具有注入部分的排氣后處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求1前序部分的特征的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的注入部分。此外，本發(fā)明還涉及用于裝備有此種注入部分的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的排氣后處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]從PCT/EP2014/072554(申請(qǐng)日為2014年10月21日)已知一般的注入系統(tǒng)。它包括用于傳導(dǎo)排氣流的通道以及側(cè)向地布置在該通道上的注入件連接器，用于將液體或氣體等流體引入排氣流的注入件可連接至該注入件連接器。而且，注入腔形成在通道的注入件連接器區(qū)域中，其一方面由第一分隔壁限定，該第一分隔壁相對(duì)于排氣流設(shè)置在注入件連接器上游的通道中，被穿孔并且排氣能夠流經(jīng)該第一分隔壁，該注入腔另一方面由第二分隔壁限定，該第二分隔壁相對(duì)于排氣流設(shè)置在注入件連接器的下游的通道中，被穿孔并且排氣能夠流經(jīng)該第二分隔壁。在已知的注入部分中，第一分隔壁的穿孔配置成使得當(dāng)?shù)谝环指舯谠馐芙?jīng)過(guò)流(through-f low)時(shí)，其在注入腔中創(chuàng)建至少兩個(gè)排氣部分流，其形成兩個(gè)相對(duì)的流動(dòng)渦流。此外，通過(guò)第一分隔壁的穿孔的配置，可以實(shí)現(xiàn):兩個(gè)排氣流在接近側(cè)向地限定注入腔的通道壁處分別地流動(dòng)，并在通道壁的遠(yuǎn)端合一地流動(dòng)。因此能夠?qū)崿F(xiàn)注入腔內(nèi)加強(qiáng)的漩渦。同時(shí)，能夠在注入腔內(nèi)達(dá)到排氣比較長(zhǎng)的停延時(shí)間?？傊軌?qū)崿F(xiàn)排氣與引入液體或引入氣體之間的改善的混合。此外，如果引入液體，液體的蒸發(fā)的改善也能夠通過(guò)該措施得以實(shí)現(xiàn)。
[0003]從W02010/146285A1已知SCR系統(tǒng)形式的排氣后處理裝置，SCR代表選擇性催化還原。該已知的SCR系統(tǒng)包括用于傳導(dǎo)排氣流的管狀殼體，其在出口部分包括SCR催化轉(zhuǎn)化器。此外，該殼體還包括入口部分，其相對(duì)于排氣流設(shè)置在出口部分的上游，并且其包括氧化催化轉(zhuǎn)化器。注入部分軸向地設(shè)置在入口部分和出口部分之間，其中一體形成在入口部分上的另一殼體部分限定注入部分的通道，其同樣用于傳導(dǎo)排氣流。在該注入部分中，注入件連接器側(cè)向地設(shè)置在通道上，用于側(cè)向地通過(guò)噴嘴向排氣流中注入或引入液體或氣體的注入件連接至該通道。在注入腔的通道中，注入腔形成在注入件連接器的區(qū)域中，其一方面由第一分隔壁限定，第一分隔壁相對(duì)于排氣流設(shè)置在注入件連接器的上游的通道中，被穿孔并且排氣能夠流經(jīng)該第一分隔壁，另一方面，該注入腔由第二分隔壁限定，其相對(duì)于排氣流設(shè)置在注入件連接器下游的通道中，被穿孔并且排氣能夠流經(jīng)該第二分隔壁。在已知的SCR系統(tǒng)中，兩個(gè)分隔壁連同其穿孔配置成或形成為使得在排氣系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)全部排氣流圍繞通道的縱向中心軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，形成旋轉(zhuǎn)或漩渦或轉(zhuǎn)動(dòng)流。由于此，在注入腔中形成流動(dòng)路徑，沿該路徑排氣流從第一分隔壁的穿孔流入第二分隔壁的穿孔，其比在入口部分和出口部分之間的軸向距離長(zhǎng)至少20%。因此創(chuàng)建了混合部分，在其中注入液體能夠蒸發(fā)并且與排氣流混合。
[0004]在SCR系統(tǒng)的情況中，注入的液體是還原劑。優(yōu)選地，水溶的尿素溶液，其目前優(yōu)選通過(guò)熱解和水解作用最終轉(zhuǎn)化成氨和碳氧化物，從而將存在SCR催化轉(zhuǎn)化器中的氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮和水。對(duì)于這種SCR系統(tǒng)的效能至關(guān)重要的是，一方面以液體形式引入的還原劑的蒸發(fā)盡可能地完全，另一方面，必須達(dá)到蒸發(fā)的還原劑和排氣流盡可能充分地混合。
