[发明专利]排气设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的排气设备，该排气设备尤其可以布置在机动车中。本发明还涉及一种运行这种排气设备的方法。

背景技术

排气设备通常包括排气管路，该排气管路具有至少一个排气管，该排气管的管壁以内侧限定出用于引导废气流的排气路径。排气管路开始于通常具有排气弯管或者排气总管的内燃机缸体并且终止于具有至少一个端管的附近。在排气管路中通常安装了多个废气后处理装置例如催化器和微粒过滤器。此外，排气管路通常包括至少一个消声器。为了使各个零件相互连接起来，因此排气管路包括上面提到的排气管。用于测量废气流和/或排气设备的参数的传感器以及用于把反应物、尤其还原剂或者氧化剂或者类似物加入到废气流中的喷射器可以安装在排气管路的排气管的区域内。

从排气弯管直到端管，在废气设备进行运行时，在排气管路内存在不同的温度。在这种情况下，在较冷的区域内存在在排气管路内部形成冷凝和形成沉积物的危险。例如由燃烧残留物例如碳黑、水和碳氢化合物所构成的薄膜可以积聚在管壁的内侧上。如果例如与SCR系统相连接，其中SCR表示选择性催化还原，把含水多的尿素溶液作为还原剂加入到废气流中，那么还存在形成尿素结晶的危险。废气管路内的杂质例如可以妨碍废气流的流动引导。此外，这些杂质可能形成增加的腐蚀相关管壁的危险。尤其在冷起动时以及在短途运行时，形成冷凝和形成沉积物的这种危险尤其大，因为一方面相关管壁仍然处于比较低的温度水平上，并且因为另一方面需要相对较高的温度来重新减少该沉积物。

为了克服这个问题，原则上可能的是，更加强烈地加热该废气流，因此也可以使排气管路全部快速地到达更高的温度水平。在这种情况下可以使用可电加热的催化净化器，该净化器通常称为EKAT。但是，这种EKAT需要相对较多的电能，以相应地加热相对较大的废气流量。在这种情况下，当相应电线路一定得通过通常是金属的管壁引导时，在较大电流相对于排气管路的金属零件进行电绝缘方面的问题。

发明内容

本发明致力于该问题，从而为上述那种排气设备或者相关的运行方法提出一种改进型实施方式，该实施方式尤其其特征在于，减小了形成非期望的冷凝和/或沉积物的危险，其中还减小了为此所需要的能量需求。

根据本发明，这个问题通过一种用于内燃机的排气设备来解决，该排气设备具有：排气管路，该排气管路具有至少一个排气管，该排气管的管壁以内侧限定出用于引导废气流的排气路径，至少一个电加热装置，用于加热排气管的至少一个纵向段；该加热装置具有至少一个加热螺旋管，所述加热螺旋管在相应的所述纵向段内在管壁外侧上多次缠绕排气管；相应的加热螺旋管具有由电阻加热材料制成的电导体；其中在导体和管壁的外侧之间布置电绝缘体；加热装置具有热绝缘的外壳，该外壳至少在相应的加热螺旋管的区域内包封排气管；这种加热装置布置在反应物供给装置的区域内，该反应物供给装置包括所述排气管；相应的加热装置布置在混合器的区域内，该混合器在喷射器下游布置在排气管中，该喷射器用于将反应物加入到废气流中；混合器具有圆柱形管体，从该管体伸出多个导向叶片，并且该管体贴靠在管壁的内侧上；加热螺旋管在管体的区域内与在管体外部相比具有较大的线圈密度。另外，这个问题还通过一种用于运行内燃机的按照本发明的排气设备的方法来解决，排气设备具有排气管路，该排气管路具有至少一个排气管，该排气管的管壁以内侧限定出用于引导废气流的排气路径；排气设备具有至少一个电加热装置，用于加热排气管的至少一个纵向段；该加热装置具有至少一个加热螺旋管，所述加热螺旋管在相应的所述纵向段内在管壁外侧上多次缠绕排气管；如此地控制和/或调节相应的加热螺旋管的通电，使得排气管中的至少一个区域被加热到超过相应的液体的蒸发温度，该至少一个区域遭受在废气流中所夹带的蒸发液体的冷凝危险或者加入到废气流中的液体的沉积危险。

本发明基于共同的想法，即借助外部的、即布置在相应管壁外侧上的电加热装置来加热排气管的至少一个区域，该至少一个区域受到冷凝危险或者沉积危险。在借助EKAT来进行废气流的传统加热一般会加热位于EKAT下游处的所有排气设备时，但是根据这个建议，排气设备仅被局部加热，即在相应的实际涉及冷凝危险或者沉积危险的区域内进行加热。因此，所需要的电能明显较小，以减小了形成不良冷凝和沉积的危险。此外规定，加热装置布置在这样的管壁的外侧上，该管壁的内侧限定出用于引导废气流的排气路径。通过加热外侧，经过一般是金属的管壁来几乎没有损失地也加热管壁的内侧，从而在这里防止形成冷凝或者沉积。此外，有利的是，尽管是电加热装置，却无需通过穿过管壁的电线，因此即使在电流较大时也可以相对方便地控制电绝缘。