DE102008060810A1 - Dosing device for dosing aqueous urea solution, into exhaust pipe of internal-combustion engine of motor vehicle, has connecting piece and dosing module, where surface of piece or module possesses specific average roughness in sections - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Einbringen eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a metering device for introducing a reducing agent in an exhaust pipe, in particular an internal combustion engine of a motor vehicle.
Als Reduktionsmittel findet derzeit beispielsweise eine unter dem Handelsnamen „AdBlue” bekannte Harnstoffwasserlösung Verwendung. Das durch die Dosiervorrichtung z. B. in Form eines Aerosols in den Abgasstrom eingebrachte Reduktionsmittel erlaubt in Verbindung mit einem geeigneten SCR(selective catalytic reduktion)-Katalysator eine effiziente Abgasnachbehandlung, die insbesondere zu einer wesentlichen Reduktion von Stickoxid-Emissionen beiträgt.When Reducing agent currently finds, for example, a known under the trade name "AdBlue" Urea solution Use. The z. B. in the form of a Aerosol allowed in the exhaust stream introduced reducing agent in conjunction with a suitable SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst an efficient exhaust aftertreatment, in particular to a substantial Reduction of nitrogen oxide emissions contributes.
Üblicherweise wird das Reduktionsmittel z. B. unter Verwendung von Druckluft so in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine dosiert, dass sich an dem Eingang des SCR-Katalysators eine möglichst gleichmäßige Verteilung und damit ein möglichst hoher Verdampfungsgrad des Reduktionsmittels in dem Abgas ergibt.Usually is the reducing agent z. B. using compressed air so dosed into the exhaust system of the internal combustion engine, that at the Input of the SCR catalyst as even as possible distribution and thus a possible high degree of evaporation of the reducing agent in the exhaust gas results.
Nachteilig bei der vorstehend beschriebenen Einbringung des Reduktionsmittels in Form eines Aerosols ist insbesondere die unerwünschte Abscheidung des Reduktionsmittels an Oberflächen der Dosiervorrichtung, die dem Aerosolstrom ausgesetzt sind bzw. diesen in Richtung des Abgasrohrs führen. Dieser Effekt wird begünstigt durch eine im Vergleich zur Abgastemperatur verhältnismäßig geringe Temperatur der betreffenden Oberflächen der Dosiervorrichtung. Ferner wird der Aerosolstrom durch sich im Bereich eines Übergangs der Dosiervorrichtung in das Abgasrohr ausbildende Sekundärströmungen des Abgases ungünstig beeinflusst, was die unerwünschte Abscheidung an den Oberflächen der Dosiervorrichtung ebenfalls fördert.adversely in the above-described introduction of the reducing agent in the form of an aerosol is in particular the unwanted deposition of the reducing agent on surfaces the metering device, which are exposed to the aerosol stream or lead this in the direction of the exhaust pipe. This effect is favored by a relatively low compared to the exhaust gas temperature of the concerned surfaces the dosing device. Furthermore, the aerosol flow is through in the area a transition the metering device in the exhaust pipe forming secondary flows of the Exhaust gases unfavorable influences what the undesirable Deposition on the surfaces the metering device also promotes.
Als Folge der vorstehend beschriebenen Abscheidung des Reduktionsmittels kann sich auf den betreffenden Oberflächen mitunter kristalliner Harnstoff bilden, der somit nicht mehr für die Abgasnachbehandlung zur Verfügung steht und die Funktion der Dosiervorrichtung beeinträchtigen kann. An den Oberflächen der Dosiervorrichtung auskristallisierter Harnstoff kann sich bei höheren Umgebungstemperaturen darüberhinaus zu ebenfalls unerwünschten Folgeprodukten zersetzen.When Consequence of the deposition of the reducing agent described above may sometimes be more crystalline on the surfaces in question Form urea, which therefore no longer for the exhaust aftertreatment disposal stands and impair the function of the metering device can. On the surfaces The dosing device crystallized urea may be at higher Ambient temperatures beyond to likewise undesirable secondary products decompose.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die unerwünschte Abscheidung von Reduktionsmittel bzw. die Ausbildung von kristallinem Harnstoff und seinen Folgeprodukten auf Oberflächen der Dosiervorrichtung vermieden wird.Accordingly, it is Object of the present invention, a metering device of the initially mentioned type to improve that the unwanted deposition of reducing agent or the formation of crystalline urea and its derivatives on surfaces of the metering device is avoided.
Diese Aufgabe wird bei der Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Oberfläche einer dem Reduktionsmittel ausgesetzten Komponente der Dosiervorrichtung zumindest bereichsweise einen Mittenrauhwert Ra aufweist, der kleiner oder gleich etwa 0,1 beträgt, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,02.These Task is in the metering device of the type mentioned according to the invention thereby solved, that a surface a component of the dosing device exposed to the reducing agent at least in certain areas has a mean roughness Ra, the smaller or equal to about 0.1, preferably less than or equal to 0.02.
Der Mittenrauhwert Ra gibt das arithmetische Mittel der Beträge aller Profilwerte eines Rauheitsprofils der betrachteten Oberfläche an.Of the Mean Roughness Ra gives the arithmetic mean of the amounts of all Profile values of a roughness profile of the considered surface.
Als dem Reduktionsmittel ausgesetzte Komponenten bzw. Oberflächen werden vorliegend insbesondere alle Komponenten bzw. Oberflächen der Dosiervorrichtung verstanden, die zu einem das Reduktionsmittel zumessenden Dosiermodul oder einer dem Dosiermodul in Strömungsrichtung nachgeordneten Komponente gehören, und die demzufolge direkt mit dem Reduktionsmittel bzw. einem daraus ggf. gebildeten Aerosol in Kontakt kommen können.When the reducing agent exposed components or surfaces are in the present case, in particular all components or surfaces of the metering device understood that to a reducing agent metering dosing or one downstream of the dosing in the flow direction Component belong, and thus directly with the reducing agent or a thereof possibly formed aerosol can come into contact.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass sich bei der vorstehend vorgeschlagenen Dimensionierung der Oberflächengüte eine deutlich geringere Menge des Reduktionsmittels an der betreffenden Oberfläche niederschlägt bzw. dort haften bleibt. Darüberhinaus wird bei einem Abschmelzen einer ggf. auf der Oberfläche ausgebildeten Ablagerung aus kristallinem Harnstoff die Haftung zwischen der Schmelze und der erfindungsgemäß ausgebildeten Oberfläche derart verringert, dass die Schmelze deutlich leichter z. B. in solche Bereiche des Abgassystems abfließen kann, in denen höhere Temperaturen herrschen, wodurch ein weiterer Abbau der Komponenten der Schmelze begünstigt ist.According to the invention is recognized have been that with the above proposed sizing the surface quality one significantly lower amount of the reducing agent on the surface in question reflected or sticking there. Furthermore is at a melting of an optionally formed on the surface Crystalline urea deposit the adhesion between the melt and the surface formed according to the invention in such a way reduces that the melt significantly lighter z. B. in such Areas of the exhaust system can drain, where higher temperatures prevail, causing further degradation of the components of the melt favored is.
Durch die erfindungsgemäße Dimensionierung der Oberflächengüte wird ferner ein z. B. durch Vibrationen induziertes Abplatzen von festen Ablagerungen begünstigt.By the dimensioning according to the invention the surface quality is Furthermore, a z. B. by vibration-induced chipping of solid Deposits favored.
Zur Erzielung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittenrauhwerts kann die betreffende Oberfläche einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zufolge poliert sein.to Achievement of the invention proposed Average surface roughness, the surface of an advantageous embodiment According to the invention be polished.
Es ist erfindungsgemäß ferner möglich, die Oberfläche zu verchromen, wodurch sich ein weiterer Schutz für die Oberfläche ergibt.It is further according to the invention possible, the surface to chrome, resulting in a further protection for the surface.
Um die erfindungsgemäß vorgeschlagenen günstigen Eigenschaften der Oberfläche der Dosiervorrichtung über ihre gesamte Betriebsdauer hinweg zu erhalten, kann bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Oberfläche alternativ oder zusätzlich zu der Verchromung eine Schutzbeschichtung aufweist. Die Schutzbeschichtung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass keramische und/oder metallische Partikel auf die Oberfläche aufgebracht werden. Ein besonders geringes Anhaften des Reduktionsmittels ergibt sich dann, wenn keramische und/oder metallische Nanopartikel verwendet werden, um die Schutzbeschichtung auszubilden.In order to obtain the advantageous properties of the surface of the metering device according to the invention over its entire service life, in a further advantageous Embodiment of the present invention may be provided that the surface alternatively or in addition to the chrome plating has a protective coating. The protective coating can be realized, for example, by applying ceramic and / or metallic particles to the surface. A particularly low adhesion of the reducing agent results when ceramic and / or metallic nanoparticles are used to form the protective coating.
Besonders bevorzugt werden alle Oberflächen der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit dem erfindungsgemäß angegebenen Mittenrauhwert Ra hergestellt, die in Kontakt kommen können mit dem Reduktionsmittel, insbesondere dem entsprechenden Aerosolstrom. Hierbei kommt speziell eine Innenoberfläche eines Anschlussstutzens in Betracht, der zum Anschluss der Dosiervorrichtung an das Abgasrohr vorgesehen ist, und der das von einem Dosiermodul eingespritzte Reduktionsmittel bzw. das Aerosol führt. Ferner können auch direkt die Oberflächenbereiche des Dosiermoduls erfindungsgemäß ausgebildet sein. Ggf. zwischen dem Dosiermodul und dem Anschlussstutzen angeordnete Verbindungselemente der Dosiervorrichtung weisen bevorzugt ebenfalls Oberflächen mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Oberflächengüte Ra <= 0,1 auf.Especially All surfaces are preferred the metering device according to the invention with the invention specified Mean roughness Ra is produced, which can come into contact with the Reducing agent, in particular the corresponding aerosol stream. Here comes specifically an inner surface of a connecting piece into consideration, for connecting the metering device to the exhaust pipe is provided, and the injected from a metering module Reducing agent or the aerosol leads. Further, you can also directly the surface areas the metering module according to the invention formed be. Possibly. arranged between the metering module and the connecting piece Connecting elements of the metering device preferably also have surfaces with the inventively proposed Surface finish Ra <= 0.1.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Further Features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features form for themselves or in any combination, the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency as well as independently from their formulation or presentation in the description or in the drawing.
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Dem
Abgasrohr
Als
Reduktionsmittel wird beispielsweise eine Harnstoffwasserlösung verwendet,
die bei dem Einbringen in den heißen Abgasstrom Ammoniak freisetzt.
Das Ammoniak ermöglicht
in einem dem Abgasrohr
Ein
sich bei der Einspritzung des Reduktionsmittels durch das Dosiermodul
Das
Reduktionsmittel wird durch das Dosiermodul
Durch
den Einfluss von Sekundärströmungen in
dem Bereich zwischen dem Anschlussstutzen
Um
die Abscheidung des Reduktionsmittels an Komponenten
Erfindungsgemäß ist erkannt
worden, dass sich bei einer derart hohen Oberflächengüte nur noch ein verhältnismäßig geringer Anteil
des durch das Dosiermodul
Bevorzugt
wird die Innenoberfläche
des Anschlussstutzens
Neben
einer effizienten Verringerung der an den betreffenden Oberflächen anhaftenden
Menge des eingespritzten Reduktionsmittels wird auch ein Abschmelzen
eventuell vorhandener Ablagerungen, die beispielsweise aus kristallinem
Harnstoff bestehen, begünstigt,
weil die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Oberflächengüte Ra < 0,1 eine Haftung zwischen
dem Harnstoff und der festen Oberfläche hinreichend stark verringert.
Abschmelzender Harnstoff kann demgemäß vorteilhaft in heißere Bereiche des
Abgassystems, insbesondere direkt in das Abgasrohr
Durch
die erfindungsgemäß vorgeschlagene hohe
Oberflächengüte wird
auch ein Abplatzen gegebenenfalls auftretender fester Ablagerungen
an den Komponenten
Der
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Mittenrauhwert Ra von kleiner gleich etwa 0,1, vorzugsweise kleiner
gleich 0,02, kann vorteilhaft beispielsweise durch ein Polieren
der Oberflächen
der betreffenden Komponenten
Um
die erfindungsgemäß vorgeschlagene Oberflächengüte dauerhaft
sicherzustellen, kann eine betreffende Oberfläche einer Komponente der Dosiervorrichtung
Besonders
vorteilhaft weist die Schutzbeschichtung
Erfindungsgemäß können die
dem Reduktionsmittel ausgesetzten Oberflächen der Komponenten der Dosiervorrichtung
Durch
die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung
der dem Reduktionsmittel ausgesetzten Komponenten der Dosiervorrichtung
Das
Anschlussteil
Generell
können
vorteilhaft gezielt diejenigen Bereiche von betroffenen Oberflächen der
Dosiervorrichtung
Claims (7)
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CN110892137A (en) * | 2017-07-19 | 2020-03-17 | 康明斯排放处理公司 | Reduction of deposits using internal surface finishing |
-
2008
- 2008-12-01 DE DE102008060810A patent/DE102008060810A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110892137A (en) * | 2017-07-19 | 2020-03-17 | 康明斯排放处理公司 | Reduction of deposits using internal surface finishing |
CN110892137B (en) * | 2017-07-19 | 2022-04-19 | 康明斯排放处理公司 | Aftertreatment housing with polished surface |
GB2578848B (en) * | 2017-07-19 | 2022-12-21 | Cummins Emission Solutions Inc | Deposit reduction using interior surface finishing |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
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