WO2019034277A1 - Exhaust gas system for a combustion engine, flange plate or bearing bush, exhaust manifold, vehicle and method for operating an exhaust gas system - Google Patents

Exhaust gas system for a combustion engine, flange plate or bearing bush, exhaust manifold, vehicle and method for operating an exhaust gas system Download PDF

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Hans Ruscheweyh
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Ruscheweyh Consult Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, a flange, in particular gasket sheet, a bearing sleeve, an exhaust manifold, a vehicle and a method for operating an exhaust system.
  • the object of the invention is therefore to provide a way to improve the mixing of the exhaust gas with a within the exhaust system to the exhaust gas added fluid in an exhaust system for an internal combustion engine as possible.
  • the object is achieved with an exhaust system for an internal combustion engine, a flange plate, in particular a gasket, a bearing sleeve, an exhaust manifold, a vehicle and a method for operating an exhaust system according to the independent claims. Preferred developments are specified in the dependent claims.
  • Essential elements of a generic exhaust system for an internal combustion engine are an exhaust system with an exhaust gas inlet and an exhaust outlet. About the exhaust gas inlet, the resulting during the combustion operation of the internal combustion engine exhaust gas is supplied to the exhaust system. By contrast, the exhaust gas exits the exhaust gas outlet via the exhaust gas outlet, usually to the outside environment. Between the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet, the exhaust gas passes through the exhaust gas guide in the direction of a so-called main flow direction, which denotes the essential flow direction of the exhaust gas through the usually not rectilinear exhaust system between the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet. This means within the meaning of the present invention therefore not just that the exhaust gas passes the exhaust system exclusively in a straight line and in the direction of the main flow direction.
  • main flow direction rather expresses that the exhaust gas quite locally and / or partially within the exhaust system, for example due to turbulence and flow separation but in particular also due to the at least one mixer disk described below, different from the main flow direction within the exhaust system It is therefore essential that the global orientation of the exhaust gas across the exhaust gas duct is oriented from the exhaust gas inlet to the exhaust gas outlet.
  • the exhaust gas duct is designed as a longitudinally extending pipeline system
  • the main flow direction runs essentially along the central longitudinal axis of the tubes
  • Another essential element of the exhaust system according to the invention lies in at least one fluid outlet within the exhaust system, which is used to introduce a fluid into the interior of the exhaust system, i loom a reduction fluid, is provided.
  • the fluid outlet for example in the form of a nozzle, is connected via a suitable line to a fluid reservoir, which is arranged outside the exhaust system, for example in a manner known per se in the prior art.
  • a typical fluid used herein is, for example, an ammonium hydroxide or urea solution.
  • an essential aspect of the invention consists in the fact that the exhaust system for an internal combustion engine according to the invention further comprises at least one mixer disk for generating a leading edge vortex system within the exhaust system.
  • the at least one mixer disk thus denotes a specially for the mixing process between the exhaust gas and the fluid Functional component seen over which targeted a locally substantially stable vortex system in the form of a leading edge vortex system is generated within the exhaust system.
  • a leading edge vortex designates a vortex which arises as a result of the flowing along of the exhaust gas at one edge or a plurality of edges at an angle to the main flow direction edge of the at least one mixer disk.
  • the generated leading edge vortices can preferably penetrate one another, which is preferably used according to the invention for mixing.
  • a front edge vortex system is produced within the exhaust system, the mixing of the exhaust gas with the fluid can be carried out under reliable and substantially reproducible mixing conditions.
  • the at least one fluid outlet is arranged leeward to the at least one mixer disk. The fluid outlet is thus according to the invention in spatial proximity to the mixer discs.
  • the alignment of the jet of the fluid outlet takes place in such a way that the near-wall jet (ie the region of the jet closest to the channel wall of the exhaust passage) is aligned at least parallel to the channel inner wall of the exhaust guide in this area or at an angle ⁇ to the interior of the channel.
  • the mixer disk is preferably spaced by a factor of 0.05 to 0.3 and in particular from 0.1 to 0.2 of the length of the mixer disk of the channel inner wall of the exhaust duct, in particular completely circumferential.
  • the fluid outlet with respect to the length of the mixer disk is preferably arranged leeward to the mixer disk such that it is in the range of a factor of 0.02 to 0.2 and in a plane transverse to the main flow direction of the exhaust system at the level of an edge region of the mixer disk in particular from 0.05 to 0.1 5 the length of the mixer disk.
  • the at least one fluid outlet is positioned relative to the at least one mixer disk such that the fluid emerging from the mixer disk enters the front eddy system generated by the at least one mixer disk for thorough mixing with the exhaust gas flowing through the exhaust pipe in the main flow direction, ideally already at the level of at least one millimeter - shear disc.
  • the fluid outlet is not positioned somewhere in the exhaust passage relative to the mixer disk, but specifically such that the exiting from the fluid outlet fluid as quickly as possible, ideally immediately after exiting the fluid outlet, in the generated by the at least one mixer disk leading edge vortex system enters, then immediately mixed with the exhaust gas.
  • the at least one mixer disk is ideally arranged at an acute angle to the main flow direction.
  • the relevant angle here denotes the smallest angle of a straight line running along the mixer disk surface to the longitudinal axis of the main flow direction.
  • the at least one mixer disk is arranged in the exhaust gas guide in such a way that its peripheral edge is completely free or at least its edge region which is flowed towards the main flow direction by the exhaust gas.
  • a holder of the at least one mixer disk preferably does not attach to an edge of the at least one mixer disk facing the exhaust gas flow or to a region of the edge which is impinged by the exhaust gas during operation of the internal combustion engine, but ideally, for example, in the surface the at least one mixer disk and / or, if at all, one of the exhaust gas flow in the main flow direction facing away from the edge region.
  • the opening of the fluid outlet is preferably positioned directly in front of and especially even directly in the generated leading edge vortex system. In this way, it is achieved that the fluid passes directly at the outlet from the fluid outlet in the leading edge vortex system and thus is immediately subjected to a strong mixing with the exhaust gas.
  • the concrete position of the leading edge vortex system of the at least one mixer disk can be simulated in advance, for example, and / or determined experimentally.
  • vortex vortices have a defined longitudinal extent as so-called flow-directed vortices, usually in the direction of their so-called longitudinal axis or vertebral axis. salmon, up.
  • the longitudinal axis refers to an axis about which the movement of a leading edge vortex occurs.
  • the front eddy system or at least one of the leading edge eddies produced by it in the exhaust gas direction initially faces in the direction of the cross section center of the exhaust gas duct from an inner wall region of the exhaust gas duct is.
  • the longitudinal axis of the leading edge vortex system or at least of the one leading edge vortex is thus initially directed at least partially from the point of origin of the leading edge vortex / system to the cross section center of the exhaust gas guide. This ensures that the exhaust gas located in the leading edge vortex system is initially not directed together with the fluid in the direction of the inner wall, but tends towards the center. In this way, buildup and deposits of parts of the fluid on the inner wall of the exhaust system is prevented.
  • the outlet opening of the fluid outlet is ideally positioned transversely to the main flow direction at the level of the at least one mixer disk. This means that viewed in the main flow direction, the outlet opening lies transversely to the main flow direction in the region of the extent of the at least one mixer disk and is therefore arranged at least not far behind the at least one mixer disk in the main flow direction.
  • a direct entry into the leading edge vortex system produced on the mixer disks is thereby achieved particularly well.
  • this makes the entire mixing arrangement of mixer disks and fluid outlet in the main flow direction can be made extremely compact.
  • the mixer disk is designed as a flat disk. This is advantageous, for example, with regard to the production of the mixer disk.
  • the contour of the at least one mixer disk can also be drawn from a wide pool of alternative embodiments.
  • mixer disks with a circular, elliptical, oval, polygonal, in particular triangular or diamond-shaped, contour have proven to be preferred.
  • the contour designates the shape of the edge surrounding the surface of the mixer disk, in particular in a projection in a reference plane. It is possible for the mixer disk to be symmetrical, at least with regard to its edge contour or its contour, in particular with respect to its arrangement.
  • the mixer disks are also conceivable and encompassed by the invention. It may also be advantageous to form the mixer disks at least partially deformed three-dimensionally, in particular with a curvature or angling in their surface. With the help of such three-dimensional deformations in the surface of the mixer disks, for example, the formation of the leading edge vortex system can be adapted to design-specific characteristics of the exhaust system, for example, bends in the exhaust system, etc.
  • the at least one mixer disk by means of an adjusting device relative to the exhaust guide relatively adjustable, in particular displaceable and / or rotatable and / or tiltable execute.
  • This can be achieved via a manually operable adjusting device or else a driven adjusting device, for example by means of an electric motor or the like.
  • the diameter of the at least one mixer disk corresponds to 0.5 to 0.7 times the diameter of the channel inner wall of the exhaust system transversely to the main flow direction in the region of the mixer disk.
  • a front edge vortex system which is sufficiently large for a particularly efficient mixing of the fluid with the exhaust gas is created within the exhaust system, without the at least one mixer disk inserted into the exhaust gas flow constituting an adverse flow obstacle.
  • the at least one mixer disk itself is preferably dimensioned such that its maximum length corresponds to 1.4 to 1.8 times, in particular to 1.6 times, its maximum width and / or its thickness is in the range of 0.003 to 0, 03 times the maximum pulley diameter.
  • the angle of attack of the at least one mixer disk to the main flow direction in the range of 20 ° to 35 ° and in particular at about 30 °.
  • the dimensioning of the at least one mixer disk further takes place additionally or alternatively such that the disk surface on a flat side of the mixer disk corresponds to 0.25 to 0.5 times the area of the flow cross-sections of the exhaust gas duct transversely to the main flow direction in the region of the at least one mixer disk.
  • the fluid outlet is positioned on the leeward side such that the distance of the fluid outlet corresponds to 0.05 to 0.2 times the largest dimension of the at least one mixer disk.
  • a fluid guide is provided, via the outside of the exhaust passage from a suitable reservoir fluid into the interior of the exhaust system to is conveyed towards the fluid outlet.
  • Such systems are already known per se in the prior art.
  • An integration is present when the fluid guide is at least partially firmly connected to the at least one mixer discs.
  • it can be provided, for example, to arrange a part of the fluid guide, in particular on the leeward side of the at least one mixer discs.
  • the mixer disks are double-walled with two, in particular interconnected, mixer disk walls, and that the integrated fluid guide is at least partially disposed in a space between the mixer disk walls.
  • the sandwich-like structure then obtained also allows a particularly compact design of the entire mixing device.
  • at least two fluid outlets are present per mixer disk, with one fluid outlet being assigned to each one of the leading edge vortices produced by the at least one mixer disk. In particular, this variant allows a particularly fast and intensive mixing.
  • the at least one mixer disk somewhere in the region of the exhaust system.
  • the exhaust system includes an exhaust manifold
  • the at least one mixer disk is arranged in the region of the exhaust manifold, in particular such that the least one mixer disks inclined in the main flow direction to an inner curvature of the exhaust manifold is.
  • the internal curvature denotes the curvature line of the exhaust system which lies in the interior with respect to the curvature profile.
  • the at least one mixer disk runs from the outer curvature in the direction of the inner curvature.
  • an exhaust manifold referred to herein generally such a component of the exhaust system, which is usually attached directly to the engine block, in particular screwed, and in particular, for example, the exhaust gas streams of different cylinders of the engine to the output of the exhaust manifold united.
  • the exhaust manifold has proven to be a suitable location in conventional exhaust systems for introducing the fluid, in particular reducing agent.
  • the exhaust manifold often made as a separate component, which facilitates the integration of at least one mixer disk in this part of the exhaust system.
  • the Fiuidauslass is formed such that the main exit direction of the fluid is at an angle of 0 ° to 90 ° to the main flow direction.
  • the main exit direction of the fluid from the Fiuidauslass designates that spatial direction of the fluid, which holds it on exit from the Fiuidauslass on average. In the said angular range, the introduction of the fluid into the front edge vortex system produced on the at least one mixer disk succeeds particularly well. It is also possible to form the Fiuidauslass such that the outlet direction of the fluid is initially directed partially directly to the at least one mixer disk.
  • the Fiuidauslass is formed such that the outlet direction of the fluid and in particular the main exit direction of the fluid is directed exclusively in the direction away from the at least one mixer disk. In this way it is ensured that deposits of components of the fluid are avoided on the mixer discs.
  • the Fiuidauslass can be a simple pipe opening, in particular for the injection of a gaseous fluid.
  • the Fiuidauslass is preferably in the form of a nozzle, in particular a multi-phase nozzle.
  • a nozzle is particularly advantageous if the fluid which is to be discharged via the Fiuidauslass, a liquid fluid, for example, an aqueous urea or ammonium hydroxide solution.
  • a nozzle it is possible to atomize the escaping fluid in the exhaust system and to facilitate in this way the mixing with the exhaust gas. In addition, deposits are reduced and the evaporation process promoted.
  • the at least one mixer disk is assigned exactly one Fiuidauslass. This means that, in the first eddy vortex system produced by the at least one mixer disk, at least initially, the fluid emerging from the one single fuel outlet is primarily mixed with the exhaust gas. It can also be provided that a plurality of mixer disks, in particular at least two, are assigned exclusively to a single Fiuidauslass. Seen in the main flow direction, the two mixer disks can be arranged behind one another or next to one another. In a successive arrangement, it is advantageous if the Fiuidauslass is positioned at the height of the upstream of the main flow direction mixer discs.
  • an arrangement of one fluid outlet to one mixer disk may alternatively (exclusively or in addition) be an arrangement of a fluid outlet. be provided in the area and at the height between the two mixer discs.
  • the at least one mixer disks are assigned a plurality of fluid outlets, in particular only two. This means that the fluid emerging from the plurality of fluid outlets is substantially at least initially mixed with the exhaust gas, at least initially by the leading edge vortex system generated with the at least one mixer disk. It is ideal if in each case one of the two fluid outlets is assigned in each case to one of the two front edge vortex systems produced by the mixer disk.
  • the leading edge vortices are usually generated at the transverse to the main flow direction edges of the mixer discs.
  • the at least one mixer disk thus generally generates at least two leading edge vertebrae, which in their entirety form a leading edge vertebra system.
  • leading edge eddy system in the present case thus denotes the sum of the leading edge vertebrae which are generated on a mixer disk.
  • the at least and in particular exclusively two mixer disks can be arranged parallel to one another, in particular with respect to a virtual reference plane in the direction or transversely to the main flow direction.
  • the two mixer discs are tilted at an angle to each other, in particular at an acute angle.
  • This arrangement may be advantageous in particular when the at least two mixer disks are arranged in a section of the exhaust system, in particular an exhaust manifold.
  • the effect that the flow velocity of the exhaust gas is higher in the region of the outer curve of the bend ("outer curvature") than in the region of the inner curve can then be exploited to particular advantage.
  • Shear disks transverse to the main flow direction at the same height to arrange.
  • the two mixer disks are then positioned side by side as seen in the main flow direction, in particular parallel to one another.
  • the two mixer disks can also be arranged offset in the main flow direction at least partially or completely one behind the other. This corresponds to an arrangement of the two mixer disks in series. Mixed forms, especially when using more than two mixer disks, are possible.
  • each of the at least and in particular exclusively two mixer disks can each be assigned at least one outlet nozzle and in particular only one or two outlet nozzles. In this way, the mixing efficiency can be further increased without unduly complicating the overall structure of the mixing device.
  • the at least and in particular exclusively two mixer disks can finally be identical or also differently designed with respect to size and / or shape. Here, in particular, it is possible to react to construction-specific peculiarities by means of an optimized shaping of the mixer disks.
  • the at least one mixer disk is preferably arranged via a fastening device within the exhaust system and is held in position.
  • the fastening device can also be varied considerably in its concrete embodiment advantageously. It is possible, for example, to position the least one mixer disk in the exhaust gas guide in a particularly simple manner such that the fastening device comprises a strut guided through a wall of the exhaust gas guide, in particular on both sides, wherein the at least one mixer disk with the strut, either with its surface or via a connecting web projecting from the strut.
  • Such a strut can be executed in the simplest case, for example as a wire '.
  • two through-openings can thus be present in the exhaust gas duct, through which the strut is guided from the interior of the exhaust gas duct to the outside.
  • the fastening device comprises at least one support element, which is designed to bear on an inner wall of the exhaust gas guide. The support element thus abuts against the inner wall of the exhaust gas duct directly and is fixed in its relative position to the rest of the exhaust gas duct via, for example, suitable interlocking, cohesive or frictionally engaged connections.
  • a holding element is preferably present, via which the least one mixer disk is connected to the at least one support element.
  • the support element may, for example, be two or more clamping webs or the like which are in contact with one another and bear against the inner wall of the exhaust gas duct.
  • the fastening device may comprise a bearing sleeve and / or clamping sleeve, in the inner region of which the at least one mixer disk is mounted and connected directly or via a retaining element to the bearing sleeve.
  • a guided inside the sleeve strut or the like may be provided.
  • the outer diameter of the bearing sleeve is preferably dimensioned such that it is only minimally smaller than the inner diameter of the exhaust system in the desired positioning range.
  • the bearing sleeve may be partially elastic, for example in the form of a clamping or clamping sleeve, be formed to be inserted in this way, for example, in the exhaust system and then held there by frictional engagement.
  • the fastening device may also have a flange plate with a passage opening, wherein the at least one mixer disk is preferably positioned at the level of the passage opening and is connected directly or indirectly via a holding element with the flange plate.
  • the flange plate can in particular also be a, very particularly metallic, flat gasket, which is inserted between two components of the exhaust system, in particular an exhaust manifold and a pipe section connected thereto, for sealing purposes.
  • the flange plate and the at least one mixer disk as a one-piece component from, for example, a stamped preform, wherein it is then provided that the at least one mixer disk is rotated from the preform into its desired position relative to the remaining flange sheet.
  • the mixer disk is part of a pipe intermediate piece which is inserted into the exhaust gas duct.
  • the mixer disk is thus not inserted via a suitable holding device in an existing pipeline, but forms itself a part of a pipeline of the exhaust system.
  • the fastening device is arranged in the exhaust system of the exhaust system such that it is positioned substantially stationary via a welding, clamping and / or positive connection.
  • a flange plate per se in particular in the form of a flat gasket, and in a bearing sleeve per se with at least one mixer disk, in particular for use in an exhaust system, as described above.
  • the fluid outlet may also be included or separately provided. If the fluid outlet is also included, the flange plate or the bearing sleeve also has a connection for connecting the fluid outlet to a fluid supply.
  • the invention may also consist of a pipe adapter with at least one mixer disk of the type described above, preferably already comprising the fluid outlet.
  • a piece of pipe is used as a supporting body for the at least one mixer disk, wherein the pipe section ideally comprises an input-side flange and an output-side flange, via which a fastening can be carried out at suitable connection points of a rest of the exhaust system.
  • This variant is also particularly suitable for retrofitting an existing exhaust system, since essentially only one sub-region corresponding to the pipe intermediate piece has to be separated from the existing exhaust system for installation. Furthermore, this variant is particularly advantageous in terms of maintenance and accessibility to the mixing system
  • the invention also extends to an exhaust manifold per se with at least one mixer disk, in particular for an exhaust system according to the invention. It is therefore advantageous to design the exhaust manifold from the factory with at least one mixer disk, since then with the installation of the exhaust manifold in the exhaust system and at the same time the at least one mixer disk is positioned and held in the exhaust system.
  • the fluid outlet may also be included or separately provided. If the fluid outlet is included, the exhaust manifold furthermore has a connection for connecting the fluid outlet to a fluid supply
  • the invention also relates to a vehicle, in particular a self-propelled vehicle, such as a car and / or a work machine, in particular with driving devices, such as wheels and / or crawler tracks.
  • Essential elements of such a vehicle are an internal combustion engine, for example a diesel engine, a chassis, in particular comprising a machine frame, on which the internal combustion engine is mounted, an exhaust system connected to the internal combustion engine, a fluid tank for a fluid, in particular for the exhaust gas treatment, very particularly a reducing fluid, such as an aqueous urea solution, an ammonium hydroxide solution or the like, especially for use in an SCR process, and a fluid outlet connected to the fluid tank and opening into the interior of the exhaust system.
  • an internal combustion engine for example a diesel engine
  • a chassis in particular comprising a machine frame, on which the internal combustion engine is mounted
  • an exhaust system connected to the internal combustion engine
  • a fluid tank for a fluid in particular for the exhaust gas treatment
  • very particularly a reducing fluid
  • connection can be obtained for example via a suitable hose and / or pipe.
  • the vehicle is equipped with an exhaust system according to the invention with at least one mixer disk, as described above.
  • measured exhaust system is referred to the preceding embodiments.
  • the invention also relates to a method for operating an exhaust system, in particular an exhaust system according to the invention, an internal combustion engine, in particular a self-propelled vehicle according to the invention.
  • the internal combustion engine is initially driven by burning a fuel, for example diesel, in particular for driving a crankshaft in a manner known per se, for example for operating a traction drive and / or drive for a working tool.
  • a fuel for example diesel
  • exhaust gases accumulate, which are collected in a next step and guided away from the internal combustion engine in an exhaust system according to the invention, in particular according to the invention.
  • the collecting of the exhaust gases from the various cylinder chambers can be carried out in particular via an exhaust manifold connected to the internal combustion engine.
  • the exhaust system For guiding the exhaust gas, the exhaust system comprises in particular pipelines or similar devices, via which a reliable forwarding of the exhaust gases is possible. It is essential that when guiding the exhaust gas in the exhaust gas layer according to the invention generating a substantially static leading edge vortex system is provided with at least one mixer disk in the exhaust gas within the exhaust system.
  • the at least one mixer disk is arranged in the flow channel of the exhaust gas within the exhaust gas duct in such a way that it constitutes a flow obstruction for the exhaust gas, as described above in the context of the description of the exhaust gas system according to the invention.
  • the essentially static leading edge vortex system generated when the at least one mixing disk in the exhaust gas flows through the mixer disk has the advantage that it is comparatively clearly defined and fixed with respect to its position within the exhaust gas guide, as is the case with an uncontrolled turbulent turbulence A readjustment of the at least one mixer disk is also not necessary since the size and position of the mixer disk are set ex works, which in a next step of the method according to the invention makes it possible to introduce a fluid, in particular reducing fluid, specifically into the leading edge vortex system, in particular via the one already explained above Due to the substantially direct introduction of the fluid into the leading edge vortex system, intensive mixing with the A moved in the leading edge vortex system takes place immediately after the release of the fluid in the exhaust gas guide The mixing of the fluid with the exhaust gas in the leading edge vortex system is thus likewise an essential aspect of the method according to the invention.
  • the inventive method is such that the generation of the leading edge vortex system provides that the vortex is directed from the direction of the inner wall of the exhaust system initially to the cross-section center of the exhaust system out.
  • the orientation of the vortex refers to its central vortex axis, starting at the maximum upstream point of origin of the leading edge vortex system on the mixer disk.
  • fluid introduced into the leading edge vortex system is initially transported away from the inner wall of the exhaust gas guide in the direction of the cross section center of the exhaust gas guide. In this way, a deposition of components of the fluid is counteracted on the inner wall of the exhaust system.
  • the inventive method may additionally or alternatively be further developed such that an adjustment of the relative position of the at least one mixer disk relative to an inner wall of the exhaust system takes place, in particular, for example, depending on different operating conditions of the internal combustion engine. In this way, it is possible to react to changes in the flow characteristic, for example with regard to the flow velocity, of the exhaust gas in the exhaust gas duct.
  • the generation of the leading edge vortex system preferably takes place in an exhaust manifold and thus in such a part of the exhaust system in which the exhaust gases produced in the internal combustion engine are collected and combined.
  • this position is advantageous in that the exhaust manifolds used here are often already provided as a single component, which simplifies the integration of the at least one mixer disk into an exhaust system for carrying out the method according to the invention.
  • Figure 1 a schematic view of a vehicle with an internal combustion engine and a
  • FIG. 2 shows a detail view of the exhaust gas duct in the region of a mixer disk
  • Figures 3A and 3B are schematic illustrations of the generation of a leading edge vortex system on two different mixer discs
  • FIG. 4 plan views of different shapes of possible mixer disks
  • FIG. 5 top view of further variants of mixer disks
  • FIG. 6 side views of different variants of mixer disks
  • FIG. 7 shows exemplary alternatives to the relative arrangement of two mixer disks relative to one another
  • FIG. 8 flow alternatives of exhaust gas and fluid on a mixer disk
  • FIG. 9 outflow variants of the fluid relative to a mixer disk
  • FIG. 10 mixer disk with integrated fluid guide and integrated fluid outlet
  • Figs. 12A and B show alternative introduction of the fluid into a leading edge eddy system
  • FIG. 1 3 Arrangement alternatives of a plurality of fluid outlets relative to a pair of mixer disks
  • FIGS. 14A to 14D show two attachment alternatives in plan view and in side view
  • Figures 1 5 A and 15 B Sectional views of an exhaust system with a mixer disk in one
  • FIGS. 16A and 16B sectional views of an exhaust system with a mixer disk in one
  • Figures 1 7 A and 1 7 B Sectional views of an exhaust system with a mixer disk in one
  • Figure 1 8 schematic view of an internal combustion engine with connected exhaust system with
  • FIGS. 19A and B are sectional views of a curved region of the exhaust system with one or two mixer disks;
  • FIG. 20 shows a side view of a mixer disk within an exhaust system with a generated front edge vortex system
  • FIG. 21 flow diagram of a method according to the invention.
