專利名稱：包括排氣可流過的金屬層的顆粒分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理內(nèi)燃機(jī)的排氣的顆粒分離器，所述顆粒分離器具有排氣可流過的至少一個(gè)金屬層，尤其是篩分層。本發(fā)明尤其用于移動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)，例如設(shè)置在機(jī)動(dòng)車中的內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的排氣通常包含有害物質(zhì)和固體物質(zhì)，在考慮相應(yīng)的用于保護(hù)健康和環(huán)境的規(guī)定的情況下，必須去除這些有害物質(zhì)和固體物質(zhì)。針對(duì)固體物質(zhì)，已經(jīng)提出的建議有，從排氣中過濾并隨后(以催化和/或熱和/或化學(xué)的方式)去除或轉(zhuǎn)化燃料中的組分，例如炭煙或未燃燒的碳?xì)浠衔?、硫化合物等。?duì)此已知使用過濾器，例如該過濾器具有多孔的壁部，該固定物質(zhì)被阻攔在該壁部上或壁部中。除了這些從燃燒的燃料中產(chǎn)生的固定物質(zhì)之外，排氣還可能夾帶其它顆粒，該顆粒具有不同的來源且比該固體物質(zhì)大數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。內(nèi)燃機(jī)和相關(guān)排氣設(shè)備在工作中經(jīng)常承受強(qiáng)烈震動(dòng)。因此，顆粒尤其以碎屑、碎塊的形式可從涂層和沉積物，排氣處理單元的部分脫離，以及一被排氣流攜帶一由于脈沖的沖擊損壞隨后的部件。此外，對(duì)排氣系統(tǒng)中移動(dòng)的部件來說，尤其像渦輪增壓器或渦輪壓縮機(jī)來說，該顆粒會(huì)由于密封間隙中摩擦效應(yīng)的增大導(dǎo)致磨損的增大。此外，已知把產(chǎn)生的排氣的一部分再次輸送回內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)(AGR/EGR:廢氣再循環(huán))，從而對(duì)這種情況同樣存在這樣的危險(xiǎn)，即內(nèi)燃機(jī)承受這種顆粒并受到損壞。W0-A-2007110170提出一種用于處理內(nèi)燃機(jī)的排氣的布置，其中使用了比排氣線路的橫截面更大的篩分層。該篩分層尤其用于保護(hù)沿排氣流動(dòng)方向定位在下游的渦輪增壓器不被從定位在上游的蜂窩體脫落的陶瓷顆粒損害。在此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)被阻攔的顆粒會(huì)產(chǎn)生問題。在此，要考慮到，該顆粒例如是陶瓷和/或金屬的并且在排氣系統(tǒng)中不轉(zhuǎn)化。因此，該顆粒在排氣系統(tǒng)中聚集，例如在顆粒分離器附近和/或始終不斷地撞擊到該顆粒分離器上。顆粒的這種聚集會(huì)導(dǎo)致排氣流中局部或波動(dòng)的壓力損失，這種壓力損失會(huì)導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)中和/或排氣系統(tǒng)中不期望的(減小功率)的效果。此外，在這種情況下也增大了顆粒分離器的負(fù)荷，使得顆粒分離器的穩(wěn)定性更加重要。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的在于至少部分地解決鑒于現(xiàn)有技術(shù)描述的技術(shù)問題。尤其尋求給出一種用于處理排氣的顆粒分離器，該顆粒分離器在顆粒的大的聚集速率的情況下仍持續(xù)保持排氣的可透過性伴隨小的壓力損失。