DE102015002432A1 - Exhaust after-treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung zeigt eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, mit wenigstens einem Abgasführungselement (10), welches zumindest einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgaskanal (12) aufweist, mit einer Dosiereinrichtung (16), mittels welcher an wenigstens ein Zuführstelle (18) ein Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases in den Abgaskanal (12) einbringbar ist, und mit einem in dem Abgaskanal (12) angeordneten Strömungsteilungselement (28), mittels welchem der Abgaskanal (12) in einen von einer ersten Teilströmung des Abgases durchströmbaren ersten Teilkanal (30) und einen von einer zweiten Teilströmung des Abgases durchströmbaren zweiten Teilkanal (32), in welchem die Zuführstelle (18) angeordnet ist, unterteilt ist, wobei das Strömungsteilungselement (28) einen von der ersten Teilströmung durchströmbaren und sich in Strömungsrichtung der ersten Teilströmung erweiternden Kanalbereich (38) aufweist, wobei in dem zweiten Teilkanal (32) in zweites Strömungsteilungselement (46) angeordnet ist, durch welches der zweite Teilkanal (32) in einen von einer ersten Unterströmung des Abgases durchströmbaren, ersten Unterkanal (48), einen von einer zweiten Unterströmung (84) des Abgases durchströmbaren, zweiten Unterkanal (50), in welchem die Zuführstelle (18) angeordnet ist, und einen von einer dritten Unterströmung (86) des Abgases durchströmbaren, zwischen dem ersten Unterkanal (48) und dem zweiten Unterkanal (50) angeordneten, dritten Unterkanal (52) unterteilt ist, wobei das zweite Strömungsteilungselement (46) einen von der zweiten und dritten Unterströmung (84, 86) durchströmbaren und sich in Strömungsrichtung der zweiten und der dritten Unterströmung (84, 86) erweiternden, zweiten Kanalbereich (54) aufweist.The invention relates to an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising at least one exhaust gas guide element (10) which has at least one exhaust gas passage (12) through which the exhaust gas of the internal combustion engine can flow, with a metering device (16) by means of which at least one feed point (18) Reducing agent for Entsticken the exhaust gas in the exhaust passage (12) can be introduced, and with a in the exhaust passage (12) arranged flow divider (28), by means of which the exhaust passage (12) in a by a first partial flow of the exhaust flow-through first sub-channel (30) and a second sub-channel (32) through which a second partial flow of the exhaust gas can flow, in which the feed point (18) is arranged, wherein the flow-splitting element (28) has a channel region through which the first partial flow can flow and which widens in the flow direction of the first partial flow ( 38) t, wherein in the second sub-channel (32) in the second flow divider (46) is arranged, through which the second sub-channel (32) in a by a first undercurrent of the exhaust gas-permeable, first sub-channel (48), one of a second underflow (84 ), the second sub-channel (50) through which the exhaust gas can flow, in which the feed point (18) is arranged, and between the first sub-channel (48) and the second sub-channel (50) can be flowed through by a third underflow (86) of the exhaust gas, the second flow divider element (46) has a second channel region (54) which can be flowed through by the second and third underflows (84, 86) and which widens in the flow direction of the second and third underflows (84, 86). having.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens ist bereits der
Ferner umfasst die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Dosiereinrichtung, mittels welcher an wenigstens einer Zuführstelle ein Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases in den Abgaskanal einbringbar ist. Ferner ist ein in dem Abgaskanal angeordnetes Strömungsteilungselement vorgesehen, mittels welchem der Abgaskanal in einen ersten Teilkanal und einen zweiten Teilkanal unterteilt ist.Furthermore, the exhaust aftertreatment device comprises a metering device, by means of which at at least one feed point, a reducing agent for Entsticken the exhaust gas in the exhaust duct can be introduced. Further, a arranged in the exhaust passage flow dividing element is provided, by means of which the exhaust duct is divided into a first sub-channel and a second sub-channel.
