DE102015014198A1

DE102015014198A1 - Dämpfer für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102015014198A1
Application number: DE102015014198.8A
Authority: DE
Inventors: Martin KLASSON; Carolina Öfverholm; Lars Johansson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2035-11-05
Also published as: DE102015014198B4; SE1451429A1; SE539643C2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dämpfer für einen Verbrennungsmotor, auf ein Abgassystem, das den Dämpfer umfasst, auf ein Fahrzeug, das das Abgassystem umfasst, und auf ein Verfahren zur Abgasreinigung mithilfe des Dämpfers. Der Dämpfer (12) umfasst ein Gehäuse (44) mit zumindest einem Einlass (20) und zumindest einem Auslass (40), eine Verdampfungskammer (42), wobei die Verdampfungskammer (42) innerhalb des Gehäuses (44) angeordnet ist. Ein Kanal (46) ist zwischen der Verdampfungskammer (42) und dem Gehäuse (44) bereitgestellt. Die Abgase (22) innerhalb der Verdampfungskammer (42) sind so ausgelegt, dass sie in eine Richtung (100) von einem ersten Ende (48) zu einem zweiten Ende (50) der Verdampfungskammer (42) strömen. Der Dämpfer (12) umfasst des Weiteren ein Selektive-Katalytische-Reduktion-(SCR-)Reinigungssystem (34), das eine Anordnung (28) zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels (30) zum Abgasstrom (22) umfasst, die der Verdampfungskammer (42) vorgeschaltet angeordnet ist. Der Dämpfer (12) umfasst eine variable Stromführung (52) zum Lenken des Stroms von Abgasen (22) und des Reduktionsmittels (30) innerhalb der Verdampfungskammer (42), und wobei die variable Stromführung (52) dem zweiten Ende (50) der Verdampfungskammer (42) vorgeschaltet angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfer für einen Verbrennungsmotor, ein Abgassystem, das mit dem Dämpfer bereitgestellt ist, ein Fahrzeug, das mit dem Abgassystem bereitgestellt ist, und ein Verfahren zur Abgasreinigung mithilfe des Dämpfers.
Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
Dieselmotoren werden mit Abgasreinigungssystemen bereitgestellt, mit dem Ziel, den Ausstoß von Partikeln und Schadgasen, die in den Dieselmotorabgasen auftreten, zu reduzieren. Um Emissionen von Fahrzeugen zu regulieren, gibt es diverse Standards und gesetzliche Bestimmungen, die zulässige Abgasausstoßhöhen regeln. Fahrzeuge werden folglich mit diversen Reinigungsvorrichtungen für Abgase bereitgestellt, um gesetzliche Bestimmungen zu erfüllen.
Dämpfer werden in Verbrennungsmotoren verwendet, um das Motorgeräusch zu dämpfen und Emissionen zu reduzieren, und befinden sich für gewöhnlich im Abgassystem des Motors. Das Geräusch kann durch Bereitstellen eines oder mehrerer Filter in einem Gehäuse gedämpft werden, die die Schallwellen passieren, und/oder durch Reduzieren der Geschwindigkeit der Abgase durch den Dämpfer, z. B. durch Ändern der Richtung des Abgasstroms im Dämpfer. Die Geschwindigkeit der Abgase und der Schallwellen wird somit reduziert.
Verbrennungsmotoren, die mit einem Dämpfer bereitgestellt werden, können bei diversen unterschiedlichen Anwendungen verwendet werden, z. B. bei Schwerfahrzeugen wie z. B. LKWs oder Bussen. Das Fahrzeug kann alternativ ein Personenkraftwagen sein. Motorboote, Dampfschiffe, Fähren oder Schiffe, Industriemotoren und/oder motorbetriebene Industrieroboter, Kraftwerke, z. B. ein Elektrizitätswerk, das mit einem Dieselgenerator bereitgestellt wird, Lokomotiven oder andere Anwendungen können Verbrennungsmotoren mit Dämpfern aufweisen. Partikelemissionen aus diesen Verbrennungsmotoren, insbesondere im Fall von Schwerfahrzeugen mit Dieselantrieb, können mithilfe von Partikelfiltern reduziert werden.
Eine weitere bekannte Praxis zum Reduzieren von Partikelemissionen aus Verbrennungsmotoren besteht darin, ein sogenanntes Selektive-Katalytische-Reduktion-(SCR-)System zu verwenden, das ein Reduktionsmittel und einen Katalysator mit einem SCR-Substrat zum Reinigen von Stickstoffdioxiden (NO_x) aus Abgasen umfasst. Um den Stickstoffdioxidgehalt zu reduzieren und um außerdem in der Lage zu sein, die Stickstoffdioxide zu weniger schädlichen Gasen umzuwandeln, werden die Abgase mit einem Reduktionsmittel behandelt, z. B. einer Mischung von 32,5% Harnstoff und Wasser. Das Einspritzen der Flüssigkeit und Vermischen dieser mit den Abgasen führt zu einer chemischen Reaktion, durch die Stickstoffgas und Wasser über den SCR-Katalysator gebildet werden.
Harnstofflösungen können mithilfe eines Einspritzsystems zugeführt werden, das sich in die Abgasleitung erstreckt. Das Einspritzsystem weist eine oder mehrere Auslassöffnungen auf, über die der Harnstofflösung in die Abgasleitung eingespritzt wird. Während eines großen Teils des Dieselmotorbetriebs liegen die Abgase in einer Temperatur vor, die hoch genug ist, um die Harnstofflösung zu verdampfen, so dass Ammoniak gebildet wird, es ist jedoch schwierig, zu verhindern, dass ein Teil der Harnstofflösung nicht verdampft und mit der Innenwandfläche der Abgasleitung unverdampft als Harnstoffklumpen oder Harnstoffkristalle in Kontakt gelangt oder sich an dieser anhaftet. Die Harnstoffklumpen oder die Harnstoffkristalle können mit der Zeit die Abgasleitung blockieren und den Abgasstrom unter Verursachung einer hohen Gegendrucks im Abgassystem unterbrechen.
Es ist bereits bekannt, wie die Verdampfung der Harnstofflösung durch Anordnung einer Verdampfungskammer innerhalb des Gehäuses des Dämpfers zu verbessern ist, so dass ein Kanal zwischen der Verdampfungskammer und dem Gehäuse bereitgestellt wird. Die Verdampfungskammer wird mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende bereitgestellt. Das erste Ende der Verdampfungskammer ist mit dem Einlass des Gehäuses verbunden und das zweite Ende der Verdampfungskammer ist mit dem Auslass des Gehäuses verbunden, so dass bewirkt wird, dass Abgase innerhalb Verdampfungskammer in eine Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende der Verdampfungskammer strömen, und dass bewirkt wird, dass Abgase im Kanal in die gleiche Richtung strömen. Dadurch wird möglich, dass der Abgasstrom die Verdampfungskammer erwärmt und die Temperatur der Verdampfungskammer auf einer stabilen Höhe gehalten wird. Somit wird die Verdampfung der Harnstofflösung verbessert und die Bildung von Harnstoffklumpen und Harnstoffkristallen wird damit reduziert.