此外，本發(fā)明尋求在穩(wěn)定性和對(duì)汽車工業(yè)的批量生產(chǎn)來說(靈活且簡(jiǎn)單的)制造方面改進(jìn)該顆粒分離器。該目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的特征所述的顆粒分離器實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出該布置的其它有利的設(shè)計(jì)方案。要指出，在這些權(quán)利要求中描述的單個(gè)特征可以以任意技術(shù)上有意義的方式彼此組合并描述本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案。說明書、尤其結(jié)合附圖描述了本發(fā)明以及其它實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的用于處理內(nèi)燃機(jī)的排氣的顆粒分離器包括位于殼體中并且排氣可流過的至少一個(gè)金屬層，所述殼體具有進(jìn)入開口、排出開口、橫截面和中心軸，其中所述至少一個(gè)金屬層具有至少一個(gè)波紋部，所述波紋部橫跨(跨越)所述殼體的橫截面。在此，顆粒分離器尤其指這樣一種裝置，該裝置阻攔了例如(陶瓷和/或金屬的)碎屑、碎片、碎塊等，該碎屑、碎片、碎塊例如由于在工作中的振動(dòng)和/或排氣流的脈動(dòng)和/或老化而從排氣系統(tǒng)的部件脫離。尤其可以阻攔從陶瓷或金屬的涂層的蜂窩體脫離的顆粒。還可以基于脈動(dòng)并與顆粒分離器的剛性或慣性共同作用把較不穩(wěn)定的顆粒分開為較小的、不對(duì)其它布置在下游的部件造成威脅的顆粒。特別針對(duì)前述顆粒的阻攔形成排氣可流過的金屬層。在此優(yōu)選的是，僅使用一個(gè)(單個(gè))金屬層。必要時(shí)該金屬層可以具有多個(gè)層(子層)(例如用于篩出顆粒的第一層和用于在殼體中固定第一層的第二層)，其中這些層優(yōu)選彼此釬焊、熔焊、燒結(jié)等。因此該金屬層尤其表現(xiàn)為(單個(gè)的)平面構(gòu)型物，該平面構(gòu)型物(完全)跨越殼體的橫截面，從而不可能從金屬層旁邊流過。在此金屬層設(shè)計(jì)成堅(jiān)固的或形狀穩(wěn)定的，以便該金屬層可以持久地承受排氣系統(tǒng)的使用地點(diǎn)處的條件(尤其是與顆粒的接觸)。例如，金屬層可以為穿孔的金屬薄板、為網(wǎng)格金屬薄板等。此外，金屬層(優(yōu)選)可以為織物，該織物包括規(guī)律地和/或不規(guī)律地相對(duì)彼此布置的金屬絲、長(zhǎng)絲和/或碎片。也可以使用由金屬絲、長(zhǎng)絲和/或碎片形成的無褶皺織物和纏結(jié)物。這些金屬絲、長(zhǎng)絲和/或碎片可以例如借助于電阻焊、燒結(jié)和/或釬焊彼此連接。金屬層的特征尤其在于它的排氣可穿過性，其中出現(xiàn)極小的壓力損失。在此，“金屬”尤其是指含鐵和/或含鋁的金屬合金。殼體通常是金屬薄板外殼，該金屬薄板外殼與排氣線路的形狀相配。殼體可以由管形材料形成，并具有不同的橫截面形狀，如圓形、橢圓形、多邊形或其它需要的形狀。在此尤其使用基本上為圓柱形的殼體，該殼體例如可以插入排氣線路的鄰接的部分之間并焊接到這些部分上。通常排氣通過進(jìn)入開口流入殼體中并通過排出開口再次排出。殼體的中心軸通常延伸經(jīng)過進(jìn)入開口和排出開口的幾何面積形心，在此當(dāng)殼體具有彎曲部時(shí)，中心軸必要時(shí)也可以是彎曲的。因此，例如在圓柱形的實(shí)施方案中該中心軸形成經(jīng)過圓形橫截面的中心的中心軸。進(jìn)入開口和排出開口之間的殼體的橫截面垂直于中心軸定向，并且可以具有變化的面積大小和/或面積形狀。然而，優(yōu)選橫截面的大小和形狀沿著中心軸是均勻的，即進(jìn)入開口、橫截面和排出開口在此方面是相同的。