DE112015005865T5

DE112015005865T5 - Kompaktes Nachbehandlungssystem

Info

Publication number: DE112015005865T5
Application number: DE112015005865.6T
Authority: DE
Inventors: Randolph G. Zoran; Ryan M. Johnson; David M. Sarcona; Enoch Nanduru
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-09-21
Also published as: US10830117B2; US20170370262A1; GB202015841D0; GB2548040A; GB2548040B; GB201708391D0; CN107109993B; CN110206625A; GB2585611A; WO2016109321A1; GB2585611B; CN107109993A; US20190284979A1

Abstract

Abgasnachbehandlungsbaugruppe und Verfahren zur Herstellung und zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe. Eine Abgasnachbehandlungsbaugruppe beinhaltet ein Nachbehandlungsgehäuse und eine Einlassleitung, die mit dem Nachbehandlungsgehäuse an dem Einlassanschluss gekoppelt ist, um Abgas in das Nachbehandlungsgehäuse zu übertragen. Eine Einlasskammer ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Die Einlasskammer in fluidleitend mit dem Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt, um das Abgas von der Einlassleitung aufzunehmen.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber und den Vorteil der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 62/098.661, eingereicht am 31. Dezember 2014, mit dem Titel „Compact Side Inlet and Outlet Exhaust Aftertreatment System“ („Kompaktes Nachbehandlungssystem mit Seiteneinlass und -auslass“), deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem.
HINTERGRUND
Bemühungen zur Erhöhung des Wirkungsgrads und der Verbesserung der Umweltverträglichkeit von Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen haben dazu geführt, dass solche Fahrzeuge mit Systemen ausgestattet werden, die den Abgasstrom behandeln, der von den Verbrennungsmotoren solcher Fahrzeuge produziert wird. Systeme, die den Abgasstrom behandeln, sind allgemein als Abgasnachbehandlungssysteme bekannt. Abgasnachbehandlungssysteme können verschiedene Komponenten beinhalten, beispielsweise Filter und Katalysatoren, um Schadstoffe oder bestimmte Nebenprodukte im Abgas zu verringern. Manche Abgasnachbehandlungssysteme beinhalten einen im Abgasstrom angeordneten Injektor. Der Injektor ist im Abgasstrom des Nachbehandlungssystems angeordnet, um ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise Ammoniak (NH₃), für eine NOx-Reduktion bereitzustellen.
Nachbehandlungssysteme erfordern im Allgemeinen den Einbau einer Anzahl von zusätzlichen Komponenten an einem Fahrzeug, wie beispielsweise eines Katalysators, Filter, einer Diesel-Emissions-Fluid-Quelle und anderer zugehöriger Komponenten. Dementsprechend stellen Systeme mit niedriger Flexibilität bei der Konfiguration und komplexer Wartbarkeit eine Reihe von Herausforderungen dar, insbesondere im Zusammenhang mit der Anpassungsfähigkeit an verschiedene Fahrzeugtypen und der Erzielung hoher Behandlungsleistung.
KURZFASSUNG
Verschiedene hierin offenbarte Ausführungsformen schaffen Abgasnachbehandlungsbaugruppen und Verfahren zur Herstellung und zum Betreiben von Abgasnachbehandlungsbaugruppen.
In einem ersten Satz von Ausführungsformen umfasst eine Abgasnachbehandlungsbaugruppe ein Nachbehandlungsgehäuse mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss. Das Nachbehandlungsgehäuse ist dazu ausgelegt, eine Vielzahl von Komponenten zur Abgasnachbehandlung zu beherbergen. Die Abgasnachbehandlungsbaugruppe beinhaltet eine Einlassleitung, die mit dem Nachbehandlungsgehäuse an dem Einlassanschluss gekoppelt ist, um die Übertragung von Abgas in das Nachbehandlungsgehäuse zu ermöglichen. Eine Einlasskammer ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Die Einlasskammer ist fluidleitend mit dem Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt, um das Abgas von der Einlassleitung aufzunehmen. Ein Diesel-Oxidationskatalysator ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Der Diesel-Oxidationskatalysator ist fluidleitend mit der Einlasskammer gekoppelt. Der Diesel-Oxidationskatalysator weist eine kleinere Querschnittsfläche um eine Längsströmungsachse als die Einlasskammer auf. Ein Partikelfilter ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Der Partikelfilter ist fluidleitend mit dem Diesel-Oxidationskatalysator gekoppelt. Eine Reduktionsmittel-Injektionskammer ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Die Reduktionsmittel-Injektionskammer ist fluidleitend mit dem Diesel-Oxidationskatalysator gekoppelt. Die Reduktionsmittel-Injektionskammer beinhaltet einen Reduktionsmittelanschluss, der dazu ausgelegt ist, einen Reduktionsmittelinjektor aufzunehmen. Eine selektive katalytische Reduktionskomponente ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Die selektive katalytische Reduktionskomponente ist fluidleitend mit der Reduktionsmittel-Injektionskammer gekoppelt. Die selektive katalytische Reduktionskomponente ist fluidleitend mit dem Auslassanschluss im Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt.
In einem anderen Satz von Ausführungsformen umfasst ein Nachbehandlungssystem ein Nachbehandlungsgehäuse mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss. Das Nachbehandlungsgehäuse bestimmt eine Längsströmungsachse. Der Einlassanschluss und der Auslassanschluss sind senkrecht zu der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses ausgerichtet. Eine Einlasskammer ist mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt. Die Einlasskammer ist fluidleitend mit dem Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt, um einen Abgasstrom von dem Einlassanschluss aufzunehmen und zu dem Nachbehandlungsgehäuse entlang dessen Längsströmungsachse umzulenken. Eine Auslasskammer ist mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt. Die Auslasskammer ist fluidleitend mit dem Auslassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt, um den Abgasstrom aus dem Nachbehandlungsgehäuse aufzunehmen und in eine Richtung senkrecht zu der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses in Richtung des Auslassanschlusses umzulenken. Eine Reduktionsmittel-Injektionskammer ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Die Reduktionsmittel-Injektionskammer ist fluidleitend mit dem Diesel-Oxidationskatalysator gekoppelt. Die Reduktionsmittel-Injektionskammer beinhaltet einen Reduktionsmittelanschluss, der dazu ausgelegt ist, einen Reduktionsmittelinjektor aufzunehmen. Eine selektive katalytische Reduktionskomponente ist in dem Nachbehandlungsgehäuse der Reduktionsmittel-Injektionskammer nachgelagert angeordnet und mit dieser fluidleitend gekoppelt. Weiterhin ist die selektive katalytische Reduktionskomponente mit dem Auslassanschluss im Nachbehandlungsgehäuse fluidleitend gekoppelt.
In noch einem anderen Satz von Ausführungsformen umfasst eine Nachbehandlungsgehäusebaugruppe zum Beherbergen einer Vielzahl von Nachbehandlungskomponenten, die mindestens eine selektive katalytische Reduktionskomponente, einen Diesel-Oxidationskatalysator und einen Partikelfilter umfasst, ein Nachbehandlungsgehäuse mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss. Das Nachbehandlungsgehäuse bestimmt eine Längsströmungsachse. Der Einlassanschluss und der Auslassanschluss sind senkrecht zu der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses ausgerichtet. Eine Einlasskammer ist mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt. Die Einlasskammer ist fluidleitend mit dem Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt, um ein Abgas von dem Einlassanschluss aufzunehmen und zu dem Nachbehandlungsgehäuse entlang der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses umzulenken. Eine Auslasskammer ist mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt. Die Auslasskammer ist fluidleitend mit dem Auslassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt, um den Abgasstrom von dem Nachbehandlungsgehäuse aufzunehmen und in eine Richtung senkrecht zu dessen Längsströmungsachse in Richtung des Auslassanschlusses umzulenken. Eine Reduktionsmittel-Injektionskammer ist in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet. Die Reduktionsmittel-Injektionskammer beinhaltet einen Reduktionsmittelanschluss, der dazu ausgelegt ist, einen Reduktionsmittelinjektor aufzunehmen. In der Einlasskammer ist eine Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen angeordnet. Die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen ist strukturiert, einen Abgasstrom, der durch den Einlassanschluss in die Einlasskammer eintritt, in eine im Wesentlichen senkrechte Richtung zu der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses umzulenken. Der Diesel-Oxidationskatalysator und der Partikelfilter sind der Einlasskammer nachgelagert und der Reduktionsmittel-Injektionskammer vorgelagert positionierbar. Darüber hinaus ist die selektive katalytische Reduktionskomponente der Reduktionsmittel-Injektionskammer nachgelagert und der Auslasskammer vorgelagert positionierbar.
In noch einem weiteren Satz von Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zur Wartung eines Nachbehandlungssystems, welches ein Nachbehandlungsgehäuse umfasst, das eine Längsströmungsachse, einen Einlassanschluss und eine Einlasskammer, die senkrecht zur Längsströmungsachse angeordnet ist, einen Auslassanschluss und eine Auslasskammer, die ebenfalls senkrecht zur Längsströmungsachse angeordnet ist, aufweist und an einem Fahrzeug montiert ist, das Ausschalten des Fahrzeugs. Mindestens eine gebrauchte Nachbehandlungskomponente wird aus einem durch das Gehäuse bestimmten Innenvolumen entfernt, ohne dass das Nachbehandlungssystem von dem Fahrzeug entfernt wird. Eine gewartete oder neue Nachbehandlungskomponente wird innerhalb des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses positioniert.
Es sei klargestellt, dass alle Kombinationen der vorstehenden Konzepte und weiterer Konzepte, die nachfolgend eingehender erörtert werden (vorausgesetzt, dass diese Konzepte nicht gegenseitig unvereinbar sind), als Teil des hierin offenbarten, erfindungsgemäßen Gegenstands betrachtet werden. Insbesondere werden alle Kombinationen des beanspruchten Gegenstands, die am Ende dieser Offenbarung aufgeführt sind, als Teil des hierin offenbarten, erfindungsgemäßen Gegenstands betrachtet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Fachmann wird erkennen, dass die Zeichnungen nur der Erläuterung dienen und nicht dazu gedacht sind, den Bereich des hierin offenbarten Gegenstands zu beschränken. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; in manchen Fällen können verschiedene Aspekte des hierin offenbarten Gegenstands in den Zeichnungen übertrieben oder vergrößert dargestellt sein, damit verschiedene Merkmale besser zu verstehen sind. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Zeichen generell gleiche Merkmale (z. B. funktionell ähnliche und/oder strukturell ähnliche Elemente).
1A und 1B sind schematische Diagramme von beispielhaften Lastkraftwagen, einschließlich beispielhaften Abgasnachbehandlungsbaugruppen.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Beispiels für eine Abgasnachbehandlungsbaugruppe.
3A–3H sind Darstellungen einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe gemäß Ausführungsbeispielen.
4 ist ein schematisches Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Wartung eines Nachbehandlungssystems.
Die Merkmale und Vorteile der hierin offenbarten erfinderischen Konzepte werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es folgen ausführlichere Beschreibungen verschiedener Konzepte, die auf erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsbaugruppen und Verfahren zur Betätigung von Abgasnachbehandlungsbaugruppen gerichtet sind, sowie von Ausführungsformen davon. Man beachte, dass verschiedene, oben vorgestellte Konzepte, die nachstehend ausführlicher erörtert werden, auf viele verschiedene Arten verwirklicht werden können, da die offenbarten Konzepte nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Implementierung beschränkt sind. Beispiele für spezielle Implementierungen und Anwendungen werden hauptsächlich zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt.
1A und 1B sind schematische Diagramme von beispielhaften Abgasnachbehandlungsbaugruppen an Bord von Fahrzeugen. Fahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen 101 und 121, beinhalten Dieselmotoren 102 und 122. Die Dieselmotoren 102 und 122 beinhalten Turbo-Systeme 103 und 123, die mit dem Auslasskanal der Dieselmotoren 102 bzw. 122 gekoppelt sind und mit Lufteinlassfiltern 104 und 124 gekoppelt sind. Die Lastkraftwagen 101 und 121 beinhalten ferner Abgasrohre 105 und 125, welche die Abgasnachbehandlungs-Systemkomponenten mit den Motoren 102 und 122 koppeln.
Der Lastkraftwagen 101 beinhaltet ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem Dieselpartikelfilter (DPF) 106 und einer selektiven katalytischen Reduktions-(SCR-)Komponente 107, die benachbart und miteinander fluidleitend gekoppelt sind. Im Gegensatz dazu beinhaltet der Lastkraftwagen 121 einen DPF 126 und eine SCR-Komponente 127, die miteinander fluidleitend gekoppelt, aber voneinander entfernt auf gegenüberliegenden Seiten des Lastkraftwagens 121 angeordnet sind. Die Lastkraftwagen 101 und 121 beinhalten auch Diesel-Emissions-Fluid-(DEF-)Vorratsbehälter 108 und 128. Der Lastkraftwagen 101 beinhaltet einen ersten Kraftstofftank 109 und einen zweiten Kraftstofftank 110, die auf gegenüberliegenden Seiten des Lastkraftwagens 101 angeordnet sind und unterschiedliche Kapazitäten aufweisen. Der Lastkraftwagen 121 beinhaltet einen ersten Kraftstofftank 129 und einen zweiten Kraftstofftank 130, die auf gegenüberliegenden Seiten des Lastkraftwagens 121 angeordnet sind und die gleichen Kapazitäten aufweisen.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Beispiels für eine Abgasnachbehandlungsbaugruppe. Ein Abgasnachbehandlungssystem 201 ist mit einem Verbrennungsmotor, beispielsweise einem Dieselmotor, gekoppelt. Das Abgasnachbehandlungssystem 201 ist über eine Abgasleitung 209, die fluidleitend mit einem Auslasskanal des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt. Wie in den 1A und 1B gezeigt, kann die Abgasleitung 209 mit dem Verbrennungsmotor über eine Komponente, wie beispielsweise einem Turbo, gekoppelt sein, der mit einem Abgasverteiler gekoppelt sein kann, der mit den Abgasanschlüssen des Motors gekoppelt ist. Im Betrieb stößt der Verbrennungsmotor Abgas durch die Abgasleitung 209 aus, um das Abgas in das Abgasnachbehandlungssystem 201 zu überführen. Das Abgasnachbehandlungssystem 201 ist so gestaltet, dass verschiedene im Abgas enthaltene chemische und teilchenförmige Emissionen entfernt werden.
Das Abgasnachbehandlungssystem 201 empfängt Abgas über die Abgasleitung 209. Das Abgas, das über die Abgasleitung 209 empfangen wird, wird an eine Diesel-Oxidationskatalysator-(DOC-)Komponente 202 übermittelt, die chemische Oxidation der Komponenten des Abgases, wie beispielsweise Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC), fördert. Das Abgas wird von der DOC-Komponente 202 an eine DPF-Komponente 203 übertragen, um Dieselpartikeln daraus zu filtern. Das Abgasnachbehandlungssystem 201 beinhaltet im Allgemeinen eine SCR-Komponente 212. Die SCR-Komponente 212 ist dazu ausgelegt, NO_x in Anwesenheit von Ammoniak (NH₃) zu weniger schädlichen Emissionen, wie beispielsweise N₂ und H₂O, zu reduzieren. Da Ammoniak kein natürliches Nebenprodukt des Verbrennungsprozesses ist, muss es künstlich in das Abgas eingeführt werden, bevor das Abgas in die SCR-Komponente 212 eintritt. Wie hierin weiter beschrieben, wird das Ammoniak über eine Dosiereinheit 206 eingeführt. Das Ammoniak wird an der Einlassfläche der SCR-Komponente 212 eingeführt, strömt durch die SCR-Komponente 212 und wird im NO_x-Reduzierungsprozess verbraucht. Etwaiges unverbrauchtes Ammoniak, das die SCR-Komponente 212 verlässt (z.B. „Ammoniakschlupf“), kann unter Verwendung einer Ammoniakoxidationskatalysator-(AMOX-)Komponente 213 zu N₂ und anderen weniger schädlichen oder weniger giftigen Komponenten reduziert werden.
Das Abgasnachbehandlungssystem 201 empfängt Reduktionsmittel, wie beispielsweise Diesel-Emissions-Fluid, wie beispielsweise Harnstoff oder gasförmigen NH₃ aus einem Reduktionsmitteltank 204. Das Reduktionsmittel wird verwendet, um die Schadstoffe oder andere unerwünschte Bestandteile im Abgasstrom, der aus dem Motor erhalten wird, zu verarbeiten und zu reduzieren. Das Reduktionsmittel wird aus dem Reduktionsmitteltank 204 über eine Dosiereinheit 206, die eine Einspritzdüse 215 beinhaltet, in das Abgasnachbehandlungssystem 201 eingespritzt. Die Dosiereinheit 206 kann eine luftunterstützte oder eine luftlose Einheit beinhalten. Die Dosiereinheit 206 ist mit dem Reduktionsmitteltank 204 über eine Reduktionsmittel-Versorgungsleitung 207 gekoppelt. Strömung in die Reduktionsmittel-Versorgungsleitung 207 wird von einer Versorgungseinheit 205 bewirkt. Strömung von der Dosiereinheit 206 zur Rückführung von Harnstoff aus der Dosiereinheit 206 wird ebenfalls von der Versorgungseinheit 205 gesteuert und über eine Reduktionsmittel-Rücklaufleitung 208 übertragen. Das Abgas, das die SCR-Komponente 212 und die AMOX-Komponente 213 verlässt, tritt aus dem Abgasnachbehandlungssystem 201 über eine Abgasleitung 214 zur Übertragung an ein Auspuffrohr oder zur Rückführung zu einem Abgasrückführungssystem (EGR) aus.
Die Steuerung der Freigabe des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteltank 204 an die Dosiereinheit 206 wird durch eine elektronische Dosiersteuereinheit 209 gesteuert, die eine oder mehrere elektrische Steuerungen 210 und Sensormodule 211 beinhalten kann, die dazu ausgelegt sind, die Versorgungseinheit 205 zu betätigen, um die Dosiereinheit 206 mit dem Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank 204 zu versorgen. Der eine oder die mehreren elektrischen Steuerungen 210 und das eine oder die mehreren Sensormodule 211 bestimmen eine Sollmenge oder einen Sollwert für eine Reduktionsmittelflussrate. Der Sollwert der Reduktionsmittelflussrate beinhaltet die bestimmte Reduktionsmittelmenge, die notwendig ist, um den Abgasstrom des Abgases zu behandeln, der sich derzeit im Abgasnachbehandlungssystem 201 befindet oder dorthin unterwegs ist. Der Sollwert der Reduktionsmittelsflussrate kann auf Basis von Bedingungen bestimmt werden, die unter anderem, aber nicht nur, die Abgasflussrate in das Abgasnachbehandlungssystem, Nachbehandlungsabgasbedingungen, Motorparameter wie Drehzahl oder Drehmoment, Getriebestufe und/oder Abgas beinhalten.
In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die elektronische Dosiersteuerungseinheit 209 eine Steuereinrichtung, die strukturiert ist, bestimmte Operationen auszuführen, um eine Betätigung der Versorgungseinheit 205 zu bewirken und zu bewirken, dass Harnstoff aus dem Reduktionsmitteltank 204 an die Dosiereinheit 206 auf Basis der momentanen Abgasströmungsbedingungen übertragen wird. In bestimmten Ausführungen bildet der Regulator einen Teil eines Prozessuntersystems, das eine oder mehrere Rechenvorrichtungen mit Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware umfasst. Bei der Steuervorrichtung kann es sich um eine einzelne Vorrichtung oder eine verteilte Vorrichtung handeln, und die Funktionen der Steuereinrichtung können durch Hardware und/oder durch Computerbefehle auf einem nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichermedium ausgeführt werden.
In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Steuereinrichtung ein oder mehrere Module, die so aufgebaut sind, dass sie die Operationen der Steuereinrichtung ausführen. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Steuereinrichtung Sensormodule, die dazu ausgelegt sind, einen DEF-Tankfüllstand, ein Temperaturniveau in einem Tank, einer Komponente oder einer Leitung, ein NOx-und NH₃-Niveau oder einen anderen Wert im Zusammenhang mit dem Abgasstrom oder dem Reduktionsmittel zu bestimmen.
Die vorliegende Beschreibung einschließlich der Module betont die strukturelle Unabhängigkeit der Aspekte der Steuereinrichtung und illustriert eine mögliche Gruppierung von Operationen und Aufgaben der Steuereinrichtung. Andere Gruppierungen, die ähnliche Gesamtoperationen durchführen, sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Anmeldung liegend zu betrachten. Module können in Hardware und/oder als Computerbefehle auf einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Datenspeichermedium implementiert sein, und Module können über verschiedene Hardware oder computerbasierte Komponenten verteilt sein.
Beispielhafte und nicht einschränkende Modulimplementierungselemente schließen Sensoren ein, die einen beliebigen hierin angegebenen Wert bereitstellen, Sensoren, die einen beliebigen Wert bereitstellen, bei dem es sich um einen Vorläufer zu einem hierin angegebenen Wert handelt, Datalink- und/oder Netzwerkhardware einschließlich von Kommunikationschips, oszillierenden Kristallen, Kommunikationsverbindungen, Kabeln, Twisted-Pair-Verkabelungen, Koaxialverkabelungen, abgeschirmten Verkabelungen, Sendern, Empfängern und/oder Sender-Empfängern, Logikschaltungen, fest verkabelten Logikschaltungen, rekonfigurierbaren Logikschaltungen in einem bestimmten, nichtflüchtigen Zustand, die entsprechend der Modulspezifikation konfiguriert sind, Aktoren einschließlich mindestens eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktors, einer Magnetspule, eines Operationsverstärkers, analoger Steuerelemente (Federn, Filter, Integratoren, Addierer, Teiler, Verstärkungselemente) und/oder digitaler Steuerelemente.
3A–3H sind verschiedene Darstellungen einer Abgasnachbehandlungsbaugruppe, die gemäß Ausführungsbeispielen aufgebaut ist. 3A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abgasnachbehandlungssystems 300. 3B ist eine seitliche Querschnittsansicht des Abgasnachbehandlungssystems 300. 3C und 3D sind Teilansichten des Einlassbereichs des Nachbehandlungssystems 300. Das Abgasnachbehandlungssystem 300 beinhaltet ein Nachbehandlungsgehäuse 301 mit einem Einlassanschluss 305 und einer Auslassanschluss 306. Der Einlassanschluss 305 kann eine kreisförmige Einlassöffnung beinhalten. In beispielhaften Ausführungsformen, strömt der gesamte behandelte Abgasstroms von dem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs über den Einlassanschluss 305 und dem Auslassanschluss 306 durch das Abgasnachbehandlungssystem 300. Dementsprechend ist in beispielhaften Ausführungsformen der Einlassanschluss 305 dazu ausgelegt, Abgasstrom von mehreren Abgasrohren zu empfangen. Das Nachbehandlungsgehäuse 301 ist dazu ausgelegt, eine Vielzahl von Komponenten zur Abgasnachbehandlung zu beherbergen.
Eine Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit oder Einlasskammer 302 ist mit dem Nachbehandlungsgehäuse 301 an dem Einlassanschluss 305 gekoppelt, um Abgas von einem Abgasrohr, das mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist, in das Nachbehandlungsgehäuse 301 zu übertragen. In beispielhaften Ausführungsformen weist die Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit eine Länge auf, die kleiner als 100 mm ist. Die Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit kann eine kreisförmige Einlassöffnung und eine rechteckige Auslassöffnung beinhalten. Die kreisförmige Eintrittsöffnung kann fluidmäßig mit dem Einlassanschluss 305 gekoppelt sein. Darüber hinaus kann die rechteckige Auslassöffnung fluidleitend mit dem Auslassanschluss 306 gekoppelt sein.
Die Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit beinhaltet eine Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen 303, die dazu ausgelegt sind, die Strömung, die über den Einlassanschluss 305 eintritt, in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung in Richtung auf ein Prallblech 304 zu leiten. Ein Prallblech 304 ist einer DOC-Komponente 308 vorgelagert positioniert, die mit einer Einlassleitung 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit fluidleitend gekoppelt ist, und bestimmt eine Vielzahl von Öffnungen. Die Strömungsumleitungslamellen 303 beinhalten Durchflussöffnungen 307, um es dem Abgas zu ermöglichen, sich seitlich über die Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit auszubreiten. Die Querschnittsfläche der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit entlang einer Längsströmungsachse 313 (z.B. im Wesentlichen senkrecht zu dem Prallblech 304) ist größer als die Querschnittsfläche der DOC-Komponente 308 (d.h., die DOC-Komponente 308 kann eine kleinere Querschnittsfläche als eine Einlasskammer-Querschnittsfläche der Einlasskammer 302 aufweisen). Die Tatsache, dass die Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit eine Querschnittsfläche hat, die größer ist als die Querschnittsfläche der DOC-Komponente 308 entlang der Längsströmungsachse 313, hilft bei der Lenkung der Strömung des Abgases zur gesamten Katalysatorfläche der DOC-Komponente 308, während ebenso der Druckabfall des Abgases, das in das Nachbehandlungsgehäuse 301 fließt, minimiert wird.
Ein Partikelfilter 309 oder DPF 309 ist der DOC-Komponente 308 nachgelagert fluidleitend mit der DOC-Komponente 308 gekoppelt, sodass die DOC-Komponente zwischen dem DPF 309 und der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit angeordnet ist. Der DPF 309 filtert Partikel aus dem oxidierten Abgas, das aus der DOC Komponente 308 austritt. Der DPF 309 ist entlang der entsprechenden Längsströmungsachse wie die DOC-Komponente 308 positioniert. In beispielhaften Ausführungsformen ist der DPF 309 ein wartbares Dieselpartikelfilter-Teilstück, der dazu ausgelegt ist, einzeln von dem Nachbehandlungsgehäuse 301 entfernt zu werden, beispielsweise ohne dass das Nachbehandlungssystem 300 von einem Fahrzeug (zum Beispiel dem Lastkraftwagen 101/111), an dem es befestigt ist, entfernen werden muss.
Eine Harnstoffinjektionskammer 310 ist der DPF 309 nachgelagert fluidleitend mit dem DPF 309 gekoppelt, sodass der DPF 309 in dem Fluidweg zwischen der DOC-Komponente 308 und der Harnstoffinjektionskammer 310 angeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsform kann der DPF 309 ein wartbares DPF Teilstück sein, das dazu ausgelegt ist, selektiv aus der Abgasnachbehandlungsbaugruppe 300 entfernbar zu sein, beispielsweise um den DPF 309 zu warten oder auszutauschen (beispielsweise, wenn der DPF 309 verstopft oder defekt ist). Die Harnstoffinjektionskammer 310 beinhaltet eine Öffnung zur Aufnahme eines Injektors oder einer Einspritzdüse einer Dosiereinheit 312. Die Harnstoffinjektionskammer 310 fördert die Zersetzung des eingespritzten Harnstoffs oder eines anderen Reduktionsmittels in Ammoniak (NH₃), welches für die Reduktion von NO_x in dem Abgas durch eine SCR-Komponente 311 verwendet wird, die der Harnstoffinjektionskammer 310 nachgelagert angeordnet ist.
Die SCR-Komponente 311 ist entlang der Längsströmungsachse 313 angeordnet und ist fluidleitend mit der Harnstoffinjektionskammer 310 gekoppelt, um das Abgas und das Ammoniak, das durch die Harnstoffinjektion erzeugt wird, zu empfangen, um die Reduktion von NO_x in dem Abgas zu N₂ und H₂O zu katalysieren. In Ausführungsbeispielen kann die Harnstoffinjektionskammer 310 mit einer Vielzahl von SCR-Komponenten 311 gekoppelt sein.
3E ist eine partielle Ansicht und Querschnittsansicht des Abgasnachbehandlungssystems 300. Die Abgasnachbehandlungskomponente beinhaltet eine Auslasskammer 314, die mit der SCR-Komponente 311 fluidleitend gekoppelt ist und den Auslassanschluss 306 beinhaltet. Die Auslasskammer 314 ist dazu ausgelegt, den Auslassanschluss 306 in einer Richtung entsprechend dem Einlassanschluss 305 zu positionieren. In Ausführungsbeispielen kann die Auslasskammer 314 einer AMOX-Komponente (z. B. der AMOX Komponente 213) nachgelagert mit der SCR-Komponente 311 fluidleitend gekoppelt sein und der SCR-Komponente 311 nachgelagert in dem Nachbehandlungsgehäuse 301 angeordnet sein. Die AMOX-Komponente reduziert Ammoniakschlupf durch Reduktion von überschüssigem Ammoniak im Abgas zu N₂ und anderen, weniger schädlichen oder weniger giftigen Komponenten.
Die AMOX-Komponente kann mit dem Auslassanschluss 306 in dem Nachbehandlungsgehäuse 301 fluidleitend gekoppelt sein. Die AMOX-Komponente ist mit dem Auslassanschluss 306 über eine Auslasskammer 314 fluidleitend gekoppelt. In einigen Ausführungsformen sind die DOC-Komponente 308 und der DPF 309 in einem ersten Strömungskanal entlang der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses 301 angeordnet. Weiterhin können die SCR-Komponente 311 und die AMOX-Komponente in einem zweiten Strömungskanal angeordnet sein, der zu dem ersten Strömungskanal parallel ist. Der Auslassanschluss 306 ist mit der Auslasskammer 314 gekoppelt, um das behandelte Abgas in ein Auspuffrohr oder ein Abgasrückführungssystem (EGR) zu übertragen. Das Abgasnachbehandlungssystem 300 kann auch eine Geräuschdämpfungskomponente beinhalten, wie zum Beispiel einen Schalldämpfer, der mit dem Nachbehandlungsgehäuse 301 gekoppelt und/oder in diesem angeordnet ist, wodurch auf einen Hilfsschalldämpfer verzichtet werden kann.
3F ist eine Seitenansicht der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit des Abgasnachbehandlungssystems 300. Der Einlassanschluss 305 ist dazu ausgelegt, mit einer Abgasleitung gekoppelt zu werden, die sich mittelbar oder unmittelbar von einem Fahrzeugmotor erstreckt. Das Abgas aus dem Motor tritt über den Einlassanschluss 305 in das Abgasnachbehandlungssystem 300 ein, bevor es in Richtung des Prallblechs 304 und der dem Prallblech 304 nachgelagerten Katalysatoren umgelenkt wird. Das Umlenken der Strömung wird durch die Strömungsumleitungslamellen 303 verstärkt. Wie in 3 gezeigt, sind die Strömungsumleitungslamellen 303 im Wesentlichen senkrecht zur Richtung einer Abgasströmung, die über den Einlassanschluss 305 in die Einlasskammer 302 eintritt, angeordnet. Die Strömungsumleitungslamellen 303 beinhalten eine Vielzahl von Strömungsöffnungen 315, die es zumindest einer gewissen Strömung erlauben, die Strömungsumleitungslamellen 303 zu durchqueren. In Ausführungsbeispielen beinhalten einige der Strömungsumleitungslamellen 303 Strömungsöffnungen 315, während andere Strömungsumleitungslamellen 303 diese nicht beinhalten. Zum Beispiel können die Strömungsöffnungen 315 in einem Abschnitt der Strömungsumleitungslamellen nahe dem Einlassanschluss 305 definiert sein.
3G ist eine Seitenansicht der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit, welche die Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit in einer halbtransparenten Form zeigt. Wie in 3G gezeigt, bestimmen die Strömungsumleitungslamellen 303 eine Durchflussöffnung 307, die zwischen den Strömungsumleitungslamellen 303 und einer oberen Oberfläche 316 der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit gebildet wird. Die Durchflussöffnung 307 ermöglicht es dem Abgasstrom, in die Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit an dem Einlassanschluss 305 einzutreten und die Gesamtheit der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit zu durchqueren, beispielsweise ohne um die peripheren Enden der Strömungsumleitungslamellen 303 zu strömen. Die Strömungsumleitungslamellen 303 beinhalten Laschen 317, welche die Strömungsumleitungslamellen 303 mit der oberen Oberfläche 316 der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit koppeln. Die Laschen 317 können an der oberen Oberfläche 316 durch ein oder mehrere Befestigungselemente gekoppelt oder chemisch mit der Oberfläche 316 verbunden sein.
3H ist eine Querschnittsansicht der Einlasskammer 302 mit hoher Durchflussgleichförmigkeit. Wie in 3H gezeigt, beinhaltet die Strömungsumleitungslamelle 303 am nächsten zum Einlassanschluss 305 eine Vielzahl der Strömungsöffnungen 315, während die anderen Strömungsumleitungslamellen 303 keine Strömungsöffnungen 315 beinhalten. Die Strömungsöffnungen 315 können strukturiert sein, eine gleichmäßige Verteilung des in die Einlasskammer 302 strömenden Abgases besser zu ermöglichen.
4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Warten eines Nachbehandlungssystems (z.B. das Nachbehandlungssystems 200/300 oder eines beliebigen anderen hierin beschriebenen Nachbehandlungssystems). Das Nachbehandlungssystem ist an einem Fahrzeug montiert (beispielsweise an dem Lastkraftwagen 101/121) und umfasst ein Nachbehandlungsgehäuse (z. B. das Nachbehandlungssystem Gehäuse 301) mit einer Längsströmungsachse, einem Einlassanschluss (beispielsweise dem Einlassanschluss 305) und einer Einlasskammer (beispielsweise der Einlasskammer 302), das senkrecht zur Längsströmungsachse angeordnet ist. Darüber hinaus beinhaltet das Nachbehandlungsgehäuse einen Auslassanschluss (z. B den Auslassanschluss 306) und eine Auslasskammer (z. B. die Auslasskammer 314), die ebenfalls senkrecht zur Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses angeordnet ist.
Das Verfahren 400 umfasst das Abschalten des Fahrzeugs bei 402. Zum Beispiel wird der Lastkraftwagen 101 oder 121, der das Nachbehandlungssystem 300 beinhaltet, abgeschaltet. Man lässt das Nachbehandlungssystem bei 404 abkühlen. Zum Beispiel lässt man das Nachbehandlungssystem 300 abkühlen, beispielsweise Abkühlen auf Umgebungstemperatur, Raumtemperatur oder eine Temperatur, die ausreichen niedrig ist, um die Handhabung des Nachbehandlungssystems zu erlauben (zum Beispiel eine Temperatur unter 50 Grad Celsius).
Mindestens eine gebrauchte Nachbehandlungskomponente wird bei 406 aus einem durch das Nachbehandlungsgehäuse bestimmten Innenvolumen entfernt, ohne dass das Nachbehandlungssystem von dem Fahrzeug entfernt wird. Beispielsweise kann die mindestens eine gebrauchte Nachbehandlungskomponente einen verwendeten Partikelfilter beinhalten, zum Beispiel den DPF 309, der in einem ersten Abschnitt des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses 301 angeordnet ist. Der verwendete Partikelfilter kann mit Partikeln verstopft sein und muss daher gewartet oder durch einen neuen Partikelfilter ersetzt werden. Um den verbrauchten Partikelfilter zu ersetzen, wird der Partikelfilter aus dem ersten Abschnitt des Innenvolumens, der durch das Nachbehandlungsgehäuse 301 bestimmt wird, entfernt, ohne dass das Nachbehandlungssystems 300 von dem Fahrzeug entfernt wird. Zum Beispiel kann der erste Abschnitt des Nachbehandlungsgehäuses 301 eine Tür mit Scharnieren, eine abnehmbare Tür, oder ein abnehmbares Segment, das von den Nachbehandlungsgehäusen 301 entkoppelt werden kann, beinhalten, um den Partikelfilter zu entfernen.
Eine gewartete oder neue Nachbehandlungskomponente wird bei 408 in das Nachbehandlungsgehäuse positioniert. Zum Beispiel wird ein neuer oder gewarteter Partikelfilter in dem ersten Abschnitt des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses positioniert. In einigen Ausführungsformen kann eine SCR-Komponente, beispielsweise die SCR-Komponente 311, in einem zweiten Abschnitt des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses dem ersten Abschnitt des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses 311 nachgelagert positioniert werden.
Das Verfahren 400 kann ferner das Entfernen der SCR-Komponente 311 aus dem ersten Abschnitt des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses 301 beinhalten, ohne dass das Nachbehandlungssystem von dem Fahrzeug entfernt wird. Ferner wird eine gewartete oder neue selektive katalytische Reduktionskomponente innerhalb des zweiten Abschnitts des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses positioniert.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „verkoppelt“ die direkte oder indirekte gegenseitige Verbindung von zwei Elementen. Eine solche Verbindung kann von stationärer oder beweglicher Beschaffenheit sein. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind. Eine solche Verbindung kann von permanenter Art sein oder kann von entfernbarer oder lösbarer Art sein.
Es gilt zu beachten, dass die Ausrichtung unterschiedlicher Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann, und dass solche Variationen durch die vorliegende Offenlegung abgedeckt sein sollen. Es sei klargestellt, dass Merkmale der vorliegenden Erfindung in andere offenbarte Ausführungsformen aufgenommen werden können.
Obwohl hierin verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt sind, wird der Durchschnittsfachmann ohne Weiteres eine Reihe anderer Mechanismen und/oder Strukturen zur Ausführung der Funktion und/oder zum Erreichen der Ergebnisse und/oder eines oder mehrerer der hierin beschriebenen Vorteile ersinnen können, und jede dieser Änderungen und/oder Modifikationen soll im Bereich der hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung eingeschlossen sein. Allgemeiner wird der Durchschnittsfachmann ohne weiteres erkennen, dass, wenn nichts anderes angegeben ist, sämtliche Parameter, Abmessungen, Materialien und Konfigurationen, die hierin beschrieben sind, als Beispiele dienen sollen, und dass tatsächliche Parameter, Abmessungen, Materialien und/oder Konfigurationen von der jeweiligen Anwendung oder den jeweiligen Anwendungen abhängen, für die die Lehren der Erfindung verwendet werden. Der Fachmann wird viele Äquivalente der hierin beschriebenen, konkreten Ausführungsformen der Erfindung erkennen oder anhand von nicht mehr als Routineversuchen herauszufinden in der Lage sein. Daher sei klargestellt, dass die obigen Ausführungsformen nur als Beispiele angegeben sind, und dass innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente Ausführungsformen der Erfindung anders verwirklicht werden können als konkret beschrieben und beansprucht. Ausführungsformen der Erfindung in der vorliegenden Offenbarung sind auf jedes einzelne Merkmal, System, Material, Kit, jeden einzelnen Gegenstand und jedes einzelne hierin beschriebene Verfahren gerichtet. Außerdem ist jede Kombination aus zwei oder mehr von diesen Merkmalen, Systemen, Gegenständen, Materialien, Kits und/oder Verfahren, falls solche Merkmale, Systeme, Artikel, Materialien, Kits und/oder Verfahren nicht gegenseitig inkonsistent sind, im Bereich der Erfindung der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen.
Die Ansprüche sollten nicht als beschränkt auf die beschriebene Reihenfolge oder die beschriebenen Elemente betrachtet werden, solange nichts Derartiges angegeben ist. Man beachte, dass von einem Durchschnittsfachmann verschiedene Änderungen an der Form und an Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Bereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Alle Ausführungsformen, die im Gedanken und Bereich der folgenden Ansprüche und Äquivalente liegen, werden beansprucht.

Claims

Abgasnachbehandlungsbaugruppe, umfassend: ein Nachbehandlungsgehäuse mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, wobei das Nachbehandlungsgehäuse dazu ausgelegt ist, eine Vielzahl von Abgasnachbehandlungskomponenten zu beherbergen; eine Einlasskammer, die mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt ist, wobei die Einlasskammer fluidleitend mit der Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt ist, um einen Abgasstrom von dem Einlassanschluss aufzunehmen; einen Diesel-Oxidationskatalysator, der in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist, wobei der Diesel-Oxidationskatalysator mit der Einlasskammer in fluidleitend gekoppelt ist, wobei der Diesel-Oxidationskatalysator eine kleinere Querschnittsfläche um eine Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses als die Einlasskammer aufweist; einen Partikelfilter, der in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist, wobei der Partikelfilter fluidleitend mit dem Diesel-Oxidationskatalysator gekoppelt ist; eine Reduktionsmittel-Injektionskammer, die in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist, wobei die Reduktionsmittel-Injektionskammer mit dem Diesel-Oxidationskatalysator fluidleitend gekoppelt ist, wobei die Reduktionsmittel-Injektionskammer einen Reduktionsmittelanschluss beinhaltet, der dazu ausgelegt ist, einen Reduktionsmittelinjektor aufzunehmen; und eine selektive katalytische Reduktionskomponente, die in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist, wobei die selektive katalytische Reduktionskomponente mit der Reduktionsmittel-Injektionskammer fluidleitend gekoppelt ist, wobei die selektive katalytische Reduktionskomponente mit dem Auslassanschluss in dem Nachbehandlungsgehäuse fluidleitend gekoppelt ist.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen, die dazu ausgelegt sind, den Abgasstrom, der in die Einlasskammer eintritt, in eine im Wesentlichen senkrechte Richtung zu dem Diesel-Oxidationskatalysator umzulenken.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Prallblech, das eine Vielzahl von Öffnungen beinhaltet, wobei das Prallblech zwischen der Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen und dem Diesel-Oxidationskatalysator angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 1, das ferner einen Ammoniakoxidationskatalysator umfasst, der in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist, wobei der Ammoniakoxidationskatalysator die selektive katalytische Reduktionskomponente mit dem Auslassanschluss in dem Nachbehandlungsgehäuse in fluidleitende Verbindung bringt.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Einlasskammer eine kreisförmige Einlassöffnung und eine rechteckige Auslassöffnung beinhaltet, wobei die kreisförmige Einlassöffnung mit dem Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses in fluidleitender Verbindung steht.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die rechteckige Auslassöffnung der Einlasskammer mit dem Nachbehandlungsgehäuse senkrecht zur Längsströmungsachse verbunden ist.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 4, wobei der Diesel-Oxidationskatalysator und die Partikelfilter in einem ersten Strömungskanal entlang der Längsströmungsachse angeordnet sind, und wobei die selektive katalytische Reduktionskomponente und der Ammoniakoxidationskatalysator sich in einem zweiten Strömungskanal parallel zu dem erste Strömungskanal befinden.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Einlasskammer eine Länge von weniger als 100 mm aufweist.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Abgasnachbehandlungsbaugruppe dazu ausgelegt ist, die gesamte Abgasströmung von einem Fahrzeug über den Einlassanschluss zu empfangen und den gesamte Abgasstrom durch den Auslassanschluss auszustoßen.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Partikelfilter ein wartbares Dieselpartikelfilter-Teilstück ist, das dazu ausgelegt ist, getrennt von der Abgasnachbehandlungsbaugruppe entfernt zu werden.
Abgasnachbehandlungsbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Geräuschdämpfungskomponente, die in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist.
Nachbehandlungssystem, umfassend: ein Nachbehandlungsgehäuse mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, wobei das Nachbehandlungsgehäuse eine Längsströmungsachse definiert und wobei der Einlassanschluss und der Auslassanschluss senkrecht zur Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses ausgerichtet sind; eine Einlasskammer, die mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt ist, wobei die Einlasskammer in fluidleitend mit dem Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt ist, um einen Abgasstrom von dem Einlassanschluss aufzunehmen und in das Nachbehandlungsgehäuse entlang dessen Längsströmungsachse umzulenken; eine Auslasskammer, die mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt ist, wobei die Auslasskammer fluidleitend mit dem Auslassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt ist, um den Abgasstrom von dem Nachbehandlungsgehäuse aufzunehmen und in eine Richtung senkrecht zu der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses in Richtung des Auslassanschlusses umzulenken; eine Reduktionsmittel-Injektionskammer, die in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist, wobei die Reduktionsmittel-Injektionskammer einen Reduktionsmittelanschluss beinhaltet, der dazu ausgelegt ist, einen Reduktionsmittelinjektor aufzunehmen; und eine selektive katalytische Reduktionskomponente, die in dem Nachbehandlungsgehäuse der Reduktionsmittel-Injektionskammer nachgelagert angeordnet ist und fluidleitend mit dieser gekoppelt ist, wobei die selektive katalytische Reduktionskomponente mit dem Auslassanschluss in dem Nachbehandlungsgehäuse fluidleitend gekoppelt ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: einen Diesel-Oxidationskatalysator, der in dem Nachbehandlungsgehäuse der Reduktionsmittel-Injektionskammer vorgelagert und der Einlasskammer nachgelagert angeordnet ist und mit diesen fluidleitend gekoppelt ist, wobei der Diesel-Oxidationskatalysator eine kleinere Querschnittsfläche um eine Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses als eine Einlasskammer-Querschnittsfläche der Einlasskammer aufweist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 13, das ferner Folgendes umfasst: einen Partikelfilter, der in dem Nachbehandlungsgehäuse dem Diesel-Oxidationskatalysators nachgelagert und der Reduktionsmittel-Injektionskammer vorgelagert angeordnet ist und mit diesen fluidleitend gekoppelt ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 14, das ferner Folgendes umfasst: eine n Ammoniakoxidationskatalysator, der der selektiven katalytischen Reduktionskomponente nachgelagert und der Austrittskammer vorgelagert angeordnet ist und mit diesen fluidleitend gekoppelt ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 12, wobei die Einlasskammer eine Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen beinhaltet, die so aufgebaut sind, dass sie einen Abgasstrom, der durch den Einlassanschluss in die Einlasskammer eintritt, in eine im Wesentlichen senkrechte Richtung zu der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses umlenken.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 16, wobei die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen Durchflussöffnungen beinhalten, die so strukturiert sind, dass sie es dem Abgasstrom, der in die Einlasskammer an dem Einlassanschluss eintritt, erlauben, die Gesamtheit der Einlasskammer zu durchqueren.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 16, wobei die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen eine Vielzahl von Laschen beinhaltet, die so strukturiert sind, dass sie die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen an eine Oberseite der Einlasskammer koppeln.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 16, wobei mindestens ein Teil der Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen eine Vielzahl von Strömungsöffnungen definiert, wobei der Teil der Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen nahe dem Einlassanschluss angeordnet ist.
Nachbehandlungssystem nach Anspruch 16, wobei ein Prallblech mit der Einlasskammer fluidleitend gekoppelt ist, wobei das Prallblech eine Vielzahl von Öffnungen definiert und der Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen nachgelagert angeordnet ist.
Nachbehandlungsgehäusebaugruppe zum Beherbergen einer Vielzahl von Nachbehandlungskomponenten, die mindestens eine selektive katalytische Reduktionskomponente, einen Diesel-Oxidationskatalysator und einen Partikelfilter umfasst, die Nachbehandlungsgehäusebaugruppe umfassend: ein Nachbehandlungsgehäuse mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, wobei das Nachbehandlungsgehäuse eine Längsströmungsachse definiert und wobei der Einlassanschluss und der Auslassanschluss senkrecht zur Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses ausgerichtet sind; eine Einlasskammer, die mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt ist, wobei die Einlasskammer fluidleitend mit dem Einlassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt ist, um einen Abgasstrom von dem Einlassanschluss aufzunehmen und zum Nachbehandlungsgehäuse entlang der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses umzulenken; eine Auslasskammer, die mit dem Nachbehandlungsgehäuse gekoppelt ist, wobei die Auslasskammer fluidleitend mit dem Auslassanschluss des Nachbehandlungsgehäuses gekoppelt ist, um den Abgasstrom von dem Nachbehandlungsgehäuse aufzunehmen und in eine Richtung senkrecht zu dessen Längsströmungsachse in Richtung des Auslassanschlusses umzulenken; eine Reduktionsmittel-Injektionskammer, die in dem Nachbehandlungsgehäuse angeordnet ist, wobei die Reduktionsmittel-Injektionskammer einen Reduktionsmittelanschluss beinhaltet, der dazu ausgelegt ist, einen Reduktionsmittelinjektor aufzunehmen; und eine Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen, die in der Einlasskammer angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen so strukturiert sind, dass sie den Abgasstrom, der durch den Einlassanschluss in die Einlasskammer eintritt, in eine im Wesentlichen senkrechte Richtung zu der Längsströmungsachse des Nachbehandlungsgehäuses umlenken, wobei der Diesel-Oxidationskatalysator und der Partikelfilter der Einlasskammer nachgelagert und der Reduktionsmittel-Injektionskammer vorgelagert positionierbar sind und die selektive katalytische Reduktionskomponente der Reduktionsmittel-Injektionskammer nachgelagert und der Austrittskammer vorgelagert positionierbar ist.
Nachbehandlungsgehäusebaugruppe nach Anspruch 21, wobei die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen Durchflussöffnungen beinhalten, die so strukturiert sind, dass sie es einem Abgas, das in die Einlasskammer an dem Einlassanschluss eintritt, erlauben, die Gesamtheit der Einlasskammer zu durchqueren.
Nachbehandlungsgehäusebaugruppe nach Anspruch 21, wobei die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen Laschen beinhaltet, die so strukturiert sind, dass sie die Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen an ein Oberseite der Einlasskammer koppeln.
Nachbehandlungsgehäusebaugruppe nach Anspruch 21, wobei mindestens ein Teil der Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen eine Vielzahl von Strömungsöffnungen beinhaltet, wobei der Teil der Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen nahe dem Einlassanschluss angeordnet ist.
Nachbehandlungsgehäusebaugruppe nach Anspruch 21, wobei ein Prallblech mit der Einlasskammer fluidleitend gekoppelt ist, wobei das Prallblech eine Vielzahl von Öffnungen bestimmt und der Vielzahl von Strömungsumleitungslamellen nachgelagert angeordnet ist.
Verfahren zum Warten eines Nachbehandlungssystems, das an einem Fahrzeug montiert ist, das Nachbehandlungssystem umfassend ein Nachbehandlungsgehäuse, das eine Längsströmungsachse, einen Einlassanschluss und eine Einlasskammer, die senkrecht zur Längsströmungsachse angeordnet ist, einen Auslassanschluss und eine Auslasskammer, die ebenfalls senkrecht zur Längsströmungsachse angeordnet ist, das Verfahren umfassend: Abschalten des Fahrzeugs; Entfernen mindestens einer gebrauchten Nachbehandlungskomponente aus einem durch das Nachbehandlungsgehäuse bestimmten Innenvolumen, ohne dass das Nachbehandlungssystem von dem Fahrzeug entfernt wird; Positionieren einer gewarteten oder neuen Nachbehandlungskomponente innerhalb des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die gebrauchte Nachbehandlungskomponente einen Partikelfilter beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Partikelfilter in einem ersten Abschnitt des Innenvolumens, das durch das Gehäuse definiert wird, angeordnet ist, wobei die mindestens eine Nachbehandlungskomponente ebenfalls eine selektive katalytische Reduktionskomponente beinhaltet, die innerhalb eines zweiten Abschnitts des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses angeordnet ist, wobei der zweite Abschnitt dem ersten Abschnitt nachgelagert ist und wobei das Verfahren ferner umfasst: Entfernen der selektiven katalytischen Reduktionskomponente aus dem ersten Abschnitt des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses, ohne dass das Nachbehandlungssystems von dem Fahrzeug entfernt wird; und Positionieren einer gewarteten oder neuen selektiven katalytischen Reduktionskomponente innerhalb des zweiten Abschnitts des Innenvolumens des Nachbehandlungsgehäuses.