DE102014104224A1

DE102014104224A1 - Abgasanlage

Info

Publication number: DE102014104224A1
Application number: DE102014104224.7A
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Stefan Sauer
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Abgasanlage, insbesondere Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, mit einem Abgasstrang (2) zum Führen eines Abgasstroms und einer Einrichtung (3) zum Einbringen eines Fluids, insbesondere eines Wasser-Harnstoff-Gemisches oder eines Kraftstoffes, in den Abgasstrom über eine Öffnung im Abgasstrang (2), wobei zur Verbesserung der Rohrströmung im Abgasstrang (2) vor der Fluideinbringöffnung ein Strömungsteiler (7) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage, insbesondere eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, mit einem Abgasstrang zum Führen eines Abgasstroms und einer Einrichtung zum Einbringen eines Fluids, insbesondere eines Wasser-Harnstoff-Gemisches oder eines Kraftstoffes, in den Abgasstrom über eine Öffnung im Abgasstrang.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Strömung innerhalb eines Abgasstranges mit einer Einrichtung zum Einbringen eines Fluids wie eines Wasser-Harnstoff-Gemisches oder eines Kraftstoffes, insbesondere im Fall eines abgewinkelten Abgasstranges, so zu führen, dass die an die Einbringstelle anschließende Abgasströmung möglichst homogen ist. Dies ist insbesondere bei Abgasanlagen wichtig, bei denen sich im Abgasstrang stromabwärts der Einbringstelle ein querschnittsverengendes Bauteil, beispielsweise ein Mischelement, befindet, das bei inhomogener Anströmung hohe Druckverluste erzeugt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, das Einbringen des Fluids in den Abgasstrom zu optimieren und insbesondere eine gute Vermischung des Abgases und des eingebrachten Fluids zu gewährleisten.
Diese Aufgaben werden bei einer Abgasanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Abgasstrang vor der Fluideinbringöffnung ein Strömungsteller angeordnet ist.
Zur Aufteilung des Abgasstroms wird bevorzugt mindestens ein Leitelement verwendet. Das Leitelement ist bevorzugt an einer Wand des Abgasstrangs befestigt und erstreckt sich insbesondere bis zur Rohrmittelachse. Bei abgewinkeltem oder gekrümmtem Abgasstrom ist das Leitelement bevorzugt auf der kurvenäußeren Seite angebracht. Das Leitelement ist vorzugsweise zur Rohrmittelachse in Strömungsrichtung geneigt, insbesondere um einen Winkel von minus 60° bis plus 70°, vorzugsweise 30°. Des Weiteren befindet sich das Leitelement bevorzugt um einen Rohrradius von der stromabwärts liegenden Einbringachse beabstandet.
Das Leitelement kann am Abgasstrang befestigt werden und mit diesem bündig abschließen. Es ist aber auch möglich, Strömungsöffnungen vorzusehen, insbesondere das Leitelement von der Wand des Abgasstrangs zu beabstanden.
Das Leitelement kann als Dreieckselement und insbesondere aus Blech hergestellt sein. Das Dreieck hat bevorzugt an der von der Hauptströmung angeströmten Seite einen seitlichen Schenkelwinkel, der grundsätzlich von 0 bis 180° reichen kann. Ein bevorzugter Schenkelwinkel beträgt 45°. Die Winkel der beiden Schenkel des Dreiecks können aber auch voneinander verschieden sein, um durch eine asymmetrische Teilung eine möglichst homogene Strömung nach einer Abwinklung oder Krümmung zu erzielen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben:
1 zeigt eine erste Variante mit einem abgewinkelten Abgasstrang,
2 zeigt eine andere Ansicht auf die Variante von 1,
3a bis 3c zeigen verschiedene Varianten eines Strömungsteilers,
4 zeigt eine weitere Variante eines abgewinkelten Abgasstrangs,
5a bis 5d zeigen verschiedene Strömungsteiler und
6 zeigt eine weitere Variante mit einem geraden Abgasstrang.
Der in 1 dargestellte Abgasstrang 2 der patentgemäßen Vorrichtung 1 weist eine Abwinklung auf. Im Bereich der Abwinklung ist ein Injektor 3 zum Einbringen eines Fluids vorgesehen. 4 bezeichnet den Sprühstrahl des eingebrachten Fluids.
An der Einbringstelle ist ein Mischer 5 vorhanden. Dessen Nachlaufgebiet ist mit 6 bezeichnet.
Vor der Einbringstelle ist mit Abstand zum Sprühstrahl 4 ein Leitelement 7 angeordnet, welches den durch Pfeile dargestellten Abgasstrom teilt. Die Form des Leitelements 7 ist in 2 erkennbar. Es handelt sich um eine Dreiecksform mit zwei gleich langen Schenkeln, die jeweils unter einem Winkel von ca. 45° zur Hauptströmungsrichtung verlaufen. Dieser Schenkelwinkel und die Schenkellänge können variiert werden, und zwar auch für beide Schenkel unterschiedlich. Damit kann eine möglichst homogene Abgasströmung stromab der Einbringstelle und insbesondere im Bereich des Mischers 5 erreicht werden.
In den 3a bis 3c sind verschiedene Varianten des Leitelements 7 gezeigt. Demnach können die Schenkel des Leitelements 7 geschwungen ausgebildet sein oder gemeinsam eine Bumerangform bilden oder wie in 3b gerade aneinander anschließen.
Wie in 4 dargestellt, kann an das Leitelement 7 ein weiteres Strömungsleitelement 8 angebracht sein. Damit kann der Strömungsverlauf weiter beeinflusst und optimiert werden.
Das Leitelement 7 kann bündig mit der Rohrwand des Abgasstrangs 2 ausgebildet sein, wie in 5a dargestellt ist. Das Leitelement 7 kann aber wie in 5b gezeigt auch nur teilweise bündig mit der Rohrwand abschließen. Des Weiteren kann das Leitelement 7 über einen Träger 9 mit der Rohrwand verbunden sein, wie dies 5c zeigt. Schließlich kann, wie in 5d gezeigt, im Bereich des Leitelements 7 noch ein Leitkanal 10 mit kleinem Durchmesser angeordnet sein, welcher einen Teilabgasstrom in den Bereich des Sprühkegels 4 leitet.
Alle zuvor gezeigten Varianten können auch bei einem geraden Abgasstrang eingesetzt werden, wie er in 6 dargestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Abgasstrang
3: Injektor
4: Sprühstrahl
5: Mischerelement
6: Nachlaufgebiet
7: Leitelement
8: weiteres Leitelement
9: Haltevorrichtung
10: Leitkanal

Claims

Abgasanlage, insbesondere Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, mit einem Abgasstrang (2) zum Führen eines Abgasstroms und einer Einrichtung (3) zum Einbringen eines Fluids, insbesondere eines Wasser-Harnstoff-Gemisches oder eines Kraftstoffes, in den Abgasstrom über eine Öffnung im Abgasstrang (2), dadurch gekennzeichnet, dass im Abgasstrang (2) vor der Fluideinbringöffnung ein Strömungsteiler (7) angeordnet ist,
Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrang (2) im Einbringbereich abgewinkelt oder gekrümmt ist.
Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einbringstelle ein Mischelement (5) angeordnet ist.
Abgasanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsteiler (7) den Abgasstrom über den Querschnitt unterschiedlich aufteilt.
Abgasanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsteiler (7) als Leitelement ausgebildet ist, welches an einer Wand des Abgasstranges (2) befestigt ist, im Falle eines gekrümmten oder abgewinkelten Abgasstrangs insbesondere an der kurvenäußeren Seite, wobei sich das Leitelement (7) bevorzugt bis ca. zur Rohrmittelachse erstreckt.
Abgasanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement als Winkelstück ausgebildet ist, dessen beide Schenkel zur Rohrmittelachse um einen Winkel zwischen 0° und 180° geneigt sind, wobei die Winkel untereinander auch verschieden groß und die Schenkel verschieden lang sein können.
Abgasanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Strömungsteiler (7) ein weiteres Strömungsleitelement (8) angebracht ist.
Abgasanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Strömungsteilers (7) ein Leitkanal (10) vorgesehen ist, durch welchen ein Teilabgasstrom direkt auf den Sprühstrahl (4) gerichtet werden kann.