Die Patentanmeldung US 20060153748 A1 offenbart ein Abgasnachbehandlungssystem, insbesondere für einen Dieselmotor. Das Abgasnachbehandlungssystem umfasst einen Dämpfer mit einer Sammelleitung. Die Sammelleitung arbeitet als Verdampfungskammer, ein Problem bei dieser Verdampfungskammer und auch bei anderen bekannten Verdampfungskammern besteht jedoch darin, dass der Grad der Bildung von Harnstoffklumpen und Harnstoffkristallen nicht ausreichend gering ist.
Es besteht somit ein Bedarf an der Verbesserung von bestehenden Dämpfern, um die oben genannten Nachteile zu reduzieren oder auszuräumen.
Es besteht außerdem ein großer Bedarf an einer hochgradigen Abgasreinigung von Verbrennungsmotoren.
Kurzfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Verdampfung der Harnstofflösung zu erhöhen und somit das Problem der Bildung von Harnstoffklumpen und Harnstoffkristallen in der Abgasleitung zu reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine hochgradige Abgasreinigung von Verbrennungsmotoren zu erreichen.
Die obigen Aufgaben werden mit einem Dämpfer für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist. Der Dämpfer umfasst ein Gehäuse mit zumindest einem Einlass zum Führen eines Stroms von Abgasen in das Gehäuse und zumindest einem Auslass zum Führen des Abgasstroms aus dem Gehäuse. Der Dämpfer umfasst des Weiteren eine Verdampfungskammer mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die Verdampfungskammer ist innerhalb des Gehäuses angeordnet, so dass ein Kanal zwischen der Verdampfungskammer und dem Gehäuse bereitgestellt wird. Das erste Ende der Verdampfungskammer steht mit dem Einlass des Gehäuses in Fluidverbindung und das zweite Ende der Verdampfungskammer steht mit dem Auslass des Gehäuses in Fluidverbindung und Abgase innerhalb Verdampfungskammer sind so ausgelegt, dass sie in eine Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende der Verdampfungskammer strömen. Vorzugsweise sind die Abgase im Kanal so ausgelegt, dass sie in die gleiche Richtung strömen. Der Dämpfer umfasst außerdem ein Selektive-katalytische-Reduktions-(SCR-)Reinigungssystem, das ein der Verdampfungskammer nachgeschaltet angeordnetes SCR-Substrat und eine Anordnung zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels zum Abgasstrom zur Reduktion des NO_x-Gehalts des Abgasstroms umfasst und die der Verdampfungskammer vorgeschaltet angeordnet ist.
Der Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine variable Stromführung zum Lenken des Stroms von Abgasen und des Reduktionsmittels innerhalb der Verdampfungskammer und ist dem zweiten Ende der Verdampfungskammer vorgeschaltet angeordnet. Die variable Stromführung ermöglicht es, den Abgasstrom derart zu lenken, dass die Abgase die Wärme der Wände in der Verdampfungskammer nutzen können, und somit ist es möglich, die Verdampfung der Harnstofflösung zu erhöhen und die Bildung von Harnstoffklumpen und Harnstoffkristallen zu verringern.
Die obigen Aufgaben werden außerdem mit einem Verfahren zur Abgasreinigung mithilfe eines Dämpfers, wie oben, gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte des Führens der Abgase zum Einlass des Gehäuses des Dämpfers, wobei der Einlass eine Anordnung zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels umfasst, und danach das Führen der Abgase vom Einlass des Gehäuses des Dämpfers zum ersten Ende der Verdampfungskammer und zum Kanal. Das Verfahren umfasst des Weiteren das Führen der Abgase in der Verdampfungskammer zum zweiten Ende der Verdampfungskammer und danach das Führen der Abgase vom zweiten Ende der Verdampfungskammer und vom Kanal zum Auslass des Gehäuses des Dämpfers. Das Verfahren umfasst das Weiteren das Anordnen einer variablen Stromführung, die dem zweiten Ende der Verdampfungskammer vorgeschaltet ist, so dass sie den Strom der Abgase und des Reduktionsmittels innerhalb der Verdampfungskammer lenkt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor, der mit einem Dämpfer gemäß der Erfindung bereitgestellt ist. Das Abgassystem kann z. B. Teil eines Kraftfahrzeugs sein, das z. B. ein LKW, ein Bus oder ein Auto sein kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Fahrzeug, das mit einem Abgassystem gemäß der Erfindung bereitgestellt ist.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs, das einen Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
2 ist eine schematische Zeichnung, die einen Weg des Abgasstroms durch einen Dämpfer zeigt.
3a bis b sind schematische Querschnittsansichten von Dämpfern, die eine Verdampfungskammer umfassen, gemäß dem Stand der Technik.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Dämpfers, der eine Verdampfungskammer mit einer variablen Stromführung umfasst, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Dämpfers, der eine Verdampfungskammer mit einer variablen Stromführung umfasst, die mehrere vollständige Spiralenwindungen erzeugt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Dämpfers, der eine Verdampfungskammer mit einer variablen Stromführung umfasst, die keine vollständige Spiralenwindung erzeugt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7a bis e sind schematische Zeichnungen eines Dämpfers, der eine variable Stromführung umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Ablaufplan, der die Schritte eines Verfahrens zur Abgasreinigung mithilfe des Dämpfers schematisch zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Verbrennungsmotoren werden heutzutage bei diversen Typen von Anwendungen und Fahrzeugen verwendet, z. B. in Schwerfahrzeugen wie z. B. LKWs oder Bussen, in Autos, Motorbooten, Dampfschiffen, Fähren oder Schiffen. Sie können auch bei Industriemotoren und/oder motorbetriebenen Industrierobotern, Kraftwerken, z. B. Elektrizitätswerken, die mit einem Dieselgenerator bereitgestellt sind, und Lokomotiven verwendet werden. Der Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung ist für einen Verbrennungsmotor vorgesehen und kann vorzugsweise bei einem Fahrzeug, z. B. LKW oder Bus, verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor bereitgestellt und 1 zeigt das Fahrzeug 1 in einer schematischen Seitenansicht und mit einem Verbrennungsmotor 2 bereitgestellt, der die Zugräder 4 eines Fahrzeugs über ein Getriebe 6 und eine Antriebswelle 8 antreibt. Der Motor 2 ist mit einem Abgassystem 10 bereitgestellt, in dem ein Dämpfer 12 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Der Motor 2 wird mit Treibstoff 14 angetrieben, der diesem über ein Treibstoffsystem 16 zugeführt wird, das einen Treibstofftank 18 umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Dämpfer einen Einlass zum Führen eines Abgasstroms in den Dämpfer. Der Dämpfer kann mehrere Einlässe umfassen. Ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) kann dem Einlass nachgeschaltet angeordnet sein. Ein DOC ist eine Einheit, die so konzipiert ist, dass sie Kohlenmonoxid, Gasphasen-Kohienwasserstoffe und eine lösliche organische Fraktion (SOF) von Dieselpartikelmaterie zu CO₂ und H₂O umwandelt. Ein Dieselpartikelfilter (DPF) kann dem DOC nachgeschaltet angeordnet sein. Ein DPF ist eine Einheit, die so konzipiert ist, dass sie Dieselpartikelmaterie oder Ruß aus dem Abgasstrom entfernt. Der DPF kann z. B. ein katalysierter Rußfilter (CSF) sein.
Eine Reduktionsmittelanordnung zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels zum Abgasstrom für eine Reduktion des NO_x-Gehalts des Abgasstroms ist dem DPF nachgeschaltet angeordnet. Das Reduktionsmittel kann z. B. eine Mischung aus Wasser und Harnstoff sein, z. B. ein Produkt mit der Handelsbezeichnung AdBlue^®. Ein Misch- und Verdampfungsanordnung, die eine Verdampfungskammer umfasst, zum Mischen des Abgasstroms und eines Reduktionsmittels und zum Verdampfen des Reduktionsmittels ist der Reduktionsmittelanordnung nachgeschaltet angeordnet. Des Weiteren ist ein Selektive-katalytische-Reduktion-(SCR-)Reinigungssystem der Misch- und Verdampfungskammer nachgeschaltet angeordnet. Das SCR-Reinigungssystem umfasst ein SCR-Substrat, das einen vanadium-, eisen- oder kupferbasierten Katalysator umfassen kann, der NO_x zu Wasserdampf und Stickstoff reduziert. Ein Ammoniakschlupfkatalysator (ASC), der so konzipiert ist, dass er den NH₃-Schlupf zu N₂ und H₂O umwandelt, kann dem SCR-Reinigungssystem nachgeschaltet angeordnet sein.
Ein Auslass zum Führen des Abgasstroms aus dem Dämpfer ist dem ASC nachgeschaltet angeordnet. Der Dämpfer kann mehrere Auslässe umfassen.
Der Dämpfer muss nicht notwendigerweise einen DOC und/oder einen DPF und/oder einen ASC umfassen. Wenn der Dämpfer keinen DOC und keinen DPF umfasst, ist der Abgasstrom so ausgelegt, dass er vom Einlass zur Reduktionsmittelanordnung strömt. Wenn der Dämpfer einen DOC, aber keinen DPF umfasst, ist der Abgasstrom so ausgelegt, dass er vom Einlass zum DOC und danach zur Reduktionsmittelanordnung strömt. Das Abgas ist so ausgelegt, dass es vom Einlass zum DPF und danach zur Reduktionsmittelanordnung strömt, wenn der Dämpfer einen DPF und keinen DOC umfasst. Wenn der Dämpfer keinen ASC umfasst, ist das Abgas so ausgelegt, dass es vom SCR-Reinigungssystem zum Auslass strömt.
2 zeigt schematisch Beispiele für mögliche Arten, auf die der Strom von Abgasen durch einen Dämpfer 12 strömen kann, gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Pfeile in 2 veranschaulichen den Strom von Abgasen 22, das Bezugszeichen 22 ist jedoch nur an einem der Pfeile vorgesehen. Der Dämpfer 12 umfasst einen Einlass 20 zum Führen eines Abgasstroms 22 in den Dämpfer 12 und ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) 24 ist dem Einlass 20 nachgeschaltet angeordnet. Ein Dieselpartikelfilter (DPF) 26 ist dem DOC 24 nachgeschaltet angeordnet und der DPF 26 kann z. B. ein katalysierter Rußfilter (CSF) sein.
Eine Reduktionsmittelanordnung 28 ist dem DPF 26 nachgeschaltet angeordnet, um ein Reduktionsmittel 30 (in den 3 bis 6 gezeigt) zum Abgasstrom 22 hinzuzufügen, so dass der NO_x-Gehalt des Abgasstroms 22 reduziert wird. Ein Misch- und Verdampfungsanordnung 32, die eine Verdampfungskammer enthält, zum Mischen des Abgasstroms 22 und des Reduktionsmittels 30 und zum Verdampfen des Reduktionsmittels 30 ist der Reduktionsmittelanordnung 28 nachgeschaltet angeordnet. Ein Selektive-katalytische-Reduktion-(SCR-)Reinigungssystem 34, das ein SCR-Substrat umfasst, ist der Misch- und Verdampfungskammer 32 nachgeschaltet angeordnet. Ein Ammoniakschlupfkatalysator (ACS) 38 ist dem SCR-Reinigungssystem 34 nachgeschaltet angeordnet und ein Auslass 40 zum Führen des Abgasstroms 22 aus dem Dämpfer 12 ist dem ASC 38 nachgeschaltet angeordnet.
Wenn der Dämpfer 12 keinen DOC 24 und/oder keinen DPF 26 und/oder keinen ASC 38 umfasst, ist der Abgasstrom 22 so ausgelegt, dass er vom Einlass 20 zur Reduktionsmittelanordnung 28 strömt. Wenn der Dämpfer 12 einen DOC 24 und keinen DPF 26 umfasst, ist der Abgasstrom 22 so ausgelegt, dass er vom Einlass 20 zum DOC 24 und danach zur Reduktionsmittelanordnung 28 strömt. Der Abgasstrom 22 ist so ausgelegt, dass es vom Einlass 20 zum DPF 26 und danach zur Reduktionsmittelanordnung 28 strömt, wenn der Dämpfer 12 einen DPF 26 und keinen DOC 24 umfasst. Wenn der Dämpfer 12 keinen ASC 38 umfasst, ist der Abgasstrom 22 so ausgelegt, dass es vom SCR-Reinigungssystem 34 zum Auslass 40 strömt.
Ein Typ eines Dämpfers, der bei der vorliegenden Erfindung nützlich ist, ist in 3a gezeigt, die schematisch eine Querschnittsansicht eines Dämpfers 12 aus dem Stand der Technik zeigt. Der Dämpfer 12 umfasst ein Gehäuse 44 mit einem Einlass 20 zum Führen eines Abgasstroms 22 in das Gehäuse 44 und einen Auslass 40 zum Führen des Abgasstroms 22 aus dem Gehäuse 44. Die Pfeile in 3a veranschaulichen den Strom von Abgasen 22, das Bezugszeichen 22 ist jedoch nur an einem der Pfeile vorgesehen. 3a zeigt den DOC 24, den DPF 26 und den ASC 38 nicht. Der Dämpfer 12 umfasst des Weiteren eine Misch- und Verdampfungsanordnung 32, die eine Verdampfungskammer 42 umfasst. Die Verdampfungskammer 42 ist innerhalb des Gehäuses 44 angeordnet, so dass ein Kanal 46 zwischen der Verdampfungskammer 42 und dem Gehäuse 44 bereitgestellt wird. Die Verdampfungskammer 42 ist mit einem ersten Ende 48 und einem zweiten Ende 50 bereitgestellt. Das erste Ende 48 der Verdampfungskammer 42 steht mit dem Einlass 20 des Gehäuses 44 in Fluidverbindung und das zweite Ende 50 der Verdampfungskammer 42 steht mit dem Auslass 40 des Gehäuses 44 in Fluidverbindung und Abgase 22 innerhalb Verdampfungskammer 42 sind so ausgelegt, dass sie in eine Richtung 100 vom ersten Ende 48 zum zweiten Ende 50 der Verdampfungskammer 42 strömen. Abgase 22 im Kanal 46 sind außerdem so ausgelegt, dass sie in die gleiche Richtung 100 strömen. Dadurch wird möglich, dass der Abgasstrom 22 die Verdampfungskammer 42 erhitzt und die Temperatur der Verdampfungskammer 42 auf einer stabilen Höhe gehalten wird.
Bei anderen Ausführungsformen jedoch könnte der Abgasstrom so ausgelegt sein, dass er die Strömungsrichtung innerhalb des Dämpfers umkehrt. Beispielsweise könnte der Abgasstrom so ausgelegt sein, dass er durch mehr als einen Kanal innerhalb des Dämpfers strömt und somit die Strömungsrichtung entsprechend dreht. Ein solcher Dämpfer ist in 3b dargeboten. Bei dieser Ausführungsform wird der Abgasstrom in den Einlass 22 durch den Kanal 46 geführt, vorzugsweise in einem Wirbelstrom, wodurch die Wand der Verdampfungskammer 42 erwärmt wird, bevor der Abgasstrom um 180° gedreht und in die andere Richtung hin zum Auslass 40 des Gehäuses 44 durch die Verdampfungskammer 42 geführt wird.
Der Dämpfer 12 in den 3a und 3b umfasst des Weiteren eine Reduktionsmittelanordnung 28 zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels 30 zum Abgasstrom 22, um den NO_x-Gehalt im Abgasstrom 22 zu reduzieren. Die Reduktionsmittelanordnung 28 ist der Verdampfungskammer 42 vorgeschaltet angeordnet. Das Reduktionsmittel 30 wird innerhalb der Verdampfungskammer 42 mit dem Abgasstrom 22 vermischt. Der Dämpfer 12 umfasst außerdem ein SCR-Reinigungssystem 34, das ein SCR-Substrat 36 (in 2 gezeigt) umfasst. Das SCR-Reinigungssystem 34 ist der Verdampfungskammer 42 nachgeschaltet angeordnet.
Der Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine variable Stromführung zum Lenken des Stroms von Abgasen und des Reduktionsmittels innerhalb der Verdampfungskammer. Die variable Stromführung gemäß der Erfindung ist dem zweiten Ende der Verdampfungskammer vorgeschaltet angeordnet, so dass sie den Strom innerhalb der Verdampfungskammer lenken kann. Die variable Stromführung kann innerhalb der Verdampfungskammer angeordnet sein. Die variable Stromführung erstreckt sich in einem Winkel α relativ zu einer Innenwand der Verdampfungskammer. Die Stromführung ist variabel, was bedeutet, dass der Winkel α eingestellt werden kann, z. B. um den Nutzungsgrad der von der Innenwand der Verdampfungskammer bereitgestellten Hitze bedarfsgerecht zu optimieren, wobei z. B. der durch die Führung erzeugte Gegendruck berücksichtigt werden kann.
Die Verdampfungskammer kann im Wesentlichen kreisförmig zylindrisch sein und hat eine Mittellinie, und die Innenwand verläuft im Wesentlichen parallel zur Mittellinie. Auf diese Weise kann eine einfache Struktur bereitgestellt werden, die Verdampfungskammer kann jedoch auch eine andere Form aufweisen, z. B. eine im Wesentlichen elliptische zylindrische Form oder eine asymmetrische Form.
Die variable Stromführung kann mithilfe eines Befestigungsmittels an der Innenwand der Verdampfungskammer befestigt sein. Das Befestigungsmittel kann biegsam sein und/oder die variable Stromführung kann biegsam sein und z. B. ein biegsames Material umfassen, wie z. B. ein weiches Metall oder eine Legierung. Auf diese Weise kann der Winkel α der variablen Stromführung mechanisch steuerbar sein, z. B. durch Kräfte, die durch den Abgasstrom erzeugt werden, und kann somit selbsteinstellend sein. Je größer der Strom ist, desto kleiner ist der Winkel α und umgekehrt, d. h. je geringer der Strom ist, desto größer ist der Winkel α. Der Winkel α kann auch manuell steuerbar sein. Die variable Stromführung kann auf viele Arten installiert werden und der Abgasstrom kann die Position und den Neigungswinkel der variablen Stromführung in Bezug auf die Erstreckung der Verdampfungskammer steuern. Die Stromführung kann in Bezug auf die Erstreckung der Verdampfungskammer geneigt sein, sowohl in die gleiche Richtung wie der Abgasstrom oder in die Richtung, die der Richtung des Abgasstroms entgegengesetzt ist.
Es ist auch möglich, den Winkel α auf andere Arten zu regulieren. Der Einlass kann ein Strommessmittel zum Messen des Abgasstroms im Einlass und Bereitstellen eines Ausgabesignals für den Abgasstrom an einen Kommunikationsbus, wie z. B. einen CAN-Bus, umfassen. Es ist auch möglich, ein Stromberechnungsmittel zum Berechnen des Abgasstroms im Einlass und Bereitstellen eines Ausgabesignals für den Abgasstrom an den Kommunikationsbus, wie z. B. den CAN-Bus, zu verwenden. Der Einlass kann außerdem ein Temperaturmessmittel zum Messen oder Berechnen der Temperatur der Abgase im Einlass und Bereitstellen eines Ausgabesignals für die Temperatur der Abgase an den Kommunikationsbus umfassen. Die variable Stromführung kann durch eine Steuereinheit gesteuert werden, die das Ausgabesignal für den Abgasstrom und das Ausgabesignal für die Temperatur des Abgasstroms vom Kommunikationsbus empfängt und den Winkel α reguliert. Durch Anordnen einer automatischen Winkelsteuerung kann der Winkel der variablen Stromführung weiter optimiert werden und andere Parameter im Abgassystem und/oder Treibstoffsystem können bei der Entscheidung über den Winkel α für die variable Stromführung berücksichtigt werden. Somit kann z. B. der Treibstoffverbrauch genau gesteuert werden.
Der Winkel α liegt in Bezug auf die Erstreckung der Innenwand der Verdampfungskammer vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0° bis ungefähr 90°. Die Richtung der variablen Stromführung kann in die Richtung der Mittellinie und eine Richtung quer zur Mittellinie reguliert werden.
Die variable Stromführung erzeugt einen Abgasstrom mit einem spiralförmigen Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer. Somit hat der Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer die Form einer Spirale, die eine Kurve in einem dreidimensionalen Raum ist. Die Steigung der Spirale ist die Bereite der vollständigen Spiralenwindung, parallel zur Achse der Spirale gemessen. Die Achse der Spirale fällt im Wesentlichen mit der Mittellinie der Verdampfungskammer zusammen und die Achse der Spirale gleicht ungefähr der Mittellinie der Verdampfungskammer. Je größer der Winkel ist, desto kleiner ist die Steigung. Die Steigung ist am kleinsten, wenn der Winkel ungefähr 90° beträgt, und die Steigung ist am größten, wenn der Winkel nahe 0° liegt. Wenn der Winkel genau 0° beträgt, erzeugt die variable Stromführung keinen Abgasstrom mit einem spiralförmigen Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer, da die variable Stromführung parallel mit der Innenwand der Verdampfungskammer ist. Somit kann gemäß einer Ausführungsform ein laminarer Strom erhalten werden, wodurch z. B. der Gegendruck im Abgassystem verringert werden kann.
Der Abgasstrom mit einem spiralförmigen Strömungsweg strömt entlang der Innenwand der Verdampfungskammer und erzeugt einen Wirbeleffekt innerhalb der Verdampfungskammer. Je größer der Winkel α ist, desto größer ist die Fläche der Innenwand, der der Abgasstrom mithilfe des spiralförmigen Strömungswegs folgt. Wenn der Winkel ungefähr 90° beträgt, strömt der Abgasstrom somit entlang beinahe der gesamten Länge der Innenwand der Verdampfungskammer und ist somit entlang einer großen Flächen der Innenwand mit der Innenwand in Kontakt. Auf diese Weise kann die Hitze der Wände maximal genutzt werden. Je kleiner der Winkel α ist, desto kleiner ist die Fläche der Innenwand, der der Strömungsweg folgt. Auf diese Weise kann ein Gegendruck im System verringert werden, z. B. in Situationen, in denen der Abgasstrom ausreichend heiß ist und die Durchflussrate des Abgases stabil und relativ hoch ist.
Der Abgasstrom mit einem spiralförmigen Strömungsweg kann eine oder mehrere vollständige Spiralenwindungen innerhalb der Verdampfungskammer erzielen. Es ist auch möglich, dass der Abgasstrom keine vollständige Spiralenwindung innerhalb der Verdampfungskammer erzielt. Sowohl der oben erwähnte Winkel α als auch die Länge der Verdampfung bestimmt die Anzahl der vollständigen Spiralenwindungen.
Je größer die Fläche der Innenwand ist, der der Strömungsweg folgt, desto größer ist die Verdampfung des Reduktionsmittels. Je kleiner die Fläche der Innenwand ist, der der Strömungsweg folgt, desto geringer ist die Verdampfung des Reduktionsmittels. Somit wird es durch die variable Stromführung möglich, den Verdampfungsgrad des Reduktionsmittels einzustellen. Somit wird es möglich, die Verdampfung von Harnstofflösung zu erhöhen, und somit wird es möglich, die Bildung von Harnstoffklumpen oder Harnstoffkristallen zu verringern. Die variable Stromführung ermöglicht außerdem, einzustellen, wo das Reduktionsmittel auf die Innenwand der Verdampfungskammer trifft. Damit wird es möglich, zu ändern, wo das Reduktionsmittel auf die Innenwand der Verdampfungskammer trifft, und zu verhindern, dass die Harnstofflösung während des gesamten Zeitraums auf im Wesentlichen die gleiche Region der Verdampfungskammer trifft. Damit wird es möglich, durch die Harnstofflösung gebildete Beschichtungen auf der Innenwand des Verdampfungsrohrs zu reduzieren.
Somit wird es möglich, Gegendruck zu reduzieren und die Lebensdauer der Verdampfungskammer zu erhöhen.
Wenn die Umdrehungen des Motors über einen relativ langen Zeitraum beinahe konstant sind, z. B. während Leichttransporten auf einer beinahe flachen und geraden Straße oder während eines Generatorbetriebs, kann der Gasstrom so reguliert werden, dass er anfänglich an einem spezifischen Punkt nahe dem ersten Ende der Verdampfungskammer auf die Innenwand trifft, um zu ermöglichen, dass eine möglichst große Fläche der Innenwand mit dem Gasstrom in Kontakt gelangt.
Es wäre vorteilhaft, in der Lage zu sein, den Winkel α der variablen Stromführung so zu regulieren, dass der Abgasstrom mit einem spiralförmigen Strömungsweg anfänglich nahe dem gleichen Punkt auf die Innenwand der Verdampfungskammer trifft, und zwar unabhängig von der Rate des Abgasstroms. Beispielsweise kann der Abgasstrom eine relativ geringe Durchflussrate aufweisen, z. B. weniger als ungefähr 400 kg/h, oder kann der Abgasstrom eine relativ hohe Durchflussrate aufweisen, z. B. zumindest ungefähr 3000 kg/h, und diese Ströme müssen von der variablen Stromführung unterschiedlich reguliert und gelenkt werden, so dass der Gasstrom an beinahe dem gleichen anfänglichen Auftreffpunkt auf die Innenwand der Verdampfungskammer treffen kann. Eine unterschiedliche Regulierung der variablen Stromführung stellt beinahe die gleiche Nutzung der Verdampfungskammer bereit und somit einen optimierten Nutzungsgrad für das Reduktionsmittel, sowohl während geringer als auch hoher Abgasdurchflussraten. Somit kann die Nutzung der Innenwand der Verdampfungskammer in Bezug auf viele unterschiedliche Ströme optimiert werden.
Beispielsweise wenn der Abgasstrom im Einlass des Gehäuses eine relativ hohe Rate, z. B. ungefähr 3000 kg/h, und/oder eine Temperatur von z. B. ungefähr 500°C aufweist, beträgt der Winkel α vorzugsweise ungefähr 0°. Damit wird die variable Stromführung parallel zur Innenwand der Verdampfungskammer platziert und erzeugt im Abgasstrom keinen Wirbel. Auf diese Weise unterbricht die variable Stromführung den Abgasstrom nicht und verursacht z. B. keinen hohen Gegendruck im Abgassystem. Somit kann der Treibstoffverbrauch reduziert werden.
Wenn die Abgasdurchflussrate im Einlass des Gehäuses hingegen gering ist, z. B. ungefähr 400 kg/h, und/oder die Temperatur der Abgase im Einlass des Gehäuses niedrig ist, z. B. weniger als ungefähr 300°C, kann der Winkel 90° sein. Auf diese Weise erzielt der Gasstrom einen spiralförmigen Strömungsweg und folgt somit der Innenwand der Verdampfungskammer, wodurch eine maximale Erhitzung des Abgases und/oder des Reduktionsmittels innerhalb der Verdampfungskammer erreicht werden kann bzw. können.
Ein Beispiel für einen Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 4, 5 und 6 weiter beschrieben. 4 zeigt eine Querschnittansicht eines Dämpfers 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Dämpfer in 4 ähnelt dem Dämpfer in 3a, mit der Ausnahme, dass der Dämpfer in 4 eine variable Stromführung 52 zum Lenken des Stroms der Abgase 22 und des Reduktionsmittels 30 innerhalb der Verdampfungskammer 42 zeigt. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verdampfungskammer gemäß der gleichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die 4 zeigt. 6 zeigt eine ähnliche Verdampfungskammer wie 5, mit der Ausnahme, dass in 6 ein Abgasstrom 22 einen unterschiedlichen spiralförmigen Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer 42 aufweist.
Die variable Stromführung 52 ist dem zweiten Ende 50 der Verdampfungskammer 42 vorgeschaltet angeordnet und lenkt den Strom der Abgase 22 und des Reduktionsmittels 30 innerhalb der Verdampfungskammer 42. Die variable Stromführung 52 ist innerhalb der Verdampfungskammer 42 angeordnet und die Erstreckung der variablen Stromführung 52 weist einen Winkel α relativ zu einer Erstreckung der Innenwand 54 der Verdampfungskammer 42 auf. Die Verdampfungskammer 52 ist im Wesentlichen kreisförmig zylindrisch und weist eine Mittellinie CL auf, die in 5 und 6 gezeigt ist. Somit verläuft die Innenwand 54 im Wesentlichen parallel zur Mittellinie CL.
4 zeigt ein Strommessmittel 56, einen Controller-Area-Network-(CAN-)Bus 58, ein Temperaturmessmittel 60 und eine Steuereinheit 62. Der Einlass 20 umfasst ein Strommessmittel 56 zum Messen des Abgasstroms 22 im Einlass 20 und zum Bereitstellen eines Ausgabesignals in Bezug auf die Menge des Abgasstroms 22 an den CAN-Bus 58. Der Einlass 20 umfasst außerdem ein Temperaturmessmittel 60 zum Messen der Temperatur der Abgase 22 im Einlass 20 und stellt ein Ausgabesignal in Bezug auf die Temperatur der Abgase 22 an den CAN-Bus 58 bereit. Die variable Stromführung 52 kann von einer Steuereinheit 62 gesteuert werden, die das Ausgabesignal in Bezug auf den Abgasstrom 22 und das Ausgabesignal in Bezug auf die Temperatur des Abgases 22 vom CAN-Bus 58 empfängt und den Winkel α gemäß vordefinierten Werten reguliert.
Die variable Stromführung 52 ist über ein Befestigungsmittel 64 an der Innenwand 54 der Verdampfungskammer 42 befestigt und das Befestigungsmittel 64 ist biegsam, um den Winkel α mithilfe des Stroms des Abgases 22 oder manuell zu steuern. Wie oben erläutert, ist der Winkel α umso kleiner, desto höher der Strom 22 ist, und ist der Winkel α umso größer, desto geringer der Strom 22 ist. Die variable Stromführung 52 ist mithilfe des Befestigungsmittels 64 installiert, so dass der Abgasstrom 22 die Position der variablen Stromführung 52 in Bezug auf die Erstreckung der Verdampfungskammer 42 und somit den Winkel α der variablen Stromführung 52 in Bezug auf die Erstreckung der Verdampfungskammer 42 steuern kann.
Der Winkel α kann in Bezug auf die Innenwand der Verdampfungskammer im Bereich von ungefähr 0° bis ungefähr 90° liegen und kann in die gleiche oder entgegengesetzte Richtung des Abgasstroms geneigt sein. Die Richtung der variablen Stromführung 52 kann somit in die Richtung der Mittellinie CL und eine Richtung quer zur Mittellinie CL reguliert werden. Es kann außerdem möglich sein, die variable Stromführung 52 in eine Richtung quer zu einer Ebene, die durch die Richtung der Mittellinie CL definiert wird, und die Richtung quer zur Mittellinie CL zu regulieren.
Die variable Stromführung 52 erzeugt einen Abgasstrom 22 mit einem spiralförmigen Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer 42. Die Pfeile in 4 veranschaulichen den Strom von Abgasen 22, das Bezugszeichen 22 ist jedoch nur an zweien der Pfeile vorgesehen. Somit hat der Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer 42 die Form einer Spirale. Die Steigung P der Spirale, die in 5 gezeigt ist, ist die Bereite der vollständigen Spiralenwindung, parallel zur Achse der Spirale gemessen. Die Achse der Spirale fällt im Wesentlichen mit der Mittellinie CL der Verdampfungskammer 42 zusammen. Somit gleicht die Achse der Spirale im Wesentlichen der Mittellinie CL. Die Steigung P ist am kleinsten, wenn der Winkel α ungefähr 90° beträgt, und die Steigung P ist am größten, wenn der Winkel α nahe 0° liegt. Wenn der Winkel α genau 0° ist, erzeugt die variable Stromführung 52 nicht notwendigerweise einen Abgasstrom 22 mit einem spiralförmigen Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer 42, sondern der Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer 42 ist stattdessen beinahe gerade oder laminar (wie in 3a gezeigt). Wenn der Winkel ungefähr 90° beträgt, strömt der Abgasstrom 22 entlang beinahe der gesamten Länge der Innenwand 54 der Verdampfungskammer 42 und somit ist der Strom mit einem großen Teil der Innenwand 54 in Kontakt und ist die Verweilzeit des Stroms in der Verdampfungskammer lang. Auf diese Weise kann die Hitze der Wände maximal genutzt werden. Je kleiner der Winkel α ist, desto kleiner ist die Fläche der Innenwand 54, der der Strom 22 folgt. Auf diese Weise kann ein Gegendruck im System verringert werden, z. B. in Situationen, in denen der Abgasstrom 22 ausreichend heiß ist und die Durchflussrate des Abgases stabil und relativ hoch ist.
Wie in 4, 5 und 6 gezeigt, strömt der Abgasstrom 22 mit einem spiralförmigen Strömungsweg entlang der Innenwand 54 der Verdampfungskammer 42 und erzeugt einen Schwenk- oder Wirbeleffekt innerhalb der Verdampfungskammer 42. Je größer der Winkel α ist, desto größer ist die Fläche der Innenwand 54, der der Abgasstrom 22 folgt. Wenn der Winkel α ungefähr 90° beträgt, folgt der Abgasstrom 22 somit der Innenwand 54 der Verdampfungskammer 42 beinahe entlang der gesamten Länge der Verdampfungskammer 42. Je kleiner der Winkel α ist, desto kleiner ist die Fläche der Innenwand 54, der der Abgasstrom 22 folgt.
Der Abgasstrom 22 kann eine oder mehrere vollständige Spiralenwindungen innerhalb der Verdampfungskammer 42 erzielen. Mehrere vollständige Spiralenwindungen sind in 4 und 5 veranschaulicht. Der Abgasstrom 22 kann einen spiralförmigen Strömungsweg aufweisen, erreicht ggf. jedoch keine vollständige Spiralenwindung innerhalb der Verdampfungskammer 42, wie in 6 gezeigt. Sowohl der Winkel α als auch die Länge L, wie in 6 gezeigt, der Verdampfungskammer 42 bestimmt die Anzahl der vollständigen Spiralenwindungen.
In den 4 bis 6 ist die variable Stromführung 52 innerhalb der Verdampfungskammer 42 angeordnet. Die variable Stromführung 52 kann jedoch an anderen Stellen im Dämpfer 12 angeordnet sein. Es können auch mehrere variable Stromführungen an unterschiedlichen Stellen im Dämpfer platziert sein, solange der Strom der Abgase innerhalb der Verdampfungskammer in eine gewünschte Richtung gelenkt werden kann. Es ist wichtig, dass der Abgasstrom gelenkt werden kann, so dass die Abgase die Hitze der Wände in der Verdampfungskammer nutzen können, z. B. durch Erzeugen eines spiralförmigen Strömungswegs innerhalb der Verdampfungskammer. Es ist möglich, die variable Stromführung dem DOC vorgeschaltet anzuordnen. Es ist außerdem möglich, die variable Stromführung dem DPF vorgeschaltet anzuordnen. Die variable Stromführung kann außerdem der Reduktionsmittelanordnung vorgeschaltet angeordnet werden. Es ist außerdem möglich, die variable Stromführung der Misch- und Verdampfungsanordnung vorgeschaltet anzuordnen. Wie oben erwähnt, ist es möglich, dass der Dämpfer keinen DOC und/oder keinen DPF umfasst. Vorzugsweise ist die variable Stromführung nächstmöglich am ersten Ende der Verdampfungskammer angeordnet, so dass ein einfaches Lenken des Abgasstroms möglich wird. Die variable Stromführung kann an einer gewünschten Stelle in der Abgasleitung platziert werden, die die Gase durch den Dämpfer führt, ähnlich wie in der Verdampfungskammer, wie oben erläutert, und die Neigung der variablen Stromführung erfolgt in Bezug auf die Erstreckung der Abgasleitung, wobei jedoch wichtig ist, dass ein spiralförmiger Strömungsweg innerhalb der Verdampfungskammer erzielt werden kann. Beispiele für unterschiedliche mögliche Stellen der variablen Stromführung 52 sind unter Bezugnahme auf die 7a bis 7e beschrieben, die einen Dämpfer 12, der die variable Stromführung 52 zum Lenken des Stroms von Abgasen 22 und des Reduktionsmittels 30 innerhalb der Verdampfungskammer 42 umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch zeigen.
7a zeigt, dass die variable Stromführung 52 dem DOC 24 vorgeschaltet angeordnet ist. Es ist außerdem möglich, die variable Stromführung 52 dem DPF 26 vorgeschaltet anzuordnen, wie in 7b gezeigt. Die variable Stromführung 52 kann außerdem der Reduktionsmittelanordnung 28 vorgeschaltet angeordnet werden. Dies ist in 7c gezeigt. Es ist außerdem möglich, die variable Stromführung 52 der Misch- und Verdampfungsanordnung 32 vorgeschaltet anzuordnen, wie in 7d gezeigt. Wie in 4 beschrieben, kann die variable Stromführung 52 auch innerhalb der Misch- und Verdampfungsanordnung 32 angeordnet sein. Dies ist in 7e gezeigt. Wie oben erwähnt, muss der Dämpfer 12 keinen DOC 24 und/oder keinen DPF 26 umfassen. Vorzugsweise ist die variable Stromführung 52 nächstmöglich am ersten Ende 48 der Verdampfungskammer 42 angeordnet.
Die Erfindung, wie oben in Bezug auf die 4 bis 6 dargeboten, kann auch in einem Dämpfer des in 3b dargebotenen Typs integriert sein.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Abgasreinigungssystem mithilfe des Dämpfers gemäß der Erfindung und 8 zeigt die Schritte des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Ablaufplan. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Führen der Abgase 22 in den Einlass 20 des Gehäuses 44 des Dämpfers 12, wobei der Einlass 20 eine Anordnung 28 zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels 30 umfasst;
b) Führen der Abgase 22 vom Einlass 20 des Gehäuses 44 des Dämpfers 12 zum ersten Ende 48 der Verdampfungskammer 42 und zum Kanal 46;
c) Führen der Abgase 22 in die Verdampfungskammer 42 zum zweiten Ende 50 der Verdampfungskammer 42;
d) Führen der Abgase 22 vom zweiten Ende 50 der Verdampfungskammer 42 und vom Kanal 46 zum Auslass 40 des Gehäuses 44 des Dämpfers 12;
e) Einstellen der variablen Stromführung 52, die dem zweiten Ende 50 der Verdampfungskammer 42 vorgeschaltet ist, so dass sie den Strom der Abgase 22 und des Reduktionsmittels 30 innerhalb der Verdampfungskammer 42 leitet.

Die vorliegende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung soll die Erfindung veranschaulichen und beschreiben. Die beschriebenen Ausführungsformen sollen nicht umfassend sein oder die Erfindung einschränken, wie sie durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20060153748 A1 [0008]

Claims

Dämpfer (12) für einen Verbrennungsmotor (2), wobei der Dämpfer (12) ein Gehäuse (44) mit zumindest einem Einlass (20) zum Führen eines Stroms von Abgasen (22) in das Gehäuse (44) und zumindest einen Auslass (40) zum Führen des Stroms von Abgasen (22) aus dem Gehäuse (44), eine Verdampfungskammer (42) umfasst, die an einem ersten Ende (48) und einem zweiten Ende (50) bereitgestellt ist, wobei die Verdampfungskammer (42) innerhalb des Gehäuses (44) angeordnet ist, so dass ein Kanal (46) zwischen der Verdampfungskammer (42) und dem Gehäuse (44) bereitgestellt wird, wobei das erste Ende (48) der Verdampfungskammer (42) mit dem Einlass (20) des Gehäuses (44) in Fluidverbindung steht und das zweite Ende (50) der Verdampfungskammer (42) mit dem Auslass (40) des Gehäuses (44) in Fluidverbindung steht und Abgase (22) innerhalb der Verdampfungskammer (42) so ausgelegt sind, dass sie in eine Richtung (100) vom ersten Ende (48) zum zweiten Ende (50) der Verdampfungskammer (42) strömen, wobei der Dämpfer (12) des Weiteren ein Selektive-katalytische-Reduktion-(SCR-)Reinigungssystem (34) umfasst, das ein der Verdampfungskammer (42) nachgeschaltet angeordnetes SCR-Substrat (36) und eine der Verdampfungskammer (42) vorgeschaltet angeordnete Anordnung (28) zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels (30) in den Abgasstrom (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (12) eine variable Stromführung (52) zum Lenken des Stroms von Abgasen (22) und des Reduktionsmittels (30) innerhalb der Verdampfungskammer (42) umfasst, und wobei die variable Stromführung (52) dem zweiten Ende (50) der Verdampfungskammer (42) vorgeschaltet angeordnet ist.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Stromführung (52) innerhalb der Verdampfungskammer (42) angeordnet ist und sich in einem Winkel α relativ zu einer Innenwand (54) der Verdampfungskammer (42) erstreckt, wobei der Winkel α vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0° bis ungefähr 90° in Bezug auf die Erstreckung der Innenwand der Verdampfungskammer (48) liegt.
Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α der variablen Stromführung (52) mechanisch steuerbar ist.
Dämpfer nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α der variablen Stromführung (52) manuell steuerbar ist.
Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (20) ein Strommessmittel (56) zum Messen oder Berechnen des Abgasstroms (22) im Einlass (20) und Bereitstellen eines Ausgabesignals für den Abgasstrom (22) an einen Kommunikationsbus (58) und ein Temperaturmessmittel (60) zum Messen oder Berechnen der Temperatur der Abgase (22) im Einlass und Bereitstellen eines Ausgabesignals für die Temperatur der Abgase (22) an den Kommunikationsbus (58) umfasst, und wobei die variable Stromführung (52) von einer Steuereinheit (62) gesteuert wird, die das Ausgabesignal für den Abgasstrom (22) und das Ausgabesignal für die Temperatur des Abgases (22) vom Kommunikationsbus (58) empfängt und den Winkel α reguliert.
Dämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Stromführung (52) ein Befestigungsmittel (64) umfasst, wobei das Befestigungsmittel (64) und/oder die variable Stromführung (52) elastisch ist bzw. sind.
Dämpfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungskammer (42) im Wesentlichen kreisförmig zylindrisch oder im Wesentlichen elliptisch zylindrisch ist.
Dämpfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Stromführung (52) dem ersten Ende (48) der Verdampfungskammer (42) vorgeschaltet angeordnet ist und dass die Erstreckung der variablen Stromführung (52) einen Winkel α relativ zu einer Innenwand (54) der Verdampfungskammer (42) aufweist.
Dämpfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Stromführung (52) der Anordnung (28) zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels (30) zum Abgasstrom (22) vorgeschaltet angeordnet ist.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (12) einen Dieselpartikelfilter (DPF) (26) umfasst, der der Anordnung (28) zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels (30) zum Abgasstrom (22) vorgeschaltet angeordnet ist, und dass die variable Stromführung (52) dem Dieselpartikelfilter (DPF) (26) vorgeschaltet angeordnet ist.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (12) einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) (24) umfasst, der der Anordnung (28) zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels (30) zum Abgasstrom (22) vorgeschaltet angeordnet ist, und dass die variable Stromführung (52) dem Dieseloxidationskatalysator (DOC) (24) vorgeschaltet angeordnet ist.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (12) einen Dieselpartikelfilter (DPF) (26), der der Anordnung (28) zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels (30) zum Abgasstrom (22) vorgeschaltet angeordnet ist, und einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) (24) umfasst, der dem Dieselpartikelfilter (DPF) (26) vorgeschaltet angeordnet ist, und dass die variable Stromführung (52) dem Dieselpartikelfilter (DPF) (26) oder dem Dieseloxidationskatalysator (24) vorgeschaltet angeordnet ist.
Abgassystem für einen Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgassystem (10) einen Dämpfer (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
Fahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ein Abgassystem (10) nach Anspruch 13 umfasst.
Verfahren zur Abgasreinigung mithilfe eines Dämpfers (12) nach einem dem Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Führen der Abgase (22) über eine Abgasleitung (47) in den Einlass (20) des Gehäuses (44) des Dämpfers (12), wobei der Einlass (20) eine Anordnung (28) zum Hinzufügen eines Reduktionsmittels (30) umfasst; b) Führen der Abgase (22) vom Einlass (20) des Gehäuses (44) des Dämpfers (12) zum ersten Ende (48) der Verdampfungskammer (44) und zum Kanal (46); c) Führen der Abgase (22) in die Verdampfungskammer (42) zum zweiten Ende (50) der Verdampfungskammer (42); d) Führen der Abgase (22) vom zweiten Ende (50) der Verdampfungskammer (42) und vom Kanal (46) zum Auslass (40) des Gehäuses (44) des Dämpfers (12); e) Einstellen einer variablen Stromführung (52), die dem zweiten Ende (50) der Verdampfungskammer (42) vorgeschaltet ist, so dass sie den Strom der Abgase (22) und des Reduktionsmittels (30) innerhalb der Verdampfungskammer (42) lenkt.