Der erste Teilkanal ist von einer ersten Teilströmung des Abgases durchströmbar, wobei der zweite Teilkanal von einer zweiten Teilströmung des Abgases durchströmbar ist. Mit anderen Worten wird das Abgas beziehungsweise eine Gesamtströmung des Abgases mittels des Strömungsteilungselements in die erste Teilströmung und die zweite Teilströmung aufgeteilt, wobei die erste Teilströmung den korrespondierenden ersten Teilkanal und die zweite Teilströmung den korrespondierenden zweiten Teilkanal durchströmt. Das Strömungsteilungselement weist dabei einen von der ersten Teilströmung durchströmbaren und sich in Strömungsrichtung der ersten Teilströmung erweiternden Kanalbereich auf, sodass das Strömungsteilungselement zumindest in dem Teilbereich als Konus ausgebildet ist.The first partial passage can be traversed by a first partial flow of the exhaust gas, wherein the second partial passage can be traversed by a second partial flow of the exhaust gas. In other words, the exhaust gas or a total flow of the exhaust gas is divided by means of the flow dividing element into the first partial flow and the second partial flow, wherein the first partial flow flows through the corresponding first partial channel and the second partial flow through the corresponding second partial channel. In this case, the flow-dividing element has a channel region, through which the first partial flow can flow and which widens in the flow direction of the first partial flow, so that the flow-dividing element is designed as a cone, at least in the partial region.
Ferner offenbart die
Schließlich offenbart die
Das Reduktionsmittel dient zum Entsticken des Abgases. Darunter ist zu verstehen, dass das Abgas der beispielsweise als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine Stickoxide (NOx) enthalten kann, welche zumindest teilweise mit Hilfe des Reduktionsmittels entfernt beziehungsweise beseitigt werden. Hierbei können die Stickoxide beispielsweise mit Ammoniak (NH3) aus dem Reduktionsmittel zu Stickstoff und Wasser reagieren. Diese Reaktion erfolgt beispielsweise im Rahmen einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR), insbesondere in einem von dem mit dem Reduktionsmittel versetzten Abgas durchströmbaren SCR-Katalysator, welcher Bestandteil der Abgasnachbehandlungseinrichtung sein kann.The reducing agent serves to Entsticken the exhaust gas. This is to be understood that the exhaust gas of the example designed as a diesel engine internal combustion engine nitrogen oxides (NO x ) may contain, which are at least partially removed or eliminated with the aid of the reducing agent. Here, the nitrogen oxides, for example, with ammonia (NH 3 ) from the reducing agent to nitrogen and react with water. This reaction takes place, for example, in the context of a selective catalytic reduction (SCR), in particular in an SCR catalytic converter which can be flowed through by the exhaust gas mixed with the reducing agent and which can be a component of the exhaust gas aftertreatment device.
Üblicherweise ist das Reduktionsmittel eine wässrige Lösung, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung, welche beispielsweise mittels der Dosiereinrichtung in den Abgaskanal eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird. Es hat sich dabei gezeigt, dass es zu Ablagerungen und insbesondere Harnstoffablagerungen insbesondere im Inneren der Abgasnachbehandlungseinrichtung beziehungsweise des Abgasführungselements kommen kann.Usually, the reducing agent is an aqueous solution, in particular an aqueous urea solution, which is introduced into the exhaust gas channel, in particular injected, for example by means of the metering device. It has been shown that deposits and in particular urea deposits can occur, in particular in the interior of the exhaust-gas aftertreatment device or of the exhaust-gas guide element.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass übermäßige Ablagerungen des Reduktionsmittels vermieden werden können.Object of the present invention is therefore to develop an exhaust aftertreatment device of the type mentioned in such a way that excessive deposits of the reducing agent can be avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasnachbehandlungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an exhaust aftertreatment device with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Abgasnachbehandlungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass Ablagerungen des Reduktionsmittels, das heißt insbesondere Harnstoffablagerungen oder aus Harnstoff resultierende Ablagerungen, so weit als möglich vermieden werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem zweiten Teilkanal ein zweites Strömungsteilungselement angeordnet ist. Durch das zweite Strömungsteilungselement ist der zweite Teilkanal in einen ersten Unterkanal, einen zweiten Unterkanal und einen dritten Unterkanal unterteilt beziehungsweise aufgeteilt. Der erste Unterkanal ist dabei von einer ersten Unterströmung des Abgases durchströmbar, wobei der zweite Unterkanal von einer zweiten Unterströmung des Abgases durchströmbar ist. Außerdem ist der dritte Unterkanal von einer dritten Unterströmung des Abgases durchströmbar. Die