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Gebiet der Technik
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Abgasnachbehandlungssysteme und insbesondere Abgasnachbehandlungssysteme, die ein Diffusorelement einsetzen.
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Stand der Technik
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In einem herkömmlichen Abgasnachbehandlungssystem (ATS), ist der Abstand zwischen einem Einlass, der Motorabgase zum System zuführt, und der Stirnfläche eines Diesel-Oxidationskatalysator-(DOC)-Abschnitts des Systems normalerweise groß genug, um angemessene Gleichmäßigkeit des Flusses bereitzustellen, bevor der Abgasfluss auf die Stirnfläche des DOC auftrifft. Zusätzlich ist, wenn das Abgas in einer geraden Linie vom Einlass in den DOC eintritt, der Fluss vorwiegend einheitlich. Abgasnachbehandlungssysteme können einen Einlassdiffusor beinhalten, der sich zwischen dem Abgaseinlass und der DOC-Stirnfläche befindet, um die Einheitlichkeit der Verteilung des Abgasstromflusses zusätzlich zu verbessern. Es ist außerdem wünschenswert, einen Einlassdiffusor zu verwenden, wenn das ATS Kohlenwasserstoffdosierung nutzt, um das Dosiermaterial gleichmäßig zu verteilen. Designanforderungen für manche Motor- und Arbeitsmaschinenkonfigurationen erfordern eine erhebliche Verkürzung des Abstands zwischen dem Abgaseinlass und der DOC-Stirnfläche des Abgasnachbehandlungssystems neben der Nutzung von Kohlenwasserstoffdosierung. Außerdem hat die Rohrleitungskonfiguration, die stromaufwärts vom Abgasnachbehandlungssystem und DOC-Auslass verwendet wird, eine Auswirkung auf die Einheitlichkeit des Flusses, was es noch schwieriger macht, eine gewünschte Einheitlichkeit des Flusses zu erreichen.
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Das offenbarte System zielt darauf ab, eines oder mehrere der vorher dargelegten Probleme und/oder andere bekannte Probleme im Stand der Technik zu lösen.
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Kurzdarstellung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft in einem Aspekt im Allgemeinen ein Abgasnachbehandlungssystem, das ein Gehäuse mit ersten und zweiten axialen Enden beinhaltet. Ein Abgaseinlass ist neben dem ersten axialen Ende angeordnet. Ein Abgasauslass ist neben dem zweiten axialen Ende angeordnet. Ein Katalysator ist zwischen den ersten und zweiten axialen Enden angeordnet. Ein Diffusor ist im Gehäuse zwischen dem ersten axialen Ende und dem Katalysator angeordnet. Der Diffusor beinhaltet eine Schale in Verbindung mit dem Einlass. Die Schale beinhaltet proximale und distale Abschnitte und eine Vorderseite, die zum Katalysator weist. Die proximalen und distalen Abschnitte sind im Wesentlichen gleich im frontalen Bereich. Der proximale Abschnitt ist neben dem Einlass und beinhaltet eine erste Vielzahl von Vorderseitenöffnungen, die einen ersten offenen Bereich ergeben, und der distale Abschnitt beinhaltet eine zweite Vielzahl von Vorderseitenöffnungen, die einen zweiten offenen Bereich ergeben. Die Größe des ersten offenen Bereichs beträgt etwa das 1,8- bis 2,2-fache des zweiten offenen Bereichs.
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In einem anderen Aspekt stellt die Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems bereit, das das Erzeugen von Abgasen durch einen Motor beinhaltet. Die Abgase werden durch einen Abgaskanal vom Motor zum Abgasnachbehandlungssystem gefördert. Die Abgase werden in einen Diffusor geleitet. Die Abgase werden durch eine Vielzahl von Öffnungen diffundiert, die durch eine Vorderseite des Diffusors ausgebildet sind, wobei die Öffnungen eine erste Vielzahl von Öffnungen beinhalten, die durch einen proximalen Abschnitt des Diffusors ausgebildet sind, und eine zweite Vielzahl von Öffnungen, die durch einen proximalen Abschnitt des Diffusors ausgebildet sind. Der Durchfluss wird durch die zweite Vielzahl von Öffnungen im Vergleich zum Durchfluss durch die erste Vielzahl von Öffnungen eingeschränkt.
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Weitere und alternative Aspekte und Merkmale der offenbarten Prinzipien werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es ist selbstverständlich, dass die die hierin offenbarten Prinzipien in Verbindung mit Vornschneider-Bohreinsätzen in anderen und unterschiedlichen Ausführungsformen durchgeführt werden können und in vielerlei Hinsicht modifiziert werden können. Demgemäß ist es selbstverständlich, dass sowohl die Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung veranschaulichend sind und eine weitere Erklärung bereitstellen sollen, ohne den Umfang der Ansprüche einzuschränken.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm eines Motorsystems und eines Abgasnachbehandlungssystems gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
- 2 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Abgasnachbehandlungssystems, das einen Einlassdiffusor beinhaltet, gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
- 3 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Abgasnachbehandlungssystems, das einen Einlassdiffusor beinhaltet, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung.
- 4 ist eine perspektivische Vorderansicht des Einlassdiffusors von 2.
- 5 ist eine perspektivische Vorderansicht des Einlassdiffusors von 3.
- 6 ist eine Rückansicht des Einlassdiffusors von 2.
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Detaillierte Beschreibung
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Nachfolgend wird im Detail auf spezifische Ausführungsformen oder Merkmale Bezug genommen, von denen Beispiele in den zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht sind. Soweit wie möglich werden entsprechende oder ähnliche Bezugsnummern in den Zeichnungen zum Bezeichnen gleicher oder entsprechender Teile verwendet. Darüber hinaus erfolgen Bezugnahmen auf verschiedene hierin beschriebene Elemente gemeinsam oder einzeln, wenn es mehr als ein Element desselben Typs geben kann. Solche Bezugnahmen dienen jedoch nur als Beispiel. Es ist zu beachten, dass jedwede Bezugnahme auf Elemente im Singular auch so ausgelegt werden kann, dass sie sich auf den Plural bezieht, und umgekehrt, ohne den Umfang der Offenbarung auf die genaue Anzahl oder den genauen Typ solcher Elemente zu beschränken, sofern nicht ausdrücklich in den angehängten Ansprüchen dargelegt.
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1 veranschaulicht ein Motorsystem 10. Das Motorsystem 10 kann Teil einer beliebigen Arbeitsmaschine sein, wie zum Beispiel Kompaktlader, Raddozer, Radlader, Raupenlader, Baggerlader, Verdichter, Forstmaschinen, Frontschaufel, Hydraulikbagger, integrierte Werkzeugträger, Deltalader, Materialtransporter und Ackerschlepper, eine erdbewegende Maschine wie ein Radlader, ein Hydraulikbagger, ein Muldenkipper, ein Baggerlader, eine Antriebswagen, ein Straßenfertiger oder dergleichen. Neben mobilen Maschinen können die erwägten Arbeitsmaschinen eine stationäre oder portable Maschine sein, wie zum Beispiel ein Generatorsatz, ein Motor, der einen Gaskompressor oder eine Pumpe antreibt, und dergleichen. Das Motorsystem 10 kann einen Motor 12, einen Kraftstofftank 14 zur Versorgung des Motors 12 mit Kraftstoff (z. B. Dieselkraftstoff), einen Lufteinlass 16 zum Leiten von Luft in den Motor und einen Abgaskanal 20 zum Fördern von Abgas vom Motor 12 weg beinhalten. Der Motor 12 kann zum Beispiel jedweder Typ von Dieselmotor sein. Der Motor 12 kann andere Merkmale beinhalten, die nicht dargestellt sind, wie zum Beispiel Steuerungen, Kraftstoffsysteme, Luftsysteme, Kühlsysteme, Peripheriegeräte, Antriebsstrangkomponenten, Turbolader, Abgasrückführungssysteme usw. Der Abgaskanal 20 kann ein Kraftstoffdosiersystem 18 beinhalten.
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Das Motorsystem 10 beinhaltet ein Abgasnachbehandlungssystem, das im Allgemeinen mit 22 bezeichnet ist, das Abgas, das vom Motor 12 erzeugt wird, empfängt und behandelt. Der Abgaskanal 20 fördert Abgas vom Motor 12 zum Abgasnachbehandlungssystem 22.
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Das Abgasnachbehandlungssystem 22 beinhaltet ein erstes Gehäuse 36, das Metall oder irgendein geeignetes Material sein kann. Das Gehäuse 36 beinhaltet ein erstes axiales Ende 38, das mit dem Abgaskanal 20 über einen Einlass 24 verbunden oder anderweitig in Verbindung steht. Das erste Gehäuse 36 beinhaltet ein zweites axiales Ende 40 gegenüber und stromabwärts vom ersten axialen Ende, das einen Auslass 32 beinhaltet, um den Austritt des behandelten Abgases zu erlauben. Abgas vom Abgaskanal 20 tritt am ersten axialen Ende 38 ein und tritt am zweiten axialen Ende 40 des Gehäuses 36 des Abgasnachbehandlungssystems 22 aus, indem es durch die Abgaselemente geht, die die Gase behandeln. Das Abgas kann außerdem in einem zweiten Gehäuse 44 weiter behandelt werden, das weitere Behandlungselemente enthalten kann. Das Dosiersystem 18 kann, in der Alternative, am ersten Gehäuse 36 und/oder in Verbindung mit dem ersten Gehäuse angeordnet sein, um Kohlenwasserstoffmaterialien wie allgemein bekannt in den Abgasfluss am oder in der Nähe des ersten axialen Endes 38 des ersten Gehäuses zuzuführen.
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Ebenfalls unter Bezugnahme auf 2 und 3 kann der Einlass 24 einen zylindrischen Abschnitt 46 und einen kegelförmigen Abschnitt 48 haben, der weiter wird, wenn er sich dem ersten Gehäuse 36 nähert und dort endet. Die Form des Einlasses 24 kann die Geschwindigkeit des Abgases verringern und seine effektivere Zerstreuung erlauben. Der Einlass 24 ist so konfiguriert, dass die Abgase in das Abgasnachbehandlungssystem 22 nicht axial fließend eintreten, wie hierin weiter unten ausführlicher beschrieben.
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In der gegenständlichen Ausführungsform beinhaltet das Abgasnachbehandlungssystem 22 einen Flussdiffusor 26, der mit dem Einlass 24 verbunden oder sonst so positioniert ist, dass er Abgase vom Einlass empfängt, und der in der Nähe des ersten axialen Endes 38 im ersten Gehäuse 36 angeordnet ist. Das Abgasnachbehandlungssystem 22 beinhaltet einen Katalysator 28, wie zum Beispiel einen Diesel-Oxidationskatalysator (DOC), der stromabwärts vom Diffusor 26 und im ersten Gehäuse 36 angeordnet ist.
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Das Abgasnachbehandlungssystem 22 kann einen Dieselpartikelfilter 30 und andere optionale Abgasnachbehandlungsvorrichtungen zum Entfernen von Schadstoffen aus dem Abgas beinhalten, die im Gehäuse stromabwärts vom Katalysator 28 angeordnet sind. Andere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen können in einem getrennten, zweiten Gehäuse 44 angeordnet sein.
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Katalysatoren 28 (z. B. Diesel-Oxidationskatalysator) werden normalerweise in einem Abgassystem verwendet, um unerwünschte Gase wie Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe aus dem Abgas eines Fahrzeugs in Kohlendioxid und Wasser umzuwandeln. Diesel-Oxidationskatalysatoren können eine Vielzahl bekannter Konfigurationen haben. Exemplarische Konfigurationen beinhalten Substrate, die Kanäle definieren, die sich vollständig dadurch erstrecken. Die Substrate können einen Katalysator beinhalten. Das Substrat kann zum Beispiel aus einem Katalysator bestehen, mit einem Katalysator imprägniert sein oder mit einem Katalysator beschichtet sein. Exemplarische Katalysatoren beinhalten Edelmetalle wie Platin, Palladium und Rhodium und andere Arten von Komponenten wie Basismetalle oder Zeolite. Auch wenn das Abgasnachbehandlungssystem 22 als einen Katalysator 28 beinhaltend beschrieben ist, ist selbstverständlich, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf einen DOC beschränkt ist, da es verschiedene Katalysatorvorrichtungen gibt, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können. Wie oben angegeben, können ungleichmäßiger Abgasfluss und ungleichmäßige Verteilung von Dosierhilfsstoffen zu ineffizienter oder ineffektiver Abgasbehandlung und einer verkürzten Betriebsdauer der Komponente führen.
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Der Dieselpartikelfilter 30 (DPF) wird andererseits normalerweise in einem Abgassystem verwendet, um Partikel (z. B. kohlenstoffbasierte Partikel wie Ruß) aus dem Abgas zu entfernen. DPFs können eine Vielzahl bekannter Konfigurationen haben. Eine exemplarische Konfiguration beinhaltet ein monolithisches Keramiksubstrat mit einer „Honigwaben“-Konfiguration. Drahtnetzkonfigurationen können ebenfalls verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Substrat einen Katalysator beinhalten. Exemplarische Katalysatoren beinhalten Edelmetalle wie Platin, Palladium und Rhodium und andere Arten von Komponenten wie Basismetalle oder Zeolite.
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Die anderen Abgasbehandlungsvorrichtungen können eine Katalysatorvorrichtung mit selektiver katalytischer Reduktion (Selective Catalytic Reduction, SCR) 34, wie zum Beispiel eine NOx-Katalysatorvorrichtung mit Magermischverbrennung, eine NOx-Falle mit Magermischverbrennung oder andere Vorrichtungen zum Entfernen von Schadstoffen aus dem Abgasstrom beinhalten. Da diese Arten von Nachbehandlungsvorrichtungen für Fachleute auf dem Gebiet allgemein bekannt sind, werden die Nachbehandlungsvorrichtungen hierin nur kurz beschrieben.
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Der Katalysator mit selektiver katalytischer Reduktion (SCR) 34 wird normalerweise in einem Abgassystem verwendet, um unerwünschte Gase wie Stickoxide (NOx) aus den Emissionen des Fahrzeugs zu entfernen. Katalysatorvorrichtungen mit selektiver katalytischer Reduktion 34 sind in der Lage, NOx in einer sauerstoffreichen Umgebung mit Unterstützung von Reaktionsmitteln wie Harnstoff oder Ammoniak, die in den Abgasstrom stromaufwärts vom SCR eingespritzt werden, in Stickstoff und Sauerstoff umzuwandeln, wie allgemein bekannt ist. Der Katalysator mit selektiver katalytischer Reduktion 34 ist außerdem in der Lage, NOx in Stickstoff und Sauerstoff umzuwandeln. Im Gegensatz zu SCRs verwenden NOx-Katalysatoren mit Magermischverbrennung Kohlenwasserstoffe als Reduktionsmittel/Reaktionsmittel zur Umwandlung von NOx zu Stickstoff und Sauerstoff. Der Kohlenwasserstoff wird in den Abgasstrom stromaufwärts vom NOx-Katalysator mit Magermischverbrennung eingespritzt. Am NOx-Katalysator mit Magermischverbrennung reagiert das NOx mit der Unterstützung eines Katalysators mit den eingespritzten Kohlenwasserstoffen, um das NOx zu Stickstoff und Sauerstoff zu reduzieren. In einer Ausführungsform beinhaltet das Motorsystem 10 einen SCR-Katalysator 34, der stromabwärts vom DOC 28 und Partikelfilter 30 und im zweiten Gehäuse 44 vom ersten Gehäuse 36 getrennt angeordnet ist.
