DE112006003385B4 - Kombibaugruppe aus Abgasschalldämpfer, Nachbehandlungselement und Wasserabscheider - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft vertikale Auspuffanlagen und Auspuff-Wasserabscheider, einschließlich für schwere Nutzfahrzeuge wie z. B. Lastkraftwagen, Traktoren, Geländefahrzeuge und dergleichen. Diese haben häufig eine vertikale Auspuffanlage, bei der die Auspuffleitung zum Beispiel vertikal längsseits der Kabine des Fahrzeugs verläuft. Konkret betrifft die Erfindung eine Kombibaugruppe aus Abgasschalldämpfer, Nachbehandlungselement und Wasserabscheider mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
- Zur Emissionssenkung wurden Abgaskatalysatoren und Rußfilter in die Auspuffanlage von Bussen, Lastkraftwagen usw. integriert. Wenn die Auspuffrichtung vertikal ist, besteht eine Möglichkeit, dass Wasser wie z. B. Regen, Schnee oder Bus- oder LKW-Waschflüssigkeit in das obere Ende der Auspuffanlage eintritt und nach unten in Kontakt mit dem Abgaskatalysator oder der Rußfiltereinheit abläuft. Das in die Abgasanlage eintretende Wasser kann in der Katalysator/Filter-Montagematte absorbiert werden, z. B. Vermiculite, die typischerweise zwischen der Außenfläche des Abgaskatalysators und dem Außenkörper der Auspuffleitung liegt. Wenn eine Montagematte Wasser ausgesetzt wird, hat dies eine viel geringere Ausziehkraft zur Folge, was ein Maß für das Vermögen der Matte ist, den Katalysator/das Filter zurückzuhalten. In einem anderen Szenario kann das Gefrieren von Wasser im Abgaskatalysator strukturelle Schäden am monolithischen Katalysator verursachen. Als zusätzliches Problem kann Wasser, das durch den Abgaskatalysator oder das Rußfilter läuft, dazu neigen, das Partikelmaterial nach unten zu spülen, wo dieses Material sich sammelt und die Unterseite des Abgaskatalysators/Rußfilters verstopft, um deren vorzeitigen Ausfall zu verursachen.
- Dieses Problem adressiert die
US 5 321 215 A , von der die vorliegende Erfindung ausgeht. Dort ist ein vertikales Abgassystem mit einem Abgasschalldämpfer, Katalysator und Wasserabscheider gezeigt. Das bekannte Abgassystem umfasst ein äußeres, röhrenförmiges Gehäuse, das vertikal ausgerichtet ist und eine Gehäuseseitenwand aufweist. Das Gehäuse hat einen unteren Einlass mit einem Einlassrohr, um Abgas aus einer Brennkraftmaschine zu empfangen. Ferner hat das Gehäuse einen oberen Auslass mit einem Auslassrohr, um Abgas auszulassen. Der obere Auslass ist über dem unteren Einlass beabstandet. - Bei dem bekannten Abgassystem ist der Katalysator im Gehäuse oberhalb des Einlassrohrs und unterhalb des Auslassrohrs untergebracht. Ein unterer ringförmiger Flansch und ein Ring befestigen den Katalysator am Gehäuse. Der Katalysator ist um einen radialen Zwischenraum, der einen ringförmigen Raum dazwischen definiert, von der Gehäuseseitenwand radial nach innen beabstandet.
- Ein ringförmiger Ableiter ist auf der äußeren Oberfläche des Auslassrohrs montiert und leitet eindringendes Wasser radial nach außen ab, so dass der überwiegende Teil des eindringenden Wassers an der inneren Oberfläche der Gehäuseseitenwand nach unten in den Wasserabscheider fließt. Der Wasserabscheider wird gebildet durch die Gehäuseseitenwand, einem unteren Abschnitt des Auslassrohrs und einem Flansch dazwischen. Der Lehre der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kombibaugruppe mit sehr kompaktem Aufbau bereit zu stellen.
- Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird bei einer Kombibaugruppe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
- Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis anhaltender Bemühungen zur Entwicklung einer verbesserten Kombibaugruppe aus Abgasschalldämpfer und Nachbehandlungselement und Wasserabscheider mit ultrakompaktem Aufbau.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Seitenschnittansicht eines Auspuff-Wasserabscheiders. -
2 ist eine Ansicht eines Abschnitts von1 und zeigt eine andere Ausführungsform. -
3 ist eine Seitenschnittansicht eines Auspuff-Wasserabscheiders. -
3A ist eine vergrößerte Ansicht entlang Linie 3A-3A von3 . -
3B ist eine vergrößerte Ansicht entlang Linie 3B-3B von3 . -
4 ist eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 von3 . -
5 ist eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 von3 . -
6 ist eine Schnittansicht entlang Linie 6-6 von3 . -
7 ist eine ausgeschnittene perspektivische Ansicht eines Abgasnachbehandlers. -
8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Ausführungsform von7 . -
9 entspricht7 und zeigt eine andere Ausführungsform. -
10 ist eine ausgeschnittene auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Ausführungsform von9 . -
11 ist eine Seitenschnittansicht einer erfindungsgemäßen Kombibaugruppe aus Auspufftopf und Nachbehandlungselement und Wasserabscheider. -
12 entspricht in der Darstellung11 zeigt aber eine andere nicht erfindungsgemäße Ausführungsform. -
13 ist eine Schnittansicht entlang Linie 13-13 von12 . -
14 entspricht in der Darstellung11 und zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. -
1 zeigt einen Auspuff-Wasserabscheider40 mit einem Gehäuse42 , das entlang einer vertikalen Achse44 verläuft und eine Gehäuseseitenwand46 aufweist. Das Gehäuse umfasst einen unteren Einlass48 , um Abgas aus einer Brennkraftmaschine durch einen Abgaskatalysator oder ein Rußfilter zu empfangen, und einen oberen Auslass50 , um das Abgas auszulassen, und der über dem unteren Einlass48 beabstandet ist. Ein inneres Auspuffrohr52 verläuft vom unteren Einlass48 nach oben und ist um einen radialen Zwischenraum, der einen ringförmigen Raum54 dazwischen definiert, von der Gehäuseseitenwand46 radial nach innen beabstandet. Das Auspuffrohr52 weist ein oberes Ende56 auf, das um einen axialen Zwischenraum58 unter dem oberen Auslass50 vertikal beabstandet ist. Eine Kappe oder ein Schirm60 auf dem oberen Ende56 umspannt das innere Auspuffrohr52 und versperrt den Abgasstrom axial nach oben daran vorbei und versperrt den Eintritt von Wasser vom oberen Auslass50 axial nach unten daran vorbei in das obere Ende56 des inneren Auspuffrohrs52 und leitet Wasser statt dessen radial nach außen in den ringförmigen Raum54 um und ab. Das Auspuffrohr52 ist perforiert, wie an Perforationen62 angezeigt, und daher strömt das Abgas, wie durch den Pfeil64 gezeigt, aus der Brennkraftmaschine und dem Abgaskatalysator durch den unteren Einlass48 in das Innere66 des inneren Auspuffrohrs52 axial nach oben in den Abscheider40 , und dann durch Perforationen62 radial nach außen in den ringförmigen Raum54 , wie durch den Pfeil68 gezeigt, und strömt dann axial nach oben, wie durch den Pfeil70 gezeigt, durch den ringförmigen Raum54 an der Kappe60 vorbei und in einen oberen Sammelraum72 und dann zum Auslass50 , wie durch einen Pfeil74 gezeigt, um vertikal axial nach oben durch das äußere Auspuffrohr76 ausgelassen zu werden. - Ein unterer ringförmiger Flansch
78 weist einen Innenumfang80 am inneren Auspuffrohr52 auf, der den unteren Einlass48 definiert, und weist einen Außenumfang82 an der Gehäuseseitenwand46 auf, der den ringförmigen Raum54 an seinem unteren Ende umspannt und abschließt, um einen Sammelraum und Wasserabscheider84 zu formen, vergleichbar mit dem Wasserabscheider27 im PatentUS 5 321 215 A . Ein oberer Flansch86 weist einen Innenumfang88 auf, der um den axialen Zwischenraum58 vertikal über dem oberen Ende56 des inneren Auspuffrohrs52 und der Kappe60 beabstandet ist und den obigen oberen Auslass50 definiert, und weist einen Außenumfang90 an der Gehäuseseitenwand46 auf. Die Kappe60 und der obere Flansch86 definieren den oberen Auslass-Sammelraum72 , der frei von einem axial dadurch verlaufenden perforierten Auspuffrohr ist und in welches das Abgas sonst wieder eingeleitet werden müsste, und das sonst die Drosselung erhöhen würde, wie zum Beispiel in derUS 5 321 215 A , wo die Wiedereinleitung von Abgas in das Auspuffrohr15 durch Perforationen20 entfällt. Der obere Auslass-Sammelraum72 nimmt die Seitenquerschnittsfläche des Gehäuses42 ungehindert ein, ohne axial dadurch verlaufendes Auspuffrohr, wie z. B.15 in derUS 5 321 215 A . - Das äußere Auspuffrohr
76 verläuft vom oberen Auslass50 am oberen ringförmigen Flansch86 nach oben. In einer Ausführungsform ist ein zweiter oberer ringförmiger Flansch92 über dem oberen ringförmigen Flansch86 um einen axialen Zwischenraum beabstandet, der einen oberen ringförmigen Raum94 definiert, der axial zwischen den Flanschen86 und94 und radial zwischen dem äußeren Auspuffrohr76 und der Gehäuseseitenwand46 liegt. Jeder der oberen ringförmigen Flansche86 und92 weist jeweils einen Innenumfang88 und96 auf, der am äußeren Auspuffrohr76 an axial beabstandeten Stellen daran entlang montiert ist. Dies ist wünschenswert, weil es eine Verstärkung gegen die Hebelarmbiegung des Auspuffrohrs76 oder Verlängerungen davon gewährleistet, die typischerweise bei der Montage der Abgasanlage und in Betrieb während der Straßen- und/oder Motorvibrationen auftreten. In einer weiteren Ausführungsform kann der obere ringförmige Flansch86 einen oder mehrere Öffnungen wie z. B.98 dadurch aufweisen, die mit dem oberen ringförmigen Raum94 in Verbindung stehen, um eine Resonanzkammer im Raum94 zur Aufhebung oder Dämpfung bestimmter Frequenzen oder Oberschwingungen bereitzustellen. - In einem wünschenswerten Aspekt sind das erste und zweite Rohr
52 bzw.76 im Aufbau jeweils getrennt und beabstandet. Das zweite Rohr76 ist vom ersten Rohr52 getrennt und um den axialen Zwischenraum58 vertikal beabstandet, um dazwischen den oberen Auslass-Sammelraum72 zu definieren, der das Gehäuse42 über dem ringförmigen Raum54 und über dem oberen Ende56 des ersten Rohrs52 seitlich umspannt. Das Rohr76 verläuft vom Gehäuse axial nach oben, um das Abgas auszulassen. Die Kappe60 am oberen Ende56 des Rohrs52 sperrt den Abgasstrom axial nach oben daran vorbei, wodurch das Abgas durch den perforierten Abschnitt des Rohrs52 wie durch den Pfeil68 gezeigt durch Perforationen62 in den ringförmigen Raum54 , dann in den Sammelraum72 , dann in das Rohr76 strömt. Die Kappe60 versperrt den Eintritt von Wasser axial nach unten daran vorbei in das obere Ende56 des Rohrs52 aus dem darüberliegenden Rohr76 und leitet das Wasser statt dessen radial nach außen in den ringförmigen Raum54 um und ab. Der ringförmige Flansch78 verläuft seitlich zwischen dem ersten Rohr52 und der Gehäuseseitenwand46 unter dem oberen Ende56 des Rohrs52 und definiert den Sammelraum84 für das Wasser, das von der Kappe60 in den ringförmigen Raum54 abgeleitet wurde. Der Flansch78 liegt bevorzugt am unteren Ende des Rohrs52 . Die Gehäuseseitenwand46 weist über dem Flansch78 eine oder mehrere Ablassöffnungen100 dadurch auf, um Wasser aus dem Sammelraum84 abzulassen. Wenn sich im Raum84 Wasser bis auf die Höhe der Ablassöffnung100 sammelt, wird der Wasserüberschuss von der Seitenwand46 nach außen abgelassen. - Ein Teil des Wassers, das auf der Kappe oder dem Schirm
60 nach außen abläuft, kann durch Perforationen62 und an der Innenfläche des Rohrs52 entlang nach innen fließen. Dieses Wasser, das an der Innenfläche des Rohrs52 entlang fließt, wird durch die unterste Reihe von Perforationen102 durch einen Ring104 nach außen geleitet, der an der Innenfläche des Rohrs52 befestigt ist, ähnlich wie der Ring22 in derUS 5 321 215 A . Dieses Wasser fließt dann entlang der Außenfläche des Rohrs52 und wird im Sammelraum oder Abscheider84 gesammelt. Das im Raum84 gesammelte Wasser wird dann durch das Loch100 ausgelassen, doch wenn der Motor angelassen wird, wird verbleibendes Wasser, das sich im Sammelraum oder im Abscheider84 gesammelt hat, erwärmt und verdampft, und der Dampf tritt durch den ringförmigen Raum54 und dann nach oben aus dem Abscheider aus, wie durch Pfeile70 und74 gezeigt. - In einem wünschenswerten Aspekt erlaubt die Trennung der Rohre
52 und76 (statt eines Einzelrohrs15 wie in derUS 5 321 215 A ) dem ersten Rohr52 , einen anderen Durchmesser als das zweite Rohr76 zu haben. Dies ist in Anwendungen wünschenswert, wo das zweite Rohr76 eingeschränkt ist oder einen bestimmten Durchmesser haben muss, z. B. 10 cm (4 in), um Systemanforderungen zu erfüllen, aber dennoch ein erstes Rohr52 mit größerem Durchmesser möglich ist, z. B. 15 cm (6 in), um die Drosselung, den Gegendruck zu verringern und die Strömungsverteilung durch den Katalysator oder das Rußfilter zu verbessern. Wenn die Rohre52 und76 ein Einzelrohr sind, dann muss sein Durchmesser den Systemanforderungen entsprechen, einschließlich der Größenanforderungen des Auslasses, was wiederum den Durchmesser des inneren Auspuffrohrs auf einen Durchmesser begrenzt, der eine unnötige Drosselung bewirken oder den Gegendruck erhöhen kann. Getrennte Rohre52a und76a mit verschiedenem Durchmesser werden in2 veranschaulicht, wo andere Bezugszeichen als oben verwendet werden, wo dies geeignet ist, um das Verständnis zu erleichtern. - Das erste Rohr
52 verläuft entlang einer ersten axialen Mittellinie und das zweite Rohr76 verläuft entlang einer zweiten axialen Mittellinie. In einer Ausführungsform sind diese axialen Mittellinien axial miteinander ausgerichtet, wie bei44 in1 gezeigt. In einer anderen Ausführungsform,2 , ist die axiale Mittellinie106 des ersten Rohrs52a von der axialen Mittellinie108 des zweiten Rohrs76a seitlich versetzt. Dies gewährt eine Packaging-Flexibilität, was insbesondere bei verschiedenen Busanwendungen vorkommt, wo der Kunde solch einen Versatz gewünscht hat, um eingeschränkte Räume in das Abgassystem aufzunehmen. -
3 –6 zeigen einen Auspuff-Wasserabscheider120 mit einem Gehäuse122 , das axial entlang einer vertikalen Achse124 verläuft und eine Gehäuseseitenwand126 aufweist. Das Gehäuse weist einen unteren Einlass128 auf, um Abgas aus einer Brennkraftmaschine zu empfangen, wie durch Pfeile130 gezeigt, und einen oberen Auslass132 , um das Abgas auszulassen, und der über dem unteren Einlass128 beabstandet ist. Ein inneres Auspuffrohr oder Gehäuse134 verläuft vom unteren Einlass128 nach oben und ist um einen radialen Zwischenraum136 , der einen ringförmigen Raum138 dazwischen definiert, von der Gehäuseseitenwand126 radial nach innen beabstandet. Das innere Auspuffrohr oder Gehäuse134 nimmt ein Abgasnachbehandlungselement140 auf, z. B. ein Katalysatorelement und/oder Partikelrußfilter, durch welches das Abgas nach oben strömt. Das innere Auspuffrohr134 weist ein oberes Ende142 auf, das um einen axialen Zwischenraum144 vertikal unter dem oberen Auslass132 beabstandet ist. Eine Kappe146 ist an seinem oberen Ende142 angeordnet und umspannt das innere Auspuffrohr134 und versperrt den Eintritt von Wasser axial nach unten daran vorbei in das obere Ende142 des inneren Auspuffrohrs134 aus dem oberen Auslass132 , und leitet das Wasser statt dessen radial nach außen in den ringförmigen Raum138 um und ab. - Das innere Auspuffrohr
134 weist einen oberen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser148 auf, der so perforiert ist, dass Abgas radial nach außen dadurch strömt, wie durch Pfeile130a gezeigt. Die Kappe146 weist eine Vielzahl von Öffnungen150 darum auf, zum Beispiel wie in4 und3A bei150a ,150b usw. gezeigt, durch welche Abgas nach oben strömt, wie durch Pfeile130b gezeigt, und durch welche Wasser abläuft, wie durch Pfeile152 angezeigt. Das Wasser läuft, wie durch Pfeile152a angezeigt, nach unten in den ringförmigen Raum138 ab,3 ,3B . - Ein unterer Flansch
154 ,3 ,3B , weist einen Innenumfang156 an einem unteren Abschnitt158 des inneren Auspuffrohrs134 auf und definiert den obigen unteren Einlass128 . Der Flansch154 weist einen Außenumfang160 an der äußeren Gehäuseseitenwand126 auf und umspannt und schließt den ringförmigen Raum138 an einem unteren Ende162 davon ab, um einen Sammelraum164 für das Wasser zu formen. Eine oder mehrere Ablassöffnungen166 sind durch den unteren Flansch154 vorgesehen, um Wasser aus dem Sammelraum164 abzulassen. Flansche168 und170 sind über dem Flansch154 beabstandet und verlaufen zwischen dem unteren Einlassabschnitt158 des inneren Auspuffrohrs und der Seitenwand172 des mittleren Abschnitts174 des inneren Auspuffrohrs. Der Flansch170 weist eine oder mehrere Öffnungen176 dadurch auf, die mit dem Raum178 zwischen den Flanschen168 und170 in Verbindung stehen, um im Raum178 eine Resonanzkammer zur Aufhebung oder Dämpfung bestimmter Frequenzen oder Oberschwingungen bereitzustellen. Der Wassersammelraum164 ist durch den dazwischenliegenden Flansch168 von der Resonanzkammer178 abgedichtet. - Ein oberer ringförmiger Flansch
180 ,3 , weist einen Innenumfang am oberen Auslassrohr182 auf, der um den obigen axialen Zwischenraum144 über dem oberen Ende142 des inneren Auspuffrohrs134 und der Kappe146 vertikal beabstandet ist und den obigen oberen Auslass132 definiert. Der Flansch180 weist einen Außenumfang an der äußeren Gehäuseseitenwand126 auf. Ein anderer Flansch184 verläuft auch zwischen dem Auslassrohr182 und der Gehäuseseitenwand126 und ist unter dem Flansch180 beabstandet. Der Flansch184 weist eine oder mehrere Öffnungen wie z. B.186 dadurch auf, die mit dem ringförmigen Raum188 zwischen Flanschen180 und184 in Verbindung stehen, um eine Resonanzkammer im Raum188 zur Aufhebung oder Dämpfung bestimmter Frequenzen oder Oberschwingungen bereitzustellen. Die Kappe146 und die oberen Flansche definieren einen oberen Auslass-Sammelraum144 , der frei von einem perforierten Auspuffrohr ist, das axial dadurch verläuft und in welches Abgas sonst wieder eingeleitet werden müsste, und das sonst die Drosselung erhöhen würde. Der obere Auslass-Sammelraum144 nimmt die gesamte Seitenquerschnittsfläche des Gehäuses voll ein, ohne ein axial dadurch verlaufendes Auspuffrohr. - Das innere Auspuffrohr
134 weist den obigen unteren Abschnitt158 mit einem ersten Außenumfang auf, und der axial durch den unteren Flansch154 an dessen Innenumfang156 verläuft. Das innere Auspuffrohr134 weist den obigen mittleren Abschnitt174 mit einem zweiten Außenumfang auf, und der vom unteren Abschnitt158 axial nach oben verläuft und den obigen ringförmigen Raum138 , der zwischen der äußeren Gehäuseseitenwand126 und dem obigen zweiten Außenumfang des mittleren Abschnitts174 an der Seitenwand172 des inneren Auspuffrohrs134 liegt, mindestens teilweise definiert. Das innere Auspuffrohr134 weist den obigen oberen Abschnitt148 mit einem dritten Außenumfang auf, und der vom mittleren Abschnitt174 axial nach oben verläuft und wie bei149 gezeigt perforiert ist, um Abgas radial nach außen dadurch zu lassen, wie durch Pfeile130a gezeigt. Der obige zweite Außenumfang des mittleren Abschnitts174 ist größer als jeder der obigen ersten und dritten Außenumfänge des jeweiligen unteren Abschnitts158 bzw. oberen Abschnitts148 . Ein ringförmiger Zwischenflansch190 ,3 , ist zwischen den oberen und unteren Flanschen180 und154 axial beabstandet und ist unter der Kappe146 axial beabstandet. Der Zwischenflansch190 ist auf dem inneren Auspuffrohr134 geformt und geht zwischen den obigen zweiten und dritten Außenumfängen über und leitet Wasser zudem in den ringförmigen Raum138 um. Die obigen einen oder mehreren Ablassöffnungen166 sind durch den unteren Flansch154 am unteren Einlass128 vorgesehen und lassen Wasser aus dem ringförmigen Raum138 und dem Sammelraum164 ab. Der Zwischenflansch190 weist einen Innenumfang auf, der am obigen dritten Außenumfang des oberen Abschnitts148 verläuft. Der Zwischenflansch190 weist einen Außenumfang auf, der am obigen zweiten Außenumfang des mittleren Abschnitts174 verläuft. Die Kappe146 weist einen Außenumfang192 auf, der größer ist als der obige dritte Außenumfang am oberen Abschnitt148 des inneren Auspuffrohrs134 . Der Außenumfang192 der Kappe146 ist größer oder gleich dem des obigen zweiten Außenumfangs des mittleren Abschnitts174 . Bevorzugt liegt der Außenumfang192 der Kappe146 an der äußeren Gehäuseseitenwand126 , und die Kappe146 weist die erwähnte Vielzahl von Öffnungen150 auf, die axial dadurch verläuft und zwischen dem dritten Außenumfang am oberen Abschnitt148 des inneren Auspuffrohrs134 und dem Außenumfang192 der Kappe146 beabstandet ist. Die Öffnungen150 lassen Abgas nach oben durch und lassen Wasser nach unten durch, wie oben zum Beispiel jeweils durch Pfeile130b und152 gezeigt. - Das Gehäuse
122 stellt ein erstes äußeres Gehäuse dar, das axial entlang der vertikalen Achse124 verläuft und die obige erste Gehäuseseitenwand126 aufweist. Das innere Auspuffrohr134 stellt ein zweites Gehäuse im Inneren des ersten Gehäuses122 dar und ist konzentrisch davon umgeben und verläuft axial entlang der vertikalen Achse124 . Das zweite innere Gehäuse134 weist eine Gehäuseseitenwand172 auf, die um den obigen radialen Zwischenraum136 , der den obigen ringförmigen Raum138 dazwischen definiert, von der ersten Gehäuseseitenwand126 radial nach innen beabstandet ist. Das zweite innere Gehäuse134 weist den obigen unteren Einlass128 auf, um Abgas aus einer Brennkraftmaschine zu empfangen. Das erste äußere Gehäuse122 weist den obigen oberen Auslass132 auf, um das Abgas auszulassen, und ist über dem unteren Einlass128 beabstandet. Das zweite innere Gehäuse umfasst das obige innere Auspuffrohr, das den obigen unteren Abschnitt158 aufweist, der vom unteren Einlass128 nach oben verläuft, den obigen mittleren Abschnitt174 , der vom unteren Abschnitt158 nach oben verläuft und den obigen ringförmigen Raum138 mindestens teilweise definiert, und den obigen oberen Abschnitt148 , der vom mittleren Abschnitt174 nach oben verläuft und das obige obere Ende142 aufweist, das um den obigen axialen Zwischenraum144 unter dem oberen Auslass132 beabstandet ist. Die Kappe146 ist am oberen Ende142 des oberen Abschnitts148 des inneren Auspuffrohrs vorgesehen und versperrt den Eintritt von Wasser aus dem oberen Auslass132 axial nach unten daran vorbei in das obere Ende142 des inneren Auspuffrohrs und leitet das Wasser statt dessen radial nach außen um und ab und dann durch Löcher150 in den ringförmigen Raum138 . Das innere Auspuffrohr oder Gehäuse134 ist im Inneren des äußeren Gehäuses122 durch eine Vielzahl von radialen Speichen oder Schenkeln194 befestigt,5 , die auch den Abstand des radialen Zwischenraums136 halten, um den ringförmigen Raum138 zu ergeben. - Wie oben erwähnt, ist das Abgasnachbehandlungselement
140 im zweiten Gehäuse134 untergebracht. Die eine oder mehreren Ablassöffnungen166 liegen in einer vertikalen Ebene unter der vertikalen Ebene des Abgasnachbehandlungselements140 . Wie in3 gezeigt, sind die eine oder mehreren Ablassöffnungen166 um einen vertikalen Zwischenraum dazwischen unter dem Abgasnachbehandlungselement140 beabstandet. Die eine oder mehreren Ablassöffnungen166 können durch den unteren Flansch154 vorgesehen sein, wie oben erwähnt. Alternativ oder zusätzlich dazu können eine oder mehrere Ablassöffnungen durch die Gehäuseseitenwand126 vorgesehen sein, wie durch die gestrichelte Linie bei196 dargestellt. Die Ablassöffnungen166 können vertikal mit dem Abgasnachbehandlungselement140 ausgerichtet sein, wie gezeigt, und/oder können radial davon versetzt sein, zum Beispiel, indem sie mit dem ringförmigen Raum138 vertikal ausgerichtet sind. Ablassöffnungen196 sind vertikal unter dem Abgasnachbehandlungselement140 beabstandet und radial davon versetzt. - Die obigen Innen- und Außenumfänge des ringförmigen Raums
138 , die durch die jeweiligen Gehäuseseitenwände hergestellt werden, und die obigen Innen- und Außenumfänge der jeweiligen Flansche können verschiedene Formen aufweisen, einschließlich zylindrischer Formen, ovaler Formen, Rennbahnformen und sonstiger geschlossener Schleifenkonfigurationen. Der Begriff ringförmig schließt hierin solche Formen ein, und die Begriffe Innen- und Außenumfänge schließen die entsprechenden Umfangsformen davon ein. Ferner können jeweilige Innen- und Außenumfänge gleich geformt sein oder nicht, zum Beispiel kann ein Innenumfang rund sein, während der Außenumfang oval ist, und vice versa, usw. Die Innen- und Außenumfänge können dieselbe zusammenfallende vertikale Achse oder radial oder seitlich versetzte Achsen haben. Der Einlass und der Auslass können dieselbe zusammenfallende vertikale Achse oder verschiedene Achsen haben, sowie Innen- und Außenumfänge mit verschiedenen Formen und/oder Ausrichtungen. Der Einlass und der Auslass können vertikal parallel zur vertikalen Achse124 verlaufen, wie gezeigt, oder können alternativ dazu radial oder seitlich durch eine jeweilige Gehäuseseitenwand verlaufen, oder können in einem anderen Winkel relativ zur Vertikalen verlaufen. -
7 ,8 zeigen eine Abgasnachbehandlungsbaugruppe210 mit einem Gehäuse212 , das axial entlang einer Achse213 verläuft und ein Nachbehandlungselement enthält, zum Beispiel eines oder beides von einem Partikelrußfilter214 und einem Katalysatorelement216 . Das Gehäuse weist einen Einlass218 und einen Auslass220 auf, die jeweils mit distal entgegengesetzten Axialenden214a und214b des Nachbehandlungselements214 und216a und216b des Nachbehandlungselements216 in Verbindung stehen. Abgas strömt aus dem Einlass218 , dann axial durch die Nachbehandlungselemente216 ,214 , dann zum Auslass220 . Das Gehäuse weist Gehäuseabschnitte222 und224 auf, die an einer Verbindungsstelle226 axial zwischen Axialenden214a und214b des Nachbehandlungselements214 zusammentreffen. Das Gehäuse weist Gehäuseabschnitte224 und228 auf, die an einer Verbindungsstelle230 axial zwischen Nachbehandlungselementen214 und216 zusammentreffen. Alternativ dazu kann die Verbindungsstelle230 axial zwischen Axialenden216a und216b des Nachbehandlungselements216 liegen. - Die Verbindungsstelle
226 ist eine Wartungsverbindung. Die Gehäuseabschnitte222 und224 sind an der Wartungsverbindung226 derart voneinander trennbar, dass nach dem Trennen der Gehäuseabschnitte222 und224 das Axialende214a des Nachbehandlungselements214 axial über den Gehäuseabschnitt224 hinaus beabstandet ist und das Nachbehandlungselement zu Wartungszwecken, z. B. zur Reinigung, leicht zugänglich ist. Während solch einer Wartung bleibt das Nachbehandlungselement214 typischerweise, aber nicht unbedingt am Gehäuseabschnitt224 befestigt, z. B. durch Schweißung. Die Verbindung232 verbindet die Gehäuseabschnitte222 und224 an der Wartungsverbindung226 miteinander. In einer Ausführungsform ist die Verbindung232 eine Bandklemme, die vom Stand der Technik bekannt ist, z. B. eine umgekehrte, stumpfe V-förmige Bandklemme, auch wenn andere Arten von Verbindungen verwendet werden können, zum Beispiel eine verschraubte Flanschverbindung oder andere typische Anordnungen zur Verbindung von Gehäuse- oder Karosserieteilen. In manchen Ausführungsformen ist eine Dichtung234 zwischen den Gehäuseabschnitten222 und224 an der Verbindungsstelle226 vorgesehen. Eine Verbindung236 verbindet die Gehäuseabschnitte224 und228 an der Verbindungsstelle230 miteinander, wobei diese Verbindung eine Bandklemme sein kann, z. B. die obige umgekehrte, stumpfe V-förmige Standardbandklemme oder sonstige Verbindungen, wie erwähnt. In manchen Ausführungsformen ist eine Dichtung238 zwischen den Gehäuseabschnitten224 und228 an der Verbindungsstelle230 vorgesehen. Der Einlass218 kann radial vom Gehäuse verlaufen, wie gezeigt, oder der Einlass kann alternativ dazu axial vom Gehäuse verlaufen, wie durch die gestrichelte Linie bei218a gezeigt. Der Auslass220 kann radial vom Gehäuse verlaufen, wie gezeigt, oder er kann alternativ dazu axial vom Gehäuse verlaufen, wie durch die gestrichelte Linie bei220a gezeigt. - In
7 ,8 ist der Gehäuseabschnitt222 ein Auslass-Gehäuseabschnitt. Das Nachbehandlungselement214 verläuft axial in den Auslass-Gehäuseabschnitt222 entlang einer ersten Axialrichtung240 und weist ein Auslass-Axialende214a im Inneren des Auslass-Gehäuseabschnitts222 auf. Der Auslass-Gehäuseabschnitt222 weist eine Seitenwand242 auf, die axial zwischen ersten und zweiten Endwänden244 und246 verläuft und einen größeren Durchmesser als das Nachbehandlungselement214 hat und einen Auslass-Sammelraum250 mit reduzierter Drosselung bereitstellt. Die Endwand244 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 ist entlang der obigen ersten Axialrichtung240 vom Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 axial beabstandet. Die Endwand246 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 ist vom Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 entlang einer zweiten Axialrichtung252 axial beabstandet, wobei die zweite Axialrichtung252 der obigen ersten Axialrichtung240 entgegengesetzt ist. Eine innere Endwand254 kann im Auslass-Gehäuseabschnitt222 vorgesehen sein, wobei diese Endwand254 perforiert oder auf sonstige Weise mit Öffnungen wie z. B.256 dadurch versehen sein kann, um eine Resonanzkammer zwischen Endwänden254 und246 zur Resonanzabstimmung zu formen. In weiteren Ausführungsformen ist ein vergrößerter Einlass-Sammelraum mit reduzierter Drosselung zusätzlich zum oder anstelle des Auslass-Sammelraums250 vorgesehen. - Die Seitenwand
242 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 weist eine erste Spanne258 auf, die von der Endwand244 aus entlang der obigen zweiten Axialrichtung252 axial zu einem Mittelpunkt260 verläuft, der radial mit dem Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 ausgerichtet ist. Die Seitenwand242 weist eine zweite Spanne262 auf, die vom Mittelpunkt260 aus entlang der obigen zweiten Axialrichtung252 axial zur Endwand246 verläuft. Die Spanne258 und die Endwand244 definieren einen ersten Sammelraumabschnitt264 mit offenem Volumen am Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 und verlaufen axial davon entlang der obigen ersten Axialrichtung240 . Die Spanne262 und die Endwand246 definieren einen zweiten Sammelraumabschnitt266 mit ringförmigem Volumen am Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 und verlaufen axial davon entlang der obigen zweiten Axialrichtung252 und in umschreibender Beziehung zum Nachbehandlungselement214 . In einer Ausführungsform ist die Axiallänge der zweiten Spanne262 größer als die Axiallänge der ersten Spanne260 , um am Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 entlang der obigen ersten Axialrichtung240 davon Raum zu reduzieren und einzusparen und die Menge der Axialausdehnung des Gehäuses212 in der obigen ersten Axialrichtung240 über das Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 hinaus zu reduzieren. Ferner hat die Seitenwand242 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 in der bevorzugten Ausführungsform einen größeren Durchmesser als der Gehäuseabschnitt224 . - Der Auslass
220 besteht aus einem Auslassrohr, das vom Auslass-Gehäuseabschnitt222 an jeder gewünschten Umfangsstelle darum radial verläuft, was für die Anpassung an verschiedene Motorraumanforderungen von Vorteil ist. In einer Ausführungsform ist das Auslassrohr220 mit dem Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 radial ausgerichtet. Die Verbindungsstelle230 ist um den dazwischen liegenden Gehäuseabschnitt224 von der Verbindungsstelle226 axial beabstandet. Der Einlass218 steht mit dem Gehäuseabschnitt228 in Verbindung, und der Auslass220 steht mit dem Gehäuseabschnitt222 in Verbindung. Die Verbindungsstelle230 liegt axial zwischen der Verbindungsstelle226 und dem Einlass218 . Die Verbindungsstelle230 ist auf der gegenüberliegenden Axialseite vom Ende214a des Nachbehandlungselements214 von der Verbindungsstelle226 axial beabstandet. Die Verbindungsstelle230 ist vom Nachbehandlungselement214 axial leicht beanstandet. Der Gehäuseabschnitt224 umspannt das Axialende214b des Nachbehandlungselements214 axial. Das Axialende214b des Nachbehandlungselements214 liegt axial zwischen den Verbindungsstellen226 und230 . -
9 ,10 zeigen eine andere Ausführungsform und verwenden gleiche Bezugszeichen wie oben, wo dies geeignet ist, um das Verständnis zu erleichtern. Die Abgasnachbehandlungsbaugruppe270 umfasst ein Gehäuse272 , das axial entlang einer Achse213 verläuft und mindestens ein Nachbehandlungselement enthält, und in einigen Ausführungsformen zwei Nachbehandlungselemente, nämlich ein Partikelrußfilter214 und ein Katalysatorelement216 . Das Gehäuse weist einen Einlass218 und einen Auslass220 auf, die jeweils mit axial distal entgegengesetzten Axialenden des Nachbehandlungselements in Verbindung stehen. Abgas strömt aus dem Einlass218 , dann axial durch die Nachbehandlungselemente, dann zum Auslass220 . Das Gehäuse weist einen ersten, zweiten, dritten und vierten Abschnitt274 ,276 ,278 ,280 auf. Der erste und zweite Gehäuseabschnitt274 und276 sind an einer ersten Verbindungsstelle282 verbunden. Der zweite und dritte Gehäuseabschnitt276 und278 sind an einer zweiten Verbindungsstelle284 verbunden. Der dritte und vierte Gehäuseabschnitt278 und280 sind an einer dritten Verbindungsstelle286 verbunden. Die Verbindungsstelle282 liegt axial zwischen den Axialenden214a und214b des Nachbehandlungselements214 . Die jeweiligen Gehäuseabschnitte274 und276 auf entgegengesetzten Axialseiten der Verbindungsstelle282 sind an der Verbindungsstelle282 derart voneinander trennbar, dass das obige Axialende214a des Nachbehandlungselements214 nach dem Trennen der jeweiligen Gehäuseabschnitte274 und276 axial über den Gehäuseabschnitt276 hinaus verläuft und das Nachbehandlungselement zu Wartungszwecken leicht zugänglich ist. - In
9 ,10 ist die Verbindungsstelle284 von der Verbindungsstelle282 auf der entgegengesetzten Axialseite vom Axialende214a des Nachbehandlungselements214 axial beabstandet. Die Verbindungsstelle284 ist vom Nachbehandlungselement214 leicht axial beabstandet. Alternativ dazu kann die Verbindungsstelle284 axial zwischen Axialenden216a und216b des Nachbehandlungselements216 liegen. Der Gehäuseabschnitt276 umspannt das Axialende214b des Nachbehandlungselements214 axial. Der Einlass218 liegt am Gehäuseabschnitt280 , und der Auslass220 liegt am Gehäuseabschnitt274 , auch wenn diese Anordnung umgekehrt werden kann. Die Verbindungsstellen können durch jeweilige Verbindungen geklemmt sein, z. B. Bandklemmen288 ,290 ,292 wie oben, und können jeweilige Dichtungen294 ,296 ,298 zwischen jeweiligen Gehäuseabschnitten aufweisen, wie oben. - Die Systeme stellen ein Verfahren zur Wartung einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe bereit, umfassend das Vorsehen einer Verbindungsstelle als Wartungsverbindung einer Stelle axial zwischen den Axialenden
214a und214b des Nachbehandlungselements214 und das Trennen der Gehäuseabschnitte222 und224 ,274 und276 voneinander an der Wartungsverbindung226 ,282 derart, dass das Axialende214a des Nachbehandlungselements214 nach dem Trennen der obigen Gehäuseabschnitte axial über den Gehäuseabschnitt224 ,276 hinaus beabstandet ist, und das Warten des Nachbehandlungselements214 . Das System stellt auch ein Verfahren zur Raumeinsparung in einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe bereit, umfassend das Vorsehen eines Auslass-Gehäuseabschnitts222 , wobei das Nachbehandlungselement214 axial in diesen Auslass-Gehäuseabschnitt222 hinein verläuft, wobei das Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 im Inneren des Auslass-Gehäuseabschnitts222 liegt, und das Versehen des Auslass-Gehäuseabschnitts222 mit einer Seitenwand242 , die axial zwischen ersten und zweiten Endwänden244 und246 verläuft und einen größeren Durchmesser als das Nachbehandlungselement214 hat und einen Auslass-Sammelraum250 mit reduzierter Drosselung und reduzierter Axialausdehnung entlang der obigen ersten Axialrichtung vom Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 bereitstellt. Das Verfahren umfasst ferner das Vorsehen der Verbindungsstelle226 an einer Stelle axial zwischen den Axialenden214a und214b des Nachbehandlungselements214 . Das Verfahren umfasst zudem das Beabstanden der ersten Endwand244 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 axial vom Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 entlang der obigen ersten Axialrichtung240 , das Beabstanden der zweiten Endwand246 und/oder254 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 axial vom Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 entlang der obigen zweiten Axialrichtung252 , das Versehen der Seitenwand242 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 mit einer ersten Spanne258 , die von der ersten Endwand244 axial entlang der obigen zweiten Axialrichtung252 zu einem Mittelpunkt260 verläuft, der mit dem Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 axial ausgerichtet ist, das Versehen der Seitenwand242 des Auslass-Gehäuseabschnitts222 mit einer zweiten Spanne262 , die vom Mittelpunkt260 entlang der obigen zweiten Axialrichtung252 axial zur obigen zweiten Endwand246 verläuft, das Vorsehen der ersten Spanne258 und der ersten Endwand244 , die am Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 einen ersten Sammelraumabschnitt264 mit offenem Volumen definieren und entlang der obigen ersten Axialrichtung240 axial davon verlaufen, das Vorsehen der zweiten Spanne262 und der zweiten Endwand246 , die am Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 einen zweiten Sammelraumabschnitt266 mit ringförmigem Volumen definieren und axial davon entlang der obigen zweiten Axialrichtung252 und in umschreibender Beziehung zum Nachbehandlungselement214 verlaufen. Das Verfahren umfasst ferner das Vorsehen einer zweiten Spanne262 mit größerer Axiallänge als die der ersten Spanne258 , um am Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 entlang der obigen ersten Axialrichtung240 davon Raum einzusparen und die Menge der Axialausdehnung des Gehäuses212 in der obigen ersten Axialrichtung240 über das Auslass-Axialende214a des Nachbehandlungselements214 hinaus zu reduzieren. -
11 zeigt nun eine erfindungsgemäße Kombibaugruppe aus Abgasschalldämpfer und Nachbehandlungselement und Wasserabscheider310 . Das Nachbehandlungselement312 wird aus der Gruppe gewählt, die aus mindestens einem von einem Katalysatorelement und einem Partikelrußfilter besteht. Die Baugruppe310 umfasst ein Gehäuse314 , das axial entlang einer vertikalen Achse316 verläuft und eine Gehäuseseitenwand318 aufweist. Das Gehäuse umfasst einen unteren Einlass320 , um wie durch den Pfeil322 gezeigt Abgas aus einer Brennkraftmaschine zu empfangen, und einen oberen Auslass324 , um das Abgas wie durch den Pfeil326 auszulassen, und der über dem unteren Einlass320 beabstandet ist. Das Nachbehandlungselement312 ist im Gehäuse untergebracht und um einen radialen Zwischenraum328 , der einen ringförmigen Raum dazwischen definiert, von der Gehäuseseitenwand318 radial nach innen beabstandet, wobei diese Ringform eine kreisrunde, ovale, rennbahnförmige, rundliche oder sonstige geschlossene Schleifenform aufweisen kann. Eine Kappe330 ist im Gehäuse über dem Nachbehandlungselement312 und unter dem oberen Auslass324 vorgesehen und versperrt den Eintritt von Wasser aus dem oberen Auslass324 nach unten daran vorbei in das Nachbehandlungselement312 , wie durch den Pfeil332 gezeigt, und leitet das Wasser statt dessen, wie durch den Pfeil334 gezeigt, radial nach außen in den ringförmigen Raum328 ab und um. Das Wasser fließt axial nach unten in den ringförmigen Raum328 , wie durch den Pfeil336 gezeigt, und wird durch eine oder mehrere Ablassöffnungen338 aus dem ringförmigen Raum328 abgelassen, wie durch den Pfeil340 gezeigt. Das Gehäuse weist einen unteren Flansch342 auf, der den ringförmigen Raum328 umspannt und abschließt, um einen Sammelraum344 für das Wasser zu formen. Das oder die Ablassöffnungen wie z. B.338 sind durch den unteren Flansch342 geformt. Alternativ oder zusätzlich dazu können ein oder mehrere Ablassöffnungen wie z. B.339 durch die Gehäuseseitenwand318 geformt sein. - In
11 verläuft ein perforiertes Rohr346 , das Perforationen wie bei348 gezeigt aufweist, axial im Gehäuse zwischen dem unteren Flansch342 und der Kappe330 , und durch welches Abgas radial nach außen durch die Perforationen348 strömt. Das perforierte Rohr346 liegt im ringförmigen Raum328 und radial zwischen dem Nachbehandlungselement312 und der Gehäuseseitenwand318 . Die Kappe330 ist um einen ersten axialen Zwischenraum350 über dem Nachbehandlungselement312 axial beabstandet, und ist um einen zweiten axialen Zwischenraum352 unter dem oberen Auslass324 axial beabstandet. Das Nachbehandlungselement312 weist eine Einlassseite354 auf, die axial nach unten zum unteren Einlass320 gerichtet ist, und weist eine Auslassseite356 auf, die axial nach oben zur Kappe330 gerichtet ist und um den axialen Zwischenraum350 axial darunter beabstandet ist. Das perforierte Rohr346 unterteilt den ringförmigen Raum328 in einen ersten ringförmigen Unterraum357 und einen zweiten ringförmigen Unterraum358 . Das perforierte Rohr346 ist um den dazwischenliegenden ersten ringförmigen Unterraum357 vom Nachbehandlungselement312 radial nach außen beabstandet. Die Gehäuseseitenwand318 ist um den dazwischenliegenden zweiten ringförmigen Unterraum358 vom perforierten Rohr346 radial nach außen beabstandet. - Das perforierte Rohr
346 weist einen ersten axialen Verlängerungsabschnitt360 auf, der mit dem axialen Zwischenraum350 über der Auslassseite356 des Nachbehandlungselements312 horizontal ausgerichtet ist. Das perforierte Rohr346 weist einen zweiten axialen Verlängerungsabschnitt362 unter dem ersten axialen Verlängerungsabschnitt360 auf, und der mit dem Nachbehandlungselement312 unter seiner Auslassseite356 horizontal ausgerichtet ist. Abgas strömt wie durch Pfeile364 gezeigt aus der Einlassseite354 durch das Nachbehandlungselement312 nach oben, wie bei322 gezeigt, dann zur Auslassseite356 nach oben, wie durch Pfeile366 gezeigt, dann axial nach oben, wie durch Pfeile368 gezeigt, in den axialen Zwischenraum350 , dann radial nach außen, wie durch Pfeile370 gezeigt, in dem ersten axialen Zwischenraum350 , dann entlang erster und zweiter Abzweigungen, wie durch Pfeile372 und374 gezeigt. Die erste Abzweigung372 verläuft durch den ersten axialen Verlängerungsabschnitt360 des perforierten Rohrs346 radial nach außen, wie durch den Pfeil376 gezeigt, dann axial nach oben, wie durch Pfeile378 gezeigt, in den zweiten ringförmigen Unterraum358 . Die zweite Abzweigung374 verläuft axial nach unten in den ersten ringförmigen Unterraum357 , wie durch Pfeile380 gezeigt, dann radial nach außen, wie durch Pfeile382 gezeigt, durch den zweiten axialen Verlängerungsabschnitt362 des perforierten Rohrs346 , dann axial nach oben, wie durch Pfeile384 gezeigt, in den zweiten ringförmigen Unterraum358 und vereinigt sich wieder mit der obigen ersten Abzweigung. Das Abgas strömt dann wie durch Pfeile386 gezeigt radial nach innen in den axialen Zwischenraum352 und tritt am oberen Auslass324 aus, wie durch den Pfeil326 gezeigt. Die zweite Abzweigung374 bewirkt eine zweifache Strömungsumkehr von der Auslassseite356 des Nachbehandlungselements312 zum ersten ringförmigen Unterraum357 zum zweiten ringförmigen Unterraum358 , d. h., eine erste Strömungsumkehr vom Strom axial nach oben368 zum Strom axial nach unten380 , und eine zweite Strömungsumkehr vom Strom axial nach unten380 zum Strom axial nach oben384 . - Ein Damm
388 ,11 , ist im ersten ringförmigen Unterraum357 zwischen dem Nachbehandlungselement312 und dem perforierten Rohr346 vorgesehen. Der Damm388 umschreibt das Nachbehandlungselement312 und verläuft axial nach oben vom unteren Flansch342 zu einem oberen Axialende390 unter der Auslassseite356 des Nachbehandlungselements312 . Der Damm388 sperrt den Wasserfluss zum Nachbehandlungselement312 . Die eine oder mehreren Ablassöffnungen338 liegen radial außerhalb des Damms388 . Eine Verlängerungswand392 umschreibt das Nachbehandlungselement312 und verläuft axial daran entlang und kann die oben erwähnte Montagematte394 , z. B. Vermiculite, dazwischen enthalten. Die Verlängerungswand392 liegt radial zwischen Nachbehandlungselement312 und dem Damm388 . Die Verlängerungswand392 verläuft axial nach oben über den Damm388 hinaus zur Auslassseite56 und in einer Ausführungsform entlang der gesamten Länge des Nachbehandlungselements312 . In einer anderen Ausführungsform entfällt der Damm388 und die Wand392 wirkt als der Wasserdamm. In11 weist die Kappe330 einen Außenumfang396 auf, der um einen radialen Zwischenraum398 , der axial darüber liegt und axial mit dem ringförmigen Raum328 ausgerichtet ist, von der Gehäuseseitenwand318 radial nach innen beabstandet ist. Der Außenumfang396 liegt am perforierten Rohr346 an. -
12 ,13 zeigen eine Ausführungsform, die nicht der Erfindung entspricht. Sie verwenden gleiche Bezugszeichen wie oben, wo dies geeignet ist, um das Verständnis zu erleichtern. In12 ,13 weist die Kappe330a einen Außenumfang396a an der Gehäuseseitenwand318 auf und weist eine Vielzahl von Umfangsöffnungen wie z. B.400 auf, die darüber liegen und mit dem ringförmigen Raum328 axial ausgerichtet sind. Wie in11 strömt Abgas in12 axial nach oben von der Einlassseite354 zur Auslassseite356 durch das Nachbehandlungselement312 , dann axial nach oben bei368 in den axialen Zwischenraum350 , dann radial nach außen bei370 , dann in einer Schleife, die bei380 axial nach unten in den obigen ringförmigen Raum, dann radial nach außen bei382 in den ringförmigen Raum, dann axial nach oben bei384 in den ringförmigen Raum verläuft, wodurch von der Auslassseite356 des Nachbehandlungselements312 aus eine zweifache Strömungsumkehr vom Strom axial nach oben368 zum Strom axial nach unten380 zum Strom axial nach oben384 erzeugt wird. Das Abgas strömt auch radial nach außen, wie bei376 gezeigt. -
14 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung. Sie verwendet gleiche Bezugszeichen wie oben in11 , mit dem Buchstaben ”b”, um das Verständnis zu erleichtern. Die Kombibaugruppe aus Abgasschalldämpfer und Nachbehandlungselement und Wasserabscheider310b umfasst das Nachbehandlungselement312b , das aus der Gruppe gewählt wird, die aus mindestens einem von einem Katalysatorelement und einem Partikelrußfilter gewählt wird. Die Baugruppe310b umfasst das Gehäuse314b , das entlang der vertikalen Achse316b vertikal verläuft und eine Gehäuseseitenwand318b aufweist. Das Gehäuse weist einen unteren Einlass320b auf, um Abgas aus einer Brennkraftmaschine zu empfangen, wie bei Pfeil322b gezeigt, und weist einen oberen Auslass324b auf, um das Abgas wie bei Pfeil326b gezeigt auszulassen, und der über dem unteren Einlass320b beabstandet ist. Das Nachbehandlungselement312b ist im Gehäuse untergebracht und um einen radialen Zwischenraum328b , der einen ringförmigen Raum dazwischen definiert, von der Gehäuseseitenwand318b radial nach innen beabstandet, wobei diese Ringform eine kreisrunde, ovale, rennbahnförmige, rundliche oder sonstige geschlossene Schleifenform sein kann. Eine Kappe330b ist im Gehäuse über dem Nachbehandlungselement312b und unter dem oberen Auslass324b vorgesehen und versperrt den Eintritt von Wasser aus dem oberen Auslass324b nach unten daran vorbei in das Nachbehandlungselement312b , wie durch den Pfeil332b angezeigt, und leitet das Wasser statt dessen radial nach außen in den ringförmigen Raum328b um und ab, wie durch Pfeile334b angezeigt. Das Wasser fließt axial nach unten in den ringförmigen Raum328b , wie durch den Pfeil336b angezeigt, und wird durch eine oder mehrere Ablassöffnungen338b aus dem ringförmigen Raum328b abgelassen, wie durch den Pfeil340b angezeigt. Das Gehäuse weist einen unteren Flansch342b auf, der den ringförmigen Raum328b umspannt und abschließt, um einen Sammelraum344b für das Wasser zu formen. Die einen oder mehreren Ablassöffnungen wie z. B.338b sind durch den unteren Flansch342b geformt. Alternativ oder zusätzlich dazu können eine oder mehrere Ablassöffnungen wie z. B.339b durch die Gehäuseseitenwand318b geformt sein. - Der untere Einlass
320b und der obere Auslass324b des Gehäuses314b stehen jeweils mit axial distal entgegengesetzten Enden des Nachbehandlungselements312b in Verbindung, d. h., der unteren Einlassseite354b und der oberen Auslassseite356b . Das Gehäuse weist erste und zweite Gehäuseabschnitte222b und224b auf, die an einer Verbindungsstelle226b zusammentreffen, die axial zwischen Axialenden354b und356b des Nachbehandlungselements312b liegen. Die Verbindungsstelle226b ist eine Wartungsverbindung. Die Gehäuseabschnitte222b und224b sind an der Wartungsverbindung226b derart voneinander trennbar, dass nach dem Trennen der Gehäuseabschnitte222b und224b eines der Axialenden354b und356b des Nachbehandlungselements axial über einen der getrennten Gehäuseabschnitte222b und224b hinaus beabstandet ist, wodurch das Nachbehandlungselement312b zu Wartungszwecken, z. B. zur Reinigung, leicht zugänglich ist. Während solch einer Wartung bleibt das Nachbehandlungselement312b typischerweise, aber nicht unbedingt, an einem der Gehäuseabschnitte222b oder224b befestigt, z. B. durch Schweißen. Eine Verbindung232b , die mit der oben erwähnten Verbindung232 vergleichbar ist, verbindet die Gehäuseabschnitte222b und224b an der Wartungsverbindung226b miteinander. In einer Ausführungsform ist die Verbindung232b eine Bandklemme, die vom Stand der Technik bekannt ist, z. B. eine umgekehrte stumpfe V-förmige Bandklemme, auch wenn andere Arten von Verbindungen verwendet werden können, zum Beispiel eine verschraubte Flanschverbindung oder andere typische Anordnungen zur Verbindung von Gehäuse- oder Karosserieteilen, wie oben erwähnt. In manchen Ausführungsformen kann eine Dichtung238 zwischen den Gehäuseabschnitten vorgesehen werden, wie oben erwähnt. - In
14 ist der Gehäuseabschnitt222b ein Auslass-Gehäuseabschnitt. Das Nachbehandlungselement312b verläuft axial entlang einer ersten Axialrichtung240b in den Auslass-Gehäuseabschnitt222b und weist ein Auslass-Axialende356b im Inneren des Auslass-Gehäuseabschnitts222b auf. Der Auslass-Gehäuseabschnitt222b weist eine Seitenwand318b auf, die axial zwischen ersten und zweiten Endwänden244b und342b verläuft und einen größeren Durchmesser hat als das Nachbehandlungselement312b und einen Auslass-Sammelraum250b bereitstellt. Die Endwand244b des Auslass-Gehäuseabschnitts222b ist entlang der obigen ersten Axialrichtung240b vom Auslass-Axialende356b des Nachbehandlungselements312b axial beabstandet. Die Endwand342b des Auslass-Gehäuseabschnitts222b ist entlang einer zweiten Axialrichtung252b vom Auslass-Axialende356b des Nachbehandlungselements312b axial beabstandet, wobei diese zweite Axialrichtung252b der obigen ersten Axialrichtung240b entgegengesetzt ist. Die Seitenwand318b des Auslass-Gehäuseabschnitts222b weist eine erste Spanne258b auf, die von der Endwand244b zu einem Mittelpunkt260b verläuft, der mit dem Auslass-Axialende356b des Nachbehandlungselements312b radial ausgerichtet ist. Die Seitenwand318b weist eine zweite Spanne262b auf, die vom Mittelpunkt260b axial entlang der obigen zweiten Axialrichtung252b zur Endwand342b verläuft. Die Spanne258b und die Endwand244b definieren am Auslass-Axialende356b des Nachbehandlungselements312b einen ersten Sammelraumabschnitt264b mit offenem Volumen, und der axial davon entlang der obigen ersten Axialrichtung240b verläuft und die Kappe330b einschließen kann, die dadurch verläuft, um auch den Sammelraum352b zu definieren. Die Spanne262b und die Endwand342b definieren einen zweiten Sammelraumabschnitt266b mit ringförmigem Volumen am Auslass-Axialende356b des Nachbehandlungselements312b und verlaufen axial davon entlang der obigen zweiten Axialrichtung252b und in umschreibender Beziehung zum Nachbehandlungselement312b . Die obige zweite Endwand besteht aus dem obigen unteren Flansch342b , der den Sammelraumabschnitt266b mit ringförmigem Volumen umspannt und abschließt, und dem ringförmigen Raum328b , um den Sammelraum344b für das bei334b abgelenkte Wasser zu formen. Die obigen einen oder mehreren Ablassöffnungen338b und/oder339b sind durch mindestens eines vom unteren Flansch342b und der Gehäuseseitenwand318b geformt. In einer Ausführungsform kann die Axiallänge der zweiten Spanne262b größer als die Axiallänge der ersten Spanne258b sein, um am Auslass-Axialende356b des Nachbehandlungselements312b entlang der obigen ersten Axialrichtung240b davon Raum zu reduzieren und einzusparen und die Menge der Axialausdehnung des Gehäuses314b in der obigen ersten Axialrichtung240b über das Auslass-Axialende356b des Nachbehandlungselements312b hinaus zu reduzieren. In der bevorzugten Ausführungsform hat die Seitenwand318b des Auslass-Gehäuseabschnitts222b einen größeren Durchmesser als der Gehäuseabschnitt224b . - In
14 verläuft ein perforiertes Rohr346b , das Perforationen wie bei348b gezeigt aufweist, axial im Gehäuse zwischen dem unteren Flansch342b und der Kappe330b , und durch welches Abgas radial nach außen durch Perforationen348b strömt. Das perforierte Rohr346b liegt im ringförmigen Raum328b und Sammelraum mit ringförmigem Volumen266b und liegt radial zwischen dem Nachbehandlungselement312b und der Gehäuseseitenwand318b . Die Kappe330b ist um einen ersten axialen Zwischenraum350b über dem Nachbehandlungselement312b axial beabstandet und ist um einen zweiten axialen Zwischenraum352b unter dem oberen Auslass324b axial beabstandet. Das Nachbehandlungselement312b weist die obige Einlassseite354b auf, die axial nach unten gerichtet ist, und weist die obige Auslassseite356b auf, die axial nach oben zur Kappe330b gerichtet ist und um den axialen Zwischenraum350b axial darunter beabstandet ist. Das perforierte Rohr346b unterteilt den ringförmigen Raum328b in einen ersten ringförmigen Unterraum357b und einen zweiten ringförmigen Unterraum358b . Das perforierte Rohr346b ist um den dazwischen liegenden ersten ringförmigen Unterraum357b vom Nachbehandlungselement312b radial nach außen beabstandet. Die Gehäuseseitenwand318b ist um den dazwischen liegenden zweiten ringförmigen Unterraum358b vom perforierten Rohr346b radial nach außen beabstandet.
Claims (10)
- Kombibaugruppe aus Abgasschalldämpfer, Nachbehandlungselement und Wasserabscheider, wobei das Nachbehandlungselement (
312 ) mindestens ein Katalysatorelement und/oder einen Partikelrußfilter aufweist, wobei die Baugruppe ein Gehäuse (314 ) umfasst, das entlang einer vertikalen Achse (316 ) axial verläuft und eine Gehäuseseitenwand (318 ) aufweist, dieses Gehäuse (314 ) einen unteren Einlass (320 ) aufweist, um Abgas aus einer Brennkraftmaschine zu empfangen, und einen oberen Auslass (324 ), um dieses Abgas auszulassen, und der über dem unteren Einlass (320 ) beabstandet ist, und wobei das Nachbehandlungselement (312 ) im Gehäuse (314 ) untergebracht und um einen radialen Zwischenraum, der einen ringförmigen Raum (328 ) dazwischen definiert, von der Gehäuseseitenwand (318 ) radial nach innen beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kappe (330 ) in diesem Gehäuse (314 ) über dem Nachbehandlungselement (312 ) und unter dem oberen Auslass (324 ) angeordnet ist, die den Eintritt von Wasser aus dem oberen Auslass (324 ) axial nach unten daran vorbei in das Nachbehandlungselement (312 ) versperrt und das Wasser stattdessen radial nach außen in den ringförmigen Raum (328 ) um- und ableitet, dass eine oder mehrere Ablassöffnungen (338 ) vorgesehen sind, um das Wasser aus dem ringförmigen Raum (328 ) abzulassen, dass das Gehäuse (314 ) einen unteren Flansch (342 ) aufweist, der den ringförmigen Raum (328 ) umspannt und abschließt, um einen Sammelraum (344 ) für das Wasser zu formen, dass ferner ein perforiertes Rohr (346 ) vorgesehen ist, das im Gehäuse (314 ) zwischen dem unteren Flansch (342 ) und der Kappe (330 ) axial verläuft, durch welches Abgas radial nach außen strömt, wobei das perforierte Rohr (346 ) im ringförmigen Raum (328 ) und radial zwischen dem Nachbehandlungselement (312 ) und der Gehäuseseitenwand (318 ) liegt, dass die Kappe (330 ) um einen ersten axialen Zwischenraum (350 ) über dem Nachbehandlungselement (312 ) axial beabstandet und um einen zweiten axialen Zwischenraum (352 ) axial unter dem oberen Auslass (324 ) beabstandet ist, dass das Nachbehandlungselement (312 ) eine Einlassseite (354 ) aufweist, die axial nach unten gerichtet ist und eine Auslassseite (356 ) aufweist, die axial nach oben zur Kappe (330 ) gerichtet und um den ersten axialen Zwischenraum (350 ) darunter beabstandet ist, und dass das perforierte Rohr (346 ) den ringförmigen Raum (328 ) in einen ersten ringförmigen Unterraum (357 ) und einen zweiten ringförmigen Unterraum (358 ) unterteilt, wobei das perforierte Rohr (346 ) um den dazwischenliegenden ersten ringförmigen Unterraum (357 ) vom Nachbehandlungselement (312 ) radial nach außen beabstandet ist und die Gehäuseseitenwand (318 ) um den dazwischenliegenden zweiten ringförmigen Unterraum (358 ) vom perforierten Rohr (346 ) radial nach außen beabstandet ist. - Kombibaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Ablassöffnungen (
338 ) durch mindestens eines vom unteren Flansch (342 ) und der Gehäuseseitenwand (318 ) geformt sind. - Kombibaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das perforierte Rohr (
346 ) einen axialen Verlängerungsabschnitt (360 ) aufweist, der unter der Auslassseite (356 ) des Nachbehandlungselements (312 ) horizontal mit dem Nachbehandlungselement (312 ) ausgerichtet ist, und dass Abgas von der Einlassseite (354 ) zur Auslassseite (356 ) durch das Nachbehandlungselement (312 ) axial nach oben strömt, dann axial nach oben in den ersten axialen Zwischenraum (350 ), dann radial nach außen in dem ersten axialen Zwischenraum (350 ), dann axial nach unten in den ersten ringförmigen Unterraum (357 ), dann radial nach außen durch den axialen Verlängerungsabschnitt (360 ) des perforierten Rohrs (346 ), dann axial nach oben in den zweiten ringförmigen Unterraum (358 ), wodurch eine zweifache Strömungsumkehr von der Auslassseite (356 ) des Nachbehandlungselements (312 ) zum ersten ringförmigen Unterraum (357 ) und zum zweiten ringförmigen Unterraum (358 ) gewährleistet wird. - Kombibaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das perforierte Rohr (
346 ) einen ersten axialen Verlängerungsabschnitt (360 ) aufweist, der mit dem ersten axialen Zwischenraum (350 ) über der Auslassseite (356 ) des Nachbehandlungselements (312 ) horizontal ausgerichtet ist, und einen zweiten axialen Verlängerungsabschnitt (362 ) unter diesem ersten axialen Verlängerungsabschnitt (360 ) aufweist, der mit dem Nachbehandlungselement (312 ) unter der Auslassseite (356 ) des Nachbehandlungselements (312 ) horizontal ausgerichtet ist, wobei Abgas axial nach oben von der Einlassseite (354 ) zur Auslassseite (356 ) durch das Nachbehandlungselement (312 ) strömt, dann axial nach oben in den ersten axialen Zwischenraum (350 ), dann radial nach außen in dem ersten axialen Zwischenraum (350 ) und dann entlang erster und zweiter Abzweigungen (372 ,374 ), dass die erste Abzweigung (372 ) radial nach außen durch den ersten axialen Verlängerungsabschnitt (360 ) des perforierten Rohrs (346 ) verläuft, dann axial nach oben in den zweiten ringförmigen Unterraum (358 ), und dass die zweite Abzweigung (374 ) axial nach unten in den ersten ringförmigen Unterraum (357 ) verläuft, dann radial nach außen durch den zweiten axialen Verlängerungsabschnitt (362 ) des perforierten Rohrs (346 ), dann axial nach oben in den zweiten ringförmigen Unterraum (358 ), und sich dann wieder mit der ersten Abzweigung (372 ) vereinigt. - Kombibaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich einen Damm (
388 ) im ersten ringförmigen Unterraum (357 ) zwischen dem Nachbehandlungselement (312 ) und dem perforierten Rohr (346 ) aufweist, dass der Damm (388 ) das Nachbehandlungselement (312 ) umgibt und von dem unteren Flansch (342 ) bis zu einem oberen Axialende (390 ) unter der Auslassseite (356 ) des Nachbehandlungselements (312 ) axial nach oben verläuft, dass der Damm (388 ) den Wasserfluss zum Nachbehandlungselement (312 ) versperrt und dass die eine oder mehreren Ablassöffnungen (338 ) radial außerhalb des Damms (388 ) liegen. - Kombibaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine Verlängerungswand (
392 ) aufweist, die das Nachbehandlungselement (312 ) umgibt und axial daran entlang verläuft, wobei die Verlängerungswand (392 ) radial zwischen dem Nachbehandlungselement (312 ) und dem Damm (388 ) verläuft. - Kombibaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungswand (
392 ) axial nach oben über den Damm (388 ) hinaus zur Auslassseite (356 ) hin verläuft. - Kombibaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (
330 ) einen Außenumfang (396 ) aufweist, der um einen axial darüberliegenden und axial mit dem ringförmigen Raum (328 ) ausgerichteten Zwischenraum (398 ) von der Gehäuseseitenwand (318 ) radial nach innen beabstandet ist. - Kombibaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (
330 ) einen Außenumfang (396 ) am perforierten Rohr (346 ) hat. - Kombibaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (
330a ) einen Außenumfang (396a ) an der Gehäuseseitenwand (318 ) hat und eine Vielzahl von Umfangsöffnungen (400 ) aufweist, die axial darüber liegen und axial mit dem ringförmigen Raum (328 ) ausgerichtet sind.
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