DE102008046222B4

DE102008046222B4 - Abgasnachbehandlungseinrichtung

Info

Publication number: DE102008046222B4
Application number: DE102008046222.5A
Authority: DE
Inventors: Dr. Lehnen Rainer; Rudolf Buhmann; Kresimir Jambrosic
Original assignee: Purem GmbH
Current assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2028-09-09
Also published as: US8388896B2; BRPI0903353B1; US20100061898A1; BRPI0903353A2; BRPI0903353A8; DE102008046222A1

Abstract

Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine,- mit einem Gehäuse (2), in dem zumindest ein Abgasnachbehandlungselement (3) und stromab davon zumindest eine Schalldämpfereinrichtung (4) angeordnet sind,- mit einem Einlassgaspfad (7), der zumindest von einem Gehäuseeinlass (5) zu einem im Inneren des Gehäuses (2) liegenden Auslass (9) des Abgasnachbehandlungselements (3) führt,- mit einem auf den Einlassgaspfad (7) folgenden Auslassgaspfad (8), der im Inneren des Gehäuses (2) zu der wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung (4) und/oder durch die wenigstens eine Schalldämpfereinrichtung (4) sowie zu einem Gehäuseauslass (6) führt,- wobei der Einlassgaspfad (7) eine größere Gasdichtigkeit aufweist als der Auslassgaspfad (8), und/oder wobei den Einlassgaspfad (7) begrenzende Bauteile (11, 12, 14) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) eine größere Materialgüte aufweisen als nur den Auslassgaspfad (8) begrenzende Bauteile (21, 22, 23, 24, 25, 26) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1),- wobei der Einlassgaspfad (7) ein Einlassrohr (11), eine Umlenkkammer (29) und ein Aufnahmerohr (14) aufweist, wobei das Einlassrohr (11) den Gehäuseeinlass (5) mit der Umlenkkammer (29) fluidisch verbindet, die Umlenkkammer (29) das Einlassrohr (11) mit dem Aufnahmerohr (14) fluidisch verbindet und das Aufnahmerohr (14) das wenigstens eine Abgasnachbehandlungselement (3) enthält und den Auslass (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkammer (29) durch einen Zwischenboden (13) des Gehäuses (2), der an einem Mantel (21) des Gehäuses (2) abgestützt ist, und einen am Zwischenboden (13) befestigten Schalenkörper (12) begrenzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine herkömmliche Abgasnachbehandlungseinrichtung ist z. Bsp. aus der DE 10 2005 025 045 A1 bekannt und umfasst ein Gehäuse, in dem zumindest ein SCR-Katalysatorelement und stromab davon zumindest eine Schalldämpfereinrichtung angeordnet sind. Ferner sind im Gehäuse ein Einlassgaspfad sowie ein daran anschließender Auslassgaspfad ausgebildet. Der Einlassgaspfad führt von einem Gehäuseeinlass zu einem im Inneren des Gehäuses liegenden Auslass des wenigstens einen SCR-Katalysatorelements. Der Auslassgaspfad führt im Inneren des Gehäuses zu der wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung und/oder durch die wenigstens eine Schalldämpfereinrichtung sowie zu einem Gehäuseauslass.
Durch Eindüsen eines geeigneten Reduktionsmittels, insbesondere Ammoniak oder Harnstoff bzw. einer wässrigen Harnstofflösung, bewirkt das jeweilige SCR-Katalysatorelement eine Aufspaltung der Stickoxide in Stickstoff und Wasser. Derartige Abgasnachbehandlungseinrichtungen zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise sowie durch eine effektive Abgasreinigungswirkung im Hinblick auf die Entfernung von Stickoxiden aus den Abgasen aus. Sie kommen bevorzugt bei Dieselmotoren zum Einsatz, und zwar insbesondere bei Nutzfahrzeugen. Durch zunehmendes Umweltbewusstsein nimmt der Bedarf an derartigen Abgasnachbehandlungseinrichtungen ständig zu.
Eine gattungsgemäße Abgasanlage ist aus der US 7 334 402 B2 bekannt und unterscheidet sich von der vorstehend genannten herkömmlichen Abgasanlage dadurch, dass der Einlassgaspfad eine größere Gasdichtigkeit aufweist als der Auslassgaspfad und/oder dass den Einlassgaspfad begrenzende Bauteile der Abgasnachbehandlungseinrichtung eine größere Materialgüte aufweisen als nur den Auslassgaspfad begrenzende Bauteile der Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei der Einlassgaspfad ein Einlassrohr, eine Umlenkkammer und ein Aufnahmerohr aufweist, wobei das Einlassrohr den Gehäuseeinlass mit der Umlenkkammer fluidisch verbindet, die Umlenkkammer das Einlassrohr mit dem Aufnahmerohr fluidisch verbindet und das Aufnahmerohr das wenigstens eine Abgasnachbehandlungselement enthält und den Auslass aufweist.
Aus der JP 2005-155 404 A ist eine Abgasreinigungseinrichtung bekannt, bei der eine Umlenkkammer durch einen Schalenkörper und durch eine Zwischenplatte begrenzt ist, die eine Einlassöffnung für ein Einlassrohr und eine Auslassöffnung für ein Auslassrohr aufweist.
Weitere Abgasnachbehandlungen sind aus der DE 10 2007 010 486 A1 und aus der EP 1 536 113 A2 bekannt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine preiswerte Herstellbarkeit auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Abgasnachbehandlungseinrichtung innerhalb des Einlassgaspfads, insbesondere hinsichtlich Dichtigkeit und/oder Materialgüte, mit einer höheren Wertigkeit auszugestalten als im Auslassgaspfad. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass nur bis zur chemischen Nachbehandlung der Abgase bzw. der Abgasbestandteile im jeweiligen Abgasnachbehandlungselement, insbesondere nur bis zur Umsetzung von in einem Partikelfilter eingelagertem Ruß in CO₂ bzw. nur bis zur Umwandlung der Stickoxide im SCR-Katalysator, eine erhöhte Gasdichtigkeit erforderlich ist, um die erwünschten Emissionsgrenzwerte einhalten zu können. Ferner nutzt die Erfindung die Erkenntnis, dass höherwertige Materialien insbesondere nur bis zur Umsetzung der Stickoxide im SCR-Katalysator erforderlich sind, da eine Korrosionsgefahr durch eine Beaufschlagung mit Harnstoff oder Ammoniak stromab des SCR-Katalysators erheblich reduziert ist. Durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbau der Abgasnachbehandlungseinrichtung ergibt sich die Möglichkeit, die Abgasnachbehandlungseinrichtung vergleichsweise preiswert herzustellen. Zum einen besteht beim erfindungsgemäßen Aufbau nur ein vergleichsweise kleiner Teil der Abgasnachbehandlungseinrichtung aus dem Einlassgaspfad, so dass der größte Teil der Abgasnachbehandlungseinrichtung mit preiswerteren Materialien, preiswerteren Fertigungsmethoden und preiswerten Verbindungstechniken hergestellt werden kann.
Entsprechend einer ersten erfindungsgemäßen Lösung ist die Umlenkkammer durch einen Zwischenboden des Gehäuses, der an einem Mantel des Gehäuses abgestützt ist, und einen am Zwischenboden befestigten Schalenkörper begrenzt.
Entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist die Umlenkkammer vom Aufnahmerohr, einem am Aufnahmerohr befestigten Schalenkörper und einem innerhalb des Aufnahmerohrs angeordneten, perforierten Verstärkungsboden begrenzt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform können den Einlassgaspfad begrenzende Bauteile durch Stoffschlussverbindungen miteinander verbunden sein, während nur den Auslassgaspfad begrenzende Bauteile durch Formschlussverbindungen miteinander verbunden sein können. Stoffschlussverbindungen, wie z. Bsp. Schweißverbindungen und Lötverbindungen, besitzen eine signifikant höhere Gasdichtigkeit als Formschlussverbindungen, wie z. Bsp. Falzverbindungen und Bördelverbindungen. Im Unterschied dazu lassen sich Formschlussverbindungen erheblich preiswerter herstellen als Stoffschlussverbindungen.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können den Einlassgaspfad begrenzende Bauteile aus legierten Stählen hergestellt sein, während nur den Auslassgaspfad begrenzende Bauteile aus nicht legierten Stählen hergestellt sind. Legierte Stähle, wie z. Bsp. Edelstahl, besitzen bspw. eine höhere Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegenüber aggressiven Medien wie Harnstoff und Ammoniak, während nicht legierte Stähle, wie z. Bsp. Schwarzblech, erheblich preiswerter sind.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,

1 bis 4 jeweils einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, bei unterschiedlichen Ausführungsformen.

Entsprechend den 1 bis 4 umfasst eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 ein Gehäuse 2, das zumindest ein Abgasnachbehandlungselement 3 und zumindest eine Schalldämpfereinrichtung 4 aufweist. Dabei ist die wenigstens eine Schalldämpfereinrichtung 4 stromab des wenigstens einen Abgasnachbehandlungselements 3 angeordnet. Im dargestellten bevorzugten Beispiel handelt es sich beim jeweiligen Abgasbehandlungselement 3 um ein SCR-Katalysatorelement, das im Folgenden auch mit 3 bezeichnet wird. Ebenso kann es sich auch um ein anderes Abgasnachbehandlungselement 3 handeln, wie z.B. ein Partikelfilter. In den gezeigten Beispielen sind jeweils zwei hintereinander durchströmbar angeordnete SCR-Katalysatorelemente 3 angeordnet. Es ist klar, dass auch mehr oder weniger derartige SCR-Katalysatorelemente 3 vorgesehen sein können. Mit Hilfe des jeweiligen SCR-Katalysatorelements 3 können im Abgas mitgeführte Stickoxide mit Hilfe eines dem Abgasstrom zugemischten geeigneten Reduktionsmittels, bei dem es sich um Ammoniak oder um Harnstoff bzw. um eine wässrige Harnstofflösung handeln kann, zu Wasser und Stickstoff umgesetzt. Die Zuführung des Ammoniaks bzw. des Harnstoffs erfolgt dabei über eine entsprechende Dosiereinrichtung, die in einer Abgasanlage stromauf der Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 angeordnet sein kann. Die Dosiereinrichtung ist zweckmäßig am Anfang einer im Abgasnachbehandlungssystem integrierten Mischstrecke angeordnet, die für eine optimale Vermischung und Verdampfung der Harnstoffwasserlösung mit dem Abgas sorgt. Ebenso ist es möglich, eine derartige Zumesseinrichtung in die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 zu integrieren. Die wenigstens eine Schalldämpfereinrichtung 4 umfasst bei den gezeigten Ausführungsformen eine geeignete Anzahl an Querschnittssprüngen, Expansionsräumen, Absorptionsmaterialien, Resonanzräume, jeweils kumulativ oder alternativ und auch in beliebiger Kombination. Die wenigstens eine Schalldämpfereinrichtung 4 ist hinsichtlich der zu bedämpfenden Frequenzen ausgelegt. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 eignet sich für eine Verwendung in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, die ihrerseits bevorzugt in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Nutzfahrzeug, angeordnet ist.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 bzw. ihr Gehäuse 2 weist einen Gehäuseeinlass 5, durch den Abgas in das Gehäuse 2 eintritt, und einen Gehäuseauslass 6 auf, durch den Abgas aus dem Gehäuse 2 austritt. Im Gehäuse 2 sind ein Einlassgaspfad 7 und ein Auslassgaspfad 8 ausgebildet. Der Einlassgaspfad 7 ist durch Pfeile repräsentiert und führt vom Gehäuseeinlass 5 bis zu einem Auslass 9 des jeweiligen Abgasnachbehandlungselements 3, der im Inneren des Gehäuses 2 liegt. Der Auslassgaspfad 8 ist ebenfalls durch Pfeile repräsentiert und führt im Inneren des Gehäuses 2 zu der wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung 4 bzw. durch die wenigstens eine Schalldämpfereinrichtung 4 hindurch bis zum Gehäuseauslass 6. Dabei folgt der Auslassgaspfad 8 stromab auf den Einlassgaspfad 7. Im gezeigten Beispiel folgt der Auslassgaspfad 8 unmittelbar auf den Einlassgaspfad 7, so dass die beiden Gaspfade 7, 8 im Beispiel aneinander anschließen. Sofern die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 weitere, andere Abgasbehandlungselemente enthält, wie z.B. einen Oxidationskatalysator und/oder ein Partikelfilter, können diese Elemente stromauf des wenigstens einen SCR-Elements 3 angeordnet sein, so dass sie dann zum Einlassgaspfad 7 gehören. Sofern sie jedoch stromab des wenigstens einen SCR-Elements 3 angeordnet sind, können sie noch zum Einlassgaspfad 7 gehören oder bereits zum Auslassgaspfad 8 gehören oder aber zwischen den beiden Gaspfaden 7, 8 positioniert sein, so dass sie weder zum Einlassgaspfad 7 noch zum Auslassgaspfad 8 gehören.
Der Einlassgaspfad 7 unterscheidet sich vom Auslassgaspfad 8 dadurch, dass der Einlassgaspfad 7 eine größere Gasdichtigkeit aufweist als der Auslassgaspfad 8. Zusätzlich oder alternativ unterscheidet sich der Einlassgaspfad 7 dadurch vom Auslassgaspfad 8, dass den Einlassgaspfad 7 begrenzende Bauteile eine größere Materialgüte aufweisen als Bauteile, die nur den Auslassgaspfad 8 begrenzen. Durch diese Bauweise wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die höhere Gasdichtigkeit bei den hier gezeigten Ausführungsformen, bei denen die Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 zur chemischen Abgasbehandlung ausschließlich das wenigstens eine SCR-Katalysatorelement 3 aufweist, nur solange erforderlich ist, wie unbehandelte Abgase vorhanden sind. Dies ist im Wesentlichen nur bis zum Auslass 9 der Fall. Die SCR-Katalysatorelemente 3 sind zweckmäßig so ausgelegt, dass bei normalem, ordnungsgemäßem Betrieb keine Stickoxide oder nur noch eine tolerierbare Menge an Stickoxiden in der aus dem Auslass 9 austretenden Abgasströmung enthalten sind. Stromab des Einlassgaspfads 7 kommt es daher nicht mehr auf eine optimale Gasdichtigkeit der Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 an, da die chemische Abgasbehandlung stromab der SCR-Katalysatorelemente 3 abgeschlossen ist. Die im Auslassgaspfad 8 erforderliche Gasdichtigkeit muss dementsprechend nur noch weitaus geringeren Anforderungen gerecht werden, da im Wesentlichen nur noch eine Strömungsführung und Schallführung bewirkt werden soll.
Eine erhöhte Gasdichtigkeit lässt sich bspw. dadurch realisieren, dass die den Einlassgaspfad 7 begrenzenden Bauteile der Abgasnachbehandlungseinrichtung 1 durch Stoffschlussverbindungen miteinander verbunden sind. Den Einlassgaspfad 7 begrenzende Bauteile sind bspw. ein Einlassstutzen 10, ein Einlassrohr 11, ein Schalenkörper 12, ein Zwischenboden 13 und ein Aufnahmerohr 14. Stoffschlussverbindungen, also insbesondere Schweißverbindungen bzw. Lötverbindungen sind dann bei 15 zwischen dem Einlassstutzen 10 und dem Einlassrohr 11, bei 16 zwischen dem Einlassrohr 11 und dem Zwischenboden 13, bei 17 zwischen dem Schalenkörper 12 und dem Einlassrohr 11, bei 18 zwischen dem Schalenkörper 12 und dem Zwischenboden 13 und bei 19 zwischen dem Aufnahmerohr 14 und dem Zwischenboden 13 ausgebildet. Dadurch ist der Einlassgaspfad 7 vom Gehäuseeinlass 5 bis zum Auslassende 20 des Aufnahmerohrs 14 mit hoher Güte gasdicht. Im Unterschied dazu sind Bauteile der Abgasnachbehandlungseinrichtung 1, die nur den Auslassgaspfad 8 begrenzen, vorzugsweise durch Formschlussverbindungen miteinander verbunden. Derartige, nur den Auslassgaspfad 8 begrenzende Bauteile sind bspw. ein Mantel 21 des Gehäuses 2, axiale Endböden 22, 23, ein Auslassstutzen 24 bzw. ein Auslassrohr 24 sowie diverse Verbindungsrohre 25 und weitere Zwischenböden 26. Formschlussverbindungen, wie z. Bsp. Falzverbindungen bzw. Bördelverbindungen, sind bspw. bei 27 zwischen dem Mantel 21 und dem einen Endboden 22 und bei 28 zwischen dem Mantel 21 und dem anderen Endboden 23 vorgesehen. Die Positionierung und ggf. Halterung der anderen Zwischenböden 26 bzw. der Verbindungsrohre 25 sowie des Auslassrohrs 24 kann durch Steckverbindungen mit Presssitz sowie durch Schiebesitze realisiert werden. Während bei den Bauteilen des Einlassgaspfads 7 zweckmäßig alle Verbindungen als Stoffschlussverbindungen ausgestaltet sind, ist es bei den Bauteilen des Auslassgaspfads 8 nicht erforderlich, alle Verbindungen als Formschlussverbindungen auszugestalten. Insbesondere können im Auslassgaspfad 8 auch einzelne Bauteile durch Stoffschlussverbindungen, bspw. Lötverbindungen, miteinander verbunden sein.
Die den Einlassgaspfad 7 begrenzenden Bauteile, also insbesondere der Einlassstutzen 10, das Einlassrohr 11, der Schalenkörper 12, der Zwischenboden 13 und das Aufnahmerohr 14, können vorzugsweise aus einem legierten Stahl, insbesondere aus einem Edelstahl, hergestellt sein, wodurch diese Bauteile bzw. der Einlassgaspfad 7 korrosionsbeständig und resistent gegen aggressive Medien, wie Ammoniak und Harnstoff bzw. wässrige Harnstofflösung sind. Im Unterschied dazu bestehen die nur den Auslassgaspfad 8 begrenzenden Bauteile, also insbesondere alle anderen Bauteile der Abgasnachbehandlungseinrichtung 1, z. Bsp. der Mantel 21, die Endböden 22, 23, das Auslassrohr 24, die Verbindungsrohre 25 und die weiteren Zwischenböden 26, aus nicht legierten Stählen, z. Bsp. aus Schwarzblech. Hierdurch lassen sich diese Bauteile vergleichsweise preiswert realisieren.
Der Einlassgaspfad 7 ist innerhalb des Gehäuses 2 zweckmäßig so angeordnet, dass er zumindest teilweise oder wie in den gezeigten Beispielen vollständig innerhalb des Abgases des Auslassgaspfads 8 angeordnet ist. Der Einlassgaspfad 7 verläuft somit vollständig oder zumindest teilweise innerhalb des Auslassgaspfads 8 und/oder innerhalb der wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung 4. Auf diese Weise ist der Einlassgaspfad 7 mehr oder weniger vom Auslassgaspfad 8 und/oder von der wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung 4 umschlossen.
Wie bereits weiter oben erläutert, weist der Einlassgaspfad 7 zumindest das Einlassrohr 11, eine Umlenkkammer 29 und das Aufnahmerohr 14 auf. Das Einlassrohr 11 verbindet die Umlenkkammer 29 mit dem Gehäuseeinlass 5. Dies erfolgt im Beispiel der 1 über den Einlassstutzen 10, an dem der Gehäuseeinlass 5 ausgebildet ist. Die Umlenkkammer 29 verbindet das Einlassrohr 11 mit dem Aufnahmerohr 14. Dieses enthält das wenigstens eine SCR-Katalysatorelement 3 und weist den Auslass 9 auf. Die Umlenkkammer 29 ist durch den Schalenkörper 12 und durch den Zwischenboden 13 begrenzt. Der Schalenkörper 12 ist dabei am Zwischenboden 13 befestigt. Der Zwischenboden 13 ist seinerseits am Mantel 21 abgestützt. Das Einlassrohr 11 und das Aufnahmerohr 14 durchdringen den Zwischenboden 13 in entsprechenden, nicht näher bezeichneten Öffnungen und sind fest mit dem Zwischenboden 13 verbunden. Die Umlenkkammer 29 ist bei den hier gezeigten Ausführungsformen innerhalb einer Kammer 30 des Gehäuses 2 angeordnet, die zum Auslassgaspfad 8 und/oder zur wenigstens einen Schalldämpfungseinrichtung 4 gehört.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform enthält das Gehäuse 2 insgesamt drei Kammern, nämlich die zuvor genannte Kammer 30, die im Folgenden auch als erste Kammer 30 bezeichnet wird, eine von der ersten Kammer 30 durch den Zwischenboden 13 getrennte zweite Kammer 31 und eine durch den Zwischenboden 26 von der zweiten Kammer 31 getrennte dritte Kammer 32. Die erste Kammer 30 ist durch den Zwischenboden 13 und den zweiten Endboden 23 begrenzt. Die zweite Kammer 31 ist durch den Zwischenboden 13 und den Zwischenboden 26 begrenzt. Die dritte Kammer 32 ist durch den Zwischenboden 26 und den ersten Endboden 22 begrenzt. Der Auslassgaspfad 8 beginnt bei dieser Ausführungsform in der dritten Kammer 32 und führt durch Verbindungsrohre 25 in die erste Kammer 30. Dabei durchqueren die Verbindungsrohre 25 die zweite Kammer 31. Das Auslassrohr 24 kann in der ersten Kammer 30 beginnen. In diesem Fall benötigt der Zwischenboden 13 keine Perforation. Die zweite Kammer 31 dient als Reflektionskammer. Die Verbindungsrohre 25 können innerhalb der zweiten Kammer 31 eine entsprechende Perforation 33 aufweisen. Sofern das Auslassrohr 24 in der zweiten Kammer 31 beginnt, strömt das Abgas auch durch die Perforation 33 unmittelbar in die zweite Kammer 31. Ebenso kann der Zwischenboden 13 perforiert sein, so dass Abgas auch von der ersten Kammer 30 in die zweite Kammer 31 gelangt.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Aufnahmerohr 14 mit einer Kappe 34 an seinem Auslassende 20 verschlossen. Die Kappe 34 ist dabei mit einer Perforation 35 ausgestattet und enthält ein Schallabsorbtionsmaterial 36, das mit einer geeigneten schalldurchlässigen Haltestruktur 37 positioniert und fixiert ist. Die Kappe 34 kann dabei bereits aus einem unlegierten Stahl bestehen. Ferner muss die zwischen dem Aufnahmerohr 14 und der Kappe 34 ausgebildete Verbindung keine Stoffschlussverbindung sein. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform beginnt der Auslassgaspfad 8 in der Kappe 34, führt durch deren Perforation 35 in die dritte Kammer 32, von dieser durch den perforierten Zwischenboden 26 in die zweite Kammer 31 und von dieser durch den perforierten Zwischenboden 13 in die erste Kammer 30. Von der ersten Kammer 30 gelangt das Abgas durch das Auslassrohr 24 zum Gehäuseauslass 6. Das Auslassrohr 24 ist hier mit einer Perforation 38 versehen, wodurch eine akustische Kopplung mit dem zweiten Raum 31 erfolgt. Ferner kann Abgas auch durch diese Perforation 38 direkt von der zweiten Kammer 31 in das Auslassrohr 24 gelangen. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Schalenkörper 12 zur Begrenzung der Umlenkkammer 29 nicht am Zwischenboden 13, sondern direkt am Aufnahmerohr 14 befestigt. Dementsprechend bildet der Zwischenboden 13 bei dieser Ausführungsform keine Begrenzung des Einlassgaspfads 7 und muss daher auch nicht aus einem höherwertigen Material hergestellt sein. Im gezeigten Beispiel ist die Umlenkkammer 29 innerhalb des Katalysatorrohrs 14 durch einen Verstärkungsboden 40 begrenzt, der perforiert ist. Der Verstärkungsboden 40 bewirkt eine intensive Aussteifung des Katalysatorrohrs 14 sowie durch seine Perforation eine Homogenisierung der Abgasströmung vor deren Eintritt in das Aufnahmerohr 14.
Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform enthält das Gehäuse 2 eine vierte Kammer 39, die hier durch den zweiten Endboden 23 und einen weiteren Zwischenboden 26 begrenzt ist. Die erste Kammer 30 ist hier durch die Zwischenböden 13 und 26 begrenzt. Der Auslassgaspfad 8 verläuft bei der in 3 gezeigten Ausführungsform wie folgt: Von der dritten Kammer 32 gelangt ein Teil des Abgases durch zumindest ein die erste Kammer 30 durchsetzendes längeres Verbindungsrohr 25 direkt in die vierte Kammer 39 und von dieser über eine Perforation 41 radial in das Auslassrohr 24 bzw. in den Auslassstutzen 24. Der übrige Teil des Abgases gelangt von der dritten Kammer 32 über zumindest ein in der ersten Kammer 30 endendes kürzeres Verbindungsrohr 25 in die erste Kammer 30 und von dort axial in das Auslassrohr 24. Die Verbindungsrohre 25 sind wieder perforiert (33), wodurch die zweite Kammer 31 ihre schalldämpfende Wirkung entfalten kann.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform sind wieder nur drei Kammern 30, 31, 32 vorgesehen. Das Abgas folgt dem Auslassgaspfad 8 von der dritten Kammer 32 durch die Verbindungsrohre 25 bis in die erste Kammer 30. Durch eine entsprechende Perforation des Zwischenbodens 13 gelangen die Abgase in die zweite Kammer 31 und von dieser in das Auslassrohr 24.

