CN102165153A - 排气净化系统和借助反应物进行排气净化的方法 - Google Patents

排气净化系统和借助反应物进行排气净化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于净化发动机(3)的排气流(2)的系统(1)，所述系统至少具有排气管路(4)，在所述排气管路中设置一用于排气净化的元件(5)，所述元件具有第一端侧(6)和第二端侧(7)，其中排气流(2)能从所述第一端侧(6)向第二端侧(7)地流过所述元件(5)，在所述元件(5)下游设有一用于将反应物(9)添加到排气流(2)中的添加单元(8)，其中所述添加单元(8)与所述元件的第二端侧间隔一至多30mm的距离(10)，使得被输入的反应物的至少一部分到达所述元件的第二端侧。

Description

排气净化系统和借助反应物进行排气净化的方法
技术领域
本发明涉及用于净化发动机排气流的系统和方法，其中向排气净化元件的流出侧喷射反应物(反应剂)。
背景技术
对于现今常见的用于发动机、特别是柴油发动机的排气净化系统，在排气管路中设有排气净化元件，这些元件在正常工作时至少需要间歇性地被供给反应物。所述元件特别是包括SCR催化(转化)器，为该SCR催化器输入游离或结合形式的氨作为还原剂、例如尿素溶液，从而选择性地还原氮氧化物。此外，这种元件还包括氧化催化式排气净化元件，为该元件输入碳氢化合物(燃料)作为反应物以加热排气。在颗粒过滤器的炭黑热再生时或者为氮氧化物存储催化器的硫再生而加热排气流。
为了非常好地进行排气净化，希望在排气管路的截面中尽可能精细地雾化且尽可能均匀地分布反应物。
通过沿着与排气流动相反的方向添加反应物，由于反应物相对于排气流的较高的相对速度实现反应物更精细且更好的分布。这种效果附加地通过将反应物冲到排气净化元件的流出侧来支持，因为反应物的冲击液滴能另外被雾化或从该元件的表面直接气化(蒸发)到排气流中。
发明内容
因此本发明的目的是：至少部分地解决与现有技术相关的所述问题，特别是提出系统和方法，通过其能使反应物在排气流中尽可能均匀地分布，以便改善反应物的气化。
所述目的通过具有权利要求1的特征的装置以及根据权利要求4所述的方法来实现。本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中给出。需要指出的是，从属权利要求中单独给出的特征可用任何技术上有意义的方式彼此组合并得出本发明的另外的实施方式。另外，在说明书中对权利要求中给出的特征进行了更详细的描述和解释，说明书中提出了本发明的另外的优选实施方式。
在此，所述目的通过一种用于净化发动机的排气流的系统来实现，所述系统至少具有一排气管路，在所述排气管路中设有一用于排气净化的元件，所述元件具有第一端侧和第二端侧，其中排气流能从第一端侧向第二端侧地流过所述元件，在所述元件下游设有一用于将反应物添加到排气流中的添加单元，其中所述添加单元与所述元件的第二端侧间隔一至多30mm的距离，使得被输入的反应物的至少一部分到达所述元件的第二端侧。
用于排气净化的元件特别是理解成催化剂载体，该催化剂载体包括(特别是在中间层(Washcoat)中的)催化活性覆层，该覆层用于转化反应物和/或排气的至少一种组分。替代地或附加地，该元件还可以具有颗粒过滤器或颗粒捕集器的功能，以便降低排气流中的颗粒浓度。在此不仅可以涉及具有多个交替封闭的通道的封闭式颗粒过滤器，而且可以涉及所谓的旁流式过滤器，其中借助内部构造将一部分排气引入多孔介质中。催化剂载体和颗粒过滤器特别是都能设计成蜂窝体的形式，其中陶瓷体和/或金属体设计成具有多个能被流过的空腔。此外除至少部分具有一定结构的金属薄板外，金属蜂窝体还可以具有由细丝网(Feinstdraehten)(非织造织物)制成的层。
该元件具有第一端侧，该第一端侧在系统运行时面对排气流，从而排气通过排气管路经第一端侧流入元件中，通过该元件被引向元件的第二端侧。在流过该元件后，尤其实现排气流在排气管路的横截面上的均化，这种均化至少在该元件下游的短区域内继续，然后，此前特别是在蜂窝体中至少部分地彼此分开的各个流又在排气管路中汇合。仅在元件流出侧紧邻元件第二端侧的层流区域实现了所引入反应物的可复现、可调节的分布。这是由于，在该层流区域中几乎不会出现排气流的紊流，该紊流会引起所引入的反应物的涡漩进而出现排气流相对速度的局部波动。在层流区域外，以不均匀的、因而不能预先确定的方式影响所输入的反应物的流动性能，并且由于排气流的紊流而以不确定的方式使反应物转向。
出于这个原因，添加单元与该元件的第二端侧间隔至多30mm的距离、特别是至多20mm的距离、优选至多15mm的距离。在此，该距离定义为添加单元或喷嘴口沿主流动方向与元件的第二端侧的最远点的距离。
通过添加单元的这种特定的设计方案使反应物进入排气管路，该添加单元例如可具有持续打开的喷嘴或调节阀，其中能够专门根据此处的应用情况使喷嘴能匹配于尽可能恒定的流动条件，从而在所出现的运行条件下实现反应物与元件的所希望的均匀接触。特别是还能实现，没有(显著)量的所添加的反应物被喷到第二端侧外或(几乎)全部量都到达第二端侧。优选地，在机动车中特别是在系统的所有运行条件下，到达(第二端侧)的反应物份额为添加量的90％以上、甚至96％以上。
根据另一有利实施方案，第二端侧设计成球面，特别是设计成凹球面，从而通过与球面形第二端侧对置的添加单元使反应物能够均匀地分布在第二端侧的面上。在此，特别是该元件的第二端侧的球面设计指向添加单元的布置结构。
根据另一有利实施方案，第二端侧相对于排气管路设计成倾斜的，其中该倾斜布置特别是相对于添加单元设置成，使得所输入的反应物能均匀地分布在第二端侧的面上。该元件的第二端侧的这种倾斜布置在制造技术方面能简单实施，因此是优选使用的。
根据该系统的一改进方案，添加单元设置在排气管路直径外，特别是设置在排气管路的不(直接)被流过的局部区域中。该局部区域例如可以设计成锥形壳体，该壳体设置在排气管路的周面上，其中所述锥体朝向排气管路敞开并且添加单元设置在锥体的另一端部上。特别是，可附加地通过遮蔽板为该添加单元至少部分地遮避排气流。通过这样地将添加单元布置在排气流之外一方面实现了，添加单元不被排气流中所含的颗粒污染，由此至少部分不会被阻塞；另一方面，能在局部区域中均匀地形成反应物的喷射锥体，该喷射锥体被引入排气流的层流区域。
根据一种有利的实施方案，所述添加单元布置成与排气管路成一定角度，从而能逆排气流引入反应物并且使至少一部分待输入的反应物到达第二端侧。
此外有利地提出一种系统，其中该元件在第二端侧上具有接纳直径大于200μm的反应物液滴的能力。特别是在添加具有大于200μm(微米)的液滴直径的反应物时，用于排气净化的元件在第二端侧附近应局部地具有相应的接纳能力和/或存储能力、例如匹配的多孔性。因此，特别是考虑陶瓷载体、相应的多孔覆层(中间层)和/或具有多孔的金属非织造织物的部段。优选地，面的接纳能力和/或存储能力在于，其尺寸相当于在液滴体积加倍时的液滴直径。该理论也可以有利地独立于在此描述的系统/方法。
本发明另外涉及的、根据本发明的方法用于在发动机运行期间将反应物添加到排气管路中，其中添加单元设置在用于排气净化的元件下游并且在该元件的层流区域中，将预定量的反应物施加到该元件的第二端侧上。在此，该添加单元不必设置在该元件的层流区域内，该层流区域布置成仅存在于排气管路直径的范围内且与元件的第二端侧齐平。而该添加单元还可以定位成侧向地与该层流区域错开，使得添加单元的喷射锥体特别是形成在不(直接)被流过的局部区域中并且优选仅在该元件的层流区域中延伸。
根据该方法的一种改进方案，利用添加单元的非对称设计的喷嘴将反应物喷到该元件的第二端侧上。非对称设计的喷嘴产生相应的非对称的喷射锥体，其中在一垂直于喷射方向的面中存在反应物量不同的区域。由此实现了，特别是在将添加单元布置在排气管路直径外时，可以将单独确定的量的反应物提供给第二端侧的不同局部区域。
根据该方法的另一种有利的改进方案，添加单元设置在排气管路直径外，为该第二端侧的至少90％的面施加(反应物)。添加单元以下述方式相对第二端侧设置，即优选第二端侧的整个面被施加反应物。在此，第二端侧的面被定义为通过元件结构的端点张成的(可能是弯曲的面)。
根据该方法的一种特别有利的改进方案，以均匀的面加载为所述元件的第二端侧施加反应物。因此尤其是指，该元件的第二端侧的每个设置在添加单元的喷射锥体内的局部区域都被施加相同量的反应物。反应物的这种有利的分布使得反应物在排气流中均匀地转化，从而能最优地净化排气流。
根据该方法的另一种实施方式，被添加的反应物的至少90％与所述元件的第二端侧的表面接触。元件的第二端侧的面和元件本身内部的表面都定义为元件的表面。通过使被添加的反应物的至少90％与所述元件的第二端侧的表面接触，实现了反应物在排气流中尽可能精细的分布，由此改善了反应物的气化。
根据该方法的一种改进方案，被添加到排气管路中的反应物的液滴的尺寸不同。这例如表明，添加单元的喷嘴特别是能根据排气速度和反应物输入速度来产生不同尺寸的液滴。此外，通过添加单元的非对称设计的喷嘴，可在喷射锥体内形成尺寸不同的液滴，从而能根据排气流流过元件的流动条件、以尽可能相同的面施加将反应物引到元件的第二端侧上。从而特别是在添加单元的喷射锥体的区域中，指向元件的第二端侧的远端区域的液滴大于从添加单元至第二端侧仅需经过较短行程的液滴。
特别是应当根据排气速度、添加单元的角度和被输入的反应物的速度来选择液滴尺寸。优选地，(还/仅)产生具有大于200μm(微米)的直径的液滴，该液滴在排气速度约为20m/s至25m/s时还能到达元件的第二端侧的远端区域。这种方法还可以独立于系统和/或方法的前述设计方案来实现。在其它情况下也可以使用较小的液滴。
根据另一种实施方式，最大液滴与最小液滴之比至少为3比1。所产生的最小液滴优选被提供给第二端侧的如下的区域，所述区域仅与添加单元相距较小距离，而特别是具有至少200μm(微米)液滴直径的最大液滴被提供给第二端侧的远端区域。
根据另一种有利的实施方式，被添加到排气管路中的反应物的液滴速度不同。在此，到达该元件的第二端侧的远离添加单元的区域上的液滴应具有较高的液滴速度。特别是，各参数、即液滴尺寸和液滴速度应彼此协调并且必要时可以组合。
根据另一种有利的实施方式，液滴的最高速度与最低速度间的比例至少为3比1。
此外有利地可提出，能借助添加单元的添加压力来调节所述反应物的添加。因此，还可以匹配在反应物的输入管路中的压力(而不必改变用于喷嘴的(不同的)调节)。对此，例如可以由一泵调节出输送压力，由一压力调节阀在输入管路中调节出适合的、希望的添加压力，而由一阀将希望量的(液滴、速度)提供给排气管路。这种方法还可以独立于所述系统和/或方法的前述设计方案来实现。
根据本发明的系统和/或根据本发明的方法特别是用在机动车中并且必要时能彼此组合。
优选地，该系统或方法涉及液态尿素水溶液的添加，其中该元件至少在第二端侧的一个部段上具有水解覆层。
附图说明
下文将参照附图更详细地说明本发明及技术领域。需要指出的是，附图详细地示出本发明的特别优选的实施例变型，但是本发明并不局限于此。在附图中相同的附图标记用于相同的对象。其中示意性示出：
图1示出在机动车中的系统；
图2示出该系统的第一实施例；
图3示出在引入反应物的时刻该系统的第一设计方案；
图4示出具有球面形的第二端侧的系统的第二设计方案；和
图5示出具有倾斜的第二端侧的系统的第三设计方案。
具体实施方式
图1示出在机动车18中的系统1，其具有发动机3和被排气流2流过的排气管路4。在此，在排气管路4中设置一元件5，该元件具有设置在上游的第一端侧6和设置在下游的第二端侧7，以及设置在元件5下游的添加单元8。添加单元8通过输入管路25与泵23和储箱24连接。附加地输入管路25可以连接一压力调节阀22，从而必要时可以通过压力调节阀22而使得通过在输入管路25中的泵23提供的输送压力降低至一添加压力。然后在该添加压力下使反应物从输入管路25进入排气管路4。为此添加单元8设置有一可调节的阀，通过该阀在希望的时刻将希望剂量的还原剂输送到排气管路4中。
图2示出系统1，该系统具有设置在排气管路4中的元件5，其中排气流2流过具有第一端侧6的元件5，其中排气经过第一端侧6朝向第二端侧7流动。第二端侧7具有一面15，该面基本上相当于排气管路4的横截面。在元件5的下游，直至与元件5的第二端侧7相距一距离10处形成一层流区域12。在系统1工作期间总是存在的层流区域12内，能够以可复现的方式引入反应物，从而可实现反应物对面15的均匀的面加载。用于反应物的添加单元8与第二端侧7仅相距一较小的距离10，从而特别是使完全剂量的反应物穿过层流区域12到达元件5的第二端侧7。在此，具有喷嘴20的添加单元8设置在排气管路4的局部区域11内，该局部区域11定位在排气管路直径14外，特别是排气流2不流过该局部区域，因此，添加单元8一方面不被包含于排气流2中的颗粒污染或损坏，另一方面能实现可复现地、可确定地形成喷射锥体。
图3示出在排气管路4中的元件5，其中排气流2流过系统1的元件5，其中排气流经过第一端侧6流向第二端侧7。设置在元件5下游的、用于反应物9的添加单元8将喷射锥体13喷入排气管路4中，该喷射锥体13尽可能完全地覆盖元件5的面15。在此，在喷射锥体13内形成液滴17，至少与排气速度、第二端侧7的壁区域与添加单元8的距离以及添加单元8的角度19相关地对液滴17的尺寸和速度进行调节。
图4示出系统1连同元件5和第一端侧6，其中设置有相对于添加单元8构造成球面的第二端侧7，从而使反应物9能对第二端侧7尽可能恒定地面加载。添加单元8的喷射锥体13仅需以较小的程度非对称地匹配，以便对元件5的第二端侧7尽可能均匀地面加载。在此，反应物9不仅能到达第二端侧7的最外边界，而且还能至少部分地与元件5的表面16接触，使得利用反应物9润湿的表面16大于第二端侧7的端侧面15。距离10被定义为在添加单元8和第二端侧7之间的距离，其中距离10在层流区域12中沿排气流2的主流动方向测度。
图5示出系统1的另一特别有利的设计方案，其中元件5具有倾斜一倾斜角21的第二端侧7，由此添加单元8的喷射锥体13能对元件5的面15尽可能恒定地面加载。
附图标记列表
1     系统
2     排气流
3     发动机
4     排气管路
5     元件
6     第一端侧
7     第二端侧
8     添加单元
9     反应物
10    距离
11    局部区域
12    层流区域
13    喷射锥体
14    排气管路直径
15    面
16    表面
17    液滴
18    机动车
19    角度
20    喷嘴
21    倾斜角
22    压力调节阀
23    泵
24    储箱
25    输入管路

Claims (14)

1.一种用于净化发动机(3)排气流(2)的系统(1)，所述系统至少具有一排气管路(4)，在所述排气管路中设有一用于排气净化的元件(5)，所述元件具有第一端侧(6)和第二端侧(7)，其中所述排气流(2)能从所述第一端侧(6)向第二端侧(7)地流过所述元件(5)，在所述元件(5)下游设有一用于将反应物(9)添加到排气流(2)中的添加单元(8)，其中所述添加单元(8)与所述元件(5)的第二端侧(7)间隔一至多30mm的距离(10)，使得被输入的反应物(9)的至少一部分到达所述元件(5)的第二端侧(7)。
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述第二端侧(7)设计成球面。
3.根据权利要求1或2所述的系统(1)，其特征在于，所述添加单元(8)设置在排气管路直径(14)外。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述元件(5)在第二端侧(7)上具有接纳所述反应物(9)的直径大于200μm的液滴(17)的能力。
5.一种用于在发动机(3)运行期间将反应物(9)添加到排气管路(4)中的方法，其中在用于排气净化的元件(5)下游并且在所述元件(5)的层流区域(12)中设有添加单元(8)，将预定量的反应物(9)提供给所述元件(5)的第二端侧(7)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述添加单元(8)的非对称设计的喷嘴(20)将所述反应物(9)喷射到所述元件(5)的第二端侧(7)上。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述添加单元(8)设置在排气管路直径(14)外，所述第二端侧(7)的至少90％的面(15)被施加所述反应物(9)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，以均匀的面加载为所述元件(5)的第二端侧(7)施加所述反应物(9)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，被添加的反应物(9)的至少90％与所述元件(5)的第二端侧(7)的表面(16)接触。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其特征在于，被添加到排气管路(4)中的反应物(9)的液滴(17)的尺寸不同。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，最大的液滴(17)与最小的液滴(17)间的比例至少为3比1。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的方法，其特征在于，被添加到排气管路(4)中的反应物(9)的液滴(17)的速度不同。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，最高的速度与最低的速度间的比例至少为3比1。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的方法，其特征在于，借助通向添加单元(8)的添加压力来调节所述反应物(9)的添加。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010025880A1 (de) 2010-07-02 2012-01-05 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasbehandlungsvorrichtung
JP2013036332A (ja) * 2011-08-03 2013-02-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
DE102012216923B4 (de) * 2012-09-20 2016-01-28 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug
EP2917522B1 (en) * 2012-11-07 2018-09-26 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system
DE102013101461A1 (de) 2013-02-14 2014-08-14 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasleitungsabschnitt zur Zufuhr von flüssigem Additiv
US20150361842A1 (en) * 2014-06-11 2015-12-17 Homayoun Ahari Exhaust system for a vehicle
DE102015212485B4 (de) 2015-07-03 2018-06-14 Ford Global Technologies, Llc Abgastrakt mit gegen eine Strömungsrichtung spritzende Dosiereinrichtung, Verfahren zum Betrieb eines Abgastraktes sowie Fahrzeug mit Abgastrakt
US11585253B2 (en) 2015-08-07 2023-02-21 Cummins Emission Solutions Inc. Converging liquid reductant injector nozzle in selective catalytic reduction systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1664322A (zh) * 2004-03-03 2005-09-07 三菱扶桑卡客车株式会社 排气净化装置
US20070035832A1 (en) * 2004-02-02 2007-02-15 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust emission purifying apparatus for internal combustion engine
EP1890016A2 (de) * 2006-08-18 2008-02-20 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH Verfahren zur Zugabe mindestens eines Reaktanden zu einem Abgasstrom und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Abgasstroms einer Verbrennungskraftmaschine
DE102006051788A1 (de) * 2006-11-03 2008-05-08 Daimler Ag Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors
DE102006059507A1 (de) * 2006-12-14 2008-06-19 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage mit Injektor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19919426C1 (de) * 1999-04-28 2000-03-30 Siemens Ag Ventilaufnahmevorrichtung für ein Dosierventil einer Abgasnachbehandlungsanlage
WO2001042630A2 (en) * 1999-12-09 2001-06-14 Eminox Limited Apparatus for treating a gas system
JP4720054B2 (ja) * 2001-09-11 2011-07-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4254721B2 (ja) * 2005-02-04 2009-04-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2007032472A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Hitachi Ltd 尿素水を用いた排気処理装置
JP2008038818A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Toyota Motor Corp 燃料添加装置
JP4706631B2 (ja) * 2006-12-20 2011-06-22 株式会社デンソー 排気浄化装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070035832A1 (en) * 2004-02-02 2007-02-15 Nissan Diesel Motor Co., Ltd. Exhaust emission purifying apparatus for internal combustion engine
CN1664322A (zh) * 2004-03-03 2005-09-07 三菱扶桑卡客车株式会社 排气净化装置
EP1890016A2 (de) * 2006-08-18 2008-02-20 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH Verfahren zur Zugabe mindestens eines Reaktanden zu einem Abgasstrom und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Abgasstroms einer Verbrennungskraftmaschine
DE102006051788A1 (de) * 2006-11-03 2008-05-08 Daimler Ag Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors
DE102006059507A1 (de) * 2006-12-14 2008-06-19 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage mit Injektor

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