  • FIG. 22 side view of a further fastening alternative
  • Figure 23 side view of an arrangement with a pipe adapter
  • FIG. 24 Top view of a mixer disk with two outlet slots.
  • FIG. 1 initially illustrates the basic structure of a vehicle 1 in a highly schematic view.
  • the vehicle 1 comprises a chassis 2, an internal combustion engine 3 and an exhaust system 4 connected to the internal combustion engine 3.
  • the exhaust system 4 comprises an exhaust gas inlet 5, in this case divided into four individual inlets, which are each assigned to a cylinder of the internal combustion engine 3 (FIG one of these exhaust gas inlets 5 denotes), an exhaust gas guide 6 and an exhaust gas outlet 7, via which the exhaust gas guided in the exhaust gas guide 6 exits the exhaust gas guide 6 into the outside environment.
  • the exhaust gas guide 6 comprises an exhaust manifold 8, pipe sections 9 and an optional mixing chamber 10, the latter also being designed as a pipe section 9 with the mixing device with mixer disk described in more detail below.
  • the number and specific design of the elements 8,9 and 10 may vary by design.
  • the exhaust manifold 8 is preferably formed as a continuous individual component.
  • the elements 8, 9 and 10 are connected to one another via suitable connections, for example welded and / or flange connections, for obtaining the exhaust system 4 or are formed as a whole in one piece.
  • the path of the resulting during operation of the internal combustion engine 3 exhaust gas is indicated in the figures by solid arrows, which ultimately indicate the Haupt malströmungscardi B of the exhaust gas within the exhaust passage 6 from the exhaust gas inlet 5 to the exhaust outlet 7.
  • the exhaust system 4 further comprises two fluid outlets 11, in the present embodiment, within the mixing chamber 10.
  • the fluid outlets 1 1 are connected via supply lines 12 with an unspecified fluid reservoir within the vehicle 1.
  • Fluid in particular a reducing fluid, for example an aqueous urea solution, is introduced via the fluid outlets 11 as a reductive component of an SCR process for reducing the proportion of NO x in the exhaust gas into the exhaust gas guide 6 from outside the exhaust gas guide 6.
  • a mixer disk 13 is introduced into the exhaust gas guide 6, in the present exemplary embodiment a mixer disk pair 13 arranged tilted opposite one another.
  • leading edge vortex systems are generated within the exhaust gas flowing through the exhaust gas guide 6 be used for efficient mixing of the exhaust gas with the exiting the fluid outlets 1 1 fluid.
  • the effect of the mixer disks 13 is illustrated in more detail in the longitudinal sectional view according to FIG.
  • the mixer disk 1 is shown there in a pipe section 9 with the pipe diameter D.
  • the main flow direction B extends in Figure 2 from left to right.
  • the plate-shaped and shown in side view plane mixer discs 13 is tilted at an acute angle ⁇ (in the present case about 30 °) relative to the main flow direction B.
  • the fluid outlet 11 lies correspondingly on the downstream side or on the leeward side of the mixer disk 13.
  • the mixer disk 13 When viewed in the main flow direction B, the mixer disk 13 also extends over the region E.
  • the fluid outlet 11 is viewed transversely to the main flow direction B within this region E and thus on Height of the mixer disk 13 is arranged.
  • the mixer disk is thus seen in the main flow direction B "in the area" of the mixer disk 13. If the exhaust gas flows from the left past the mixer disk 13, this leads to the generation of a leading edge vortex system 14.
  • the vortex axis W of the two leading edge vortices generated thereby is exemplary in FIG 2 illustrates the positioning of the fluid outlet 11 within the generated leading edge vortex system 14, so that the fluid leaving the fluid outlet 11 (dashed arrows in the figures) in the present case directly and directly into the leading edge vortex system 14 is discharged and is immediately subjected to an efficient mixing with the exhaust gas within the exhaust duct 6.
  • FIG. 3A shows a mixer disk 13 in the form of an isosceles triangle (delta surface), the tip of which flows from the exhaust gas coming from the main flow direction B.
  • the leading edge eddy system 14 is generated with the two opposite to each other rotating leading edge vortices 14A and 14 B at each one of the longitudinal edges of the mixer discs 1 3.
  • the leading edge vertebrae 14A and 14B each have one of the vertebral axes W1 and W2.
  • the vortex axes W1 and W2 extend substantially away from the mixer disk 13 in the main flow direction B.
  • FIG. 3B shows the formation of a substantially corresponding leading edge vortex system on an oval shaped mixer disk 13
  • FIG. 4 different variants are given by way of example for this purpose, wherein the list shown there is expressly not to be understood as conclusive within the scope of the invention.
  • planar, planar mixer disks 13 are assumed in each case, which differ from one another in the design of their outer contour or their shape.
  • circular FIG. 4A
  • oval FIG. 4B
  • triangular FIG. 4A
  • delta surface quadrangular
  • mixer discs 13 With the targeted selection of the shape of the mixer discs 13 can be responded in particular, for example, to design-specific features.
  • symmetry design of the mixer disks 13 In particular, symmetrically designed mixer disks are possible, as indicated in FIG.
  • the mixer disk 13 formed there as an isosceles triangle comprises the axis of symmetry S.
  • unsymmetrical mixer disks 13 can also easily be used, as shown by way of example in FIG. 5B with the quadrangular mixer disks 13 shown there.
  • the symmetry design provides a starting point, for example, to respond to the specific operating environment of the mixer disks 1 3 by appropriate shaping. It should also be taken into account that particularly well uniform vortex systems can be produced by means of symmetrical mixer disk shapes in the main flow direction.
  • the mixer disks 13 used in the present case can be formed in particular as planar elements, as illustrated in the side view on a mixer disks 13 in Figure 6A. In these embodiments, the mixer disk 13 thus extends substantially in one Level. However, the mixer disks 13 used can also be deformed three-dimensionally. For this purpose, for example, simple folds (FIG. 6B), multiple folds (FIG. 6C) and / or bending deformations (FIG. 6D) of the mixer disks 13 are possible. Also via the three-dimensional shaping of the mixer disks 13, an optimization of the generated leading edge vortex system can be achieved to the respective existing operating conditions within the exhaust system.
  • FIGS. 7A and 7B exemplarily illustrate two alternative arrangement possibilities of two mixer disks 13 relative to one another.
  • the two mixer disks 13 are arranged at the same height and parallel to one another.
  • the embodiment according to FIG. 7A the two mixer disks 13 are arranged at the same height and parallel to one another.
  • the two mixer disks 13 are tilted relative to one another at an angle ⁇ , wherein they are contactless relative to one another.
  • angle
  • the two mixer disks 1 3 are further arranged such that the rear in the flow direction B mixer disk intersects the front in the flow direction mixer disk 13. It can be particularly advantageous if only two mixer disks 13 are arranged in the entire exhaust gas guide 6, as shown for example in FIG.
  • FIGS. 8A to 8D illustrate, by way of example, various variants of how the fluid can be oriented relative to the main flow direction B and to the mixer disk 1 3 by a corresponding configuration of the fluid outlet described above.
  • the main direction of movement, which holds the fluid exiting the fluid outlet 11, is denoted by C in FIGS. 8A to 8D.
  • the fluid flows in the direction of arrow C perpendicular to the main flow direction B of the exhaust gas obliquely in the direction of the leeward surface of the mixer discs 13.
  • the fluid flow is perpendicular to the lee side of the mixer disc 13 and thus partially opposite to the main flow direction B aligned.
  • the fluid flows in the opposite direction of the main flow direction B obliquely to the leeward side of the mixer disks 13 and in FIG. 8D on the leeward side of FIG the mixer disks 1 3 away in the main flow direction B.
  • the listing shown here is merely exemplary and not to be understood as exhaustive. In practice, it turns out that the variant according to FIG. 8 (A) is particularly well suited for the admixture of gaseous fluids into the exhaust gas flow, whereas for liquid fluids ideally the variant according to FIG. 8 (D) is used.
  • the fluid outlet 1 1 it is possible, the fluid outlet 1 1 to be arranged such that only a portion of the exiting fluid is aligned in the direction of the mixer disk 1 3, as shown in the embodiment of Figure 9A.
  • the fluid outlet 11 it is also particularly favorable if the fluid outlet 11 is designed and arranged such that the fluid emerging from the fluid outlet 11 is directed completely in the direction of the mixer disk 13, in particular on the leeward side thereof, as shown in FIG illustrated. This listing is not meant to be conclusive.
  • the fluid outlet 1 1 and the mixer disks 13 are each arranged spatially separated from each other.
  • the there double-walled with the disk walls 1 3A and 1 3B trained mixer disks 1 3 comprises in its between the two mixer disk walls 1 3A and 1 3B formed intermediate space 1 5 a part of the supply line 12, via two introduced into the mixer disk wall 13A fluid outlets 1 1 to the outside and open in the installed state in the interior of the exhaust system.
  • the two fluid outlets 1 1 are seen in the main flow direction B successively arranged and offset from one another.
  • mixer disk 1 This allows a particularly compact overall arrangement of mixer disk 1 3, fluid outlet 1 1 and part of the supply line 1 2.
  • other alternatives are possible.
  • the doppelwandi- ge configuration of the mixer discs 13 is not mandatory. It can also be provided that a part of the supply line takes place on a surface side of the mixer disks 13, in particular the leeward side (not shown in FIG. 10).
  • the mixer disk 1 3 can be stored statically and thus in their relative position within the exhaust passage 6 stationary. However, it may also be desirable to make the mixer disk 13 adjustable relative to the exhaust gas guide 6 in order, for example, to make changes in the positioning of the mixer disks 1 3 within the exhaust gas guide 6, depending on the operation. This may be desired, for example, when a bypass exhaust gas flow is activated, which changes the main exhaust gas flow in the region of the mixer disk 13.
  • the scope of motion spectrum of the mixer disks 13 is illustrated by way of example in FIG. 11.
  • the initial position of the mixer disks 13 is illustrated in FIG. 11 by the solid line of the mixer disks 13. In dashed lines, other possible end positions are indicated starting from this position. For example, it may be provided to make the mixer disk 13 displaceable.
  • a linear displaceability along the arrow I is indicated perpendicular to the main flow direction B and along the arrow II in and counter to the main flow direction B.
  • the mixer disk 13 can also be pivotable about a pivot point D1 in the direction of the arrow III about an axis extending transversely to the main flow direction B.
  • the rotation can also take place via a pivot point D2 in the surface of the mixer disk 13 in the direction of arrow IV.
  • the mixer disk is rotatable about an axis running parallel to the main flow direction B.
  • the concrete triggering of the rotational movement can take place via a controlled and / or manually operable adjusting device, not shown in greater detail in FIG. 11, which attaches, for example, to one of the pivot points D1 or D2.
  • FIGS. 12A and 12B show preferred relative arrangements between a plurality of fluid outlets and the front edge vortex system 14 formed on the mixer disk 13.
  • exactly one fluid mixer disk 13 is associated with two fluid outlets 1 1A and 1 1 B, such that one each the two fluid outlets 1 1A and IIB are assigned to one of the two leading edge vertebrae 14A and 14B of the leading edge vertebra system 14. This means that the fluid emerging from the fluid outlet 1 1A is first almost completely mixed in the leading edge vortex 14A and the fluid leaving the fluid outlet IIB is first almost completely mixed in the leading edge vortex 14B with the exhaust gas.
  • FIG. 12B shows a plan view of a longitudinal sectional view through a region of the exhaust gas guide 6.
  • two round mixer plates 13 are positioned side by side in the exhaust gas guide 6 relative to the main throughflow direction B.
  • a supply line 12 extends into the interior of the exhaust gas guide 6.
  • a total of five fluid outlets 11 A to 11 E are distributed along the supply line 12.
  • Each of the two mixer disks 13 are each associated with two adjacent fluid outlets (11 A and 11 B or 1 1 D and 1 1 E) which are arranged offset to the respective edge region of the respective mixer disks 1 3.
  • a fluid outlet in the intermediate region (transverse to the main flow direction B) of the two juxtaposed mixer disks 13 is present.
  • FIG. 14A (longitudinal section along the exhaust guide 6 and top view of the mixer disk 1 3) is a holding strut 16, for example in the form of a wire, is present, which extends transversely to the main flow direction B through the interior of the exhaust gas guide 6.
  • the mixer disk 1 3 via a transverse thereto bearing web 1 7, which connects the mixer disk 13 with the support strut 16, mounted in the interior of the exhaust duct 6.
  • Several wires per mixer disk 13 can also be provided for fastening. This is indicated in FIG. 14A with the dotted support strut 16 '.
  • the support strut 16 as a pipe section of a supply line 12 with integrated fluid outlet 1 1 is formed.
  • the mixer disk 13 is connected directly to the retaining strut 16.
  • FIG. 15A An alternative mounting option show the figures 15A (longitudinal sectional view along the exhaust gas guide 6 in side view of the mixer plate 13) and 15B (view against the main flow direction B).
  • a bearing sleeve 18 is arranged in the interior of the exhaust gas guide 6 as an essential element.
  • the hollow cylinder in the present embodiment Shaped bearing sleeve 18 comprises on its inner wall a radially projecting from the inner surface to the center bearing web 17 to which the mixer disk 13 is attached.
  • the bearing sleeve has one of the longitudinal extent of the mixer disk 13 in the main flow direction B substantially corresponding cylinder height H. However, in particular it can also protrude in one or both sides in or against the direction of the main flow direction B with respect to the mixer disks or be made narrower.
  • the concrete fixation of the bearing sleeve 18 within the exhaust guide 6 takes place for example via between the outer circumferential surface of the bearing sleeve 18 and the inner wall of the exhaust guide 6 arranged welding or soldering points, by frictional engagement or the like.
  • FIG. 16A and 16B A similar construction shows the arrangement of Figures 16A and 16B.
  • two half shells 19 A and 19 B are provided here, which are connected to one another via a bearing web 1 7 running through the interior of the exhaust gas guide.
  • the mixer disk 13 In the central region of the bearing web 17, the mixer disk 13 is arranged.
  • the two half-shells 19A and 19B may also be connected to one another on one side, for example, in order to obtain a kind of clamping sleeve via which the mixer disk 13 can be positioned in the interior of the exhaust gas guide 6 by frictional engagement.
  • FIGS. 17A and 17B An alternative approach is followed by the embodiment according to FIGS. 17A and 17B. From the longitudinal sectional view along the exhaust gas guide 6 according to FIG. 7A, it is initially clear that the now relevant region relates to the connection point of two individual components 6A and 6B of the exhaust gas guide 6. These are connected to one another via a flange connection 20 (details of the flange connection, such as screw connections, etc., are not shown in FIG. 17A). Clamped in the flange 20 is a flange 21, for example in the form of a metallic gasket or the like. The annular disk-shaped flange 21 is shown in Figure 1 7B in plan view.
  • a plurality of through holes 22 are provided through which, for example, fastening screws of the flange 20 can be performed.
  • Inwardly to the centric and in the installed state of the exhaust gas flowed through opening 38 is from the circular flange plate 21 on one side a bearing web 1 7 radially before, which connects the flange plate 21 with the mixer disks 13.
  • the flange 21 in one piece, with or without bearing web 1 7, with the mixer disk 1 3, for example as a stamped part form and adjust the mixer disk 13 by, for example, bending in the desired relative position to the rest flange 21.
  • Figure 18 now illustrates the basic structure of an SCR system 23 with a mixer disk according to the invention 13.
  • Essential elements of the SCR system 23 are a NOx sensor 24, a control unit 25, a fluid tank 26, a conveyor 27, signal lines 28 and the fluid outlet 11.
  • the control unit 25 is connected via the signal lines 28 with the internal combustion engine 3, the NOx sensor 24 and the conveyor 27, for example, a fluid pump in combination.
  • the sensor arranged upstream of the mixer disk 13 in the exhaust gas duct, it is possible, for example, to determine directly or indirectly a NOx load of the exhaust gas.
  • the arrangement of fluid outlet 1 1 and mixer disk 13 is arranged in the exhaust system, via which the fluid stored in the fluid tank 26, in particular reducing fluid, such as an aqueous urea solution, from outside the exhaust system into the interior of the exhaust system.
  • control unit 25 controls an adjusting device with which the relative position of the mixer disk 13 can be varied within the exhaust gas duct.
  • the exhaust gas guide 6 often has in addition to rectilinearly extended regions in particular curved portions, for example, in particular frequently in the region of the exhaust manifold, as shown in Figures 19A and 19B, which relate to a section of a curved portion of the exhaust passage 6 in the exhaust manifold 8.
  • two mixer disks 1 3 are arranged one behind the other in the main flow direction B.
  • the curved region has an inner curve 29 and an outer curve 30.
  • the mixer disks 13 are arranged such that their upstream located start region 31 in the direction of the outer curve 30 and its downstream end portion 32, however, oriented towards the inner curve 29 out.
  • the distance to the outer curve 30 of the exhaust gas guide 6 in the initial region 31 of the respective mixer disk 13 is smaller than the distance of the respective end region 32 of the mixer disk 1 3.
  • the relevant here distance is measured in each case along a vertical S1 and S2 to the inner wall of the outer curve 30 or in the curves 29, as shown in Figure 20 with the vertical S1 and S2 to the outer curve 30 exemplified.
  • FIG. 19B shows a further alternative with only a single mixer disk 13. With regard to the specific arrangement of these a mixer disk 13 is made to the comments on the embodiment of FIG. 19A reference.
  • Figure 20 illustrates first that it is preferred if the diameter of the mixer plate 13 and the longitudinal extension D1 is smaller than the diameter D2 of the exhaust gas guide 6, in particular in the ratio 1, 4: 1 to 2: 1 (D1: D2 ).
  • the mixer disc 13 is further arranged such that the leading edge vortex 14A is oriented from the lower inner wall portion of the exhaust system initially in the direction of the center M of the exhaust system. If the fluid entry takes place, for example, at the level of the mixer disk 13, as also shown in FIG. 2, the discharged fluid is thus first mixed with the exhaust gas in the direction of the center of the exhaust gas duct and is not directed directly to an inner wall area. In this way, deposits of constituents of the fluid on the inner wall of the exhaust gas guide 6 can be counteracted.
  • FIG. 21 shows a flow chart of a method according to the invention.
  • an operation of an internal combustion engine takes place via a combustion process in step 33, whereby exhaust gases are produced and, in particular via an exhaust manifold, pass into an exhaust gas duct.
  • step 34 the collecting and guiding of the exhaust gas in an exhaust system, in particular as explained in the preceding figures.
  • step 35 a generation of a substantially static leading edge vortex system with respect to its extent is provided with at least one mixer disk, in particular by means of one of the arrangements described in the preceding figures.
  • the introduction of a fluid, in particular reduction fluid, in the leading edge vortex system in particular via a fluid outlet. With the aid of the generated leading-edge vortex system, an extremely efficient mixing of the fluid with the exhaust gas is now possible in step 37, in particular within a comparatively short mixing section.
  • leading-edge eddy system takes place with an arrangement, as shown, for example, in FIG.
  • Further supplementary method steps may consist in adjusting the relative position of the at least one mixer disk relative to an inner wall of the exhaust system, for example rotationally and / or translationally.
  • the generation of the leading edge vortex system ideally takes place within an exhaust manifold.
  • Fig. 22 shows a further embodiment that the holder of the mixer disk 13 can be used simultaneously as a supply line or fluid guide 12 for the fluid outlet 1 1.
  • the holding element 1 for example, at least partially and in particular fully. be constantly formed as a channel or conduit, the / at its output end, the fluid outlet 1 1 and to the / the further the mixer plate 13 is connected, for example via a welded connection.
  • the holding element 1 7 thus comes here a double function (holding and forwarding).
  • Fig. 23 shows a further possibility of mounting the mixing disk in the exhaust system.
  • 7 A instead of a flat gasket is used in particular in comparison to the similarly mounted embodiment according to FIG. 1 to a pipe adapter 39 for holding the mixer disk 13 and the fluid outlet 11 and for connection to the exhaust system on the vehicle.
  • the tube intermediate piece has an inlet-side connecting flange 40A and an outlet-side connecting flange 40B, which are each fastened to the exhaust-gas guide with suitable connecting points.
  • This variant is also particularly suitable for retrofitting.
  • two fluid outlets 11A and 11B supplied together with fluid via a supply line 12 are provided in a single mixer disk 13 in the form of a fluid of slit-shaped recesses in the surface of the leeward surface 13A.

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Abstract

The invention relates to an exhaust gas system for a combustion engine, comprising an exhaust gas inlet, an exhaust gas conduit, and an exhaust gas outlet, such that exhaust gas produced in the combustion engine during the combustion operation is introduced via the exhaust gas inlet into the exhaust gas system, passes through the exhaust gas conduit in the main through flow direction, and exits from the exhaust gas conduit via the exhaust gas outlet, at least one fluid outlet for introduction of a fluid, in particular a reduction fluid, being provided inside the exhaust gas conduit. The invention further relates to a flange plate, to a bearing bush, and to an exhaust manifold. Lastly, the invention also relates to a vehicle and to a method for operating an exhaust gas system. It is essential that, with the aid of at least one mixer disc, a front edge vortex system is produced in a targeted manner inside the exhaust gas conduit, by means of which particularly efficient blending with the fluid is possible.

Description

ABGASANLAGE FÜR EINEN VERBRENNUNGSMOTOR, FLANSCHBLECH ODER LAGERHÜLSE, ABGASKRÜMMER, FAHRZEUG SOWIE VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER ABGASANLAGE  EXHAUST SYSTEM FOR A COMBUSTION ENGINE, FLANGE PLATE OR BEARING HOLDER, EXHAUST GASKET, VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING AN EXHAUST SYSTEM
[0001 ] Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor, ein Flanschblech, insbesondere Dichtungsblech, eine Lagerhülse, einen Abgaskrümmer, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasanlage. The invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, a flange, in particular gasket sheet, a bearing sleeve, an exhaust manifold, a vehicle and a method for operating an exhaust system.
[0002] Beim Betrieb von Verbrennungsmotoren kommt es naturgemäß zur Entstehung von Abgasen. Insbesondere für Fahrzeuge erhöhen die Gesetzgeber in den letzten Jahrzehnten jedoch stetig die Auflagen für maximal zulässige Emissionsgrenzwerte, beispielsweise insbesondere hinsichtlich des NOx-Gehaltes. Um den gesetzlichen Anforderungen gerecht zu werden, ist es daher bereits bekannt und verbreitet, in der Abgasanlage modernerer Fahrzeuge den Zusatz eines Fluids, beispielsweise eines Reduktionsmittels, insbesondere beispielsweise in Form einer wässrigen Harnstofflösung, einer Ammoniumhydroxid-Lösung oder in Form von gasförmigem Ammoniak etc., vorzusehen, um auf diesem Wege chemisch den Anteil unerwünschter Abgasbestandteile, beispielweise den NOx-Gehalt im Abgas durch Reduktion, im Rahmen geeigneter Abgasbehandlungsverfahren zu verringern. So werden beispielsweise mit dem sogenannten SCR-Verfahren (selective katalytic reduction) bereits gute aber, insbesondere im Hinblick auf zukünftige gesetzliche Bestimmungen, noch nicht ausreichende Ergebnisse erhalten. Verbesserungsbedürftig scheint dabei insbesondere der Vermischungsvorgang zwischen dem zugesetzten Fluid und dem Abgas zu sein, um die Effizienz dieser Abgasbehandlungsverfahren noch zu verbessern. In the operation of internal combustion engines it comes naturally to the formation of exhaust gases. However, especially for vehicles, legislators have steadily increased the requirements for maximum permissible emission limit values in recent decades, for example with regard to the NOx content in particular. In order to meet the legal requirements, it is therefore already known and common in the exhaust system of modern vehicles, the addition of a fluid, such as a reducing agent, in particular, for example in the form of an aqueous urea solution, an ammonium hydroxide solution or in the form of gaseous ammonia etc. in order to chemically reduce in this way the proportion of undesired exhaust gas constituents, for example the NOx content in the exhaust gas by reduction, within the scope of suitable exhaust gas treatment processes. Thus, for example, with the so-called SCR process (selective catalytic reduction), good but not yet sufficient results are obtained, in particular with regard to future legal provisions. In particular, the mixing process between the added fluid and the exhaust gas seems to be in need of improvement in order to further improve the efficiency of these exhaust gas treatment processes.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Möglichkeit anzugeben, in einer Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor die Vermischung des Abgases mit einem innerhalb der Abgasanlage dem Abgas zugesetzten Fluid möglichst zu verbessern. [0004] Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor, einem Flanschblech, insbesondere einem Dichtungsblech, einer Lagerhülse, einem Abgaskrümmer, einem Fahrzeug sowie einem Verfahren zum Betrieb einer Abgasanlage gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. The object of the invention is therefore to provide a way to improve the mixing of the exhaust gas with a within the exhaust system to the exhaust gas added fluid in an exhaust system for an internal combustion engine as possible. The object is achieved with an exhaust system for an internal combustion engine, a flange plate, in particular a gasket, a bearing sleeve, an exhaust manifold, a vehicle and a method for operating an exhaust system according to the independent claims. Preferred developments are specified in the dependent claims.
[0005] Wesentliche Elemente einer gattungsgemäßen Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor sind eine Abgasführung mit einem Abgaseintritt und einem Abgasauslass. Über den Abgaseintritt wird das während des Verbrennungsbetriebes des Verbrennungsmotors entstehende Abgas der Abgasführung zugeführt. Über den Abgasauslass tritt das Abgas dagegen aus der Abgasführung wieder aus, üblicherweise in die Außenumgebung. Zwischen dem Abgaseintritt und dem Abgasauslass passiert das Abgas die Abgasführung in Richtung einer sogenannten Hauptdurchströmungsrichtung, die die wesentliche Durchströmungsrichtung des Abgases durch die üblicherweise nicht geradlinig verlaufende Abgasführung zwischen dem Abgaseintritt und dem Abgasauslass bezeichnet. Dies bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung somit gerade nicht, dass das Abgas die Abgasführung ausschließlich geradlinig und in Richtung der Hauptdurchströmungsrichtung passiert. Mit der Bezeichnung„Hauptdurchströmungsrichtung" wird vielmehr zum Ausdruck gebracht, dass das Abgas durchaus lokal und/oder partiell innerhalb der Abgasführung, beispielsweise aufgrund von Turbulenzen und Strömungsablösungen aber insbesondere auch aufgrund der nachstehend noch näher beschriebenen wenigstens einen Mischerscheibe, abweichend zur Hauptdurchströmungsrichtung innerhalb der Abgasführung bewegt wird. Wesentlich ist somit, dass die über die Abgasführung hinweg gesehene globale Orientierung des Abgases jedoch von dem Abgaseintritt hin zum Abgasauslass orientiert ist. Üblicherweise ist die Abgasführung als ein längserstrecktes Rohrleitungssystem ausgebildet. Die Hauptdurchströmungsrichtung verläuft im Wesentlichen entlang der Zentrallängsachse der Rohre. Ein weiteres wesentliches Element der erfindungsgemäßen Abgasanlage liegt in wenigstens einem Fluidaus- lass innerhalb der Abgasführung, der zur Einbringung eines Fluids in den Innenraum der Abgasführung, insbesondere eines Reduktionsfluids, vorgesehen ist. Der Fluidauslass, beispielsweise in Form einer Düse, ist über eine geeignete Leitung mit einem Fluidreservoir, welches außerhalb der Abgasanlage angeordnet ist, beispielsweise in an sich im Stand der Technik bekannter Weise, verbunden. Ein typisches hier verwendetes Fluid ist beispielsweise eine Ammoniumhydroxid- oder Harnstofflösung. Essential elements of a generic exhaust system for an internal combustion engine are an exhaust system with an exhaust gas inlet and an exhaust outlet. About the exhaust gas inlet, the resulting during the combustion operation of the internal combustion engine exhaust gas is supplied to the exhaust system. By contrast, the exhaust gas exits the exhaust gas outlet via the exhaust gas outlet, usually to the outside environment. Between the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet, the exhaust gas passes through the exhaust gas guide in the direction of a so-called main flow direction, which denotes the essential flow direction of the exhaust gas through the usually not rectilinear exhaust system between the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet. This means within the meaning of the present invention therefore not just that the exhaust gas passes the exhaust system exclusively in a straight line and in the direction of the main flow direction. The term "main flow direction" rather expresses that the exhaust gas quite locally and / or partially within the exhaust system, for example due to turbulence and flow separation but in particular also due to the at least one mixer disk described below, different from the main flow direction within the exhaust system It is therefore essential that the global orientation of the exhaust gas across the exhaust gas duct is oriented from the exhaust gas inlet to the exhaust gas outlet.Usually the exhaust gas duct is designed as a longitudinally extending pipeline system The main flow direction runs essentially along the central longitudinal axis of the tubes Another essential element of the exhaust system according to the invention lies in at least one fluid outlet within the exhaust system, which is used to introduce a fluid into the interior of the exhaust system, i nsbesondere a reduction fluid, is provided. The fluid outlet, for example in the form of a nozzle, is connected via a suitable line to a fluid reservoir, which is arranged outside the exhaust system, for example in a manner known per se in the prior art. A typical fluid used herein is, for example, an ammonium hydroxide or urea solution.
[0006] Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht nun darin, dass die Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor erfindungsgemäß ferner wenigstens eine Mischerscheibe zur Erzeugung eines Vorderkantenwirbelsystems innerhalb der Abgasführung aufweist. Die wenigstens eine Mischerscheibe bezeichnet somit ein speziell für den Vermischungsvorgang zwischen dem Abgas und dem Fluid vor- gesehenes Funktionsbauteil, über das gezielt ein lokal im Wesentlichen stabiles Wirbelsystem in Form eines Vorderkantenwirbelsystems innerhalb der Abgasführung erzeugt wird. Ein Vorderkantenwirbel bezeichnet dabei einen Wirbel, der durch das Entlangströmen des Abgases an einer Kante oder mehreren Kanten in einem Winkel zur Hauptdurchströmungsrichtung verlaufenden Kante der wenigstens einen Mischerscheibe entsteht. Dieses an sich bekannte Phänomen ist darauf zurückzuführen, dass beim schrägen Anströmen (Anströmen unter einem Anströmwinkel α zur Flächenebene des Deltaflügels) einer Mischerscheibe die Strömung an der Kante der Fläche abreißt und dadurch ein Unterdruckgebiet auf der Rückseite der Mischerscheibe erzeugt wird. Dadurch rollte sich die Strömung ein und erzeugt im Strömungsweg einen stationären Wirbel. Wird die Mischerscheibe mit einer Spitze schräg zur Anströmrichtung angestellt und weist sie von der Spitze ausgehend zwei auseinanderlaufende Kanten auf, können an diesen beiden Kanten zwei zueinander gegenläufige Strömungswirbel erzeugt werden. Dieses Wirbelpaar wird auch als Vorderkantenwirbelsystem bezeichnet. Die erzeugten Vorderkantenwirbel können sich bevorzugt gegenseitig durchdringen, was erfindungsgemäß bevorzugt zum Durchmischen genutzt wird. Dadurch, dass mit der in die Abgasführung eingebrachten wenigstens einen Mischerscheibe erfindungsgemäß ein Vorderkantenwirbelsystem innerhalb der Abgasführung erzeugt wird, kann die Vermischung des Abgases mit dem Fluid unter zuverlässigen und im Wesentlichen reproduzierbaren Vermischungsbedingungen durchgeführt werden. Der wenigstens eine Fluidauslass ist dazu leeseitig zu der wenigstens einen Mischerscheibe angeordnet. Der Fluidauslass befindet sich somit erfindungsgemäß in räumlicher Nähe zu der Mischerscheiben. Idealerweise erfolgt die Ausrichtung des Düsenstrahls aus dem Fluidauslass derart, dass der wandnahe Düsenstrahl (d.h. der der Kanalwand der Abgasführung jeweils nächstliegende Bereich des Düsenstrahls) mindestens parallel zur Kanalinnenwand der Abgasführung in diesem Bereich oder mit einem Winkel ε zum Kanalinneren geneigt ausgerichtet ist. In Bezug auf einen Kanalquerschnitt der Abgasführung senkrecht zur Durchströmungsrichtung ist die Mischerscheibe bevorzugt mit einem Faktor von 0,05 bis 0,3 und insbesondere von 0,1 bis 0,2 der Länge der Mischerscheibe von der Kanalinnenwand der Abgasführung beabstandet, insbesondere vollständig umlaufend. Ergänzend oder alternativ ist der Fluidauslass in Bezug auf die Länge der Mischerscheibe bevorzugt derart leeseitig zur Mischerscheibe angeordnet, dass er auf Höhe eines Randbereiches der Mischerscheibe in einer Ebene quer zur Hauptdurchströmungsrichtung der Abgasführung gesehen im Bereich eines Faktors von 0,02 bis 0,2 und insbesondere von 0,05 bis 0,1 5 der Länge der Mischerscheibe liegt. Konkret ist der wenigstens eine Fluidauslass derart zu der wenigstens einen Mischerscheibe positioniert, dass das aus der Mischerscheibe austretende Fluid in das von der wenigstens einen Mischerscheiben erzeugte Vorderkantenwirbelsystem zur Durchmischung mit dem die Abgasführung in Hauptdurchströmungsrichtung durchströmenden Abgas eintritt, idealerweise bereits auf Höhe der wenigstens einen Mi- scherscheibe. Wesentlich ist somit, dass der Fluidauslass relativ zur Mischerscheibe nicht irgendwo in der Abgasführung positioniert ist, sondern gezielt derart, dass das aus dem Fluidauslass austretende Fluid möglichst zügig, idealerweise unmittelbar nach dem Austritt aus dem Fluidauslass, in das von der wenigstens einen Mischerscheibe generierte Vorderkantenwirbelsystem eintritt, um sodann sofort mit dem Abgas vermischt zu werden. Wesentlich ist somit einerseits die Nutzung wenigstens einer Mischerscheibe zur Erzeugung eines Vorderkantenwirbelsystems innerhalb der Abgasführung und andererseits die auf das von der wenigstens einen Mischerscheibe erzeugte Vorderkantenwirbelsystem abgestimmte Positionierung des Fluidauslasses, um einen raschen Eintritt des Fluids in das Vorderkantenwirbelsystem und dadurch eine effiziente Vermischung zu ermöglichen. An essential aspect of the invention consists in the fact that the exhaust system for an internal combustion engine according to the invention further comprises at least one mixer disk for generating a leading edge vortex system within the exhaust system. The at least one mixer disk thus denotes a specially for the mixing process between the exhaust gas and the fluid Functional component seen over which targeted a locally substantially stable vortex system in the form of a leading edge vortex system is generated within the exhaust system. In this case, a leading edge vortex designates a vortex which arises as a result of the flowing along of the exhaust gas at one edge or a plurality of edges at an angle to the main flow direction edge of the at least one mixer disk. This phenomenon, which is known per se, can be attributed to the fact that, in the case of an oblique approach (flow at an approach angle α to the surface plane of the delta wing) of a mixer disk, the flow at the edge of the surface is torn off, thereby producing a negative pressure area on the rear side of the mixer disk. As a result, the flow rolled in and creates a stationary vortex in the flow path. If the mixer disk is set at an angle oblique to the direction of flow and has two divergent edges starting from the tip, two mutually opposite flow vortexes can be produced at these two edges. This vortex pair is also referred to as the leading edge vortex system. The generated leading edge vortices can preferably penetrate one another, which is preferably used according to the invention for mixing. By virtue of the fact that, with the at least one mixer disk introduced into the exhaust gas guide, a front edge vortex system is produced within the exhaust system, the mixing of the exhaust gas with the fluid can be carried out under reliable and substantially reproducible mixing conditions. The at least one fluid outlet is arranged leeward to the at least one mixer disk. The fluid outlet is thus according to the invention in spatial proximity to the mixer discs. Ideally, the alignment of the jet of the fluid outlet takes place in such a way that the near-wall jet (ie the region of the jet closest to the channel wall of the exhaust passage) is aligned at least parallel to the channel inner wall of the exhaust guide in this area or at an angle ε to the interior of the channel. With respect to a channel cross-section of the exhaust system perpendicular to the flow direction, the mixer disk is preferably spaced by a factor of 0.05 to 0.3 and in particular from 0.1 to 0.2 of the length of the mixer disk of the channel inner wall of the exhaust duct, in particular completely circumferential. Additionally or alternatively, the fluid outlet with respect to the length of the mixer disk is preferably arranged leeward to the mixer disk such that it is in the range of a factor of 0.02 to 0.2 and in a plane transverse to the main flow direction of the exhaust system at the level of an edge region of the mixer disk in particular from 0.05 to 0.1 5 the length of the mixer disk. Specifically, the at least one fluid outlet is positioned relative to the at least one mixer disk such that the fluid emerging from the mixer disk enters the front eddy system generated by the at least one mixer disk for thorough mixing with the exhaust gas flowing through the exhaust pipe in the main flow direction, ideally already at the level of at least one millimeter - shear disc. It is thus essential that the fluid outlet is not positioned somewhere in the exhaust passage relative to the mixer disk, but specifically such that the exiting from the fluid outlet fluid as quickly as possible, ideally immediately after exiting the fluid outlet, in the generated by the at least one mixer disk leading edge vortex system enters, then immediately mixed with the exhaust gas. Thus, on the one hand, it is essential to use at least one mixer disk for generating a leading edge vortex system within the exhaust gas guide and, secondly, to position the fluid outlet coordinated with the leading edge vortex system generated by the at least one mixer disk in order to allow rapid entry of the fluid into the leading edge vortex system and thereby efficient mixing.
[0007] Es hat sich gezeigt, dass besonders stabile und verhältnismäßig weit erstreckte Vorderkantenwirbelsystem dann erhalten werden können, wenn die wenigstens eine Mischerscheibe idealerweise in einem spitzen Winkel zur Hauptdurchströmungsrichtung angeordnet ist. Der hier maßgebliche Winkel bezeichnet dabei den kleinsten Winkel einer entlang der Mischerscheibenoberfläche verlaufenden Geraden zur Längsachse der Hauptdurchströmungsrichtung. Ergänzend oder alternativ ist es ferner bevorzugt, wenn die wenigstens einen Mischerscheibe derart in der Abgasführung angeordnet ist, dass ihr umlaufender Rand vollständig frei ist bzw. zumindest ihr in Richtung der Hauptdurchströmungsrichtung vom Abgas angeströmter Randbereich. Dies bedeutet somit insbesondere, dass eine Halterung der wenigstens einen Mischerscheibe bevorzugt nicht an einem der Abgasströmung zugewandten Rand der wenigstens einen Mischerscheibe bzw. an einem Bereich des Randes, der vom Abgas im Betrieb des Verbrennungsmotors angeströmt wird, ansetzt, sondern idealerweise beispielsweise in der Fläche der wenigstens einen Mischerscheibe und/oder, wenn überhaupt, einem der Abgasströmung in Hauptdurchströmungsrichtung abgewandten Randbereich. It has been found that particularly stable and relatively widely extended leading edge vortex system can be obtained if the at least one mixer disk is ideally arranged at an acute angle to the main flow direction. The relevant angle here denotes the smallest angle of a straight line running along the mixer disk surface to the longitudinal axis of the main flow direction. Additionally or alternatively, it is further preferred if the at least one mixer disk is arranged in the exhaust gas guide in such a way that its peripheral edge is completely free or at least its edge region which is flowed towards the main flow direction by the exhaust gas. This therefore means, in particular, that a holder of the at least one mixer disk preferably does not attach to an edge of the at least one mixer disk facing the exhaust gas flow or to a region of the edge which is impinged by the exhaust gas during operation of the internal combustion engine, but ideally, for example, in the surface the at least one mixer disk and / or, if at all, one of the exhaust gas flow in the main flow direction facing away from the edge region.
[0008] Um nun sicherzustellen, dass das über den Fluidauslass in den Abgasstrom ausgetragene Fluid zügig und möglichst vollständig mit dem Abgas vermischt wird, ist die Öffnung des Fluidauslasses bevorzugt direkt vor und ganz besonders sogar direkt im erzeugten Vorderkantenwirbelsystem positioniert. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Fluid unmittelbar beim Austritt aus dem Fluidauslass in das Vorderkantenwirbelsystem gelangt und somit umgehend einer starken Durchmischung mit dem Abgas unterworfen ist. Die konkrete Lage des Vorderkantenwirbelsystem der wenigstens einen Mischerscheibe kann dazu im Vorfeld beispielsweise simuliert und/oder experimentell ermittelt werden. In order to ensure that the fluid discharged via the fluid outlet into the exhaust gas stream is mixed rapidly and as completely as possible with the exhaust gas, the opening of the fluid outlet is preferably positioned directly in front of and especially even directly in the generated leading edge vortex system. In this way, it is achieved that the fluid passes directly at the outlet from the fluid outlet in the leading edge vortex system and thus is immediately subjected to a strong mixing with the exhaust gas. The concrete position of the leading edge vortex system of the at least one mixer disk can be simulated in advance, for example, and / or determined experimentally.
[0009] Vorderkantenwirbel weisen bekanntermaßen als sogenannte strömungsgerichtete Wirbel eine definierte Längserstreckung, üblicherweise in Richtung ihrer sogenannten Längsachse bzw. Wirbe- lachse, auf. Die Längsachse bzw. Wirbelachse bezeichnet eine Achse, um die herum die Bewegung eines Vorderkantenwirbels erfolgt. An einer flächig ausgebildeten Mischerscheibe entsteht in der Regel ein Vorderkantelwirbelpaar bzw. an jeder überströmten Seitenkante jeweils ein Vorderkantenwirbel. Es ist erfindungsgemäß nun bevorzugt, die wenigstens eine Mischerscheiben der Art in der Abgasführung zu positionieren, dass das von ihr im Abgas erzeugte Vorderkantenwirbelsystem oder zumindest einer der Vorderkantenwirbel von einem Innenwandbereich der Abgasführung in Haupt- durchströmungsrichtung gesehen zunächst in Richtung zur Querschnittsmitte der Abgasführung hin gerichtet ist. Mit anderen Worten ist die Längsachse des Vorderkantenwirbelsystems oder zumindest des einen Vorderkantenwirbels somit vom Entstehungspunkt des Vorderkantenwirbels/-systems ausgehend zunächst wenigstens teilweise zur Querschnittsmitte der Abgasführung hin gerichtet. Hierdurch wird erreicht, dass das im Vorderkantenwirbelsystem befindliche Abgas zusammen mit dem Fluid zunächst nicht in Richtung der Innenwand dirigiert wird, sondern tendenziell zur Mitte hin. Auf diese Weise wird Anhaftungen und Ablagerungen von Teilen des Fluid an der Innenwand der Abgasführung vorgebeugt. [0009] As known, vortex vortices have a defined longitudinal extent as so-called flow-directed vortices, usually in the direction of their so-called longitudinal axis or vertebral axis. salmon, up. The longitudinal axis refers to an axis about which the movement of a leading edge vortex occurs. On a surface-trained mixer disk usually a Vorderkantelwirbelpaar or at each overflowed side edge in each case a leading edge vortex arises. It is now preferred according to the invention to position the at least one mixer disk of the type in the exhaust gas duct that the front eddy system or at least one of the leading edge eddies produced by it in the exhaust gas direction initially faces in the direction of the cross section center of the exhaust gas duct from an inner wall region of the exhaust gas duct is. In other words, the longitudinal axis of the leading edge vortex system or at least of the one leading edge vortex is thus initially directed at least partially from the point of origin of the leading edge vortex / system to the cross section center of the exhaust gas guide. This ensures that the exhaust gas located in the leading edge vortex system is initially not directed together with the fluid in the direction of the inner wall, but tends towards the center. In this way, buildup and deposits of parts of the fluid on the inner wall of the exhaust system is prevented.
[0010] Die Auslassöffnung des Fluidauslasses ist idealerweise quer zur Hauptdurchströmungsrichtung auf Höhe der wenigstens einen Mischerscheibe positioniert. Dies bedeutet, dass die Auslassöffnung in Hauptdurchströmungsrichtung gesehen quer zur Hauptdurchströmungsrichtung im Bereich der Erstreckung der wenigstens einen Mischerscheiben liegt und demnach in Hauptdurchströmungsrichtung gesehen zumindest nicht weit hinter der wenigstens einen Mischerscheibe angeordnet ist. Einerseits gelingt dadurch besonders gut ein unmittelbarer Eintrag in das an der Mischerscheiben erzeugte Vorderkantenwirbelsystem. Andererseits kann dadurch die gesamte Mischanordnung aus Mischerscheiben und Fluidauslass in Hauptdurchströmungsrichtung gesehen äußerst kompakt gestaltet werden. The outlet opening of the fluid outlet is ideally positioned transversely to the main flow direction at the level of the at least one mixer disk. This means that viewed in the main flow direction, the outlet opening lies transversely to the main flow direction in the region of the extent of the at least one mixer disk and is therefore arranged at least not far behind the at least one mixer disk in the main flow direction. On the one hand, a direct entry into the leading edge vortex system produced on the mixer disks is thereby achieved particularly well. On the other hand, this makes the entire mixing arrangement of mixer disks and fluid outlet in the main flow direction can be made extremely compact.
[0011 ] Hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung der wenigstens einen Mischerscheibe kann auf eine Vielzahl alternativer Ausführungsformen zurückgegriffen werden. So ist es beispielsweise bevorzugt, wenn die Mischerscheibe an sich als plane Scheibe ausgebildet ist. Dies ist beispielsweise im Hinblick auf die Herstellung der Mischerscheibe vorteilhaft. Hinsichtlich der Kontur der wenigstens einen Mischerscheibe kann ebenfalls aus einem breiten Pool alternativer Ausführungsformen geschöpft werden. Hier haben sich insbesondere Mischerscheiben mit einer kreisförmigen, elliptischen, ovalen, vieleckigen, insbesondere dreiecksförmigen oder rautenförmigen, Kontur als bevorzugt erwiesen. Die Kontur bezeichnet dabei die Form der die Fläche der Mischerscheibe umlaufenden Kante, insbesondere in einer Projektion in einer Referenzebene. Es ist möglich, die Mischerscheibe, zumindest bezüglich ihres Kantenverlaufs bzw. ihrer Kontur, symmetrisch, insbesondere in Bezug auf ihre Anord- nung in der Abgasführung relativ zur Hauptdurchströmungsrichtung, auszubilden und anzuordnen. Es sind jedoch auch unsymmetrische Ausführungsformen der Mischerscheiben denkbar und von der Erfindung mit umfasst. Es kann ferner vorteilhaft sein, die Mischerscheiben zumindest teilweise dreidimensional verformt auszubilden, insbesondere mit einer Krümmung oder Abwinkelung in ihrer Fläche. Mithilfe solcher dreidimensionaler Verformungen in der Fläche der Mischerscheiben kann beispielsweise die Ausbildung des Vorderkantenwirbelsystems an bauartspezifische Eigenheiten der Abgasführung angepasst werden, beispielsweise Krümmungen in der Abgasführung etc. With regard to the specific configuration of the at least one mixer disk can be used on a variety of alternative embodiments. For example, it is preferred if the mixer disk is designed as a flat disk. This is advantageous, for example, with regard to the production of the mixer disk. With regard to the contour of the at least one mixer disk can also be drawn from a wide pool of alternative embodiments. Here, in particular mixer disks with a circular, elliptical, oval, polygonal, in particular triangular or diamond-shaped, contour have proven to be preferred. The contour designates the shape of the edge surrounding the surface of the mixer disk, in particular in a projection in a reference plane. It is possible for the mixer disk to be symmetrical, at least with regard to its edge contour or its contour, in particular with respect to its arrangement. tion in the exhaust system relative to the main flow direction, form and arrange. However, asymmetrical embodiments of the mixer disks are also conceivable and encompassed by the invention. It may also be advantageous to form the mixer disks at least partially deformed three-dimensionally, in particular with a curvature or angling in their surface. With the help of such three-dimensional deformations in the surface of the mixer disks, for example, the formation of the leading edge vortex system can be adapted to design-specific characteristics of the exhaust system, for example, bends in the exhaust system, etc.
[0012] Ergänzend oder alternativ ist es ferner möglich, die wenigstens eine Mischerscheibe mithilfe einer Versteilvorrichtung gegenüber der Abgasführung relativ verstellbar, insbesondere verschiebbar und/oder verdrehbar und/oder verkippbar, auszuführen. Dies kann über eine manuell betätigbare Verstellvorrichtung oder auch eine angetriebene Versteilvorrichtung, beispielsweise mithilfe eines Elektromotors oder ähnlichem, erreicht werden. Additionally or alternatively, it is also possible, the at least one mixer disk by means of an adjusting device relative to the exhaust guide relatively adjustable, in particular displaceable and / or rotatable and / or tiltable execute. This can be achieved via a manually operable adjusting device or else a driven adjusting device, for example by means of an electric motor or the like.
[0013] Hinsichtlich der Größe der Mischerscheiben hat es sich als bevorzugt herausgestellt, wenn der Durchmesser der wenigstens einen Mischerscheibe dem 0,5 bis 0,7-fachen des Durchmessers der Kanalinnenwand der Abgasführung quer zur Hauptdurchströmungsrichtung im Bereich der Mischerscheibe entspricht. Dadurch wird innerhalb der Abgasführung ein für eine besonders effiziente Vermischung des Fluids mit dem Abgas ausreichend großes Vorderkantenwirbelsystem geschaffen, ohne dass die in den Abgasstrom eingesetzte wenigstens eine Mischerscheibe ein nachteiliges Strömungshindernis darstellt. Ergänzend oder alternativ ist die wenigstens eine Mischerscheibe selbst bevorzugt derart dimensioniert, dass ihre größte Länge dem 1 ,4 bis 1 ,8fachen, insbesondere dem 1 ,6-fachen, ihrer maximalen Breite entspricht und/oder ihre Dicke im Bereich des 0,003 bis 0,03- fachen des maximalen Scheibendurchmessers liegt. Weiter ergänzend oder alternativ ist es bevorzugt, wenn der Anstellwinkel der wenigstens einen Mischerscheibe zur Hauptdurchströmungsrichtung im Bereich von 20° bis 35° und insbesondere bei ca. 30° liegt. Die Dimensionierung der wenigstens einen Mischerscheibe erfolgt weiter ergänzend oder alternativ derart, dass die Scheibenfläche auf einer Flachseite der Mischerscheibe dem 0,25 bis 0,5-fachen der Fläche des Strömungsquerschnitte der Abgasführung quer zur Hauptdurchströmungsrichtung im Bereich der wenigstens einen Mischerscheibe entspricht. Schließlich ist es ergänzend oder alternativ auch bevorzugt, wenn der Fluidauslass derart leeseitig positioniert wird, dass der Abstand des Fluidauslasses dem 0,05- bis 0,2- fachen der größten Abmessung der wenigstens einen Mischerscheibe entspricht. With regard to the size of the mixer disks, it has been found to be preferred if the diameter of the at least one mixer disk corresponds to 0.5 to 0.7 times the diameter of the channel inner wall of the exhaust system transversely to the main flow direction in the region of the mixer disk. As a result, a front edge vortex system which is sufficiently large for a particularly efficient mixing of the fluid with the exhaust gas is created within the exhaust system, without the at least one mixer disk inserted into the exhaust gas flow constituting an adverse flow obstacle. Additionally or alternatively, the at least one mixer disk itself is preferably dimensioned such that its maximum length corresponds to 1.4 to 1.8 times, in particular to 1.6 times, its maximum width and / or its thickness is in the range of 0.003 to 0, 03 times the maximum pulley diameter. Next additionally or alternatively, it is preferred if the angle of attack of the at least one mixer disk to the main flow direction in the range of 20 ° to 35 ° and in particular at about 30 °. The dimensioning of the at least one mixer disk further takes place additionally or alternatively such that the disk surface on a flat side of the mixer disk corresponds to 0.25 to 0.5 times the area of the flow cross-sections of the exhaust gas duct transversely to the main flow direction in the region of the at least one mixer disk. Finally, it is additionally or alternatively also preferred if the fluid outlet is positioned on the leeward side such that the distance of the fluid outlet corresponds to 0.05 to 0.2 times the largest dimension of the at least one mixer disk.
[0014] Zur Fluidversorgung des Fluidauslasses ist eine Fluidführung vorgesehen, über die von außerhalb der Abgasführung aus einem geeigneten Reservoir Fluid in den Innenraum der Abgasführung bis hin zum Fluidauslass gefördert wird. Derartige Systeme sind an sich im Stand der Technik bereits bekannt. Neben der vollständig unabhängigen Ausbildung der Fluidführung zur wenigstens einen Mischerscheibe ist es auch möglich und bevorzugt, wenigstens einen Teil der Fluidführung in die wenigstens eine Mischerscheibe zu integrieren, um auf diese Weise eine besonders kompakte Mischanordnung zu erhalten. Eine Integration liegt dann vor, wenn die Fluidführung zumindest teilweise fest mit der wenigstens einen Mischerscheiben verbunden ist. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, einen Teil der Fluidführung insbesondere auf der Leeseite der wenigstens einen Mischerscheiben, anzuordnen. Ergänzend oder alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Mischerscheiben doppelwandig mit zwei, insbesondere miteinander verbundenen, Mischerscheibenwänden ausgebildet ist, und dass die integrierte Fluidführung wenigstens teilweise in einem Zwischenraum zwischen den Mischerscheibenwänden angeordnet ist. Die dann erhaltene sandwichartige Gesamtstruktur ermöglicht ebenfalls eine besonders kompakte Ausbildung der gesamten Mischvorrichtung. Es kann auch vorgesehen sind, dass pro Mischerscheibe wenigstens zwei Fluidauslässe vorhanden sind, wobei je einem von der wenigstens einen Mischerscheibe erzeugten Vorderkantenwirbel ein Fluidauslass zugeordnet ist. Insbesondere diese Variante ermöglicht eine besonders schnelle und intensive Vermischung. For fluid supply of the fluid outlet, a fluid guide is provided, via the outside of the exhaust passage from a suitable reservoir fluid into the interior of the exhaust system to is conveyed towards the fluid outlet. Such systems are already known per se in the prior art. In addition to the completely independent design of the fluid guide to at least one mixer disk, it is also possible and preferred to integrate at least a portion of the fluid guide in the at least one mixer disk to obtain in this way a particularly compact mixing arrangement. An integration is present when the fluid guide is at least partially firmly connected to the at least one mixer discs. For this purpose, it can be provided, for example, to arrange a part of the fluid guide, in particular on the leeward side of the at least one mixer discs. Additionally or alternatively, it may also be provided that the mixer disks are double-walled with two, in particular interconnected, mixer disk walls, and that the integrated fluid guide is at least partially disposed in a space between the mixer disk walls. The sandwich-like structure then obtained also allows a particularly compact design of the entire mixing device. It can also be provided that at least two fluid outlets are present per mixer disk, with one fluid outlet being assigned to each one of the leading edge vortices produced by the at least one mixer disk. In particular, this variant allows a particularly fast and intensive mixing.
[001 5] Grundsätzlich ist es möglich, die wenigstens eine Mischerscheibe irgendwo im Bereich der Abgasführung anzuordnen. Für den Fall, dass die Abgasanlage einen Abgaskrümmer umfasst, hat es sich jedoch als besonders sinnvoll und vorteilhaft herausgestellt, wenn die wenigstens eine Mischerscheibe im Bereich des Abgaskrümmers angeordnet ist, insbesondere derart, dass die wenigsten eine Mischerscheiben in Hauptdurchströmungsrichtung zu einer Innenkrümmung des Abgaskrümmers geneigt ist . Die Innenkrümmung bezeichnet die in Bezug auf den Krümmungsverlauf innenliegende Scheitellinie der Abgasführung. Damit verläuft die wenigstens eine Mischerscheibe in Hauptdurchströmungsrichtung gesehen von der Außenkrümmung in Richtung der Innenkrümmung. Dies ist insofern von Vorteil, als dass dann die Vorderkanten der wenigstens einen Mischerscheibe eher in einem Bereich mit einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit sitzen, was für eine Vorderkantenwirbelbildung vorteilhaft ist. Darüber hinaus hilft die wenigstens eine Mischerscheibe dann zudem, stromabwärts zur Mischerscheibe die Strömungsgeschwindigkeit des Abgas-Fluidgemisches zu homogenisieren. Ein Abgaskrümmer bezeichnet vorliegend allgemein ein solches Bauteil der Abgasanlage, welches üblicherweise direkt an den Motorblock angesetzt, insbesondere angeschraubt, ist, und insbesondere beispielsweise die Abgasströme verschiedener Zylinder des Motors zum Ausgang des Abgaskrümmers hin vereint. Einerseits hat sich der Abgaskrümmer als geeignete Stelle in konventionellen Abgasanlagen zur Einbringung des Fluids, insbesondere Reduktionsmittels, bewiesen. Andererseits ist der Abgaskrümmer häufig als separates Bauteil gefertigt, was die Integration der wenigstens einen Mischerscheibe in diesem Teil der Abgasanlage erleichtert. Basically, it is possible to arrange the at least one mixer disk somewhere in the region of the exhaust system. In the event that the exhaust system includes an exhaust manifold, it has been found to be particularly useful and advantageous if the at least one mixer disk is arranged in the region of the exhaust manifold, in particular such that the least one mixer disks inclined in the main flow direction to an inner curvature of the exhaust manifold is. The internal curvature denotes the curvature line of the exhaust system which lies in the interior with respect to the curvature profile. Thus, as seen in the main flow direction, the at least one mixer disk runs from the outer curvature in the direction of the inner curvature. This is advantageous in that then the leading edges of the at least one mixer disk are more likely to sit in a region with a relatively high flow velocity, which is advantageous for leading edge vortex formation. In addition, the at least one mixer disk then additionally helps to homogenize the flow velocity of the exhaust gas-fluid mixture downstream of the mixer disk. An exhaust manifold referred to herein generally such a component of the exhaust system, which is usually attached directly to the engine block, in particular screwed, and in particular, for example, the exhaust gas streams of different cylinders of the engine to the output of the exhaust manifold united. On the one hand, the exhaust manifold has proven to be a suitable location in conventional exhaust systems for introducing the fluid, in particular reducing agent. On the other hand the exhaust manifold often made as a separate component, which facilitates the integration of at least one mixer disk in this part of the exhaust system.
[0016] Auch hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung des Fluidauslasses sind verschiedene Varianten möglich und vorteilhaft. Bevorzugt ist der Fiuidauslass derart ausgebildet, dass die Hauptaustrittsrichtung des Fluids in einem Winkel von 0° bis 90° zur Hauptdurchströmungsrichtung liegt. Die Hauptaustrittsrichtung des Fluids aus dem Fiuidauslass bezeichnet dabei diejenige Raumrichtung des Fluids, die es beim Austritt aus dem Fiuidauslass im Durchschnitt innehat. In dem genannten Winkelbereich gelingt die Einbringung des Fluids in das an der wenigstens einen Mischerscheibe erzeugte Vorderkantenwirbelsystem besonders gut. Es ist ferner möglich, den Fiuidauslass derart auszubilden, dass die Austrittsrichtung des Fluids zunächst teilweise direkt auf die wenigstens eine Mischerscheibe gerichtet ist. Es ist aber auch bevorzugt, wenn der Fiuidauslass derart ausgebildet ist, dass die Austrittsrichtung des Fluid und insbesondere die Hauptaustrittsrichtung des Fluids ausschließlich in Richtung von der wenigstens einen Mischerscheibe weg gerichtet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass Ablagerungen von Bestandteilen des Fluid auf der Mischerscheiben vermieden werden. Der Fiuidauslass kann, insbesondere zur Eindüsung eines gasförmigen Fluids, eine einfache Rohröffnung sein. Bevorzugt ist der Fiuidauslass jedoch in Form einer Düse ausgebildet, insbesondere einer Mehrphasendüse. Eine solche Düse wird insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Fluid, welches über den Fiuidauslass ausgebracht werden soll, ein flüssiges Fluid ist, beispielsweise eine wässrige Harnstoffoder Ammoniumhydroxid-Lösung. Mithilfe einer Düse ist es möglich, dass austretende Fluid in der Abgasführung zu zerstäuben und bereits auf diesem Wege die Vermischung mit dem Abgas zu erleichtern. Darüber hinaus werden Ablagerungserscheinungen vermindert und der Verdampfungspro- zess gefördert. Also with regard to the specific embodiment of the fluid outlet different variants are possible and advantageous. Preferably, the Fiuidauslass is formed such that the main exit direction of the fluid is at an angle of 0 ° to 90 ° to the main flow direction. The main exit direction of the fluid from the Fiuidauslass designates that spatial direction of the fluid, which holds it on exit from the Fiuidauslass on average. In the said angular range, the introduction of the fluid into the front edge vortex system produced on the at least one mixer disk succeeds particularly well. It is also possible to form the Fiuidauslass such that the outlet direction of the fluid is initially directed partially directly to the at least one mixer disk. But it is also preferred if the Fiuidauslass is formed such that the outlet direction of the fluid and in particular the main exit direction of the fluid is directed exclusively in the direction away from the at least one mixer disk. In this way it is ensured that deposits of components of the fluid are avoided on the mixer discs. The Fiuidauslass can be a simple pipe opening, in particular for the injection of a gaseous fluid. However, the Fiuidauslass is preferably in the form of a nozzle, in particular a multi-phase nozzle. Such a nozzle is particularly advantageous if the fluid which is to be discharged via the Fiuidauslass, a liquid fluid, for example, an aqueous urea or ammonium hydroxide solution. By means of a nozzle, it is possible to atomize the escaping fluid in the exhaust system and to facilitate in this way the mixing with the exhaust gas. In addition, deposits are reduced and the evaporation process promoted.
[001 7] Insgesamt kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens einen Mischerscheibe genau ein Fiuidauslass zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass in dem von der wenigstens einen Mischerscheibe erzeugten Vorderkantenwirbelsystem zumindest zunächst primär das aus dem einen einzigen Fiuidauslass austretende Fluid mit dem Abgas vermischt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Mischerscheiben, insbesondere wenigstens zwei, ausschließlich einem einzigen Fiuidauslass zugeordnet sind. In Hauptdurchströmungsrichtung gesehen können die beiden Mischerscheiben dazu hintereinander oder nebeneinander angeordnet sein. Bei einer hintereinander liegenden Anordnung ist es vorteilhaft, wenn der Fiuidauslass auf Höhe der bezüglich der Hauptdurchströmungsrichtung stromaufwärts liegenden Mischerscheiben positioniert ist. Sind die beiden Mischerscheiben dagegen nebeneinander angeordnet, kann alternativ zu einer Zuordnung jeweils einen Fluidauslasses zu jeweils einer Mischerscheibe auch (ausschließlich oder ergänzend) eine Anordnung eines Fluidauslas- ses im Bereich und auf Höhe zwischen den beiden Mischerscheiben vorgesehen sein. Besonders gute Mischergebnisse können allerdings auch dann erhalten werden, wenn der wenigstens einen Mischerscheiben mehrere Fluidauslässe zugeordnet sind, insbesondere ausschließlich zwei. Dies bedeutet, dass das aus den mehreren Fluidauslässen austretende Fluid im Wesentlichen zumindest zunächst durch das mit der wenigstens einen Mischerscheiben erzeugte Vorderkantenwirbelsystem mit dem Abgas vermischt wird. Ideal ist es, wenn jeweils einer der zwei Fluidauslässe jeweils einem der zwei von der Mischerscheibe erzeugten Vorderkantenwirbelsysteme zugeordnet ist. Die Vorderkantenwirbel werden üblicherweise an den quer zur Hauptdurchströmungsrichtung verlaufenden Kanten der Mischerscheiben erzeugt. Die wenigsten eine Mischerscheibe erzeugt somit in der Regel wenigstens zwei Vorderkantenwirbel, die in ihrer Gesamtheit ein Vorderkantenwirbelsystem bilden. Der Begriff Vorderkantenwirbelsystem bezeichnet vorliegend somit die Summe der Vorderkantenwirbel, die an einer Mischerscheibe erzeugt werden. Bei der Verwendung von beispielsweise ausschließlich zwei Fluidauslässen pro Mischerscheibe bietet es sich somit an, in jedem der beiden Vorderkantenwirbel jeweils einen Fluidauslass zu positionieren. Overall, it can be provided that the at least one mixer disk is assigned exactly one Fiuidauslass. This means that, in the first eddy vortex system produced by the at least one mixer disk, at least initially, the fluid emerging from the one single fuel outlet is primarily mixed with the exhaust gas. It can also be provided that a plurality of mixer disks, in particular at least two, are assigned exclusively to a single Fiuidauslass. Seen in the main flow direction, the two mixer disks can be arranged behind one another or next to one another. In a successive arrangement, it is advantageous if the Fiuidauslass is positioned at the height of the upstream of the main flow direction mixer discs. On the other hand, if the two mixer disks are arranged next to one another, an arrangement of one fluid outlet to one mixer disk may alternatively (exclusively or in addition) be an arrangement of a fluid outlet. be provided in the area and at the height between the two mixer discs. However, particularly good mixing results can also be obtained if the at least one mixer disks are assigned a plurality of fluid outlets, in particular only two. This means that the fluid emerging from the plurality of fluid outlets is substantially at least initially mixed with the exhaust gas, at least initially by the leading edge vortex system generated with the at least one mixer disk. It is ideal if in each case one of the two fluid outlets is assigned in each case to one of the two front edge vortex systems produced by the mixer disk. The leading edge vortices are usually generated at the transverse to the main flow direction edges of the mixer discs. The at least one mixer disk thus generally generates at least two leading edge vertebrae, which in their entirety form a leading edge vertebra system. The term leading edge eddy system in the present case thus denotes the sum of the leading edge vertebrae which are generated on a mixer disk. When using, for example, only two fluid outlets per mixer disk, it thus makes sense to position one fluid outlet in each of the two leading edge vortices.
[0018] Grundsätzlich kann hinsichtlich der Anzahl der Mischerscheiben in der Abgasführung auf verschiedene Varianten zurückgegriffen werden. So kann es ausreichend sein, dass ausschließlich eine einzige Mischerscheibe in der gesamten Abgasführung angeordnet ist, oder auf mehrere Mischerscheiben zurückgegriffen wird. Diese können untereinander baugleich oder auch verschiedenartig ausgebildet sein. In Anbetracht der üblicherweise in der Abgasführung der Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor herrschenden Platzverhältnisse hat es sich als besonders günstig herausgestellt, ausschließlich zwei Mischerscheiben in der gesamten Abgasanlage zu verwenden, insbesondere im Bereich einer gemeinsamen Mischstufe. Dies ermöglicht besonders gute Ergebnisse bei einem gleichzeitig vergleichsweise einfachen Aufbau der gesamten Mischvorrichtung, umfassend wenigstens einen Fluidauslass und die zwei Mischerscheiben. In principle, different variants can be used in terms of the number of mixer disks in the exhaust system. So it may be sufficient that only a single mixer disk is arranged in the entire exhaust system, or is used on multiple mixer disks. These can be identical to each other or can be designed differently. In view of the space conditions usually prevailing in the exhaust system of the exhaust system for an internal combustion engine, it has been found to be particularly advantageous to use only two mixer disks in the entire exhaust system, in particular in the region of a common mixing stage. This allows particularly good results with a simultaneously comparatively simple construction of the entire mixing device, comprising at least one fluid outlet and the two mixer disks.
[0019] Die wenigstens und insbesondere ausschließlich zwei Mischerscheiben können parallel zueinander angeordnet sein, insbesondere in Bezug auf eine virtuelle Referenzebene in Richtung oder quer zu der Hauptdurchströmungsrichtung. Es ist allerdings auch möglich, dass die zwei Mischerscheiben in einem Winkel verkippt zueinander angeordnet sind, insbesondere in einem spitzen Winkel. Diese Anordnung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die wenigstens zwei Mischerscheiben in einem Abschnitt der Abgasführung, insbesondere einem Abgaskrümmer, angeordnet sind. Es kann dann besonders vorteilhaft der Effekt ausgenutzt werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases im Bereich der Außenkurve der Biegung („Außenkrümmung") höher ist als im Bereich der Innenkurve. Ergänzend oder alternativ ist es ferner möglich, die wenigstens zwei Mi- scherscheiben quer zur Hauptdurchströmungsrichtung auf gleicher Höhe anzuordnen. Die beiden Mischerscheiben sind dann somit in Hauptdurchströmungsrichtung gesehen nebeneinander positioniert, insbesondere parallel zueinander. Alternativ können die zwei Mischerscheiben in Hauptdurchströmungsrichtung auch zumindest teilweise oder vollständig hintereinander versetzt angeordnet sein. Dies entspricht einer Anordnung der beiden Mischerscheiben in Reihe. Auch Mischformen, insbesondere bei der Verwendung von mehr als zwei Mischerscheiben, sind möglich. Ferner können jeder der wenigstens und insbesondere ausschließlich zwei Mischerscheiben jeweils wenigstens eine Auslassdüse und insbesondere ausschließlich eine oder zwei Auslassdüsen zugeordnet sein. Auf diese Weise kann die Mischeffizienz weiter erhöht werden, ohne dabei den Gesamtaufbau der Mischvorrichtung übermäßig zu verkomplizieren. Die wenigstens und insbesondere ausschließlich zwei Mischerscheiben können schließlich hinsichtlich Größe und/oder Form identisch oder auch unterschiedlich ausgebildet sein. Hier kann insbesondere auf bauspezifische Eigenheiten durch eine optimierte Formgebung der Mischerscheiben reagiert werden. The at least and in particular exclusively two mixer disks can be arranged parallel to one another, in particular with respect to a virtual reference plane in the direction or transversely to the main flow direction. However, it is also possible that the two mixer discs are tilted at an angle to each other, in particular at an acute angle. This arrangement may be advantageous in particular when the at least two mixer disks are arranged in a section of the exhaust system, in particular an exhaust manifold. The effect that the flow velocity of the exhaust gas is higher in the region of the outer curve of the bend ("outer curvature") than in the region of the inner curve can then be exploited to particular advantage. Shear disks transverse to the main flow direction at the same height to arrange. The two mixer disks are then positioned side by side as seen in the main flow direction, in particular parallel to one another. Alternatively, the two mixer disks can also be arranged offset in the main flow direction at least partially or completely one behind the other. This corresponds to an arrangement of the two mixer disks in series. Mixed forms, especially when using more than two mixer disks, are possible. Furthermore, each of the at least and in particular exclusively two mixer disks can each be assigned at least one outlet nozzle and in particular only one or two outlet nozzles. In this way, the mixing efficiency can be further increased without unduly complicating the overall structure of the mixing device. The at least and in particular exclusively two mixer disks can finally be identical or also differently designed with respect to size and / or shape. Here, in particular, it is possible to react to construction-specific peculiarities by means of an optimized shaping of the mixer disks.
[0020] Weitere vorteilhafte Variationsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich schließlich auch in Bezug auf die Art der Befestigung der Mischerscheiben im Innenraum der Abgasführung. Dazu ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Mischerscheibe bevorzugt über eine Befestigungseinrichtung innerhalb der Abgasführung angeordnet ist und in Position gehalten wird. Die Befestigungseinrichtung kann in ihrer konkreten Ausführung ebenfalls erheblich in vorteilhafter Weise variiert werden. Es ist beispielsweise möglich, die wenigsten eine Mischerscheibe auf besonders einfache Weise derart in der Abgasführung zu positionieren, dass die Befestigungseinrichtung eine durch eine Wandung der Abgasführung, insbesondere beidseits, geführte Strebe umfasst, wobei die wenigstens eine Mischerscheibe mit der Strebe, entweder mit ihrer Fläche oder über einen von der Strebe abstehenden Verbindungssteg, verbunden ist. Eine solche Strebe kann im einfachsten Fall beispielsweise als Draht' ausgeführt sein. Für diese Variante können somit zwei Durchgangsöffnungen in der Abgasführung vorhanden sein, durch die hindurch die Strebe vom Innenraum der Abgasführung hin zur Außenseite geführt ist. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Befestigungseinrichtung wenigstens ein Abstützelement umfasst, welches zur Anlage an einer Innenwandung der Abgasführung ausgebildet ist. Das Abstützelement liegt somit an der Innenwandung der Abgasführung unmittelbar an und ist über beispielsweise geeignete Formschluss-, Stoffschluss- oder Reibschlussverbindungen in seiner Relativlage zur übrigen Abgasführung fixiert. Ferner ist bevorzugt ein Halteelement vorhanden, über das die wenigsten eine Mischerscheibe mit dem wenigstens einen Abstützelement verbunden ist. Bei dem Abstützelement kann es sich beispielsweise um zwei oder mehr zueinander beanstandete Klemmstege oder Ähnliches handeln, die an der Innenwandung der Abgasführung anliegen. Insbe- sondere ist es auch möglich, dass die Befestigungseinrichtung eine Lagerhülse und/oder Klemmhülse umfasst, in deren Innenbereich die wenigstens eine Mischerscheibe gelagert und direkt oder über ein Halteelement mit der Lagerhülse verbunden ist. Für letzteres kann beispielsweise erneut eine im Inneren der Hülse geführte Strebe oder Ähnliches vorgesehen sein. Der Außendurchmesser der Lagerhülse ist dabei vorzugsweise derart bemessen, dass er nur minimal kleiner ist als der Innendurchmesser der Abgasführung im gewünschten Positionierbereich. Die Lagerhülse kann teilweise elastisch, beispielsweise in Form eine Spann- bzw. Klemmhülse, ausgebildet sein, um auf diese Weise beispielsweise in die Abgasführung eingeschoben und anschließend per Reibschluss dort gehalten zu werden. Ergänzend oder alternativ kann die Befestigungseinrichtung auch ein Flanschblech mit einer Durchgangsöffnung aufweisen, wobei die wenigstens eine Mischerscheibe vorzugsweise auf Höhe der Durchgangsöffnung positioniert ist und direkt oder indirekt über ein Halteelement mit dem Flanschblech verbunden ist. Bei dem Flanschblech kann es sich insbesondere auch um eine, ganz besonders metallische, Flachdichtung handeln, die zwischen zwei Bauteilen der Abgasführung, insbesondere einem Abgaskrümmer und einem mit diesem verbunden Rohrleitungsabschnitt, zu Abdichtzwecken eingesetzt wird. Insbesondere ist es dabei auch möglich, dass Flanschblech und die wenigstens eine Mischerscheibe als einstückiges Bauteil aus beispielsweise einer ausgestanzten Vorform zu erhalten, wobei es dann vorgesehen ist, dass die wenigstens einen Mischerscheiben aus der Vorform in ihre gewünschte Position zum übrigen Flanschblech gedreht wird. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Mischerscheibe Teil eines Rohrzwischenstückes, welches in die Abgasführung eingesetzt wird. Bei dieser Variante wird die Mischerscheibe somit nicht über eine geeignete Halteeinrichtung in eine bestehende Rohrleitung eingesetzt, sondern bildet selbst einen Teil einer Rohrleitung der Abgasführung. Idealerweise ist die Befestigungseinrichtung derart in der Abgasführung der Abgasanlage angeordnet, dass sie über eine Schweiß-, Klemm- und/oder Formschlussverbindung im Wesentlichen ortsfest positioniert ist. Further advantageous variations of the invention finally arise in relation to the nature of the attachment of the mixer disks in the interior of the exhaust system. For this purpose, it is provided that the at least one mixer disk is preferably arranged via a fastening device within the exhaust system and is held in position. The fastening device can also be varied considerably in its concrete embodiment advantageously. It is possible, for example, to position the least one mixer disk in the exhaust gas guide in a particularly simple manner such that the fastening device comprises a strut guided through a wall of the exhaust gas guide, in particular on both sides, wherein the at least one mixer disk with the strut, either with its surface or via a connecting web projecting from the strut. Such a strut can be executed in the simplest case, for example as a wire '. For this variant, two through-openings can thus be present in the exhaust gas duct, through which the strut is guided from the interior of the exhaust gas duct to the outside. Alternatively, it can also be provided that the fastening device comprises at least one support element, which is designed to bear on an inner wall of the exhaust gas guide. The support element thus abuts against the inner wall of the exhaust gas duct directly and is fixed in its relative position to the rest of the exhaust gas duct via, for example, suitable interlocking, cohesive or frictionally engaged connections. Further, a holding element is preferably present, via which the least one mixer disk is connected to the at least one support element. The support element may, for example, be two or more clamping webs or the like which are in contact with one another and bear against the inner wall of the exhaust gas duct. In particular, It is also possible in particular for the fastening device to comprise a bearing sleeve and / or clamping sleeve, in the inner region of which the at least one mixer disk is mounted and connected directly or via a retaining element to the bearing sleeve. For the latter, for example, again a guided inside the sleeve strut or the like may be provided. The outer diameter of the bearing sleeve is preferably dimensioned such that it is only minimally smaller than the inner diameter of the exhaust system in the desired positioning range. The bearing sleeve may be partially elastic, for example in the form of a clamping or clamping sleeve, be formed to be inserted in this way, for example, in the exhaust system and then held there by frictional engagement. Additionally or alternatively, the fastening device may also have a flange plate with a passage opening, wherein the at least one mixer disk is preferably positioned at the level of the passage opening and is connected directly or indirectly via a holding element with the flange plate. The flange plate can in particular also be a, very particularly metallic, flat gasket, which is inserted between two components of the exhaust system, in particular an exhaust manifold and a pipe section connected thereto, for sealing purposes. In particular, it is also possible to obtain the flange plate and the at least one mixer disk as a one-piece component from, for example, a stamped preform, wherein it is then provided that the at least one mixer disk is rotated from the preform into its desired position relative to the remaining flange sheet. In a further alternative embodiment, the mixer disk is part of a pipe intermediate piece which is inserted into the exhaust gas duct. In this variant, the mixer disk is thus not inserted via a suitable holding device in an existing pipeline, but forms itself a part of a pipeline of the exhaust system. Ideally, the fastening device is arranged in the exhaust system of the exhaust system such that it is positioned substantially stationary via a welding, clamping and / or positive connection.
[0021 ] Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einem Flanschblech an sich, insbesondere in Form einer Flachdichtung, und in einer Lagerhülse an sich mit wenigstens einer Mischerscheibe, insbesondere zur Verwendung in einer Abgasanlage, wie vorstehend geschrieben. In Bezug auf die konkrete Ausgestaltung des Flanschbleche und der Lagerhülse sowie der Mischerscheibe wird auf die vorhergehenden Ausführungen Bezug genommen. Diese Gegenstände eignen sich insbesondere auch zur Nachrüstung. Der Fluidauslass kann hiervon ebenfalls umfasst sein oder separat zur Verfügung gestellt werden. Ist der Fluidauslass mit umfasst, weist das Flanschblech oder die Lagerhülse ferner einen Anschluss zum Anschluss des Fluidauslass an eine Fluidversorgung mit auf. [0022] Die Erfindung kann auch in einem Rohrzwischenstück mit wenigstens einer Mischerscheibe der vorstehend beschriebenen Art bestehen, bevorzugt bereits mit umfassend den Fluidauslass. Im Gegensatz zum Flanschblech wird hier somit ein Rohrstück als Tragkörper für die wenigstens eine Mischerscheibe verwendet, wobei das Rohrstück idealerweise einen eingangsseitigen Anschlussflansch und einen ausgangsseitigen Anschlussflansch umfasst, über die eine Befestigung an geeigneten Anschlussstellen einer übrigen Abgasführung erfolgen kann. Auch diese Variante eignet sich besonders gut zur Nachrüstung einer bestehenden Abgasführung, da zur Montage im Wesentlichen nur ein dem Rohrzwischenstück entsprechender Teilbereich aus der bestehenden Abgasführung herausgetrennt werden muss. Ferner ist diese Variante in Bezug auf Wartung und Zugänglichkeit zum Mischsystem besonders vorteilhaft Another aspect of the invention resides in a flange plate per se, in particular in the form of a flat gasket, and in a bearing sleeve per se with at least one mixer disk, in particular for use in an exhaust system, as described above. With respect to the specific embodiment of the flange plates and the bearing sleeve and the mixer disk, reference is made to the preceding embodiments. These items are particularly suitable for retrofitting. The fluid outlet may also be included or separately provided. If the fluid outlet is also included, the flange plate or the bearing sleeve also has a connection for connecting the fluid outlet to a fluid supply. The invention may also consist of a pipe adapter with at least one mixer disk of the type described above, preferably already comprising the fluid outlet. In contrast to the flange so here a piece of pipe is used as a supporting body for the at least one mixer disk, wherein the pipe section ideally comprises an input-side flange and an output-side flange, via which a fastening can be carried out at suitable connection points of a rest of the exhaust system. This variant is also particularly suitable for retrofitting an existing exhaust system, since essentially only one sub-region corresponding to the pipe intermediate piece has to be separated from the existing exhaust system for installation. Furthermore, this variant is particularly advantageous in terms of maintenance and accessibility to the mixing system
[0023] Die Erfindung erstreckt sich auch auf einen Abgaskrümmer an sich mit wenigstens einer Mischerscheibe, insbesondere für eine erfindungsgemäße Abgasanlage. Es ist insofern vorteilhaft, den Abgaskrümmer gleich ab Werk mit wenigstens einer Mischerscheibe auszubilden, da dann mit dem Einbau des Abgaskrümmers in die Abgasanlage auch gleichzeitig die wenigstens eine Mischerscheibe in der Abgasführung positioniert und gehalten wird. Der Fluidauslass kann hiervon ebenfalls umfasst sein oder separat zur Verfügung gestellt werden. Ist der Fluidauslass mit umfasst, weist der Abgaskrümmer femer einen Anschluss zum Anschluss des Fluidauslass an eine Fluidversorgung mit auf The invention also extends to an exhaust manifold per se with at least one mixer disk, in particular for an exhaust system according to the invention. It is therefore advantageous to design the exhaust manifold from the factory with at least one mixer disk, since then with the installation of the exhaust manifold in the exhaust system and at the same time the at least one mixer disk is positioned and held in the exhaust system. The fluid outlet may also be included or separately provided. If the fluid outlet is included, the exhaust manifold furthermore has a connection for connecting the fluid outlet to a fluid supply
[0024] Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere ein selbstfahrendes Fahrzeug, wie beispielsweise ein Pkw und/oder eine Arbeitsmaschine, insbesondere mit Fahreinrichtungen, wie beispielsweise Rädern und/oder Kettenlaufwerken. Wesentliche Elemente eines solchen Fahrzeugs sind ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, ein Chassis, insbesondere umfassend einen Maschinenrahmen, an dem der Verbrennungsmotor gelagert ist, eine an den Verbrennungsmotor angeschlossenen Abgasanlage, ein Fluidtank für ein Fluid, insbesondere zur Abgasbehandlung, ganz besonders ein Reduktionsfluid, wie beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung, eine Ammoniumhydroxid-Lösung oder Ähnliches, besonders zur Verwendung in einem SCR-Verfahren, und einen mit dem Fluidtank verbundenen und in den Innenraum der Abgasanlage mündenden Fluidauslass. Die Verbindung kann beispielsweise über eine geeignete Schlauch- und/oder Rohrleitung erhalten werden. Um die Vermischung des Abgases mit dem Fluid zu verbessern, insbesondere auch die erforderliche Mischstrecke innerhalb der Abgasführung zu verkürzen, ist es vorgesehen, dass das Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Abgasanlage mit wenigstens einer Mischerscheibe, wie vorstehend beschrieben, ausgestattet ist. In Bezug auf die konkrete Ausgestaltung der Erfindung gemessen Abgasanlage wird auf die vorhergehenden Ausführungen Bezug genommen. Mithilfe der Erfindung ist beispielsweise eine erheblich effizientere Nutzung der verfügbaren im Fahrzeug mitgeführ- ten Fluidmenge zur Eindüsung über den Fluidauslass möglich, so dass beispielsweise Betriebskosten gesenkt werden können. Ferner können beispielsweise Nachtankintervalle verlängert werden The invention also relates to a vehicle, in particular a self-propelled vehicle, such as a car and / or a work machine, in particular with driving devices, such as wheels and / or crawler tracks. Essential elements of such a vehicle are an internal combustion engine, for example a diesel engine, a chassis, in particular comprising a machine frame, on which the internal combustion engine is mounted, an exhaust system connected to the internal combustion engine, a fluid tank for a fluid, in particular for the exhaust gas treatment, very particularly a reducing fluid, such as an aqueous urea solution, an ammonium hydroxide solution or the like, especially for use in an SCR process, and a fluid outlet connected to the fluid tank and opening into the interior of the exhaust system. The connection can be obtained for example via a suitable hose and / or pipe. In order to improve the mixing of the exhaust gas with the fluid, in particular to shorten the required mixing distance within the exhaust system, it is provided that the vehicle is equipped with an exhaust system according to the invention with at least one mixer disk, as described above. With respect to the specific embodiment of the invention measured exhaust system is referred to the preceding embodiments. By means of the invention, for example, a considerably more efficient use of the available vehicle-mounted th amount of fluid for injection via the fluid outlet possible, so that, for example, operating costs can be reduced. Furthermore, for example, night refueling intervals can be extended
[0025] Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasanlage, insbesondere einer erfindungsgemäßen Abgasanlage, eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines erfindungsgemäßen selbstfahrenden Fahrzeugs. In einem ersten Schritt erfolgt zunächst das Antreiben eines Verbrennungsmotors durch Verbrennen eines Treibstoffs, beispielsweise Diesel, insbesondere zum Antreiben einer Kurbelwelle in an sich bekannter Weise, beispielsweise zum Betrieb eines Fahrantriebs und/oder Antriebs für ein Arbeitswerkzeug. Hierbei fallen Abgase an, die in einem nächsten Schritt gesammelt und in einer, insbesondere erfindungsgemäßen, Abgasanlage vom Verbrennungsmotor weg geführt werden. Das Sammeln der Abgase aus den verschiedenen Zylinderräumen kann insbesondere über einen an den Verbrennungsmotor angeschlossenen Abgaskrümmer erfolgen. Zum Führen des Abgases umfasst die Abgasanlage insbesondere Rohrleitungen oder ähnliche Einrichtungen, über die eine zuverlässige Weiterleitung der Abgase möglich ist. Wesentlich ist nun, dass beim Führen des Abgases in der Abgaslage erfindungsgemäß ein Erzeugen eines im Wesentlichen statischen Vorderkantenwirbelsystems mit wenigstens einer Mischerscheibe im Abgas innerhalb der Abgasführung vorgesehen ist. Dazu ist die wenigstens eine Mischerscheibe derart in den Strömungskanal des Abgases innerhalb der Abgasführung angeordnet, dass es ein Strömungshindernis für das Abgas darstellt, wie vorstehend im Rahmen der Beschreibung der erfindungsgemäßen Abgasanlage dargelegt. Das beim Überströmen der wenigstens einen Mischerscheibe im Abgas durch die Mischerscheibe erzeugte im Wesentlichen statische Vorderkantenwirbelsystem hat im Vergleich zu einer unkontrollierten turbulenten Verwirbelung den Vorteil, dass es hinsichtlich seiner Lage innerhalb der Abgasführung vergleichsweise klar definiert und festgelegt bzw.„ortsfest" ist. So ist eine Nachjustierung der wenigstens einen Mischerscheibe auch nicht erforderlich, da Größe und Position der Mischerscheibe ab Werk festgelegt sind. Dies ermöglicht es in einem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, ein Fluid, insbesondere Reduktionsfluid, gezielt in das Vorderkantenwirbelsystem einzubringen, insbesondere über den vorstehend bereits erläuterten Fluidauslass. Durch das im Wesentlichen unmittelbare Eintragen des Fluid in das Vorderkantenwirbelsystem erfolgt umgehend nach der Freisetzung des Fluids in der Abgasführung eine intensive Vermischung mit dem im Vorderkantenwirbelsystem bewegten Abgas. Das Vermischen des Fluids mit dem Abgas in dem Vorderkantenwirbelsystem ist somit ebenfalls ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dadurch kann die für eine homogene und besonders zügige Vermischung zwischen Abgas und Fluid erforderliche Mischstrecke innerhalb der Abgasanlage vergleichsweise kurz gehalten werden, was ebenfalls als vorteilhaft im Betrieb einer gattungsgemäßen Abgasanlage ist. Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren bei vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand eine sehr effiziente und zudem auch über ein breites Betriebsspektrum des Verbrennungsmotors hinweg zuverlässige Vermischung des Abgases mit dem Fluid, sodass beispielsweise die Effektivität eines laufenden SCR- Verfahrens erheblich gesteigert werden kann. Finally, the invention also relates to a method for operating an exhaust system, in particular an exhaust system according to the invention, an internal combustion engine, in particular a self-propelled vehicle according to the invention. In a first step, the internal combustion engine is initially driven by burning a fuel, for example diesel, in particular for driving a crankshaft in a manner known per se, for example for operating a traction drive and / or drive for a working tool. In this case, exhaust gases accumulate, which are collected in a next step and guided away from the internal combustion engine in an exhaust system according to the invention, in particular according to the invention. The collecting of the exhaust gases from the various cylinder chambers can be carried out in particular via an exhaust manifold connected to the internal combustion engine. For guiding the exhaust gas, the exhaust system comprises in particular pipelines or similar devices, via which a reliable forwarding of the exhaust gases is possible. It is essential that when guiding the exhaust gas in the exhaust gas layer according to the invention generating a substantially static leading edge vortex system is provided with at least one mixer disk in the exhaust gas within the exhaust system. For this purpose, the at least one mixer disk is arranged in the flow channel of the exhaust gas within the exhaust gas duct in such a way that it constitutes a flow obstruction for the exhaust gas, as described above in the context of the description of the exhaust gas system according to the invention. The essentially static leading edge vortex system generated when the at least one mixing disk in the exhaust gas flows through the mixer disk has the advantage that it is comparatively clearly defined and fixed with respect to its position within the exhaust gas guide, as is the case with an uncontrolled turbulent turbulence A readjustment of the at least one mixer disk is also not necessary since the size and position of the mixer disk are set ex works, which in a next step of the method according to the invention makes it possible to introduce a fluid, in particular reducing fluid, specifically into the leading edge vortex system, in particular via the one already explained above Due to the substantially direct introduction of the fluid into the leading edge vortex system, intensive mixing with the A moved in the leading edge vortex system takes place immediately after the release of the fluid in the exhaust gas guide The mixing of the fluid with the exhaust gas in the leading edge vortex system is thus likewise an essential aspect of the method according to the invention. As a result, the required for a homogeneous and particularly rapid mixing between the exhaust gas and fluid mixing section can be kept relatively short inside the exhaust system, which is also advantageous in the operation of a generic exhaust system. Overall, that allows inventive method with relatively little design effort a very efficient and also over a wide operating range of the internal combustion engine reliable mixing of the exhaust gas with the fluid, so that, for example, the effectiveness of an ongoing SCR process can be significantly increased.
[0026] Vorzugsweise läuft das erfindungsgemäße Verfahren derart ab, dass das Erzeugen des Vorderkantenwirbelsystem vorsieht, dass der Wirbel aus Richtung der Innenwand der Abgasführung kommend zunächst zur Querschnittsmitte der Abgasführung hin gerichtet ist. Die Ausrichtung des Wirbels bezieht sich dabei auf dessen zentrale Wirbelachse, beginnend am maximal stromaufwärts gelegenen Entstehungspunkt des Vorderkantenwirbelsystems an der Mischerscheibe. Dies bedeutet, dass in das Vorderkantenwirbelsystem eingebrachtes Fluid zunächst von der Innenwand der Abgasführung weg in Richtung der Querschnittsmitte der Abgasführung hin transportiert wird. Auf diese Weise wird einem Ablagern von Bestandteilen des Fluids an der Innenwand der Abgasführung entgegengewirkt. Preferably, the inventive method is such that the generation of the leading edge vortex system provides that the vortex is directed from the direction of the inner wall of the exhaust system initially to the cross-section center of the exhaust system out. The orientation of the vortex refers to its central vortex axis, starting at the maximum upstream point of origin of the leading edge vortex system on the mixer disk. This means that fluid introduced into the leading edge vortex system is initially transported away from the inner wall of the exhaust gas guide in the direction of the cross section center of the exhaust gas guide. In this way, a deposition of components of the fluid is counteracted on the inner wall of the exhaust system.
[0027] Das erfindungsgemäße Verfahren kann ergänzend oder alternativ auch dahingehend weitergebildet werden, dass ein Verstellen der Relativlage der wenigstens einen Mischerscheibe relativ zu einer Innenwand der Abgasanlage erfolgt, insbesondere beispielsweise auch in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors. Auf diese Weise kann auf Änderungen in der Strömungscharakteristik, beispielsweise hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeit, des Abgases in der Abgasführung reagiert werden. The inventive method may additionally or alternatively be further developed such that an adjustment of the relative position of the at least one mixer disk relative to an inner wall of the exhaust system takes place, in particular, for example, depending on different operating conditions of the internal combustion engine. In this way, it is possible to react to changes in the flow characteristic, for example with regard to the flow velocity, of the exhaust gas in the exhaust gas duct.
[0028] Grundsätzlich kann für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf den gesamten Bereich der Abgasführung zurückgegriffen werden. Bevorzugt erfolgt das Erzeugen des Vorderkantenwirbelsystems jedoch in einem Abgaskrümmer und somit in einem solchen Teil der Abgasführung, in dem die im Verbrennungsmotor entstehenden Abgase gesammelt und vereint werden. Diese Position ist unter anderem insofern vorteilhaft, als dass die hier verwendeten Abgaskrümmer häufig bereits als Einzelbauteil vorgesehen sind, wodurch sich die Integration der wenigstens einen Mischerscheibe in eine Abgasanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht. In principle, recourse may be had to the implementation of the method according to the invention to the entire area of the exhaust gas routing. However, the generation of the leading edge vortex system preferably takes place in an exhaust manifold and thus in such a part of the exhaust system in which the exhaust gases produced in the internal combustion engine are collected and combined. Among other things, this position is advantageous in that the exhaust manifolds used here are often already provided as a single component, which simplifies the integration of the at least one mixer disk into an exhaust system for carrying out the method according to the invention.
[0029] Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments specified in the figures. It show schematically
Figur 1 : eine schematische Ansicht auf ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer Figure 1: a schematic view of a vehicle with an internal combustion engine and a
Abgasführung; Figur 2: eine Ausschnittsansicht der Abgasführung im Bereich einer Mischerscheibe; Exhaust system; FIG. 2 shows a detail view of the exhaust gas duct in the region of a mixer disk;
Figuren 3A und 3B: schematische Veranschaulichung der Erzeugung eines Vorderkantenwirbelsystems an zwei verschiedenen Mischerscheiben; Figures 3A and 3B are schematic illustrations of the generation of a leading edge vortex system on two different mixer discs;
Figur 4: Draufsichten auf verschiedene Formen möglicher Mischerscheiben; FIG. 4: plan views of different shapes of possible mixer disks;
Figur 5: Draufsicht in auf weitere Ausführungsvarianten von Mischerscheiben; FIG. 5: top view of further variants of mixer disks;
Figur 6: Seitenansichten auf verschiedene Ausführungsvarianten von Mischerscheiben; FIG. 6: side views of different variants of mixer disks;
Figur 7: beispielhafte Alternativen zur Relativanordnung zweier Mischerscheiben zueinander; FIG. 7 shows exemplary alternatives to the relative arrangement of two mixer disks relative to one another;
Figuren 8: Anströmungsalternativen von Abgas und Fluid an einer Mischerscheibe; FIG. 8: flow alternatives of exhaust gas and fluid on a mixer disk;
Figur 9: Ausströmungsvarianten des Fluids relativ zu einer Mischerscheibe; FIG. 9: outflow variants of the fluid relative to a mixer disk;
Figur 10: Mischerscheibe mit integrierter Fluidführung und integriertem Fluidauslass; FIG. 10: mixer disk with integrated fluid guide and integrated fluid outlet;
Figur 1 1 : Verstellbarkeitsbeispiele einer Mischerscheibe; Figure 1 1: Verstellbarkeitsbeispiele a mixer disk;
Figuren 12 A und B: Einbringungsalternativen des Fluids in ein Vorderkantenwirbelsystem; Figs. 12A and B show alternative introduction of the fluid into a leading edge eddy system;
Figur 1 3: Anordnungsalternativen mehrerer Fluidauslässe relativ zu einem Mischerscheibenpaar; FIG. 1 3: Arrangement alternatives of a plurality of fluid outlets relative to a pair of mixer disks;
Figuren 14 A bis 14 D: Darstellung zweier Befestigungsalternativen in Draufsicht und in Seitenansicht; FIGS. 14A to 14D show two attachment alternatives in plan view and in side view;
Figuren 1 5 A und 15 B: Ausschnittsansichten einer Abgasführung mit einer Mischerscheibe in einer Figures 1 5 A and 15 B: Sectional views of an exhaust system with a mixer disk in one
Lagerhülse;  Bearing sleeve;
Figuren 16 A und 16 B: Ausschnittsansichten einer Abgasführung mit einer Mischerscheibe in einer FIGS. 16A and 16B: sectional views of an exhaust system with a mixer disk in one
Klemmvorrichtung;  Clamping device;
Figuren 1 7 A und 1 7 B: Ausschnittsansichten einer Abgasführung mit einer Mischerscheibe in einem Figures 1 7 A and 1 7 B: Sectional views of an exhaust system with a mixer disk in one
Flanschblech;  flange plate;
Figur 1 8: schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit angeschlossener Abgasanlage mit Figure 1 8: schematic view of an internal combustion engine with connected exhaust system with
SCR-Anlage; Figur 19A und B: Ausschnittsansichten aus einem gekurvten Bereich der Abgasführung mit einer oder zwei Mischerscheiben; SCR system; FIGS. 19A and B are sectional views of a curved region of the exhaust system with one or two mixer disks;
Figur 20: Seitenansicht auf eine Mischerscheibe innerhalb einer Abgasführung mit einem erzeugten Vorderkantenwirbelsystem; FIG. 20 shows a side view of a mixer disk within an exhaust system with a generated front edge vortex system;
Figur 21 : Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens; FIG. 21: flow diagram of a method according to the invention;
Figur 22: Seitenansicht einer weiteren Befestigungsalternativ; FIG. 22: side view of a further fastening alternative;
Figur 23: Seitenansicht auf eine Anordnung mit einem Rohrzwischenstück; und Figure 23: side view of an arrangement with a pipe adapter; and
Figur 24: Draufsicht auf eine Mischerscheibe mit zwei Auslassschlitzen. FIG. 24: Top view of a mixer disk with two outlet slots.
[0030] Gleiche oder funktionsgleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei nicht jedes sich in den Figuren wiederholende Bauteil notwendigerweise in jeder Figur gekennzeichnet ist. Identical or functionally identical components are denoted by the same reference numerals in the figures, wherein not every repeating component in the figures is necessarily marked in each figure.
[0031 ] Figur 1 veranschaulicht zunächst den prinzipiellen Aufbau eines Fahrzeugs 1 in stark schematisierter Ansicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Chassis 2, einen Verbrennungsmotor 3 und eine an den Verbrennungsmotor 3 angeschlossene Abgasanlage 4. Die Abgasanlage 4 umfasst einen Abgaseintritt 5, vorliegend aufgeteilt in vier Einzeleintritte , die jeweils einem Zylinder des Verbrennungsmotors 3 zugeordnet sind (in Figur 1 ist nur einer dieser Abgaseintritte 5 bezeichnet), eine Abgasführung 6 sowie einen Abgasauslass 7, über den das in der Abgasführung 6 geführte Abgas aus der Abgasführung 6 in die Außenumgebung austritt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Abgasführung 6 einen Abgaskrümmer 8, Rohrleitungsabschnitte 9 und eine optionale Mischkammer 10, wobei letztere auch als Rohrleitungsabschnitt 9 mit der nachfolgend noch näher beschriebenen Mischeinrichtung mit Mischerscheibe ausgebildet sein kann. Die Anzahl und konkrete Ausbildung der Elemente 8,9 und 10 kann bauartbedingt variieren. Der Abgaskrümmer 8 ist allerdings bevorzugt als zusammenhängendes Einzelbauteil ausgebildet. Die Elemente 8, 9 und 10 sind über geeignete Verbindungen, beispielsweise Schweiß- und/oder Flanschverbindungen, zum Erhalt der Abgasanlage 4 miteinander verbunden oder insgesamt einstückig ausgebildet. Der Weg des im Betrieb des Verbrennungsmotors 3 entstehenden Abgases ist in den Figuren mit durchgezogenen Pfeilen angegeben, die letztlich die Hauptdurchströmungsrichtung B des Abgases innerhalb der Abgasführung 6 vom Abgaseintritt 5 bis hin zum Abgasauslass 7 anzeigen. [0032] Die Abgasanlage 4 umfasst ferner zwei Fluidauslässe 11 , im vorliegenden Ausführungsbeispiel innerhalb der Mischkammer 10. Die Fluidauslässe 1 1 sind über Versorgungsleitungen 12 mit einem nicht näher angegebenen Fluidreservoir innerhalb des Fahrzeugs 1 verbunden. Über die Fluidauslässe 11 wird Fluid, insbesondere ein Reduktionsfluid, beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung, als reduktive Komponente eines SCR-Verfahrens zur Reduktion des NOx-Anteils im Abgas in die Abgasführung 6 von außerhalb der Abgasführung 6 eingebracht. Um eine effiziente Vermischung des Fluids mit dem Abgas zu erreichen, ist wenigstens eine Mischerscheibe 13 in die Abgasführung 6 eingebracht, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zueinander entgegengesetzt gekippt angeordnetes Mischerscheibenpaar 13. Mithilfe der Mischerscheiben 13 werden Vorderkantenwirbelsystem innerhalb des die Abgasführung 6 durchströmenden Abgases erzeugt, die zur effizienten Vermischung des Abgases mit dem aus den Fluidauslässen 1 1 austretenden Fluid genutzt werden. Figure 1 initially illustrates the basic structure of a vehicle 1 in a highly schematic view. The vehicle 1 comprises a chassis 2, an internal combustion engine 3 and an exhaust system 4 connected to the internal combustion engine 3. The exhaust system 4 comprises an exhaust gas inlet 5, in this case divided into four individual inlets, which are each assigned to a cylinder of the internal combustion engine 3 (FIG one of these exhaust gas inlets 5 denotes), an exhaust gas guide 6 and an exhaust gas outlet 7, via which the exhaust gas guided in the exhaust gas guide 6 exits the exhaust gas guide 6 into the outside environment. In the present exemplary embodiment, the exhaust gas guide 6 comprises an exhaust manifold 8, pipe sections 9 and an optional mixing chamber 10, the latter also being designed as a pipe section 9 with the mixing device with mixer disk described in more detail below. The number and specific design of the elements 8,9 and 10 may vary by design. However, the exhaust manifold 8 is preferably formed as a continuous individual component. The elements 8, 9 and 10 are connected to one another via suitable connections, for example welded and / or flange connections, for obtaining the exhaust system 4 or are formed as a whole in one piece. The path of the resulting during operation of the internal combustion engine 3 exhaust gas is indicated in the figures by solid arrows, which ultimately indicate the Hauptdurchströmungsrichtung B of the exhaust gas within the exhaust passage 6 from the exhaust gas inlet 5 to the exhaust outlet 7. The exhaust system 4 further comprises two fluid outlets 11, in the present embodiment, within the mixing chamber 10. The fluid outlets 1 1 are connected via supply lines 12 with an unspecified fluid reservoir within the vehicle 1. Fluid, in particular a reducing fluid, for example an aqueous urea solution, is introduced via the fluid outlets 11 as a reductive component of an SCR process for reducing the proportion of NO x in the exhaust gas into the exhaust gas guide 6 from outside the exhaust gas guide 6. In order to achieve efficient mixing of the fluid with the exhaust gas, at least one mixer disk 13 is introduced into the exhaust gas guide 6, in the present exemplary embodiment a mixer disk pair 13 arranged tilted opposite one another. Using the mixer disks 13, leading edge vortex systems are generated within the exhaust gas flowing through the exhaust gas guide 6 be used for efficient mixing of the exhaust gas with the exiting the fluid outlets 1 1 fluid.
[0033] Der Effekt der Mischerscheiben 13 wird in der Längsschnittansicht gemäß Figur 2 näher veranschaulicht. Die Mischerscheibe 1 ist dort in einem Rohrleitungsabschnitt 9 mit dem Rohrdurchmesser D gezeigt. Die Hauptdurchströmungsrichtung B verläuft in Figur 2 von links nach rechts. Die plattenförmige und in Seitenansicht dargestellte plane Mischerscheiben 13 ist um einen spitzen Winkel α (vorliegend ca. 30°) gegenüber der Hauptdurchströmungsrichtung B gekippt. Der Fluidauslass 11 liegt entsprechend auf der stromabgewandten Seite bzw. auf der Leeseite der Mischerscheibe 13. In Hauptdurchströmungsrichtung B gesehen erstreckt sich die Mischerscheibe 13 ferner über den Bereich E. Der Fluidauslass 1 1 ist quer zur Hauptdurchströmungsrichtung B gesehen innerhalb dieses Bereiches E und damit auf Höhe der Mischerscheibe 13 angeordnet. Die Mischerscheibe liegt somit in Hauptdurchströmungsrichtung B gesehen„im Bereich" der Mischerscheibe 13. Strömt das Abgas von links kommend an der Mischerscheibe 13 vorbei, führt dies zur Erzeugung eines Vorderkantenwirbelsystems 14. Die Wirbelachse W der dabei erzeugten zwei Vorderkantenwirbel ist dabei in Figur 2 exemplarisch für einen der beiden Vorderkantenwirbel des Vorderkantenwirbelsystems 14 angegeben. Figur 2 verdeutlicht die Positionierung des Fluidauslasses 1 1 innerhalb des erzeugten Vorderkantenwirbelsystems 14, so dass das aus dem Fluidauslass 11 austretende Fluid (in den Figuren gestrichelte Pfeile) im vorliegenden Fall unmittelbar und direkt in das Vorderkantenwirbelsystem 14 ausgetragen wird und umgehend einer effizienten Vermischung mit dem Abgas innerhalb der Abgasführung 6 unterworfen ist. The effect of the mixer disks 13 is illustrated in more detail in the longitudinal sectional view according to FIG. The mixer disk 1 is shown there in a pipe section 9 with the pipe diameter D. The main flow direction B extends in Figure 2 from left to right. The plate-shaped and shown in side view plane mixer discs 13 is tilted at an acute angle α (in the present case about 30 °) relative to the main flow direction B. The fluid outlet 11 lies correspondingly on the downstream side or on the leeward side of the mixer disk 13. When viewed in the main flow direction B, the mixer disk 13 also extends over the region E. The fluid outlet 11 is viewed transversely to the main flow direction B within this region E and thus on Height of the mixer disk 13 is arranged. The mixer disk is thus seen in the main flow direction B "in the area" of the mixer disk 13. If the exhaust gas flows from the left past the mixer disk 13, this leads to the generation of a leading edge vortex system 14. The vortex axis W of the two leading edge vortices generated thereby is exemplary in FIG 2 illustrates the positioning of the fluid outlet 11 within the generated leading edge vortex system 14, so that the fluid leaving the fluid outlet 11 (dashed arrows in the figures) in the present case directly and directly into the leading edge vortex system 14 is discharged and is immediately subjected to an efficient mixing with the exhaust gas within the exhaust duct 6.
[0034] In den Figuren 3A und 3B wird die konkrete Ausgestaltung des Vorderkantenwirbelsystems 14 anhand von zwei verschiedenen Mischerscheiben 1 3 noch deutlicher veranschaulicht. V1 bezeichnet die Anströmrichtung bzw. die Hauptdurchströmungsrichtung B zur Mischerscheibe 1 3. Mit α ist der Anstellwinkel der Mischerscheiben 13 gegenüber der Hauptdurchströmungsrichtung B/V1 angegeben. Figur 3A zeigt eine Mischerscheibe 13 in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks (Delta- Fläche), dessen Spitze aus der Hauptdurchströmungsrichtung B kommend vom Abgas angeströmt wird. Dabei wird das Vorderkantenwirbelsystem 14 mit den beiden entgegengesetzt zu einander rotierenden Vorderkantenwirbeln 14A und 14 B an jeweils einer der Längskanten der Mischerscheiben 1 3 erzeugt. Die Vorderkantenwirbel 14A und 14B weisen jeweils eine der Wirbelachsen W1 und W2 auf. Die Wirbelachsen W1 und W2 erstrecken sich im Wesentlichen von der Mischerscheibe 13 weg in Hauptdurchströmungsrichtung B. Figur 3B zeigt die Ausbildung eines im Wesentlichen entsprechenden Vorderkantenwirbelsystem an einer oval ausgebildeten Mischerscheiben 13 In Figures 3A and 3B, the specific embodiment of the leading edge vortex system 14 is illustrated even more clearly on the basis of two different mixer disks 1 3. V1 denotes the direction of flow or the main flow direction B to the mixer disk 1 3. With α is the angle of attack of the mixer disks 13 with respect to the main flow direction B / V1 specified. FIG. 3A shows a mixer disk 13 in the form of an isosceles triangle (delta surface), the tip of which flows from the exhaust gas coming from the main flow direction B. In this case, the leading edge eddy system 14 is generated with the two opposite to each other rotating leading edge vortices 14A and 14 B at each one of the longitudinal edges of the mixer discs 1 3. The leading edge vertebrae 14A and 14B each have one of the vertebral axes W1 and W2. The vortex axes W1 and W2 extend substantially away from the mixer disk 13 in the main flow direction B. FIG. 3B shows the formation of a substantially corresponding leading edge vortex system on an oval shaped mixer disk 13
[0035] Bei der konkreten Ausgestaltung der Mischerscheiben 1 3 kann nun auf eine Vielzahl alternativer Ausführungsformen zurückgegriffen werden. In Figur 4 sind hierzu beispielhaft verschiedene Varianten angegeben, wobei die dort gezeigte Auflistung im Umfang der Erfindung ausdrücklich nicht abschließend zu verstehen ist. In Figur 4 wird jeweils von planen, ebenen Mischerscheiben 13 ausgegangen, die sich untereinander in der Gestaltung ihrer Außenkontur bzw. ihrer Form unterscheiden. Möglich sind somit beispielsweise runde (Figur 4A), ovale (Figur 4B), dreiecksförmige (Figur 4A), insbesondere in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks (Delta-Fläche), viereckige (Figur 4D), insbesondere rautenförmige oder quadratische, oder auch andere vieleckige Mischerscheiben 1 3, wie beispielsweise auch achteckige (Figur 4E) Mischerscheiben 13. Mit der gezielten Auswahl der Form der Mischerscheiben 13 kann insbesondere beispielsweise auf bauartbedingte Besonderheiten reagiert werden. In the specific embodiment of the mixer disks 1 3 can now be used on a variety of alternative embodiments. In FIG. 4, different variants are given by way of example for this purpose, wherein the list shown there is expressly not to be understood as conclusive within the scope of the invention. In FIG. 4, planar, planar mixer disks 13 are assumed in each case, which differ from one another in the design of their outer contour or their shape. Thus, for example, circular (FIG. 4A), oval (FIG. 4B), triangular (FIG. 4A), in particular in the form of an isosceles triangle (delta surface), quadrangular (FIG. 4D), in particular diamond-shaped or square, or also other polygonal mixer disks are possible 1 3, as for example also octagonal (Figure 4E) mixer discs 13. With the targeted selection of the shape of the mixer discs 13 can be responded in particular, for example, to design-specific features.
[0036] Weitere Variationsmöglichkeiten ergeben sich beispielsweise auch hinsichtlich der Symmetriegestaltung der Mischerscheiben 13. Möglich sind insbesondere symmetrisch ausgebildete Mischerscheiben, wie in Figur 5 angezeigt. Die dort als gleichschenkeliges Dreieck ausgebildete Mischerscheibe 13 umfasst die Symmetrieachse S. Es kann allerdings auch ohne weiteres auf unsymmetrische Mischerscheiben 13 zurückgegriffen werden, wie in Figur 5B mit der dort gezeigten, viereckigen Mischerscheiben 13 beispielhaft gezeigt. Auch die Symmetriegestaltung liefert einen Ansatzpunkt, beispielsweise auf die konkreten Betriebsumgebung der Mischerscheiben 1 3 durch geeignete Formgebung zu reagieren. Dabei ist ferner zu berücksichtigen, dass mithilfe in Hauptdurchströmungsrichtung symmetrischer Mischerscheibenformen besonders gut gleichmäßige Wirbelsysteme erzeugt werden können. Further variations are possible, for example, with regard to the symmetry design of the mixer disks 13. In particular, symmetrically designed mixer disks are possible, as indicated in FIG. The mixer disk 13 formed there as an isosceles triangle comprises the axis of symmetry S. However, unsymmetrical mixer disks 13 can also easily be used, as shown by way of example in FIG. 5B with the quadrangular mixer disks 13 shown there. The symmetry design provides a starting point, for example, to respond to the specific operating environment of the mixer disks 1 3 by appropriate shaping. It should also be taken into account that particularly well uniform vortex systems can be produced by means of symmetrical mixer disk shapes in the main flow direction.
[0037] Die vorliegend verwendeten Mischerscheiben 13 können insbesondere als plane Elemente ausgebildet werden, wie in der Seitenansicht auf eine Mischerscheiben 13 in Figur 6A verdeutlicht. Bei diesen Ausführungsvarianten erstreckt sich die Mischerscheibe 13 somit im Wesentlichen in einer Ebene. Die verwendeten Mischerscheiben 13 können allerdings auch dreidimensional verformt sein. Hierzu sind beispielsweise einfache Faltungen (Figur 6B), mehrfache Faltungen (Figur 6C) und/oder Biegeverformungen (Figur 6D) der Mischerscheiben 13 möglich. Auch über die dreidimensionale Formgebung der Mischerscheiben 13 kann eine Optimierung des erzeugten Vorderkantenwirbelsystems an die jeweils vorliegenden Betriebsgegebenheiten innerhalb der Abgasführung erreicht werden. The mixer disks 13 used in the present case can be formed in particular as planar elements, as illustrated in the side view on a mixer disks 13 in Figure 6A. In these embodiments, the mixer disk 13 thus extends substantially in one Level. However, the mixer disks 13 used can also be deformed three-dimensionally. For this purpose, for example, simple folds (FIG. 6B), multiple folds (FIG. 6C) and / or bending deformations (FIG. 6D) of the mixer disks 13 are possible. Also via the three-dimensional shaping of the mixer disks 13, an optimization of the generated leading edge vortex system can be achieved to the respective existing operating conditions within the exhaust system.
[0038] Grundsätzlich ist es ferner möglich, dass ausschließlich eine einzige Mischerscheibe 13 in der Abgasführung 6 vorgesehen ist, wie beispielsweise in Figur 2 gezeigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere Mischerscheiben miteinander kombiniert werden, wobei die Mischerscheiben 13 hierzu gleichartig oder auch verschiedenartig ausgebildet sein können. Die Mischerscheiben 13 können darüber hinaus in Hauptdurchströmungsrichtung B gesehen hintereinander oder auch nebeneinander angeordnet sein. Die Figuren 7A und 7B veranschaulichen beispielhaft zwei alternative Anordnungsmöglichkeiten von zwei Mischerscheiben 13 relativ zueinander. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7A sind die beiden Mischerscheiben 13 auf gleicher Höhe und parallel zueinander angeordnet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7B sind die beiden Mischerscheiben 13 dagegen um einen Winkel ß zueinander verkippt angeordnet, wobei sie zueinander kontaktfrei sind. Eine solche Tandemanordnung führt zu besonders guten Vermischungsergebnisses und ermöglicht darüber hinaus besonders gut eine Anpassung der gesamten Mischeinrichtung auf die jeweiligen geometrischen Bedingungen im Abgaskanal. Im konkreten Fall sind die beiden Mischerscheiben 1 3 ferner derart angeordnet, dass die in Strömungsrichtung B hintere Mischerscheibe in Ihrer Verlängerung die in Strömungsrichtung vordere Mischerscheibe 13 schneidet. Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn ausschließlich zwei Mischerscheiben 13 in der gesamten Abgasführung 6 angeordnet sind, wie beispielsweise in Figur 1 gezeigt. In principle, it is also possible that only a single mixer disk 13 is provided in the exhaust gas guide 6, as shown for example in Figure 2. However, it can also be provided that a plurality of mixer disks are combined with each other, wherein the mixer disks 13 can be designed to be similar or different. The mixer disks 13 can furthermore be arranged behind one another or alongside one another in the main flow direction B. FIGS. 7A and 7B exemplarily illustrate two alternative arrangement possibilities of two mixer disks 13 relative to one another. In the exemplary embodiment according to FIG. 7A, the two mixer disks 13 are arranged at the same height and parallel to one another. In the embodiment according to FIG. 7B, by contrast, the two mixer disks 13 are tilted relative to one another at an angle β, wherein they are contactless relative to one another. Such a tandem arrangement leads to particularly good mixing results and also makes it particularly well possible to adapt the entire mixing device to the respective geometric conditions in the exhaust gas duct. In the specific case, the two mixer disks 1 3 are further arranged such that the rear in the flow direction B mixer disk intersects the front in the flow direction mixer disk 13. It can be particularly advantageous if only two mixer disks 13 are arranged in the entire exhaust gas guide 6, as shown for example in FIG.
[0039] Die Figuren 8A bis 8D erläutern beispielhaft verschiedene Varianten, wie das Fluid relativ zur Hauptdurchströmungsrichtung B und zur Mischerscheibe 1 3 durch entsprechende Ausgestaltung des vorstehend beschriebenen Fluidauslasses orientiert sein kann. Die Hauptbewegungsrichtung, die das Fluid beim Austritt aus dem Fluidauslass 1 1 innehat, ist in den Figuren 8A bis 8D mit C bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8A strömt das Fluid in Pfeilrichtung C senkrecht zur Hauptdurchströmungsrichtung B des Abgases schräg in Richtung der leeseitigen Oberfläche der Mischerscheiben 13. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8B ist der Fluidstrom dagegen senkrecht auf die Leeseite der Mischerscheibe 13 und somit auch teilweise entgegen der Hauptdurchströmungsrichtung B ausgerichtet. In Figur 8C strömt das Fluid der Hauptdurchströmungsrichtung B vollständig entgegengesetzt schräg an die Leeseite der Mischerscheiben 13 und in Figur 8D auf der Leeseite von der Mischerscheiben 1 3 weg in Hauptdurchströmungsrichtung B. Die hier gezeigte Auflistung ist lediglich beispielhaft und nicht abschließend zu verstehen. Im praktischen Einsatz zeigt sich, dass die Variante gemäß Fig. 8(A) besonders gut geeignet für die Einmischung gasförmiger Fluide in den Abgasstrom geeignet ist, wohingegen für flüssige Fluide idealerweise auf die Variante nach Fig. 8(D) zurückgegriffen wird. FIGS. 8A to 8D illustrate, by way of example, various variants of how the fluid can be oriented relative to the main flow direction B and to the mixer disk 1 3 by a corresponding configuration of the fluid outlet described above. The main direction of movement, which holds the fluid exiting the fluid outlet 11, is denoted by C in FIGS. 8A to 8D. In the embodiment of Figure 8A, the fluid flows in the direction of arrow C perpendicular to the main flow direction B of the exhaust gas obliquely in the direction of the leeward surface of the mixer discs 13. In the embodiment of Figure 8B, the fluid flow is perpendicular to the lee side of the mixer disc 13 and thus partially opposite to the main flow direction B aligned. In FIG. 8C, the fluid flows in the opposite direction of the main flow direction B obliquely to the leeward side of the mixer disks 13 and in FIG. 8D on the leeward side of FIG the mixer disks 1 3 away in the main flow direction B. The listing shown here is merely exemplary and not to be understood as exhaustive. In practice, it turns out that the variant according to FIG. 8 (A) is particularly well suited for the admixture of gaseous fluids into the exhaust gas flow, whereas for liquid fluids ideally the variant according to FIG. 8 (D) is used.
[0040] Grundsätzlich ist es möglich, dass das Fluid nicht ausschließlich als gerichteter Strahl, sondern, beispielweise bei der Verwendung entsprechender Düsen, fächerförmig aus dem Fluidauslass 1 1 austritt. Dabei ist es möglich, den Fluidauslass 1 1 derart anzuordnen, dass nur ein Teil des austretenden Fluids in Richtung der Mischerscheibe 1 3 ausgerichtet ist, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 A gezeigt. Besonders günstig ist es jedoch auch, wenn der Fluidauslass 1 1 derart ausgebildet und angeordnet wird, dass das aus dem Fluidauslass 1 1 austretende Fluid vollständig in Richtung an der Mischerscheibe 1 3 vorbei, insbesondere auf deren Leeseite, ausgerichtet ist, wie in Figur 10 näher veranschaulicht. Auch diese Auflistung ist nicht abschließend zu verstehen. In principle, it is possible that the fluid exits not only as a directed beam, but, for example, when using appropriate nozzles, fan-shaped from the fluid outlet 1 1. It is possible, the fluid outlet 1 1 to be arranged such that only a portion of the exiting fluid is aligned in the direction of the mixer disk 1 3, as shown in the embodiment of Figure 9A. However, it is also particularly favorable if the fluid outlet 11 is designed and arranged such that the fluid emerging from the fluid outlet 11 is directed completely in the direction of the mixer disk 13, in particular on the leeward side thereof, as shown in FIG illustrated. This listing is not meant to be conclusive.
[0041 ] Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind der Fluidauslass 1 1 und die Mischerscheiben 13 jeweils räumlich getrennt zueinander angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, diese beiden Elemente miteinander in einer Baueinheit zu kombinieren und dazu zumindest einen Teil der Versorgungsleitung 12 in die Mischerscheibe 1 3 zu integrieren, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 näher erläutert. Die dort doppelwandig mit den Scheibenwänden 1 3A und 1 3B ausgebildete Mischerscheiben 1 3 umfasst in ihrem zwischen den beiden Mischerscheibenwänden 1 3A und 1 3B gebildeten Zwischenraum 1 5 einen Teil der Versorgungsleitung 12, die über zwei in die Mischerscheibenwand 13A eingebrachte Fluidauslässe 1 1 nach außen und im installierten Zustand in den Innenraum der Abgasführung münden. Die beiden Fluidauslässe 1 1 sind in Hauptdurchströmungsrichtung B gesehen hintereinander und zueinander versetzt angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Gesamtanordnung von Mischerscheibe 1 3, Fluidauslass 1 1 und einem Teil der Versorgungsleitung 1 2. Auch hier sind weitere Alternativen möglich. Beispielsweise ist die doppelwandi- ge Ausgestaltung der Mischerscheiben 13 nicht zwingend erforderlich. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Teil der Versorgungsleitung auf einer Oberflächenseite der Mischerscheiben 13, insbesondere der Leeseite erfolgt (in Figur 10) nicht gezeigt). In the previous embodiments, the fluid outlet 1 1 and the mixer disks 13 are each arranged spatially separated from each other. However, it is also possible to combine these two elements together in a structural unit and to integrate at least part of the supply line 12 in the mixer disk 1 3, as explained in more detail in the embodiment of FIG. The there double-walled with the disk walls 1 3A and 1 3B trained mixer disks 1 3 comprises in its between the two mixer disk walls 1 3A and 1 3B formed intermediate space 1 5 a part of the supply line 12, via two introduced into the mixer disk wall 13A fluid outlets 1 1 to the outside and open in the installed state in the interior of the exhaust system. The two fluid outlets 1 1 are seen in the main flow direction B successively arranged and offset from one another. This allows a particularly compact overall arrangement of mixer disk 1 3, fluid outlet 1 1 and part of the supply line 1 2. Again, other alternatives are possible. For example, the doppelwandi- ge configuration of the mixer discs 13 is not mandatory. It can also be provided that a part of the supply line takes place on a surface side of the mixer disks 13, in particular the leeward side (not shown in FIG. 10).
[0042] Die Mischerscheibe 1 3 kann statisch und somit in ihrer Relativlage innerhalb der Abgasführung 6 ortsfest gelagert sein. Es kann jedoch auch wünschenswert sein, die Mischerscheibe 13 relativ zur Abgasführung 6 verstellbar auszuführen, um beispielsweise betriebsabhängig Änderungen in der Positionierung der Mischerscheiben 1 3 innerhalb der Abgasführung 6 vornehmen zu können. Dies kann beispielsweise dann gewünscht sein, wenn ein Bypass-Abgasstrom aktiviert wird, der den Hauptabgasstrom im Bereich der Mischerscheibe 13 verändert. Das mit umfasste Bewegungsspektrum der Mischerscheiben 13 ist beispielhaft in Figur 1 1 näher veranschaulicht. Die Ausgangslage der Mischerscheiben 13 ist in Figur 11 mit der durchgezogenen Linie der Mischerscheiben 13 veranschaulicht. In gestrichelten Linien sind von dieser Position ausgehend andere mögliche Endlagen angedeutet. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, die Mischerscheibe 13 verschiebbar auszubilden. Dazu ist in Figur 1 1 beispielsweise eine lineare Verschiebbarkeit entlang des Pfeils I senkrecht zur Hauptdurchströmungsrichtung B und entlang des Pfeils II in und entgegen der Hauptdurchströ- mungsrichtung B angegeben. Die Mischerscheibe 13 kann auch endseitig um einen Drehpunkt D1 in Pfeilrichtung III um eine quer zur Hauptdurchströmungsrichtung B verlaufende Achse schwenkbar sein. Alternativ kann die Drehung auch über einen Drehpunkt D2 in der Fläche der Mischerscheibe 13 in Pfeilrichtung IV erfolgen. Selbstverständlich sind auch hier weitere Optionen denkbar und von der Erfindung mit umfasst. So kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Mischerscheibe um eine parallel zur Hauptdurchströmungsrichtung B verlaufende Achse drehbar ist. Die konkrete Auslösung der Drehbewegung kann über eine in Figur 1 1 nicht näher gezeigte gesteuerte und/oder manuell betätigbare Versteilvorrichtung erfolgen, die beispielsweise an einem der Drehpunkt D1 oder D2 ansetzt. The mixer disk 1 3 can be stored statically and thus in their relative position within the exhaust passage 6 stationary. However, it may also be desirable to make the mixer disk 13 adjustable relative to the exhaust gas guide 6 in order, for example, to make changes in the positioning of the mixer disks 1 3 within the exhaust gas guide 6, depending on the operation. This may be desired, for example, when a bypass exhaust gas flow is activated, which changes the main exhaust gas flow in the region of the mixer disk 13. The scope of motion spectrum of the mixer disks 13 is illustrated by way of example in FIG. 11. The initial position of the mixer disks 13 is illustrated in FIG. 11 by the solid line of the mixer disks 13. In dashed lines, other possible end positions are indicated starting from this position. For example, it may be provided to make the mixer disk 13 displaceable. 1 1, for example, a linear displaceability along the arrow I is indicated perpendicular to the main flow direction B and along the arrow II in and counter to the main flow direction B. The mixer disk 13 can also be pivotable about a pivot point D1 in the direction of the arrow III about an axis extending transversely to the main flow direction B. Alternatively, the rotation can also take place via a pivot point D2 in the surface of the mixer disk 13 in the direction of arrow IV. Of course, further options are also conceivable here and included in the invention. For example, it may also be provided that the mixer disk is rotatable about an axis running parallel to the main flow direction B. The concrete triggering of the rotational movement can take place via a controlled and / or manually operable adjusting device, not shown in greater detail in FIG. 11, which attaches, for example, to one of the pivot points D1 or D2.
[0043] Die Figuren 12A und 12B zeigen bevorzugte Relativanordnungen zwischen mehreren Flu- idauslässen und dem an der Mischerscheibe 13 ausgebildeten Vorderkantenwirbelsystem 14. in Figur 12A sind der einen Mischerscheibe 13 genau zwei Fluidauslässe 1 1A und 1 1 B zugeordnet, derart, dass je einer der beiden Fluidauslässe 1 1A und I I B einem der beiden Vorderkantenwirbel 14A und 14B des Vorderkantenwirbelsystems 14 zugeordnet sind. Dies bedeutet, dass das aus dem Fluidauslass 1 1A austretende Fluid zunächst nahezu vollständig im Vorderkantenwirbel 14A und das aus dem Fluidauslass I I B außentretende Fluid zunächst nahezu vollständig im Vorderkantenwirbel 14B mit dem Abgas vermischt wird. Selbstverständlich kommt es im weiteren Verlauf zur Vermischung dieser beiden Systeme miteinander, sodass die vorliegende Trennung einerseits nicht unbedingt quantitativ und insbesondere auch nicht auf die gesamte Erstreckung der Abgasführung hin zu verstehen ist. Wesentlich ist die Entwicklung unmittelbar in Hauptdurchströmungsrichtung B im Anschluss an den jeweiligen Fluidauslass 11 A und I I B. Im Unterschied hierzu ist es beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12B vorgesehen, dass das über eine gemeinsame Zuleitung einer Mischerscheibe 13 zugeführte Fluid auf beide Vorderkantenwirbel 14A und 14B aufgeteilt wird. Die Aufteilung des austretenden Fluids kann beispielsweise mithilfe einer aufgespreizten Düse, einer Doppeldüse oder ähnlichem erreicht werden. [0044] Figur 13 zeigt eine Draufsicht auf eine Längsschnittansicht durch einen Bereich der Abgasführung 6. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei runde Mischerscheiben 13 relativ zur Haupt- durchströmungsrichtung B nebeneinander in der Abgasführung 6 positioniert. Von außen kommend erstreckt sich eine Versorgungsleitung 12 in den Innenraum der Abgasführung 6. Dort sind insgesamt fünf Fluidauslässe 11 A bis 11 E entlang der Versorgungsleitung 12 verteilt angeordnet. Jeder der beiden Mischerscheiben 13 sind jeweils zwei nebeneinander liegende Fluidauslässe (11 A und 11 B bzw. 1 1 D und 1 1 E) zugeordnet, die zum jeweiligen Randbereich der jeweiligen Mischerscheiben 1 3 hin versetzt angeordnet sind. Darüber hinaus ist mit dem weiteren Fluidauslass 1 1 C ein Fluidauslass im Zwischenbereich (quer zur Hauptdurchströmungsrichtung B) der beiden nebeneinander angeordneten Mischerscheiben 13 vorhanden. Mithilfe dieser Gesamtanordnung gelingt eine besonders schnelle und effiziente Verteilung des Fluid innerhalb des Querschnitts der Abgasführung 6. FIGS. 12A and 12B show preferred relative arrangements between a plurality of fluid outlets and the front edge vortex system 14 formed on the mixer disk 13. In FIG. 12A, exactly one fluid mixer disk 13 is associated with two fluid outlets 1 1A and 1 1 B, such that one each the two fluid outlets 1 1A and IIB are assigned to one of the two leading edge vertebrae 14A and 14B of the leading edge vertebra system 14. This means that the fluid emerging from the fluid outlet 1 1A is first almost completely mixed in the leading edge vortex 14A and the fluid leaving the fluid outlet IIB is first almost completely mixed in the leading edge vortex 14B with the exhaust gas. Of course, it comes in the course of mixing these two systems with each other, so that the present separation on the one hand not necessarily quantitative and especially not to understand the entire extent of the exhaust system. The development is directly in the main flow direction B following the respective fluid outlet 11 A and II B. In contrast to this, it is provided in the exemplary embodiment according to FIG. 12B that the fluid supplied via a common feed line of a mixer disk 13 is divided between the two leading edge vortexes 14A and 14B becomes. The distribution of the exiting fluid can be achieved for example by means of a spread nozzle, a double nozzle or the like. FIG. 13 shows a plan view of a longitudinal sectional view through a region of the exhaust gas guide 6. In the present exemplary embodiment, two round mixer plates 13 are positioned side by side in the exhaust gas guide 6 relative to the main throughflow direction B. Coming from the outside, a supply line 12 extends into the interior of the exhaust gas guide 6. There, a total of five fluid outlets 11 A to 11 E are distributed along the supply line 12. Each of the two mixer disks 13 are each associated with two adjacent fluid outlets (11 A and 11 B or 1 1 D and 1 1 E) which are arranged offset to the respective edge region of the respective mixer disks 1 3. In addition, with the further fluid outlet 1 1 C, a fluid outlet in the intermediate region (transverse to the main flow direction B) of the two juxtaposed mixer disks 13 is present. With the aid of this overall arrangement, a particularly fast and efficient distribution of the fluid within the cross section of the exhaust gas guide 6 is achieved.
[0045] Weitere Variationsmöglichkeiten der Erfindung bestehen insbesondere auch hinsichtlich der konkreten Befestigung bzw. Lagerung der Mischerscheiben 13 innerhalb der Abgasführung 6. Auf diesen Aspekt beziehen sich insbesondere die Figuren 14-1 7. Further variations of the invention exist in particular also with regard to the concrete attachment or storage of the mixer disks 13 within the exhaust system 6. In this aspect, in particular Figures 14-1 7.
[0046] In Figur 14A (Längsschnitt entlang der Abgasführung 6 und Draufsicht auf die Mischerscheibe 1 3) ist eine Haltestrebe 16, beispielsweise in Form eines Drahtes, vorhanden, die sich quer zur Hauptdurchströmungsrichtung B durch den Innenraum der Abgasführung 6 erstreckt. An dieser ist die Mischerscheibe 1 3 über einen quer dazu verlaufenden Lagersteg 1 7, der die Mischerscheibe 13 mit der Haltestrebe 16 verbindet, im Innenraum der Abgasführung 6 gelagert. Dies ergibt sich beispielsweise aus der Längsschnittansicht entlang der Abgasführung 6 und aus der Seitenansicht auf d die Mischerscheibe Element 13 gemäß Figur 14 B. Es können auch mehrere Drähte pro Mischerscheibe 13 zur Befestigung vorgesehen sein. Dies ist in Fig. 14A mit der gepunktet angedeuteten Haltestrebe 16' angegeben. In Figure 14A (longitudinal section along the exhaust guide 6 and top view of the mixer disk 1 3) is a holding strut 16, for example in the form of a wire, is present, which extends transversely to the main flow direction B through the interior of the exhaust gas guide 6. At this, the mixer disk 1 3 via a transverse thereto bearing web 1 7, which connects the mixer disk 13 with the support strut 16, mounted in the interior of the exhaust duct 6. This results, for example, from the longitudinal sectional view along the exhaust gas guide 6 and from the side view on the mixer disk element 13 according to FIG. 14 B. Several wires per mixer disk 13 can also be provided for fastening. This is indicated in FIG. 14A with the dotted support strut 16 '.
[0047] Im Unterschied dazu ist beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 14 C und 1 D die Haltestrebe 16 als Rohrleitungsabschnitt einer Versorgungsleitung 12 mit integriertem Fluidauslass 1 1 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsvariante ist die Mischerscheibe 13 direkt mit der Haltestrebe 16 verbunden. In contrast, in the second embodiment according to the figures 14 C and 1 D, the support strut 16 as a pipe section of a supply line 12 with integrated fluid outlet 1 1 is formed. In this embodiment, the mixer disk 13 is connected directly to the retaining strut 16.
[0048] Eine alternative Befestigungsmöglichkeit zeigen die Figuren 15A (Längsschnittansicht entlang der Abgasführung 6 in Seitenansicht auf die Mischerscheibe 13) und 15B (Ansicht entgegen der Hauptdurchströmungsrichtung B). Dort ist als ein wesentliches Element eine Lagerhülse 18 in den Innenraum der Abgasführung 6 angeordnet. Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel hohlzylinder- förmig ausgebildete Lagerhülse 18 umfasst auf ihrer Innenwand einen von der Innenoberfläche zur Mitte hin radial aufragenden Lagersteg 17, an dem die Mischerscheibe 13 befestigt ist. Die Lagerhülse weist dabei eine der Längserstreckung der Mischerscheibe 13 in Hauptdurchströmungsrichtung B im Wesentlichen entsprechende Zylinderhöhe H auf. Sie kann aber insbesondere auch ein oder beidseitig in oder entgegen der Richtung der Hauptdurchströmungsrichtung B bezüglich der Mischerscheiben überstehen oder schmäler ausgebildet sein. Die konkrete Fixierung der Lagerhülse 18 innerhalb der Abgasführung 6 erfolgt beispielsweise über zwischen der Außenmantelfläche der Lagerhülse 18 und der Innenwand der Abgasführung 6 angeordnete Schweiß- oder Lötpunkte, durch Reibschluss oder ähnliches. An alternative mounting option show the figures 15A (longitudinal sectional view along the exhaust gas guide 6 in side view of the mixer plate 13) and 15B (view against the main flow direction B). There, a bearing sleeve 18 is arranged in the interior of the exhaust gas guide 6 as an essential element. The hollow cylinder in the present embodiment Shaped bearing sleeve 18 comprises on its inner wall a radially projecting from the inner surface to the center bearing web 17 to which the mixer disk 13 is attached. The bearing sleeve has one of the longitudinal extent of the mixer disk 13 in the main flow direction B substantially corresponding cylinder height H. However, in particular it can also protrude in one or both sides in or against the direction of the main flow direction B with respect to the mixer disks or be made narrower. The concrete fixation of the bearing sleeve 18 within the exhaust guide 6 takes place for example via between the outer circumferential surface of the bearing sleeve 18 and the inner wall of the exhaust guide 6 arranged welding or soldering points, by frictional engagement or the like.
[0049] Einen hierzu ähnlichen Aufbau zeigt die Anordnung der Figuren 16A und 16B. Anstelle einer Lagerhülse 18 sind hier zwei Halbschalen 19A und 19B vorgesehen, die über einen durch den Innenraum der Abgasführung verlaufenden Lagersteg 1 7 miteinander verbunden sind. Im mittleren Bereich des Lagerstegs 17 ist die Mischerscheibe 13 angeordnet. Alternativ können die beiden Halbschalen 19A und 19 B beispielsweise auch auf einer Seite miteinander verbunden sein, um auf diese Weise eine Art Spannhülse zu erhalten, über die die Mischerscheibe 13 im Innenraum der Abgasführung 6 per Reibschluss positionierbar ist. A similar construction shows the arrangement of Figures 16A and 16B. Instead of a bearing sleeve 18, two half shells 19 A and 19 B are provided here, which are connected to one another via a bearing web 1 7 running through the interior of the exhaust gas guide. In the central region of the bearing web 17, the mixer disk 13 is arranged. Alternatively, the two half-shells 19A and 19B may also be connected to one another on one side, for example, in order to obtain a kind of clamping sleeve via which the mixer disk 13 can be positioned in the interior of the exhaust gas guide 6 by frictional engagement.
[0050] Einen alternativen Ansatz verfolgt die Ausführungsvariante gemäß den Figuren 17A und 1 7B. Aus der Längsschnittansicht entlang der Abgasführung 6 gemäß Figur 1 7A ergibt sich zunächst, dass der nun relevante Bereich die Verbindungsstelle zweier Einzelbauteile 6A und 6B der Abgasführung 6 betrifft. Diese sind über eine Flanschverbindung 20 miteinander verbunden (wobei Einzelheiten zur Flanschverbindung, wie beispielsweise Schraubverbindungen etc., in der Figur 1 7A nicht gezeigt sind). In die Flanschverbindung 20 eingespannt ist ein Flanschblech 21 , beispielsweise in Form einer metallischen Flachdichtung oder ähnlichem. Das ringscheibenartig ausgebildete Flanschblech 21 ist in Figur 1 7B in Draufsicht gezeigt. Im Flanschblech 21 sind mehrere Durchgangsöffnungen 22 vorgesehen, durch die hindurch beispielsweise Befestigungsschrauben der Flanschverbindung 20 geführt werden können. Nach innen zur zentrischen und im installierten Zustand vom Abgas durchströmten Durchgangsöffnung 38 steht vom kreisförmigen Flanschblech 21 einseitig ein Lagersteg 1 7 radial vor, der das Flanschblech 21 mit der Mischerscheiben 13 verbindet. Es ist auch möglich, das Flanschblech 21 einstückig, mit oder ohne Lagersteg 1 7, mit der Mischerscheibe 1 3, beispielsweise als Stanzteil, auszubilden und die Mischerscheibe 13 durch beispielsweise Biegen in die gewünschte Relativlage zum übrigen Flanschblech 21 zu verstellen. [0051 ] Figur 18 veranschaulicht nun den prinzipiellen Aufbau einer SCR-Anlage 23 mit einer erfindungsgemäßen Mischerscheibe 13. Wesentliche Elemente der SCR-Anlage 23 sind ein NOx-Sensor 24, eine Steuereinheit 25, ein Fluidtank 26, eine Fördereinrichtung 27, Signalleitungen 28 und der Fluidauslass 11 . Die Steuereinheit 25 steht über die Signalleitungen 28 mit dem Verbrennungsmotor 3, dem NOx-Sensor 24 und der Fördereinrichtung 27, beispielsweise eine Fluidpumpe, in Verbindung. Über den stromaufwärts der Mischerscheibe 13 in der Abgasführung angeordneten Sensor kann beispielsweise direkt oder indirekt eine NOx-Belastung des Abgases ermittelt werden. In Hauptdurchströmungsrichtung B stromabwärts zum Sensor 24 ist die Anordnung aus Fluidauslass 1 1 und Mischerscheibe 13 in der Abgasführung angeordnet, über die das im Fluidtank 26 bevorratete Fluid, insbesondere Reduktionsfluid, wie beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung, von außerhalb der Abgasführung in den Innenraum der Abgasführung 6 bis zum Fluidauslass 1 1 gefördert wird. Dort erfolgt im Austragbereich des Fluids umgehend eine intensive Vermischung des Fluids mit dem Abgas mithilfe des durch die Mischerscheibe 13 erzeugten Vorderkantenwirbelsystems. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 25 eine VerStelleinrichtung steuert, mit der die Relativlage der Mischerscheibe 13 innerhalb der Abgasführung variierbar ist. An alternative approach is followed by the embodiment according to FIGS. 17A and 17B. From the longitudinal sectional view along the exhaust gas guide 6 according to FIG. 7A, it is initially clear that the now relevant region relates to the connection point of two individual components 6A and 6B of the exhaust gas guide 6. These are connected to one another via a flange connection 20 (details of the flange connection, such as screw connections, etc., are not shown in FIG. 17A). Clamped in the flange 20 is a flange 21, for example in the form of a metallic gasket or the like. The annular disk-shaped flange 21 is shown in Figure 1 7B in plan view. In the flange 21 a plurality of through holes 22 are provided through which, for example, fastening screws of the flange 20 can be performed. Inwardly to the centric and in the installed state of the exhaust gas flowed through opening 38 is from the circular flange plate 21 on one side a bearing web 1 7 radially before, which connects the flange plate 21 with the mixer disks 13. It is also possible, the flange 21 in one piece, with or without bearing web 1 7, with the mixer disk 1 3, for example as a stamped part, form and adjust the mixer disk 13 by, for example, bending in the desired relative position to the rest flange 21. Figure 18 now illustrates the basic structure of an SCR system 23 with a mixer disk according to the invention 13. Essential elements of the SCR system 23 are a NOx sensor 24, a control unit 25, a fluid tank 26, a conveyor 27, signal lines 28 and the fluid outlet 11. The control unit 25 is connected via the signal lines 28 with the internal combustion engine 3, the NOx sensor 24 and the conveyor 27, for example, a fluid pump in combination. By way of the sensor arranged upstream of the mixer disk 13 in the exhaust gas duct, it is possible, for example, to determine directly or indirectly a NOx load of the exhaust gas. In the main flow direction B downstream of the sensor 24, the arrangement of fluid outlet 1 1 and mixer disk 13 is arranged in the exhaust system, via which the fluid stored in the fluid tank 26, in particular reducing fluid, such as an aqueous urea solution, from outside the exhaust system into the interior of the exhaust system. 6 is conveyed to the fluid outlet 1 1. There takes place in the discharge of the fluid immediately intensive mixing of the fluid with the exhaust gas using the generated by the mixer disk 13 leading edge vortex system. It can also be provided that the control unit 25 controls an adjusting device with which the relative position of the mixer disk 13 can be varied within the exhaust gas duct.
[0052] Die Abgasführung 6 weist häufig neben geradlinig erstreckten Bereichen insbesondere auch gekurvte Teilbereiche auf, beispielsweise insbesondere häufig im Bereich des Abgaskrümmers, wie in den Figuren 19A und 19B gezeigt, die einen Ausschnitt eines gekurvten Bereichs der Abgasführung 6 im Abgaskrümmer 8 betreffen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 19A sind in Hauptdurchströmungsrichtung B zwei Mischerscheiben 1 3 hintereinander angeordnet. Zur Anordnung des Fluidaus- lasses 1 1 kann alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise auch auf eine Anordnung gemäß Figur 2 zurückgegriffen werden. Der gekurvte Bereich weist eine Innenkurve 29 und eine Außenkurve 30 auf. Es ist nun vorgesehen, dass die Mischerscheiben 13 derart angeordnet sind, dass sich ihr stromaufwärts gelegener Anfangsbereich 31 in Richtung der Außenkurve 30 und ihr stromabwärts gelegener Endbereich 32 dagegen zur Innenkurve 29 hin orientiert. Mit anderen Worten ist der Abstand zur Außenkurve 30 der Abgasführung 6 im Anfangsbereich 31 der jeweiligen Mischerscheibe 13 kleiner als der Abstand des jeweiligen Endbereichs 32 der Mischerscheibe 1 3. Umgekehrtes gilt für die Außenkurve 30. Der hier relevante Abstand bemisst sich dabei jeweils entlang einer Senkrechten S1 und S2 zur Innenwandung der Außenkurve 30 oder in den Kurven 29, wie in Figur 20 mit den senkrechten S1 und S2 zur Außenkurve 30 beispielhaft angegeben. Auf diese Weise können Geschwindigkeitsunterschiede in gekurvten Bereichen im Abgas zur besonders effizienten Ausbildung stabiler Vorderkantenwirbelsysteme ausgenutzt werden. Fig. 19B zeigt hierzu eine weitere Alternative mit nur einer einzigen Mischerscheibe 13. In Bezug auf die konkrete Anordnung dieser einen Mischerscheibe 13 wird auf die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19A Bezug genommen. The exhaust gas guide 6 often has in addition to rectilinearly extended regions in particular curved portions, for example, in particular frequently in the region of the exhaust manifold, as shown in Figures 19A and 19B, which relate to a section of a curved portion of the exhaust passage 6 in the exhaust manifold 8. In the exemplary embodiment according to FIG. 19A, two mixer disks 1 3 are arranged one behind the other in the main flow direction B. For arranging the fluid outlet 11, as an alternative to the exemplary embodiment shown, it is also possible, for example, to resort to an arrangement according to FIG. The curved region has an inner curve 29 and an outer curve 30. It is now provided that the mixer disks 13 are arranged such that their upstream located start region 31 in the direction of the outer curve 30 and its downstream end portion 32, however, oriented towards the inner curve 29 out. In other words, the distance to the outer curve 30 of the exhaust gas guide 6 in the initial region 31 of the respective mixer disk 13 is smaller than the distance of the respective end region 32 of the mixer disk 1 3. The opposite applies to the outer curve 30. The relevant here distance is measured in each case along a vertical S1 and S2 to the inner wall of the outer curve 30 or in the curves 29, as shown in Figure 20 with the vertical S1 and S2 to the outer curve 30 exemplified. In this way, speed differences in curved regions in the exhaust gas can be utilized for the particularly efficient formation of stable leading-edge vortex systems. For this purpose, FIG. 19B shows a further alternative with only a single mixer disk 13. With regard to the specific arrangement of these a mixer disk 13 is made to the comments on the embodiment of FIG. 19A reference.
[0053] Figur 20 veranschaulicht zunächst, dass es bevorzugt ist, wenn der Durchmesser der Mischerscheibe 13 bzw. deren Längserstreckung D1 kleiner als der Durchmesser D2 der Abgasführung 6 ist, insbesondere im Verhältnis 1 ,4:1 bis 2:1 (D1 :D2). In Figur 20 ist die Mischerscheibe 13 ferner derart angeordnet, dass der Vorderkantenwirbel 14A vom unteren Innenwandbereich der Abgasführung zunächst in Richtung der Mitte M der Abgasführung orientiert ist. Erfolgt der Fluideintrag beispielsweise auf Höhe der Mischerscheibe 13, wie auch in Figur 2 gezeigt, wird das ausgetragene Fluid somit zunächst in Richtung zur Mitte der Abgasführung hin mit dem Abgas vermischt und nicht direkt zu einem Innenwandbereich dirigiert. Auf diese Weise kann Ablagerungen von Bestandteilen des Fluid an der Innenwand der Abgasführung 6 entgegengewirkt werden. Figure 20 illustrates first that it is preferred if the diameter of the mixer plate 13 and the longitudinal extension D1 is smaller than the diameter D2 of the exhaust gas guide 6, in particular in the ratio 1, 4: 1 to 2: 1 (D1: D2 ). In Figure 20, the mixer disc 13 is further arranged such that the leading edge vortex 14A is oriented from the lower inner wall portion of the exhaust system initially in the direction of the center M of the exhaust system. If the fluid entry takes place, for example, at the level of the mixer disk 13, as also shown in FIG. 2, the discharged fluid is thus first mixed with the exhaust gas in the direction of the center of the exhaust gas duct and is not directed directly to an inner wall area. In this way, deposits of constituents of the fluid on the inner wall of the exhaust gas guide 6 can be counteracted.
[0054] Figur 21 gibt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens wieder. Dazu ist es vorgesehen, dass zunächst ein Betreiben eines Verbrennungsmotors über einen Verbrennungsvorgang im Schritt 33 erfolgt, wodurch Abgase entstehen und, insbesondere über einen Abgaskrümmer, in eine Abgasführung gelangen. Dort erfolgt im Schritt 34 das Sammeln und Führen des Abgases in einer Abgasanlage, insbesondere wie in den vorhergehenden Figuren erläutert. Im Schritt 35 ist ein Erzeugen eines hinsichtlich seiner Erstreckung im Wesentlichen statischen Vorderkantenwirbelsystems mit wenigstens einer Mischerscheibe, insbesondere mithilfe einer der in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Anordnungen, vorgesehen. Ergänzend hierzu erfolgt im Schritt 36 das Einbringen eines Fluids, insbesondere Reduktionsfluids, in das Vorderkantenwirbelsystem, insbesondere über einen Fluidauslass. Mithilfe des erzeugten Vorderkantenwirbelsystems gelingt nun ein äußerst effizientes Vermischen des Fluids mit dem Abgas im Schritt 37, insbesondere innerhalb einer vergleichsweise kurzen Mischstrecke. FIG. 21 shows a flow chart of a method according to the invention. For this purpose, it is provided that first an operation of an internal combustion engine takes place via a combustion process in step 33, whereby exhaust gases are produced and, in particular via an exhaust manifold, pass into an exhaust gas duct. There, in step 34, the collecting and guiding of the exhaust gas in an exhaust system, in particular as explained in the preceding figures. In step 35, a generation of a substantially static leading edge vortex system with respect to its extent is provided with at least one mixer disk, in particular by means of one of the arrangements described in the preceding figures. In addition, in step 36, the introduction of a fluid, in particular reduction fluid, in the leading edge vortex system, in particular via a fluid outlet. With the aid of the generated leading-edge vortex system, an extremely efficient mixing of the fluid with the exhaust gas is now possible in step 37, in particular within a comparatively short mixing section.
[0055] Bevorzugt ist es, wenn das Erzeugen des Vorderkantenwirbelsystems mit einer Anordnung, wie beispielsweise in Figur 20 gezeigt, erfolgt. Weitere ergänzende Verfahrensschritte können in einem Verstellen der Relativlage der wenigstens einen Mischerscheibe relativ zu einer Innenwand der Abgasanlage bestehen, beispielsweise rotatorisch und/oder translatorisch. Das Erzeugen des Vorderkantenwirbelsystems erfolgt dabei idealerweise innerhalb eines Abgaskrümmer. It is preferred if the generation of the leading-edge eddy system takes place with an arrangement, as shown, for example, in FIG. Further supplementary method steps may consist in adjusting the relative position of the at least one mixer disk relative to an inner wall of the exhaust system, for example rotationally and / or translationally. The generation of the leading edge vortex system ideally takes place within an exhaust manifold.
[0056] Fig. 22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, dass die Halterung der Mischerscheibe 13 gleichzeitig als Versorgungsleitung bzw. Fluidführung 12 für den Fluidauslass 1 1 genutzt werden kann. Dazu kann das Halteelement 1 7 beispielsweise zumindest teilweise und insbesondere voll- ständig als Kanal oder Leitungsröhrchen ausgebildet sein, der/das an seinem ausgangsseitigen Ende den Fluidauslass 1 1 aufweist und an den/das ferner die Mischerscheibe 13 angebunden ist, beispielsweise über eine Schweißverbindung. Dem Halteelement 1 7 kommt hier somit eine Doppelfunktion (Halten und Weiterleiten) zu. Fig. 22 shows a further embodiment that the holder of the mixer disk 13 can be used simultaneously as a supply line or fluid guide 12 for the fluid outlet 1 1. For this purpose, the holding element 1 7, for example, at least partially and in particular fully. be constantly formed as a channel or conduit, the / at its output end, the fluid outlet 1 1 and to the / the further the mixer plate 13 is connected, for example via a welded connection. The holding element 1 7 thus comes here a double function (holding and forwarding).
[0057] Fig. 23 zeigt eine weitere Möglichkeit der Halterung der Mischscheibe in der Abgasführung. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 23 wird insbesondere im Vergleich zum ähnlich gelagerten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 7 A anstelle einer Flachdichtung auf ein Rohrzwischenstück 39 zur Halterung der Mischerscheibe 13 und des Fluidauslasses 1 1 sowie zur Anbindung an die fahrzeugseitige Abgasführung zurückgegriffen. Das Rohrzwischenstück weist dazu einen eingangsseitigen Anschlussflansch 40A und einen Ausgangsseitigen Anschlussflansch 40B auf, die jeweils mit geeigneten Verbindungsstellen an der Abgasführung befestigt sind. Auch diese Variante eignet sich besonders zur Nachrüstung. Fig. 23 shows a further possibility of mounting the mixing disk in the exhaust system. In the exemplary embodiment according to FIG. 23, 7 A instead of a flat gasket is used in particular in comparison to the similarly mounted embodiment according to FIG. 1 to a pipe adapter 39 for holding the mixer disk 13 and the fluid outlet 11 and for connection to the exhaust system on the vehicle. For this purpose, the tube intermediate piece has an inlet-side connecting flange 40A and an outlet-side connecting flange 40B, which are each fastened to the exhaust-gas guide with suitable connecting points. This variant is also particularly suitable for retrofitting.
[0058] Fig. 24 zeigt eine mögliche Draufsicht auf die stromabwärtsgelegene Leeseite auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10. Wesentlich ist, dass zwei gemeinsam über eine Versorgungsleitung 12 mit Fluid versorgte Fluidauslässe 11A und 1 1 B in einer einzigen Mischerscheibe 13 vorgesehen sind in Form von schlitzförmigen Ausnehmungen in der Oberfläche der leeseitigen Oberfläche 13A. It is essential that two fluid outlets 11A and 11B supplied together with fluid via a supply line 12 are provided in a single mixer disk 13 in the form of a fluid of slit-shaped recesses in the surface of the leeward surface 13A.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Abgasanlage (4) für einen Verbrennungsmotor (3), umfassend 1. exhaust system (4) for an internal combustion engine (3), comprising
- einen Abgaseintritt (5),  an exhaust gas inlet (5),
- eine Abgasführung (6) und  - An exhaust system (6) and
- einen Abgasauslass (7) ,  an exhaust gas outlet (7),
so dass im Verbrennungsmotor (3) während des Verbrennungsbetriebs entstehendes Abgas über den Abgaseintritt (5) in die Abgasanlage (4) eingeführt wird, die Abgasführung (6) in Hauptdurchströmungsrichtung (B) passiert und über den Abgasauslass (7) aus der Abgasführung (6) austritt,  such that exhaust gas arising in the internal combustion engine (3) is introduced into the exhaust system (4) via the exhaust gas inlet (5), the exhaust gas duct (6) passes in the main flow direction (B) and out of the exhaust gas duct (6) via the exhaust gas outlet (6) ) exit,
wobei innerhalb der Abgasführung (6) wenigstens ein Fluidauslass (1 1 ) zur Einbringung eines Fluids, insbesondere eines Reduktionsfluids, vorhanden ist,  wherein within the exhaust gas guide (6) at least one fluid outlet (1 1) for introducing a fluid, in particular a reducing fluid, is present,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t,  characterized,
dass wenigstens eine Mischerscheibe (13) zur Erzeugung eines Vorderkantenwirbelsystems (14) innerhalb der Abgasführung (6) vorhanden ist,  in that at least one mixer disk (13) for generating a leading edge vortex system (14) is present within the exhaust gas guide (6),
dass der wenigstens eine Fluidauslass (1 1 ) leeseitig zu der wenigstens einen Mischerscheibe (1 3) angeordnet ist, und  that the at least one fluid outlet (1 1) is arranged leeward to the at least one mixer disk (1 3), and
dass der wenigstens eine Fluidauslass (11 ) derart zu der Mischerscheibe (13) positioniert ist, dass das aus der Mischerscheibe (1 3) austretende Fluid in das von der Mischerscheibe (13) erzeugte Vorderkantenwirbelsystem (14) zur Durchmischung mit dem die Abgasführung in Hauptdurchströmungsrichtung (B) durchströmenden Abgas eintritt. the at least one fluid outlet (11) is positioned relative to the mixer disk (13) such that the fluid exiting the mixer disk (13) flows into the leading edge vortex system (14) produced by the mixer disk (13) for mixing with the exhaust gas guide in the main flow direction (B) flowing through the exhaust gas occurs.
2. Abgasanlage (4) gemäß Anspruch 1, 2. Exhaust system (4) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die wenigstens eine Mischerscheibe (13)  in that the at least one mixer disk (13)
- in einem spitzen Winkel (a) zur Hauptdurchströmungsrichtung (B) angeordnet ist und/oder - Is arranged at an acute angle (a) to the main flow direction (B) and / or
- derart in der Abgasführung (6) positioniert ist, dass das von ihr im Abgas erzeugte Vorderkantenwirbelsystem (14) von einem Innenwandbereich der Abgasführung (6) zur Querschnittsmitte (M) der Abgasführung (6) hin gerichtet ist. - Is positioned in such a manner in the exhaust gas guide (6) that the leading edge vortex system (14) produced by it in the exhaust is directed from an inner wall region of the exhaust gas guide (6) to the cross-sectional center (M) of the exhaust gas guide (6).
3. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Öffnung des Fluidauslasses (11) im erzeugten Vorderkantenwirbelsystem (14) positioniert ist und/oder dass die Auslassöffnung des Fluidauslasses (11) quer zur Hauptdurchströmungsrichtung (B) auf Höhe der Mischerscheibe (13) positioniert ist.  in that the opening of the fluid outlet (11) is positioned in the generated front edge vortex system (14) and / or that the outlet opening of the fluid outlet (11) is positioned transversely to the main flow direction (B) at the level of the mixer disk (13).
4. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Mischerscheibe (13) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:  the mixer disk (13) has at least one of the following features:
- sie ist eine plane Scheibe;  - she is a plane disc;
- sie weist eine kreisförmige, elliptische, ovale, vieleckige, insbesondere dreiecksförmige oder rautenförmige, Kontur auf;  it has a circular, elliptical, oval, polygonal, in particular triangular or diamond-shaped, contour;
- sie ist, zumindest bezüglich ihres Kantenverlaufs, symmetrisch zur Hauptdurchströmungsrichtung (B) ausgebildet,  it is formed, at least with respect to its edge course, symmetrically to the main flow direction (B),
- sie ist unsymmetrisch ausgebildet;  - It is designed asymmetrically;
- sie umfasst eine dreidimensionale Verformung, insbesondere in Form eine Krümmung oder Abwinkelung in ihrer Fläche;  it comprises a three-dimensional deformation, in particular in the form of a curvature or angling in its surface;
- sie ist mithilfe einer Versteilvorrichtung gegenüber der Abgasführung (6) verstellbar, insbesondere verschiebbar und/oder verdrehbar und/oder verkippbar.  - It is adjustable by means of an adjusting device relative to the exhaust gas guide (6), in particular displaceable and / or rotatable and / or tiltable.
5. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch geken nzeichnet,  characterized,
dass die Mischerscheibe (13) eine integrierte Fluidführung (12) aufweist, wobei die Mischerscheibe (13) insbesondere doppelwandig mit zwei Mischerscheibenwänden (13A, 13B) ausgebildet ist und wenigstens teilweise die integrierte Fluidführung (12) in einem Zwischenraum (15) zwischen den beiden Mischerscheibenwänden (13A, 13B) aufweist. the mixer disk (13) has an integrated fluid guide (12), wherein the mixer disk (13) is in particular double-walled with two mixer disk walls (13A, 13B) and at least partially the integrated fluid guide (12) in an intermediate space (15) between the two Mixer disk walls (13A, 13B).
6. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Abgasanlage (4) einen Abgaskrümmer (8) umfasst, und dass die wenigstens eine Mischerscheibe (13) im Bereich des Abgaskrümmers (8) angeordnet ist, insbesondere derart, dass die Mischerscheibe (13) in Hauptdurchströmungsrichtung (B) zu einer Innenkrümmung (29) des Abgaskrümmers (8) geneigt ist  in that the exhaust system (4) comprises an exhaust manifold (8), and in that the at least one mixer disk (13) is arranged in the region of the exhaust manifold (8), in particular such that the mixer disk (13) in the main flow direction (B) leads to an internal curvature (B). 29) of the exhaust manifold (8) is inclined
7. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch geken nzeichnet,  characterized,
dass der Fluidauslass (11) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:  the fluid outlet (11) has at least one of the following features:
- der Fluidauslass (11) ist derart ausgebildet, dass die Hauptaustrittsrichtung (C) des Fluids in einem Winkel von 0° bis 90° zur Hauptdurchströmungsrichtung (B) liegt;  - The fluid outlet (11) is formed such that the main exit direction (C) of the fluid is at an angle of 0 ° to 90 ° to the main flow direction (B);
- der Fluidauslass (11) ist derart ausgebildet, dass die Austrittsrichtung (C) des Fluids zumindest teilweise direkt auf die wenigstens eine Mischerscheibe (13) gerichtet ist;  - The fluid outlet (11) is formed such that the outlet direction (C) of the fluid is at least partially directed directly to the at least one mixer disc (13);
- der Fluidauslass (11) ist derart ausgebildet, dass die Austrittsrichtung (C) des Fluids ausschließlich in Richtung von der Mischerscheibe (13) weg gerichtet ist;  - The fluid outlet (11) is formed such that the outlet direction (C) of the fluid is directed exclusively in the direction of the mixer disc (13) away;
- der Fluidauslass (11) ist eine Düse, insbesondere eine Mehrphasendüse  - The fluid outlet (11) is a nozzle, in particular a multi-phase nozzle
8. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der wenigstens einen Mischerscheibe (13) mehrere Fluidauslässe (11) zugeordnet sind, insbesondere ausschließlich zwei, wobei es bevorzugt ist, wenn jeweils einer der zwei Fluidauslässe (11) jeweils einem der zwei von der Mischerscheibe (13) erzeugten Vorderkantenwirbel (14A, 14B) zugeordnet ist. in that at least one mixer disk (13) is assigned a plurality of fluid outlets (11), in particular only two, wherein it is preferred if one of each of the two fluid outlets (11) in each case corresponds to one of the two front edge vortices (14A, 14B) produced by the mixer disk (13) ) assigned.
9. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass, insbesondere ausschließlich, zwei Mischerscheiben (1 3) vorhanden sind, wobei die, insbesondere ausschließlich, zwei Mischerscheiben (13) vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen:  that, in particular exclusively, two mixer disks (1 3) are present, wherein the, in particular exclusively, two mixer disks (13) preferably have at least one of the following features:
- sie sind parallel zueinander angeordnet;  - They are arranged parallel to each other;
- sie sind in einem Winkel (ß) verkippt zueinander angeordnet;  - They are at an angle (ß) tilted to each other;
- sie sind quer zur Hauptdurchströmungsrichtung (B) auf gleicher Höhe angeordnet;  - They are arranged transversely to the main flow direction (B) at the same height;
- sie sind in Hauptdurchströmungsrichtung (B) zumindest teilweise hintereinander versetzt angeordnet;  - They are arranged in the main flow direction (B) at least partially offset one behind the other;
- jeder Mischerscheibe (13) ist jeweils wenigstens ein Fluidauslass (1 1 ), insbesondere eine Auslassdüse, zugeordnet;  - Each mixer disk (13) is in each case at least one fluid outlet (1 1), in particular an outlet, assigned;
- sie sind hinsichtlich Größe und Form identisch.  - They are identical in size and shape.
10. Abgasanlage (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. exhaust system (4) according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass die wenigstens eine Mischerscheibe (13) über eine Befestigungseinrichtung innerhalb der Abgasführung (6) angeordnet ist, wobei die Befestigungseinrichtung wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:  in that the at least one mixer disk (13) is arranged via a fastening device within the exhaust gas guide (6), wherein the fastening device has at least one of the following features:
- sie umfasst eine durch eine Wandung der Abgasführung (6) geführte Strebe (16), wobei die wenigstens eine Mischerscheibe (1 3) mit der Strebe (16) verbunden ist;  - It comprises a by a wall of the exhaust guide (6) guided strut (16), wherein the at least one mixer disk (1 3) with the strut (16) is connected;
- sie umfasst wenigstens ein Abstützelement, welches zur Anlage an einer Innenwandung der Abgasführung (6) ausgebildet ist, und ein Halteelement, über das die wenigstens eine Mischerscheibe (13) mit dem wenigstens einen Abstützelement verbunden ist;  - It comprises at least one support element which is designed to bear against an inner wall of the exhaust gas guide (6), and a holding element, via which the at least one mixer disc (13) is connected to the at least one support element;
- sie umfasst eine Lagerhülse (18), in deren Innenbereich die Mischerscheibe (13) gelagert und über ein Halteelement (1 7) mit der Lagerhülse (18) verbunden ist;  - It comprises a bearing sleeve (18), in the inner region of the mixer disc (13) is mounted and connected via a holding element (1 7) with the bearing sleeve (18);
- sie umfasst ein Flanschblech (21 ) mit einer Durchgangsöffnung (38), wobei die wenigstens eine Mischerscheibe (1 3) auf Höhe der Durchgangsöffnung (38) positioniert ist und über ein Halteelement (1 7) mit dem Flanschblech (21 ) verbunden ist;  - It comprises a flange (21) having a through hole (38), wherein the at least one mixer disk (1 3) is positioned at the level of the passage opening (38) and via a holding element (1 7) with the flange plate (21) is connected;
- die Befestigungseinrichtung ist über ein Schweiß-, Klemm- und/oder Formschlussverbindung im Wesentlichen ortsfest mit der Abgasführung (6) verbunden; - The fastening device is connected via a welding, clamping and / or positive connection substantially stationary with the exhaust gas guide (6);
1 1 . Flanschblech (21 ) oder Lagerhülse (18) mit wenigstens einer Mischerscheibe (13) zur Verwendung in einer Abgasanlage (4) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen. 1 1. Flange plate (21) or bearing sleeve (18) with at least one mixer disk (13) for use in an exhaust system (4) according to the preceding claims.
12. Abgaskrümmer mit wenigstens einer Mischerscheibe für eine Abgasanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10. 12. Exhaust manifold with at least one mixer disk for an exhaust system according to one of claims 1 to 10.
1 3. Fahrzeug (1 ), insbesondere selbstfahrendes Fahrzeug (1 ), mit 1 3. Vehicle (1), in particular self-driving vehicle (1), with
- einem Verbrennungsmotor (3),  an internal combustion engine (3),
- einem Chassis,  - a chassis,
- einer an den Verbrennungsmotor (3) angeschlossenen Abgasanlage (4),  an exhaust system (4) connected to the internal combustion engine (3),
- einem Fluidtank (26) für ein Reduktionsmittel, und  - A fluid tank (26) for a reducing agent, and
- einem mit dem Fluidtank (26) verbundenen und in den Innenraum der Abgasanlage (4) mündenden Fluidauslass (1 1 )  - One with the fluid tank (26) connected and in the interior of the exhaust system (4) opening fluid outlet (1 1)
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,  characterized ,
dass es eine Abgasanlage (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 mit wenigstens einer Mischerscheibe (13) aufweist.  in that it has an exhaust system (4) according to one of claims 1 to 10 with at least one mixer disk (13).
14. Verfahren zum Betrieb einer Abgasanlage (4), besonders gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, eines Verbrennungsmotors (3), insbesondere eines selbstfahrenden Fahrzeugs (1 ), umfassend die Schritte: 14. A method for operating an exhaust system (4), in particular according to one of claims 1 to 10, of an internal combustion engine (3), in particular of a self-propelled vehicle (1), comprising the steps:
a) Antreiben (33) eines Verbrennungsmotor (3)s durch Verbrennen eines Treibstoffs, insbesondere zum Antreiben einer Kurbelwelle;  a) driving (33) of an internal combustion engine (3) by burning a fuel, in particular for driving a crankshaft;
b) Sammeln (34) und Führen des im Schritt a) entstehenden Abgases in einer Abgasanlage (4); c) Erzeugen (35) eines im Wesentlichen statischen Vorderkantenwirbelsystems (14) mit wenigstens einer Mischerscheibe (13);  b) collecting (34) and guiding the exhaust gas formed in step a) in an exhaust system (4); c) generating (35) a substantially static leading edge vortex system (14) with at least one mixer disc (13);
d) Einbringen (36) eines Fluids in das Vorderkantenwirbelsystem (14);  d) introducing (36) a fluid into the leading edge eddy system (14);
e) Vermischen (37) des Fluids mit dem Abgas in dem Vorderkantenwirbelsystem (14). e) mixing (37) the fluid with the exhaust gas in the leading edge vortex system (14).
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, 15. The method according to claim 14,
dadurch geken nzeich net,  characterized,
dass es wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:  that it has at least one of the following features:
- das Erzeugen (35) des Vorderkantenwirbelsystems (14) erfolgt derart, dass der Vorderkantenwirbel (14A, 14B) aus Richtung der Innenwand der Abgasführung (6) kommend zur Querschnittsmitte (M) der Abgasführung (6) hin gerichtet ist;  - The generation (35) of the leading edge vortex system (14) is such that the leading edge vortex (14A, 14B) from the direction of the inner wall of the exhaust guide (6) coming to the cross-sectional center (M) of the exhaust gas guide (6) is directed towards;
- ein Verstellen der Relativlage der wenigstens einen Mischerscheibe (13) erfolgt relativ zu einer Innenwand der Abgasanlage (4);  - An adjustment of the relative position of the at least one mixer disc (13) takes place relative to an inner wall of the exhaust system (4);
- das Erzeugen (33) des Vorderkantenwirbelsystems (14) erfolgt in einem Abgaskrümmer (8).  - The generation (33) of the leading edge vortex system (14) takes place in an exhaust manifold (8).
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