用于内燃机的排气设备的混合组件的制作方法

本发明涉及一种用于内燃机的排气设备的混合组件，该混合组件用于混匀排气和反应剂。

背景技术：

1、由de102007000526b4已知一种内燃机的排气设备，其中在颗粒过滤器与构造为scr催化器的排气处理单元之间布置有混合组件，该混合组件用于混匀用作反应剂的尿素溶液与排气。该混合组件包括环绕限界排气流动体积的排气管和用于将尿素溶液输出到在排气管中流动的排气中的反应剂输出单元。

技术实现思路

1、本发明的任务是，提供一种用于内燃机的排气设备的混合组件，利用所述混合组件实现排气和反应剂的改进的混匀。

2、根据本发明，该任务通过一种用于内燃机的排气设备的混合组件来解决，该混合组件用于混匀排气和反应剂，该混合组件包括：

3、——环绕限界排气流动体积的、在纵轴线的方向上延伸的排气导向部件，

4、——用于将反应剂输出到排气流动体积中的反应剂输出单元，

5、——在反应剂输出单元下游的排气流动体积分配组件，排气流动体积分配组件在分配长度区域中将排气流动体积分成多个子排气流动体积，所述多个子排气流动体积包括中央子排气流动体积和至少一个环状包围中央子排气流动体积的子排气流动体积。

6、通过借助排气流动体积分配组件将排气流动体积分成多个彼此嵌套的或彼此包围的子排气流动体积，基于如下情况，即每个子排气流动体积由排气流动体积分配组件的相应的表面区域环绕限界，在分配长度区域中提供相对大的总表面，总体上以液滴(小滴)形式被输出到排气流中的反应剂能在所述总表面处沉积或加热且由此被蒸发。因为与反应剂的用于加热反应剂的热相互作用因此分布到大的总表面上，所以提供该总表面的排气流动体积分配组件在与反应剂热相互作用并且在此发生蒸发的情况下仅相对较少地冷却，这促使在温度较低的情况下已经能够实现高效的反应剂蒸发并且因此也能够降低在排气流动体积的区域中产生反应剂沉积物的风险。此外，反应剂与排气的改进的蒸发以及因此改进的混匀促使，在排气处理单元中，尤其是为了降低排气中的氮氧化物含量，在温度较低的情况下已经能够实现高效的转化，并且由此能够显著降低氮氧化物排放。

7、为了简单实现的且辅助反应剂高效蒸发的设计方案而提出：所述排气导向部件至少在分配长度区域中管状地构造或/和所述排气导向部件在纵轴线的方向上基本上直线地延伸或/和所述排气导向部件至少在分配长度区域中具有基本上圆形的横截面几何形状。

8、所述排气流动体积分配组件可包括至少一个布置在排气导向部件中的管状的分配体。

9、在此，为了简单实现的结构并且与排气导向部件的优选造型相适配地，至少一个、优选每个分配体在纵轴线的方向上基本上直线地延伸。

10、为了提供最大可能的用于与反应剂热相互作用的表面，所述排气流动体积分配组件包括多个彼此嵌套地布置的分配体。

11、反应剂与排气流动体积分配组件的亦或排气导向部件的在流动横截面上均匀的热相互作用能通过以下方式实现，即至少两个、优选所有分配体相对于彼此基本上同中心地布置。

12、尽可能均匀的热相互作用能优选进一步通过如下方式得到辅助，即至少两个、优选所有分配体构造有基本上相同的横截面几何形状。

13、如果至少一个、优选所有分配体构造有圆形的横截面几何形状，则所述彼此嵌套的子排气流动体积或者说所述包围中央子排气流动体积的子排气流动体积具有基本上圆环状的横截面几何形状，这尤其当其在整个周边上具有相同的径向延伸尺寸时则能够实现反应剂与排气流动体积分配组件在整个周边上非常均匀的热相互作用。

14、为了在所述分配长度区域中能尽可能高效地利用由排气流动体积分配组件提供的表面的增大，提出：所有分配体在所述排气流动体积分配组件的下游端部区域中基本上终止于相同的轴向区域中。

15、在一个在当排气或反应剂进入到所述分配长度区域中时的流动导向或流动阻力方面有利的设计方案中，至少两个、优选所有分配体可在所述排气流动体积分配组件的上游端部区域中终止于不同的轴向区域中。

16、为此可以规定，至少一个、优选每个关于另一个分配体更径向外部地定位的分配体朝向上游方向具有比所述另一个分配体更大的延伸长度。

17、为了进一步辅助排气和反应剂的混匀并且尤其是也为了使由反应剂输出单元输出到排气流动体积中的反应剂尽可能均匀地分布在整个流动横截面上，提出：在反应剂输出单元的下游且在排气流动体积分配组件的上游布置有至少一个排气/反应剂混合单元。这种排气/反应剂混合单元例如可包括多个在周向方向上相继的、叶片状的流动转向元件，这些流动转向元件在穿流排气/反应剂混合单元的由排气和反应剂组成的混合物中产生涡流并且由此产生辅助混匀的湍流。

18、本发明还涉及一种用于内燃机的排气设备，该排气设备包括根据本发明构造的混合组件和在混合组件下游的至少一个排气处理单元、优选scr催化器。

技术特征：

1.用于内燃机的排气设备的混合组件，该混合组件用于混匀排气和反应剂，该混合组件包括：

2.根据权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述排气导向部件(12)至少在所述分配长度区域(b)中管状地构造或/和所述排气导向部件在纵轴线(l)的方向上基本上直线地延伸或/和所述排气导向部件至少在分配长度区域(b)中具有基本上圆形的横截面几何形状。

3.根据权利要求1或2所述的混合组件，其特征在于，所述排气流动体积分配组件(24)包括至少一个布置在所述排气导向部件(12)中的管状的分配体(32、34)。

4.根据权利要求3所述的混合组件，其特征在于，至少一个、优选每个分配体(32、34)在纵轴线(l)的方向上基本上直线地延伸。

5.根据权利要求3或4所述的混合组件，其特征在于，所述排气流动体积分配组件(24)包括多个彼此嵌套地布置的分配体(32、34)。

6.根据权利要求5所述的混合组件，其特征在于，至少两个、优选所有分配体(32、34)相对于彼此基本上同中心地布置。

7.根据权利要求5或6所述的混合组件，其特征在于，至少两个、优选所有分配体(32、34)构造有基本上相同的横截面几何形状。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的混合组件，其特征在于，至少一个、优选所有分配体(32、34)构造有基本上圆形的横截面几何形状。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的混合组件，其特征在于，所有分配体(32、34)在所述排气流动体积分配组件(24)的下游端部区域(38)中基本上终止于相同的轴向区域中。

10.根据权利要求5或权利要求6至9中的只要引用权利要求5的任一项所述的混合组件，其特征在于，至少两个、优选所有分配体(32、34)在所述排气流动体积分配组件(24)的上游端部区域(36)中终止于不同的轴向区域中。

11.根据权利要求10所述的混合组件，其特征在于，至少一个、优选每个关于另一个分配体(30)更径向外部地定位的分配体(32)朝向上游方向具有比所述另一个分配体(30)更大的延伸长度。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的混合组件，其特征在于，在所述反应剂输出单元(18)的下游且在所述排气流动体积分配组件(24)的上游布置有至少一个排气/反应剂混合单元(20)。

13.用于内燃机的排气设备，该排气设备包括根据权利要求1至12中任一项所述的混合组件(15)和在该混合组件(15)下游的至少一个排气处理单元(14)，所述排气处理单元优选是scr催化器。

技术总结
本发明涉及一种用于内燃机的排气设备的混合组件，该混合组件用于混匀排气和反应剂，该混合组件包括：环绕限界排气流动体积(13)的、在纵轴线(L)的方向上延伸的排气导向部件(12)；用于将反应剂(R)输出到排气流动体积(13)中的反应剂输出单元(18)；排气流动体积分配组件(24)，排气流动体积分配组件(24)在分配长度区域(B)中将排气流动体积(13)分成多个子排气流动体积(26、28、30)，所述多个子排气流动体积(26、28、30)包括中央子排气流动体积(26)和至少一个环状包围中央子排气流动体积(26)的子排气流动体积(28、30)。

技术研发人员：P·温曼,H·特本,M·罗特福斯
受保护的技术使用者：普瑞姆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4