DE102009029420A1 - Mixing device for mounting in exhaust tract of internal combustion engine, comprises mixing element, which produces turbulence of exhaust gas flow flowing through exhaust tract - Google Patents

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Abstract

The mixing device (10) comprises a mixing element (16), which produces a turbulence of the exhaust gas flow flowing through an exhaust tract (4) between a mixing position and an inactive position. The mixing device comprises a bimetal element (20), which is formed such that the mixing element moves with an increase of the temperature of the exhaust gas flow from its actual position to its inactive position. An independent claim is also included for a treatment device for treatment of exhaust gas flow flowing through an exhaust tract.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zur Montage in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors.The invention relates to a mixing device for mounting in an exhaust system of an internal combustion engine.

Es ist bekannt, zur katalytischen Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, ein Fluid, wie z. B. eine wässrige Harnstofflösung, in den Abgasstrang eines Verbrennungsmotors einzuspritzen. Vor allem bei niedrigen Abgastemperaturen, wie sie bspw. im Leerlauf oder Teillastbereich des Verbrennungsmotors auftreten, ist eine Verwirbelung der Abgasströmung notwendig, um eine gute Vermischung des eingespritzten Fluids mit der Abgasströmung zu erreichen. Bei hohen Temperaturen und einem hohen Abgasmassestrom, wie sie bspw. im Volllastbetrieb auftreten, ist eine gute Durchmischung weniger erforderlich, da die hohen Temperaturen das Fluid schnell verdampfen lassen. In diesem Fall führen Mischelemente, die eine Verwirbelung der Abgasströmung bewirken, nur zu einem erhöhten Strömungswiderstand, der zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors führt.It is known for the catalytic aftertreatment of exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, a fluid such. As an aqueous urea solution to inject into the exhaust system of an internal combustion engine. Especially at low exhaust gas temperatures, as they occur, for example, idle or partial load range of the internal combustion engine, a turbulence of the exhaust gas flow is necessary to achieve a good mixing of the injected fluid with the exhaust gas flow. At high temperatures and high exhaust mass flow, as they occur, for example, in full load operation, good mixing is less required because the high temperatures allow the fluid to evaporate quickly. In this case, mixing elements, which cause a turbulence of the exhaust gas flow, only lead to an increased flow resistance, which leads to an increased fuel consumption of the internal combustion engine.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstig herzustellende Mischvorrichtung zur Montage in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, die bei geringen Abgastemperaturen eine gute Verwirbelung der Abgasströmung bewirkt und die bei hohen Abgastemperaturen einen möglichst geringen Strömungswiderstand hat.An object of the invention is to provide a low-cost mixing device for mounting in an exhaust line of an internal combustion engine, which causes a good turbulence of the exhaust gas flow at low exhaust gas temperatures and has the lowest possible flow resistance at high exhaust gas temperatures.

Diese Aufgabe wird von einer Mischvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Behandlung einer durch einen Abgasstrang strömenden Abgasströmung, die eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung aufweist.This object is achieved by a mixing device according to independent claim 1. The dependent claims describe advantageous embodiments of a mixing device according to the invention. The invention also relates to a device for treating an exhaust gas flow flowing through an exhaust gas line, which has a mixing device according to the invention.

Eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung zur Montage in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors weist wenigstens ein Mischelement auf, das zwischen wenigstens einer Mischposition, in der es eine gute Verwirbelung einer durch den Abgasstrang strömenden Abgasströmung bewirkt, und wenigstens einer Ruheposition, in der es für die Abgasströmung einen möglichst geringen Strömungswiderstand darstellt, bewegbar ist. Die Mischvorrichtung weist wenigstens ein Bi-Metall-Element auf, das so in der Mischvorrichtung angebracht ist, dass es das Mischelement bewegt, wenn sich die Temperatur der Abgasströmung ändert.A mixing device according to the invention for mounting in an exhaust line of an internal combustion engine has at least one mixing element which effects at least one mixing position in which there is a good swirling of an exhaust gas flow flowing through the exhaust line, and at least one rest position in which it is as small as possible for the exhaust gas flow Represents flow resistance, is movable. The mixing device has at least one bi-metal element mounted in the mixing device so as to move the mixing element when the temperature of the exhaust gas flow changes.

