[发明专利]废气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、在机动车中用于废气引导和废气后处理的废气系统。

背景技术

这里所提及类型的废气系统是已知的。所述废气系统一方面在废气管路中起到废气引导的作用，而另一方面其起到对废气进行后处理的作用，尤其是起到减少颗粒和/或有害物质浓度的作用。典型的情况是，将原始状态下为液态的还原剂(如矿物油燃料或水溶尿素溶液)喷入到流经废气系统的废气中，尤其用以还原的氮氧化物。为了实现有害物质的有效还原以及尽可能完整的化学反应，需要使还原剂蒸发并且尽可能均匀地在废气流中进行分散。在使用水溶尿素溶液的情况下，必须通过水解和/或热解将尿素转化为氨，由此随后可以实施氮氧化物的选择性催化还原。

由欧洲专利申请EP 2 128 398 A1已知一种废气系统，该废气系统具有第一废气管路元件，该废气管路元件包括入口和出口，其中该第一废气管路元件构成为颗粒过滤器的排出斗。该废气系统设置有第二废气管路元件，该废气管路元件包括具有纵轴和周面的溢流管。该溢流管突出到第一废气管路元件的出口中并且借助其突出到出口中的端部密封地紧贴在第一废气管路元件的壁上。在所述周面中，与所述封闭端部相邻地设置有多个流入开口，这些流入开口构成为矩形缝隙并且有规律地(沿周长方向看)分布在该周面上。那么，溢流管沿着其整个周长具有与所述第一封闭端部相邻的流入开口。该溢流管的封闭端部和流入开口容纳到第一废气管路元件中，从而使沿第一方向通过入口流入的废气可以通过流入开口流入到溢流管中。随后，该溢流管中的废气(沿该溢流管的纵轴的方向看)通过出口从第一废气管路元件中流出。在第一废气管路元件上设置有喷射器单元，用以将还原剂引入到废气中。

在此方案中显示出，溢流管的纵轴与所述第一方向平行地布置，废气沿该方向通过入口流入到第一废气管路元件中。因此，为了使其从入口到达溢流管中并且通过该溢流管到达出口，排气必须基本上转向180°。尤其是，废气必须首先基本上转向90°，才能(从入口出发)流入到流入开口中。随后，在溢流管中实现另一次基本上90°的转向。以此方式构成了用于废气的相对更为交织盘绕的流动路径，这样的流动路径会伴随有压力损失。在溢流管中构成的废气旋流具有减小的旋流数(Drallzahl)，这是因为已经由于从入口向流入开口的90°第一转向而损失了动能，所述废气旋流起到使所喷入的还原剂与废气混合的作用。此外这显示出了，所述喷射器单元这样布置，即还原剂在流入开口下游喷入到溢流管中。出于此原因，布置在流入开口下游的、用于还原剂蒸发以及与废气进行混的混合路段必须相对长地构成，这对于第二废气管道元件的结构长度是不利的并且因此也对整个废气系统产生了不利影响。

发明内容

本发明所基于的任务尤其在于，创造一种废气系统，该废气系统在优化地利用废气流动动能的前提下提供提高的旋流数并且具有相对紧凑的结构形态，该结构形态具有尽可能短的混合路段。

所述任务通过具有权利要求1所述特征的废气系统来实现。

通过使溢流管的纵轴基本上垂直于废气通过入口流入到第一废气管路元件中的第一方向，所流入的废气在无需转向(尤其是无需90°-转向)的情况下从入口到达流入开口中。由此，进一步避免了废气流动中的动能损失，从而可以在流入到溢流管的过程中提供具有高旋流数的废气旋流。可以在流入开口的上游向第一排气管路元件中喷入由所述喷射器单元喷入的还原剂，由此实现了(沿流动方向看)较早的注入，从而使所述混合路段尤其在溢流管中优化地得到充分利用。同时，还原剂尤其在其进入到溢流管中之前就已经至少部分地蒸发。在获得具有高旋流数的高效旋流的同时，以所述方法还实现了还原剂的迅速蒸发以及与废气的迅速混合，由此还加快了尿素的水解速度和/或热解速度。由此，所述混合路段甚至可以构成得比已知的废气系统中更短，这对于第二废气管道元件的长度是有利的并且因此也对整个废气系统产生了有利影响。

优选的是，流入开口紧邻溢流管的封闭端部，即(沿纵向方向看)不现其间隔开或仅在非常小的范围内与其间隔开。当然，流入开口与所述封闭端部也可以具有小的间距(相对于其纵向尺寸)。

溢流管突出到出口中，从而使流入开口完全布置在第一废气管路元件中。这里，溢流管尽可能短地构成，这样其也就不会过多地进一步突出到第一废气管路元件中，因此它与流入开口的纵向尺寸相当。由此还得出了，溢流管的封闭端部与流入开口的距离(沿纵向方向所测量的)设计得尽可能小，以便使溢流管的突出到第一废气管路元件中的长度不会不必要地扩张并且避免废气流动的盲区。