DE102020004740A1

DE102020004740A1 - Exhaust system for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102020004740A1
Application number: DE102020004740.8A
Authority: DE
Inventors: Julio Teixeira Correia
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2022-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage (10) für einen Kraftwagen, mit einer Abgasleitung (12) und mit einer Dosiereinrichtung (16) zum Einbringen eines Mediums für eine katalytische Abgasnachbehandlung in die Abgasleitung (12). Die Dosiereinrichtung (16) weist ein ringförmiges Auslasselement (18) mit einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen (22) auf, über welche das Medium in das Abgas einbringbar ist. Zumindest ein die Austrittsöffnungen (22) aufweisender Teilbereich des ringförmigen Auslasselements (18) ist innerhalb der Abgasleitung (12) angeordnet.The invention relates to an exhaust system (10) for a motor vehicle, having an exhaust pipe (12) and a dosing device (16) for introducing a medium for catalytic exhaust gas aftertreatment into the exhaust pipe (12). The dosing device (16) has an annular outlet element (18) with a plurality of outlet openings (22) through which the medium can be introduced into the exhaust gas. At least one partial area of the annular outlet element (18) having the outlet openings (22) is arranged within the exhaust pipe (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für einen Kraftwagen, mit einer Abgasleitung und mit einer Dosiereinrichtung zum Einbringen eines Mediums für eine katalytische Abgasnachbehandlung in die Abgasleitung. Die Dosiereinrichtung weist ein ringförmiges Auslasselement mit einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen auf. Über die Austrittsöffnungen kann das Medium in das Abgas eingebracht werden.The invention relates to an exhaust system for a motor vehicle, with an exhaust pipe and with a metering device for introducing a medium for catalytic exhaust gas aftertreatment into the exhaust pipe. The dosing device has an annular outlet element with a plurality of outlet openings. The medium can be introduced into the exhaust gas via the outlet openings.

Die DE 10 2010 008 209 A1 beschreibt einen katalytischen Brenner mit einem Katalysatorkörper und einem Leitungselement zur Zufuhr eines Gasgemisches zu dem Katalysatorkörper. In Strömungsrichtung vor dem Katalysatorkörper ist an dem Leitungselement eine Ringdüse angeordnet, über welche ein Brennstoff in das dem Katalysatorkörper zuzuführende Gasgemisch eingebracht werden kann. Die Ringdüse weist einen Ringraum und über den Umfang des Leitungselements verteilte Öffnungen auf.the DE 10 2010 008 209 A1 describes a catalytic burner with a catalyst body and a line element for supplying a gas mixture to the catalyst body. In the direction of flow upstream of the catalyst body, an annular nozzle is arranged on the line element, via which a fuel can be introduced into the gas mixture to be supplied to the catalyst body. The annular nozzle has an annular space and openings distributed over the circumference of the line element.

Über diese in dem Leitungselement ausgebildeten Öffnungen kann der Brennstoff senkrecht zu der Strömungsrichtung des Gasgemisches durch das Leitungselement in das Gasgemisch eingebracht werden. Bei einer derartigen Strömungsführung des Brennstoffs kann es dazu kommen, dass Tröpfchen des Brennstoffs mit einer Innenseite des Leitungselements kollidieren.The fuel can be introduced into the gas mixture perpendicularly to the direction of flow of the gas mixture through the line element via these openings formed in the line element. With such a flow guidance of the fuel, it can happen that droplets of the fuel collide with an inside of the line element.

Auch bei einer Abgasanlage, bei welcher zum Zwecke des Verringerns eines Gehalts an Stickoxiden im Abgas stromaufwärts eines SCR-Katalysators (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) eine wässrige Harnstofflösung mittels einer Dosiereinrichtung in das Abgas eingebracht wird, kann es dazu kommen, dass Tröpfchen der Harnstofflösung mit der Innenseite der Abgasleitung kollidieren. Dies kann etwa dann der Fall sein, wenn über nur eine Düse der Dosiereinrichtung die Harnstofflösung in die Abgasleitung eingespritzt wird.Even with an exhaust system in which an aqueous urea solution is introduced into the exhaust gas by means of a metering device for the purpose of reducing the content of nitrogen oxides in the exhaust gas upstream of an SCR catalytic converter (SCR = selective catalytic reduction, selective catalytic reduction), it can happen that that droplets of the urea solution collide with the inside of the exhaust pipe. This can be the case, for example, when the urea solution is injected into the exhaust line via only one nozzle of the metering device.

Wenn nämlich eine derartige, einzelne Düse verwendet wird, so bildet diese im Betrieb der Dosiereinrichtung einen Einspritzkegel der Harnstofflösung aus, welcher sich ausgehend von der Düse aufweitet. Dementsprechend kann es insbesondere vorkommen, dass die äußersten Tröpfchen des Einspritzkegels mit der Innenseite der Abgasleitung in Kontakt gelangen.If such a single nozzle is used, it forms an injection cone of the urea solution during operation of the dosing device, which cone widens starting from the nozzle. Accordingly, it can happen in particular that the outermost droplets of the injection cone come into contact with the inside of the exhaust pipe.

Einerseits führt dies zu einer ungünstigen Verteilung der Harnstofflösung in dem Abgas sowie des in dem heißen Abgas aus dem Harnstoff gebildeten Ammoniaks. Des Weiteren kann es zu unerwünschten Ablagerungen an der Innenseite der Abgasleitung kommen.On the one hand, this leads to an unfavorable distribution of the urea solution in the exhaust gas and of the ammonia formed from the urea in the hot exhaust gas. Furthermore, undesirable deposits can form on the inside of the exhaust pipe.

Um dennoch eine möglichst weitgehende Aufbereitung der Harnstofflösung im Sinne einer Bildung von Ammoniak stromaufwärts des SCR-Katalysators zu erreichen, kann die Abgasanlage mit einer Vielzahl von komplexen Teilen und Untergruppen versehen werden. Bei einer solchen, komplexen Abgasanlage kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Abgas durch Kanäle, Bleche, Diffusoren oder dergleichen strömt.In order to nevertheless achieve the greatest possible processing of the urea solution in terms of the formation of ammonia upstream of the SCR catalytic converter, the exhaust system can be provided with a large number of complex parts and subassemblies. In such a complex exhaust system, it can be provided, for example, that the exhaust gas flows through ducts, metal sheets, diffusers or the like.

Dies führt wiederum dazu, dass die Abgasanlage vergleichsweise kompliziert, teuer und aufwendig sowohl im Hinblick auf die Entwicklung als auch die Produktion wird. Darüber hinaus verursacht ein derartiges, komplexes System eine signifikante Erhöhung des Gegendrucks der Abgasanlage. Dadurch verringert sich die nutzbare Leistung einer das Abgas freisetzenden Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens. Des Weiteren kann dies zu einer Erhöhung der Emission von Partikeln führen und zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs der Verbrennungskraftmaschine.This in turn means that the exhaust system becomes comparatively complicated, expensive and complex both in terms of development and production. In addition, such a complex system causes a significant increase in the back pressure of the exhaust system. This reduces the usable power of an internal combustion engine of the motor vehicle that releases the exhaust gas. Furthermore, this can lead to an increase in the emission of particles and to an increase in the fuel consumption of the internal combustion engine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abgasanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich auf einfache Art und Weise ein verbessertes Einbringen des Mediums in das Abgas erreichen lässt.The object of the present invention is therefore to create an exhaust system of the type mentioned at the beginning, by means of which an improved introduction of the medium into the exhaust gas can be achieved in a simple manner.

Diese Aufgabe wird durch eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der Beschreibung angegeben.This problem is solved by an exhaust system with the features of patent claim 1 . Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the dependent patent claims and in the description.

Die erfindungsgemäße Abgasanlage für einen Kraftwagen umfasst eine Abgasleitung und eine Dosiereinrichtung zum Einbringen eines Mediums für eine katalytische Abgasnachbehandlung in die Abgasleitung. Die Dosiereinrichtung weist ein ringförmiges Auslasselement mit einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen auf. Hierbei ist zumindest ein die Austrittsöffnungen aufweisender Teilbereich des ringförmigen Auslasselements innerhalb der Abgasleitung angeordnet.The exhaust system according to the invention for a motor vehicle includes an exhaust line and a metering device for introducing a medium for catalytic exhaust gas aftertreatment into the exhaust line. The dosing device has an annular outlet element with a plurality of outlet openings. In this case, at least one partial area of the annular outlet element having the outlet openings is arranged within the exhaust pipe.

Auf diese Weise lässt sich besonders weitgehend vermeiden, dass das aus den Austrittsöffnung austretende Medium in Kontakt mit einer Innenseite der Abgasleitung gelangt. Damit einhergehend lässt sich insbesondere eine Bildung von Ablagerungen an der Innenseite der Abgasleitung sehr weitgehend vermeiden. Zudem kommt es zu einer verbesserten Aufbereitung des Mediums innerhalb der Abgasleitung. Folglich lässt sich mittels der Abgasanlage auf einfache Art und Weise ein verbessertes Einbringen des Mediums in das Abgas erreichen.In this way, it is possible to largely avoid the medium emerging from the outlet opening coming into contact with an inside of the exhaust pipe. As a result, in particular the formation of deposits on the inside of the exhaust pipe can be avoided to a very large extent. In addition, there is improved processing of the medium within the exhaust pipe. Consequently, by means of the exhaust system achieve an improved introduction of the medium into the exhaust gas in a simple manner.

Des Weiteren bringt das Anordnen zumindest des Teilbereichs des ringförmigen Auslasselements innerhalb der Abgasleitung eine bedeutend geringere Erhöhung des Gegendrucks der Abgasanlage mit sich als dies der Fall ist, wenn zur Aufbereitung des Mediums für die katalytische Abgasnachbehandlung eine Mehrzahl von Kanälen und/oder Blechen und/oder Diffusoren innerhalb der Abgasleitung angeordnet wird. Mit anderen Worten lässt sich im Vergleich zu einer derartigen, komplexen Abgasanlage der durch das Vorsehen derartiger Komponenten verursachte Gegendruck sehr stark reduzieren. Folglich wird die auch Effizienz eines Antriebsstrangs des Kraftwagens erhöht.Furthermore, arranging at least the partial area of the annular outlet element within the exhaust pipe results in a significantly lower increase in the back pressure of the exhaust system than is the case if a plurality of channels and/or metal sheets and/or Diffusers is arranged within the exhaust pipe. In other words, the back pressure caused by the provision of such components can be greatly reduced in comparison to such a complex exhaust system. Consequently, the efficiency of a drive train of the motor vehicle is also increased.

Insbesondere kann eine Reduktion von 30% des insgesamt durch die Abgasanlage bewirkten Gegendrucks erreicht werden, wenn zum Zwecke des Einbringens des Mediums in die Abgasleitung und zum Zwecke der Aufbereitung des Mediums lediglich zumindest der Teilbereich des ringförmigen Auslasselements innerhalb der Abgasleitung angeordnet ist.In particular, a reduction of 30% of the total back pressure caused by the exhaust system can be achieved if only at least the partial area of the annular outlet element is arranged inside the exhaust pipe for the purpose of introducing the medium into the exhaust pipe and for the purpose of processing the medium.

Die Verringerung des Gegendrucks der Abgasanlage führt wiederum dazu, dass ein Motor beziehungsweise eine Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens, welche das durch die Abgasleitung strömende Abgas erzeugt, einen verringerten Kraftstoffverbrauch aufweist. Des Weiteren kommt es zu weniger Partikelemissionen aus der Abgasanlage in die Umgebung des Kraftwagens.The reduction in the back pressure of the exhaust system in turn means that a motor or an internal combustion engine of the motor vehicle, which generates the exhaust gas flowing through the exhaust line, has a reduced fuel consumption. Furthermore, there are fewer particle emissions from the exhaust system in the area around the motor vehicle.

Das Anordnen zumindest des Teilbereichs des Auslasselements mit den Austrittsöffnungen innerhalb der Abgasleitung ist auch im Hinblick auf Toleranzen vorteilhaft. Denn bei derzeit verwendeten Abgasanlagen mit einer großen Anzahl von Varianten im Hinblick auf einzelne Komponenten kann es vorkommen, dass die Funktionalitäten dieser Komponenten sehr sensitiv auf Maßabweichungen reagieren. Arranging at least the partial area of the outlet element with the outlet openings within the exhaust pipe is also advantageous with regard to tolerances. This is because with exhaust systems currently in use with a large number of variants with regard to individual components, it can happen that the functionalities of these components react very sensitively to dimensional deviations.

Wenn jedoch lediglich das ringförmige Auslasselement vorgesehen ist, welches die Austrittsöffnungen aufweist, so wird das Risiko von Abweichungen im Hinblick auf die Funktion des Systems beziehungsweise der Abgasanlage deutlich geringer. Dies gilt insbesondere, wenn das ringförmige Auslasselement in einem sehr stabilen und wenig für Abweichungen anfälligen Produktionsverfahren hergestellt ist, etwa in einem additiven Fertigungsverfahren beziehungsweise durch 3D-Drucken.However, if only the annular outlet element is provided, which has the outlet openings, the risk of deviations with regard to the function of the system or the exhaust system is significantly lower. This applies in particular if the annular outlet element is manufactured using a very stable production method that is not very susceptible to deviations, for example using an additive manufacturing method or by 3D printing.

Durch den Verzicht auf aufwendige Komponenten für eine Aufbereitung des in die Abgasleitung einzubringenden Mediums lässt sich zudem eine deutliche Verringerung der Kosten der Abgasanlage erreichen. Dies ermöglicht es wiederum, für die Herstellung des ringförmigen Auslasselements ein vergleichsweise kostenintensives Fertigungsverfahren wie das 3D-Drucken einzusetzen.By dispensing with complex components for processing the medium to be introduced into the exhaust pipe, a significant reduction in the costs of the exhaust system can also be achieved. This in turn makes it possible to use a comparatively cost-intensive manufacturing process such as 3D printing for the production of the annular outlet element.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the single figure can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the frame to abandon the invention.

Dabei zeigt die Figur ausschnittsweise eine Abgasanlage für einen Kraftwagen, bei welcher mittels eines ringförmigen Auslasselements, welches eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen aufweist, eine wässrige Harnstofflösung in Abgas eingebracht wird, welches eine Abgasleitung der Abgasanlage durchströmt.The figure shows a detail of an exhaust system for a motor vehicle, in which an aqueous urea solution is introduced into exhaust gas, which flows through an exhaust pipe of the exhaust system, by means of an annular outlet element which has a plurality of outlet openings.

Von einer Abgasanlage 10 für einen Kraftwagen ist in der Figur eine Abgasleitung 12 gezeigt. Pfeile 14 veranschaulichen in der Figur das Strömen von Abgas durch die Abgasleitung 12 und somit eine Strömungsrichtung des Abgases durch die Abgasleitung 12.An exhaust pipe 12 of an exhaust system 10 for a motor vehicle is shown in the figure. Arrows 14 in the figure illustrate the flow of exhaust gas through the exhaust pipe 12 and thus a flow direction of the exhaust gas through the exhaust pipe 12.

Die Abgasanlage 10 umfasst vorzugsweise einen (nicht gezeigten) SCR-Katalysator (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion), in welchem in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion Ammoniak mit im Abgas enthaltenen Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser umgesetzt wird. Der Ammoniak wird wiederum bereitgestellt, indem ein Medium in Form einer wässrigen Harnstofflösung in das Abgas eingebracht wird. In dem heißen Abgas wird aus dem Harnstoff der Ammoniak gebildet.The exhaust system 10 preferably includes an SCR catalytic converter (not shown) (SCR=selective catalytic reduction, selective catalytic reduction), in which ammonia is converted in a selective catalytic reduction reaction with nitrogen oxides contained in the exhaust gas to form nitrogen and water. The ammonia is in turn provided by introducing a medium in the form of an aqueous urea solution into the exhaust gas. Ammonia is formed from the urea in the hot exhaust gas.

Zum Einbringen des Mediums in Form der wässrigen Harnstofflösung in das Abgas, welches die Abgasleitung 12 durchströmt, weist die Abgasanlage 10 vorliegend eine Dosiereinrichtung 16 auf. Die Dosiereinrichtung 16 weist einen Dosierring beziehungsweise ein ringförmiges Auslasselement 18 auf, welches vorliegend an einer Innenseite 20 einer Wand der Abgasleitung 12 anliegt.In the present case, the exhaust system 10 has a metering device 16 for introducing the medium in the form of the aqueous urea solution into the exhaust gas which flows through the exhaust gas line 12 . The dosing device 16 has a dosing ring or an annular outlet element 18 which, in the present case, bears against an inner side 20 of a wall of the exhaust pipe 12 .

Dementsprechend sind auch eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 22 des ringförmigen Auslasselements 18 innerhalb der Abgasleitung 12 angeordnet. Von den Austrittsöffnungen 22, welche vorzugsweise in Umfangsrichtung des als Ringdüse ausgebildeten Auslasselements 18 gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind, sind in der Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige mit einem Bezugszeichen versehen.Accordingly, a large number of outlet openings 22 of the annular outlet element 18 are also arranged within the exhaust pipe 12 . From the outlet openings 22, which are preferably in the circumferential direction of the annular nozzle trained outlet element 18 are arranged equally spaced from each other, only some are provided with a reference number in the figure for reasons of clarity.

In Strömungsrichtung des Abgases durch die Abgasleitung 12 gesehen weist das Auslasselement 18 einen ersten stirnseitigen Rand 24 auf, welcher in die Strömungsrichtung gesehen weiter stromabwärts angeordnet ist als ein zweiter stirnseitiger Rand 26 des Auslasselements 18. Hierbei sind die Austrittsöffnungen 22 in der inneren Oberfläche von dem Auslasselement 18 des Auslasselements 18 ausgebildet. Dementsprechend tritt im Betrieb der Dosiereinrichtung 16 die wässrige Harnstofflösung im Wesentlichen in einer mit der Strömungsrichtung des Abgases durch die Abgasleitung 12 schräglaufenden Richtung aus dem Auslasselement 18 aus.Seen in the direction of flow of the exhaust gas through the exhaust pipe 12, the outlet element 18 has a first front edge 24 which, viewed in the direction of flow, is arranged further downstream than a second front edge 26 of the outlet element 18. Here, the outlet openings 22 are in the inner surface of the Outlet element 18 of the outlet element 18 is formed. Accordingly, during operation of the dosing device 16 , the aqueous urea solution exits the outlet element 18 essentially in a direction that runs obliquely with the direction of flow of the exhaust gas through the exhaust gas line 12 .

Vorzugsweise wird, wie in der Figur gezeigt, im Betrieb der Dosiereinrichtung 16 durch das Auslasselement 18 in der Abgasleitung 12 ein Sprühkegel 28 ausgebildet, welcher sich in Strömungsrichtung des Abgases verjüngend ausgebildet ist. Auf diese Weise wird besonders weitgehend vermieden, dass Tröpfchen der über die Austrittsöffnungen 22 aus dem Auslasselement 18 austretenden Harnstofflösung mit der Innenseite 20 der Abgasleitung 12 in Kontakt gelangen oder kollidieren.As shown in the figure, a spray cone 28 is preferably formed during operation of the metering device 16 by the outlet element 18 in the exhaust gas line 12, which spray cone 28 is designed to taper in the direction of flow of the exhaust gas. In this way it is largely avoided that droplets of the urea solution emerging from the outlet element 18 via the outlet openings 22 come into contact with or collide with the inside 20 of the exhaust pipe 12 .

Vorzugsweise ist der Sprühkegel 28 derart ausgebildet, dass sich dieser zur Mitte der vorliegend rohrförmigen Abgasleitung 12 hin verjüngt. Über den Sprühkegel 28 erfolgt somit vorzugsweise eine Eindosierung der wässrigen Harnstofflösung in das Abgas von der Wand der Abgasleitung 12 hin zu der Mitte der Abgasleitung 12.The spray cone 28 is preferably designed in such a way that it tapers towards the middle of the present tubular exhaust gas line 12 . The aqueous urea solution is therefore preferably metered into the exhaust gas via the spray cone 28 from the wall of the exhaust gas line 12 towards the middle of the exhaust gas line 12.

Die Ausbildung des konisch zulaufenden Sprühkegels 28 kann wie vorliegend beispielhaft gezeigt dadurch bewirkt werden, dass in dem Auslasselement 18 eine Ringleitung 30 für die Harnstofflösung ausgebildet ist, wobei von dieser Ringleitung 30 jeweilige Zweigleitungen 32 zu einer jeweiligen Austrittsöffnung 22 führen. Vorliegend ist die Ringleitung 30 in Umfangsrichtung der Abgasleitung 12 umlaufend in dem Auslasselement 18 ausgebildet.The formation of the conically tapering spray cone 28 can be brought about, as shown here by way of example, in that a ring line 30 for the urea solution is formed in the outlet element 18 , with respective branch lines 32 leading from this ring line 30 to a respective outlet opening 22 . In the present case, the annular line 30 is formed in the outlet element 18 so as to run around it in the circumferential direction of the exhaust gas line 12 .

Durch eine entsprechend geneigte Orientierung der Zweigleitungen 32 kann besonders einfach die konisch zulaufende Form des Sprühkegels 28 ausgebildet werden. Die Zweigleitungen 32 sind hierbei vorliegend nicht parallel zu der Innenseite 20 der Abgasleitung 12 ausgerichtet, sondern derart, dass die jeweilige Zweigleitung 32 mit der Innenseite 20 der Abgasleitung 12 einen spitzen Winkel einschließt. Und über diese Zweigleitungen 32 gelangt die Harnstofflösung zu den Austrittsöffnungen 22.A correspondingly inclined orientation of the branch lines 32 makes it particularly easy to form the conical shape of the spray cone 28 . In this case, the branch lines 32 are not aligned parallel to the inside 20 of the exhaust pipe 12 , but in such a way that the respective branch line 32 encloses an acute angle with the inside 20 of the exhaust pipe 12 . And the urea solution reaches the outlet openings 22 via these branch lines 32.

Die beispielsweise unter dem Markennamen AdBlue® erhältliche wässrige Harnstofflösung wird also nicht über eine einzige Einspritzdüse in das Abgas eingebracht, sondern über viele Düsen in Form der nach Art von Löchern ausgebildeten Austrittsöffnungen 22, welche in dem ringförmigen Auslasselement 18 ausgebildet sind.The aqueous urea solution available under the brand name AdBlue®, for example, is not introduced into the exhaust gas via a single injection nozzle, but via many nozzles in the form of outlet openings 22 designed in the manner of holes, which are formed in annular outlet element 18.

Dementsprechend fungieren die einzelnen Austrittsöffnungen 22 als jeweilige Einspritzdüsen, über welche die Harnstofflösung in das Abgas eingebracht wird. Über jede einzelne Austrittsöffnung 22 wird hierbei weniger Harnstofflösung in das Abgas eingebracht als dies der Fall wäre, wenn zum Einbringen einer jeweiligen Menge der Harnstofflösung in das Abgas lediglich eine einzige Düse vorgesehen wäre.Accordingly, the individual outlet openings 22 function as respective injection nozzles, via which the urea solution is introduced into the exhaust gas. In this case, less urea solution is introduced into the exhaust gas via each individual outlet opening 22 than would be the case if only a single nozzle were provided for introducing a respective quantity of the urea solution into the exhaust gas.

Besonders präzise lässt sich das Auslasselement 18 in einem additiven Fertigungsverfahren herstellen. Vorzugsweise kommt bei diesem 3D-Drucken ein Metallpulver als Ausgangsmaterial zum Einsatz, dessen Partikel bei dem 3D-Drucken aufgeschmolzen werden.The outlet element 18 can be produced particularly precisely in an additive manufacturing process. In this 3D printing, a metal powder is preferably used as the starting material, the particles of which are melted during the 3D printing.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Auslasselement 18 aus einem Edelstahl beziehungsweise nicht rostenden Stahl gebildet ist. Insbesondere lässt sich der Dosierring beziehungsweise das ringförmige Auslasselement 18 somit als 3D-gedrucktes, nicht rostendes Bauteil aus Stahl bereitstellen, um das anhand der Figur erläuterte Dosierungskonzept für die wässrige Harnstofflösung zu realisieren.It is particularly advantageous if the outlet element 18 is made of high-grade steel or stainless steel. In particular, the dosing ring or the annular outlet element 18 can thus be provided as a 3D-printed, non-rusting component made of steel in order to implement the dosing concept for the aqueous urea solution explained with reference to the figure.

In diesem 3D-gedruckten Ring beziehungsweise ringförmigen Auslasselement 18 sind durch die jeweiligen Austrittsöffnungen 22 vorzugsweise die Düsen bereitgestellt, über welche die wässrige Harnstofflösung im Betrieb der Dosiereinrichtung 16 in das Abgas eingebracht wird.In this 3D-printed ring or annular outlet element 18 , the respective outlet openings 22 preferably provide the nozzles, via which the aqueous urea solution is introduced into the exhaust gas during operation of the metering device 16 .

Mittels des in der Figur gezeigten Dosierrings lässt sich eine wesentliche Reduzierung der Komplexität der Abgasanlage 10 und auch der Kosten für die Abgasanlage 10 erreichen. Zugleich lässt sich eine wesentliche Verbesserung der Performance des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs erreichen, insbesondere aufgrund des besonders geringen Gegendrucks, welchen die Abgasanlage 10 mit sich bringt. Denn das ringförmige Auslasselement 18 sorgt lediglich für eine minimale Erhöhung des Gegendrucks der Abgasanlage 10 im Vergleich zu einer ansonsten gleichen Abgasanlage, welche jedoch nicht das ringförmige Auslasselement 18 aufweist.A significant reduction in the complexity of the exhaust system 10 and also in the costs for the exhaust system 10 can be achieved by means of the dosing ring shown in the figure. At the same time, a significant improvement in the performance of the drive train of the motor vehicle can be achieved, in particular due to the particularly low back pressure that the exhaust system 10 entails. This is because the annular outlet element 18 ensures only a minimal increase in the back pressure of the exhaust system 10 in comparison to an otherwise identical exhaust system, which, however, does not have the annular outlet element 18 .

Darüber hinaus ist mittels der Abgasanlage 10 eine Verringerung der Emissionen, insbesondere der Partikelemissionen, der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs erreichbar. Zudem ergibt sich ein verringerter Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine, deren Abgas in der vorliegend ausschnittsweise gezeigten Abgasanlage 10 nachbehandelt wird.In addition, the emissions, in particular the particle emissions, of the internal combustion engine of the motor vehicle can be reduced by means of the exhaust system 10 . In addition, results a reduced fuel consumption of the internal combustion engine, the exhaust gas of which is post-treated in the exhaust system 10 shown in detail here.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Abgasanlageexhaust system
1212: Abgasleitungexhaust pipe
1414: Pfeilarrow
1616: Dosiereinrichtungdosing device
1818: Auslasselementoutlet element
2020: Innenseiteinside
2222: Austrittsöffnungexit port
2424: Randedge
2626: Randedge
2828: Sprühkegelspray cone
3030: Ringleitungloop line
3232: Zweigleitungbranch line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102010008209 A1 [0002]

Claims

Exhaust system for a motor vehicle, with an exhaust line (12) and with a metering device (16) for introducing a medium for catalytic exhaust gas aftertreatment into the exhaust line (12), the metering device (16) having an annular outlet element (18) with a plurality of outlet openings (22) via which the medium can be introduced into the exhaust gas, characterized in that at least one partial area of the annular outlet element (18) having the outlet openings (22) is arranged within the exhaust gas line (12).

exhaust system after claim 1 , characterized in that the outlet element (18) has a first front edge (24) which, seen in the flow direction (14) of the exhaust gas through the exhaust pipe (12), is arranged further downstream than a second front edge (26) of the outlet element (18 ), wherein the outlet openings (22) are formed in the inner surface of the outlet element (18).

exhaust system after claim 1 or 2 , characterized in that the medium can be introduced into the exhaust gas via the outlet openings (22) in the form of a spray cone (28) which tapers in the flow direction of the exhaust gas through the exhaust pipe (12).

Exhaust system according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that a ring line (30) for the medium is formed in the outlet element (18), a plurality of branch lines (32) emanating from the ring line (30) and leading from the ring line (30) to a respective outlet opening ( 22) lead.

Exhaust system according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the outlet element (18) on an inner side (20) of a wall of the exhaust pipe (12) is arranged adjacent.

Exhaust system according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the outlet element (18), in particular in an additive manufacturing process, is formed from stainless steel.

Exhaust system according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the metering device (16) is designed to introduce an aqueous urea solution into the exhaust gas as the medium.