CN107980078A - 用于汽车的内燃机的废气后处理装置 - Google Patents

用于汽车的内燃机的废气后处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的内燃机的废气后处理装置，具有：至少一个废气导引元件(10)，其具有至少一个可被所述内燃机的废气流过的废气通道(12)；计量装置(16)，借助于所述计量装置可在至少一个输入部位(18)将用于对所述废气进行脱氮的还原剂引入所述废气通道(12)；以及布置于所述废气通道(12)中的第一分流元件(28)，借助于所述第一分流元件将所述废气通道(12)分成可被所述废气的第一分流流过的第一分通道(30)以及可被所述废气的第二分流流过且布置有所述输入部位(18)的第二分通道(32)，其中所述第一分流元件(28)具有可被所述第二分流流过且沿所述第二分流的流动方向变宽的通道区域(38)，其中在所述第二分通道(32)中布置有第二分流元件(46)，通过所述第二分流元件，所述第二分通道(32)被分成可被所述废气的第一子流流过的第一子通道(48)、可被所述废气的第二子流(84)流过且布置有所述输入部位(18)的第二子通道(50)以及可被所述废气的第三子流(86)流过且布置于所述第一子通道(48)与所述第二子通道(50)之间的第三子通道(52)，其中所述第二分流元件(46)具有可被所述第二子流和第三子流(84，86)流过且沿所述第二子流和第三子流(84，86)的流动方向变宽的第二通道区域(54)。

Description

用于汽车的内燃机的废气后处理装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于汽车(机动车)的内燃机的废气(排气)后处理装置。
背景技术
这种用于汽车的内燃机的废气后处理装置参阅US 2010/0005791A1。废气后处理装置包括至少一个废气导引元件，其具有至少一个可被内燃机的废气流过的废气通道。因此，废气导引元件用于导引废气。
此外，废气后处理装置还包括计量装置，借助于该计量装置可在至少一个输入部位上将用于对废气进行脱氮的还原剂引入废气通道。此外还设有布置在废气通道中的分流元件，借助于该分流元件，废气通道被分成第一分通道和第二分通道。
第一分通道可被废气的第一分流流过，其中第二分通道可被废气的第二分流流过。换言之，废气或废气的总流借助于分流元件分成第一分流和第二分流，其中第一分流流过相对应的第一分通道，并且第二分流流过相对应的第二分通道。在此情形下，分流元件具有可被第二分流流过且沿第二分流的流动方向变宽的通道区域，使得分流元件至少在部分区域中构造成锥体。
此外，DE 10 2009 053 950 A1也公开一种用于对内燃机的排气设备中的废气进行后处理的装置。该案同样设置了用于输入还原剂的计量装置。
最后，WO 2012/047159 A1公开一种废气后处理装置，其具有可被废气流过的废气导引元件以及可用于向废气导引元件中引入还原剂的计量装置。
还原剂用于对废气进行脱氮。对此应当理解为，例如构造为柴油发动机的内燃机的废气可能含有氮氧化物(NOx)，借助还原剂至少部分地去除或清除这种氮氧化物。在此情形下，氮氧化物例如能够与来自还原剂的氨(NH3)反应生成氮和水。这种反应例如在选择性催化还原(SCR)的情况下进行，特别是在可被混有还原剂的废气流过的SCR催化转换器中进行，该SCR催化转换器可以是废气后处理装置的组成部分。
通常情况下，该还原剂是水溶液，特别是尿素水溶液，其例如借助于计量装置而被引入、特别是喷入废气通道。事实表明，特别是在废气后处理装置或废气导引元件内，可能出现沉积，特别是尿素沉积。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是，这样进一步改进本文开篇所述类型的废气后处理装置，使得可避免还原剂的过度沉积。
所述目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的废气后处理装置来实现。本发明的有利技术方案和有益改进方案参阅其它权利要求。
为了这样进一步改进权利要求1的前序部分中所述类型的废气后处理装置，使得可避免还原剂的过度沉积，即特别是过度的尿素沉积，根据本发明提出，在所述第二分通道中布置有第二分流元件。通过所述第二分流元件，所述第二分通道被分隔或划分成第一子通道、第二子通道和第三子通道。在此情形下，所述第一子通道可被所述废气的第一子流流过，其中所述第二子通道可被所述废气的第二子流流过。此外，所述第三子通道可被所述废气的第三子流流过。在此情形下，所述的子流是第二分流的相应的进一步的分流，因而该第二分流包括这些子流。换言之，流过第二分通道的第二分流借助于所述第二分流元件划分成这些子流，使得废气或废气的总流不仅借助于所述第一分流元件划分成第一分流和第二分流，而且还借助于所述第二分流元件进一步划分成这些子流。
在此情形下，所述第二分流元件具有可被第二子流和第三子流流过且沿第二子流和第三子流的流动方向变宽的通道区域。
优选地，所述还原剂能够借助于计量装置以形成锥角为至少20度，特别优选为至少25度的喷射锥的方式被引入所述废气通道，其中所述分流元件被完全或可靠地布置于所述喷射锥之外。对此应当理解为，当将喷射锥引入或喷入废气通道中时，喷射锥刚好不接触分流元件。换言之，所述分流元件中的任何一个均不布置于也被称为喷雾锥的实际的喷射锥内，这样喷射锥就不会与分流元件碰撞。
借助于所述分流元件，废气或其流被划分多次，直到其到达所述计量装置，特别是到达其喷嘴，即输入部位。被引导到喷嘴并优选关于喷雾轴线对称的分流和/或子流的任务或目的尤其在于：对计量进来的还原剂，即其喷雾进行支撑，并且可靠地将其从喷嘴附近区域输送出来，避免在该处出现沉积。其余的分流和/或子流负责喷雾在远离喷嘴区域中的壁部上大面积分布，以将壁部上的表面负荷及冷却保持在低水平。由于喷嘴附近的构件、尤其是分流元件未被施加喷雾，这样就能将沉积风险保持在低水平。在否则相同的操作条件下，与传统的废气后处理装置相比，计量速率由此可显著提高。
这样就产生了以下优点：喷嘴附近和远离喷嘴的区域中的沉积可保持在低水平或得到避免，并且在可能施加有还原剂的壁部上可实现小的至少大体均匀的表面负荷。由此能够将冷却保持在低水平，从而计量进来的还原剂可极佳蒸发。特别是能够实现还原剂的极高计量量。此外能够将排气背压保持在低水平，从而可实现极小的燃料消耗。
尤其是优选提出，所述喷射锥的锥角优选为20度以上。事实表明，特别有利地，所述锥角处于从25度(含)到120度(含)的范围内。例如，构造成内置组件或内置元件的分流元件的相应轮廓、尤其是内周侧的轮廓紧贴也被称为喷雾锥角的锥角，从而可将结构空间需求保持在低水平。
所述计量装置，尤其是其可能设有的用来将喷射锥引入废气通道的喷嘴通常基于喷射锥的标称锥角来设计。在第一种应用中，所述喷射锥的标称锥角例如为40度，其中在第二种应用中，标称锥角例如为60度。由此，由于用来检测锥角的测量方法的公差，以及所述计量装置，尤其是喷嘴的构件公差，在第一种应用中，所述喷射锥的实际锥角为30至50度，且在所述第二种应用中，实际锥角为50至70度。换言之，所述锥角的公差通常为+/-10度。在标称锥角为60度的第二种应用中，例如锥角除+10度的公差之外对于实际锥角被确定再加+20度，因而总计到90度，故前述内置组件紧贴这一90度锥角。因此，能够额外确保内置组件不被喷射锥或喷射锥的喷雾液滴撞上。由此，通过考虑前述公差，能够实现内置组件与喷射锥的足够距离，这尤其意味着，内置组件可靠地不被喷射锥撞上。
由于所述第一通道区域扩宽，所述第一分流元件或第一通道区域被构造为锥体。在此情形下，所述第二分流元件或第二通道区域同样被构造为锥体。由于不仅使用第一分流元件，而且特别还使用第二分流元件，在废气到达输入部位，并例如进而到达设于输入部位上的、用于将还原剂引入废气导引元件中的喷嘴前，能够将废气的总流多次划分。被引导到喷嘴的子流的任务尤其在于支撑还原剂。所述喷射锥也被称为喷束锥或简称为喷束或喷雾，故还原剂以构成至少大体呈锥形的喷束或喷雾(其形成所述喷射锥)的方式被引入废气导引元件。在此情形下，子流的任务尤其在于支撑喷雾并且可靠地将其从喷嘴附近区域输送出来，以便避免在该处出现还原剂的沉积。其余子流和第一分流负责喷雾或还原剂在远离喷嘴区域中的壁区上大面积分布，以便在那里将废气导引元件的所谓表面负荷及冷却至少保持在低水平。藉此将还原剂的沉积风险保持在极低水平。
因此，在根据本发明的废气后处理装置中，在否则相同的操作条件下，与常见的废气后处理装置相比能够实现极高的计量速率，即将极大量的还原剂引入废气导引元件，而不会出现过度沉积。亦即，通过采用第二分流元件，尽管计量速率特别高且温度较低，仍能实现特别有利的尿素处理，而不会形成或仅形成极少的沉积。特定言之，在此情形下既能在靠近喷嘴的区域内，也能在远离喷嘴的区域内避免出现沉积。由于视需要施加有还原剂的壁区的表面负荷可保持在低水平，这些壁区的冷却可保持在低水平。由此实现所引入量的还原剂特别有利地蒸发。
通过可借助第二分流元件实现的对例如为尿素水溶液的还原剂的有利处理，还能够引入极大量的还原剂，从而对废气进行特别有效的脱氮。特定言之，直到进入SCR催化转换器，能够实现特别有利地将从还原剂释放的氨充分混匀，由此能够在SCR催化转换器中表现出特别高的转化率(SCR：选择性催化还原)。另一优势在于，尽管采用第二分流元件，仍特别是可通过其特殊设计将排气背压保持在低水平，故本发明的废气后处理装置实现内燃机的特别高效以及低燃料消耗的工作。因此，使用第二分流元件至少近乎不影响燃料消耗。
在本发明的一种有利实施方式中，所述废气通道的至少一个可被所述废气流过的部分呈涡形延伸。这表示，废气通道的至少一部分，尤其是分通道中的至少一个和/或子通道中的至少一个具有螺旋或涡卷的形状，故至少该部分沿其方向或沿废气流过涡形部分的方向变细。因此，就将喷射锥引入、尤其是喷入废气通道的状态而言，废气通道的至少该部分沿喷射锥的周向在其圆周上呈涡卷形或螺旋形延伸。
此外可考虑，所述分流元件中的至少一个，尤其是所述第一分流元件在其内侧具有扩散器的轮廓。
在本发明的另一有利实施方式中，所述第二通道区域至少部分地布置于所述第一通道区域中。换言之例如提出，第二通道区域至少部分地伸入第一通道区域中。由此能够实现废气的特别有利的流动分布和流动导引，从而沉积风险可保持特别低。
事实表明，特别有利地，所述还原剂能够沿喷射方向被引入、尤其是喷入所述第二通道，其中所述通道区域分别沿喷射方向变宽。换言之，喷射方向与通道区域变宽所沿的方向重合。这表示，所述通道区域具有相应的通过方向，废气可沿该通过方向流过这些通道区域。在此情形下，各通过方向均与喷射方向重合。由于还原剂的喷束或喷雾例如至少部分地进入这些通道区域，沉积风险能够保持特别低。
另一实施方式的特征在于，所述还原剂能够以形成喷射锥(喷束或喷雾)的方式沿着与所述喷射方向重合的假想直线被引入所述第二分通道，其中所述通道区域均与所述直线同轴布置。换言之优选提出，所述直线与通道区域的各个中轴线重合。这样就能避免在壁区上发生还原剂的过度沉积。
由于喷束或喷雾至少大体呈锥形或截锥形，优选提出，所述假想直线与锥或截锥的中轴线重合，即与喷束锥的中轴线重合。
在本发明的一种特别有利的实施方式中，所述第一分通道由第一分流元件的第一表面区域和废气导引元件的内侧的面向该第一表面区域的第一部分界定，其中所述第二分通道由第一分流元件的背向第一表面区域的第二表面区域和废气导引元件的内侧的面向该第二表面区域的第二部分界定。由此能够实现特别有利的流动分布，这样就能可靠地避免还原剂的过度沉积。此外，能够实现废气的特别有利的流动导引，这样就能将废气后处理装置中的排气背压保持在低水平。
为实现特别有利的流动导引和流动分布，在本发明的另一实施方式中提出，所述第一子通道由第一分流元件的第二表面区域的第三部分和第二分流元件的面向该第三部分的第三表面区域界定，其中所述第三子通道由第二分流元件的背向第三表面区域的第四表面区域和第二分流元件的面向该第四表面区域的第五表面区域限定。
此外事实表明，特别有利地，所述第二子通道由第二分流元件的背向第五表面区域的第六表面区域和废气导引元件的内侧的第二部分的面向该第六表面区域的分区界定。由此能够实现特别有利的流动导引和流动分布，这样就能避免过度沉积。
另一实施方式的特征在于，所述第三子通道配有用于引导所述废气的直引导元件。直引导元件例如是直叶片，其至少大体呈平坦、扁平或平面构造，由此在喷嘴上实现至少大体对称的入流。
为在喷嘴上实现特别对称的入流，例如可使用尤其是呈板形式的至少大体垂直的引导元件。
在本发明的另一有利实施方式中，设有弯曲引导元件，其用于使得所述废气的至少一部分形成至少大体呈涡旋状的流动。借助于例如呈弯曲叶片构造的弯曲引导元件，能够使废气的至少一部分形成涡旋状流动，这样就能实现有利的废气涡流。基于此涡流，废气能够极佳地与还原剂充分混匀，这样就能实现极佳的还原剂处理。由此能够避免过度沉积。
在此，事实表明，特别有利地，所述弯曲引导元件被布置于第二分通道中。由此，能够在第二通道区域内，即在内部的第二锥体中实现涡旋流动。其目的在于，尽管内部锥体的张角大，仍避免内部锥体中出现分离或流体分离。
在本发明的另一实施方案中提出，所述分流元件中的至少一个，尤其是第一分流元件在其内侧具有扩散器的轮廓，其具有沿相应的分流或子流的流动方向变细的第一纵向区域以及沿流动方向与第一纵向区域相连并变宽的第二纵向区域。
附图说明
下面结合对优选实施例的描述并参照附图对本发明的更多优点、特征和细节予以说明。说明书中的上述特征和特征组合，以及下文在附图说明中述及和/或在附图中单独揭示的特征和特征组合不仅可按分别给出的组合应用，亦可以其他组合或单独应用，而不脱离本发明范围。其中：
图1示出根据第一实施方式的用于汽车的内燃机的废气后处理装置的示意性剖视图，该废气后处理装置具有废气导引元件，其具有至少一个可被内燃机的废气流过的废气通道，在该废气通道中布置有用于废气分流的第一分流元件和第二分流元件；
图2局部示出废气后处理装置的另一示意性剖视图；
图3局部示出废气后处理装置的另一示意性剖视图；
图4局部示出废气后处理装置的示意性透视后视图；
图5示出废气后处理装置沿图4中所示剖切线A-A的示意性剖视图；
图6示出废气后处理装置的在图5中以B表示的区域的放大图；
图7a至图7e分别局部示出废气后处理装置的示意性剖视图，用于阐明分流元件的功能；
图8示出废气后处理装置的示意性剖视图；
图9局部示出根据第二实施方式的废气后处理装置的示意性剖视图；以及
图10局部示出根据第三实施方式的废气后处理装置的示意性透视图。
具体实施方式
附图中相同或功能相同的元件用同一附图标记表示。
图1示出根据第一实施方式的用于汽车的内燃机的废气后处理装置的示意性剖视图。所述内燃机例如被构造成柴油发动机并且用于驱动汽车。所述废气后处理装置包括至少一个废气导引元件10，其具有至少一个可被内燃机的废气流过并且整体以12表示的废气通道。废气通道12伸入废气导引元件10的混合管14中，其中混合管14特别是用于将废气与还原剂混合。
所述废气后处理装置还包括在图1中特别示意性示出的计量装置16，其用于在至少一个输入部位18将还原剂引入，尤其是喷入废气通道12。还原剂用于对废气进行脱氮。这表示，借助还原剂将废气中所含的氮氧化物(NOx)至少部分地从废气中去除。还原剂例如是尿素水溶液，在被引入废气通道12之后，在废气通道12中从所述尿素水溶液释放氨(NH3)。废气中所含的氮氧化物会与氨在选择性催化还原(SCR)情况下反应生成氮和水。
参照图8可以看出，在输入部位18的上游布置有可被废气流过的颗粒过滤器20。由于内燃机在此被构造成柴油发动机，故颗粒过滤器20是柴油颗粒过滤器(DPF)。颗粒过滤器20上连接收集室22，其中能够收集废气。废气于是能够从收集室22流入混合管14，下文将对此进行详述。颗粒过滤器20用于从废气中滤除颗粒，尤其是碳黑颗粒。
在输入部位18的下游，尤其是在混合管14的下游例如布置有废气后处理装置的至少一个SCR催化转换器。借助于可被废气及计量到或引入到废气中的还原剂流过的SCR催化转换器，引发或支持选择性催化还原。
如图1所示，还原剂以形成喷射锥24的方式被引入废气通道12，其中喷射锥24也被称为喷束或喷雾，所述喷束或喷雾至少大体呈锥形或截锥形。故喷射锥24具有锥形形状或者是锥形形状，所述锥形形状的中轴线在图1中用26表示。中轴线26是与还原剂借助于计量装置16在输入部位18引入且尤其是喷入废气通道12的喷射方向重合的假想直线。这表示，喷射锥24沿该喷射方向并因而沿中轴线26背离计量装置16扩展。
现在，在废气通道12中布置有第一分流元件28，借助于该第一分流元件，废气通道12被分隔或划分成第一分通道30和第二分通道32。在此情形下，第一分通道30可被废气的由方向箭头34所示的第一分流流过。第二分通道32可被废气的由方向箭头36所示的第二分流流过。这表示，所述废气，尤其是废气的总流借助于第一分流元件28划分成第一分流和第二分流。在此情形下，第一分流元件28具有沿第二分流的流动方向变宽的通道区域38，该通道区域因而为第一锥体。
在此情形下，第一锥体(第一通道区域38)与中轴线26同轴布置，这样第一锥体的中轴线就与中轴线26重合。在第一通道区域38的上游，第一分流元件28具有至少大体竖直于或垂直于中轴线26延伸的壁区40。分流元件28例如由板构成。由于壁区40被布置于第一通道区域38的上游，因此总流首先借助于壁区40划分。在此情形下，第一分通道30被布置于分流元件28的第一侧42上，其中第二分通道32被布置于第一分流元件28的背向第一侧42的第二侧44上。
在输入部位18的区域内，计量装置16例如具有喷嘴，借助于该喷嘴，还原剂以形成喷射锥24的方式被喷入废气通道12。在此情形下，至少大体垂直且例如由板构成的壁区40能够特别是在喷嘴或输入部位18上实现至少大体对称的入流。
现在，为了即便在计量速率高的情况下，即在引入废气通道12的还原剂量大的情况下，也将还原剂的沉积风险保持在低水平或避免过度沉积，在第二分通道32中布置有第二分流元件46，其例如可由金属材料或板构成。通过第二分流元件46对废气，尤其是对第二分流进行进一步分流，这样就能实现特别有利的还原剂处理，下文将对此进行详述。基于此处理，能够极佳地将还原剂与废气混合，这样便能将还原剂在废气导引装置内部的沉积至少保持在低水平。
通过第二分流元件46，第二分通道32被划分成第一子通道48、第二子通道50以及布置于第一子通道48与第二子通道50之间的第三子通道52。故子通道48、50和52是第二分通道32的进一步的分通道，其中第一子通道48可被废气的第一子流流过，第二子通道50可被第二子流流过，且第三子通道52可被第三子流流过。这表示，废气的第二分流借助于第二分流元件46被进一步划分成三个子流，由此沉积风险能够保持极低。在此情形下，第二分流元件46具有可被第二子流和第三子流流过并且沿第二子流和第三子流的流动方向变宽的第二通道区域54，其因而为第二锥体。
由方向箭头56表示第一子流，其中由方向箭头58表示第二子流。此外，由方向箭头60表示第三子流。由方向箭头34所示的第一分流特别是用于保护喷雾(喷射锥24)免受主流影响。由方向箭头56所示的第一子流特别是用于避免喷雾触及外部的第一锥体(第一通道区域38)。由方向箭头58所示的第二子流用于提高喷雾的冲量并且将喷雾输送出来到混合管14中。最后，由方向箭头60所示的第三子流用于避免喷雾触及内部的第二锥体(第二通道区域54)并且提高喷雾(喷射锥24)的冲量。
为将沉积风险保持在极低水平，如图1所示，内部的第二锥体至少部分地被布置于外部的第一锥体中。内部锥体的一个分区在此伸入外部锥体。在此情形下，输入部位18被布置于第二分通道32中，且在此被布置于第二子通道50中，其中喷雾穿过内部锥体，直至到达外部锥体中。
此外，由图1所示，通道区域54的中轴线也与中轴线26重合，这样通道区域38和54就彼此同轴并与中轴线26同轴布置。在此情形下，同第一通道区域38一样，第二通道区域54沿喷雾(喷射锥24)的喷射方向，进而沿中轴线26背离计量装置16变宽。
第一分通道30由第一分流元件28的第一表面区域62和废气导引元件10的界定废气通道12的内侧66的面向第一表面区域62的第一部分64界定。第二分通道32由第一分流元件28的背向第一表面区域62的第二表面区域68和废气导引元件10的内侧66的面向第二表面区域68的第二部分70界定。
第一子通道48由第一分流元件28的第二表面区域68的第三部分72和第二分流元件46的面向第三部分72的第三表面区域74界定。第三子通道52由第二分流元件46的背向第三表面区域74的第四表面区域76和第二分流元件46的面向第四表面区域76的第五表面区域78界定。
此外，第二子通道50由第二分流元件46的背向第五表面区域78的第六表面区域80和废气导引元件10的内侧66的第二部分70的面向第六表面区域80的分区界定。
在图2中示出通过废气导引元件10的总质量流量的百分比划分。由方向箭头34所示的第一分流占总质量流量的比例为至少55％且至多75％。由方向箭头36所示的第二分流占总质量流量，尤其是占总废气质量流量的比例为至少25％且至多45％。图2中由方向箭头56表示第一子流。第一子流占总质量流量的比例为至少22％且至多40％。在图2中由方向箭头82所示的通过内部第二锥体的流占总质量流量的比例例如为至少2.5％且至多7.5％。
在图2中以84表示第二子流，其中第二子流84占总质量流量的比例为至少0％且至多2％。在图2中以86表示第三子流，其中第三子流86占总质量流量的比例为至少3％且至多6.5％。
图3局部示出废气后处理装置的示意性剖视图，其中在图3中示出剖切线A-A。从图3至图5可以特别清楚看出至少大体垂直的壁区40，故形成至少大体垂直的板，以在喷嘴上实现对称的入流。图6示出图5中以B表示的区域的放大图。从图4至图6可以看出，在第三子通道52中配有直叶片88形式的直引导元件，通过所述直引导元件可在喷嘴上实现至少大体对称的入流。另外，设有弯曲叶片90形式的弯曲引导元件，其中这些弯曲引导元件例如被分配给第二分通道32，尤其是第三子通道52，以便由此在内部的第二锥体内实现废气的涡旋流动或至少大体呈涡旋状的流动。其目的在于，尽管内部的第二锥体的张角较大，也能避免内部的第二锥体中出现流体分离。
在图8中，在区域C内示出废气的这种至少大体呈涡旋状的流动。这种涡旋状流动至少大体呈螺旋形或螺线形围绕一纵轴线延伸，该纵轴线与废气流过混合管14的主流方向重合。
此外，在图8中示出区域D，在该区域中废气被划分。在区域E中对废气进行导流，所述导流特别是通过第二分流元件46来实现。由此，能够在喷嘴上产生分流，用以支撑喷雾，并将其从喷嘴附近区域输送出来，而不润湿壁部。主流能够进入混合管14，其中该主流可以形成涡旋，以实现大面积润湿。由此能够防止在内侧66上形成小的表面负荷，这样就能避免过度的温降。因此可将还原剂蒸发，从而可避免过度沉积。
因此，喷嘴附近的第二分流元件46特别是用于实现喷嘴附近的分流，特别是以第二子流的形式实现，以便冲洗喷嘴本身并提高喷雾冲量，借此将还原剂或其液滴朝向混合管14的方向输送。在此可进行未绘示的进一步分流。第一子流和/或第三子流用于围绕喷雾(喷射锥24)形成护罩，以免外部的第一锥体被润湿。优选应避免两个锥体的相应内壁上出现流体分离，其中力求平行于相应内壁贴靠流动。这样便能将液滴输送走并且避免润湿壁部。此外能够增大到壁部的热输入，以在润湿的情况下确保还原剂的蒸发。
图7a至图7e分别示出废气后处理装置的剖视图，用于阐明相应的功能。图7a示出在不设任何分流元件和引导元件情况下的废气流。在图7a中由方向箭头91表示废气流，其中方向箭头92表示还原剂流。在图7b中，设有壁区40，其能够对废气或其流动进行划分，其中在图7b中由方向箭头91表示废气流。
图7c示出具有外部第一锥体(第一分流元件28)的废气后处理装置，其中所述外部锥体对喷雾进行保护，以免其受废气流影响。
在图7d中示出内部锥体(第二分流元件46)的功能。所述内部锥体对喷雾进行保护，以免其受侧向支撑流体影响。此外，从图7e可以看出，所述内部锥体对流动进行导引，以自后方支持喷雾(喷射锥24)。
图9局部示出废气后处理装置的第二实施方式的示意性剖视图。从图9可以看出，借助于废气管94将废气输送至分流元件28和46，其中在图9中，由箭头96表示通过废气管94的废气流。如在图9中由方向箭头34和36所示，由箭头96所示的废气流借助于分流元件28划分成由方向箭头34所示的第一分流和由方向箭头36所示的第二分流。
此外，从图9可以特别清楚地看出，其锥角在图9中以α表示的喷射锥24被引入或喷入废气通道10，尤其是第三子通道52。为此，也被称为计量模块的计量装置16例如具有喷嘴，其用于将喷射锥24引入，尤其是喷入废气通道10。
现在，为实现特别有利的充分混匀，在所述废气后处理装置中提出，分流元件28和46被完全布置于喷射锥24之外，其中锥角α为至少25度，优选为大于25度。锥角α特别是处于从25度(含)到120度(含)的范围内。
由于分流元件28和46被布置于废气通道10中，故分流元件28和46被构造为内置组件。在此情形下，如此选择内置组件的几何尺寸，使得分流元件28和46中的任何一个均不位于实际的喷射锥24内，因而不会与喷射锥24碰撞。实际的喷射锥24应理解为实际借助计量装置16被引入或喷入废气通道10的喷射锥。
在图9中，以x1、x2、x3、x4、y1、y2、y3和y4表示内置组件的尺寸，其中这些尺寸与锥角α的关系式如下：
y1/x1>tan(α/2)
y2/x2>tan(α/2)
y3/x3>tan(α/2)
y4/x4>tan(α/2)
为了第二实施方式中的分流元件46不伸入喷射锥24，第二实施方式中的分流元件46与第一实施方式相比在轴向方向上，特别是朝向计量装置16缩短。此外，例如在第一实施方式中提出，第二分流元件46或第三子通道52特别是在废气通过第三子通道52的流动方向上至少大体构造成锥形或截锥形，并且在此沿废气的流动方向变宽。但在第二实施方式中，特别是关于中轴线26，分流元件46或第三子通道52至少大体构造成圆柱形。
此外，在第二实施方式中，可选地提供借助于分路元件98实现的进一步分流。分路元件98例如被构造为管，其例如至少部分地被布置于混合管14或废气通道12中。由此例如提供“管中管”式解决方案。通过分路元件98，废气的由方向箭头34所示的第一分流划分成由箭头100所示的第四子流和由箭头102所示的第五子流。第四子流在分路元件98的内侧流动，因而沿分路元件98的背向混合管14的内侧流动，其中第五子流在分路元件98的外侧流动，因而沿分路元件98的面向混合管14的外侧流动。由于分路元件98与混合管14间隔一定距离，故混合管14与分路元件98形成被第五子流流过的环状间隙104。环状间隙104在其径向朝内的方向上由分路元件98的外周壳面99界定，并且在该环状间隙具有特别是沿径向延伸的、处于从3毫米(含)到20毫米(含)的范围内的伸展度的情况下，此环状间隙特别有效。换言之，所述环状间隙优选具有处于从3毫米(含)到20毫米(含)范围内的宽度。因此，通过借助于分路元件98引起或可引起的第二分流的进一步划分，产生总共五个子流或分流，这样就能实现特别有利的充分混匀。
此外，第一分流元件28在其内侧具有扩散器108的轮廓，其具有沿第二分流的流动方向变细的第一纵向区域110以及沿该流动方向与之相连并变宽的第二纵向区域112。
图10局部示出废气后处理装置或废气后处理元件10的第三实施方式的示意性剖切透视图。在第三实施方式中提出，废气通道12的至少一个可被废气流过的部分呈涡形，进而呈螺旋形或涡卷形延伸。特别是可采用以下方案：分通道30和32中的至少一个和/或子通道48、50和52中的至少一个呈涡形延伸。此外可考虑，通过前述借助于分路元件98引起的划分实现两个另外的子通道，故作为替代或附加方案，这些另外的子通道中的一个至少大体呈涡形，进而呈涡卷形或螺旋形延伸。基于废气通道的至少一部分的这种涡形构型，废气通道的这一涡形部分沿中轴线26的方向变细，因而朝内变细。换言之，在第三实施方式中提出，废气导引元件的至少一部分具有涡形的几何轮廓或形状，因而废气通道12的至少一部分具有涡形的几何轮廓或形状。这种涡形在图10中可以特别清楚地看出并在那里以106表示，其中涡形106例如是第一实施方式中设置的分通道30。
附图标记列表
10 废气导引元件
12 废气通道
14 混合管
16 计量装置
18 输入部位
20 颗粒过滤器
22 收集室
24 喷雾
26 中轴线
28 第一分流元件
30 第一分通道
32 第二分通道
34 方向箭头
36 方向箭头
38 第一通道区域
40 壁区
42 第一侧
44 第二侧
46 第二分流元件
48 第一子通道
50 第二子通道
52 第三子通道
54 第二通道区域
56 方向箭头
58 方向箭头
60 方向箭头
62 第一表面区域
64 第一部分
66 内侧
68 第二表面区域
70 第二部分
72 第三部分
74 第三表面区域
76 第四表面区域
78 第五表面区域
80 第六表面区域
82 方向箭头
84 第二子流
86 第三子流
88 直叶片
90 弯曲叶片
91 方向箭头
92 方向箭头
94 废气管
96 箭头
98 分路元件
100 箭头
102 箭头
104 环状间隙
106 涡形
B 区域
C 区域
D 区域
E 区域

Claims (11)

1.一种用于汽车的内燃机的废气后处理装置，所述废气后处理装置具有：至少一个废气导引元件(10)，其具有至少一个能被所述内燃机的废气流过的废气通道(12)；计量装置(16)，借助于所述计量装置能在至少一个输入部位(18)将用于对所述废气进行脱氮的还原剂引入所述废气通道(12)；以及布置于所述废气通道(12)中的第一分流元件(28)，借助于所述第一分流元件将所述废气通道(12)分成能被所述废气的第一分流流过的第一分通道(30)以及能被所述废气的第二分流流过且布置有所述输入部位(18)的第二分通道(32)，其中所述第一分流元件(28)具有能被所述第二分流流过且沿所述第二分流的流动方向变宽的通道区域(38)，
