排气系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于对内燃发动机的废气进行后处理的排气系统，该排气系统具有废气能够流过的环形催化转化器(1)，其中，该环形催化转化器(1)具有流入点(3)和流出点(11)，并且该环形催化转化器(1)具有管状的第一流动路径(2)和环形的第二流动路径(7)，这些流动路径相对于彼此同心地定向并且能够按顺序流经这些流动路径，其中，该第二流动路径(7)在径向方向上在外包绕该第一流动路径(2)，其中，管道(12)在该径向方向上从外部被引导穿过该第二流动路径(7)，其中，该管道(12)通入该环形催化转化器(1)中，并且该管道(12)具有至少远至进入该内部第一流动路径(2)的径向延伸范围。

exhaust system

The invention relates to an exhaust system for post-treatment of exhaust gas of an internal combustion engine, which has a ring-shaped catalytic converter (1) through which exhaust gas can flow, wherein the ring-shaped catalytic converter (1) has an inflow point (3) and an outflow point (11), and the ring-shaped catalytic converter (1) has a tubular first flow path (2) and a ring-shaped second flow path (7), which flow paths The diameters are concentric with each other and can flow through these flow paths in sequence, wherein the second flow path (7) is circumscribed around the first flow path (2) in the radial direction, wherein the pipe (12) is guided through the second flow path (7) from the outside in the radial direction, wherein the pipe (12) flows into the annular catalytic converter (1), and the pipe (12) has At least as far as the radial extension range of the first flow path (2) entering the interior.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】排气系统
本专利技术涉及一种用于对内燃发动机的废气进行后处理的排气系统，该排气系统具有废气能够流过的环形催化转化器，其中，该环形催化转化器具有流入点和流出点，并且该环形催化转化器具有管状的第一流动路径和环形的第二流动路径，这些流动路径相对于彼此同心地定向并且能够按顺序流经这些流动路径，其中，该第二流动路径在径向方向上在外包绕该第一流动路径。
技术介绍
在废气后处理系统中，使用新技术来符合法律上预先限定的对污染排放物的限制、尤其是关于对氮氧化物的限制。例如，这些新技术包括注入尿素水溶液(商品名：AdBlue)以用于氮氧化物的化学还原。尿素水溶液例如具有一部分纯尿素(约33％)，纯尿素溶解在约67％的软化水中。尿素水溶液的热解和水解产生氨，氨与废气中的氮氧化物反应，并将氮氧化物转化为氮气和水蒸气。为了释放结合在尿素水溶液中的氨，必须蒸发溶液。为此，需要足够高的系统温度，并且另外，还需要足够长的流动路径以用于使得尿素水溶液或经蒸发的氨与流动的废气混合。从现有技术已知的废气后处理系统中的缺点是并未对蒸发路径和混合路径进行优化设计，由此尤其是在存在低的废气温度的情况下，激活废气后处理或者使得废气后处理达到一定的反应速率会存在延迟。这尤其是因为只有在最低温度以上才发生尿素水溶液的计量添加，以便确保液态尿素溶液可以快速蒸发，并且在其仍处于液态形式时不会被废气流裹挟，并且最终不会沉积在排气系统中或逸出到环境中。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种排气系统，该排气系统允许特别快速地加热，并且因此允许特别早地进行计量添加，由此在上游内燃发动机启动后不久就已经可以进行尿素水溶液的计量添加。关于排气系统，该目的是借助于具有权利要求1的特征的排气系统来实现的。本专利技术的一个示例性实施例涉及一种用于对内燃发动机的废气进行后处理的排气系统，该排气系统具有废气能够流过的环形催化转化器，其中，该环形催化转化器具有流入点和流出点，并且该环形催化转化器具有管状的第一流动路径和环形的第二流动路径，这些流动路径相对于彼此同心地定向并且能够按顺序流经这些流动路径，其中，该第二流动路径在径向方向上在外包绕该第一流动路径，其中，管道在该径向方向上从外部被引导穿过该第二流动路径，其中，该管道通入该环形催化转化器中，并且该管道具有至少远至进入该内部第一流动路径的径向延伸范围。环形催化转化器对于特别紧密联接的安装特别有利，因为它具有小的安装空间要求，并且同时允许快速且有效的加热。借助于两个环形流动通道，实现了相对于没有废气转向的常规催化转化器长度基本上加倍的流动路径。优选的是径向内部的流动路径连接至流入点，使得废气可以经由第一流动路径流入环形催化转化器中。在轴向流过第一流动路径之后，废气被转向180°并流入第二环形流动路径中，该第二环形流动路径径向地在外包绕第一流动路径。在沿与第一流动路径中的流动方向相反的轴向方向流过第二流动路径之后，废气沿径向方向流出环形催化转化器或流入最终引导废气离开该环形催化转化器的通道中。在流动路径中，可以安排有过滤体或另外的催化转化器，这些过滤体或另外的催化转化器过滤和化学转化流动的废气，以便使排放物的排放最小化。管道引导穿过相对于外部界定第二流动路径的壁而进入环形催化转化器的内部。此处，管道在径向方向上至少突出穿过第二流动路径进入在径向方向上在中心定位的第一流动路径。可以借助于喷射器将尿素水溶液计量加入到管道中。尿素水溶液随后可以在管道中传播，并流到管道的开口端，进入环形催化转化器。管道被在管道周围流动的废气加热，从而促进热解和水解。可以特别有利于尿素水溶液的蒸发，尤其是在尿素水溶液与管道的壁直接接触的点处。此蒸发路径可以通过改变管道的径向延伸范围来改变。蒸发的尿素水溶液最终在管道的与喷射器相反定位的那侧离开，并流入废气流中。根据管道延伸到环形催化转化器中的程度，蒸发的尿素溶液流入第一流动路径或第二流动路径中，在该第一流动路径或第二流动路径中，蒸发的尿素溶液与废气混合，并引起废气中裹挟的氮氧化物反应以形成氮气和水。特别有利的是，能够在该环形催化转化器的第一轴向端部区域处使废气穿过该流入点流入径向内部的该第一流动路径中，并且能够在该环形催化转化器的与该流入点相反定位的第二轴向端部区域处使废气借助于流动转向而流入径向外部的该第二流动路径中，在径向外部的该第二流动路径中能够使所述废气与径向内部的该第一流动路径中的流动方向相反地流回到该第一轴向端部区域，并且其中，能够在该第一轴向端部区域处使废气流入通向流出点的通道中。第一流动路径和第二流动路径各自沿环形催化转化器的轴向方向延伸。第一径向内部流动路径由管道形成。第二径向外部流动路径是环形的，并且至少在很大程度上包绕第一径向内部流动路径。在该第一流动路径的与该流入点相反定位的那个轴向端部区域处，安排有盖状结构，该盖状结构用于将废气流转向到第二径向外部流动路径中。在还具有流入点的那个轴向端部区域处，流出点在径向方向上被安排在环形催化转化器的外壁上，废气可以穿过该流出点流出环形催化转化器。在一个有利的实施例中，还可以通过将废气在径向方向上从第二流动路径传递到沿轴向方向延伸的通道中来实现流出，并且该通道完全或部分地平行于第一流动路径和/或第二流动路径延伸，并通向替代性流出点。还有利的是，能够在径向方向上将尿素水溶液计量加入到该管道中。为了给尿素水溶液提供最大可能的接触面积并且同时实现尿素水溶液在管道内的最佳可能传播，沿径向方向计量加入到管道中是有利的，管道本身也沿该径向方向延伸。