DE102016006606A1

DE102016006606A1 - Abgaskrümmer

Info

Publication number: DE102016006606A1
Application number: DE102016006606.7A
Authority: DE
Inventors: Tyler K. Lorenz; Mihai Chiruta; James Klingbeil; Jeremy D. Harris
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2016-12-15
Also published as: US9816421B2; GB2539328A; US20160363027A1; CN106246308A; GB201609699D0; CN106246308B; GB2539328B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer mit einem Innenraum (512), mit einer stromaufwärtigen Seitenwand (504), die einen stromaufwärtigen Abschnitt (502) des Abgaskrümmers (500) definiert, wobei der stromaufwärtige Abschnitt (502) konfiguriert ist, um von stromaufwärts her strömendes Abgas aufzunehmen, und mit einer stromabwärtigen Seitenwand (508), die einen stromabwärtigen Abschnitte (506) des Abgaskrümmers (500) definiert. Dieser ist besonders zweckmäßig durch einen Umlenker (310) der mit der stromaufwärtigen Seitenwand (504) des Abgaskrümmers (500) gekoppelt ist, wobei der Umlenker (310) konfiguriert ist, um einen Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt (502) des Abgaskrümmers (500) aufgenommenen Abgases von einem Bereich des Innenraums (512) des Abgaskrümmers (500) weg zu lenken, in den hinein von einem Dosiermodul (112) ein Reduktionsmittel (520) injizierbar ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung behandelt allgemein das Gebiet von Nachbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Abgaskrümmer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Bei Verbrennungsmotoren wie z. B. Dieselmotoren können Stickoxid-(NO_x)-Verbindungen in das Abgas emittiert werden. Um NO_x-Emissionen zu reduzieren, kann ein SCR-Prozess implementiert werden, um die NO_x-Verbindungen mithilfe eines Katalysators und eines Reduktionsmittels in mehrere neutrale Verbindungen umzuwandeln, wie z. B. zweiatomigen Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid. Der Katalysator kann in einer Katalysatorkammer eines Abgassystems, beispielsweise demjenigen eines Fahrzeugs oder einer Energieerzeugungseinheit, enthalten sein. Ein Reduktionsmittel wie z. B. wasserfreies Ammoniak, wässrige Ammoniaklösung oder Harnstoff wird üblicherweise vor der Katalysatorkammer in den Abgasstrom eingeführt. Um das Reduktionsmittel für den SCR-Prozess in den Abgasstrom einzubringen, kann ein SCR-System das Reduktionsmittel durch ein Dosiermodul, welches das Reduktionsmittel strömungsaufwärts der Katalysatorkammer in ein Abgasrohr des Abgassystems verdampft oder sprüht, dosieren oder anderweitig einbringen. Das SCR-System kann einen oder mehrere Sensoren einschließen, um Zustände innerhalb des Abgassystems zu überwachen.
Ein Abgaskrümmer der in Rede stehenden Art ist regelmäßig eine Abgasnachbehandlungskomponente eines Abgasnachbehandlungssystems. Ein solcher Abgaskrümmer hat häufig ein am Abgaskrümmer angebrachtes Dosiermodul. Der Abgaskrümmer selbst hat einen Innenraum, in den hinein von dem Dosiermodul aus ein Reduktionsmittel injiziert wird. Der Abgaskrümmer hat eine stromaufwärtige Seitenwand, die einen stromaufwärtigen Abschnitt definiert, der von stromaufwärts her aus dem System anströmendes Abgas aufnimmt. Vorgesehen ist ferner eine stromabwärtige Seitenwand, die einen stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert.
Der Lehre der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Strömung des Abgases im Abgaskrümmer zu optimieren unter Berücksichtigung der Injektion des Reduktionsmittels in die Strömung im Abgaskrümmer.
Die zuvor aufgezeigte Problemstellung ist bei einem Abgaskrümmer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Mit dem Umlenker hat der Abgaskrümmer eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Abgasunterstützung der Injektion des Reduktionsmittels, in diesem Fall dadurch, dass mittels des Umlenkers ein Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers einströmenden Abgases von dem Injektionsbereich des Reduktionsmittels im Innenraum des Abgaskrümmers weg gelenkt wird. Der ist vorhanden, um einströmendes Abgas daran zu hindern, das injizierte Reduktionsmittel zu einer Seitenwand umzulenken. Der Umlenker schließt eine Materiallänge ein, um das Abgas umzulenken oder beim Strömen um eine Biegung des Abgaskrümmers zu unterstützen, während die durch den Abgasstrom bewirkte Umlenkung des injizierten Reduktionsmittels zu Nachbehandlungswänden verringert und/oder im Wesentlichen verhindert wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit für die Bildung und/oder das Anwachsen der Ablagerung von Reduktionsmittel reduziert wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Abgaskrümmers hinsichtlich des Umlenkers sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.
Ferner kann der Abgaskrümmer einen abgasunterstützten Stromabscheider einschließen, um einen Teil des Abgases dabei zu unterstützen, die Geschwindigkeit des injizierten Reduktionsmittels zu erhöhen, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren und/oder zu eliminieren, dass injiziertes Reduktionsmittel gegen eine Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder einer nachgeschalteten Zersetzungskammer stößt. Der abgasunterstützte Stromabscheider lenkt einen Teil des Abgases um, so dass es injiziertes Reduktionsmittel umgibt, und drängt das Reduktionsmittel durch eine Öffnung, um das Vermischen und Verdampfen zu erhöhen.
In einigen Fällen kann die Kombination der hinzugefügten Geschwindigkeit und/oder Vermischung, die durch den abgasunterstützten Stromabscheider für das injizierte Reduktionsmittel bereitgestellt wird, zusätzlich zur Umleitung von Abgas durch den Umlenker die Bildung und/oder das Anwachsen der Ablagerung von Reduktionsmittel wesentlich reduzieren und/oder verhindern.
Eine Umsetzungsform behandelt einen Abgaskrümmer, der eine stromaufwärtige Seitenwand einschließt, die einen stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert, sowie eine stromabwärtige Seitenwand, die einen stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert, und einen Umlenker. Der stromaufwärtige Abschnitt ist konfiguriert, um einströmendes Abgas aufzunehmen. Der Umlenker ist mit der stromaufwärtigen Seitenwand des stromaufwärtigen Abgaskrümmers gekoppelt und konfiguriert, um einen Teil des davor strömenden Abgases, das vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommen wird, aus einem Innenbereich des Abgaskrümmers heraus zu leiten, in den von einem Dosiermodul ein Reduktionsmittel injiziert wird.
Bei einigen Umsetzungsformen verhindert der Umlenker die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen auf der stromabwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers entgegen einer Strömungsrichtung, aus der das Abgas aufgenommen wird. Bei einigen Umsetzungsformen ist der Umlenker entweder eine flache Platte oder eine gekrümmte Platte oder ein Bogenabschnitt eines Rohrs oder ein Leitblech. Bei einigen Umsetzungsformen krümmt sich ein Teil des Umlenkers um den Innenbereich des Abgaskrümmers, in den von einem Dosiermodul Reduktionsmittel injiziert wird. Bei einigen Umsetzungsformen ist der Umlenker in Längsrichtung an einer vertikal zentrierten Achse des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers ausgerichtet. Bei einigen Umsetzungsformen ist der Umlenker in einem Winkel relativ zu einer vertikal zentrierten Achse des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers positioniert. Der Winkel kann zwischen –45 Grad und +45 Grad, zwischen –30 Grad und +30 Grad oder zwischen –15 Grad und +15 Grad relativ zur vertikal zentrierten Achse sein. Bei einigen Umsetzungsformen schließt der Umlenker einen Leitflügel ein, der konfiguriert ist, um das vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommene, davor strömende Abgas aus einer ersten Richtung in eine zweite Richtung umzulenken.
Eine weitere Umsetzungsform behandelt eine Abgasnachbehandlungskomponente, die eine stromaufwärtige Seitenwand einschließt, die einen stromaufwärtigen Abschnitt eines Abgaskrümmers definiert, sowie eine stromabwärtige Seitenwand, die einen stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert, einen abgasunterstützten Stromabscheider und einen Umlenker. Der stromaufwärtige Abschnitt ist konfiguriert, um einströmendes Abgas aufzunehmen. Der abgasunterstützte Stromabscheider ist mit der stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers gekoppelt und schließt eine Dosieröffnung ein. Der abgasunterstützte Stromabscheider ist konfiguriert, um einen ersten Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommenen Abgases durch die Dosieröffnung zu leiten. Der Umlenker ist mit dem abgasunterstützten Stromabscheider gekoppelt und konfiguriert, um einen zweiten Teil des Abgases, das vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommen wird, aus einem Innenbereich des Abgaskrümmers heraus zu leiten, in den von einem Dosiermodul Reduktionsmittel injiziert wird.
