DE112013004154T5

DE112013004154T5 - Einspritz- und Mischsystem für Reduktionsmittel

Info

Publication number: DE112013004154T5
Application number: DE112013004154.5T
Authority: DE
Inventors: Matt Reeves; Cary A. Henry; Michael J. Ruth
Original assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Current assignee: Cummins Intellectual Property Inc
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2015-05-13
Also published as: US9260994B2; WO2014032052A1; US20140053538A1

Abstract

Ein Einspritz- und Mischsystem (10) für gasförmiges Reduktionsmittel wird hierin beschrieben. Das System weist einen Injektor (20) zum Einspritzen eines gasförmigen Reduktionsmittels in einen Abgasstrom und einen Mischer (30), der an einer Oberfläche (84, 86) des Injektors befestigt ist, auf. Der Injektor weist eine Vielzahl von Öffnungen (28) auf, durch die das gasförmige Reduktionsmittel in einen Abgasstrom eingespritzt wird. Der Mischer weist eine Vielzahl von Fluidumleitungselementen (32) auf.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Abgasnachbehandlungssysteme für Vebrennungskraftmaschinen und insbesondere auf SCR-Systeme (SCR = selektive katalytische Reduktion) mit Einspritzkomponenten für gasförmige Reduktionsmittel.
HINTERGRUND
Abgasnachbehandlungssysteme nehmen von einer Vebrennungskraftmaschine erzeugtes Abgas auf und behandeln es. Typische Abgasnachbehandlungssysteme beinhalten beliebige verschiedene Komponenten, die dazu ausgelegt sind, den im Abgas vorliegenden Gehalt an schädlichen Abgasemissionen zu verringern. So beinhalten beispielsweise einige Abgasnachbehandlungssysteme für mit Diesel betriebenen Vebrennungskraftmaschinen verschiedene Komponenten wie einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), Partikelfilter oder Dieselpartikelfilter (DPF) und einen SCR-Katalysator (SCR = selektive katalytische Reduktion). In einigen Abgasnachbehandlungssystemen strömt das Abgas zunächst durch den Dieseloxidationskatalysator, dann durch den Dieselpartikelfilter und anschließend durch den SCR-Katalysator.
Jede Komponente des DOC, des DPF und des SCR-Katalysators ist dazu ausgelegt, einen bestimmten Vorgang zur Behandlung von Abgasemissionen an dem die Komponenten durchströmenden Abgas durchzuführen. Der DOC verringert im Allgemeinen die im Abgas vorliegende Menge an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen unter Verwendung von Oxidationstechniken. Der DPF filtert im Abgas vorliegende schädliche Dieselpartikel und Ruß ab. Der SCR-Katalysator verringert schließlich die im Abgas vorliegende Menge an Stickstoffoxiden (NO_x).
Der SCR-Katalysator ist dazu ausgelegt, NO_x in Gegenwart von Ammoniak (NH₃) in weniger schädliche Emissionen, wie N₂ und H₂O, umzuwandeln. Da Ammoniak kein natürliches Nebenerzeugnis des Verbrennungsvorgangs ist, muss es dem Abgas künstlich zugesetzt werden, bevor das Abgas in den SCR-Katalysator eintritt. In der Regel wird Ammoniak aus Sicherheitsgründen im Zusammenhang mit der Lagerung von gasförmigem Ammoniak nicht direkt in das Abgas eingespritzt. Dementsprechend sind herkömmliche Systeme so gestaltet, dass sie ein wässriges Dieselabgasfluid oder -reduktionsmittel in das Abgas einspritzen, wobei das Fluid oder Reduktionsmittel sich in Gegenwart von Abgas unter bestimmten Bedingungen zu gasförmigem Ammoniak zersetzen kann. Das am häufigsten von herkömmlichen Abgasnachbehandlungssystemen verwendete wässrige Reduktionsmittel ist eine Harnstoff-Wasser-Lösung (im Folgenden „Harnstoff”).
Im Allgemeinen erfolgt die Zersetzung von wässrigem Harnstoff zu gasförmigem Ammoniak in drei Phasen. Zuerst verdampft der wässrige Harnstoff oder vermischt sich mit dem Abgas. Als zweites bewirkt die Temperatur des Abgases einen thermolytisch induzierten Phasenwechsel in dem wässrigen Harnstoff und die Zersetzung des Harnstoffs in Isocyansäure (HNCO) und NH₃. Als drittes reagiert die Isocyansäure in einem Hydrolysevorgang unter spezifischen Druck- und Temperaturkonzentrationen mit Wasser, um sich zu Ammoniak und Kohlenstoffdioxid (CO₂) zu zersetzen. Das gasförmige Ammoniak wird dann an der Einlassstirnfläche des SCR-Katalysators eingebracht, strömt durch den Katalysator und wird beim Verfahren zur NO_x-Reduktion verbraucht. Etwaiges unverbrauchtes Ammoniak, das aus dem SCR-System austritt, kann unter Verwendung eines Ammoniakoxidationskatalysators zu N₂ und anderen weniger schädlichen oder weniger schadstoffhaltigen Bestandteilen abgebaut werden.
SCR-Systeme beinhalten in der Regel eine Harnstoffquelle und einen Harnstoffinjektor bzw. eine Harnstoffdosiervorrichtung, das bzw. die mit der Quelle verbunden ist und stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist. Der Harnstoffinjektor spritzt Harnstoff in einen Zersetzungsraum, durch den ein Abgasstrom hindurchströmt. Bei Einspritzen in den Abgasstrom wird das eingespritzte Harnstoffspray durch den Abgasstrom erhitzt, um die Zersetzung des Harnstoffs zu Ammoniak auszulösen. Während die Mischung aus Harnstoff und Abgas durch den Zersetzungsraum strömt, mischt sich vor dem Eintritt in den SCR-Katalysator der Harnstoff noch weiter mit dem Abgas. Im Idealfall ist der Harnstoff vor Eintritt in den SCR-Katalysator ausreichend zersetzt und mit dem Abgas vermischt, um eine hinreichend gleichmäßige Verteilung von Ammoniak an der Einlassstirnfläche des SCR-Katalysators bereitzustellen.
Einige Abgasnachbehandlungssysteme nach dem Stand der Technik stellen jedoch keine hinreichende Zersetzung und Mischung des eingespritzten wässrigen Harnstoffs bereit, was zur Bildung von festen Harnstoffablagerungen an den Innenwänden des Zersetzungsraums und des Harnstoffinjektors führen kann. Außerdem kann ein unzureichendes Mischen zu einem niedrigen Ammoniakdampfgleichmäßigkeitsindex führen, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Ammoniaks auf der Oberfläche des SCR-Katalysators, niedrigerer NO_x-Umwandlungseffizienz und anderen Defiziten führen kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung wurde als Reaktion auf den gegenwärtigen Stand der Technik entwickelt und insbesondere als Reaktion auf die Probleme und Anforderungen bei herkömmlichen Einspritzsystemen für wässrigen Harnstoff, die von derzeit erhältlichen Systemen noch nicht vollständig gelöst wurden. Allgemein wurde der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung entwickelt, um ein Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Ammoniak und eine dazugehörige Vorrichtung bereitzustellen, das/die zumindest einige der oben besprochenen Defizite von Systemen nach dem Stand der Technik beseitigt.
Gemäß einer Ausführungsform weist ein Einspritz- und Mischsystem für ein gasförmiges Reduktionsmittel ein Injektor zum Einspritzen eines gasförmigen Reduktionsmittels in einen Abgasstrom und einen an der Oberfläche des Injektors befestigten Mischer auf. Der Injektor weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, durch die das gasförmige Reduktionsmittel in einen Abgasstrom eingespritzt wird. Der Mischer weist eine Vielzahl von Fluidumleitungselementen auf.
In einigen Anwendungsformen des Systems spritzt die Vielzahl von Öffnungen das gasförmige Reduktionsmittel in einer ersten Richtung in den Abgasstrom ein, wobei die erste Richtung im Allgemeinen einer Strömungsrichtung des Abgasstroms entgegengesetzt ist. Der Injektor kann eine stromaufwärts weisende Oberfläche aufweisen. Die Vielzahl von Öffnungen kann in der stromaufwärts weisenden Oberfläche gebildet sein. Bei dem gasförmigen Reduktionsmittel kann es sich um gasförmiges Ammoniak oder ein anderes gasförmiges Fluid handeln. Darüber hinaus kann das gasförmige Reduktionsmittel mit Druck beaufschlagt werden.
Gemäß bestimmten Anwendungsformen des Systems weist der Injektor eine stromabwärts weisende Oberfläche auf. Der Mischer kann an der stromabwärts weisenden Oberfläche des Injektors befestigt sein. Die Vielzahl von Fluidumleitungselementen kann sich in einer stromabwärtigen Richtung in einem Winkel in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgasstroms erstrecken.
In noch anderen Anwendungsformen weist der Injektor ein erstes ringförmiges Rohr auf, das in dem Abgasstrom angeordnet werden kann. Die Vielzahl von Öffnungen ist in dem ersten ringförmigen Rohr gebildet. Der Mischer kann einen ersten ringförmigen Ring aufweisen, an dem die Fluidumleitungselemente mit dem ersten ringförmigen Ring verbunden sind. Der erste ringförmige Ring kann an einer Oberfläche des ersten ringförmigen Rohrs befestigt sein. In bestimmten Anwendungsformen weist der Injektor ein zweites ringförmiges Rohr auf, das in dem Abgasstrom angeordnet werden kann. Das zweite ringförmige Rohr kann mit dem ersten ringförmigen Rohr konzentrisch sein und die Vielzahl von Öffnungen kann sowohl in dem zweiten ringförmigen Rohr als auch in dem ersten ringförmigen Rohr gebildet sein. In einigen Anwendungsformen stehen das erste und das zweite ringförmige Rohr mittels eines Zuführungsrohrs für gasförmiges Reduktionsmittel in Fluidverbindung. Der Mischer kann einen zweiten ringförmigen Ring aufweisen und die Fluidumleitungselemente können auch mit dem zweiten ringförmigen Ring verbunden sein. Der zweite ringförmige Ring kann an einer Oberfläche des zweiten ringförmigen Rohrs befestigt sein.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform weist ein Mischer zum Mischen eines eingespritzten Reduktionsmittels in einem Abgasstrom einen äußeren Ring mit einer Vielzahl von ersten beabstandeten Fluidumleitungselementen auf, die jeweils eine radial nach außen weisende Rippe und eine radial nach innen weisende Rippe aufweisen. Der Mischer weist auch einen inneren Ring mit einer Vielzahl von zweiten beabstandeten Fluidumleitungselementen auf, die jeweils eine radial nach außen weisende Rippe und eine radial nach innen weisende Rippe aufweisen. Darüber hinaus weist der Mischer eine Querstrebe auf, die den äußeren Ring mit dem inneren Ring verbindet. Jede Rippe ist in Bezug auf die Querstrebe winkelförmig angeordnet.
In einigen Anwendungsformen des Mischers ist der äußere Ring mit dem inneren Ring konzentrisch. Jede radial nach außen und radial nach innen weisende Rippe des äußeren und des inneren Rings kann im Wesentlichen gekrümmte Oberflächen bilden. Außerdem sind in bestimmten Anwendungsformen die ersten beabstandeten Fluidumleitungselemente gleichmäßig um den äußeren Ring herum beabstandet und die zweiten beabstandeten Fluidumleitungselemente gleichmäßig um den inneren Ring herum beabstandet.
In noch einer weiteren Ausführungsform weist ein Injektor zum Einspritzen von gasförmigem Ammoniak in einen in einer stromabwärtigen Richtung strömenden Abgasstrom ein äußeres Rohr mit einer Vielzahl von ersten Öffnungen, ein inneres Rohr mit einer Vielzahl von zweiten Öffnungen und ein Zuführungsrohr für gasförmiges Ammoniak, das das äußere und das innere Rohr miteinander verbindet, auf. Gasförmiges Ammoniak kann von dem Zuführungsrohr in das äußere und das innere Rohr strömen und kann durch die Vielzahl von ersten und zweiten Öffnungen in den Abgasstrom strömen.
Gemäß einigen Anwendungsformen des Injektors haben das äußere und das innere Rohr jeweils eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt. Das äußere Rohr kann mit dem inneren Rohr konzentrisch sein. Die Vielzahl von ersten Öffnungen kann gleichmäßig um das äußere Rohr herum beabstandet sein und die Vielzahl von zweiten Öffnungen kann gleichmäßig um das innere Rohr herum beabstandet sein. In bestimmten Anwendungsformen sind das äußere und das innere Rohr parallel zu einer Ebene ausgerichtet, die senkrecht zur stromabwärtigen Richtung ist. Die Vielzahl von ersten und zweiten Öffnungen kann derart an dem äußeren und dem inneren Rohr angeordnet sein, dass gasförmiges Ammoniak durch die Vielzahl von ersten und zweiten Öffnungen in einer Richtung entgegengesetzt zur stromabwärtigen Richtung in den Abgasstrom strömen kann.
Die beschriebenen Merkmale, Strukturen, Vorteile und/oder Eigenschaften des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung können auf geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen und/oder Anwendungsformen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten bereitgestellt, um ein eingehendes Verständnis von Ausführungsformen des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Der Fachmann auf dem entsprechenden Gebiet wird erkennen, dass der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ohne eines/eine oder mehrere der spezifischen Merkmale, Einzelheiten, Komponenten, Materialien und/oder Verfahren einer bestimmten Ausführungsform oder Anwendungsform ausgeübt werden kann. In anderen Fällen werden möglicherweise zusätzliche Merkmale und Vorteile in bestimmten Ausführungsformen und/oder Anwendungsformen erkannt, die möglicherweise nicht in allen Ausführungsformen oder Anwendungsformen vorliegen. Darüber hinaus werden in einigen Fällen gut bekannte Strukturen, Materialien oder Vorgänge nicht ausführlich gezeigt oder beschrieben, um zu verhindern, dass Aspekte des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung undeutlich werden. Die Merkmale und Vorteile des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen noch eindeutiger hervorgehen oder sie können durch das Umsetzen des Erfindungsgegenstands wie im Folgenden dargestellt erlernt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Vorteile des Gegenstands noch verständlicher zu machen, erfolgt eine detailliertere Beschreibung des oben kurz beschriebenen Gegenstands unter Bezugnahme auf die speziellen Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. In dem Verständnis, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen des Gegenstands zeigen und daher nicht als den Schutzumfang beschränkend betrachtet werden, wird der Gegenstand unter Verwendung der Zeichnungen genauer und detaillierter beschrieben und erklärt, in denen:
1 eine Vorder- oder stromabwärtige Ansicht eines Einspritz- und Mischsystems für gasförmiges Reduktionsmittel gemäß einer Ausführungsform ist;
2 eine Seitenansicht des Einspritz- und Mischsystems für gasförmiges Reduktionsmittel von 1, dargestellt in einem Abgasstrom gemäß einer Ausführungsform, ist;
3 eine Vorderansicht eines Zuführungsrohrs für Ammoniak von einem Injektor des Einspritz- und Mischsystems für gasförmiges Reduktionsmittel von 1 gemäß einer Ausführungsform ist;
4 eine obere Ansicht des Zuführungsrohrs für Ammoniak von 3 ist;
5 eine Querschnittsansicht des Zuführungsrohrs für Ammoniak von 3 ist;
6 eine Vorderansicht eines Abschnitts eines inneren Rohrs des Injektors des Einspritz- und Mischsystems für gasförmiges Reduktionsmittel von 1 gemäß einer Ausführungsform ist;
7 eine untere Ansicht des Abschnitts des inneren Rohrs von 6 ist;
8 eine Vorderansicht eines Abschnitts eines äußeren Rohrs des Injektors des Einspritz- und Mischsystems für gasförmiges Reduktionsmittel von 1 gemäß einer Ausführungsform ist;
9 eine untere Ansicht des Abschnitts des äußeren Rohrs von 8 ist;
10 eine Vorderansicht eines Mischers des Einspritz- und Mischsystems für gasförmiges Reduktionsmittel von 1 gemäß einer Ausführungsform ist;
10A eine Seitenansicht des Mischers von 10 ist;
10B eine obere Ansicht des Mischers von 10 ist; und
11 eine detaillierte Vorderansicht eines Fluidumlenkungselements des Mischers von 10 ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der gesamten Patentschrift bedeutet die Bezugnahme auf „eine Ausführungsform” oder ähnliche Ausdrücke, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, das/die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Auftauchende Wendungen wie „in einer Ausführungsform” und ähnliche Ausdrücke in der gesamten Patentschrift können sich alle auf die gleiche Ausführungsform beziehen, aber nicht zwingenderweise. Auf ähnliche Weise bedeutet die Verwendung des Begriffs „Anwendungsform” eine Anwendungsform mit einem bestimmten Merkmal, einer bestimmten Struktur oder einer bestimmten Eigenschaft, das/die im Zusammenhang mit einer oder mehreren Ausführungsformen des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde, aber ohne eine ausdrückliche Zuordnung, die etwas anderes angibt, kann eine Anwendungsform einer oder mehreren Ausführungsformen zugeordnet werden.
Es werden hier verschieden Ausführungsformen eines Einspritz- und Mischsystems für Reduktionsmittel und zugehörige Vorrichtungen und Verfahren beschrieben, die unter anderem der Verbesserung der Konzentration von gasförmigem Ammoniak im in den SCR-Katalysator eines Abgasnachbehandlungssystem eintretenden Abgasstrom und der Verbesserung der gleichmäßigen Verteilung von in den SCR-Katalysator eintretendem gasförmigem Ammoniak dienen. Im Allgemeinen ist das Einspritz- und Mischsystem der vorliegenden Anmeldung dazu ausgelegt, ein gasförmiges Reduktionsmittel wie gasförmiges Ammoniak in den Abgasstrom einzuführen, statt eines wässrigen Reduktionsmittels wie wässrigem Harnstoff, was bei herkömmlichen Systemen der Fall ist. Dementsprechend spritzt das System der vorliegenden Erfindung, im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, gasförmiges Ammoniak direkt in den Abgasstrom ein und mischt anschließend das gasförmige Ammoniak mit dem Abgas. Da das Ammoniak in gasförmiger Form in den Abgasstrom eingespritzt wird, werden die mit wässrigem Harnstoff in Zusammenhang stehenden Zersetzungsineffizienzen beseitigt. Dementsprechend begünstigt das vorliegende System höhere Konzentrationen und eine gleichmäßigere Verteilung von gasförmigem Ammoniak in einen SCR-Katalysator als Systeme vom Stand der Technik. Darüber hinaus ist es, da die Notwendigkeit, die Zersetzung eines wässrigen Reduktionsmittels zu einem gasförmigen Reduktionsmittel zu begünstigen, wegfällt, beim vorliegenden System nicht erforderlich, ein verlängertes Zersetzungsrohr stromaufwärts des SCR-Katalysators aufzuweisen, das eine enge Kopplung des SCR-Katalysators an der Kraftmaschine ermöglicht.
Wenngleich dies nicht dargestellt ist, wird das Einspritz- und Mischsystem für Reduktionsmittel der vorliegenden Anmeldung zusammen mit einem Abgasnachbehandlungssystem verwendet, das mit einer Verbrennungskraftmaschine verbunden ist. Das Nachbehandlungssystem kann von dem Motor erzeugtes Abgas aufnehmen und behandeln. Nach der Behandlung durch das Nachbehandlungssystem wird das Abgas mittels eines Abgasrohrs in die Atmosphäre ausgestoßen. In bestimmten Anwendungsformen ist das Abgasnachbehandlungssystem an einem Fahrzeug befestigt, in dem die Kraftmaschine untergebracht ist. Herkömmlicherweise enthalten Abgasnachbehandlungssysteme eine Vielzahl von Abgasbehandlungsvorrichtungen. So kann ein Abgasnachbehandlungssystem beispielsweise einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), einen Dieselpartikelfilter (DPF) und ein SCR-System (SCR = selektive katalytische Reduktion) mit einem SCR-Katalysator aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform eines Einspritz- und Mischsystems für gasförmiges Reduktionsmittel 10 gezeigt. Das System 10 ist zumindest teilweise in einer Abgasleitung 90 (z. B. Kanal oder Rohr) eines Abgasnachbehandlungssystems stromaufwärts eines SCR-Katalysators angeordnet. Im Allgemeinen spritzt das System 10 gasförmiges Ammoniak in den durch die Abgasleitung 90 strömenden Abgasstrom ein und mischt das eingespritzte gasförmige Ammoniak mittels der Einleitung von Wirbelströmung vor dem Eintreten in den SCR-Katalysator. Das System 10 weist einen Injektor 20 und einen mit dem Injektor verbundenen Mischer 30 auf.
Der Injektor 20 weist ein Ammoniakzuführungsrohr 21 und ein inneres und ein äußeres Einspritzrohr 24, 26 auf, die mit dem Ammoniakzuführungsrohr in Ammoniak aufnehmender Verbindung stehen. Mindestens ein Ende des Ammoniakzuführungsrohrs 21 steht in gasförmiges Ammoniak aufnehmender Verbindung mit einer oder mehrerer der (nicht gezeigten) Quellen für gasförmiges Ammoniak. Die Enden des Ammoniakzuführungsrohrs 21 können Ammoniakeinlässe 23A, 23B zum Verbinden mit einer Ammoniakzuführungsleitung bilden. In einigen Ausführungsformen bildet nur ein Ende des Ammoniakzuführungsrohrs 21 einen Einlass und das andere weist ein geschlossenes oder verstöpseltes Ende auf. Das Ammoniakzuführungsrohr 21 kann mit einer Wand der Abgasleitung 90 verbunden sein, um den Injektor 20 und den Mischer 30 des Systems 10 in der Abgasleitung und folglich in dem Abgasstrom, der in einer Richtung des Abgasstroms durch die Abgasleitung fließt, anzuordnen (z. B. aufzuhängen).
Das innere und das äußere Einspritzrohr 24, 26 bilden jeweils im Wesentlichen kreisförmige oder ringförmige Rohre und sind mittels des Zuführungsrohrs 21 miteinander verbunden. Wie in den 6 und 7 gezeigt, kann das innere Rohr 24 zwei halbkreisförmige Rohrabschnitte 24A, 24B aufweisen. Auf ähnliche Weise kann, wie in den 8 und 9 gezeigt, das äußere Rohr 26 zwei halbkreisförmige Rohrabschnitte 26A, 26B aufweisen. Das äußere Einspritzrohr 26 bildet einen größeren Durchmesser, um in wirksamer Weise das innere Einspritzrohr 24 zu begrenzen. Die Ammoniakzuführungsleitung 21 erstreckt sich durch das innere und das äußere Einspritzrohr 24, 26, um in wirksamer Weise jedes Einspritzrohr zu halbieren. Das innere und das äußere Einspritzrohr 24, 26 weisen jeweils eine Vielzahl von Öffnungen 28 auf, die in den stromaufwärts weisenden Oberflächen 80, 82 der Rohre gebildet (z. B. gebohrt oder gestanzt) und um diese herum angeordnet sind. Die Öffnungen 28 erstrecken sich nur durch die stromaufwärts weisenden Oberflächen oder Seiten 80, 82 der Einspritzrohre 24, 26. In bestimmten Anwendungsformen weist das Ammoniakzuführungsrohr 21 auch eine oder mehrere Öffnungen 29 auf, die in einer stromaufwärts weisenden Oberfläche des Zuführungsrohrs gebildet und daran entlang angeordnet ist. Zum Beispiel ist in der veranschaulichten Ausführungsform von 1 eine Öffnung 29 auf der stromaufwärts weisenden Oberfläche des Zuführungsrohrs 21 an einer geometrischen Mitte der kreisförmigen Einspritzrohre 24, 26 angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, sind die in dem inneren Einspritzrohr 24 gebildeten Öffnungen 28 gleichmäßig voneinander um das innere Einspritzrohr herum beabstandet. Genauer gesagt hat in einigen Anwendungsformen das innere Rohr 24 sechs Öffnungen 28, die in einem Winkel Ø₁ voneinander beabstandet sind. In der veranschaulichten Ausführungsform beträgt der Winkel Ø₁ 60 Grad, aber es kann sich dabei um einen beliebigen verschiedener anderer Winkel handeln, der ggf. mit einer beliebigen Anzahl von Öffnungen in Zusammenhang steht. Auf ähnliche Weise sind gemäß einer Ausführungsform, wie in 8 gezeigt, die in dem äußeren Einspritzrohr 26 gebildeten Öffnungen 28 gleichmäßig voneinander um das äußere Einspritzrohr herum beabstandet. Genauer gesagt hat in einigen Anwendungsformen das äußere Rohr 26 zehn Öffnungen 28, die in einem Winkel Ø₂ voneinander beabstandet sind. In der veranschaulichten Ausführungsform beträgt der Winkel Ø₂ 30 Grad, aber es kann sich dabei um einen beliebigen verschiedener anderer Winkel handeln, der ggf. mit einer beliebigen Anzahl von Öffnungen in Zusammenhang steht. Wenngleich die Öffnungen 28 gleichmäßig um die Rohre herum verteilt sind, müssen die Öffnungen in einigen Ausführungsformen nicht gleich weit voneinander entfernt sein. Beispielsweise können in einigen Anwendungsformen die Öffnungen 28 an einigen Stellen entlang der Rohre näher beieinander liegen als an anderen Stellen entlang der Rohre.
Der Mischer 30 weist einen inneren Ring 36 auf, der mittels einer Querstrebe 39 mit einem äußeren Ring 38 verbunden ist. In einigen Anwendungsformen entsprechen die Größe und die allgemeine Form des inneren Rings 36 ungefähr der des inneren Einspritzrohrs 24, die Größe und die allgemeine Form des äußeren Rings 38 entsprechen ungefähr der des äußeren Einspritzrohrs 26, und die Größe und die allgemeine Form der Querstrebe 39 entsprechen der eines mittleren Abschnitts des Zuführungsrohrs 21. In bestimmten Ausführungsformen weist der Mischer 30 keine Querstrebe 39 auf, so dass der innere Ring 36 und der äußere Ring 38 jeweils als einzelnes, nicht verbundenes Element ausgebildet sind.
Wie in den 1 und 10 gezeigt, weist sowohl der innere als auch der äußere Ring 36, 38 eine Vielzahl von Fluidumleitungselementen 32 auf, die um die jeweiligen Ringe herum beabstandet sind. Jedes Fluidumleitungselement 32 weist radial nach außen weisende Umleitungselemente oder -rippen 34A und entgegengesetzte radial nach innen weisende Umleitungselemente oder -rippen 34B auf. Die Umleitungselemente 34A, 34B werden als radial nach außen weisende bzw. radial nach innen weisende Umleitungselemente betrachtet, weil sich die Umleitungselemente 34A von den Ringen in einer Richtung weg von einer Mitte oder einer mittleren Achse der Ringe erstrecken und sich die Umleitungselemente 34B von den Ringen in einer Richtung zu einer Mitte oder einer mittleren Achse der Ringe erstrecken. Die Fluidumleitungselemente 32 können gleichmäßig voneinander um den äußeren bzw. den inneren Ring 36, 38 herum beabstandet sein. Genauer gesagt hat in einigen Anwendungsformen, wie in 10 gezeigt, der innere Ring 36 sechs Umleitungselemente 32, die in einem Winkel Ø₆ voneinander beabstandet sind. In der veranschaulichten Ausführungsform beträgt der Winkel Ø₆ 60 Grad, aber es kann sich dabei um einen beliebigen verschiedener anderer Winkel handeln, der ggf. mit einer beliebigen Anzahl von Öffnungen in Zusammenhang steht. Auf ähnlich Weise hat gemäß einer Ausführungsform, wie in 10 gezeigt, der äußere Ring 38 zwölf Öffnungen, die in einem Winkel Ø₅ voneinander beabstandet sind. In der veranschaulichten Ausführungsform beträgt der Winkel Ø₅ 30 Grad, aber es kann sich dabei um einen beliebigen verschiedener anderer Winkel handeln, der ggf. mit einer beliebigen Anzahl von Umleitungselementen in Zusammenhang steht. Wenngleich die Umleitungselemente 32 gleichmäßig um die Ringe herum verteilt sind, sind die Umleitungselemente in einigen Ausführungsformen nicht gleichmäßig um die Ringe herum verteilt.
Wie in 2 gezeigt, ist der Mischer 30 an stromabwärts weisenden Oberflächen 84, 86 des Injektors 20 befestigt. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Mischer 30 so an dem Einspritzventil 20 befestigt, dass der innere Ring 36 des Mischers über (oder unter) dem inneren Einspritzrohr 24 liegt, der äußere Ring 38 des Mischers über (oder unter) dem äußeren Injektor 26 liegt, und die Querstrebe 39 über (oder unter) dem Zuführungsrohr 21 liegt. Auf diese Weise kann Abgas radial nach außen um das äußere Einspritzrohr 26 und den Ring 38, zwischen dem äußeren Einspritzrohr und dem Ring und dem inneren Einspritzrohr 24 und dem Ring 36, und zwischen dem inneren Einspritzrohr und dem Ring und dem mittleren Abschnitt des Zuführungsrohrs 21 strömen. Der Mischer 30 kann unter Verwendung von verschiedenen, im Stand der Technik bekannten Befestigungsmethoden wie Schweißen, Verkleben, Verankern, etc. an der stromabwärts weisenden Oberfläche des Injektors 20 befestigt sein. In einigen Anwendungsformen ist der Mischer 30 lösbar an dem Injektor 20 befestigt. In noch weiteren Anwendungsformen ist der Mischer 30 integral als einteiliger, aus einem Guss bestehender Aufbau mit dem Injektor 20 ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird gasförmiges Ammoniak aus einer Quelle für gasförmiges Ammoniak (z. B. ein mit gasförmigem Ammoniak gefüllter Kompressionsbehälter), in Betrieb und wenn es in einem Abgasstrom an einer Stelle stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist, dem Injektor 20 über einen der Einlässe 23A, 23B eines entsprechenden Einlassabschnitts 22A, 22B des Zuführungsrohrs 21 zugeführt, wie von den Richtungspfeilen angezeigt. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, kann ein Kraftmaschinensteuermodul das Zuführen von gasförmigem Ammoniak zu dem Injektor gemäß NO_x-Abbauanforderungen steuern, wie dies von den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine vorgegeben ist. Wie des Weiteren von den Richtungspfeilen angegeben, strömt das aufgenommene gasförmige Ammoniak durch die im Zuführungsrohr 21 gebildeten inneren Kanäle 25 und in entsprechende innere Kanäle 60, 62 des inneren und äußeren Einspritzrohrs 24, 26 durch entsprechende Öffnungen im Zuführungsrohr (siehe z. B. Öffnungen 52A, 52B von 3 und 4). Das gasförmige Ammoniak wird von dem inneren und äußeren Einspritzrohr 24, 26 durch die Öffnungen 28 getrieben und von dem Zuführungsrohr 21 durch die Öffnung 29 getrieben.
Wie in 2 gezeigt, wird das gasförmige Ammoniak aus den Öffnungen in eine Richtung entgegen der Strömungsrichtung des Abgasstroms 40 eingespritzt, weil die Öffnungen 28, 29 in einer stromaufwärtigen Richtung offen sind oder in diese Richtung weisen. Da das gasförmige Ammoniak gegen die Strömung des Abgases in das Abgas eingespritzt wird, entsteht zwischen dem gasförmigen Ammoniak und dem Abgas ein Staupunkt, was das Vermischen des gasförmigen Ammoniaks und des Abgases verbessert. In einigen Ausführungsformen können die Öffnungen 28, 29 in eine stromabwärtige Richtung weisen oder in eine beliebige Richtung zwischen der stromabwärtigen und der stromaufwärtigen Richtung, wie gewünscht. Beispielsweise können die Öffnungen 28, 29 in Bezug auf die Abgasstromrichtung stark oder leicht abgewinkelt sein, um gasförmiges Ammoniak im gebildeten Winkel in das Abgas einzuspritzen.
Nachdem das Ammoniak in den Abgasstrom eingespritzt wurde und sich teilweise damit mischt, strömt das Gemisch 44 aus gasförmigem Ammoniak und Abgas um die Fluidumleitungselemente 32 des Mischers 30 herum. Wie in 2 gezeigt, begünstigen die Fluidumleitungselemente 32 dank der Ausgestaltung der Rippen 34A, 34B der Elemente ein turbulentes Fließen und Wirbeln der Mischung 44. Unter Bezugnahme auf die 10A und 10B sind die Rippen 34A, 34B jedes der Fluidumleitungselemente 32 in einer stromabwärtigen Richtung abgewinkelt. Auf diese Weise leiten die Rippen 34A, 34B die Mischung 44 aus Ammoniak und Abgas radial nach außen und nach innen um, so dass Niederdruckbereiche entstehen, die eine wirbelnde Bewegung der Mischung bewirken. Darüber hinaus bewirkt die Ausgestaltung der Rippen 34A, 34B einen winkelförmigen Wirbeleffekt auf das Abgas (z. B. ein Wirbeln des Abgases um eine Achse, die in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Abgases abgewinkelt ist), was zu einem verbesserten Vermischen des gasförmigen Reduktionsmittels mit dem Abgas führt. In der veranschaulichten Ausführungsform fördern die Rippen 34A, 34B, die sich sowohl am inneren als auch am äußeren Ring 36, 38 befinden, ein Wirbeln des Abgases in derselben Richtung. In anderen Ausführungsformen können die Rippen jedoch anders ausgelegt sein, um ein Wirbeln des Abgases in entgegengesetzten Richtungen zu fördern, um eine Zunahme an turbulentem Strömungen zu erleichtern, um das Vermischen noch weiter zu verbessern.
Wie in 10A gezeigt, sind die um den äußeren Ring 38 angeordneten Rippen 34A, 34B der Elemente 32 in Bezug auf eine Ebene, die senkrecht zur Richtung des Abgasstroms ist, in einem Winkel Ø₃ abgewinkelt. Auf ähnliche Weise, wie in 10B gezeigt, sind die um den inneren Ring 36 angeordneten Rippen 34A, 34B der Elemente 32 in Bezug auf eine Ebene, die senkrecht zur Richtung des Abgasstroms ist, in einem Winkel Ø₄ abgewinkelt. Die Winkel Ø₃, Ø₄ können unterschiedlich oder gleich sein (z. B. können in einer Ausführungsform die Winkel Ø₃, Ø₄ jeweils 60 Grad betragen). Die Oberflächen der Rippen 34A, 34B sind im Wesentlichen gekrümmt. Beispielsweise sind die stromaufwärts weisenden Oberflächen der Rippen 34A, 34B konvex und die stromabwärts weisenden Oberflächen der Rippen 34A, 34B sind konkav.
Unter Bezugnahme auf 11 kann jedes Fluidumleitungselement 32 des Mischers 30 gebildet werden, indem gegenüberliegende Schlitze 70A, 70B in ein gestanztes Stück Walzblech (oder ein relativ flaches Blech), das die Form der Ringe aufweist, geschnitten werden. Am Ende der Schlitze 70A, 70B können kleine Öffnungen 72A, 72B in dem Metall ausgebildet (z. B. gebohrt) werden. Dann kann eine Blechbiegetechnik verwendet werden, um die Rippen 34A, 34B entlang der Schlitze 70A, 70B in die gewünschten Winkel zu biegen, wie oben besprochen. Die kleinen Öffnungen 72A, 72B verhindern eine Kerbwirkung am Ende der Schlitze, die zu unerwünschtem Reißen oder Querbrechen des Metalls führen kann. Die Kanten der Rippen 34A, 34B können jede beliebige verschiedener Gestalten, wie gewünscht, aufweisen, wie beispielsweise gekrümmt, wie gezeigt, oder spitz zulaufend.
Wenngleich das System 10 als eine Anordnung abgebildet ist, kann in einigen Ausführungsformen der Injektor 20 für gasförmiges Ammoniak ohne den Mischer 30 verwendet werden und umgekehrt. Außerdem kann das System 10 hergestellt werden, indem der Injektor 20 und der Mischer 30 getrennt hergestellt werden, zum Beispiel mittels Stanz- oder Spritzgussmethoden, und die ungleichen Teile dann später zusammengefügt werden. Alternativ können der Injektor 20 und der Mischer 30 des Systems 10 zusammen als einteiliger, aus einem Guss bestehender Aufbau ausgebildet werden.
Wenn in dieser Patentschrift ein Element mit einem anderen Element „verbunden” ist, kann dies ein direktes und indirektes Verbinden einschließen. Direktes Verbinden kann so definiert werden, dass ein Element mit einem anderen verbunden ist und damit in gewissem Kontakt steht. Indirektes Verbinden kann als das Verbinden von zwei Elementen definiert werden, die nicht in direktem Kontakt miteinander stehen, sondern ein oder mehrere zusätzliche Elemente zwischen den verbundenen Elementen aufweisen. Ferner kann, wie hierin verwendet, das Befestigen von einem Element an einem anderen ein direktes Befestigen und indirektes Befestigen einschließen. Darüber hinaus bezeichnet „angrenzend”, wie hierin verwendet, nicht zwingend einen Kontakt. Zum Beispiel kann ein Element an ein anderes Element angrenzen, ohne mit diesem Element in Kontakt zu stehen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „mindestens eines von”, wenn er mit einer Aufzählung von Gegenständen verwendet wird, dass verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren der aufgezählten Gegenstände verwendet werden können und nur einer der aufgezählten Gegenstände benötigt werden kann. Bei dem Gegenstand kann es sich um ein bestimmtes Objekt, eine bestimmte Sache oder eine bestimmte Kategorie handeln. Anders ausgedrückt bedeutet „mindestens eines von”, dass eine beliebige Kombination von Gegenständen oder eine Anzahl von Gegenständen aus der Aufzählung verwendet werden kann, dass aber möglicherweise nicht alle Gegenstände der Aufzählung benötigt werden. Beispielsweise kann „mindestens einer von Gegenstand A, Gegenstand B und Gegenstand C” Gegenstand A; Gegenstand A und Gegenstand B; Gegenstand B; Gegenstand A, Gegenstand B und Gegenstand C; oder Gegenstand B und Gegenstand C bedeuten. In einigen Fällen kann „mindestens einer von Gegenstand A, Gegenstand B, und Gegenstand C” beispielsweise, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, zwei von Gegenstand A, eins von Gegenstand B und zehn von Gegenstand C; vier von Gegenstand B und sieben von Gegenstand C; oder eine andere geeignete Kombination bedeuten.
In der vorstehenden Beschreibung können bestimmte Begriffe wie „oben”, „unten”, oberer”, „unterer”, „horizontal”, „vertikal”, „links”, „rechts”, „über”, „unter” und dergleichen verwendet werden. Diese Begriffe werden gegebenenfalls verwendet, um eine eindeutigere Beschreibung abzugeben, wenn es um aufeinander bezogene Verhältnisse geht. Diese Begriffe sollen jedoch keine absoluten Verhältnisse, Positionen und/oder Ausrichtungen implizieren. Zum Beispiel kann in Bezug auf ein Objekt eine „obere” Oberfläche zu einer „unteren” Oberfläche werden, indem man das Objekt einfach umdreht. Nichtsdestotrotz handelt es sich immer noch um das gleiche Objekt. Darüber hinaus bedeuten die Begriffe „einschließend”, „umfassend”, „aufweisend” und Variationen davon „einschließlich, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein”, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas anderes angegeben. Eine nummerierte Aufzählung von Gegenständen impliziert nicht, dass alle diese Gegenstände sich gegenseitig aus- und/oder einschließen, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas anderes angegeben. Die Begriffe „ein”, „eine”, „eines” und „der/die/das” beziehen sich auf „ein oder mehrere”, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas anderes angegeben. Darüber hinaus kann der Begriff „Vielzahl” als „mindestens zwei” definiert werden.
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne dabei vom Geist der Erfindung oder den wesentlichen Eigenschaften davon abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten. Der Schutzumfang der Erfindung wird somit von den beigefügten Ansprüchen und nicht von der vorstehenden Beschreibung angegeben. Alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Bereichs der Gleichwertigkeit der Ansprüche liegen, sind als in ihrem Schutzumfang enthalten zu betrachten.

Claims

Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel, umfassend: einen Injektor zum Einspritzen eines gasförmigen Reduktionsmittels in einen Abgasstrom, wobei der Injektor eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, durch die das gasförmige Reduktionsmittel in einen Abgasstrom eingespritzt wird; und einen an einer Oberfläche des Injektors befestigten Mischer, wobei der Mischer eine Vielzahl von Fluidumleitungselementen umfasst.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Öffnungen das gasförmige Reduktionsmittel in einer ersten Richtung in den Abgasstrom einspritzt, wobei die erste Richtung im Allgemeinen einer Strömungsrichtung des Abgasstroms entgegengesetzt ist.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 1, wobei der Injektor eine stromaufwärts weisende Oberfläche umfasst und wobei die Vielzahl von Öffnungen in der stromaufwärts weisenden Oberfläche ausgebildet ist.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 1, wobei der Injektor eine stromabwärts weisende Oberfläche umfasst und wobei der Mischer an der stromabwärts weisenden Oberfläche des Injektors befestigt ist.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Fluidumleitungselementen sich in einer stromabwärtigen Richtung in einem Winkel bezüglich der Strömungsrichtung des Abgasstroms erstreckt.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 1, wobei das gasförmige Reduktionsmittel gasförmiges Ammoniak umfasst.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 1, wobei der Injektor ein erstes ringförmiges Rohr umfasst, das in dem Abgasstrom angeordnet werden kann, wobei die Vielzahl von Öffnungen in dem ersten ringförmigen Rohr gebildet ist.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 7, wobei der Mischer einen ersten ringförmigen Ring umfasst, wobei die Fluidumleitungselemente mit dem ersten ringförmigen Ring verbunden sind und wobei der erste ringförmige Ring an einer Oberfläche des ersten ringförmigen Rohrs befestigt ist.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 7, wobei der Injektor ein zweites ringförmiges Rohr umfasst, das in dem Abgasstrom angeordnet werden kann, wobei das zweite ringförmige Rohr mit dem ersten ringförmigen Rohr konzentrisch ist und wobei die Vielzahl von Öffnungen auch in dem zweiten ringförmigen Rohr gebildet ist.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 9, wobei das erste und das zweite ringförmige Rohr über ein Zuführungsrohr für gasförmiges Reduktionsmittel miteinander in Fluidverbindung stehen.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 9, wobei der Mischer einen zweiten ringförmigen Ring umfasst, wobei die Fluidumleitungselemente auch mit dem zweiten ringförmigen Ring verbunden sind und wobei der zweite ringförmige Ring an einer Oberfläche des zweiten ringförmigen Rohrs befestigt ist.
Einspritz- und Mischsystem für gasförmiges Reduktionsmittel nach Anspruch 1, wobei das gasförmige Reduktionsmittel ein druckbeaufschlagtes gasförmiges Reduktionsmittel umfasst.
Mischer zum Mischen eines eingespritzten Reduktionsmittels in einem Abgasstrom, umfassend: einen äußeren Ring, der eine Vielzahl von ersten beabstandeten Fluidumleitungselementen umfasst, die jeweils eine radial nach außen weisende und eine radial nach innen weisende Rippe aufweisen; einen inneren Ring, der eine Vielzahl von zweiten beabstandeten Fluidumleitungselementen umfasst, die jeweils eine radial nach außen weisende und eine radial nach innen weisende Rippe aufweisen; und eine Querstrebe, die den äußeren Ring mit dem inneren Ring verbindet, wobei jede Rippe in Bezug auf die Querstrebe winkelförmig angeordnet ist.
Mischer nach Anspruch 13, wobei der äußere Ring mit dem inneren Ring konzentrisch ist.
Mischer nach Anspruch 13, wobei jede radial nach außen und radial nach innen weisende Rippe des äußeren und des inneren Rings im Wesentlichen gekrümmte Oberflächen bildet.
Mischer nach Anspruch 13, wobei die ersten beabstandeten Fluidumleitungselemente gleichmäßig um den äußeren Ring herum beabstandet sind und die zweiten beabstandeten Fluidumleitungselemente gleichmäßig um den inneren Ring herum beabstandet sind.
Injektor zum Einspritzen von gasförmigem Ammoniak in einen Abgasstrom, der in einer stromabwärtigen Richtung strömt, umfassend: ein äußeres Rohr, das eine Vielzahl von ersten Öffnungen umfasst; ein inneres Rohr, das eine Vielzahl von zweiten Öffnungen umfasst; und ein Zuführungsrohr für gasförmiges Ammoniak, das das äußere Rohr und das innere Rohr miteinander in Fluidverbindung bringt; wobei gasförmiges Ammoniak von dem Zuführungsrohr in das äußere und das innere Rohr strömen kann und durch die Vielzahl von ersten und zweiten Öffnungen in den Abgasstrom strömen kann.
Injektor nach Anspruch 17, wobei das äußere und das innere Rohr jeweils eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt aufweisen, wobei das äußere Rohr mit dem inneren Rohr konzentrisch ist.
Injektor nach Anspruch 17, wobei die Vielzahl von ersten Öffnungen gleichmäßig um das äußere Rohr herum beabstandet ist und die Vielzahl von zweiten Öffnungen gleichmäßig um das innere Rohr herum beabstandet ist.
Injektor nach Anspruch 17, wobei das äußere und das innere Rohr parallel zu einer Ebene ausgerichtet sind, die senkrecht zur stromabwärtigen Richtung verläuft, und wobei die Vielzahl von ersten und zweiten Öffnungen auf dem äußeren und dem inneren Rohr so angeordnet ist, dass gasförmiges Ammoniak durch die Vielzahl von ersten und zweiten Öffnungen in einer Richtung entgegengesetzt zur stromabwärtigen Richtung in den Abgasstrom strömen kann.