DE102011079906A1 - Exhaust gas system for internal combustion engine of motor vehicle, has device for introduction of ammonia in exhaust gas flow, and mixing section for distributing ammonia in exhaust gas flow with mixing section axis - Google Patents

Exhaust gas system for internal combustion engine of motor vehicle, has device for introduction of ammonia in exhaust gas flow, and mixing section for distributing ammonia in exhaust gas flow with mixing section axis Download PDF

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Christian Krenn
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Abstract

The exhaust gas system (1) has an introducing device (3) for introduction of ammonia in an exhaust gas flow, a mixing section (5) for distributing the ammonia in the exhaust gas flow with a mixing section axis, where a mixing section-discharge cross section is provided. A selective catalytic reduction catalyst (7) is provided with a catalyst axis, which encloses with the mixing section axis. A hopper section (6) is provided for exhaust flow guidance of the mixing section-discharge cross section for catalyst-inlet transverse section.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine aufweisend einen Katalysator mit einem Katalysator-Einströmquerschnitt und einen diesem in Abgasströmungsrichtung vorgeschalteten Trichterabschnitt zur Abgasströmungsführung zum Katalysator-Einströmquerschnitt.The invention relates to an exhaust system for a motor vehicle having an internal combustion engine having a catalyst with a catalyst inlet cross section and a funnel section upstream of this in the exhaust gas flow direction for exhaust gas flow guidance to the catalyst inlet cross section.

Aus der DE 196 33 563 A1 ist eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einem kreis- oder ovalzylindrischen Katalysatorgehäuse mit großem Durchmesser bzw. mit großen Halbmessern, einem eingangsseitigen kreis- oder ovalzylindrischen Abgasrohr mit kleinem Durchmesser bzw. mit kleinen Halbmessern und mit einem dazwischen angeordneten Einströmstutzen, der mit mindestens einer strömungsbeeinflussenden Leitvorrichtung versehen ist, bekannt, bei die Achse des Katalysatorgehäuses und die Achse des Abgasrohres in einem Winkel zwischen 100° und etwa 185° zueinander verlaufen, wobei der Einströmstutzen auf den Strömungsverlauf bezogen einen kürzeren Innenabschnitt und einen längeren Außenabschnitt aufweist, und bei der die Leitvorrichtung am Außen abschnitt angeordnet ist, um eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine dahingehend zu verbessern, daß eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysatorgehäuses bzw. des Katalysatorträgers über die gesamte Stirnfläche auch dann sichergestellt ist, wenn die Katalysatoranströmung schräg erfolgt, d. h. wenn die Achsen des Katalysatorgehäuses bzw. des Katalysatorträgers und des eingangsseitigen Abgasrohres nicht fluchten bzw. parallel zueinander verlaufen.From the DE 196 33 563 A1 is an exhaust system of an internal combustion engine with a circular or oval-cylindrical catalyst housing with large diameter or with large radii, an input side circular or oval cylindrical exhaust pipe with small diameter or with small radii and with an inlet fitting therebetween provided with at least one flow-influencing guide is known, in the axis of the catalyst housing and the axis of the exhaust pipe at an angle between 100 ° and about 185 ° to each other, wherein the inflow to the flow path has a shorter inner portion and a longer outer portion, and wherein the guide device on the outside is arranged section to improve an exhaust system of an internal combustion engine to the effect that a uniform application of the catalyst housing or the catalyst support over the entire end face is ensured even if the Katalysatoranströmung occurs obliquely, ie when the axes of the catalyst housing or the catalyst carrier and the input side exhaust pipe are not aligned or parallel to each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer eingangs genannten Abgasanlage, bei der der Katalysator ein SCR-Katalysator ist, dem in Abgasströmungsrichtung eine Einrichtung zur Einbringung von Ammoniak (NH3) in einen Abgasstrom und ein Mischabschnitt zum Verteilen des Ammoniaks in dem Abgasstrom vorgeschaltet sind, eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators mit Ammoniak zu verbessern.The invention is based on the object in an exhaust system mentioned above, in which the catalyst is an SCR catalyst, upstream of a device for introducing ammonia (NH 3 ) into an exhaust gas flow and a mixing section for distributing the ammonia in the exhaust gas flow in the exhaust gas flow direction are to improve a uniform loading of the catalyst with ammonia.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine aufweisend eine Einrichtung zur Einbringung von Ammoniak (NH3) in einen Abgasstrom, einen in Abgasströmungsrichtung nachfolgenden Mischabschnitt zum Verteilen des Ammoniaks in dem Abgasstrom mit einer Mischabschnittsachse und einem Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt, einen in Abgasströmungsrichtung nachfolgenden SCR-Katalysator mit einer Katalysatorachse, die mit der Mischabschnittsachse einen stumpfen Innenwinkel einschließt, und einem Katalysator-Einströmquerschnitt, wobei der Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt eine kleinere Fläche als der Katalysator-Einströmquerschnitt aufweist, und einen zwischen dem Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt und dem Katalysator-Einströmquerschnitt angeordneten Trichterabschnitt zur Abgasströmungsführung vom Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt zum Katalysator-Einströmquerschnitt, wobei sich der Trichterabschnitt vom Mischabschnitt zum Katalysator hin diskontinuierlich erweitert.The object is achieved with an exhaust system for a motor vehicle having an internal combustion engine having a device for introducing ammonia (NH 3 ) into an exhaust gas stream, a mixing section following in the exhaust gas flow direction for distributing the ammonia in the exhaust gas stream with a mixing section axis and a mixing section outflow cross section, an exhaust gas downstream SCR catalyst having a catalyst axis including an obtuse interior angle with the mixing section axis and a catalyst inflow section, the mixing section flow area having a smaller area than the catalyst inflow section, and one between the mixing section flow area and Catalyst inlet cross-section arranged funnel portion for exhaust gas flow guide from the mixing section Ausströmquerschnitt to the catalyst inlet cross-section, wherein the funnel section from the mixing section to the K analyzer expanded discontinuously.

Ein SCR-Katalysator ermöglicht eine selektive katalytische Reduktion (selective catalytic reduction, SCR) von Stickoxiden (NOX), insbesondere von NO und NO2, während unerwünschte Nebenreaktionen, beispielsweise eine Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid, weitgehend unterdrückt werden können.An SCR catalyst enables selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides (NO x ), in particular of NO and NO 2 , while undesired secondary reactions, for example oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide, can be largely suppressed.

Mit der erfindungsgemäßen Abgasanlage kann eine bessere Gleichverteilung der Abgasströmungs-Geschwindigkeit am Katalysator-Einströmquerschnitt und dadurch ein reduzierter Druckverlust Katalysator erreicht werden. Es kann eine bessere Ammoniak-Gleichverteilung am Katalysator-Einströmquerschnitt erreicht werden. Eine Lastpunktabhängigkeit kann vermieden werden. Eine hohe Ammoniak-Gleichverteilung am Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt kann auf den Katalysator-Einströmquerschnitt übertragen werden. Im Trichterabschnitt können Rezirkulationen reduziert oder verhindert werden. Es kann vor dem Katalysator-Einströmquerschnitt ein Staudruck erzeugt werden, der Abgasströmungsablösungen reduziert oder verhindert.With the exhaust system according to the invention, a better uniform distribution of the exhaust gas flow velocity at the catalyst inflow cross section and thereby a reduced pressure loss catalyst can be achieved. It can be achieved a better ammonia uniform distribution at the catalyst inlet cross section. A load point dependency can be avoided. A high ammonia uniform distribution at the mixing section outflow cross section can be transferred to the catalyst inflow cross section. In the funnel section recirculations can be reduced or prevented. It is possible to generate a back pressure upstream of the catalyst inflow cross section which reduces or prevents exhaust flow separation.

Mit dem Trichterabschnitt kann der Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt zunächst fortgeführt sein und eine Strömungsquerschnitts-Erweiterung zum Katalysator-Einströmquerschnitt kann erst nahe des Katalysators erfolgen. Der relative Begriff „nahe” ist dabei insbesondere so zu verstehen, dass die Strömungsquerschnitts-Erweiterung nicht über den gesamten Trichterabschnitt, sondern im Wesentlichen an einem dem Katalysator zugewandten Endabschnitt des Trichterabschnitts erfolgt.With the funnel section, the mixing section outflow cross section may initially be continued, and a flow cross-sectional widening to the catalyst inlet cross-section can only take place near the catalyst. The relative term "near" is to be understood in particular as meaning that the flow cross-section extension does not take place over the entire funnel section, but essentially at an end section of the funnel section facing the catalyst.

Der Trichterabschnitt kann zum Katalysator-Einströmquerschnitt hin einen sich steil sigmoid erweiternden Stömungsquerschnitt aufweisen. Der Stömungsquerschnitt erweitert sich s-förmig verlaufend.The funnel section may have a steeply sigmoid expanding flow cross section towards the catalyst inflow cross section. The Stömungsquerschnitt extended extending s-shaped running.

Die Mischabschnittsachse und die Katalysatorachse können zumindest annähernd windschief zueinander verlaufen und der Stömungsquerschnitt des Trichterabschnitts kann sich vom Mischabschnitt zum Katalysator hin asymmetrisch erweitern.The mixing section axis and the catalyst axis can run at least approximately skewed relative to one another and the flow cross section of the funnel section can expand asymmetrically from the mixing section towards the catalyst.

Der Trichterabschnitt kann einen Flankenabschnitt aufweisen, mit dem eine wesentliche Erweiterung erzielt ist.The funnel portion may have a flank portion with which a substantial extension is achieved.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter Anderem ein optimierter Eintrittstrichter für SCR-Systeme. Der Eintrittstrichter weist eine spezielle Form – gemäß einem steilen Fischertrichter – auf. Der Eintrittstrichter behält die Form einer Mischstrecke und öffnet sich kurz vor dem SCR-Katalysator in einem steilen sigmuiden Verlauf. In summary, in other words, the invention provides, among other things, an optimized inlet funnel for SCR systems. The inlet funnel has a special shape - according to a steep fishing funnel - on. The inlet funnel retains the shape of a mixing section and opens shortly before the SCR catalyst in a steep sigmuiden course.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to figures. From this description, further features and advantages. Concrete features of this embodiment may represent general features of the invention. Features associated with other features of this embodiment may also represent individual features of the invention.

Es zeigen schematisch und beispielhaft:They show schematically and by way of example:

1 eine Abgasanlage für ein brennkraftmaschinengetriebenes Kraftfahrzeug mit einem Einlass, einer Einrichtung zur Einbringung von Ammoniak, einem Mischer, einem Mischabschnitt, einem Trichterabschnitt, einem SCR-Katalysator und einem Auslass in perspektivischer Ansicht, 1 an exhaust system for an internal combustion engine-powered motor vehicle with an inlet, a device for introducing ammonia, a mixer, a mixing section, a funnel section, an SCR catalyst and an outlet in perspective view,

2 einen Trichterabschnitt und einen SCR-Katalysator einer Abgasanlage in Draufsicht, 2 a funnel section and an SCR catalytic converter of an exhaust system in plan view,

3 einen Trichterabschnitt und einen SCR-Katalysator einer Abgasanlage in perspektivischer Ansicht und 3 a hopper section and an SCR catalytic converter of an exhaust system in perspective view and

4 einen Trichterabschnitt und einen SCR-Katalysator einer Abgasanlage in seitlicher Ansicht. 4 a funnel section and an SCR catalytic converter of an exhaust system in a side view.

1 zeigt eine Abgasanlage 1 für ein brennkraftmaschinengetriebenes Kraftfahrzeug mit einem Einlass 2, einer Einrichtung 3 zur Einbringung von Ammoniak, einem Mischer 4, eifern Mischabschnitt 5, einem Trichterabschnitt 6, einem SCR-Katalysator 7 und einem Auslass 8 in perspektivischer Ansicht. 1 shows an exhaust system 1 for an internal combustion engine-powered motor vehicle with an inlet 2 , a facility 3 for the introduction of ammonia, a mixer 4 , Mix section 5 a funnel section 6 , an SCR catalyst 7 and an outlet 8th in perspective view.

Die Abgasanlage 1 dient zur Abführung und Reinigung von Verbrennungsabgasen einer hier nicht dargestellten mager betriebenen Diesel-Brennkraftmaschine. Über den Einlass 2 werden beim Betrieb der Brennkraftmaschine die Abgase in die Abgasanlage 1 eingeleitet. Mit der Abgasanlage 1 kann eine katalytisch unterstützte Reduktion der NOX in oxidierender Umgebung erfolgen.The exhaust system 1 serves for the removal and purification of combustion exhaust gases of a lean-burn diesel engine, not shown here. About the inlet 2 During operation of the internal combustion engine, the exhaust gases in the exhaust system 1 initiated. With the exhaust system 1 a catalytically assisted reduction of NO x can take place in an oxidizing environment.

Als Reduktionsmittel wird vorliegend Ammoniak in Form einer wässrigen Harnstofflösung, beispielsweise einer 32,5-prozentigen Harnstofflösung, verwendet. Die Harnstofflösung kann in einem Speicher mitgeführt und druckluftunterstützt oder ohne Luftunterstützung mithilfe eines Ventils zugeführt werden. Eine Zuführung der Harnstofflösung erfolgt mithilfe der Einrichtung 3. Die Zuführung der Harnstofflösung erfolgt diskontinuierlich. Um eine Durchmischung und gleichmäßige Verteilung der Harnstofflösung in dem Abgasstrom zu erreichen, ist der Mischer 4 vorgesehen. Der Mischer 4 ist vorliegend als Drallelement ausgeführt. Mit dem Mischer 4 wird eine starke Drallströmung erzielt.In the present case, the reducing agent used is ammonia in the form of an aqueous urea solution, for example a 32.5 percent urea solution. The urea solution can be carried in a storage tank and supplied with compressed air or with the aid of a valve without air support. The urea solution is supplied by means of the device 3 , The supply of urea solution is discontinuous. To achieve thorough mixing and uniform distribution of the urea solution in the exhaust stream, the mixer is 4 intended. The mixer 4 is designed here as a swirl element. With the mixer 4 a strong swirl flow is achieved.

In Abgasströmungsrichtung nachfolgend schließt an den Mischer 4 ein Mischabschnitt 5 an. Am Ende des Mischabschnitts 5 ist die Harnstofflösung in dem Abgasstrom sehr gleichmäßig verteilt. Der Mischabschnitt 5 weist einen Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt auf. Mithilfe des Trichterabschnitts 6 wird der Abgasstrom von dem Mischabschnitt 5 zu dem SCR-Katalysator 7 geleitet. Der SCR-Katalysator 7 weist einen Katalysator-Einströmquerschnitt auf. An dem SCR-Katalysator 7 erfolgt eine Umsetzung der Harnstofflösung in Ammoniak im Wesentlichen durch Hydrolyse. Die Reduktion von NOX erfolgt dann auf dem SCR-Katalysator.In the exhaust gas flow direction subsequently closes to the mixer 4 a mixing section 5 at. At the end of the mixing section 5 is the urea solution in the exhaust stream very evenly distributed. The mixing section 5 has a mixing section outflow cross section. Using the funnel section 6 the exhaust gas flow from the mixing section 5 to the SCR catalyst 7 directed. The SCR catalyst 7 has a catalyst inflow cross section. On the SCR catalyst 7 the urea solution is converted into ammonia essentially by hydrolysis. The reduction of NO X then takes place on the SCR catalyst.

2 zeigt einen Trichterabschnitt 9 und einen SCR-Katalysator 10 einer ansonsten nicht näher dargestellten Abgasanlage in Draufsicht, eine perspektivische Ansicht des Trichterabschnitts 9 und des SCR-Katalysators 10 ist in 3 und eine seitliche Ansicht des Trichterabschnitts 9 und des SCR-Katalysators 10 ist in 4 gezeigt. 2 shows a funnel section 9 and an SCR catalyst 10 an otherwise not shown exhaust system in plan view, a perspective view of the funnel section 9 and the SCR catalyst 10 is in 3 and a side view of the funnel section 9 and the SCR catalyst 10 is in 4 shown.

Der Trichterabschnitt 9 weist einen Trichter-Einströmquerschnitt 11 und einen Trichter-Ausströmquerschnitt 12 auf. Der Trichterabschnitt 9 ist mithilfe des Trichter-Einströmquerschnitts 11 mit dem Mischabschnitt und mithilfe des Trichter-Ausströmquerschnitts 12 mit dem SCR-Katalysator verbunden. Der Trichter-Einströmquerschnitt 11 entspricht dem Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt. Der Trichter-Ausströmquerschnitt 12 entspricht dem Katalysator-Einströmquerschnitt.The funnel section 9 has a funnel inlet cross section 11 and a funnel vent cross section 12 on. The funnel section 9 is using the funnel inflow section 11 with the mixing section and with the funnel outlet cross section 12 connected to the SCR catalyst. The funnel inflow cross section 11 corresponds to the mixing section Ausströmquerschnitt. The funnel outlet cross section 12 corresponds to the catalyst inflow cross section.