genannten Unterströmungen sind dabei jeweilige weitere Teilströmungen der zweiten Teilströmung, welche somit die Unterströmungen umfasst. Mit anderen Worten wird die den zweiten Teilkanal durchströmende zweite Teilströmung mittels des zweiten Strömungselements in die Unterströmungen aufgeteilt, sodass das Abgas beziehungsweise eine Gesamtströmung des Abgases nicht nur mittels des ersten Strömungsteilungselements in die erste Teilströmung und die zweite Teilströmung, sondern auch mittels des zweiten Strömungsteilungselements in die Unterströmungen weiter aufgeteilt wird.In order to develop an exhaust aftertreatment device specified in the preamble of claim 1 such that deposits of the reducing agent, ie in particular urea deposits or urea resulting deposits can be avoided as far as possible, it is inventively provided that in the second subchannel, a second flow divider is arranged. By the second flow dividing element of the second sub-channel is divided or divided into a first sub-channel, a second sub-channel and a third sub-channel. The first subchannel can be flowed through by a first underflow of the exhaust gas, wherein the second subchannel can be flowed through by a second underflow of the exhaust gas. In addition, the third sub-channel can be traversed by a third underflow of the exhaust gas. The mentioned undercurrents are respective further partial flows of the second partial flow, which thus comprises the underflows. In other words, the second partial flow flowing through the second partial channel is divided into the underflows by means of the second flow element, so that the exhaust gas or a total flow of the exhaust gas is further divided not only by means of the first flow dividing element in the first partial flow and the second partial flow, but also by means of the second flow dividing element in the undercurrents on.
Das zweite Strömungsteilungselement weist dabei einen von der zweiten Unterströmung und der dritten Unterströmung durchströmbaren und sich in Strömungsrichtung der zweiten Unterströmung und der dritten Unterströmung erweiternden Kanalbereich auf. Da sich der erste Kanalbereich aufweitet, ist das erste Strömungsteilungselement beziehungsweise der erste Kanalbereich als Konus ausgebildet. Dabei ist das zweite Strömungsteilungselement beziehungsweise der zweite Kanalbereich ebenfalls als Konus ausgebildet. Durch den Einsatz nicht nur des ersten Strömungsteilungselements, sondern insbesondere auch des zweiten Strömungsteilungselements kann die Gesamtströmung des Abgases mehrfach aufgeteilt werden, bevor das Abgas zur Zuführstelle und somit beispielsweise zu einer an der Zuführstelle angeordneten Düse, über welche das Reduktionsmittel in das Abgasführungselement eingebracht wird, gelangt. Die zur Düse geleiteten Unterströmungen haben insbesondere die Aufgabe, das Reduktionsmittel zu stützen. Das Reduktionsmittel wird beispielsweise unter Ausbildung eines Strahls oder eines Sprays in das Abgasführungselement eingebracht, wobei die Unterströmungen insbesondere die Aufgabe haben, das Spray zu stützen und zuverlässig aus einem düsennahen Bereich heraus zu transportieren, um dort Ablagerungen des Reduktionsmittels zu vermeiden. Die übrigen Unterströmungen und die erste Teilströmung sorgen für eine großflächige Verteilung des Sprays beziehungsweise Reduktionsmittels an Wandungsbereichen in düsenfernen Bereichen, um dort die sogenannte Flächenlast und damit die Auskühlung des Abgasführungselements zumindest gering zu halten. Dadurch kann die Gefahr, dass es zu Ablagerungen des Reduktionsmittels kommt, besonders gering gehalten werden.In this case, the second flow-dividing element has a channel region which can be flowed through by the second underflow and the third underflow and which widens in the flow direction of the second underflow and the third underflow. Since the first channel region widens, the first flow dividing element or the first channel region is designed as a cone. In this case, the second flow dividing element or the second channel region is likewise designed as a cone. By using not only the first flow dividing element, but in particular also the second flow dividing element, the total flow of the exhaust gas can be divided several times before the exhaust gas is supplied to the supply point and thus, for example, to a nozzle arranged at the feed point, via which the reducing agent is introduced into the exhaust gas routing element. arrives. The undercurrents directed to the nozzle have in particular the task of supporting the reducing agent. The reducing agent is introduced, for example, with the formation of a jet or a spray in the exhaust gas guide element, wherein the undercurrents in particular have the task to support the spray and reliably transported out of a near-nozzle area to avoid deposits of the reducing agent. The remaining undercurrents and the first partial flow ensure a large-area distribution of the spray or reducing agent at wall areas in regions remote from the nozzle in order to keep the so-called surface load and thus the cooling of the exhaust gas guide element at least low. As a result, the risk of deposits of the reducing agent being kept particularly low.
Dadurch ist es bei der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinrichtung möglich, bei ansonsten gleichen Betriebsbedingungen gegenüber üblichen Abgasnachbehandlungseinrichtungen besonders hohe Dosierraten zu realisieren, das heißt besonders hohe Mengen des Reduktionsmittels in das Abgasführungselement einzubringen, ohne dass es zu übermäßigen Ablagerungen kommt. Durch den Einsatz des zweiten Strömungsteilungselements ist nämlich eine besonders vorteilhafte Harnstoffaufbereitung ohne oder nur mit sehr geringer Ablagerungsbildung realisierbar trotz besonders hoher Dosierraten und geringerer Temperaturen. Dabei ist es insbesondere möglich, Ablagerungen sowohl in düsennahen als auch in düsenfernen Bereichen zu vermeiden. Dadurch, dass die Flächenlast von Wandungsbereichen, welche mit Reduktionsmittel gegebenenfalls beaufschlagt werden, gering gehalten werden kann, kann die Auskühlung dieser Wandungsbereiche gering gehalten werden. Daraus resultiert eine besonders vorteilhafte Verdampfung der eingebrachten Menge des Reduktionsmittels.As a result, in the case of the exhaust gas aftertreatment device according to the invention, it is possible to realize particularly high metering rates under otherwise identical operating conditions compared to customary exhaust gas aftertreatment devices, ie to introduce particularly large amounts of the reducing agent into the exhaust gas guide element without resulting in excessive deposits. By using the second flow dividing element, a particularly advantageous preparation of urea can be realized without or with very little formation of deposits despite particularly high metering rates and lower temperatures. It is particularly possible to avoid deposits both near the nozzle and in areas away from the nozzle. As a result of the fact that the surface load of wall regions, which may possibly be exposed to reducing agent, can be kept low, the cooling of these wall regions can be kept low. This results in a particularly advantageous evaporation of the introduced amount of the reducing agent.
Durch die vorteilhafte, mittels des zweiten Strömungsteilungselements bewirkbaren Aufbereitung des Reduktionsmittels, welches beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung ist, können auch besonders hohe Mengen des Reduktionsmittels eingebracht werden, um dadurch das Abgas besonders gut entsticken zu können. Insbesondere ist es möglich, eine besonders vorteilhafte Durchmischung von aus dem Reduktionsmittel freigesetztem Ammoniak bis zu einem Eintritt in einen SCR-Katalysator zu realisieren, wodurch besonders hohe Umsätze im SCR-Katalysator darstellbar sind (SCR – selektive katalytische Reduktion). Ein weiterer Vorteil ist, dass trotz des Einsatzes des zweiten Strömungsteilungselements und insbesondere durch dessen spezielle Ausgestaltung der Abgasgegendruck gering gehalten werden kann, sodass die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung einen besonders effizienten und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht. Somit ist das zweite Strömungsteilungselement zumindest nahezu kraftstoffverbrauchsneutral einsetzbar.As a result of the advantageous treatment of the reducing agent, which is, for example, an aqueous urea solution, by means of the second flow-dividing element, it is also possible to introduce particularly large quantities of the reducing agent, in order to be able to entrain the exhaust gas particularly well. In particular, it is possible to realize a particularly advantageous mixing of ammonia liberated from the reducing agent up to entry into an SCR catalyst, as a result of which particularly high conversions in the SCR catalyst can be represented (SCR-selective catalytic reduction). Another advantage is that, despite the use of the second flow dividing element and in particular by its special design, the exhaust backpressure can be kept low, so that the exhaust aftertreatment device according to the invention enables a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine. Thus, the second flow dividing element can be used at least almost fuel consumption neutral.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Kanalbereich zumindest teilweise im ersten Kanalbereich angeordnet. Mit anderen Worten ist es beispielsweise vorgesehen, dass der zweite Kanalbereich zumindest teilweise in den ersten Kanalbereich hineinragt. Dadurch können eine besonders vorteilhafte Strömungsaufteilung und Strömungsführung des Abgases realisiert werden, sodass die Gefahr von Ablagerungen besonders gering gehalten werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, the second channel region is arranged at least partially in the first channel region. In other words, it is provided, for example, that the second channel region projects at least partially into the first channel region. This allows a particularly advantageous flow distribution and flow control of the exhaust gas can be realized, so that the risk of deposits can be kept very low.