具有分流和混合的导引部件的排气处理单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于机动运输工具/机动车、优选用于靠近发动机应用的排气处理单元。
【背景技术】
[0002]对于排气处理提高的要求需要，在狭窄的空间上产生尽可能均匀的排气混合物，由此可以实现最佳地处理排气。尤其对于SCR排气处理体(选择性催化反应器)需要，在SCR排气处理体的整个(催化有效的)横截面积上良好地混合排气与添加的还原剂，尤其例如尿素-水溶液。
[0003]此外要考虑，在现代内燃发动机的汽车结构中产生的排气相对较冷，因此对于排气后处理的一些转换反应来说，靠近发动机安置排气处理体是有利的。
[0004]例如由WO 2010/142647已知上述的用于靠近发动机使用的排气处理单元。通过侧面搭接地布置排气处理单元可以实现特别紧凑的排气处理单元。
[0005]在现有技术中也已知不同的其它靠近发动机的方案，但是它们在其结构尺寸、入流排气的均匀性和/或排气组份在排气处理体的横截面积上的分配方面还是需要改进的。
【发明内容】
[0006]由此提出本发明的目的是，至少部分地克服在现有技术中已知的缺陷。尤其要给出一种用于机动运输工具的排气处理单元，它具有特别紧凑的结构尺寸，并且还能够适宜地调整入流的排气均匀性和/或适宜地将排气组份分配在排气处理体的横截面积上。
[0007]这个目的通过独立权利要求的特征实现。有利的改进方案是从属权利要求的内容。
[0008]因此在这里建议一种排气处理单元，该排气处理单元至少具有下面的部件:
[0009]-用于排气的输送管，该输送管具有输入孔和输出孔；
[0010]-壳体，输送管借助于输出孔延伸到壳体中并且壳体至少围绕输送管形成中间空间；
[0011]-在壳体中的排出室，该排出室布置在输送管侧面，
[0012]此外，在中间空间与排出室之间还设有分配装置，该分配装置这样设计，使来自中间空间的排气分成至少两个分流，它们能够向着排出室通过至少两个借助于分配装置形成的开孔彼此反向地导引到排出室中。
[0013]所述排气处理单元主要设计成，以微小的结构空间实现均匀的且在整个横截面上(均匀)分配的排气混合。在此排气通过用于排气的输送管导引到(侧面形成的)中间空间中。所述输送管是分开的零部件或者是在排气线路中的排气管段。
[0014]所述壳体与输送管这样隔开，使得在输送管与壳体之间形成(至少部分环绕的)中间空间。在此所述输送管完全被壳体包围或者从外部延伸到壳体中，其中，所述壳体能够在穿过部位中与输送管(气密地)连接。特别优选地，所述壳体只在输送管穿过部位中与输送管连接，否则与延伸到壳体中的输送管隔开。所述中间空间优选基本包围在壳体与输送管之间的整个圆周部位，除了排出室以外。
[0015]此外所述壳体(也)形成排出室，该排出室布置在输送管侧面。“侧面”布置指的是，所述排出室至少部分被输送管遮盖，或者说整个排出室在外部定位在输送管壳体外表面部位。在此尤其实现，从输送管输出孔到排出室不形成直线的流动路径，而是必需发生至少一次(一次或多次)流动反向，由此使排气从输送管进入到排出室。例如，所述输送管(按照管的形式)具有基本直线的围绕轴线的长度，该轴线对应于排气的中心流动方向。所述壳体在输送管的至少一部分上向外与输送管错开地隔开并且在输出孔前面形成一个罩，它防止排气在流动方向上从输送管直线地继续流出去。现在所述壳体形成一个输出孔，该输出孔在输送管侧面取向，即尤其在壳体的壁体中，该壁体(平行地)相对于输送管向外错开地布置，并因此尤其不在罩中。所述排出室位于输出孔前面，该排出室优选在输送管与输出孔之间延伸。
[0016]所述排出室可以与中间空间通过分配装置分开。在此不是指，设有气密的分开，而是将通过分配装置偏转的流体导引到排出室中，其中，所述排出室在输出孔对面在壳体中形成。所述排出室也通过分配装置限制，其中，所述开孔通过其孔表面同样形成排出室的(假想)边界。尤其换言之，排气从输出孔首先进入到中间空间中，并且通过至少一流动反向产生无定向的、复杂的、优选涡流的排气流。这个排气流通过分配装置利用开孔适宜地或者由此导引到排出室中，使这个排气流在过渡时分成至少两个分流并且使得这些分流定向，而且(两个分流分别)彼此相反地取向。这尤其由此实现，即所述分配装置部分地封闭在壳体与输送管之间的中间空间并且在其它部位中形成开孔。
[0017]通过(尤其在排出室的横截面中)彼此反向地导引分流使分流特别好地相互混合，无需大的混合室。由此总体上显著减小结构尺寸，同时实现排气的高度均匀性。此外所述排气由于彼此反向的分流在最大供使用的通流横截面上(径向)膨胀，由此使排出室均匀地通过排气充满。倒流同样不是特别大，因为分流被定向并因此无涡流且(几乎)没有流动盲区地在壳体或排出室中混合。
[0018]所建议的排气处理单元的排气在分流中优选在壳体积中的方向上是彼此反向的，该壳体积在输送管与壳体之间的中间空间中形成，例如在圆周方向上。
[0019]第一排气处理体、例如柴油氧化催化剂优选位于输送管中，由此排气优选分层地在输送管的轴向上进入到中间空间中。为此可以使用蜂窝体。此外，用于还原剂、例如尿素-水溶液或氨的配量单元通到中间空间和/或排出室中，其中，所述还原剂被气状和/或滴状地添加并且基于流体管道在在这里建议的排气处理单元中均匀地与排气混合。
[0020]优选的实施例设有用于气态氨的配量单元或者用于(雾化的)液体还原剂添加的配量单元，其中后一种配量单元构成喷洒锥，它在排气流动时至少在排气从发动机到周围环境的排出方向上流动时没有向着第一排气处理体的方向分量。在这种情况下第一排气处理体有利地是纯柴油氧化催化剂。
[0021]在另一实施例中，液体(雾化的)还原剂至少部分地与从第一排气处理体排出的排气的主流动方向相反地添加。在此还原剂可以被良好分配地添加到输送管的输出孔上并由此添加到第一排气处理体的输出侧上。在输出孔部位中，第一排气处理体优选具有水解的覆层，该覆层支持还原剂分解成氨和溶剂。尤其特别优选的是，第一排气处理体在这种情况下在其总长的约10%上在靠近输出侧的部位中被水解地覆层并且在(整个)其余部位上通过柴油氧化催化剂覆层。在这个实施例中尽管供使用的混合室很小，但也能够储存或缓冲必需的还原剂量，并且尤其在排气量较少时保护配量单元。
[0022]在两种情况下非常提前地、即最迟直接在排出方向上添加还原剂到第一排气处理体的输出孔后面。由此能够将第一排气处理体的输出孔与第二排气处理体的输入孔之间的整个段用于混合。
[0023]按照排气处理单元的另一有利的实施例，在排出室上连接有第二排气处理体的输入孔。
[0024]在这个优选的实施例中，所述排出室形成用于排气的整个混合室。在此所述排出室通过分配装置这样设计，使排气足够地混合和均匀化，由此在通过其输入孔直接连接在排出室上的第二排气处理体中处理。在一个特别优选的变体中，所述壳体形成管横截面，该管横截面平行地、优选同心地与输送管横截面隔开，其中第二排气处理体的输入孔没有中间件地直接连接在壳体壁上。在此要指出，所述输入孔限制排气处理体的入口，并且从这个输入孔已经开始排气的(催化)处理。例如排气直接邻接排出室碰触到被催化覆层的蜂窝体，优选由金属膜或挤出陶瓷制成。
[0025]特别优选的是，第二排气处理体通过其输入孔倾斜于或者横交于壳体的轴向布置，由此在输入孔与输出室之间的过渡部上偏离例如纯圆形的横截面。由此第二排气处理体的优选平面的输入孔形成气密的接头。在此这个实施例的焦点在于，没有其它的中间部件。所述排出室至少形成混合室的端部部位，它由中间空间和排出室组成。由此可以实现良好的充分混合，不产生大的空间膨胀和多余的反压。特别优选的是，排出室的轴向长度、即输送管的开孔和/或外壳面到输入孔的距离小于10mm[毫米]，优选小于65mm或者甚至50mm。在考虑还原剂配量形式和/或排气处理体相互布置的条件下，所述轴向长度也应该具有最小的轴向长度，例如20mm[毫米]或35mm。
[0026]第二排气处理体例如是SCR催化剂(选择性催化还原)。与在中间空间和/或排出室中添加还原剂相结合在这里实现特别均匀地分配还原剂到排气中和在排气进入之前最大径向传播混合物到第二排气处理体的进入面中。
[0027]按照所述排气处理单元的另一有利的实施例，所述分配装置至少具有第一导引部件和第二导引部件，其中，所述第一导引部件通过第一分开的薄板部件形成，第二导引部件通过第二分开的薄板部件形成，它们被相互隔开。
[0028]通过第一导引部件