Der Trichter-Einströmquerschnitt 11 weist eine in etwa ellipsenartige Form auf. In Abgasströmungsrichtung in etwa rechtwinklig zu dem Trichter-Einströmquerschnitt 11 ist eine Trichtereinströmachse 13 angeordnet. Der Trichter-Ausströmquerschnitt 12 weist eine langlochartige Form mit einer geraden Oberkante, einer zu dieser parallelen geraden Unterkante und halbkreisförmigen Seiten auf. In Abgasströmungsrichtung in etwa rechtwinklig zu dem Trichter-Einströmquerschnitt 11 ist eine Trichterausströmachse 14 angeordnet. Die Trichtereinströmachse 13 und die Trichterausströmachse 14 schließen miteinander einen stumpfen Innenwinkel ein. Die Trichtereinströmachse 13 und die Trichterausströmachse 14 verlaufen in parallelen Ebenen. Die Trichtereinströmachse 13 und die Trichterausströmachse 14 verlaufen zueinander windschief.The funnel inflow cross section 11 has an approximately elliptical shape. In the exhaust gas flow direction approximately at right angles to the funnel inlet cross section 11 is a funnel inflow axis 13 arranged. The funnel outlet cross section 12 has a slot-like shape with a straight top edge, a parallel to this straight bottom edge and semi-circular sides. In the exhaust gas flow direction approximately at right angles to the funnel inlet cross section 11 is a funnel discharge axis 14 arranged. The funnel inflow axis 13 and the funnel discharge axis 14 close together a dull interior angle. The funnel inflow axis 13 and the funnel discharge axis 14 run in parallel planes. The funnel inflow axis 13 and the funnel discharge axis 14 are skewed to each other.

Der Trichterabschnitt 9 weist einen Einströmabschnitt 15, einen Ausströmabschnitt 16 und einen zwischen Einströmabschnitt 15 und Ansströmabschnitt 16 angeordneten Übergangsabschnitt 17 auf. Mit dem Übergangsabschnitt 17 erfolgt ein Übergang von der Form des Trichter-Einströmquerschnitts 11 zu der Form des Trichter-Ausströmquerschnitts 12. Mit dem Übergangsabschnitt 17 erfolgt eine Umlenkung des Abgasstroms von einer der Trichtereinströmachse 13 entsprechenden Strömungsrichtung zu einer der Trichterausströmachse 14 entsprechenden Strömungsrichtung. The funnel section 9 has an inflow section 15 , an outflow section 16 and one between inflow section 15 and Ansströmabschnitt 16 arranged transition section 17 on. With the transition section 17 a transition occurs from the shape of the funnel inflow cross section 11 to the shape of the funnel Ausströmquerschnitts 12 , With the transition section 17 there is a deflection of the exhaust gas flow from one of the Trichtereinströmachse 13 corresponding flow direction to one of the Funnelausströmachse 14 corresponding flow direction.

In dem Bereich des von der Trichtereinströmachse 13 und der Trichterausströmachse 14 eingeschlossenen stumpfen Innenwinkels weist der Übergangsabschnitt 17 eine Innenradius 18 auf. Mit dem Innenradius 18 wird eine verbesserte Gleichverteilung der Harnstofflösung im Abgasstrom erreicht. Die Form des Trichter-Einströmquerschnitts 11 ist in Abgasströmungsrichtung so weit als möglich beibehalten. Die flache, ellipsenartige Form des Trichter-Einströmquerschnitts 11 ist in Abgasströmungsrichtung so weit als möglich beibehalten. In Abgasströmungsrichtung nachfolgend erfolgt mit dem Übergangsabschnitt 17 dann eine steile sigmoide Erweiterung des Strömungskanals auf die Form des Trichter-Ausströmquerschnitts 12.In the area of the funnel inflow axis 13 and the funnel discharge axis 14 enclosed blunt interior angle, the transition section 17 an inner radius 18 on. With the inner radius 18 an improved uniform distribution of the urea solution is achieved in the exhaust stream. The shape of the funnel inflow cross section 11 is maintained as far as possible in the exhaust gas flow direction. The flat, elliptical shape of the funnel inflow cross section 11 is maintained as far as possible in the exhaust gas flow direction. In the exhaust gas flow direction subsequently takes place with the transition section 17 then a steep sigmoidal extension of the flow channel to the shape of the funnel Ausströmquerschnitts 12 ,

Die Erweiterung des Strömungskanals erfolgt, wie insbesondere in 4 ersichtlich, asymmetrisch. Eine Unterseite 19 des Einströmabschnitts 15 liegt in etwa auf selber Höhe, wie eine Unterseite 20 des Ausströmabschnitts 16. An der Unterseite ist der Übergangsabschnitt 17 nur geringfügig erweitert. Eine Oberseite 22 des Ausströmabschnitts 16 liegt deutlich oberhalb einer Oberseite 21 des Einströmabschnitts 15. An der Oberseite ist der Übergangsabschnitt 17 stark erweitert. Der Übergangsabschnitt 17 weist einen Flankenabschnitt 23 auf, mit dem eine wesentliche Erweiterung erzielt ist. Der Flankenabschnitt 23 ist an dem Übergangsabschnitt 17 in der 4 oben angeordnet.The extension of the flow channel takes place, in particular in 4 apparent, asymmetrical. A bottom 19 the inflow section 15 is about the same height as a bottom 20 the outflow section 16 , At the bottom is the transition section 17 only slightly extended. A top 22 the outflow section 16 is well above a top 21 the inflow section 15 , At the top is the transition section 17 greatly expanded. The transition section 17 has a flank section 23 which has achieved a significant expansion. The flank section 23 is at the transition section 17 in the 4 arranged above.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Abgasanlageexhaust system
22
Einlassinlet
33
EinrichtungFacility
44
Mischermixer
55
Mischabschnittmixing section
66
Trichterabschnittfunnel section
77
SCR-KatalysatorSCR catalyst
88th
Auslassoutlet
99
Trichterabschnittfunnel section
1010
SCR-KatalysatorSCR catalyst
1111
Trichter-EinströmquerschnittFunnel inflow
1212
Trichter-AusströmquerschnittFunnel outflow
1313
TrichtereinströmachseTrichtereinströmachse
1414
TrichterausströmachseTrichterausströmachse
1515
Einströmabschnittinflow
1616
Ausströmabschnittoutflow
1717
ÜbergangsabschnittTransition section
1818
Innenradiusinner radius
1919
Unterseitebottom
2020
Unterseitebottom
2121
Oberseitetop
2222
Oberseitetop
2323
Flankenabschnittflank section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19633563 A1 [0002] DE 19633563 A1 [0002]

Claims (5)

