排气后处理系统和用于运行排气后处理系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种排气后处理系统，具有排气管道1和至少一个排气后处理设备2，所述至少一个排气后处理设备具有蜂窝体5，该蜂窝体形成用于排气的溢流面。蜂窝体5是具有中心孔道7的空心圆柱体，其中，可动的元件9，15被布置成能在两个端部位置之间运动，其中，在第一端部位置开放比在第二端部位置大的孔道7横剖面。

Exhaust aftertreatment system and method for running exhaust aftertreatment system

The present invention relates to an exhaust post treatment system with an exhaust pipe 1 and at least one exhaust post processing device 2, at least one exhaust post processing device having a honeycomb 5, which forms an overflow surface for exhaust. The honeycomb 5 is a hollow cylinder with a central channel 7, in which the movable elements 9 and 15 are arranged to move between the two end positions, wherein the first end position is open to the channel 7 cross section larger than the second end position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】排气后处理系统和用于运行排气后处理系统的方法
本专利技术涉及一种排气后处理系统和一种用于运行排气后处理系统的方法，该排气后处理系统具有排气管道和至少一个排气后处理设备，所述至少一个排气后处理设备具有蜂窝体，该蜂窝体形成用于排气的溢流面。
技术介绍
已知这种具有蜂窝体的排气后处理设备作为用于排气后处理的催化器。催化器通常具有外壳，该外壳一方面包围蜂窝体并且另一方面与排气管道连接。通常通过排气提供为了催化反应所需要的工作温度，排气在流过催化器时将其温度部分地输出到催化器并且由此加热催化器。在尝试在成本和必要的结构空间方面对催化器进行优化的情况下，催化器的直径被按照需要规定的排气流进行设计，该排气流位于出现的最大的和最小的排气流之间。在此必须注意，流过排气管道的排气关于横剖面在中心的温度高于在排气管道壁部上的径向外部区域的温度。在加热催化器时并且同样地由于其构造，这会导致在中心存在比在外壳区域高的温度。为了避免在较少的排气流的情况下发生催化器的不充分的加热——这对催化反应产生不利影响，催化器不能被按照出现的最大排气流设计尺寸。这又导致了以下缺点，即，在较多的排气流时产生高的反压力。较高的反压力导致发动机功率的不期望的降低和导致较高的燃料消耗。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，实现一种排气后处理系统和一种用于运行排气后处理系统的方法，其对于最大的和最小的排气流都能确保充分的排气后处理，其不会过于强烈地影响发动机功率或消耗。根据本专利技术由此实现所述第一个目的，即，蜂窝体是具有中心孔道的空心圆柱体，布置有可动的元件，该可动的元件能在两个端部位置之间运动，其中，在第一端部位置孔道横剖面开放得比在第二端部位置大。在两个端部位置之间可动的元件的布置结构允许了使排气后处理设备、特别是催化器适配于各个工作条件、特别是排气流的和催化器温度的工作条件。在排气流较少的情况下——排气流相应地提供了较少的用于加热催化器的能量，和/或在催化器的温度较低的情况下，可动的元件被移动到第二端部位置的区域中。因此，位于蜂窝体中的中心孔道的可自由流过的横剖面减小。流过来的排气因此被径向向外引导并且流过实际的、具有其催化器基体(Katalysatormatrix)的蜂窝体，该催化器基体是一种由多个片层组成的布置结构。就排气管道的横剖面而言，具有环形的催化器基体和中心孔道的蜂窝体的设计方案产生了减小的催化器基体体积。这样在排气流较少的情况下也确保了充分加热，以便实现需要的排气后处理。在排气流较大的情况下，可动的元件朝向第一端部位置运动。通过这样开放的中心孔道横剖面，一部分的排气流可以自由地流过该横剖面，而另一部分排气流流过催化器基体。基于孔道中的开放的横剖面，避免了排气管道中的过高的反压力。这防止了发动机功率降低和燃料消耗升高。此外，在使用这种具有小的催化器容积的排气后处理设备时减小了可压缩的气体体积。如果排气后处理设备被布置在流体机械、特别是排气涡轮增压器的上游，则由此改进了流体机械的动态性能和响应性能。在一个有利的设计方案中，第一端部位置开放至少75％的孔道横剖面。完全开放的孔道具有以下优点：即使在排气流较大的情况下也能产生最低的反压力。然而还可能有利的是，为孔道的较小的开口横剖面规定端部位置。特别在圆形的孔道横剖面的情况下，如果可动的元件的路径相同，则半开的孔道获得比封闭的或全开的孔道边缘区域中的明显更大的横剖面变化。这表明，在边缘区域中用于使元件运动很费力，然而仅获得小的横剖面变化。就这点而言，可以通过规定第一端部位置在75％和100％之间的范围内而明显降低用于使可动的元件运动的努力。根据可动的元件的设计方案，可以基于元件必须在其上运动的更短的路径而节省结构空间。如果第二端部位置被固定在一范围内，在该范围内孔道横剖面的至少75％被封闭，那么对于第二端部位置以相同的方式得出所述优点。特别有利地，元件的运动以旋转方式进行。元件为此被设计为瓣阀/挡板，该瓣阀被固定在轴上。通过轴的转动由瓣阀打开或封闭孔道横剖面。在另一个有利的设计方案中，元件的运动以摆动的形式进行。可动的元件为此与摆动臂连接，该摆动臂围绕摆动轴运动。这种设计方案的优点在于，摆动轴可以被放置在主流动之外的区域中，使得孔道横剖面不会由于摆动轴而减损。摆动轴可以以有利的方式布置在排气管道的壁部中，优选垂直于排气管道的轴线布置。可动的元件可以按照封闭塞的形式设计，其中，这种设计相应于在输入侧或输出侧的位置在流动技术方面进行适配。有利的基本形状在此是球形、锥形、球冠形或液滴形。根据另一个有利的设计方案，可动的元件能平移运动。优点在于，在这种运动中元件可以运动离开孔道横剖面，使得横剖面完全自由，而瓣阀和与其连接的轴即使在完全打开的状态下也遮盖一部分孔道横剖面。在最简单的情况下，可动的元件是移动件/滑动件、特别是刚性的移动件。在另一个设计方案中，可动的元件是柔性的移动件。柔性的闸板例如被理解成卷动膜或由多个可动地相互连接的刚性的部分元件组成的闸板。这种闸板允许了在一侧将闸板固定在第二端部位置的区域中，这简化了闸板的引导。如果排气后处理设备被接近于排气管道的弯曲部布置，则另一个有利的设计方案在于，可动的元件被设计为可平移运动的闸板，其中，闸板沿排气后处理设备的旋转轴线运动。排气管道的弯曲部实现了：可平移运动的闸板或使该闸板运动的元件被从排气管道中向外引导，因此可以将用于闸板的驱动装置布置在排气管道外部。以这种方式，孔道横剖面几乎不受影响，这是因为基于排气管道的弯曲部，排气流必定被转向并且与此相比闸板或使闸板运动的元件对于气体流动的影响是可以忽略不计的。用于封闭的可动的元件的设计方案在此同样可以以封闭塞的形式实现并且相应地以流动技术优化。为了实现安全的和长时间稳定的运行，证明为有利的是，可动的元件在蜂窝体中被保持和/或被引导。此外，由此不会增大排气后处理设备的长度，因此对于根据本专利技术的布置结构不需要轴向上的附加的结构空间。根据另一个设计方案，如果可动的元件在排气管道中被保持和/或被引导，那么根据本专利技术的排气后处理系统能实现应用不改变的蜂窝体。元件在此被这样相对于蜂窝体定位，即，该元件被紧挨着中心孔道布置。促进这一点的因素之一是，孔道不必被强制性地封闭。花费高的密封件不是必需的。此外可以通过排气管道的有关的部段的相应的设计方案实现从元件到驱动装置的连接的可靠实施。通过以下方式实现将排气特别好地引导到催化器基体中，即，可动的元件沿流动方向布置在孔道的入口的区域中。在将可动的元件布置在入口和出口的区域之间的情况下不需要附加的轴向的结构空间。相反地，可动的元件沿流动方向布置在孔道的出口的区域中的优点是，在横剖面封闭时，流入孔道中的排气基于其更长的停留时间可以更加有助于加热包围孔道的催化器基体。可动的元件的驱动以最简单的方式借助于电机进行。基于电机的良好的可控制性和可调节性可以由此可靠地和精确地移动元件。此外，该设计方案能实现操控任意的中间位置，由此根据本专利技术的排气后处理系统能良好地适配于不同的工作条件。在另一个设计方案中，如果可动的元件通过该可动的元件与被加载压力和弹力的推杆连接而依赖于压力的方式运动，那么可以放弃用于电机和控制器的电接口。在孔道横剖面开放的情况下，如果排气的流过该孔道的那一部分如此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种排气后处理系统，所述排气后处理系统具有排气管道和至少一个排气后处理设备，所述至少一个排气后处理设备具有蜂窝体，该蜂窝体形成用于排气的溢流面，其特征在于，所述蜂窝体(5)是具有中心孔道(7)的空心圆柱体，可动的元件(9，15)被布置成能在两个端部位置之间运动，其中，在第一端部位置孔道(7)的横剖面开放得比在第二端部位置大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 DE 102015226110.71.一种排气后处理系统，所述排气后处理系统具有排气管道和至少一个排气后处理设备，所述至少一个排气后处理设备具有蜂窝体，该蜂窝体形成用于排气的溢流面，其特征在于，所述蜂窝体(5)是具有中心孔道(7)的空心圆柱体，可动的元件(9，15)被布置成能在两个端部位置之间运动，其中，在第一端部位置孔道(7)的横剖面开放得比在第二端部位置大。2.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其特征在于，第一端部位置开放至少75％的孔道横剖面。3.根据权利要求1或2所述的排气后处理系统，其特征在于，第二端部位置封闭至少75％的孔道横剖面。4.根据权利要求1所述的排气后处理系统，其特征在于，第一端部位置开放至少75％的孔道横剖面。5.根据前述权利要求中至少一项所述的排气后处理系统，其特征在于，可动的元件(9)能以转动的方式运动。6.根据权利要求5所述的排气后处理系统，其特征在于，可动的元件是能转动的瓣阀(9)。7.根据权利要求1至4中至少一项所述的排气后处理系统，其特征在于，可动的元件(15)能平移运动。8.根据权利要求7所述的排气后处理系统，其特征在于，可动的元件是移动件(15)。9.根据权利要求7所述的排气后处理系统，其特征在于，可动的元件是刚性的移动件(15)。10.根据权利要求7所述的排气后处理系统，其特征在于，可动的元件是柔性的移动件。11.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·霍尔兹，
申请(专利权)人：大陆汽车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE