【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于内燃机的废气子系统，其包括：催化转化器外壳，其具有用于将废气流或主废气流引入到所述催化转化器外壳中的入口区段和入口开口；以及不含废气流的用于二次气体的供应管线，所述供应管线在其端部处设置有流入元件，所述二次气体通过所述流入元件输送至所述主废气流；所述流入元件优选地直接放置在所述催化转化器上游或所述催化转化器外壳上游；其中在所述流入元件上游的所述供应管线中设置有用于加热所述二次气体的加热元件。所述废气子系统为从总管延伸到废气端管的排气系统的一部分。内燃机可以是机动车或船舶的固定发动机或机器的一部分。
技术介绍
1、从ep 1 333 169 b1中已知一种废气净化系统，其公开用于环境空气的供应装置，环境空气可通过颗粒过滤器上游的外壳中的导管和环形管供应。
2、从us 8,991,157 b2中已知一种具有外部空气供应的燃烧器，其用于加热废气流以再生下游颗粒过滤器。
3、从us10,174,567b2中已知一种具有外部空气供应的等离子体燃烧器，其用于加热废气流以供应位于下游的scr催化转化器。
4、从ep 1 333 169 b1中已知一种用于柴油发动机的排气系统，其具有颗粒过滤器和上游氧化催化转化器以及可控制二次空气供应装置。二次空气供应装置具有设置在外壳的入口区段中的带孔环管。
5、从de 39 19 343 a1中已知一种用于内燃机的废气子系统，其包括催化转化器外壳，所述催化转化器外壳具有用于引入废气流的一体式入口区段和入口开口。入口开口是用于二次气体的供应
技术实现思路
1、本专利技术是基于以下问题：设计和布置用于内燃机的废气子系统，以使得改进催化转化器的冷启动且最优化其温度控制成为可能。
2、根据本专利技术，解决所述问题在于，流入元件包括在入口区段处或入口区段中的至少一个流入开口，加热后的二次气体可经由所述至少一个流入开口输送至废气流，其中流入元件与被设计为外部外壳的入口区段共同界定收集腔室，二次气体可从所述收集腔室经由流入开口被导引或输送至入口区段的废气输送部分中，其中每个流入开口包括开口横截面和开口轴线。这确保外部加热后的气体，特别是用于预加热催化转化器的环境空气，可在内燃机的冷启动期间输送至催化转化器。此外，可以在内燃机的正常操作期间在冷启动之后控制催化转化器的温度。加热元件与内燃机独立，加热元件不是内燃机的一部分。更确切的，加热元件可以独立于内燃机而操作。加热元件可以被主动地控制，即可以被接通和断开。加热元件还可以这样的方式进行控制，即可以将二次气体的温度设置为至少一个或多个预定温度。在此方面，加热元件可被视为外部的，因为它不是排气系统的一部分，因为二次气体而不是废气流过加热元件。加热后的二次气体经由供应管线从外部加热元件穿过环境输送至催化转化器外壳。加热元件是冷启动单元的一部分，冷启动单元独立于内燃机的废气温度以预定的温度将热气体供应到废气流。催化转化器外壳中的催化转化器直接设置在入口区段下游，以便避免热损失。加热元件可被设计为用于产生热气体的燃烧器或用于产生热气体的电加热元件。热气体必须与内燃机的热的或待加热的废气流区分开。供应管线和加热元件布置在废气子系统的废气传导元件外部，且所述供应管线和加热元件将废气从加热元件传导到废气子系统的对应废气传导元件或传导到流入元件的对应位置。流入元件还可以是一个或多个馈送喷嘴。
3、流入元件可设置在入口区段或设置到入口区段上。以此方式形成的收集腔室可易于从外部接近。另外，发动机废气在入口区段内部的流动路径不会因流入元件而受到应变或减小。相应开口轴线优选地与入口区段的表面垂直对准或与凹部的表面垂直对准。相应开口轴线的倾斜对准也是可能的。在这方面，收集腔室表示用于二次气体的流入腔室和流出腔室。如果入口区段为单壁的，则外部外壳还包括外侧。如果入口区段形成为隔热的气隙，即，双壁的或集成到另一外壳中，则外侧也是入口区段的背对废气的一侧。
4、所述问题还通过包括如上文所定义的废气子系统的排气系统解决。排气系统另外包括布置在催化转化器外壳中的至少一个催化转化器以及对应的排气管，对应的排气管设置在催化转化器外壳的端部处以用于排气系统连接到排气系统的另外组件。
5、所述问题还通过用于操作前述排气系统的方法解决，在所述方法中，借助于加热元件加热二次气体，调节催化转化器的温度。将催化转化器加热到其有效操作的温度。在冷启动期间，可借助于加热元件将催化转化器加热到操作温度。在正常操作期间在冷启动之后，可在至少一个额外时间点将催化转化器的温度调节到所需温度。
6、可为有利的是，流入元件设置在入口区段处和/或流入开口设置在入口区段中。这确保加热后的二次气体流动靠近催化转化器。
7、还可在相应催化转化器外壳上游的不同位置处设置有多个流入元件。多个流入元件可轴向布置，或可围绕废气子系统的相应废气传导元件的圆周分布。
8、此外，可为有利的是，所有流入开口包括相同开口横截面，或30％到70％的流入开口的至少第一部分包括大于70％到30％的流入开口的第二部分的开口横截面。流入开口可以是孔或凹部，其中具体地说，孔可具有圆形或椭圆形开口横截面。流入开口可以不含叶片或导引元件。通过改变开口横截面，可优化在混合期间产生的热气体的流动路径或所述热气体在废气中的分布。多个流入开口形成具有如下文借助于实例进一步限定的穿孔图案的穿孔。
9、还可为有利的是，入口区段包括若干凹部，其中每个凹部中设置有至少一个流入开口。一个或多个流入开口优选地在周向方向u上(即，周向)延伸。可通过形成凹部来增加可用收集空间。因烟尘或颗粒在孔中的沉积物所致的孔堵塞可能损害孔的功能，且因此损害废气子系统的功能。凹部可防止孔被阻塞。可为有利的是，相邻流入开口的开口轴线和/或凹部内的开口轴线彼此以角度α倾斜或设置。通过使用攻角/入射角，可优化在混合期间产生的热气体的流动路径或所述热气体在废气中的分布。所得角平面可与主废气流轴线径向对准。角度α>0，角度α可取决于凹部的横截面形状。在此意义上，流入开口不含导引元件。
10、对于本专利技术可能特别重要的是，角度α满足以下条件：20°<＝α<＝170°或70°<＝α<＝90°。依靠现有的流动条件或废气流中所关注的负荷条件，可以用此类角度范围确保热气体的最优流入。在这方面，二次气体与废气流混合得特别好。
11、结合根据本专利技术的设计和布置，可为有利的是，相邻流入开口的开口轴线和/或凹部内的开口轴线朝向主废气流中心轴线以不同角度γ1、γ2倾斜或设置，其中70°<＝γ1<＝90°且20°<＝γ2<＝40°。使用此类角度范围，可以依靠现有的流动条件或废气流中所关注的负荷条件来确保热空气的最优流入。这优化二次气体与废气流的混合。主废气流中心轴线对应于催化转化器外壳元件的中心轴线或对应于入口区段的中心轴线。待混合的热气体流的方向还可具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于内燃机(4.6)的废气子系统(1)，其包括：
2.根据权利要求1所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述流入元件(5.1)设置在所述入口区段(3)处，和/或所述流入开口(5.2)设置在所述入口区段(3)中。
3.根据权利要求1或2所述的废气子系统(1)，其特征在于，所有流入开口(5.2)包括相同的开口横截面，或
4.根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述入口区段(3)包括至少一个或多个凹部(3.1)，在每个凹部(3.1)中设置有至少一个流入开口(5.2)。
5.根据权利要求3或4所述的废气子系统(1)，其特征在于，相邻流入开口(5.2)的开口轴线(5.5)和/或在凹部(3.1)内的开口轴线(5.5)彼此以角度α倾斜。
6.根据权利要求5所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述角度α满足以下条件：20°<＝α<＝170°或70°<＝α<＝90°。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，相邻流入开口(5.2)的开口轴线(5.
8.根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，设置有至少两行(5a、5b)的流入开口(5.2)和/或两行(3a、3b)的凹部(3.1)，每行每一凹部(3.1)包括至少一个流入开口(5.2)，所述行(3a、3b、5a、5b)相对于所述废气主流中心轴线(2.1)在周向方向U上延伸且紧邻彼此而布置。
9.根据权利要求8所述的废气子系统(1)，其特征在于，在至少一行(3a、3b、5a、5b)内，两个流入开口(5.2)之间的所述角度α不同和/或所述角度γ1、γ2不同。
10.根据权利要求8所述的废气子系统(1)，其特征在于，在相邻行(3a、3b、5a、5b)之间，所述角度α不同和/或所述角度γ1、γ2不同。
11.根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述流入元件(5.1)以角度β相对于所述废气主流中心轴线(2.1)的所述周向方向U围封所述入口区段(3)，其中50°<＝β<＝360°。
12.根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述二次气体(5.3)能够经由所述加热元件(6)电加热或通过所述加热元件(6)的燃烧室(6.1)加热。
13.根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，设置有控制单元(7)以用于主动地控制所述加热元件(6)，所述控制单元，用于控制所述二次气体(5.3)的温度和/或质量流。
14.一种废气系统(4)，其包括根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)。
15.一种用于操作根据权利要求14所述的废气系统(4)的方法，其特征在于，所述二次气体(5.3)通过所述加热元件加热，以调节催化转化器(2.2)的温度。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于内燃机(4.6)的废气子系统(1)，其包括：
2.根据权利要求1所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述流入元件(5.1)设置在所述入口区段(3)处，和/或所述流入开口(5.2)设置在所述入口区段(3)中。
3.根据权利要求1或2所述的废气子系统(1)，其特征在于，所有流入开口(5.2)包括相同的开口横截面，或
4.根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述入口区段(3)包括至少一个或多个凹部(3.1)，在每个凹部(3.1)中设置有至少一个流入开口(5.2)。
5.根据权利要求3或4所述的废气子系统(1)，其特征在于，相邻流入开口(5.2)的开口轴线(5.5)和/或在凹部(3.1)内的开口轴线(5.5)彼此以角度α倾斜。
6.根据权利要求5所述的废气子系统(1)，其特征在于，所述角度α满足以下条件：20°<＝α<＝170°或70°<＝α<＝90°。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，相邻流入开口(5.2)的开口轴线(5.5)和/或凹部(3.1)内的开口轴线(5.5)朝向废气主流中心轴线(2.1)以不同角度γ1、γ2倾斜，其中70°<＝γ1<＝90°且20°<＝γ2<＝40°。
8.根据前述权利要求中任一项所述的废气子系统(1)，其特征在于，设置有至少两行(5a、5b)的流入开口(5.2)和/或两行(3a、3b)的凹部(3.1)，每行每一凹...
【专利技术属性】
技术研发人员：萨沙·沃尔默，安德雷亚斯·朗，丹尼尔·特泽宾斯基，弗拉基米尔·里科夫，亚伦·曼利，
申请(专利权)人：天纳克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。