DE102008053669A1 - Exhaust system for a vehicle - Google Patents

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Christoph Noller
Bernhard Uhl
Klaus Regenold
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Abstract

Eine Abgasanlage (10), insbesondere für ein Fahrzeug mit Dieselmotor, weist einen ersten abgasdurchströmten Einleger (22), einen in Strömungsrichtung hinter diesem angeordneten abgasdurchströmten zweiten Einleger (24) und eine zwischen den Einlegern (22, 24) angeordnete Einspritzeinrichtung (28) für ein Fluid auf. In Strömungsrichtung (A) hinter dem ersten Einleger (22) ist ein Verwirbelungselement (30) im Strömungsweg des Abgases vorgesehen.An exhaust system (10), in particular for a vehicle with a diesel engine, has a first exhaust gas flowed through insert (22), a second insert (24) arranged downstream in the flow direction, and an injection device (28) arranged between the inserts (22, 24) a fluid on. In the flow direction (A) behind the first insert (22), a swirling element (30) is provided in the flow path of the exhaust gas.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage, insbesondere für ein Fahrzeug mit Dieselmotor, mit einem ersten abgasdurchströmten Einleger und einem in Strömungsrichtung hinter diesem angeordneten abgasdurchströmten zweiten Einleger, und einer zwischen den Einlegern angeordneten Einspritzeinrichtung für ein Fluid.The The invention relates to an exhaust system, in particular for a vehicle with diesel engine, with a first exhaust gas flowed insert and a in flow direction behind this arranged exhaust gas flowed through the second insert, and a fluid injection device disposed between the inlays.

Zur Einhaltung umweltgesetzlicher Vorgaben muss die Menge der im Abgas eines Dieselmotors enthaltenen Partikel reduziert werden. Dazu werden in Fahrzeugen Partikelfilter in die Abgasanlage eingebaut, die die im Abgas enthaltenen Partikel zurückhalten. Um eine Beeinträchtigung der Funktion des Filters und somit der Abgasanlage durch die auf der Filteroberfläche angesammelten Partikel zu verhindern, muss der Filter von Zeit zu Zeit regeneriert werden. Dies erfolgt, indem die auf der Filteroberfläche angesammelten Partikel durch Zuführung von Wärme verbrannt werden.to Compliance with environmental regulations requires the amount of exhaust gas a diesel engine contained particles are reduced. This will be done in Vehicles particulate filter installed in the exhaust system, which the Retain particles contained in the exhaust gas. To an impairment the function of the filter and thus the exhaust system through the the filter surface To prevent accumulated particles, the filter needs to time Time to be regenerated. This is done by collecting on the filter surface Particles through delivery of heat to be burned.

Zur Erzeugung der für die Verbrennung notwendigen Temperaturen wird beispielsweise eine oxidierbare Flüssigkeit vor dem Partikelfilter in den Abgasstrom eingebracht, die mit dem im Abgas enthaltenen Restsauerstoff reagiert. Um eine gleichmäßige Regeneration des Partikelfilters zu erreichen, muss die Verbrennungsreaktion möglichst gleichmäßig über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung verteilt erfolgen.to Generation of for the combustion necessary temperatures becomes, for example, an oxidizable liquid before the particulate filter introduced into the exhaust stream, which with the Reactive oxygen contained in the exhaust gas reacts. For an even regeneration To achieve the particulate filter, the combustion reaction preferably evenly over the distributed throughout the cross section of the exhaust pipe.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasanlage zu schaffen, die eine gleichmäßige Wärmeentwicklung und somit eine gleichmäßige Verbrennung der Partikel ermöglicht.task The invention is to provide an exhaust system, which generates a uniform heat and thus a uniform combustion of Allows particles.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine Abgasanlage vorgesehen, insbesondere für ein Fahrzeug mit Dieselmotor, mit einem ersten abgasdurchströmten Einleger, einem in Strömungsrichtung hinter diesem angeordneten abgasdurchströmten zweiten Einleger und einer zwischen den Einlegern angeordneten Einspritzeinrichtung für ein Fluid. In Strömungsrichtung hinter dem ersten Einleger ist ein Verwirbelungselement im Strömungsweg des Abgases vorgesehen. In der durch das Verwirbelungselement erzeugten Verwirbelung erfolgt eine homogenere Durchmischung des eingebrachten Fluids mit dem Abgasstrom. Dadurch kann das Fluid über den gesamten Strömungsquerschnitt gleichmäßiger verteilt werden, sodass eine bessere Wärmeentwicklung und somit eine effektivere Regeneration des nachfolgenden zweiten Einlegers erreicht wird.to solution the object is provided an exhaust system, in particular for a vehicle with diesel engine, with a first exhaust gas flowed insert, one in the flow direction behind this arranged exhaust gas flowed through the second insert and a between the inserts arranged injector for a fluid. In flow direction behind the first insert is a swirling element in the flow path the exhaust gas provided. In the generated by the swirl element Verwirbelung takes place a more homogeneous mixing of the introduced Fluids with the exhaust stream. This allows the fluid over the entire flow cross section evenly distributed so that better heat development and thus a more effective regeneration of the subsequent second inserter is reached.

Vorzugsweise weist das Verwirbelungselement Aussparungen auf, durch die das Abgas strömt. Dadurch ist eine effektive Kontrolle des Abgasstroms und somit eine gute Umlenkung bzw. eine gute Verwirbelung des Abgasstroms möglich.Preferably has the swirling element recesses through which the exhaust gas flows. Thereby is an effective control of the exhaust flow and thus a good one Deflection or a good turbulence of the exhaust stream possible.

Um den gesamten Abgasstrom zu beeinflussen und um eine vollständige Durchmischung von Abgas und Fluid zu erreichen, erstreckt sich das Verwirbelungselement idealerweise über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung.Around to influence the entire exhaust flow and to ensure thorough mixing To achieve exhaust gas and fluid, the swirling element extends ideally over the entire cross section of the exhaust pipe.

Eine besonders gleichmäßige Verteilung des Fluids wird erreicht, indem durch das Verwirbelungselement über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung Verwirbelungen erzeugt werden.A especially even distribution of the fluid is achieved by passing through the swirling element over the Whole cross-section of the exhaust pipe turbulence can be generated.

Vorzugsweise weist das Verwirbelungselement Ablenkplatten auf, die zur Strömungsrichtung geneigt sind. Diese sind im Abgasstrom angeordnet und lenken den Abgasstrom oder Teile davon um, sodass hinter dem Verwirbelungselement ein Wirbel entsteht.Preferably the swirling element has baffle plates which are inclined to the flow direction are. These are arranged in the exhaust gas flow and direct the exhaust gas flow or parts of it, so that behind the swirl element Whirl arises.

Der Winkel, in dem diese Ablenkplatten zur Abgasströmung stehen, hat großen Einfluss auf die Effektivität des Verwirbelungselements. So ist es vorteilhaft, wenn die Ablenkplatten mindestens zwei Abschnitte aufweisen, die in verschiedenen Winkeln zur Strömungsrichtung geneigt sind.Of the Angle, in which these baffles are the exhaust gas flow, has great influence on the effectiveness of the swirling element. So it is beneficial if the baffles have at least two sections at different angles to the flow direction are inclined.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Neigungswinkel der Abschnitte in Strömungsrichtung zunimmt. Dadurch ist eine sehr effektive Beeinflussung des Abgasstromes möglich.Especially It is advantageous if the angle of inclination of the sections in the flow direction increases. This is a very effective influence on the exhaust gas flow possible.

Idealerweise sind die Ablenkplatten in einem Winkel von mindestens 30° zur Strömungsrichtung geneigt.Ideally the baffles are inclined at an angle of at least 30 ° to the flow direction.

Die Ablenkelemente können beispielsweise radial angeordnet und gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilt sein.The Baffles can for example, radially arranged and uniform over the entire cross section be distributed.

Die Ablenkelemente sind insbesondere ähnlich einem Stator einer Turbine angeordnet und erzeugen hinter dem Verwirbelungselement einen Wirbel, in dem das eingebrachte Fluid effektiv über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung verteilt werden kann.The Baffle elements are particularly similar to a stator of a turbine arranged and produce behind the swirling element a vortex, in which the introduced fluid effectively over the entire cross section the exhaust pipe can be distributed.

Die radial angeordneten Ablenkelemente können beispielsweise eine Öffnung in der Mitte des Verwirbelungselements umschließen, durch die der Abgasstrom fließen kann.The radially arranged baffles, for example, an opening in enclose the center of the swirling element, through which the exhaust gas flow flow can.

Vor dieser Öffnung kann vorzugsweise eine senkrecht zur Strömungsrichtung stehende Prallplatte vorgesehen sein, die den Abgasstrom auf die Ablenkelemente lenkt.In front this opening may preferably be a perpendicular to the flow direction baffle plate be provided, which directs the exhaust gas flow to the baffles.

Die Ablenkelemente können aber auch parallel zueinander angeordnet sein, sodass sie insgesamt eine Gitterstruktur bilden, durch die der Abgasstrom umgelenkt wird.However, the deflecting elements can also be arranged parallel to one another, so that they form a total of a grid structure through which the exhaust gas electricity is diverted.

Um die Wirkung des Verwirbelungselements zu steigern, verjüngt sich der abgasdurchströmte Querschnitt der Abgasleitung in einem in Strömungsrichtung direkt vor dem Verwirbelungselement liegenden Abschnitt und/oder weitet sich in einem in Strömungsrichtung direkt nach dem Verwirbelungselement liegenden Abschnitt. Durch eine Verjüngung des Querschnitts vor dem Verwirbelungselement wird die Anströmgeschwindigkeit erhöht, sodass der Abgasstrom mit einer höheren Geschwindigkeit auf das Verwirbelungselement trifft. Zudem ist durch den verkleinerten Querschnitt das Verhältnis des Rohrquerschnitts zum Verdampfer günstiger. Durch die Aufweitung des Querschnitts nach dem Verwirbelungselement wird der Abgasstrom dagegen verlangsamt, sodass sich das Fluid über einen längeren Zeitraum mit dem Abgasstrom vermischen kann.Around increasing the effect of the swirling element, rejuvenates the exhaust gas flow cross section the exhaust pipe in a flow direction directly before the turbulator lying section and / or expands in a direction of flow directly after the swirling element lying section. By a rejuvenation of the Cross section before the swirling element is the flow velocity elevated, so that the exhaust gas flow at a higher speed on the Verwirbelungselement meets. In addition, due to the reduced cross-section The relationship the pipe cross section to the evaporator cheaper. By the expansion of the cross section after the swirling element becomes the exhaust gas flow slows down, so that the fluid over a longer period of time with the exhaust gas flow can mix.

Die Einleger können beispielsweise Partikelfilter, insbesondere Dieselpartikelfilter sein. Durch das Verwirbelungselement kann eine homogene Verbrennung eines eingebrachten Fluids erfolgen, sodass eine gleichmäßige Regeneration der gesamten Filteroberfläche erreicht wird.The Depositors can For example, particulate filter, in particular diesel particulate filter be. Due to the swirling element can be a homogeneous combustion an introduced fluid, so that a uniform regeneration the entire filter surface is reached.

Der erste Einleger ist z. B. ein Vorfilter, der zweite Einleger kann ein Dieselpartikelfilter mit Dieseloxidationskatalysator sein. Durch einen solchen Dieseloxidationskatalysator kann die Abgastemperatur weiter erhöht werden, sodass eine effektivere Regeneration des nachfolgenden Filters erfolgen kann.Of the first depositor is z. B. a pre-filter, the second depositor can a diesel particulate filter with diesel oxidation catalyst. By such a diesel oxidation catalyst, the exhaust gas temperature further increased so that a more effective regeneration of the subsequent filter can be done.

Das vorgelagerte Verwirbelungselement verwirbelt den Abgasstrom mit der darin enthaltenen Flüssigkeit, sodass die komplette Fläche des Dieseloxidationskatalysators genutzt werden kann.The vorgelagerte swirling element swirls with the exhaust stream the liquid contained therein, so that the complete area the diesel oxidation catalyst can be used.

Vorzugsweise ist die Einspritzeinrichtung Teil einer Regenerationseinrichtung. Durch eine solche Regenerationseinrichtung wird eine oxidierbare Flüssigkeit in den Abgasstrom eingebracht, die durch eine exotherme Reaktion mit dem Sauerstoff des Abgases zu einer Temperaturerhöhung führt, durch die ein nachgelagerter Partikelfilter regeneriert werden kann.Preferably the injector is part of a regeneration device. By such a regeneration device is an oxidizable liquid introduced into the exhaust gas stream by an exothermic reaction with the oxygen of the exhaust gas leads to a temperature increase, through a downstream particle filter can be regenerated.

Die Einspritzeinrichtung weist dazu vorzugsweise einen Kraftstoffverdampfer auf. Durch diesen wird der Kraftstoff vor dem Einspritzen in die Abgasleitung verdampft, sodass er sich gut mit dem Abgasstrom durchmischt und leichter mit dem Restsauerstoff im Abgas reagiert.The Injection device preferably has a fuel evaporator for this purpose on. Through this, the fuel before injecting into the Exhaust pipe evaporates, so it mixes well with the exhaust stream and more easily react with the residual oxygen in the exhaust.

Eine solche Einspritzeinrichtung kann vor oder nach dem Verwirbelungselement angeordnet sein. Dadurch wird das Fluid entweder vor der Verwirbelung in den Abgasstrom eingebracht und durch das Verwirbelungselement mit dem Abgasstrom durchmischt oder nach dem Verwirbelungselement in den bereits erzeugten Wirbel eingebracht.A such injector may be before or after the swirling element be arranged. This causes the fluid to either swirl introduced into the exhaust stream and through the swirling element mixed with the exhaust stream or after the swirling element introduced into the already generated vortex.

Die Einspritzeinrichtung kann aber auch, beispielsweise aus Platzgründen, in das Verwirbelungselement integriert sein.The Injection device can also, for example, for reasons of space, in the swirl element be integrated.

Vorzugsweise sind der erste Einleger und der zweite Einleger mit dem Verwirbelungselement in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Dadurch wird eine sehr kompakte Bauweise der Abgasanlage erreicht.Preferably are the first insert and the second insert with the swirl element in a common housing arranged. As a result, a very compact design of the exhaust system is achieved.

Das Verwirbelungselement kann ein statischer Mischer sein, d. h. das Verwirbelungselement weist keine beweglichen Teile auf, und es ist keine externe Steuerung beispielsweise der Ablenkplatten notwendig.The Swirl element may be a static mixer, i. H. the Swirl element has no moving parts, and it is no external control, for example, the baffles necessary.

Vorzugsweise ist das Verwirbelungselement ein vorgefertigtes, in die Abgasleitung eingesetztes Bauteil.Preferably the vortex element is a prefabricated, in the exhaust pipe inserted component.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:Further Advantages and features will become apparent from the following description in conjunction with the attached Drawings. In these show:

1 eine perspektivische Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Abgasanlage, 1 a perspective partial sectional view of an exhaust system according to the invention,

2 eine perspektivische Schnittansicht in einem Längsschnitt durch die Abgasanlage aus 1, 2 a perspective sectional view in a longitudinal section through the exhaust system 1 .

3 eine weitere Schnittansicht durch die Abgasanlage aus 1, 3 another sectional view through the exhaust system 1 .

4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasanlage im Teilschnitt, 4 a further embodiment of an exhaust system according to the invention in partial section,

5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasanlage, 5 A third embodiment of an exhaust system according to the invention,

6 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasanlage, 6 A fourth embodiment of an exhaust system according to the invention,

7 ein Verwirbelungselement für die Abgasanlage aus 1, 7 a turbulizer for the exhaust system 1 .

8 eine zweite Ausführungsform eines Verwirbelungselements, 8th a second embodiment of a swirling element,

9 eine dritte Ausführungsform eines Verwirbelungselements, 9 a third embodiment of a swirling element,

10 eine vierte Ausführungsform eines Verwirbelungselements, 10 a fourth embodiment of a swirling element,

11 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Abgasanlage mit dem Verwirbelungselement aus 10 und 11 a sectional view through an exhaust system according to the invention with the swirling element off 10 and

12 eine fünfte Ausführungsform eines Verwirbelungselements. 12 a fifth embodiment of a swirling element.

Die in 1 gezeigte Abgasanlage 10 eines Dieselfahrzeugs hat ein Gehäuse 12 mit einem ersten Gehäuseteil 14 und einem zweiten Gehäuseteil 16, die mit einem Flansch 18, 20 verbunden sind. Das erste Gehäuseteil 14 umgibt einen ersten Einleger 22, hier ein Vorfilter, das zweite Gehäuseteil 16 umgibt einen zweiten Einleger 24, der in diesem Fall ein Dieselpartikelfilter mit Dieseloxidationskatalysator ist. Die Einleger 22, 24 sind beabstandet voneinander im Gehäuse gelagert, so dass zwischen diesen ein Hohlraum 26 geschaffen ist. Am Gehäuse 12 ist zwischen erstem Einleger 22 und zweitem Einleger 24 eine Einspritzeinrichtung 28 vorgesehen, durch die eine Flüssigkeit oder Dampf in den Hohlraum 26 eingebracht werden kann. Das Abgas durchströmt die Abgasanlage 10 in Strömungsrichtung A und wird vom ersten Einleger 22 vorgefiltert, bevor es den zweiten Einleger 24 durchströmt.In the 1 shown exhaust system 10 a diesel vehicle has a housing 12 with a first housing part 14 and a second housing part 16 that with a flange 18 . 20 are connected. The first housing part 14 surrounds a first depositor 22 , here a pre-filter, the second housing part 16 surrounds a second depositor 24 , which in this case is a diesel particulate filter with diesel oxidation catalyst. The depositors 22 . 24 are spaced from each other in the housing, so that between them a cavity 26 is created. At the housing 12 is between first depositor 22 and second depositor 24 an injection device 28 provided by a liquid or vapor in the cavity 26 can be introduced. The exhaust gas flows through the exhaust system 10 in the flow direction A and is from the first depositor 22 prefiltered before there is the second depositor 24 flows through.

Das in den Hohlraum 26 eingebrachte Fluid ist eine oxidierbare Flüssigkeit, in diesem Fall Kraftstoff, der mit dem Restsauerstoff, der im Abgas eines Dieselmotors vorhanden ist, in einer exothermen Reaktion am Oxidationskatalysator verbrennt. Durch die dabei entstehende Wärme kann ein in Strömungsrichtung A nachfolgender Partikelfilter regeneriert werden, d. h. die in diesem angesammelten Restpartikel werden durch die erzeugte Hitze kontrolliert verbrannt. Dieser Vorgang wird durch den nach der Einspritzeinrichtung 28 angeordneten Dieseloxidationsfilter unterstützt, da durch diesen die Abgastemperatur weiter erhöht wird.That in the cavity 26 introduced fluid is an oxidizable liquid, in this case fuel, which burns with the residual oxygen present in the exhaust gas of a diesel engine in an exothermic reaction on the oxidation catalyst. As a result of the resulting heat, a particle filter following in the direction of flow A can be regenerated, ie the residual particles accumulated in the latter are combusted in a controlled manner by the heat generated. This process is by the after the injector 28 arranged supports diesel oxidation filter, as it further increases the exhaust gas temperature.

Zwischen Einspritzeinrichtung 28 und dem zweiten Einleger 24 ist ein Verwirbelungselement 30 im Abgasstrom angeordnet, das sich über den gesamten Querschnitt der Abgasanlage 10 erstreckt. Wie in 2 zu sehen ist, hat das Verwirbelungselement 30 eine kreisrunde, zentrale Öffnung 32, in deren Mitte ein Ablenkelement 34 angeordnet ist.Between injection device 28 and the second depositor 24 is a swirling element 30 arranged in the exhaust stream, extending over the entire cross-section of the exhaust system 10 extends. As in 2 can be seen, has the vortex element 30 a circular, central opening 32 , in the middle of which a deflecting element 34 is arranged.

Der mit dem Fluid angereicherte Abgasstrom durchströmt die Öffnung 32 und wird dahinter verwirbelt. Dadurch erfolgt eine bessere Durchmischung des Abgasstroms mit dem Fluid, sodass das Fluid gleichmäßig verteilt auf den in Strömungsrichtung A dahinter liegenden zweiten Einleger 24 trifft.The fluid-enriched exhaust stream flows through the opening 32 and is swirling behind it. This results in a better mixing of the exhaust gas flow with the fluid, so that the fluid evenly distributed on the lying in the flow direction A second depositor 24 meets.

Die 4 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Abgasanlage 10. Die Abgasanlagen 10 weisen im wesentlichen die gleichen Bauteile auf wie die Abgasanlage 10 aus 1, so dass für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.The 4 to 6 show further embodiments of an exhaust system according to the invention 10 , The exhaust systems 10 have essentially the same components as the exhaust system 10 out 1 , so that the same reference numerals are used for the same components.

Die Abgasanlage 10 in den 4 bis 6 weist in Strömungsrichtung hinter dem Verwirbelungselement 30 einen zusätzlichen Zwischenabschnitt 36 auf. Durch diesen ist hinter dem Verwirbelungselement 30 ein zusätzlicher Hohlraum 38 geschaffen, in dem eine bessere Durchmischung des Fluids mit dem Kraftstoff erfolgen kann.The exhaust system 10 in the 4 to 6 points downstream of the swirling element 30 an additional intermediate section 36 on. Through this is behind the vortex element 30 an additional cavity 38 created in which a better mixing of the fluid can be done with the fuel.

Der Zwischenabschnitt 36 der in 5 gezeigten Abgasanlage 10 hat einen im Vergleich zu den Gehäuseteilen 14 und 16 deutlich reduzierten Querschnitt. Der Querschnitt der Abgasleitung wird in Strömungsrichtung A direkt hinter dem Verwirbelungselement 30 reduziert und direkt vor dem zweiten Einleger 24 wieder aufgeweitet. Dadurch kommt es nach dem Verwirbelungselement 30 zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgasstroms, wodurch eine bessere Verwirbelung erreicht werden kann.The intermediate section 36 the in 5 shown exhaust system 10 has one compared to the housing parts 14 and 16 significantly reduced cross-section. The cross section of the exhaust pipe is in the flow direction A directly behind the swirling element 30 reduced and right in front of the second depositor 24 widened again. This results in the swirl element 30 to an increase in the flow rate of the exhaust stream, whereby a better turbulence can be achieved.

Die in 6 gezeigte Abgasanlage 10 hat zusätzlich zu dem hinter dem Verwirbelungselement 30 angeordneten Zwischenabschnitt 36 einen vor dem Verwirbelungselement 30 liegenden zweiten Zwischenabschnitt 40. Dieser ist konisch verjüngt und mündet direkt in das Verwirbelungselement 30, das einen wesentlich kleineren durchströmten Querschnitt aufweist als die Einleger 22, 24.In the 6 shown exhaust system 10 has in addition to the behind the vortex element 30 arranged intermediate section 36 one in front of the swirling element 30 lying second intermediate section 40 , This is conically tapered and opens directly into the swirling element 30 , which has a much smaller flow cross-section than the depositors 22 . 24 ,

Der Zwischenabschnitt 36 hinter dem Verwirbelungselement 30 ist konisch aufgeweitet. Durch den kleiner werdenden abgasdurchströmten Querschnitt kommt es vor und in dem Verwirbelungselement 30 zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Der Abgasstrom trifft mit einer höheren Geschwindigkeit auf das Verwirbelungselement. Nach dem Verwirbelungselement 30 weitet sich der Querschnitt der Abgasanlage 10 in einem Abschnitt 40 konisch auf, sodass es hier zu einer Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit kommt.The intermediate section 36 behind the swirling element 30 is conically widened. Due to the decreasing cross-section through which the exhaust gas flows, it occurs before and in the swirling element 30 to an increase in the flow rate. The exhaust gas stream hits the swirling element at a higher velocity. After the swirling element 30 expands the cross-section of the exhaust system 10 in a section 40 conical so that it comes to a slowing down of the flow velocity.

Die Einspritzeinrichtung 28 ist in den gezeigten Ausführungsformen jeweils vor dem Verwirbelungselement 30 angeordnet, sodass die Flüssigkeit oder der Dampf vor dem Verwirbeln in den Abgasstrom eingebracht wird.The injector 28 is in the embodiments shown in front of the swirling element 30 arranged so that the liquid or the steam is introduced into the exhaust gas stream before swirling.

Die Einspritzeinrichtung 28 könnte aber auch nach dem Verwirbelungselement 30 angeordnet sein.The injector 28 but it could also be after the swirling element 30 be arranged.

Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Einspritzeinrichtung 28 in das Verwirbelungselement 30 integriert ist.Embodiments are also conceivable in which the injection device 28 in the swirling element 30 is integrated.

Die Einspritzeinrichtung 28 ist Teil einer Regenerationseinrichtung und weist einen Kraftstoffverdampfer auf, durch den Kraftstoff dampfförmig in die Abgasanlage 10 eingeführt wird. Es können aber auch andere oxidierbare Flüssigkeiten in die Abgasanlage 10 eingebracht werden. Insbesondere muss die Flüssigkeit vor dem Einbringen in die Abgasleitung nicht verdampft werden.The injector 28 is part of a regeneration device and has a fuel evaporator, through the fuel in vapor form in the exhaust system 10 is introduced. But there may be other oxidizable liquids in the exhaust gas investment 10 be introduced. In particular, the liquid does not have to be evaporated before being introduced into the exhaust pipe.

Die 7 bis 12 zeigen jeweils Detailansichten eines eingesetzten Verwirbelungselements 30. Die Verwirbelungselemente 30 erstrecken sich jeweils über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung und weisen mindestens eine Öffnung 32 auf, durch die der Abgasstrom strömen kann. Das Verwirbelungselement 30 kann sich aber auch lediglich über einen Teil des Querschnittes erstrecken. Insbesondere muss das Verwirbelungselement 30 keine Öffnung 32 aufweisen, sondern kann beispielsweise den Abgasstrom am Verwirbelungselement 30 vorbei leiten.The 7 to 12 each show detailed views of an inserted Verwirbelungselements 30 , The turbulence elements 30 each extend over the entire cross section of the exhaust pipe and have at least one opening 32 through which the exhaust gas flow can flow. The swirling element 30 but may also extend only over part of the cross section. In particular, the vortex element must 30 no opening 32 but can, for example, the exhaust gas flow at the swirling element 30 pass by.

Das Verwirbelungselement 30 in den 7 bis 10 weist jeweils mehrere radial angeordnete, gleichmäßig verteilte, leitschaufelförmige Ablenkelemente 34 auf. Die Ablenkelemente 34 in den 7 bis 9 haben jeweils mehrere Abschnitte 42, 44, die in verschiedenen Winkeln zur Strömungsrichtung A geneigt sind. Der zweite Abschnitt 44 des Ablenkelements 34 ist hier in Strömungsrichtung A hinter dem ersten Abschnitt 42 angeordnet und weist einen größeren Winkel zur Abgasströmung auf.The swirling element 30 in the 7 to 10 Each has a plurality of radially arranged, evenly distributed, guide-blade-shaped deflecting elements 34 on. The deflecting elements 34 in the 7 to 9 each have several sections 42 . 44 , which are inclined at different angles to the flow direction A. The second section 44 the deflecting element 34 is here in the flow direction A behind the first section 42 arranged and has a larger angle to the exhaust gas flow.

Die Anzahl der Ablenkelement 34 sowie die Form und die Anordnung im Verwirbelungselement 30 kann beliebig variiert werden. Insbesondere kann die Anzahl der Abschnitte 42, 44 eines Ablenkelements sowie deren Winkel zum Abgasstrom beliebig verändert werden. Die Steigung eines Ablenkelements 34 kann beispielsweise auch kontinuierlich verändert werden, ähnlich einer Turbinenschaufel.The number of deflector 34 as well as the shape and the arrangement in the swirling element 30 can be varied as desired. In particular, the number of sections 42 . 44 a deflection and their angle to the exhaust stream can be changed arbitrarily. The slope of a deflector 34 For example, it can also be changed continuously, similar to a turbine blade.

In der Mitte des Verwirbelungselements 30 ist jeweils eine Prallplatte 46 vorgesehen, die senkrecht zur Abgasströmung steht. Durch diese wird der Abgasstrom effektiver auf die Ablenkelemente 34 gelenkt. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, die keine Prallplatte 46 aufweisen.In the middle of the vortex element 30 is each a baffle plate 46 provided, which is perpendicular to the exhaust gas flow. This will make the exhaust flow more effective on the baffles 34 directed. But there are also conceivable embodiments that no baffle plate 46 exhibit.

Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise in 10 und 11 gezeigt. Das hier gezeigte Verwirbelungselement 30 weist ebenfalls mehrere radial angeordnete, schaufelartige Ablenkelemente 34 auf. Der Winkel des Ablenkelements 34 nimmt im Strömungsverlauf stetig zu.Such an embodiment is for example in 10 and 11 shown. The vortex element shown here 30 also has a plurality of radially arranged, blade-like deflection elements 34 on. The angle of the deflector 34 increases steadily in the course of the flow.

Zudem ist das Mantelgehäuse des Verwirbelungselements 30 im Bereich der Ablenkelemente 34 konisch verjüngend konstruiert. Dadurch erfolgt während der Ablenkung des Abgasstroms durch die Ablenkelemente 34 eine gleichzeitige Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit.In addition, the jacket of the swirling element 30 in the area of the deflection elements 34 constructed conically tapered. This takes place during the deflection of the exhaust gas flow through the deflecting elements 34 a simultaneous increase in flow velocity.

Das Mantelgehäuse des Verwirbelungselements 30 ist hier in einem Bereich nach den Ablenkelementen 34 konisch aufgeweitet, sodass es wieder zu einer Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit kommt. Wie in 11 zu sehen ist, ist die Einspritzeinrichtung 28 in dieser Ausführungsform nach dem Verwirbelungselement 30 angeordnet, welches einen Abschnitt des Abgasrohres bildet.The jacket housing of the swirling element 30 is here in an area after the baffles 34 conically widened so that it comes again to a slowing down of the flow velocity. As in 11 you can see, is the injector 28 in this embodiment, after the swirling element 30 arranged, which forms a portion of the exhaust pipe.

Eine weitere Ausführungsform eines Verwirbelungselements 30 ist in 12 zu sehen. Die Ablenkelemente 34 sind hier parallel zueinander im gleichen Winkel zum Abgasstrom angeordnet und bilden zusammen mit den Verstärkungsblechen 48 ein Gitter. Die Ablenkelemente 34 weisen hier alle den gleichen Winkel zum Abgasstrom auf, es ist aber auch denkbar, dass die Ablenkelement 34 unterschiedliche Winkel oder mehrere Abschnitte 42, 44 aufweisen, die unterschiedlich geneigt sind.Another embodiment of a swirling element 30 is in 12 to see. The deflecting elements 34 are arranged parallel to each other at the same angle to the exhaust stream and form together with the reinforcing plates 48 a grid. The deflecting elements 34 Here, all have the same angle to the exhaust stream, but it is also conceivable that the deflection 34 different angles or multiple sections 42 . 44 have, which are inclined differently.

Claims (23)

Abgasanlage (10), insbesondere für ein Fahrzeug mit Dieselmotor, mit einem ersten abgasdurchströmten Einleger (22), einem in Strömungsrichtung A hinter diesem angeordneten, abgasdurchströmten zweiten Einleger (24) und einer zwischen den Einlegern (22, 24) angeordneten Einspritzeinrichtung (28) für ein Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (A) hinter dem ersten Einleger (22) ein Verwirbelungselement (30) im Strömungsweg des Abgases vorgesehen ist.Exhaust system ( 10 ), in particular for a vehicle with a diesel engine, with a first exhaust gas flow-through insert ( 22 ), arranged in the flow direction A behind this, exhaust gas flowed through the second insert ( 24 ) and one between the depositors ( 22 . 24 ) arranged injection device ( 28 ) for a fluid, characterized in that in the flow direction (A) behind the first insert ( 22 ) a swirling element ( 30 ) is provided in the flow path of the exhaust gas. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement (30) Aussparungen (32) aufweist, durch die das Abgas strömt.Exhaust system according to claim 1, characterized in that the swirling element ( 30 ) Recesses ( 32 ), through which the exhaust gas flows. Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verwirbelungselement (30) über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung erstreckt.Exhaust system according to claim 1 or 2, characterized in that the swirling element ( 30 ) extends over the entire cross section of the exhaust pipe. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement (30) über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung Verwirbelungen erzeugt.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the swirling element ( 30 ) generates turbulence over the entire cross section of the exhaust pipe. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement (30) Ablenkelemente (34) aufweist, die zur Strömungsrichtung (A) geneigt sind.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the swirling element ( 30 ) Deflecting elements ( 34 ), which are inclined to the flow direction (A). Abgasanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkelemente (34) mindestens zwei Abschnitte (42, 44) aufweisen, die in verschiedenen Neigungswinkeln zur Strömungsrichtung (A) geneigt sind.Exhaust system according to claim 5, characterized in that the deflecting elements ( 34 ) at least two sections ( 42 . 44 ), which are inclined at different angles of inclination to the flow direction (A). Abgasanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Abschnitte (42, 44) in Strömungsrichtung (A) zunimmt.Exhaust system according to claim 6, characterized in that the angle of inclination of the sections ( 42 . 44 ) increases in the flow direction (A). Abgasanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkelemente (34) in einem Winkel von mindestens 30° zur Strömungsrichtung (A) geneigt sind.Exhaust system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the deflection elements ( 34 ) are inclined at an angle of at least 30 ° to the flow direction (A). Abgasanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ablenkelemente (34) in radialer Richtung erstrecken und gleichmäßig vorzugsweise über den gesamten Querschnitt verteilt sind.Exhaust system according to one of claims 5 to 8, characterized in that the deflection elements ( 34 ) extend in the radial direction and are uniformly distributed preferably over the entire cross section. Abgasanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkelemente (34) turbinenschaufelförmig ausgebildet sind.Exhaust system according to claim 9, characterized in that the deflection elements ( 34 ) are formed turbine blade-shaped. Abgasanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die radial angeordneten Ablenkelemente (34) eine Öffnung (32) umschließen.Exhaust system according to claim 9 or 10, characterized in that the radially arranged deflection elements ( 34 ) an opening ( 32 ) enclose. Abgasanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Öffnung (32) eine senkrecht zur Strömungsrichtung (A) stehende Prallplatte (46) vorgesehen ist.Exhaust system according to claim 11, characterized in that in front of the opening ( 32 ) a perpendicular to the flow direction (A) standing baffle plate ( 46 ) is provided. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkelemente (34) parallel zueinander angeordnet sind.Exhaust system according to one of claims 5 to 8, characterized in that the deflection elements ( 34 ) are arranged parallel to each other. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der abgasdurchströmte Querschnitt der Abgasleitung in einem in Strömungsrichtung (A) direkt vor dem Verwirbelungselement liegenden Abschnitt (40) verjüngt und/oder sich in einem in Strömungsrichtung (A) direkt nach dem Verwirbelungselement liegenden Abschnitt (36) aufweitet.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas-flowed cross-section of the exhaust pipe in a direction of flow (A) lying directly in front of the Verwirbelungselement section ( 40 ) is tapered and / or in a section lying in the flow direction (A) directly after the swirling element ( 36 ) expands. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleger (22, 24) Partikelfilter, insbesondere Dieselpartikelfilter, und/oder Katalysatoren sind.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the inserts ( 22 . 24 ) Particulate filter, in particular diesel particulate filter, and / or catalysts. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einleger (22) ein Vorfilter ist und der zweite Einleger (24) einen Dieseloxidationskatalysator und/oder Partikelfilter aufweist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the first insert ( 22 ) is a pre-filter and the second insert ( 24 ) has a diesel oxidation catalyst and / or particulate filter. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (28) Teil einer Regenerationseinrichtung ist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device ( 28 ) Is part of a regeneration device. Abgasanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (28) einen Kraftstoffverdampfer aufweist.Exhaust system according to claim 17, characterized in that the injection device ( 28 ) has a fuel evaporator. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (28) vor oder nach dem Verwirbelungselement (30) angeordnet ist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device ( 28 ) before or after the swirling element ( 30 ) is arranged. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (28) in das Verwirbelungselement (30) integriert ist.Exhaust system according to one of claims 1 to 18, characterized in that the injection device ( 28 ) in the swirling element ( 30 ) is integrated. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einleger (22) und der zweite Einleger (24) mit dem Verwirbelungselement (30) in einem gemeinsamen Gehäuse (12) angeordnet sind.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the first insert ( 22 ) and the second depositor ( 24 ) with the swirling element ( 30 ) in a common housing ( 12 ) are arranged. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement (30) ein statischer Mischer ist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the swirling element ( 30 ) is a static mixer. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwirbelungselement (30) ein vorgefertigtes, in die Abgasleitung eingesetztes Bauteil ist.Exhaust system according to one of the preceding claims, characterized in that the swirling element ( 30 ) is a prefabricated, inserted into the exhaust pipe component.
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