[发明专利]用于机动车的排气设备以及用于运行排气设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的排气设备，该排气设备包括计量装置（定量供给装置），借助该计量装置能将为排气后处理而设置的还原剂引入到排气管路中。所述排气设备的至少一个通风元件的作用是，将气体引入到排气管路的能被加载还原剂的部段中。此外，本发明还涉及一种用于运行这种排气设备的方法。

背景技术

由现有技术已知，借助SCR技术（SCR=选择性催化还原，selective catalytic reduction）将排气系中的尿素转化成二氧化碳和氨，以进行排气后处理。在此，将能以尿素水溶液的形式被计量供给到排气中的尿素在排气设备的混合路段或水解路段的区域中在释放氨的情况下得到分解。随后在水解路段下游的SCR催化器中，利用来自排气的氮氧化物对氨进行转化，从而实现了排气的氮氧化物含量的降低。

EP1316688A2公开了一种排气设备，在该排气设备中将尿素溶液作为还原剂引入到混合室中，增压空气被额外地引入到该混合室中。该增压空气由排气涡轮增压器的压缩机提供。经由计量阀喷入到所述混合室中的还原剂便与增压空气流混合，并且作为气溶胶从该混合室引入到排气管路中。

此情况下的缺点在于，排气设备可能出现不希望的损坏。

发明内容

因此本发明的任务在于，提出一种开头所述类型的排气设备以及用于运行这样的排气设备的方法，所述设备和方法避免了损坏的出现。

所述任务通过具有专利权利要求1的特征的排气设备以及通过具有专利权利要求10的特征的方法来解决。具有本发明的适当改进的方案由从属权利要求给出。

根据本发明用于机动车的排气设备包括计量装置，该计量装置用来将用于排气后处理的还原剂引入到排气管路中。此外，该排气设备包括至少一个通风元件，该通风元件构成为用于将气体引入到排气管路的能被加载还原剂的部段中。在此借助所述至少一个通风装置能在所述部段的邻近排气管路的壁部的区域中调节出与在排气管路的该部段的更远离壁部的区域中相比更高的气体含量。换句话说，通过所述气体使还原剂和排气的混合物从排气管路的壁部遮蔽开来。

这一点基于以下认识：在提供还原剂的区域中——也就是对于使用尿素作为还原剂的情况在水解路段的区域中，由于形成还原性的混合物而可能导致氧分压的显著降低。可能由于使用硫含量相对较高的燃料而在贫氧区中额外产生侵蚀性的、酸性的冷凝物。其与低氧含量共同作用而可能导致对排气管路的壁部的极强腐蚀。通过将气体引入到排气管路的部段的接近壁部的区域中来防止这样的腐蚀。

鉴于混合路段或水解路段中出现的低的氧分压，已经使内燃机的进气中氧含量降低的排气再循环也是没有问题的，这是因为给所述部段的接近壁部的区域遮蔽了还原剂和排气的混合物。

这样，就不需要为了保护排气管路不受还原剂和排气的混合物的腐蚀性侵蚀而提高用于排气管路的材料的质量。

通过防止腐蚀损坏的产生，可以实现所述排气设备的尤其长的使用寿命。即使当内燃机（其排气穿流所述排气设备）利用具有相对高硫含量的燃料（例如硫含量高于500ppm）运行时，这一点也同样适用。此类燃料在很多非欧洲国家中肯定存在。在此，对于防止在10000km或更少的相对短的使用时间之后便在排气设备上出现不希望的腐蚀损坏而言，调节出在局部的、即壁部处的更高的气体含量已证明是有希望成功的。

所述排气设备既可以设置用于乘用车，也可以用于商用车。

借助所述通风元件，尤其可以将空气和/或压缩空气引入到排气管路的部段中。在此，空气或压力空气或压缩空气在与部段中的排气管路金属壁部的接触区域中起到有针对性地提高氧分压（Sauerstoffpartialdruck氧气大气压；氧气张力；氧气压力）的作用，所述接触区域尤其强地被还原剂和排气的混合物加载。这样，一相对富氧的层为所述部段中的壁部遮蔽混合物。由此，可以在将高合金钢用于所述部段的情况下实现所述钢的再钝化。通过所述钢的至少一种合金成分的氧化层的这种钝化尤其有效地防止了被加载还原剂的部段中的排气管路的腐蚀。

在本发明的一个有利的方案中，在排气通过排气管路的流动方向上观察，该至少一个通风元件布置在计量装置的高度上。由此便能够保护所述部段的紧邻计量装置下游的区域以使之不被直接加载排气和还原剂的混合物。此外，较之将通风元件布置在计量元件上游的情况，这样可以借助唯一的通风元件为排气管路的更大区域遮蔽混合物的加载。然而，如果将所述至少一个通风元件更向计量装置的下游布置一段距离，则可以实现这样的具有更大效果的遮蔽，这是因为含有还原剂的混合物向着排气管路壁部的扩散仅在计量装置的更下游的一段距离处才完全地进行。