用于输送液态添加剂的排气管道部分的制作方法_2

文档序号:9422182阅读:来源:国知局
尤其优选甚至小于5mm的间距。
[0017] 添加单元可以布置在排气管道部分的隆起部上。隆起部在此是指排气管道部分的 一个区域,该区域从管状管道部分的圆柱形基本形状向外偏离,并因此增大了排气管道部 分的体积。
[0018] 添加单元也可以设置在排气管道部分的凹部上。凹部是排气管道部分的壁的内陷 处,它减小排气管道部分的体积并且因此也偏离于排气管道部分的圆柱形的基本形状。通 过根据相应于撞击区域的流体分布对排气的聚焦,形成了围绕所述撞击区域的周边区域。 在此周边区域中仅有低的排气流速度。在该区域中的凹部不阻碍或仅稍微阻碍排气的流 动。由于该凹部,添加单元的设置于排气管道部分外部的部分不突出于或仅稍微突出于排 气管道部分的圆柱形的基本形状。因此,凹部实现了带有添加单元的非常紧凑的排气管道 部分。
[0019] 所述的排气管道部分一方面使得能够非常有效地避免液态添加剂在用于液态添 加剂的添加单元的区域中的沉积。一方面,液态添加剂仅在排气管道部分内部的一个明确 界定的区域(撞击区域)中出现在某一结构上。同时,通过相应的预先规定的流体分布,实 现了液态添加剂在撞击区域中的快速且有效的输出。该流体分布促使排气流将液态添加剂 特别有效和/或快速地蒸发、进行化学转化和/或将其输出。
[0020] 特别优选地,所述添加单元和导流结构这样布置和设计,使得撞击区域与流体分 布相符合。
[0021] 尤其当在撞击区域内的排气流的流动速度和/或关于表面的质量流量明显不同 于在撞击区域外的排气流的流动速度或关于表面的质量流量时,流体分布与撞击区域相对 应。优选的是,排气在撞击区域中以第一排气流速度流动,而在撞击区域外部(在撞击结构 的周边区域中)以(与之明显不同的)第二排气流速度流动。第一排气流速度和第二排气 流速度分别是排气在相应区域(撞击区域和周边区域)中所具有的基于表面的平均流动速 度。第一排气流速度优选至少为第二排气流速度的两倍,特别优选至少为其五倍。
[0022] 在撞击区域与周边区域之间的边界区域中,排气的流动速度极为不同。流体分布 轮廓优选在撞击区域与周边区域之间具有陡的侧坡。优选的是,以至少为(平均的)第一 流动速度90%的流动速度流过和/或流经撞击区域的至少80%的表面。优选的是,以最大 为(平均的)第二流动速度110%的流动速度流过和/或流经周边区域的至少80%的表面。 通过合适地构造导流结构可以实现所述的流体分布。
[0023] 此外,如果撞击结构是流体矫直器,那么排气管道部分是非常有利的。
[0024] 流体矫直器的特点优选在于多个平行走向的通道结构。流过流体矫直器的排气流 中的涡流被明显减少。流体矫直器斩断了排气流中存在的涡流。因此通过作为撞击结构的 流体矫直器使得该排气管道部分能够提供均匀的排气流,该排气流富集了细密雾化的液态 添加剂或已经蒸发了的液态添加剂。流体矫直器的通道优选这样长,使得离开流体矫直器 的排气流具有近似平行的流体束和/或层流。
[0025] 在一种实施变型中,流体矫直器圆锥形设计。这种流体矫直器具有通道,这些通道 至少部分汇集(朝向彼此)分布或四散(远离彼此)分布。圆锥形的流体矫直器通常具有 一个小的端侧和一个大的端侧。特别优选的是,所述小的端侧朝向添加单元取向。进一步 优选的是,所述撞击区域对应于所述小的端侧。排气流于是可以在流体矫直器中被矫直,并 同时还被扩宽,由此使沿通流方向位于流体矫直器下游的流体重新均匀分布到排气管道的 整个横截面上。
[0026] 此外,当撞击结构具有排气混合器时,排气管道部分是有利的。
[0027] 通过排气混合器可以实现特别好的排气涡流。这可以保证液态添加剂和排气的特 别好的充分混合,从而在排气管道部分下游存在液态添加剂在其中均匀分布的排气流。优 选的是,排气流按照所述流体分布流向所述设计为排气混合器的撞击结构。在该设计为排 气混合器的撞击结构中,排气流于是被涡旋并充分混合,从而该排气流在排出侧以均匀的 液态添加剂分布离开撞击结构。
