20 > 350 > 30

[0055] Nota-se que sob certas condições de operação, como alta temperatura de escapamento e baixo fluxo de massa de aditivo de escapamento, o aditivo de escapamento pode ser completamente vaporizado pelo elemento de vaporização primário e, portanto, não pode necessariamente sair da extremidade de saída.

[0056] A superfície de vaporização primária é projetada para fornecer a superfície de vaporização para o aditivo de escapamento injetado e, portanto, o dispositivo de vaporização primário deve ser longo o suficiente de modo que pelo menos parte do cone de aspersão da unidade de injeção colida na superfície interna do dispositivo de vaporização primário. Isso pode ser pelo menos a proporção do cone de aspersão mais a montante, de modo que o elemento de vaporização primário se estenda apenas em uma curta distância L em uma direção longitudinal, como de 10 mm, além do ponto em que o eixo de injeção da unidade de injeção de aditivo de escapamento encontra a superfície interna do elemento de vaporização primário. Entretanto, pode-se permitir que substancialmente todo o cone de aspersão colida com o dispositivo de vaporização primário, incluindo a proporção do cone de aspersão mais a jusante, de modo que o elemento de vaporização primário se estenda em uma distância significativa L em uma direção longitudinal, como até 300 mm, além do ponto em que o eixo de injeção da unidade de injeção de aditivo de escapamento encontra a superfície interna do elemento de vaporização primário. A determinação de onde o cone de aspersão colide com o elemento de vaporização primário pode ser feita sob a suposição de fluxo de gás de escapamento zero para simplicidade, visto que em fluxos de escapamento altos, a aspersão pode colidir com a superfície do elemento de vaporização primário mais a jusante ou pode colidir com a superfície de todo. De preferência, o elemento de vaporização primário pode se estender em uma distância L na direção longitudinal além do ponto em que o eixo de injeção encontra a superfície interna da unidade de vaporização primária que é aproximadamente igual ao diâmetro do duto de escapamento e/ou elemento de desacoplamento, como de 50% a 150% do diâmetro, ou de 80 a 120% do diâmetro. Se o elemento de vaporização primário for usado em conjunto com um elemento de desacoplamento, o dispositivo de vaporização primário pode, de preferência, se estender no máximo 60% dentro do dispositivo de desacoplamento, como no máximo 40% dentro do dispositivo de desacoplamento. Isso permite uma montagem e desmontagem mais simples do sistema de escapamento visto que o dispositivo de desacoplamento é flexível e pode ser facilmente puxado ou retirado de um dispositivo de vaporização primário curto.

[0057] A unidade de injeção de aditivo de escapamento é do tipo sem ar, de outro modo conhecida como uma unidade de injeção apenas de líquido. Isso significa que o dispositivo de medição não utiliza o ar comprimido a fim de facilitar a injeção do redutor no conduto de escapamento. Visto que um compressor precisa de energia para funcionar, isso representa uma economia de energia comparada aos sistemas assistidos por ar. Ademais, algumas aplicações, como aplicações marítimas, não têm necessariamente uma fonte pronta de ar comprimido disponível e, assim, o uso de componentes extras e caros, como compressores, pode ser evitado. Qualquer injetor sem ar padrão pode ser usado, e tais injetores são conhecidos na técnica. Devido ao fato de que a disposição de distribuição de aditivo de escapamento vaporiza o aditivo de escapamento em vários estágios usando o elemento de vaporização primário, o tamanho de gotícula fornecido pela unidade de injeção não é crítico, e um tamanho comparativamente disperso de gotícula e/ou gotículas comparativamente grandes podem ser usados. Por exemplo, as gotículas de aspersão da unidade de injeção podem ter um diâmetro de gotícula médio de 20 µm a 150 µm, determinado como o diâmetro médio de Sauter. A unidade de injeção é montada na parede do duto de escapamento a montante do elemento de vaporização primário e a unidade de injeção é angulada para garantir que substancialmente todo o redutor injetado entre no interior do elemento de vaporização primário durante a operação normal. A unidade de injeção pode ser disposta em um ângulo para maximizar a proporção de gotículas de aspersão que entram diretamente no fluxo de gás de escapamento através do elemento de vaporização primário sem colidir com as paredes internas de elemento de vaporização primário; isto é, o ângulo de incidência θ formado entre o eixo longitudinal central do dispositivo de vaporização primário e o eixo de injeção de injeção da unidade de injeção pode ser pequeno, como de 10° a 40°. Entretanto, a unidade de injeção também pode ser disposta para maximizar a proporção de gotículas de aspersão que colidem na parede interna do elemento de vaporização primário; isto é, o ângulo de incidência θ formado entre o eixo longitudinal central do dispositivo de vaporização primário e o eixo de injeção da unidade de injeção pode ser comparativamente grande, como de 40° a 90°. O ângulo de cone de aspersão da unidade de injeção pode ser qualquer ângulo de cone conhecido na técnica, como de 10° a 90°.

