DE102009046280A1 - Method for injecting liquid reducing agent into engine exhaust gas flow, involves injecting liquid reducing agent into exhaust gas flow by injection nozzle - Google Patents
Method for injecting liquid reducing agent into engine exhaust gas flow, involves injecting liquid reducing agent into exhaust gas flow by injection nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009046280A1 DE102009046280A1 DE102009046280A DE102009046280A DE102009046280A1 DE 102009046280 A1 DE102009046280 A1 DE 102009046280A1 DE 102009046280 A DE102009046280 A DE 102009046280A DE 102009046280 A DE102009046280 A DE 102009046280A DE 102009046280 A1 DE102009046280 A1 DE 102009046280A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust
- exhaust gas
- gas
- reducing agent
- upstream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
- B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
- B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
- B01F25/3141—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit with additional mixing means other than injector mixers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
- B01F25/4314—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor with helical baffles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
- B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
Hintergrund/ZusammenfassungBackground / Summary
Die Nachbehandlungstechnologie der selektiven katalytischen Reaktion (SCR) mit Harnstoff wurde industrieweit für Dieselmotorprogramme gewählt, um die Stickoxid-Normen (NOx-Normen) der Umweltschutzbehörde (EPA) von 2010 zu erfüllen. Unter Verwendung dieser Technologie wird häufig eine wässerige Harnstofflösung an Bord in einem Harnstofftank gelagert und über eine Harnstoffeinspritzdüse in das Fahrzeugabgas eingespritzt, wobei der eingespritzte Harnstoff in Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2) zersetzt wird. Das erzeugte Ammoniak wird dann auf einer Oberfläche eines stromabwärts liegenden SCR-Katalysators absorbiert, wo es mit dem NOx im Abgas für die Umsetzung in Stickstoff und Wasser reagiert.The after-treatment technology of selective catalytic reaction (SCR) with urea has been the industry's chosen for diesel engine programs to (EPA) to meet the standards of nitrogen oxides (NO x norms) of the Environmental Protection Agency of of 2010. Using this technology, an aqueous urea solution is often stored on board in a urea tank and injected into the vehicle exhaust via a urea injector, decomposing the injected urea into ammonia (NH 3 ) and carbon dioxide (CO 2 ). The ammonia produced is then absorbed on a surface of a downstream SCR catalyst, where it reacts with the NO x in the exhaust gas for the reaction into nitrogen and water.
Die Harnstofflösung wird häufig in Form eines zerstäubten Sprühnebels in das Fahrzeugabgas eingespritzt. Trotz der Verwendung von Mischsystemen, um die meisten Tröpfchen in der Luft getragen zu halten, kann eine Kombination von Abgassystem-Raumeinschränkungen und Motorbetriebsbedingungen verursachen, dass einige Harnstofftröpfchen Ablagerungen auf der Oberfläche der Harnstoffeinspritzdüsen und im direkten Abgasdurchgang (in der Angasleitung) bilden. Der Ablagerungsbildungsprozess kann irreversibel sein, was eine Blockierung der Harnstoffeinspritzdüse verursacht, die zu einer Verschlechterung des NOx-Umsetzungswirkungsgrades des SCR-Nachbehandlungssystems führt. In einigen Fällen kann das Wachstum der Harnstoffablagerungen in der Abgasleitung bzw. dem Abgasdurchgang eine Erhöhung des Motorgegendrucks und einen entsprechenden Verlust der Motorleistung verursachen.The urea solution is often injected into the vehicle exhaust in the form of an atomized spray. Despite the use of mixing systems to keep most of the droplets in the air, a combination of exhaust system space limitations and engine operating conditions may cause some urea droplets to form deposits on the surface of the urea injectors and in the direct exhaust passage (in the exhaust passage). The deposit formation process may be irreversible, causing blockage of the urea injector that results in degradation of the NO x conversion efficiency of the SCR aftertreatment system. In some cases, the growth of urea deposits in the exhaust passage may cause an increase in engine back pressure and a corresponding loss of engine power.