就所述至少一個(gè)金屬層在殼體中的位置而已，優(yōu)選該金屬層既不延伸超出進(jìn)入開口，也不延伸超出排出開口。此外，金屬層具有至少一個(gè)波紋部。優(yōu)選波紋部(即尤其是波峰或波谷)的數(shù)量極少。尤其優(yōu)選的是，設(shè)置最多5個(gè)波紋部(即波峰和波谷)。通過波紋部實(shí)現(xiàn)了顯著放大的表面，流入的排氣可流過該表面。從而結(jié)合顆粒分離器的小的尺寸和良好的流動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)了最佳的面積利用。同時(shí)波紋部可以引起顆粒的轉(zhuǎn)向，從而顆粒在金屬層的預(yù)定區(qū)域中聚集。因?yàn)椴y部實(shí)際上從殼體的一個(gè)區(qū)域延伸至殼體的與所述一個(gè)區(qū)域間隔開的另一個(gè)區(qū)域，所以例如在中間被阻攔的顆粒由于排氣流而向外朝向殼體移動(dòng)。在那里顆粒表現(xiàn)為較小的流動(dòng)阻力。由此例如實(shí)現(xiàn)了，顆粒分離器的其它區(qū)域?qū)τ谂艢鈦碚f始終(相對(duì)不受干擾地)可流過。此外這實(shí)現(xiàn)了，顆粒橫向于排氣的流動(dòng)方向在波紋部中(重復(fù)地)運(yùn)動(dòng)。由于排氣系統(tǒng)中變化的流動(dòng)條件而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)對(duì)顆粒有磨蝕作用，因此顆粒一再被切碎/切小并隨后在到達(dá)不危險(xiǎn)的大小之后能穿過金屬層。這種作用恰恰表現(xiàn)為相對(duì)于篩分件的顯著地改進(jìn)，這種篩分件僅在中間具有凹部，在該凹部處顆粒(無摩擦地)聚集在主流動(dòng)的區(qū)域中。在顆粒分離器中尤其設(shè)置了偏移件，該偏移件使在中間(在排氣的主流動(dòng)的區(qū)域中)被阻攔的顆粒向外(在排氣的邊緣流動(dòng)的區(qū)域中)移動(dòng)。此外，排氣本身可以有利于或甚至導(dǎo)致顆粒的移動(dòng)，從而偏移件表現(xiàn)為對(duì)來自中心的顆粒的(被動(dòng)的)引導(dǎo)。金屬層的波紋部?jī)?yōu)選形成偏移件。例如，附加地或可選地，金屬層的沉積側(cè)的表面為粗糙的，從而在強(qiáng)制的例如從內(nèi)向外的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，被阻攔的顆粒被粉碎。此外要注意的是，該波紋部也可以在兩側(cè)固定在殼體上，并進(jìn)而即使金屬層本身設(shè)計(jì)為金屬絲編織物，整體上也可以特別穩(wěn)定地設(shè)置和保持金屬層的位置和相對(duì)于排氣流動(dòng)方向的定向。在根據(jù)本發(fā)明的顆粒分離器的另一有利的實(shí)施方案中，多個(gè)波紋部以割線(正切)的方式橫跨橫截面。在此，尤其表示設(shè)置了多個(gè)直線延伸的波紋部，該波紋部延伸直至殼體的對(duì)置的區(qū)域。在此優(yōu)選設(shè)置至少兩個(gè)波紋部，該波紋部具有比橫截面的直徑小的長(zhǎng)度(根據(jù)割線的類型)。定位在殼體的邊緣處的波紋部在顆粒分離器的流動(dòng)特性方面比較不重要(較緩慢的邊緣流動(dòng))，因此此處也可以提供顆粒的較小的運(yùn)動(dòng)空間。同時(shí)，該波紋部確保金屬層橫向于中心軸的特別高的穩(wěn)定性，并因此尤其有助于形狀剛性和堅(jiān)固性。在根據(jù)本發(fā)明的顆粒分離器的另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，至少一個(gè)波紋部在垂直于中心軸的平面中延伸。進(jìn)一步優(yōu)選的是，多個(gè)波紋部終止在殼體的共同的橫截面平面中，即尤其是波峰和/或波谷基本上具有距殼體的進(jìn)入開口或至排出開口的相同的距離。波紋部沿徑向(或沿橫向于中心軸的方向)相對(duì)彼此的距離可以變化，然而優(yōu)選至少對(duì)于波紋部的一部分來說大致相同。由此可以實(shí)現(xiàn)向金屬層的均勻的流入。此外能以小的制造費(fèi)用以及必要時(shí)相同殼體部件的大的件數(shù)制造周圍的部件，如殼體。在顆粒分離器的另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)波紋部延伸經(jīng)過相對(duì)于中心軸傾斜的平面。由此實(shí)現(xiàn)了金屬層的表面相對(duì)于殼體的橫截面的進(jìn)一步放大。此外，可以通過波紋部的合適的布置實(shí)現(xiàn)例如顆粒的預(yù)分離和/或在殼體的較難流經(jīng)的區(qū)域中的聚集區(qū)，同時(shí)不過分限制流動(dòng)橫截面。此外，所述至少一個(gè)波紋部可以具有波紋上升部，該波紋上升部相對(duì)于所述平面傾斜至少45°。在此尤其建議，波紋部具有相對(duì)于平面成至少60°或甚至至少80°的角度的波紋上升部或波紋齒面(側(cè)翼)。通過陡峭的波紋上升部可以實(shí)現(xiàn)，在較大量的顆粒垂直于到來的流聚集之后，排氣在阻力不增大的情況下流經(jīng)始終自由(未被占據(jù))的波紋上升部(波紋齒面)。此外，通過陡峭的波紋上升部可有效減小波峰和波谷的背壓作用。在顆粒分離器的另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)波紋部具有橫向于殼體延伸的最高處和橫向于殼體延伸的最低處，并且最高處至最低處的間距對(duì)應(yīng)于殼體的至少一個(gè)平均半徑。因?yàn)橛糜诹黧w的(非圓形的)線路通常對(duì)流動(dòng)計(jì)算來說換算為圓形線路(例如為液壓直徑)，所以在此把平均直徑作為參考。因?yàn)樵诙噙呅蔚臋M截面中出現(xiàn)了具有延緩的流動(dòng)的放大的區(qū)域，所以在流動(dòng)技術(shù)中借助于通過各個(gè)橫截面的線路的(被潤(rùn)濕的)圓周除以線路的面積得到液壓的半徑。在這種情況下，平均半徑對(duì)應(yīng)于液壓半徑。例如在殼體的橢圓形曲線的情況下，平均半徑涉及兩個(gè)疊加的圓的算術(shù)平均數(shù)，所述圓在0°和180°或在90°和270°時(shí)形成最聞處。對(duì)波紋部的最聞處(波峰)和波紋部的最低處(波谷)之間的這種間距來說，實(shí)現(xiàn)了顆粒分離器的被流入的面積的倍增。所以由此實(shí)現(xiàn)了顆粒分離器的表面的倍增，這種倍增不會(huì)導(dǎo)致一對(duì)本身來說一顆粒分離器的結(jié)構(gòu)尺寸的進(jìn)一步增大。在顆粒分離器的另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，至少一個(gè)金屬層布置在殼體的環(huán)繞的間隙中。如·上所述，所有部件在排氣系統(tǒng)中承受持續(xù)的(外部)振動(dòng)和排氣脈動(dòng)。然而同時(shí)值得追求的是，使所述至少一個(gè)金屬層為盡可能薄壁的，從而保持小的、被排氣流入的且進(jìn)而形成有效的阻力的、流動(dòng)有效的面積。這種金屬絲編織物的結(jié)構(gòu)、織物和纏結(jié)物層具有高的靈活性且僅能較差地可塑地成為波紋狀。此外，為了此處建議的金屬層能簡(jiǎn)單地(彈性)變形以及確保即使在振動(dòng)和排氣脈動(dòng)的情況下在顆粒分離器的安裝狀態(tài)中形狀保持穩(wěn)定，金屬層在其波紋部中通過殼體中環(huán)繞的間隙固定。金屬層可以不變形地推入或插入這種間隙中，或者通過間隙夾緊在兩個(gè)一彼此重疊放置的一殼體半部中。這并未排除，金屬層仍材料鎖合地與殼體連接，例如通過熔焊、粘合或釬焊?！安牧湘i合的”指的是其中連接配件(殼體部件和/或金屬層)通過原子或分子力固定的所有連接。例如，考慮無紡織物作為金屬層，該無紡織物具有彼此燒結(jié)的金屬長(zhǎng)絲。該無紡織物優(yōu)選可以利用如下特征中的至少一個(gè)描述:-金屬長(zhǎng)絲的直徑:在20和50μ m之間；尤其利用兩個(gè)不同類型的(彼此混合和/或連接的)金屬長(zhǎng)絲形成(例如一方面20至25 μ m ;另一方面38至42 μ m);-無紡織物的單位面積質(zhì)量:在350g/mm2和550g/mm2之間；-無紡織物的透氣性:在2300和35001/m2/s之間。這種無紡織物可以用于阻攔排氣中的炭煙和/或其它固體物質(zhì)。在根據(jù)本發(fā)明的顆粒分離器的另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)金屬層具有寬度在至少0.05mm范圍內(nèi)的開口。更尤其優(yōu)選的是，該金屬層僅具有大小至少為0.05mm的開口。在這種情況下，金屬層優(yōu)選(僅)對(duì)大于開口的顆粒具有分離效應(yīng)。更尤其優(yōu)選的是，開口最大具有0.25_以內(nèi)的寬度，尤其是在0.1至0.2_范圍內(nèi)的寬度。通過該顆粒分離器尤其應(yīng)該阻攔住這種顆粒，所述顆粒會(huì)損壞或阻塞排氣系統(tǒng)的隨后(位于下游)的組件。然而同時(shí)也應(yīng)該設(shè)置盡可能大的開口，從而該開口導(dǎo)致的流動(dòng)阻力盡可能地小。來自燃料(汽油、柴油等)的燃燒的固體物質(zhì)的(優(yōu)先的)轉(zhuǎn)化在此不是主要問題。在根據(jù)本發(fā)明的顆粒分離器的另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)金屬層設(shè)計(jì)為無過濾的。這意味著金屬層未起到用于去除燃燒的燃料的炭煙或類似固體物質(zhì)的近壁過濾器和/或深度過濾器的作用。同樣還可以如此理解，即金屬層不具有可用于轉(zhuǎn)化固體物質(zhì)(炭煙等)的催化涂層。因此，金屬層實(shí)際上僅針對(duì)會(huì)堵塞和/或損壞下游部件的質(zhì)量大的、體積大的或大面積的顆粒進(jìn)行了機(jī)械的保護(hù)。金屬層尤其提供了針對(duì)尖棱的碎片、尤其是陶瓷的蜂窩體和/或陶瓷的涂層的碎片的保護(hù)。在此無過濾器的金屬層尤其具有純粹的篩分功能，從而僅阻攔這種比在汽車領(lǐng)域使用的燃料的燃燒中普遍產(chǎn)生的固體物質(zhì)(像尤其是炭煙)大數(shù)倍的顆粒。在本發(fā)明的框架中也描述了一種機(jī)動(dòng)車，該機(jī)動(dòng)車具有至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)和排氣系統(tǒng)，其中排氣系統(tǒng)具有廢氣再循環(huán)線路，其中在廢氣再循環(huán)線路中布置了至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的顆粒分離器。在內(nèi)燃機(jī)和排氣系統(tǒng)中設(shè)有移動(dòng)的部分。內(nèi)燃機(jī)的氣缸和活塞以及渦輪壓縮機(jī)的壓縮機(jī)葉片尤其表明，在大的熱負(fù)荷的情況下仍起到良好的密封作用。尖棱的陶瓷部分尤其會(huì)損壞渦輪壓縮機(jī)葉片和活塞密封環(huán)。在此尤其建議，根據(jù)本發(fā)明的顆粒分離器布置在陶瓷的蜂窩體和/或陶瓷涂層的蜂窩體下游，尤其是在廢氣再循環(huán)線路中(也就是說包括“緊鄰”)處于渦輪壓縮機(jī)上游。通過顆粒分離器實(shí)際上可持久地忽略放大的流動(dòng)阻力的不利影響。此外，顆粒分離器由于其可匹配的結(jié)構(gòu)上的尺寸和靈活性可極靈活地使用，尤其是用在排氣線路的區(qū)域中，所述排氣管路迄今為止由于結(jié)構(gòu)原因而未被利用過。


下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明以及技術(shù)領(lǐng)域。附圖示出尤其優(yōu)選的實(shí)施例，然而本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。附圖是示意性的且相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記。附圖示出:圖1示出具有在豎直平面內(nèi)的多個(gè)波紋部的顆粒分離器；圖2示出具有多個(gè)波紋部和殼體中的間隙的顆粒分離器；圖3示出沿著傾斜的平面具有單個(gè)波紋部的顆粒分離器；圖4示出沿著豎直的平面具有單個(gè)波紋部的顆粒分離器；圖5不出雙層式的金屬層；圖6是具有非圓形橫截面的顆粒分離器的俯視圖；以及圖7是具有內(nèi)燃機(jī)并具有帶廢氣再循環(huán)線路的排氣系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車。
具體實(shí)施例方式圖1以側(cè)視圖示出顆粒分離器I，其中金屬層3通過殼體4中心中的波浪線表示。在此，當(dāng)應(yīng)該從下向上進(jìn)行穿流時(shí)，進(jìn)入開口 5布置在殼體4的底部，排出開口 6布置在殼體4的頂部。因此，在穿流相反時(shí)可以簡(jiǎn)單地顛倒這些符號(hào)。在這種情況下，殼體4的中心軸7同樣形成用于示出的顆粒分離器I的對(duì)稱軸。橫向(在此是垂直)于中心軸7示出平面8，在示出的例子中平面8在中間穿過殼體4且延伸通過金屬層3的左和右邊緣。此處示出的波紋部9具有三個(gè)最低處12 (即沿排氣的流動(dòng)方向看為波谷)和兩個(gè)最高處11 (即沿排氣的流動(dòng)方向看為波峰)。每個(gè)波紋部9的波紋上升部10 (或波紋齒面)相對(duì)于平面8傾斜約90°。在流入時(shí)，顆?？梢栽谧畹吞?2中聚集，盡管如此，形式為波紋上升部10的金屬層的最大部分對(duì)穿流來說仍保持自由。此外，在該圖示中可看出，最高處11和最低處12之間的間距13沿中心軸7的方向看略微大于示出的顆粒分離器I或殼體4的平均半徑14。圖2中以三維圖示出與圖1的顆粒分離器I相似的變型方案。示出的殼體4在整個(gè)軸向延展上具有均勻的圓形橫截面25。金屬層3保持在殼體4中的環(huán)繞的間隙15中。該間隙15可以以不同方式制造，例如通過殼體4的內(nèi)側(cè)上銑切出的槽形成或者通過兩個(gè)(之前分開的)殼體半部形成，這些殼體半部在金屬層3位于其間的情況下接合形成殼體4。由于金屬層3的波紋部，該間隙15或殼體的接合連接以及金屬層不具有“直線的”走向，而是在圓周上的路徑中(多次)首先接近進(jìn)入開口并且其次接近排出開口(部分回紋/蜿蜒的走向)。這種穩(wěn)定的連接顯著影響了顆粒分離器I的穩(wěn)定性。圖3示出顆粒分離器1，其中金屬層3僅具有沿著平面8的一個(gè)波紋部9，該平面相對(duì)于中心軸7傾斜或傾側(cè)。在該圖示中，進(jìn)入開口 5在上并且排出開口 6在下，然而也可以考慮顛倒的構(gòu)型。由于波紋部9，顆粒分離器僅可能在圖示的左側(cè)區(qū)域中被聚集的顆粒堵塞。顆粒分離器I的面積的其余部分對(duì)穿流來說保持自由。圖4示出顆粒分離器I，其中金屬層3同樣具有(唯一的)波紋部9，然而該波紋部沿著與殼體4的中心軸7垂直的平面8定向。所示顆粒分離器I的流入方向通過進(jìn)入開口5示出且沿著中心軸7從上向下并從排出開口 6離開。在此，排氣流中可能的顆粒聚集在外側(cè)上。例如當(dāng)顆粒分離器I為圓形時(shí)，用于可能的顆粒的沉積地點(diǎn)明顯小于保持自由的面積。這也能通過殼體4的另一橫截面實(shí)現(xiàn)。此外，波紋部的最高處11和最低處12之間的間距13大于殼體4的平均半徑14，由此實(shí)現(xiàn)了可流入面積相對(duì)于顆粒分離器I的橫截面25的加倍。圖5示出金屬層3的多層式版本，其中第一層28和第二層29以直接的平面的接觸方式相對(duì)彼此布置(在此部分地為分解視圖)。首先流過的第一層28具有開口 16的寬度17，該寬度比隨后第二層29中的開口 16的寬度17小了數(shù)倍。因此，第一層(僅)承擔(dān)分離顆粒的功能，而第二層29 (僅)用于第一層28的(背面的)支承或部分對(duì)接。金屬層3 (或本例中的第一層28)至少具有開口 16，該開口具有在0.05至0.25mm范圍內(nèi)的寬度17。圖6以俯視圖示出顆粒分離器1，其中為了簡(jiǎn)單示出具有一種結(jié)構(gòu)的金屬層3，該結(jié)構(gòu)在外觀上不對(duì)應(yīng)于波紋部。圖6僅示出殼體4或進(jìn)入開口 5的橫截面25的多種可能構(gòu)型中的一種。同樣可行的是，進(jìn)入開口和排出開口 6具有彼此不同和/或與殼體4的其它橫截面25不同的形狀。圖7示出機(jī)動(dòng)車20，該機(jī)動(dòng)車具有內(nèi)燃機(jī)2、顆粒分離器1、渦輪增壓器22和可選地具有排氣凈化單元23。排氣系統(tǒng)27由排氣線路19和廢氣再循環(huán)線路26組成。內(nèi)燃機(jī)2的行程容積(活塞排量)18在左側(cè)被供應(yīng)增壓的排氣，而在另一側(cè)，排氣又沿流動(dòng)方向24流出。通過廢氣再循環(huán)線路26中的顆粒分離器1，渦輪增壓器22的渦輪壓縮機(jī)被保護(hù)而免受排氣系統(tǒng)27中的較大顆粒的損害。該顆粒例如可以來自排氣之前已經(jīng)流過的、(部分)陶瓷的排氣凈化單元23。因此，顆粒分離器I保護(hù)所有隨后的(下游布置的)部件以及排氣線路19的位于顆粒分離器I上游的部段免受來自內(nèi)燃機(jī)2的顆粒的損害。這些部件尤其是渦輪增壓器22和/或其它排氣凈化單元和/或冷卻器21 (或換熱器)，尤其是廢氣再循環(huán)線路26中的冷卻器。因此，也保護(hù)內(nèi)燃機(jī)2和其行程容積18不受較大顆粒的損害。圖7示出顆粒分離器I的任意技術(shù)上有意義的布置，但不表示對(duì)顆粒分離器I的精確布置的限制。因此本發(fā)明至少部分地解決了聯(lián)系現(xiàn)有技術(shù)描述的技術(shù)問題。尤其提出了一種顆粒分離器，其在小的結(jié)構(gòu)尺寸的情況下仍具有對(duì)盡可能小的流動(dòng)阻力來說大的表面以及在持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中小的磨損傾向。附圖標(biāo)記列表I顆粒分離器2內(nèi)燃機(jī)3金屬層4 殼體5進(jìn)入開口6排出開口
7 中心軸8 平面9波紋部10波紋上升部11最高處12最低處13 間距14平均半徑15 間隙16 開口17 寬度18行程體積19排氣線路20機(jī)動(dòng)車21冷卻器22渦輪增壓器23排氣凈化單元24流動(dòng)方向25橫截面26廢氣再循環(huán)線路27排氣系統(tǒng)28 第一層29 第二層。
權(quán)利要求
1.一種用于處理內(nèi)燃機(jī)(2)的排氣的顆粒分離器(1)，其中在殼體(4)中布置有排氣可流過的至少一個(gè)金屬層(3)，所述殼體具有進(jìn)入開口(5)、排出開口(6)、橫截面(25)和中心軸(7 )，其中，所述至少一個(gè)金屬層(3 )具有至少一個(gè)波紋部(9 )，該波紋部橫跨所述殼體(4)的橫截面(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒分離器(1)，其中，多個(gè)波紋部(9)以割線的形式橫跨所述橫截面(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顆粒分離器(I)，其中，所述至少一個(gè)波紋部(9)在垂直于所述中心軸(7)的平面(8)中延伸。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所 述的顆粒分離器(I)，其中，所述至少一個(gè)波紋部(9)延伸通過相對(duì)于所述中心軸(7)傾斜的平面(8)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的顆粒分離器(I)，其中，所述至少一個(gè)波紋部(9)具有波紋上升部(10)，所述波紋上升部相對(duì)于所述平面(8)傾斜至少45°。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的顆粒分離器(1)，其中，所述至少一個(gè)波紋部(9)具有橫向于所述殼體(4)延伸的最高處(11)和橫向于所述殼體(4)延伸的最低處(12),所述最高處(11)至所述最低處(12)的間距(13)對(duì)應(yīng)于所述殼體(4)的至少一個(gè)平均半徑(14)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的顆粒分離器(1)，其中，所述至少一個(gè)金屬層(3)布置在所述殼體(4)的環(huán)繞的間隙(15)中。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的顆粒分離器(1)，其中，所述至少一個(gè)金屬層(3)具有開口(16)，所述開口具有在至少0.05mm范圍內(nèi)的寬度(17)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的顆粒分離器(1)，其中，所述至少一個(gè)金屬層(3)為無過濾器的。
10.一種機(jī)動(dòng)車(20)，該機(jī)動(dòng)車具有至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)(2)和排氣系統(tǒng)(27)，其中，該排氣系統(tǒng)(27)具有廢氣再循環(huán)線路(26)，其中，該廢氣再循環(huán)線路(26)中布置有至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的顆粒分離器(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理內(nèi)燃機(jī)(2)的排氣的顆粒分離器(1)，在殼體(4)中布置了排氣可流過的至少一個(gè)金屬層(3)，所述殼體包括進(jìn)入開口(5)、排出開口(6)、橫截面(25)和中心軸(7)。所述至少一個(gè)金屬層(3)具有橫跨該殼體(4)的橫截面(25)的至少一個(gè)波紋部(9)。這種類型的顆粒過濾器具有大的表面，以使流動(dòng)阻力盡可能地低并且使堵塞的危險(xiǎn)很小。
文檔編號(hào)F02M25/07GK103221109SQ201180055401
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者J·西蒂希, M·福伊特, F·庫(kù)爾斯, L·維爾斯 申請(qǐng)人:排放技術(shù)有限公司