Abgasanlage (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine aufweisend eine Einrichtung (3) zur Einbringung von Ammoniak (NH3) in einen Abgasstrom, einen in Abgasströmungsrichtung nachfolgenden Mischabschnitt (5, 15) zum Verteilen des Ammoniaks in dem Abgasstrom mit einer Mischabschnittsachse (13) und einem Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt (11), einen in Abgasströmungsrichtung nachfolgenden SCR-Katalysator (7, 10) mit einer Katalysatorachse (14), die mit der Mischabschnittsachse (13) einen stumpfen Innenwinkel einschließt, und einem Katalysator-Einströmquerschnitt (12), wobei der Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt (11) eine kleinere Fläche als der Katalysator-Einströmquerschnitt (12) aufweist, und einen zwischen dem Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt (11) und dem Katalysator-Einströmquerschnitt (12) angeordneten Trichterabschnitt (6, 9) zur Abgasströmungsführung vom Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt (11) zum Katalysator-Einströmquerschnitt (12), wobei sich der Trichterabschnitt (6, 9) vom Mischabschnitt (5, 15) zum Katalysator (7, 10) hin diskontinuierlich erweitert.Exhaust system ( 1 ) for a motor vehicle with an internal combustion engine having a device ( 3 ) for introducing ammonia (NH 3 ) into an exhaust gas flow, a mixing section following in the exhaust gas flow direction (US Pat. 5 . 15 ) for distributing the ammonia in the exhaust gas stream with a mixing section axis ( 13 ) and a mixing section outflow cross section ( 11 ), a downstream in the exhaust gas flow direction SCR catalyst ( 7 . 10 ) with a catalyst axis ( 14 ) associated with the mixing section axis ( 13 ) includes an obtuse inner angle, and a catalyst inflow ( 12 ), wherein the mixing section outflow cross-section ( 11 ) has a smaller area than the catalyst inlet cross section ( 12 ), and one between the mixing section Ausströmquerschnitt ( 11 ) and the catalyst inlet cross section ( 12 ) arranged funnel section ( 6 . 9 ) to the exhaust flow guide from the mixing section outflow section (FIG. 11 ) to the catalyst inlet cross section ( 12 ), wherein the funnel section ( 6 . 9 ) from the mixing section ( 5 . 15 ) to the catalyst ( 7 . 10 ) discontinuously expanded. Abgasanlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Trichterabschnitt (6, 9) der Mischabschnitt-Ausströmquerschnitt (11) zunächst fortgeführt ist und erst nahe des Katalysators (7, 10) eine Strömungsquerschnitts-Erweiterung zum Katalysator-Einströmquerschnitt (12) erfolgt.Exhaust system ( 1 ) according to claim 11, characterized in that with the funnel section ( 6 . 9 ) the mixing section outflow cross section ( 11 ) is continued first and only near the catalyst ( 7 . 10 ) a flow cross-sectional extension to the catalyst inlet cross-section ( 12 ) he follows. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichterabschnitt (6, 9) zum Katalysator-Einströmquerschnitt (12) hin einen sich steil sigmoid erweiternden Stömungsquerschnitt aufweist.Exhaust system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the funnel section ( 6 . 9 ) to the catalyst inlet cross section ( 12 ) has a steeply sigmoid expanding Strömungsquerschnitt. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischabschnittsachse (13) und die Katalysatorachse (14) zumindest annähernd windschief zueinander verlaufen und sich der Stömungsquerschnitt des Trichterabschnitts (6, 9) vom Mischabschnitt zum Katalysator (7, 10) hin asymmetrisch erweitert.Exhaust system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing section axis ( 13 ) and the catalyst axis ( 14 ) run at least approximately skewed to each other and the flow cross section of the funnel section ( 6 . 9 ) from the mixing section to the catalyst ( 7 . 10 ) expanded asymmetrically. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichterabschnitt (6, 9) einen Flankenabschnitt (23) aufweist, mit dem eine wesentliche Erweiterung erzielt ist.Exhaust system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the funnel section ( 6 . 9 ) a flank section ( 23 ), with which a substantial extension is achieved.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19633563A1 (en) 1996-08-21 1998-02-26 Porsche Ag Exhaust system of an internal combustion engine
DE19741199A1 (en) * 1997-09-18 1999-04-08 Siemens Ag Static mixer
US20030003029A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Rogers Kevin J. Channelized SCR inlet for improved ammonia injection and efficient NOx control
DE10300384A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-29 J. Eberspächer GmbH & Co. KG exhaust system
DE102007002981A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Audi Ag Static mixer for exhaust system in internal-combustion engine operation of vehicle, is arranged in exhaust duct of exhaust branch of internal-combustion engine
DE102007047774A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-16 Audi Ag Device for reducing nitrogen oxides in exhaust of internal combustion engine, particularly lean-burning internal combustion engine, has catalytic device arranged in exhaust gas system of internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19633563A1 (en) 1996-08-21 1998-02-26 Porsche Ag Exhaust system of an internal combustion engine
DE19741199A1 (en) * 1997-09-18 1999-04-08 Siemens Ag Static mixer
US20030003029A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Rogers Kevin J. Channelized SCR inlet for improved ammonia injection and efficient NOx control
DE10300384A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-29 J. Eberspächer GmbH & Co. KG exhaust system
DE102007002981A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Audi Ag Static mixer for exhaust system in internal-combustion engine operation of vehicle, is arranged in exhaust duct of exhaust branch of internal-combustion engine
DE102007047774A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-16 Audi Ag Device for reducing nitrogen oxides in exhaust of internal combustion engine, particularly lean-burning internal combustion engine, has catalytic device arranged in exhaust gas system of internal combustion engine

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