[0058] O duto de escapamento pode ser feito de qualquer material conhecido na técnica, como aço ou alumínio. O elemento de vaporização primário é suspenso pelo menos parcialmente dentro do duto de escapamento por, por exemplo, suportes que se deslocam entre o duto de escapamento e o elemento de vaporização primário em uma localização próxima à extremidade de entrada. O duto de escapamento e dispositivo de vaporização primária também podem ser fixados um em relação ao outro por uma seção de parede compartilhada na extremidade de entrada do dispositivo de vaporização primário, ou seções de parede que se deslocam continuamente e são fixas entre si por meios apropriados, como soldagem. A unidade de injeção de aditivo de escapamento é montada em relação à parede do duto de escapamento a montante da extremidade de entrada do dispositivo de vaporização primário. Uma seção rebaixada ou dobrada pode ser formada no duto de escapamento próximo à extremidade de entrada do dispositivo de vaporização primário e da unidade de injeção montada, a fim de dispor a unidade de injeção em um ângulo adequado em relação ao eixo longitudinal central do dispositivo de vaporização primário, conforme descrito acima. Entretanto, o duto de escapamento não precisa incorporar tal dobra ou reentrância e pode, por exemplo, ser essencialmente reto.

[0059] Se a disposição de distribuição de aditivo de escapamento conforme descrito acima for usada como parte de um sistema de distribuição de aditivo de escapamento, o sistema também compreende adicionalmente um elemento de desacoplamento e opcionalmente um elemento de vaporização secundário. Qualquer elemento de desacoplamento conhecido na técnica pode ser usado. Tais elementos de desacoplamento compreendem tipicamente fole ou mangueiras revestidas com fita. O elemento de desacoplamento pode ser hermético ou, se for formado, por exemplo, de uma mangueira revestida com fita, o gás pode sair das paredes do elemento de desacoplamento quando pressurizado. O elemento de desacoplamento é flexível para acomodar o movimento relativo entre o chassi e o motor do veículo.

[0060] O duto de escapamento, o elemento de desacoplamento e o elemento de vaporização primário são dimensionados a fim de fornecer uma lacuna entre a parede externa do dispositivo de vaporização primário e o elemento de desacoplamento/duto de escapamento. A lacuna deve ser adequada para permitir um fluxo suficiente de gás de escapamento em torno do exterior do dispositivo de vaporização primário a fim de aquecer as paredes do dispositivo de vaporização primário e envolver qualquer aditivo de escapamento que sai da extremidade de saída do dispositivo de vaporização primário. A lacuna pode ser maior na extremidade de entrada do dispositivo de vaporização primário que na extremidade de saída do dispositivo de vaporização primário, e não é necessariamente igual em torno de toda a circunferência do dispositivo de vaporização primário. Por exemplo, o dispositivo de vaporização primário em sua extremidade de entrada pode ocupar de 30% a 90% da área de seção transversal do duto de escapamento, como de 50% a 80%. O dispositivo de vaporização primário em sua extremidade de saída pode ocupar de 30% a 90% da área de seção transversal do duto de escapamento, como de 30% a 80%. Isso garante um fluxo de escapamento fora do dispositivo de vaporização primário que é suficiente para atrair o escoamento do dispositivo de vaporização.

[0061] Um elemento de vaporização secundário pode ser disposto a jusante do elemento de desacoplamento. O elemento de vaporização secundário fornece uma superfície secundária para evaporação de aditivo de escapamento. O elemento de vaporização secundário pode ser uma seção de duto de escapamento que é isolada a fim de manter temperaturas de evaporação máximas. O isolamento pode ser qualquer isolamento conhecido na técnica, como isolamento de lã de vidro. O elemento de vaporização secundário pode compreender uma dobra ou virada a fim de alterar a direção primária de fluxo de gases de escapamento. As grandes gotículas de aditivo arrastadas no fluxo de gás tenderão a colidir na parede interna do elemento de vaporização secundário curvado devido à sua inércia mais alta que as partículas de gás circundantes. O aditivo de escapamento pode, então, evaporar da superfície quente do elemento de vaporização secundário. O elemento de vaporização secundário não é, de preferência, um dispositivo de mistura, como dispositivos de mistura como conhecidos na técnica que têm uma tendência de aumentar a contrapressão de sistema de escapamento. A presente invenção será agora adicionalmente ilustrada com referência às figuras anexas.

[0062] A Figura 1 mostra esquematicamente uma vista lateral de um veículo 1 de acordo com uma modalidade da invenção. O veículo 1 inclui um motor de combustão 2, um turbocompressor 4 e um freio motor 6. Imediatamente a jusante do freio motor 6, um sistema de distribuição de aditivo de escapamento 8 é disposto. Um conduto de escapamento 10 conduz os gases de escapamento do sistema de distribuição de aditivo de escapamento 8 para um catalisador de SCR 12. O veículo 1 pode ser um veículo pesado, por exemplo, um caminhão ou um ônibus. O veículo 1 pode ser alternativamente um carro de passageiros. O veículo pode ser um veículo híbrido que compreende uma máquina elétrica (não mostrada) além do motor de combustão 2.

[0063] A Figura 2 mostra esquematicamente um sistema de distribuição de aditivo de escapamento 8 de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema de distribuição de aditivo de escapamento 8 é disposto imediatamente a jusante de um freio motor 6. O sistema de distribuição de aditivo de escapamento compreende um duto de escapamento 14, dentro do qual um elemento de vaporização primário 16 está disposto. O elemento de vaporização primário 16 é continuamente convergente ao longo do todo o seu comprimento. O elemento de vaporização primário 16 se projeta a partir da extremidade de saída do duto de escapamento 14 e se estende no volume interior de um elemento de desacoplamento 18 por uma distância d. Imediatamente a jusante do elemento de desacoplamento 18, um elemento de vaporização secundário 20 é disposto. Aqui, o elemento de vaporização secundário está na forma de um tubo isolado. Uma unidade de injeção de aditivo de escapamento 20 é disposta na parede superior do duto de escapamento 14. A unidade de injeção 20 é disposta para aspergir o aditivo de escapamento sobre a superfície interna do elemento de vaporização primário 16. O cone de aspersão 22 da unidade de injeção é descrito, juntamente com o eixo de injeção 24 da unidade de injeção e o eixo longitudinal central 26 do elemento de vaporização primário 16. O ângulo θ formado entre o eixo de injeção 24 da unidade de injeção e o eixo longitudinal central 26 do elemento de vaporização primário é mostrado. O elemento de vaporização primário 16 se estende em um comprimento L na direção longitudinal além do ponto em que o eixo de injeção 24 encontra a parede do elemento de vaporização primário 16.

[0064] A Figura 3 descreve esquematicamente os vários estágios de arrastamento e/ou vaporização do aditivo de escapamento.

As setas abertas descrevem o fluxo de gás de escapamento, enquanto as setas preenchidas descrevem um processo de arrastamento ou vaporização.

