Technisches FachgebietTechnical field
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Einspritzen eines Reduktionsmittels in ein Motorabgasnachbehandlungssystem und insbesondere die Montage und Positionierung einer Düse zum Einspritzen des Reduktionsmittels.The present disclosure relates to the injection of a reducing agent into an engine exhaust aftertreatment system, and more particularly to the mounting and positioning of a nozzle for injecting the reductant.
Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art
Ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (selective catalytic reduction: kurz SCR) kann in ein Abgasbehandlungs- oder Abgasnachbehandlungssystem integriert werden, um Distickstoffmonoxid-(NOx oder NO)-Abgase, die vom Abgas eines Motors stammen, zu beseitigen oder zu reduzieren. SCR-Systeme verwenden zu diesem Zweck Reduktionsmittel wie Harnstoff. Diese Reduktionsmittel können Ablagerungen im Nachbehandlungssystem bilden.A Selective Catalytic Reduction (SCR) system may be incorporated into an exhaust treatment system to eliminate or reduce nitrous oxide (NOx or NO) emissions from engine exhaust. SCR systems use reducing agents such as urea for this purpose. These reducing agents can form deposits in the aftertreatment system.
Die PCT-Patentanmeldungsveröffentlichung WO 2009071088 (Veröffentlichung '088) offenbart die Ausrichtung einer Sprühachse einer Düse, die Reduktionsmittel einspritzt, mit einer Symmetrieachse eines geraden Abschnitts eines Abgasrohrs. Die Veröffentlichung '088 ist jedoch nicht in der Lage, die Düse in einer gewünschten Position zu platzieren.The PCT Patent Application Publication WO 2009071088 (Publication '088) discloses the alignment of a spray axis of a nozzle injecting reducing agent with an axis of symmetry of a straight portion of an exhaust pipe. However, the publication '088 is unable to place the nozzle in a desired position.
KurzdarstellungSummary
Die vorliegende Offenbarung bietet zum einen ein Motorabgasnachbehandlungssystem mit einer Krümmung, die einen Abgasstrom in einer gekrümmten Richtung zu einem geraden Abschnitt leitet. In der Krümmung ist eine Düse angebracht, um einen Sprühnebel einer Flüssigkeit mit einer Symmetrieachse in den Abgasstrom einzuleiten. Die Symmetrieachse schneidet den Abgasstrom, der sich in der gekrümmten Richtung bewegt, mit einem Schnittwinkel zwischen der Symmetrieachse und dem Abgasstrom von weniger als 50 Grad. Zum anderen bietet die vorliegende Offenbarung ein Motorabgasnachbehandlungssystem, wobei die Vertiefung in mehr als 10% einer Tiefe der Krümmung hineinragt. Desweiteren beinhaltet die Vertiefung eine vorgelagert gelegene Wandung mit einer vorgelagerten Wandungslänge von wenigstens 10% einer Tiefe eines Krümmungseinlasses.The present disclosure provides, on the one hand, an engine exhaust aftertreatment system having a curvature that directs an exhaust flow in a curved direction to a straight section. In the bend, a nozzle is mounted to introduce a spray of liquid with an axis of symmetry into the exhaust stream. The symmetry axis intersects the exhaust gas flow moving in the curved direction with an intersection angle between the symmetry axis and the exhaust gas flow of less than 50 degrees. On the other hand, the present disclosure provides an engine exhaust aftertreatment system wherein the recess protrudes more than 10% of a depth of curvature. Furthermore, the depression includes an upstream wall having an upstream wall length of at least 10% of a depth of a bend inlet.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigen:Show it:
1 eine Diagrammansicht eines Nachbehandlungssystems, 1 a diagram view of an aftertreatment system,
2 eine Diagrammansicht einer Krümmung des Nachbehandlungssystems aus 1, 2 a diagram view of a curvature of the aftertreatment system 1 .
3 eine Querschnittansicht der Krümmung aus 2, 3 a cross-sectional view of the curvature 2 .
4 eine Querschnittansicht der Krümmung aus 2 einschließlich eines Abgasstroms und eines Reduktionsmittelsprühnebels, 4 a cross-sectional view of the curvature 2 including an exhaust gas stream and a reductant spray,
5 eine Querschnittansicht einer Krümmung und eines geraden Abschnitts aus 1 einschließlich der Verteilung eines Reduktionsmittelsprühnebels während er den geraden Abschnitt durchläuft, 5 a cross-sectional view of a curvature and a straight portion 1 including the distribution of a reductant spray as it passes through the straight section,
6 eine Querschnittansicht einer Krümmung und eines geraden Abschnitts aus 1 einschließlich der Verteilung eines Reduktionsmittelsprühnebels während er den geraden Abschnitt und einen Mischer durchläuft, 6 a cross-sectional view of a curvature and a straight portion 1 including the distribution of a reductant spray as it passes through the straight section and a mixer,
7 eine Querschnittansicht der Krümmung aus 2 einschließlich der in einem Winkel befestigten Düse. 7 a cross-sectional view of the curvature 2 including the nozzle attached at an angle.
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Das Nachbehandlungssystem 10 aus 1 empfängt einen Abgasstrom 12 von einem Motor oder einer Kraftanlage. Bei dem Motor kann es sich um jede beliebige Art von Motor handeln (Verbrennungsmotor, Gas-, Diesel-, mit gasförmigem Treibstoff betrieben, Erdgas-, Propan- usw.), er kann jede beliebige Größe mit jeder beliebigen Anzahl von Zylindern in jeder beliebigen Konfiguration („V”, linear, radial usw.) aufweisen. Der Motor kann zum Betrieb jeder beliebigen Art von Maschine oder Gerät dienen, einschließlich Lastkraftwagen oder Fahrzeugen für die Nutzung im Straßenverkehr, Lastkraftwagen oder Maschinen für die Nutzung außerhalb des Straßenverkehrs, Erdbaumaschinen, Generatoren, Luft- und Raumfahrtanwendungen, Schienenfahrzeuganwendungen, Wasserfahrzeuganwendungen, Pumpen, stationären Gerätschaften oder anderen motorbetriebenen Anwendungen.The aftertreatment system 10 out 1 receives an exhaust gas flow 12 from a motor or a power plant. The engine can be any type of engine (internal combustion engine, gas, diesel, gaseous fuel, natural gas, propane, etc.), it can be any size with any number of cylinders in any one Configuration ("V", linear, radial, etc.). The engine may be used to operate any type of machine or equipment, including lorries or road vehicles, trucks or off-highway machinery, earthmoving machinery, generators, aerospace applications, rail vehicle applications, marine applications, stationary pumps Equipment or other engine-powered applications.
Das Nachbehandlungssystem 10 beinhaltet einen SCR-Katalysator 14 und ein Reduktionsmittelsystem 16. Der SCR-Katalysator 14 beinhaltet ein Katalysatormaterial, das auf einem Substrat angeordnet ist. Das Katalysatormaterial ist konfiguriert, um mittels eines Reduktionsmittels 19 eine Menge an NOx im Abgasstrom 12 zu verringern. Das Substrat kann aus Cordierit, Siliziumcarbid, anderer Keramik oder Metall bestehen. Das Substrat kann eine Mehrzahl von durchgehenden Kanälen beinhalten und eine Wabenstruktur bilden. Außerdem kann nachgelagert vom SCR 14 oder der beschichteten Zone am Ende des SCRs 14 ein Ammoniakoxidationskatalysator (AMOR) enthalten sein.The aftertreatment system 10 includes an SCR catalyst 14 and a reducing agent system 16 , The SCR catalyst 14 includes a catalyst material disposed on a substrate. The catalyst material is configured to react by means of a reducing agent 19 an amount of NOx in the exhaust stream 12 to reduce. The substrate may be made of cordierite, silicon carbide, other ceramic or metal. The substrate may include a plurality of through channels and form a honeycomb structure. It can also be downstream from the SCR 14 or the coated zone on End of the SCR 14 an ammonia oxidation catalyst (AMOR) may be included.
Das Reduktionsmittelsystem 16 beinhaltet einen Injektor oder eine Düse 18, der/die ein Reduktionsmittel 19 in den Abgasstrom 12 einleitet. Die Düse 18 kann Federn, Unterlegscheiben, Durchlässe zum Kühlen, Injektionsstifte und andere nicht dargestellte Elemente beinhalten. Obwohl auch andere Reduktionsmittel 19 verwendet werden können, ist Harnstoff die am häufigsten eingesetzte Quelle für ein Reduktionsmittel 19. Das Harnstoffreduktionsmittel 19 wird zu Ammoniak (NH3) abgebaut und dann absorbiert oder im SCR-Katalysator 14 gespeichert.The reducing agent system 16 includes an injector or a nozzle 18 which is a reducing agent 19 in the exhaust stream 12 initiates. The nozzle 18 may include springs, washers, cooling passages, injection pins, and other elements not shown. Although other reducing agents 19 urea is the most commonly used source of a reducing agent 19 , The urea reducing agent 19 is degraded to ammonia (NH3) and then absorbed or in the SCR catalyst 14 saved.
Der Abgasstrom 12 wird über ein Abgasrohr 20 in den SCR-Katalysator 14 eingeleitet. Das Abgasrohr 20 beinhaltet einen geraden Abschnitt 22 und einen gebogenen Abschnitt oder eine Krümmung 24, der/die dem geraden Abschnitt 22 vorgelagert ist. Die Düse 18 ist in der Krümmung 24 befestigt. Die Länge des geraden Abschnitts 22 oder der Abstand zwischen der Düse 18 und dem SCR-Katalysator 14 kann eine ausreichende Länge aufweisen, um eine Einmischung des Reduktionsmittels 19 in den Abgasstrom 12 zu gewährleisten und die erforderliche Verweilzeit zu bieten, die das Harnstoffreduktionsmittel 19 benötigt, um in NH3 umgewandelt zu werden.The exhaust gas flow 12 is via an exhaust pipe 20 in the SCR catalyst 14 initiated. The exhaust pipe 20 includes a straight section 22 and a bent portion or a curve 24 which is the straight section 22 is upstream. The nozzle 18 is in the bend 24 attached. The length of the straight section 22 or the distance between the nozzle 18 and the SCR catalyst 14 may be of sufficient length to allow for mixing of the reducing agent 19 in the exhaust stream 12 to ensure and provide the required residence time, the urea reducing agent 19 needed to be converted to NH3.
Das Nachbehandlungssystem 10 kann an einer dem SCR-Katalysator 14 vorgelagerten oder nachgelagerten Position außerdem einen Dieseloxidationskatalysator (diesel Oxidation catalyst: kurz DOC) 26, einen Dieselpartikelfilter (diesel particulate filter: kurz DPF) 28 und einen Reinigungskatalysator oder andere Abgasbehandlungsgeräte beinhalten. Das hier dargestellte Nachbehandlungssystem 10 zeigt den DOC 26 an einer Position, die dem DPF 28 vorgelagert ist, der sich wiederum vorgelagert von SCR-Katalysator 14 befindet.The aftertreatment system 10 can at a the SCR catalyst 14 upstream or downstream position also has a diesel oxidation catalyst (DOC). 26 , a diesel particulate filter (DPF) 28 and a purifying catalyst or other exhaust treatment equipment. The aftertreatment system shown here 10 shows the DOC 26 at a position that the DPF 28 upstream, in turn, upstream of SCR catalyst 14 located.
Das Nachbehandlungssystem 10 kann außerdem eine Wärmequelle 30 beinhalten, um den DPF 28 zu regenerieren. Die Wärmequelle 30 kann als Brenner mit einem Flammkopf und einem Gehäuse zur Eindämmung der Flamme ausgeführt sein. Die Wärmequelle 30 kann zudem als elektrisches Heizelement, Mikrowellengerät oder andere Wärmequelle ausgeführt sein. Außerdem kann Wärme erzeugt werden, indem eine Kohlenwasserstoffquelle, z. B. Treibstoff, in den Abgasstrom 12 eingespritzt wird, die im DOC 26 eine exotherme Reaktion auslöst. Die Wärmequelle 30 kann außerdem darin bestehen, dass der Motor unter Bedingungen betrieben wird, die eine erhöhte Temperatur des Abgasstroms 12 zur Folge haben.The aftertreatment system 10 can also have a heat source 30 involve to the DPF 28 to regenerate. The heat source 30 can be designed as a burner with a flame head and a housing to contain the flame. The heat source 30 can also be designed as an electric heating element, microwave oven or other heat source. In addition, heat can be generated by using a hydrocarbon source, e.g. As fuel, in the exhaust stream 12 injected in the DOC 26 causes an exothermic reaction. The heat source 30 may also be that the engine is operated under conditions that increase the temperature of the exhaust stream 12 have as a consequence.
Der DOC 26 und der DPF 28 können in einem gemeinsamen, ersten Kanister 32 untergebracht sein. Alternativ können der DOC 26 und der DPF 28 auch in separaten Kanistern enthalten sein. Der SCR-Katalysator 14 kann in einem zweiten Kanister 34 untergebracht sein. Die Wärmequelle 30, der erste Kanister 32 und der zweite Kanister 34 können parallel nebeneinander auf einer Halterung 36 angebracht sein. Die Wärmequelle 30, der erste Kanister 32 und der zweite Kanister 34 können auch anders angeordnet und angebracht sein.The DOC 26 and the DPF 28 can in a common, first canister 32 be housed. Alternatively, the DOC 26 and the DPF 28 also be contained in separate canisters. The SCR catalyst 14 can in a second canister 34 be housed. The heat source 30 , the first canister 32 and the second canister 34 can parallel next to each other on a bracket 36 to be appropriate. The heat source 30 , the first canister 32 and the second canister 34 can also be arranged differently and appropriate.
Das Abgasrohr 20 kann außerdem eine zweite Krümmung 38 nach dem geraden Abschnitt 22 beinhalten, um den Abgasstrom 12 in den zweiten Kanister 34 zu leiten. In anderen Ausführungsformen kann diese zweite Krümmung 38 wahlweise nicht enthalten sein und der zweite Kanister 34 kann mit dem geraden Abschnitt 22 verbunden sein. Der erste und zweite Kanister 32 und 34 können zudem Enden 40 zur Weiterleitung und zum Aufnehmen des Abgasstroms 12 beinhalten. Ein Eingangsrohr 42 leitet den Abgasstrom 12 zum Nachbehandlungssystem 10. Der zweite Kanister 34 oder ein anderer Endkanister kann einen Endauslass 44 beinhalten, durch den der Abgasstrom 12 das Nachbehandlungssystem 10 verlässt.The exhaust pipe 20 may also have a second curvature 38 after the straight section 22 involve to the exhaust gas flow 12 in the second canister 34 to lead. In other embodiments, this second curvature 38 optionally not included and the second canister 34 can with the straight section 22 be connected. The first and second canisters 32 and 34 can also ends 40 for forwarding and receiving the exhaust stream 12 include. An entrance pipe 42 directs the exhaust gas flow 12 to the aftertreatment system 10 , The second canister 34 or another end canister may have an end outlet 44 include, through which the exhaust stream 12 the aftertreatment system 10 leaves.