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Reduktionsmittel in eine Einspritzrichtung in den zweiten Kanal einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist, wobei sich die Kanalbereiche jeweils entlang der Einspritzrichtung erweitern. Mit anderen Worten fällt die Einspritzrichtung mit einer Richtung zusammen, in die sich die Kanalbereiche erweitern. Dies bedeutet, dass die Kanalbereiche jeweilige Durchgangsrichtungen aufweisen, in die die Kanalbereiche von dem Abgas durchströmbar sind. Die jeweilige Durchgangsrichtung fällt dabei mit der Einspritzrichtung zusammen. Da der Strahl beziehungsweise das Spray des Reduktionsmittels beispielsweise zumindest teilweise in die Kanalbereiche gelangt, kann die Gefahr von Ablagerungen besonders gering gehalten werden.It has proven particularly advantageous if the reducing agent can be introduced, in particular injectable, into the second channel in an injection direction, with the channel regions each expanding along the direction of injection. In other words, the injection direction coincides with a direction in which the channel regions expand. This means that the channel regions have respective passage directions through which the exhaust gas can flow through the channel regions. The respective passage direction coincides with the injection direction. Since the jet or the spray of the reducing agent, for example, at least partially enters the channel areas, the risk of deposits can be kept particularly low.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Reduktionsmittel unter Ausbildung des Strahls beziehungsweise Sprays entlang einer mit der Einspritzrichtung zusammenfallenden, gedachten Geraden in den zweiten Teilkanal einbringbar ist, wobei die Kanalbereiche jeweils koaxial zur Geraden angeordnet sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Gerade mit jeweiligen Mittelachsen der Kanalbereiche zusammenfällt. Hierdurch kann eine übermäßige Ablagerung von Reduktionsmittel an Wandungsbereichen vermieden werden.A further embodiment is characterized in that the reducing agent along the formation of the jet or spray along a coincident with the injection direction, imaginary straight line can be introduced into the second sub-channel, wherein the channel regions are each arranged coaxially to the straight line. In other words, it is preferably provided that the straight line coincides with respective central axes of the channel regions. As a result, excessive deposition of reducing agent can be avoided at wall areas.
Ist der Strahl beziehungsweise das Spray beispielsweise zumindest im Wesentlichen kegelförmig oder kegelstumpfförmig, so ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die gedachte Gerade mit der Mittelachse des Kegels beziehungsweise des Kegelstumpfs zusammenfällt.If the jet or the spray is, for example, at least substantially conical or frusto-conical, then it is preferably provided that the imaginary straight line coincide with the central axis of the cone or of the truncated cone.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der erste Teilkanal durch einen ersten Oberflächenbereich des ersten Strömungsteilungselements und einen dem ersten Oberflächenbereich zugewandten ersten Teil einer Innenseite des Abgasführungselements begrenzt, wobei der zweite Teilkanal durch einen dem ersten Oberflächenbereich abgewandten zweiten Oberflächenbereich des ersten Strömungsteilungselements und einen dem zweiten Oberflächenbereich zugewandten zweiten Teil der Innenseite des Abgasführungselements begrenzt ist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Strömungsaufteilung realisiert werden, sodass übermäßige Ablagerungen des Reduktionsmittels sicher vermieden werden können. Ferner kann eine besonders vorteilhafte Strömungsführung des Abgases realisiert werden, sodass der Abgasgegendruck in der Abgasnachbehandlungseinrichtung gering gehalten werden kann.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the first sub-channel is bounded by a first surface region of the first flow divider element and a first portion of an inner surface of the exhaust guide member facing the first surface region, wherein the second sub-channel by a second surface region of the first flow divider element facing away from the first surface region and a second surface area facing the second part of the inside of the exhaust gas guide element is limited. In this way, a particularly advantageous flow distribution can be realized, so that excessive deposits of the reducing agent can be safely avoided. Furthermore, a particularly advantageous flow guidance of the exhaust gas can be realized, so that the exhaust backpressure in the exhaust aftertreatment device can be kept low.
