CN117905557A - 用于内燃机废气系统的加热模块及废气系统和操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机废气系统的加热模块及废气系统和操作方法，其中加热模块包括至少一个进气口和至少一个出气口，加热模块通过这些进气口和出气口可以与废气系统连接，其中在进气口和出气口之间设置有主管线和次级管线，以引导流经加热模块的废气，主管线和次级管线在其上游端通过分支部分相互连接，并在其下游端通过合流室相互连接。在主管线中设置有用于控制流经主管线的废气的控制装置。该加热模块包括至少部分地设置在合流室中的氧化催化剂。

Description

用于内燃机废气系统的加热模块及废气系统和操作方法
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机废气系统的加热模块和一种操作所述加热模块的方法。
背景技术
鉴于环境保护方面的重要性日益增加，减少排放也是汽车行业中一个无处不在的话题，特别是在内燃机的使用方面。今天的废气系统不仅仅具有清除由内燃机产生的废气的唯一功能。废气的净化也是废气系统的一个主要任务。为此，例如，安装了颗粒过滤器、氧化催化剂和/或SCR系统。
例如，颗粒过滤器在要排放的废气中捕获烟尘，以便通过这种方式净化废气。为了防止过滤器因烟尘的积累而堵塞，积累在颗粒过滤器上的烟尘在再生过程中被烧掉。这个过程被称为氧化。炭黑的氧化只发生在600℃以上的温度。确实有可能降低碳黑氧化的温度，例如通过添加添加剂；但是，即使在这种情况下，也需要增加热能来启动再生过程。例如，热能的增加是通过使用上游氧化催化剂来进行的，所述催化剂可以氧化气体中的碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO），其中在所述反应中释放热能。
为了使氧化催化剂和SCR系统达到最佳运行状态，它们必须达到适当的工作温度，其中达到工作温度是一个问题，特别是在内燃机启动不久后。
从EP2691614B1中可以看出，为此使用了氧化催化剂，它被安排在加热模块中，所述模块包括两条管线，即主管线和次级管线，以便加热一部分废气，即流经次级管线的那部分废气。在此，加热元件连接在氧化催化剂前面的次级管线中，以便迅速将氧化催化剂加热到合适的工作温度。然后，被加热的那部分废气流与流经主管线的部分废气流混合，从而使总的废气流具有更高的温度，以启动颗粒过滤器的再生过程。也有可能基本上完全封闭主管线，使废气几乎完全流经次级管线。
发明内容
本发明的一个基本目标是提供一种用于内燃机废气系统的改进型加热模块以及用于内燃机废气系统的加热部件的相应方法。
这一目标通过按照权利要求1的加热模块和按照权利要求15的方法得到满足。
根据本发明，用于内燃机废气系统的加热模块包括至少一个进气口和至少一个出气口，加热模块可以通过这些进气口和出气口与废气系统相连，其中在进气口和出气口之间设置有主管线和次级管线，以引导流经加热模块的废气，所述主管线和次级管线在其上游端通过分支部分相互连接，并在其下游端通过合流室相互连接，其中，在主管线中设置有用于控制流经主管线的废气流的控制装置。此外，还提供了氧化催化剂，其至少部分地设置在合流室中。
废气通过进气口从内燃机进入加热模块，特别是进入分支部分。通过分支部分，废气被引导到连接分支部分和合流部分的主管线和次级管线。在这方面，流经主管线的废气量，以及间接流经次级管线的废气量，是通过控制流经主管线的废气流量的控制装置来确定的。例如，所述控制装置包括控制挡板，其开启角度决定了流经主管线的废气量。
