-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Motorabgasnachbehandlung, insbesondere einen Mischer, ein Abgasnachbehandlungssystem und ein Transportmittel.
-
Stand der Technik
-
Bei einem Motorabgasnachbehandlungssystem wird heißes Abgas, das durch einen Motor erzeugt wird, durch verschiedene vorgeschaltete Abgaskomponenten behandelt, um Schadstoffemissionen zu verringern. Die verschiedenen vorgeschalteten Abgaskomponenten können eine oder mehrere der folgenden Komponenten umfassen: Rohre, Filter, Ventile, Katalysatoren, Schalldämpfer usw. Beispielsweise durch eine vorgeschaltete Abgaskomponente wird Abgas in einen Diesel-Oxidationskatalysator (Diesel Oxidation Catalyst, DOC), der einen Einlass und einen Auslass aufweist, eingeleitet. Stromabwärts des Diesel-Oxidationskatalysators kann ein Dieselpartikelfilter (Diesel Particulate Filter, DPF) vorgesehen sein. Stromabwärts des Diesel-Oxidationskatalysators und des optionalen Dieselpartikelfilters ist ein Katalysator für selektive katalytische Reduktion (Selective Catalytic Reduction, SCR) mit einem Einlass und einem Auslass vorgesehen. Der Auslass dient zum Ableiten des Abgases in eine nachgeschaltete Abgaskomponente. Ein Mischer (mixer) ist an dem Auslass von DOC oder stromabwärts von DPF und stromaufwärts des Einlasses von SCR positioniert. Innerhalb des Mischers wird das Abgas in eine Wirbelbewegung (swirling) oder eine Rotationsbewegung versetzt. Ein Injektor (injector) dient zum Einspritzen eines Sprühnebels einer wässrigen Harnstofflösung stromaufwärts von SCR in einen Abgasstrom, sodass durch den Mischer der Harnstoff und das Abgas völlig vermischt werden können. Das daraus resultierende Gemisch wird dann in SCR geleitet, um darin durch eine Reduktionsreaktion Stickstoff und Wasser zu erzeugen und somit die Stickoxidemissionen des Motors zu reduzieren.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der vorliegenden Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, einen Mischer bereitzustellen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt eine andere Aufgabe zugrunde, ein Motorabgasnachbehandlungssystem bereitzustellen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt eine andere Aufgabe zugrunde, ein Transportmittel bereitzustellen.
-
Ein Mischer gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Gaseintrittsdeckel, der einen Gaseintrittsraum bereitstellt; einen Gasaustrittsdeckel, der einen Gasaustrittsraum bereitstellt; und einen Verbindungsrohrteil, der einen Gaseintritt, der sich an dem Gaseintrittsraum befindet, einen Gasaustritt, der sich an dem Gasaustrittsraum befindet, und einen Spritzeinlass umfasst; wobei der Verbindungsrohrteil einen kegelförmigen Abschnitt und einen dem kegelförmigen Abschnitt nachgeschalteten und damit verbundenen Rohrkörperabschnitt umfasst, wobei sich der kegelförmige Abschnitt in dem Gaseintrittsraum befindet und die Seitenwandfläche des kegelförmigen Abschnitts mehrere entlang der Umfangsrichtung verteilte Öffnungen aufweist, wobei der Gaseintritt die mehreren Öffnungen umfasst, die jeweils mit einer Verwirbelungsstruktur versehen sind; wobei die Endöffnung eines kleineres Endes des kegelförmigen Abschnitts den Spritzeinlass bereitstellt, wobei der Gaseintrittsdeckel mit einem Injektormontagesitz versehen ist und eine Spritzachse definiert, wobei die Achse des kegelförmigen Abschnitts mit der Spritzachse überlappt; wobei die Achse eines innerhalb des Gasaustrittsraums befindlichen Teils des Verbindungsrohrteils mit der Symmetrieachse des Gasaustrittsdeckels überlappt und der Gasaustritt eine schräg geschnittene Öffnungsstruktur ist.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass die Verwirbelungsstruktur einen Verwirbelungsflügel, der an jeder der Öffnungen angeordnet ist, umfasst, wobei die Erstreckungsrichtung des Verwirbelungsflügels eine schräge Richtung ist, die jede der Öffnungen abdeckt und nach außen in Bezug auf den kegelförmigen Abschnitt verläuft.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Injektormontagesitz derart angeordnet ist, dass er den Verbindungsrohrteil nicht berührt oder teilweise berührt, wobei der Injektormontagesitz innerhalb des Gaseintrittsraums eine in Umfangsrichtung verlaufende Rippenplatte aufweist und zwischen der Rippenplatte und dem kleineren Ende des kegelförmigen Abschnitts ein Zwischenraum vorhanden ist, womit zusätzlich zu dem Gaseintritt ein Gasstromkanal zum Eintreten für Abgas in den Verbindungsrohrteil bereitgestellt wird.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Gaseintrittsdeckel eine Vertiefung aufweist und ein Raum zwischen der Vertiefung und dem zylindrischen Konturrand des Gaseintrittsdeckels einen Montageraum für einen Injektor bereitstellt.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Gaseintrittsdeckel mindestens zwei Sensorhalter aufweist, die symmetrisch an dem Gaseintrittsdeckel verteilt sind, und/oder dass der Gasaustrittsdeckel mindestens zwei Sensorhalter aufweist, die symmetrisch an dem Gasaustrittsdeckel verteilt sind.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Rohrkörperabschnitt einen ersten Rohrkörperabschnitt und einen dem ersten Rohrkörperabschnitt nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt umfasst, wobei der erste Rohrkörperabschnitt mit einem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts verbunden und mit dem Gaseintrittsdeckel fest verbunden ist, wobei die Außenwand von entweder dem ersten Rohrkörperabschnitt oder dem zweiten Rohrkörperabschnitt mit einem Dichtelement versehen ist und die Außenwand in Überlappverbindung mit der Innenwand des anderen Rohrkörperabschnitts steht, wobei die Außenwand ferner mit einem ersten Gegenabschnitt versehen ist, der auf einer Seite des Dichtelements das Dichtelement teilweise umgibt, während an einem Ende des anderen Rohrkörperabschnitts sich ein zweiter Gegenabschnitt erstreckt, der auf der anderen Seite des Dichtelements das Dichtelement teilweise umgibt, wobei der erste Gegenabschnitt und der zweite Gegenabschnitt über eine Schelle miteinander verbunden und fixiert sind.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Rohrkörperabschnitt einen ersten Rohrkörperabschnitt und einen dem ersten Rohrkörperabschnitt nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt umfasst, wobei der erste Rohrkörperabschnitt mit einem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts verbunden und mit dem Gaseintrittsdeckel fest verbunden ist, wobei der zweite Rohrkörperabschnitt den Gasaustritt, der sich an dem Gasaustrittsraum befindet, umfasst und mit dem Gasaustrittsdeckel fest verbunden ist, und wobei der erste Rohrkörperabschnitt und der zweite Rohrkörperabschnitt miteinander einteilig verbunden oder verschweißt sind.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Rohrkörperabschnitt einen ersten Rohrkörperabschnitt, einen dem ersten Rohrkörperabschnitt nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt und eine Verbindungsmuffe umfasst, wobei der erste Rohrkörperabschnitt mit einem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts verbunden und die Verbindungsmuffe auf dem Außenumfang des ersten Rohrkörperabschnitts aufgeschoben ist, wobei der Zwischenraum zwischen der Verbindungsmuffe und dem ersten Rohrkörperabschnitt einen Abgasbypasskanal bildet, wobei die Verbindungsmuffe einen Muffenkörper sowie ein erstes Ende und ein zweites Ende, die mit zwei Enden des Muffenkörpers verbunden sind, aufweist, wobei das erste Ende mit dem ersten Rohrkörperabschnitt fest verbunden ist und das zweite Ende einen Verbindungsflansch aufweist; dass eine Aufweitungsstruktur derart ausgebildet ist, dass sie ausgehend von einem stromaufwärtigen Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts in Richtung der stromaufwärtigen Seite erstreckt, wobei die Aufweitungsstruktur in Überlappverbindung mit einer Seite der stromabwärtigen Seite des Verbindungsflansches steht und dazwischen ein Dichtelement zum Abdichten vorgesehen ist, wobei die Aufweitungsstruktur und der Verbindungsflansch über eine Schelle miteinander verbunden und fixiert sind, um somit die Verbindungsmuffe mit dem zweiten Rohrkörperabschnitt zu verbinden; und dass ein stromabwärtiges Ende des ersten Rohrkörperabschnitts über eine axiale Länge in das stromaufwärtige Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts hineinragt.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Rohrkörperabschnitt einen ersten Rohrkörperabschnitt, einen dem ersten Rohrkörperabschnitt nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt und eine Verbindungsmuffe umfasst, wobei der erste Rohrkörperabschnitt mit einem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts verbunden und die Verbindungsmuffe auf dem Außenumfang des ersten Rohrkörperabschnitts aufgeschoben ist, wobei der Zwischenraum zwischen der Verbindungsmuffe und dem ersten Rohrkörperabschnitt einen Abgasbypasskanal bildet, wobei die Verbindungsmuffe einen Muffenkörper sowie ein erstes Ende und ein zweites Ende, die mit zwei Enden des Muffenkörpers verbunden sind, aufweist, wobei das erste Ende mit dem ersten Rohrkörperabschnitt fest verbunden ist; dass die Verbindungsmuffe den Muffenkörper sowie das erste Ende und das zweite Ende, die mit zwei Enden des Muffenkörpers verbunden sind, aufweist, wobei das erste Ende mit dem ersten Rohrkörperabschnitt fest verbunden ist und das zweite Ende mit dem zweiten Rohrkörperabschnitt einteilig verbunden oder verschweißt ist; und dass ein stromabwärtiges Ende des ersten Rohrkörperabschnitts über eine axiale Länge in das stromaufwärtige Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts hineinragt.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Rohrkörperabschnitt einen ersten Rohrkörperabschnitt, einen dem ersten Rohrkörperabschnitt nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt und eine Verbindungsmuffe umfasst, wobei der erste Rohrkörperabschnitt mit einem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts verbunden und die Verbindungsmuffe auf dem Außenumfang des ersten Rohrkörperabschnitts aufgeschoben ist, wobei der Zwischenraum zwischen der Verbindungsmuffe und dem ersten Rohrkörperabschnitt einen Abgasbypasskanal bildet, wobei die Verbindungsmuffe einen Muffenkörper sowie ein erstes Ende und ein zweites Ende, die jeweils mit zwei Enden des Muffenkörpers verbunden sind, aufweist, wobei das erste Ende mit dem ersten Rohrkörperabschnitt fest verbunden ist, wobei die Außenwand von entweder dem zweiten Ende oder dem zweiten Rohrkörperabschnitt mit einem Dichtelement versehen ist und die Außenwand in Überlappverbindung mit der Innenwand des anderen von dem zweiten Ende und dem zweiten Rohrkörperabschnitt steht, wobei die Außenwand ferner mit einem ersten Gegenabschnitt versehen ist, der auf einer Seite des Dichtelements das Dichtelement teilweise umgibt, während an einem Ende des anderen von dem zweiten Ende und dem zweiten Rohrkörperabschnitt sich ein zweiter Gegenabschnitt erstreckt, der auf der anderen Seite des Dichtelements das Dichtelement teilweise umgibt, wobei der erste Gegenabschnitt und der zweite Gegenabschnitt über eine Schelle miteinander verbunden und fixiert sind; und dass ein stromabwärtiges Ende des ersten Rohrkörperabschnitts über eine axiale Länge in das stromaufwärtige Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts hineinragt.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass die Öffnung der schräg geschnitten Öffnungsstruktur derart dimensioniert ist, dass sie als eine von der stromaufwärtigen Seite in Richtung der stromabwärtigen Seite aufgeweitete Öffnung ausgebildet ist.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass die Abdeckungsoberseite des Gasaustrittsdeckels einen nicht ebenen Bereich umfasst, und/oder dass die Abdeckungsoberseite des Gaseintrittsdeckels einen nicht ebenen Bereich umfasst.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass ein offenes Ende des Gasaustrittsdeckels mit einer porösen Anschlagplatte versehen ist, die relativ zu dem Gasaustritt des Verbindungsrohrteils entfernt von der Abdeckungsoberseite des Gasaustrittsdeckels angeordnet ist.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Gaseintrittsdeckel und der Gasaustrittsdeckel geteilt angeordnet sind und über den Verbindungsrohrteil direkt oder indirekt miteinander lösbar verbunden werden können.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass der Verbindungsrohrteil einen ersten Rohrabschnitt und einen zweiten Rohrabschnitt umfasst, wobei der erste Rohrabschnitt den Gaseintritt umfasst und mit dem Gaseintrittsdeckel fest verbunden ist, womit eine erste Montageeinheit gebildet wird; wobei der zweite Rohrabschnitt den Gasaustritt umfasst und mit dem Gasaustrittsdeckel fest verbunden ist, womit eine zweite Montageeinheit gebildet wird; und wobei die erste Montageeinheit und die zweite Montageeinheit miteinander direkt oder indirekt lösbar verbunden werden können.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Mischers ist vorgesehen, dass die Achse des Gaseintrittsdeckels relativ zu der Achse des Gasaustrittsdeckels relativ zueinander dreidimensional drehbar angeordnet ist.
-
Ein Mischer gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Gaseintrittsdeckel, der einen Gaseintrittsraum bereitstellt, und einen Verbindungsrohrteil, der einen Gaseintritt, einen Gasaustritt und einen Spritzeinlass umfasst, wobei sich der Gaseintritt an dem Gaseintrittsraum befindet, wobei der Verbindungsrohrteil mit dem Gaseintrittsdeckel fest verbunden ist, womit eine erste Mischeinheit gebildet wird, die zum direkten oder indirekten Verbinden mit einer dem Mischer nachgeschalteten Abgasbehandlungskomponente dient, und wobei der Gaseintrittsdeckel und der Verbindungsrohrteil der Gaseintrittsdeckel bzw. der Verbindungsrohrteil nach einer der obigen Ausgestaltungen sind.
-
Eine Abgasbehandlungskomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Gasaustrittsdeckel und ein durch den Gasaustrittsdeckel abgedecktes Gehäuse für die Abgasbehandlungskomponente, wobei innerhalb des Gehäuses für die Abgasbehandlungskomponente ein Abgasbehandlungselement vorgesehen ist, wobei der Gasaustrittsdeckel einen Strömungsraum für Gasstrom, der in die Abgasbehandlungskomponente eintritt, bereitstellt, und wobei der Gasaustrittsdeckel zum direkten oder indirekten Verbinden mit dem Verbindungsrohrteil des Mischers dient.
-
Ein Abgasnachbehandlungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst den Mischer nach einer der obigen Ausgestaltungen und einen Injektor, wobei der Injektor einen Reduktionsmittellösung-Sprühnebel in den Spritzeinlass des Verbindungsrohrteils einspritzt.
-
In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen des Abgasnachbehandlungssystems ist vorgesehen, dass ein offenes Ende des Gaseintrittsdeckels mit einem ersten Teil des Abgasnachbehandlungssystems verbunden ist, während das offene Ende des Gasaustrittsdeckels mit einem zweiten Teil des Abgasnachbehandlungssystems verbunden ist.
-
Ein Transportmittel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Motor und das Abgasnachbehandlungssystem nach einer der obigen Ausgestaltungen.
-
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch eine der folgenden fortschrittlichen Auswirkungen oder eine Kombination davon aus:
- 1. Durch den Gaseintrittsdeckel und den Verbindungsrohrteil in dem Mischer wird eine völlige und gleichmäßige Durchmischung des Abgases mit dem Reduktionsmittel erreicht;
- 2. Indem bei dem Mischer der Gaseintrittsdeckel und der Gasaustrittsdeckel über den Verbindungsrohrteil miteinander lösbar verbunden sind, kann der Mischer durch Ändern der Länge und der Erstreckungsrichtung des Rohrkörpers und der Ausrichtung des Gaseintrittsdeckels und des Gasaustrittsdeckels flexibel an die Montageraum-Anordnungsanforderungen bei verschiedenen Transportmitteln angepasst werden. Somit weisen der Mischer und das Abgasnachbehandlungssystem gute universelle Anwendbarkeit auf und eine kompakte räumliche Anordnung des Transportmittels wird erreicht.
-
Figurenliste
-
Die oben beschriebenen sowie weiteren Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen und Ausführungsbeispielen deutlicher. Es ist anzumerken, dass die Zeichnungen nur Beispiele sind, nicht maßstabgetreu gezeichnet werden und nicht als Einschränkung des Schutzumfangs angesehen werden sollten, der tatsächlich durch Die vorliegende Erfindung beansprucht wird. Es zeigen:
- 1 eine schematische Strukturansicht eines Motorabgasnachbehandlungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Strukturansicht eines Mischers und eines Injektors gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Strukturansicht von 2 in einer Draufsicht;
- 4 eine schematische strukturelle Schnittansicht von 2;
- 5 eine schematische perspektivische Strukturansicht von 2;
- 6A und 6B jeweils eine schematische Strukturansicht eines kegelförmigen Abschnitts des Mischers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 7 eine schematische Strukturansicht einer ersten Montageeinheit des Mischers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 8 eine schematische Strukturansicht des Mischers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
- 9 eine schematische Strukturansicht von 8 in einer Seitenansicht;
- 10 eine schematische Strukturansicht einer zweiten Montageeinheit des Mischers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 11 eine schematische Strukturansicht von 10 in einer Frontansicht;
- 12 eine schematische Strukturansicht einer porösen Anschlagplatte des Mischers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 13A bis 13D jeweils eine schematische Strukturansicht verschiedener Winkel zwischen der Achse des Gaseintrittsdeckels und der Achse des Gasaustrittsdeckels bei dem Mischer gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen;
- 14A und 14B jeweils eine Darstellung des Abgasgegendruck-Simulationsergebnisses bei Gasaustrittsstrukturen verschiedener Verbindungsrohrteile.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Abgasnachbehandlungssystem
- 10
- erster Teil
- 20
- zweiter Teil
- 101
- Diesel-Oxidationskatalysator
- 102
- Dieselpartikelfilter
- 103
- Katalysator für selektive katalytische Reduktion
- 1
- Mischer
- 11
- Gaseintrittsdeckel
- 111
- offenes Ende
- 112
- Injektormontagesitz
- 1121
- Rippenplatte
- 114
- Vertiefung
- 115
- zylindrischer Konturrand
- 116
- Montageraum
- 117
- Sensorhalter
- 12
- Gasaustrittsdeckel
- 120
- Abdeckungsoberseite
- 121
- offenes Ende
- 13
- Verbindungsrohrteil
- 131
- Gaseintritt
- 132
- Gasaustritt
- 133
- Spritzeinlass
- 134
- kegelförmiger Abschnitt
- 1341
- Öffnung
- 1342
- Verwirbelungsstruktur
- 1343
- Verwirbelungsflügel
- 1344
- kleineres Ende des kegelförmigen Abschnitts
- 135
- Rohrkörperabschnitt
- 1351
- erster Rohrkörperabschnitt
- 1352
- zweiter Rohrkörperabschnitt
- 1354
- Verbindungsmuffe
- 13540
- Muffenkörper
- 13541
- erstes Ende
- 13542
- zweites Ende
- 13543
- radiale Vertiefung
- 13521
- Aufweitungsstruktur
- 1301
- erster Abschnitt
- 1302
- zweiter Abschnitt
- 1303
- dritter Abschnitt
- 1311
- erster Rohrabschnitt
- 1312
- zweiter Rohrabschnitt
- 201
- erste Montageeinheit
- 202 -
- zweite Montageeinheit
- 141, 142, 143, 144, 145, 146 -
- Schelle
- 15 -
- poröse Anschlagplatte
- 2 -
- Injektor
-
Ausführliche Ausführungsformen
-
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen oder Ausführungsbeispiele zur Ausführung der technischen Lösungen offenbart. Um die Offenbarung zu vereinfachen, werden nachfolgend die konkreten Beispiele einzelner Elemente und ihrer Anordnung beschrieben, die selbstverständlich nur exemplarisch angesehen werden sollen, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken.
-
Es sollte angemerkt werden, dass die Ausdrücke „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ und/oder „einige Ausführungsbeispiele“ für ein Merkmal, eine Struktur oder eine Besonderheit stehen, das/die mindestens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung zugeordnet ist. Daher sollte betont und angemerkt werden, dass sich die Ausdrücke „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ und/oder „einige Ausführungsbeispiele“, die zweimal oder mehrmals an verschiedenen Positionen in dieser Beschreibung erwähnt werden, nicht notwendigerweise auf dasselbe Ausführungsbeispiel beziehen. Darüber hinaus können einige der Merkmale, Strukturen oder Besonderheiten eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung auf geeignete Weise miteinander kombiniert werden.
-
Es wird auf 1 hingewiesen. In einem Ausführungsbeispiel dient ein Abgasnachbehandlungssystem 100 eines Transportmittels zum Behandeln eines durch einen Motor des Transportmittels erzeugten Abgases. Das Abgasnachbehandlungssystem 100 kann einen ersten Teil 10, einen zweiten Teil 20 und einen Mischer 1, der mit den beiden Teilen verbunden ist, umfassen. Der erste Teil 10 kann einen Diesel-Oxidationskatalysator 101 (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) und einen Dieselpartikelfilter 102 (Diesel Particulate Filter, DPF) umfassen. Der zweite Teil 20 kann einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion 103 (Selective Catalytic Reduction, SCR) umfassen. Der Diesel-Oxidationskatalysator und der Dieselpartikelfilter, die oben vorgestellt wurden, gehört zu gebräuchlichen Begriffen auf diesem Gebiet. Jedoch liegt hierbei keine Einschränkung auf die Anwendung von DOC und DPF bei einem Abgasnachbehandlungssystem eines Dieselmotors vor. Ein Abgas durchströmt der Reihe nach den Diesel-Oxidationskatalysator 101 zur Behandlung der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und des Kohlenmonoxids in dem Abgas und den Dieselpartikelfilter 102 zur Behandlung der luftverunreinigenden Partikel in dem Abgas, tritt danach in den Mischer 1 ein und wird dort mit einen durch einen Injektor 2 gespritzten Sprühnebel einer Harnstofflösung vermischt. Das daraus resultierende Gasstromgemisch strömt aus dem Mischer 1 aus und tritt danach in den Katalysator für selektive katalytische Reduktion 103 ein. Unter Einwirkung des Katalysators geht das Gasstromgemisch eine Reduktionsreaktion ein, womit Stickstoff und Wasser erzeugt und somit Stickoxide in dem Abgas behandelt werden. Es versteht sich, dass das Abgasnachbehandlungssystem 100 nicht auf die obige Vorstellung eingeschränkt ist und beispielsweise bei einigen Abgasnachbehandlungssystemen der Dieselpartikelfilter 102 entfallen kann. Der oben genannte Begriff „Transportmittel“ bezieht sich auf Transportmittel im weiten Sinne und umfasst Kraftfahrzeuge, Lastkraftwagen, Dampfschiffe und andere Transportmittel im engen Sinne sowie Baumaschinen, Agrarmaschinen und andere Transportmittel mit bestimmten Funktionen. Der Mischer und das Abgasnachbehandlungssystem nach den Ausführungsbeispielen zeichnen sich u.a. durch gut universelle Anwendbarkeit aus und das Transportmittel zeichnet sich u.a. durch kompakten Aufbau aus. Die obigen vorteilhaften Auswirkungen werden nachfolgend näher erläutert.
-
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst in einigen Ausführungsbeispielen der Mischer 1 einen Gaseintrittsdeckel 11, einen Gasaustrittsdeckel 12 und einen Verbindungsrohrteil 13. Der Gaseintrittsdeckel 11 stellt einen Gaseintrittsraum S1 des Mischers bereit. Der Gasaustrittsdeckel 12 stellt einen Gasaustrittsraum S2 des Mischers bereit. Der Verbindungsrohrteil 13 umfasst einen Gaseintritt 131, der sich an dem Gaseintrittsraum S 1 befindet, einen Gasaustritt 132, der sich an dem Gasaustrittsraum S2 befindet, und einen Spritzeinlass 133. Der Gaseintrittsdeckel 11 ist über den Verbindungsrohrteil 13 mit dem Gasaustrittsdeckel 12 verbunden, womit der Mischer 1 gebildet wird. Ein Abgas tritt von einem offenen Ende 111 des Gaseintrittsdeckels 11 in den Gaseintrittsraum S 1 und dann von dem Gaseintritt 131 in den Verbindungsrohrteil ein. Der durch den Injektor 2 gespritzte Harnstofflösung-Sprühnebel tritt von dem Spritzeinlass 133 in den Verbindungsrohrteil ein. Das wirbelnde Abgas wird mit dem Sprühnebel innerhalb des Verbindungsrohrteils vermischt. Das daraus resultierende Gasstromgemisch strömt aus dem Gasaustritt 132 aus und tritt über ein offenes Ende 121 des Gasaustrittsdeckels 12 in den Katalysator für selektive katalytische Reduktion 103 ein. Wie in 1 gezeigt, ist das offene Ende 111 des Gaseintrittsdeckels 11 über eine Schelle 141 mit dem ersten Teil 10 des Abgasnachbehandlungssystems 100 verbunden. Dabei ist konkret eine Verbindung mit dem Dieselpartikelfilter 102 des ersten Teils 10 denkbar. Das offene Ende 121 des Gasaustrittsdeckels 12 ist über eine Schelle 142 mit dem zweiten Teil 20 des Abgasnachbehandlungssystems 100 verbunden. Dabei ist konkret eine Verbindung mit dem Katalysator für selektive katalytische Reduktion 103 des zweiten Teils 20 denkbar. Das oben vorgestellte Ausführungsbeispiel zeichnet sich vorteilhafterweise dadurch aus, dass, indem der Mischer 1 durch lösbare Verbindung des Gaseintrittsdeckel 11 und des Gasaustrittsdeckels 12 über den Verbindungsrohrteil 13 miteinander gebildet wird, der Mischer 1 durch Ändern der Länge und der Erstreckungsrichtung des Verbindungsrohrteils 13 und der Ausrichtung des Gaseintrittsdeckels 11 und des Gasaustrittsdeckels 12 ohne Ändern des eigenen Aufbaus des Gaseintrittsdeckels 11 und des Gasaustrittsdeckels 12 flexibel an die Montageraum-Anordnungsanforderungen bei verschiedenen Transportmitteln angepasst werden kann. Somit weisen der Mischer und das Abgasnachbehandlungssystem gute universelle Anwendbarkeit auf und eine kompakte räumliche Anordnung des Transportmittels wird erreicht. Im Detail ist eine Bezugnahme beispielsweise auf Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 2 als Vergleich denkbar. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der Verbindungsrohrteil 13, der den Gaseintrittsdeckel 11 mit dem Gasaustrittsdeckel 12 verbindet, derart ausgestaltet, dass er annähernd Z-förmig ausgebildet ist und zwei Biegungen aufweist. Das heißt, er umfasst einen ersten Abschnitt 1301, einen zweiten Abschnitt 1302 und einen dritten Abschnitt 1303. Zwei Enden des dritten Abschnitts 1303 sind jeweils gebogen mit dem ersten Abschnitt 1301 bzw. dem zweiten Abschnitt 1302 verbunden.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der Verbindungsrohrteil 13, der den Gaseintrittsdeckel 11 lösbar mit dem Gasaustrittsdeckel 12 verbindet, hingegen als ein gerades Rohr ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist zwischen dem dritten Abschnitt 1303 und dem ersten Teil 10 ein erster Anordnungsraum vorhanden, während zwischen dem dritten Abschnitt und dem zweiten Teil 20 ein zweiter Anordnungsraum vorhanden ist. Sie können zur Montage anderer Komponenten in dem Transportmittel verwendet werden. Alternativ dazu können zur Anpassung an eine Montageanordnung, bei der nur an einer bestimmten Position in dem Transportmittel der erste Teil 10 und der zweite Teil 20 fixiert und montiert sind, der erste Teil 10 und der zweite Teil 20 flexibel montiert sein. Wie in 2 und 13A bis 13D gezeigt, kann zudem die Ausrichtung des Gaseintrittsdeckels 11 und des Gasaustrittsdeckels 12 flexible geändert werden und die Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 ist relativ zu der Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 dreidimensional drehbar angeordnet. Eine zweidimensional relativ zueinander drehbare Anordnung ist beispielsweise dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 zu entnehmen. Dabei schließen die Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 und die Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 einen Winkel von 0° ein. Unter Heranziehung der Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 als Bezug wird die Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 13A gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 relativ zu der Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13B wird die Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 relativ zu der Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 gegen den Uhrzeigersinn um 90° oder im Uhrzeigersinn um 270° gedreht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13C wird die Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 relativ zu der Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 gegen den Uhrzeigersinn um 180° oder im Uhrzeigersinn um 180° gedreht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13D wird die Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 relativ zu der Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 gegen den Uhrzeigersinn um 120° oder im Uhrzeigersinn um 240° gedreht. Es versteht sich, dass die Drehung der Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 nicht auf die Drehung der Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 um verschiedene Winkel in ein und derselben zweidimensionalen Ebene gemäß 13A bis 13D eingeschränkt ist und vielmehr eine Drehung in einem dreidimensionalen räumlichen Bereich denkbar ist. Das heißt, die Achse X2 kann bis zu einer anderen Ebene außerhalb der durch die Achse X2 gemäß 13A bis 13D gebildeten Ebene gedreht werden und eine Drehung in mehreren Ebenen bildet eine dreidimensionale relative Drehung. Dabei versteht es sich für Fachleute auf diesem Gebiet, dass die Achse X1 des Gaseintrittsdeckels 11 und die Achse X2 des Gasaustrittsdeckels 12 so angeordnet sind, dass sie relativ zueinander um eine ganze Umdrehung drehbar sind, und der dementsprechend mit dem Gaseintrittsdeckel 11 verbundene erste Teil 10 und der dementsprechend mit dem Gasaustrittsdeckel 12 verbundene zweite Teil 20 nicht auf die in 1 gezeigte Anordnungsposition eingeschränkt sind und vielmehr eine flexible Änderung denkbar ist, sodass der Mischer und das Abgasnachbehandlungssystem an den Anordnungsraum und die Anforderungen an räumliche Anordnung bei verschiedenen Transportmitteln angepasst werden können. Somit weist der Mischer gute universelle Anwendbarkeit auf und eine kompakte räumliche Anordnung des Transportmittels wird erreicht.
-
Der Mischer zeichnet sich durch gute universelle Anwendbarkeit aus und kann ferner die Herstellungskosten des Abgasnachbehandlungssystem und des Transportmittels verringern. Im Detail ist eine Bezugnahme auf 1, 2, 7, 10 und 11 denkbar. In einem oder mehreren Ausführungsbeispielen umfasst der Verbindungsrohrteil 13 einen ersten Rohrabschnitt 1311 und einen zweiten Rohrabschnitt 1312. Der erste Rohrabschnitt 1311 umfasst den Gaseintritt 131 und ist mit dem Gaseintrittsdeckel 11 fest verbunden, womit eine erste Montageeinheit 201 gebildet wird; Der zweite Rohrabschnitt 1312 umfasst den Gasaustritt 132 und ist mit dem Gasaustrittsdeckel 12 fest verbunden, womit eine zweite Montageeinheit 202 gebildet wird; Die erste Montageeinheit 201 und die zweite Montageeinheit 202 sind miteinander verbunden und bilden somit den Mischer 1. Hinsichtlich der Struktur zum Verbinden der ersten Montageeinheit 201 und der zweiten Montageeinheit 202 muss bei verschiedenen Anforderungen an räumliche Anordnung allein die zum Verbinden der ersten Montageeinheit 201 und der zweiten Montageeinheit 202 dienende Verbindungsstruktur des Verbindungsrohrteils 13 geändert werden und dabei können immer noch die gleiche erste Montageeinheit 201 und die gleiche zweite Montageeinheit 202 verwendet werden. Beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die erste Montageeinheit 201 und die zweite Montageeinheit 202 direkt miteinander verbunden und der Gaseintrittsdeckel 11 und der Gasaustrittsdeckel 12 sind über den Verbindungsrohrteil 13 direkt miteinander lösbar verbunden. Hingegen sind beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 die erste Montageeinheit 201 und die zweite Montageeinheit 202 über ein annähernd Z-förmiges Zwischenrohranschlussstück mit zwei Biegungen miteinander verbunden. Der erste Abschnitt 1301 ist über eine Schelle 143 mit der ersten Montageeinheit 201 verbunden und der zweite Abschnitt 1302 ist über eine Schelle 144 mit der zweiten Montageeinheit 202 verbunden. Das heißt, der Gaseintrittsdeckel 11 und der Gasaustrittsdeckel 12 sind über den Verbindungsrohrteil 13 indirekt miteinander lösbar verbunden. Bei den Mischern nach den Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 mit verschiedenen Anforderungen an räumliche Anordnung können die gleiche erste Montageeinheit 201 und die gleiche zweite Montageeinheit 202 verwendet werden und dabei soll allein die Verbindungsstruktur geändert werden, ohne für verschiedene Anforderungen an räumliche Anordnung den Aufbau des Mischers und des Abgasnachbehandlungssystems neu gestalten und herstellen zu müssen, wodurch die Herstellungskosten des Abgasnachbehandlungssystems und des Transportmittels gesenkt werden.
-
Es wird auf 2 bis 9 hingewiesen. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Verbindungsrohrteil 13 konkret einen kegelförmigen Abschnitt 134 und einen dem kegelförmigen Abschnitt 134 nachgeschalteten und damit verbundenen Rohrkörperabschnitt 135. Der kegelförmige Abschnitt 134 befindet sich in dem Gaseintrittsraum S 1 und die Wandfläche des kegelförmigen Abschnitts 134 weist mehrere entlang der Umfangsrichtung verteilte Öffnungen 1341 auf. Der Gaseintritt 131 umfasst die mehreren Öffnungen 1341 und die mehreren Öffnungen 1341 sind jeweils mit einer Verwirbelungsstruktur 1342 versehen, sodass ein Abgas beim Eintreten in den Gaseintritt 131 ein wirbelndes Abgas bildet und das Abgas gleichmäßig mit dem Harnstoffsprühnebel vermischt wird. Es wird auf 6A und 6B hingewiesen. Die Verwirbelungsstruktur kann konkret einen Verwirbelungsflügel 1343, der an jeder der Öffnungen 1341 angeordnet ist, umfassen. Die Erstreckungsrichtung des Verwirbelungsflügels 1343 ist eine schräge Richtung, die jede der Öffnungen 1341 abdeckt und nach außen in Bezug auf den kegelförmigen Abschnitt verläuft. Wie in 6A gezeigt, steht der Pfeil für die Richtung des Abgasstroms. Somit kann das Abgas eine stärkere Wirbelung bilden, womit eine gute Mischwirkung für das Abgas und den Harnstoffsprühnebel sichergestellt, eine völlige Zersetzung des Harnstoffsprühnebels erreicht und die Kristallisation des Harnstoffs verringert wird. Es versteht sich, dass die Anzahl und die Größe der Öffnungen 1341 sowie die Anzahl der zugeordneten Verwirbelungsflügel 1343 je nach tatsächlichem Bedarf angemessen angepasst werden können und nicht auf die dargestellte Anzahl bzw. Größe eingeschränkt sind.
-
Es wird weiter auf 4 hingewiesen. In einigen Ausführungsbeispielen kann der Innenaufbau des Gaseintrittsraums derart ausgestaltet sein, dass die Endöffnung eines kleineren Endes 1344 des kegelförmigen Abschnitts 134 den Spritzeinlass 133 bereitstellt. Das heißt, der durch den Injektor 2 gespritzte Harnstofflösung-Sprühnebel tritt über die Endöffnung des kleineren Endes 1344 in den Verbindungsrohrteil 13 ein und wird mit dem Abgas vermischt, das von der Öffnung 1341 der Seitenwand des kegelförmigen Abschnitts 134 eintritt und einen Wirbelstrom bildet. Der Gaseintrittsdeckel 11 ist mit einem Injektormontagesitz 112 versehen und definiert eine Spritzachse A1. Die Achse A2 des kegelförmigen Abschnitts 134 überlappt mit der Spritzachse A1. Die Kegelform kann sich an die Form des gespritzten Strahls des Harnstoffsprühnebels anpassen und die Achse A2 des kegelförmigen Abschnitts 134 überlappt mit der Spritzachse A 1, was für eine bessere Mischwirkung für das Abgas und den Harnstoffsprühnebel sorgt.
-
Es wird weiter auf 4, 5 und 8 hingewiesen. In einigen Ausführungsbeispielen überlappt die Achse A3 eines innerhalb des Gasaustrittsraums S2 befindlichen Teils des Verbindungsrohrteils 13 mit der Symmetrieachse A4 des Gasaustrittsdeckels und der Gasaustritt 132 ist eine schräg geschnittene Öffnungsstruktur. Es versteht sich, dass unter „schräg geschnitten“ eine schräge Anordnung anstatt einer vertikalen Anordnung des Gasaustritts 132 und seiner Achse zu verstehen ist. Somit kann erzielt werden, dass, wie in 5 gezeigt, der aus dem Gasaustritt 132 ausströmende Gasstrom in zwei Wirbelströme unterteilt wird, sodass eine gute Mischwirkung für das Abgas und die reduzierende Komponente in dem Gasstromgemisch erreicht und ein gleichmäßiges Anhaften an SCR erleichtert wird. Für Fachleute auf diesem Gebiet ist es möglich, durch Anpassen der Neigungswinkels der schräg geschnittenen Öffnung und des Abstands D zwischen dem Gasaustritt und dem stromabwärtigen Ende des Gasaustrittsdeckels 12 die Wirkung des Wirbelstroms anzupassen. Wie in 14A und 14B gezeigt, kann somit ferner verringerter Abgasgegendruck erzielt werden. Bei der Ausgestaltung gemäß 14B ist die schräg geschnittene Öffnung in dem Ausführungsbeispiel als eine Struktur ausgebildet, die einer Trompetenform ähnelt. Das heißt, die Öffnung der schräg geschnitten Öffnungsstruktur ist derart dimensioniert, dass sie als eine von der stromaufwärtigen Seite in Richtung der stromabwärtigen Seite aufgeweitete Öffnung ausgebildet ist. 14A zeigt eine Vergleichsausgestaltung, bei der in Umfangsrichtung der Rohrwand eines geraden Rohres mehrere Gasauslasslöcher vorgesehen sind. Wie sich aus dem Vergleich von 14A mit 14B ergibt, wird bei der Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels gegenüber der Vergleichsausgestaltung ein geringerer Abgasgegendruck erzielt. In einigen Ausführungsbeispielen ist eine Abdeckungsoberseite 120 des Gasaustrittsdeckels 12 als eine konkave Struktur ausgebildet, womit die Eigenresonanzfrequenz in dem Gasaustrittsdeckel 12 erhöht werden kann, um somit das Verhalten des Abgasnachbehandlungssystems und des Transportmittels hinsichtlich des Geräusches, der Vibration und der Rauheit (NVH) zu verbessern. Es versteht sich, dass in einigen Ausführungsbeispielen eine Abdeckungsoberseite des Gaseintrittsdeckels 11 ebenfalls als eine konkave Struktur ausgebildet sein kann, um somit das Verhalten hinsichtlich des Geräusches, der Vibration und der Rauheit zu verbessern. Des Weiteren ist in einigen Ausführungsbeispielen auch eine konvexe Struktur denkbar, um zu vermeiden, dass eine konkave Struktur zu einer gegenseitigen Störung des Deckels und des Verbindungsrohrteils führt. Kurzum reicht es aus, dass die Abdeckungsoberseite des Gaseintrittsdeckels 11 und/oder die Abdeckungsoberseite des Gasaustrittsdeckels 12 einen nicht flachen Bereich, beispielsweise einen konkaven oder einen konvexen Bereich umfasst.
-
Es wird weiter auf 4 hingewiesen. In mehreren Ausführungsbeispielen kann die Struktur zum Fixieren des Verbindungsrohrteils 13 derart ausgestaltet sein, dass der Injektormontagesitz 112 derart angeordnet ist, dass er den Verbindungsrohrteil 13 nicht berührt oder ihn teilweise berührt, und der Verbindungsrohrteil 13 mit dem Gaseintrittsdeckel 11 fest verbunden ist. Somit wird vorteilhafterweise eine gute Dauerhaftigkeit des Mischers 1 erzielt. Das Prinzip liegt darin, dass, wie von dem Erfinder beim Schaffen der vorliegenden Erfindung festgestellt wurde, bei direktem Verschweißen des kegelförmigen Abschnitts 134 und des Montagesitzes 112 miteinander die Lebensdauer und die Beständigkeit gegen thermische Belastung und Ermüdung der Verschweißung der beiden Komponenten die Anforderungen nicht erfüllen können. Des Weiteren könnte die Dauerhaftigkeit der direkten Verschweißung der beiden Komponenten infolge der Schwingbelastung des Transportmittels (beispielsweise bei einer Schwingung infolge des Motors und der Fahrbahnoberfläche) die Anforderungen nicht erfüllen. Daher ist der Injektormontagesitz 112 derart angeordnet, dass er den Verbindungsrohrteil 13 nicht berührt oder ihn teilweise berührt, und der Verbindungsrohrteil 13 wird über den Gaseintrittsdeckel 11 fixiert. Des Weiteren weist der Injektormontagesitz 112 innerhalb des Gaseintrittsraums S1 eine in Umfangsrichtung verlaufende Rippenplatte 1121 auf und zwischen der Rippenplatte 1121 und dem kleineren Ende 1344 des kegelförmigen Abschnitts 134 ist ein Zwischenraum G1 vorhanden. Es versteht sich, dass der Zwischenraum zwischen der Rippenplatte 1121 und dem kleineren Ende 1344 des kegelförmigen Abschnitts 134 nicht auf den dargestellten axialen Zwischenraum G1 eingeschränkt ist und alternativ dazu das kleinere Ende 1344 des kegelförmigen Abschnitts 134 in den durch die Rippenplatte 1121 umschlossenen Raum hineinragen kann und dabei jedoch zwischen der Seitenwand des kleineren Endes 1344 und der Innenwand der Rippenplatte 1121 ein radialer Zwischenraum vorhanden ist. Durch Vorsehen der Rippenplatte 1121 kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass neben dem Gaseintritt 131 (in dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um die mehreren Öffnungen 1341) darüber hinaus ein Gasstromkanal zum Eintreten in den Verbindungsrohrteil 13 für Abgas bereitgestellt wird und somit mittels des Abgases der Injektor 2 erwärmt und eine Harnstoffkristallisation für den Injektor 2 verhindert werden kann. Über die Pufferwirkung der Rippenplatte kann ein direkter Stoß des Gasstroms des Abgases auf den gespritzten Strahl der durch den Injektor 2 gespritzten Harnstofflösung verhindert und zudem eine Anpassung des konkreten Werts des Zwischenraums je nach tatsächlichen Anforderungen erreicht werden. Dabei kann die Untergrenze eine ausreichende Zugabe für Bearbeitungsfehler beibehalten und die Obergrenze die Anforderung an die Stärke des Wirbelstroms des Abgases erfüllen, da bei einem zu großen Zwischenraum Abgas in übermäßiger Menge von dem kleineren Ende 1344 des kegelförmigen Abschnitts 134 eintritt, was zu verringerter Wirbelstromstärke des Abgases führt.
-
Es wird weiter auf 2 bis 5 hingewiesen. In einigen Ausführungsbeispielen kann der Gaseintrittsdeckel 11 konkret ferner eine Vertiefung 114 aufweisen und ein Raum zwischen der Vertiefung 114 und dem zylindrischen Konturrand 115 des Gaseintrittsdeckels 11 stellt einen Montageraum 116 für den Injektor bereit. Somit kann der Injektor 2 in einem durch den Konturrand des Gaseintrittsdeckels 11 definierten Raum angeordnet sein, sodass das Anordnen des Injektors 2 keinen Einflüssen durch den Anordnungsraum des Transportmittels unterliegt und somit das Abgasnachbehandlungssystem 100 verschiedene Anordnungsraumanforderungen leichter erfüllen kann. In einigen Ausführungsbeispielen weist der Gaseintrittsdeckel 11 mindestens zwei Sensorhalter 117 auf, die symmetrisch an dem Gaseintrittsdeckel 11 verteilt sind, wie sich aus den Zeichnungen ergibt. Jedoch liegt hierbei keine Einschränkung darauf vor und beispielsweise ist zusätzlich/alternativ dazu denkbar, dass der Gasaustrittsdeckel 12 mindestens zwei Sensorhalter aufweist, die symmetrisch an dem Gasaustrittsdeckel 12 verteilt sind. Indem mehrere Sensorhalter 117 redundant vorgesehen sind, wird ein genaues Sensormessergebnis bei unterschiedlichen Ausrichtungen des Gaseintrittsdeckels 11 und/oder des Gasaustrittsdeckels 12 sichergestellt und eine Anpassung an die Anforderungen an die Montageposition und den Montageraum des Gaseintrittsdeckels 11 und/oder des Gasaustrittsdeckels 12 bei verschiedenen Montageanforderungen ermöglicht.
-
Es wird weiter auf 8, 12 und 13A bis 13D hingewiesen. In einigen Ausführungsbeispielen ist das offene Ende 121 des Gasaustrittsdeckels 12 mit einer porösen Anschlagplatte 15 versehen und die poröse Anschlagplatte 15 ist relativ zu dem Gasaustritt 132 des Verbindungsrohrteils 13 entfernt von der Abdeckungsoberseite 120 des Gasaustrittsdeckels 12 angeordnet. Somit kann eine bessere Homogenität des aus dem Gasaustrittsdeckel 12 ausströmenden Gasstromgemisches erreicht werden. Dies trägt insbesondere wesentlich zum Verbessern der Stickoxid-Behandlungswirkung bei einem SCR mit einer großen Abmessung in dem Abgasnachbehandlungssystem bei, wie von dem Erfinder festgestellt wurde. Bei SCR mit einer kleineren Abmessung kann die Homogenität des Gasstromgemisches in der Regel die Anforderung erfüllen, weshalb die poröse Anschlagplatte 15 entfallen kann.
-
Es wird auf 2 bis 5 hingewiesen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Rohrkörperabschnitt 135 konkret einen ersten Rohrkörperabschnitt 1351 und einen dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 umfassen. Der erste Rohrkörperabschnitt 1351 ist mit einem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts 134 verbunden und ist mit dem Gaseintrittsdeckel 11 fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Der zweite Rohrkörperabschnitt 1352 ist mit dem Gasaustrittsdeckel 12 fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Der erste Rohrkörperabschnitt 1351 und der zweite Rohrkörperabschnitt 1352 können derart miteinander verbunden sein, dass die Außenwand von entweder dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 oder dem zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 mit einem Dichtelement 1353 versehen ist und die Außenwand in Überlappverbindung mit der Innenwand des anderen Rohrkörperabschnitts steht. Die Außenwand ist ferner mit einem ersten Gegenabschnitt 13531 versehen, der auf einer Seite des Dichtelements 1353 das Dichtelement 1353 teilweise umgibt, während an einem Ende des anderen Rohrkörperabschnitts sich ein zweiter Gegenabschnitt 13532 erstreckt, der auf der anderen Seite des Dichtelements 1353 das Dichtelement 1353 teilweise umgibt. Der erste Gegenabschnitt 13531 und der zweite Gegenabschnitt 13532 sind über eine Schelle 145 miteinander verbunden und fixiert. Wie in 4 gezeigt, ist die Außenwand des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 mit dem Dichtelement 1353 versehen und die Außenwand des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 steht in Überlappverbindung mit der Innenwand des zweiten Rohrkörperabschnitts 1352. Die Außenwand des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 ist mit dem ersten Gegenabschnitt 13531 versehen, der auf einer Seite des Dichtelements 1353 das Dichtelement 1353 teilweise umgibt, während an einem Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts 1352 sich der zweite Gegenabschnitt 13532 in Richtung der stromaufwärtigen erstreckt, der auf der anderen Seite des Dichtelements 1353 das Dichtelement 1353 teilweise umgibt. Der erste Gegenabschnitt 13531 und der zweite Gegenabschnitt 13532 sind über die Schelle 145 miteinander verbunden und fixiert. Eine derartige Verbindungsstruktur zeichnet sich durch einfachen und zuverlässigen Aufbau und gute Montagefreundlichkeit aus.
-
Es versteht sich, dass dies sich für eine Ausgestaltung eignet, bei der der Gaseintrittsdeckel 11 und der Gasaustrittsdeckel 12 über den Verbindungsrohrteil 13 miteinander lösbar verbunden sind. Alternativ dazu können der Gaseintrittsdeckel 11 und der Gasaustrittsdeckel 12 über den Verbindungsrohrteil 13 miteinander unlösbar verbunden sein. Bei dem obigen Ausführungsbeispiel kann der Rohrkörperabschnitt 135 konkret den ersten Rohrkörperabschnitt 1351 und den dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 umfassen. Der erste Rohrkörperabschnitt 1351 ist mit dem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts 134 verbunden und ist mit dem Gaseintrittsdeckel 11 fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Der zweite Rohrkörperabschnitt 1352 ist mit dem Gasaustrittsdeckel 12 fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Der zweite Rohrkörperabschnitt 1352 umfasst den Gasaustritt 132, der sich an dem Gasaustrittsraum S2 befindet. Der erste Rohrkörperabschnitt 1351 ist einteilig mit dem zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 verbunden. Das heißt, der Rohrkörperabschnitt 135 ist einteilig ausgebildet und der erste Rohrkörperabschnitt 1351 und der zweite Rohrkörperabschnitt 1352 sind einteilig ausgeformt. Alternative dazu sind eine geteilte Ausformung und eine Verbindung durch Verschweißen denkbar, was sich für eine Ausgestaltung mit unlösbarer Verbindung eignet. Somit werden Kosten zum Bearbeiten der Gegenabschnitte und zum Vorsehen des Dichtelements und der Schelle gespart.
-
Es wird auf 8 und 9 hingewiesen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Rohrkörperabschnitt 135 konkret den ersten Rohrkörperabschnitt 1351, den dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 nachgeschalteten zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 und eine Verbindungsmuffe 1354 umfassen. Der erste Rohrkörperabschnitt 1351 ist mit dem größeren Ende des kegelförmigen Abschnitts verbunden und die Verbindungsmuffe 1354 ist auf dem Außenumfang des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 aufgeschoben. Der Zwischenraum zwischen der Verbindungsmuffe 1354 und dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 bildet einen Abgasbypasskanal P. Die Verbindungsmuffe 1354 weist einen Muffenkörper 13540 sowie ein erstes Ende 13541 und ein zweites Ende 13542, die mit zwei Enden des Muffenkörpers 13540 verbunden sind, auf. Das erste Ende 13541 ist mit dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 fest verbunden, beispielsweise daran vernietet, wie in 8 gezeigt. Der Muffenkörper 13540 ist durch Verschweißen mit dem Gaseintrittsdeckel 11 fest verbunden. Der Muffenkörper 13540 kann ferner eine radial bis zu dem ersten Rohrkörperabschnitt vertiefte radiale Vertiefung 13543 aufweisen, die an dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 vernietet ist, womit eine stabile Verbindung zwischen dem Muffenkörper 13540 und dem ersten Rohrkörperabschnitt 1351 erreicht wird. Das zweite Ende 13542 weist einen Verbindungsflansch 13544 auf. Eine Aufweitungsstruktur 13521 ist derart gebildet, dass sie ausgehend von einem stromaufwärtigen Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts 1352 in Richtung der stromaufwärtigen Seite erstreckt. Die Aufweitungsstruktur 13521 steht in Überlappverbindung mit einer Seite der stromabwärtigen Seite des Verbindungsflansches 13544 und dazwischen ist ein Dichtelement 1356 zum Abdichten vorgesehen. Die Aufweitungsstruktur 13521 und der Verbindungsflansch 13544 sind über eine Schelle 146 miteinander verbunden und fixiert, um somit die Verbindungsmuffe 1354 mit dem zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 zu verbinden. Des Weiteren ragt ein stromabwärtiges Ende des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 über eine axiale Länge L1 in das stromaufwärtige Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts 1352 hinein. Mit diesem Ausführungsbeispiel wird vorteilhafterweise u.a. erzielt, dass der Zwischenraum zwischen der Verbindungsmuffe und dem ersten Rohrkörperabschnitt den Abgasbypasskanal bildet, womit der erste Rohrkörperabschnitt erwärmt werden kann, sodass der an der Innenwand des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 anhaftende Harnstofflösung-Sprühnebel rechtzeitig pyrolysiert und somit eine Harnstoffkristallisation verhindert wird. Auch beim Bilden eines Flüssigkeitsfilms durch die an der Innenwand anhaftende Harnstofflösung wird das stromabwärtige Ende des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 einer Blaskraft des Abgases des Abgasumleitkanals unterzogen und somit wird der Flüssigkeitsfilm an dem stromabwärtigen Ende angeblasen und in Flüssigkeitströpfchen zersetzt, die dann zerbrochen werden, um die Harnstoffkristallisation zu verringern.
-
Es versteht sich, dass sich der Rohrkörperabschnitt 135 mit der Verbindungsmuffe 1354 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Ausgestaltung eignet, bei der der Gaseintrittsdeckel 11 und der Gasaustrittsdeckel 12 über den Verbindungsrohrteil 13 miteinander lösbar verbunden sind. Jedoch liegt keine Einschränkung darauf vor. Beispielsweise ist zum lösbaren Verbinden der Verbindungsmuffe 1354 und des zweiten Rohrkörperabschnitts 1352 die Struktur analog zu 4 denkbar. Das heißt, die Außenwand von entweder dem zweiten Ende 13542 der Verbindungsmuffe 1354 oder dem zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 ist mit dem Dichtelement 1353 versehen und die Außenwand steht in Überlappverbindung mit der Innenwand des anderen von dem zweiten Ende und dem zweiten Rohrkörperabschnitt. Die Außenwand ist ferner mit dem ersten Gegenabschnitt 13531 versehen, der auf einer Seite des Dichtelements 1353 das Dichtelement 1353 teilweise umgibt, während an einem Ende des anderen von dem zweiten Ende und dem zweiten Rohrkörperabschnitt sich der zweite Gegenabschnitt 13532 erstreckt, der auf der anderen Seite des Dichtelements 1353 das Dichtelement 1353 teilweise umgibt. Der erste Gegenabschnitt 13531 und der zweite Gegenabschnitt 13532 sind über die Schelle 146 miteinander verbunden und fixiert; Das stromabwärtige Ende des ersten Rohrkörperabschnitts 1351 ragt über eine axiale Länge L 1 in das stromaufwärtige Ende des zweiten Rohrkörperabschnitts 1352 hinein.
-
Somit kann ebenfalls eine lösbare Verbindung hergestellt werden.
-
Analog dazu ist zudem in einigen Ausführungsbeispielen korrespondierend mit dem Rohrkörperabschnitt 135, der die Verbindungsmuffe 1354 aufweist, vorgesehen, dass der Gaseintrittsdeckel 11 und der Gasaustrittsdeckel 12 auch über den Verbindungsrohrteil 13 miteinander unlösbar verbunden sein kann. In diesem Fall ist das zweite Ende 13542 der Verbindungsmuffe 1354 einteilig mit dem zweiten Rohrkörperabschnitt 1352 verbunden. Das heißt, der Rohrkörperabschnitt 135 ist einteilig ausgebildet und die Verbindungsmuffe 1354 und der zweite Rohrkörperabschnitt 1352 sind einteilig ausgeformt. Alternative dazu sind eine geteilte Ausformung und eine Verbindung durch Verschweißen denkbar. Übrige strukturelle Merkmale gleichen oder ähneln jenen bei den obigen Ausführungsbeispielen und hier entfällt eine Wiederholung. Dies eignet sich für eine Ausgestaltung mit unlösbarer Verbindung. Somit werden Kosten zum Bearbeiten der Gegenabschnitte oder des Verbindungsflansches und der Aufweitungsstruktur und zum Vorsehen des Dichtelements und der Schelle gespart.
-
Bei den obigen Ausführungsbeispielen bilden der Gaseintrittsdeckel 11, der Gasaustrittsdeckel 12 und der Verbindungsrohrteil 13 den vollständigen Mischer 1. Bei praktischer Bearbeitung kann auch durch festes Verbinden des Gaseintrittsdeckels 11 und des Verbindungsrohrteils 13, die oben beschrieben wurden, ein Mischer gebildet werden, der eigentlich einer ersten Mischeinheit des in den obigen Ausführungsbeispielen erläuterten vollständigen Mischers 1 entspricht. Hingegen ist der Gasaustrittsdeckel 12 in eine dem Mischer nachgeschaltetes Abgasbehandlungskomponente integriert und deckt das Gehäuse für die Abgasbehandlungskomponente ab. Bei der Abgasbehandlungskomponente kann es sich beispielsweise um SCR handeln. In diesem Fall ist die erste Mischeinheit direkt oder indirekt mit der stromabwärtigen Abgasbehandlungskomponente verbunden. Dementsprechend ist nun der Gasaustrittsdeckel 12 der Verbindungsrohrteil zum direkten oder indirekten Verbinden mit der ersten Mischeinheit.
-
Wie oben aufgeführt, werden durch Verwendung des Mischers, des Abgasnachbehandlungssystems und des Transportmittels, die oben vorgestellt wurden, u.a. die folgenden vorteilhaften Auswirkungen erreicht, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein: Indem bei dem Mischer der Gaseintrittsdeckel und der Gasaustrittsdeckel über den Verbindungsrohrteil miteinander lösbar verbunden sind, kann der Mischer durch Ändern der Länge und der Erstreckungsrichtung des Rohrkörpers und der Ausrichtung des Gaseintrittsdeckels und des Gasaustrittsdeckels flexibel an die Montageraum-Anordnungsanforderungen bei verschiedenen Transportmitteln angepasst werden. Somit weisen der Mischer und das Abgasnachbehandlungssystem gute universelle Anwendbarkeit auf und eine kompakte räumliche Anordnung des Transportmittels wird erreicht.
-
Trotz der bisherigen Offenbarung der vorstehenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dient diese keineswegs zur Einschränkung der vorliegenden Erfindung. Ohne Abweichen von dem Geist und des Umfangs der vorliegenden Erfindung können Fachleute auf diesem Gebiet mögliche Abänderungen und Modifikationen vornehmen. Daher fallen jegliche Überarbeitungen, gleichwertige Abänderungen und Modifikationen an den vorstehenden Ausführungsbeispielen anhand der technischen Grundideen der vorliegenden Erfindung ohne Abweichen von dem Inhalt der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung unter den Schutzumfang, die durch die Ansprüche der vorliegenden Erfindung definiert wird.
