WO2018108543A1 - Abgasnachbehandlungseinrichtung für einen kraftwagen - Google Patents

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WO2018108543A1
WO2018108543A1 PCT/EP2017/080937 EP2017080937W WO2018108543A1 WO 2018108543 A1 WO2018108543 A1 WO 2018108543A1 EP 2017080937 W EP2017080937 W EP 2017080937W WO 2018108543 A1 WO2018108543 A1 WO 2018108543A1
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WO
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mixing chamber
exhaust gas
inlet
exhaust
flow direction
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PCT/EP2017/080937
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Sinisa KONTIN
Thomas Boldt
Thomas Hermann
Michael Hochholzner
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Daimler Ag
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    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
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    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the invention relates to an exhaust aftertreatment device for a motor vehicle, with an exhaust pipe and a mixing chamber arranged in the exhaust pipe to
  • the reducing agent can be introduced into the mixing chamber by means of a metering device of the exhaust gas aftertreatment device.
  • the mixing chamber has an input-side wall, viewed in a main flow direction of the exhaust gas flow through the exhaust pipe, in which a first inlet for the exhaust gas is formed.
  • the first inlet extends in such a region in one
  • Main flow direction rotating movement is offset.
  • Object of the present invention is therefore, a
  • the mixing chamber serves to mix an exhaust gas stream with a reducing agent for the
  • the reducing agent can be introduced into the mixing chamber by means of a metering device of the exhaust gas aftertreatment device.
  • the mixing chamber Viewed in a main flow direction of the exhaust gas flow through the exhaust pipe, the mixing chamber has an input-side wall.
  • a first inlet for the exhaust gas is formed in the input side wall.
  • the first inlet extends in such a region in a lateral surface region of the input-side wall, that in the mixing chamber entering through the first inlet exhaust gas is displaceable within the mixing chamber in a rotating about the main flow direction movement.
  • the metering device has an outlet device, and a longitudinal axis of the outlet device is inclined counter to the main flow direction of the exhaust gas flow.
  • the first inlet extends in regions in the lateral surface region of the input side wall and is thus oriented transversely to the main flow direction of the exhaust gas flow
  • a tangential inflow of the exhaust gas is achieved in the mixing chamber through the first inlet during operation of the exhaust gas aftertreatment device. This causes the generation of a swirl of the exhaust gas flow within the mixing chamber, that is to say the movement of the exhaust gas rotating within the main flow direction within the mixing chamber.
  • the main flow direction coincides with a
  • Main flow direction of the exhaust stream is achieved that the input side Wall of the mixing chamber is there acted upon by the emerging from the outlet reducing agent, where due to the exhaust gas flow is a particularly large heat input into the mixing chamber. This reduces the susceptibility of the
  • the reducing agent may in particular be a urea-water solution, which is available, for example, under the brand name AdBlue®.
  • wall films of the reducing agent accumulated on an inner side of the input-side wall of the mixing chamber can evaporate or evaporate particularly well. Deposits of components of the reducing agent can therefore be avoided to a great extent, both in the region of the outlet device or nozzle and in a region of the mixing chamber which is remote from the nozzle.
  • Liquid portions of the reducing agent which lead to wetting of areas of the mixing chamber, accordingly evaporate particularly well.
  • Reducing agent acted upon walls of the mixing chamber can be achieved.
  • Reducing agent can be achieved by means of the metering device in the mixing chamber without deposition of chemical derivatives.
  • the aqueous urea solution is used as the reducing agent, ammonia is formed in the hot exhaust gas from the urea.
  • a thorough mixing of the liberated ammonia until the mixture enters an SCR catalyst allows a particularly extensive conversion of the nitrogen oxides in the SCR catalyst with the ammonia.
  • the selective catalytic reduction (SCR) catalyst in a selective catalytic reduction reaction, the nitrogen oxide content in the exhaust gas is reduced by reacting the nitrogen oxides with ammonia to form nitrogen and water.
  • Deposition formation can be achieved even at a particularly high dosing rate and low temperature. This also applies in the case of a per se unfavorable, low ratio of the length based on the diameter.
  • the arrangement of the mixing chamber is suitable for use in series directly after an oxidation catalyst and / or particle filter or directly in front of an SCR catalyst or in front of a particle filter provided with an SCR-active coating.
  • the longitudinal axis of the outlet device or spray axis can be arranged inclined in particular with respect to a cross-sectional plane of the exhaust pipe, in which the mixing chamber is located, by about 15 ° to about 30 °.
  • Outlet device or injector are sprayed against the input side wall, where the droplets can evaporate very quickly.
  • a baffle surface can be provided in a particularly simple manner on the input-side wall, which is designed in particular in the manner of a round shell, when the input-side wall of the mixing chamber is formed by deep drawing of a corresponding metal component.
  • an outer side of the input-side wall is preferred in the
  • Reducing agent takes place. Characterized in that preferably at least the end face of the mixing chamber and at least the predominant region of the lateral surface of the mixing chamber are formed by the input side wall, disturbances or edges can be avoided in a particularly large portion of the mixing chamber. This too is the
  • a length of the first inlet measured in the main flow direction of the exhaust gas flow is greater than a width of the first inlet measured perpendicular to the main flow direction of the exhaust gas flow.
  • the first inlet and the outlet device may be arranged offset in relation to one another in a circumferential direction of the exhaust pipe by about 40 ° to about 60 °.
  • the swirl flow is present within the mixing chamber in the area of the outlet device, that is to say the rotating movement of the exhaust gas within the mixing chamber.
  • the first inlet is arranged in a flow direction of the offset in the rotating movement of the exhaust gas in this case upstream of the outlet.
  • the first inlet may be about 50 ° upstream of the outlet
  • the mixing chamber has a second inlet in the region of the outlet device, via which exhaust gas can be introduced into the mixing chamber.
  • the second occasion is preferably formed as a substantially circular opening through which passes the longitudinal axis of the outlet.
  • a particularly unhindered entry of the exhaust gas via the second inlet into the mixing chamber is achievable if the opening is formed continuously, that is, no edges of the opening interconnecting webs or the like.
  • the Exhaust gas aftertreatment device can by introducing exhaust gas through such an opening a concentric enclosure of the over the outlet in the
  • Mixing chamber einbringbaren reducing agent or spray cone can be achieved. Again, this is particularly advantageous with regard to preventing the formation of deposits of the reducing agent.
  • the mixing chamber seen in a flow direction of the offset in the rotating movement of the exhaust gas seen downstream of the outlet
  • Reducing agent or the spray cone particularly largely shielded from the walls of the mixing chamber and distributed over a large area. This can also be avoided by a deposit formation.
  • second inlet and third inlet in the present case are not to be understood as count words, but they serve to simplify the distinctness of the inlets of each other.
  • the second inlet and / or the third inlet may also be referred to as “further inlet.” This applies, for example, if only the first inlet and the second inlet or only the first inlet and at least one third inlet are provided.
  • a length of the at least one third inlet measured in the main flow direction of the exhaust gas flow is greater than one perpendicular to the one
  • Main flow direction of the exhaust gas flow measured width of the at least one third inlet. Due to this elongate shape of the third inlet, the exhaust gas can flow in a favorable manner in terms of flow into the mixing chamber.
  • the third inlet and the outlet device can be arranged offset in relation to one another in a circumferential direction of the exhaust pipe by about 20 ° to about 40 °.
  • the third inlet may be about 30 degrees after the
  • Outlet device or nozzle may be arranged and extend substantially in the longitudinal direction of the exhaust pipe, ie in the main flow direction of the exhaust gas stream.
  • the at least a third inlet also helps to prevent the formation of deposits.
  • a sum of the flow-through cross sections of the inlets corresponds to about 15% to about 50% of a flow-through cross-section of the exhaust pipe. So can one particularly unhindered and leading to a good mixing of the reducing agent with exhaust gas leading entering the exhaust gas into the mixing chamber can be achieved.
  • an outlet for the exhaust gas is provided in an output-side wall of the mixing chamber.
  • Such an outlet facilitates the formation of vortices in the exhaust pipe and thus the mixing of the reducing agent with the
  • a wall element may be arranged in the exhaust pipe, which has a plurality of
  • Exhaust after-treatment device for a motor vehicle wherein a mixing chamber is arranged in an exhaust pipe; a perspective view of the exhaust pipe with the mixing chamber of FIG. 1, wherein the outside of an input-side wall of the
  • Mixing chamber can be seen; a sectional view of the components shown in Figure 1; the components shown in Figure 1 in a perspective view of an outlet side of the mixing chamber. a further perspective sectional view of the exhaust pipe with the mixing chamber, wherein additionally a spray cone of a introduced into the mixing chamber reducing agent is shown; a side sectional view of the exhaust pipe with the mixing chamber of FIG. 5; individual components of the mixing chamber and a perforated plate arranged downstream of the mixing chamber; a further sectional view of the mixing chamber and the exhaust pipe, in which the mixing chamber is arranged; a further perspective view of the exhaust pipe with the mixing chamber disposed therein; a rear view of the mixing chamber in the exhaust pipe, wherein a flow path of the reducing agent through the mixing chamber
  • FIG. 12 is illustrated; a view of an outlet side of the mixing chamber in the exhaust pipe; the exhaust pipe of Figure 1 in a perspective view, wherein an inside view of an exit plate of the mixing chamber is shown ..; Fig. 13 is the view of FIG. 12, but with the downstream of
  • Outlet plate arranged perforated plate
  • Fig. 14 is a further sectional view of the exhaust pipe with the arranged therein
  • Fig. 15 is a further sectional view of the exhaust pipe and of components of
  • Fig. 16 is a further side view of the arranged in the exhaust pipe
  • Figure 17 shows a possible way of arranging the mixing chamber in an exhaust line of the motor vehicle.
  • FIG. 18 shows ways of arranging the mixing chamber in the case of a substantially horizontal alignment of the exhaust system and the arrangement of a particle filter upstream of the mixing chamber;
  • Fig. 19 further possibilities of the arrangement of the mixing chamber in the
  • Fig. 20 further possibilities of the arrangement of the mixing chamber in the
  • an exhaust pipe 12 is shown in fragmentary form.
  • a mixing chamber 14 is arranged within the exhaust pipe 12.
  • a main flow direction 16 of an exhaust gas flow through the exhaust pipe 12 present during operation of the exhaust gas aftertreatment device 10 is illustrated by arrows in FIG.
  • the main flow direction 16 of the exhaust gas corresponds to an axial direction of the exhaust pipe 12 and thus coincides with a longitudinal axis of the exhaust pipe 12.
  • the flow direction of the exhaust gas deviates from this main flow direction 16. This is because the mixing chamber 14 is oriented transversely to the main flow direction 16.
  • This metering device 20 may be an atomizer, in particular a
  • the metering device 20 comprises an outlet device 22 (cf. FIG. 5) which can be designed, for example, as a nozzle.
  • a longitudinal axis 24 of the outlet device 22 is illustrated. Accordingly, it can be seen that the longitudinal axis 24 is formed inclined. In the present case, the longitudinal axis 24 is inclined counter to the main flow direction 16 of the exhaust gas flow. Consequently, during operation of the exhaust aftertreatment device 10, a reducing agent 26 occurs
  • the input-side wall 28 or the inlet plate (see FIG. 7) of the mixing chamber 14 is preferably produced by deep-drawing a sheet metal material. Accordingly, this input-side wall 28 is rounded and free of corners and edges, so that a particularly low tendency to form
  • the exhaust gas from the exhaust pipe 12 can get into the mixing chamber 14.
  • the first inlet 32 extends from a front side region 34 of the mixing chamber 14, which is formed by the input-side wall 28, into one
  • Lateral surface region 36 of the mixing chamber 14 is in the present case at least predominantly formed by the input-side wall 28 (see FIG. 7).
  • Main flow direction 16 flows through the exhaust pipe 12 and passes to the mixing chamber 14 out. Accordingly, the exhaust gas can pass through the inlet 32 into the mixing chamber 14 such that within the mixing chamber 14, the exhaust gas with a twist
  • Main flow direction 16 offset rotational movement.
  • the cross-sectional area or the inlet cross-section of the first inlet 32 is transverse to
  • High direction 42 of the mixing chamber 14 formed inclined. It is conceivable for the flow-through cross section of the first inlet 32 to be parallel with respect to a vertical direction 42 of the mixing chamber 14.
  • the vertical direction 42 lies in a cross-sectional area of the exhaust pipe 12 and, when the exhaust pipe 12 is in a substantially horizontal orientation, coincides with a vertical axis or vehicle vertical axis of the motor vehicle. Due to the inclination of the exhaust pipe 12 and, when the exhaust pipe 12 is in a substantially horizontal orientation, coincides with a vertical axis or vehicle vertical axis of the motor vehicle. Due to the inclination of the exhaust pipe 12 and, when the exhaust pipe 12 is in a substantially horizontal orientation, coincides with a vertical axis or vehicle vertical axis of the motor vehicle. Due to the inclination of the
  • Inlet cross section of the first inlet 32 with respect to the high direction 42 is an input-side edge 44 of the first inlet 32 of the longitudinal axis or central axis of the exhaust pipe 12 closer than the output-side edge 38 of the first inlet 32nd
  • This inclined orientation of the first inlet 32 is due to the deep drawing of the input side wall 28 during its manufacture. In addition, this leads to the
  • a lowest point 46 of the mixing chamber 14 upstream of an output-side wall or an outlet plate 48 (see FIG. 7) of the mixing chamber 14 is located, of which in Fig. 1, a flange 50 can be seen.
  • the lowest point 46 of the mixing chamber 14 is thus not in the region of an edge or the like of the exit plate 48 and is therefore particularly well flowed around by the exhaust gas.
  • the associated warming also leads to the operation of the
  • Exhaust gas aftertreatment device 10 for a particularly far reduced formation of deposits of the reducing agent 26th
  • the flow of the exhaust gas entering the mixing chamber 14, that is to say the exhaust gas stream is split up several times to different inlets. Due to the arrangement and orientation of the first inlet 32, the twist is transverse to the main direction
  • the first inlet 32 is formed predominantly in the lateral surface or the lateral surface region 36 of the input-side wall 28, but the input-side edge 44 of the first inlet 32 adjoins the end-side region 34 of the input-side wall 28.
  • a further or second inlet 52 is formed in the region of a cover plate 54 (cf. FIG. 7) of the mixing chamber 14, which delimits the mixing chamber 14 on the upper side in the region of the metering device 20.
  • the reducing agent 26 enters the mixing chamber 14 (see FIG. 6).
  • This second inlet 52 is formed as a circular opening through which the longitudinal axis 24 of the outlet device 22 passes. Accordingly, the spray cone of the reducing agent 26 emerging from the outlet device 22 is enveloped concentrically by exhaust gas, which is guided via the second inlet 52 into the mixing chamber.
  • the second inlet 52 is arranged in a swirl direction of the offset in the rotating movement of the exhaust gas seen on the lateral surface of the mixing chamber 14 downstream of the first inlet 32.
  • the mixing chamber 14 has a third inlet 56.
  • This third inlet 56 is partially formed by the input side wall 28 and partially by the cover plate 54 (see FIG. 7).
  • the lid plate 54 includes a first part 58 in which the second inlet 52 is formed and which is formed like a saddle, and a second part 60 (see FIG. 7). These two parts 58, 60, which define the third inlet 56 in regions laterally, with the input side wall 28 and the
  • the input-side wall 28 or the entry plate can be connected to the exit plate 48.
  • the top sheet 54 can then be arranged on the upper side, which comprises the two parts 58, 60.
  • FIG 4 shows the mixing chamber 14 in the exhaust pipe 12 in a perspective view of the perforated plate 62.
  • the perforated plate 62 is not shown, but illustrates an arrow 68, the swirl flow of the exhaust gas through the mixing chamber fourteenth
  • Fig. 6 an angle 70 is illustrated, around which the longitudinal axis 24 of
  • the angle 70 may be, for example, about 20 ° and is preferably in the range of about 15 ° to about 30 ° relative to the cross-sectional area of the exhaust pipe 12, which is oriented perpendicular to the main flow direction 16.
  • inlet side wall 28 is acted upon by the reducing agent 26, which between the end face region 24 and the lateral surface region 36 of
  • the end face region 34 should be understood as meaning, in particular, that region of the mixing chamber 14 which, relative to the main flow direction 16, is substantially vertical or inclined by less than 45 °.
  • the lateral surface area 36 is inclined by more than 45 ° with respect to the main flow direction 16.
  • a baffle surface of the mixing chamber 14 is provided, which is specifically acted upon by the reducing agent 26.
  • the reducing agent 26 ensures the back or backward convection, ie the flow of exhaust gas around the input side wall 28 of the mixing chamber 14, for a particularly high
  • Transition region 72 a particularly low susceptibility to wetting, and an optionally accumulated wall film of the reducing agent 26 can evaporate well.
  • Fig. 6 also illustrates an arrow 74, the entry of the exhaust gas via the third inlet 56 into the mixing chamber 14 and another arrow 76, the leakage of the exhaust gas from the mixing chamber 14. Due to the swirling flow of the exhaust gas within the mixing chamber 14 occur near the walls of the Mixing chamber 14 very high
  • FIG. 7 the round, ie corner-free and edge-free shape of the entry sheet or the input-side wall 28 is particularly evident in FIG. 7.
  • the mixing chamber 14 is provided by a few and simple components in a compact construction. This is accompanied by a cheap production.
  • the cover 18 serves to hold the metering device 20, and it prevents leakage of reducing agent 26 or exhaust gas in the
  • the first inlet 32 is particularly well visible, which serves the swirl generation of the exhaust gas flow within the mixing chamber 14.
  • the second inlet 52 is shown cut in Fig. 8, which is formed in the cover plate 54 and allows the entry of the spray of the reducing agent 26 into the mixing chamber 14. It can also be seen from FIG. 8 that via the third inlet 56, which is formed partly in the inlet-side wall 28 and partly in the cover plate 54, the wall flow, ie the flow along the exhaust gas along the inside of the mixing chamber 14, can be achieved.
  • the third inlet 56 extends to the exit plate 48, of which in Fig. 9, the flange 50 can be seen.
  • the third inlet 56 in the lateral surface region 36 adjoining the front side region 34 the input-side wall 28 is first slightly widened and then slightly narrower again.
  • FIG. 10 another arrow 80 illustrates the long, spirally wound path of the reducing agent 26 and the mixture of the reducing agent 26 and the exhaust gas in the mixing chamber 14 toward the outlet 78, which in the
  • Exit plate 48 is formed.
  • FIG. 12 shows a perspective view of the outlet plate 48 in the main flow direction 16 of the exhaust gas through the exhaust pipe 12, wherein the input-side wall 28 and the cover plate 54 of the mixing chamber 14 are not shown in FIG. 12. Also formed in the exit plate 48 outlet 78 contributes to the turbulence of the exhaust gas and mixing of the exhaust gas with the reducing agent 26 at.
  • FIG. 13 shows the view according to FIG. 12, wherein additionally the perforated plate 62 arranged in the exhaust pipe 12 is shown.
  • the outlet 78 further assists the swirl of the exhaust gas when it leaves the mixing chamber 14.
  • the perforated plate 62 ensures good mixing of the exhaust gas and the reducing agent 26.
  • Fig. 15 shows particularly well how the third inlet 56 is provided in cooperation of the parts 58, 60 of the cover plate 54 with the input side wall 28 of the mixing chamber 14.
  • the shape of the third inlet 56 is particularly well, in particular, that the third inlet 56 initially seen in the main flow direction 16 of the exhaust gas through the exhaust pipe 12 widened and then rejuvenated.
  • the exit plate 48 of the mixing chamber 14 is particularly well, in particular, that the third inlet 56 initially seen in the main flow direction 16 of the exhaust gas through the exhaust pipe 12 widened and then rejuvenated.
  • the exhaust system 84 may include an inlet funnel 86.
  • a diameter of the exhaust system 84 in the region of the inlet funnel 86 can widen from, for example, 130 mm to, for example, 13 inches.
  • an oxidation catalyst 88 At the inlet funnel 86 can in the main flow direction 16, an oxidation catalyst 88, in particular
  • the exhaust system 84 Connect diesel oxidation catalyst.
  • the exhaust system 84 according to the schematic illustration in FIG. 17 has a constant diameter. Downstream of the oxidation catalyst 88, a particulate filter 92, in particular diesel particulate filter is arranged. In this case, the exhaust pipe 12 adjoins the mixing chamber 14 at this. Downstream of the exhaust pipe 12, an SCR catalyst 94 is then arranged in the exhaust system 84. Additionally, an ammonia slip catalyst may be disposed in the exhaust system 84 upstream of the discharge throat 90.
  • the exhaust pipe 12 with the mixing chamber 14 takes only a very small length, for example, a length of only 10 inches.
  • the dimensions deviate from those mentioned here.
  • the exhaust system 84 described by way of example with reference to FIG.
  • FIG. 18 shows a top view of a first arrangement in which, according to FIG. 17, the oxidation catalytic converter 88, the particle filter 92, the exhaust gas pipe 12 with the mixing chamber 14 and the SCR catalytic converter 94 directly adjoin one another.
  • Exhaust pipe can be arranged with a certain diameter.
  • a separate pipe section 96 is arranged between the exhaust pipe 12 and the SCR catalytic converter 94 or the combination of the SCR catalytic converter 94 with the ammonia slip catalytic converter.
  • SCRF SCR on filter, particulate filter with SCR coating.
  • the oxidation catalyst 88, the exhaust pipe 12 with the mixing chamber 14, the coated particulate filter 98 and the SCR catalyst 94 and the combination of the SCR catalyst 94 with the ammonia slip catalyst are in a common Housing or a common exhaust pipe arranged.
  • the separate pipe piece 96 is provided in the middle illustration in FIG. 19 between the exhaust pipe 12 with the mixing chamber 14 and the coated particle filter 98.
  • the separate pipe section 96 is provided between the oxidation catalytic converter 88 and the exhaust gas pipe 12 with the mixing chamber 14.
  • Fig. 20 shows further arrangements in which the exhaust system 84 is oriented substantially vertically. Accordingly, the main flow direction 16 does not coincide substantially with the vehicle longitudinal direction or vehicle transverse direction, as in FIGS. 18 and 19, but with the vehicle vertical direction
  • the mixing chamber 14 is arranged between the particle filter 92 and the SCR catalytic converter 94 and in a common housing or a common exhaust pipe with the exhaust pipe 12 as a part thereof.
  • the longitudinal axis 24 of the outlet 22 is also inclined counter to the main flow direction 16. However, then runs in the car, the vertical axis or high 42 of the mixing chamber 14 (see FIG. 1) in

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einem Abgasrohr (12) und einer in dem Abgasrohr (12) angeordneten Mischkammer (14) zum Vermischen eines Abgasstroms mit einem Reduktionsmittel für die Abgasnachbehandlung, welches mittels einer Dosiereinrichtung (20) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) in die Mischkammer (14) einbringbar ist. Die Mischkammer (14) weist eine in eine Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms durch das Abgasrohr (12) gesehen eingangsseitige Wandung (28) auf, in welcher ein erster Einlass (32) für das Abgas ausgebildet ist. Der erste Einlass (32) erstreckt sich derart bereichsweise in einen Mantelflächenbereich (36) der eingangsseitigen Wandung (28), dass durch den ersten Einlass (32) hindurch in die Mischkammer (14) eintretendes Abgas innerhalb der Mischkammer (14) in eine um Hauptströmungsrichtung (16) rotierende Bewegung versetzbar ist. Die Dosiereinrichtung (20) weist eine Auslasseinrichtung auf, wobei eine Längsachse (24) der Auslasseinrichtung entgegen der Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms geneigt ist.

Description

Daimler AG
Abgasnachbehandlungseinrichtung für einen Kraftwagen
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für einen Kraftwagen, mit einem Abgasrohr und einer in dem Abgasrohr angeordneten Mischkammer zum
Vermischen eines Abgasstroms mit einem Reduktionsmittel für die
Abgasnachbehandlung. Das Reduktionsmittel ist mittels einer Dosiereinrichtung der Abgasnachbehandlungseinrichtung in die Mischkammer einbringbar. Die Mischkammer weist eine in eine Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms durch das Abgasrohr gesehen eingangsseitige Wandung auf, in welcher ein erster Einlass für das Abgas ausgebildet ist. Der erste Einlass erstreckt sich derart bereichsweise in einen
Mantelflächenbereich der eingangsseitigen Wandung, dass durch den ersten Einlass in die Mischkammer eintretendes Abgas innerhalb der Mischkammer in eine um die
Hauptströmungsrichtung rotierende Bewegung versetzbar ist.
Ein derartiges Beaufschlagen des Abgasstroms mit einem Drall am Eintritt in einen Kanal ist in der US 2014/0044603 A1 beschrieben. In dem Kanal bewirken ein erstes, nach Art eines Wehrs mit einer Öffnung ausgebildetes Bauteil und ein zweites, mit dem ersten Bauteil verbundenes Bauteil eine spiralförmige Bewegung des Abgasstroms durch den Kanal. Das erste Bauteil ist hierbei quer zur Längsachse des Kanals orientiert.
Als nachteilig ist bei dieser Abgasnachbehandlungseinrichtung der Umstand anzusehen, dass es hierbei zur Bildung von Ablagerungen von Komponenten des Reduktionsmittels kommen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Abgasnachbehandlungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine Bildung von Ablagerungen von Komponenten des Reduktionsmittels besonders weit gehend vermeidbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Abgasnachbehandlungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung für einen Kraftwagen umfasst ein Abgasrohr und eine in dem Abgasrohr angeordnete Mischkammer. Die Mischkammer dient dem Vermischen eines Abgasstroms mit einem Reduktionsmittel für die
Abgasnachbehandlung. Das Reduktionsmittel kann mittels einer Dosiereinrichtung der Abgasnachbehandlungseinrichtung in die Mischkammer eingebracht werden. In eine Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms durch das Abgasrohr gesehen weist die Mischkammer eine eingangsseitige Wandung auf. In der eingangsseitigen Wandung ist ein erster Einlass für das Abgas ausgebildet. Der erste Einlass erstreckt sich derart bereichsweise in einen Mantelflächenbereich der eingangsseitigen Wandung, dass durch den ersten Einlass hindurch in die Mischkammer eintretendes Abgas innerhalb der Mischkammer in eine um die Hauptströmungsrichtung rotierende Bewegung versetzbar ist. Hierbei weist die Dosiereinrichtung eine Auslasseinrichtung auf, und eine Längsachse der Auslasseinrichtung ist entgegen der Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms geneigt.
Dadurch, dass sich der erste Einlass bereichsweise in den Mantelflächenbereich der eingangsseitigen Wandung erstreckt und somit quer zur Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms orientiert ist, wird im Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung ein tangentiales Einströmen des Abgases in die Mischkammer durch den ersten Einlass hindurch erreicht. Dies bewirkt die Erzeugung eines Dralls des Abgasstroms innerhalb der Mischkammer, also die um die Hauptströmungsrichtung rotierende Bewegung des Abgases innerhalb der Mischkammer. Die Hauptströmungsrichtung fällt mit einer
Axialrichtung oder Längsrichtung des Abgasrohrs zusammen. Aufgrund dieser
Drallströmung des Abgases innerhalb der Mischkammer beziehungsweise aufgrund der Verdrallung des in die Mischkammer eintretenden Abgases wird auch bei einem geringen Verhältnis der Länge bezogen auf den Durchmesser des Abgasrohrs, in welchem sich die Mischkammer befindet, eine besonders lange Mischstrecke erreicht. Auch bei einem kurzen Abgasrohr lässt sich so eine sehr intensive Durchmischung des Abgases mit dem Reduktionsmittel sicherstellen.
Aufgrund der Neigung der Längsachse der Auslasseinrichtung entgegen der
Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms wird erreicht, dass die eingangsseitige Wandung der Mischkammer dort mit dem aus der Auslasseinrichtung austretenden Reduktionsmittel beaufschlagt wird, wo aufgrund des Abgasstroms ein besonders großer Wärmeeintrag in die Mischkammer vorliegt. Dadurch sinkt eine Anfälligkeit der
Mischkammer für eine Benetzung mit dem Reduktionsmittel. Bei dem Reduktionsmittel kann es sich insbesondere um eine Harnstoff-Wasser-Lösung handeln, welche beispielsweise unter dem Markennamen AdBlue® erhältlich ist.
Auch können gegebenenfalls an einer Innenseite der eingangsseitigen Wandung der Mischkammer akkumulierte Wandfilme des Reduktionsmittels besonders gut verdampfen beziehungsweise verdunsten. Es können also sowohl im Bereich der Auslasseinrichtung oder Düse als auch in einem düsenfernen Bereich der Mischkammer Ablagerungen von Komponenten des Reduktionsmittels besonders weit gehend vermieden werden.
Flüssiganteile des Reduktionsmittels, welche zu einem Benetzen von Bereichen der Mischkammer führen, verdunsten dementsprechend besonders gut.
Es kann so eine besonders geringe und homogene Flächenlast der mit dem
Reduktionsmittel beaufschlagten Wandungen der Mischkammer erreicht werden. Mit anderen Worten liegt also bei einem Auftreten einer Benetzung der Wandungen der Mischkammer eine Belastung mit einer besonders geringen Menge an Reduktionsmittel pro Flächeneinheit der Wandungen vor. Dies führt einerseits zu einer besonders geringen Auskühlung der Mischkammer und andererseits zu einer besonders guten Verdunstung der in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eingebrachten Menge an Reduktionsmittel. Es können so des Weiteren besonders hohe Dosierraten beim Einbringen des
Reduktionsmittels mittels der Dosiereinrichtung in die Mischkammer ohne Ablagerung chemischer Folgeprodukte erreicht werden.
Wenn als Reduktionsmittel die wässrige Harnstofflösung zum Einsatz kommt, so bildet sich im heißen Abgas aus dem Harnstoff Ammoniak. Eine gute Durchmischung des freigesetzten Ammoniaks bis zum Eintreten des Gemisches in einen SCR-Katalysator ermöglicht eine besonders weit gehende Umsetzung der Stickoxide im SCR-Katalysator mit dem Ammoniak. Im SCR-Katalysator (SCR = selective catalytic reduction, selektive katalytische Reduktion) wird in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion der Stickoxidgehalt im Abgas durch das Umsetzen der Stickoxide mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser verringert.
Es kann also eine Harnstoffaufbereitung in einer Flut mit den Katalysatoren
beziehungsweise mit dem Katalysator oder Substratträger ohne eine Bildung von Ablagerungen beziehungsweise mit besonders weit gehender Reduzierung der
Ablagerungsbildung auch bei besonders hoher Dosierrate und geringer Temperatur erreicht werden. Dies gilt auch im Falle eines an sich ungünstigen, geringen Verhältnisses der Länge bezogen auf den Durchmesser. Die Anordnung der Mischkammer ist für den Einsatz in Reihe direkt nach einem Oxidationskatalysator und/oder Partikelfilter beziehungsweise unmittelbar vor einem SCR Katalysator beziehungsweise vor einem mit einer SCR-aktiven Beschichtung versehenen Partikelfilter geeignet.
Die Längsachse der Auslasseinrichtung oder Sprayachse kann insbesondere bezogen auf eine Querschnittsebene des Abgasrohrs, in welchem sich die Mischkammer befindet, um etwa 15° bis etwa 30° geneigt angeordnet sein. Durch derartige Neigungswinkel der Auslasseinrichtung oder Düse gegenüber einer Hochachse der Mischkammer ist erreichbar, dass die Reduktionsmitteltröpfchen vergleichsweise nahe der
Auslasseinrichtung beziehungsweise Einspritzdüse gegen die eingangsseitige Wandung gespritzt werden, wo die Tröpfchen besonders schnell verdampfen können.
Vorzugsweise ist mittels der Auslasseinrichtung eine Innenseite eines gekrümmt ausgebildeten Übergangsbereichs zwischen einem Stirnseitenbereich und dem
Mantelflächenbereich der eingangsseitigen Wandung mit dem Reduktionsmittel beaufschlagbar. Durch eine solche rundliche, also ecken- und kantenfreie Ausbildung der eingangsseitigen Wandung kann besonders weit gehend verhindert werden, dass Tröpfchen des Reduktionsmittels an Ecken oder Kanten hängen bleiben und sich als flüssiger Wandfilm ansammeln. Auch dies bringt eine besonders geringe Neigung zur Ausbildung von Ablagerungen mit sich. Besonders einfach lässt sich eine Prallfläche an der insbesondere nach Art einer runden Schale ausgebildeten eingangsseitige Wandung bereitstellen, wenn die eingangsseitige Wandung der Mischkammer durch Tiefziehen eines entsprechenden Metallbauteils geformt ist.
Bevorzugt ist hierbei eine Außenseite der eingangsseitigen Wandung in dem
Übergangsbereich mit Abgas beaufschlagbar. Dieses Abgas, welches anschließend über den ersten Einlass in die Mischkammer gelangt, sorgt für eine besonders gute
Erwärmung beziehungsweise ein Warmhalten der Mischkammer in dem Bereich, in welchem die Beaufschlagung der eingangsseitigen Wandung mit dem Reduktionsmittel im Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung stattfindet. Diese rückseitige
Konvektion von Abgas im Bereich der Mischkammer sorgt für einen besonders großen Wärmeeintrag in die Mischkammer dort, wo die Beaufschlagung mit dem
Reduktionsmittel stattfindet. Dadurch, dass bevorzugt zumindest die Stirnseite der Mischkammer und zumindest der überwiegende Bereich der Mantelfläche der Mischkammer durch die eingangsseitige Wandung gebildet werden, lassen sich in einem besonders großen Teilbereich der Mischkammer Störungen beziehungsweise Kanten vermeiden. Auch dies ist dem
Verhindern einer Bildung von Ablagerungen zuträglich.
Als weiter vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn eine in die Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms gemessene Länge des ersten Einlasses größer ist als eine senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms gemessene Breite des ersten Einlasses.
Durch eine derartige, langgezogene Geometrie des ersten Einlasses lässt sich ein strömungstechnisch günstiges Eintreten des Abgases in die Mischkammer und damit einhergehend die Erzeugung des Dralls quer zur Hauptrichtung oder
Hauptströmungsrichtung des Abgases im Bereich der Mischkammer erreichen.
Zusätzlich oder alternativ können der erste Einlass und die Auslasseinrichtung in eine Umfangsrichtung des Abgasrohrs gesehen um etwa 40° bis etwa 60° zueinander versetzt angeordnet sein. So kann besonders einfach sichergestellt werden, dass innerhalb der Mischkammer im Bereich der Auslasseinrichtung die Drallströmung vorliegt, also die rotierende Bewegung des Abgases innerhalb der Mischkammer.
Bevorzugt ist der erste Einlass in eine Strömungsrichtung des in die rotierende Bewegung versetzten Abgases gesehen hierbei stromaufwärts der Auslasseinrichtung angeordnet. Beispielsweise kann der erste Einlass etwa 50° vor der Auslasseinrichtung
beziehungsweise Einspritzdüse angeordnet sein. So lässt sich einerseits erreichen, dass der durch das Abgasrohr in die Hauptströmungsrichtung strömende Abgasstrom besonders einfach über den ersten Einlass in die Mischkammer eintreten kann. Dennoch ist dann im Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Bereich der
Auslasseinrichtung das Abgas bereits in die rotierende Bewegung versetzt.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Mischkammer im Bereich der Auslasseinrichtung einen zweiten Einlass aufweist, über welchen Abgas in die Mischkammer einbringbar ist. Der zweite Anlass ist bevorzugt als im Wesentlichen kreisförmige Öffnung ausgebildet, durch welche die Längsachse der Auslasseinrichtung hindurchtritt. Ein besonders ungehindertes Eintreten des Abgases über den zweiten Einlass in die Mischkammer ist erreichbar, wenn die Öffnung durchgängig ausgebildet ist, also keine Ränder der Öffnung miteinander verbindende Stege oder dergleichen aufweist. Im Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung kann durch Einbringen von Abgas über eine derartige Öffnung eine konzentrische Umhüllung des über die Auslasseinrichtung in die
Mischkammer einbringbaren Reduktionsmittels beziehungsweise Sprühkegels erreicht werden. Auch dies ist im Hinblick auf das Verhindern der Ausbildung von Ablagerungen des Reduktionsmittels besonders vorteilhaft.
Vorzugsweise weist die Mischkammer in eine Strömungsrichtung des in die rotierende Bewegung versetzten Abgases gesehen stromabwärts der Auslasseinrichtung
wenigstens einen dritten Einlass auf, über welchen Abgas in die Mischkammer einbringbar ist. Durch einen oder mehrere solcher dritten Einlässe wird das
Reduktionsmittel beziehungsweise der Sprühkegel besonders weit gehend von den Wandungen der Mischkammer abgeschirmt und großflächig verteilt. Auch dadurch lässt sich eine Ablagerungsbildung vermeiden.
Die Begriffe„zweiter Einlass" beziehungsweise„dritter Einlass" sind vorliegend nicht als Zählworte zu verstehen, sondern sie dienen der einfacheren Unterscheidbarkeit der Einlässe voneinander. Insofern können der zweite Einlass und/oder der dritte Einlass auch als„weiterer Einlass" bezeichnet werden. Dies gilt etwa für den Fall, wenn lediglich der erste Einlass und der zweite Einlass oder lediglich der erste Einlass und wenigstens ein dritter Einlass vorgesehen sind.
Vorzugsweise ist eine in die Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms gemessene Länge des wenigstens einen dritten Einlasses größer als eine senkrecht zu der
Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms gemessene Breite des wenigstens einen dritten Einlasses. Aufgrund dieser langgezogenen Form des dritten Einlasses kann das Abgas auf strömungstechnisch günstige Art und Weise in die Mischkammer gelangen.
Zusätzlich oder alternativ können der dritte Einlass und die Auslasseinrichtung in eine Umfangsrichtung des Abgasrohrs gesehen um etwa 20° bis etwa 40° zueinander versetzt angeordnet sein. Beispielsweise kann der dritte Einlass etwa 30° nach der
Auslasseinrichtung beziehungsweise Düse angeordnet sein und sich im Wesentlichen in die Längsrichtung des Abgasrohrs, also in die Hauptströmungsrichtung des Abgasstroms erstrecken. So trägt auch der wenigstens eine dritte Einlass dazu bei, die Bildung von Ablagerungen zu vermeiden.
Bevorzugt entspricht eine Summe der durchströmbaren Querschnitte der Einlässe etwa 15 % bis etwa 50 % eines durchströmbaren Querschnitts des Abgasrohrs. So kann ein besonders ungehindertes und zu einer guten Vermischung des Reduktionsmittels mit Abgasstrom führendes Eintreten des Abgases in die Mischkammer erreicht werden.
Vorzugsweise ist in einer ausgangsseitigen Wandung der Mischkammer ein Auslass für das Abgas vorgesehen. Ein solcher Auslass unterstützt die Ausbildung von Wirbeln in dem Abgasrohr und somit die Durchmischung des Reduktionsmittels mit dem
Abgasstrom. Anordnung Form und Orientierung der Auslassöffnung unterstützen die Drallströmung in der Mischkammer.
Des Weiteren kann stromabwärts der ausgangsseitigen Wandung der Mischkammer ein Wandelement in dem Abgasrohr angeordnet sein, welches eine Mehrzahl von
Durchtrittsöffnungen aufweist und welches umfangsseitig an einer Innenseite des Abgasrohrs anliegt. Auch ein solches, nach Art eines Lochblechs ausgebildetes Wandelement ist der intensiven Vermischung des Reduktionsmittels mit dem Abgas zuträglich.
Für eine solche Durchmischung ist es weiterhin förderlich, wenn zwischen der
Mischkammer und dem Wandelement ein Zwischenraum ausgebildet ist.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Fig.enbeschreibung genannten und/oder in den Fig.en alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in
Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Fig.en nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte
Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und
Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: in einer Seitenansicht Komponenten einer
Abgasnachbehandlungseinrichtung für einen Kraftwagen, wobei eine Mischkammer in einem Abgasrohr angeordnet ist; eine Perspektivansicht des Abgasrohrs mit der Mischkammer gemäß Fig. 1 , wobei die Außenseite einer eingangsseitigen Wandung der
Mischkammer zu sehen ist; eine Schnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Komponenten; die in Fig. 1 gezeigten Komponenten in einer Perspektivenansicht auf eine Auslassseite der Mischkammer; eine weitere, perspektivische Schnittansicht des Abgasrohrs mit der Mischkammer, wobei zusätzlich ein Sprühkegel eines in die Mischkammer eingebrachten Reduktionsmittels gezeigt ist; eine seitliche Schnittansicht des Abgasrohrs mit der Mischkammer gemäß Fig. 5; einzelne Komponenten der Mischkammer sowie ein stromabwärts der Mischkammer angeordnetes Lochblech; eine weitere Schnittansicht der Mischkammer und des Abgasrohrs, in welchem die Mischkammer angeordnet ist; eine weitere Perspektivansicht des Abgasrohrs mit der darin angeordneten Mischkammer; eine rückwärtige Ansicht der Mischkammer in dem Abgasrohr, wobei ein Strömungsweg des Reduktionsmittels durch die Mischkammer
veranschaulicht ist; eine Ansicht auf eine Auslassseite der Mischkammer in dem Abgasrohr; das Abgasrohr gemäß Fig. 1 in einer Perspektivansicht, wobei eine Ansicht von innen auf ein Austrittsblech der Mischkammer gezeigt ist; Fig. 13 die Ansicht gemäß Fig. 12, jedoch mit dem stromabwärts des
Austrittsblechs angeordneten Lochblech;
Fig. 14 eine weitere Schnittansicht des Abgasrohrs mit der darin angeordneten
Mischkammer;
Fig. 15 eine weitere Schnittansicht des Abgasrohrs sowie von Komponenten der
Mischkammer;
Fig. 16 eine weitere Seitenansicht der in dem Abgasrohr angeordneten
Mischkammer;
Fig. 17 eine mögliche Art der Anordnung der Mischkammer in einem Abgasstrang des Kraftwagens;
Fig. 18 Möglichkeiten der Anordnung der Mischkammer bei im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung der Abgasanlage und der Anordnung eines Partikelfilters stromaufwärts der Mischkammer;
Fig. 19 weitere Möglichkeiten der Anordnung der Mischkammer in der
Abgasanlage bei im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung derselben und bei Anordnung der Mischkammer stromaufwärts eines SCR-beschichteten Partikelfilters; und
Fig. 20 weitere Möglichkeiten der Anordnung der Mischkammer in der
Abgasanlage, wenn diese im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.
Von einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 für einen Kraftwagen, bei welchem es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug handeln kann, ist in Fig. 1 ein Abgasrohr 12 ausschnittsweise gezeigt. Innerhalb des Abgasrohrs 12 ist eine Mischkammer 14 angeordnet. Eine im Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 vorliegende Hauptströmungsrichtung 16 eines Abgasstroms durch das Abgasrohr 12 ist in Fig. 1 durch Pfeile veranschaulicht. Die Hauptströmungsrichtung 16 des Abgases entspricht einer axialen Richtung des Abgasrohrs 12 und fällt also mit einer Längsachse des Abgasrohrs 12 zusammen. Im Bereich der Mischkammer 14 weicht jedoch die Strömungsrichtung des Abgases von dieser Hauptströmungsrichtung 16 ab. Dies liegt daran, dass die Mischkammer 14 quer zur Hauptströmungsrichtung 16 orientiert ist. An einen Abdeckteil 18, welches mit dem Abgasrohr 12 verbunden ist, ist eine Dosiereinrichtung 20 angeordnet. Bei dieser Dosiereinrichtung 20 kann es sich um einen Zerstäuber, insbesondere um einen
Druckzerstäuber behandeln. Die Dosiereinrichtung 20 umfasst eine Auslasseinrichtung 22 (vergleiche Fig. 5) welche beispielsweise als Düse ausgebildet sein kann. In Fig. 1 ist eine Längsachse 24 der Auslasseinrichtung 22 veranschaulicht. Dementsprechend ist ersichtlich, dass die Längsachse 24 geneigt ausgebildet ist. Die Längsachse 24 ist vorliegend entgegen der Hauptströmungsrichtung 16 des Abgasstroms geneigt. Folglich tritt im Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 ein Reduktionsmittel 26
(vergleiche Fig. 5) etwa in Form einer wässrigen Harnstofflösung nicht senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung 16 aus der Dosiereinrichtung 20 aus. Vielmehr wird eine eingangsseitige Wandung 28 der Mischkammer 14 mit dem Reduktionsmittel 26 beaufschlagt (vergleiche Fig. 6), welches mittels der Dosiereinrichtung 20 in die
Mischkammer 14 eingebracht wird.
Durch das Einspritzen des Reduktionsmittels 26 in die Mischkammer 14 entgegen der Hauptströmungsrichtung 16 des Abgasstroms wird ein Bereich der eingangsseitigen Wandung 28 der Mischkammer 14 gezielt mit dem Reduktionsmittel 26 beaufschlagt, welcher besonders gut von dem auf die Mischkammer 14 auftreffenden Abgas umströmt ist. Dies führt zu einer sehr weit gehenden Verdunstung eines sich gegebenenfalls an einer Innenseite 30 (vergleiche Fig. 6) der eingangsseitigen Wandung 28 ansammelnden Wandfilms des Reduktionsmittels 26.
Die eingangsseitige Wandung 28 beziehungsweise das Eintrittsblech (vergleiche Fig. 7) der Mischkammer 14 ist bevorzugt durch Tiefziehen eines Blechmaterials hergestellt. Entsprechend ist diese eingangsseitige Wandung 28 rundlich ausgebildet und frei von Ecken und Kanten, sodass eine besonders geringe Neigung zur Bildung von
Ablagerungen des Reduktionsmittels 26 gegeben ist.
Über einen ersten Einlass 32, welcher in der eingangsseitigen Wandung 28 ausgebildet ist, kann das Abgas aus dem Abgasrohr 12 in die Mischkammer 14 gelangen. Hierbei erstreckt sich der erste Einlass 32 von einem Stirnseitenbereich 34 der Mischkammer 14, welcher durch die eingangsseitige Wandung 28 gebildet ist, bis in einen
Mantelflächenbereich 36 der Mischkammer 14. Der Mantelflächenbereich 36 der Mischkammer 14 ist vorliegend zumindest überwiegend durch die eingangsseitige Wandung 28 gebildet (vergleiche Fig. 7).
Auf der Höhe eines stromabwärtigen Rands 38 des ersten Einlasses 32 weist die
Mischkammer 14 im Mantelflächenbereich 36 einen Rücksprung 40 auf. Auf diesen, nach Art einer Stufe ausgebildeten Rücksprung 40 trifft das Abgas auf, welches in die
Hauptströmungsrichtung 16 durch das Abgasrohr 12 strömt und zur Mischkammer 14 hin gelangt. Entsprechend kann das Abgas über den Einlass 32 derart in die Mischkammer 14 gelangen, dass innerhalb der Mischkammer 14 das Abgas mit einem Drall
beaufschlagt wird. Es wird also das Abgas in der Mischkammer 14 in eine um die
Hauptströmungsrichtung 16 rotierende Bewegung versetzt. Die Querschnittsfläche beziehungsweise der Eintrittsquerschnitt des ersten Einlasses 32 ist quer zur
Hauptströmungsrichtung 16 des Abgases ausgerichtet. Zudem ist der Eintrittsquerschnitt, also der durchströmbare Querschnitt des ersten Einlasses 32 bezogen auf eine
Hochrichtung 42 der Mischkammer 14 geneigt ausgebildet. Es ist denkbar, dass der durchströmbare Querschnitt des ersten Einlasses 32 bezogen auf eine Hochrichtung 42 der Mischkammer 14 parallel ausgebildet ist.
Die Hochrichtung 42 liegt in einer Querschnittsfläche des Abgasrohrs 12 und fällt bei im Wesentlichen horizontaler Orientierung des Abgasrohrs 12 mit einer Hochachse oder Fahrzeughochachse des Kraftwagens zusammen. Aufgrund der Neigung des
Eintrittsquerschnitts des ersten Einlasses 32 bezogen auf die Hochrichtung 42 ist ein eingangsseitiger Rand 44 des ersten Einlasses 32 der Längsachse oder Mittelachse des Abgasrohrs 12 näher als der ausgangsseitige Rand 38 des ersten Einlasses 32.
Diese geneigte Ausrichtung des ersten Einlasses 32 ist durch das Tiefziehen der eingangsseitigen Wandung 28 bei deren Herstellung bedingt. Zudem führt diese
Herstellung dazu, dass sich ein tiefster Punkt 46 der Mischkammer 14 stromaufwärts einer ausgangsseitigen Wandung beziehungsweise eines Austrittsblechs 48 (vergleiche Fig. 7) der Mischkammer 14 befindet, von welchem in Fig. 1 ein Flansch 50 zu sehen ist. Der tiefste Punkt 46 der Mischkammer 14 liegt also nicht im Bereich einer Kante oder dergleichen des Austrittsblechs 48 und ist mithin besonders gut von dem Abgas umströmt. Die damit einhergehende Erwärmung führt ebenfalls im Betrieb der
Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 zu einer besonders weit reduzierten Ausbildung von Ablagerungen des Reduktionsmittels 26. Vorliegend wird die in die Mischkammer 14 eintretende Strömung des Abgases, also der Abgasstrom, mehrfach auf unterschiedliche Einlasse aufgeteilt. Durch die Anordnung und Ausrichtung des ersten Einlasses 32 wird der Drall quer zur Hauptrichtung
beziehungsweise der Hauptströmungsrichtung 16 erzeugt. Der erste Einlass 32 ist vorwiegend in der Mantelfläche beziehungsweise dem Mantelflächenbereich 36 der eingangsseitigen Wandung 28 ausgebildet, jedoch grenzt der eingangsseitige Rand 44 des ersten Einlasses 32 an den Stirnseitenbereich 34 der eingangsseitigen Wandung 28 an.
Ein weiterer oder zweiter Einlass 52 ist im Bereich eines Deckelblechs 54 (vergleiche Fig. 7) der Mischkammer 14 ausgebildet, welches im Bereich der Dosiereinrichtung 20 die Mischkammer 14 oberseitig begrenzt. Über den Einlass 52 in dem Deckelblech 54 gelangt das Reduktionsmittel 26 in die Mischkammer 14 (vergleiche Fig. 6). Dieser zweite Einlass 52 ist als kreisförmige Öffnung ausgebildet, durch welche die Längsachse 24 der Auslasseinrichtung 22 hindurchtritt. Entsprechend wird der aus der Auslasseinrichtung 22 austretende Sprühkegel des Reduktionsmittels 26 konzentrisch von Abgas umhüllt, welches über den zweiten Einlass 52 in die Mischkammer geführt wird. Der zweite Einlass 52 ist in eine Drallrichtung des in die rotierende Bewegung versetzten Abgases gesehen auf der Mantelfläche der Mischkammer 14 stromabwärts des ersten Einlasses 32 angeordnet.
Etwa aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Mischkammer 14 einen dritten Einlass 56 aufweist. Dieser dritte Einlass 56 ist teilweise durch die eingangsseitige Wandung 28 und teilweise durch das Deckelblech 54 gebildet (vergleiche Fig. 7). Das Deckelblech 54 umfasst nämlich ein erstes Teil 58, in welchem der zweite Einlass 52 ausgebildet ist und welches nach Art eines Sattels ausgebildet ist, und ein zweites Teil 60 (vergleiche Fig. 7). Diese beiden Teile 58, 60, welche den dritten Einlass 56 bereichsweise seitlich begrenzen, sind mit der eingangsseitigen Wandung 28 beziehungsweise dem
Eintrittsblech einerseits und dem Austrittsblech 48 andererseits verbunden,
beispielsweise durch Punktschweißen. Hierbei kann zunächst die eingangsseitige Wandung 28 beziehungsweise das Eintrittsblech mit dem Austrittsblech 48 verbunden werden. Auf diesem Verbund kann dann oberseitig das Deckelblech 54 angeordnet werden, welches die beiden Teile 58, 60 umfasst.
Mittels des Abgases, welches über den dritten Einlass 56 in die Mischkammer 14 eintritt, wird der Sprühkegel des Reduktionsmittels 26 innerhalb der Mischkammer 14 von den Wänden derselben abgeschirmt und sehr großflächig verteilt. Aus Fig. 3 ist die geneigte Ausrichtung der Längsachse 24 der Auslasseinrichtung 22 bezogen auf die Hauptströmungsrichtung 16 gut ersichtlich. Des Weiteren ist in Fig. 3 erkennbar, dass zwischen einem düsenförmigen Ende der Auslasseinrichtung 22 und dem Einlass 52 ein Abstand vorgesehen ist. Stromabwärts der Mischkammer 14 ist in dem Abgasrohr 12 vorliegend ein Wandelement in Form eines Lochblechs 62
angeordnet, welches eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 64 aufweist. Im Bereich eines Flansches 66 des Lochblechs 62 ist das Lochblech 62 mit einer Innenseite des
Abgasrohrs 12 verbunden.
Fig. 4 zeigt die Mischkammer 14 in dem Abgasrohr 12 in einer Perspektivansicht auf das Lochblech 62.
In Fig. 5 ist das Lochblech 62 nicht dargestellt, jedoch veranschaulicht ein Pfeil 68 die Drallströmung des Abgases durch die Mischkammer 14.
In Fig. 6 ist ein Winkel 70 veranschaulicht, um welchen die Längsachse 24 der
Auslasseinrichtung 22 bezogen auf die Hochrichtung 42 der Mischkammer 14
beziehungsweise bezogen auf die Querschnittsfläche des Abgasrohrs 12 geneigt ist. Der Winkel 70 kann beispielsweise etwa 20° betragen und liegt bevorzugt im Bereich von etwa 15° bis etwa 30° bezogen auf die Querschnittsfläche des Abgasrohrs 12, welche senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung 16 ausgerichtet ist.
Aus Fig. 6 ist des Weiteren ersichtlich, dass im Betrieb der
Abgasnachbehandlungseinrichtung 10 mittels der Auslasseinrichtung 22 insbesondere die Innenseite 30 eines gekrümmt ausgebildeten Übergangsbereichs 72 der
einlassseitigen Wandung 28 mit dem Reduktionsmittel 26 beaufschlagt wird, welcher zwischen dem Stirnseitenbereich 24 und dem Mantelflächenbereich 36 der
einlassseitigen Wandung 28 ausgebildet ist. Unter dem Stirnseitenbereich 34 soll vorliegend insbesondere derjenige Bereich der Mischkammer 14 verstanden werden, welcher bezogen auf die Hauptströmungsrichtung 16 im Wesentlichen senkrecht ausgebildet ist beziehungsweise um weniger als 45° geneigt ist. Demgegenüber ist der Mantelflächenbereich 36 bezogen auf die Hauptströmungsrichtung 16 um bevorzugt mehr als 45° geneigt.
Im Übergangsbereichs 72 ist eine Prallfläche der Mischkammer 14 bereitgestellt, welche gezielt mit dem Reduktionsmittel 26 beaufschlagt wird. Hier sorgt jedoch die rückseitige beziehungsweise rückwärtige Konvektion, also das Herumströmen von Abgas um die eingangsseitige Wandung 28 der Mischkammer 14, für einen besonders hohen
Wärmeeintrag in die Mischkammer 14. Dementsprechend liegt in diesem
Übergangsbereich 72 eine besonders geringe Anfälligkeit für eine Benetzung vor, und ein gegebenenfalls akkumulierter Wandfilm des Reduktionsmittels 26 kann gut verdunsten.
In Fig. 6 veranschaulicht zudem ein Pfeil 74 das Eintreten des Abgases über den dritten Einlass 56 in die Mischkammer 14 und ein weiterer Pfeil 76 das Austreten des Abgases aus der Mischkammer 14. Aufgrund der Drallströmung des Abgases innerhalb der Mischkammer 14 treten nahe der Wände der Mischkammer 14 sehr hohe
Strömungsgeschwindigkeiten des Abgases auf. Des Weiteren sorgt der Drall
beziehungsweise Wirbel beim Durchströmen der Mischkammer 14 für einen besonders langen Strömungsweg hin zu einem Auslass 78 der Mischkammer 14, welcher in dem Austrittsblech 48 ausgebildet ist (vergleiche Fig. 7).
Aus Fig. 7 geht des Weiteren die rundliche, also eckenfreie und kantenfreie Form des Eintrittsblechs beziehungsweise der eingangsseitigen Wandung 28 besonders gut hervor. Zudem ist aus Fig. 7 ersichtlich, dass die Mischkammer 14 bei einem kompakten Aufbau durch wenige und einfache Bauteile bereitgestellt wird. Dies geht mit einer günstigen Fertigung einher. Das Abdeckteil 18 dient der Halterung der Dosiereinrichtung 20, und es verhindert ein Austreten von Reduktionsmittel 26 beziehungsweise Abgas in die
Umgebung des Abgasrohrs 12, obwohl zwischen dem zweiten Einlass 52 und dem Ende der Auslasseinrichtung 22 ein gewisser Abstand vorgesehen ist.
Aus Fig. 8 ist besonders gut der erste Einlass 32 ersichtlich, welcher der Drallerzeugung des Abgasstroms innerhalb der Mischkammer 14 dient. Des Weiteren ist der zweite Einlass 52 in Fig. 8 geschnitten gezeigt, welcher in dem Deckelblech 54 ausgebildet ist und das Eintreten des Sprühstrahls des Reduktionsmittels 26 in die Mischkammer 14 ermöglicht. Aus Fig. 8 ist drüber hinaus ersichtlich, dass über den dritten Einlass 56, welcher teilweise in der eingangsseitigen Wandung 28 und teilweise in dem Deckelblech 54 ausgebildet ist, die Wandströmung, also das Entlangströmen des Abgases entlang der Innenseite der Mischkammer 14 erreicht werden kann.
Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dass der dritte Einlass 56 bis zum Austrittsblech 48 reicht, von welchem in Fig. 9 der Flansch 50 zu sehen ist. Zudem ist erkennbar, dass sich der dritte Einlass 56 in dem an den Stirnseitenbereich 34 anschließenden Mantelflächenbereich 36 der eingangsseitigen Wandung 28 zunächst etwas verbreitert und anschließend wieder etwas schmäler wird.
In Fig. 10 veranschaulicht ein weiterer Pfeil 80 den langen, spiralförmig gewundenen Weg des Reduktionsmittel 26 beziehungsweise des Gemisches aus dem Reduktionsmittel 26 und dem Abgas in der Mischkammer 14 hin zu dem Auslass 78, welcher in dem
Austrittsblech 48 ausgebildet ist.
Aus Fig. 1 1 ist der Beitrag der kleinen Durchtrittsöffnungen 64 oder Löcher in dem Lochblech 62 zum weiteren, intensiven Vermischen des Reduktionsmittels
beziehungsweise des aus dem Harnstoff gebildeten Ammoniaks mit dem Abgas ersichtlich.
Fig. 12 zeigt eine Perspektivansicht des Austrittsblechs 48 in die Hauptströmungsrichtung 16 des Abgases durch das Abgasrohr 12 gesehen, wobei die eingangsseitige Wandung 28 und das Deckelblech 54 der Mischkammer 14 in Fig. 12 nicht dargestellt sind. Auch der in dem Austrittsblech 48 ausgebildete Auslass 78 trägt zur Verwirbelung des Abgases und zur Durchmischung des Abgases mit dem Reduktionsmittel 26 bei.
Fig. 13 zeigt die Ansicht gemäß Fig. 12, wobei zusätzlich das in dem Abgasrohr 12 angeordneten Lochblech 62 gezeigt ist. Einerseits unterstützt also der Auslass 78 weiter den Drall des Abgases beim Austreten aus der Mischkammer 14. Des Weiteren sorgt das Lochblech 62 für die gute Durchmischung von Abgas und Reduktionsmittel 26.
Aus der Schnittansicht in Fig. 14 gehen die räumliche Anordnung des ersten Einlasses 32, des dritten Einlasses 56 und des Auslass 78 relativ zueinander gut hervor.
Fig. 15 zeigt besonders gut, wie der dritte Einlass 56 im Zusammenwirken der Teile 58, 60 des Deckelblechs 54 mit der eingangsseitigen Wandung 28 der Mischkammer 14 bereitgestellt ist.
Aus Fig. 16 geht die Form des dritten Einlasses 56 besonders gut hervor, insbesondere dass sich der dritte Einlass 56 in die Hauptströmungsrichtung 16 des Abgases durch das Abgasrohr 12 gesehen zunächst verbreitert und anschließend wieder verjüngt. Zudem ist ersichtlich, dass zwischen dem Austrittsblech 48 der Mischkammer 14 und dem
Lochblech 62 ein Zwischenraum 82 ausgebildet ist. Auch dieser dient der verbesserten Durchmischung des Reduktionsmittels 26 mit dem Abgas. Anhand von Fig. 17 soll beispielhaft und schematisch die Anordnung des Abgasrohrs 12 mit der Mischeinrichtung oder Mischkammer 14 innerhalb einer Abgasanlage 84 des Kraftwagens veranschaulicht werden. So kann die Abgasanlage 84 einen Einlasstrichter 86 aufweisen. Bei Ausbildung des Kraftwagens als schweres Nutzfahrzeug kann sich im Bereich des Einlasstrichters 86 ein Durchmesser der Abgasanlage 84 von beispielsweise 130 mm auf beispielsweise 13 Zoll verbreitern. An den Einlasstrichter 86 kann sich in die Hauptströmungsrichtung 16 ein Oxidationskatalysator 88, insbesondere
Dieseloxidationskatalysator anschließen. Im Bereich des Oxidationskatalysators 88 und bis zu einem Auslasstrichter 90 weist die Abgasanlage 84 gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 17 einen gleich bleibenden Durchmesser auf. Stromabwärts des Oxidationskatalysators 88 ist ein Partikelfilter 92, insbesondere Dieselpartikelfilter angeordnet. An diesen schließt sich vorliegend das Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14 an. Stromabwärts des Abgasrohrs 12 ist dann in der Abgasanlage 84 ein SCR- Katalysator 94 angeordnet. Zusätzlich kann stromaufwärts des Auslasstrichters 90 ein Ammoniak-Schlupf-Katalysator in der Abgasanlage 84 angeordnet sein.
Bei einer derartigen Anordnung in Reihe nimmt das Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14 lediglich eine sehr geringe Länge ein, beispielsweise eine Länge von lediglich 10 Zoll. Insbesondere weichen bei Anordnung des Abgasrohrs 12 mit der Mischkammer 14 in einem leichten Nutzfahrzeug oder etwa einem Personenkraftwagen die Dimensionen von den vorliegend genannten ab. Denn es ist entsprechend möglich, die mit Bezug auf Fig. 17 beispielhaft beschriebene Abgasanlage 84 entsprechend herunter zu skalieren.
Fig. 18 zeigt in einer oberen Darstellung eine erste Anordnung, bei welcher gemäß Fig. 17 der Oxidationskatalysator 88, der Partikelfilter 92, das Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14 und der SCR-Katalysator 94 unmittelbar aneinander angrenzen.
Entsprechend können diese Katalysatoren und die Mischkammer 14 in einer
Abgasleitung mit einem bestimmten Durchmesser angeordnet sein. Bei einer weiteren in Fig. 18 mittig gezeigten Darstellung ist demgegenüber zwischen dem Abgasrohr 12 und dem SCR-Katalysator 94 beziehungsweise der Kombination des SCR-Katalysators 94 mit dem Ammoniak-Schlupf-Katalysator ein separates Rohrstück 96 angeordnet. Bei einer solchen geteilten Anordnung der Abgas Reinigungskomponenten in jeweiligen Gehäusen beziehungsweise Boxen ist eine flexiblere Unterbringung im Kraftwagen ermöglicht.
Dasselbe gilt für eine in Fig. 18 zuunterst schematisch gezeigte Anordnung, bei welcher sich das Rohrstück 96 zwischen dem Partikelfilter 92 und dem Abgasrohr 12 befindet. Bei allen drei in Fig. 18 gezeigten Optionen der Unterbringung der Mischkammer 14 ist jedoch insgesamt die Ausrichtung der Abgasanlage 84 im Wesentlichen horizontal, sodass die Hauptströmungsrichtung 16 ebenfalls im Wesentlichen horizontal ist.
Dasselbe gilt für drei weitere Anordnungen, welche in Fig. 19 gezeigt sind. Hierbei ist jedoch das Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14 stromaufwärts eines SCR- beschichteten Partikelfilters 98 angeordnet. Ein solche solches
Abgasnachbehandlungselement wird auch als SCRF-Katalysator (SCRF = SCR on filter, Partikelfilter mit SCR-Beschichtung) bezeichnet. Bei der in Fig. 19 zuoberst gezeigten Anordnung sind der Oxidationskatalysator 88, das Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14, der beschichtete Partikelfilter 98 und der SCR-Katalysator 94 beziehungsweise die Kombination des SCR-Katalysators 94 mit dem Ammoniak-Schlupf-Katalysator in einem gemeinsamen Gehäuse beziehungsweise einer gemeinsamen Abgasleitung angeordnet.
Demgegenüber ist bei der in Fig. 19 mittleren Darstellung zwischen dem Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14 und dem beschichtete Partikelfilter 98 das separate Rohrstück 96 vorgesehen. Bei der in Fig. 19 unteren Darstellung ist das separate Rohrstück 96 demgegenüber zwischen dem Oxidationskatalysator 88 und dem Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14 vorgesehen.
Fig. 20 zeigt weitere Anordnungen, bei welchen die Abgasanlage 84 im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Dementsprechend fällt die Hauptströmungsrichtung 16 nicht wie bei Fig. 18 und Fig. 19 im Wesentlichen mit der Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise Fahrzeugquerrichtung zusammen, sondern mit der Fahrzeughochrichtung
beziehungsweise Fahrzeughochachse. Es sind jedoch auch Zwischenstellungen zwischen der vertikalen und der horizontalen Ausrichtung sowie Kombinationen solcher Ausrichtungen möglich.
Bei der in Fig. 20 links gezeigten Anordnung ist die Mischkammer 14 zwischen dem Partikelfilter 92 und dem SCR-Katalysator 94 und in einem gemeinsamen Gehäuse beziehungsweise einer gemeinsamen Abgasleitung mit dem Abgasrohr 12 als Teilstück derselben angeordnet. Bei der Ausrichtung der Abgasanlage 84 in die
Fahrzeughochrichtung ist die Längsachse 24 der Auslasseinrichtung 22 ebenfalls entgegen der Hauptströmungsrichtung 16 geneigt. Jedoch verläuft dann im Kraftwagen die Hochachse oder Hochrichtung 42 der Mischkammer 14 (vergleiche Fig. 1 ) im
Wesentlichen horizontal. Bei der in Fig. 20 rechts gezeigten Anordnung ist das Abgasrohr 12 mit der Mischkammer 14 stromaufwärts des beschichteten Partikelfilters 98 angeordnet. Auch bei der vertikalen Anordnung der einzelnen Komponenten der Abgasanlage 84, welche in Fig. 20 schematisch veranschaulicht ist, können an den jeweiligen Stellen, wie in Fig. 18 und Fig.19 veranschaulicht, separate Rohrstücke 96 vorgesehen sein.
Daimler AG
Bezugszeichenliste
10 Abgasnachbehandlungseinrichtung
12 Abgasrohr
14 Mischkammer
16 Hauptströmungsrichtung
18 Abdeckteil
20 Dosiereinrichtung
22 Auslasseinrichtung
24 Längsachse
26 Reduktionsmittel
28 Wandung
30 Innenseite
32 Einlass
34 Stirnseitenbereich
36 Mantelflächenbereich
38 Rand
40 Rücksprung
42 Hochrichtung
44 Rand
46 Punkt
48 Austrittsblech
50 Flansch
52 Einlass
54 Deckelblech
56 Einlass
58 Teil
60 Teil
62 Lochblech
64 Durchtrittsöffnung
66 Flansch 68 Pfeil
70 Winkel
72 Übergangsbereich
74 Pfeil
76 Pfeil
78 Auslass
80 Pfeil
82 Zwischenraum
84 Abgasanlage
86 Einlasstrichter
88 Oxidationskatalysator
90 Auslasstrichter
92 Partikelfilter
94 SCR-Katalysator
96 Rohrstück
98 beschichteter Partikelfilter

Claims

Daimler AG
Patentansprüche
1 . Abgasnachbehandlungseinrichtung für einen Kraftwagen, mit einem Abgasrohr (12) und einer in dem Abgasrohr (12) angeordneten Mischkammer (14) zum Vermischen eines Abgasstroms mit einem Reduktionsmittel (26) für die Abgasnachbehandlung, welches mittels einer Dosiereinrichtung (20) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (10) in die Mischkammer (14) einbringbar ist, wobei die Mischkammer (14) eine in eine Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms durch das Abgasrohr (12) gesehen eingangsseitige Wandung (28) aufweist, in welcher ein erster Einlass (32) für das Abgas ausgebildet ist, wobei der erste Einlass (32) sich derart
bereichsweise in einen Mantelflächenbereich (36) der eingangsseitigen Wandung (28) erstreckt, dass durch den ersten Einlass (32) hindurch in die Mischkammer (14) eintretendes Abgas innerhalb der Mischkammer (14) in eine um
Hauptströmungsrichtung (16) rotierende Bewegung versetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dosiereinrichtung (20) eine Auslasseinrichtung (22) aufweist, wobei eine Längsachse (24) der Auslasseinrichtung (22) entgegen der
Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms geneigt ist,
wobei mittels der Auslasseinrichtung (22) eine Innenseite (30) eines gekrümmt ausgebildeten Übergangsbereichs (72) zwischen einem im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung (16) ausgebildeten Stirnseitenbereich (34) und dem Mantelflächenbereich (36) der eingangsseitigen Wandung (28) mit dem
Reduktionsmittel (26) beaufschlagbar ist, wobei eine Außenseite der
eingangsseitigen Wandung (28) in dem Übergangsbereich (72) mit Abgas beaufschlagbar ist. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine in die Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms gemessene Länge des ersten Einlasses (32) größer ist als eine senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms gemessene Breite des ersten Einlasses (32) und/oder der erste Einlass (32) und die Auslasseinrichtung (22) in eine Umfangsrichtung des Abgasrohrs (12) gesehen um etwa 40° bis etwa 60° zueinander versetzt angeordnet sind.
Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Einlass (32) in eine Strömungsrichtung des in die rotierende Bewegung versetzten Abgases gesehen stromaufwärts der Auslasseinrichtung (22)
angeordnet ist.
Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mischkammer (14) im Bereich der Auslasseinrichtung (22) einen zweiten Einlass (52) aufweist, über welchen Abgas in die Mischkammer (14) einbringbar ist, und welcher als im Wesentlichen kreisförmige Öffnung ausgebildet ist, durch welche die Längsachse (24) der Auslasseinrichtung (22) hindurchtritt.
Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mischkammer (14) in eine Strömungsrichtung des in die rotierende Bewegung versetzten Abgases gesehen stromabwärts der Auslasseinrichtung (22) wenigstens einen dritten Einlass (56) aufweist, über welchen Abgas in die Mischkammer (14) einbringbar ist.
Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine in die Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms gemessene Länge des wenigstens einen dritten Einlasses (56) größer ist als eine senkrecht zu der
Hauptströmungsrichtung (16) des Abgasstroms gemessene Breite des wenigstens einen dritten Einlasses (56) und/oder der wenigstens eine dritte Einlass (56) und die Auslasseinrichtung (22) in eine Umfangsrichtung des Abgasrohrs (12) gesehen um etwa 20° bis etwa 40° zueinander versetzt angeordnet sind.
7. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Summe der durchströmbaren Querschnitte der Einlasse (32, 52, 56) etwa 15 % bis etwa 50 % eines durchströmbaren Querschnitts des Abgasrohrs (12) entspricht.
8. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer ausgangsseitigen Wandung (48) der Mischkammer (14) ein Auslass (78) für das Abgas vorgesehen ist, wobei stromabwärts der ausgangsseitigen Wandung (48) der Mischkammer (14) ein Wandelement (62) mit einer Mehrzahl von
Durchtrittsöffnungen (64) in dem Abgasrohr (12) angeordnet ist, welches
umfangsseitig an einer Innenseite des Abgasrohrs (12) anliegt.
9. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Mischkammer (14) und dem Wandelement (62) ein Zwischenraum (82) ausgebildet ist.
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