DE102016121434B4

DE102016121434B4 - Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016121434B4
Application number: DE102016121434.5A
Authority: DE
Inventors: Johannes Bertenbreiter; Matthias Söngen
Original assignee: MAN Energy Solutions SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: DE102016121434A1

Abstract

Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Behälter (10) zur Aufnahme einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe, insbesondere eines Katalysators und/oder eines Partikelfilters, mit einer zu dem Behälter (10) hinführenden Abgaszuleitung (11) und mit einer von dem Behälter (10) wegführenden Abgasableitung (12), wobei in die Abgaszuleitung (11) und/oder in die Abgasableitung (12) ein Kompensator (13, 14) zum Ausgleich von Angular- und/oder Axial- und/oder Lateral-Bewegungen integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) drehbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine.
Aus der DE 10 2015 002 105 A1 ist ein Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei in einer Abgasleitung, die an einen Behälter des Abgasnachbehandlungssystems angebunden ist, ein Kompensator geschaltet ist. Der Kompensator dient dem Ausgleich von Angular- und/oder Axial- und/oder Lateral-Bewegungen der Abgasleitung, die durch eine Verformungen derselben verursacht werden. Die Verwendung eines Kompensators zum Ausgleich von Angular- und/oder Axial- und/oder Lateral-Bewegungen verfügt über den Nachteil, dass Reaktionskräfte auf den Behälter und/oder auf die Brennkraftmaschine einwirken. Daher müssen nach der Praxis Aufnahmen für den Behälter des Abgasnachbehandlungssystems und Aufnahmen für die Brennkraftmaschine verstärkt ausgeführt werden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist der Behälter drehbar gelagert. Erfindungsgemäß wird die Verwendung eines Kompensators mit einer drehbaren Lagerung des Behälters des Abgasnachbehandlungssystems kombiniert. Hierdurch können Reaktionskräfte, die auf Aufnahmen des Reaktors und der Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik einwirken, reduziert sowie unter Umständen eliminiert vermieden werden. Es ist dann nicht weiter erforderlich, Aufnahmen für den Behälter des Abgasnachbehandlungssystems sowie Aufnahmen für die Brennkraftmaschine verstärkt auszuführen.
Vorzugsweise ist der Behälter in seinem Schwerpunkt drehbar gelagert. Die drehbare Lagerung des Behälters des Abgasnachbehandlungssystems in seinem Schwerpunkt ist besonders bevorzugt, um auf den Behälter und/oder die Brennkraftmaschine wirkende Reaktionskräfte zu vermeiden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Behälter um eine Achse drehbar gelagert, die sich dann, wenn der jeweilige Kompensator weder Angular- noch Axial- noch Lateral-Bewegungen ausgleicht, senkrecht zur jeweiligen Abgasleitung stromaufwärts eines Rohrbogens sowie stromabwärts des Rohrbogens erstreckt. Diese Ausgestaltung ist einfach und erlaubt eine zuverlässige Vermeidung von Reaktionskräften, die nach dem Stand der Technik auf den Behälter des Abgasnachbehandlungssystems sowie auf die Brennkraftmaschine einwirken.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 einen Ausschnitt aus einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine in perspektivischer Ansicht;
2 den Ausschnitt der 1 in Seitenansicht in einem ersten Zustand; und
3 den Ausschnitt der 1 in Seitenansicht in einem zweiten Zustand.

Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine.
1 bis 3 zeigen jeweils unterschiedliche Ansichten eines Ausschnitts aus einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine im Bereich einer Behälters 10 des Abgasnachbehandlungssystems, welcher der Aufnahme einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe wie eines Katalysators und/oder eines Partikelfilters dient. Zu dem Behälter 10 führt eine Abgaszuleitung 11, um der vom Behälter 10 aufgenommenen Abgasnachbehandlungsbaugruppe Abgas zuzuführen. Vom Behälter 10 führt eine Abgasableitung 12 weg, um das Abgas aus dem Behälter 10 abzuführen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist sowohl der Abgaszuleitung 11 als auch der Abgasableitung 12 jeweils ein Kompensator 13, 14 zugeordnet, welcher dem Ausgleich von Angular- und/oder Axial- und/oder Lateral-Bewegungen dient. Die in den 1 bis 3 gezeigten Kompensatoren 13 und 14 können sowohl Angular-Bewegungen als auch Axial-Bewegungen als auch Lateral-Bewegungen kompensieren bzw. ausgleichen, die durch Wärme- und Druckdehnungen der jeweiligen Abgasleitung 11 bzw. 12 verursacht werden.
Gemäß 1 bis 3 greift die jeweilige Abgasleitung 11 bzw. 12 vorzugsweise über einen Rohrbogen 15 bzw. 16 am Behälter 10 an, wobei der jeweilige Rohrbogen 15, 16 eine Strömungsumlenkung des jeweiligen Abgases um insbesondere in etwa 90° bewirkt.
2 zeigt einen Zustand des Abgasnachbehandlungssystems der 1 dann, wenn der jeweilige Kompensator 13, 14 weder Angular- noch Axial- noch Lateral-Bewegungen ausgleicht.
In 2 weist der jeweilige Kompensator 13, 14 eine Länge K1 auf, wobei der jeweilige Rohrbogen 15, 16 in Axialrichtung des jeweiligen Kompensators 13, 14 gesehen eine Länge B1 aufweist und wobei die Längsachse des jeweiligen Kompensators 13, 14 einen Abstand A1 von dem Schwerpunkt 17 des Behälters 10 aufweist.
3 zeigt das Abgasnachbehandlungssystem in einem Zustand, in welchem der jeweilige Kompensator 13 bzw. 14 Angular- und/oder Axial- und/oder Lateral-Bewegungen ausgleicht, nämlich bedingt durch Wärme- und Druckdehnungen der jeweiligen Abgasleitung 11, 12.
In 3 weist der jeweilige Kompensator 13, 14 eine Länge K2 und der jeweilige Rohrbogen 15, 16 in dieser Richtung eine Länge B2 auf. S1 visualisiert eine Lateral-Bewegung und S2 eine Axial-Bewegung der strömungseintrittsseitigen Schnittstelle des jeweiligen Kompensators 13, 14. Das Maß A2 verdeutlicht den Abstand einer strömungsaustrittsseitigen Schnittstelle des jeweiligen Kompensators 13, 14 vom Schwerpunkt 17 des Druckbehälters 10.
Erfindungsgemäß ist der Behälter 10 drehbar gelagert. Vorzugsweise ist der Behälter 10 in seinem Schwerpunkt 17 um eine Achse 18 drehbar gelagert. In 3 ist bedingt durch die Wärme- und/oder Druckdehnung der jeweiligen Abgasleitung 11, 12 bzw. des jeweiligen Kompensators 13, 14 der Behälter 10 um den Drehwinkel α gedreht. Durch diese Drehbewegung des Behälters 10 um seinen Schwerpunkt 17 bzw. um die sich durch den Schwerpunkt 17 erstreckende Achse 18 werden Reaktionskräfte im Bereich des Behälters 10 sowie einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine vermieden, sodass auf verstärkte Strukturen im Bereich des Behälters 10 bzw. der Brennkraftmaschine verzichtet werden kann.
Wie am besten 1 entnommen werden kann, erstreckt sich die Achse 18 des Behälters 10, um die der Behälter 10 drehbar gelagert ist, dann, wenn der jeweilige Kompensator 13, 14 weder Angular- noch Axial- noch Lateral-Bewegungen ausgleicht, sowohl senkrecht zur jeweiligen Abgasleitung 11, 12 stromaufwärts des Rohrbogens 15, 16 sowie stromabwärts des Rohrbogens 15, 16.
Erfindungsgemäß wird demnach ein Kompensator 13, 14, welcher Angular- und Axial- und Lateral-Bewegungen ausgleichen kann, mit einer drehbaren Lagerung des Behälters 10, welche der Aufnahme einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe dient, kombiniert. Laterale Bewegungen und angulare Bewegungen der jeweiligen Abgasleitung 11, 12 werden vom jeweiligen Kompensator 13, 14 ausgeglichen. Eine axiale Bewegung bzw. Verschiebung im Bereich des Kompensators 13, 14 führt zu einer Drehung bzw. Drehbewegung des Behälters 10 um die sich durch seinen Schwerpunkt 17 erstreckende Achse 18.
Die gesamte Anordnung der 1 bis 3 ist nach außen kraftneutral, es müssen demnach keine Reaktionskräfte abgeleitet werden. Somit ist eine leichte und kostengünstige Ausführung der angrenzenden Bauteile sowie der Stützstruktur im Bereich des Behälters 10 sowie der Brennkraftmaschine möglich. Toleranzbedingte Ungenauigkeiten können automatisch mit ausgeglichen werden.
Bezugszeichenliste

10: Behälter
11: Abgaszuleitung
12: Abgasableitung
13: Kompensator
14: Kompensator
15: Rohrbogen
16: Rohrbogen
17: Schwerpunkt
18: Achse

Claims

Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Behälter (10) zur Aufnahme einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe, insbesondere eines Katalysators und/oder eines Partikelfilters, mit einer zu dem Behälter (10) hinführenden Abgaszuleitung (11) und mit einer von dem Behälter (10) wegführenden Abgasableitung (12), wobei in die Abgaszuleitung (11) und/oder in die Abgasableitung (12) ein Kompensator (13, 14) zum Ausgleich von Angular- und/oder Axial- und/oder Lateral-Bewegungen integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) drehbar gelagert ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) in seinem Schwerpunkt (17) drehbar gelagert ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Abgaszuleitung (11) und/oder in die Abgasableitung (12) weiterhin ein Rohrbogen (15, 16) integriert ist.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) um eine Achse (18) drehbar gelagert ist, die sich dann, wenn der jeweilige Kompensator (13, 14) weder Angular- noch Axialnoch Lateral-Bewegungen ausgleicht, senkrecht zur jeweiligen Abgasleitung (11, 12) stromaufwärts des Rohrbogens (15, 16) sowie stromabwärts des Rohrbogens (15, 16) erstreckt.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Achse (18) durch den Schwerpunkt (17) des Behälters (10) erstreckt.