CN110382829B - 尾气处理装置、排气管路和相应的制造方法 - Google Patents

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Abstract

尾气处理装置具有：至少一个净化部件(3，85)，其具有尾气净化基体(11，87)；热交换器(5)，其轴向位于基体(11，87)的一轴向端部之外；主体(29)；阀(7)，其具有阀瓣(31)，阀瓣布置在主体(29)的内部容积中。交换器入口(25)和交换器出口(27)通到内部容积中。主体(29)体积的至少45％处在位于净化基体(11，87)的轴向延伸部分的假想空间(E)中。主体(29)至少具有第一孔(39)和第二孔(41)，所述第一孔与净化部件出口(20)流体连通，所述第二孔限定用于尾气的出口。

Description

尾气处理装置、排气管路和相应的制造方法
技术领域
本发明一般性地涉及尾气处理装置。
更准确的说，根据第一方面，本发明涉及一种车辆尾气处理装置，其具有：
-至少一个尾气净化部件，所述尾气净化部件具有外壳、容置在外壳中的尾气净化基体，尾气净化基体具有中央轴线，所述外壳或者至少一个所述外壳具有尾气净化部件出口；
-热交换器，热交换器具有尾气流通侧，尾气流通侧设有用于尾气的交换器入口和用于尾气的交换器出口，热交换器轴向位于所述尾气净化部件的尾气净化基体的一轴向端部之外；
-主体，主体限定内部容积；
-阀，阀具有阀瓣，阀瓣布置在主体的内部容积中，能相对于主体活动。
背景技术
文献EP2955362提出一个这种装置。净化部件在下游侧由壳罩封闭，壳罩中布置有两个尾气出口。出口之一通到阀体中，另一出口通到热交换器中。
这种布置可使尾气处理装置结构非常紧凑。相反的是，寄生损耗却非常高。由此明白的是甚至当阀处于短接位置、将尾气引导到避绕过热交换器的通过路径中时，在热交换器中的尾气运动仍然很大。
发明内容
在该背景下，本发明旨在提出一种结构紧凑、寄生损耗减少的尾气处理装置。
为此，本发明涉及前述类型的尾气处理装置，其特征在于：
-交换器入口和交换器出口通到内部容积中；
-主体体积的至少45％、优选至少55％处在位于尾气净化基体的轴向延伸部分的假想空间中，对于所述尾气净化部件来说，假想空间具有柱体，柱体同轴于所述尾气净化部件的尾气净化基体的中央轴线，柱体的直截面垂直于所述中央轴线并与所述尾气净化部件的尾气净化基体在垂直于中央轴线的平面上的正投影相同；
-主体至少具有第一孔和第二孔，所述第一孔与尾气净化部件出口流体连通，所述第二孔限定用于尾气的出口。
因此，热交换器仅通过主体被供给尾气。净化部件出口与热交换器的尾气入口之间不再直接连通。
处理装置还可具有单独考虑或者根据所有技术上可能的组合考虑的以下一个或多个特征：
-第一孔和交换器入口在相互间形成30°至120°之间的角的各自平面上延伸；
-阀瓣能至少在短接位置与热交换位置之间移动，在短接位置，阀瓣释出尾气从第一孔直至第二孔而不经过热交换器的直接通道，在热交换位置，阀瓣关闭开口，切断直接通道，所述车辆尾气处理装置具有导流件，导流件限定尾气从第一孔向开口、优选直至开口的流道；
-第一孔和开口在相互间形成30°至120°之间的角的各自平面上延伸；
-开口由周边边缘限定，导流件具有下游端部，下游端部限定下游开口，尾气由下游开口从流道排出，下游端部与开口的周边边缘由空隙分开；
-所述下游端部在包含开口的平面上的投影处在开口内，所述投影沿着与第一孔所处的平面平行的方向，所述方向包含在同时垂直于第一孔和开口的平面中；
-导流件的通过截面从第一孔向开口减小；
-车辆尾气处理装置具有尾气从第一孔流经热交换器直至第二孔的间接通道，直接通道和间接通道沿中央轴线叠置；
-第一和第二孔在相互间形成30°至120°之间的角的各自平面上延伸；
-热交换器体积的至少30％、优选至少45％处于假想空间中；
-热交换器容置在主体的内部容积中；
-热交换器布置在主体外，主体具有第三和第四孔，第三和第四孔分别与交换器入口和交换器出口流体连通；
-阀瓣能相对于主体围绕大致垂直于所述中央轴线垂直的转动轴线活动。
根据第二方面，本发明还涉及一种车辆排气管路，其具有：
-主管路，主管路上布置有具有上述特征的车辆尾气处理装置；
-再循环管路，用于使尾气向发动机的进气口再循环；
-热交换器的尾气流通侧具有附加出口，附加出口与再循环管路流体连通。
根据第三方面，本发明还涉及一种用于制造具有上述特征的车辆尾气处理装置的方法，所述方法包括以下步骤：
-通过计算绘制主体内尾气的静压和/或速度的分布图；
-使用分布图，来在导流件的壁上分布的不同点确定导流件内侧静压与导流件外侧静压之间的压差、和/或导流件内侧尾气的切向速度；
-确定在所述不同点的压差变化范围和/或在所述不同点的切向速度变化范围；
-在压差处于压差变化范围的下半部和/或切向速度处于切向速度变化范围的上半部的区域，在导流件的壁中开孔。
附图说明
下面，从参照附图以说明性且非限制性方式给出的其详细说明中，本发明的其他特征和优点将体现出来，附图中：
图1是根据本发明第一种实施方式的处理装置的透视图，主体以透明方式示出以允许看到位于主体内的部件；
图2是图1装置的一部分的放大透视图，阀瓣示出处于短接位置；
图3是以图2中箭头III的入射视角考虑的图2一些构件的透视图；
图4是以另一入射视角考虑的图2构件的透视图，阀瓣示出处于热交换位置；
图5和6是在垂直于净化部件轴线的平面中考虑的主体、导流件和热交换器的简化视图，分别示出主体内尾气速度和尾气压力的模拟计算结果；
图7至9示出本发明的第二种和第三种实施方式；
图10至13示出本发明的第四种实施方式；
图14和15示出本发明的第五种实施方式；以及
图16和17示出本发明的第五种实施方式的变型。
具体实施方式
图1所示的尾气处理装置用于布置在车辆排气管路的主管路中。
车辆通常是机动车辆，例如客车或者卡车。
在本专利申请中，上游和下游是相对于尾气的正常流通方向来理解的。
处理装置1至少具有尾气净化部件3、热交换器5和阀7。
现在参照1至6来说明本发明的第一种实施方式。
处理装置1具有单一个尾气净化部件。在变型中，处理装置具有两个以上的尾气净化部件。
所述尾气净化部件3具有外壳9和至少一个尾气净化基体11，所述尾气净化基体11容置在外壳9中并具有中央轴线X。
在图1所示的实施例中，净化部件仅具有单一个基体11。在变型中，净化部件3具有串联布置的两个净化基体、或者多于两个的基体。
所述基体通常是三元催化器(TWC:three way catalyst)、颗粒过滤器、或者氮氧化物捕集器、或者碳氢化合物和一氧化碳氧化式催化器、或者氮氧化物还原催化器、或者选择性催化还原(SCR：Selective Catalytic Reduction)式催化器、又或者选择性催化还原过滤器(SCRF：Selective Catalytic Reduction Filter)式部件等。
基体11具有任何适当的形状。中央轴线X一般平行于净化部件中尾气流动方向。该中央轴线一般经过基体的垂直于尾气流动方向所取的每个直截面的几何中心。
通常，外壳9具有管形的中央部分13、上游端部部分15和下游端部部分17。中央部分13通常大致呈柱形，例如具有圆形底的柱形。中央部分通常同轴于中央轴线X。上游和下游端部部分15、17附接在中央部分13的两个相对的轴向端部上。
外壳9具有尾气净化部件入口19和图2中可见的尾气净化部件出口20。
入口19连接于主管路的上游部分，与截获从发动机排出的尾气的集气管流体连通。
在所示的实施例中，上游端部部分15是圆锥体。其限定尾气净化部件入口19。
在所示的实施例中，下游端部部分17具有壳罩的形状。下游端部部分具有底部21和在底部21的整个周边上延伸的突缘23。底部21大致垂直于中央轴线X。突缘23附接、更准确地刚性密封固定在外壳的中央部分13上。
出口20开在下游端部部分17中，更准确地开在底部21中。
换句话说，净化部件的外壳9在下游侧由底部21封闭，该底部中布置有净化部件出口20。
热交换器5具有尾气流通侧和载热流体流通侧，尾气穿过热交换器5向载热流体放出其一部分热能。载热流体用于例如加热发动机的冷却剂或者为车辆座舱取暖，或者加热车辆的任何其他回路或部件。
尾气流通侧设有用于尾气的交换器入口25和用于尾气的交换器出口27，例如图4中所示。
热交换器5沿轴向方向位于所述净化部件3的一轴向端部之外。由此明白的是，热交换器5完全轴向地布置在净化部件的一侧。
装置1具有限定内部容积的主体29。阀7具有阀瓣31，阀瓣布置在主体29的内部容积中，能相对于该主体29活动。
通常，主体29附接在外壳9上，更准确地附接在下游端部部分17上。
通常，阀7具有用于驱动阀瓣31的驱动机构。
在所示的实施例中，阀瓣31可相对于主体29围绕转动轴线转动地移动，这里，所述转动轴线与中央轴线X重合。
在变型中，转动轴线不与中央轴线X重合。根据另一变型，阀瓣按照非转动的运动相对于主体29进行移动。
在所示的实施例中，阀瓣31刚性地固定于管形的轴套33，轴套围绕轴承35转动地安装，图1、2和3中仅示出轴承之一。驱动机构通常具有未示出的致动器、和传动链，传动链将致动器的转动力矩传输到图1、2和3中可见的杆37。杆37与轴套33一体转动。
主体29体积的至少45％处在位于净化基体11的轴向延伸部分的假想空间E中。
假想空间E示于图1中。
更准确的说，对于所述净化部件3来说，假想空间E具有同轴于所述净化部件3的净化基体11的中央轴线X的柱体。该柱体具有垂直于所述中央轴线的直截面，所述直截面与所述净化部件的基体11在垂直于所述中央轴线X的平面上的正投影相同。
因此，当处理装置1仅具有单一个净化部件3时，假想空间E仅具有单一个柱体。
在图1的实施例中，净化基体11的正投影大致呈圆形。在变型中，其可呈椭圆形、卵形，或者可具有方形、矩形等的任何其他形状。
如前所述，主体29体积的至少45％、优选至少60％、还优选地至少75％、更优选地至少90％，容置在假想空间E中。
在图1的实施例中，主体29体积的约80％容置在假想空间E中。
同样，热交换器5体积的至少30％容置在假想空间E中，优选地至少45％，还优选地至少60％，更优选地至少90％容置在假想空间E中。
假想空间E在轴向上的长度有限，小于净化部件3的轴向长度的两倍，优选地小于净化部件的轴向长度，更优选地小于净化部件的轴向长度的50％。
主体29至少具有第一孔39，第一孔与净化部件出口20流体连通。另外，主体29具有第二孔41，第二孔限定用于尾气排出到主体29的内部容积之外的出口。
在第一种实施方式中，热交换器5位于主体29之外。交换器入口25和交换器出口27通到主体29的内部容积中。主体29具有第三和第四孔43、45，它们分别与交换器入口25和交换器出口27流体连通。
通常，如附图所示，第一孔39与出口20迭合地布置。第一孔于是通常与其完全覆盖的出口20大致具有相同的尺寸和相同的形状。
同样，通常，第三和第四孔与入口25和出口27迭合地布置。因此，第三和第四孔与入口25和出口27大致具有相同的尺寸和相同的形状，如图2至4中所示。
在未示出的变型中，第一、第三和第四孔由管部分别连接于净化部件出口、交换器入口和交换器出口。
在第一种实施方式中，第二孔41连接于主管路的下游部分，与引流管流体连通，尾气由引流管排到大气中。
根据本发明的一有利方面，第一孔39和交换器入口25在各自平面上延伸，各自平面相互间形成30°至120°之间的角，优选65°至105°之间、例如为90°的角。因此，由第一孔进入主体内的尾气必须改变方向以进入热交换器中。这有助于降低热交换器中的寄生损耗。
同样，交换器出口27一般以与交换器入口25相同的方式取向，通常也与第一孔形成30°至120°之间的角。
在第一种实施方式中，第一孔39和第二孔41在各自平面上延伸，所述各自平面相互间也形成30°至120°之间的角，优选65°至105°之间、例如为90°的角。因此，主体29用于使尾气改变方向，这在排气管路的某些几何结构中是必须的。
在图1所示的实施例中，主体29具有基板47和附接在基板47上的盖49。第三和第四孔43、45开在基板47中。基板47具有底部51和突立边53，盖49附接在突立边53上。基板47承载轴承35。它们设置成使得杆37布置在第三和第四孔43、45之间。
在所示的实施例中，基板47具有大致呈矩形的形状。
在所示的实施例中，盖49具有半圆柱形的一般形状。
盖的侧壁55大致同轴于中央轴线X，围绕轴线X在约180°上延伸。盖还具有与侧壁55连成一体的上和下半圆形壁57、59。壁55、57和59之间限定口部，口部的形状对应于突立边53的形状，口部由基板47关闭。第一孔39布置在下壁59中，第二孔41布置在侧壁55中。
通常，下壁59贴靠在外壳9的下游部分的底部21上。
阀瓣31可至少在图1和2所示的短接位置与图4所示的热交换位置之间移动，在短接位置，阀瓣31释出尾气从第一孔39直至第二孔41而不经过热交换器的直接通道，在热交换位置，阀瓣31关闭沿直接通道就位的开口61，从而切断直接通道。
装置1还具有尾气从第一孔39流经热交换器5流通至第二孔41的间接通道。在热交换位置，尾气在间接通道中流通。
通常，在短接位置，阀瓣31关闭热交换器5的一端部。有利地，阀瓣31关闭交换器出口27。
在所示的实施例中，阀7具有阀座63，阀座刚性地固定在主体29的内部容积中。开口61限定在阀座63中。
在所示的实施例中，阀座63在相对于阀瓣31的转动轴线的径向平面上延伸。阀座大致从轴套33延伸至侧壁55。
在短接位置，阀瓣31关闭第四孔45。在热交换位置，阀瓣31关闭开口61，贴靠在阀座63上。
开口61和第一孔39在各自平面上延伸，所述各自平面相互间形成30°至120°之间的角，优选45°至105°之间的角。在图1至6所示的实施例中，所述角为90°。
有利地，处理装置1具有导流件65，导流件限定尾气从第一孔39流向开口61、优选流至开口61的流道。
如图2所示，导流件65具有下游端部67，下游端部67限定下游开口69，尾气由该下游开口从流道排出。
下游端部67由空隙71与开口61即阀座63的周边边缘分开。换句话说，下游端部67紧邻并面对开口61的周边边缘。相反，下游端部67不接触开口61的周边边缘。
另外，下游端部67在包含开口61的平面上的投影处在该开口61内。如图3所示，下游端部67的至少75％、优选下游端部67的至少90％处在开口61内。这里，沿着与第一孔39所处的平面平行的方向考虑投影，所述方向包含在同时垂直于第一孔39和开口61的平面中。
这可避免尾气流被阀座阻留，这种阻留会在空隙71中产生局部超压。这种局部超压会导致向交换器入口的尾气流量增加，从而导致寄生功率增大。
导流件65还具有上游端部73，该上游端部限定上游开口75，上游开口紧邻并面对第一孔39。
在所示的实施例中，上游开口略小于第一孔。因此，由第一孔39进入主体中的差不多全部尾气由导流件65截获，然后被导引至下游端部67。
这里，上游开口75和下游开口69大致彼此垂直。
尤其如图2所示，这些开口彼此连通，因为它们彼此没有由材料桥分开。这便于制造导流件65。
因此，每个开口由U形边缘限定，两个U形边缘大致彼此垂直。
导流件65的尾气通过截面从第一孔39向开口61减小，即从上游向下游减小。
导流件65具有彼此相对的内壁77和外壁79。内壁77朝向基板47。外壁79朝向侧壁55。壁77和79由弧形壁81彼此连接。每个壁77、79限定上游开口的边缘的一部分、下游开口的边缘的一部分。弧形壁81在约呈90°的角扇形上从上游开口延伸至下游开口。弧形壁凸向流道内部，具有大致呈U形的底部。
当阀瓣处于短接位置时，导流件65的存在有助于减少寄生损耗。其也有助于在阀瓣短接位置减少在主体内部的再循环及减小背压。
导流件的壁开有一些孔83。如下所述，如图6所示，这些孔布置在导流件内侧与导流件外侧之间壁处压差小的区域中。除了这个标准之外，或者取代这个标准，还将孔开在尾气速度高的壁区域中(见图5)。这里考虑切向速度，即尾气沿壁平行于该壁的速度。当尾气流经这些孔处时该速度越高，则阀瓣处于短接位置时由这些孔排出的尾气量就越小。
这些孔83的位置的这些选择标准可减少寄生流。
在所示的实施例中，孔83布置在导流件的内壁77和外壁79中。
图5示出主体内尾气的速度。
主体的内部容积分成标记为a至e的多个区域，它们大致相应于尾气的速度范围。速度从区域a至e按顺序增大，区域a是速度最低的区域，区域e是速度最高的区域。
可看到，这些孔83位于切向速度高的壁区域中。切向速度在弧形壁81处较低，沿内外壁77、79较高。切向速度在接近下游端部67时增大。
图6示出在导流件内部的压力级。而在导流件外，压力大致均布。
导流件的内部被分成标示为a至o的多个区域，它们大致相应于按顺序减小的压力范围。区域a是压力最高的区域，区域o是压力最低的区域。
可看到，这些孔83位于导流件的壁两侧压差较小的区域中。
压力沿弧形壁81较高，沿内外壁77、79较低。压力在接近导流件65的下游端部67时减小。
现在来详细说明净化装置1的运行。
尾气由入口19进入净化部件3中。在通过所述基体11之后，尾气由出口20排出净化部件3。尾气于是由第一孔39进入主体29内。
当阀瓣31处于短接位置时，尾气由导流件65从第一孔39引导到开口61。尾气在流道内流通。尾气由上游开口75全部截获，由导流件的壁偏导至下游开口69。鉴于导流件的下游开口69相对于开口61的布置，通过开口61的尾气产生的压力损失因而减少。同样，鉴于孔83在导流件的壁上的位置，只有少量尾气穿过导流件的壁或者流经空隙71离开流道。这有助于减少由入口25进入热交换器的尾气量。
当尾气从净化部件出口20流到第二孔41时，导流件65的存在尤其可减少与尾气流改变流通方向相关的压力损失，而且减少由入口25进入热交换器的尾气量(寄生损耗)。
鉴于组装和焊接连接的限制条件，出口20的形状选择成使入口截面最大化。上游端部73的形状选择成产生进到导流件中的输入扩散，从而可最小化流体流收缩，因而最小化在下游的压力损失。
在热交换位置，阀瓣31关闭开口61。如图4所示，尾气沿间接通道流通。更准确的说，从净化部件3由出口20排出的尾气，通过第一孔39进入主体29中。尾气被导流件65截获，沿导流件限定的流道流通。尾气由存在于导流件的下游端部67与开口61之间的空隙71离开流道。尾气也由孔83离开导流件。当阀瓣21处于热交换位置时，足够宽度的空隙71和足够数量的孔83的存在可减小背压。在离开导流件65内的流道之后，尾气沿间接通道流通。更准确的说，尾气由入口25进入热交换器5，流经热交换器，由出口27回到主体29内。尾气于是在主体内流到第二孔41。
应当指出，在第一种实施方式中，直接通道和间接通道在垂直于中央轴线X的一平面上并置。
现在参照图7来详细说明本发明的第二种实施方式。下面仅详述该第二种实施方式与图1至6所示实施方式的不同点。相同或确保相同功能的构件用相同的标号加以标示。
在图7的实施方式中，净化装置具有两个净化部件。除了净化部件3之外，处理装置1还具有附加净化部件85。
通常，净化部件3具有三元催化器TWC(碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物)式或者柴油机氧化催化器DOC式的净化基体11。
在这种情况下，附加净化部件85通常具有至少一个净化基体87，其为汽油颗粒过滤器GPF式，或者浸渍汽油颗粒过滤器CGPF式，或者三元催化器TWC式，或者柴油机颗粒过滤器DPF式，又或者选择性催化还原SCR式，又或者选择性催化还原过滤器SCRF式，或者(DeNOx)还原催化器式。
基体87具有中央轴线X'。
附加净化部件85也具有外壳89，所述基体87容置在外壳89内。
通常，轴线X和X'彼此平行。在变型中，这些轴线彼此形成非零角度。
净化部件3和85并排布置，因为它们的外壳彼此相对布置。外壳89具有净化部件入口，其未示出，与主体的第二孔41流体连通。通常，第二孔41和净化部件入口迭合地布置。
这种结构以U形结构之名已知。
鉴于处理装置1具有多个净化部件，假想空间E因而具有多个柱体。这些柱体通常是分离的体积，由空隙予以分开。根据一未示出的变型，这些柱体接触，一起限定一个连续的假想空间。
在图7的实施例中，空间E具有两个柱体。空间E的截面取决于每个净化部件的基体的形状。
如果例如每个净化基体具有圆形截面，那么，假想空间E的直截面由彼此分离的尺寸相同或不相同的两个圆构成。
如果净化基体具有方形截面，那么，假想空间E具有两个分开的方形的形状。
在这种结构中，主体29的一部分位于净化部件3的外壳的轴向延伸部分中，主体29的另一部分布置在附加净化部件85的轴向延伸部分中。相反，主体29的中间部分没有容置在假想空间E中，而是容置在构成假想空间E的两个柱体之间的空间中。
有利地，主体29构成可使净化部件3的出口连接到附加净化部件85的入口的容积。
这种实施方式结构特别紧凑。
在该实施方式中，第三孔43没有位于垂直于第一孔39的平面上。该第三孔而是位于平行于第一孔的平面上，与第一孔相对。
第四孔45位于平行于第三孔43的平面上。
第二孔41没有位于垂直于第一孔的平面上。第二孔而是位于大致平行于第一孔39的平面上。
现在参照图8来详述本发明的第二种实施方式的一变型。下面仅说明该变型与图7所示实施例的不同点。相同或者确保相同功能的构件使用相同的标号标示。
图8示出结构特别紧凑的处理装置变型。在该变型中，两个净化部件的外壳9和89彼此由一极小空间分开。
两个净化部件的这种结构在专利申请EP153056130中提出过。
主体29限定口部90，该口部适于围绕两个净化部件的外壳9和89。主体在口部90的相反侧具有底部91，在该底部上布置有第三和第四孔43和45。
阀座63从底部91向口部90延伸。阀座沿着与分开外壳9和89的空间重合的线，将口部90分成两个区域。
现在参照图9来详述本发明的第三种实施方式。
下面仅详述该第三种实施方式与第二种实施方式的不同点。
相同或者确保相同功能的构件使用相同的标号标示。
在该实施方式中，用于尾气流通的热交换器侧具有附加出口92。该出口92紧靠地开在交换器出口27的上游。不管阀瓣31位置如何，出口92从不被关闭。这种处理装置用于集成在如下类型的排气管路中，该类型的排气管路具有：
-主管路93，主管路上布置有处理装置1；
-再循环管路95，用于使尾气向发动机99的进气口97再循环，附加出口92与再循环管路95流体连通。
向上游，主管路93使处理装置1连接于集气管101，集气管截获来自发动机燃烧室的尾气。向下游，主管路93使处理装置连接于未示出的引流管，尾气在净化之后由引流管排到大气中。
本发明还涉及用于制造具有上述特征的处理装置1的方法。
所述方法至少包括以下步骤：
-通过计算绘制主体29内尾气的静压和/或速度的分布图；
-使用分布图，来在导流件65的壁上分布的不同点确定导流件内侧静压与导流件外侧静压之间的压差、和/或导流件内侧尾气的切向速度；
-确定在所述不同点的静压差变化范围和/或在所述不同点的切向速度变化范围；
-在压差处于压差变化范围的下半部和/或切向速度处于切向速度变化范围的上半部的区域，在导流件65的壁中开孔83。
因此，可以仅考虑导流件的壁两侧的压差或导流件的壁处尾气的切向速度、或者同时考虑这两个标准来选择所述孔的位置。
考虑车辆的典型运行的一种或多种情况，通过计算绘制分布图。
压差变化范围向下由对于所有所述点的最低压差限定，向上由对于所有所述点的最高压差限定。通常考虑在导流件的所有壁上、尤其是壁77、79和81上分布的点。
同样，切向速度变化范围向下由对于所述点的最低切向速度限定，向上由对于所述点的最高切向速度限定。
这些孔开在压差处于变化范围的下半部中、优选处于变化范围的下四分之一中之处。同样，孔优选开在切向速度处于变化范围的上半部、优选变化范围的上四分之一的区域中。
使最大量的孔容置在静压差处于变化范围的下半部的区域中。
现在参照图10至13来说明本发明的第四种实施方式。
下面仅详述该第四种实施方式与第一种实施方式的不同点。相同或者确保相同功能的构件使用相同的标号标示。
在第四种实施方式中，主体29的基板47被罩105代替。罩105具有凹形形状，通常冲压而成。
热交换器5容置在主体29的内部容积中，通常容置在罩105内。
主体29例如具有内隔板107、109，它们布置在罩105内并刚性地固定于罩105。内隔板107、109将罩105的内部容积(图11)分成三个室，它们下面被称为输入室111、中间室113和输出室115。热交换器5布置在中间室113中，中间室限定在内隔板107和109之间。
交换器入口25布置成与开在内隔板107中的孔迭合。交换器出口27布置成与开在内隔板109中的另一孔迭合。
罩105具有带封闭轮廓的自由边缘117，该自由边缘限定开口119。自由边缘117的形状相应于盖49的口部的形状。其例如通过焊接被密封固定于盖49的口部。
输入室111穿过开口119通到盖49的内部容积中并在开口61的上游。
输出室115也通过开口119通到盖49的内部容积中但在开口61的下游。
尤其如图12所示，内隔板109与罩105的区域121一起限定断孔123。在短接位置，阀瓣31关闭断孔123。输出室115仅穿过该断孔123与盖49的内部容积连通。
在图12和13上可看到，弯折内隔板109的边缘125，以与区域121一起界定用于阀瓣31的密封支承部。在所示的实施例中，边缘125和区域121在平行于轴线X的同一平面上延伸。
如图11至13所示，主体29具有角形件127，阀座63构成角形件的两面之一。角形件127刚性地固定于罩105。角形件的第二面129在开口119中、在大致平行于该开口119的平面上延伸。该平面包含轴线X或者平行于轴线X。尤其如图12所示，面129具有实心区域133，其由两个臂135延长。实心区域133邻接阀座63与面129之间的接合棱。这些臂135远离接合棱而延长实心部分133，在室111的两侧沿自由边缘117延伸。
内隔板107刚性地固定于实心部分133。因此，实心部分133大致从内隔板107直至阀座63封闭中间室113。中间室113仅与盖49的内部容积的位于开口61下游的部分流体连通。
两个臂135用于可使面129尤其沿边缘117，刚性地密封固定于罩105。
尤其如图11至13所示，绝热材料层间置在热交换器5与罩105或者实心壁133之间。该层标示为137。入口管139和出口管141向交换器5供给载热流体，和使之从交换器5排出。这些管穿过罩105。
现在来说明尾气流通。
在热交换位置，阀31关闭开口61。由第一孔39进入主体29内的尾气流经由导流件65限定的流道，由空隙71和孔83从所述流道排出。接着，尾气流到输入室111中，然后进入热交换器5中。尾气向热交换器5内的载热流体放出其一部分热能，离开热交换器以进入到输出室115。接着，尾气穿过断孔123，返回到在开口61下游的罩49的内部容积中，由第二孔41离开主体29。
在短接位置，阀31关闭断孔123。
相反，开口61释出。由第一孔39进入主体中的尾气在导流件65所限定的流道中流动直至开口61。尾气穿过开口61，直接流到第二孔41。
现在参照图14和15来说明本发明的第五种实施方式。
下面仅详述该第五种实施方式与第四种实施方式的不同点。在这两种实施方式中，相同或者确保相同功能的构件使用相同的标号标示。
在第五种实施方式中，阀瓣31能围绕大致垂直于中央轴线X的转动轴线相对于主体29活动。
另外，尾气流通的直接通道和间接通道沿所述中央轴线X或者所述中央轴线之一叠置。
在所示的实施例中，直接通道紧邻出口20布置。热交换器5容置在其中的间接通道轴向偏离开出口20。直接通道和间接通道彼此由大致垂直于轴线X的中间隔板145分开。
在图14和15所示的实施例中，除了中间隔板145之外，主体29还具有下半壳体147、上半壳体149、出口锥部151和铰接有阀瓣31的阀座153。
下半壳体147具有下底部155，该底部由下凸缘157围绕。第一孔39开在下底部155中。下底部155贴靠在净化部件3的外壳9的下游端部部分17上。更准确的说，下底部155贴靠在下游端部部分的底部21上。
上半壳体149具有上底部159，该上底部由上凸缘161围绕。下凸缘157的自由边缘接合在上凸缘161的自由边缘中，且密封焊接在其上。
角形件153一般呈楔状。
更准确的说，该角形件具有下板163和上板165，它们在彼此形成45°至105°之间的角的各自平面上延伸。下板163和上板165彼此由弧形部分167进行连接。板163和165平行于阀瓣的转动轴线。在所示的实施例中，下板163和上板165沿着同时垂直于转动轴线和中央轴线X的横向方向Y，彼此相向收敛，即向弧形部分167收敛。
下板163和上板165也由两个大致垂直于转动轴线的端板169彼此连接。在该实施例中，板169具有三角形形状。板169支承用于引导阀瓣31转动的轴承。
开口61开在下板163中。中间开口171开在上板165中。阀瓣31布置在板169、下板163和上板165之间限定的容积中。在图14所示的热交换位置，阀瓣31关闭开口61。在短接位置，阀瓣31关闭中间开口171，如图15所示。
开口61和第一孔39优选在各自平面上延伸，所述各自平面相互间形成30°至60°之间、在所示的实施例中为45°的角。
板169、下板163和上板165在背离弧形部分167的侧上限定输出开口173，出口锥部151嵌合在该输出开口中。第二出口41由该出口锥部的背离阀座153的端部加以限定。出口锥部151密封焊接在阀座153上。
下凸缘157和上凸缘161具有彼此相对的中断区，阀座153穿过这些中断区插入在半壳体之间。输出开口173大致位于中断区处。相反，弧形部分167插入在下半壳体和上半壳体限定的容积内。端板169贴靠在下凸缘和上凸缘的邻接这些中断区的区域上。
中间板145在一横向端部焊接在弧形部分167上。中间板从弧形部分167横向延伸。中间板的相对的横向端部175与凸缘157和161横向间隔开。
因此，在所示的实施例中，在横向端部175与凸缘157之间产生孔口177，用于流通的直接通道由该孔口与间接通道连通。
热交换器5布置在间接通道中且在中间隔板145与上底部159之间。尾气流经的热交换器管179横向延伸。
在图14和15所示的实施例中，导流件65的下游端部67比在其他实施方式中更远离开口61停止。因此，使下游端部67与下板163分开的空隙71宽度大。
根据图14和15所示的一有利布置，导流件65与底部21一体制成。例如，导流件通过冲压底部21而成。导流件穿过第一孔39凸伸于主体29内。
如图14所示，在阀瓣31的热交换位置，尾气由第一孔39进入主体29中。尾气由导流件65导引到空隙71。一部分尾气由孔83穿过导流件。
于是尾气从空隙71横向流通直至开口177。尾气通过开口177进入间接通道中。尾气继而横向流经过热交换器5，穿过中间开口171。接着，尾气流到出口锥部151中，流至第二孔41。
当阀瓣31处于短接位置时，尾气由第一孔39进入主体29的内部容积，由导流件65导引到开口61。在通过开口61之后，尾气流经出口锥部151，由第二孔41从主体29排出。
该第五种实施方式具有多种优点。
由于阀瓣的转动轴线的取向，驱动阀瓣相对于主体29转动的致动器因而可以布置在主体29的侧面上，而不是如同第一种实施方式中那样轴向布置在主体29的延伸部分中。驱动阀瓣31的杆37可从主体39的一侧或者从相反侧伸出。
鉴于导流件65集成于底部21，因而所述装置比第四种实施方式中具有更少部件。
出口锥部151的轴线可根据需要变向，这在第四种实施方式中是不可能的。
支承阀瓣31的转动轴承的阀座153是独立于下半壳体和上半壳体的刚性结构件。
允许阀瓣31从其热交换位置转换到其短接位置的转动角度很小。
操纵力矩减小，这是因为阀瓣径向宽度减小而有益于其轴向宽度。因此，尾气作用力的杆杆臂缩短，操纵和保持力矩因而也减小。
阀座153通过周边焊接装配于出口锥部151，从而可避免这两个部件之间出现任何漏泄。
比起第四种实施方式，在第五种实施方式中，主体29的体积尺寸至少沿轴向方向减小。
现在参照图16和17来说明第五种实施方式的多个变型。
下面仅详述每个变型与图14和15所示实施方式的不同点。相同或者确保相同功能的构件使用相同的标号标示。
这些变型可以彼此独立实施，或者结合起来实施。
比起图14和15所示的实施例，导流件65更长。导流件大致延伸至下板163，以致空隙71宽度缩小。
另外，导流件65与底部21没有一体制成。导流件或者附接在底部21上，或者附接在下半壳147上。
如附图所示，热交换器5布置在倾斜位置。因此，管179没有横向取向，而是与横向方向形成通常为10°至30°的角。
每个管179的上游端部沿中央轴线X，比管的下游端部更靠近出口20。
倾斜位置允许减小主体体积，和在交换器上游的交换面。因此，倾斜位置允许最大限度减少热损耗和热惯性，最大限度减少空隙与交换器入口之间流道的截面变化。
热交换器5的外壳限定中间隔板175，限定上底部159的一部分。
因此，层137予以去除。
在主体29的与出口锥部151相对的横向端部，下凸缘157和上凸缘161被一后盖181取代。该后盖181密封焊接在下半壳体147上和热交换器5的外壳上。后盖的存在可便于冲压两个半壳体147和149。
后盖181的形状适于通过使尾气在热交换器的管179中的分布最佳化，来使热交换器5的性能最佳化。分布沿两个方向最佳化，这两个方向即平行于中央轴线X的方向和平行于阀瓣的转动轴线的方向。这种最佳化由于热交换器倾斜而是可能的。
有利地，热交换器5的管数量减少。这些管沿热交换器截面的最大横向尺寸的方向更宽。在所示的实施例中，热交换器5具有四个彼此叠置的管179，每个管179在热交换器5的整个宽度上延伸，该宽度是平行于阀瓣的转动轴线测取的。
不管本发明的实施方式或者实施变型如何，导流件65优选与主体29区分开。

Claims (15)

1.一种车辆尾气处理装置，车辆尾气处理装装置(1)具有：
-至少一个尾气净化部件(3，85)，所述尾气净化部件(3，85)具有外壳(9，89)、容置在外壳(9，89)中的尾气净化基体(11，87)，尾气净化基体具有中央轴线(X，X')，所述外壳(9，89)或者至少一个所述外壳具有尾气净化部件出口(20)；
-热交换器(5)，热交换器具有尾气流通侧，尾气流通侧设有用于尾气的交换器入口(25)和用于尾气的交换器出口(27)，热交换器(5)轴向位于所述尾气净化部件(3，85)的尾气净化基体(11，87)的一轴向端部之外；
-主体(29)，主体限定内部容积；
-阀(7)，阀具有阀瓣(31)，阀瓣布置在主体(29)的内部容积中，能相对于主体(29)活动；
其特征在于，
-交换器入口(25)和交换器出口(27)通到内部容积中；
-主体(29)体积的至少45％处在位于尾气净化基体(11，87)的轴向延伸部分的假想空间(E)中，对于所述尾气净化部件(3，85)来说，假想空间(E)具有柱体，柱体同轴于所述尾气净化部件(3，85)的尾气净化基体(11，87)的中央轴线(X，X')，柱体具有垂直于所述中央轴线(X，X')的直截面，直截面与所述尾气净化部件(3，85)的尾气净化基体(11，87)在垂直于中央轴线(X，X')的平面上的正投影相同；
-主体(29)至少具有第一孔(39)和第二孔(41)，所述第一孔与尾气净化部件出口(20)流体连通，所述第二孔限定用于尾气的出口；
阀瓣(31)能至少在短接位置与热交换位置之间移动，在短接位置，阀瓣(31)释出尾气从第一孔(39)直至第二孔(41)而不经过热交换器(5)的直接通道，在热交换位置，阀瓣(31)关闭开口(61)，切断直接通道，所述车辆尾气处理装置(1)具有导流件(65)，导流件限定尾气从第一孔(39)向开口(61)的流道；
并且，开口(61)由周边边缘限定，导流件(65)具有下游端部(67)，下游端部限定下游开口(69)，尾气由下游开口从流道排出，下游端部(67)与开口(61)的周边边缘由空隙(71)分开。
2.根据权利要求1所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，第一孔(39)和交换器入口(25)在相互间形成30°至120°之间的角的各自平面上延伸。
3.根据权利要求1所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，第一孔(39)和开口(61)在相互间形成30°至120°之间的角的各自平面上延伸。
4.根据权利要求1所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，所述下游端部(67)在包含开口(61)的平面上的投影处在开口(61)内，所述下游端部的所述投影沿着与第一孔(39)所处的平面平行的方向，所述方向包含在同时垂直于第一孔(39)和开口(61)的平面中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，导流件(65)的通过截面从第一孔(39)向开口(61)减小。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，车辆尾气处理装置具有尾气从第一孔(39)流经热交换器(5)直至第二孔(41)的间接通道，直接通道和间接通道沿中央轴线叠置。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，第一孔(39)和第二孔(41)在相互间形成30°至120°之间的角的各自平面上延伸。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，热交换器(5)体积的至少30％处于假想空间(E)中。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，热交换器(5)容置在主体(29)的内部容积中。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，热交换器(5)布置在主体(29)外，主体(29)具有第三孔(43)和第四孔(45)，第三孔和第四孔分别与交换器入口(25)和交换器出口(27)流体连通。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，阀瓣(31)能相对于主体(29)围绕大致垂直于所述中央轴线垂直的转动轴线活动。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，导流件(65)与主体(29)区分开。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆尾气处理装置，其特征在于，外壳在下游侧由底部(21)关闭，尾气净化部件出口(20)布置在底部中。
14.一种车辆排气管路，车辆排气管路具有：
-主管路(93)，主管路上布置有根据前述权利要求中任一项所述的车辆尾气处理装置(1)；
-再循环管路(95)，用于使尾气向发动机(99)的进气口(97)再循环；
-热交换器(5)的尾气流通侧具有附加出口(92)，附加出口与再循环管路(95)流体连通。
15.一种用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的车辆尾气处理装置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-通过计算绘制主体(29)内尾气的静压和/或速度的分布图；
-使用分布图，来在导流件(65)的壁上分布的不同点确定导流件(65)内侧静压与导流件(65)外侧静压之间的压差、和/或导流件(65)内侧尾气的切向速度；
-确定在所述不同点的压差变化范围和/或在所述不同点的切向速度变化范围；
-在压差处于压差变化范围的下半部和/或切向速度处于切向速度变化范围的上半部的区域，在导流件(65)的壁中开孔(83)。
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