Claims

Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, - mit einem Gehäuse (2), in dem zumindest ein Abgasnachbehandlungselement (3) und stromab davon zumindest eine Schalldämpfereinrichtung (4) angeordnet sind, - mit einem Einlassgaspfad (7), der zumindest von einem Gehäuseeinlass (5) zu einem im Inneren des Gehäuses (2) liegenden Auslass (9) des Abgasnachbehandlungselements (3) führt, - mit einem auf den Einlassgaspfad (7) folgenden Auslassgaspfad (8), der im Inneren des Gehäuses (2) zu der wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung (4) und/oder durch die wenigstens eine Schalldämpfereinrichtung (4) sowie zu einem Gehäuseauslass (6) führt, - wobei der Einlassgaspfad (7) eine größere Gasdichtigkeit aufweist als der Auslassgaspfad (8), und/oder wobei den Einlassgaspfad (7) begrenzende Bauteile (11, 12, 14) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) eine größere Materialgüte aufweisen als nur den Auslassgaspfad (8) begrenzende Bauteile (21, 22, 23, 24, 25, 26) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1), - wobei der Einlassgaspfad (7) ein Einlassrohr (11), eine Umlenkkammer (29) und ein Aufnahmerohr (14) aufweist, wobei das Einlassrohr (11) den Gehäuseeinlass (5) mit der Umlenkkammer (29) fluidisch verbindet, die Umlenkkammer (29) das Einlassrohr (11) mit dem Aufnahmerohr (14) fluidisch verbindet und das Aufnahmerohr (14) das wenigstens eine Abgasnachbehandlungselement (3) enthält und den Auslass (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkammer (29) durch einen Zwischenboden (13) des Gehäuses (2), der an einem Mantel (21) des Gehäuses (2) abgestützt ist, und einen am Zwischenboden (13) befestigten Schalenkörper (12) begrenzt ist.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkammer (29) vom Aufnahmerohr (14), einem am Aufnahmerohr (14) befestigten Schalenkörper (12) und einem innerhalb des Aufnahmerohrs (14) angeordneten, perforierten Verstärkungsboden (40) begrenzt ist.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass Bauteile (11, 12, 14) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1), die den Einlassgaspfad (7) begrenzen, durch Stoffschlussverbindungen (15, 16, 17, 18, 19) miteinander verbunden sind, - dass Bauteile (21, 22, 23, 24, 25, 26) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1), die nur den Auslassgaspfad (8) begrenzen, durch Formschlussverbindungen (27, 28) miteinander verbunden sind.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile (11, 12, 14) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1), die den Einlassgaspfad (7) begrenzen, aus legiertem Stahl hergestellt sind, während Bauteile (21, 22, 23, 24, 25, 26) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (1), die nur den Auslassgaspfad (8) begrenzen, aus nicht legiertem Stahl hergestellt sind.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassgaspfad (7) im Inneren des Gehäuses (2) vollständig oder zumindest teilweise innerhalb des Auslassgaspfads (8) verläuft.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassgaspfad (7) im Inneren des Gehäuses (2) vollständig oder zumindest teilweise innerhalb der wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung (4) verläuft.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkammer (29) innerhalb einer zum Auslassgaspfad (8) gehörenden anderen Kammer (30) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkammer (29) innerhalb einer zur wenigstens einen Schalldämpfereinrichtung (4) gehörenden anderen Kammer (30) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmerohr (14) mit einer perforierten Kappe (34) verschlossen ist, die ein Schallabsorptionsmaterial (36) enthält.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungselement ein SCR-Katalysatorelement (3) oder ein Partikelfilterelement ist.