Bei einigen Umsetzungsformen ist der abgasunterstützte Stromabscheider konfiguriert, um eine Geschwindigkeit des injizierten Reduktionsmittels über den ersten Teil des Abgases zu erhöhen. Bei einigen Umsetzungsformen schließt der abgasunterstützte Stromabscheider einen Dosierabschnitt und einen Abgastrennabschnitt ein. Der Dosierabschnitt schließt eine Basis mit der Dosieröffnung und einer Seitenwand ein, und der abgasunterstützte Stromabscheider ist durch die Seitenwand des Dosierabschnitts mit der stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers gekoppelt. Der Abgastrennabschnitt schließt eine angewinkelte Basis ein. Bei einigen Umsetzungsformen schließt der Abgastrennabschnitt auch eine oder mehrere Seitenwände ein, und der abgasunterstützte Stromabscheider ist weiter durch die eine oder mehreren Seitenwände des Abgastrennabschnitts mit der stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers gekoppelt. Bei einigen Umsetzungsformen verhindert der Umlenker die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen auf der stromabwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers entgegen einer Strömungsrichtung, aus der das Abgas aufgenommen wird.
Noch eine weitere Umsetzungsform behandelt ein Verfahren, das die Bereitstellung eines Abgaskrümmers für ein Abgassystem einschließt. Der Abgaskrümmer schließt eine stromaufwärtige Seitenwand ein, die einen stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert, sowie eine stromabwärtige Seitenwand, die einen stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert. Der stromaufwärtige Abschnitt ist konfiguriert, um Abgas aufzunehmen. Das Verfahren schließt das Koppeln eines abgasunterstützten Stromabscheiders mit der stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers ein. Der abgasunterstützte Stromabscheider schließt eine Dosieröffnung ein und ist konfiguriert, um einen ersten Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommenen Abgases durch die Dosieröffnung zu leiten. Das Verfahren schließt weiter das Koppeln eines Umlenkers mit einem Teil des abgasunterstützten Stromabscheiders ein. Der Umlenker ist konfiguriert, um einen zweiten Teil des Abgases, das vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommen wird, aus einem Innenbereich des Abgaskrümmers heraus zu leiten, in den von einem Dosiermodul Reduktionsmittel injiziert wird.
Bei einigen Umsetzungsformen schließt das Verfahren weiter das Koppeln eines stromaufwärtigen Endes des stromaufwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers mit einem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgassystems ein, sowie das Koppeln eines stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers mit einem stromabwärtigen Abschnitts des Abgassystems. Bei einigen Umsetzungsformen schließt das Verfahren weiter auch das Koppeln eines Dosiermoduls mit einem Dosiermodul-Montageabschnitt des Abgaskrümmers ein. Bei einigen Umsetzungsformen ist der abgasunterstützte Stromabscheider konfiguriert, um eine Geschwindigkeit des injizierten Reduktionsmittels über den ersten Teil des Abgases zu erhöhen. Bei einigen Umsetzungsformen verhindert der Umlenker die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen auf der stromabwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers entgegen einer Strömungsrichtung, aus der das Abgas aufgenommen wird.
Die Details der einen oder mehreren Umsetzungsformen sind in den begleitenden Zeichnungen und der folgenden Beschreibung aufgeführt. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche ersichtlich, wobei Folgendes gezeigt wird:
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften selektiven katalytischen Reduktionssystems mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem für ein Abgassystem.
2 ist eine Perspektivansicht einer Umsetzungsform eines abgasunterstützten Stromabscheiders.
3 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Abgaskrümmers eines Abgassystems, das ein am Abgaskrümmer angebrachtes Dosiermodul einschließt, und des abgasunterstützten Stromabscheiders aus 2.
4 ist eine Aufrissansicht eines Abgaskrümmers eines Abgassystems mit einem am Abgaskrümmer angebrachten Dosiermodul und einem Umlenker.
5 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Abgaskrümmers eines Abgassystems mit am Abgaskrümmer angebrachtem Dosiermodul, dem Umlenker aus 4 und einem abgasunterstützten Stromabscheider.
6 ist ein Prozessdiagramm mit der Darstellung eines Prozesses zur Herstellung des Abgaskrümmers aus 5 für ein Abgassystem mit dem abgasunterstützten Stromabscheider aus 2 und dem Umlenker aus 4.
Es ist ersichtlich, dass einige der oder alle Figuren schematische Darstellungen zum Zweck der Veranschaulichung sind. Die Figuren werden zum Zwecke des Veranschaulichens einer oder mehrerer Umsetzungsformen mit dem expliziten Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht verwendet werden, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu beschränken.
Im Folgenden sind detailliertere Beschreibungen verschiedener Konzepte wiedergegeben mit Bezug auf Verfahren, Vorrichtungen und Systeme, sowie auf Umsetzungsformen davon, zur Bereitstellung von Abgasunterstützung für injiziertes Reduktionsmittel und in einigen Fällen von Strömungsleitung und/oder -umlenkung. Die verschiedenen vorstehend vorgestellten und nachstehend detaillierter beschriebenen Konzepte können auf eine von zahlreichen Weisen umgesetzt werden, da die beschriebenen Konzepte nicht auf irgendeine bestimmte Art und Weise der Umsetzungsform beschränkt sind. Beispiele für spezifische Umsetzungsformen und Anwendungen werden hauptsächlich zu veranschaulichenden Zwecken bereitgestellt.
I. Überblick generell
Abgassysteme können für unterschiedliche Verbrennungsmotor-Anwendungen bereitgestellt werden, wie z. B. für Straßen- und Geländefahrzeuge, Bergbauanwendungen, Stromerzeugung usw. Einige Abgassysteme können ein Nachbehandlungssystem zur Behandlung von als Teil des Verbrennungsprozesses erzeugten Abgasen einschließen. Beispielsweise schließen einige Abgassysteme Systeme mit selektiver katalytischer Reduktion (SCR) zum Behandeln von NO_x-Emissionen im Abgas ein. Derartige Systeme können ein Flüssigkeitsdosiermodul einschließen, wie z. B. ein Harnstoff- oder Dieselabgas-Flüssigkeitsdosiermodul zum Injizieren von Reduktionsmittel in den Abgasstrom durch das Abgassystem, z. B. in eine Zersetzungskammer. Die Reduktionsmittel-Tröpfchen durchlaufen die Prozesse von Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um in der Zersetzungskammer des Abgassystems gasförmiges Ammoniak zu bilden. Die Reduktionsmitteltröpfchen vermischen sich mit dem Abgas und verdampfen, um das gasförmige Ammoniak gleichmäßig auf stromabwärtige Katalysatoren zu verteilen. In einigen Fällen, z. B. bei Abgassystemen ohne Größen- und/oder Konfigurationseinschränkungen, kann eine lange gerade Zersetzungskammer mit einem an einer Seitenwand angebrachten Dosiermodul zum Injizieren von Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer verwendet werden. Die Seitenwandanbringung des Dosiermoduls kann es ermöglichen, dass Reduktionsmittel zur Mitte der Zersetzungskammer hin injiziert wird und entlang der Länge der Zersetzungskammer strömt, um den Ablauf von ausreichendem Vermischen, Verdampfen, Thermolyse und Hydrolyse vor einem Katalysator wie z. B. einem SCR-Katalysator zu ermöglichen.
In einigen Fällen kann die Seitenwandanbringung des Dosiermoduls nicht möglich sein, wie z. B. aufgrund von Größen- und/oder Konfigurationseinschränkungen. Beispielsweise kann das Nachbehandlungssystem in einem Motorschacht mit begrenzter Kapazität und/oder mit Konfigurationseinschränkungen angeordnet sein, die möglicherweise nur ein am Abgaskrümmer angebrachtes Dosiermodul aufnehmen können. In anderen Fällen kann die Verwendung eines am Abgaskrümmer angebrachten Dosiermoduls vorzuziehen sein, z. B., um die Größe eines Nachbehandlungssystems zu reduzieren und/oder zu kompaktieren oder um die Abgaskrümmer-Zersetzungskammer in einen einzelnen SCR-Körper oder ein Paket zu integrieren. Wenn Abgas durch einen Abgaskrümmer des Abgassystems strömt, der ein am Abgaskrümmer angebrachtes Dosiermodul zum Injizieren von Reduktionsmittel einschließt, kann das vor dem injizierten Reduktionsmittel strömende Abgas bewirken, dass das injizierte Reduktionsmittel zu einer Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder einer stromabwärtigen Komponente des Abgassystems wie z. B. einer Zersetzungskammer strömt und/oder damit kollidiert. Wenn flüssiges Reduktionsmittel mit einer Seitenwand des Abgassystems kollidiert, können sich Ablagerungen bilden oder anwachsen. Bei Bedingungen hohen Abgasstroms kann der Effekt des Abgases auf das injizierte Reduktionsmittel das Risiko der Bildung und/oder des Anwachsens von Ablagerungen weiter erhöhen. Bei einigen Seitenwandmaterialien wie z. B. Edelstahl können Reduktionsmittelablagerungen infolge von Erosion des Seitenwandmaterials auftreten, zusätzlich zu und/oder anstelle von potenziell zunehmendem Gegendruck, Reduzierung und/oder Abbruch der Vermischung von Abgas und injiziertem Reduktionsmittel und/oder Abnahme der Gleichmäßigkeit der sich ergebenden Mischung von gasförmigem Ammoniak und Abgas. Schweißnaht-Erosion kann zu Lecks führen und/oder zu potenziellen strukturellen Ausfällen führen. Eliminierung und/oder Reduzierung der Bildung und/oder des Anwachsens von Ablagerungen kann für bestimmte Nachbehandlungssysteme vorteilhaft sein.
Hierin beschriebene Umsetzungsformen behandeln Abgas-Nachbehandlungssysteme, die einen Abgaskrümmer für ein Abgassystem einschließen, der ein am Abgaskrümmer angebrachtes Dosiermodul einschließt. Bei einigen Umsetzungsformen schließt der Abgaskrümmer einen abgasunterstützten Stromabscheider ein, um einen Teil des einströmenden Abgases umzuleiten, um dadurch die Erhöhung der Geschwindigkeit des injizierten Reduktionsmittels zu unterstützen, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren und/oder zu eliminieren, dass injiziertes Reduktionsmittel gegen eine Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder der stromabwärtigen Zersetzungskammer stößt. Der abgasunterstützte Stromabscheider lenkt einen Teil des einströmenden Abgases um, so dass es den Sprühkegel des Reduktionsmittels umgibt, und drängt das Reduktionsmittel durch eine Öffnung, um das Vermischen und Verdampfen zu erhöhen.
In einigen Fällen kann ein Umlenker bereitgestellt sein, um einströmendes Abgas daran zu hindern, das injizierte Reduktionsmittel in Richtung von Nachbehandlungswänden umzuleiten. Der Umlenker kann entweder zusätzlich zum abgasunterstützten Stromabscheider und/oder unabhängig davon bereitgestellt sein. Der Umlenker schließt eine Materiallänge ein, um das stromaufwärtige Abgas umzulenken oder beim Strömen um eine Biegung des Abgaskrümmers zu unterstützen, während die durch den stromaufwärtigen Abgasstrom bewirkte Umlenkung des injizierten Reduktionsmittels zu Nachbehandlungswänden verringert und/oder im Wesentlichen verhindert wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit für die Bildung und/oder das Anwachsen der Ablagerung von Reduktionsmittel reduziert wird.
In einigen Fällen kann der Umlenker ein festes Materialstück sein, wie z. B. ein Blatt und/oder ein gekrümmtes Metallteil, um den stromaufwärtigen Abgasstrom umzuleiten. In anderen Fällen kann der Umlenker Perforationen, Schlitze, Netze, Schaufeln und/oder anderes Material einschließen, um es einer reduzierten Abgasmenge zu ermöglichen, durch oder um den Umlenker zu strömen. Die Länge des Umlenkers kann auf einer Distanz basieren, die das injizierte Reduktionsmittel für den Abgaskrümmer zurücklegen muss, um sich ausreichend zu vermischen, zu verdampfen, zu thermolysieren und zu hydrolysieren, sodass der Kontakt mit einer Seitenwand keine Reduktionsmittelablagerung bildet.
In einigen Fällen kann die Kombination der hinzugefügten Geschwindigkeit und/oder Vermischung, die durch den abgasunterstützten Stromabscheider für das injizierte Reduktionsmittel bereitgestellt wird, zusätzlich zur Umleitung von davor strömendem Abgas durch den Umlenker die Bildung und/oder das Anwachsen der Ablagerung von Reduktionsmittel wesentlich reduzieren und/oder verhindern.
Bei einigen Umsetzungsformen kann der Abgas-Zersetzungskrümmer mit dem integrierten Dosiermodul im Innern eines größeren Nachbehandlungskörpers angeordnet sein, während ein angemessener Zugang zur Wartung des Dosierers weiterhin möglich bleibt. Die Integration des Zersetzungskrümmers in einem einzelnen Paket ermöglicht einen reduzierten Platzbedarf und eine weitere Isolierung der Wände der Zersetzungskammer, um das Risiko von Ablagerungen zu verringern. Der abgasunterstützte Stromabscheider ist mit der stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers gekoppelt und schließt eine Dosieröffnung ein. Der abgasunterstützte Stromabscheider ist konfiguriert, um einen ersten Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommenen Abgases durch die Dosieröffnung zu leiten. Der Umlenker ist mit dem abgasunterstützten Stromabscheider gekoppelt und konfiguriert, um einen zweiten Teil des Abgases, das vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommen wird, von einem Innenbereich des Abgaskrümmers weg zu leiten, in den von einem Dosiermodul Reduktionsmittel injiziert wird.
II. Überblick über das Nachbehandlungssystem
1 zeigt ein Nachbehandlungssystem 100 mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 für ein Abgassystem 190. Das Nachbehandlungssystem 100 schließt einen Dieselpartikelfilter (DPF) 102, das Reduktionsmittelzufuhrsystem 110, eine Zersetzungskammer oder einen Reaktor 104, einen SCR-Katalysator 106 und einen Sensor 150 ein.
Der DPF 102 ist konfiguriert, um Partikel wie z. B. Ruß aus dem in das Abgassystem 190 strömenden Abgas zu entfernen. Der DPF 102 umfasst einen Einlass, wo Abgas aufgenommen wird, und einen Auslass, wo das Abgas austritt, nachdem Partikel im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert und/oder die Partikel in Kohlendioxid umgewandelt worden sind.
Die Zersetzungskammer 104 ist konfiguriert, um ein Reduktionsmittel wie z. B. Harnstoff oder Diesel Exhaust Fluid (DEF) in Ammoniak umzuwandeln. Die Zersetzungskammer 104 umfasst das Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 mit einem Dosiermodul 112, das konfiguriert ist, um das Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Bei einigen Umsetzungsformen wird das Reduktionsmittel vor dem SCR-Katalysator 106 injiziert. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Prozesse der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb des Abgassystems 190 zu bilden. Die Zersetzungskammer 104 schließt einen Einlass in fluidischer Kommunikation mit dem DPF 102 ein, um das Abgas aufzunehmen, das NO_x-Emissionen enthält, sowie einen Auslass für das Abgas, NO_x-Emissionen, Ammoniak und/oder verbleibendes Reduktionsmittel für die Strömung zum SCR-Katalysator 106.
Die Zersetzungskammer 104 schließt das an der Zersetzungskammer 104 angebrachte Dosiermodul 112 ein, so dass das Dosiermodul 112 das Reduktionsmittel in die in das Abgassystem 190 strömenden Abgase dosieren kann. Das Dosiermodul 112 kann einen Isolator 114 einschließen, der zwischen einem Abschnitt des Dosiermoduls 112 und dem Abschnitt der Zersetzungskammer 104 platziert ist, an dem das Dosiermodul 112 montiert ist. Das Dosiermodul 112 ist fluidtechnisch mit einer oder mehreren Reduktionsmittelquellen 116 gekoppelt. Bei einigen Umsetzungsformen kann eine Pumpe 118 verwendet werden, um die Reduktionsmittelquelle 116 für die Zufuhr zum Dosiermodul 112 mit Druck zu beaufschlagen.
Das Dosiermodul 112 und die Pumpe 118 sind ebenfalls elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuereinheit 120 gekoppelt. Die Steuereinheit 120 ist konfiguriert, das Dosiermodul 112 zu steuern oder zu regeln, um Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Die Steuereinheit 120 kann auch zum Steuern der Pumpe 118 konfiguriert sein. Die Steuereinheit 120 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application-specific integrated circuit (ASIC)), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (field-programmable gate array (FPGA)) usw. oder Kombinationen daraus einschließen. Die Steuereinheit 120 kann einen Speicher einschließen, der unter anderem eine elektronische, optische, magnetische oder irgendeine andere Datenspeicher- oder Übermittlungsvorrichtung, die in der Lage ist, einem Prozessor, einer ASIC, einer FPGA usw. Programmanweisungen bereitzustellen, einschließen kann. Der Speicher kann einen Speicherchip, elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM)), löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read only memory (EPROM)), Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher einschließen, aus dem die Steuereinheit 120 Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können Code von einer beliebigen, geeigneten Programmiersprache einschließen.
Der SCR-Katalysator 106 ist konfiguriert, um die Reduzierung von NO_x-Emissionen über die Beschleunigung eines NO_x-Reduktionsprozesses zwischen dem Ammoniak und dem NO_x des Abgases in zweiatomigen Stickstoff und/oder Kohlendioxid zu unterstützen. Der SCR-Katalysator 106 schließt einen Einlass in fluidischer Kommunikation mit der Zersetzungskammer 104 ein, aus der Abgas und Reduktionsmittel empfangen werden, sowie einen Auslass in fluidischer Kommunikation mit einem Ende des Abgassystems 190.
Das Abgassystem 190 kann weiter einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) in fluidischer Kommunikation mit dem Abgassystem 190 einschließen (d. h. dem SCR-Katalysator 106 nachgeschaltet oder dem DPF 102 vorgeschaltet), um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas zu oxidieren.
Bei einigen Umsetzungsformen kann der DPF 102 hinter der Zersetzungskammer 104 positioniert sein. Beispielsweise können der DPF 102 und der SCR-Katalysator 106 in einer Einheit kombiniert sein. Bei einigen Umsetzungsformen kann das Dosiermodul 112 stattdessen hinter einem Turbolader oder vor einem Turbolader positioniert sein.
Der Sensor 150 kann mit dem Abgassystem 190 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgasstroms durch das Abgassystem 190 zu erkennen. Bei einigen Umsetzungsformen kann der Sensor 150 einen innerhalb des Abgassystems 190 angeordneten Teil haben, z. B. kann eine Spitze des Sensors 150 in einen Teil des Abgassystems 190 verlaufen. Bei anderen Umsetzungsformen kann der Sensor 150 Abgas durch eine andere Leitung empfangen, wie z. B. durch ein Probenrohr, das vom Abgassystem 190 verläuft. Während der Sensor 150 so dargestellt ist, dass er hinter dem SCR-Katalysator 106 positioniert ist, versteht es sich, dass der Sensor 150 an anderen Positionen des Abgassystems 190 positioniert sein kann, einschließlich vor dem DPF 102, im DPF 102, zwischen dem DPF 102 und der Zersetzungskammer 104, innerhalb der Zersetzungskammer 104, zwischen der Zersetzungskammer 104 und dem SCR-Katalysator 106, im SCR-Katalysator 106 oder hinter dem SCR-Katalysator 106. Zusätzlich können zwei oder mehr Sensoren 150 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf oder sechs Sensoren 150, wobei jeder Sensor 150 an einer der vorerwähnten Positionen des Abgassystems 190 angeordnet ist.
III. Beispiel eines Abgasnachbehandlungsabscheiders
Ein Abgas-Nachbehandlungssystem wie das Abgassystem 190 aus 1 schließt ein Dosiermodul ein, um ein chemisches Reduktionsmittel (z. B. Harnstoff, Diesel Exhaust Fluid usw.) zu injizieren und in einer Zersetzungskammer zu zersetzen. Das Reduktionsmittel vermischt sich mit dem Abgas und verdampft, um die entstehende Mischung aus Abgas und gasförmigem Ammoniak gleichmäßig in einen stromabwärtigen Katalysator zu verteilen. Bei Abgassystemen mit am Abgaskrümmer angebrachtem Dosiermodul strömt das Abgas um den Bogen, während vom Dosiermodul Reduktionsmittel injiziert wird. In einigen Fällen kann das vor dem injizierten Reduktionsmittel einströmende Abgas bewirken, dass das injizierte Reduktionsmittel zu einer Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder einer stromabwärtigen Zersetzungskammer strömt und/oder damit kollidiert. Wenn flüssiges Reduktionsmittel mit einer Seitenwand des Abgassystems kollidiert, können sich Ablagerungen bilden oder anwachsen. Bei Bedingungen hohen Abgasstroms kann der Effekt des Abgases auf das injizierte Reduktionsmittel das Risiko der Bildung und/oder des Anwachsens von Ablagerungen weiter erhöhen.
2 zeigt einen abgasunterstützten Stromabscheider 200 zum Bereitstellen von getrenntem, vor dem und/oder um das injizierte Reduktionsmittel strömendem Abgas, um die Bildung und/oder das Anwachsen von Reduktionsmittelablagerungen zu reduzieren und/oder zu verhindern. Der abgasunterstützte Stromabscheider 200 stellt einen Teil des Abgases zu dem injizierten Reduktionsmittel bereit, um die Strömungsgeschwindigkeit des injizierten Reduktionsmittels zu erhöhen und/oder das Vermischen und Verdampfen des injizierten Reduktionsmittels zu erhöhen. Das heißt, dass die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit, die dem injizierten Reduktionsmittel durch das davor strömende Abgas auferlegt wird, den Umfang der Umlenkung der Mischung aus injiziertem Reduktionsmittel und Abgas reduzieren kann, wenn das verbleibende, einströmende Abgas im stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers auf die Mischung aus injiziertem Reduktionsmittel und Abgas trifft. Die reduzierte Umlenkung kann den Aufprall des injizierten Reduktionsmittels gegen eine Seitenwand reduzieren und/oder im Wesentlichen verhindern, wodurch die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen reduziert und/oder im Wesentlichen verhindert wird. Zusätzlich kann der mit dem injizierten Reduktionsmittel bereitgestellte Teil des Abgases verwirbeln und/oder sich auf andere Weise mit dem injizierten Reduktionsmittel vermischen und die Temperatur des injizierten Reduktionsmittels erhöhen. Die zusätzliche Vermischung und Temperatur erhöht das Vermischen und Verdampfen des injizierten Reduktionsmittels in eine Mischung aus gasförmigem Ammoniak und Abgas, bevor es im Abgaskrümmer zum Zusammentreffen mit dem verbleibenden Abgas kommt, wodurch ebenfalls der Aufprall des injizierten Reduktionsmittels gegen die Seitenwand und die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen reduziert und/oder im Wesentlichen verhindert werden.
Der abgasunterstützte Stromabscheider 200 schließt einen Abgastrennabschnitt 210 und einen Dosierabschnitt 250 ein. Der Abgastrennabschnitt 210 schließt eine angewinkelte Basis 212 ein, um mindestens einen Teil des einströmenden Abgases zum Dosierabschnitt 250 umzulenken. Die angewinkelte Basis 212 kann eine flache Platte sein oder eine gekrümmte Platte (entweder parallel und/oder senkrecht zu einer Strömungsachse des vorströmenden Abgases) und/oder eine beliebige andere Konfiguration zum Umlenken eines Teils des vorströmenden Abgases. Bei einigen Umsetzungsformen können der Winkel und/oder die Länge der angewinkelten Basis 212 auf einer Menge des umzulenkenden einströmenden Abgases basieren. Beispielsweise können der Winkel und/oder die Länge der angewinkelten Basis 212 auf der Grundlage einer Einlassöffnungsfläche und/oder eines Prozentanteils des gesamten Abgasstroms ausgewählt werden. Die Einlassöffnungsfläche ist eine Fläche, gebildet zwischen der angewinkelten Basis 212 und einer stromaufwärtigen Seitenwand eines Abgaskrümmers eines Abgassystems, wie z. B. der stromaufwärtigen Seitenwand 274 des Abgaskrümmers 270 aus 3, in einer senkrecht zur Strömung des vorströmenden Abgases verlaufenden Ebene.
Bei einigen Umsetzungsformen schließt der Abgastrennabschnitt 210 eine oder mehrere Seitenwände 214 ein, die von der angewinkelten Basis 212 verlaufen, um die Umlenkung des einströmenden Abgases zu unterstützen. Die eine oder mehreren Seitenwände 214 können an einem Teil einer stromaufwärtigen Seitenwand eines Abgaskrümmers eines Abgassystems, wie z. B. der stromaufwärtigen Seitenwand 274 des Abgaskrümmers 270 aus 3, gekoppelt und/oder angebracht sein.
Der Dosierabschnitt 250 ist konfiguriert, um getrenntes Abgas vom Abgastrennabschnitt 210 zu sammeln und um einen Reduktionsmittel-Sprühkegel des Abgassystems herumzuführen. Der Dosierabschnitt 250 schließt eine Seitenwand 254 und eine Basis 252 ein. Wenn die Seitenwand 254 und die Basis 252 an einem Teil des Abgaskrümmers des Abgassystems gekoppelt und/oder angebracht sind, sammeln sie getrenntes, einströmendes Abgas und führen es um den Reduktionsmittel-Sprühkegel herum.
Bei der in 2 gezeigten Umsetzungsform schließt die Basis 252 eine Dosieröffnung 256 ein, durch die das injizierte Reduktionsmittel des Reduktionsmittel-Sprühkegels und das abgetrennte Abgas strömen. Die Dosieröffnung 256 kann eine kreisförmige Öffnung sein, eine ovale Öffnung, ein eiförmige Öffnung, eine tropfenförmige Öffnung, eine quadratische Öffnung, eine dreieckige Öffnung, eine rechteckige Öffnung usw. Die Dosieröffnung 256 kann mit einer Injektionsspitze eines Dosiermoduls ausgerichtet sein, und/oder die Injektionsspitze des Dosiermoduls kann relativ zur Dosieröffnung 256 versetzt sein. Das getrennte Abgas wird über den Dosierabschnitt 250 zur Injektionsspitze des Dosiermoduls geleitet und anschließend durch die Dosieröffnung 256 gedrängt, die in der Basis 254 des Dosierabschnitts 250 ausgebildet ist. Während der Dosierung des Reduktionsmittels entsteht durch die schnelle Mischung des Abgasstroms und des Reduktionsmittels durch die Dosieröffnung 256 ein vermischter Strom aus Reduktionsmittel und Abgas, der dem injizierten Reduktionsmittel zusätzliche Geschwindigkeit verleiht, die Mischung des Abgases und des injizierten Reduktionsmittels durch die Dosieröffnung 256 steigert und/oder die Temperatur des injizierten Reduktionsmittels erhöht, um das Verdampfen des injizierten Reduktionsmittels zu erhöhen. Dies führt zu erhöhter Leistung des Nachbehandlungssystems wegen größerer Verdampfung des Reduktionsmittels, verbesserter Mischung und/oder reduziertem Auftreffen des injizierten Reduktionsmittels auf eine Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder der Zersetzungskammer.
Bei einigen Umsetzungsformen kann die Dosieröffnung 256 Turbulatoren einschließen, um die turbulente Strömung des getrennten, vorströmenden Abgasstroms zu erhöhen. Bei anderen Umsetzungsformen kann die Dosieröffnung 256 eine Vollflanschlippe, einen teilweisen Flansch oder andere ausgebildete Merkmale einschließen. Zusätzlich kann eine Umsetzungsform mehr als ein Dosiermodul einbeziehen, wobei durch eine einzelne oder mehrere Dosieröffnungen 256 dosiert werden kann.
3 zeigt einen teilweisen Querschnitt eines Abgaskrümmers 270 eines Abgassystems, der einen stromaufwärtigen Abschnitt 272 einschließt, der zur Aufnahme von Abgas von einem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgassystems konfiguriert ist, sowie einen stromabwärtigen Abschnitt 276, der konfiguriert ist, um eine Mischung aus gasförmigem Ammoniak und Abgas zu einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgassystems bereitzustellen. Der Abgaskrümmer 270 aus 3 ist ein 90-Grad-Abgaskrümmer, so dass der stromaufwärtige Abschnitt 272 und der stromabwärtige Abschnitt 276 im Winkel von 90 Grad relativ zueinander positioniert sind. Andere Abgaskrümmerwinkel können ebenfalls eingesetzt werden, wie z. B. ein Abgaskrümmer, der einen Winkel zwischen dem stromaufwärtigen Abschnitt 272 und dem stromabwärtigen Abschnitt 276 von zwischen 15 Grad und 165 Grad bildet, oder zwischen 30 Grad und 150 Grad, zwischen 45 Grad und 135 Grad, zwischen 60 Grad und 120 Grad, zwischen 75 Grad und 105 Grad usw. Der stromaufwärtige Abschnitt 272 ist durch eine stromaufwärtige Seitenwand 274 definiert, und der stromabwärtige Abschnitt 276 ist durch eine stromabwärtige Seitenwand 278 definiert. Bei einigen Umsetzungsformen definieren die stromaufwärtige Seitenwand 274 und die stromabwärtige Seitenwand 278 einen rohrförmigen, stromaufwärtigen Abschnitt 272 und stromabwärtigen Abschnitt 276 (z. B. mit kreisförmigem und/oder ovalem Querschnitt in einer Ebene senkrecht zum vorströmenden Abgasstrom). Bei anderen Umsetzungsformen haben der stromaufwärtige Abschnitt 272 und der stromabwärtige Abschnitt 276 einen rechteckigen Querschnitt, einen dreieckigen Querschnitt und/oder einen Querschnitt einer anderen geometrischen Form. Der Abgaskrümmer 270 schließt einen Dosiermodul-Montageabschnitt 280 zum Anbringen und/oder Koppeln eines Dosiermoduls am Abgaskrümmer 270 ein. Der Dosiermodul-Montageabschnitt 280 schließt eine Öffnung ein, durch die injiziertes Reduktionsmittel 290 in einen Innenraum 282 des Abgaskrümmers 270 dosiert werden kann.
Entsprechend der Darstellung durch Richtungspfeile 284, 286, 288 wird in einer ersten Richtung 284 strömendes Abgas vom stromaufwärtigen Abschnitt 276 aufgenommen und zum Strömen in einer zweiten Richtung 288 über den Abgaskrümmer 270 in einen stromabwärtigen Abschnitt 276 umgeleitet, um zu einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgassystems zu strömen. Wenn Reduktionsmittel durch ein mit dem Dosiermodul-Montageabschnitt 280 gekoppeltes Dosiermodul injiziert wird, trifft das injizierte Reduktionsmittel 290 im Innenraum 282 des Abgaskrümmers 270 auf das durch den Abgaskrümmer 270 strömende Abgas. Bei einigen Umsetzungsformen kann das in der ersten Richtung 284 und/oder einer Zwischenrichtung 286 strömende Abgas das injizierte Reduktionsmittel 290 umlenken und/oder auf andere Weise zur stromabwärtigen Seitenwand 278 und/oder einer Seitenwand einer stromabwärtigen Komponente des Abgassystems drängen, wie z. B. in einer Zersetzungskammer.
Der abgasunterstützte Stromabscheider 200 aus 2 ist mit einem Abschnitt der stromaufwärtigen Seitenwand 274 des Abgaskrümmers 270 gekoppelt. Der Abgastrennabschnitt 210 trennt einen Teil 292 des einströmenden Abgases vom verbleibenden Abgas entsprechend der Angabe durch erste Richtungspfeile 284. Wie vorstehend erwähnt, wird der Teil 292 des Abgases vom Abgastrennabschnitt 210 in den Bereich geleitet, der durch den Dosierabschnitt 250 definiert ist. Der Dosierabschnitt 250 leitet das getrennte Abgas zur Injektionsspitze des Dosiermoduls und drängt anschließend das getrennte Abgas durch die Dosieröffnung 256, die in der Basis 254 des Dosierabschnitts 250 ausgebildet ist. Während der Dosierung des Reduktionsmittels entsteht durch die schnelle Mischung des Abgasstroms und des Reduktionsmittels durch die Dosieröffnung 256 ein vermischter Strom aus Reduktionsmittel und Abgas. Dies kann dem injizierten Reduktionsmittel zusätzliche Geschwindigkeit verleihen, die Mischung des Abgases und des injizierten Reduktionsmittels durch die Dosieröffnung 256 steigern und/oder die Temperatur des injizierten Reduktionsmittels erhöhen, um das Verdampfen des injizierten Reduktionsmittels zu erhöhen. Dies führt zu erhöhter Leistung des Nachbehandlungssystems wegen größerer Verdampfung des Reduktionsmittels, verbesserter Mischung und/oder reduziertem Auftreffen des injizierten Reduktionsmittels auf einer Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder der Zersetzungskammer.
IV. Beispiel eines Abgasnachbehandlungsumlenkers
4 zeigt einen Abgaskrümmer 300 eines Abgassystems, wobei ein Umlenker 310 im Abgaskrümmer 300 angeordnet und konfiguriert ist, um einen Teil des einströmenden Abgases von dem durch ein Dosiermodul in den Abgaskrümmer 300 injizierten Reduktionsmittel wegzuleiten. Der Abgaskrümmer 300 kann eine im Wesentlichen ähnliche Konstruktion wie der Abgaskrümmer 270 aus 3 aufweisen. Bei der gezeigten Umsetzungsform ist der Umlenker 310 innerhalb eines Abschnitts des stromaufwärtigen Teils des Abgaskrümmers 300 positioniert, um mindestens einen Teil des Abgases zum stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 zu führen und/oder umzuleiten, um die Menge des Abgases zu reduzieren, das auf das injizierte Reduktionsmittel trifft. Der Umlenker 310 kann das Umleiten des injizierten Reduktionsmittels durch das Abgas reduzieren und/oder im Wesentlichen verhindern, wie z. B. das Umleiten durch die Trägheit des Abgasstroms zu einer stromabwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers 300 und/oder zu einer Seitenwand einer stromabwärtigen Komponente des Abgassystems wie z. B. einer Zersetzungskammer.
Der Umlenker 310 kann eine flache Platte sein oder eine gekrümmte Platte (konvex und/oder konkav), ein Bogenabschnitt eines Rohrs, ein dreiseitiger, rechteckiger Abschnitt eines Rohrs, ein Leitblech, eine perforierte Platte, eine Schlitzplatte usw. Ein erster Abschnitt des Umlenkers 310 ist mit einer Seitenwand des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers und/oder einer anderen Komponente gekoppelt, wie z. B. dem abgasunterstützten Stromabscheider 200 aus 2, und ein zweiter Abschnitt des Umlenkers 310 verläuft in den Durchgang, der durch den stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 gebildet wird, durch den Abgas strömt. Bei einigen Umsetzungsformen ist der Umlenker 310 mit der stromaufwärtigen Seitenwand des stromaufwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300 gekoppelt und um einen Abschnitt des Innenbereichs des Abgaskrümmers 300 herum gekrümmt, in den vom Dosiermodul das Reduktionsmittel injiziert wird. Somit lenkt der Umlenker 310 den Abgasstrom um das injizierte Reduktionsmittel, so dass der Auftrieb vom vorströmenden Abgas nicht auf das injizierte Reduktionsmittel übertragen wird, um das injizierte Reduktionsmittel zur stromabwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers 300 und/oder zu einer Seitenwand einer stromabwärtigen Komponente des Abgassystems wie z. B. einer Zersetzungskammer umzulenken.
Bei einigen Umsetzungsformen ist der Umlenker 310 in Längsrichtung an einer vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers ausgerichtet. Bei anderen Umsetzungsformen ist der Umlenker 310 in einem Winkel relativ zu einer vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300 positioniert. Beispielsweise kann der Winkel des Umlenkers 310 zwischen –75 Grad und +75 Grad sein oder zwischen –60 Grad und +60 Grad, schen –45 Grad und +45 Grad, zwischen –30 Grad und +30 Grad, zwischen –15 Grad und +15 Grad und/oder Kombinationen daraus relativ zur vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300.
Die positiven Winkel des Umlenkers 310 relativ zur vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300 beziehen sich auf Winkel des Umlenkers 310 gegen den stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 und weg von der vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300. Somit kann der Umlenker 310 angewinkelt in den stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 reichen. Die Winkelposition des Umlenkers 310 in dem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 kann die Erweiterung eines Kegels aus injiziertem Reduktionsmittel aufnehmen, während Abgas um das injizierte Reduktionsmittel herumgelenkt wird.
Die negativen Winkel des Umlenkers 310 relativ zur vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300 beziehen sich auf Winkel des Umlenkers 310 weg vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 und zur vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300. Somit kann der Umlenker 310 angewinkelt in den stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 reichen. Die Winkelneigung des Umlenkers 310 in den nachgeschalteten Abschnitt des Abgaskrümmers 300 kann die Führung und/oder Umleitung des vorströmenden Abgases in den stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers 300 unterstützen, während die Auswirkung des Umlenkers 310 auf den Gegendruck des Abgassystems reduziert wird.
Bei einigen Umsetzungsformen können Teile des Umlenkers 310 positiv oder negativ relativ zur vertikal zentrierten Achse 320 des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300 angewinkelt sein, wie z. B. als konkave Platte mit einem positiven Winkel, um die Strömung um das injizierte Reduktionsmittel herumzulenken, aber mit einem konvexen Ende, wie z. B. einem Leitflügel. Bei einigen Umsetzungsformen können mehrere Leitflügel in den Umlenker 310 integriert sein, um die Umleitung des Abgases zu unterstützen, während auch der Abgasstrom um das injizierte Reduktionsmittel herum und/oder davon weg gelenkt wird. Bei anderen Umsetzungsformen kann der Umlenker 310 Perforationen, Maschen, Winglets usw. einschließen.
Bei einem 90-Grad-Abgaskrümmer, bei dem sich die Trägheitsrichtung vom stromaufwärtigen Abschnitt zum stromabwärtigen Abschnitt ändert, kann der Umlenker 310 das Umleiten des injizierten Reduktionsmittels durch das Abgas reduzieren und/oder im Wesentlichen verhindern, wie z. B. das Umleiten zu einer Seitenwand des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers 300 und/oder zu einer Seitenwand einer stromabwärtigen Abgaskomponente wie z. B. einer Zersetzungskammer. Durch das Reduzieren und/oder im Wesentlichen Verhindern der Umlenkung des injizierten Reduktionsmittels zu stromabwärtigen Seitenwänden reduziert und/oder verhindert der Umlenker 310 im Wesentlichen auch die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen. Dies führt zu erhöhter Leistung des Nachbehandlungssystems wegen größerer Verdampfung des Reduktionsmittels, verbesserter Mischung und/oder reduziertem Auftreffen des injizierten Reduktionsmittels auf einer Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder der Zersetzungskammer. Bei einigen Umsetzungsformen kann der Umlenker 310 auch Wirbelströme im umgelenkten Abgas hervorrufen, das durch den Abgaskrümmer 300 strömt, und dadurch das Vermischen und Verdampfen weiter steigern.
V. Beispiel eines Abgasnachbehandlungsabscheiders und -umlenkers
5 zeigt einen teilweisen Querschnitt eines Abgaskrümmers 500 eines Abgassystems, der einen stromaufwärtigen Teil 502 einschließt, der zur Aufnahme von Abgas von einem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgassystems konfiguriert ist, sowie einen stromabwärtigen Abschnitt 506, der konfiguriert ist, um eine Mischung aus gasförmigem Ammoniak und Abgas zu einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgassystems bereitzustellen. Der Abgaskrümmer 500 schließt den abgasunterstützten Stromabscheider 200 aus 2–3 und den im Abgaskrümmer 500 positionierten Umlenker 310 aus 4 ein. Der Krümmer 500 aus 5 ist ein 90-Grad-Abgaskrümmer, so dass der stromaufwärtige Abschnitt 502 und der stromabwärtige Abschnitt 506 in 90 Grad relativ zueinander positioniert sind. Andere Abgaskrümmerwinkel können ebenfalls eingesetzt werden, wie z. B. ein Abgaskrümmer, der einen Winkel zwischen dem stromaufwärtigen Abschnitt 502 und dem stromabwärtigen Abschnitt 506 von zwischen 15 Grad und 165 Grad bildet, oder zwischen 30 Grad und 150 Grad, zwischen 45 Grad und 135 Grad, zwischen 60 Grad und 120 Grad, zwischen 75 Grad und 105 Grad usw. Der stromaufwärtige Abschnitt 502 ist durch eine stromaufwärtige Seitenwand 504 definiert, und der stromabwärtige Abschnitt 506 ist durch eine stromabwärtige Seitenwand 508 definiert. Bei einigen Umsetzungsformen definieren die stromaufwärtige Seitenwand 504 und die stromabwärtige Seitenwand 508 einen rohrförmigen stromaufwärtigen Abschnitt 502 und stromabwärtigen Abschnitt 506 (z. B. mit kreisförmigem und/oder ovalem Querschnitt in einer Ebene senkrecht zum vorströmenden Abgasstrom). Bei anderen Umsetzungsformen haben der stromaufwärtige Abschnitt 502 und der stromabwärtige Abschnitt 506 einen rechteckigen Querschnitt, einen dreieckigen Querschnitt und/oder einen Querschnitt einer anderen geometrischen Form. Der Abgaskrümmer 500 schließt einen Dosiermodul-Montageabschnitt 510 zum Anbringen und/oder Koppeln eines Dosiermoduls am Abgaskrümmer 500 ein. Der Dosiermodul-Montageabschnitt 510 schließt eine Öffnung ein, durch die injiziertes Reduktionsmittel 520 in einen Innenraum 512 des Abgaskrümmers 500 dosiert werden kann.
Entsprechend der Darstellung durch Richtungspfeile 514, 516, 518 wird in einer ersten Richtung 514 strömendes Abgas vom stromaufwärtigen Abschnitt 506 aufgenommen und zum Strömen in einer zweiten Richtung 518 über den Abgaskrümmer 500 in einen stromabwärtigen Abschnitt 506 umgeleitet, um zu einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgassystems zu strömen. Ohne den Umlenker 310 trifft das Reduktionsmittel 520, wenn Reduktionsmittel durch ein mit dem Dosiermodul-Montageabschnitt 510 gekoppeltes Dosiermodul injiziert wird, im Innenraum 512 des Abgaskrümmers 500 auf das durch den Abgaskrümmer 500 strömende Abgas. Bei einigen Umsetzungsformen kann das in der ersten Richtung 514 und/oder einer Zwischenrichtung 516 strömende Abgas das injizierte Reduktionsmittel 520 umlenken und/oder auf andere Weise zur stromabwärtigen Seitenwand 508 und/oder einer Seitenwand einer stromabwärtigen Komponente des Abgassystems drängen, wie z. B. zu einer Zersetzungskammer.
Der Umlenker 310 ist mit einem Abschnitt der stromaufwärtigen Seitenwand 504 des Abgaskrümmers 500 gekoppelt und lenkt und/oder führt einen Teil 524 des Abgasstroms um das injizierte Reduktionsmittel 520 herum und/oder davon weg. Dementsprechend kann der Umlenker 310 das Umleiten des injizierten Reduktionsmittels 520 durch das Abgas reduzieren und/oder im Wesentlichen verhindern, wie z. B. zu einer stromabwärtigen Seitenwand 508 des stromabwärtigen Abschnitts 506 des Abgaskrümmers 500 und/oder zu einer Seitenwand einer stromabwärtigen Abgaskomponente wie z. B. einer Zersetzungskammer. Durch das Reduzieren und/oder im Wesentlichen Verhindern der Umlenkung des injizierten Reduktionsmittels 520 zu stromabwärtigen Seitenwänden reduziert und/oder verhindert der Umlenker 310 im Wesentlichen auch die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen. Dies führt zu erhöhter Leistung des Nachbehandlungssystems wegen größerer Verdampfung des Reduktionsmittels, verbesserter Mischung und/oder reduziertem Auftreffen des injizierten Reduktionsmittels auf der stromabwärtigen Seitenwand 508 des Abgaskrümmers 500 und/oder der Zersetzungskammer. Bei einigen Umsetzungsformen kann der Umlenker 310 auch Wirbelströme im umgelenkten Abgas hervorrufen, das durch den Abgaskrümmer 500 strömt, und dadurch das Vermischen und Verdampfen weiter steigern.
Der abgasunterstützte Stromabscheider 200 aus 2 ist auch mit einem Abschnitt der stromaufwärtigen Seitenwand 504 des Abgaskrümmers 500 gekoppelt. Der Abgastrennabschnitt 210 trennt einen Teil 522 des einströmenden Abgases vom verbleibenden Abgas entsprechend der Angabe durch erste Richtungspfeile 514, 524. Der Teil 522 des Abgases wird vom Abgastrennabschnitt 210 in den Bereich geleitet, der durch den Dosierabschnitt 250 definiert ist. Der Dosierabschnitt 250 leitet das getrennte Abgas zur Injektionsspitze des Dosiermoduls und drängt anschließend das getrennte Abgas durch die Dosieröffnung 256, die durch die Basis 252 des Dosierabschnitts 250 ausgebildet ist. Während der Dosierung des Reduktionsmittels entsteht durch die schnelle Mischung des Abgasstroms und des Reduktionsmittels durch die Dosieröffnung ein vermischter Strom aus Reduktionsmittel und Abgas, der dem injizierten Reduktionsmittel 520 zusätzliche Geschwindigkeit verleihen kann, die Mischung des Abgases und des injizierten Reduktionsmittels durch die Dosieröffnung 520 steigern kann und/oder die Temperatur des injizierten Reduktionsmittels 520 erhöhen kann, um das Verdampfen des injizierten Reduktionsmittels zu erhöhen. Dies führt zu erhöhter Leistung des Nachbehandlungssystems wegen größerer Verdampfung des Reduktionsmittels, verbesserter Mischung und/oder reduziertem Auftreffen des injizierten Reduktionsmittels 520 auf der stromabwärtigen Seitenwand 508 des Abgaskrümmers 500 und/oder der Zersetzungskammer.
Bei einigen Umsetzungsformen können der abgasunterstützte Stromabscheider 200 und der Umlenker 310 gekoppelt und/oder in einem Stück ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Umlenker 310 mit der Basis und/oder der angewinkelten Basis des abgasunterstützten Stromabscheiders 200 verschweißt sein, um vom abgasunterstützten Stromabscheider 200 zu verlaufen. Bei anderen Umsetzungsformen kann der Umlenker 310 als angewinkelte Basis des Abgastrennabschnitts 210 des abgasunterstützten Stromabscheiders 200 eingesetzt werden.
VI. Herstellungsverfahren eines Abgassystem-Krümmers mit einem Abscheider und Umlenker
6 zeigt ein Prozessdiagramm 600 mit der Darstellung eines Prozesses zur Herstellung des Abgaskrümmers aus 5 mit einem Abgassystem mit dem abgasunterstützten Stromabscheider aus 2 und dem Umlenker aus 4. Das Verfahren bezieht das Bereitstellen eines Abgaskrümmers für ein Abgassystem ein (Block 610). Der Abgaskrümmer kann auf im Wesentlichen ähnliche Weise wie der Abgaskrümmer 500 aus 5 und/oder der Abgaskrümmer 270 aus 3 konstruiert sein. Bei einigen Umsetzungsformen kann der Abgaskrümmer eine lagerhaltige Abgaskrümmer-Komponente und/oder ein beliebiger anderer Abgaskrümmer für ein Abgassystem sein.
Der Prozess 600 schließt das Koppeln eines abgasunterstützten Stromabscheiders mit einer stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers ein (Block 620). Der abgasunterstützte Stromabscheider kann auf im Wesentlichen ähnliche Weise wie der abgasunterstützte Stromabscheider 200 aus 2–3 und/oder 5 konstruiert sein. Der abgasunterstützte Stromabscheider kann mit einer stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers über Schweißen, Verschrauben, Klammern, Klemmen usw. von einem oder mehreren Teilen einer Seitenwand 214, 254 des abgasunterstützten Stromabscheiders 200 mit der stromaufwärtigen Seitenwand verbunden sein. Bei anderen Umsetzungsformen kann der abgasunterstützte Stromabscheider mit der Seitenwand des Abgaskrümmers und/oder einer Dosiermodul-Montagevorrichtung geformt und/oder ausgebildet sein.
Der Prozess 600 schließt das Koppeln eines Umlenkers mit einem Teil des abgasunterstützten Stromabscheiders ein (Block 630). Der Umlenker kann auf eine im Wesentlichen ähnliche Weise wie der Umlenker 310 aus 4–5 konstruiert sein. Der Umlenker kann mit dem abgasunterstützten Stromabscheider über Schweißen, Verschrauben, Klammern, Klemmen usw. von einem oder mehreren Teilen des Umlenkers 310 mit dem abgasunterstützten Stromabscheider verbunden sein. Bei anderen Umsetzungsformen kann der Umlenker mit dem abgasunterstützten Stromabscheider geformt und/oder ausgebildet sein, um eine einzelne Komponente zu bilden.
Bei einigen Umsetzungsformen schließt der Prozess 600 das Koppeln eines stromaufwärtigen Endes des Abgaskrümmers mit einem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgassystems ein (Block 640). Das stromaufwärtige Ende des Abgaskrümmers kann mit dem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgassystems über Verschweißen, Verschrauben, Hämmern, Klammern, Klemmen usw. verbunden sein.
Bei einigen Umsetzungsformen schließt der Prozess 600 das Koppeln eines stromabwärtigen Endes des Abgaskrümmers mit einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgassystems ein (Block 650). Das stromabwärtige Ende des Abgaskrümmers kann mit dem stromabwärtigen Abschnitt des Abgassystems über Verschweißen, Verschrauben, Hämmern, Klammern, Klemmen usw. verbunden sein.
Bei einigen Umsetzungsformen schließt der Prozess 600 das Koppeln eines Dosiermoduls mit einem Dosiermodul-Montageabschnitt des Abgaskrümmers ein (Block 660). Das Dosiermodul kann mit dem Dosiermodul-Montageabschnitt des Abgaskrümmers über Verschweißen, Verschrauben, Hämmern, Klammern, Klemmen usw. verbunden sein. Bei einigen Umsetzungsformen ist eine Injektionsspitze des Dosiermoduls mit einer Dosieröffnung des abgasunterstützten Stromabscheiders und/oder einem Abschnitt davon ausgerichtet.
Während diese Spezifikation viele spezifische Details zu Umsetzungsformen enthält, sollen diese nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs von eventuellen Ansprüchen, sondern vielmehr als Beschreibungen von spezifischen Merkmalen besonderer Umsetzungsformen ausgelegt werden. Bestimmte, in dieser Spezifikation im Zusammenhang mit separaten Umsetzungsformen beschriebene Merkmale können auch in einer einzelnen Umsetzungsform kombiniert umgesetzt sein. Dagegen können verschiedene, im Zusammenhang mit einer einzelnen Umsetzungsform beschriebene Merkmale auch in einer Vielzahl von separaten Umsetzungsformen oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt sein. Zudem können, obwohl vorstehend Merkmale so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen fungieren und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Während Vorgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, soll dies dementsprechend als Anforderung verstanden werden, dass derartige Vorgänge in der bestimmten gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden, oder dass sämtliche dargestellten Vorgänge ausgeführt werden, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen soll die in den vorstehenden Umsetzungsformen beschriebene Trennung verschiedener Systemkomponenten nicht als Anforderung dieser Trennung in allen Umsetzungsformen verstanden werden, und es versteht sich, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme generell in einem einzelnen Produkt integriert oder als Paket mehrerer Produkte auf physischen Medien ausgeführt sein können.
Entsprechend der Verwendung hierin sollen die Begriffe „im Wesentlichen” und ähnliche Begriffe eine weitläufige Bedeutung haben, die mit der üblichen akzeptierten Verwendung durch Fachleute auf dem Gebiet harmonisiert, in das der Gegenstand dieser Offenbarung fällt. Fachleute auf diesem Gebiet, die diese Offenbarung überprüfen, sollten verstehen, dass diese Begriffe die Absicht verfolgen, eine Beschreibung bestimmter, beschriebener und beanspruchter Merkmale zu ermöglichen, ohne den Schutzumfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten präzisen, numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als vom Schutzumfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, erfasst betrachtet werden.
Die hierin verwendeten Begriffe „gekoppelt”, „verbunden” und Ähnliches bedeuten die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Komponenten miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Dieses Verbinden kann dadurch erreicht werden, dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten miteinander integral als ein einziger einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten aneinander befestigt sind.
Die hierin verwendeten Begriffe „fluidisch gekoppelt”, „in fluidischer Kommunikation” und Ähnliches bedeuten, dass die beiden Komponenten oder Objekte einen Pfad haben, der zwischen den beiden Komponenten oder Objekten ausgebildet ist, auf dem ein Fluid wie z. B. Wasser, Luft, gasförmiges Reduktionsmittel, gasförmiges Ammoniak usw. entweder mit oder ohne Eingriff von Komponenten oder Objekten strömen kann. Beispiele für Fluidkopplungen oder Konfigurationen zum Ermöglichen einer Fluidverbindung können Rohre, Kanäle oder irgendwelche anderen geeigneten Komponenten zum Ermöglichen des Strömens eines Fluids von einer Komponente zur anderen einschließen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung des in den verschiedenen beispielhaften Umsetzungsformen gezeigten Systems lediglich der Veranschaulichung dienen und keine einschränkende Natur haben. Es wird gewünscht, dass sämtliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes und/oder des Schutzumfangs der beschriebenen Umsetzungsformen liegen, geschützt sind. Es versteht sich, dass einige Merkmale nicht notwendig sind und Umsetzungsformen, denen verschiedene Merkmale fehlen, als vom Schutzumfang der Anmeldung erfasst betrachtet werden, wobei der Schutzumfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Soweit die sprachliche Formulierung „ein Teil/ein Abschnitt” verwendet wird, kann der Gegenstand einen Teil und/oder den gesamten Gegenstand einschließen, sofern nicht spezifisch etwas Anderes angegeben ist.
Bezugszeichenliste

100: Nachbehandlungssystem
102: Dieselpartikelfilter (DPF)
104: Zersetzungskammer
106: SCR-Katalysator
110: Reduktionsmittelzufuhrsystem
112: Dosiermodul
114: Isolator
116: Reduktionsmittelquellen
118: Pumpe
120: Steuereinheit
150: Sensor
190: Abgassystem
200: Stromabscheider
210: Abgastrennabschnitt
212: Basis
214: Seitenwände
250: Dosierabschnitt
252: Basis
254: Seitenwand
256: Dosieröffnung
270: Abgaskrümmer
272: stromaufwärtiger Abschnitt
274: stromaufwärtige Seitenwand
276: stromabwärtiger Abschnitt
278: stromabwärtige Seitenwand
280: Dosiermodul-Montageabschnitt
282: Innenraum
284: erste Richtung
286: Zwischenrichtung
288: zweite Richtung
290: Reduktionsmittel
292: Teil des Abgases
300: Abgaskrümmer
310: Umlenker
320: Achse
500: Abgaskrümmer
502: stromaufwärtiger Abschnitt
504: stromaufwärtige Seitenwand
506: stromabwärtiger Abschnitt
508: stromabwärtige Seitenwand
510: Dosiermodul-Montageabschnitt
512: Innenraum
514: erste Richtung
516: Zwischenrichtung
518: zweite Richtung
520: Reduktionsmittel
522: Teil des Abgases
524: Teil des Abgases
600: Prozessdiagramm
610: Block
620: Block
630: Block
640: Block
650: Block
660: Block

Claims

Abgaskrümmer mit einem Innenraum (512), mit einer stromaufwärtigen Seitenwand (504), die einen stromaufwärtigen Abschnitt (502) des Abgaskrümmers (500) definiert, wobei der stromaufwärtige Abschnitt (502) konfiguriert ist, um von stromaufwärts her strömendes Abgas aufzunehmen, und mit einer stromabwärtigen Seitenwand (508), die einen stromabwärtigen Abschnitte (506) des Abgaskrümmers (500) definiert, gekennzeichnet durch einen Umlenker (310) der mit der stromaufwärtigen Seitenwand (504) des Abgaskrümmers (500) gekoppelt ist, wobei der Umlenker (310) konfiguriert ist, um einen Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt (502) des Abgaskrümmers (500) aufgenommenen Abgases von einem Bereich des Innenraums (512) des Abgaskrümmers (500) weg zu lenken, in den hinein von einem Dosiermodul (112) ein Reduktionsmittel (520) injizierbar ist.
Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenker (310) entweder eine flache Platte oder eine gekrümmte Platte oder ein Leitblech ist, oder dass der Umlenker (310) ein Bogenabschnitt eines Rohrs ist, und/oder dass ein Abschnitt des Umlenkers (310) um den Bereich des Innenraums (512) des Abgaskrümmers (500) herum gekrümmt ist, in den hienein von dem Dosiermodul (112) Reduktionsmittel (520) injizierbar ist.
Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenker (310) in Längsrichtung mit einer vertikal zentrierten Achse (320) des stromabwärtigen Abschnitts (506) des Abgaskrümmers (300) ausgerichtet ist.
Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenker (310) in einem Winkel relativ zu einer vertikal zentrierten Achse (320) des stromabwärtigen Abschnitts (506) des Abgaskrümmer (300) positioniert ist, wobei, vorzugsweise, der Winkel zwischen –45 Grad und +45 Grad relativ zur vertikal zentrierten Achse (320), und/oder zwischen –30 Grad und +30 Grad relativ zur vertikal zentrierten Achse (320), und/oder zwischen –15 Grad und +15 Grad relativ zur vertikal zentrierten Achse (320) beträgt.
Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Umlenker (310) einen Leitflügel umfasst, der konfiguriert ist, um das vom stromaufwärtigen Abschnitt (502) des Abgaskrümmers (500) aufgenommene Abgas aus einer ersten Richtung (514) in eine zweite Richtung (518) umzulenken.
Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein abgasunterstützter Stromabscheider (200), vorgesehen ist, der mit der stromaufwärtigen Seitenwand (504) des Abgaskrümmers (500) gekoppelt ist, wobei der Stromabscheider (200) eine Dosieröffnung (256) umfasst und konfiguriert ist, um einen ersten Teil (522) des vom stromaufwärtigen Abschnitt (502) des Abgaskrümmers (500) aufgenommenen Abgases durch die Dosieröffnung (256) zu leiten, und dass der Umlenker (310) mit dem Stromabscheider (200) gekoppelt und konfiguriert ist, um einen zweiten Teil (524) des vom stromaufwärtigen Abschnitt (502) des Abgaskrümmers (500) aufgenommenen Abgases aus dem Bereich des Innenraums (512) des Abgaskrümmers (500) weg zu lenken, in den hinein von dem Dosiermodul (112) das Reduktionsmittel (520) injiziert wird.
Abgaskrümmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromabscheider (200) eine Vielzahl von Dosieröffnungen aufweist und/oder dass der Stromabscheider (200) konfiguriert ist, um die Geschwindigkeit des injizierten Reduktionsmittels (520) durch den ersten Teil (522) des Abgases zu erhöhen.
Abgaskrümmer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromabscheider (200) einen Dosierabschnitt (250) und einen Abgastrennabschnitt (210) umfasst, wobei der Dosierabschnitt (250) eine Basis (252) mit der Dosieröffnung (256) und einer Seitenwand (254) umfasst, wobei der Abgastrennabschnitt (210) eine angewinkelte Basis (212) umfasst und wobei der Stromabscheider (200) mittels die Seitenwand (254) des Dosierabschnitts (250) mit der stromaufwärtigen Seitenwand (504) des Abgaskrümmers (500) gekoppelt ist, wobei, vorzugsweise, auch der Abgastrennabschnitt (210) eine oder mehrere Seitenwände (214) umfasst und der Stromabscheider (200) auch durch die eine oder mehreren Seitenwände (214) des Abgastrennabschnitts (210) mit der stromaufwärtigen Seitenwand (504) des Abgaskrümmers (500) gekoppelt ist.
Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenker (310) einen Leitflügel umfasst, der konfiguriert ist, um einen dritten Teil (514) des vom stromaufwärtigen Abschnitts (502) des Abgaskrümmers (500) aufgenommenen Abgases aus einer ersten Richtung in eine zweite Richtung umzulenken.
Verfahren, Folgendes umfassend: Bereitstellen eines Abgaskrümmers für ein Abgassystem, wobei der Abgaskrümmer eine stromaufwärtige Seitenwand umfasst, die einen stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert, und eine stromabwärtige Seitenwand, die einen stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers definiert, wobei der stromaufwärtige Abschnitt konfiguriert ist, um strömendes Abgas aufzunehmen, Koppeln eines abgasunterstützten Stromabscheiders mit der stromaufwärtigen Seitenwand des Abgaskrümmers, wobei der Stromabscheider eine Dosieröffnung umfasst und konfiguriert ist, um einen ersten Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommenen Abgases durch die Dosieröffnung zu leiten, und Koppeln eines Umlenkers mit dem Stromabscheider, wobei der Umlenker konfiguriert ist, um einen zweiten Teil des vom stromaufwärtigen Abschnitt des Abgaskrümmers aufgenommenen Abgases aus einem Bereich eines Innenraums des Abgaskrümmers, in den von einem Dosiermodul ein Reduktionsmittel injiziert wird, heraus umzulenken.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner Folgendes umfasst: Koppeln eines stromaufwärtigen Endes des stromaufwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers mit einem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgassystems, und Koppeln eines stromabwärtigen Endes des stromabwärtigen Abschnitts des Abgaskrümmers mit einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgassystems, vorzugsweise weiter umfassend das Koppeln eines Dosiermoduls mit einem Dosiermodul-Montageabschnitt des Abgaskrümmers, wobei, vorzugsweise der Stromabscheider konfiguriert wird, um eine Geschwindigkeit des injizierten Reduktionsmittels mittels des ersten Teils des Abgases zu erhöhen, wobei, vorzugsweise, der Umlenker ein Bogenabschnitt eines Rohrs ist.