内燃机的排气设备以及运行该排气设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种内燃机的排气设备，其与内燃机的出口相连并且具有颗粒过滤器。为了确定颗粒过滤器的负载设置压差管道，其将颗粒过滤器上游的排气通道的第一部段和颗粒过滤器下游的排气通道的第二部段与差压传感器连接。在差压管路的面向排气通道的一端处形成与排气通道流体连通的存储器，所述存储器突伸到排气通道中并且通过排气通道中的排气加热。通过存储器的加热使在存储器中收集的液体蒸发，并且通过存储器的开口气态地进入排气通道中，因此避免了在排气通道中形成液滴的危险。此外，本发明专利技术还涉及一种用于排气后处理的方法，其中从内燃机的排气中沉积的冷凝物收集在存储器中。冷凝物随后被蒸发且以气态重新进入排气通道中。

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气设备以及运行该排气设备的方法
本专利技术涉及一种根据独立权利要求的前序部分的用于内燃机的排气设备以及用于运行这种排气设备的方法。
技术介绍
目前的和将来日益严格的废气立法对发动机未处理排放和内燃机废气后处理提出了很高的要求。在此对发动机开发商在进一步降低消耗量和有关许用的氮氧化物排放的进一步严格的排放标准方面提出挑战。在汽油发动机中，废气净化通过三元催化器以及在三元催化器之前和之后连接的其他催化器以已知的方式进行。在柴油发动机中，目前使用废气后处理系统，其具有氧化催化器或NOX存储催化器，用于选择性催化还原氮氧化物的催化器(SCR催化器)以及用于分离烟灰颗粒的颗粒过滤器，并且有时还具有其他催化器。所使用的还原剂优选为氨。由于纯氨的处理很复杂，因此在车辆中通常使用合成的尿素水溶液，其在前置于SCR催化器的混合装置中与热排气流混合。通过该混合，尿素水溶液被加热，其中尿素水溶液在排气通道中释放氨。商用的尿素水溶液通常由32.5％尿素和67.5％水组成。鉴于目前和未来的排放法规，尤其是在配备柴油发动机的汽车中会导致在遵守氮氧化物极限值方面日益收紧。在具有靠近发动机的SCR催化器或NOx储存催化器和靠近发动机的柴油颗粒过滤器的排气后处理系统中，可以满足当前的要求，但是这种排气后处理系统越来越接近其功能极限。此外，排气排放标准的进一步收紧要求对于催化器和颗粒过滤器的体积增大、减少排气背压以及要求额外的排气传感器来改善调节并降低内燃机的未处理排放以及用于排气后处理部件的车载诊断。为了分析排气，可以在颗粒过滤器的下游、特别是在用于监测颗粒过滤器的负载的差压管路的下游布置另外的NOx传感器。但是，冷凝液滴可能在此会被差压管路的废气质量流携带，并在到达传感器时导致传感器故障、甚至传感器的失效。从DE102013215594A1已知一种用于内燃机的排气设备，其中压力传感器设置在颗粒过滤器上，其中内燃机的排气通道与压力传感器之间的连接管路构成管道。其中规定，该连接管路这样设计，使得冷凝水从连接管路流入排气通道，以避免连接管路在低温下结冰。从WO2008/042048A1已知一种用于内燃机的排气设备中的热管理的方法。在这种情况下，排气通道可以具有将内燃机的中间冷却器与排气通道连接的管路。其中，沉积在中间冷却器上的冷凝物被用于排气设备的热管理。然而，已知的解决方案的缺点在于，液滴形式的水可能进入排气通道，并因此排气通道中由于出现的水滴导致的传感器、特别是NOx传感器的潜在故障或失效的问题不能被解决。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的技术问题在于，提供一种用于内燃机的排气后处理装置，用于防止液滴形式的水进入排气通道，从而防止损坏排气通道中的传感器。