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Das Abgasnachbehandlungssystem 22 kann, wie allgemein bekannt ist, Sensoren 50, 52 zum Erfassen und bei der Verwendung zum Steuern zum Beispiel der Dosierung oder anderer Aspekte des Betriebs des Systems 10 beinhalten. Ein erster Sensor 50 kann ein Temperatursensor sein, der angeordnet ist, um die Temperatur am oder in der Nähe des Einlasses 24 des Abgases zu erfassen, das in das Abgasnachbehandlungssystem 22 eintritt. Ein zweiter Sensor 52 kann angeordnet sein, um die Temperatur des Abgases an oder nach dem Katalysator 28 zu erfassen.
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Der Diffusor 26 ist so positioniert und konfiguriert, dass er Abgas 20 vom Motor 12 zum Katalysator 28 gleichmäßig verteilt. Unter jetziger Bezugnahme auf 2 und 3 hat das Gehäuse 36 eines Abgasnachbehandlungssystems 22 ein erstes axiales Ende 38 und ein gegenüberliegendes zweites axiales Ende 40, das stromabwärts vom ersten axialen Ende positioniert ist. Das Gehäuse 36, das sich zwischen dem ersten axialen Ende 38 und dem zweiten axialen Ende 40 erstreckt, kann zylindrisch oder allgemein länglich sein und die Form und Größe davon kann eine Längsachse A definieren.
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Die Abgase, die in den Einlass 24 eintreten, treten in das erste Gehäuse 36 in eine Richtung ein, die nicht parallel zur Achse A ist. In einer Ausführungsform können die Abgase aufgrund von Biegungen im Kanal 20 oder aufgrund der Achse des Einlasses 24, die in Bezug auf die Achse A des ersten Gehäuses abgewinkelt ist, von der Achse A abgewinkelt sein. In der gegenständlichen Ausführungsform ist der Einlass 24 in einer Seitenwand 42 des Gehäuses 36 neben dem ersten axialen Ende 38 angeordnet, wobei das Abgas vom Einlass 24 das Innere des Gehäuses in einem Winkel in Bezug auf die Achse A betritt. Der Winkel kann zum Beispiel etwa 90 Grad oder normal zur Achse A sein.
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Das zweite axiale Ende 40 des ersten Gehäuses 36 beinhaltet den Auslass 32 (siehe 1). In der gegenständlichen Ausführungsform ist der Flussdiffusor 26 (26A in 2, 26B in 3), der nachfolgend ausführlich beschrieben wird, im ersten Gehäuse 36 angeordnet und neben und in Verbindung mit dem Einlass 24 positioniert. Der Katalysator 28 ist im ersten Gehäuse 36 angeordnet und zwischen dem Flussdiffusor 26 und dem Auslass 32 positioniert.
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Der Diffusor 26A, 26B ist in Position in der Nähe des ersten axialen Endes 38 des Gehäuses 36 dargestellt und so positioniert, dass er Abgas vom Einlass 24 empfängt und die Abgase für den Eintritt in und Durchgang durch den Katalysator 28 zerstreut.
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Unter Bezugnahme auf 2, 4 und 6 ist eine erste Ausführungsform eines Diffusors 26A dargestellt. Der Diffusor 26A beinhaltet eine perforierte Schale 54. Die Schale 54 beinhaltet vier Seiten, eine Vorderseite 56, eine Rückseite 58 gegenüber der Vorderseite und gegenüberliegende linke und rechte Seiten 60, 62. Die Vorderseite 56 weist zum Katalysator 28 (siehe 2). Die Rückseite 58 weist vom Katalysator 28 weg (siehe 2). Die linken und rechten Seiten 60, 62 haben dieselbe Konfiguration.
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Die Schale 54 kann im Allgemeinen rechteckig sein, mit einer optionalen abgerundeten Form, wo eine Seite zu einer angrenzenden Seite übergeht, und mit einer Längsschalenachse 64. Die Schale 54 kann außerdem durch einen Mittellinie 66 quer zur Längsachse 64 in zwei virtuelle Hälften getrennt sein, um einen proximalen Abschnitt 68, der am nächsten zum Einlass 24 angeordnet ist, und einen distalen Abschnitt 70, der am entferntesten vom Einlass ist, zu definieren (siehe 2). Die Mittellinie 66 ist auf halber Strecke zwischen einem proximalen Endpunkt 72 des proximalen Abschnitts 68 und einem distalen Endpunkt 74 des distalen Abschnitts 70 angeordnet.
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Die Kanten der Seiten, die den proximalen Endpunkt 72 und den distalen Endpunkt 74 definieren, können bogenförmig sein, um in ein zylindrisches oder abgerundetes Gehäuse zu passen. In einer Ausführungsform kann die Passung des proximalen Endpunkts 72 und des distalen Endpunkts 74 eine Dichtung und/oder Funktion zum Halten der Schale 54 in Position ausbilden. Insbesondere kann die Rückseite 58 des Diffusors 26A ganz oder teilweise sowohl am proximalen Endpunkt 72 als auch am distalen Endpunkt 74 bogenförmig sein. In der veranschaulichten Ausführungsform kann die Vorderseite 56 des Diffusors 26A nur am distalen Endpunkt 74 bogenförmig sein.
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Die Vorderseite 56 des Diffusors 26A hat einen frontalen Bereich mit einer Vielzahl von Vorderseitenöffnungen 76 dadurch ausgebildet. Der frontale Bereich wird als gesamter Bereich des Schalenmaterials und der dadurch ausgebildeten Öffnungen des relevanten Vorderseitenteils betrachtet. Die Abmessungen der Vorderseite einer Ausführungsform sind 287 Millimeter (mm) lang (entlang Achse 64) mal 218 mm breit (quer zur Achse 64). Daher ist der frontale Bereich 6256,6 mm groß. Der frontale Bereich jedes der distalen und proximalen Abschnitte 68, 70 ist die Hälfte von 6256,6 mm.
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Die Vielzahl von Vorderseitenöffnungen definieren einen offenen Bereich, durch den Gase hindurchgehen können. Der kombinierte offene Bereich aller der Vorderseitenöffnungen 76 des proximalen Abschnitts 68 der Vorderseite 56 kann etwa das Doppelte des offenen Bereichs aller der Vorderseitenöffnungen des distalen Abschnitts 70 der Vorderseite sein.
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Der Unterschied im offenen Bereich zwischen dem proximalen Abschnitt 68 und dem distalen Abschnitt 70 kann auf eine Reihe von Arten erreicht werden. Im Allgemeinen kann in einer Ausführungsform die Größe der Öffnungen (d. h. der Bereich) im proximalen Abschnitt 68 größer und im distalen Abschnitt 70 der Vorderseite 56 relativ kleiner gemacht werden. Der proximale Abschnitt 68 kann eine Mischung verschieden dimensionierter und/oder geformter Öffnungen beinhalten, deren kombinierter Bereich größer ist (d. h. etwa das Zweifache) als der kombinierte Bereich der Öffnungen, die durch den distalen Abschnitt ausgebildet sind. Der proximale Abschnitt 68 kann zum Beispiel einen relativ großen Ausbruch 75 am proximalen Endpunkt 72, zwei oder mehr relativ große kreisförmige Öffnungen 78 stromabwärts vom großen Ausbruch und eine Vielzahl von relativ kleineren kreisförmigen Öffnungen 80 stromabwärts von der und/oder außeraxial in Bezug auf die Längsachse 64 und die großen kreisförmigen Öffnungen beinhalten. Der distale Abschnitt 70 kann eine Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen 82 beinhalten, die einen ähnlichen Durchmesser wie die Öffnungen 80 haben.
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Es ist selbstverständlich, dass die Impedanz oder der Widerstand gegenüber dem Luftstrom durch den gesamten Bereich der Öffnungen 82 im distalen Abschnitt 70 größer gemacht werden muss, als wie durch die Öffnungen 75, 78, 80 des proximalen Abschnitts 68 bereitgestellt. Aufgrund des Winkels des Einlasses 24 in den Diffusor 26A wird der Luftstrom vorwiegend in Richtung des entfernten Endes des distalen Abschnitts 70 des Diffusors 26A geleitet und im Inneren des distalen Abschnitts 70 kann sich mehr Luftdruck aufbauen und/oder Turbulenz vorhanden sein. Der kleinere relative Bereich der Öffnungen des distalen Abschnitts 70 verursacht einen verengenden Effekt durch den distalen Abschnitt des Diffusors 26A und der größere relative offene Bereich im proximalen Abschnitt 68 erlaubt einen Fluss dadurch, in Bezug auf das Luftvolumen, der ungefähr gleich wie durch den distalen Abschnitt ist.
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Um für eine gleichmäßige Verteilung der Gase zu sorgen, können die Öffnungen 82 des distalen Abschnitts 70 gleichmäßig voneinander beabstandet sein. Ähnlich können die Öffnungen 78, 80 des proximalen Abschnitts 68 einen gleichmäßigen oder regelmäßigen Abstand haben.
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Die Seiten 60, 62 des Diffusors 26A beinhalten eine Vielzahl von Seitenöffnungen. Insbesondere kann der distale Abschnitt 70 ein oder mehrere optionale rechteckige Öffnungen 84 beinhalten und kann optional ein oder mehrere kreisförmige Öffnungen 86 beinhalten. Der proximale Abschnitt der Seiten 60, 62 kann ein oder mehrere kreisförmige Öffnungen 88 beinhalten. Unter Bezugnahme auf 6, die die Rückseite 58 der Ausführungsform eines Diffusors 26A darstellt, der in 2 und 4 dargestellt ist, sind eine Vielzahl von Rückseitenöffnungen sowohl im proximalen Abschnitt 68 als auch im distalen Abschnitt 70 bereitgestellt. Die Rückseitenöffnungen 90 des distalen Abschnitts 70 können jeweils denselben Durchmesser haben. Die Rückseitenöffnungen des distalen Abschnitts 68 können einen ersten Satz von Öffnungen 92 beinhalten, die einen ähnlichen Durchmesser im Vergleich zu den Öffnungen 90 des distalen Abschnitts 70 haben. Die Öffnungen des proximalen Abschnitts 68 können einen zweiten Satz von Öffnungen 94 beinhalten, die einen größeren Durchmesser im Vergleich zu den Öffnungen 90 des distalen Abschnitts 70 haben und der gesamte offene Bereich 90 stellt weniger gesamten offenen Bereich bereit als die Öffnungen 92, 94 des proximalen Abschnitts 68. Bezugnehmend auf die Ausführungsform von 3 und 5 hat der Diffusor 26B dieselbe allgemeine Form und Konfiguration wie der Diffusor 26A. Der Diffusor 26B hat dieselbe Konfiguration der Öffnungen 75, 78, 80 und 82 an der Vorderseite 56.
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Der Diffusor 26B hat keine Rückseite. Der Diffusor 26B ist offen, während der Diffusor 26A eine strukturelle Platte mit Öffnungen beinhaltet. Der Diffusor 26B beinhaltet eine Vielzahl von Rückseitenöffnungen 90, die sowohl in den proximalen als auch den distalen Abschnitten 68, 70 denselben Durchmesser haben.
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In einer Ausführungsform hat der Diffusor 26A, 26B eine Gesamtlänge von etwa 287 Millimetern (mm) und eine Breite von etwa 218 mm. Die Öffnungen 82 des distalen Abschnitts 70 können einen Durchmesser von etwa 20 mm haben. Die Öffnungen 80 des proximalen Abschnitts 68 können einen Durchmesser von etwa 25 mm haben. Die Gesamttiefe der Diffusoren 26A, 26B kann etwa 82 mm sein. Der Radius des distalen Endpunkts kann etwa 154 mm sein. Der offene Bereich des Ausbruchs 75 kann etwa 9500 Quadratmillimeter (mm2) sein. Der offene Bereich des Diffusors 26B kann ein Verhältnis von etwa 1:2,1 (distal/proximal) oder etwa 0,4723 sein. Der offene Bereich des Diffusors 26A kann ein Verhältnis von etwa 1:1,84 (distal/proximal) oder etwa 0,5443 sein.
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In Verwendung erzeugt das Motorsystem 10 Abgase während des Betriebs. Die Abgase gehen vom Motor 12 durch den Abgaskanal 20. Die Abgase betreten das Gehäuse 36 des Abgasnachbehandlungssystems 22 über den Einlass 24. Das Abgasnachbehandlungssystem 22 beinhaltet einen Diffusor 26, der so konfiguriert ist, dass er die Abgase vom Einlass 24 für den Durchgang durch einen Katalysator 28, der stromabwärts vom Diffusor positioniert ist, gleichmäßig verteilt. Der Diffusor 26 beinhaltet einen proximalen Abschnitt 68, der neben dem Einlass 24 angeordnet ist, und einen distalen Abschnitt 70, der vom Einlass entfernt ist. Abgase gehen durch die Öffnungen, die im proximalen Abschnitt 68 und im distalen Abschnitt 70 bereitgestellt sind, wobei die kombinierte Gesamtsumme des Bereichs der Vielzahl von Öffnungen jeweils einen ersten offenen Bereich definiert, der durch eine erste Vielzahl von Öffnungen definiert wird, und einen zweiten offenen Bereich, der durch eine zweite Vielzahl von Öffnungen definiert wird. Die Größe des ersten offenen Bereichs beträgt etwa das Zweifache des zweiten offenen Bereichs. Demgemäß ist der Fluss durch die Vielzahl von Öffnungen des zweiten offenen Bereichs im Vergleich zum Fluss durch die Vielzahl von Öffnungen des ersten offenen Bereichs eingeschränkt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist auf Diffusorkonfigurationen zum gleichmäßigen Verteilen von Abgasen stromaufwärts vom Katalysator anwendbar. Die Diffusoren können in einer mobilen oder nicht mobilen Anwendung verwendet werden, um Abgase von einem Dieselmotor zu behandeln. Das Bereitstellen eines gleichmäßig verteilten Flusses von Abgasen in einer Abgasbehandlung, die eine kompakte und nicht-lineare Konfiguration hat, stellt eine optimale Behandlung der Abgase sicher und sorgt für eine lange Betriebsdauer des Katalysators.
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Es ist offensichtlich, dass die vorhergehende Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der Technik bereitstellt. Es ist jedoch denkbar, dass andere Implementierungen der Offenbarung im Detail von den vorhergehenden Beispielen abweichen können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder auf Beispiele davon sollen auf das jeweils an dieser Stelle beschriebene Beispiel Bezug nehmen und sollen keine Begrenzung des allgemeinen Umfangs der Offenbarung implizieren. Jeglicher Ausdruck von Unterscheidung und Herabsetzung in Bezug auf bestimmte Merkmale soll auf keine Bevorzugung dieser Merkmale hinweisen, diese jedoch nicht vollständig vom Umfang der Offenbarung ausschließen, soweit dies nicht anderweitig angegeben ist.
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Die Angabe von Wertebereichen soll, sofern hierin nicht anderweitig angegeben, lediglich als eine Kurzschreibweise für die Bezugnahme auf jeden einzelnen Wert, der in den Bereich fällt, dienen, zudem ist jeder einzelne Wert in die Beschreibung aufgenommen, als ob er einzeln aufgeführt wäre. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern nichts anderes angegeben ist oder der Zusammenhang nicht eindeutig etwas Anderes besagt.
