-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasemissions-Steuersystem.
-
Stand der Technik
-
Abgasemissions-Steuersysteme werden in einem Abgasrohr eines Motors oder ähnlichem vorgesehen, um in einem Abgas enthaltenen Feinstaub (Partikelsubstanzen), der schwarzes Abgas verursacht, zu sammeln und dadurch den Ausstoß des Feinstaubs in die Atmosphäre zu verhindern (siehe zum Beispiel die Patentliteratur 1).
-
Das Abgasemissions-Steuersystem der Patentliteratur 1 enthält eine Einlasseinheit, eine Verarbeitungseinheit, in der ein Filter zum Auffangen des Feinstaubs in dem Abgas aufgenommen ist, und eine Auslasseinheit, wobei alle diese Einheiten mit einer zylindrischen Form ausgebildet sind. Die Einlasseinheit und die Auslasseinheit sind jeweils mit Enden der Verarbeitungseinheit verbunden.
-
Die Einlasseinheit umfasst: ein Einlassrohr, das mit einem Auslassrohr aus einem Motor verbunden ist; und ein erstes Hauptkörperrohr, das mit dem Ende der Verarbeitungseinheit verbunden ist und in dem ein Flussregelglied mit einem Netzmuster aufgenommen ist. Das Einlassrohr ist mit einem geschnittenen Teil an einer Außenfläche des ersten Hauptkörperrohrs derart verbunden, dass es radial vorsteht. Bei dieser Anordnung wird das in das erste Hauptkörperrohr aus dem Einlassrohr der Einlasseinheit fließende Abgas durch das Flussregelglied des ersten Hauptkörperrohrs geregelt, wobei das Abgas durch das Filter in der Verarbeitungseinheit gereinigt wird und anschließend aus der Auslasseinheit nach außen fließt.
-
Referenzliste
-
Patentliteratur
-
- Patentliteratur 1: WO20009/139333
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Problemlösung der Erfindung
-
Weil jedoch in dem Abgasemissions-Steuersystem der Patentliteratur 1 das Abgas teilweise in einer radialen Richtung des ersten Hauptkörperrohrs in das erste Hauptkörperrohr fließt, wird der Fluss des Abgases wahrscheinlich ungleichmäßig zu dem Boden der Einlasseinheit verteilt. Obwohl der Fluss des Abgases durch das Flussregelglied geregelt wird, sind der Gleichmäßigkeit der Flussverteilung des Abgases Grenzen gesetzt, sodass die Flussverteilung nicht ausreichend gleichmäßig vorgesehen werden kann. Dementsprechend wird unvermeidlicherweise nur ein bestimmter Teil des Filters verwendet, sodass das Filter nicht effizient genutzt werden kann.
-
Die Flussverteilung des durch das Flussregelglieds geregelten Abgases kann gleichmäßig vorgesehen werden, wenn eine lange Distanz zwischen dem Flussregelglied und dem Filter gesichert wird, bevor das Abgas in das Filter fließt.
-
Um jedoch die lange Distanz zwischen dem Flussregelglied und dem Filter vorzusehen, müssen die Einlasseinheit usw. groß vorgesehen werden, sodass das Abgasemissions-Steuersystem groß wird.
-
Und weil in einem typischen Abgasemissions-Steuersystem der Durchmesser eines Auslassrohrs in der Auslasseinheit klein ist, fließt das aus einem Rußfilter herausfließende Abgas nicht vorteilhaft aus dem Auslassrohr aus, sodass das Abgas nicht effizient ausgegeben werden kann.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Abgasemissions-Steuersystem anzugeben, das eine gleichmäßige Flussverteilung des Abgases bei einer reduzierten Größe vorsehen kann.
-
Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein Abgasemissions-Steuersystem anzugeben, das die Abgaseffizienz verbessern kann.
-
Problemlösung
-
Ein Abgasemissions-Steuersystem gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst: einen zylindrischen Einflusskörper, durch den ein Abgas hindurchgeht; ein Einflussrohr, in das das Abgas fließt, wobei das Einflussrohr an dem Einflusskörper in der Nähe einer vorgeordneten Seite in einer Abgasflussrichtung vorgesehen ist; einen zylindrischen Ausflusskörper, durch den das Abgas hindurchgeht; ein Ausflussrohr, aus dem das Abgas fließt, wobei das Ausflussrohr an dem Ausflusskörper in der Nähe einer nachgeordneten Seite in der Abgasflussrichtung vorgesehen ist; und ein Filtergehäuse, in dem ein Rußfilter aufgenommen ist, wobei das Filtergehäuse zwischen dem Einflusskörper und dem Ausflusskörper angeordnet ist, wobei ein Gitterglied vorgesehen ist, das eine Öffnung des Einflusskörpers in der Nähe der vorgeordneten Seite in der Abgasflussrichtung und/oder eine Öffnung des Ausflusskörpers in der Nähe der nachgeordneten Seite in der Abgasflussrichtung bedeckt, wobei das Gitterglied eine Vielzahl von Schlitzen und Richtungsänderungsplatten umfasst, die die Flussrichtung des durch die Schlitze hindurchgehenden Abgases ändern, wobei die Richtungsänderungsplatten an den entsprechenden Schlitzen vorgesehen sind.
-
In dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung ist das Gitterglied wenigstens in dem Einfluss vorgesehen und ist ein Flussregelglied mit mehreren Öffnungen, durch die das Abgas hindurchgeht, in der Nähe der nachgeordneten Seite relativ zu dem Gitterglied vorgesehen.