Insbesondere wird das Mischelement bei Temperaturänderungen der Abgasströmung durch das Bi-Metall-Element so bewegt, dass es in einer Mischposition angeordnet ist, wenn die Temperatur der Abgasströmung unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, und das Mischelement in einer Ruheposition angeordnet ist, wenn die Temperatur der Abgasströmung oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt.Specifically, when the temperature changes of the exhaust gas flow through the bi-metal element, the mixing element is moved to be in a mixing position when the temperature of the exhaust gas flow is below a predetermined limit, and the mixing element is disposed in a rest position when the temperature of the Exhaust gas flow is above a predetermined limit.

Dadurch, dass das Mischelement einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung bei einer Temperatur der Abgasströmung, die unterhalb einer vorgegebenen Temperatur liegt, in eine Mischposition bewegt wird, wird die Abgasströmung bei einer niedrigen Abgastemperatur gut verwirbelt, so dass eine gute Mischung der Abgasströmung mit in den Abgasstrang eingespritztem Fluid gewährleistet ist. Bei hohen Abgastemperaturen, bei denen eine Verwirbelung zur guten Vermischung des Fluids mit der Abgasströmung nicht erforderlich ist, wird das Mischelement durch das Bi-Metall-Element in eine Ruheposition bewegt, in der das Mischelement für die Abgasströmung keinen hohen Strömungswiderstand darstellt.Characterized in that the mixing element of a mixing device according to the invention is moved to a mixing position at a temperature of the exhaust gas flow, which is below a predetermined temperature, the exhaust gas flow is well swirled at a low exhaust gas temperature, so that a good mixture of the exhaust gas flow with injected into the exhaust line fluid is guaranteed. At high exhaust gas temperatures, where turbulence is not required for good mixing of the fluid with the exhaust gas flow, the mixing element is moved by the bi-metal element to a rest position in which the exhaust gas flow mixing element is not a high flow resistance.

Eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung bewirkt daher eine gute Vermischung des eingespritzten Fluids mit der Abgasströmung bei niedrigen Temperaturen und einen geringen Strömungswiderstand bei hohen Abgastemperaturen. Dadurch wird auch bei niedrigen Abgastemperaturen eine effektive Nachbehandlung der Abgasströmung mit dem eingespritzten Fluid ermöglicht und gleichzeitig wird bei hohen Abgastemperaturen ein Kraftstoffmehrverbrauch des Verbrennungsmotors, der durch eine Verwirbelung der Abgasströmung und einen dadurch verursachten erhöhten Strömungswiderstand im Abgasstrang bewirkt wird, vermieden. Eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung ist einfach und kostengünstig herstellbar, da sie keine aufwändigen Steuervorrichtungen und/oder Aktoren benötigt.A mixing device according to the invention therefore causes a good mixing of the injected fluid with the exhaust gas flow at low temperatures and a low flow resistance at high exhaust gas temperatures. As a result, an effective after-treatment of the exhaust gas flow with the injected fluid is made possible even at low exhaust gas temperatures and at the same time a higher fuel consumption of the internal combustion engine, which is caused by turbulence of the exhaust gas flow and thereby caused increased flow resistance in the exhaust system, avoided. A mixing device according to the invention is simple and inexpensive to produce, since it requires no expensive control devices and / or actuators.

In einer Ausführungsform ist das Mischelement selbst aus Bi-Metall ausgebildet. Eine solche Mischvorrichtung ist besonders einfach herstellbar, da Verbindungs- und Montagestellen zwischen dem Mischelement und einem separaten Bi-Metall-Element entfallen.In one embodiment, the mixing element itself is formed of bi-metal. Such a mixing device is particularly easy to manufacture, since connection and assembly points between the mixing element and a separate bi-metal element omitted.

In einer alternativen Ausführungsform ist das Mischelement aus einem anderen Material als Bi-Metall hergestellt und wird in einem Fertigungs- und/oder Montageschritt mit einem Bi-Metall-Element verbunden. Bei einer solchen Mischvorrichtung sind auch große Mischelemente kostengünstig herstellbar, da der Anteil teuren Bi-Metalls an der Mischvorrichtung reduziert ist.In an alternative embodiment, the mixing element is made of a different material than bi-metal and is connected in a manufacturing and / or assembly step with a bimetallic element. In such a mixing device and large mixing elements are inexpensive to produce, since the proportion of expensive bi-metal is reduced at the mixing device.

In einer Ausführungsform ist das Mischelement in der Einbauposition an einer Haltevorrichtung befestigt. Eine Haltevorrichtung ermöglicht eine besonders einfache Befestigung des Mischelements. Insbesondere kann das Mischelement bei Verwendung einer entsprechend ausgebildeten Befestigungsvorrichtung bei Bedarf leicht ausgetauscht werden. In one embodiment, the mixing element is mounted in the mounting position on a holding device. A holding device allows a particularly simple attachment of the mixing element. In particular, the mixing element can be easily replaced when required using a correspondingly formed fastening device as needed.

In einer Ausführungsform ist die Haltevorrichtung in der Einbauposition quer zur Abgasströmung in dem Abgasstrang angeordnet. Durch Mischelemente, die an einer Haltevorrichtung angebracht sind, die quer zur Abgasströmung in dem Abgasstrang angeordnet ist, wird die Abgasströmung besonders effektiv verwirbelt.In one embodiment, the holding device is arranged in the installed position transversely to the exhaust gas flow in the exhaust line. By mixing elements, which are mounted on a holding device, which is arranged transversely to the exhaust gas flow in the exhaust line, the exhaust gas flow is particularly effectively swirled.

In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Mischelement an einer Wand des Abgasstrangs angebracht. Eine Mischvorrichtung, bei der Mischelemente an einer Wand des Abgasstrangs angeordnet sind, ist besonders einfach herstellbar, da auf eine zusätzliche Haltevorrichtung verzichtet werden kann.In one embodiment, at least one mixing element is attached to a wall of the exhaust line. A mixing device, are arranged in the mixing elements on a wall of the exhaust line, is particularly easy to produce, since it can be dispensed with an additional holding device.

In einer Ausführungsform weist die Mischvorrichtung mehrere Mischelemente auf. Eine Mischvorrichtung, die mehrere Mischelemente aufweist, ermöglicht eine besonders effektive Verwirbelung der Abgasströmung im Abgasstrang.In one embodiment, the mixing device has a plurality of mixing elements. A mixing device having a plurality of mixing elements, allows a particularly effective turbulence of the exhaust gas flow in the exhaust system.

In einer Ausführungsform sind die Mischelemente sternförmig in dem Abgasstrang angeordnet. Eine sternförmige Anordnung der Mischelemente ermöglicht eine besonders effektive Verwirbelung der Abgasströmung in dem Abgasstrang. Die Mischelemente können im äußeren Bereich des Abgasstrangs befestigt sein und sich in Richtung auf die Mitte des Abgasstrangs erstrecken. Alternativ können die Mischelemente an einer Befestigungsvorrichtung in der Mitte des Abgasstrangs befestigt sein und sich von dieser Befestigungsvorrichtung radial nach außen erstrecken.In one embodiment, the mixing elements are arranged in a star shape in the exhaust line. A star-shaped arrangement of the mixing elements allows a particularly effective turbulence of the exhaust gas flow in the exhaust system. The mixing elements may be mounted in the outer region of the exhaust line and extending in the direction of the center of the exhaust line. Alternatively, the mixing elements may be attached to a fixture in the center of the exhaust line and extend radially outwardly from this fixture.

In einer Ausführungsform sind die Mischelemente parallel zueinander in dem Abgasstrang angeordnet. Insbesondere können die Mischelemente in einer regelmäßigen, z. B. schachbrettartigen Anordnung in dem Abgasstrang angeordnet sein. Eine solche Anordnung der Mischelemente ermöglicht eine besonders effektive Verwirbelung der Abgasströmung.In one embodiment, the mixing elements are arranged parallel to one another in the exhaust gas line. In particular, the mixing elements in a regular, z. B. checkered arrangement can be arranged in the exhaust line. Such an arrangement of the mixing elements enables a particularly effective turbulence of the exhaust gas flow.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Behandlung einer durch einen Abgasstrang strömenden Abgasströmung eines Verbrennungsmotors mit einer Dosiervorrichtung, die ausgebildet ist, um wenigstens ein Fluid in den Abgasstrang einzubringen, wenigstens einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung, die zur Verwirbelung einer durch den Abgasstrang strömenden Abgasströmung ausgebildet ist, und einem Katalysator, der zur selektiven katalytischen Reaktion des eindosierten Fluids mit wenigstens einem Bestandteil der Abgasströmung ausgebildet ist.The invention also relates to a device for treating an exhaust gas flow of an internal combustion engine flowing through an exhaust gas line with a metering device which is designed to introduce at least one fluid into the exhaust gas line, at least one mixing device according to the invention, which is designed to swirl an exhaust gas flow flowing through the exhaust gas line, and a catalyst configured to selectively catalyze the metered-in fluid with at least one component of the exhaust gas flow.

In einer Ausführungsform einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Mischvorrichtung stromaufwärts der Dosiervorrichtung angeordnet, so dass die durch den Abgasstrang strömende Abgasströmung verwirbelt wird, bevor das Fluid aus der Dosiervorrichtung in die Abgasströmung eingespritzt wird.In one embodiment of such a device according to the invention, the mixing device is arranged upstream of the metering device, so that the exhaust gas flow flowing through the exhaust gas line is swirled before the fluid is injected from the metering device into the exhaust gas flow.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Mischvorrichtung stromabwärts der Dosiervorrichtung angeordnet, so dass die Abgasströmung durch die Mischvorrichtung verwirbelt wird, nachdem das Fluid in die Abgasströmung eingespritzt worden ist.In an alternative embodiment, the mixing device is disposed downstream of the metering device such that the exhaust gas flow is fluidized by the mixing device after the fluid has been injected into the exhaust gas flow.

In einer dritten Ausführungsform ist sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der Dosiervorrichtung eine Mischvorrichtung vorgesehen, so dass die Abgasströmung vor und nach dem Passieren der Dosiervorrichtung verwirbelt wird. Dies bewirkt eine besonders gute Verwirbelung der Abgasströmung und somit eine besonders effektive Vermischung des eindosierten Fluids mit der Abgasströmung.In a third embodiment, a mixing device is provided both upstream and downstream of the metering device, so that the exhaust gas flow is vortexed before and after passing through the metering device. This causes a particularly good turbulence of the exhaust gas flow and thus a particularly effective mixing of the metered-in fluid with the exhaust gas flow.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to the attached figures. Showing:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung einer durch einen Abgasstrang strömenden Abgasströmung; 1 a device according to the invention for the treatment of an exhaust gas flow flowing through an exhaust line;

2 eine Schnittdarstellung eines Abgasstrangs mit einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung; und 2 a sectional view of an exhaust system with a mixing device according to the invention; and

3 eine weitere Schnittdarstellung eines Abgasstrangs mit einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung. 3 a further sectional view of an exhaust system with a mixing device according to the invention.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zur Behandlung von durch einen Abgasstrang 4, 14 strömenden Abgasen. 1 shows a device according to the invention 2 for treating by an exhaust line 4 . 14 flowing exhaust gases.

Die Vorrichtung 2 weist einen verbrennungsmotorseitigen Abgasstrang 4 auf, aus dem Abgase aus einem in der 1 nicht gezeigten Verbrennungsmotor einströmen. In der in 1 gezeigten Darstellung strömen die Abgase von links nach rechts durch die Vorrichtung 2.The device 2 has an internal combustion engine exhaust system 4 on, from the fumes from one in the 1 not shown internal combustion engine flow. In the in 1 As shown, the exhaust gases flow from left to right through the device 2 ,

An dem verbrennungsmotorseitigen Abgasstrang 4 ist eine Dosiervorrichtung 6 mit einer Einspritzdüse 8 angebracht, die ausgebildet ist, um Fluid zur Abgasnachbehandlung, wie z. B. eine wässrige Harnstofflösung, in den Abgasstrang 4 einzuspritzen.At the combustion engine side exhaust system 4 is a dosing device 6 with an injection nozzle 8th attached, which is adapted to exhaust aftertreatment fluid, such. As an aqueous urea solution in the exhaust system 4 inject.

Stromabwärts der Dosiervorrichtung 6 ist in dem Abgasstrang 4 eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung 10 angeordnet, die ausgebildet ist, um die Abgasströmung in dem Abgasstrang 4 zu verwirbeln und so eine gute Vermischung des von der Dosiervorrichtung 6 eindosierten Fluids mit der Abgasströmung zu bewirken. Downstream of the metering device 6 is in the exhaust system 4 a mixing device according to the invention 10 arranged, which is adapted to the exhaust gas flow in the exhaust line 4 to swirl and so a good mixing of the dosing device 6 metered fluid to cause the exhaust gas flow.

Stromabwärts der Mischvorrichtung 10 ist ein Katalysator 12 angeordnet, der so ausgebildet ist, dass das in die Abgasströmung eindosierte und mit der Abgasströmung vermischte Fluid katalytisch mit wenigstens einer in den Abgasen vorhandenen chemischen Verbindung reagiert.Downstream of the mixer 10 is a catalyst 12 arranged, which is designed so that the metered into the exhaust gas flow and mixed with the exhaust gas flow fluid reacts catalytically with at least one chemical compound present in the exhaust gases.

Stromabwärts des Katalysators 12 ist ein auspuffseitiger Abgasstrang 14 vorgesehen, durch den die Abgase, nachdem sie durch den Katalysator 12 geströmt sind, einer in der 1 nicht gezeigten Auspuffanlage zugeführt werden.Downstream of the catalyst 12 is an exhaust-side exhaust system 14 provided by the exhaust gases, after passing through the catalyst 12 have flowed, one in the 1 not shown exhaust system can be supplied.

Im weiteren, nicht gezeigten Verlauf des Abgasstrangs 14 können weitere Katalysatoren für weitere chemische Reaktionen und/oder Schalldämpfer vorgesehen sein, um die von der Abgasanlage abgegebenen Geräusche zu dämpfen.In the further, not shown course of the exhaust system 14 For example, further catalysts for further chemical reactions and / or silencers may be provided to dampen the noise emitted by the exhaust system.

2 zeigt eine vergrößerte, schematische Schnittdarstellung durch einen Abgasstrang 4 mit einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung 10. 2 shows an enlarged, schematic sectional view through an exhaust line 4 with a mixing device according to the invention 10 ,

Die Abgasstrang 4 ist in diesem Ausführungseispiel als zylindrisches Rohr um eine Mittelachse A ausgebildet. Auch in dieser Darstellung strömen die Abgase von links nach rechts durch den Abgasstrang 4 und die Mischvorrichtung 10. Innerhalb der umlaufenden Wand 5 des Abgasstrangs 4 ist senkrecht zur Strömungsrichtung der Abgasströmung eine Haltevorrichtung 24 ausgebildet, an der mehrere Halterungen 18 für Mischelemente 16 angebracht sind. An jeder der Halterungen 18 ist jeweils ein Bi-Metall-Element 20 befestigt, an dessen der Halterung 18 abgewandten Seite jeweils ein Ablenkelement 22 angebracht ist.The exhaust system 4 is formed in this embodiment example as a cylindrical tube about a central axis A. Also in this illustration, the exhaust gases flow from left to right through the exhaust system 4 and the mixing device 10 , Inside the surrounding wall 5 of the exhaust system 4 is perpendicular to the flow direction of the exhaust gas flow a holding device 24 formed at the multiple mounts 18 for mixing elements 16 are attached. On each of the brackets 18 each is a bi-metal element 20 attached to the holder 18 opposite side in each case a deflection 22 is appropriate.

In der oberen Hälfte der 2 ist die Orientierung der Mischelemente 16 bei hoher Abgastemperatur gezeigt. Die Mischvorrichtung 10 ist so ausgebildet, dass die Bi-Metall-Elemente 20 bei hohen Abgastemperaturen eine gestreckte, gerade Form einnehmen, so dass die Mischelemente 16 bei hohen Abgastemperaturen parallel zur Abgasströmung in dem Abgasstrang 4 ausgerichtet sind. In dieser Position bewirken die Mischelemente 16 keine oder zumindest nur eine geringe Verwirbelung der Abgasströmung in dem Abgasstrang 4.In the upper half of the 2 is the orientation of the mixing elements 16 shown at high exhaust gas temperature. The mixing device 10 is designed so that the bi-metal elements 20 At high exhaust gas temperatures take an elongated, straight shape, so that the mixing elements 16 at high exhaust gas temperatures parallel to the exhaust gas flow in the exhaust line 4 are aligned. In this position, the mixing elements cause 16 no or at least only a slight turbulence of the exhaust gas flow in the exhaust gas line 4 ,

In dieser Orientierung bei hohen Abgastemperaturen stellen die Mischelemente 16 nur einen geringen Strömungswiderstand dar, so dass der Kraftstoffverbrauch des nicht gezeigten Verbrennungsmotors durch die Mischelemente 16 nicht oder nur unwesentlich erhöht wird.In this orientation at high exhaust gas temperatures, the mixing elements 16 only a small flow resistance, so that the fuel consumption of the internal combustion engine, not shown by the mixing elements 16 is not or only slightly increased.

In der unteren Hälfte der 2 sind zwei Mischelemente 16 bei einer niedrigen Abgastemperatur gezeigt. Die Mischvorrichtung 10 ist so ausgebildet, dass die Bi-Metall-Elemente 20 bei niedriger Abgastemperatur eine gebogene Form haben, so dass die Ablenkelemente 22 bei niedriger Abgastemperatur in einem Winkel von bis zu 45° im Bezug auf die Mittelachse A des Abgasstrangs 4 und damit auch in Bezug auf die Abgasströmung in dem Abgasstrang 4 abgebogen sind. Die abgebogenen Ablenkelemente 22 bewirken eine Verwirbelung der Abgasströmung in dem Abgasstrang 4, so dass das von der Dosiereinrichtung 6 eindosierte Fluid besonders gut mit der durch den Abgasstrang 4 strömenden Abgasströmung vermischt wird.In the lower half of the 2 are two mixing elements 16 shown at a low exhaust gas temperature. The mixing device 10 is designed so that the bi-metal elements 20 have a bent shape at low exhaust gas temperature, so that the baffles 22 At low exhaust gas temperature at an angle of up to 45 ° with respect to the center axis A of the exhaust line 4 and thus also with respect to the exhaust gas flow in the exhaust system 4 are bent. The bent baffles 22 cause a turbulence of the exhaust gas flow in the exhaust system 4 so that's from the dosing device 6 metered fluid particularly well with the through the exhaust system 4 flowing exhaust gas flow is mixed.

Die Bi-Metall-Elemente 20 werden vorzugsweise so eingerichtet, dass die Ablenkelemente 22 bei Abgastemperaturen von weniger als 250°C, insbesondere bei Abgastemperaturen von weniger als 200°C, voll ausgelenkt sind und so eine maximale Verwirbelung der Abgasströmung erreicht wird. Gleichzeitig sind die Bi-Metall-Elemente 20 so eingerichtet, dass die Ablenkelemente 22 der Mischelemente 16 bei Abgastemperaturen von mehr als 500°C im Wesentlichen parallel zur Abgasströmung angeordnet sind, wie in der oberen Hälfte der 2 gezeigt, so dass der Strömungswiderstand, den die Mischelemente 22 der Abgasströmung entgegensetzen, gering ist.The bi-metal elements 20 are preferably arranged so that the deflection elements 22 at exhaust gas temperatures of less than 250 ° C, in particular at exhaust gas temperatures of less than 200 ° C, are fully deflected and so a maximum turbulence of the exhaust gas flow is achieved. At the same time are the bi-metal elements 20 set up so that the baffles 22 the mixing elements 16 are arranged at exhaust gas temperatures of more than 500 ° C substantially parallel to the exhaust gas flow, as in the upper half of 2 shown, so that the flow resistance, the mixing elements 22 oppose the exhaust flow, is low.

3 zeigt einen Schnitt durch die in 2 gezeigte erfindungsgemäße Mischvorrichtung 10 mit einer Blickrichtung, die parallel zur Längsachse A des Abgasstrangs 4 verläuft. 3 shows a section through the in 2 shown mixing device according to the invention 10 with a viewing direction which is parallel to the longitudinal axis A of the exhaust gas line 4 runs.

In der oberen Hälfte des Abgasstrangs 4 sind in der 3 Ablenkelemente 22 in einer Position bei hohen Abgastemperaturen gezeigt. Die Ablenkelemente 22 sind im Wesentlichen parallel zur Abgasströmung, d. h. senkrecht zur Zeichenebene der 3, ausgerichtet, so dass sie der Abgasströmung, die in dieser Darstellung senkrecht zur Zeichenebene strömt, einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegensetzen und keine oder nur eine geringe Verwirbelung der Abgasströmung bewirken.In the upper half of the exhaust system 4 are in the 3 deflectors 22 shown in a position at high exhaust gas temperatures. The deflecting elements 22 are substantially parallel to the exhaust gas flow, ie perpendicular to the plane of the 3 , aligned so that they oppose the exhaust gas flow, which flows in this representation perpendicular to the plane, the lowest possible flow resistance and cause little or no turbulence of the exhaust gas flow.

In der unteren Hälfte der 3 sind zwei Ablenkelemente 22 in einer Position bei niedriger Abgastemperatur gezeigt. Bei einer niedrigen Temperatur der Abgase sind die Bi-Metall-Elemente 20 gebogen, so dass die Ablenkelemente 22 ausgelenkt sind und die Abgasströmung auf die ausgelenkten Ablenkelemente 22 trifft und von diesen abgelenkt wird. Dadurch wird die Abgasströmung verwirbelt und es wird eine besonders gute Durchmischung der Abgasströmung mit dem von dem Dosierelement 6 eingespritzten Fluid bewirkt, so dass die katalytische Reaktion in dem stromabwärts des Mischelements 10 angeordneten Katalysator 12 besonders effektiv abläuft.In the lower half of the 3 are two baffles 22 shown in a low exhaust temperature position. At a low temperature of the exhaust gases are the bi-metal elements 20 bent so that the baffles 22 are deflected and the exhaust gas flow to the deflected deflecting elements 22 meets and gets distracted by them. As a result, the exhaust gas flow is swirled and there is a particularly good mixing of the exhaust gas flow with that of the metering 6 injected fluid causes, so that the catalytic reaction in the downstream of the mixing element 10 arranged catalyst 12 especially effective.

Die in den 2 und 3 gezeigte räumliche Anordnung der Mischelemente 16 ist nur beispielhaft. insbesondere können mehrere Mischelemente 16 in Schichten und/oder Reihen über- bzw. nebeneinander angeordnet sein. Insbesondere können die Mischelemente 16 in einem schachbrettartigen Muster angeordnet sind. Alternativ können die Mischelemente 16 so angeordnet sein, dass sie sich ausgehend von einer zentralen Halterung, die parallel zur Längsachse A des Abgasstrangs 4 angeordnet ist, radial von der Achse A des Abgasstrangs 4 nach außen erstrecken und die Mischvorrichtung 10 im Querschnitt eine sternförmige Form hat.The in the 2 and 3 shown spatial arrangement of the mixing elements 16 is only an example. In particular, several mixing elements 16 be arranged in layers and / or rows above or next to each other. In particular, the mixing elements 16 arranged in a checkerboard pattern. Alternatively, the mixing elements 16 be arranged so that they extend from a central support, which is parallel to the longitudinal axis A of the exhaust line 4 is arranged, radially from the axis A of the exhaust line 4 extend outward and the mixing device 10 has a star-shaped in cross-section.

In einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Ablenkelemente 22 ausgehend von der Wand 5 des Abgasstrangs 4 radial nach innen in Richtung auf die Mittelachse A des Abgasstrangs 4. In diesem Fall kann auf eine Halterung in der Mitte des Abgasstrangs 4 verzichtet werden.In a further, not shown embodiment, the deflection elements extend 22 starting from the wall 5 of the exhaust system 4 radially inward toward the center axis A of the exhaust line 4 , In this case can be mounted on a bracket in the middle of the exhaust system 4 be waived.

Die Bi-Metall-Elemente 20 können auch schraubenförmig ausgebildet sein, so dass sich bei Temperaturänderungen der Abgasströmung eine schraubenförmige Verformung Bi-Metall-Elemente 20 ergibt, die eine schraubenförmige Bewegung der Ablenkelemente 22 bewirkt. Durch schraubenförmiges Auslenken der Ablenkelemente 22 kann eine besonders effektive Verwirbelung der Abgasströmung in dem Abgasstrang 4 erreicht werden.The bi-metal elements 20 can also be helical, so that with temperature changes of the exhaust gas flow, a helical deformation bi-metal elements 20 results in a helical movement of the baffles 22 causes. By helically deflecting the deflecting elements 22 can be a particularly effective turbulence of the exhaust gas flow in the exhaust system 4 be achieved.

Claims (11)

Mischvorrichtung (10) zur Montage in einem Abgasstrang (4) eines Verbrennungsmotors mit wenigstens einem Mischelement (16), das zwischen wenigstens einer Mischposition, in der es eine Verwirbelung einer durch den Abgasstrang (4) strömenden Abgasströmung bewirkt, und wenigstens einer Ruheposition, in der es für die Abgasströmung einen möglichst geringen Strömungswiderstand darstellt, bewegbar ist, wobei die Mischvorrichtung (10) wenigstens ein Bi-Metall-Element (20) aufweist, das derart ausgebildet ist, dass es das Mischelement (16) bei einer Erhöhung der Temperatur der Abgasströmung aus seiner Ist-Position zu seiner Ruheposition hin bewegt.Mixing device ( 10 ) for mounting in an exhaust gas line ( 4 ) of an internal combustion engine with at least one mixing element ( 16 ) between at least one mixing position, in which there is a turbulence of a through the exhaust line ( 4 ) flowing, and at least a rest position in which it represents the lowest possible flow resistance for the exhaust gas flow, is movable, wherein the mixing device ( 10 ) at least one bi-metal element ( 20 ), which is designed such that it the mixing element ( 16 ) is moved at an increase in the temperature of the exhaust gas flow from its actual position to its rest position. Mischvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Mischelement (16) integral mit dem Bi-Metall-Element (20) ausgebildet ist.Mixing device ( 10 ) according to claim 1, wherein the mixing element ( 16 ) integral with the bi-metal element ( 20 ) is trained. Mischvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mischelement (16) an einer Haltevorrichtung (24) angeordnet ist.Mixing device ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the mixing element ( 16 ) on a holding device ( 24 ) is arranged. Mischvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Haltevorrichtung (24) in der Einbauposition rechtwinklig zur Strömungsrichtung der Abgasströmung in dem Abgasstrang (4) angeordnet ist.Mixing device ( 10 ) according to claim 3, wherein the holding device ( 24 ) in the installed position perpendicular to the flow direction of the exhaust gas flow in the exhaust line ( 4 ) is arranged. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mischvorrichtung (10) in Einbauposition an einer Wand (5) des Abgasstrangs (4) befestigt ist.Mixing device ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein the mixing device ( 10 ) in the installed position on a wall ( 5 ) of the exhaust gas line ( 4 ) is attached. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mischvorrichtung (10) mehrere Mischelemente (16) aufweist.Mixing device ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein the mixing device ( 10 ) several mixing elements ( 16 ) having. Mischvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Mischelemente (16) sternförmig in dem Abgasstrang (4) angeordnet sind.Mixing device ( 10 ) according to claim 6, wherein the mixing elements ( 16 ) star-shaped in the exhaust line ( 4 ) are arranged. Mischvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Mischelemente (16) parallel zueinander in dem Abgasstrang (4) angeordnet sind.Mixing device ( 10 ) according to claim 6, wherein the mixing elements ( 16 ) parallel to each other in the exhaust line ( 4 ) are arranged. Mischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung in die Ruheposition innerhalb eines Arbeitsbereichs des Bi-Metall-Elements (20) erfolgt.Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the movement into the rest position within a working range of the bi-metal element ( 20 ) he follows. Vorrichtung (2) zur Behandlung einer durch einen Abgasstrang (4) strömenden Abgasströmung mit einer Dosiervorrichtung (6) zum Einbringen wenigstens eines Fluids in den Abgasstrang (4), wenigstens einer Mischvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, und einem Katalysator (12), der eingerichtet ist, eine selektive katalytische Reaktion des eindosierten Fluids mit wenigstens einem Bestandteil der Abgasströmung zu unterstützen.Contraption ( 2 ) for treating by an exhaust line ( 4 ) flowing exhaust gas flow with a metering device ( 6 ) for introducing at least one fluid into the exhaust gas line ( 4 ), at least one mixing device ( 10 ) according to one of the preceding claims, and a catalyst ( 12 ) configured to facilitate a selective catalytic reaction of the metered fluid with at least one component of the exhaust gas flow. Vorrichtung (2) nach Anspruch 10, wobei wenigstens eine Mischvorrichtung (10) stromaufwärts und/oder stromabwärts der Dosiervorrichtung (6) in dem Abgasstrang (4) angeordnet ist.Contraption ( 2 ) according to claim 10, wherein at least one mixing device ( 10 ) upstream and / or downstream of the metering device ( 6 ) in the exhaust gas line ( 4 ) is arranged.
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