DE102019008458B4

DE102019008458B4 - Abgasnachbehandlungssystem

Info

Publication number: DE102019008458B4
Application number: DE102019008458.6A
Authority: DE
Inventors: Christopher Johansson; Daniel Hjortborg; Michal Gramatyka; Fredrik Thelin
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2023-04-27
Anticipated expiration: 2039-12-06
Also published as: DE102019008458A1; SE1851569A1; SE542960C2

Abstract

Abgasnachbehandlungssystem (4), mit:- einem ersten Rohrstück (11) mit einer Reduktionsmittelinjektordüse (17), wobei das erste Rohrstück ein Auslassende (33) hat,- einem zweiten Rohrstück (13), das eine SCR-Katalysatoreinrichtung (23) aufweist, wobei das zweite Rohrstück ein Einlassende (37) hat, und- einem Rohrverbindungsteil (15), das dazu angeordnet ist, eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Rohrstück (11) und dem zweiten Rohrstück (13) herzustellen, wobei das Rohrverbindungsteil (15) umfasst:- eine Halteplatte (25), die eine mit dem Auslassende (33) des ersten Rohrstücks (11) verbundene Einlassöffnung (31) und eine mit dem Einlassende (37) des zweiten Rohrstücks (13) verbundene Auslassöffnung (35) aufweist,- eine Abschlusskappe (27), die sich von der Halteplatte (25) erstreckt und die Einlassöffnung (31) und die Auslassöffnung (35) umgibt, wobei die Abschlusskappe (27) zusammen mit der Halteplatte (25) ein halbgekapseltes inneres Volumen (26) bildet, und- eine perforierte Prallplatte (29), die dazu angeordnet ist, sich von der Halteplatte (25) zu erstrecken, und dazu angeordnet ist, über einen Bereich (A) der Auslassöffnung (35) zu verlaufen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrverbindungsteil und ein ein solches Rohrverbindungsteil aufweisendes Abgasnachbehandlungssystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Rohrverbindungsteil oder Nachbehandlungssystem.
STAND DER TECHNIK
Abgasvorschriften für Kraftfahrzeuge werden zunehmend strenger. Solche Vorschriften legen typischerweise maximale Emissionswerte für eine Reihe von Abgasschadstoffen fest, die Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NO_x) und Partikel (PM) umfassen. Um die Anforderungen der derzeitigen und voraussichtlicher zukünftiger Vorschriften zu erfüllen, müssen Fahrzeuge mit Emissionsverringerungstechniken ausgerüstet sein. Solche für diese Fahrzeuge geeigneten Emissionsverringerungstechniken umfassen Abgasrückführung (EGR), Partikelfilter, Dieseloxidationskatalysatoren (DOC) und selektive katalytische Reduktion (SCR). Jede Technik hat ihre eigenen besonderen Vorteile und Nachteile und kann das Auftreten eines Schadstoffes verstärken, während es das Auftreten eines anderen verringert. Beispielsweise kann EGR NO_x Emissionen reduzieren, verringert jedoch die Kraftstoffeffizienz und steigert Partikel. Deshalb werden üblicherweise eine Reihe von Techniken gemeinsam verwendet, um Emissionsvorschriften einzuhalten.
Selektive katalytische Reduktion (SCR) ist eine wirksame Technik zur Verringerung von Abgasstickoxid (NO_x) Emissionen. Sie beinhaltet das Hinzufügen eines Reduktionsmittels wie z.B. Ammoniak zum Fahrzeugabgasstrom. Mit der Hilfe eines Katalysators reduziert das Reduktionsmittel NOx in dem Abgasstrom zu Stickstoffgas (N₂) und Wasser. Bei technischen Umsetzungen in Kraftfahrzeugen wird eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel verwendet und diese Harnstofflösung wird in dem heißen Abgasstrom thermisch zu Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt.
Da SCR hinter dem Motor als eine Abgasnachbehandlung umgesetzt ist, beeinträchtigt es die Verbrennungsleistung des Motors nicht in derselben Weise wie es beispielsweise EGR tut. Es ist daher wünschenswert, dazu in der Lage zu sein, im Wesentlichen das gesamte NOx aus dem Abgasstrom unter ausschließlicher Verwendung von SCR zu entfernen, ohne die Notwendigkeit für EGR. Dies ist jedoch nicht ohne Schwierigkeiten möglich. Um die Ammoniakmengen zu erzeugen, die zum Reduzieren im Wesentlichen des gesamten NOx erforderlich sind, müssen große Mengen von Harnstofflösung in den Abgasstrom eingespritzt werden. Um eingespritzten Harnstoff verwenden und eine NOx-Emission mit hohem Wirkungsgrad über die SCR reduzieren zu können, ist eine wirksame Verteilung des Reduktionsmittels in dem Abgasstrom entscheidend. Eine ungleichförmige Verteilung kann zur Ablagerung von Harnstoff und Harnstoffnebenprodukten auf Oberflächen stromabwärts der Einspritzstelle führen. Falls das Reduktionsmittel nicht gleichmäßig über den SCR-Katalysator verteilt wird, kann es sein, dass der Katalysator auf den Maximalstrom von Reduktionsmittel ausgelegt werden muss, was bedeutet, dass manche Katalysatoren überdimensioniert sein werden, was unter Umwelt- und Wirtschaftlichkeitsüberlegungen verschwenderisch ist. Alternativ muss Harnstoff im Überschuss eingespritzt werden, um alle Katalysatoren vollständig mit Reduktionsmittel zu versorgen. Dieser Harnstoffüberschuss erfordert dann die Verwendung eines größeren Ammoniakschlupfkatalysators, um Ammoniakemissionen aus dem Auspuff zu verhindern. Es besteht daher ein Wunsch nach Nachbehandlungssystemen, die eine gleichmäßigere Vermischung von Reduktionsmittel in dem Abgasstrom bieten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Reihe von Nachteilen bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zum Erzielen einer guten Vermischung eines Reduktionsmittels in dem Abgasstrom festgestellt. Der Abstand zwischen dem Reduktionsmittelinjektor und der SCR-Katalysatoroberfläche ist ein Hauptfaktor beim Erzielen einer effektiven Vermischung zwischen Reduktionsmittel und dem Abgasstrom in Verbindung mit einem niedrigen Gegendruck. Das Verwenden einer vergrößerten Vermischungslänge zum Erzielen eines hohen Vermischungsgrades bei niedrigem Gegendruck führt jedoch typischerweise zu einer Steigerung der Systemabmessungen, die für viele Anwendungen nicht akzeptierbar oder nicht wünschenswert ist. Um eine kürzere Vermischungslänge für kompakte Installationen wie z.B. Personenkraftwagen einsetzen zu können, werden gewöhnlich Mischeinrichtungen verwendet, die eine Turbulenz oder Wirbel erzeugen. Dennoch ist der Umwandlungswirkungsgrad solcher Systeme typischerweise nur im Bereich von 80%. Solche Lösungen sind deshalb unzureichend zum Erzielen der hohen Umwandlungswirkungsgrade, welche für viele Nutzfahrzeuge notwendig sind, um Emissionsvorschriften zu erfüllen. Darüber hinaus erzeugen die in Nutzfahrzeugen typischerweise verwendeten größeren Motoren große Abgasströme. Große Abgasströme verstärken das Problem einer Gegendrucksteigerung bei eine Art von Mischer verwendenden Lösungen, was zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch führt.
Aus der US 2010/0083643 A1 ist eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei der in einem geraden Abgasrohr ein Oxidationskatalysator, ein NO_x-Reduktionskatalysator und ein weiterer Oxidationskatalysator hintereinander angeordnet sind. Zwischen dem ersten Oxidationskatalysator und dem NO_x-Reduktionskatalysator wird mittels einer Einspritzdüse ein Reduktionsmittel in den durch das Abgasrohr strömenden Abgasstrom eingespritzt. Das eingespritzte Reduktionsmittel erreicht den NO_x-Reduktionskatalysator durch eine konusförmige Hülse, deren erweitertes Ende mit dem NO_x-Reduktionskatalysator verbunden ist und deren verengtes Ende mit einer Reduktionsmittelzerstreuungseinrichtung versehen ist.
Aus der US 2014/0230418 A1 ist eine Anordnung für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung bekannt, bei der eine stromaufwärtige Leitung und eine stromabwärtige Leitung parallel zueinander angeordnet sind. Ein Deckel verbindet ein stromabwärtiges Ende der stromaufwärtigen Leitung mit einem stromaufwärtigen Ende der stromabwärtigen Leitung. Ein mit dem stromabwärtigen Ende der stromaufwärtigen Leitung verbundener Gaseinlass hat eine Mittellinie, die den Gaseinlass in erste und zweite Bereiche aufteilt, welche Abgasen einen gleichen Strömungsquerschnitt zur Verfügung stellen. Ein Prallblech überdeckt mindestens 75% des ersten Bereichs und weniger als 25% des zweiten Bereichs. Das Prallblech und der Deckel sind so ausgeführt, dass ein Teil der Abgase, der durch den ersten Bereich des Abgaseinlasses strömt, in dem Deckel entlang von Strömungslinien fließt, die um das Prallblech herum Umkehrpunkte bilden. Aus der WO 2019/089041 A1 ist eine ähnliche Anordnung bekannt, bei der jedoch jeweils ein Prallblech auf der Gaseinlassseite des Deckels und der Gasauslassseite des Deckels angeordnet sind. Die beiden Prallbleche sind nicht konzentrisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasnachbehandlungssystem bereitzustellen, das eine verbesserte Vermischung eines Reduktionsmittels mit dem Abgasstrom bei niedrigem Gegendruck gewährleistet und das darüber hinaus eine kompakte Bauform hat.
Diese Ziele werden durch ein Abgasnachbehandlungssystem erreicht, das die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Das Abgasnachbehandlungssystem umfasst ein erstes Rohrstück, ein zweites Rohrstück und ein Rohrverbindungsteil.
Das erste Rohrstück hat ein Auslassende und weist eine Reduktionsmittelinjektordüse auf. Das zweite Rohrstück hat ein Einlassende und weist eine SCR-Katalysatoreinrichtung auf. Das Rohrverbindungsteil ist dazu angeordnet, eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Rohrstück und dem zweiten Rohrstück herzustellen. Das Rohrverbindungsteil umfasst eine Halteplatte, eine Abschlusskappe und eine perforierte Prallplatte. Die Halteplatte weist eine mit dem Auslassende des ersten Rohrstücks verbundene Einlassöffnung und eine mit dem Einlassende des zweiten Rohrstücks verbundene Auslassöffnung auf. Die Abschlusskappe erstreckt sich von der Halteplatte und umgibt die Einlassöffnung und die Auslassöffnung. Die Abschlusskappe bildet zusammen mit der Halteplatte ein halbgekapseltes inneres Volumen. Mit halbgekapseltem inneren Volumen ist ein Volumen gemeint, welches vollständig umschlossen wäre, wenn die in der Halteplatte vorhandenen Öffnungen nicht vorhanden wären. Die perforierte Prallplatte ist dazu angeordnet, sich von der Halteplatte zu erstrecken und über einen Bereich der Auslassöffnung zu verlaufen.
Das Vorsehen einer Prallplatte innerhalb der Abschlusskappe vergrößert die von dem Abgasstrom zwischen dem Harnstoffinjektor und dem SCR-Katalysator zurückgelegte Distanz unter gleichzeitiger Beibehaltung eines kompakten Aufbaus. Eine massive Prallplatte würde jedoch den von dem System verursachten Gegendruck aufgrund der scharfen Umlenkung des Abgasstroms beträchtlich erhöhen. Um einen übermäßigen Anstieg des Gegendrucks zu vermeiden, ist es erforderlich, dass die Prallplatte durchlöchert, d.h. perforiert ist. Der größte Teil des Abgasstroms strömt dennoch um die Prallplatte herum in den verlängerten Vermischungsweg. Jedoch schafft die Perforation der Prallplatte ein gewisses Maß an Druckausgleich über die Prallplatte, womit der von dem System verursachte Gegendruck verringert wird. Als ein Nebeneffekt der Perforationen in der Prallplatte werden die die Perforation passierenden Bypassgase mit den Gasen kollidieren, die dem verlängerten Weg folgen, wodurch eine weitere Verbesserung des Vermischens erzielt wird. Die skizzierte Lösung ermöglicht es, die Systemleistung von ungefähr 90% NOx Verringerung auf größer als 95% NOx Verringerung bei minimalem Gegendruckanstieg zu steigern und zugleich die ursprünglichen Systemabmessungen beizubehalten.
Die perforierte Prallplatte kann dazu angeordnet sein, sich von der Halteplatte auf zumindest einem Bereich der Halteplatte zu erstrecken, der sich zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung befindet. Dies kann beispielsweise ein proximaler Umfangsbereich der Auslassöffnung sein, wobei der proximale Umfangsbereich ein Teil des Auslassöffnungsumfangs ist, der der Einlassöffnung am nächsten ist. Die perforierte Prallplatte kann dazu angeordnet sein, sich über einen proximalen Bereich der Auslassöffnung zu erstrecken, wobei der proximale Bereich ein Bereich der Auslassöffnung ist, der der Einlassöffnung am nächsten ist.
Das erste Rohrstück kann eine Vermischungseinrichtung umfassen, die zwischen der Reduktionsmittelinjektordüse und dem Auslassende angeordnet ist. Dies ergibt einen rotierenden Strom von Abgasen vor Erreichen der Prallplatte und kann die durch das System erzielte Vermischung weiter verbessern.
Das erste Rohrstück umfasst ein Reduktionsmittelverdampfungselement, das zwischen der Reduktionsmittelinjektordüse und dem Auslassende angeordnet ist. Dies erleichtert eine Verdampfung und Zersetzung des durch die Düse injizierten Harnstoffs und kann dabei helfen, einen Aufbau von Harnstoffablagerungen in dem ersten Rohr zu verhindern.
Das erste Rohrstück kann einen an dem Auslassende angeordneten, strömungsleitenden Flügel aufweisen. Ein solcher Flügel kann zusammen mit dem Rohrverbindungsteil dabei helfen, einen drehenden Abgasstrom in einen laminareren Abgasstrom umzuwandeln.
Das erste Rohrstück und das zweite Rohrstück können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Somit nutzt das System den für die Rohre zur Verfügung stehenden Raum effektiv.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Ziele der Erfindung durch ein Rohrverbindungsteil gemäß dem Patentanspruch 5 erreicht. Es sei bemerkt, dass jegliche im Folgenden in Verbindung mit dem Rohrverbindungsteil an sich beschriebenen Merkmale oder Vorteile gleichermaßen auf das in dem Abgasnachbehandlungssystem installierte Rohrverbindungsteil gelten, wie vorstehend beschrieben.
Das Rohrverbindungsteil umfasst eine Halteplatte, eine Abschlusskappe und eine perforierte Prallplatte. Die Halteplatte hat eine Einlassöffnung, die dazu angeordnet ist, mit einem ersten Rohrstück verbindbar zu sein, und eine Auslassöffnung, die dazu angeordnet ist, mit einem zweiten Rohrstück verbindbar zu sein. Die Abschlusskappe erstreckt sich von der Halteplatte und umgibt die Einlassöffnung und die Auslassöffnung. Die Abschlusskappe bildet zusammen mit der Halteplatte ein halbgekapseltes inneres Volumen. Mit halbgekapseltem inneren Volumen ist ein Volumen gemeint, das vollständig umschlossen wäre, wenn die in der Halteplatte vorhandenen Öffnungen nicht vorhanden wären. Die perforierte Prallplatte ist dazu angeordnet, sich von der Halteplatte zu erstrecken und über einen Bereich der Auslassöffnung zu verlaufen.
Die Vorteile einer Verwendung eines solchen Rohrverbindungsteils sind oben beschrieben.
Die perforierte Prallplatte kann dazu angeordnet sein, sich von der Halteplatte zumindest auf einem Teil der Halteplatte zu erstrecken, der sich zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung befindet. Dies kann beispielsweise ein proximaler Umfangsabschnitt der Auslassöffnung sein, wobei der proximale Umfangsabschnitt ein Teil des Auslassöffnungsumfangs ist, der der Einlassöffnung am nächsten ist. Die perforierte Prallplatte kann dazu angeordnet sein, sich über einen proximalen Bereich der Auslassöffnung zu erstrecken, wobei der proximale Bereich ein Bereich der Auslassöffnung ist, der der Einlassöffnung am nächsten ist.
Die Halteplatte kann planar sein. Dies erleichtert ein Herstellen des Rohrverbindungsteils, da Blech oder plattenförmiges Metall allgemein verfügbar ist, was die Herstellungskosten des Verbindungsteils verringert.
Die perforierte Prallplatte kann einen Rand aufweisen, der dazu angeordnet ist, sich von der Halteplatte im Wesentlichen auswärts zu erstrecken, und einen planaren Bereich, der dazu angeordnet ist, sich im Wesentlichen parallel zur Halteplatte zu erstrecken. Dies hilft zu gewährleisten, dass die innerhalb des inneren Volumens des Rohrverbindungsteils erzeugten Strömungskanäle ausreichend dimensioniert sind, um eine gute Vermischung bei geringem Gegendruck zu bieten.
Mit „im Wesentlichen parallel zur Halteplatte“ ist ein Winkel von 30° oder weniger bezüglich der Ebene der Halteplatte gemeint. Beispielsweise kann der planare Teil sich unter einem Winkel θ relativ zur Halteplatte erstrecken, wobei θ von ungefähr 0° bis ungefähr 30° reicht, vorzugsweise von ungefähr 0° bis ungefähr 20°, beispielsweise ungefähr 5°. Eine leicht gewinkelte Prallplatte hilft beim Umwandeln eines drehenden Gasstroms in einen laminareren Strom und hilft somit beim Verhindern eines Druckverlustes über das Rohrverbindungsteil.
Der Rand der perforierten Prallplatte kann lochfrei sein, d.h. ohne Öffnungen. Dies hindert Abgas daran, den kürzesten Weg zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung zu nehmen und hilft beim Umleiten des Großteils des Abgases um die perforierte Prallplatte. Der planare Teil der perforierten Prallplatte kann durchlöchert sein, um einen ausreichenden Druckausgleich über die Prallplatte zu gewährleisten.
Das innere Volumen hat eine maximale Höhe h und der planare Teil der perforierten Prallplatte ist in zumindest einem Abstand d von der Auslassöffnung angeordnet. Das Verhältnis h:d kann von ungefähr 10:1 bis ungefähr 1,5:1 betragen. Dies gewährleistet eine ausreichende Dimensionierung der Strömungskanäle, welche durch das Aufteilen des Innenvolumens mit der perforierten Prallplatte gebildet werden.
Die perforierte Prallplatte kann eine Freifläche von ungefähr 10% bis ungefähr 70% aufweisen, vorzugsweise von ungefähr 20% bis ungefähr 50%, beispielsweise ungefähr 35%. Dies gewährleistet einen geeigneten Druckausgleich über die Prallplatte und hilft somit beim Verringern eines Gegendrucks und stellt zugleich sicher, dass ein beträchtlicher Anteil der Abgase den verlängerten Weg um die Prallplatte nimmt. In manchen Fällen, in denen Kraftstoffverbrauch und Gegendruck keinen wesentlichen Belang darstellen, könnte die Prallplatte lochfrei sein. Eine lochfreie Prallplatte würde immer noch zu einer verbesserten Vermischung in den verwendeten kompakten Raum führen, jedoch auf Kosten eines beträchtlichen Gegendruckanstiegs.
Die perforierte Prallplatte kann von ungefähr 30% bis ungefähr 90% einer Gesamtfläche der Auslassöffnung abdecken, vorzugsweise von ungefähr 50% bis ungefähr 80%, beispielsweise ungefähr 70%. Dies hilft beim Sicherstellen einer ausreichenden Verlängerung des Abgasstromweges, um eine verbesserte Vermischung zu bieten.
Die distale Kante der perforierten Prallplatte kann im Wesentlichen geradlinig sein. Diese geradlinige Kante kann dazu angeordnet sein, im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Linie zu verlaufen, die sich zwischen dem Zentrum der Einlassöffnung und dem Zentrum der Auslassöffnung erstreckt.
Das Rohrverbindungsteil kann ferner einen strömungsleitenden Flügel aufweisen. Der Flügel kann auf einem Innenwandabschnitt der Abschlusskappe angeordnet sein, der die Einlassöffnung bedeckt. Ein solcher strömungsleitender Flügel hilft beim Umwandeln eines drehenden Stroms in einen laminareren Strom und hilft somit dabei, die Erzeugung von Gegendruck durch das Rohrverbindungsteil zu vermeiden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Ziele der Erfindung durch ein Fahrzeug erreicht, welches ein Abgasnachbehandlungssystem oder ein Rohrverbindungsteil wie in den anhängenden Ansprüchen beschrieben aufweist.
Weitere Ziele, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der folgenden genauen Beschreibung ersichtlich werden.
Figurenliste
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und weitere Ziele und Vorteile derselben sollte die untenstehende genaue Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, in denen dieselben Bezugszeichen ähnliche Gegenstände in den verschiedenen Darstellungen bezeichnen und in denen:

1 schematisch ein Fahrzeug mit einem Abgasnachbehandlungssystem darstellt;
2 schematisch eine Querschnittsansicht eines Abgasnachbehandlungssystems zeigt;
3 schematisch eine Querschnittsansicht eines Abgasnachbehandlungssystems mit einem einzelnen strömungsleitenden Flügel zeigt;
4 schematisch eine Querschnittsansicht eines Abgasnachbehandlungssystems mit zwei strömungsleitenden Flügeln zeigt;
5 schematisch eine Querschnittsansicht eines Rohrverbindungsteils zeigt;
6 schematisch eine geschnittene räumliche Ansicht eines oberen Teils des Abgasnachbehandlungssystems zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes Abgasnachbehandlungssystem und ein Rohrverbindungsteil, welches das Vorsehen eines solchen Systems erleichtert. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis der Erfinder, dass eine in der Abschlusskappe des Rohrverbindungsteils angeordnete, perforierte Prallplatte den Strömungsweg der Abgase beträchtlich verlängern kann, ohne einen damit einhergehenden spürbaren Gegendruckanstieg.
Das Abgasnachbehandlungssystem umfasst ein erstes Rohrstück, ein zweites Rohrstück und ein Rohrverbindungsteil. Stromaufwärts und stromabwärts betrifft jeweils Stellen in dem Abgasnachbehandlungssystem unter Bezugnahme auf die typische Richtung eines Abgasstroms aus dem Motor zum Abgasendrohr. Ein Bauteil wird als stromaufwärts bezüglich eines anderen bezeichnet, wenn es in dem Abgassystem näher am Motor angeordnet ist, wohingegen es als stromabwärts bezeichnet wird, wenn es in dem Abgassystem dem Abgasendrohr näher ist.
Das erste Rohrstück enthält eine Reduktionsmittelinjektordüse zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in den Abgasstrom in eine stromaufwärtige oder Querrichtung. Das Reduktionsmittel ist vorzugsweise Dieselabgasfluid, welches eine Lösung von Harnstoff in Wasser enthält, entsprechend der Vorschrift AUS 32 der ISO 22241. Die Reduktionsmittelinjektordüse kann dazu angeordnet sein, Reduktionsmittel solchermaßen einzuspritzen, dass eine Mittelachse des Sprühkegels mit der Mittelachse des Auspuffrohrs zusammenfällt, d.h. längs der Länge des Rohrs einzuspritzen. Jedoch kann die Einspritzdüse alternativ an einer Wand des ersten Rohrstücks angeordnet sein und dazu angeordnet sein, unter einem Winkel relativ zur Mittelachse des Rohrs zu sprühen. Der Reduktionsmittelinjektor kann von jeder im Stand der Technik bekannten Art sein, wie beispielsweise luftunterstützte (z.B. jetspray) Injektoren oder reine Flüssigkeits- (d.h. luftlose) Injektoren.
Innerhalb des ersten Rohrstücks kann ein Verdampferelement vorhanden sein, um beim Verdampfen und Zersetzen von Harnstoff in Ammoniak zu helfen. Das Verdampferelement kann eine Oberfläche sein, die dazu angeordnet ist, einen Anteil des in das erste Rohrstück eingespritzten Harnstoffs zu empfangen. Ist beispielsweise der Injektor dazu angeordnet, im Wesentlichen entlang der Mittelachse des Rohrs zu sprühen, kann das Verdampferelement ein Rohr sein, welches dazu angeordnet ist, einen Umfangsanteil des Sprühkegels auf seiner Oberfläche zu empfangen. Falls der Injektor alternativ unter einem Winkel zur Mittelachse des Rohrs einspritzt, kann das Verdampferelement eine Platte sein, die dazu angeordnet ist, jeglichen Harnstoffnebel zu empfangen, der nicht rasch vom Abgasstrom mitgerissen wird. Die Wände des Verdampferelements können durchgehend, d.h. massiv sein, oder sie können durchlöchert sein, z.B. ein Gitter oder perforiertes Blech. Das Verdampferelement besteht vorzugsweise aus einem Material mit guten Wärmeübertragungseigenschaften, beispielsweise ein Metallblech oder Metallgitter.
In dem ersten Rohrstück kann eine Vermischungseinrichtung angeordnet sein, um beim Vermischen des Reduktionsmittels mit dem Abgasstrom zu helfen. Es sei jedoch bemerkt, dass die vorliegende Erfindung in manchen Fällen das Erfordernis eines Mischers umgeht und ein Mischer deshalb nicht erforderlich sein kann. Geeignete Mischer sind im Stand der Technik bekannt und umfassen unter anderem propellerartige, korkenzieherartige und spiralartige Einrichtungen, welche in dem Abgasstrom eine Rotation induzieren. Abhängig von dem Mixeraufbau kann er stromaufwärts, stromabwärts oder im Wesentlichen auf Höhe der Injektordüse angeordnet sein.
Das erste Rohrstück kann beispielsweise eine Einspritzdüse, die dazu angeordnet ist, Reduktionsmittel entlang der Mittelachse des Rohrstücks einzuspritzen, eine auf Höhe der Einspritzdüse angeordnete, propellerartige Vermischungseinrichtung und ein rohrförmiges Verdampferelement aufweisen, welches koaxial zum ersten Rohrstück angeordnet ist.
Das zweite Rohrstück umfasst die SCR-Katalysatoreinrichtung. Die SCR-Katalysatoreinrichtung kann von jeder im Stand der Technik bekannter Art sein. Mit SCR-Katalysatoreinrichtung ist eine Einrichtung gemeint, welche einen Katalysator enthält, der dazu in der Lage ist, die Reduktion von NOx zu N₂ unter Verwendung des Reduktionsmittels zu katalysieren. Die SCR-Katalysatoreinrichtung kann ein dedizierter SCR-Katalysator sein oder sie kann eine Einrichtung sein, welche die Funktion eines SCR-Katalysators mit einer anderen Funktion kombiniert. Beispielsweise kann die SCR-Einrichtung ein SCR-katalysierter Dieselpartikelfilter (SDPF) sein. Die SCR-Einrichtung kann mehrere parallel oder in Reihe angeordnete SCR-Katalysatoren aufweisen. Das zweite Rohrstück kann einen Ammoniakschlupfkatalysator aufweisen, der stromabwärts (d.h. auf der Auslassseite) des SCR-Katalysators angeordnet ist. Das zweite Rohrstück kann ferner weitere Bauteile wie beispielsweise Druck-, NOx- oder Temperatursensoren aufweisen. Das zweite Rohrstück kann typischerweise einen größeren Durchmesser als das erste Rohrstück haben.
Das Rohrverbindungsteil ist dazu angeordnet, eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Rohrstück und dem zweiten Rohrstück bereitzustellen, so dass der Abgasstrom aus dem ersten Rohrstück austreten und durch das Rohrverbindungsteil in das zweite Rohrstück hineinfließen kann. Das Rohrverbindungsteil weist eine Halteplatte, eine Abschlusskappe und eine perforierte Prallplatte auf.
Die Halteplatte hat eine mit dem Auslassende des ersten Rohrstücks verbundene Einlassöffnung und eine mit dem Einlassende des zweiten Rohrstücks verbundene Auslassöffnung. Die Öffnungen und zugehörigen Enden der Rohrstücke können spanend bearbeitet oder auf jegliche Weise gebildet sein, die eine Verbindung des Rohrstücks mit der Öffnung ermöglicht. Beispielsweise kann jede Öffnung spanend bearbeitet sein, um eine Ausnehmung zu bilden, in die das zugehörige Ende des Rohrstücks passt, jede Öffnung und jedes Rohrende kann mit einem Gewinde versehen sein, das Rohrstück kann mit einem Flansch versehen sein, der durch Schweißen an der Unterseite der Platte befestigt werden kann, oder das Rohrstück und die Halteplatte können einfach miteinander verschweißt sein. Die Halteplatte kann vorzugsweise aus Blech oder plattenförmigem Metall bestehen, welches spanend in Form gebracht wird und daher vorzugsweise planar ist. Die Einlassöffnung kann kleiner sein als die Auslassöffnung. Beispielsweise kann der Durchmesser der Einlassöffnung ungefähr gleich dem Radius der Auslassöffnung sein. Die relativen Durchmesser des ersten Rohrstücks und des zweiten Rohrstücks korrespondieren offensichtlich mit der Größe der Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung.
Die Abschlusskappe erstreckt sich von der Halteplatte und umkreist, d.h. umgibt die Einlassöffnung und die Auslassöffnung, d.h. die Abschlusskappe bildet einen Deckel oder Dom über den Einlass- und Auslassöffnungen zusammen. Damit bildet die Abschlusskappe zusammen mit der Halteplatte ein halbgekapseltes inneres Volumen. Mit halbgekapseltem inneren Volumen ist ein Volumen gemeint, welches vollständig umschlossen wäre, wenn die in der Halteplatte vorhandenen Öffnungen nicht vorhanden wären. Dieses innere Volumen stellt ein umschlossenes Volumen bereit, welches das Abgas beim Strömen vom ersten Rohrstück zum zweiten Rohrstück passieren kann. Die Wände der Abschlusskappe können sich von der Halteplatte im Wesentlichen auswärts erstrecken. Mit „im Wesentlichen auswärts von der Halteplatte“ ist ein Winkel von mehr als 45° relativ zur Ebene der Halteplatte gemeint, beispielsweise ein Winkel größer als 60°, größer als 75° oder ungefähr 90° bezüglich der Ebene der Halteplatte.
Die Wände der Abschlusskappe gehen in ein Dach der Abschlusskappe über. Dieser Übergang kann abrupt sein, d.h. das Dach kann bei Betrachtung von der Seite rechtwinklig zu den Wänden erscheinen, der Übergang kann sanft sein, so dass bei Betrachtung von der Seite die Wände und das Dach einem durchgehenden Bogen ähneln, oder der Übergang kann irgendwo dazwischen sein, so dass der zwischen den Wänden und dem Dach gebildete Winkel etwas abgerundet ist. Die Höhe h des inneren Volumens, gemessen normal zur Ebene der Halteplatte, kann im Wesentlichen über nahezu die gesamte von der Abschlusskappe abgedeckte Fläche konstant sein oder kann variieren, abnehmend mit einer Annäherung an die Wände der Abschlusskappe. Die Höhe h an ihrem Maximum kann beispielsweise von ungefähr ½ bis ungefähr zwei Mal der Radius der Einlassöffnung sein. Die Abschlusskappe ist an der Halteplatte auf jegliche im Stand der Technik bekannte Weise befestigt, beispielsweise durch Schweißen.
Die perforierte Prallplatte ist dazu angeordnet, sich von der Halteplatte zu erstrecken und über einen Bereich der Auslassöffnung zu verlaufen. Die perforierte Prallplatte kann dazu angeordnet sein, sich von der Halteplatte an einem Teil der Halteplatte zu erstrecken, der sich zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung befindet, und somit den direktesten Strömungsweg zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung blockierend. Zum Beispiel kann die perforierte Prallplatte an einem proximalen Umfangsbereich der Auslassöffnung angeordnet sein, d.h. einem Bereich des Auslassöffnungsumfangs, der der Einlassöffnung am nächsten ist. Dieser Bereich kann begrifflich als an einer Stelle des Umfangs der Auslassöffnung entspringend verstanden werden, der an der Kreuzung des Umfangs mit einer die Mittelpunkte der Einlassöffnung und der Auslassöffnung verbindenden geraden Linie liegt. Der Umfangsbereich entspringt an dieser Stelle und verläuft gleichermaßen in beiden Richtungen um den Umfang der Auslassöffnung über die gewünschte Erstreckung. Die perforierte Prallplatte erstreckt sich über einen Bereich der Auslassöffnung. Weil die perforierte Prallplatte an einem Teil der Halteplatte entspringt, der zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet ist, kann die perforierte Prallplatte über einen proximalen Bereich der Auslassöffnung verlaufen, wobei der proximale Bereich ein Bereich der Auslassöffnung ist, der der Einlassöffnung am nächsten ist.
Die distale Kante der perforierten Prallplatte, d.h. die Kante, die nicht in Berührung mit der Halteplatte ist oder nicht im Wesentlichen entlang des Umfangs der AuslassÖffnung verläuft, kann geradlinig oder gekrümmt sein. Beispielsweise kann sie eine gerade Linie sein, die von oben gesehen einer Sehne der Auslassöffnung ähnelt, oder sie kann einem Bogen eines Kreises ähneln, der das Zentrum der Einlassöffnung als seinen Mittelpunkt hat.
Die perforierte Prallplatte kann einen Rand aufweisen, der sich von der Halteplatte im Wesentlichen auswärts erstreckt. Mit „im Wesentlichen auswärts von der Halteplatte“ ist ein Winkel von mehr als 45° bezüglich der Ebene der Halteplatte gemeint, beispielsweise ein Winkel größer als 60°, größer als 75° oder ungefähr 90° bezüglich der Ebene der Halteplatte. Der Rand kann in einen planaren Bereich der Prallplatte übergehen, der sich über die Auslassöffnung erstreckt und im Wesentlichen parallel zur Halteplatte angeordnet ist. Mit „im Wesentlichen parallel zur Halteplatte“ ist ein Winkel von weniger als 30° bezüglich der Ebene der Halteplatte gemeint, beispielsweise ein Winkel von weniger als 20°, jedoch größer als oder gleich 0°, beispielsweise ungefähr 5° bezüglich der Ebene der Halteplatte. Vorzugsweise ist der planare Bereich der Prallplatte bezüglich der Halteplatte leicht gewinkelt, um einen Übergang von einem drehenden Abgasstrom in einen laminareren Abgasstrom zu erleichtern.
Der Rand fungiert als ein Abstandshalter, welcher den Abstand d zwischen der Halteplatte und dem planaren Bereich der Prallplatte festlegt, gemessen normal zur Ebene der Halteplatte. Der Abstand d kann entlang des gesamten planaren Teils der Prallplatte konstant sein oder kann variieren, abhängig davon, ob der planare Teil der Prallplatte bezüglich der Halteplatte parallel oder etwas gewinkelt angeordnet ist. Das Verhältnis der maximalen Höhe h des inneren Volumens verglichen mit dem Abstand d am nächsten Punkt des planaren Teils der Prallplatte zur Halteplatte beträgt vorzugsweise von ungefähr 10:1 bis ungefähr 1,5:1.
Der Rand der Prallplatte ist vorzugsweise massiv, d.h. ohne Perforationen, um zu verhindern, dass der Abgasstrom den kürzestmöglichen Weg zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung nimmt. Der planare Teil der Prallplatte ist perforiert, d.h. er weist eine Vielzahl kleiner Löcher auf. Die Löcher können alle dieselbe Größe haben oder können in ihrer Größe variieren. Beispielsweise können die Löcher alle denselben Durchmesser von ungefähr 2mm bis ungefähr 8 mm haben. Ein optionaler Übergangsbereich der Prallplatte, der zwischen dem Rand und dem planaren Teil angeordnet ist, kann massiv sein, d.h. lochfrei, oder kann perforiert sein. Die Freifläche der Prallplatte, d.h. das Flächenverhältnis von Löchern zu Fläche, kann von ungefähr 10% bis ungefähr 70%, vorzugsweise von ungefähr 20% bis ungefähr 50% betragen, beispielsweise ungefähr 35%. Die Prallplatte kann beispielsweise aus perforiertem Metallblech oder Metallgewebe gebildet sein.
Die Prallplatte ist an der Halteplatte entweder unmittelbar oder mittelbar befestigt. Beispielsweise kann ein die gesamte Fläche der Auslassöffnung abdeckendes perforiertes Blech oder Gewebe an der Halteplatte befestigt sein und die Prallplatte kann an diesem Blech oder Gewebe befestigt sein. Jedes geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise Schweißen, kann verwendet werden.
Das Abgasnachbehandlungssystem kann einen oder mehrere strömungsleitende Flügel aufweisen, beispielsweise einen, zwei oder drei solcher Flügel. Diese Flügel können dabei helfen, einen drehenden oder turbulenten Abgasstrom in einen laminareren Strom durch das Rohrverbindungsteil zu wandeln und somit einen durch das Rohrverbindungsteil verursachten Gegendruck verringern. Sie können auch beim Vermischen ammoniakreicher Volumen des Abgasstroms mit ammoniakarmen Volumen helfen. Beispielsweise kann ein Deckelflügel am Dach der Abschlusskappe angeordnet sein. Der Flügel kann zum Beispiel oberhalb der Einlassöffnung angeordnet sein, gesehen normal zur Ebene der Halteplatte. Alternativ oder zusätzlich kann ein Rohrflügel am Auslassende des ersten Rohrstücks angeordnet sein. Diese Flügel können aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, wie beispielsweise Metallblech oder -platte, und können an der betreffenden Oberfläche mittels jeglicher bekannter Befestigungseinrichtung fixiert werden.
Die Halteplatte, Abschlusskappe, Prallplatte und strömungsleitenden Flügel sind vorstehend als als separate Teile hergestellt beschrieben worden, bevor sie mittels Fixierungen wie beispielsweise Schweißen zusammengebaut werden. Es ist jedoch ebenso praktikabel, dass zwei oder mehrere dieser Bauteile, beispielsweise die Halteplatte zusammen mit der Abschlusskappe, oder die Halteplatte zusammen mit der Prallplatte, oder sogar alle diese Bauteile als ein einziges Stück hergestellt sind. Beispielsweise können zwei oder mehr der Bauteile durch Gießformen oder additive Herstellungstechniken als ein einziges Stück hergestellt werden.
Die Erfindung wird nunmehr genauer unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen und die Figuren beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hierin erläuterten und/oder in den Figuren gezeigten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der anhängenden Ansprüche variiert werden. Ferner sollen die Figuren nicht als maßstabsgerecht betrachtet werden, da einige Merkmale übertrieben dargestellt sein können, um bestimmte Merkmale deutlicher darzustellen.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Fahrzeug 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 und ein in einer Abgasleitung 10 angeordnetes Abgasnachbehandlungssystem 4. Die Abgasleitung 10 führt Abgase aus dem Motor 2 durch das Abgasnachbehandlungssystem 4 und weiter, um die behandelten Abgase auszustoßen. Das Fahrzeug 1 kann ein Schwerlastfahrzeug sein, z.B. ein Lastwagen wie vorliegend dargestellt, eine Zugmaschine, oder ein Bus. Das Fahrzeug 1 kann alternativ ein Personenkraftwagen sein. Das Fahrzeug kann ein Hybridfahrzeug mit einer elektrischen Maschine (nicht dargestellt) zusätzlich zum Verbrennungsmotor 2 sein. Das Fahrzeug kann alternativ ein Seefahrzeug sein, beispielsweise ein Schiff. Die Erfindung kann auch zur Abgasnachbehandlung nicht fahrzeuggebundener Motorsysteme verwendet werden, beispielsweise bei Generatoren.
2 zeigt schematisch ein Abgasnachbehandlungssystem 4 in einer Querschnittsansicht. Das System 4 weist ein erstes Rohrstück 11, ein zweites Rohrstück 13 und ein Rohrverbindungsteil 15 auf. Das erste Rohrstück 11 umfasst eine Reduktionsmittelinjektordüse 17 und einen auf Höhe der Injektordüse angeordneten Mischer 19 (hier als ein propellerartiger Mischer dargestellt). Ein Verdampferrohr 21 ist innerhalb des ersten Rohrstücks 11 angeordnet, um einen Sprühnebel von der Injektordüse 17 zu erhalten. Das zweite Rohrstück 13 enthält einen SCR-Katalysator 23. Das Rohrverbindungsteil 15 umfasst eine Halteplatte 25, eine Abschlusskappe 27 und eine perforierte Prallplatte 29. Die Halteplatte 25 hat eine mit dem Auslassende 33 des ersten Rohrstücks 11 verbundene Einlassöffnung 31 und eine mit dem Einlassende 37 des zweiten Rohrstücks 13 verbundene Auslassöffnung 35. Die Halteplatte 25 bildet zusammen mit der Abschlusskappe 27 ein halbgekapseltes inneres Volumen 26 innerhalb des Rohrverbindungsteils 15.
Mittels der Düse 17 wird dem durch das erste Rohrstück 11 strömenden Abgas ein Reduktionsmittel hinzugefügt. Der Mischer 19 induziert eine Rotationsströmung des Abgases, um ein Vermischen des Reduktionsmittels in dem Abgas zu erleichtern. Das Verdampferrohr 21 hilft beim Verdampfen und Zersetzen des eingespritzten Reduktionsmittels. Nach Eintreten in das Rohrverbindungsteil wird der Abgasstrom hauptsächlich um die Prallplatte 29 herum und weiter in das zweite Rohrstück 13 geleitet, wo es in den SCR-Katalysator 23 eintritt. Es ist zu erkennen, dass das Vorhandensein der Prallplatte 29 den Strömungsweg des Abgasstroms deutlich verlängert. Beispielsweise kann die Länge des typischen Strömungsweges gemessen vom Ausgang des Verdampferrohrs zum Eingang des SCR-Katalysators um einen Faktor von 2 bis 3 vergrößert werden. Dies erleichtert ein Vermischen des Reduktionsmittels mit dem Abgasstrom sehr. Gleichzeitig erlaubt das Vorhandensein von Löchern in der perforierten Prallplatte einem Teil des Abgases ein Durchtreten. Die Hauptfunktion der Löcher besteht darin, einen Druckausgleich über die Prallplatte 29 zuzulassen, jedoch wird auch ein gewisses Maß an weiterem Vermischen erreicht durch Mischen von durch die Löcher hindurchtretendem Abgas mit Abgas, welches um die Prallplatte 29 herumströmt.
3 illustriert schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, die identisch mit der in 2 dargestellten ist, abgesehen davon, dass am Dach der Abschlusskappe 12 ein strömungsleitender Flügel 39 angeordnet ist.
4 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, die identisch zu der in 3 dargestellten ist, abgesehen davon, dass ein weiterer strömungsleitender Flügel 41 am Auslassende 33 des ersten Rohrstücks 11 angeordnet ist.
5 zeigt schematisch das Rohrverbindungsteil 15. Es ist zu erkennen, dass die perforierte Prallplatte 29 einen Rand 43 hat, der in einem Umfangsbereich der Auslassöffnung 35 angeordnet ist, der der Einlassöffnung 31 am nächsten ist, und einen planaren Teil 45, der über einen Bereich der Auslassöffnung 35 verläuft, welcher der Einlassöffnung 31 am nächsten ist. Die von der Prallplatte 29 überdeckte Fläche wird normal zur Ebene der Halteplatte 25 gemessen und ist durch einen Pfeil A bezeichnet. Der planare Teil 45 bildet wie dargestellt einen Winkel θ bezüglich der Ebene der Halteplatte 25 und ist in einem minimalen Abstand von der Auslassöffnung angeordnet, wie durch einen Pfeil d angegeben. Die Abschlusskappe 27 erstreckt sich von der Halteplatte 27 auswärts unter einem Winkel α bezüglich der Ebene der Halteplatte 25. Das Rohrverbindungsteil 15 hat eine maximale Höhe wie durch einen Pfeil h angegeben.
6 zeigt schematisch einen oberen Teil des Abgasnachbehandlungssystems in einer geschnittenen räumlichen Ansicht. Wieder ist das die Halteplatte 25, Abschlusskappe 27, perforierte Prallplatte 29, Einlassöffnung 31 und Auslassöffnung 35 aufweisende Rohrverbindungsteil 15 dargestellt, ebenso das erste Rohrstück 11 und das zweite Rohrstück 13. Hier lässt es sich klar erkennen, dass die im Rohrverbindungsteil 15 angeordnete, perforierte Prallplatte 29 den Strömungsweg des Abgases deutlich vergrößert, wie durch die Vielzahl von die Strömungsrichtung angebenden Pfeilen 47 gezeigt. Es lässt sich ferner erkennen, dass ein Gitter 49 dazu angeordnet ist, die Auslassöffnung des Rohrverbindungsteils 15 abzudecken, und dass die perforierte Prallplatte 29 auf diesem Gitter befestigt ist. Ferner kann erkannt werden, dass eine distale Kante 51 der perforierten Prallplatte 29 geradlinig ist und rechtwinklig zu einer Linie verläuft, die sich zwischen dem Zentrum der Einlassöffnung 31 und dem Zentrum der Auslassöffnung 35 erstreckt.

Claims

Abgasnachbehandlungssystem (4), mit: - einem ersten Rohrstück (11) mit einer Reduktionsmittelinjektordüse (17), wobei das erste Rohrstück ein Auslassende (33) hat, - einem zweiten Rohrstück (13), das eine SCR-Katalysatoreinrichtung (23) aufweist, wobei das zweite Rohrstück ein Einlassende (37) hat, und - einem Rohrverbindungsteil (15), das dazu angeordnet ist, eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Rohrstück (11) und dem zweiten Rohrstück (13) herzustellen, wobei das Rohrverbindungsteil (15) umfasst: - eine Halteplatte (25), die eine mit dem Auslassende (33) des ersten Rohrstücks (11) verbundene Einlassöffnung (31) und eine mit dem Einlassende (37) des zweiten Rohrstücks (13) verbundene Auslassöffnung (35) aufweist, - eine Abschlusskappe (27), die sich von der Halteplatte (25) erstreckt und die Einlassöffnung (31) und die Auslassöffnung (35) umgibt, wobei die Abschlusskappe (27) zusammen mit der Halteplatte (25) ein halbgekapseltes inneres Volumen (26) bildet, und - eine perforierte Prallplatte (29), die dazu angeordnet ist, sich von der Halteplatte (25) zu erstrecken, und dazu angeordnet ist, über einen Bereich (A) der Auslassöffnung (35) zu verlaufen.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, bei dem das erste Rohrstück (11) eine auf Höhe der Reduktionsmittelinjektordüse (17) angeordnete Vermischungseinrichtung (19) und/oder ein zwischen der Reduktionsmittelinjektordüse (17) und dem Auslassende (33) angeordnetes Reduktionsmittelverdampfungselement (21) aufweist.
Abgasnachbehandlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Rohrstück (11) einen an dem Auslassende (33) angeordneten, strömungsleitenden Flügel (41) aufweist.
Abgasnachbehandlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Rohrstück (11) und das zweite Rohrstück (13) im Wesentlich parallel zueinander angeordnet sind.
Rohrverbindungsteil (15) für ein Abgasnachbehandlungssystem (4), wobei das Rohrverbindungsteil aufweist: - eine Halteplatte (25) mit einer Einlassöffnung (31), die dazu angeordnet ist, mit einem ersten Rohrstück (11) verbindbar zu sein, und einer Auslassöffnung (35), die dazu angeordnet ist, mit einem zweiten Rohrstück (13) verbindbar zu sein, - eine Abschlusskappe (27), die sich von der Halteplatte (25) erstreckt und die Einlassöffnung (31) und die Auslassöffnung (35) umgibt, wobei die Abschlusskappe (27) zusammen mit der Halteplatte (25) ein halbgekapseltes inneres Volumen (26) bildet, und - eine perforierte Prallplatte (29), die dazu angeordnet ist, sich von der Halteplatte (25) zu erstrecken, und dazu angeordnet ist, über einen Bereich (A) der Auslassöffnung (35) zu verlaufen.
Rohrverbindungsteil nach Anspruch 5, bei dem die perforierte Prallplatte (29) einen Rand (43) aufweist, der dazu angeordnet ist, sich von der Halteplatte (25) im Wesentlichen auswärts zu erstrecken, und einen planaren Teil (45), der dazu angeordnet ist, sich im Wesentlichen parallel zur Halteplatte (25) zu erstrecken.
Rohrverbindungsteil nach Anspruch 6, bei dem der planare Teil (45) sich unter einem Winkel θ relativ zur Halteplatte (25) erstreckt, wobei θ von ungefähr 0° bis ungefähr 30°, vorzugsweise von ungefähr 0° bis ungefähr 20°, beispielsweise ungefähr 5° ist.
Rohrverbindungsteil nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem der Rand (43) der perforierten Prallplatte (29) lochfrei ist.
Rohrverbindungsteil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das innere Volumen (26) eine maximale Höhe (h) hat, und bei dem der planare Teil (45) der perforierten Prallplatte (29) in zumindest einem Abstand (d) von der Auslassöffnung (35) angeordnet ist, wobei das Verhältnis h:d von ungefähr 10:1 bis ungefähr 1,5:1 beträgt.
Rohrverbindungsteil nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die perforierte Prallplatte (29) eine Freifläche von ungefähr 10% bis ungefähr 70%, vorzugsweise von ungefähr 20% bis ungefähr 50%, beispielsweise ungefähr 35% aufweist.
Rohrverbindungsteil nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem die perforierte Prallplatte von ungefähr 30% bis ungefähr 90% einer Gesamtfläche der Auslassöffnung (35) abdeckt, vorzugsweise von ungefähr 50% bis ungefähr 80%, beispielsweise ungefähr 70%.
Rohrverbindungsteil nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem ein distaler Rand (51) der perforierten Prallplatte (29) im Wesentlichen geradlinig und dazu angeordnet ist, im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Linie zu verlaufen, die sich zwischen dem Zentrum der Einlassöffnung (31) und dem Zentrum der Auslassöffnung (35) erstreckt.
Rohrverbindungsteil nach einem der Ansprüche 5 bis 12, ferner umfassend einen strömungsleitenden Flügel (39), der auf einem Innenwandabschnitt der Abschlusskappe (27) angeordnet ist, der die Einlassöffnung (31) bedeckt.
Motorsystem, mit: - einem Verbrennungsmotor (2), und - einem Abgasnachbehandlungssystem (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder einem Rohrverbindungsteil (15) nach einem der Ansprüche 5 bis 13.
Fahrzeug (1) mit einem Motorsystem nach Anspruch 14 oder einem Abgasnachbehandlungssystem (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder einem Rohrverbindungsteil (15) nach einem der Ansprüche 5 bis 13.