其特征在于，
在所述第二分通道(32)中布置有第二分流元件(46)，通过所述第二分流元件(46)，所述第二分通道(32)被分成能被所述废气的第一子流流过的第一子通道(48)、能被所述废气的第二子流(84)流过且布置有所述输入部位(18)的第二子通道(50)以及能被所述废气的第三子流(86)流过且布置于所述第一子通道(48)与所述第二子通道(50)之间的第三子通道(52)，其中所述第二分流元件(46)具有能被所述第二子流和第三子流(84，86)流过且沿所述第二子流和第三子流(84，86)的流动方向变宽的第二通道区域(54)。
2.根据权利要求1所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述还原剂能够借助于所述计量装置(16)以形成锥角为至少20度的喷射锥(24)的方式被引入所述废气通道(12)，其中所述分流元件(28，46)被完全布置于所述喷射锥(24)之外。
3.根据权利要求1或2所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述废气通道(12)的至少一个能被所述废气流过的部分呈涡形延伸。
4.根据上述权利要求中任一项所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述还原剂能够沿喷射方向被引入所述第二分通道(32)，其中所述通道区域(38，54)分别沿所述喷射方向变宽。
5.根据权利要求4所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述还原剂能够以形成所述喷射锥(24)的方式沿着与所述喷射方向重合的假想直线(26)被引入所述第二分通道(32)，其中所述通道区域(38，54)均与所述直线(26)同轴布置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述第一分通道(30)由所述第一分流元件(28)的第一表面区域(62)和所述废气导引元件(10)的内侧(66)的面向所述第一表面区域(62)的第一部分(64)界定，其中所述第二分通道(32)由所述第一分流元件(28)的背向所述第一表面区域(62)的第二表面区域(68)和所述废气导引元件(10)的内侧(66)的面向所述第二表面区域(68)的第二部分(70)界定。
7.根据权利要求6所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述第一子通道(48)由所述第一分流元件(28)的第二表面区域(68)的第三部分(72)和所述第二分流元件(46)的面向所述第三部分(72)的第三表面区域(74)界定，其中所述第三子通道(52)由所述第二分流元件(46)的背向所述第三表面区域(74)的第四表面区域(76)和所述第二分流元件(46)的面向所述第四表面区域(76)的第五表面区域(78)界定。
8.根据权利要求7所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述第二子通道(50)由所述第二分流元件(46)的背向所述第五表面区域(78)的第六表面区域(80)和所述废气导引元件(10)的内侧(66)的第二部分(70)的面向所述第六表面区域(80)的分区界定。
9.根据上述权利要求中任一项所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述第三子通道(52)配有用于引导所述废气的直引导元件(88)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的废气后处理装置，
其特征在于，
设有弯曲引导元件(90)，其用于使得所述废气的至少一部分产生涡旋状流动。
11.根据上述权利要求中任一项所述的废气后处理装置，
其特征在于，
所述分流元件(28，46)中的至少一个、尤其是所述第一分流元件(28)在其内侧具有扩散器(108)的轮廓，其具有沿相应分流或子流的流动方向变细的第一纵向区域(110)以及沿流动方向与第一纵向区域相连并变宽的第二纵向区域(112)。
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