带压差的尾气后处理装置的制造方法_3

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,其中标出了排气的流动,
[0073]图3a和图3b公开了根据本发明的尾气后处理装置的不同方面;
[0074]图4公开了根据本发明的尾气后处理装置的第三方面,以及
[0075]图5公开了根据本发明的尾气后处理装置的第四方面。
【具体实施方式】
[0076]图1公开了根据本发明的尾气后处理装置10a的第一方面,包括DOC型的第一催化剂基底30和SCR型的第二催化剂基底40。在所述第一催化剂基底30的中央布置有管60,并且在所述管60的上游部分中布置有一个阻塞部70。尾气后处理装置10a被封装部20a封装,其中,还原剂喷射装置50a在封装部20a的在所述第一催化剂基底30的上游设置的一部分处延伸穿过所述封装部20a。所述还原剂喷射装置50a还延伸穿过所述阻塞部70使得还原剂能在所述管60内以及所述阻塞部70的下游喷射。
[0077]通过引入所述管60并且在所述管60内喷射还原剂来替代在设置于所述第一催化剂基底30下游的位置处喷射还原剂,使得从喷射还原剂的位置到所述第二催化剂基底40的距离延长。这意味着喷射的还原剂在到达SCR型的第二催化剂基底40之前还将暴露于高温尾气较长时间,这将会提高所述还原剂的蒸发性能并且喷射的还原剂和尾气能在较长时段内混合。能够期望得到尾气和完全蒸发的还原剂之间的均匀的、平衡的混合以获得SCR型催化剂的最好的催化效果。
[0078]阻塞部70具有比所述第一催化剂基底30高的背压。为了使第一催化剂基底30高效率,希望尾气在基底内的时间尽可能长并且因此在基底的通道期间暴露于尽可能大的催化面。还希望所述第一催化剂基底30的背压尽可能低,因为发动机效率取决于通过排气系统的气体流量。因此,这就存在第一催化剂基底的催化效率和背压的权衡。
[0079]为了使喷射的还原剂与尾气充分混合,以及为了还原剂充分蒸发,尾气流量和还原剂喷射率必须一起考虑。通过增加阻塞部70,其背压被设定为不用必须考虑催化效率,因此有可能配置背压、并由此配置尾气流量,使得通过阻塞部70的气流和还原剂喷射流提供充分的混合和蒸发。
[0080]图2a示出了尾气后处理装置10b的一个更优选的方面,包括封装部20b、第一催化剂基底30和第二催化剂基底40。所述封装部20b被分成入口部100、第一基底外封装部110、转弯表面部120、混合区域封装部130、第二基底封装部140以及出口部150。所述尾气后处理装置10b旨在设置于内燃发动机的尾气通道下游,使得从所述内燃发动机排出的排气在入口部100处进入尾气后处理装置10b。尾气沿第一流动方向A进入所述尾气后处理装置。通过所述入口部100后,尾气流过接着布置的如图1描述的包括管60以及阻塞部70的第一催化剂基底30。在由优选由金属材料制成的第一基底内封装部170覆盖的所述第一催化剂基底30的外面布置有尾气循环空间160。所述尾气循环空间160又由第一基底外封装部110限定。
[0081]尾气沿第一流动方向A流过所述第一催化剂基底30、所述管60和所述阻塞部70。此后尾气到达布置的所述转弯表面部120,转弯表面部120设置为使得形成转弯表面200,藉此尾气流被改向。所述转弯表面被设置为使得尾气流在改向运动C1-C2中从所述第一流动方向A被改向为第一循环流动方向C1。
[0082]所述阻塞部被布置在所述管60的上游从而提供还原剂喷射装置50b。所述还原剂喷射装置50b被设置为使得还原剂能在所述阻塞部70下游的所述管60内被喷射。所述还原剂喷射装置50b在与第一流动方向A基本相反的方向上延伸穿过所述转弯表面200。此夕卜,所述还原剂喷射装置50b被设置为使得还原剂沿与所述第一流动方向A基本相反的方向被喷射。通过在所述阻塞部70的下游在所述管60的内部设置所述还原剂喷射装置50b,能在第二催化剂基底40的更上游处喷射还原剂,这对混合和还原剂的蒸发特征是有好处的。
[0083]所述转弯表面200还另外配备有多孔材料220a。在所述还原剂喷射装置50b的下游提供所述多孔材料220a使得那些未蒸发的还原剂被捕获并且保持在所述多孔材料220a中。由于被保持在所述多孔材料220a中,因此未蒸发的还原剂将暴露于高温尾气直至完全蒸发。所述多孔材料220a还能被构造成通过防止未蒸发的还原剂到达所述转弯表面200从而保护所述转弯表面不被侵蚀。
