CN118167461A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

内燃机的排气净化装置，其具有排气管，该排气管关于其纵向方向沿内燃机的至少一个气缸排的彼此相邻布置的气缸延伸，具有布置在排气管内的催化转化器，该催化转化器将排气管分成第一排气管部分和第二排气管部分，其中排气管部分均关于它们的纵向方向沿至少一个气缸排的气缸延伸，其中排气管联接于至少一个气缸排的气缸，以便将排气从至少一个气缸排的气缸引入到排气管的第一排气管部分中，并且其中从排气管的第一排气管部分发出，未净化的排气可经由催化转化器横向于排气管的纵向方向传导到排气管的第二排气管部分中，以便作为从排气管的第二排气管部分发出的净化的排气沿内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。

Description

内燃机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气净化装置。
背景技术
从实践已知的内燃机包括气缸，燃料在该气缸中燃烧。内燃机的气缸形成彼此相邻地成直线布置的气缸的至少一个气缸排。在呈V型设计的内燃机的情况下，提供均具有彼此相邻布置的多个气缸的两个气缸排。此外，从实践已知的内燃机包括排气净化装置。排气净化装置用于净化离开气缸的排气。典型地，相应排气涡轮增压器的至少一个涡轮布置在排气净化装置的下游。
在从实践已知的内燃机中，排气净化装置要求许多安装空间。这是缺点。
发明内容
存在对排气净化系统的需要，该排气净化系统可优选地安装在发动机的现有尺寸(安装空间)内，并且因此在发动机附近不要求任何附加空间，而且是轻质构造。本发明的目的在于提供内燃机的对应的排气净化装置。
该目的通过根据权利要求1的内燃机的排气净化装置来解决。
根据本发明的排气净化装置包括排气管，该排气管关于它们的纵向方向沿内燃机的至少一个气缸排的彼此相邻布置的气缸延伸。此外，根据本发明的排气净化装置包括布置在排气管内的催化转化器，其将排气管分成第一排气管部分和第二排气管部分，其中排气管部分关于它们的纵向方向均沿至少一个气缸排的气缸延伸。排气管联接于至少一个气缸排的气缸，以便将排气从至少一个气缸排的气缸引入到排气管的第一排气管部分中。从排气管的第一排气管部分开始，未净化的排气可经由催化转化器横向于排气管的纵向方向传导到排气管的第二排气管部分中，以便作为源自排气管的第二排气管部分的净化的排气沿内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。
在根据本发明的排气净化装置中，排气管沿至少一个气缸排的气缸延伸。催化转化器接收在该排气管中，该催化转化器将排气管分成用于未净化的排气的第一排气管部分和用于净化的排气的第二排气管部分。对于一个气缸排或对于两个气缸排，单个排气管具有布置在排气管中的催化转化器，以便接收、净化和排放沿内燃机的至少一个又一个组件的方向离开气缸的排气。由催化转化器彼此分开的排气管的两个排气管部分关于它们的纵向方向沿相应气缸排的气缸延伸。接收在排气管中的催化转化器横向于相应排气管的纵向方向流过。根据本发明的排气净化装置要求小安装空间并且可集成在发动机舱中。此外，其具有低重量。
优选地，排气管关于其两个排气管部分沿单个气缸排或两个气缸排的所有气缸延伸，其中排气管的第一排气管部分联接于一个气缸排或两个气缸排的所有气缸。该实施例为特别优选的，以便提供具有低重量和小安装空间要求的排气净化装置。备选地，多个排气净化装置可安装在根据本发明的发动机上，优选地安装在具有例如两个气缸排的发动机上：每个气缸排一个排气净化排。
优选地，排气净化装置包括至少一个旁路，经由该至少一个旁路绕过催化转化器的排气可直接地且以未净化状态从第一排气管部分沿排气管的内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。特别地，旁路形成在排气管的该端部处，在该端部处，从排气管发出的排气可沿内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。特别地，旁路可经由可控闭合装置关闭和开启。借助于旁路和用于关闭和开启旁路的可控闭合装置，排气的流动控制可特定地匹配于内燃机的不同操作点和负载变化。借助于这一切，可调整或改进包括排气净化装置的内燃机的发动机动力。
优选地，导流元件布置在相应气缸排的气缸与排气管的联接区域中，该导流元件引导相应气缸排的气缸的排气在进入排气管的第一排气管部分时的流动。借助于导流元件，可改进排气从气缸到排气管的第一排气管部分中的引入以及排气在第一排气管部分中的分布，以便提供穿过催化转化器的良好流动。
优选地，相应的催化转化器分配有至少一个优选为栅格状的引导元件。借助于引导元件，可改进排气在催化转化器的区域中的流动控制。
附图说明
本发明的优选的另外的发展从从属权利要求和以下描述获得。本发明的示例性实施例经由附图更详细地阐释，而不约束于此。附图示出：
图1示出内燃机的排气净化装置的示例性实施例的透视图，
图2示出穿过图1的排气净化装置的第一截面，
图3借助于截取示出穿过图1的排气净化装置的第二截面，
图4示出图2的细节，
图5示出图3的细节的备选方案，
图6示出在第一状态下的图3的细节，
图7示出在第二状态下的图6的细节，
图8示出在第三状态下的图6的细节，
图9借助于截取示出穿过图1的排气净化装置的第三截面，
图10示出在第一状态下的图6的细节的备选方案，
图11示出在第二状态下的图10的细节。
具体实施方式
图1示出内燃机的排气净化装置10的透视图，其中图1的排气净化装置10示出用于具有两个气缸排的内燃机。
每个气缸排包括成直线布置的十个气缸。每个气缸排的气缸数量纯粹是示例性的，对于该气缸数量，在图1中示出排气净化装置10。
根据本发明的图1的排气净化装置10包括排气管11。该排气管11关于其纵向方向沿内燃机的一个或多个气缸排的彼此相邻布置的气缸延伸。
在图1的示例性实施例中，排气管11由多个管节段11a组装，其中在每种情况下，彼此相邻布置的管节段11a通过长度补偿构件(此处示例性地为波纹管状补偿器12)连接于彼此。补偿器12例如用于补偿热引起的长度变化。
排气管11在第一端部13处闭合。在相对的第二端部14处，排气可沿内燃机的至少一个又一个组件的方向，例如沿排气涡轮增压器的涡轮的方向从排气管11排放。
多个催化转化器15布置在排气管11内。图2(其示出穿过图2的排气净化装置10的纵截面)示出多个此类催化转化器15，其中催化转化器15将排气管11的内部以及因此将排气管11分成第一排气管部分16和第二排气管部分17。排气管11的排气管部分16,17关于它们的纵向方向沿两个气缸排的气缸彼此平行地延伸。
排气管10联接于气缸排的气缸，即，以如下方式使得：排气可从气缸排的气缸中的每个引入到相应排气管11的第一排气管部分16中。因此，在图1和图2的示例性实施例中提供：每个排气管节段11a与两个气缸排中的每个的两个气缸相互作用。并且为这四个气缸分别形成入口开口18，其中经由每个入口开口18，排气可从相应气缸排的相应气缸引入到排气管11，即，相应排气管11的第一排气管部分16中。如果仅存在一个气缸排，则排气管10经由入口开口18联接于该一个气缸排的气缸。接着，不需要的入口开口在构件上省去。
从排气管11的第一排气管部分16开始，未净化的排气可横向于排气管11的纵向方向(即，沿第二排气管部分17的方向)经由催化转化器15流动，净化的排气接着可积聚在第二排气管部分17中。接着，从排气管11的第二排气管部分17发出的该净化的排气可沿内燃机的至少一个又一个组件的方向传导，即，从排气管11的第二端部14发出。另外，第一端部13可类似于端部14实施，以使排气可经由第一端部13供给至又一个组件。
排气管11关于其两个排气管部分16,17沿一个气缸排或两个气缸排的所有气缸延伸，或者在每种情况下，一个排气管11或多个排气管11沿一个气缸排延伸。排气管11的第一排气管部分16联接于一个气缸排或两个气缸排的所有气缸(即，经由入口开口18)，气缸的排气可经由入口开口18流动到排气管11的第一排气管部分16中。经由排气管11的管节段11a的入口开口18进入第一排气管部分16的排气可在第一排气管部分16内扩散，经由催化转化器15流动，并且接着在第二排气管部分17中作为净化的排气积聚，以便从第二排气管部分17沿第二端部14的方向传导，并且在相应地实施第一端部13的情况下，还沿第一端部13的方向传导至内燃机的至少一个又一个组件。
排气净化装置10包括旁路19。旁路19形成在排气管的第二端部14处，排气可从旁路19沿内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。另外，又一个旁路可附加地附接在另一个端部处，以便还在第一端部处提取排气用于又一个组件。
形成旁路19以便将排气绕过催化转化器15直接且未净化地从第一排气管部分16沿内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。旁路19分配有可控闭合装置20。
图6、图7和图8示出在不同状态下的该闭合装置20，其中在图6的状态下，闭合装置20完全阻挡旁路19，在图7中完全开启旁路，并且在图8中，闭合装置20部分地开启旁路19。
在图6的状态下，没有排气可经由旁路19流动，而是所有排气必须从第一排气管部分16经由催化转化器15流动，以便从第二排气管部分17发出，从排气管10排放(即，沿内燃机的至少一个又一个组件的方向)。在图7的状态下，从第一排气管部分16发出的所有排气可直接沿内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。因此，在图7的状态下，排气不经由催化转化器15流动。在图8的状态下，排气可一方面部分地经由催化转化器15流动，并且另一方面部分地经由绕过催化转化器15的旁路19流动，以便因此部分地作为净化的排气且部分地作为未净化的排气供给至内燃机的至少一个又一个组件。
闭合装置20可经由致动器21在图6、图7和图8的状态之间移动，以便在操作点或负载点处调整对包括排气净化装置的内燃机的排气控制。
图6、图7和图8中示出的闭合装置20形成为可围绕轴线21枢转的瓣片，其中轴线21面向催化转化器15中的一个，即，直接布置在第二端部14的区域中的催化转化器15。另外，图6、图7和图8中示出的闭合装置还可布置在第一端部13处。
图10和图11示出闭合装置20的备选实施例，闭合装置20继而可围绕轴线21枢转，其中该轴线21设在闭合装置20的端部处，该端部远离布置在排气管11的端部14的区域中的催化转化器15面向。
在图10的状态下，闭合装置20完全闭合旁路19，而在图11中，闭合装置20完全开启旁路19。因此，图10的状态对应于图6的状态，并且图11的状态对应于图7的状态。
根据本发明的有利的又一个发展，提供：每个催化转化器15分配有用于排气控制的至少一个引导元件22。因此，图5示出每个催化转化器14在入口侧端部以及出口侧端部处(即，在分配给第一排气管部分16的端部处并且还在分配给第二排气管部分17的端部处)分配有各自用于排气控制的引导元件22。根据图5的该引导元件22实施为栅格状引导元件，以便改进催化转化器的区域中的排气的流动控制，以及即，另一方面改进从第一排气管部分16发出的催化转化器15的流入，以及从催化转化器到第二排气管部分17中的流出。
如从图9最明显的，导流元件23形成在气缸与排气管11的联接区域中，即，邻接排气管11的每个入口开口18，该导流元件23用于从相应气缸发出的排气经由相应的入口开口18流动到排气管11的第一排气管部分16中的流动控制。因此，确保在排气经由催化转化器15沿第二排气管部分17的方向流动之前，从气缸发出的排气经由入口开口18流动到第一排气管部分16中，在第一排气管部分16的区域中均匀地扩散。因此，可改进穿过催化转化器15的流动以及最终排气净化。
部件列表
10排气净化装置
11排气管
11a管节段
12补偿器
13端部
14端部
15催化转化器
16排气管部分
17排气管部分
18入口开口
19旁路
20闭合装置
21轴线
22引导元件
23导流元件。

Claims (9)

1.一种内燃机的排气净化装置(10)，其具有排气管(11)，所述排气管(11)关于其纵向方向沿所述内燃机的至少一个气缸排的彼此相邻布置的气缸延伸，
具有布置在所述排气管(11)内的催化转化器(15)，所述催化转化器(15)将所述排气管(11)分成第一排气管部分(16)和第二排气管部分(17)，其中所述排气管部分(16,17)关于它们的纵向方向均沿所述至少一个气缸排的所述气缸延伸，
其中所述排气管(11)联接于所述至少一个气缸排的所述气缸，以便将排气从所述至少一个气缸排的所述气缸引入到所述排气管(11)的所述第一排气管部分(16)中，
其中从所述排气管(11)的所述第一排气管部分(16)发出，未净化的排气可经由所述催化转化器(15)横向于所述排气管(11)的所述纵向方向传导到所述排气管(11)的所述第二排气管部分(17)中，以便作为从所述排气管(11)的所述第二排气管部分(17)发出的净化的排气沿所述内燃机的至少一个又一个组件的方向传导。
2.根据权利要求1所述的排气净化装置(10)，其特征在于，所述排气管(11)关于其两个排气管部分(16,17)沿单个气缸排或两个气缸排的所有气缸延伸，并且所述排气管(11)的所述第一排气管部分(16)联接于所述一个气缸排或所述两个气缸排的所有气缸。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的排气净化装置(10)，其特征在于至少一个旁路(19)，经由所述至少一个旁路(19)绕过所述催化转化器(15)的排气可直接地且以未净化状态从所述第一排气管部分(16)沿所述内燃机的所述至少一个又一个组件的所述方向传导。
4.根据权利要求3所述的排气净化装置(10)，其特征在于，所述旁路(19)形成在所述排气管(11)的端部(14)处。
5.根据权利要求4所述的排气净化装置(10)，其特征在于，所述旁路(19)形成在所述排气管(11)的该端部(13,14)处，从所述排气管(11)发出的排气可从所述端部(13,14)沿所述内燃机的所述至少一个又一个组件的所述方向传导。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的排气净化装置(10)，其特征在于，分配给所述旁路(19)的可控闭合装置(20)装备成关闭和开启所述旁路(19)。
7.根据权利要求6所述的排气净化装置(10)，其特征在于，所述闭合装置(20)装备成完全地关闭或完全地开启所述旁路(19)，以及部分地关闭和开启所述旁路(19)。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的排气净化装置(10)，其特征在于，相应的催化转化器(15)分配有至少一个优选为栅格状的引导元件(22)。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的排气净化装置(10)，其特征在于，流动控制元件(23)布置在相应气缸排的所述气缸与所述排气管(11)的联接区域中，所述流动控制元件(23)控制所述相应气缸排的所述气缸的排气在进入所述排气管(11)的所述第一排气管部分(16)时的流动。
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