-
In dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung ist das Gitterglied wenigstens in dem Einfluss vorgesehen und weist der Einfluss eine Form auf, die gestattet, dass das Abgas durch den Einfluss in einer radialen Richtung des Einflusskörpers hindurchgeht, bis es ein Ende des Einflusskörpers in der Nähe der vorgeordneten Seite erreicht, und in den Einflusskörper von dem Ende des Einflusskörpers fließt.
-
In dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung erstreckt sich die Vielzahl von Schlitzen des Gitterglieds in einer Richtung orthogonal zu der Flussrichtung des Abgases in der radialen Richtung des Einflusskörpers, wobei einer der Schlitze in der Nähe der vorgeordneten Seite in der Flussrichtung des Abgases in der radialen Richtung eine große Öffnungsfläche aufweist und die restlichen Schlitze, die näher an der nachgeordneten Seite in der Flussrichtung des Abgases angeordnet sind, eine kleinere Öffnungsfläche aufweisen.
-
In dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung erstreckt sich die Vielzahl von Schlitzen des Gitterglieds in einer Richtung orthogonal zu der Flussrichtung des Abgases in der radialen Richtung des Einflusskörpers, wobei eine der Richtungsänderungsplatten in der Nähe der vorgeordneten Seite in der Flussrichtung des Abgases in der radialen Richtung einen großen Neigungswinkel aufweist und die restlichen Richtungsänderungsplatten, die näher an der nachgeordneten Seite in der Flussrichtung des Abgases angeordnet sind, einen kleineren Neigungswinkel aufweisen.
-
Es ist zu beachten, dass unter dem Neigungswinkel hier ein Neigungswinkel relativ zu einer Ebenenrichtung des plattenförmigen Gitterglieds zu verstehen ist.
-
In dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung ist das Gitterglied wenigstens in dem Ausflussrohr vorgesehen und ist eine Blockierplatte, die den Eintritt eines durch das Ausflussrohr einfließenden Wassers in das Filtergehäuse verhindert, in der Nähe der vorgeordneten Seite relativ zu dem Gitterglied vorgesehen.
-
In dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung ist das Gitterglied jeweils in dem Einflussrohr und in dem Ausflussrohr vorgesehen.
-
Ein Abgasemissions-Steuersystem gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst: einen zylindrischen Einflusskörper, durch den ein Abgas hindurchgeht; ein Einflussrohr, in das das Abgas fließt, wobei das Einflussrohr an dem Einflusskörper in der Nähe einer vorgeordneten Seite in einer Abgasflussrichtung vorgesehen ist; einen zylindrischen Ausflusskörper, durch den das Abgas hindurchgeht; ein Ausflussrohr, aus dem das Abgas fließt, wobei das Ausflussrohr an dem Ausflusskörper in der Nähe einer nachgeordneten Seite in der Abgasflussrichtung vorgesehen ist; und ein Filtergehäuse, in dem ein Rußfilter aufgenommen ist, wobei das Filtergehäuse zwischen dem Einflusskörper und dem Ausflusskörper angeordnet ist; wobei das Einflussrohr eine Form aufweist, die gestattet, dass das Abgas durch das Einflussrohr in einer radialen Richtung des Einflusskörpers hindurchgeht, bis es ein Ende des Einflusskörpers in der Nähe der vorgeordneten Seite erreicht, und in den Einflusskörper von dem Ende des Einflusskörpers fließt; wobei das Ausflussrohr eine Form aufweist, die gestattet, dass das Abgas nach dem Herausfließen aus einem Ende des Ausflusskörpers in der Nähe der nachgeordneten Seite in der radialen Richtung des Ausflusskörpers herausfließt; wobei das Einflussrohr ein erstes Gitterglied umfasst, das eine Öffnung des Einlasskörpers in der Nähe der vorgeordneten Seite bedeckt; wobei das Ausflussrohr ein zweites Gitterglied umfasst, das eine Öffnung des Ausflusskörpers in der Nähe der nachgeordneten Seite bedeckt; wobei der Einlasskörper einen Oxidationskatalysator zum Oxidieren eines Dosierungskraftstoffs für das Erzeugen von Wärme aufnimmt und ein Flussregelglied umfasst, das mehrere Öffnungen aufweist, durch die das Abgas hindurchgeht, und in der Nähe der nachgeordneten Seite relativ zu dem ersten Gitterglied vorgesehen ist; wobei der Ausflusskörper eine Blockierplatte enthält, die verhindert, dass durch das Ausflussrohr einfließendes Wasser in das Filtergehäuse eintritt, und in der Nähe der vorgeordneten Seite relativ zu dem zweiten Gitterglied vorgesehen ist; wobei das erste Gitterglied umfasst: eine Vielzahl von Schlitzen, die sich in einer Richtung orthogonal zu der Flussrichtung des Abgases in der radialen Richtung des Einflusskörpers erstreckt; und Richtungsänderungsplatten, die die Flussrichtung des durch die Schlitze hindurchgehenden Abgases ändern, wobei die Richtungsänderungsplatten an den entsprechenden Schlitzen vorgesehen sind; und wobei das zweite Gitterglied umfasst: eine Vielzahl von Schlitzen, die sich in einer Richtung orthogonal zu der Flussrichtung des Abgases in der radialen Richtung des Ausflusskörpers erstreckt; und Richtungsänderungsplatten, die die Flussrichtung des durch die Schlitze hindurchgehenden Abgases ändern, wobei die Richtungsänderungsplatten an den entsprechenden Schlitzen vorgesehen sind.
-
In dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung bedeckt das Gitterglied die Öffnung des Einflusskörpers in der Nähe der vorgeordneten Seite in der Abgasflussrichtung und/oder die Öffnung des Ausflusskörpers in der Nähe der nachgeordneten Seite in der Abgasflussrichtung. Das Gitterglied umfasst die Schlitze und die geneigten Platten und ändert die Flussrichtung des durch die Schlitze hindurchgehenden Abgases zu einer gewünschten Richtung.
-
Auch wenn zum Beispiel die Flussrichtung des aus dem Einflussrohr fließenden Abgases nicht gleichmäßig ist, ändert das Gitterglied den Fluss des Abgases, indem es die Öffnung des Einflusskörpers bedeckt, wodurch eine gleichmäßige Flussrichtung des Abgases erzwungen werden kann. Mit anderen Worten wird die Flussrichtung des Abgases in dem Einflusskörper gleichmäßig gemacht und fließt das Abgas in das Rußfilter, das in der Nähe der nachgeordneten Seite relativ zu dem Einflusskörper vorgesehen ist, während die Flussverteilung des Abgases gleichmäßig gehalten wird, sodass das Abgas in das Rußfilter fließt, ohne sich in einem spezifischen Teil zu konzentrieren, wodurch die Lebensdauer des Rußfilters verlängert werden kann.
-
Herkömmlicherweise wird die durch das Flussregelglied geregelte Flussverteilung des Abgases gleichmäßig vorgesehen, indem eine lange Distanz zwischen dem Flussregelglied und dem Rußfilter gesichert wird. Dagegen wird gemäß der Erfindung die Flussverteilung des Abgases gleichmäßig vorgesehen, indem die Abgasflussrichtung mittels des Gitterglieds korrigiert wird, sodass die Distanz zwischen dem Flussregelglied und dem Rußfilter kürzer als jemals zuvor vorgesehen werden kann und die Größe des Abgasemissions-Steuersystems reduziert werden kann.
-
Wenn dagegen die Öffnung des Ausflusskörpers mit dem Gitterglied bedeckt wird, wird die Flussrichtung des durch das Rußfilter hindurchgehenden Abgases durch das Gitterglied zu einer Richtung geändert, in der das Abgas aus dem Ausflussrohr herausfließt.
-
Bei dieser Anordnung fließt das Abgas einfach durch das Ausflussrohr nach außen und wird eine Erhöhung des Rückdrucks in dem Ausflusskörper und in dem Ausflussrohr unterdrückt. Folglich kann das Abgas sowohl auf der Seite des Einflusskörpers und des Einflussrohrs als auch auf der Seite des Ausflusskörpers und des Ausflussrohrs glatt fließen, wodurch die Abgaseffizienz der gesamten Vorrichtung verbessert wird.
-
Wenn gemäß der Erfindung das Flussregelglied in der Nähe der nachgeordneten Seite relativ zu dem Gitterglied vorgesehen ist, wird die Flussverteilung des Abgases noch gleichmäßiger vorgesehen, sodass zu erwarten ist, dass die Lebensdauer des Rußfilters weiter verlängert werden kann.
-
Gemäß der Erfindung weist das Einflussrohr eine Form auf, die gestattet, dass das Abgas durch das Einflussrohr in der radialen Richtung des Einflusskörpers hindurchgeht, bis es das Ende des Einflusskörpers erreicht, und in den Einflusskörper in einer Achsenrichtung des Einflusskörpers von dem Ende des Einflusskörpers fließt. Weil dementsprechend das Einflussrohr in der radialen Richtung des Einflusskörpers verlängert werden kann, kann der insgesamt eingenommene Raum stärker reduziert werden als wenn das Einflussrohr in der Axialrichtung verlängert wird, sodass eine Raumeinsparung für den Motorraum erzielt werden kann.
-
Indem die Öffnungsflächen der Schlitze und die Neigungswinkel der Richtungsänderungsplatten in dem Gitterglied relativ zu der Flussrichtung des Abgases geändert werden, kann die Flussmenge des durch das Gitterglieds hindurchgehenden Abgases in geeigneter Weise eingestellt werden und kann die Gleichmäßigkeit der Flussrichtung gefördert werden.
-
Wenn gemäß der Erfindung das Gitterglied in dem Gitterglied vorgesehen ist und die Blockierplatte in der Nähe der vorgeordneten Seite relativ zu dem Gitterglied vorgesehen ist, verursacht die Blockierplatte eine Verschiebung des Abgasflusses. Das in der Nähe der nachgeordneten Seite relativ zu der Blockierplatte vorgesehene Gitterglied gestattet jedoch auch, dass ein derartiger verschobener Abgasfluss glatt ausgegeben wird, sodass die Abgaseffizienz vorteilhaft aufrechterhalten werden kann. Außerdem verhindert die Blockierplatte den Eintritt von Regenwasser oder ähnlichem in das Filtergehäuse, wodurch die Wetterbeständigkeit des Rußfilters verbessert wird.
-
Wenn das Gitterglied sowohl in dem Einflussrohr als auch in dem Ausflussrohr vorgesehen ist, können beide oben genannte Aufgaben der Erfindung gelöst werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine perspektivische Gesamtansicht, die das Aussehen eines Abgasemissions-Steuersystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
-
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Einlassgehäuse des Abgasemissions-Steuersystems zeigt.
-
3 ist eine Querschnittansicht des Einlassgehäuses.
-
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Auslassgehäuse des Abgasemissions-Steuersystems zeigt.
-
5 ist eine Querschnittansicht des Auslassgehäuses.
-
6 ist eine Draufsicht auf das Auslassgehäuse, von einer vorgeordneten Seite in der Abgasflussrichtung gesehen.
-
7 ist eine Querschnittansicht des Abgasemissions-Steuersystems.
-
Beschreibung einer Ausführungsform
-
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist eine perspektivische Gesamtansicht, die das Aussehen eines Abgasemissions-Steuersystems 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt.
-
Im Folgenden wird eine vorgeordnete Seite in der Abgasflussrichtung als „vorgeordnete Seite” bezeichnet und wird eine nachgeordnete Seite in der Abgasflussrichtung als „nachgeordnete Seite” bezeichnet.
-
Das Abgasemissions-Steuersystem 1 ist in einem Abgasrohr eines Dieselmotors (nicht gezeigt; nachfolgend einfach als „Motor” bezeichnet) vorgesehen, um in dem Abgas enthaltenen Feinstaub aufzufangen. Das Abgasemissions-Steuersystem 1 umfasst: ein Einlassgehäuse 2 mit einer durch einen Boden abgeschlossenen zylindrischen Form, das mit dem Abgasrohr verbunden ist und in das Abgas fließt; ein Filtergehäuse 3 mit einer zylindrischen Form, das an dem Einlassgehäuse 2 in der Nähe der nachgeordneten Seite angeordnet ist; und ein Auslassgehäuse 4 mit einer durch eine Boden abgeschlossenen zylindrischen Form, das mit dem Filtergehäuse 3 in der Nähe der nachgeordneten Seite verbunden ist und von dem Abgas ausgegeben wird. Die Gehäuse 2 bis 4 sind jeweils miteinander über Flanschverbindungen 5 verschraubt, die an den entsprechenden Rändern der Öffnungen der Gehäuse 2 bis 4 vorgesehen sind.
-
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Einlassgehäuses 2. 3 ist eine Querschnittansicht des Einlassgehäuses 2.
-
Das Einlassgehäuse 2 weist eine Öffnung in der Nähe der nachgeordneten Seite auf. An dem Rand des Einlassgehäuses 2 in der Nähe der Öffnung ist die Flanschverbindung 5 einstückig ausgebildet. Das Einlassgehäuse 2 umfasst: einen zylindrischen Einflusskörper 22; und ein Einflussrohr 21, das sich in der Richtung einer Achse N des zylindrischen Einflusskörpers 22 nach außen wölbt und in einer radialen Richtung desselben vorsteht, um mit dem Abgasrohr verbunden zu werden, wobei das Einflussrohr 21 eine Öffnung des Einflusskörpers 22 in der Nähe der vorgeordneten Seite schließt.
-
Das Einflussrohr 21 wird vorgesehen, indem ein vorgeordnetes Schließglied 23 in der Nähe der vorgeordneten Seite und ein erstes Gitterglied 24 in der Nähe der nachgeordneten Seite miteinander verbunden werden.
-
Das vorgeordnete Schließglied 23 umfasst eine Endfläche 2313, die ein Ende des Einflusskörpers 22 in der Nähe der vorgeordneten Seite bildet, und eine laterale Wand 231, die sich von der Endfläche 2313 nach außen wölbt und verwendet wird, um einen Abgasflusspfad zu definieren. Das vorgeordnete Schließglied 23 umfasst weiterhin einen halbzylindrischen ersten Einlass 232, der in der radialen Richtung des Einflusskörpers 22 vorsteht und an die laterale Wand 231 in er Nähe der vorgeordneten Seite anschließend ausgebildet ist.
-
Die laterale Wand 231 ist mit einer vertikalen Fläche 2311 und einer geneigten Fläche 2312 ausgebildet, die derart geneigt ist, dass sie sich von einem unteren Ende der vertikalen Fläche 2311 zu der nachgeordneten Seite vergrößert. Mit anderen Worten vergrößert sich in einem A1-A1-Querschnitt, einem A2-A2-Querschnitt und einem A3-A3-Querschnitt senkrecht zu der Achse N die Querschnittfläche eines durch das vorgeordnete Schließglied 23 definierten Innenraums von dem Pfeil A1 zu dem Pfeil A3 aufgrund der Neigungsrichtung der geneigten Fläche 2312.
-
Das erste Gitterglied 24 korrigiert die Flussrichtung des einfließenden Abgases und gestattet, dass das Abgas gleichmäßig in eine Endfläche eines weiter unten beschriebenen Rußfilters 31 in der Nähe der vorgeordneten Seite fließt. Das erste Gitterglied 24 umfasst einen plattenförmigen Gitterteil 241, durch den das Abgas hindurchgeht. Das erste Gitterglied 24 umfasst weiterhin einen halbzylindrischen zweiten Einlass 242, der in der radialen Richtung des Einflusskörpers 22 vorsteht und an den Gitterteil 241 in der Nähe der vorgeordneten Seite anschließend ausgebildet ist.
-
Der Gitterteil 241 umfasst: eine Vielzahl von Schlitzen 2411, die sich in einer horizontalen Richtung erstrecken (d. h. in einer Richtung orthogonal zu der Flussrichtung des durch den ersten und den zweiten Einlass 232 und 242 hindurchgehenden Abgases: in einer Längsrichtung); geneigte Platten (Richtungsänderungsplatten) 2412, die in den entsprechenden Schlitzen 2411 vorgesehen sind, um die Flussrichtung des durch die Schlitze 2411 hindurchgehenden Abgases zu ändern; und eine Stoßfläche 2413, gegen die die Endfläche 2313 des vorgeordneten Schließglieds 23 anstößt.
-
Unter der Vielzahl von Schlitzen 2411 weist ein Schlitz 2411A in der Nähe des zweiten Einlasses 242 die größte Schlitzöffnungsfläche auf. In den restlichen Schlitzen 2411 werden die Öffnungshöhen durch H1 bis H6 wiedergegeben, wobei die Schlitze 2411 weiter unten in der Zeichnung eine kleinere Öffnungshöhe aufweisen (H1 > H2 > H3 > H4 > H5 > H6) und der Schlitz 2411B die kleinste Öffnungshöhe aufweist. Aus 2 wird deutlich, dass in den Schlitzen 2411 die Öffnungslänge länger ist, wenn der Schlitz 2411 der Mitte des Gitterteils 241 näher ist, und die Öffnungslänge kürzer ist, wenn der Schlitz 2411 weiter von der Mitte entfernt ist. Folglich ist die Öffnungsfläche um so größer, ne näher der Schlitz 2411 der vorgeordneten Seite ist.
-
Die geneigte Platte 2412 sieht eine vorbestimmte Gleichmäßigkeit des Flussbeitrags des in den Einflusskörper 22 von dem Ende desselben fließenden Abgases in Verbindung mit dem weiter unten beschriebenen Flussregelglied 221 in der Nähe der nachgeordneten Seite vor. In der beispielhaften Ausführungsform fließt das Abgas in der radialen Richtung des Einflusskörpers 22, bis es das Ende desselben erreicht. Dementsprechend weist bei den geneigten Platten 2412 des ersten Gitterglieds 24, die in der Nähe des Endes des Einflusskörpers 22 vorgesehen sind, die geneigte Platte 2412 in der Nähe des Schlitzes 2411A in der Nähe der vorgeordneten Seite den größten Neigungswinkel auf und ist der Neigungswinkel der geneigten Platte 2412 umso kleiner, je näher die geneigte Platte 2412 dem Schlitz 2411B in der Nähe der nachgeordneten Seite ist.
-
Es ist zu beachten, dass unter dem Neigungswinkel hier ein Neigungswinkel relativ zu einer Ebenenrichtung des plattenförmigen Gitterteils 241 zu verstehen ist. Die Neigungsrichtung der geneigten Platten 2412 entspricht derjenigen der geneigten Fläche 2312 des vorgeordneten Schließglieds 23.
-
Obwohl also mit anderen Worten der Großteil des durch das Einflussrohr 21 in der radialen Richtung des Einflusskörpers 22 hindurchgehenden Abgases gewöhnlich durch die Nachbarschaft der geneigten Fläche 2312 hindurchzugehen neigt, wird die Flussmenge des durch die Schlitze 2411 in der Nähe der vorgeordneten Seite hindurchgehenden Abgases größer, wenn die Öffnungen der Schlitze 2411 zu der vorgeordneten Seite in der Flussrichtung des Abgases größer vorgesehen sind und die Neigungswinkel der geneigten Platten 2412 zu der vorgeordneten Seite hin größer vorgesehen sind. Bei dieser Anordnung kann die Flussmenge des durch die Nachbarschaft der geneigten Fläche 2312 hindurchgehenden Abgases vermindert werden, um eine gleichmäßige Flussverteilung des von dem Einflussrohr 21 in den Einflusskörper 22 fließenden Abgases vorzusehen.
-
Der zweite Einlass 242 weist eine halbkreisförmige Form in der Nähe eines Abgaseinlasses auf. Wenn der zweite Einlass 242 von der Seite betrachtet wird, ist die Form des zweiten Einlasses 242 zu der nachgeordneten Seite hin verengt, sodass der zweite Einlass 242 schließlich an den plattenförmigen Gitterteil 241 anschließend ausgebildet ist. Ein zylindrischer Einlass 20 für die Verbindung mit dem Abgasrohr wird vorgesehen, indem der zweite Einlass 242 mit dem ersten Einlass 232 verbunden wird. Weiterhin wird das Einflussrohr 21 vorgesehen, indem das erste Gitterglied 24 mit einer Kante des Einflusskörpers 22 in der Nähe der vorgeordneten Seite verbunden wird und weiterhin ein offenes Ende der lateralen Wand 231 des vorgeordneten Schließglieds 23 mit dem ersten Gitterglied 24 verbunden wird. Bei dieser Anordnung umfasst die Gesamtform des Einflussrohrs 21 eine zylindrische Form in der Nähe des Abgaseinlasses und eine flache Kastenform in der Nähe des Endes des Einflusskörpers 22 in der Nähe der vorgeordneten Seite.
-
Im Inneren des Einflusskörpers 22 ist das Flussregelglied 221, das einen Fluss des Abgases regelt, in der Nähe der vorgeordneten Seite vorgesehen und ist ein Oxidationskatalysator 222, der einen durch einen Brennstoffzuführer (nicht gezeigt) zugeführten Dosierungsbrennstoff (z. B. ein leichtes Öl) für das Erzeugen von Wärme oxidiert, in der Nähe der nachgeordneten Seite vorgesehen. Zwischen einer Innenfläche des Einflusskörpers 22 und einem Außenumfang des Oxidationskatalysators 222 ist ein Wärmeisolator/Halteglied 223 aus Keramikfasern vorgesehen, das eine Erhöhung in der Oberflächentemperatur des Einflusskörpers 22 unterdrückt und den Oxidationskatalysator 222 in dem Körper 22 hält. Weiterhin ist an dem Außenumfang des Einflusskörpers 22 ein Wärmeisolator 2232 vorgesehen.
-
Das Flussregelglied 221 weist die Form einer Scheibe mit einer Anzahl von in einem Netzmuster angeordneten Öffnungen, durch die das Abgas hindurchgeht, auf.
-
Der Oxidationskatalysator 222 oxidiert den Dosierungsbrennstoff für das Erzeugen von Wärme, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen. Das erhitzte Abgas gestattet, dass in dem weiter unten beschriebenen Rußfilter 31 in der Nähe der nachgeordneten Seite angesammelter Feinstaub verbrannt wird, um auf diese Weise das Rußfilter 31 zu reinigen.
-
Das Filtergehäuse 3 weist Öffnungen in der Nähe der vorgeordneten und nachgeordneten Seiten auf. An den Rändern des Filtergehäuses in der Nähe der Öffnungen sind die Flanschverbindungen 5 einstückig ausgebildet. Das Rußfilter 31 (ein Teil desselben ist in 1 durch eine Strichlinie wiedergegeben) zum Auffangen von Feinstaub in dem Abgas ist in dem Filtergehäuse 3 aufgenommen. Zwischen einem Außenumfang des Rußfilters 31 und einer Innenfläche des Filtergehäuses 3 ist ein Wärmeisolator/Halteglied 311 aus Keramikfasern vorgesehen (siehe 7). Weiterhin ist an einer Außenumfangsfläche des Filtergehäuses 3 ein Wärmeisolator 3112 vorgesehen (siehe 7).
-
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Auslassgehäuses 4. 5 ist eine Querschnittansicht des Auslassgehäuses 4. 6 ist eine Draufsicht auf das Auslassgehäuse 4, von der vorgeordneten Seite gesehen.
-
Das Auslassgehäuse 4 weist eine Öffnung in der Nähe der nachgeordneten Seite auf. An dem Rand des Auslassgehäuses 4 in der Nähe der Öffnung ist die Flanschverbindung 5 einstückig ausgebildet. Das Auslassgehäuse 4 umfasst: einen zylindrischen Ausflusskörper 42; und ein Ausflussrohr 41, das sich in der Richtung der Achse N des zylindrischen Ausflusskörpers 42 nach außen wölbt und in einer radialen Richtung vorsteht, um mit einem Endrohr für die Ausgabe verbunden zu werden, wobei das Ausflussrohr 41 eine Öffnung des Ausflusskörpers 42 in der Nähe der vorgeordneten Seite schließt.
-
Das Ausflussrohr 41 wird vorgesehen, indem ein nachgeordnetes Schließglied 43 in der Nähe der nachgeordneten Seite und ein zweites Gitterglied 44 in der Nähe der vorgeordneten Seite miteinander verbunden werden. Es ist zu beachten, dass das nachgeordnete Schließglied 43 und das zweite Gitterglied 44 in dem Ausflussrohr 41 denselben Aufbau aufweisen wie das vorgeordnete Schließglied 23 und das erste Gitterglied 24 in dem Einflussrohr 21. Das nachgeordnete Schließglied 43 und das zweite Gitterglied 44 werden nachfolgend näher beschrieben.
-
Das nachgeordnete Schließglied 43 umfasst eine Endfläche 4313, die ein Ende des Ausflusskörpers 42 in der Nähe der nachgeordneten Seite bildet, und eine laterale Wand 431, die sich von der Endfläche 4313 nach außen wölbt, um einen Abgasflusspfad zu bilden. Das nachgeordnete Schließglied 43 umfasst weiterhin einen halbzylindrischen ersten Auslass 432, der in der Radialrichtung des Ausflusskörpers 42 vorsteht und an die laterale Wand 431 in der Nähe der nachgeordneten Seite anschließend ausgebildet ist.
-
Die laterale Wand 431 ist mit einer vertikalen Fläche 4311 und weiterhin mit einer geneigten Fläche 4312 ausgebildet, die derart geneigt ist, dass sie von einem unteren Ende der vertikalen Fläche 4311 zu der vorgeordneten Seite hin größer wird. In diesem Fall vergrößert sich in einem B1-B1-Querschnitt, einem B2-B2-Querschnitt und einem B3-B3-Querschnitt senkrecht zu der Achse N die Querschnittfläche eines durch das nachgeordnete Schließglied 43 definierten Innenraums von dem Pfeil B1 zu dem Pfeil B3 aufgrund der Neigungsrichtung der geneigten Fläche 4312.
-
Das zweite Gitterglied 44 führt das durch das Rußfilter 31 gereinigte Abgas zu einem weiter unten beschriebenen Auslass 40 und weist denselben Aufbau wie das erste Gitterglied 24 in dem Einlassgehäuse 2 auf. Dementsprechend umfasst auch das zweite Gitterglied 44 einen plattenförmigen Gitterteil 441, durch den das Abgas hindurchgeht. Das zweite Gitterglied 44 umfasst weiterhin einen halbzylindrischen zweiten Auslass 442, der in der radialen Richtung des Ausflusskörpers 42 vorsteht und ist an den Gitterteil 441 in der Nähe der nachgeordneten Seite anschließend ausgebildet.
-
Der Gitterteil 441 umfasst: eine Vielzahl von Schlitzen 4411, die sich in einer horizontalen Richtung erstrecken (d. h. in einer Richtung orthogonal zu der Flussrichtung des durch den ersten und den zweiten Auslass 432 und 442 hindurchgehenden Abgases); geneigte Platten (Richtungsänderungsplatten) 4412, die in den entsprechenden Schlitzen 4411 vorgesehen sind und die Flussrichtung des durch die Schlitze 4411 hindurchgehenden Abgases ändern; und eine Stoßfläche 4413, gegen die die Endfläche 4413 des nachgeordneten Schließglieds 43 anstößt.
-
Die Schlitze 4411 und die geneigten Platten 4412 sind in gleicher Weise konfiguriert wie die Schlitze 2411 und die geneigten Platten 2412 des ersten Gitterglieds 24. Insbesondere weist in der Vielzahl von Schlitzen 4411 ein Schlitz 4411A in der Nähe des zweiten Auslasses 442 die größte Schlitzöffnungsfläche auf. In den restlichen Schlitzen 4411 werden die Öffnungshöhen durch H1 bis H6 wiedergegeben, wobei die Schlitze 4411 weiter unten in der Zeichnung eine kleinere Öffnungshöhe aufweisen (H1 > H2 > H3 > H4 > H5 > H6) und der Schlitz 4411B die kleinste Öffnungshöhe aufweist. Aus 4 wird deutlich, dass in den Schlitzen 4411 die Öffnungslänge umso länger ist, je näher der Schlitz 4411 der Mitte des Gitterteils 441 ist, und die Öffnungslänge umso kürzer ist, je weiter der Schlitz 4411 von der Mitte entfernt ist. Folglich ist die Öffnungsfläche umso größer, je näher der Schlitz 4411 einer weiter unten beschriebenen Lüftungsöffnung 4211 ist.
-
Mit anderen Worten ändern die Schlitze 4411 und die geneigten Platten 4412 den Fluss des Abgases, der dazu neigt, nach außen zu fließen und gleichmäßig zwischen dem Ende des Ausflusskörpers 42 und der Achse N verteilt zu werden, zuverlässiger zu einem Fluss des Abgases entlang der radialen Richtung. Indem der Fluss des Abgases durch das zweite Gitterglied 44 geändert wird, wird das Abgas glatt ausgegeben und wird eine Erhöhung des Rückdrucks unterdrückt, um die Abgaseffizienz zu verbessern. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist eine weiter unten beschriebene Blockierplatte 421 im Inneren des Ausflusskörpers 42 vorgesehen, um zu veranlassen, dass das Abgas gleichmäßig aus der Blockierplatte 421 fließt, wobei die Schlitze 4411 und die geneigten Platten 4412 gestatten, dass ein derartiger ungleichmäßiger Fluss des Abgases effizient ausgeführt wird.
-
Der zweite Auslass 442 weist eine halbkreisförmige Form in der Nähe eines Abgasauslasses auf. Wenn der zweite Auslass 442 von der lateralen Seite betrachtet wird, ist die Form des zweiten Auslasses 442 zu der vorgeordneten Seite hin verengt, sodass der zweite Auslass 442 schließlich an den plattenförmigen Gitterteil 441 anschließend ausgebildet ist. Der zylindrische Auslass 40 für die Verbindung mit dem Abgasrohr wird vorgesehen, indem der zweite Auslass 442 mit dem ersten Auslass 432 verbunden wird. Das Ausflussrohr 41 wird vorgesehen, indem das zweite Gitterglied 44 mit einer Kante des Ausflusskörpers 42 in der Nähe der nachgeordneten Seite verbunden wird, ein offenes Ende der lateralen Wand 431 des nachgeordneten Schließglieds 43 mit dem zweiten Gitterglied 44 verbunden wird und weiterhin der Außenumfang der Endfläche 4313 des nachgeordneten Schließglieds 43 mit dem Außenumfang des Ausflusskörpers 42 verbunden wird. Bei dieser Anordnung umfasst die Gesamtform des Ausflussrohrs 41 eine zylindrische Form in der Nähe des Abgasauslasses und eine flache Kastenform in der Nähe des Endes des Ausflusskörpers 42 in der Nähe der nachgeordneten Seite.
-
Die Blockierplatte 421 ist im Inneren des Ausflusskörpers 42 in der Nähe der vorgeordneten Seite vorgesehen.
-
Die Blockierplatte 421 verhindert den Eintritt von Regenwasser oder ähnlichem in das Filtergehäuse 3, gestattet aber, dass das Abgas hindurchgeht. Zu diesem Zweck umfasst wie in 6 gezeigt die Blockierplatte 421 die Lüftungsöffnung 4211, die eine im oberen Teil der Zeichnung gezeigte kreisrunde Öffnung ist. Ein unterer Teil der Blockierplatte 421 blockiert eingetretenes Regenwasser. Wenn bei dieser Anordnung das Abgas nach dem im Wesentlichen gleichmäßigen Herausfließen durch die Endfläche des Filtergehäuses 3 in der Nähe der nachgeordneten Seite durch die Lüftungsöffnung 4211 der Blockierplatte 421 hindurchgeht, wird die Flussverteilung ungleichmäßig. Der größte Teil des Abgases wird nach dem Hindurchgehen durch die Lüftungsöffnung 4211 glatt aus dem breit geöffneten Schlitz 4411A ausgegeben. Der Rest des Abgases geht durch die anderen Schlitze 4411 hindurch, sodass der Fluss des Abgases zuverlässig in der radialen Richtung zu dem Auslass 40 geändert und glatt ausgegeben werden kann.
-
Im Folgenden wird der Fluss des Abgases in dem Abgasemissions-Steuersystem 1 mit Bezug auf die Querschnittansicht des Abgasemissions-Steuersystems 1 von 7 beschrieben.
-
Zuerst fließt das Abgas in dem Einlass 20 des Einlassgehäuses 2 durch das Abgasrohr des Motors und geht durch das Einflussrohr 21 in der radialen Richtung des Einflusskörpers 22 hindurch (Pfeil A1). Wenn das Abgas durch die anderen Schlitze 2411 hindurchgeht, fließt das Abgas aus dem Einflussrohr 21, während die Flussrichtung des Abgases durch die geneigte Platte 2412 geändert wird. Das Abgas fließt in den Einflusskörper 22 und nähert sich dem Flussregelglied 221 (Pfeil A3). Dabei erreicht ein Teil des Abgases die geneigte Fläche 231 und geht ohne Stagnation durch den Schlitz 2411A, der die größte Öffnung von dem Ende des Einflusskörpers 22 in der Nähe der vorgeordneten Seite aus gesehen ist, und durch die Schlitze 2411 in der Nähe des Schlitzes 2411A, sodass das Abgas aus dem Einflussrohr 21 fließt, während die Flussrichtung des Abgases durch die geneigte Platte 2412 geändert wird. Das Abgas fließt in den Einflusskörper 22 und nähert sich dem Flussregelglied 221 (Pfeil A2). Daraus resultiert, dass der Fluss des Abgases derart verteilt wird, dass er beinahe gleichmäßig in der Nähe der vorgeordneten Seite relativ zu dem Flussregelglied 221 ist.
-
Wenn das Abgas durch das Flussregelglied 221 hindurchgeht, wird die Flussverteilung des Abgases gleichmäßiger vorgesehen und fließt in den Oxidationskatalysator 222 (Pfeil A4).
-
Das Abgas wird nach dem Fließen in den Oxidationskatalysator 222 erhitzt, indem der Dosierungsbrennstoff nach Bedarf verbrannt wird, und fließt aus dem Oxidationskatalysator 222 heraus. Dann fließt das Abgas in das Filtergehäuse 3 mit einer gleichmäßigen Verteilung über die Endfläche des Rußfilters 31 des Filtergehäuses 3 (Pfeil A5).
-
Anschließend fließt das Abgas aus dem Rußfilter 31 in der Nähe der nachgeordneten Seite, wobei der Feinstaub durch das Rußfilter 31 aufgefangen wurde, und geht durch die Lüftungsöffnung 4211 der Blockierplatte 421 in dem Auslassgehäuse 4 hindurch (Pfeil A6). Das Abgas fließt nach dem Hindurchgehen durch die Lüftungsöffnung 4211 aus dem Ausflusskörper 42. Dann fließt das Abgas in das Ausflussrohr 41. Das Abgas geht größtenteils durch den am weitesten geöffneten Schlitz 4411A des Ausflussrohrs 41 und die Schlitze 4411 in der Nähe des Schlitzes 4411A, wobei der Schlitz 4411A im Wesentlichen in Entsprechung zu dem Lüftungsloch 4211 angeordnet ist. Weiterhin geht auch das Abgas, das nicht durch den Schlitz 4411A usw. hindurchgegangen ist, durch die restlichen Schlitze 4411, wodurch die Flussrichtung des Abgases durch die geneigte Platte 4412 geändert wird und das Abgas glatt aus dem Auslass 40 ausgegeben wird (Pfeil A7).
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, die auf verschiedene Weise modifiziert bzw. verbessert werden kann, solange die Aufgaben der Erfindung erfüllt werden.
-
Zum Beispiel sind in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform das Einflussrohr 21 und das Ausflussrohr 41 jeweils an den Enden des Einlassgehäuses 2 und des Auslassgehäuses 4 derart vorgesehen, dass sie sich in einer radialen Richtung erstrecken. Das Einflussrohr 21 und/oder das Ausflussrohr 41 können sich aber auch in der Axialrichtung des Einlassgehäuses 2 und des Auslassgehäuses 4 erstrecken.
-
In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform sind sowohl das Einlassgehäuse 2 als auch das Auslassgehäuse 4 jeweils mit den Gittergliedern 24 und 44 versehen. Es kann aber auch nur das Einlassgehäuse 2 oder das Auslassgehäuse 4 mit einem Gitterglied 22 oder 44 versehen sein.
-
In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform sind das Einflussrohr 21 und das Ausflussrohr 41 zu derselben radialen Richtung ausgerichtet. Die Ausrichtungen des Einflussrohrs 21 und des Ausflussrohrs 41 können aber auch verschieden sein. Zum Beispiel kann das Ausflussrohr 41 halb um die Achse N des Filtergehäuses 3 relativ zu dem Einflussrohr 21 gedreht sein.
-
In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform sind in den Gittergliedern 24 und 44 die Öffnungsflächen der Schlitze 2411A und 4411A größer als diejenigen der anderen Schlitze 2411 und 4411, wobei die Schlitze 2411A und 4411A über den anderen Schlitzen 2411 und 4411 angeordnet sind. Die Öffnungsflächen der Schlitze 2411A und 4411A können jedoch auch die gleichen wie bei den anderen Schlitzen 2411 und 4411 sein.
-
In der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist die Blockierplatte 421 in dem Auslassgehäuse 4 vorgesehen. Es kann jedoch auch auf die Blockierplatte 421 verzichtet werden. Weil in diesem Fall das Abgas nach dem Hindurchgehen durch das Rußfilter 31 über das gesamte zweite Gitterglied 44 einfließt, wird der Fluss des Abgases glatter.
-
Das Abgasemissions-Steuersystem 1 gemäß der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist mit dem Oxidationskatalysator 222 versehen, wobei aber auch auf den Oxidationskatalysator 222 verzichtet werden kann, wenn ein anderes Reinigungsverfahren für das Rußfilter 31 verwendet wird.
-
Der Wärmeisolator ist in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform aus Keramikfasern ausgebildet, wobei der Wärmeisolator aber auch aus Glasfasern oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet sein kann.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Die Erfindung kann auf ein Abgasemissions-Steuersystem eines Verbrennungsmotors angewendet werden, der in einer Baumaschine, einer Erdbewegungsmaschine, einer Landwirtschaftsmaschine, einem Generator, einem Transportfahrzeug oder ähnlichem installiert ist.
-
Liste der Bezugszeichen
-
- 1: Abgasemissions-Steuersystem; 3: Filtergehäuse; 21: Einflussrohr; 22: Einflusskörper; 24: erstes Gitterglied (Gitterglied); 31: Rußfilter; 41: Ausflussrohr; 42: Ausflusskörper; 44: zweites Gitterglied (Gitterglied); 221: Flussregelglied; 222: Oxidationskatalysator; 421: Blockierplatte; 2411, 2411A, 4411, 4411A: Schlitz; 2412, 4412: geneigte Platte (Richtungsänderungsplatte); 4211: Lüftungsöffnung.