[0084]根据图2a公开的本发明的方面,在所述转弯表面部120和所述混合区域封装部130之间设置有导向装置210。所述导向装置可至少部分地密封紧靠所述第一催化剂基底30的第一基底内封装部170的下游边缘以及密封紧靠封装部20b。所述导向装置210圆周地覆盖所述第一催化剂表面的周向的一部分以使得形成循环通道180,改向的尾气流能够在所述改向运动C1-C2中在循环通道180中循环。所述导向装置210使得至少部分尾气流在所述改向运动C1-C2中被改向和循环。
[0085]现在参考图2b,示出了图2a中的尾气后处理装置10b的优选特征的剖面图。改向的尾气沿所述循环第一流动方向C1进入尾气循环空间160,其中所述尾气循环空间160被设置为使得所述尾气30沿第二循环方向C2顺着所述改向运动C1-C2运动。因此,当尾气流沿第二循环方向C2循环时将在所述第一催化剂基底30的外侧上经过。
[0086]尾气后处理装置以及相关部件因为连续暴露于高温尾气,因此通常具有相对高的温度。催化转换器通常在较高温度工作更有效率,因此维持高温对催化基底的排放净化效果是有好处的。然而,因为尾气后处理装置比尾气后处理装置10b外部的环境具有更高的温度,因此封装部20b被连续地冷却。
[0087]通过在所述改向运动C1-C2中将高温尾气引入所述尾气循环空间160,第一催化剂基底30不直接接触第一基底外封装部110。高温尾气不是流动,而是将把第一基底外封装部110与第一催化剂基底30分隔开。由于与周围环境的热交换,流过所述第一基底外封装部110的流动高温尾气的温度下降。第一催化剂基底30被流过所述第一催化剂基底30的高温尾气连续加热并且一定程度上还被在外侧上流过第一催化剂基底30的尾气加热。
[0088]尾气在所述改向运动C1-C2中通过第一催化剂基底的外部后,尾气接着进入所述混合区域封装部130。在所述混合区域封装部130处,提供尾气的附加混合,因此在到达其中提供有第二催化剂基底40的所述第二基底封装部140之前提供了均匀的尾气混合。均匀的尾气混合对第二催化剂基底40的催化转化性能是有好处的。尾气随后沿第二流动方向B流过所述第二催化剂基底40并且到达所述出口部150。
[0089]图3a和图3b公开了根据本发明的后处理装置10c、10d的两个不同方面。除了一些例外,图3a中的尾气后处理装置10c的方面与图2a中的尾气后处理装置的方面相似。
[0090]图3a公开的本发明的方面公开了还原剂喷射装置50a被设置为使得它在第一催化剂基底30的上游延伸穿过所述封装部20c并且进一步穿过所述阻塞部70,使得还原剂能在管60内被喷射。此外,所述管60具有穿孔从而形成所述管60的穿孔节段300。所述穿孔节段300使得尾气通过所述管60的侧面。取决于管60和所述第一催化剂基底30的压差和各自相应的尾气流量,尾气或者通过所述侧面从所述第一催化剂基底30进入所述管60或者从所述管60进入所述第一催化剂基底30。取决于当前的尾气后处理装置的设计结构,这样的穿孔节段300能被用来改善尾气和还原剂的混合。
[0091]图3b的尾气后处理装置10d的方面与图3a中的尾气后处理装置的方面相似,区别在于:图3b中的尾气后处理装置10d在管60的上游端具有完全地不渗透部80并且阻塞部70布置在所述管60的下游部分中。还原剂喷射装置50c被布置为使得在第一催化剂基底30的上游它延伸穿过封装部20c并且穿过所述不渗透部80,使得还原剂能在所述不渗透部80的下游但在所述阻塞部70的上游在所述管60内被喷射。此外,图3b中的尾气后处理装置10d的管60的一节段具有穿孔,从而形成穿孔节段300。
[0092]图3b公开的本发明的方面包括阻塞部70和不渗透部80两者。所述不渗透部80使得进入尾气后处理装置10d的所有尾气经过第一催化剂基底30的至少一部分。根据图3b公开的本发明的方面,阻塞部70被构造为使得所述阻塞部70的背压比所述第一催化剂基底30的背压低。这将使尾气将从第一催化剂基底30流过所述穿孔节段300并进入管60内。
[0093]通过相对于所述第一催化剂基底30的背压控制所述阻塞部70的背压,可控制分别通过所述管60和所述第一催化剂基底30的尾气流量以便最佳催化转化、混合和蒸发性會泛。
[0094]还可以在管的上游采用不是完全不渗透的阻塞部,这样管包括两个阻塞部,一个布置在所述管的上游部分中,一个布置在所述管的下游部分中。对于本发明的这样的方面,还原剂喷射装置优选布置为使得还原剂能在所述阻塞部之间被喷射,使得各阻塞部的背压能被用来控制所述管的尾气流量和混合性能。
[0095]现在参考图4,公开了本发明的又一个方面。根据尾气后处理装置10e的该方面,尾气流沿第一流动方向A
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