[0028] 在一种优选的实施变型中,撞击结构具有撞击结构件,该撞击结构件构成撞击区 域。该撞击结构件可以例如由至少一个格栅、滤网和/或板构成并且覆盖排气管道的横截 面。所述排气混合器可以沿通流方向布置在撞击结构件的下游。排气混合器可以固定在该 撞击结构件上。
[0029] 作为撞击结构,还可以使用流体矫直器和排气混合器的组合。例如,可以沿通流方 向前后相继地首先布置有排气混合器,在该排气混合器上还布置有撞击区域。该排气混合 器然后在撞击区域下游实现了液态添加剂在排气流中的特别均匀的分布。其上可以连接 着一个流体矫直器,该流体矫直器使排气混合器在排气流中产生的涡流再次均匀化并产生 在排气管道部分的整个横截面上都均匀的流体分布,从而使得排气流在经过流体矫直器后 在很大程度上不受到排气混合器影响。均匀的流体分布在此的特征是,在撞击结构的至少 80%的表面上的排气的流动速度对应于平均流动速度的至少90%。还可行的是,撞击结构 沿通流方向首先具有流体矫直器,接下来具有排气混合器。所述撞击区域然后布置在流体 矫直器上。在排气流过流体矫直器后,排气于是被流体矫直器充分混合。
[0030] 排气混合器可以同样设计为圆锥形,其中圆锥形的排气混合器的小的端侧应朝向 添加单元取向。撞击到圆锥形排气混合器上的排气流然后可以(像在圆锥形的流体矫直器 中那样)被扩宽,由此,该排气流再次近似相同地分布到排气管道的整个横截面上。
[0031] 当导流结构是喷嘴时,所述排气管道部分是特别有利的。
[0032] 利用喷嘴可以将排气流聚焦到撞击区域上,该撞击区域明显小于排气管道部分的 横截面。喷嘴例如可以作为(至少逐段)圆锥形的结构件嵌入到排气管道部分中。喷嘴还 可以从排气管道部分的壁构造得到。例如,喷嘴可以通过排气管道部分的逐段收缩构成。优 选的是,排气管道部分的起到喷嘴作用的收缩部具有如下特征,即所述排气管道部分的横 截面沿通流方向(至少在一个区域内)一直减小。在该区域内,排气流动加速。然后跟随 着一收缩部,该收缩部在排气管路中起到像节流阀一样的作用。然后,该横截面突然变大, 从而所述被聚焦的排气流被外部区域环抱,在该外部区域中,排气不流动或者仅缓慢流动。 这样可以实现排气流在撞击区域上的有效增速和集中。此外,并不需要使用额外的用于提 供喷嘴的结构件。特别有利的是设计为喷嘴的导流结构,该导流结构朝向添加单元以如下 方式逐渐变窄,即在该导流结构中,喷嘴的横截面沿通流方向首先强烈地变窄,然后减缓地 (减小地)变窄。通过这样的喷嘴实现了排气流的特别好的聚焦,从而能够特别精确地设置 所期望的流体分布。同时,可以利用喷嘴使得通过入流侧进入的排气流被定向和/或平稳 化。
[0033] 此外,当导流结构是扩散器时,所述排气管道部分是特别有利的。
[0034] 扩散器的目的是扩宽并且尤其是锥形扩宽排气管道部分的横截面。借助于扩散器 可以实现排气流的扩径。扩散器产生均匀的排气流。如果将扩散器作为导流结构使用,则 撞击区域优选布置在撞击结构的整个横截面面积上或布置在撞击结构的非常大份额的横 截面面积上。于是优选不存在周边区域或者仅存在非常小的周边区域。
[0035] 如果排气流以不均匀的入流分布进入到排气管道部分中,那么使用扩散器作为导 流结构是非常有利的。这种入流分布尤其在如下情况下产生,即沿通流方向,在导流结构上 游布置有排气管道的弯曲部。弯曲部通常具有一角度,排气管道以该角度弯折或弯曲。弯 曲部的半径越窄,排气流朝向排气管道的壁部的转向程度就越大,那么通常会产生一个排 气流速度急剧升高的区域。通过扩散器整体上减小了排气流速度。由此在从导流结构至撞 击结构的路径上,为排气流保留有更多时间来使排气流速度能够在排气管道的整个横截面 上相等。因此可以实现带有相应流体分布的撞击区域的特别均匀的入流。由于扩散器,在 排气管道部分中的流体分布基本上与沿排气流方向布置在排气管道部分上游的排气管道 的弯曲部的角度和半径
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