DE102020212845A1 - Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung - Google Patents

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Rolf Brück
Peter Hirth
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1, 10, 20, 40) zur Abgasnachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors, mit einem von einem Abgasstrom von einer Einlassseite zu einer Auslassseite entlang einer Strömungsstrecke durchströmbaren Gehäuse (10, 20, 40), wobei zumindest eine der nachfolgenden Abgasnachbehandlungskomponenten (2, 6, 21, 30) innerhalb der Strömungsstrecke in dem Gehäuse (10, 20, 40) angeordnet ist, ein Katalysator, ein Partikelfilter, eine Heizvorrichtung, ein Schalldämpfer, eine Kohlenwasserstofffalle, eine Stickoxidfalle, eine Verdampfungsvorrichtung oder eine Injektionsvorrichtung zur Eindüsung eines Fluids in eine abgasführende Strömungsstrecke, wobei das Gehäuse (10, 20, 40) die räumliche Begrenzung der Strömungsstrecke bildet. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors, mit einem von einem Abgasstrom von einer Einlassseite zu einer Auslassseite entlang einer Strömungsstrecke durchströmbaren Gehäuse, wobei zumindest eine der nachfolgenden Abgasnachbehandlungskomponenten innerhalb der Strömungsstrecke in dem Gehäuse angeordnet ist, ein Katalysator, ein Partikelfilter, eine Heizvorrichtung, ein Schalldämpfer, eine Kohlenwasserstofffalle, eine Stickoxidfalle, eine Verdampfungsvorrichtung oder eine Injektionsvorrichtung zur Eindüsung eines Fluids in eine abgasführende Strömungsstrecke. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung, wie insbesondere Katalysatoren, werden regelmäßig sehr motornah angeordnet, oder in einem tunnelförmigen Bereich am Unterboden des Fahrzeugs verbaut.
  • Nachteilig an den Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung, welche im Stand der Technik bekannt sind, ist insbesondere, dass diese Vorrichtungen nicht optimal an neue Fahrzeuggruppen, wie beispielsweise Hybridfahrzeuge angepasst sind. Neuartige Hybridfahrzeuge weisen insbesondere keine tunnelartige Struktur am Unterboden auf, die vom Verbrennungsmotor unter dem Fahrzeugboden ans Fahrzeugende führt. Aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung der Fahrzeuge wird immer mehr Bauraum für die Unterbringung der Energiespeicher benötigt. Die Bodengruppe der Fahrzeuge weist hierzu einzelne kastenartige Segmente auf, die je nach der geplanten Größe des Energiespeichers mit Batteriezellen bestückt werden. Mit zunehmender Verbreitung solch hochelektrifizierter Fahrzeuge werden die Anforderungen an die noch notwendige Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung immer größer. Vorrangiges Ziel ist es dabei die Abgasnachbehandlung möglichst kompakt darzustellen und möglichst ohne weitere Anpassungen an der Fahrzeugstruktur in das Fahrzeug und insbesondere in die kastenartigen Segmente in der Bodengruppe des Fahrzeugs zu integrieren.
  • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung zu schaffen, welche eine möglichst kompakte Bauform aufweist und die Integration in standardisierte kastenartige Segmente in elektrifizierten Fahrzeugen, insbesondere in Hybridfahrzeugen, zu ermöglichen. Außerdem ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu schaffen.
  • Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung wird durch eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors, mit einem von einem Abgasstrom von einer Einlassseite zu einer Auslassseite entlang einer Strömungsstrecke durchströmbaren Gehäuse, wobei zumindest eine der nachfolgenden Abgasnachbehandlungskomponenten innerhalb der Strömungsstrecke in dem Gehäuse angeordnet ist, ein Katalysator, ein Partikelfilter, eine Heizvorrichtung, ein Schalldämpfer, eine Kohlenwasserstofffalle, eine Stickoxidfalle, eine Verdampfungsvorrichtung oder eine Injektionsvorrichtung zur Eindüsung eines Fluids in eine abgasführende Strömungsstrecke, wobei das Gehäuse die räumliche Begrenzung der Strömungsstrecke bildet.
  • Die Vorrichtung kann beliebig viele, jedoch mindestens eine Komponente zur Abgasnachbehandlung aufweisen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Komponenten zur Abgasnachbehandlung können an die gewünschte Einbausituation angepasst werden und in das Gehäuse integriert werden. Hierzu zählen beispielsweise Dieseloxidationskatalysatoren (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF), Katalysatoren für einen selektive katalytische Reduktion (SCR) beispielsweise einer wässrigen Harnstofflösung, Drei-Wege-Katalysatoren (TWC), Benzinpartikelfilter (GPF), Stickoxidfallen (NSK), oder Adsorber zur Speicherung überschüssiger Stickoxide, beispielsweise beim Fahren mit magerem Gemisch, und/oder von Kohlenwasserstoffen, welche beim Kaltstart oder beim Fahren mit fettem Gemisch gebildet werden.
  • Erfindungsgemäß bildet das Gehäuse die räumliche Begrenzung der Strömungsstrecke aus. Mit der Strömungsstrecke ist insbesondere der jeweilige Strömungsweg gemeint, der von dem Abgas durchströmt wird. Innerhalb der Strömungsstrecke sind die Komponenten zur Abgasnachbehandlung angeordnet, welche bevorzugt durch metallische Wabenkörper mit einer Mehrzahl von durchströmbaren Strömungskanälen gebildet sind.
  • Im Gegensatz zu Systemen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, wird das Abgas nicht mittels einer Rohrleitung von einer Abgasnachbehandlungskomponente zur nächsten geführt. Die Abgasführung findet vollständig durch das Gehäuse der Vorrichtung und die darin angeordneten Komponenten zur Abgasnachbehandlung statt.
  • Das Gehäuse ist hierbei entweder eine gesonderte Komponente oder Teil der Bodengruppe des Fahrzeugs, in welche die Vorrichtung integriert wird. Stark elektrifizierte Fahrzeuge, wie moderne Hybridfahrzeuge, weisen eine Bodengruppe auf, welche vornehmlich die Leistungselektronik und die Energiespeicher aufnimmt. Die Bodengruppe weist hierzu oft eine Sandwichbauweise auf, wobei zwischen dem oberen und dem unterem Sandwichboden kastenartige Bereiche ausgebildet sind. Dadurch weisen die Fahrzeuge ein modulares Design auf, welche entsprechend dem jeweiligen Fahrzeugmodell genutzt werden kann. In einem Fahrzeug ohne Verbrennungsmotor können die kastenartigen Bereiche vollständig mit Leistungselektronik und Batteriezellen belegt werden, während in einem Hybridfahrzeug zumindest einzelne dieser kastenartigen Bereiche zur Aufnahme der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung dienen.
  • Um eine einfache Integration der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung in eine solche Bodengruppe zu ermöglichen, soll die Vorrichtung passend für diese kastenartigen Bereiche ausgebildet sein. Je nach Größe der Vorrichtung können auch mehrere zueinander benachbarte angeordnete kastenartige Bereiche miteinander verbunden sein, um den zur Verfügung stehenden Bauraum zu vergrößern.
  • Die räumliche Begrenzung des kastenartigen Bereichs, der die erfindungsgemäße Vorrichtung aufnimmt, bildet, sofern die Vorrichtung nicht in einem eigenen zusätzlichen Gehäuse angeordnet ist, die räumliche Begrenzung der Strömungsstrecke für das Abgas, also das Gehäuse.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leitung der Abgasströmung innerhalb der Vorrichtung zwischen den Abgasnachbehandlungskomponenten durch das Gehäuse erzielt wird. Die Strömungsleitung wird innerhalb der Vorrichtung insbesondere zwischen den Komponenten durch im Gehäuse angeordnete Leerräume, welche den jeweiligen Einströmquerschnitten und Ausströmquerschnitten der einzelnen Komponenten vor- und nachgelagert sind, gebildet.
  • Durch die Leerräume kann im einfachsten Fall eine Strömungsweiterleitung entlang einer Hauptströmungsrichtung in einer der drei Raumrichtungen erreicht werden. Die Leerräume können jedoch vorteilhaft auch derart ausgestaltet sein, dass die Strömungsweiterleitung entlang mehrere Raumrichtungen stattfindet. Auch ist es vorsehbar, dass eine Aufteilung der Abgasströmung auf mehrere Komponenten durch die Leerräume stattfindet.
  • Hierzu können an den Rändern der Leerräume Umlenkbleche vorgesehen werden, die die Strömungsführung in die nächste Abgaskomponenten erleichtern und somit den Druckverlust reduzieren. Auch eine Aufteilung der Abgasströmung kann über Umlenkbleche erreicht werden.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn die Abgasströmung innerhalb der Vorrichtung dreidimensional stattfindet. Je nach Anordnung der einzelnen Komponenten kann die Hauptströmungsrichtung des Abgases in einer der drei Raumrichtungen, oder in mehreren Raumrichtungen erfolgen. Insbesondere können mehrere Strömungsumlenkungen nacheinander stattfinden.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom durch eine Einströmvorrichtung in das Gehäuse einströmbar ist und durch eine Ausströmvorrichtung aus dem Gehäuse ausströmbar ist. Insbesondere können hier Diffusoren, Düsen, konische Rohre mit runden oder eckigen Querschnitt oder auch Metallflexrohre vorgesehen werden, um das Abgas von dem Verbrennungsmotor in das Gehäuse der Vorrichtung zu führen.
  • Auch ist es zu bevorzugen, wenn zumindest eine elektrische Heizvorrichtung vorgesehen ist, die durch einen elektrisch beheizbaren Wabenkörper gebildet ist. Elektrisch beheizbare Wabenkörper sind im Stand der Technik bekannt. Sie erzeugen unter Ausnutzung des Ohmschen Widerstands Wärme. Solche Wabenkörper können gleichzeitig auch eine weitere Funktion zur Abgasnachbehandlung wahrnehmen. Innerhalb der Vorrichtung können auch mehrere Heizvorrichtungen angeordnet sein, um eine optimierte Aufheizung der Vorrichtung zu gewährleisten.
  • Das Gehäuse an sich und/oder einzelne Komponenten können eine elektrische Isolationsschicht aufweisen, die den zur Beheizung einzelner Komponenten benötigen Strom auf diese Komponenten begrenzt. Insbesondere sollen hier Kurzschlüsse vermieden werden und weiterhin soll der Stromfluss in Bereiche, die vom Menschen berührt werden können, vermieden werden, da insbesondere im Lichte der erhöhten Bordspannungen im Bereich der modernen Hybridfahrzeuge eine erhöhte Gefahr für den Menschen entsteht.
  • Elektrischen Durchführungen zur Kontaktierung der Heizvorrichtungen und Sensoren werden bevorzugt durch Bohrungen in der Gehäusewand geführt. Insbesondere können die elektrischen Durchführungen je nach Einbausituation auch gewinkelt ausgebildet sein.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Abgasnachbehandlungskomponenten durch Wabenkörper gebildet sind, wobei die einzelnen Wabenkörper innerhalb des Gehäuses aufeinander und/oder nebeneinander gestapelt sind.
  • Die einzelnen Wabenkörper können ohne mechanische Verbindung miteinander im Gehäuse angeordnet sein, wobei sie in diesem Fall gegenüber dem Gehäuse verklemmt sind, so dass eine Fixierung innerhalb des Gehäuses erreicht wird. Alternativ können die Wabenkörper mechanisch miteinander verbunden werden. Bevorzugt werden die Wabenkörper miteinander verlötet. Insbesondere können die Wabenkörper an ihren jeweils die äußere Randschicht bildenden Metallfolien miteinander verbunden werden. Regelmäßig ist die äußerste Randschicht der Wabenkörper durch eine Glattlage gebildet, welche strömungsdicht ist.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zwischen den einzelnen Abgasnachbehandlungskomponenten strömungsdichte metallische Platten angeordnet sind.
  • Zusätzliche strömungsdichte Platten, oder dickere Metallfolien sind vorteilhaft, um eine höhere Stabilität der Vorrichtung zu erzeugen. Weiterhin kann der in dem Gehäuse ausgebildete Innenraum durch die Platten weiter unterteilt werden, um einzelne Aufnahmebereiche für die einzelnen Komponenten auszubilden. Die Platten können dabei über die gesamte Breite, Länge und/oder Tiefe des Gehäuses verlaufen, und so auch eine strömungsdichte Unterteilung des Gehäuses erzeugen. Alternativ können die Platten jedoch auch in jeder der Richtungen eine kürzere Erstreckung aufweisen, so dass keine strömungsdichte Abgrenzung erreicht wird,
  • Auch ist es zweckmäßig, wenn das Gehäuse eine quaderförmige Wandung aufweist, wobei innerhalb der Wandung ein ebenfalls quaderförmiges Innenrohr angeordnet ist, wodurch eine rohrförmige Strömungsstrecke mit rechteckigem Querschnitt innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist und eine ringförmige Strömungsstrecke mit rechteckigem Querschnitt, wobei die ringförmige Strömungsstrecke zwischen dem Innenrohr und dem Gehäuse ausgebildet ist.
  • Innerhalb des kastenartigen Bereichs wird somit eine Art Ringkatalysator ausgebildet. Über einen Leerraum, welcher innerhalb des kastenartigen Bereichs ausgebildet ist, wird ein Umlenkbereich ausgebildet, so dass ein Überströmen von der rohrförmigen in die ringförmige Strömungsstrecke ermöglicht wird. Das Innenrohr hat hierzu bevorzugt eine kürzere Erstreckung als das Gehäuse, wobei in diesem Bereich die Umlenkkammer ausgebildet wird.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn innerhalb des Gehäuses zwei parallel durchströmbare Strömungsstrecken ausgebildet sind, wobei jede der Strömungsstrecken zumindest eine Abgasnachbehandlungskomponente aufweist.
  • Insbesondere kann die Strömungsstrecke eine horizontale Aufteilung oder eine vertikale Aufteilung aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Mittel zum Beeinflussen der Abgasströmung vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise eine Klappe, ein verstellbares Leitelement oder ein Ventil sein. Über ein solches Element lässt sich die Abgasströmung auf die ausgebildeten Strömungsstrecken verteilen. So kann ein zeitlich begrenztes Durchströmen einzelner Strömungsstrecken erreicht werden oder auch eine Begrenzung des Abgasvolumenstroms innerhalb eine Strömungsstrecke.
  • Die Aufgabe hinsichtlich des Kraftfahrzeugs wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, wobei die Vorrichtung innerhalb einer Bodengruppe des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Bodengruppe eine Mehrzahl von räumlich voneinander getrennten kastenartigen Bereichen aufweist, wobei die Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung vollständig in einem oder mehreren dieser kastenartigen Bereiche integriert ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist zumindest einen Verbrennungsmotor auf. Dieser kann sowohl als eigene Antriebsquelle genutzt werden als auch als stationärer Generator zur Erzeugung von Strom genutzt werden. Das Fahrzeug weist eine in Sandwichbauweise aufgebaute Bodengruppe auf, wobei die Bodengruppe kastenartige Bereich aufweist, in welche unter anderem die notwendigen Komponenten zum elektrischen Betrieb beziehungsweise zur Abgasnachbehandlung untergebracht werden können.
  • Durch das Integrieren der Komponenten zur Abgasnachbehandlung in einen dieser kastenartigen Bereiche wird ein kompaktes Abgassystem konzipiert. Dadurch kann auf einen Abgastunnel am Unterboden des Fahrzeugs verzichtet werden. Die gesamte Vorrichtung kann thermisch isoliert werden, so dass Wärmeverluste und Kaltstartemissionen vermindert werden. Bei guter Strömungsumlenkung kann der Druckverlust aufgrund des kompakten Aufbaus reduziert werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht einer Cat-Box, wobei mehrere Abgasnachbehandlungskomponenten in Reihe hintereinander angeordnet wurden, wobei die Wabenkörper durch das Gehäuse der Cat-Box gehalten sind und der Abgaseintritt durch einen Diffusor und der Abgasaustritt durch eine Düse gebildet ist,
    • 2 eine schematische Ansicht einer Cat-Box, wobei der durch ein zentrales Rohr ein sogenannter Ringkatalysator ausgebildet ist, mit einer ringförmigen Strömungsstrecke, einer rohrförmigen Strömungsstrecke und einer Umlenkkammer zum Übergang der Abgasströmung aus der ringförmigen Strömungsstrecke in die Rohrförmige Strömungsstrecke, 3 einen Querschnitt durch die Cat-Box der 2,
    • 4 eine schematische Schnittansicht durch eine Cat-Box mit aufeinander gestapelten Abgasnachbehandlungskomponenten, welche entlang einer Raumrichtung versetzt zueinander angeordnet sind und mäanderartig nacheinander durchströmt werden,
    • 5 eine schematische Ansicht einer Abgasnachbehandlungskomponente, wobei die Komponente beheizte und nicht beheizte Bereiche aufweist, welche durch Isolationsmittel voneinander elektrisch beabstandet sind, und
    • 6 eine perspektivische Ansicht einer Cat-Box mit Blick auf die Gaseintrittsseite und die Gasaustrittsseite.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die 1 zeigt eine Schnittansicht einer Cat-Box 1, welche durch mehrere in Reihe geschaltete Komponenten 2 zur Abgasnachbehandlung innerhalb eines Gehäuses 3 gebildet ist. Das Gehäuse 3 kann dabei bevorzugt durch einen im Unterboden eines Fahrzeugs ausgebildeten kastenartigen Bereich beziehungsweise durch die den kastenartigen Bereich begrenzenden Wandungen gebildet sein.
  • Im Beispiel der 1 sind mehrere Wabenkörper 2 gezeigt, welche nacheinander vom Strömungseingang 4 hin zum Strömungsausgang 5 durchströmt werden können. Mit den Bezugszeichen 6 sind elektrisch beheizbare Wabenkörper gekennzeichnet. Diese beheizbaren Wabenkörper 6 werden mittels durch das Gehäuse 3 geführten elektrischen Durchführungen 7 mit einer nicht gezeigten Spannungsquelle verbunden.
  • Der Strömungseingang 4 ist durch einen Diffusor gebildet. Der Strömungsausgang 5 ist durch eine Düse gebildet.
  • Die 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung. Das Gehäuse 10, welches beispielsweise durch die Wandungen des kastenartigen Bereichs gebildet ist, weist ein Innenrohr 11 auf, wodurch das Innenvolumen 12 des Gehäuses 10 in eine rohrförmige Strömungsstrecke 13 und eine ringförmige Strömungsstrecke 14 aufgeteilt ist.
  • Das Innenrohr 11 weist eine kürzere Erstreckung auf als das Gehäuse 10, wodurch ein Bereich 15 entsteht, in welchen das Innenrohr 11 nicht hineinragt. Dieser Bereich 15 ist der Umlenkbereich, in welchem die Abgasströmung von der ringförmigen Strömungsstrecke 14 in die rohrförmige Strömungsstrecke 13 umgelenkt wird.
  • Das Gehäuse 10 weist einen Strömungseingang 16 auf, welcher in einer radialen Richtung zur Mittelachse des Innenrohrs 11 ausgerichtet ist. Der Strömungsausgang 17 ist durch eine sich an das Innenrohr 11 anschließende Düse gebildet.
  • Innerhalb des Gehäuses 10 kann eine Mehrzahl unterschiedlicher Komponenten 18 zur Abgasnachbehandlung angeordnet werden. Elektrische Durchführungen 19 können von außen hin in die ringförmige Strömungsstrecke 14 oder die rohrförmige Strömungsstrecke 13 geführt werden und dort elektrisch aufheizbare Strukturen kontaktieren. Das Innenrohr kann entsprechend dem Querschnitt des Gehäuses 10 auch rechteckig sein, wodurch auch eine rechteckige ringförmige Strömungsstrecke erzeugt wird.
  • In die rohrförmige Strömungsstrecke 13 und/oder die ringförmige Strömungsstrecke 14 können elektrische Durchführungen 19 und/oder Sensoren 18 hineingeführt sein.
  • Die 3 zeigt eine Schnittansicht durch die Vorrichtung der 2. Es ist das Innenrohr 11 gezeigt, welches innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist. Die rohrförmige Strömungsstrecke 14 ist innerhalb des Innenrohres 11 ausgebildet. Die ringförmige Strömungsstrecke 13 ist zwischen dem Innenrohr 11 und dem Gehäuse 10 ausgebildet.
  • 4 zeigt eine Schnittansicht durch ein Gehäuse 20 mit mehreren Komponenten 21 zur Abgasnachbehandlung innerhalb des Gehäuses 20. Abgas kann durch den Strömungseintritt 24 in den mit dem Buchstaben A gekennzeichneten Wabenkörper 21 einströmen und diesen entlang der Raumrichtung X durchströmen. Der Wabenkörper A weist einen kürzere Erstreckung entlang der Raumrichtung X auf als das Gehäuse 20. Dadurch ergibt sich der Leerraum 22, in welchem das Abgas von dem Wabenkörper A in den Wabenkörper B gelenkt wird. Der Wabenkörper B wird entgegen der Hauptdurchströmungsrichtung des Wabenkörpers A durchströmt.
  • Zwischen dem Gehäuse 20 und dem Wabenkörper B ist aufgrund der kürzeren Erstreckung des Wabenkörpers B im Vergleich zum Gehäuse 20 entlang der Raumrichtung X ein weiterer Leerraum 23 ausgebildet, in welchem das Abgas von Wabenkörper B in den Wabenkörper C umgelenkt wird. Der Wabenkörper C wird schließlich wieder in der gleichen Hauptdurchströmungsrichtung wie der Wabenkörper A durchströmt. Aus dem Wabenkörper C strömt das Abgas an dem Strömungsaustritt 25 aus dem Gehäuse 20 aus.
  • Die Wabenkörper A, B und C können eine Erstreckung in der Raumrichtung Z, welche als Flächennormale zur Zeichnungsebene steht, über die gesamte Tiefe des Gehäuses 20 aufweisen. Alternativ können mehrere Wabenkörper entlang der Raumrichtung Z hintereinander angeordnet sein, die dann beispielsweise parallel zu den dargestellten Wabenkörpern A, B und C durchströmt werden.
  • Die Strömungsleitung im Gehäuse 20 wird vollständig durch die Gehäusewandung und die Wabenkörper A, B und C erreicht. Die jeweils in radialer Richtung der Wabenkörper äußeren Folien, welche bevorzugt glatte oder wenig strukturierte fluiddichte Folien sind, begrenzen die Abgasströmung nach außen. Zusammen mit der Gehäusewandung kann so einen effektive Strömungslenkung erzeugt werden.
  • Die 5 zeigt einen Wabenkörper 30, welcher innerhalb eines Gehäuses beziehungsweise in einem kastenartigen Bereich der Bodengruppe des Fahrzeugs integriert sein kann. Der Wabenkörper 30 weist zwei beheizte Bereiche 31 auf und einen unbeheizten Bereich 32. Die beheizten Bereiche 31 sind mittels elektrisch isolierenden Stützstifte 33 von dem unbeheizten Bereich beabstandet. Die beheizten Bereiche 31 können mit elektrischen Durchführungen elektrisch kontaktiert werden.
  • Die 6 zeigt eine Schnittansicht durch ein Gehäuse 40, welches durch einen Trennebene 41 in ein oberes Teilvolumen 42 und ein unteres Teilvolumen 43 unterteilt ist. Die Trennebene 41 erstreckt sich nicht über die komplette Länge des Gehäuses entlang der Hauptdurchströmungsrichtung 44. Dadurch wird ein Leerraum 45 erzeugt, in welchem die Strömung durch die Gehäuseinnenwandung vom unteren Teilvolumen 43 in das obere Teilvolumen 42 umgelenkt wird.
  • Die Trennebene 41 kann durch die eingesetzten Wabenkörper selbst gebildet werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Trennebene 41 auch durch eine Trennplatte gebildet werden, welche als zusätzliches Element zur Strömungslenkung vorgesehen wird.
  • Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden.
  • Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 6 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) zur Abgasnachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors, mit einem von einem Abgasstrom von einer Einlassseite zu einer Auslassseite entlang einer Strömungsstrecke durchströmbaren Gehäuse (10, 20, 40), wobei zumindest eine der nachfolgenden Abgasnachbehandlungskomponenten (2, 6, 21, 30) innerhalb der Strömungsstrecke in dem Gehäuse (10, 20, 40) angeordnet ist, ein Katalysator, ein Partikelfilter, eine Heizvorrichtung, ein Schalldämpfer, eine Kohlenwasserstofffalle, eine Stickoxidfalle, eine Verdampfungsvorrichtung oder eine Injektionsvorrichtung zur Eindüsung eines Fluids in eine abgasführende Strömungsstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 20, 40) die räumliche Begrenzung der Strömungsstrecke bildet.
  2. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung der Abgasströmung innerhalb der Vorrichtung (1, 10, 20, 40) zwischen den Abgasnachbehandlungskomponenten (2, 6, 21, 30) durch das Gehäuse (10, 20, 40) erzielt wird.
  3. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasströmung innerhalb der Vorrichtung (1, 10, 20, 40) dreidimensional stattfindet.
  4. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom durch eine Einströmvorrichtung in das Gehäuse (10, 20, 40) einströmbar ist und durch eine Ausströmvorrichtung aus dem Gehäuse (10, 20, 40) ausströmbar ist.
  5. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrische Heizvorrichtung (31) vorgesehen ist, die durch einen elektrisch beheizbaren Wabenkörper (31) gebildet ist.
  6. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Abgasnachbehandlungskomponenten (2, 6, 21, 30) durch Wabenkörper (6, 30, A, B, C) gebildet sind, wobei die einzelnen Wabenkörper (6, 30, A, B, C) innerhalb des Gehäuses (10, 20, 40) aufeinander und/oder nebeneinander gestapelt sind.
  7. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Abgasnachbehandlungskomponenten (2, 6, 21, 30) strömungsdichte metallische Platten angeordnet sind.
  8. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) eine quaderförmige Wandung aufweist, wobei innerhalb der Wandung ein ebenfalls quaderförmiges Innenrohr (11) angeordnet ist, wodurch eine rohrförmige Strömungsstrecke (13) mit rechteckigem Querschnitt innerhalb des Gehäuses (10) ausgebildet ist und eine ringförmige Strömungsstrecke (14) mit rechteckigem Querschnitt, wobei die ringförmige Strömungsstrecke (14) zwischen dem Innenrohr (11) und dem Gehäuse (10) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung (1, 10, 20, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses zwei parallel durchströmbare Strömungsstrecken ausgebildet sind, wobei jede der Strömungsstrecken zumindest eine Abgasnachbehandlungskomponente aufweist.
  10. Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung (1, 10, 20, 40) zur Abgasnachbehandlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1, 10, 20, 40) innerhalb einer Bodengruppe des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Bodengruppe eine Mehrzahl von räumlich voneinander getrennten kastenartigen Bereichen aufweist, wobei die Vorrichtung (1, 10, 20, 40) zur Abgasnachbehandlung vollständig in einem oder mehreren dieser kastenartigen Bereiche integriert ist.
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