CN105604652A - 用于运行用于内燃机废气后处理的设备的方法以及相应的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行用于内燃机废气后处理的设备的方法以及相应的设备，该设备具有引导废气流的混合管7和使还原剂在一后处理装置的上游计量进料到所述混合管7中的喷射器11，并且其中，该设备具有废气混合装置。根据本发明提供一种用于运行用于内燃机废气后处理的设备的方法，该方法在该设备的简单结构的情况下比已知方法更有效率地工作。这由此达到：所述废气混合装置引起废气流10的旋流，并且，还原剂从喷射器11在喷射器射流轴线上这样计量到混合管7中，使得调节出一个围绕喷射器射流轴线并且进入到混合管7中的废气流动。根据本发明的方法步骤的组合可实现所述用于废气后处理的设备在整个系统稳健运行时的有效率的运行。

Description

用于运行用于内燃机废气后处理的设备的方法以及相应的设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行用于内燃机废气后处理的设备的方法，该装置具有引导废气流的混合管和使还原剂在一后处理装置的上游计量进料到所述混合管中的喷射器，并且其中，该设备具有废气混合装置。此外，本发明涉及一种相应的用于内燃机废气后处理的设备。
本发明涉及内燃机废气后处理技术领域。当燃料在供入燃烧空气的情况下而在内燃机中燃烧时产生废气，废气在离开废气系前必须被清洁，以满足例如构造为自点火内燃机并且以柴油运行的内燃机在环境兼容性方面的要求。在该环节已知一系统，其中，还原剂被引入到废气中，该还原剂在随后的催化器中引起希望的化学反应。
背景技术
由DE10060808Al已知这类设备。所述设备具有用于选择性催化还原的SCR催化器，该SCR催化器安装在内燃机的废气管道中。为了能够实施选择性催化还原，在SCR催化器上游将还原剂引入到废气中。为了达到还原剂与废气流的混匀，在用于引入还原剂的喷射器的更上游在废气管道中使用废气混合装置，该废气混合装置安装在自身的壳体中。该废气混合装置具有引导叶片，它们使废气从主流动方向偏转并且引起流动气体与在废气混合装置后面引入到废气管道中的还原剂混合。
由WO2011/073240Al已知另一种设备和另一运行这种设备的方法。在该设备中，废气管道具有一个端面侧的端部，喷射器安装在该端部中。在该喷射器的侧面，用于废气的供入管道通到废气管道中。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于运行用于内燃机废气后处理的设备的方法，该方法在该设备的简单结构的情况下比已知方法更有效率。此外，应提供一种相应的设备。
该任务这样解决：废气混合装置引起废气的旋流，并且，由喷射器使还原剂在喷射器射流轴线上这样计量到混合管中，使得调节一个围绕喷射器射流轴线并且进入到混合管中的均匀的废气流动。均匀在上下文中表示，废气均一地进入到混合管中，并且不像在传统弓形计量装置(Bogendosierungen)中普遍的那样与运行点有关地压到混合管的壁上。通过所述均匀性阻止：在出现在混合管壁上时，还原剂的面负载显著地最小化。其结果是，根据本发明的方法步骤的组合能够实现用于废气后处理的设备在整个系统稳健运行时的有效率的运行。此外，以相应方法和相应设备实现了一个针对可能的沉积物构成而言稳健的系统，该系统的特征还在于在宽的特性曲线场上的高均布。
在本发明的扩展构型中，喷射器射流轴线与旋流中轴线重合。在此，术语“重合”表示喷射器射流轴线至少很大程度上跟随涡流中轴线。为了具体构型，在后续从属权利要求中还说明另外的特征，这些特征在必要时不同的前提下能够被有利地单个实现。在将所述方法特征付诸实施时，在喷射器射流轴线和旋流中轴线之间可以出现可容忍的小偏差，但是其中即使在小偏差的情况下，还原剂的面负载在出现在混合管壁上时也显著地最小化。其结果是，还原剂在混合管中在中心传播。由此，保证在一个宽的特性曲线场中的较可靠运行。此外，由此至少在很大程度上压制还原剂在混合管壁上形成沉积。
在本发明的另一构型中，喷射器完全被废气流环流并且废气流与计量进料的还原剂共同到达混合管中。由此代表用于稳健运行的基本前提。
在本发明的另一构型中，在还原剂的计量进料前进行废气流的旋流。在还原剂计量进料之前的这种废气流旋流优选由涡轮叶片引起。但是，替代地，也可在还原剂的计量进料后进行废气流的旋流。废气流的这种旋流优选由一混合器引起。
相应于该方法构成的设备设置：废气混合装置是用于使废气流围绕旋流中轴线旋流的旋流产生装置，喷射器布置在混合管的入口侧，并且，该设备具有用于产生围绕喷射器射流轴线并且进入到混合管中的废气流动的器件。根据前面对“均匀”所下的定义，废气流动优选是均匀的废气流动。这种特征组合说明了一种针对沉积物构成稳健的、包含所述设备的废气设备，该废气设备的特征还在于在一个宽的特性曲线场上的高均布。
在本发明的扩展构型中，所述喷射器布置和固定在罐形转向装置的一端面壁上。这代表用于喷射器的、简单的固定可能性，此外，在下文中说明的喷射器关于混合管中轴线和旋流中轴线的不同取向能通过这种固定可能性来简单地付诸实施。
在另一构型中，喷射器射流轴线、旋流中轴线和混合管中轴线重合地布置。在此，喷射器在中心处伸到具有涡轮叶片的旋流产生装置中，并且，混合管的混合管中轴线z同时是由旋流装置产生的旋流的旋流中轴线。喷射器使还原剂在喷射器射流轴线上准确地沿混合管中轴线z的方向喷射并且由此也在旋流中轴线的方向上喷射。这是理想构型，在该构型中，废气均匀地进入到混合管中，并且，在该构型中，喷射器的喷射器射流沿着处于混合管中心的旋流中轴线传播穿过混合管。喷射器射流一般也可分为一定数量的子射流，它们以围绕中央的喷射器射流轴线分布的方式来布置。
在另一构型中，旋流中轴线相对于混合管中轴线z以角度γ倾斜，并且，喷射器射流轴线以倾斜角α相对于混合管中轴线以倾斜角α倾斜，并且，适用0<α<γ。同时，混合管中轴线z'与一轴线z重合，该轴线平行于颗粒过滤器和SCR催化器的中轴线并且垂直于所述罐形转向装置的端面壁布置。在此，喷射器偏心地或在中心地布置在端面壁上，但是尤其以角度α相对于混合管中轴线z倾斜地布置。在该构型中考虑了如下情况：当喷射器不均同地被废气流环流时，旋流中轴线与混合管中轴线是不同的。即，废气流的围绕喷射器流动并且可以说从上方进入到混合管中的量与可以说从下方(即直接来自在混合管前连接的颗粒过滤器)进入到混合管中的量相比常常较少。因此，旋流中轴线以角度γ稍微朝上移动或偏斜。其结果是，旋流中轴线和混合管中轴线是不同的。为了补偿这个角度γ，喷射器以倾斜角α倾斜，其中，0<α<γ。用于这两个角度的典型值是0.5°到15°，优选0.5°到5°。这些角度在必要时也可以是负的，即，当废气流在进入到混合管之前的转向室或罐形转向装置之前以某一方式被转向时。
另一构型设置：所述旋流中轴线相对于混合管中轴线移动并且喷射器射流轴线相对于混合管中轴线移动。该构型考虑了如下情况：例如由于结构技术上的原因可以出现，混合管中轴线z'相对于轴线z移动或偏斜，轴线z平行于颗粒过滤器和SCR催化器的中轴线并且垂直于转向罐的端面壁布置。因此，在该实施方式中，轴线z的取向与混合管中轴线z'不同。在此，典型的角度处于0.5°到20°的范围内。因为在此也类似于前述构型，废气流优选从下(即直接来自颗粒过滤器)流入到混合管中，所以旋流中轴线在此也朝上移动。旋流中轴线和混合管中轴线z'可以但是不必相同地取向。这意味着，喷射器以错位量V偏心地并且以倾斜角α'相对于z轴倾斜地布置在转向罐的端面壁上。
最后，在另一构型中设置：旋流产生装置由涡轮叶片或混合器构成。尤其，通过使用涡轮叶片保证了废气流的干净的旋流。
概括来说，根据本发明的用于运行废气后处理的设备的方法和相应的设备确保：进行在中心处的还原剂计量进料，确保围绕喷射器并且进入到混合管中的废气流动，并且，进行废气流的旋流(可以是：在还原剂计量进料后通过混合管中的混合器或在还原剂计量进料前通过涡轮叶片但是或者在必要时也通过它们的组合)，并且，废气质量分布中的可能的不均匀性通过前述这些措施来补偿。由此，提供了一个系统，该系统能够实现具有无空气的还原剂计量进料的稳健运行。该系统非常适合于满足目前的和未来的排放等级规定。
附图说明
本发明的另外的有利构型由附图说明得知，在附图说明中详细说明了附图中示出的实施例。
附图示出：
图1根据本发明构造的、用于内燃机废气后处理的设备的示意性纵截面；
图2图1在第一实施方式中的细节图；
图3图1在第二实施方式中的细节图；
图4图1在第三实施方式中的细节图；
图5布置在罐形的转向装置上的旋流装置的横截面；
图6用于内燃机废气后处理的设备的部分地示出的第二实施例的示意性纵截面；
图7根据图6的设备的混合器的立体细节图；
图8根据图5的混合器的俯视图。
具体实施方式
图1示出用于内燃机废气后处理的设备的系统布置。内燃机(该内燃机例如是自点火的、以柴油运行的内燃机)通过一例如构造为共轨喷射系统的喷射系统由油箱被供入燃料，燃料被喷射到内燃机的燃烧室中。同时，燃烧空气通过充气管路被供入到燃烧室中并且被压缩。在内燃机运行时，燃料与燃烧空气燃烧产生工作功率，并且，燃烧过的废气被排到废气装置的废气管道2中。废气管道2通到壳体1中，其中，壳体1接收用于废气后处理的设备的重要部件并且例如由金属材料、例如板材制造。在下文中详细说明壳体1与用于废气或者说废气流的后处理的部件。
从内燃机通过废气管道2引导的废气流10在壳体1的入口侧到达柴油氧化催化器(DOC)12中并且随后流动经过颗粒过滤器5。然后，废气流10到达转向部6，该转向部在该实施例中具有罐形的转向装置4和旋流产生装置8。在该实施例中，旋流产生装置8由涡轮叶片9构成，所述涡轮叶片可集成到转向装置4中或可构成转向装置4。在旋流产生装置8中使废气流10旋流并且引导废气流围绕喷射器11，该喷射器优选布置在旋流产生装置8的下游，并且其中，基本上仅一个用于喷射器11的还原剂供入管道穿过旋流产生装置8伸出。但是，喷射器11也可以至少部分地穿过旋流产生装置8伸出。重要的是，喷射器11完全被废气流10环流。在随后的混合管7中进行废气流10与通过喷射器11计量进料的还原剂的密切混匀。此外，在此通过根据本发明的构型保证：在混合管7的壁上不发生还原剂的沉积构成。在混合管7的出口侧，废气流10与被计量进料并且经混合的还原剂在必要时通过另一转向部到达一催化器、尤其SCR催化器3中。在废气流10被排导到环境中或用于废气后处理的其他装置中之前，在SCR催化器3中进行选择催化还原。
罐形的转向装置4优选可以为由板材制造的深拉件，其固定在转向部6上。罐形的转向装置4承载或者包含旋流产生装置8。混合管7优选与转向装置4和/或SCR催化器3之前的又一转向部连接。喷射器11优选固定在转向装置4的端面壁22上。
旋流产生装置8具有一定数量的涡轮叶片9(也见图5)。例如12个的涡轮叶片9(图5)相对于废气的流动方向以例如45°的角度取向并且引起流动穿过混合管7的废气流10的旋流。
喷射器11在中心处穿过旋流产生装置8伸出或者在必要时完全或部分地布置在旋流产生装置8的下游。还原剂(其例如为含水的尿素溶液)通过喷射器11喷射到经旋流加载的废气流10中。喷射器11在没有空气辅助(Luftunterstuetzung)的情况下(如所示)工作并且因此相对于被空气辅助的喷射器11而言特别简单地构成。但是，喷射器11在原则上也可以是空气辅助的，其中，该喷射器则通过第一入口供入还原剂并且通过第二入口供入尤其压力空气。重要的是，在还原剂计量进料前进行废气流10的旋流产生。
图2示出第一实施方式的图1局部放大图，其中喷射器11布置在罐形转向装置4的端面壁22中心处、在混合管7的入口中。在此，喷射器11在中心处伸入到具有涡轮叶片9的旋流产生装置8中，并且，混合管7的混合管中轴线z同时是由旋流装置8产生的旋流的旋流中轴线。喷射器11使还原剂在喷射器射流轴线上准确地在混合管中轴线z的方向上并且由此也在混合管中轴线的方向上喷射。这是理想化的构型，在该构型中，喷射器11的喷射器射流沿着旋流的废气流10传播穿过混合管7。喷射器射流一般也可分成一定数量的子射流，它们以围绕中央的喷射器射流轴线分布的方式布置。
图3示出第二实施方式的图1局部放大图，其中，喷射器11在此偏心地或在中心处地布置在端面壁22上，但是尤其相对于混合管中轴线z以角度α倾斜地布置，该混合管中轴线同时平行于颗粒过滤器5和SCR催化器3的中轴线并且垂直于转向罐的端面壁22布置。在该构型中考虑到了如下情况：当喷射器被废气流10不均同地环流时，旋流中轴线与混合管中轴线是不同的。即，废气流10的围绕喷射器11流动并且可以说从上方进入到混合管7中的量与可以说从下方进入混合管7中的量相比而言常常较少。由此，旋流中轴线以角度γ轻微朝上移动或偏斜。其结果是，旋流中轴线和混合管中轴线是不同的。为了补偿该角度γ，喷射器11并且因此喷射器射流轴线也相对于混合管中轴线z以倾斜角α倾斜，其中，0<α<γ。
这两个角度的典型值是从0.5°到15°，优选从0.5°到5°。这些角度在必要时也可以是负的，即，当废气流10在进入到混合管7之前的转向室6或罐形的转向装置4中之前以某一方式被转向时。
图4示出在第三实施例中的图1局部放大图，并且考虑到了如下情况：例如由于结构技术上的原因可以出现，混合管中轴线z'相对于轴线z移动或者尤其偏斜，该轴线z平行于颗粒过滤器5和SCR催化器3的中轴线并且垂直于转向罐的端面壁22布置。因此，在该实施方式中，z轴的取向与混合管中轴线z'不同。在此，典型的角度处于从0.5°到20°的范围内。因为废气流10在此也类似于图3优选从下方流入到混合管7中，所以旋流中轴线在此也可以朝上移动。旋流中轴线和混合管中轴线z'可以但是不必相同地取向。在图4的表示中，旋流中轴线和混合管中轴线z'相同地取向。这表示：喷射器11以错位量V偏心，并且因此，喷射器射流轴线相对于z轴以倾斜角α'倾斜地布置在转向罐的端面壁22上。
图5示出旋流产生装置8与相对于该旋流产生装置布置在中心处的喷射器11的横截面，该旋流产生装置布置在转向装置4上并且在该实施例中具有12个涡轮叶片9。
图6以简图示出用于废气后处理的设备的另一个实施例。该设备原则上具有相同的系统部件，它们已在图1到5中绘出。以此为出发点，在下文中尤其详细说明结构上的区别。
在此，废气流10也到达转向部6，喷射器11布置在该转向部中并且以合适的方式固定。转向部6与混合管7连接，其中，在该实施例中，旋流产生装置8在混合管7的入口侧布置在喷射器11的下游。在该实施例中，喷射器11也这样布置，使得还原剂在中心处计量进料到混合管7中，形成围绕喷射器11进入混合管7中的废气流动并且该废气流10的通过旋流产生装置8引起的旋流被提供到混合管7中。旋流产生装置8在该实施例中通过一个在后续附图中还会详细说明的混合器13构成。旋流产生装置8以合适的方式固定在所述设备中，其中，所述设备可以具有固定装置14，旋流产生装置8固定在该固定装置上。在示出的该实施例中，固定装置14由套管15构成，该套管能在混合管7的入口侧安装在混合管7上。为此，混合管7例如可以被分开，并且，套管15能插套到混合管7的相应端部上并且能借助管箍16固定。但是，固定装置14也可以是一个保持件，它例如布置或固定在转向部6上并且能够实现旋流产生装置8的呈涡轮叶片9或混合器13形式的选择式或组合式结构。
图7以立体图示出呈混合器13形式的旋流产生装置8。该旋流产生装置8具有管元件17，管元件承载混合器13。混合器13通过九个与管元件17一体地构造并且径向向内指向的空气引导元件18构成，这些空气引导元件均匀分布地布置在管元件17的圆周上。在此，空气引导元件18翼形地构造并且分别具有两个对置的侧棱边19a、19b，它们在对应的空气引导元件18的自由端部上通过端部棱边20相互连接。在此，每个空气引导元件18的两个侧棱边19a、19b具有与相互平行地延伸的走向不同的走向，从而这些空气引导元件18分别扭转。在此这样设置，空气引导元件沿着它们的纵轴线扭转，所述纵轴线至少基本关于管元件17径向取向。
为此，空气引导元件18的在径向上处于外部的纵向区段21a与在径向上处于内部的纵向区段21b相比相对于管元件17的管纵轴线不那么强地倾斜地取向。尤其设置：对应的空气引导元件18的处于外部的纵向区段21a构造成相对于管纵轴线成例如45°的角度，而在径向上处于内部的纵向区段21b相对于管纵轴线以例如55°倾斜地取向。此外设置：对应的空气引导元件18的侧棱边19a、19b不同长地构造，从而空气引导元件18向管元件17的中心成尖地延伸。在此，侧棱边19b在此例中比侧棱边19a构造得短，从而端部棱边20关于较长的侧棱边19a基本楔形地延伸，尤其如在图8中示出的俯视图中可见的那样。在此，端部棱边20可以如此例中示出的那样具有直的走向，但是或者也可以设置有折弯部或弯曲部。
在此，这些空气引导元件18的较长的侧棱边19a这样构造，使得这些指向内部的空气引导元件18在它们的端部棱边20上相互隔开间距地布置，从而在这些空气引导元件18之间产生自由直径Df，该自由直径在该实施例中例如总计32.5mm，并且由此约为管元件17的例如97.6mm宽的内直径的三分之一。在该实施例中，这些空气引导元件18分别具有约210mm2的面积。由此，提供管元件17的总横截面约75％的自由面积，废气流10能流动经过该自由面积，从而大部分还原剂可不与这些空气引导元件18直接接触地流动经过混合管7。
通过该构型达到，混合管7的可以被还原剂润湿并且可以导致沉积物的面积显著地被最小化，而废气流10的均布或者混合不会由此受损害。该优点通常也通过根据图1说明的实施方式达到。通过空气引导元件18的扭转在废气流10中产生旋流，该旋流也保证还原剂与废气流10在旋流产生装置8的下游混合到混合管7中，从而在在此未示出的柴油氧化催化器12中准备好了用于产生化学反应的有利混合。该实施方式如前面根据图1说明的实施方式那样也能够实现用于废气后处理的设备的稳健的、沉积物最少化的、具有还原剂在废气流10中的高的均匀分布的运行。此外，由此达到：除了空气辅助的喷射器系统外也可使用示出的无空气的喷射器11，因为通过旋流产生装置8的有利构造避免了混合管7中的沉积物。
最后要指出：在本发明的范围内，所述设备的任何在这些附图中示出的细节都可相互组合。

Claims (12)

1.用于运行一用于内燃机废气后处理的设备的方法，所述设备具有引导废气流的混合管(7)和使还原剂在一后处理装置的上游计量进料到所述混合管(7)中的喷射器(11)，并且其中，所述设备具有废气混合装置，
其特征在于，所述废气混合装置引起所述废气流围绕旋流中轴线旋流，并且，所述还原剂由所述喷射器(11)在喷射器射流轴线上这样计量到所述混合管(7)中，使得调节出一围绕所述喷射器射流轴线并且进入到所述混合管(7)中的均匀的废气流动。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述喷射器射流轴线与所述旋流中轴线重合。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述喷射器(11)完全被所述废气流环流。
4.如前述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，在所述还原剂计量进料之前进行所述废气流的旋流，并且，所述旋流由涡轮叶片(9)引起。
5.如权利要求1到3之一所述的方法，
其特征在于，在所述还原剂计量进料之后进行所述废气流的旋流，并且，所述旋流由一混合器(13)引起。
6.用于内燃机的废气后处理的设备，其具有引导废气流的混合管(7)和使还原剂在一后处理装置的上游计量进料到所述混合管(7)中的喷射器(11)，并且其中，所述设备具有废气混合装置，
其特征在于，所述废气混合装置是用于使所述废气流围绕旋流中轴线旋流的旋流产生装置(8)，所述喷射器(11)布置在所述混合管(7)的入口侧，并且，所述设备具有用于产生一围绕所述喷射器(11)的喷射器射流轴线并且进入到所述混合管(7)中的废气流动的器件。
7.如权利要求6所述的设备，
其特征在于，所述喷射器布置在罐形的转向装置(4)的端面壁(22)上。
8.如权利要求6或7所述的设备，
其特征在于，所述喷射器射流轴线、旋流中轴线和所述混合管(7)的混合管中轴线重合地布置。
9.如权利要求6或7所述的设备，
其特征在于，所述旋流中轴线以角度γ相对于所述混合管中轴线倾斜，并且，所述喷射器射流轴线以倾斜角α相对于所述混合管中轴线倾斜，并且，0<α<γ。
10.如权利要求6到9之一所述的设备，
其特征在于，所述旋流中轴线相对于所述混合管中轴线移动并且所述喷射器射流轴线相对于所述混合管中轴线移动。
11.如权利要求6到10之一所述的设备，
其特征在于，所述旋流产生装置(8)由涡轮叶片(9)构成。
12.如权利要求6到10之一所述的设备，
其特征在于，所述旋流产生装置(8)由混合器(13)构成。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112771258A (zh) * 2018-09-28 2021-05-07 曼卡车和巴士欧洲股份公司 用于把液态还原剂混入内燃机废气中的装置和机动车
WO2022198778A1 (zh) * 2021-03-24 2022-09-29 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种用于sdpf的紧耦合式尿素碳烟双效混合装置
US11560831B2 (en) 2018-02-28 2023-01-24 Tenneco Gmbh Low-pressure EGR system with turbo bypass

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017216993B3 (de) 2017-09-26 2019-02-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mischeinrichtung
PT3852912T (pt) * 2018-09-20 2022-11-25 Noram Eng And Constructors Ltd Dispositivo de mistura de fluidos

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102191975A (zh) * 2010-03-02 2011-09-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于排气后处理的气体/液体混合装置
DE102010056314A1 (de) * 2010-12-27 2012-06-28 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Verteilen von Fluiden in Abgasanlagen
US20130170973A1 (en) * 2009-12-18 2013-07-04 Renault Trucks Mixing system for an exhaust gases after-treatment arrangement
CN103585886A (zh) * 2012-05-24 2014-02-19 戴科有限公司 氮氧化物去除装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10060808B4 (de) 2000-12-07 2004-12-02 Robert Bosch Gmbh Abgasreinigungsanlage
ES2434865T3 (es) 2009-12-16 2013-12-17 Iveco Motorenforschung Ag Procedimiento para dosificar un agente reductor a base de urea en una corriente de escape de gas.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130170973A1 (en) * 2009-12-18 2013-07-04 Renault Trucks Mixing system for an exhaust gases after-treatment arrangement
CN102191975A (zh) * 2010-03-02 2011-09-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于排气后处理的气体/液体混合装置
DE102010056314A1 (de) * 2010-12-27 2012-06-28 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Verteilen von Fluiden in Abgasanlagen
CN103585886A (zh) * 2012-05-24 2014-02-19 戴科有限公司 氮氧化物去除装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11560831B2 (en) 2018-02-28 2023-01-24 Tenneco Gmbh Low-pressure EGR system with turbo bypass
CN112771258A (zh) * 2018-09-28 2021-05-07 曼卡车和巴士欧洲股份公司 用于把液态还原剂混入内燃机废气中的装置和机动车
CN112771258B (zh) * 2018-09-28 2023-04-04 曼卡车和巴士欧洲股份公司 用于把液态还原剂混入内燃机废气中的装置和机动车
WO2022198778A1 (zh) * 2021-03-24 2022-09-29 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种用于sdpf的紧耦合式尿素碳烟双效混合装置

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