流经次级管线的废气，即次级气流，至少部分地，特别是完全地流过氧化催化剂，所述催化剂至少部分地，特别是完全地，布置在合流室中，并导致HC或CO的还原，其中热能被释放。此外，流经主管线的废气，即主气流，流入合流室，其中流经合流室的废气至少部分地围绕着氧化催化剂，以便氧化催化剂被合流室中的废气加热，特别是通过其外表面。
因此，本发明的基本构思是，流经合流室的废气在氧化催化剂周围流动，并对其进行额外加热，从而使氧化催化剂更快地达到其工作温度和/或通过较少的外部添加热能。
本发明的一个优点是，由于有额外的热源，即流经氧化催化剂周围的废气，氧化催化剂比传统加热模块更快地达到其工作温度，从而实现了加热模块效率的提高。因此，与氧化催化剂相关的加热元件的尺寸可以更小，或者必须比传统模块更少地激活。因此，由于按照本发明的氧化催化剂的安排，可以节省成本或减少能源的使用。此外，由于按照本发明的加热模块的设计，制造非常紧凑的加热模块，即尽可能节省空间的加热模块，成为可能。
所述控制装置通常可以被设计成基本上可以完全封闭或释放主管线。同样也可以提供控制装置的中间位置。所述控制装置特别是可以连续调节，以便能够根据需要影响通过加热模块的气体流量。
所述控制装置可以与加热模块的控制单元相连接，所述控制单元根据传感器数据和/或外部信号来控制加热模块的运行。
在封闭状态下，废气基本上只流经次级管线。如果主管线被完全释放，废气基本上完全或至少主要流经主管线，因为次级管线通常具有更大的流动阻力。
例如，在内燃机冷启动时，主管线是开放的，这样废气就会绕着氧化催化剂流动，而氧化催化剂至少有一部分是布置在合流室中的。在这个时候，废气确实还是比较冷的。但是，氧化催化剂已经被加热，而不需要采取主动加热措施。一旦氧化催化剂达到所需的温度（例如，温度高于270℃），就可以（部分地）封闭主管线，使废气基本上完全或部分地通过次级管线。碳氢化合物（HC）在这里被引入，然后在已经被预热的氧化催化剂中放热氧化，如果需要的话，也可以主动加热。因此，氧化催化剂就像一个催化燃烧器。在这个过程中释放的热量被输送到废气系统中，以便废气系统的其他部件迅速达到合适的工作温度。一旦废气温度达到所需水平，主管线就会再次释放。
本发明的进一步实施方案可以从说明书、从属权利要求和附图中看出。
根据第一个实施方案，氧化催化剂被布置在次级管线的出口处。在这方面，次级气流至少部分地，优选地是完全地流经氧化催化剂。也有可能氧化催化剂没有完全覆盖次级管线的出口，或者位于离次级管线有预定的距离。在这种情况下，例如，一部分次级气流流经氧化催化剂，其中另一部分次级气流直接流入合流室，而不事先流经氧化催化剂。
根据另一个实施方案，氧化催化剂至少一部分（at least sectionally）与合流室的壁间隔排列。例如，在合流室的壁（特别是内壁）与氧化催化剂（另一方面）之间，至少一部分特别是在整体上有一个间隙，以便氧化催化剂至少一部分特别是在整体上被合流室的废气流过和加热。
根据另一个实施方案，次级管线的端部至少有一部分被布置在合流室中。在此，例如，可以确保尽可能多的氧化催化剂被布置在合流室中，以由废气流过。例如，次级管线的端部伸入合流室中。在这方面，所述端部被流经合流室的废气加热。例如，被加热的端部可以通过热传导的方式对次级气流和/或可能与端部接触的氧化催化剂产生额外的加热。
根据另一个实施方案，次级管线的端部有一加宽部分。次级管线出口的轴向横截面因此可以增加，从而也可以使用具有更大有效面积的氧化催化剂，其中氧化催化剂的有效面积表示被次级气流所流到的氧化催化剂的面积。由于氧化催化剂的有效面积增加，其氧化电导率可以进一步提高，从而释放出更多的放热能量。相反，具有增加的有效面积的氧化催化剂可以在相同的性能下更短，从而使模块的设计更加紧凑成为可能。加宽的部分特别是呈漏斗状，而且是对称的或不对称的，即次级管线的末端部分的半径至少在流动方向上变得截面更大。
根据另一个实施方案，氧化催化剂被插入或推入加宽部分和/或以其他方式固定在加宽部分。由于氧化催化剂的插入或推入式紧固，氧化催化剂的组装就变得特别简单。
此外，氧化催化剂在面向次级管线的一侧可以包括一个至少部分在周边方向的突起部，所述突起部与次级管线的端部啮合，从而与次级管线的一个部件形成贴合连接。应该理解的是，氧化催化剂也可以通过任何其他合适的紧固形式或连接形式固定在次级管线上，例如，通过压入配合连接、粘合连接或其他设计的形式配合连接。
所述氧化催化剂可以进一步包括一个固定在加宽部分的紧固部件。例如，所述氧化催化剂可以有一个法兰，可以固定在次级管线或次级管线端部的部件上。
根据另一个实施方案，所述合流室设有一个至少在截面上呈漏斗状的出口盖，所述出口盖具有出气口。所述漏斗状出口盖例如可以是对称的或不对称的。所述漏斗状出口盖特别能使部分废气流（即从氧化催化剂流出的废气流和通过主管管线进入合流室的废气流）“轻柔”合流。所述出口盖特别被设计成使次级气流和/或主气流冲击/撞击出口盖的壁，其冲击角度最好小于90°，小于60°，小于45°，或小于30°。例如，在此可以确保部分废气流的混合尽可能的均匀。此外，在技术流方面，通常可以避免不利的冲击流。
根据另一个实施方案，合流室有用于主气流的湍流壁（onflow wall），所述湍流壁倾斜于主管管线的主气流方向布置。倾斜的湍流壁的作用是使主气流以一个不太陡峭的角度冲击合流室的湍流壁，即特别是小于90°、小于60°、小于45°或小于30°的角度，从而使主气流“轻柔”地进一步输送到出口盖。此外，在技术流方面，通常可以避免不利的冲击流。
根据另一个实施方案，喷射器附接到分支部分，并被配置为通过喷嘴向分支部分和/或次级管线喷射流体。所述喷射器特别是与分支部分外侧的次级管线的纵向轴线平行，最好是同轴排列。所述流体含有碳氢化合物（HC）。例如，注入的燃料例如柴油也用于操作内燃机。喷入或注入的HC量最好与内燃机、废气系统和/或加热模块的运行参数相适应。为此，喷射器可以与上述控制单元连接。
根据另一个实施方案，涡流元件被安排在分支部分，以便给流经次级管线的废气流带来涡流成分。涡流元件特别是在周边方向上围绕着喷嘴。
所述涡流元件，例如，至少在截面上具有漏斗状或圆锥形，其中漏斗状涡流元件的开口侧可以固定在分支部分的内壁上，和/或其中与开口侧相对的一侧可以是开放的，并且可以面对分支部分或可以伸入其中。所述涡流元件特别是与次级管线的纵轴同轴布置。为了产生涡流部分，可以提供有角度的引导面，这些引导面与涡流元件的锥形基体中的开口相关。通过所述开口的废气因此被赋予了涡流。所述涡流元件最好被安排和配置成这样，即废气只有在通过涡流元件后才能到达次级管线。
所述涡流元件最好被安排在分支部分中，使得废气横向流向所述分支部分。
根据另一个实施方案，套筒状的节流元件被安排在分支部分以影响废气流的流场。所述涡流元件特别是在周边方向上围绕着节流元件。所述节流元件尤其具有圆柱形或圆锥形，并设有开口（例如，在节流元件的侧表面有穿孔）。
在涡流元件和/或节流元件的径向上可以设置类似喷嘴的套筒元件。
所述涡流元件、节流元件和套筒元件——最好设计成金属板部件——可以根据需要相互结合，一方面防止喷射流体的喷锥分散，另一方面使流体在废气流中得到良好的混合。后者特别重要，因为通过均匀的碳氢化合物分布使氧化催化剂湍流产生更有效的催化燃烧。
根据另一个实施方案，所述氧化催化剂可以被主动加热。例如，所述氧化催化剂被直接通电以提高氧化催化剂的温度。
根据进一步的实施方案，提供加热元件，其用于加热流经次级管线的废气，特别是其中加热元件沿流动方向布置在氧化催化剂的前面。例如，所述加热元件是通电的电阻加热元件（例如加热盘）。将加热元件放置在氧化催化剂前面的好处是，废气流中尚未蒸发的任何液体可以在影响氧化催化剂之前由于加热元件的温度升高而蒸发。然而，通过将加热盘置于上游，最好是直接置于氧化催化剂的前面，特别是提供了使氧化催化剂达到足够温度的可能性。只有在足够的催化剂温度下，才会在催化剂上发生HC的放热反应。一旦HC被计量加入，就会产生比纯电加热时更高的热量输入。因此，电加热可以相应减少，热量主要或完全由催化化学反应产生。
连接到所述加热元件或可直接通电的氧化催化剂的控制装置可以根据需要提供通电。
根据另一个实施方案，所述加热元件与氧化催化剂接触或集成到氧化催化剂中。例如，所述加热元件是加热盘，它通过氧化催化剂的一个面向二级管线的端面与氧化催化剂接触。
本发明还涉及一种废气系统，所述系统包括根据上述至少一个实施方案的加热模块和布置在所述加热模块下游的废气净化装置。在内燃机冷启动或部分负荷运行后，通过加热模块的操作，所述废气净化装置可以更快地达到工作温度。所述加热模块的操作还能使所述装置再生。
本发明的另一个方面涉及一种用于内燃机废气系统的加热模块的操作方法，特别是根据上述任何一个实施方案的加热模块。在所述方法中，废气流通过加热模块的进气口被引导到分支部分。然后，废气流作为主气流从分支部分被引导到主管线上，和/或作为次级气流从分支部分被引导到次级管线上。因此，废气流可以在两个不同的路径上流经加热模块。
次级气流至少有一部分流经氧化催化剂，用于催化燃烧引入到次级气流的流体。所述次级气流通过引入的流体的催化燃烧而被加热（例如，通过喷射器）。
然后，在废气流通过出气口离开加热模块之前，次级气流和主气流在合流室中合流。
所述氧化催化剂至少有一部分被布置在合流室中，并在加热模块运行时由主气流流到上面。
为了有效地操作所述模块并按要求加热废气流，主气流的质量流量与次级气流的质量流量的比率由布置在主管线上的控制装置设定。
例如，在氧化催化剂和/或从加热模块流出的废气流达到第一目标温度之前，主气流的质量流量被最大化。第一目标温度可以在氧化催化剂工作温度的下限范围内。第一目标温度的示例值是270℃。因此，从模块的相对低温状态开始，氧化催化剂最初被主气流大幅加热。第一目标温度可以在250℃到500℃之间，特别是在270℃+/-10℃或270℃+/-5℃，特别是取决于氧化催化剂的特性（例如，取决于催化活性涂层的类型和组成）。
虽然通常没有必要，但氧化催化剂的主动（特别是直接或间接的电）加热一般可以在上述步骤中进行。
然后，主气流的质量流量被降低或最小化，直到氧化催化剂和/或从加热模块流出的废气流达到高于第一目标温度的第二目标温度，或直到收到外部信号。所述第二目标温度可以在下游排气部件的工作温度范围内。外部信号可以是更高级别的控制信号，当例如具有足够温度的废气到达下游废气净化装置以对其进行加热和/或废气净化装置达到预期温度时，所述信号由模块的控制单元输出和接收。例如，当确定SCR系统后面的温度为200℃至250℃时，就会输出这样的信号。
在上述步骤中，可以选择进行主动加热和/或HC流体的计量加入。在这个步骤中，最好保持250℃到500℃的温度窗口，其中流经次级管线的质量流量、主动加热和HC的计量加入是相互匹配的。在这方面，可以对各项措施进行优先排序，也就是说，相应的规定对控制装置的设置（例如，控制装置的挡板位置）赋予更高的优先权，而对氧化催化剂的主动加热又比HC的计量加入具有更高的优先权。
随后，如果第二目标温度已经维持了预定的时间段和/或维持了基于加热模块的操作数据和/或基于外部数据确定的时间段，或者如果收到外部信号，则主气流的质量流量再次增加或最大化。所述时间段尤其是将下游废气净化装置加热到其工作温度所需的时间间隔。外部信号可以是当下游废气净化装置达到其工作温度时，由模块的控制单元输出和接收的更高级别的控制信号。
在模块的正常操作中，对于废气温度的暂时升高——例如，为了使下游颗粒过滤器再生——主管线的质量流量被降低或最小化，直到氧化催化剂和/或从加热模块流出的废气流超过第三目标温度（第三目标温度高于第二目标温度），或直到收到外部信号。所述第三目标温度可以是颗粒过滤器再生所需的温度，例如600℃。外部信号可以是更高级别的控制信号，当例如具有足够温度的废气到达下游废气净化装置以使其再生和/或废气净化装置达到所需温度时，由模块的控制单元输出和接收。
所述第三目标温度可以保持在预定的时间段，和/或基于加热模块的操作数据和/或基于外部数据确定的时间段。所述第三目标温度最好在550℃至620℃之间，特别是在600℃+/-10℃或600℃+/-5℃。
术语“目标温度”应具有广泛的解释。它不仅包括离散的温度值，还包括温度窗口，因为在实践中，在废气系统的运行中不能排除某些温度波动，即使在稳定的运行中。
流经两条管线的质量流量的比例可以由控制装置（例如废气挡板）设定，如前所述，所述控制装置与控制单元相连。例如，控制单元可以根据各种传入的数据，例如测量废气温度、废气压力、废气流速或其他参数的传感器数据，设定流经主管线或次级管线的废气量。此外，所述加热元件，即加热元件的通电，和喷射器，即喷射的液体量，也可以根据获得的传感器值通过控制装置进行控制。所述控制装置、加热元件和/或喷射器尤其是相互依赖或相互独立地控制。所述控制装置也可以——如前所述——连接到更高等级的控制装置，例如控制内燃机等，这样就可以考虑进一步的参数来控制加热模块。
上述主气流与次级流的质量流量比可以在1:0和0:1之间变化设置——取决于模块和相应的控制装置的适当设计。
关于根据本发明的加热模块的描述相应地适用于根据本发明的方法；这特别适用于所描述的优点和实施方案。
附图说明
在下文中，将参照实施方案和附图，仅以举例的方式介绍本发明。如下所示：
图1是一种包括加热模块的废气系统；
图2是加热模块的一个实施例的侧向横截面图；
图3是加热模块的另一个实施方案的侧向横截面图；
图4是加热模块的透视图；
图5加热模块的侧视图；以及
图6是加热模块的前视图。
具体实施方式
图1显示了一个废气系统2，其包括内燃机4，与内燃机相连的加热模块6，以及与加热模块6相连的废气净化系统8。在此，内燃机4产生的废气通过废气系统2进行排放和净化。废气的净化特别是通过废气净化系统8进行，例如，所述系统有颗粒过滤器和/或催化剂。
废气中的烟尘积聚在颗粒过滤器中，并不时地在再生过程中被烧掉。由于再生过程需要超过600℃的温度，所述加热模块6连接在内燃机4和废气净化系统8之间，尤其是其任务是临时加热废气流，以实现颗粒过滤器的再生过程。
反过来，催化剂的特性是它们只有在特定的工作温度下才能有效地工作。因此，所述加热模块6可用于在冷启动或部分负荷运行时对废气进行加热——即当从内燃机排出的废气相对较冷时——以使下游的催化剂迅速达到工作温度。
图2显示了加热模块6的侧向横截面图的实施方案。所述加热模块6包括进气口10和出气口12，通过所述进气口10和出气口12，所述加热模块6可以与废气系统2连接，其中在进气口10和出气口12之间设有主管线14和次级管线16，用于引导流经加热模块6的废气，所述主管线14和次级管线16在其上游端通过分支部分18相互连接，并在其下游端通过合流室20相互连接。主管线14还包括控制装置22，其形式为控制挡板，用于控制流经主管线14的主气流24。主气流24的变化会导致流经次级管线16的次级气流26也发生变化。因此，次级气流26最终可以由主气流24的控制来控制。
所述加热模块6还包括氧化催化剂28，其完全布置在合流室20中，并被固定在次级管线16的端部29上，其中次级管线16的端部29在图2中完全布置在合流室20中。根据本发明，在冷启动或部分负荷运行时，催化剂28被合流室20中围绕所述催化剂28流动的废气加热到所需温度，特别是其工作温度。
如图2所示，加热盘31被进一步安排在氧化催化剂28的前面，并主动加热流向氧化催化剂28的碳氢化合物废气混合物，并且在一定程度上也加热氧化催化剂28本身，以便快速达到催化燃烧所需的温度。所述加热盘31通过连接器33与控制单元相连，未示出控制加热盘温度的控制单元。
废气流经加热模块6的过程将在下文中详细描述。
由内燃机4产生的废气作为输入废气流30通过进气口10被引导到分支部分18，其中输入废气流30的一部分被输送到主管线14和/或次级管线16。所述主管线14和/或次级管线16，例如，包括构成管状部分。流经主管线14的废气量和流经次级管线16的废气量通过控制挡板22控制。所述控制挡板22与未示出的执行器相连，所述执行器与未示出的控制单元相连。根据可旋转支撑的控制挡板31的设置角度，确定流经主管线14的废气量，从而间接地确定流经次级管线16的废气量。当所述控制挡板22垂直于主气流24的流动方向时，几乎所有的输入废气流30，例如，通过分支部分18流入次级管线16。相反，由于次级管线16的流动阻力相对较高，当控制挡板22完全打开时，绝大部分的输入废气流30都流经主管线14。
在所述合流室20中，通过主管线14已经进入合流室20的废气流至少部分地围绕设置在合流室20中的氧化催化剂28或部分氧化催化剂28流动，以便所述氧化催化剂28被围绕它流动的废气的热量所加热。当催化剂28相对较冷，而废气确实尚未达到其正常工作温度但比催化剂28更热时，这一点尤其重要。例如，在冷启动后或部分负荷运行后，废气的焓值被用来加热所述催化剂28，使其更快达到工作温度。在这种状态下，所述控制挡板22是完全打开的。
一旦所述催化剂28达到足够高的温度，例如它的工作温度，所述控制挡板22（部分）关闭，以引导（部分）废气通过所述次级管线16。因此，主气流24减少了，甚至基本上完全停止了，以利于次级气流26。
输入的废气流30，现在被引导通过次级管线16，在进入次级管线16之前，至少部分地与碳氢化合物流体（HC流体）混合，因为喷射器34通过喷嘴将HC流体喷入分支部分18的一部分和/或次级管线16的一部分（见图2中的喷射锥32），HC流体在那里与次级气流26混合。如图2所示，所述喷射器34附接到所述分支部分18的外壳，与次级管线16的纵轴同轴。
与HC流体混合的次级气流26流经所述次级管线16，并冲击加热盘31，其加热废气碳氢化合物混合物，然后冲击氧化催化剂28并流经它。所述次级管线16的端部29还有一个加宽的部分，其结果是次级管线16的横截面积在次级管线16的出口处增加，因此废气流过氧化催化剂28的更大面积。在所述氧化催化剂28中所述注入的烃类流体的放热氧化(催化燃烧)，由此，流经氧化催化剂28的次级气流26被加热，并作为加热的次级气流36从氧化催化剂28中流出。
被加热的次级气流36与来自合流室20的废气流一起被引导到包括出气口12的出口盖38，在那里两个废气流混合流通过出气口12被送入下游的废气净化系统8。
图3中显示了加热模块的另一个实施方案。图3的实施方案与图2的实施方案不同之处在于，在分支部分18中另外设置了漏斗状的涡流元件40和略呈锥形的节流元件42。所述涡流元件40在周边方向上环绕节流元件42，而节流元件42又在周边方向上环绕喷射器34的喷嘴。所述节流元件42在侧面包括圆形的节流口，这些节流口在周边方向均匀分布，形成穿孔。喇叭状或喷嘴状的套筒元件43安排在节流元件42的内部，其中所述套筒元件43的形状的特点是，它首先在HC流体的喷射方向上短距离变细，然后变宽。
进入次级管线16的全部废气已经通过了涡流元件40（在其他实施例中，也可以提供旁路）。为此，所述涡流元件40有开口，其具有与之相关的有角度的引导面，由此，流经元件40的废气被赋予涡流。一部分受到涡流影响的废气然后直接流入次级管线16。一小部分废气流经节流元件42，并在喷射器34的喷嘴周围流动。在HC流体的喷射锥32的携带下，并与套筒元件42的形状配合，这部分废气然后通过套筒元件42流入次级管线16，在那里与另一部分废气混合。
所述部件40、42、43确保HC流可以尽可能有效地喷入废气并与之混合。
图4显示了加热模块6的透视图，特别是加热模块6的外壳。图中显示了：
所述进气口10，输入废气流30通过所述进气口10被引导从内燃机进入加热模块6，
所述分支部分18，具有连接到分支部分18的外壳上的喷射器34，
所述主管线14，其包括开口，所述控制挡板22通过所述开口与执行器相连接，
所述次级管线16的一部分（次级管线16的端部伸入室20，如图2所示），
所述合流室20，其通过主管线14和次级管线16与所述分支部分18相连接，
所述加热盘31的连接器33，以及
所述出口盖38，其包括出气口12，所述加热模块6的废气流通过所述开口例如被输送到废气净化系统8。
图5显示了具有相同部件的加热模块6的侧视图。
图6显示了所述加热模块6的前视图，其中，除了加热模块6的上述部件外，还显示了控制挡板的执行器（在这种情况下是电机44），所述执行器例如通过控制单元进行控制，以设置控制挡板22的设置角度。
由图4至图6可以清楚地看到，所述模块6具有非常紧凑的设计。
附图标记列表
2 废气系统
4 内燃机
6 加热模块
8 废气净化系统
10 进气口
12 出气口
14 主管线
16 次级管线
18 分支部分
20 合流室
22 控制装置
24 主气流
26 次级气流
28 氧化催化剂
29 次级管线的端部
30 输入废气流
31 加热盘
32 HC流体
33 连接器
34 喷射器
36 加热的次级气流
38 出口盖
40 涡流元件
42 节流元件
43 套筒元件
44 电机

Claims (18)

1.一种用于内燃机废气系统(4)的加热模块(6)，所述加热模块(6)包括至少一个进气口(10)和至少一个出气口(12)，所述加热模块(6)可以通过这些进气口(10)和出气口(12)连接到废气系统，其中，在进气口(10)和出气口(12)之间设置有主管线(14)和和次级管线(16)，以引导废气流经所述加热模块(6)，所述主管线(14)和和次级管线(16)在其上游端通过分支部分(18)相互连接，并在其下游端通过合流室(20)相互连接，其中，在主管线(14)中设有用于控制流经主管线(14)的废气流的控制装置(22)，
其特征在于，所述加热模块(6)包括至少部分地设置在合流室(20)中的氧化催化剂(28)。
2.根据权利要求1所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述氧化催化剂(28)设置在所述次级管线(16)的出口处。
3.根据权利要求1或2所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述氧化催化剂(28)至少部分地与所述合流室(20)的壁隔开。
4.一种根据前述权利要求中任一项所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述次级管线(16)的端部至少部分地设置在所述合流室(20)中。
5.一种根据前述权利要求中任一项所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述次级管线(16)的端部具有加宽部分。
6.根据权利要求5所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述氧化催化剂(28)插入或推入加宽部分和/或固定于加宽部分。
7.一种根据前述权利要求中任一项所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述合流室(20)设有至少部分呈漏斗状的出口盖(38)，所述出口盖(38)具有出气口(12)。
8.一种根据前述权利要求中任一项所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述合流室(20)具有倾斜于所述主线路(14)的主气流方向设置的湍流壁。
9.一种根据前述权利要求中任一项所述的加热模块(6)，
其特征在于，喷射器(34)附接到分支部分(18)，并配置为通过分支部分(18)的喷嘴将流体注入分支部分(18)和/或次级管线(16)。
10.一种根据前述权利要求中任一项所述的加热模块(6)，
其特征在于，在分支部分(18)中设置有涡流元件(40)，以便给流经次级管线(16)的废气流带来涡流成分，特别是其中，所述涡流元件(40)在周边方向上环绕喷嘴。
11.一种根据前述权利要求中任一项所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述氧化催化剂(28）能被主动加热。
12.根据权利要求11所述的加热模块(6)，
其特征在于，提供加热元件(31)，用于加热流经所述次级管线(16)的废气，特别是其中所述加热元件(31)在流动方向上布置在氧化催化剂(28)的前面。
13.根据权利要求12所述的加热模块(6)，
其特征在于，所述加热元件(31)与氧化催化剂(28)接触或集成到氧化催化剂中。
14.一种废气系统(2)，其特征在于，包括根据前述权利要求中任一项所述的加热模块，和布置在加热模块(6)下游的废气净化装置(8)。
15.一种用于内燃机(4)废气系统的加热模块(6)，特别是根据权利要求1至13中任一项所述的加热模块(6)的操作方法，其特征在于：
废气流经所述加热模块(6)的进气口(10)被引导到分支部分(18)；
所述废气流作为主气流(24)从分支部分(18)被引导到主管线(14)中，并且/或者作为次级气流(26)从分支部分(18)被引导到次级管线(16)中；
所述次级气流(26)至少部分流经氧化催化剂(28)，用于对引入次级气流(16)的流体进行催化燃烧；
所述次级气流(26)和所述主气流(24)在废气流通过出气口离开所述加热模块(6)之前，在合流室(18)中合流；
其中，所述氧化催化剂(28)至少部分布置在合流室(18)中，并由主气流(24)流到上面；以及
其中，所述主气流(24)的质量流量与所述次级气流(26)的质量流量的比率由布置在主管线(14)中的控制装置(22)设定。
16.根据权利要求15所述的方法，
其特征在于，所述主气流(24)的质量流量被最大化，直到所述氧化催化剂(28)和/或从加热模块(6)流出的废气流已经达到第一目标温度；
其中，所述主气流(24)的质量流量减少或最小化，直到所述氧化催化剂(28)和/或从加热模块(6)流出的废气流已经达到高于第一目标温度的第二目标温度，或直到收到外部信号；以及
其中，如果第二目标温度已经维持了预定的时间段，和/或基于加热模块的操作数据和/或基于外部数据确定的时间段，或者如果收到了外部信号，则主气流(24)的质量流量再次增加或最大化。
17.根据权利要求16所述的方法，
其特征在于，所述主气流的质量流量在正常负载操作中被减少或最小化，直到氧化催化剂和/或从加热模块流出的废气流达到或超过高于第二目标温度的第三目标温度，或直到收到外部信号。
18.根据权利要求16或17所述的方法，
其特征在于，所述第三目标温度被维持在预定的时间段，和/或基于所述加热模块的操作数据和/或基于外部数据确定的时间段。
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