A unidade de injeção fornece uma aspersão de aditivo de escapamento, descrita aqui como um cone de aspersão 22, em direção à superfície interna do elemento de vaporização primário 16. O gás de escapamento a quente que passa através do interior do elemento de vaporização primário 16 arrasta e vaporiza a proporção do aditivo de escapamento antes de colidir no dispositivo de vaporização primário 16. Isso é descrito pela seta 28. O aditivo de escapamento não diretamente arrastado ou vaporizado pelo gás de escapamento colide na superfície interna do elemento de vaporização primário 16. As paredes do elemento de vaporização primário são aquecidas pelo gás de escapamento que passa através da lacuna entre o dispositivo de vaporização primário 16 e o duto de escapamento 14. Assim, uma proporção do aditivo de escapamento na parede do elemento de vaporização primário é evaporada, conforme descrito pela seta 30. O aditivo de escapamento restante se desloca ao longo da superfície do elemento de vaporização primário 16 até alcançar a extremidade de saída, onde escorre e é arrastado pelo gás de escapamento que flui através da lacuna entre o dispositivo de vaporização primário 16 e o duto de escapamento 14 (conforme descrito pela seta 32). O aditivo de escapamento arrastado é transportado para além do elemento de desacoplamento 18 sem entrar em contato com as paredes do elemento de desacoplamento, o que significa que pouco ou nenhum aditivo de escapamento é depositado na parede do elemento de desacoplamento 18. Por fim, as gotículas de aditivo de escapamento não completamente vaporizadas pelo ponto em que o fluxo de escapamento alcança o elemento de vaporização secundário 20 podem colidir na superfície interna do elemento de vaporização secundário 20, onde podem ser evaporadas pelos gases de escapamento quentes que passam, conforme descrito pela seta 34. Assim, o aditivo de escapamento pode ser vaporizado em vários estágios.

Isso resulta em um sistema de distribuição de aditivo de escapamento que é robusto, não causa uma queda de pressão excessiva, e pode operar de modo eficaz em uma ampla faixa de parâmetros de operação.

[0065] A Figura 4 descreve esquematicamente uma modalidade do sistema de distribuição de aditivo de escapamento 6 em que o elemento de vaporização primário 16 é não convergente, isto é, a área de seção transversal do elemento de vaporização primário é constante ao longo de todo o comprimento do elemento de vaporização.

[0066] A Figura 5 descreve esquematicamente uma modalidade do sistema de distribuição de aditivo de escapamento 6 em que o elemento de vaporização primário 16 tem seções de entrada e saída não convergentes e uma seção intermediária convergente. O elemento de vaporização primário 16 é fixado no lugar por suportes 36 que se deslocam a partir do duto de escapamento 14 para uma posição em proximidade à extremidade de entrada do dispositivo de vaporização primário 16.

[0067] A Figura 6 descreve esquematicamente uma modalidade da invenção semelhante àquela da Figura 5, com a diferença de que o elemento de vaporização primário 16 é diretamente fixado ao duto de escapamento 14 na borda a montante do elemento de vaporização primário 16 muito próximo do dispositivo de injeção 20. O elemento de vaporização primário 16 é fixado ao duto de escapamento 14 por um suporte integrado que pode ser soldado ao duto de escapamento 14 ou ligado por quaisquer outros meios conhecidos na técnica.

[0068] As Figuras 7a a 7d ilustram esquematicamente uma faixa de formatos de seção transversal que o elemento de vaporização primário 16 potencialmente pode ter. O elemento de vaporização primário 16 pode ser circular (Figura 7a); elíptico (Figura 7b); poligonal, como octogonal (Figura 7c); ou pode ser um círculo ou elipse em que as seções formadas por dois acordes paralelos, mas diametralmente opostos foram removidas (Figura 7d). Nota-se que nas Figuras 7b e 7d, as dimensões x e y da seção transversal não são iguais e que a dimensão y que é congruente em relação ao eixo de injeção 24 da unidade de injeção é a maior.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento para um sistema de escapamento de um motor de combustão interna (2), sendo que a disposição de distribuição de aditivo de escapamento compreende um elemento de duto de escapamento (14), uma unidade de injeção de aditivo de escapamento (20) e um elemento de vaporização primário (16); em que o elemento de vaporização primário (16) é um corpo tubular disposto no interior do elemento de duto de escapamento (14), tem um espaço predefinido entre uma superfície interna do elemento de duto de escapamento (14) e uma superfície externa do elemento de vaporização primário (16), e sobressai a partir do elemento de duto de escapamento (14) em uma extremidade de saída; e em que a unidade de injeção de aditivo de escapamento (20) é disposta para injetar o líquido de aditivo de escapamento a partir de um ponto na superfície interna do elemento de duto de escapamento (14) para uma superfície interna do elemento de vaporização primário (16); caracterizada pelo fato de que a unidade de injeção de aditivo de escapamento (20) é do tipo apenas líquido, e que o elemento de vaporização primário (16) tem um comprimento que é suficientemente curto para permitir que o líquido de aditivo de escapamento injetado escorra da extremidade de saída do elemento de vaporização primário (16).

2. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de vaporização primário (14) tem um comprimento de modo que o elemento de vaporização primário se estenda uma distância L de 10 mm a 300 mm em uma direção longitudinal além de um ponto no qual o eixo de injeção (24) da unidade de injeção de aditivo de escapamento encontra a superfície interna do elemento de vaporização primário (16).

3. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a extremidade de saída do elemento de vaporização primário (16) tem uma área de seção transversal menor que uma extremidade de entrada do elemento de vaporização primário, como menor que 90% da área de seção transversal de entrada, menor que 80% da área de seção transversal de entrada ou menor que 70% da área de seção transversal de entrada.

4. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o corpo tubular do elemento de vaporização primário (16) consiste em metal não poroso.

5. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a disposição de distribuição de aditivo de escapamento não compreende um dispositivo de mistura.

6. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que uma seção transversal do elemento de vaporização primário (14) em um plano perpendicular ao eixo longitudinalmente central do elemento de vaporização primário tem dimensões de seção transversal (x,y) que não são iguais e em que a dimensão (y) que é congruente ao eixo de injeção (24) da unidade de injeção (20) é a maior das dimensões de seção transversal.

7. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o elemento de vaporização primário (16) é fixo firmemente ao elemento de duto de escapamento (14) apenas na proximidade da unidade de entrada do elemento de vaporização primário.

8. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o elemento de vaporização primário (16) é disposto fixamente em relação ao elemento de duto de escapamento (14) por suportes (36) entre o elemento de duto de escapamento (14) e o elemento de vaporização primário (16), ou em que o elemento de vaporização primário (16) é fixo diretamente ao elemento de duto de escapamento (14) em uma borda a montante do elemento de vaporização primário (16).

9. Disposição de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a unidade de injeção de aditivo de escapamento (20) é disposta de modo que um ângulo agudo θ formado entre o eixo de injeção e um eixo central do elemento de vaporização primário é de 10° a 80°, como de 20° a 40°.

10. Sistema de distribuição de aditivo de escapamento (8) para um sistema de escapamento de um motor de combustão interna (2), sendo que o sistema de distribuição de aditivo de escapamento (8) compreende uma disposição de distribuição de aditivo de escapamento, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9 e em um elemento de desacoplamento (18), caracterizado pelo fato de que o elemento de desacoplamento (18) é disposto em uma extremidade de saída do elemento de duto de escapamento (14) de modo que a extremidade de saída do elemento de vaporização primário (16) se estenda em um volume interno do elemento de desacoplamento (18), e de modo que permaneça um espaço predefinido entre uma superfície interna do elemento de desacoplamento (18) e a superfície externa do elemento de vaporização primário (16).

11. Sistema de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o elemento de vaporização primário (16) se estende no máximo 60% ao longo de um comprimento (d) do elemento de desacoplamento (18) em uma direção longitudinal, como no máximo 50% ao longo de um comprimento do elemento de desacoplamento, ou no máximo 40% ao longo de um comprimento do elemento de desacoplamento.

12. Sistema de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado que compreende adicionalmente um elemento de vaporização secundário (20) disposto em uma extremidade de saída do elemento de desacoplamento (18).

13. Sistema de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o elemento de vaporização secundário (20) é um elemento de duto isolado que compreende uma curvatura disposta para redirecionar a direção média do fluxo de gás de escapamento.

14. Sistema de distribuição de aditivo de escapamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que o elemento de desacoplamento (18) é um elemento de fole ou um elemento de mangueira enrolada em fita.

15. Veículo (1) caracterizado pelo fato de que compreende uma disposição de distribuição de aditivo de escapamento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, ou um sistema de distribuição de aditivo de escapamento (8), conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores 10 a 14.