Ein zusätzlicher Abschnitt des Abgasrohrs (nicht dargestellt) kann den Abgasstrom 12 von der Wärmequelle 30 zum Einlassende 40 des ersten Kanisters 32 leiten, In anderen Ausführungsformen kann die Wärmequelle 30 wahlweise nicht enthalten sein und das Einlassrohr 42 kann den Abgasstrom 12 zum Einlassende 40 des ersten Kanisters 32 leiten.An additional portion of the exhaust pipe (not shown) may be the exhaust stream 12 from the heat source 30 to the inlet end 40 of the first canister 32 In other embodiments, the heat source 30 optionally not included and the inlet pipe 42 can the exhaust gas flow 12 to the inlet end 40 of the first canister 32 conduct.
Der Abgasstrom 12 fließt in einer ersten Richtung 46 durch das Einlassrohr 42 und anschließend, falls vorhanden, durch die Wärmequelle 30. Als nächstes wird der Abgasstrom 12 in einer zweiten Richtung 48, die parallel zur ersten Richtung 46 verlaufen kann, durch den ersten Kanister 32 geleitet. Der Abgasstrom 12 läuft durch den DOC 26, den DPF 28, das Ende 40 und durch die Krümmung 24. Danach fließt der Abgasstrom 12 in einer dritten Richtung 50, die parallel zu der zweiten Richtung 48 verlaufen kann, durch den geraden Abschnitt 22. Anschließend wird der Abgasstrom 12 in einer vierten Richtung 52, die parallel zur zweiten Richtung 48 verlaufen kann, durch die zweite Krümmung 38 und durch den zweiten Kanister 34 geleitet. Zu guter Letzt tritt der Abgasstrom 12 durch den Endauslass 44 aus.The exhaust gas flow 12 flows in a first direction 46 through the inlet pipe 42 and then, if present, through the heat source 30 , Next is the exhaust flow 12 in a second direction 48 parallel to the first direction 46 can run through the first canister 32 directed. The exhaust gas flow 12 runs through the DOC 26 , the DPF 28 , the end 40 and by the curvature 24 , After that, the exhaust gas flow flows 12 in a third direction 50 parallel to the second direction 48 can run through the straight section 22 , Subsequently, the exhaust gas flow 12 in a fourth direction 52 parallel to the second direction 48 can run through the second curvature 38 and through the second canister 34 directed. Finally, the exhaust gas flow occurs 12 through the end outlet 44 out.
Das Reduktionsmittelsystem 16 kann ferner eine Reduktionsmittelquelle 54, eine Pumpe 56 und ein Ventil 57 beinhalten. Das Reduktionsmittel 19 wird über die Pumpe 56 aus der Reduktionsmittelquelle 54 gesogen und zu einer Einlassverbindung 58 an der Düse 18 geleitet. Das Ventil 57 oder die Pumpe 56 können verwendet werden, um die Zufuhr des Reduktionsmittels 19 zu regeln. Außerdem können eine Steuerung und Sensoren vorhanden sein, um das Reduktionsmittelsystem 16 zu steuern. Die Steuerung und die Sensoren können ferner die Wärmequelle 30 steuern. Die Steuerung kann zudem mit einem Motorsteuerungsmodul (engine control module: kurz ECM) in Kommunikation stehen oder im ECM integriert sein.The reducing agent system 16 may further comprise a source of reductant 54 , a pump 56 and a valve 57 include. The reducing agent 19 is over the pump 56 from the reducing agent source 54 sucked and to an inlet connection 58 at the nozzle 18 directed. The valve 57 or the pump 56 can be used to control the supply of reducing agent 19 to regulate. In addition, a controller and sensors may be present to control the reductant system 16 to control. The Control and the sensors may further heat source 30 Taxes. The controller may also be in communication with an engine control module (ECM for short) or integrated into the ECM.
Das Reduktionsmittelsystem 16 kann zudem eine Kühlmittelquelle 60 beinhalten, die über Kühlmittelanschlussverbindungen 64 ein Kühlmittel 62 zur Düse 18 leitet. Die Kühlmittelquelle 60 kann als Kühlsystem des Motors oder eine andere Kühlmittelquelle 60 ausgeführt sein. Das Kühlmittel 62 kann außerdem eingesetzt werden, um andere Bestandteile des Reduktionsmittelsystems 16 oder des Nachbehandlungssystems 10 zu kühlen. Das Kühlmittel 62 kann zudem eingesetzt werden, um gefrorenen Harnstoff 19 aufzutauen.The reducing agent system 16 can also be a source of coolant 60 include that via coolant connection connections 64 a coolant 62 to the nozzle 18 passes. The coolant source 60 can be used as a cooling system of the engine or another coolant source 60 be executed. The coolant 62 can also be used to other components of the reducing agent system 16 or the aftertreatment system 10 to cool. The coolant 62 Can also be used to frozen urea 19 thaw.
Wie am besten aus 4 ersichtlich, beinhaltet die Düse 18 eine Spitze oder einen Auslass 66. Aus dem Auslass 66 wird ein Sprühnebel 68 aus Reduktionsmittel 19 in den Abgasstrom 12 eingeleitet. Der Sprühnebel 68 definiert eine Symmetrieachse 70. Ohne jeglichen Einfluss des Abgasstroms 12 kann die Symmetrieachse 70 im Wesentlichen parallel zur dritten Richtung 50 verlaufen. Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, beinhaltet die Krümmung 24 ein Krümmungseinlassende 72, ein Krümmungsauslassende 74, eine Krümmungsaußenkurve 76, eine Krümmungsinnenkurve 78 und Krümmungsseiten 80. Die Krümmungsaußenkurve 76, die Krümmungsinnenkurve 78 und die Krümmungsseiten 80 bilden eine gekrümmte röhren- oder kastenförmige Struktur mit einem offenen Krümmungseinlassende 72 und Krümmungsauslassende 74. Das Krümmungseinlassende 72 geht in das Ende 40 des ersten Kanisters 32 über und steht mit ihm in Flüssigkeitsverbindung. Das Krümmungsauslassende 74 geht in den geraden Abschnitt 22 über und steht mit ihm in Flüssigkeitsverbindung.How best 4 can be seen, includes the nozzle 18 a tip or an outlet 66 , From the outlet 66 becomes a spray 68 from reducing agent 19 in the exhaust stream 12 initiated. The spray 68 defines an axis of symmetry 70 , Without any influence of the exhaust gas flow 12 can the symmetry axis 70 essentially parallel to the third direction 50 run. How best 2 can be seen, includes the curvature 24 a curvature inlet end 72 , a curvature outlet end 74 , an outside curvature of curvature 76 , a curve inside curve 78 and curvature sides 80 , The curvature outward curve 76 , the curve inside curve 78 and the curvature sides 80 form a curved tubular or box-shaped structure with an open curvature inlet end 72 and bend outlet end 74 , The curvature inlet end 72 goes to the end 40 of the first canister 32 over and in fluid communication with him. The curvature outlet end 74 goes into the straight section 22 over and in fluid communication with him.
Die oben genannte Krümmungsaußenkurve 76, die Krümmungsinnenkurve 78 und die Krümmungsseiten 80 repräsentieren die dem Abgasstrom 12 ausgesetzten Wandungen. Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, kann die Krümmung 24 auch Doppelwandungen 82 außerhalb dieser Wandungen beinhalten. Die Doppelwandungen 82 bieten Wärmeschutz vom Abgasstrom 12.The above-mentioned curve outer curve 76 , the curve inside curve 78 and the curvature sides 80 represent the exhaust gas flow 12 exposed walls. How out 3 and 4 can be seen, the curvature 24 also double walls 82 outside of these walls. The double walls 82 provide heat protection from the exhaust stream 12 ,
Die Krümmungsaußenkurve 76 beinhaltet eine Vertiefung 84. Die Vertiefung 84 wird durch eine nachgelagert Vertiefungswandung 86, eine vorgelagerte Vertiefungswandung 88 und Seitenwandungen 90 definiert oder beinhaltet diese. Die nachgelagerte Vertiefungswandung 86, die vorgelagerte Vertiefungswandung 88 und Seitenwandungen 90 bilden ein versenktes Loch oder einen versenkten Bereich in der Krümmung 24. Die Vertiefung 84 kann eine abgerundete Dreiecksform mit einer Breite am vorgelagerten Ende aufweisen, die größer ist als die Breite des nachgelagerten Endes. Die Vertiefung 84 kann ferner andere Formen aufweisen, wie rechteckig, zylindrisch oder halbkugelförmig. Der gerade Abschnitt 22 beinhaltet ein vorgelagertes Ende 92, ein nachgelagertes Ende 94, eine Außenwandung 96, eine Innenwandung 98 und Seiten 100, die eine tubuläre Röhre bilden. Der gerade Abschnitt 22 und andere Komponenten können in Isoliermaterial 102 eingehüllt sein. Das vorgelagerte Ende 92 geht in das Krümmungsauslassende 74 über.The curvature outward curve 76 includes a recess 84 , The depression 84 is by a downstream Wellungswandung 86 , an upstream recess wall 88 and side walls 90 defines or includes these. The downstream depression wall 86 , the upstream recess wall 88 and side walls 90 form a sunken hole or a recessed area in the bend 24 , The depression 84 may have a rounded triangular shape with a width at the upstream end, which is greater than the width of the downstream end. The depression 84 may also have other shapes, such as rectangular, cylindrical or hemispherical. The straight section 22 includes an upstream end 92 , a downstream end 94 , an outer wall 96 , an inner wall 98 and pages 100 which form a tubular tube. The straight section 22 and other components may be in insulating material 102 be wrapped up. The upstream end 92 goes into the bend exit end 74 above.
Die Abmessungen der Krümmung 24 und der Vertiefung 84 sind am besten aus 2 und 3 ersichtlich. 2 zeigt, dass die Krümmung 24 eine Einlassbreite 101 und eine Auslassbreite 103 aufweist. Die Breite der Krümmung 24 kann vom Krümmungseinlassende 72 zum Krümmungsauslassende 74 hin abnehmen, wodurch die Auslassbreite 103 kleiner ist als die Einlassbreite 101.The dimensions of the curvature 24 and the depression 84 are best off 2 and 3 seen. 2 shows that the curvature 24 an inlet width 101 and an outlet width 103 having. The width of the curvature 24 can from the bend inlet end 72 to the bend outlet end 74 decrease, reducing the outlet width 103 smaller than the inlet width 101 ,
Wie aus 3 ersichtlich ist, weist die Krümmung 24 eine Einlasstiefe 104 und eine Auslasstiefe 106 auf. Die Tiefe der Krümmung 24 kann schrittweise vom Krümmungseinlassende 72 zum Krümmungsauslassende 74 hin zunehmen, wodurch die Auslasstiefe 106 größer ist als die Einlasstiefe 104. Da die Größenverhältnisse der Einlassbreite 101 zur Auslassbreite 103 und der Einlasstiefe 104 zur Auslasstiefe 106 in entgegengesetzter Beziehung zueinander variieren, kann ein im Wesentlichen konstanter Strombereich aufrechterhalten werden.How out 3 can be seen, the curvature points 24 an inlet depth 104 and an outlet depth 106 on. The depth of curvature 24 can gradually from the end of curvature 72 to the bend outlet end 74 increase, reducing the exhaust depth 106 is greater than the inlet depth 104 , Since the size ratios of the inlet width 101 to the outlet width 103 and the inlet depth 104 to the outlet depth 106 vary in opposite relationship to each other, a substantially constant current range can be maintained.
In anderen Ausführungsformen können die Breite und Tiefe der Krümmung 24 konstant sein oder verschieden variieren. Die Auslasstiefe 106 und die Auslassbreite 103 können im Wesentlichen der Breite oder dem Durchmesser des geraden Abschnitts 22 entsprechen.In other embodiments, the width and depth of the bend may be 24 be constant or vary differently. The outlet depth 106 and the outlet width 103 can be essentially the width or the diameter of the straight section 22 correspond.
Eine Mittellinie 108, die in 3 dargestellt ist, verläuft durch die Mitte der Krümmung 24 und kann durch den geraden Abschnitt 22 weiterlaufen. Die Vertiefung 84 reicht in die Krümmung 24 hinein und beinhaltet einen maximalen Krümmungsausdehnungspunkt 110. Der maximale Krümmungsausdehnungspunkt 110 kann ein Punkt oder eine Linie sein, an dem/der die nachgelagerte Vertiefungswandung 86 und die vorgelagerte Vertiefungswandung 88 aufeinander treffen. Eine Krümmungsmittelebene 112 verläuft durch den maximalen Krümmungsausdehnungspunkt 110 hindurch und ist eine Normale zur Mittellinie 108. Eine projizierte Außenkurve 114 verläuft im Raum oberhalb der Vertiefung 84 entlang derselben Krümmung wie die Krümmungsaußenkurve 76.A midline 108 , in the 3 is shown passing through the center of the curve 24 and can through the straight section 22 continue. The depression 84 goes into the curve 24 and includes a maximum curvature extension point 110 , The maximum curvature extension point 110 may be a point or a line on which the downstream Wellungswandung 86 and the upstream recess wall 88 meet each other. A center of curvature 112 passes through the maximum curvature extension point 110 through and is a normal to the midline 108 , A projected outer curve 114 runs in the space above the depression 84 along the same curvature as the curvature outer curve 76 ,
Eine projizierte Mitteltiefe 116 repräsentiert eine Mitteltiefe der Krümmung 24, wenn es die Vertiefung 84 nicht gäbe. Die projizierte Mitteltiefe 116 ist die Tiefe der Krümmung 24 entlang der Krümmungsmittelebene 112 von der Innenkurve 78 durch den maximalen Krümmungsausdehnungspunkt 110 zur projizierten Außenkurve 114.A projected mean depth 116 represents a mean depth of curvature 24 if it's the recess 84 would not exist. The projected mean depth 116 is the depth of curvature 24 along the center of curvature 112 from the inside curve 78 by the maximum curvature extension point 110 to the projected outer curve 114 ,
Eine minimale Mitteltiefe 118 repräsentiert eine Mitteltiefe der Krümmung 24 an ihrer aufgrund der Vertiefung 84 kleinsten Stelle. Diese minimale Mitteltiefe 118 ist die Tiefe der Krümmung 24 entlang der Krümmungsmittelebene 112 von der Krümmungsinnenkurve 78 zum maximalen Krümmungsausdehnungspunkt 110.A minimum mean depth 118 represents a mean depth of curvature 24 at their due to the depression 84 smallest point. This minimum mean depth 118 is the depth of curvature 24 along the center of curvature 112 from the curvature inside curve 78 to the maximum curvature extension point 110 ,
Eine maximale Vertiefungsausdehnungslänge 120 repräsentiert die maximale Tiefe der Vertiefung 84. Diese maximale Vertiefungsausdehnungslänge 120 ist die Länge entlang der Krümmungsmittelebene 112 vom maximalen Krümmungsausdehnungspunkt 110 zu der projizierten Außenkurve 114.A maximum recess extension length 120 represents the maximum depth of the pit 84 , This maximum dimple extension length 120 is the length along the plane of curvature 112 from the maximum curvature extension point 110 to the projected outer curve 114 ,
Die Vertiefung 84 weist eine nachgelagerte Wandungslänge 122 und eine vorgelagerte Wandungslänge 124 auf. Die nachgelagerte Wandungslänge 122 ist die Länge entlang der nachgelagerten Wandung 86 von der Außenkurve 76 zum maximalen Krümmungsausdehnungspunkt 110. Die vorgelagerte Wandungslänge 124 ist die Länge entlang der vorgelagerten Wandung 88 von der Außenkurve 76 zum maximalen Krümmungsausdehnungspunkt 110. Obwohl viele der oben genannten Abmessungen als Minimum und Maximum bezeichnet werden, sollten Projektionen und andere zusätzliche Strukturen nicht als in diese Abmessungen einbezogen angesehen werden.The depression 84 has a downstream wall length 122 and an upstream wall length 124 on. The downstream wall length 122 is the length along the downstream wall 86 from the outer curve 76 to the maximum curvature extension point 110 , The upstream wall length 124 is the length along the upstream wall 88 from the outer curve 76 to the maximum curvature extension point 110 , Although many of the above dimensions are referred to as minimum and maximum, projections and other additional structures should not be construed as being included in these dimensions.
4 zeigt die Stromrichtungen des Abgasstroms 12 während er durch die Krümmung 24 in den geraden Abschnitt 22 fließt. Die Stromrichtungen beinhalten eine gerade Einlassrichtung 126, eine gerade Auslassrichtung 128 und eine mittige gebogene Richtung 130 zwischen der geraden Einlassrichtung 126 und der geraden Auslassrichtung 128. Ferner sind blockierte Ströme 132 unter der vorgelagerten Wandung 88 der Vertiefung 84 enthalten. Außerdem bestehen Strömungstoträume 134 nach der nachgelagerten Wandung 86 sowie in der Ecke, in der die nachgelagerte Wandung 86 auf die Außenkurve 76 trifft. 4 shows the flow directions of the exhaust gas flow 12 while passing through the bend 24 in the straight section 22 flows. The flow directions include a straight inlet direction 126 , a straight outlet direction 128 and a central curved direction 130 between the straight inlet direction 126 and the straight outlet direction 128 , Furthermore, there are blocked streams 132 under the upstream wall 88 the depression 84 contain. There are also flow dead spaces 134 after the downstream wall 86 as well as in the corner where the downstream wall 86 on the outer curve 76 meets.
Die Düse 18 kann in der nachgelagerten Wandung 86 angebracht sein, damit der Auslass 66 und die Symmetrieachse 70 mit der Mittellinie 108, die in den geraden Abschnitt 22 hinein verläuft, ausgerichtet sind.The nozzle 18 can be in the downstream wall 86 be attached to the outlet 66 and the axis of symmetry 70 with the center line 108 in the straight section 22 runs in, are aligned.
Die Größe der Vertiefung 84 ist außerdem so bemessen, dass sie die Symmetrieachse 70 so positioniert, dass diese eine Zwischenrichtung 136 des Abgasstroms 12 schneidet. Die Zwischenrichtung 136 ist die Richtung des Abgasstroms 12, wenn dieser beginnt, sich von der gekrümmten Mittelrichtung 130 in die gerade Auslassrichtung 128 zu begradigen. Die Zwischenrichtung 136 ist der erste Abgasstrom 12, der die Symmetrieachse 70 schneidet und nicht durch die vorgelagerte Wandung 88 blockiert wird.The size of the depression 84 is also sized to fit the symmetry axis 70 positioned so that these are an intermediate direction 136 the exhaust stream 12 cuts. The intermediate direction 136 is the direction of the exhaust flow 12 when it starts to move away from the curved middle direction 130 in the straight outlet direction 128 to straighten. The intermediate direction 136 is the first exhaust gas flow 12 , the axis of symmetry 70 cuts and not through the upstream wall 88 is blocked.
Die Symmetrieachse 70 schneidet den Abgasstrom 12, der in der Zwischenrichtung 136 fließt mit einem Schnittwinkel 138 von ungefähr 30 Grad. In bestimmten Ausführungsformen beträgt der Schnittwinkel 138 weniger als 50, 45, 40, 35, 35, 30, 25, 20, 15, 10 oder 5 Grad. In anderen Ausführungsformen beträgt der Schnittwinkel 138 zwischen 5 und 50 Grad, 5 und 35 Grad, 5 und 25 Grad, 20 und 40 Grad oder 20 und 50 Grad. In wiederum anderen Ausführungsformen kann die Symmetrieachse 70 den Abgasstrom 12 schneiden, der in der geraden Auslassrichtung 128 fließt und der Schnittwinkel 138 kann im Wesentlichen null betragen.The symmetry axis 70 cuts the exhaust gas flow 12 that's in the middle direction 136 flows at a cutting angle 138 about 30 degrees. In certain embodiments, the cutting angle is 138 less than 50, 45, 40, 35, 35, 30, 25, 20, 15, 10 or 5 degrees. In other embodiments, the cutting angle is 138 between 5 and 50 degrees, 5 and 35 degrees, 5 and 25 degrees, 20 and 40 degrees or 20 and 50 degrees. In still other embodiments, the axis of symmetry 70 the exhaust gas flow 12 cut in the straight outlet direction 128 flows and the cutting angle 138 can be essentially zero.
Der Schnittwinkel 138 wird durch die Position und die Größe der Vertiefung 84 im Verhältnis zur Krümmung 24 erreicht. Die Prozentzahl der maximalen Krümmungsausdehnungslänge 120 im Vergleich zur projizierten Mitteltiefe 116 repräsentiert das Ausmaß mit dem die Vertiefung 84 in die Tiefe der Krümmung 24 hineinragt. Die maximale Vertiefungsausdehnungslänge 120 kann ungefähr 50% der projizierten Mitteltiefe 116 betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die maximale Vertiefungsausdehnungslänge 120 wenigstens 60%, 40%, 30%, 20% oder 10% der projizierten Mitteltiefe 116 betragen. In anderen Ausführungsformen kann die maximale Vertiefungsausdehnungslänge 120 zwischen 10% und 80%, 30% und 70%, 40% und 60%, 30% und 60% oder 40% und 70% der projizierten Mitteltiefe 116 liegen.The cutting angle 138 is determined by the position and size of the recess 84 in relation to the curvature 24 reached. The percentage of the maximum curvature extension length 120 compared to the projected mean depth 116 represents the extent with which the depression 84 in the depth of curvature 24 protrudes. The maximum dimple extension length 120 can be about 50% of the projected mean depth 116 be. In certain embodiments, the maximum recess extension length 120 at least 60%, 40%, 30%, 20% or 10% of the projected mean depth 116 be. In other embodiments, the maximum dimple extension length 120 between 10% and 80%, 30% and 70%, 40% and 60%, 30% and 60% or 40% and 70% of the projected mean depth 116 lie.
Die vorgelagerte Wandung 88 blockiert den Abgasstrom 12, was eine lange vorgelagerte Wandungslänge 124 erforderlich macht, um den Schnittwinkel 138 zu erreichen. Die vorgelagerte Wandungslänge 124 kann ungefähr 70% der Krümmungseinlasstiefe 104 betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die vorgelagerte Wandungslänge 124 jedoch wenigstens 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% der Krümmungseinlasstiefe 104 betragen. In anderen Ausführungsformen kann die vorgelagerte Wandungslänge 124 zwischen 10% und 90%, 30% und 90%, 50% und 90%, 40% und 90% oder 40% und 80% der Krümmungseinlasstiefe 104 betragen.The upstream wall 88 blocks the exhaust gas flow 12 what a long upstream wall length 124 required to the cutting angle 138 to reach. The upstream wall length 124 can be about 70% of the curvature inlet depth 104 be. In certain embodiments, the upstream wall length 124 however, at least 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% or 10% of the curvature inlet depth 104 be. In other embodiments, the upstream wall length 124 between 10% and 90%, 30% and 90%, 50% and 90%, 40% and 90% or 40% and 80% of the curvature inlet depth 104 be.
Die nachgelagerte Wandung 86 bestimmt die Position der Düse 18 und ist mit der vorgelagerten Wandung 88 verbunden, wodurch eine lange nachgelagerte Wandungslänge 122 erforderlich ist, um den Schnittwinkel 138 und die Position der Düse 18 zu erreichen. Die nachgelagerte Wandungslänge 122 kann ungefähr 70% der Krümmungsauslasstiefe 106 betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die nachgelagerte Wandungslänge 122 jedoch wenigstens 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% der Krümmungsauslasstiefe 106 betragen. In anderen Ausführungsformen kann die nachgelagerte Wandungslänge 122 zwischen 10% und 90%, 30% und 90%, 50% und 90%, 30% und 80% oder 30% und 70% der Krümmungsauslasstiefe 106 liegen.The downstream wall 86 determines the position of the nozzle 18 and is with the upstream wall 88 connected, creating a long downstream wall length 122 is required to the cutting angle 138 and the position of the nozzle 18 to reach. The downstream wall length 122 can be about 70% of the curvature outlet depth 106 be. In certain embodiments, the downstream wall length 122 however, at least 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% or 10% of the curvature outlet depth 106 be. In other embodiments, the downstream wall length 122 between 10% and 90%, 30% and 90%, 50% and 90%, 30% and 80% or 30% and 70% of the curvature outlet depth 106 lie.
Die nachgelagerte Wandungslänge 122 kann außerdem eine flache Befestigungsoberfläche 140 zur Befestigung der Düse 18 bereitstellen. Die Größe oder Tiefe der Vertiefung 84 und der nachgelagerten Wandungslänge 122 und der vorgelagerten Wandungslänge 124 bietet außerdem einen versenkten Bereich, in dem die Düse angeordnet sein kann. Dieser versenkte Bereich kann behilflich sein, um die Düse 18 und ihre Anschlüsse 58, 64 zu schützen.The downstream wall length 122 can also have a flat mounting surface 140 for fixing the nozzle 18 provide. The size or depth of the depression 84 and the downstream wall length 122 and the upstream wall length 124 also provides a recessed area where the nozzle can be located. This submerged area may help to the nozzle 18 and their connections 58 . 64 to protect.
Die Größe der Vertiefung 84 kann aus Gegendruckgründen verringert sein. Derartige Probleme durch Gegendruck können wenigstens teilweise durch die Form gemindert werden, wobei die Breite der Vertiefung 84 mit zunehmender Tiefe in der Krümmung 24 abnimmt. Gegendruckprobleme können außerdem durch das Verhältnis von Einlass- und Auslassbreiten 101 und 103 zu einer Vertiefungsbreite 143 der Vertiefung 84 gelöst werden. Die Vertiefungsbreite 143 kann ungefähr 20% der Krümmungseinlassbreite 101 betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Vertiefungsbreite 143 jedoch wenigstens 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% der Krümmungseinlassbreite 101 betragen. In anderen Ausführungsformen kann die Vertiefungsbreite 143 zwischen 5% und 90%, 5% und 60%, 5% und 40%, 10% und 30% oder 20% und 40% der Krümmungseinlassbreite 101 liegen. Die Vertiefungsbreite 143 kann ungefähr 40% der Krümmungsauslassbreite 103 betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Vertiefungsbreite 143 jedoch wenigstens 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% der Krümmungsauslassbreite 103 betragen. In anderen Ausführungsformen kann die Vertiefungsbreite 143 zwischen 5% und 90%, 5% und 70%, 10% und 60%, 20% und 70% oder 20% und 50% der Krümmungsauslassbreite 103 liegen.The size of the depression 84 may be reduced for back pressure reasons. Such backpressure problems can be at least partially mitigated by the shape, with the width of the recess 84 with increasing depth in curvature 24 decreases. Back pressure problems can also be affected by the ratio of inlet and outlet widths 101 and 103 to a recess width 143 the depression 84 be solved. The pit width 143 can be about 20% of the curvature inlet width 101 be. In certain embodiments, the pit width 143 however, at least 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% or 10% of the curvature inlet width 101 be. In other embodiments, the pit width 143 between 5% and 90%, 5% and 60%, 5% and 40%, 10% and 30% or 20% and 40% of the curvature inlet width 101 lie. The pit width 143 can be about 40% of the bend outlet width 103 be. In certain embodiments, the pit width 143 however, at least 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% or 10% of the bend outlet width 103 be. In other embodiments, the pit width 143 between 5% and 90%, 5% and 70%, 10% and 60%, 20% and 70% or 20% and 50% of the bend outlet width 103 lie.
In anderen Ausführungsformen kann eine längere Düse 18 zum Einsatz kommen, die in den Abgasstrom 12 hineinreicht, um den Schnittwinkel 138 zu erreichen. Diese Ausführung kann allerdings dazu führen, dass das Reduktionsmittel 19 überhitzt und in der Düse 18 kristallisiert, da es nun dem heißen Abgasstrom 12 ausgesetzte ist. Diese Ausführungsform ist außerdem nicht in der Lage, den außerhalb der Krümmung 24 gelegenen Abschnitt der Düse 18 zu schützen. Diese Ausführungsform kann ebenfalls daran scheitern, eine flache Befestigungsoberfläche 140 bereitzustellen.In other embodiments, a longer nozzle 18 are used in the exhaust gas flow 12 reaches in to the cutting angle 138 to reach. However, this embodiment may cause the reducing agent 19 overheated and in the nozzle 18 crystallized, since it is now the hot exhaust gas flow 12 is suspended. This embodiment is also incapable of out-of-curvature 24 located portion of the nozzle 18 to protect. This embodiment may also fail because of a flat mounting surface 140 provide.
5 zeigt den Strom von Tröpfchen 142, wenn sie von der Düse 18 als Sprühnebel 68 eingespritzt werden, den Abgasstrom 12 schneiden und den geraden Abschnitt 22 entlang fließen. Aufgrund des niedrigen Schnittwinkels 138 wirkt der Abgasstrom 12 eine geringere nach außen gerichtete Kraft auf den Sprühnebel 68 aus. Dementsprechend können die Tröpfchen 142 in Richtung der Außenwandung 96 tendieren (da trotzdem eine gewisse nach außen gerichtete Kraft vorhanden ist), diese aber nicht maßgeblich berühren. Der geringe Schnittwinkel 138 hilft dabei, die Tröpfchen in einer geraderen Richtung den geraden Abschnitt 22 entlang zu leiten als dies mit einem größeren Schnittwinkel 138 oder einer kleineren Vertiefung 84 möglich wäre, weil der nach außen gerichtete Kraftvektor, der vom in gekrümmter Richtung 130 fließenden Abgasstrom 12 auf den Reduktionsmittelsprühnebel 68 ausgeübt wird, verringert ist. 5 shows the flow of droplets 142 when coming from the nozzle 18 as a spray 68 be injected, the exhaust stream 12 cut and the straight section 22 flow along. Due to the low cutting angle 138 the exhaust gas flow acts 12 a lower outward force on the spray 68 out. Accordingly, the droplets can 142 in the direction of the outer wall 96 tend to (as there is still a certain outward force), but they do not significantly affect. The low cutting angle 138 helps keep the droplets in a straighter direction the straight section 22 to guide along than with a larger cutting angle 138 or a smaller depression 84 would be possible because of the outward force vector from the in a curved direction 130 flowing exhaust gas flow 12 on the reducing agent spray 68 exercised is reduced.
6 zeigt eine Ausführungsform mit einem Mischer 144. Wie dargestellt, hilft der Mischer 144 dabei, die Tröpfchen 142 im Abgasstrom 12 zu verteilen und mit diesem zu vermischen. Der Mischer 144 hilft außerdem dabei, zu verhindern, dass die Tröpfchen 142 auf die Außenwandung 96 treffen, indem der Mischer 144 im geraden Abschnitt 22 angeordnet ist, vor der Stelle, an der die Tröpfchen 142 maßgeblich in Richtung der Außenwandung 96 tendieren würden. Außerdem können im geraden Abschnitt 22 oder der Krümmung 24 Mischplatten, Mischschaufeln und Leitbleche hinzugefügt werden. 6 shows an embodiment with a mixer 144 , As shown, the mixer helps 144 in the process, the droplets 142 in the exhaust stream 12 to distribute and to mix with this. The mixer 144 Also helps to prevent the droplets 142 on the outer wall 96 meet by the mixer 144 in the straight section 22 is arranged, in front of the point where the droplets 142 significantly in the direction of the outer wall 96 would tend. Also, in the straight section 22 or the curvature 24 Mixing plates, mixing blades and baffles are added.
In 7 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, in der die Düse 18 in einem Befestigungswinkel 150 angeordnet ist. Aufgrund des Befestigungswinkels 150 ist die Symmetrieachse 70 auf die Innenwandung 98 gerichtet, was der nach außen wirkenden Kraft des in der mittig gekrümmten Richtung 130 fließenden Abgasstroms 12 entgegen wirkt. Der Befestigungswinkel 150 kann als der Winkel zwischen einer Düsenebene 152 und einer Normalenebene 154 definiert sein. Die Düsenebene 152 ist als Normale zum Auslass 66 oder der Vorderseite der Düse 18 definiert, so dass die Symmetrieachse 70 eine Normale zur Düsenebene 152 ist. Die Normalenebene 154 ist lotrecht zur geraden Auslassrichtung 128 definiert und kann außerdem parallel zu der geraden Einlassrichtung 126 sein.In 7 an alternative embodiment is shown in which the nozzle 18 in a mounting bracket 150 is arranged. Due to the mounting bracket 150 is the axis of symmetry 70 on the inner wall 98 directed, what the outward force of the in the middle curved direction 130 flowing exhaust gas flow 12 counteracts. The mounting bracket 150 can be considered the angle between a nozzle plane 152 and a normal level 154 be defined. The nozzle level 152 is as normal to the outlet 66 or the front of the nozzle 18 defined so that the axis of symmetry 70 a normal to the nozzle level 152 is. The normal level 154 is perpendicular to the straight outlet direction 128 also defines and may be parallel to the straight inlet direction 126 be.
Der Umfang des gewünschten Befestigungswinkels 150 kann vom Ausmaß der nach außen gerichteten Kraft des in mittig gekrümmter Richtung 130 fließenden Abgasstroms 12 abhängen. Diese nach außen gerichtete Kraft hängt von der Geometrie der Krümmung 24 und der Vertiefung 84 ab. Die nach außen gerichtete Kraft verändert sich zudem im Laufe des Motorbetriebs, wenn sich der Massenstrom des Abgasstroms 12 ändert. Der Befestigungswinkel muss groß genug sein, um eine bedeutende Wirkung zu haben, aber klein genug sein, um zu verhindern, dass das Reduktionsmittel 19 während eines geringen Abgasstroms 12 die Innenwandung 98 berührt und sich an ihr ablagert. Der Befestigungswinkel 150 kann ungefähr 15 Grad betragen. In bestimmten Ausführungsformen ist der Befestigungswinkel größer null aber kleiner als 50, 45, 40, 35, 35, 30, 25, 20, 15, 10 oder 5 Grad. In anderen Ausführungsformen liegt der Befestigungswinkel 150 zwischen 10 und 30 Grad, 10 und 20 Grad, 20 und 30 Grad, 5 und 20 Grad oder 30 und 50 Grad.The extent of the desired mounting bracket 150 may be the extent of the outward force of the centrally curved direction 130 flowing exhaust gas flow 12 depend. This outward force depends on the geometry of the curvature 24 and the depression 84 from. The outward force also changes in the During engine operation, when the mass flow of the exhaust stream 12 changes. The mounting bracket must be large enough to have a significant effect, but small enough to prevent the reducing agent 19 during a small exhaust gas flow 12 the inner wall 98 touched and deposited on her. The mounting bracket 150 can be about 15 degrees. In certain embodiments, the mounting angle is greater than zero but less than 50, 45, 40, 35, 35, 30, 25, 20, 15, 10 or 5 degrees. In other embodiments, the mounting angle 150 between 10 and 30 degrees, 10 and 20 degrees, 20 and 30 degrees, 5 and 20 degrees or 30 and 50 degrees.
7 zeigt zudem, dass die Düse 18 auf der nachgelagerten Wandung 86 bewegt werden kann, um näher an der Innenwandung 98 als an der Außenwandung 96 zu liegen und so zu verhindern, dass Reduktionsmittel 19 die Innenwandung 98 berührt und Ablagerungen an ihr bildet. Der Befestigungswinkel 150 kann gebildet werden, indem die vorgelagerte Wandung 88 geneigt wird. 7 zeigt außerdem, dass der vorgelagerten Wandung 88 eine Krümmung 156 hinzugefügt werden kann, so dass die Länge der vorgelagerten Wandung 88 aufrechterhalten werden kann. 7 also shows that the nozzle 18 on the downstream wall 86 can be moved closer to the inner wall 98 as on the outer wall 96 to lie and thus prevent reducing agent 19 the inner wall 98 touches and forms deposits on it. The mounting bracket 150 can be formed by the upstream wall 88 is inclined. 7 also shows that the upstream wall 88 a curvature 156 can be added, so that the length of the upstream wall 88 can be maintained.
Der Befestigungswinkel 150 kann einen größeren Schnittwinkel 138 bilden. In derartigen Ausführungsformen kann der Schnittwinkel ungefähr 45 Grad betragen. In bestimmten derartigen Ausführungsformen kann der Befestigungswinkel 150 dazu führen, dass der Schnittwinkel 138 mit einer Größe von bis zu 90, 80, 70, 60, 50, 40 oder 30 Grad weniger als 50, 45, 40, 35, 35, 30, 25, 20, 15, 10 oder 5 Grad ist. In anderen derartigen Ausführungsformen kann der Befestigungswinkel 150 dazu führen, dass der Schnittwinkel 138 zwischen 10 und 90 Grad, 30 und 90 Grad, 40 und 80 Grad, 40 und 60 Grad oder 50 und 80 Grad beträgt.The mounting bracket 150 can have a larger cutting angle 138 form. In such embodiments, the cutting angle may be about 45 degrees. In certain such embodiments, the mounting angle 150 cause the cutting angle 138 is less than 50, 45, 40, 35, 35, 30, 25, 20, In other such embodiments, the mounting angle 150 cause the cutting angle 138 between 10 and 90 degrees, 30 and 90 degrees, 40 and 80 degrees, 40 and 60 degrees or 50 and 80 degrees.
Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability
Reduktionsmittelsprühnebel 68 bilden häufig Ablagerungen im Nachbehandlungssystem 10. Diese Ablagerungen können sich unter verschiedenen Bedingungen und durch zahlreiche verschiedene Mechanismen bilden. Es kann zur Bildung von Ablagerungen kommen, wenn das Harnstoffreduktionsmittel 19 nicht schnell zu NH3 abgebaut wird und sich dicke Schichten von Harnstoffreduktionsmittel 19 ansammeln. Diese Schichten können zunehmen, wenn mehr und mehr Harnstoffreduktionsmittel 19 eingesprüht oder angesammelt wird, was wiederum einen Kühlungseffekt zur Folge haben kann, der den Abbau zu NH3 verhindert. Dadurch sublimiert das Harnstoffreduktionsmittel 19 zu Kristallen oder wird anderweitig zu einer festen Zusammensetzung umgewandelt, wodurch sich Ablagerungen bilden. Die Zusammensetzung kann abhängig von den Temperaturen und anderen Bedingungen aus Biuret (NH2CONHCONH2) oder Cyanursäure ((NHCO)3) oder anderen Zusammensetzungen bestehen.Reducing agent spray 68 often form deposits in the aftertreatment system 10 , These deposits can form under different conditions and through many different mechanisms. It can lead to the formation of deposits when the urea reducing agent 19 does not degrade quickly to NH3 and get thick layers of urea reductant 19 accumulate. These layers can increase as more and more urea reductants 19 sprayed or accumulated, which in turn can result in a cooling effect that prevents degradation to NH3. This sublimates the urea reducing agent 19 to crystals or otherwise converted to a solid composition, thereby forming deposits. The composition may be composed of biuret (NH 2 CONHCONH 2) or cyanuric acid ((NHCO) 3 ) or other compositions depending on the temperatures and other conditions.
Das Reduktionsmittelsystem 16 kann luftunterstützt oder nicht luftunterstützt sein, jedoch bilden sich Ablagerungen schneller in luftleeren Reduktionsmittelsystemen 16. Luftleere Reduktionsmittelsysteme 16 neigen dazu, Reduktionsmittelsprühnebel 68 mit größeren Tröpfchen zu bilden als die bei luftunterstützten Reduktionsmittelsystemen 16 der Fall ist. Die größere Tröpfchengröße im Reduktionsmittelsprühnebel 68 kann zur Bildung von Ablagerungen führen. Allgemein können sich diese Ablagerungen auf den Oberflächen des Nachbehandlungssystems 10 bilden, an denen der Reduktionsmittelsprühnebel 68 aufschlägt, zirkuliert oder sich absetzt. So können sich zum Beispiel auf der Außenwandung 96 oder rund um den Auslass 66 Ablagerungen bilden.The reducing agent system 16 may be air assisted or non-air assisted, however, deposits will form more rapidly in depleted reductant systems 16 , Airless reductant systems 16 tend to reductant spray 68 with larger droplets than air-assisted reductant systems 16 the case is. The larger droplet size in the reductant spray 68 can lead to the formation of deposits. Generally, these deposits can be on the surfaces of the aftertreatment system 10 form, where the reducing agent spray 68 hits, circulates or settles. So, for example, on the outer wall 96 or around the outlet 66 Form deposits.
Diese Ablagerungen können negative Auswirkungen auf den Betrieb der Kraftanlage haben. So können die Ablagerungen zum Beispiel den Abgasstrom 12 blockieren, was zu höherem Gegendruck führt und so die Leistung und Effizienz des Motors und des Nachbehandlungssystems 10 mindert. Die Ablagerungen können außerdem den Strom und das Einmischen des Harnstoffreduktionsmittels 19 in den Abgasstrom 12 unterbrechen, wodurch der Abbau zu NH3 und die NOx Reduktionseffizienz verringert werden. Die Ablagerungen können auch den Auslass 66 blockieren oder den Reduktionsmittelsprühnebel 68 unterbrechen. Die Bildung von Ablagerungen verbraucht ferner Harnstoffreduktionsmittel 19, was die Steuerung der Einspritzung erschwert und eventuell die NOx Reduktionsmitteleffizienz im SCR 14 mindern kann. Die Ablagerungen können außerdem Komponenten des Nachbehandlungssystems 10 korrodieren und die strukturellen und thermalen Eigenschaften des SCR-Katalysators 14 mindern. Zudem können die Ablagerungen Kanäle des SCR-Katalysators 14 blockieren, was wiederum die NOx Reduktionsmitteleffizienz verringert.These deposits can have a negative impact on the operation of the power plant. For example, the deposits can affect the exhaust gas flow 12 which results in higher backpressure and thus the performance and efficiency of the engine and aftertreatment system 10 decreases. The deposits may also cause the flow and mixing in of the urea reductant 19 in the exhaust stream 12 which reduces the degradation to NH3 and the NOx reduction efficiency. The deposits can also be the outlet 66 block or the reducing agent spray 68 interrupt. The formation of deposits also consumes urea reducing agent 19 , which makes control of the injection difficult, and possibly the NOx reductant efficiency in the SCR 14 can reduce. The deposits can also be components of the aftertreatment system 10 corrode and the structural and thermal properties of the SCR catalyst 14 reduce. In addition, the deposits can channels the SCR catalyst 14 which in turn reduces NOx reductant efficiency.
Die Vertiefung 84 kann helfen, die Bildung von Ablagerungen zu verhindern, indem die Tröpfchen 142 oder der Sprühnebel 68 den geraden Abschnitt 22 entlang geleitet werden. Der geringe Schnittwinkel 138, der durch die nachgelagerte und die vorgelagerte Wandung 86 und 88 gebildet wird, und der blockierende Effekt der vorgelagerten Wandung 88 verringern die Menge an Reduktionsmittel 19, das die Außenwandung 96 berührt, und können die Bildung von Ablagerungen verhindern. Gleichermaßen verringert auch der Befestigungswinkel 150 die Menge an Reduktionsmittel 19, das die Außenwandung 96 berührt, und kann so die Bildung von Ablagerungen verhindern. Außerdem kann die Vertiefung 84 die erneute Zirkulation von Reduktionsmittelsprühnebel 68 um den Auslass 66 verringern, wodurch die Bildung von Ablagerungen rund um den Auslass 66 verhindert wird.The depression 84 can help prevent the formation of deposits by the droplets 142 or the spray 68 the straight section 22 passed along. The low cutting angle 138 , by the downstream and the upstream wall 86 and 88 is formed, and the blocking effect of the upstream wall 88 reduce the amount of reducing agent 19 that the outer wall 96 touched, and can prevent the formation of deposits. Likewise, the mounting angle also decreases 150 the amount of reducing agent 19 that the outer wall 96 touched and can thus prevent the formation of deposits. In addition, the deepening 84 the renewed circulation of reducing agent spray 68 around the outlet 66 reduce, thereby reducing the formation of deposits around the outlet 66 is prevented.
Die Vertiefung 84 bietet zudem einen versenkten Bereich oder ein Loch, in dem die Düse 18 angeordnet sein kann. Dieser versenkte Bereich bietet der Düse 18 einen gewissen Schutz und verringert die äußere Größe des gesamten Nachbehandlungssystems 10. Die Vertiefung 84 kann zudem eine flache Oberfläche 140 zur Befestigung der Düse 18 aufweisen.The depression 84 Also offers a recessed area or a hole in which the nozzle 18 can be arranged. This recessed area provides the nozzle 18 some protection and reduces the external size of the entire aftertreatment system 10 , The depression 84 can also have a flat surface 140 for fixing the nozzle 18 exhibit.
Obwohl die in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen integriert werden können ohne dabei vom Umfang der nachstehenden Ansprüche abzuweichen, ist es für Fachleute ersichtlich, dass zahlreiche Modifikationen und Veränderungen möglich sind. Durch die Betrachtung der Beschreibung und die Umsetzung der Offenbarung werden für Fachleute andere Ausführungsformen ersichtlich sein. Die Beschreibung und die Beispiele sind ausschließlich beispielhafter Natur und der wahre Umfang wird durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Entsprechungen festgelegt.Although the embodiments described in this disclosure may be incorporated without departing from the scope of the following claims, it will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations are possible. By considering the description and implementation of the disclosure, other embodiments will be apparent to those skilled in the art. The description and examples are merely exemplary in nature and the true scope will be determined by the following claims and their equivalents.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 2009071088 [0003] WO 2009071088 [0003]