Um eine besonders vorteilhafte Strömungsführung und Strömungsaufteilung zu realisieren, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der erste Unterkanal durch einen dritten Teil des zweiten Oberflächenbereichs des ersten Strömungsteilungselements und einen dem dritten Teil zugewandten dritten Oberflächenbereich des zweiten Strömungsteilungselements begrenzt ist, wobei der dritte Unterkanal durch einen dem dritten Oberflächenbereich abgewandten vierten Oberflächenbereich des zweiten Strömungselements und einen dem vierten Oberflächenbereich zugewandten fünften Oberflächenbereich des zweiten Strömungselements begrenzt ist.In order to realize a particularly advantageous flow guidance and flow distribution, it is provided in a further embodiment of the invention that the first subchannel is bounded by a third part of the second surface region of the first flow divider element and a third surface region of the second flow divider element facing the third part, wherein the third subchannel is bounded by a fourth surface region of the second flow element facing away from the third surface region and a fifth surface region of the second flow element facing the fourth surface region.
Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der zweite Unterkanal durch einen dem fünften Oberflächenbereich abgewandten, sechsten Oberflächenbereich des zweiten Strömungsteilungselements und einen dem sechsten Oberflächenbereich zugewandten Teilbereich des zweiten Teils der Innenseite des Abgasführungselements begrenzt ist. Dadurch lässt sich eine besonders vorteilhafte Strömungsführung und Strömungsaufteilung realisieren, sodass übermäßige Ablagerungen vermieden werden können.Furthermore, it has proven particularly advantageous if the second subchannel is delimited by a sixth surface region of the second flow dividing element facing away from the fifth surface region and a subregion of the second part of the inside of the exhaust gas guide element facing the sixth surface region. This makes it possible to realize a particularly advantageous flow guidance and flow distribution, so that excessive deposits can be avoided.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass dem dritten Unterkanal gerade Leitelemente zum Leiten des Abgases zugeordnet sind. Bei den geraden Leitelementen handelt es sich beispielsweise um gerade Flügel, welche zumindest im Wesentlichen eben beziehungsweise flächig oder planar ausgebildet sind und hierdurch eine zumindest im Wesentlichen symmetrische Anströmung an der Düse ermöglichen.A further embodiment is characterized in that the third subchannel are assigned straight guide elements for guiding the exhaust gas. The straight guide elements are, for example, straight wings which are at least substantially flat or flat or planar and thus allow an at least substantially symmetrical flow at the nozzle.
Zur Realisierung einer besonders symmetrischen Anströmung an der Düse ist es beispielsweise möglich, ein zumindest im Wesentlichen vertikales Leitelement insbesondere in Form eines Blechs zu verwenden.To realize a particularly symmetrical flow at the nozzle, it is possible, for example, to use an at least substantially vertical guide element, in particular in the form of a sheet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind gebogene Leitelemente zum Bewirken einer zumindest im Wesentlichen drallförmigen Strömung zumindest eines Teils des Abgases vorgesehen. Mittels der beispielsweise als gebogene Flügel ausgebildeten gebogenen Leitelemente kann zumindest einem Teil des Abgases eine drallförmige Strömung aufgeprägt werden, sodass eine vorteilhafte Verwirbelung des Abgases darstellbar ist. Infolge dieser Verwirbelung kann das Abgas besonders gut mit dem Reduktionsmittel durchmischt werden, sodass eine besonders gute Aufbereitung des Reduktionsmittels darstellbar ist. In der Folge können übermäßige Ablagerungen vermieden werden.In a further advantageous embodiment of the invention, curved guide elements are provided for effecting an at least substantially swirl-shaped flow of at least part of the exhaust gas. By means of the curved guide elements, which are designed, for example, as curved wings, a swirl-shaped flow can be impressed on at least part of the exhaust gas, so that an advantageous turbulence of the exhaust gas can be produced. As a result of this turbulence, the exhaust gas can be mixed particularly well with the reducing agent, so that a particularly good treatment of the reducing agent can be represented. As a result, excessive deposits can be avoided.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die gebogenen Leitelemente im zweiten Teilkanal angeordnet sind. Dadurch kann im zweiten Kanalbereich, das heißt im inneren, zweiten Konus eine Drallströmung realisiert werden. Ziel hierbei ist es, eine Ablösung beziehungsweise Strömungsablösung im inneren Konus trotz großem Öffnungswinkel des inneren Konus zu vermeiden.It has been found to be particularly advantageous if the curved guide elements are arranged in the second sub-channel. As a result, a swirl flow can be realized in the second channel region, that is, in the inner, second cone. The aim here is to avoid detachment or flow separation in the inner cone despite the large opening angle of the inner cone.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. 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.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. 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 shown alone in the figures 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.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung umfasst ferner eine in
In Zusammenschau mit
Stromab der Zuführstelle
Aus
In dem Abgaskanal
Der erste Konus (erster Kanalbereich
Im Bereich der Zuführstelle
Um nun auch bei hohen Dosierraten, das heißt bei hohen Mengen des in den Abgaskanal
Durch das zweite Strömungsteilungselement
Durch einen Richtungspfeil
Um die Gefahr von Ablagerungen besonders gering zu halten, ist – wie aus
Aus
Der erste Teilkanal
Der erste Unterkanal
Ferner ist der zweite Unterkanal
In
Die zweite Unterströmung ist in
Eine solche zumindest im Wesentlichen drallförmige Strömung des Abgases ist in
Ferner ist in
Das düsennahe zweite Strömungsteilungselement
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- AbgasführungselementExhaust guide element
- 1212
- Abgaskanalexhaust duct
- 1414
- Mischrohrmixing tube
- 1616
- Dosiereinrichtungmetering
- 1818
- Zuführstelleinduct
- 2020
- Partikelfilterparticulate Filter
- 2222
- Sammelkammerplenum
- 2424
- Sprayspray
- 2626
- Mittelachsecentral axis
- 2828
- erstes Strömungsteilungselementfirst flow dividing element
- 3030
- erster Teilkanalfirst subchannel
- 3232
- zweiter Teilkanalsecond subchannel
- 3434
- Richtungspfeilarrow
- 3636
- Richtungspfeilarrow
- 3838
- erster Kanalbereichfirst channel area
- 4040
- Wandungsbereichwall region
- 4242
- erste Seitefirst page
- 4444
- zweite Seitesecond page
- 4646
- zweites Strömungsteilungselementsecond flow dividing element
- 4848
- erster Unterkanalfirst subchannel
- 5050
- zweiter Unterkanalsecond subchannel
- 5252
- dritter Unterkanalthird subchannel
- 5454
- zweiter Kanalbereichsecond channel area
- 5656
- Richtungspfeilarrow
- 5858
- Richtungspfeilarrow
- 6060
- Richtungspfeilarrow
- 6262
- erster Oberflächenbereichfirst surface area
- 6464
- erster Teilfirst part
- 6666
- Innenseiteinside
- 6868
- zweiter Oberflächenbereichsecond surface area
- 7070
- zweiter Teilsecond part
- 7272
- dritter Teilthird part
- 7474
- dritter Oberflächenbereichthird surface area
- 7676
- vierter Oberflächenbereichfourth surface area
- 7878
- fünfter Oberflächenbereichfifth surface area
- 8080
- sechster Oberflächenbereichsixth surface area
- 8282
- Richtungspfeilarrow
- 8484
- zweite Unterströmungsecond underflow
- 8686
- dritte Unterströmungthird undercurrent
- 8888
- gerade Flügelstraight wings
- 9090
- gebogene Flügelcurved wings
- 9191
- Richtungspfeilarrow
- 9292
- Richtungspfeilarrow
- BB
- BereichArea
- CC
- BereichArea
- DD
- BereichArea
- Ee
- BereichArea
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2010/0005791 A1 [0002] US 2010/0005791 A1 [0002]
- DE 102009053950 A1 [0005] DE 102009053950 A1 [0005]
- WO 2012/047159 A1 [0006] WO 2012/047159 A1 [0006]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015002432.9A DE102015002432A1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Exhaust after-treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle |
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DE102015002432A1 true DE102015002432A1 (en) | 2016-09-01 |
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ID=56682395
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DE102015002432.9A Pending DE102015002432A1 (en) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | Exhaust after-treatment device for an internal combustion engine of a motor vehicle |
Country Status (1)
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-
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- 2015-02-26 DE DE102015002432.9A patent/DE102015002432A1/en active Pending
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