尿素水溶液与被废气加热的管道壁接触的程度越大，并且尿素水溶液在管道中分布得越精细，就越容易可能发生尿素水溶液的热解和水解。优选的示例性实施例的特征在于：该管道具有穿过径向内部的该第一流动路径进入径向外部的该第二流动路径的径向延伸范围。这是有利的，其目的是使第一流动路径的废气和第二流动路径的废气围绕尽可能长的一部分管道流动，以便由此使得管道中的温度保持尽可能高并快速允许完全蒸发。还优选的是，该管道具有圆锥形渐缩的截面。这是有利的，其目的是使尿素水溶液或蒸发的尿素溶液的流动集中并以尽可能有目标性的方式将其输送到环形催化转化器中。另外有利的是，该管道被安排在该环形催化转化器的轴向端部区域处，能够在该轴向端部区域处使废气穿过该流入点流入该环形催化转化器中。这是有利的，其目的是使管道尽可能早地与废气接触，并且因此利用废气的最高可能温度。随着从内燃发动机到环形催化转化器的流动路径长度的增加，如果不提供另外的用于加热的装置，则环形催化转化器处的废气温度会稳定地降低。由于需要某一最低温度以便能够进行尿素水溶液的蒸发，因此有利的是，最佳地利用可用的热量。因此，有利的是，尿素水溶液的计量引入尽可能靠近内燃发动机进行。越早达到尿素水溶液蒸发的最低温度，就可以越早开始尿素溶液的计量添加，只有这样才能以特别有效的方式实现氮氧化物的还原。基本上，就废气温度而言计量添加的位置不如用于尿素水溶液蒸发的蒸发元件的位置重要。主要是，旨在快速地加热蒸发元件，在根据本专利技术的一个实施例中，该蒸发元件由管道形成。另外有利的是，该管道在其内壳表面和/或其外壳表面上具有表面扩大元件。这是有利的，其目的是产生尽可能大的表面，可以通过该表面在管道的壁与尿素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对内燃发动机的废气进行后处理的排气系统，该排气系统具有废气能够流过的环形催化转化器(1)，其中，该环形催化转化器(1)具有流入点(3)和流出点(11)，并且该环形催化转化器(1)具有管状的第一流动路径(2)和环形的第二流动路径(7)，这些流动路径相对于彼此同心地定向并且能够按顺序流经这些流动路径，其中，该第二流动路径(7)在径向方向上在外包绕该第一流动路径(2)，其特征在于，管道(12)在该径向方向上从外部被引导穿过该第二流动路径(7)，其中，该管道(12)通入该环形催化转化器(1)中，并且该管道(12)具有至少远至进入该内部第一流动路径(2)的径向延伸范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.27 DE 102017205159.01.一种用于对内燃发动机的废气进行后处理的排气系统，该排气系统具有废气能够流过的环形催化转化器(1)，其中，该环形催化转化器(1)具有流入点(3)和流出点(11)，并且该环形催化转化器(1)具有管状的第一流动路径(2)和环形的第二流动路径(7)，这些流动路径相对于彼此同心地定向并且能够按顺序流经这些流动路径，其中，该第二流动路径(7)在径向方向上在外包绕该第一流动路径(2)，其特征在于，管道(12)在该径向方向上从外部被引导穿过该第二流动路径(7)，其中，该管道(12)通入该环形催化转化器(1)中，并且该管道(12)具有至少远至进入该内部第一流动路径(2)的径向延伸范围。2.如权利要求1所述的排气系统，其特征在于，能够在该环形催化转化器(1)的第一轴向端部区域(9)处使废气穿过该流入点(3)流入径向内部的该第一流动路径(2)中，并且能够在该环形催化转化器(1)的与该流入点(3)相反定位的第二轴向端部区域(5)处使废气借助于流动转向而流入径向外部的该第二流动路径(7)中，在径向外部的该第二流动路径中能够使所述废气与径向内部的该第一流动路径(2)中的流动方向(4)相反地流回到该第一轴向端部区域(9)，并且其中，能够在该第一轴向端部区域(9)处使废气流入通向流出点(11)的通道(10)中。3.如前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布鲁格，C·克鲁斯，F·博内，
申请(专利权)人：世倍特集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE