![]() Reducing agent addition system
专利摘要:
Die Erfindung betrifft ein Reduktionsmittelzugabesystem zur Zugabe eines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine. DOLLAR A Das Reduktionsmittelzugabesystem (1) zeichnet sich dadurch aus, dass es eine im Inneren der Abgasleitung angeordnete Leiteinrichtung (5) umfasst, welche die Innenwand der Abgasleitung wenigstens abschnittsweise abschirmt. DOLLAR A Das Reduktionsmittelzugabesystem (1) ist insbesondere zur Anwendung in Nutzfahrzeugen zur Erzielung einer Abgas-Entstickung einsetzbar.The invention relates to a reducing agent addition system for adding a reducing agent in an exhaust pipe of an internal combustion engine. DOLLAR A The reducing agent addition system (1) is characterized in that it comprises a arranged inside the exhaust pipe guide (5) which shields the inner wall of the exhaust pipe at least in sections. DOLLAR A The reducing agent addition system (1) can be used in particular for use in commercial vehicles to achieve an exhaust gas denitrification. 公开号:DE102004020138A1 申请号:DE102004020138 申请日:2004-04-24 公开日:2005-11-17 发明作者:Wilhelm Dr.-Ing. Kerres;Siegfried Vieth;Peter Wohlfarth 申请人:DaimlerChrysler AG; IPC主号:F01N3-20
专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft ein Reduktionsmittelzugabesystem zur Zugabe einesReduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine.TheThe invention relates to a reducing agent addition system for adding aReducing agent in an exhaust pipe of an internal combustion engine. [0002] Ausder Offenlegungsschrift DE199 38 865 C1 ist ein Reduktionsmittelzugabesystem zurZugabe eines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschinebekannt, bei welchem ein Mischer stromabwärts der Zugabestelle in derAbgasleitung angeordnet ist. Der Mischer weist gelochte Leitflächen auf,mit denen eine Vergleichmäßigung desAbgasströmungsprofilsund eine Vermischung des Reduktionsmittels mit dem Abgas bewirktwird.From the publication DE 199 38 865 C1 For example, there is known a reducing agent addition system for adding a reducing agent to an exhaust pipe of an internal combustion engine, in which a mixer is disposed downstream of the addition point in the exhaust pipe. The mixer has perforated guide surfaces, with which a homogenization of the exhaust gas flow profile and a mixing of the reducing agent is effected with the exhaust gas. [0003] Demgegenüber istes Aufgabe der Erfindung, ein Reduktionsmittelzugabesystem zur Zugabeeines Reduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschineanzugeben, mit welchem eine gezielte Strömungsführung der Reduktionsmittel-Abgasmischunginnerhalb der Abgasleitung ermöglichtist.In contrast, isIt is an object of the invention to provide a reducing agent addition system for additiona reducing agent in an exhaust pipe of an internal combustion enginespecify with which a targeted flow control of the reducing agent-exhaust gas mixturewithin the exhaust pipe allowsis. [0004] DieseAufgabe wird durch ein Reduktionsmittelzugabesystem mit den Merkmalendes Anspruchs 1 gelöst.TheseTask is by a reducing agent addition system with the featuresof claim 1. [0005] DasReduktionsmittelzugabesystem zeichnet sich dadurch aus, dass dasReduktionsmittelzugabesystem eine im Inneren der Abgasleitung angeordneteLeiteinrichtung umfasst, welche die Innenwand der Abgasleitung wenigstensabschnittsweise abschirmt. Mit dieser Leiteinrichtung wird eineStrömungsführung desAbgas-Reduktionsmittelgemisches längs der Abgasleitung erreichtund zugleich verhindert, dass das zudosierte Reduktionsmittel an dieInnenwand der Abgasleitung auftrifft und sich dort gegebenfallsablagert oder anhaftet. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenndie Leiteinrichtung wenigstens abschnittsweise mit geringem Abstandzur Abgasleitung der Kontur der Abgasleitung folgt. Die Leiteinrichtungkann eine geschlossene oder durchbrochene Oberfläche aufweisen. Sind Öffnungenin der Leiteinrichtung vorgesehen, so können diese als Löcher oderSchlitze ausgebildet sein, wobei zusätzlich Führungsmittel vorgesehen seinkönnen,welche eine Abgasdurchströmungder Öffnungenunterstützen.Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche derLeiteinrichtung im Bereich der ÖffnungenAusbuchtungen oder Einbuchtungen aufweist, welche ein Durchströmen der Öffnungenin axialer Richtung von außennach innen unterstützen. Aufdiese Weise wird das Auftreffen des Reduktionsmittels auf die Innenwandder Abgasleitung wirksam verhindert und es erfolgt zusätzlich eineHomogenisierung der Reduktionsmittel-Abgasmischung.TheReductant addition system is characterized in that theReduktionsmittelzugabesystem a arranged in the interior of the exhaust pipeGuide comprises, which the inner wall of the exhaust pipe at leastpartially shielded. With this guide is aFlow guidance of theAchieved exhaust gas reducing agent mixture along the exhaust pipeand at the same time prevents the metered reducing agent to theInner wall of the exhaust pipe impinges and there if necessarydeposits or adheres. For this reason, it is advantageous ifthe guide at least partially with a small distanceto the exhaust pipe follows the contour of the exhaust pipe. The guidemay have a closed or openwork surface. Are openingsprovided in the guide, so they can as holes orSlits may be formed, with additional guide means may be providedcan,which an exhaust gas flowthe openingssupport.In particular, it can be provided that the surface of theGuide in the area of the openingsHas bulges or recesses, which a flow through the openingsin the axial direction from the outsideto support inside. Onthis way, the impact of the reducing agent on the inner wallthe exhaust pipe effectively prevented and there is also aHomogenization of the reducing agent-exhaust gas mixture. [0006] AlsReduktionsmittel kommt hauptsächlich einflüssiges,reduzierend wirkendes Medium wie beispielsweise ein Kohlenwasserstoffoder eine Harnstoff-Wasser-Lösungin Betracht. Vorzugsweise dient das Reduktionsmittel der katalytischunterstütztenVerminderung eines Schadstoffanteils im Abgas. Vorzugsweise dientes der katalytischen Entfernung von Stickoxiden, wozu stromab derZugabestelle in der Abgasleitung ein SCR-Katalysator angeordnet seindienen kann.WhenReducing agent is mainly usedliquid,reducing medium such as a hydrocarbonor a urea-water solutioninto consideration. Preferably, the reducing agent is the catalyticsupportedReduction of a pollutant content in the exhaust gas. Preferably servesit the catalytic removal of nitrogen oxides, to which downstreamAddition point in the exhaust pipe an SCR catalyst be arrangedcan serve. [0007] DieZugabe des Reduktionsmittels erfolgt vorzugsweise annähernd inaxialer Richtung am stromaufwärtigenEnde der Leiteinrichtung. Hierzu ist eine radial bis etwa in dieMitte der Abgasleitung geführteReduktionsmittelzugabeleitung mit einer Düsenöffnung vorgesehen, durch welchedas Reduktionsmittel in axialer Richtung in Bezug auf die Abgasleitungfein verteilt, beispielsweise als Aerosol dem Abgas zugegeben wird.Obschon beispielsweise durch eine Verdüsung des Reduktionsmittelsangestrebt wird, auf vergleichsweise kurzem Ausbreitungsweg einemöglichstfeine Verteilung des Reduktionsmittels, insbesondere eine Verdampfungzu erreichen, kann Reduktionsmittel-Flüssigkeit ohne geeignete gegensteuerndeMaßnahmenauf die Innenwand der Abgasleitung auftreffen. Die entsprechendeReduktionsmittelmenge wird nicht oder bei nachfolgender Verdunstungerst mit Verzögerungvom Abgas weitertransportiert, woraus eine Fehldosierung mit entsprechendverminderter Abgasreinigungswirkung resultiert. Die erfindungsgemäße Leiteinrichtungschirmt die Innenwand der Abgasleitung vor auftreffenden Reduktionsmitteltröpfchen ab,wodurch die genannten Nachteile vermieden werden.TheAddition of the reducing agent is preferably carried out approximately inaxial direction at the upstreamEnd of the guide. This is a radial to about in theCenter of the exhaust pipe guidedReductant supply line provided with a nozzle opening through whichthe reducing agent in the axial direction with respect to the exhaust pipefinely distributed, for example as an aerosol is added to the exhaust gas.Although, for example, by atomization of the reducing agentThe aim is to achieve a comparatively short propagation pathpreferablyfine distribution of the reducing agent, in particular an evaporationAchieve reducing agent fluid without suitable counteractingactivitiesimpinging on the inner wall of the exhaust pipe. The correspondingReducing agent level will not or upon subsequent evaporationonly with delaytransported by the exhaust gas, resulting in a misdosing with accordinglyreduced exhaust gas cleaning effect results. The guide device according to the inventionshields the inner wall of the exhaust pipe from impinging reductant droplets,whereby the mentioned disadvantages are avoided. [0008] InAusgestaltung der Erfindung weist die Leiteinrichtung ein Abstandshalterelementauf, das innen an der Abgasleitung und/oder an einem Flansch derAbgasleitung anliegt und/oder mit diesen fest verbunden ist. Aufdiese Weise wird eine Lagestabilisierung der Leiteinrichtung inder Abgasleitung erreicht. Es könnenselbstverständlicheine Mehrzahl von Abstandshalterelementen vorgesehen sein, die zudembeliebig auf der Leiteinrichtung verteilt angeordnet sein können. Vorteilhaftist es, wenn eines oder mehrere der Abstandshalterelemente gleichzeitigder Befestigung der Leiteinrichtung dienen.InEmbodiment of the invention, the guide means a spacer elementon the inside of the exhaust pipe and / or on a flange of theExhaust pipe rests and / or is firmly connected to these. Onthis way, a position stabilization of the guide inreached the exhaust pipe. It canOf coursea plurality of spacer elements may be provided, in additioncan be arranged distributed arbitrarily on the guide. Advantageousit is when one or more of the spacer elements simultaneouslyserve the attachment of the guide. [0009] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Leiteinrichtung beheizbarausgeführt.Auf diese Weise kann einem Auskondensieren von Reduktionsmittelauf der Leiteinrichtung begegnet werden.InFurther embodiment of the invention, the guide is heatedexecuted.In this way, a condense of reducing agentbe met on the guide. [0010] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Abgasleitung wenigstensabschnittsweise als Wellschlauch oder Wickelschlauch ausgebildet.Dadurch wird eine gewisse Flexibilität der Abgasleitung sowohl inaxialer Richtung als auch in Bezug auf Biegung und Torsion erreichtund es könnenmechanische Schwingungen abgefangen werden. Vorzugsweise ist derWellschlauch oder Wickelschlauch aus einem korrosionsbeständigem Metall,besonders bevorzugt aus Edelstahl gefertigt.In a further embodiment of the invention, the exhaust pipe is at least partially formed as a corrugated hose or winding tube. This gives a certain flexibility of the exhaust pipe achieved both in the axial direction as well as in terms of bending and torsion and it can be intercepted mechanical vibrations. The corrugated hose or winding hose is preferably made of a corrosion-resistant metal, particularly preferably of stainless steel. [0011] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Leiteinrichtung über dengrößten Teil derWellschlauchlängeoder der Wickelschlauchlänge.Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leiteinrichtung stromabwärts desWellschlauch- oder Wickelschlauchabschnitts der Abgasleitung endet.Auf diese Weise wird ein Auftreffen von Reduktionsmittel auf dieInnenwand des Wickel- oder Wellschlauchs verhindert, was zu einerBeeinträchtigungder Funktion diese Bauteiles führenkönnte.InAnother embodiment of the invention, the guide extends over themost of theCorrugated hose lengthor the winding tube length.It is particularly advantageous if the guide downstream of theCorrugated hose or winding hose section of the exhaust pipe ends.In this way, an impact of reducing agent on theInner wall of the winding or corrugated hose prevents what to aimpairmentthe function of these components leadcould. [0012] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Leiteinrichtung alsLeitblech ausgebildet. Vorzugsweise ist das Leitblech schalenförmig ausgebildet.Dies ist insbesondere bei einer gebogenen Abgasleitung vorteilhaft,da in diesem Fall lediglich für einenumfangsseitigen Teil der Abgasleitungsinnenwand eine erhöhte Gefahrdes Auftreffens des Reduktionsmittels besteht. Vorteilhaft ist jedochauch, zwei oder mehr vorzugsweise schalenförmige Leitbleche vorzusehen.Diese könnenjeweils in geringem Abstand zur Innenwand der Abgasleitung verlaufenund ihrer Kontur folgen. Vorteilhaft ist es, das Leitblech oderdie Leitbleche so auszuführen,dass eine äußere Umströmung mitAbgas ermöglichtist.InAnother embodiment of the invention, the guide asBaffle formed. Preferably, the baffle is cup-shaped.This is advantageous in particular in the case of a curved exhaust gas line,because in this case only for oneperipheral part of the exhaust pipe inner wall increased dangerthe impingement of the reducing agent. However, it is advantageousalso to provide two or more preferably cupped baffles.these caneach run at a small distance to the inner wall of the exhaust pipeand follow their outline. It is advantageous, the baffle orto carry out the bafflesthat an outer flow withExhaust gas allowsis. [0013] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Leitelement als Rohrelementausgeführt.Die Zugabe des Reduktionsmittels erfolgt in diesem Fall vorzugsweisein das innerhalb der Abgasleitung angeordnete separate Rohrelement.Das Rohrelement ist vorzugsweise jeweils endseitig offen ausgeführt. DieMantelflächedes Rohrelements ist vorzugsweise völlig geschlossenen ausgeführt. Eskönnenjedoch auch, wie oben beschrieben, Öffnungen in Form von Schlitzenoder Löchernvorgesehen sein. Vorzugsweise ist das Rohrelement gerade und vergleichsweisedünnwandigausgeführt.Mit einer als Rohrelement ausgeführtenLeiteinrichtung ist die Innenwand der Abgasleitung ringsum abgeschirmt.InAnother embodiment of the invention is the guide element as a tubular elementexecuted.The addition of the reducing agent is preferably carried out in this casein the arranged within the exhaust pipe separate pipe element.The tubular element is preferably designed to be open at the ends. Thelateral surfaceof the tubular element is preferably carried out completely closed. Itcanhowever, also, as described above, openings in the form of slotsor holesbe provided. Preferably, the tubular element is straight and comparativelythin-walledexecuted.With a designed as a tubular elementGuide the inner wall of the exhaust pipe is shielded all around. [0014] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Rohrelement koaxialzur Abgasleitung in der Abgasleitung angeordnet. Vorzugsweise weistdas Rohrelement rundum und überden größten Teilseiner Längeeinen im Vergleich zu seinem Durchmesser geringen Abstand zur Innenwandder Abgasleitung auf. Damit ist eine Verteilung des Abgas-Reduktionsmittelgemisches über nahezuden gesamten Querschnitt der Abgasleitung ermöglicht. Vorteilhaft ist es,wenn das Rohrelement eingangsseitig und/oder ausgangsseitig aufgeweitetausgeführtist. Die Aufweitung kann so gestaltet sein, dass der Rohrleitungsabschnittumfangsseitig wenigstens teilweise innen an der Abgasleitung anliegt,oder mit ihr verbunden ist. Dadurch wird eine Lagefixierung des Rohrelementeserreicht.InFurther embodiment of the invention, the pipe element is coaxialarranged to the exhaust pipe in the exhaust pipe. Preferablythe tubular element all around and overthe biggest parthis lengtha small distance to the inner wall compared to its diameterthe exhaust pipe on. This is a distribution of the exhaust gas reducing agent mixture over almostallows the entire cross section of the exhaust pipe. It is advantageousif the pipe element on the input side and / or output side widenedaccomplishedis. The expansion can be designed so that the pipe sectioncircumferentially at least partially on the inside of the exhaust pipe,or connected to it. As a result, a position fixation of the tubular elementreached. [0015] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Rohrelement auf seinergesamten Längevon Abgas umströmbarin der Abgasleitung angeordnet. Das von der Brennkraftmaschine gelieferteAbgas kann somit sowohl durch das Rohrelement als auch durch einenRingspalt zwischen Rohrelement und Abgasrohr hindurch strömen. Aufdiese Weise wird eine Verengung des freien Strömungsquerschnitts und die Ausbildungeiner strömungsmäßigen Totzonevermieden. Das Rohrelement ist vorzugsweise mit einem Flansch derAbgasleitung fest verbunden. Aus Stabilitätsgründen ist es vorteilhaft, dieseVerbindung an seinem stromaufwärtigenEnde abschnittssweise oder ringsum mit der Abgasleitung oder miteinem Flansch der Abgasleitung vorzusehen.InAnother embodiment of the invention, the pipe element is on hisentire lengthCan flow around exhaust gasarranged in the exhaust pipe. The delivered by the internal combustion engineExhaust gas can thus both through the pipe element and by aPass annular gap between the pipe element and the exhaust pipe through. OnThis way, a narrowing of the free flow cross section and the traininga fluid dead zoneavoided. The tubular element is preferably provided with a flangeExhaust pipe firmly connected. For stability reasons, it is advantageous to thisConnection at its upstreamEnd in sections or all around with the exhaust pipe or withto provide a flange of the exhaust pipe. [0016] VorteilhafteAusführungsformender Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werdennachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:advantageousembodimentsThe invention is illustrated and illustrated in the drawingsdescribed below. Showing: [0017] 1 Eineschematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reduktionsmittelzugabesystems, 1 A schematic representation of a first embodiment of the reducing agent addition system according to the invention, [0018] 2 eineschematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reduktionsmittelzugabesystems, 2 a schematic representation of a second embodiment of the reducing agent addition system according to the invention, [0019] 3 eineschematische Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsformgemäß der SchnittlinieA-A in 2 und 3 a schematic cross-sectional view of the second embodiment according to the section line AA in 2 and [0020] 4 eineschematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reduktionsmittelzugabesystems. 4 a schematic representation of a third embodiment of the reducing agent addition system according to the invention. [0021] Diein 1 schematisch dargestellt erste bevorzugte Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Reduktionsmittelzugabesystems 1 umfassteine Abgasleitung mit Endstücken 2, 2' und ein alsWickelschlauch ausgeführtesMittelteil 3, wobei das Mittelteil 3 über dieFlansche 4 bzw. 4' mitden Endstücken 2 bzw. 2' verbunden ist.Das Reduktionsmittelzugabesystem 1 ist der Abgasanlageeiner Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordnet, wobeiletztere nicht näherdargestellt sind. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotorausgebildet. Als Kraftfahrzeug kommt insbesondere ein Nutzfahrzeugin Betracht.In the 1 schematically shows the first preferred embodiment of the reducing agent addition system according to the invention 1 includes an exhaust pipe with end pieces 2 . 2 ' and designed as a winding tube middle part 3 , where the middle part 3 over the flanges 4 respectively. 4 ' with the tails 2 respectively. 2 ' connected is. The reducing agent addition system 1 is associated with the exhaust system of an internal combustion engine of a motor vehicle, the latter being not shown in detail. The internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine. As a motor vehicle in particular a commercial vehicle is considered. [0022] Inder Abgasanlage ist ein ebenfalls nicht dargestelltes Abgasreinigungselementvorgesehen. Obschon dieses als beliebiger Abgaskatalysator oder Partikelfilterausgebildet sein kann, wird nachfolgend davon ausgegangen, dasses sich um einen sogenannten SCR-Katalysator zur selektiven Reduktion vonStickoxiden handelt. Dementsprechend wird durch das Reduktionsmittelzugabesystem 1 demAbgas des Dieselmotors vorzugsweise eine wässrige Harnstofflösung zugegeben.Hierzu ist eine Zugabedüse 6 vorgesehen, über welchedie Harnstofflösung feinverteilt und vorzugsweise axial in Bezug auf die Ausdehnung derAbgasleitung in das Abgas gesprüht wird.Dabei ist die Strömungsrichtungdes Abgases mit den Pfeilen 8 gekennzeichnet, während dersich vorzugsweise ausbildende Sprühkegel des Reduktionsmittel-Aerosolsschematisch durch die Randstrahlen 7 gekennzeichnet ist.In the exhaust system, a likewise not shown exhaust gas purification element is provided. Although this as any catalytic converter or Particle filter may be formed, it is assumed below that it is a so-called SCR catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides. Accordingly, by the reductant addition system 1 Preferably, an aqueous urea solution is added to the exhaust gas of the diesel engine. This is an addition nozzle 6 provided over which the urea solution is finely divided and preferably sprayed axially in relation to the expansion of the exhaust pipe into the exhaust gas. Here is the flow direction of the exhaust gas with the arrows 8th characterized, during the preferably forming spray cone of the reducing agent aerosol schematically by the marginal rays 7 is marked. [0023] Erfindungsgemäß weistdie Reduktionsmittelzugabevorrichtung 1 eine Leiteinrichtungauf. Durch die Leiteinrichtung und deren Anordnung wird vermieden,dass in das Abgas eingedüstesReduktionsmittel auf die Innenwand der Abgasleitung bzw. auf dasMittelteil 3 der Abgasleitung auftrifft und sich dort niederschlägt oderauskondensiert. Dies ist insbesondere bei einer wenigstens abschnittsweiseals Wickelschlauch ausgeführtenAbgasleitung von Bedeutung. Diese Art von Leitungen weisen häufig eine gewisseDurchlässigkeitauf, so dass an der Innenwand auskondensiertes oder auskristallisiertes Reduktionsmittelnach außendringen kann und dort einen unerwünschten Belag bildet. Die Leiteinrichtung endetdaher vorzugsweise in Abgasströmungsrichtunggesehen hinter dem als Wickelschlauch ausgeführten Mittelteil 3 derAbgasleitung. Die Leiteinrichtung kann beispielsweise als gewölbtes und/odergekrümmtesLeitblech mit oder ohne Öffnungenausgebildet sein. Ohne Einschränkungder Allgemeinheit werden nachfolgend Ausführungsbeispiele beschrieben,in denen die Leiteinrichtung als Rohrelement ausgeführt ist.According to the invention, the reducing agent adding device 1 a guide on. By the guide and its arrangement is avoided that injected into the exhaust reducing agent on the inner wall of the exhaust pipe or on the middle part 3 the exhaust pipe impinges and precipitates or condenses there. This is particularly important in the case of an at least partially designed as a wound hose exhaust pipe of importance. This type of lines often have a certain permeability, so that on the inner wall auskondensiertes or crystallized reducing agent can penetrate to the outside and there forms an undesirable coating. The guide device therefore preferably ends, viewed in the exhaust gas flow direction, behind the central part designed as a winding tube 3 the exhaust pipe. The guide may be formed, for example, as a curved and / or curved baffle with or without openings. Without limiting the generality, embodiments are described below, in which the guide is designed as a tubular element. [0024] Inder in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsformweist die Reduktionsmittelzugabevorrichtung 1 als Leiteinrichtungein Rohrelement 5 auf, das innerhalb der Abgasleitung,speziell innerhalb des Mittelteils 3 der Abgasleitung angeordnetist. Obschon das Rohrelement auch als schlanke Hülse mit einem im Vergleichzur Abgasleitung geringen Durchmesser ausgeführt sein kann, ist es vorteilhaft, dasRohrelement wie dargestellt mit einem vergleichsweise großen Durchmesserauszubilden und mit geringem radialen Abstand koaxial zum Mittelteil 3 derAbgasleitung zu führen.In the in 1 illustrated preferred embodiment, the reducing agent adding device 1 as a guide a pipe element 5 on, inside the exhaust pipe, especially inside the middle section 3 the exhaust pipe is arranged. Although the pipe element may also be designed as a slim sleeve with a small diameter compared to the exhaust pipe, it is advantageous to design the pipe element as shown with a comparatively large diameter and with a small radial distance coaxial with the middle part 3 to lead the exhaust pipe. [0025] DasRohrelement 5 weist hier eingangsseitig ein erweitertesEndstück 5' auf, welchesvorzugsweise rundum mit dem Flansch 4 fest verbunden ist.Dadurch wird eine Lagefixierung des Rohrelements 5 erreicht,so dass dieses überden größten Teilseiner Längekoaxial zum Mittelteil 3 der Abgasleitung angeordnet ist.Das erweiterte Endstück 5' des Rohrelements 5 kannjedoch auch lediglich abschnittsweise ringsum an der Innenseitedes Flansches 4 befestigt sein, wobei es vorteilhaft ist,wenn das Endstück 5' axiale Durchbrüche aufweist,so dass Abgas hindurchtreten und das Rohrelement 5 außen umströmen kann.The pipe element 5 has here on the input side an extended tail 5 ' on, which preferably all around with the flange 4 is firmly connected. As a result, a positional fixation of the tubular element 5 achieved so that this over most of its length coaxial with the central part 3 the exhaust pipe is arranged. The extended tail 5 ' of the tubular element 5 However, only in sections, around the inside of the flange 4 be attached, it is advantageous if the tail 5 ' having axial openings, so that exhaust gas pass and the pipe element 5 can flow around outside. [0026] Dadas Rohrelement 5 auf den größten Teil seiner Länge keinenKontakt zur Abgasleitung hat, wird eine Wärmeabfuhr an die Abgasleitungvermieden. Somit erwärmtsich das Rohrelement 5 rascher, was das Anfahrverhaltendes gesamten Systems verbessert und es nimmt eine höhere Betriebstemperaturan. Dadurch wird wiederum eine Kondensation des Reduktionsmittelsvermieden, das Reduktionsmittel verdampft rascher und es erfolgteine bessere Vermischung mit Abgas. Mit der erzielten höheren Abgastemperaturdurch Vermeidung der Abkühlung über Rohrleitungswände kannzudem eine verbesserte Hydrolyse-Zersetzungdes zugegebenen Harnstoffs erfolgen.As the pipe element 5 on the largest part of its length has no contact with the exhaust pipe, a heat dissipation to the exhaust pipe is avoided. Thus, the pipe element heats up 5 faster, which improves the starting behavior of the entire system and assumes a higher operating temperature. This in turn prevents condensation of the reducing agent, the reducing agent evaporates faster and there is a better mixing with exhaust gas. With the achieved higher exhaust gas temperature by avoiding the cooling via pipe walls can also be carried out an improved hydrolysis decomposition of the added urea. [0027] Vorzugsweiseist die Öffnungder Zugabedüse 6 wiedargestellt mittig in Bezug auf die Querschnittsfläche derAbgasleitung und mit geringem axialen Abstand zur Eingangsöffnung desRohrleitungsabschnitts 5 angeordnet, so dass das abgegebeneReduktionsmittel vollständigvom Rohrelement 5 aufgenommen wird.Preferably, the opening of the addition nozzle 6 as shown centered with respect to the cross-sectional area of the exhaust pipe and with a small axial distance to the inlet opening of the pipe section 5 arranged so that the discharged reducing agent completely from the pipe element 5 is recorded. [0028] In 2 isteine weitere vorteilhafte Ausführungsformdes Reduktionsmittelzugabesystems 1 dargestellt, wobeidie entsprechenden Bauteile, soweit sie mit den Teilen der 1 übereinstimmen, durchdieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es unterscheidet sichvon dem in 1 dargestellten Reduktionsmittelzugabesystemhauptsächlichdurch die Ausführungsformdes Rohrelements 5, das über seine gesamte Länge einenetwa gleichbleibenden Durchmesser aufweist. Ferner ragt die Düsenöffnung derZugabedüse 6 geringfügig in das Rohrelement 5 hinein.In 2 is a further advantageous embodiment of the reducing agent addition system 1 shown, with the corresponding components, as far as they are with the parts of 1 are identified by the same reference numerals. It is different from the one in 1 illustrated reducing agent addition system mainly by the embodiment of the tubular element 5 , which has an approximately constant diameter over its entire length. Furthermore, the nozzle opening of the addition nozzle protrudes 6 slightly into the pipe element 5 into it. [0029] Indieser Ausführungsformist das Rohrelement 5 von Abgas frei umströmbar, sodass fürdie Abgasströmungnahezu der volle Querschnitt der Abgasleitung zur Verfügung steht.Dadurch werden Druckverluste infolge von Einschnürungen sowie strömungsmäßige Totzonenim Umfangsspalt zwischen Rohrelement 5 und Abgasleitungvermieden. Ferner erfolgt eine weiter verbesserte Verteilung des Reduktionsmittel-Abgasgemisches über dengesamten Abgasleitungsquerschnitt nach Austritt aus dem Rohrelement 5.In this embodiment, the pipe element 5 Exhaust gas can flow around freely, so that almost the full cross section of the exhaust gas line is available for the exhaust gas flow. As a result, pressure losses due to constrictions and fluid dead zones in the circumferential gap between the pipe element 5 and exhaust pipe avoided. Furthermore, there is a further improved distribution of the reducing agent-exhaust gas mixture over the entire exhaust pipe cross-section after exiting the pipe element 5 , [0030] DieLagefixierung des Rohrelements 5 in der Abgasleitung istin 3 zu erkennen, in welcher schematisch ein Querschnittentlang der in 2 eingezeicheten QuerschnittslinieA-A dargestellt ist. Wie gezeigt, sind zur Lagefixierung und Abstandshaltung Halterelemente 9 ringsumam Umfang des Rohrelements 5 angeordnet. Die Halterelemente 9 können beispielsweiseals schmale Stege oder als Noppen ausgebildet sein und sind festmit dem Rohrelement 5 verbunden. Sie liegen an der Innenwanddes Mittelteils 3 der Abgasleitung an oder sind ebenfallsmit diesem fest verbunden. Die feste Verbindung kann jedoch auchzusätzlichoder alternativ im Bereich des Flansches 4 und/oder 4' erfolgen. Vorteilhaftist es beispielsweise, mittels der Halterelemente 9 einefeste Verbindung zwischen dem Rohrelement 5 und dem stromaufwärtigen Flansch 4 zubilden, während dieHalterelemente am stromabwärtigenFlansch 4' lediglichanliegen und als Abstandshalter dienen. Dadurch bleibt ein axialerBewegungsspielraum des flexiblen Mittelteils 3 der Abgasleitunggegenüberdem Rohrelement 5 erhalten, wodurch mechanische Spannungenvermieden werden.The positional fixation of the tubular element 5 in the exhaust pipe is in 3 to recognize, in which schematically a cross section along in 2 illustrated cross-sectional line AA is shown. As shown, are for location fixation and spacing holder elements 9 around the circumference of the tubular element 5 arranged. The holder elements 9 For example, they may be formed as narrow webs or nubs and are fixed to the pipe element 5 connected. They lie on the inner wall of the middle part 3 the exhaust pipe or are also firmly connected to this. However, the fixed connection can also additionally or alternatively in the region of the flange 4 and or 4 ' respectively. It is advantageous, for example, by means of the holder elements 9 a firm connection between the pipe element 5 and the upstream flange 4 while the holder members on the downstream flange 4 ' only abut and serve as spacers. This leaves an axial range of motion of the flexible middle part 3 the exhaust pipe relative to the pipe element 5 obtained, whereby mechanical stresses are avoided. [0031] In 4 isteine weitere vorteilhafte Ausführungsformdes Reduktionsmittelzugabesystems 1 dargestellt, wobeidie entsprechenden Bauteile, soweit sie mit den Teilen der 1 bis 3 übereinstimmen,durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Dabei sind ausGründender Übersichtlichkeitin der bezüglichder Abgasleitung radial oberen Hälfte Bauteiledargestellt, welche in der unteren Hälfte nicht eingezeichnet sindund umgekehrt.In 4 is a further advantageous embodiment of the reducing agent addition system 1 shown, with the corresponding components, as far as they are with the parts of 1 to 3 are identified by the same reference numerals. In this case, for the sake of clarity in the respect to the exhaust pipe radially upper half components are shown, which are not shown in the lower half and vice versa. [0032] Dasin 4 dargestellte Reduktionsmittelzugabesystem 1 unterscheidetsich von dem in 2 dargestellten hauptsächlich durchdie Ausführungsformdes Rohrelements 5, das eine Heizwicklung 10 undausgangsseitig eine Abrisskante 11 aufweist. Zu erkennenist ferner ein als schlanker Steg 9 ausgeführtes Halterelementsowie die Ausführungdes Abgasleitungsmittelteils 3 als Wellschlauch. Die Befestigungdes Rohrelements 5 überden Steg 9 erfolgt hier am Flansch 4, sie kannjedoch auch an einem Flansch 4a des Abgasleitungsendstücks 2 erfolgen. DieBeheizung ist hier als an der Auslassseite um das Rohrelement 5 gewickelterelektrischer Heizdraht ausgeführt.Die Beheizung kann jedoch selbstverständlich über die gesamte Länge desRohrelements 5 vorgesehen sein. Die endseitig am Rohrelement 5 vorgeseheneAbrisskante 11 unterstütztdie Vermischung des aus dem Rohrelement 5 austretenden Abgas-Reduktionsmittelgemischesmit dem von radial außenzuströmendenAbgas.This in 4 illustrated reducing agent addition system 1 is different from the one in 2 represented mainly by the embodiment of the tubular element 5 that has a heating coil 10 and on the output side a spoiler edge 11 having. Another recognizable feature is a slender bridge 9 executed holder element and the execution of the exhaust gas conduit part 3 as a corrugated tube. The attachment of the pipe element 5 over the jetty 9 takes place here on the flange 4 However, it can also be attached to a flange 4a the exhaust pipe end piece 2 respectively. The heating is here as on the outlet side around the pipe element 5 wound electric heating wire executed. However, the heating can, of course, over the entire length of the tubular element 5 be provided. The end of the pipe element 5 provided tear-off edge 11 supports the mixing of the pipe element 5 exiting exhaust gas reducing agent mixture with the flowing from the outside radially exhaust gas. [0033] Vorteilhaftist die feste Verbindung des Rohrelements 5 mit dem Flansch 4 derAbgasleitung oder mit dem Flansch 4a des Abgasleitungsendstücks 2,da diese vergleichsweise massiv ausgeführt sind und sich damit einezuverlässigeLagestabilisierung des Rohrelements 5 ergibt. Obschon der zurBefestigung des Rohrelements 5 dienende Steg 9 hiergerade ausgeführtist und sich in Richtung der Abgasströmung erstreckt, kann es vorteilhaftsein, wenn dieser gekrümmt,beispielsweise in Form einer Leitschaufel ausgeführt ist. Dadurch kann das den Steg 9 umströmende Abgaseine Verwirbelung erfahren oder einen Drall erhalten, wodurch einverbesserter Wärmeübergangund eine verbesserte Vermischung des Reduktionsmittels mit dem Abgaserreicht wird. Zur weiteren Verbesserung der Stabilität kann für das Rohrelement 5 im Übergangsbereich zumSteg 9 eine Verstärkungvorgesehen sein.The solid connection of the tubular element is advantageous 5 with the flange 4 the exhaust pipe or with the flange 4a the exhaust pipe end piece 2 because they are made comparatively massive and thus a reliable position stabilization of the tubular element 5 results. Although the for fastening the pipe element 5 serving footbridge 9 is here just executed and extends in the direction of the exhaust gas flow, it may be advantageous if this is curved, for example in the form of a guide vane. This can do the bridge 9 flowing exhaust gas undergo turbulence or get a twist, whereby an improved heat transfer and an improved mixing of the reducing agent is achieved with the exhaust gas. To further improve the stability may be for the tubular element 5 in the transition area to the jetty 9 a gain may be provided. [0034] In 5 isteine weitere vorteilhafte Ausführungsformdes Reduktionsmittelzugabesystems 1 dargestellt, wobeidie Art der Darstellung der in 4 entsprichtund die entsprechenden Bauteile, soweit sie mit den Teilen der 4 übereinstimmen,durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Die in 5 dargestellteAusführungsformunterscheidet sich im Wesentlichen von der der 4 durchdie Ausführungdes Rohrelements 5 sowie dessen Befestigung.In 5 is a further advantageous embodiment of the reducing agent addition system 1 shown, the nature of the representation of in 4 corresponds and the corresponding components, as far as they are with the parts of the 4 are identified by the same reference numerals. In the 5 illustrated embodiment differs essentially from that of 4 by the execution of the tubular element 5 and its attachment. [0035] DasRohrelement 5 ist hier wenigstens abschnittsweise doppelwandigausgeführt,wobei der Zwischenraum der Aufnahme der Heizwicklung 10 dient.Diese steht somit nicht direkt in Kontakt mit dem Abgas, wodurchihre Haltbarkeit erhöhtist. Für dieStromzuleitung 14 ist eine Leitungsdurchführung 13 vorgesehen,die an einem Tragrohr 12 des als Wellschlauch oder WickelschlauchausgeführtenAbgasleitungsmittelteils 3 angeordnet ist. Das Zwischenstück 12 istmittels einer Rohrschelle 15 am Flansch 4a desAbgasleitungsendstücks 2 befestigt, andem auch die Zugabedüse 6 für das Reduktionsmittelverschraubt ist. Die entsprechende Verschraubung 16 istals Durchführungfür dieReduktionsmittelzufuhrleitung 17 