根据本专利技术，所述技术问题通过用于内燃机的排气设备解决，其中内燃机的排气设备与内燃机的出口相连。排气设备具有其中布置有颗粒过滤器的排气通道。差压管路将排气通道在颗粒过滤器上游的第一部段和/或排气通道在颗粒过滤器下游的第二部段与差压传感器相连，使得经过颗粒过滤器的压差被确定，所述压差是颗粒过滤器被烟尘颗粒加载的度量标准。在差压管路的面向排气通道的一端处形成与排气通道流体连通的存储器，所述存储器突伸到排气通道中，其中所述存储器能够这样被内燃机的排气加热，使得收集在存储器中的液体在排出至排气通道之前被蒸发并且气态地被引入到排气通道中。通过存储器可以拦截和收集冷凝水，使得通过压差管道中的冷凝形成的液滴不会进入排气通道中。在这种情况下，所述存储器这样布置在排气通道中，使得它可以通过排气通道中的热排气快速、容易且成本低廉地加热并蒸发。蒸发的冷凝物然后可以顺利地引入排气通道，因为在这种情况下不会形成液滴，并且气体不会导致传感器的任何损坏。在这种情况下，存储器既可以布置在差压管路20的第一部段90上，所述第一部段在颗粒过滤器16的上游将排气管通道18与压差传感器84相连，存储器也可以布置在差压管路20的第二部段92上，所述第二部段92在颗粒过滤器16的下游将排气通道18与差压传感器84相连。通过从属权利要求中说明的特征能够改善和改进独立权利要求中说明的排气设备。在本专利技术的一个优选实施例中规定，在排气设备中在存储器下游设置传感器，其特别是用于确定氮氧化物浓度的NOx传感器，温度传感器和/或颗粒传感器。在用于柴油发动机的用于靠近发动机式排气净化的排气设备中，设置靠近发动机的氧化催化器或NOx储存催化器和颗粒过滤器，优选是具有用于选择性催化还原氮氧化物的涂层的颗粒过滤器。在这种情况下，在颗粒过滤器的下游和在差压管路汇入口的下游设置NOx传感器，通过该NOx传感器可以测量排气净化后残留的氮氧化物浓度。为了避免液滴、特别是来自差压管路的冷凝水的冲击而损坏该传感器，在差压管路的朝向排气通道的端部处，尤其是在差压管路的第二部段上设置存储器，以防止液体进入颗粒过滤器下游的排气通道中。根据本专利技术的优选实施例，有利地规定，在存储器上形成用于将收集在存储器中的液体受控释放到排气通道中的开口或狭缝。开口或狭缝首要的功能在于，建立差压管路和排气通道之间的流体连接以允许压力测量。另外，可以使用该狭缝或开口，将冷凝物在蒸发之后受控地引入到排气通道中。由此可以防止冷凝液不受控制地滴入排气通道。特别优选的是，开口或狭缝被布置成使得液体由于重力被阻止从开口或狭缝流出，然而气态介质可通过开口或狭缝逸出到排气通道中。由于因重力而被凝结物填充的存储器的端部被封闭，冷凝物可被收集而不会滴落到排气通道中。在这种情况下，在存储器处设置开口或狭缝，该开口或狭缝在测地学意义上位于封闭的端部之上，并且因此仅当冷凝物被蒸发并且由于排气通道中的压降而排出时才允许将冷凝物排放到排气通道中。在这种情况下，为了防止废气进入存储器，开口或狭缝位于存储器的参照排气通过排气通道的流动方向、背对废气流的一侧。在本专利技术的另一个优选实施例中规定，在存储器上形成扰流棱边，其阻止来自存储器的体积流贴靠到排气通道的壁上。由此特别是在内燃机冷启动之后的冷的排气通道中，可以防止液体再次冷凝在排气通道的壁上并因此再次在颗粒过滤器下游的排气通道中存在液滴。另外，可避免液体的局部聚集，否则的话，所述液体可能限制布置在颗粒过滤器下游的用于排气后处理的部件的功能或耐久性。根据排气设备的进一步改进，有利地规定，差压管路的下游的端部通入紧邻地位于颗粒过滤器的过滤器本体下游处的排气漏斗中。由此，能够实现根据本专利技术的排气设备的特别紧凑的实施例，也可以通过颗粒过滤器下游的漏斗将背压最小化，由此可以更好地确定颗粒过滤器的负载状态。在本专利技术的一个优选实施例中规定，差压管路在用于低压废气再循环的分支部的上游从排气通道分支出来，并且在用于低压废气再循环的分支部的下游再次汇入排气通道中。通过压差管道在低压废气再循环装置的下游汇入，借助NOx传感器可以形成关于氮氧化物的残余含量的特别精确的判断，因为在差压管路的汇入口的下游不再进一步进行排气回收或者说排气再循环。因此，在NOx传感器处测量的氮氧化物浓度对应于尾管排放或用于排气后处理的其他部件的输入排放，所述其他部件优选布置在汽车的底板位置中。根据本专利技术的进一步有利的改进方案提出，存储器由板材形成。存储器可以特别简单并且便宜地由板材形成。在这种情况下，在简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机(10)的排气设备(12)，所述排气设备具有排气通道(18)，颗粒过滤器(16)布置在所述排气通道中，并且排气设备具有压差管路(20)，所述压差管路将排气通道(18)在颗粒过滤器(16)上游的部段(22)和/或排气通道(18)在颗粒过滤器(16)下游的第二部段(24)与差压传感器(84)连接，其特征在于，在差压管路(20)的面向排气通道(18)的端部(38)处形成与排气通道(18)流体连通的存储器(26)，所述存储器突伸到排气通道(18)中，其中所述存储器能够被内燃机(10)的排气加热，使得收集在存储器(26)中的液体(28)在排出至排气通道(18)之前被蒸发并且气态地被引入到排气通道(18)中。

【技术特征摘要】
2017.05.04 DE 102017109626.41.一种用于内燃机(10)的排气设备(12)，所述排气设备具有排气通道(18)，颗粒过滤器(16)布置在所述排气通道中，并且排气设备具有压差管路(20)，所述压差管路将排气通道(18)在颗粒过滤器(16)上游的部段(22)和/或排气通道(18)在颗粒过滤器(16)下游的第二部段(24)与差压传感器(84)连接，其特征在于，在差压管路(20)的面向排气通道(18)的端部(38)处形成与排气通道(18)流体连通的存储器(26)，所述存储器突伸到排气通道(18)中，其中所述存储器能够被内燃机(10)的排气加热，使得收集在存储器(26)中的液体(28)在排出至排气通道(18)之前被蒸发并且气态地被引入到排气通道(18)中。2.按照权利要求1所述的排气设备(12)，其特征在于，在排气设备(12)中、在存储器(26)下游设置用于确定排气通道(18)中氮氧化物浓度的NOx传感器(50)、温度传感器(86)或颗粒传感器(88)。3.按照权利要求1或2所述的排气设备(12)，其特征在于，在存储器(26)上形成用于将收集在存储器(26)中的液体(28)受控地释放到排气通道(18)中的开口(30)或狭缝(32)。4.按照权利要求3所述的排气设备(12)，其特征在于，开口(30)或狭缝(32)被布置为，液体(28)由于重力而被阻止从开口(30)或狭缝(32)处流出，然而气态介质能通过开口或狭缝逸出到排气通道中。5.按照权利要求1至4之一所述的排气设备(12)，其特征在于，在存储器处形成扰流棱边(34)，所述扰流棱边阻止来自存储器(26)的体积流贴靠到排气通道(18)的壁(36)上。6.按照权利要求1至5之一所述的排气设备(12)，其特征在于，差压管路(20)的下游的端部通入直接紧邻地位...

【专利技术属性】
技术研发人员：OU卡，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE