DE102011112988A1 - Exhaust system for motor car, has decoupling element arranged downstream of inlet, and vaporizer arranged between inlet and decoupling element for conveying reducing agent into gaseous state - Google Patents

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Thomas Beckmann
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Antonio Pepe
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Abstract

The system (10) has a decoupling element (14) arranged downstream of an inlet e.g. injector (20), where reducing agent e.g. liquid reducing agent, is introduced over the inlet for after-treatment of exhaust gas. A vaporizer (28) is arranged between the inlet and the decoupling element for conveying the reducing agent into a gaseous state. The vaporizer has a honeycomb structure and/or a set of foils or sheets, and/or is formed from ceramic material. The decoupling element comprises a flexible outer part e.g. bellow (22), and an interior e.g. inliner (24), arranged within the outer part.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für ein Fahrzeug. Die Abgasanlage weist einen Einlass auf, über welchen ein Reduktionsmittel für die Abgasnachbehandlung in das Abgas einbringbar ist. Stromabwärts des Einlasses ist ein Entkoppelelement angeordnet.The invention relates to an exhaust system for a vehicle. The exhaust system has an inlet, via which a reducing agent for the exhaust gas aftertreatment can be introduced into the exhaust gas. Downstream of the inlet, a decoupling element is arranged.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zum Verringern des Stickoxidgehalts in das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs eine wässrige Harnstofflösung einzudosieren. Diese Zudosierung erfolgt an einem Einlass in die Abgasanlage. Im heißen Abgas wird der Harnstoff zu Ammoniak umgesetzt, welcher dann in einem nachgeschalteten SCR-Katalysator (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) mit den Stickoxiden des Abgases zu Stickstoff und Wasser reagiert. Anstelle einer Harnstofflösung kann auch eine Ammoniak enthaltende Lösung als Reduktionsmittel in das Abgas eingebracht werden.It is known from the prior art to meter in an aqueous urea solution for reducing the nitrogen oxide content in the exhaust gas of an internal combustion engine of a vehicle. This metering takes place at an inlet to the exhaust system. In the hot exhaust gas of the urea is converted to ammonia, which then reacts in a downstream SCR catalyst (SCR = selective catalytic reduction, selective catalytic reduction) with the nitrogen oxides of the exhaust gas to nitrogen and water. Instead of a urea solution and a solution containing ammonia may be introduced as a reducing agent in the exhaust gas.

Die DE 10 2004 020 138 A1 beschreibt eine Abgasleitung für ein Fahrzeug, bei welcher zwei Leitungsstücke über einen Wickelschlauch (oder einen Wellschlauch) miteinander verbunden sind. Der Wickelschlauch dient als Entkoppelelement und sorgt so dafür, dass Schwingungen und Körperschall gedämpft werden. Stromaufwärts des Wickelschlauchs bringt eine Zugabedüse eine wässrige Harnstofflösung in die Abgasleitung ein. Um zu verhindern, dass sich die Reduktionsmittellösung an dem Wickelschlauch ablagert, ist in der Abgasleitung im Bereich des Wickelschlauchs ein Rohrstück angeordnet, welches eine Innenseite des Wickelschlauchs vor einer Beaufschlagung mit dem flüssigen Reduktionsmittel abschirmt.The DE 10 2004 020 138 A1 describes an exhaust pipe for a vehicle in which two pipe sections via a winding tube (or a corrugated hose) are interconnected. The winding tube serves as a decoupling element and thus ensures that vibrations and structure-borne noise are damped. Upstream of the winding hose, an addition nozzle introduces an aqueous urea solution into the exhaust pipe. In order to prevent the reducing agent solution from depositing on the winding hose, a pipe section is arranged in the exhaust pipe in the area of the winding hose, which shields an inner side of the winding hose from being exposed to the liquid reducing agent.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Abgasanlage der eingangs genannten Art zu schaffen.Object of the present invention is to provide an improved exhaust system of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5, eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6, eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Diese verschiedenen Aspekte der Erfindung dienen alle dem Ziel zu verhindern, dass Ablagerungen des Reduktionsmittels an dem Entkoppelelement dessen Funktion beeinträchtigen. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by an exhaust system with the features of claim 1, an exhaust system with the features of claim 5, an exhaust system with the features of claim 6, an exhaust system with the features of claim 7 and an exhaust system with the features of claim 10. These various aspects of the invention all serve the purpose of preventing deposits of the reducing agent on the decoupling element from affecting its function. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist zwischen dem Einlass und dem Entkoppelelement wenigstens ein Verdampfungskörper angeordnet, welcher zum Überführen des Reduktionsmittels in einen gasförmigen Zustand ausgebildet ist. Ein solcher Verdampfungskörper sorgt dafür, dass im Bereich des Entkoppelelements möglichst wenig, insbesondere gar kein, flüssiges Reduktionsmittel mehr vorliegt, welches sich andernfalls an dem Entkoppelelement ablagern und so dessen Funktion beeinträchtigen könnte. Es kann so das Entkoppelelement zwischen dem Einlass und einem stromabwärts des Entkoppelelements angeordneten SCR-Katalysator in der Abgasanlage vorgesehen werden, ohne dass es zu einer Funktionsstörung des Entkoppelelements durch Ablagerungen von Reduktionsmittel kommt.According to a first aspect of the invention, at least one evaporation body, which is designed to transfer the reducing agent into a gaseous state, is arranged between the inlet and the decoupling element. Such an evaporation body ensures that in the region of the decoupling element as little as possible, in particular no, liquid reducing agent is present, which could otherwise deposit on the decoupling element and thus impair its function. It is thus possible to provide the decoupling element between the inlet and an SCR catalytic converter arranged downstream of the decoupling element in the exhaust gas system, without resulting in a malfunction of the decoupling element due to deposits of reducing agent.

Durch das Vorsehen dieses Entkoppelelements stromaufwärts des SCR-Katalysators wird einerseits eine besonders lange Mischstrecke geschaffen, innerhalb welcher eine gute Aufbereitung des Reduktionsmittels erfolgen kann, und andererseits wird der in diesem Bereich der Abgasanlage bestehende Gegendruck besonders gering gehalten.By providing this decoupling element upstream of the SCR catalytic converter, on the one hand, a particularly long mixing section is created, within which good treatment of the reducing agent can take place, and, on the other hand, the counterpressure existing in this region of the exhaust system is kept particularly low.

Der wenigstens eine Verdampfungskörper kann eine Wabenstruktur aufweisen, um so eine möglichst große Oberfläche bereitzustellen und ein besonders weitgehendes Verdampfen des Reduktionsmittels zu bewirken. Beispielsweise kann der Verdampfungskörper nach Art eines metallischen Katalysatorträgers ausgebildet sein, welcher in die Abgasanlage integriert ist.The at least one evaporation body can have a honeycomb structure so as to provide the largest possible surface area and to effect a particularly extensive evaporation of the reducing agent. For example, the evaporation body may be formed in the manner of a metallic catalyst carrier, which is integrated into the exhaust system.

Es kann auch der Verdampfungskörper durch eine Mehrzahl von Folien oder Blechen gebildet sein, welche insbesondere parallel zur Strömung des Abgases ausgerichtet in der Abgasanlage angeordnet sein können. Auch kann die Wabenstruktur durch eine Metallfolie oder ein Metallblech gebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein keramischer Werkstoff den Verdampfungskörper bilden, etwa ein Cordierit. Auch kann die Wabenstruktur aus einem keramischen Werkstoff gebildet sein.It can also be the evaporation body formed by a plurality of films or sheets, which can be arranged in particular aligned parallel to the flow of exhaust gas in the exhaust system. Also, the honeycomb structure may be formed by a metal foil or a metal sheet. Additionally or alternatively, a ceramic material may form the evaporation body, such as a cordierite. Also, the honeycomb structure may be formed of a ceramic material.

Wenn der Verdampfungskörper beheizbar ausgebildet ist, etwa durch Vorsehen einer elektrischen Heizung, kann das Verdampfen des Reduktionsmittels zusätzlich durch Betreiben der Heizung unterstützt werden.If the evaporation body is formed heatable, such as by providing an electric heater, the evaporation of the reducing agent can be additionally supported by operating the heater.

Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der wenigstens eine Verdampfungskörper eine aufgeraute Oberfläche und/oder eine die Zersetzungsreaktion des Reduktionsmittels fördernde katalytische Beschichtung und/oder ein Vlies und/oder eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen und/oder Vertiefungen und/oder Schaufeln aufweist. Die Oberfläche des Verdampfungskörpers kann insbesondere durch Sandstrahlen derselben aufgeraut werden. Ein Vlies, insbesondere Metallvlies, welches auf einen Grundkörper des Verdampfungskörpers aufgebracht ist, kann ebenso zur Vergrößerung der Oberfläche vorgesehen sein wie Vertiefungen oder Einprägungen oder Querrillen. Durch einen derart gestalteten Verdampfungskörper wird das Überführen des Reduktionsmittels in den gasförmigen Zustand unterstützt.It has proven to be advantageous if the at least one evaporation body has a roughened surface and / or a catalytic coating which promotes the decomposition reaction of the reducing agent and / or a fleece and / or a plurality of passage openings and / or depressions and / or blades. The surface of the evaporation body can be roughened in particular by sandblasting the same. A nonwoven, in particular nonwoven fabric, which is applied to a main body of the evaporation body, may also be provided to increase the surface as wells or indentations or transverse grooves. By thus designed evaporation body, the transfer of the reducing agent is supported in the gaseous state.

Zusätzlich zu dem wenigstens einen Verdampfungskörper kann eine Mischeinrichtung vorgesehen sein, welche dem Verdampfungskörper vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Die Mischeinrichtung dient dem Vermischen von Reduktionsmittel und Abgas. Es kann auch der Verdampfungskörper durch die Mischeinrichtung gebildet sein, so dass aus der Mischeinrichtung so gut wie kein Austrag von flüssigem Reduktionsmittel mehr erfolgt. Dies gilt insbesondere, wenn die Oberfläche der Mischeinrichtung wie vorstehend beschrieben in Bezug auf das Verdampfen des Reduktionsmittels optimiert ist.In addition to the at least one evaporation body, a mixing device may be provided which is connected upstream or downstream of the evaporation body. The mixing device is used for mixing reducing agent and exhaust gas. It is also possible for the evaporation body to be formed by the mixing device so that virtually no discharge of liquid reducing agent takes place from the mixing device. This is especially true when the surface of the mixing device is optimized as described above with respect to the evaporation of the reducing agent.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Entkoppelelement ein flexibles Außenteil und ein innerhalb des Außenteils angeordnetes Innenteil, wobei über wenigstens eine in dem Innenteil vorgesehene Durchtrittsöffnung Abgas in einen Zwischenraum zwischen dem Außenteil und dem Innenteil einbringbar ist. Ein solches Außenteil kann als Wickelschlauch oder Agraffschlauch oder Faltenbalg oder Wellrohr ausgebildet sein, an welchem das Innenteil etwa in der Form eines Inliners angeordnet ist. Das über die wenigstens eine Durchtrittsöffnung in den Zwischenraum zwischen dem Innenteil und dem Außenteil eindringende Abgas sorgt für eine Erhöhung der Temperatur im Bereich des Entkoppelelements. So werden einerseits die Ausbildung von Ablagerungen im Bereich des Entkoppelelements vermindert und andererseits gegebenenfalls bestehende Ablagerungen durch Beaufschlagen mit dem heißen Abgas entfernt.According to a further aspect of the invention, the decoupling element comprises a flexible outer part and an inner part arranged inside the outer part, wherein exhaust gas can be introduced into an intermediate space between the outer part and the inner part via at least one passage opening provided in the inner part. Such an outer part may be formed as a winding tube or Agraffschlauch or bellows or corrugated tube, on which the inner part is arranged approximately in the form of an inliner. The exhaust gas which penetrates into the intermediate space between the inner part and the outer part via the at least one passage opening ensures an increase in the temperature in the region of the decoupling element. Thus, on the one hand, the formation of deposits in the region of the decoupling element is reduced and, on the other hand, any existing deposits are removed by being exposed to the hot exhaust gas.

Dies gilt insbesondere, wenn im Rahmen einer Regeneration eines in der Abgasanlage angeordneten Abgasnachbehandlungselements, etwa eines Partikelfilters, die Temperatur des Abgases kurzzeitig stark erhöht wird.This applies in particular if, as part of a regeneration of an exhaust gas aftertreatment element arranged in the exhaust system, for example a particle filter, the temperature of the exhaust gas is briefly greatly increased.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, bei welchem das Entkoppelelement das flexible Außenteil und das innerhalb des Außenteils angeordnete Innenteil umfasst, ist das Außenteil von einem Isolationselement umgeben. Durch diese Isolierung des Außenteils liegt im Betrieb der Abgasanlage im Bereich des Entkoppelelements eine besonders hohe Temperatur vor. Dies gilt insbesondere dann, wenn bei einer Regeneration eines in der Abgasanlage angeordneten Abgasnachbehandlungselements, etwa eines Partikelfilters, die Abgastemperatur kurzzeitig stark erhöht wird.According to a further aspect of the invention, in which the decoupling element comprises the flexible outer part and the inner part arranged inside the outer part, the outer part is surrounded by an insulating element. As a result of this insulation of the outer part, a particularly high temperature is present in the operation of the exhaust system in the region of the decoupling element. This applies in particular if, during a regeneration of an exhaust gas aftertreatment element arranged in the exhaust gas system, for example a particle filter, the exhaust gas temperature is briefly greatly increased.

Als Isolationselement kann insbesondere ein Metallgewebe vorgesehen sein, welches das Außenteil außenumfangsseitig umgibt. Hierbei ist die Isolationswirkung durch eine Reduzierung der Oberfläche bewirkt, da sich in einem Bereich außerhalb des Außenteils dann keine freie Konvektion ausbilden kann.As insulation element, in particular a metal fabric may be provided, which surrounds the outer part on the outer peripheral side. In this case, the insulation effect is brought about by a reduction of the surface, since then in a region outside the outer part no free convection can form.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, bei welcher das Entkoppelelement das flexible Außenteil und das innerhalb des Außenteils angeordnete Innenteil umfasst, ist innerhalb des Innenteils ein weiteres Innenteil angeordnet. Dieses weitere Innenteil verhindert dann ein Eindringen von Reduktionsmittel in den Zwischenraum zwischen dem Außenteil und dem ersten Innenteil, welches dem Außenteil näher ist und diesem ersten Innenteil. Das weitere Innenteil kann insbesondere als zusätzlicher Inliner ausgebildet sein, wenn das erste Innenteil als Inliner des Entkoppelelements ausgebildet ist.According to a further aspect of the invention, in which the decoupling element comprises the flexible outer part and the inner part arranged inside the outer part, a further inner part is arranged inside the inner part. This further inner part then prevents penetration of reducing agent into the intermediate space between the outer part and the first inner part, which is closer to the outer part and this first inner part. The further inner part can in particular be designed as an additional inliner, if the first inner part is designed as an inliner of the decoupling element.

Wenn das weitere Innenteil stromabwärts einer Mischeinrichtung angeordnet und für Abgas bereichsweise durchlässig ausgebildet ist, so bewirkt das durch die Mischeinrichtung aufgebaute Druckgefälle, dass aus einem Bereich zwischen den beiden Innenteilen Gas in den von dem inneren Innenteil umschlossenen Raum einströmt. Durch diese nach innen gerichtet Spülströmung kann das Eindringen von flüssigem Reduktionsmittel in den Zwischenraum zwischen dem Außenteil und dem diesem näheren ersten Innenteil vermieden werden.If the further inner part is arranged downstream of a mixing device and is designed to be permeable to exhaust gas, the pressure gradient built up by the mixing device causes gas to flow into the space enclosed by the inner inner part from a region between the two inner parts. By this inwardly directed scavenging flow, the penetration of liquid reducing agent into the intermediate space between the outer part and the closer this first inner part can be avoided.

Zusätzlich oder alternativ kann das weitere Innenteil zumindest an einer Eintrittsöffnung dichtsitzend mit dem Außenteil verbunden sein. Dann bilden die Innenteile eine doppelwandige und somit besonders gute Abschirmung des Zwischenraums zwischen den beiden Innenteilen und dem Außenteil vor einem Eindringen von Reduktionsmittel.Additionally or alternatively, the further inner part can be connected in a sealing fit with the outer part at least at one inlet opening. Then, the inner parts form a double-walled and thus particularly good shielding of the intermediate space between the two inner parts and the outer part against penetration of reducing agent.

Um dieses Abschirmen weiter zu verbessern, kann das weitere Innenteil auch an seiner Austrittsöffnung dichtsitzend mit dem Außenteil verbunden sein.In order to further improve this shielding, the further inner part may also be connected in a sealing manner to the outer part at its outlet opening.

Auch bei den vorstehend beschriebenen Abgasanlagen kann eine zwischen dem Einlass und dem Entkoppelelement angeordnete Mischeinrichtung vorgesehen sein, um die Wahrscheinlichkeit einer Beaufschlagung des Entkoppelelements mit flüssigem Reduktionsmittel zu verringern und eine Aufbereitung des Reduktionsmittels zu verbessern. Auch kann hier die Mischeinrichtung als Verdampfungskörper ausgebildet oder zusätzlich zu einem Verdampfungskörper vorgesehen sein.In the exhaust systems described above, a mixing device arranged between the inlet and the decoupling element can be provided in order to reduce the likelihood of exposure to the decoupling element with liquid reducing agent and to improve the treatment of the reducing agent. Also here, the mixing device can be designed as an evaporation body or provided in addition to an evaporation body.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Abgasanlage zwischen dem Einlass und dem Entkoppelelement wenigstens eine Umlenkstelle auf. An einer solchen Umlenkstelle werden dann Tropfen des Reduktionsmittels abgeschieden, bevor sie in den Bereich des Entkoppelelements gelangen können.In accordance with a further aspect of the invention, the exhaust system has at least one deflection point between the inlet and the decoupling element. Drops of the reducing agent are then deposited at such a deflection point before they can reach the region of the decoupling element.

Zusätzlich oder alternativ kann auch auf einzelnen Elementen des flexiblen Außenteils, etwa bei Ausbildung des Außenteils als Agraffschlauch auf den einzelnen Agraffelementen, eine jeweilige Erhebung vorgesehen sein, welche ein Eindringen von flüssigem Reduktionsmittel in den Zwischenraum zwischen Außenteil und dem innerhalb des Außenteils an diesem angeordneten Innenteil verhindert. Additionally or alternatively, a respective survey may be provided on individual elements of the flexible outer part, such as training the outer part as Agraffschlauch on the individual Agraffelementen, which penetration of liquid reducing agent in the space between the outer part and the inside of the outer part arranged on this inner part prevented.

Alle Ausführungsformen eines jeweiligen Aspekts der Erfindung gelten auch als bevorzugte Ausführungsformen eines weiteren Aspekts der Erfindung und umgekehrt.All embodiments of a respective aspect of the invention are also considered to be preferred embodiments of a further aspect of the invention and vice versa.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and with reference to the drawings, in which the same or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:

1 schematisch eine Abgasanlage, bei welcher stromaufwärts eines Entkoppelelements eine wässrige Harnstofflösung in das Abgas einbracht und die Lösung mittels eines einem Mischer vorgeschalteten Verdampfers verdampft wird; 1 schematically an exhaust system in which upstream of a decoupling an aqueous urea solution into the exhaust gas and the solution is evaporated by means of a mixer upstream of a mixer;

2 eine Abgasanlage, bei welcher über in einen Inliner des Entkoppelelements eingebrachte Durchtrittsöffnungen Abgas in einen Zwischenraum zwischen dem Inliner und einem Faltenbalg des Entkoppelelements eintreten und wieder aus dem Zwischenraum austreten kann; 2 an exhaust system in which via introduced into an inliner of the decoupling element passages exhaust gas into a space between the inliner and a bellows of the decoupling element and can emerge again from the intermediate space;

3 eine Abgasanlage, bei welcher der Faltenbalg des Entkoppelelements von außen isoliert ist; 3 an exhaust system in which the bellows of the decoupling element is insulated from the outside;

4 eine Abgasanlage, bei welcher das Entkoppelelement einen zusätzlichen Inliner aufweist, durch welchen hindurch Abgas in einen von dem zusätzlichen Inliner umschlossenen Innenraum eintreten kann; und 4 an exhaust system in which the decoupling element has an additional inliner, through which exhaust gas can enter into an inner space enclosed by the additional inliner; and

5 eine Abgasanlage, bei welcher ein zusätzlicher Inliner an einer Eintrittsöffnung und an einer Austrittsöffnung des Entkoppelelements mit dem Faltenbalg dichtsitzend verbunden ist. 5 an exhaust system in which an additional inliner at an inlet opening and at an outlet opening of the decoupling element is sealingly connected to the bellows.

Ein Abgasanlage 10 für ein Kraftfahrzeug umfasst ein erstes Rohr 12, an welches sich ein Entkoppelelement 14 anschließt. Stromabwärts des Entkoppelelements 14 ist ein (nicht gezeigter) SCR-Katalysator vorgesehen, in welchem aus einer wässrigen Harnstofflösung 16 freigesetzter Ammoniak mit im Abgas enthaltenen Stickoxiden in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion zu Stickstoff und Wasser reagiert. Eine Strömungsrichtung des Abgases durch die Abgasanlage 10 ist durch einen Strömungspfeil 18 veranschaulicht.An exhaust system 10 for a motor vehicle comprises a first tube 12 to which a decoupling element 14 followed. Downstream of the decoupling element 14 an SCR catalyst (not shown) is provided in which from an aqueous urea solution 16 liberated ammonia reacts with nitrogen oxides contained in the exhaust gas in a selective catalytic reduction reaction to nitrogen and water. A flow direction of the exhaust gas through the exhaust system 10 is through a flow arrow 18 illustrated.

Die wässrige Harnstofflösung 16 wird mittels eines Injektors 20, welcher an einem Einlass in das Rohr 12 angeordnet ist, in die Abgasanlage 10 eingebracht, und zwar stromaufwärts des Entkoppelelements 14. Das Entkoppelelement 14 umfasst ein flexibles Außenteil, welches vorliegend als Faltenbalg 22 ausgebildet ist. Alternativ kann ein Wellrohr, ein Wickelschlauch oder ein Agraffschlauch für das Entkoppeln von Komponenten der Abgasanlage 10 von Schwingungen und Körperschall sorgen. Das Entkoppelelement 14 umfasst des Weiteren einen innerhalb des Faltenbalgs 22 angeordneten Inliner 24 als Innenteil.The aqueous urea solution 16 is by means of an injector 20 which is at an inlet in the pipe 12 is arranged in the exhaust system 10 introduced, upstream of the decoupling element 14 , The decoupling element 14 includes a flexible outer part, which in the present case as a bellows 22 is trained. Alternatively, a corrugated tube, a winding tube or an Agraffschlauch for decoupling components of the exhaust system 10 of vibrations and structure-borne noise. The decoupling element 14 further includes one inside the bellows 22 arranged inliner 24 as an inner part.

Dadurch, dass die wässrige Harnstofflösung 16 stromaufwärts des Entkoppelelements 14 in die Abgasanlage 10 eingebracht wird, gilt es zu verhindern, dass sich in einen Zwischenraum 26 zwischen dem Faltenbalg 22 und dem Inliner 24 Ausfällungen des Reduktionsmittels – vorliegend also der Harnstofflösung 16 – ablagern und somit die Funktionstüchtigkeit des Entkoppelelements 14 beeinträchtigen. Durch die Ablagerung von Feststoffen am Faltenbalg 22 würde dieser nämlich ansonsten in seiner Beweglichkeit eingeschränkt.As a result, the aqueous urea solution 16 upstream of the decoupling element 14 in the exhaust system 10 is introduced, it is necessary to prevent being in a gap 26 between the bellows 22 and the inliner 24 Precipitations of the reducing agent - in the present case the urea solution 16 - Deposit and thus the functionality of the decoupling element 14 affect. By the deposition of solids on the bellows 22 otherwise this would be limited in its mobility.

Dies wird bei der Abgasanlage 10 gemäß 1 durch einen Verdampfer 28 verhindert, welcher dafür sorgt, dass die flüssige Harnstofflösung 16 sehr weitgehend, insbesondere vollständig, in den gasförmigen Zustand überführt wird, bevor sie in den Bereich des Entkoppelelements 14 gelangt. Dem Verdampfer 28 ist hierbei ein Mischer 30 nachgeschaltet, wobei sowohl der Verdampfer 28 als auch der Mischer 30 stromaufwärts des Entkoppelelements 14 angeordnet sind.This will be at the exhaust system 10 according to 1 through an evaporator 28 prevents, which ensures that the liquid urea solution 16 very largely, in particular completely, is converted into the gaseous state, before moving into the region of the decoupling element 14 arrives. The evaporator 28 Here is a mixer 30 downstream, with both the evaporator 28 as well as the mixer 30 upstream of the decoupling element 14 are arranged.

Der Verdampfer 28 kann eine Wabenstruktur aufweisen und aus einer Metallfolie oder einem keramischen Werkstoff gebildet und/oder elektrisch beheizt sein, um das Verdampfen der flüssigen Harnstofflösung 16 zu erleichtern. Auch können als Verdampfer 28 – insbesondere parallel zur Strömung des Abgases angeordnete – Bleche vorgesehen sein.The evaporator 28 may comprise a honeycomb structure and be formed from a metal foil or a ceramic material and / or be electrically heated to the evaporation of the liquid urea solution 16 to facilitate. Also, as an evaporator 28 - In particular arranged parallel to the flow of the exhaust gas - sheets may be provided.

Zusätzlich oder alternativ kann eine Oberfläche des Verdampfers 28 durch Aufrauen oder durch Beschichten mit einer die hydrolytische Zersetzung des Harnstoffs katalysierenden Beschichtung, durch Versehen mit einem Metallvlies, durch Löcher, durch Einprägungen, durch Schaufeln oder durch Querrillen im Hinblick auf das Verdampfen der flüssigen Harnstofflösung 16 optimiert sein. Es kann auch der Verdampfer durch den Mischer 30 gebildet sein, wobei dann bevorzugt eine Oberfläche des Mischers 30 durch eine entsprechende Gestaltung der Oberfläche das Überführen der Harnstofflösung 16 in den gasförmigen Zustand verbessert.Additionally or alternatively, a surface of the evaporator 28 by roughening or by coating with a hydrolytic decomposition the urea catalyzing coating, by lapping with a metal fleece, through holes, by embossing, by blades or by transverse grooves with respect to the evaporation of the liquid urea solution 16 be optimized. It can also be the evaporator through the mixer 30 be formed, in which case preferably a surface of the mixer 30 by a corresponding design of the surface, the transfer of the urea solution 16 improved in the gaseous state.

Bei der in 2 gezeigten Abgasanlage 10 ist der Mischer 30 dem Entkoppelelement 14 nicht vorgeschaltet, sondern der Mischer 30 ist im Bereich des Entkoppelelements 14 angeordnet. Jedoch weist hier der Inliner 24 des Entkoppelelements 14 an einer Eintrittsöffnung des Entkoppelelements 14 und an einer Austrittsöffnung des Entkoppelelements 14 Durchtrittsöffnungen auf, etwa in Form von Bohrungen, durch welche Abgas in den Zwischenraum 26 eindringen und wieder aus dem Zwischenraum 26 austreten kann. Die Durchtrittsöffnungen sind in 2 schematisch durch Strömungspfeile 32, 34 des Abgases in den Zwischenraum 26 beziehungsweise aus dem Zwischenraum 26 heraus angedeutet.At the in 2 shown exhaust system 10 is the mixer 30 the decoupling element 14 not upstream, but the mixer 30 is in the region of the decoupling element 14 arranged. However, here points the inliner 24 the decoupling element 14 at an inlet opening of the decoupling element 14 and at an outlet opening of the decoupling element 14 Passage openings, approximately in the form of holes, through which exhaust gas into the space 26 penetrate and back out of the gap 26 can escape. The passages are in 2 schematically by flow arrows 32 . 34 of the exhaust gas into the gap 26 or from the gap 26 indicated out.

Durch das Eindringen von Abgas in den Zwischenraum 26 wird das Temperaturniveau im Bereich des Entkoppelelements 14 angehoben, so dass bei einer Regeneration eines in der Abgasanlage angeordneten (nicht gezeigten) Partikelfilters sich gegebenenfalls im Bereich des Faltenbalgs 22 befindende Ablagerungen von diesem entfernt werden.By the penetration of exhaust gas into the gap 26 the temperature level in the region of the decoupling element 14 raised, so that in a regeneration of a arranged in the exhaust system (not shown) particulate filter, optionally in the region of the bellows 22 deposits are removed from this.

Eine weitere thermische Maßnahme zum Verhindern der Ausbildung dauerhafter Ablagerungen am Faltenbalg 22 ist in 3 ersichtlich. Bei dieser Abgasanlage 10 ist der Mischer 30 dem Entkoppelelement 14 vorgeschaltet. Hierbei ist der Faltenbalg 22 des Entkoppelelements 14 durch ein Isolationselement, etwa in Form eines Metallgewebes 36 von außen isoliert. Dadurch werden im Bereich des Entkoppelelements 14 höhere Innentemperaturen erzielt und Ablagerungen werden bei einer Regeneration des Partikelfilters, bei welcher die Abgastemperatur deutlich erhöht wird, entfernt.Another thermal measure to prevent the formation of permanent deposits on the bellows 22 is in 3 seen. In this exhaust system 10 is the mixer 30 the decoupling element 14 upstream. Here is the bellows 22 the decoupling element 14 by an insulation element, for example in the form of a metal mesh 36 isolated from the outside. As a result, in the region of the decoupling element 14 achieved higher internal temperatures and deposits are removed in a regeneration of the particulate filter, in which the exhaust gas temperature is significantly increased.

Bei den Ausführungsformen gemäß 4 und 5 ist im Bereich des Entkoppelelements 14 ein weiterer, innerer Inliner 38 vorgesehen. Dieser ist gemäß 4 so angebracht, dass in einen Zwischenraum zwischen diesem inneren Inliner 38 und dem Inliner 24 des Entkoppelelements 14 Abgas eindringen kann. Der Mischer 30, welcher im Wesentlichen stromaufwärts des Entkoppelelements 14 angeordnet ist und lediglich ein Stück weit in das Entkoppelelement 14 hineinreicht, sorgt dafür, dass stromabwärts des Mischers 30 ein geringerer Druck vorliegt als stromaufwärts des Mischers 30. Dieses Druckgefälle führt zu einem Einströmen von Abgas 40 in einen von dem inneren Inliner 38 umschlossenen Innenraum des Entkoppelelements 14, wie dies in 4 durch Strömungspfeile veranschaulicht ist.In the embodiments according to 4 and 5 is in the region of the decoupling element 14 another, inner liner 38 intended. This is according to 4 so attached that in a space between this inner liner 38 and the inliner 24 the decoupling element 14 Exhaust gas can penetrate. The mixer 30 which is substantially upstream of the decoupling element 14 is arranged and only a little way into the decoupling element 14 extends in, ensures that downstream of the mixer 30 a lower pressure than upstream of the mixer 30 , This pressure gradient leads to an influx of exhaust gas 40 in one of the inner liner 38 enclosed interior of the decoupling element 14 like this in 4 is illustrated by flow arrows.

Diese nach Innen gerichtete Spülströmung sorgt dafür, dass ein Eindringen von flüssiger Harnstofflösung 16 in den Zwischenraum 26 zwischen dem äußeren Inliner 24 und dem Faltenbalg 22 vermieden wird. Der Mischer 30 hat in diesem Fall den Durchmesser des innen liegenden, weiteren Inliners 38, und dieser Inliner 38 kann an dem Mischer 30 befestigt sein. An einer Austrittsseite des Entkoppelelements 14 kann der Inliner 38 an dem Faltenbalg 22 befestigt sein.This inward flushing flow ensures that liquid urea solution can penetrate 16 in the gap 26 between the outer liner 24 and the bellows 22 is avoided. The mixer 30 has in this case the diameter of the inside, further inliner 38 , and this inliner 38 can at the mixer 30 be attached. At an exit side of the decoupling element 14 can the inliner 38 on the bellows 22 be attached.

Auch bei der Ausführungsform gemäß 5 ist ein zusätzlicher, innerer Inliner 38 im Bereich des Entkoppelelements 14 vorgesehen. Hier ist jedoch dieser innere Inliner 38 an einer Eintrittsseite und an einer Austrittsseite des Entkoppelelements 14 dichtsitzend mit dem Faltenbalg 22 verbunden. Der Mischer 30 weist in diesem Fall den Innendurchmesser des dem Entkoppelelement 14 vorgeschalteten Rohrs 12 auf. Hier ist durch das Vorsehen der beiden Inliner 38, 24 ein Eindringen von flüssiger Harnstofflösung 16 in den Zwischenraum 26 besonders weitgehend unterbunden.Also in the embodiment according to 5 is an additional inner liner 38 in the region of the decoupling element 14 intended. Here is this inner liner 38 on an inlet side and on an outlet side of the decoupling element 14 sealing with the bellows 22 connected. The mixer 30 has in this case the inner diameter of the decoupling element 14 upstream pipe 12 on. Here's by providing the two inliners 38 . 24 a penetration of liquid urea solution 16 in the gap 26 particularly largely prevented.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004020138 A1 [0003] DE 102004020138 A1 [0003]

Claims (10)

Abgasanlage für ein Fahrzeug, mit einem Einlass (20), über welchen ein Reduktionsmittel (16) für die Abgasnachbehandlung in das Abgas einbringbar ist, wobei stromabwärts des Einlasses (20) ein Entkoppelelement (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlass (20) und dem Entkoppelelement (14) wenigstens ein Verdampfungskörper (28) angeordnet ist, welcher zum Überführen des Reduktionsmittels (16) in einen gasförmigen Zustand ausgebildet ist.Exhaust system for a vehicle, with an inlet ( 20 ) over which a reducing agent ( 16 ) is introduced into the exhaust gas for the exhaust aftertreatment, wherein downstream of the inlet ( 20 ) a decoupling element ( 14 ), characterized in that between the inlet ( 20 ) and the decoupling element ( 14 ) at least one evaporation body ( 28 ) which is arranged to transfer the reducing agent ( 16 ) is formed in a gaseous state. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine, insbesondere beheizbare, Verdampfungskörper (28) eine Wabenstruktur und/oder eine Mehrzahl von Folien oder Blechen aufweist und/oder aus einem keramischen Werkstoff gebildet ist.Exhaust system according to claim 1, characterized in that the at least one, in particular heatable, evaporation body ( 28 ) has a honeycomb structure and / or a plurality of foils or sheets and / or is formed from a ceramic material. Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verdampfungskörper (28) eine aufgeraute Oberfläche und/oder eine die, insbesondere hydrolytische, Zersetzungsreaktion des Reduktionsmittels (16) fördernde katalytische Beschichtung und/oder ein Vlies und/oder eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen und/oder Vertiefungen und/oder Schaufeln aufweist.Exhaust system according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one evaporation body ( 28 ) a roughened surface and / or a, in particular hydrolytic, decomposition reaction of the reducing agent ( 16 ) has promotional catalytic coating and / or a nonwoven and / or a plurality of passage openings and / or depressions and / or blades. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verdampfungskörper (28) einer Mischeinrichtung (30) vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet oder durch eine Mischeinrichtung (30) gebildet ist.Exhaust system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one evaporation body ( 28 ) a mixing device ( 30 ) upstream and / or downstream or by a mixing device ( 30 ) is formed. Abgasanlage für ein Fahrzeug, mit einem Einlass (20), über welchen ein Reduktionsmittel (16) für die Abgasnachbehandlung in das Abgas einbringbar ist, wobei stromabwärts des Einlasses (20) ein Entkoppelelement (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkoppelelement (14) ein flexibles Außenteil (22) und ein innerhalb des Außenteils (22) angeordnetes Innenteil (24) umfasst, wobei über wenigstens eine Durchtrittsöffnung (32, 34) in dem Innenteil (24) Abgas in einen Zwischenraum (26) zwischen dem Außenteil (22) und dem Innenteil (24) einbringbar ist.Exhaust system for a vehicle, with an inlet ( 20 ) over which a reducing agent ( 16 ) is introduced into the exhaust gas for the exhaust aftertreatment, wherein downstream of the inlet ( 20 ) a decoupling element ( 14 ), characterized in that the decoupling element ( 14 ) a flexible outer part ( 22 ) and one inside the outer part ( 22 ) arranged inside part ( 24 ), wherein via at least one passage opening ( 32 . 34 ) in the inner part ( 24 ) Exhaust gas into a gap ( 26 ) between the outer part ( 22 ) and the inner part ( 24 ) can be introduced. Abgasanlage für ein Fahrzeug, mit einem Einlass (20), über welchen ein Reduktionsmittel (16) für die Abgasnachbehandlung in das Abgas einbringbar ist, wobei stromabwärts des Einlasses (20) ein Entkoppelelement (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkoppelelement (14) ein flexibles Außenteil (22) und ein innerhalb des Außenteils (22) angeordnetes Innenteil (24) umfasst, wobei das Außenteil (22) von einem Isolationselement (36) umgeben ist.Exhaust system for a vehicle, with an inlet ( 20 ) over which a reducing agent ( 16 ) is introduced into the exhaust gas for the exhaust aftertreatment, wherein downstream of the inlet ( 20 ) a decoupling element ( 14 ), characterized in that the decoupling element ( 14 ) a flexible outer part ( 22 ) and one inside the outer part ( 22 ) arranged inside part ( 24 ), wherein the outer part ( 22 ) of an insulation element ( 36 ) is surrounded. Abgasanlage für ein Fahrzeug, mit einem Einlass (20), über welchen ein Reduktionsmittel (16) für die Abgasnachbehandlung in das Abgas einbringbar ist, wobei stromabwärts des Einlasses (20) ein Entkoppelelement (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkoppelelement (14) ein flexibles Außenteil (22) und ein innerhalb des Außenteils (22) angeordnetes Innenteil (24) umfasst, wobei innerhalb des Innenteils (24) ein weiteres Innenteil (38) angeordnet ist.Exhaust system for a vehicle, with an inlet ( 20 ) over which a reducing agent ( 16 ) is introduced into the exhaust gas for the exhaust aftertreatment, wherein downstream of the inlet ( 20 ) a decoupling element ( 14 ), characterized in that the decoupling element ( 14 ) a flexible outer part ( 22 ) and one inside the outer part ( 22 ) arranged inside part ( 24 ), wherein within the inner part ( 24 ) another inner part ( 38 ) is arranged. Abgasanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Innenteil (38) – stromabwärts einer Mischeinrichtung (30) angeordnet und für Abgas (40) bereichsweise durchlässig ausgebildet und/oder – zumindest an einer Eintrittsöffnung des weiteren Innenteils (38) dichtsitzend mit dem Außenteil (22) verbunden ist.Exhaust system according to claim 7, characterized in that the further inner part ( 38 ) - downstream of a mixing device ( 30 ) and for exhaust gas ( 40 ) partially permeable and / or - at least at an inlet opening of the further inner part ( 38 ) sealingly with the outer part ( 22 ) connected is. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlass (20) und dem Entkoppelelement (14) wenigstens eine Mischeinrichtung (30) angeordnet ist.Exhaust system according to one of claims 5 to 8, characterized in that between the inlet ( 20 ) and the decoupling element ( 14 ) at least one mixing device ( 30 ) is arranged. Abgasanlage für ein Fahrzeug, mit einem Einlass (20), über welchen ein Reduktionsmittel (16) für die Abgasnachbehandlung in das Abgas einbringbar ist, wobei stromabwärts des Einlasses (20) ein Entkoppelelement (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (10) zwischen dem Einlass (20) und dem Entkoppelelement (14) wenigstens eine Umlenkstelle aufweist.Exhaust system for a vehicle, with an inlet ( 20 ) over which a reducing agent ( 16 ) is introduced into the exhaust gas for the exhaust aftertreatment, wherein downstream of the inlet ( 20 ) a decoupling element ( 14 ), characterized in that the exhaust system ( 10 ) between the inlet ( 20 ) and the decoupling element ( 14 ) has at least one deflection point.
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