ausgebildet.The pipe element 5 Here is at least partially executed double-walled, wherein the intermediate space of the recording of the heating coil 10 serves. This is thus not directly in contact with the exhaust gas, whereby their durability is increased. For the power supply 14 is a line feedthrough 13 provided on a support tube 12 of the corrugated hose or winding hose running exhaust pipe part 3 is arranged. The intermediate piece 12 is by means of a pipe clamp 15 on the flange 4a the exhaust pipe end piece 2 attached, on which also the addition nozzle 6 is screwed for the reducing agent. The corresponding screw connection 16 is as a passage for the reducing agent supply line 17 educated. [0036] Esversteht sich, dass die in den bevorzugten Ausführungsformen des Reduktionsmittelzugabesystems 1 dargestelltenMerkmale entsprechend kombiniert werden können oder dass für die Bauteile auchandere als die dargestellten Ausführungsformen eingesetzt werdenkönnen.Ferner könnenandere oder weitere Befestigungsmöglichkeiten für das Rohrelement 5,beispielsweise an der Zugabedüse 6 odermit einem der Abgasleitungsendstücke 2, 2' vorgesehensein. Weiter könnenzusätzlicheBauteile vorhanden sein. Beispielsweise kann die Leiteinrichtung,insbesondere bei Ausführungals Rohrelement, ein der Aufbereitung bzw. Hydrolyse des Reduktionsmittelsdienendes Bauteil aufnehmen.It is understood that in the preferred embodiments of the reducing agent addition system 1 illustrated features can be combined accordingly or that other than the illustrated embodiments can be used for the components. Furthermore, other or further fastening possibilities for the pipe element 5 , for example at the addition nozzle 6 or with one of the exhaust pipe end pieces 2 . 2 ' be provided. Further, additional components may be present. For example, the guide, in particular when designed as a tubular element, receive a component serving for the treatment or hydrolysis of the reducing agent.
权利要求:
Claims (9) [1] Reduktionsmittelzugabesystem zur Zugabe einesReduktionsmittels in eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, dadurchgekennzeichnet, dass das Reduktionsmittelzugabesystem (1)eine im Inneren der Abgasleitung angeordnete Leiteinrichtung (5)umfasst, welche die Innenwand der Abgasleitung wenigstens abschnittsweiseabschirmt.Reducing agent addition system for adding a reducing agent in an exhaust line of an internal combustion engine, characterized in that the reducing agent addition system ( 1 ) arranged in the interior of the exhaust pipe guide ( 5 ), which shields the inner wall of the exhaust pipe at least in sections. [2] Reduktionsmittelzugabesystem nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (5) ein Abstandshalterelement(9) aufweist, das innen an der Abgasleitung und/oder aneinem Flansch (4; 4')der Abgasleitung anliegt und/oder mit diesen fest verbunden ist.Reducing agent addition system according to claim 1, characterized in that the guiding device ( 5 ) a spacer element ( 9 ), which on the inside of the exhaust pipe and / or on a flange ( 4 ; 4 ' ) abuts the exhaust pipe and / or is firmly connected to these. [3] Reduktionsmittelzugabesystem nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (5)beheizbar ausgeführtist.Reducing agent addition system according to claim 1 or 2, characterized in that the guiding device ( 5 ) is designed to be heated. [4] Reduktionsmittelzugabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung wenigstens abschnittsweise alsWellschlauch (3) oder Wickelschlauch (3) ausgebildetist.Reducing agent addition system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the exhaust pipe at least partially as corrugated hose ( 3 ) or winding tube ( 3 ) is trained. [5] Reduktionsmittelzugabesystem nach Anspruch 4, dadurchgekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (5) sich über dengrößten Teilder Wellschlauchlängeoder der Wickelschlauchlängeerstreckt.Reducing agent addition system according to claim 4, characterized in that the guiding device ( 5 ) extends over most of the corrugated hose length or winding hose length. [6] Reduktionsmittelzugabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (5)als Leitblech ausgebildet ist.Reducing agent addition system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the guiding device ( 5 ) is designed as a baffle. [7] Reduktionsmittelzugabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (5)als Rohrelement ausgebildet ist.Reducing agent addition system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the guiding device ( 5 ) is designed as a tubular element. [8] Reduktionsmittelzugabesystem nach Anspruch 7, dadurchgekennzeichnet, dass das Rohrelement (5) koaxial zur Abgasleitungin der Abgasleitung angeordnet istReducing agent addition system according to claim 7, characterized in that the tubular element ( 5 ) is arranged coaxially to the exhaust pipe in the exhaust pipe [9] Reduktionsmittelzugabesystem nach Anspruch 7 oder8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement (5) aufseiner gesamten Längevon Abgas umströmbarin der Abgasleitung angeordnet ist.Reducing agent addition system according to claim 7 or 8, characterized in that the tubular element ( 5 ) is arranged on its entire length of exhaust gas flow around in the exhaust pipe.
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同族专利:
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