Bei niedrigen und mittleren Abgasdurchflüssen können die größeren Tröpfchen des eingespritzten Harnstoffs auf den Oberflächen der Abgasleitung bzw. dem Abgasdurchgang landen, wo eine starke und schnelle Ansammlung von Harnstoffablagerungen (siehe z. B.
Die Verwendung von verschiedenen Mischvorrichtungen hat eine erfolgreiche Verringerung von Ablagerungsbildungsprozessen für sowohl Boden- als auch Deckenoberflächen der Abgasleitung bzw. dem Abgasdurchgang gezeigt. Ferner führt die periodische Regeneration (z. B. Reinigung durch Verbrennen von angesammeltem Ruß von den Oberflächen) des Dieselpartikelfilters, die ungefähr alle 10 bis 30 Stunden des Fahrzeugbetriebs stattfindet, zu einem Betrieb des Motors, so dass die Abgastemperatur für bis zu 12 Minuten über 600°C liegt. Die erhöhte Abgastemperatur kann die Entfernung von Harnstoffablagerungen von den Boden- und den Deckenoberflächen der Abgasleitung ermöglichen.The use of various mixing devices has shown a successful reduction of deposit formation processes for both floor and ceiling surfaces of the exhaust passage. Further, the periodic regeneration (eg, cleaning by burning up collected soot from the surfaces) of the diesel particulate filter, which occurs approximately every 10 to 30 hours of vehicle operation, results in operation of the engine such that the exhaust gas temperature exceeds for up to 12 minutes 600 ° C is located. The increased exhaust gas temperature may allow the removal of urea deposits from the floor and ceiling surfaces of the exhaust pipe.
Die Erfinder erkennen jedoch auch, dass einige vertiefte Oberflächen an der Innenseite der Abgasleitung bzw. des Abgasrohrs noch für eine Ablagerungsbildung und -ansammlung anfällig sein können. Ein übliches Beispiel dieses Phänomens liegt in der Dosierungseinspritzdüsenansatz. Eine Installation einer Harnstoffdosierungseinspritzdüse, ob am Rohrbogen oder innerhalb eines geraden Abschnitts, kann zum Einbau einem Montageansatz führen, der die Einspritzdüse an der Stelle hält. Gegenüber der Abgasseite des Abgasrohrs kann der Ansatz einen Hohlraum oder eine Aussparung aufweisen, was veranlasst, dass die Einspritzdüsenposition etwas entfernt liegt, um es zu minimieren, die Einspritzdüse hohen Temperaturen auszusetzen. Das Strömungsmuster von Abgas nahe dem Hohlraum kann derart geändert werden, dass eine Wiedereinleitung von Gasen in den Hohlraum stattfinden kann (siehe z. B.
An sich werden hier Systeme und Verfahren zum Einspritzen eines flüssigen Reduktionsmittels in ein Motorabgas geschaffen, um die vorstehend erwähnten Probleme anzugehen. Ein beispielhaftes System besitzt eine Einspritzdüse mit einem Auslass zum Einspritzen eines flüssigen Reduktionsmittels in das Abgas stromaufwärts des Reduktionskatalysators, eine Gasablenkplatte, die stromaufwärts der Einspritzdüse angeordnet ist, wobei die Gasablenkplatte dazu konfiguriert ist, stromaufwärts der Ablenkplatte eine Zone mit höherem Druck und stromabwärts der Ablenkplatte eine Zone mit niedrigerem Druck, die den Einspritzdüsenauslass umgibt, zu erzeugen, einen Umleitungsströmungsdurchgang, der dazu konfiguriert ist, einen Teil des Abgasstroms vom Abgasdurchgang abzuleiten, wobei der Umleitungsströmungsdurchgang einen Einlass in der Zone mit höherem Druck stromaufwärts der Ablenkplatte aufweist, und einen Sammler in Fluidverbindung mit dem Umleitungsströmungsdurchgang, wobei der Sammler eine oder mehrere Öffnungen aufweist, um zu ermöglichen, dass der umgeleitete Teil des Abgases aus den Sammleröffnungen in den Abgasstrom strömt, um eine Gasabschirmung für den Sprühnebel, aus flüssigem Reduktionsmittel zu bilden.As such, systems and methods are provided for injecting a liquid reductant into an engine exhaust to address the aforementioned problems. An exemplary system has an injector nozzle with an outlet for injecting a liquid reductant into the exhaust gas upstream of the reduction catalyst, a gas deflector plate located upstream of the injector, the gas deflector plate configured to have upstream of the baffle a higher pressure zone and downstream of the baffle a zone of lower pressure surrounding the injector outlet, a bypass flow passage configured to divert a portion of the exhaust gas flow from the exhaust passage, the bypass flow passage having an inlet in the higher pressure zone upstream of the baffle, and a header Fluid communication with the bypass flow passage, the accumulator having one or more openings to allow the diverted portion of the exhaust gas to flow from the header openings into the exhaust gas flow, to form a gas shield for the spray, to form a liquid reducing agent.
In dieser Weise erzeugt die Gasablenkplatte die Zone mit höherem Druck stromaufwärts der Ablenkplatte, wo der Einlass des Umleitungsdurchgangs angeordnet ist, und die Zone mit niedrigerem Druck stromabwärts der Ablenkplatte, wo der Einspritzdüsenauslass angeordnet ist. Eine Druckdifferenz wird dadurch gebildet, die ermöglicht, dass ein Teil des Abgasstroms durch den Umleitungsströmungsdurchgang abgeleitet wird, um eine Gasabschirmung für den Sprühnebel aus flüssigem Reduktionsmittel zu bilden. Die erzeugte Gasabschirmung kann auch dazu dienen, die Wiedereinleitung von Abgas nahe dem Einspritzdüsenauslass, wie z. B. in einem Einspritzdüsenansatzhohlraum, zu verringern, um die Ablagerungsbildung und -ansammlung von flüssigem Reduktionsmittel zu verringern.In this way, the gas baffle plate creates the zone of higher pressure upstream of the A baffle where the inlet of the bypass passage is located and the zone of lower pressure downstream of the baffle where the injector outlet is located. A pressure differential is thereby formed which allows a portion of the exhaust flow to be diverted through the bypass flow passage to form a gas shield for the liquid reductant spray. The generated gas shield may also serve to facilitate the reintroduction of exhaust gas near the injector outlet, such as, for example, exhaust gas. In an injection nozzle attachment cavity, to reduce the deposit formation and accumulation of liquid reducing agent.
In einigen Beispielen besitzt die Gasablenkplatte einen Flansch, der eine untere Oberfläche und ein Paar von Seitenwänden, die mit der unteren Oberfläche verbunden sind, definiert, wobei der Flansch dazu konfiguriert ist, einen Teil des Abgases in Richtung des Einlasses des Umleitungsströmungsdurchgangs zu lenken. Ferner kann die eine oder können die mehreren Öffnungen des Sammlers auf dem Umfang um den Einspritzdüsenauslass angeordnet sein, was ermöglicht, dass die gebildete Gasabschirmung eine kreisförmige Gasabschirmung ist, die den Sprühnebel aus flüssigem Reduktionsmittel umgibt.In some examples, the gas deflecting plate has a flange defining a bottom surface and a pair of sidewalls connected to the bottom surface, wherein the flange is configured to direct a portion of the exhaust gas toward the inlet of the bypass flow passage. Further, the one or more apertures of the collector may be circumferentially disposed about the injector outlet, allowing the formed gas shield to be a circular gas shield surrounding the liquid reductant spray.
In einigen Beispielen ist der Umleitungsströmungsdurchgang zwischen einem Montageflansch und der Einspritzdüsenansatz ausgebildet. Ferner kann ein Kanal in den Montageflansch maschinell eingearbeitet sein, um als Umleitungsströmungsdurchgang zu dienen.In some examples, the bypass flow passage is formed between a mounting flange and the injector lug. Further, a channel may be machined into the mounting flange to serve as a bypass flow passage.
In einer weiteren Ausführungsform können die obigen Probleme zumindest teilweise durch ein Verfahren zum Einspritzen von flüssigem Reduktionsmittel in einen Motorabgasstrom angegangen werden, das einschließt: Einspritzen von flüssigem Reduktionsmittel in den Abgasstrom über eine Einspritzdüse, bei der das flüssige Reduktionsmittel an einer Einspritzstelle stromaufwärts eines Reduktionskatalysators zum Reduzieren von NOx-Komponenten im Abgas eingespritzt wird; Ableiten von Abgas von stromaufwärts der Einspritzdüse durch einen Umleitungsströmungsdurchgang; und Leiten des abgeleiteten Abgases zur Einspritzstelle, wo das abgeleitete Abgas und das flüssige Reduktionsmittel beide in den Abgasstrom eintreten. In dieser Weise ist es möglich, das Abgas zu verwenden, um die Einspritzdüse abzuschirmen, wodurch Ablagerungen verringert werden.In another embodiment, the above problems may be addressed, at least in part, by a method of injecting liquid reductant into an engine exhaust stream, including injecting liquid reductant into the exhaust stream via an injector wherein the liquid reductant is injected at an injection location upstream of a reduction catalyst Reducing NO x components is injected in the exhaust gas; Discharging exhaust gas from upstream of the injector through a bypass flow passage; and directing the exhaust gas discharged to the injection site where the exhaust gas and the liquid reducing agent both enter the exhaust stream. In this way, it is possible to use the exhaust gas to shield the injector, thereby reducing deposits.
Die Erfinder haben die obigen Probleme, Phänomene und potentiellen Lösungen erkannt. Ferner sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung vorgesehen ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche, die der ausführlichen Beschreibung folgen, definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.The inventors have recognized the above problems, phenomena and potential solutions. Further, it should be understood that the summary above is provided to introduce in simplified form a selection of concepts that are further described in the detailed description. It is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, the scope of which is defined only by the claims which follow the detailed description. Furthermore, the claimed subject matter is not limited to implementations that eliminate any disadvantages noted above or in any part of this disclosure.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Die Einspritzdüsenanordnung
Die Vorrichtung
In einigen Beispielen kann die Vorrichtung
Die Einspritzdüsenanordnung
Die Gasablenkplatte
Die Positionierung der Gasablenkplatte
Der Abgasumleitungsdurchgang
In einigen Beispielen kann der Abgasumleitungsdurchgang
Auf diese Weise kann ein Teil des Abgases abgeleitet werden, um eine Gasabschirmung um den Sprühnebel aus flüssigem Reduktionsmittel zu erzeugen, um die Wiedereinleitung des Sprühnebels aus flüssigem Reduktionsmittel im Ansatzhohlraum
Folglich kann in einem Beispiel das System betrieben werden, um flüssiges Reduktionsmittel über die Einspritzdüse
Bei
Bei
Bei
Bei
Es ist zu erkennen, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese speziellen Ausführungsformen nicht in einer begrenzenden Hinsicht betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann beispielsweise auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Gegen-4- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.It will be appreciated that the configurations and routines disclosed herein are exemplary in nature and that these specific embodiments are not to be considered in a limiting sense, as numerous variations are possible. For example, the above technology can be applied to V-6, I-4, I-6, V-12, counter-4 and other types of motors. The subject matter of the present disclosure includes all novel and non-obvious combinations and subcombinations of the various systems and configurations, and other features, functions, and / or properties disclosed herein.
Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss von einem oder mehreren solchen Elementen aufweisend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie im Schutzbereich breiter, schmäler, gleich oder anders in Bezug auf die ursprüngliche Ansprüche sind, auch als innerhalb des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.The following claims specifically point to certain combinations and sub-combinations that are considered to be novel and not obvious. These claims may refer to "a" element or "a first" element or the equivalent thereof. Such claims should be understood to include the inclusion of one or more such elements, neither requiring nor excluding two or more such elements. Other combinations and subcombinations of the disclosed features, functions, elements, and / or properties may be accomplished by Amendment of the present claims or claims by presenting new claims in this or a related application claimed. Such claims, whether broader, narrower, equal, or different in scope to the original claims, are also considered to be within the scope of the present disclosure.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspritzen von flüssigem Reduktionsmittel in ein Motorabgas, enthält:
eine Einspritzdüse mit einem Auslass zum Einspritzen von flüssigem Reduktionsmittel in das Abgas stromaufwärts des Reduktionskatalysators;
eine Gasablenkplatte, die stromaufwärts der Einspritzdüse angeordnet ist, wobei die Gasablenkplatte dazu konfiguriert ist, eine Zone mit höherem Druck stromaufwärts der Ablenkplatte und eine Zone mit niedrigerem Druck stromabwärts der Ablenkplatte, die den Einspritzdüsenauslass umgibt, zu erzeugen;
einen Umleitungsströmungsdurchgang, der dazu konfiguriert ist, einen Teil des Abgasstroms vom Abgasdurchgang abzuleiten, wobei der Umleitungsströmungsdurchgang einen Einlass in der Zone mit höherem Druck stromaufwärts der Ablenkplatte aufweist; und
einen Sammler in Fluidverbindung mit dem Umleitungsströmungsdurchgang, wobei der Sammler eine oder mehrere Öffnungen aufweist, um zu ermöglichen, dass der umgeleitete Teil des Abgases aus den Sammleröffnungen in den Abgasstrom strömt, um eine Gasabschirmung für den Sprühnebel aus flüssigem Reduktionsmittel zu bilden.An apparatus according to the invention for injecting liquid reducing agent into an engine exhaust gas, comprising:
an injection nozzle having an outlet for injecting liquid reducing agent into the exhaust gas upstream of the reduction catalyst;
a gas baffle disposed upstream of the injector, the gas baffle being configured to generate a higher pressure zone upstream of the baffle and a lower pressure zone downstream of the baffle surrounding the injector outlet;
a bypass flow passage configured to divert a portion of the exhaust flow from the exhaust passage, the bypass flow passage having an inlet in the higher pressure zone upstream of the baffle; and
a header in fluid communication with the bypass flow passage, the header having one or more openings to allow the redirected portion of the exhaust gas to flow from the header openings into the exhaust stream to form a gas shield for the liquid reductant spray.
Dabei kann bevorzugt die Gasablenkplatte einen Flansch aufweisen, der an einer Wand des Abgasdurchgangs an einer Stelle stromabwärts des Einlasses des Umleitungsströmungsdurchgangs und stromaufwärts der Einspritzdüse befestigt ist.In this case, preferably, the gas deflecting plate may have a flange fixed to a wall of the exhaust passage at a position downstream of the inlet of the bypass flow passage and upstream of the injector.
Insbesondere kann die Gasablenkplatte in Richtung des Abgasstroms abgewinkelt sein.In particular, the gas deflecting plate can be angled in the direction of the exhaust gas flow.
Weiter bevorzugt weist der Flansch eine untere Oberfläche und ein Paar von Seitenwänden auf, die mit der unteren Oberfläche verbunden sind, wobei der Flansch dazu konfiguriert ist, einen Teil des Abgases in Richtung des Einlasses des Abgasumleitungsdurchgangs zu lenken.More preferably, the flange has a lower surface and a pair of sidewalls connected to the lower surface, the flange being configured to direct a portion of the exhaust toward the inlet of the exhaust bypass passage.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung weist die Vorrichtung ferner eine Mischvorrichtung auf, die stromabwärts der Einspritzdüse angeordnet ist, zum Mischen des Sprühnebels aus flüssigem Reduktionsmittel mit dem Abgasstrom. Dabei kann ferner ein Sprühnebelzentrierungsgitter, das stromabwärts der Einspritzdüse und stromaufwärts der Mischvorrichtung angeordnet sein, zum Zentrieren des Sprühnebels aus flüssigem Reduktionsmittel.According to a further preferred embodiment, the apparatus further comprises a mixing device, which is arranged downstream of the injection nozzle, for mixing the spray of liquid reducing agent with the exhaust gas flow. There may also be a spray centering grid located downstream of the injector and upstream of the mixer for centering the liquid reductant spray.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einspritzen von flüssigem Reduktionsmittel in ein Motorabgas enthält insbesondere:
Einspritzen von flüssigem Reduktionsmittel in das Abgas durch eine Einspritzdüse mit einem Auslass, wobei das flüssige Reduktionsmittel stromaufwärts eines Reduktionskatalysators zum Reduzieren von NOx-Komponenten im Abgas eingespritzt wird;
Erzeugen einer Zone mit höherem Druck und einer Zone mit niedrigerem Druck über eine Gasablenkplatte, die stromaufwärts der Einspritzdüse angeordnet ist, wobei die Zone mit höherem Druck stromaufwärts der Ablenkplatte liegt und die Zone mit niedrigem Druck stromabwärts der Ablenkplatte liegt und den Einspritzdüsenauslass umgibt;
Ableiten eines Teils des Abgases durch einen Umleitungsströmungsdurchgang, um eine Gasabschirmung für das flüssige Reduktionsmittel zu bilden, wobei der Umleitungsströmungsdurchgang einen Einlass in der Zone mit höherem Druck aufweist.An inventive method for injecting liquid reducing agent into an engine exhaust gas contains in particular:
Injecting liquid reductant into the exhaust gas through an injector having an outlet, wherein the liquid reductant is injected upstream of a reduction catalyst for reducing NO x components in the exhaust gas;
Creating a zone of higher pressure and a zone of lower pressure via a gas baffle located upstream of the injector, the higher pressure zone located upstream of the baffle and the low pressure zone downstream of the baffle and surrounding the injector outlet;
Diverting a portion of the exhaust gas through a bypass flow passage to form a gas shield for the liquid reducing agent, the bypass flow passage having an inlet in the higher pressure zone.
Dabei kann das flüssige Reduktionsmittel eine flüssige Harnstofflösung sein und die gebildete Gasabschirmung eine kreisförmige Gasabschirmung, die den Sprühnebel aus flüssigem Reduktionsmittel umgibt.In this case, the liquid reducing agent may be a liquid urea solution and the formed gas shield may be a circular gas shield which surrounds the spray of liquid reducing agent.
Bevorzugt weist für dieses Verfahren die Gasablenkplatte einen Flansch auf, der an einer Wand des Abgasdurchgangs an einer Stelle stromabwärts des Einlasses des Umleitungsströmungsdurchgangs und stromaufwärts der Einspritzdüse befestigt ist, und wobei die Gasablenkplatte in Richtung des Abgasstroms abgewinkelt ist.Preferably, for this method, the gas deflecting plate has a flange fixed to a wall of the exhaust passage at a position downstream of the inlet of the bypass flow passage and upstream of the injector, and the gas deflecting plate is angled toward the exhaust gas flow.
Dabei weist bevorzugt die Gasablenkplatte einen Flansch auf, der eine untere Oberfläche und ein Paar von Seitenwänden, die mit der unteren Oberfläche verbunden sind, aufweist, wobei die Schaufel dazu konfiguriert ist, einen Teil des Abgasstroms in Richtung des Einlasses des Umleitungsströmungsdurchgangs zu lenken.Preferably, the gas deflecting plate has a flange having a lower surface and a pair of sidewalls connected to the lower surface, wherein the blade is configured to direct a portion of the exhaust gas flow toward the inlet of the bypass flow passage.
Nach einem weiter bevorzugten Verfahren ist ferner das Mischen des Sprühnebels aus flüssigem Harnstoff mit dem Abgas über eine Gasablenkplatte, die stromaufwärts der Einspritzdüse angeordnet ist, vorgesehen.Further, according to a further preferred method, the mixing of the spray of liquid urea with the exhaust gas is provided via a gas deflecting plate located upstream of the injection nozzle.
Eine weiter bevorzugte Vorrichtung zur Behandlung von Motorabgas, die enthält:
einen Reduktionskatalysator zum Reduzieren von NOx-Komponenten im Abgas;
eine Einspritzdüse mit einem Auslass zum Einspritzen der flüssigen Harnstofflösung;
eine Gasablenkplatte, die stromaufwärts der Einspritzdüse angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Zone mit höherem Druck stromaufwärts der Ablenkplatte und eine Zone mit niedrigerem Druck stromabwärts der Ablenkplatte, die den Einspritzdüsenauslass umgibt, zu erzeugen;
einen Umleitungsdurchgang, der dazu konfiguriert ist, einen Teil des Abgasstroms vom Abgasdurchgang abzuleiten, wobei der Umleitungsströmungsdurchgang einen Einlass in der Zone mit höherem Druck stromaufwärts der Ablenkplatte aufweist; und
einen Sammler in Fluidverbindung mit dem Umleitungsströmungsdurchgang, wobei der Sammler eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die auf dem Umfang um den Auslass der Einspritzdüse angeordnet ist oder sind, um zu ermöglichen, dass der umgeleitete Teil des Abgases aus den Sammleröffnungen in den Abgasstrom strömt, um eine Gasabschirmung für den Sprühnebel aus der flüssigen Harnstofflösung zu bilden.A further preferred engine exhaust gas treatment apparatus comprising:
a reduction catalyst for reducing NO x components in the exhaust gas;
an injection nozzle having an outlet for injecting the liquid urea solution;
a gas baffle disposed upstream of the injector and configured to generate a higher pressure zone upstream of the baffle and a lower pressure zone downstream of the baffle surrounding the injector outlet;
a bypass passage configured to divert a portion of the exhaust flow from the exhaust passage, the bypass flow passage having an inlet in the higher pressure zone upstream of the baffle; and
a header in fluid communication with the bypass flow passage, the header having one or more openings disposed circumferentially about the outlet of the injector to allow the redirected portion of the exhaust gas to flow from the header openings into the exhaust gas stream to form a gas shield for the spray from the liquid urea solution.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009046280A DE102009046280A1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Method for injecting liquid reducing agent into engine exhaust gas flow, involves injecting liquid reducing agent into exhaust gas flow by injection nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009046280A DE102009046280A1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Method for injecting liquid reducing agent into engine exhaust gas flow, involves injecting liquid reducing agent into exhaust gas flow by injection nozzle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009046280A1 true DE102009046280A1 (en) | 2011-05-12 |
Family
ID=43852683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102009046280A Withdrawn DE102009046280A1 (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Method for injecting liquid reducing agent into engine exhaust gas flow, involves injecting liquid reducing agent into exhaust gas flow by injection nozzle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102009046280A1 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014104224A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | exhaust system |
EP3073079A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-09-28 | Kubota Corporation | Engine exhaust aftertreatment device |
WO2016176076A1 (en) | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Full rotation mixer |
US9664081B2 (en) | 2007-07-24 | 2017-05-30 | Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh | Assembly and method for introducing a reducing agent into the exhaust pipe of an exhaust system of an internal combustion engine |
US9816421B2 (en) | 2015-06-10 | 2017-11-14 | Cummins Emission Solutions Inc. | Aftertreatment exhaust separator and/or deflector |
CN107530655A (en) * | 2015-04-30 | 2018-01-02 | 佛吉亚排放控制技术美国有限公司 | Full rotation blender |
WO2019034277A1 (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | Ruscheweyh Consult Gmbh | Exhaust gas system for a combustion engine, flange plate or bearing bush, exhaust manifold, vehicle and method for operating an exhaust gas system |
DE102018130716A1 (en) * | 2018-12-03 | 2020-06-04 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | Device for introducing and distributing a flowable additive in an exhaust gas stream |
US10787946B2 (en) | 2018-09-19 | 2020-09-29 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Heated dosing mixer |
US10933387B2 (en) | 2016-10-21 | 2021-03-02 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Reducing agent mixer |
-
2009
- 2009-11-02 DE DE102009046280A patent/DE102009046280A1/en not_active Withdrawn
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9664081B2 (en) | 2007-07-24 | 2017-05-30 | Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh | Assembly and method for introducing a reducing agent into the exhaust pipe of an exhaust system of an internal combustion engine |
DE102014104224A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | exhaust system |
EP3073079A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-09-28 | Kubota Corporation | Engine exhaust aftertreatment device |
US9863299B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-01-09 | Kubota Corporation | Engine exhaust treatment device |
CN107530655A (en) * | 2015-04-30 | 2018-01-02 | 佛吉亚排放控制技术美国有限公司 | Full rotation blender |
US9726064B2 (en) | 2015-04-30 | 2017-08-08 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Mixer for use in a vehicle exhaust system |
WO2016176076A1 (en) | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Full rotation mixer |
EP3289195A4 (en) * | 2015-04-30 | 2019-01-02 | Faurecia Emissions Control Technologies, USA, LLC | Full rotation mixer |
US9816421B2 (en) | 2015-06-10 | 2017-11-14 | Cummins Emission Solutions Inc. | Aftertreatment exhaust separator and/or deflector |
US10933387B2 (en) | 2016-10-21 | 2021-03-02 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Reducing agent mixer |
WO2019034277A1 (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | Ruscheweyh Consult Gmbh | Exhaust gas system for a combustion engine, flange plate or bearing bush, exhaust manifold, vehicle and method for operating an exhaust gas system |
US10787946B2 (en) | 2018-09-19 | 2020-09-29 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Heated dosing mixer |
DE102018130716A1 (en) * | 2018-12-03 | 2020-06-04 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | Device for introducing and distributing a flowable additive in an exhaust gas stream |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009046280A1 (en) | Method for injecting liquid reducing agent into engine exhaust gas flow, involves injecting liquid reducing agent into exhaust gas flow by injection nozzle | |
DE102007047918B4 (en) | emission Control system | |
DE102007055874B4 (en) | Exhaust emission control device with additive injection device | |
EP0826097B1 (en) | Pre-mixing chamber for an exhaust gas cleaning unit | |
DE102008032109B4 (en) | Exhaust gas purification device for a motor | |
DE112010004962B4 (en) | Exhaust system with an aftertreatment module | |
DE102008008564A1 (en) | Dosing device for pollutant reduction in exhaust gases | |
DE102011051875A1 (en) | DOSING MODULE FOR A VEHICLE EXHAUST TREATMENT SYSTEM | |
DE112014002314T5 (en) | Exhaust gas mixer with flow reversal | |
AT516102B1 (en) | Exhaust gas purification device for a vehicle, in particular for a commercial vehicle | |
DE10306134A1 (en) | Post-treatment device for exhaust gas in internal combustion engine, has perforated mixing tube at upstream side of treatment element to create turbulent flow of exhaust gas and chemical species mixture | |
DE202006011281U1 (en) | Exhaust gas purifying unit for vehicle internal combustion (IC) engine e.g. diesel engine, has concentric outer and inner emission control stages, respectively provided with particle filter and SCR catalyst | |
DE102006038904A1 (en) | Method for adding at least one reactant to an exhaust gas stream and device for processing an exhaust gas stream of an internal combustion engine | |
DE102016006606A1 (en) | exhaust manifold | |
WO2009012859A1 (en) | Assembly and method for introducing a reduction agent into the exhaust gas line of an exhaust gas system of an internal combustion engine | |
DE112017007124T5 (en) | INJEKTORSPRÜHSCHUTZ | |
DE102008057895B4 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
DE102008042678A1 (en) | Exhaust gas purification device with improved design to ensure exact injection of reducing agent | |
DE102014002750A1 (en) | decomposition chamber | |
EP2334916B1 (en) | Device and method for exhaust gas purification using a reducing agent | |
DE102008042413A1 (en) | emission Control system | |
DE102010045751B4 (en) | Exhaust system of an internal combustion engine | |
EP3155243B1 (en) | Apparatus for chemical and catalytic conversion of at least one component of an exhaust gas and exhaust gas system for an internal combustion engine | |
DE102014223382A1 (en) | Method for operating a device for aftertreatment of the exhaust gases of an internal combustion engine and corresponding device | |
DE102015102003A1 (en) | Centerline injection for liquid-only reductant delivery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: LORENZ SEIDLER GOSSEL RECHTSANWAELTE PATENTANW, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |