DE102016122624A1 - Reduktionsmittel-mischsystem für eine vorrichtung zur abgasnachbehandlung - Google Patents

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Abstract

Ein Nachbehandlungs-(AN)System für einen Strom der Abgase eines Verbrennungsmotors mit einer ersten AN-Vorrichtung und einer zweiten AN-Vorrichtung in strömungsmäßiger Verbindung mit und positioniert im Abgasstrom stromabwärts nach der ersten AN-Vorrichtung. Das AN-System enthält auch einen Abgasdurchgang für den Transport des Abgasstroms von der ersten AN-Vorrichtung zur zweiten AN-Vorrichtung. Das AN-System enthält zusätzlich eine Einspritzdüse zum Einbringen eines Reduktionsmittels in den Abgasdurchgang. Die zweite AN-Vorrichtung enthält einen Eingangskonus mit einer Spirale, die einen spiralförmigen primären Weg für das Abgas zur zweiten AN-Vorrichtung definiert und so konfiguriert ist, um eine Drallbewegung und Turbulenz im Abgasstrom zu erzeugen. Zudem wird ein Fahrzeug offenbart, das ein derartiges AN-System enthält.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Reduktionsmittel-Mischsystem für eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung (AN) für einen Verbrennungsmotor.
  • HINTERGRUND
  • Verschiedene Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung (AN) wie Partikelfilter und andere Vorrichtungen wurden entwickelt, um Abgasemissionen aus Verbrennungsmotoren wirkungsvoll zu begrenzen. Eine der häufig verwendeten Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung bei einem modernen magerlauffähigen Verbrennungsmotor wie einem Selbstzündermotor ist ein selektiver katalytischer Reduktionsfilter (SCRF).
  • Der SCRF ist so konfiguriert, um Stickoxide (NOX) in zweiatomigen Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) mit Hilfe der NO2 Abgasnachbehandlung von einer anderen Vorrichtung umzuwandeln, typischerweise dem Diesel-Oxidationskatalysator (DOC). Zur effektiven Entfernung von NOX erfordert der SCR-Umwandlungsprozess zudem eine vorgegebene Menge von Ammoniak (NH3) im Abgasstrom.
  • Der SCR-Umwandlungsprozess kann zudem eine gesteuerte oder zugemessene Menge eines Reduktionsmittels erfordern, dass allgemein den Namen „Diesel-Abgas-Fluid“ (DEF) hat, wenn das Reduktionsmittel in Dieselmotoren verwendet wird. Das DEF kann eine wässrige Harnstofflösung sein, die Wasser und Ammoniak enthält.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Nachbehandlungs-(AN)System für einen Abgasstrom von einem Verbrennungsmotor enthält eine erste AN-Vorrichtung und eine zweite AN-Vorrichtung strömungsmäßig verbunden mit und positioniert im Abgasstrom stromabwärts von der ersten AN-Vorrichtung. Das AN-System enthält auch einen Abgasdurchgang für den Transport des Abgasstroms von der ersten AN-Vorrichtung zur zweiten AN-Vorrichtung. Das AN-System enthält zusätzlich eine Einspritzdüse zum Einbringen eines Reduktionsmittels in den Abgasdurchgang. Die zweite AN-Vorrichtung enthält einen Eingangskonus mit einer Spirale, die einen spiralförmigen primären Weg für das Abgas zur zweiten AN-Vorrichtung definiert und so konfiguriert ist, um eine Drallbewegung und Turbulenz im Abgasstrom zu erzeugen.
  • Die Spirale kann mindestens teilweise durch einen Gasstrom-Ablenker innerhalb des Eingangskonus gebildet werden.
  • Der Gasstrom-Ablenker kann so konfiguriert sein, dass er für einen Länge in einem Bereich von 60–300 Grad in den Eingangskonus reicht.
  • Der Abgasstrom-Ablenker kann mindestens eine Öffnung definieren, um einen sekundären Weg für den Abgasstrom durch den Gasstrom-Ablenker zu bieten und so zusätzliche Turbulenz im Abgasstrom zu erzeugen.
  • Das AN-System kann zusätzlich einen Mischer im Abgaskanal stromabwärts der Einspritzdüse enthalten und zum Vermischen des Reduktionsmittels mit dem Abgasstrom konfiguriert sein.
  • Die Einspritzdüse kann 70–150 mm von Mischer entfernt positioniert werden.
  • Der Abgasdurchgang kann eine L-Biegung enthalten, der Mischer kann in einer Ebene rechtwinklig zum Abgasstrom innerhalb des Abgasdurchgangs und die Einspritzdüse kann stromaufwärts vor der L-Biegung positioniert werden, sodass das Reduktionsmittel entlang der Strömung der Abgase und in einem Winkel von 40–90 Grad gegenüber der Ebene des Mischers eingebracht werden kann.
  • Das AN-System kann auch eine Steuerung zur Regelung der Einspritzdüse zum Einbringen des Reduktionsmittels in den Abgasstrom enthalten.
  • Wie offenbart, kann der Verbrennungsmotor ein Selbstzündermotor sein, das Reduktionsmittel kann ein Diesel-Abgas-Fluid (DEF) mit einer wässrigen Lösung von Harnstoff sein, während die erste AN-Vorrichtung ein Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und die zweite AN-Vorrichtung ein selektiver katalytischer Reduktionsfilter (SCRF) sein kann.
  • Die spezifische Konstruktion des zweiten AN und eines Fahrzeugs, welches das zuvor beschriebene AN-System anwendet, sind auch bereitgestellt.
  • Die oben aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform/en und der besten Art/en zum Ausführen der beschriebenen Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor mit einem Abgassystem mit einem Nachbehandlungs-(AN)System mit einer Anzahl von AN-Vorrichtungen zur Reduzierung der Abgasemissionen.
  • 2 ist eine schematische Darstellung des Verbrennungsmotors in Verbindung mit dem Abgassystem mit der Abgasnachbehandlung (AN) wie in 1 gezeigt.
  • 3 ist eine schematische perspektivische teilweise Schnittdarstellung des AN-Systems wie in 1, die eine Einspritzdüse für Reduktionsmittel skizziert und einen Mischer andeutet stromaufwärts von einem Abgasstrom-Ablenker, der eine Spirale in einem Eingangskonus für eine der AN-Vorrichtungen bildet.
  • 4 ist eine schematische perspektivische teilweise Schnittdarstellung des AN-Systems wie in 1, die den Mischer stromaufwärts von dem in 3 gezeigten Abgastrom-Ablenker veranschaulicht.
  • 5 ist eine weitere schematische perspektivische teilweise Schnittdarstellung des AN-Systems gemäß 2–4.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei in mehreren Ansichten gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten verweisen, zeigt 1 eine schematische Ansicht eines Motorfahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Verbrennungsmotor 12, der für den Antrieb des Fahrzeugs über angetriebene Räder 14 ausgelegt ist. Obwohl der Verbrennungsmotor 12 ein Fremdzündungsmotor sein kann, bezieht sich die nachfolgende Offenbarung ausdrücklich auf einen Selbstzündermotor oder Dieselmotor. Wie Fachleute aus diesem Bereich wissen, erfolgt die interne Verbrennung im Dieselmotor 12, wenn eine bestimmte Menge der Umgebungsluftströmung 16 mit einer zugemessenen Menge Dieselkraftstoff 18, der aus einem Kraftstoffbehälter 20 zugeführt wird, gemischt wird und das resultierende Luft-Kraftstoff-Gemisch im Motorzylinder komprimiert wird (nicht abgebildet).
  • Wie dargestellt umfasst der Motor 12 einen Abgaskrümmer 22 und einen Turbolader 24. Dem Turbolader 24 wird durch einen Abgasstrom 26, der nach jeder Verbrennung durch einzelne Motorzylinder 12 über den Abgaskrümmer 22 freigesetzt wird, Energie zugeführt. Der Turbolader 24 ist mit einem Abgaskanal 28A eines Abgassystems 28 verbunden, das den Abgasstrom 26 aufnimmt, und schließlich den Gasstrom an die Umgebung abgibt, typischerweise auf einer Seite oder an der Rückseite des Fahrzeugs 10. Obwohl der Motor 12 dargestellt ist, als sei der Abgaskrümmer 22 an der Motorstruktur befestigt, kann der Motor Abgaskanäle (nicht dargestellt) umfassen, wie sie im Allgemeinen in Abgaskrümmern gebildet sein. In einem solchen Fall können die oberen Kanäle in die Motorstruktur integriert sein, wie zum Anspiel in den Zylinderkopf bzw. die Zylinderköpfe des Motors. Weiterhin, obwohl der Turbolader 24 dargestellt ist, schließt dies nicht aus, dass der Motor 12 ohne eine solche Leistungserhöhungsvorrichtung konfiguriert und betrieben wird.
  • Das Fahrzeug 10 umfasst auch ein Motorabgas-Nachbehandlungs(AN)-System 30. Das AN-System 30 umfasst eine Anzahl von Abgasnachbehandlungs-Vorrichtungen, die methodisch große Kohlenstoffpartikel-Nebenprodukte und Emissionsbestandteile der Motorverbrennung aus dem Abgasstrom 26 entfernen. Wie in 1 und 2 gezeigt, arbeitet das AN-System 30 als Teil des Abgassystems 28. Das AN-System 30 enthält eine erste AN-Vorrichtung 32 eng gekoppelt an den Turbolader 24 und eine zweite AN-Vorrichtung 34 im Abgasstrom stromabwärts und eng gekoppelt zur ersten AN-Vorrichtung. Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „eng gekoppelt“ bezüglich der Anordnung der ersten und zweiten AN-Vorrichtungen 32, 34, dass jede der behandelten Vorrichtungen nahe beieinander angeordnet sind sowie in einem Motorraum 11 des Fahrzeugs 10 für eine große Nähe zum Motor 12. Eine solche Anordnung der ersten und zweiten AN-Vorrichtungen 32, 34 reduziert die Länge des Abgasdurchgangs 28A für den Transport des Abgasstroms 26 von der ersten AN-Vorrichtung 32 zur zweiten AN-Vorrichtung 34. Folglich sorgt eine solche enge Kopplung der ersten und zweiten AN-Vorrichtungen 32, 34 zum Motor 12 für eine kompakte Anordnung, welche die Zeit zur Aktivieren des AN-Systems 30 in der Nachbehandlung des Abgasstromes 26 nach einem Kaltstart des Motors 12 minimiert. Wie gezeigt, kann die erste AN-Vorrichtung 32 ein Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) sein, während die zweite AN-Vorrichtung 34 ein selektiver katalytischer Reduktionsfilter (SCRF) sein kann.
  • Die primäre Funktion des DOC ist die Verringerung von Kohlenmonoxid (CO) und von Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffen (NMHC). Wenn vorhanden, ist der DOC weiterhin zur Erzeugung von Stickstoffdioxid (NO2) konfiguriert, das vom SCRF verwendet werden kann, der entfernt stromabwärts vom DOC angeordnet ist und unten ausführlicher beschrieben wird. Der DOC enthält typischerweise eine Katalysatorsubstanz aus Edelmetallen wie Platin und/oder Palladium, deren Funktion zu den oben genannten Zielen führt. Im Allgemeinen wird der DOC bezüglich der Erzeugung von NO2) bei erhöhten Temperaturen aktiviert und erreicht seine betriebliche Leistungsfähigkeit. Daher kann der DOC, wie in 1 gezeigt, eng gekoppelt zum Turbolader 24 angeordnet sein, um den Verlust von Wärmeenergie aus dem Abgasstrom 26 vor dem Erreichen des DOC zu reduzieren.
  • Das AN-System 30 kann auch eine dritte AN-Vorrichtung 36 enthalten, die ein magerer NOX Abscheider (LNT), ein SCR-Katalysator, ein hinterer Oxidationskatalysator (ROC) oder eine Kombination der vorangehenden Vorrichtungen sein kann. Obwohl in einer separaten Ausführungsform des AN-Systems 30, und wenn die dritte AN-Vorrichtung 36 ein LNT ist, kann der LNT stromaufwärts vom DOC positioniert werden und den Abgasstrom 26 direkt vom Motor 12 aufnehmen. Wie dargestellt, befindet sich der LNT stromabwärts hinter dem SCRF. Typischerweise enthält der LNT eine keramische Honigwaben-Substrat-Struktur mit einer katalysierten Wash-Coat, d. h., vermischt mit aktivem Edelmetall, welches in Kanälen des Substrats angebracht ist. Der LNT ist so konfiguriert, um die als Nebenprodukt der Reaktion von Stickstoff und Sauerstoff in der Luft nach einer Verbrennung enthaltenen Stickoxide oder NOX im vom Motor 12 emittierten Abgasstrom 26 zu verringern. Der LNT entfernt NOX Moleküle aus dem Abgasstrom 26, indem er diese einfängt und intern beim Betrieb des Motors 12 speichert und somit wie ein molekularer Schwamm wirkt.
  • Bei der Ausführungsform, worin die erste AN-Vorrichtung 32 der DOC und die zweite AN-Vorrichtung 34 der SCRF ist, wird der Abgasstrom 26 nach Durchtritt durch den DOC über den Abgasdurchgang 28A zum SCRF geführt. Der SCRF kann ein Einwegfilter sein, welcher Partikelmaterial oder Ruß filtert, oder ein Zweiwegefilter mit einer katalysierten Wash-Coat, der zwei Funktionen ausführt – filtert Partikelmaterial und reduziert NOX. Der SCRF ist so konfiguriert, um Stickoxide (NOX) in zweiatomigen Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) mit Hilfe des durch den DOC 32 erzeugten NO2 zu überführen. Ein SCR-Katalysator kann eine wabenförmige, eine flache oder eine gewellte Geometrie haben. Zur effektiven Entfernung von NOX erfordert der SCR-Wandlungsprozess zudem eine vorgegebene Menge von Ammoniak (NH3) im Abgasstrom 26.
  • Wie in 4 gezeigt, enthält die zweite AN-Vorrichtung 34 einen Katalysatorkörper 38, d. h. einen Filter oder Katalysatorklotz, der den Abgasstrom 26 katalysiert. Die Katalysatorkörper 38 kann sowohl eine wabenförmige, eine flache oder gewellte Geometrie haben, wie das eingangs hinsichtlich der genannten SCRF-Ausführungsform der zweiten AN-Vorrichtung 34 beschrieben wurde. Die zweite AN-Vorrichtung 34 enthält auch ein Gehäuse 40 zum Halten und Abdecken des Katalysatorkörpers 38. Ein Eingangskonus 42 ist mit dem Gehäuse 40 verbunden, um den nicht katalysierten Abgasstrom 26 aufzunehmen und zu sammeln und den nicht katalysierten Abgasstrom zur Filterung zum Katalysatorkörper 38 zu leiten. Die Eingangskonus 42 enthält eine Spirale 44. Die Spirale 44 definiert einen spiralförmigen primären Weg 46A für den Abgasstrom 26 in den Katalysatorkörper 38. Die Spirale 44 ist so konfiguriert, um einen Drall und Turbulenz im Abgasstrom 26 zu erzeugen. Die Spirale 44 kann mindestens teilweise durch einen Gasstrom-Ablenker 48 innerhalb des Eingangskonus 42 gebildet werden. Der Gasstrom-Ablenker 48 und die dadurch gebildete Spirale 44 können sich in den Eingangskonus 42 erstrecken und den spiralförmigen primären Weg 46A für eine vorgegebene Spanne oder einen Winkel θ1 im Bereich von 60–300 Grad definieren.
  • Der Gasstrom-Ablenker 48 kann eine oder mehrere Öffnungen 50 definieren, die einen Nebenpfad 46B für den Abgasstrom 26 durch den Gasstrom-Ablenker bereitstellen. Die sekundäre Weg 46B durch die Öffnung(en) 50 soll zusätzliche Turbulenz im Abgasstrom 26 erzeugen und damit den Abgasstrom gleichmäßiger über den Eingangskonus 42 und die Vorderseite des Katalysatorkörpers 38 in der zweiten AN-Vorrichtung 34 verteilen. Die Eingangskonus 42, der zusammen mit dem Gasstrom-Ablenker 48 die Spirale 44 bildet, kann aus einem hitzebeständigen Material wie rostfreiem Stahl gefertigt sein. Der Gasstrom-Ablenker 48 kann innerhalb des Eingangskonus 42 angeordnet werden, sodass sich ein Querschnitt 44A der Spirale 44 allmählich entlang des spiralförmigen primären Wegs 46A des Abgasstromes 26 zum Katalysatorkörper 38 erweitert. Solch ein sich allmählich ausdehnender Spiralen-Querschnitt 44A kann für eine höhere Abdeckung des Katalysatorkörpers 38 durch den Abgasstrom 26 sorgen, nachdem das Abgas das Gehäuse 40 vom Eingangskonus 42 aus erreicht. Die zweite AN-Vorrichtung 34 enthält auch einen mit dem Gehäuse 40 verbunden Auslasskonus 52, der den katalysierten Abgasstrom 26 von der zweiten AN-Vorrichtung zur Weiterverarbeitung entlang dem Abgassystem 28 sammeln und weitergeben soll. Die obige Struktur des Eingangskonus 42 ist so konfiguriert, um eine gründlichere Durchmischung des Abgasstromes 26 für eine effizientere Nutzung der Katalysatorkörper 38 zu fördern.
  • Wie Fachleute in diesem Bereich wissen, erfordert der oben besprochene SCR-Umwandlungsprozess typisch eine gesteuerte oder zugemessene Menge eines Reduktionsmittels 54 mit einem allgemeinen Namen „Diesel-Abgas-Fluid“ (DEF), wenn das Reduktionsmittel 54 in Dieselmotoren verwendet wird. Solch ein Reduktionsmittel 54 kann eine wässrige Harnstofflösung sein, die Wasser und Ammoniak umfasst. Dementsprechend enthält das AN-System 30 auch eine Einspritzdüse 56 im Abgasdurchgang 28A zwischen der ersten AN-Vorrichtung 32 und der zweiten AN-Vorrichtung 34. Der Einspritzdüse 56 ist so konfiguriert, ein Reduktionsmittel 54 aus einem Vorratsbehälter 57 wie oben beschrieben in den Abgasstrom 26 einzubringen, wie in 1 und 3 gezeigt.
  • Wie zusätzlich in 3 gezeigt, kann das AN-System 30 einen Mischer 58 enthalten. Der Mischer 58 kann ein Mischer vom Drall-Typ sein (dargestellt in 3 und 4)
    oder jede andere Art einer Misch-Vorrichtung, die zum Aufbrechen von Tröpfchen des Reduktionsmittels 54 durch Aufprallen des Abgasstroms 26 stromabwärts von der Einspritzdüse 56 konstruiert ist. Der Mischer 58 kann innerhalb des Abgasdurchgangs 28A stromabwärts von der Einspritzdüse 56 in einer Ebene P positioniert und so konfiguriert werden, um das Reduktionsmittel 54 mit dem Abgasstrom 26 zu mischen. Die Ebene P des Mischers 58 kann senkrecht zur Strömungsrichtung der Abgase 26 innerhalb des Abgasdurchgangs 28A positioniert werden. Wie in 2–5 ersichtlich, enthält der Abgasdurchgang 28A eine L-Biegung 60, um einen kompakten, eng gekoppelten Aufbau für die erste und zweite AN-Vorrichtung 32 und 34 zu erleichtern. Der Einspritzdüse 56 kann stromaufwärts von der L-Biegung 60 positioniert werden, sodass das Reduktionsmittel 54 entlang des Stroms der Abgase 26 und geneigt in einem Winkel θ2 zur Ebene P des Mischers 58 eingebracht wird, wie in 3 gezeigt. Der Winkel θ2 kann im Bereich von 40–90 Grad liegen. Zusätzlich kann die Einspritzdüse 56, wie in 3 gezeigt, in einem vorbestimmten Abstand D vom Mischer 58 positioniert werden, der in einer bestimmten Ausführungsform im Bereich von 70–150 mm liegen kann, um eine entsprechende Abdeckung der Mischer-Oberfläche mit dem Reduktionsmittel 54 zu erleichtern. Insgesamt soll die relative Anordnung von Einspritzdüse 56 und Mischer 58 ein effizienteres Mischen des Reduktionsmittels 54 mit dem Abgasstrom 26 erleichtern.
  • Das AN-System 30 umfasst auch eine Steuerung 62. Die Steuerung 62 kann eine eigenständige Einheit oder Teil einer elektronischen Steuerung (ECU) sein, die den Betrieb des Motors 12 regelt. Die Steuerung 62 ist auf dem Fahrzeug 10 und enthält einen Prozessor und einen gut zugänglichen nichtflüchtigen Speicher. Anweisungen zur Steuerung des Betriebs des AN-Systems 30 sind programmiert oder im Speicher der Steuerung 62 und der Prozessor ist zur Ausführung der Anweisungen aus dem Speicher während des Betriebs des Fahrzeuges 10 konfiguriert. Die Steuerung 62 kann auch zur Regelung der Einspritzdüse 56 zum Einbringen des Reduktionsmittels 54 in den Abgasstrom 26 beim Betrieb des Motors 12 programmiert werden.
  • Insgesamt erleichtert der kompakte, eng gekoppelte Aufbau der ersten und zweiten AN-Vorrichtung 32, 34, ermöglicht durch die relative Position der Einspritzdüse 56, des Mischers 58 und der Spirale 44, den schnellen und effizienten Betrieb des AN-Systems 30 und die Aktivierung des AN-Systems bei Kaltstartbedingungen am Motor 12. Wenn die offenbarte Ausgestaltung der zweiten AN-Vorrichtung 34 für den Einwegfilter SCRF verwendet wird, kann die zweite AN-Vorrichtung eine effizientere Filterung von Partikelmaterial oder Ruß erleichtern. Zum anderen kann im Zweiwegefilter SCRF die Konstruktion der zweiten AN-Vorrichtung 34 als Teil des AN-Systems 30, welches auch die beschriebene Anordnung von Einspritzdüse 56 und Mischer 58 enthält, zusätzlich die effizientere Reduzierung von NOX erleichtern.
  • Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, doch der Umfang der Erfindung ist einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und andere Ausführungen für das Umsetzen der beanspruchten Erfindung detailliert beschrieben wurden, existieren unterschiedliche alternative Designs und Ausführungen, um die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung umzusetzen. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.

Claims (10)

  1. Fahrzeug, Folgendes umfassend: einen Verbrennungsmotor zum Erzeugen eines Stroms von Abgasen als Nebenprodukt der Leistungserzeugung; und ein Abgassystem in Verbindung zum Motor und mit einem Nachbehandlungs-(AN)System für den Strom der Abgase, das AN-System einschließlich: einer ersten AN-Vorrichtung; und einer zweiten AN-Vorrichtung in strömungsmäßiger Verbindung mit und stromabwärts positioniert im Strom der Abgase der ersten AN-Vorrichtung; einem Abgasdurchgang zum Transport des Stroms der Abgase von der ersten AN-Vorrichtung zur zweiten AN-Vorrichtung; und einer Einspritzdüse zur Einbringung eines Reduktionsmittels in den Abgasdurchgang; worin die zweite AN-Vorrichtung einen Eingangskonus mit einer Spirale enthält, die einen spiralförmigen primären Weg für den Strom der Abgase in die zweite AN-Vorrichtung definiert und so konfiguriert ist, um eine Drallbewegung und Turbulenz im Strom der Abgase zu erzeugen.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Spirale mindestens teilweise durch einen Gasstrom-Ablenker gebildet ist, der innerhalb der Eingangskonus angebracht ist.
  3. Das Fahrzeug nach Anspruch 2, worin der Abgas-Stromablenker eine Öffnung definiert, die einen sekundären Weg für den Strom der Abgase durch den Abgas-Stromablenker bereitstellt und so konfiguriert ist, um zusätzliche Turbulenz in dem Abgasstrom zu erzeugen.
  4. Fahrzeug nach Anspruch 1, worin das AN-System zusätzlich eine Mischer enthält, der im Abgasdurchgang stromabwärts nach der Einspritzdüse positioniert ist und das Reduktionsmittel mit dem Abgasstrom mischt.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 1, worin: der Abgasdurchgang eine L-Biegung beinhaltet; der Mischer in einer Ebene rechtwinkelig zum Strom der Abgase innerhalb des Abgasdurchgangs positioniert ist; und die Einspritzdüse vor der L-Biegung angeordnet ist, sodass das Reduktionsmittel entlang des Stroms der Abgase und in einem Winkel von 40–90 Grad gegenüber der Ebene des Mischers eingebracht wird.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner eine Steuerung umfassend zur Regelung der Einspritzdüse zum Einbringen des Reduktionsmittels in den Abgasstrom, worin: der Verbrennungsmotor ein Selbstzündermotor ist; das Reduktionsmittel ein Diesel-Abgas-Fluid (DEF) mit einer wässrigen Lösung von Harnstoff ist; und die erste AN-Vorrichtung ein Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) und die zweite AN-Vorrichtung ein selektiver katalytischer Reduktionsfilter (SCRF) ist.
  7. Nachbehandlungs-(AN)Vorrichtung für einen Abgasstrom in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors, die AN-Vorrichtung umfassend: einen Katalysatorkörper, zur Katalysierung der Abgasströmung; ein Gehäuse, zum Halten und Abdecken des Katalysatorkörpers; einen mit dem Gehäuse verbundenen Eingangskonus, um den nicht katalysierten Strom der Abgase aufzunehmen und den nicht katalysierten Strom der Abgase zum Katalysatorkörper zu leiten, worin der Eingangskonus eine Spirale enthält, die einen spiralförmigen primären Weg für den Strom der Abgase zum Katalysatorkörper definiert und so konfiguriert ist, dass eine Drallbewegung und Turbulenz im Abgasstrom erzeugt wird; und einen mit dem Gehäuse verbundenen Auslasskonus zum Sammeln und Freigeben des katalysierten Stroms der Abgase von der AN-Vorrichtung.
  8. AN-Vorrichtung im Abgasstrom nach Anspruch 7, worin die Spirale mindestens teilweise durch einen Gasstrom-Ablenker innerhalb des Eingangskonus gebildet ist.
  9. AN-Vorrichtung im Abgasstrom nach Anspruch 8, worin der Gasstrom-Ablenker so konfiguriert ist, dass er für einen Bereich von 60–300 Grad innerhalb des Eingangskonus verläuft.
  10. AN-Vorrichtung im Abgasstrom nach Anspruch 8, worin der Abgas-Strahlablenker eine Öffnung definiert, um einen sekundären Weg für den Strom der Abgase durch den Gasstrom-Ablenker bereitzustellen und so eine zusätzliche Turbulenz im Abgasstrom zu erzeugen.
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