[0005]或者，在現(xiàn)代SCR系統(tǒng)中，氣態(tài)還原劑還可以被霧化，例如其為氣態(tài)氨。在該例中的儲(chǔ)存可以以固體的形式存在，其例如通過(guò)電供應(yīng)熱蒸發(fā)，從而生成氣態(tài)氨。在這些所謂的Amminex系統(tǒng)中，可在排氣流中直接地獲得氨，從而僅僅需要與排氣流加強(qiáng)的混合，因?yàn)檎舭l(fā)已經(jīng)在排氣流之外提前發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決了以上提到的這種類(lèi)型的注入部分的改進(jìn)的實(shí)施例的問(wèn)題，其獨(dú)立于裝備有這種注入部分的排氣后處理裝置，其特征特別地在于注入的流體與排氣流有效的充分混合，以及此外，如果注入流體是液體，其特征還在于有效的蒸發(fā)效果。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，該問(wèn)題通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題得以解決。有利的實(shí)施例為從屬權(quán)利要求的主題。
[0008]本發(fā)明基于這樣一個(gè)總的構(gòu)想:通過(guò)第一分隔壁的穿孔和第二分隔壁的穿孔的適當(dāng)?shù)倪x擇和/或布置，在注入腔內(nèi)創(chuàng)建加強(qiáng)的流偏轉(zhuǎn)，其確保充分的混合以及注入流體的適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)。一方面，其通過(guò)第一分隔壁的穿孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，其配置成排氣能夠相對(duì)于通道的縱向中心軸線(xiàn)排他地或者至少實(shí)質(zhì)上偏心地流經(jīng)第一分隔壁，該通道至少在注入腔的區(qū)域內(nèi)具有該縱向中心軸線(xiàn)，從而排氣流排他地或者至少實(shí)質(zhì)上偏心地通過(guò)第一分隔壁進(jìn)入注入腔。通過(guò)主要偏心地發(fā)生的排氣進(jìn)入注入腔的流入，排氣流具有進(jìn)入的主要部分。該排氣流的進(jìn)入的主要部分至少包括多于排氣流的全部體積流率的50%。優(yōu)選地，排氣流的進(jìn)入的主要部分包括排氣流的全部體積流率的至少75%且特別地至少90%。同樣可以設(shè)想的是，排氣流的進(jìn)入的主要部分占排氣流的體積流率的100%，從而進(jìn)入的主要部分由全部的排氣流形成。這可通過(guò)穿孔在第一分隔壁上對(duì)應(yīng)地很大程度上或者排他地偏心布置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]另一方面，分別用于在注入腔內(nèi)的有效的混合和蒸發(fā)的加強(qiáng)的流偏轉(zhuǎn)通過(guò)第二分隔壁的穿孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，其配置成排氣能夠相對(duì)于通道的縱向中心軸線(xiàn)排他地或者至少實(shí)質(zhì)上同心地流經(jīng)第二分隔壁，從而排氣流排他地或者至少實(shí)質(zhì)上軸向地通過(guò)第二分隔壁離開(kāi)注入腔。通過(guò)主要偏心地發(fā)生的排氣從注入腔的流出，排氣流具有離開(kāi)的主要部分。該排氣流的離開(kāi)的主要部分至少包括多于排氣流的全部體積流率的50%。優(yōu)選地，排氣流的離開(kāi)的主要部分包括排氣流的全部體積流率的至少75%且特別地至少90%。同樣可以設(shè)想的是，排氣流的離開(kāi)的主要部分占排氣流的體積流率的100%，從而離開(kāi)的主要部分由全部的排氣流形成。這可通過(guò)穿孔在第二分隔壁上對(duì)應(yīng)地很大程度上或者排他地同心布置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010]在該例中，根據(jù)穿孔在各自的分隔壁上的布置，分別的排氣流的進(jìn)入部分或離開(kāi)部分可為單獨(dú)部分或多個(gè)部分，由單獨(dú)流或者多個(gè)部分流組成。優(yōu)選地，偏心地進(jìn)入的主要部分是多個(gè)部分，而同心地離開(kāi)的主要部分是單獨(dú)的部分。假如排氣流的各自的主要部分不由整個(gè)排氣流組成，也可存在排氣流的進(jìn)入的次流部分或者離開(kāi)的次流部分，其中還可假設(shè)的是各自的次流部分也可以為單獨(dú)的部分或者多個(gè)部分。
[0011]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)排氣流相對(duì)于通道的縱向中心軸線(xiàn)大部分地偏心地進(jìn)入注入腔以及大部分地同心地離開(kāi)注入腔。由于此，注入腔內(nèi)的排氣流必須從偏心的流入?yún)^(qū)域到同心的流出區(qū)域之間偏轉(zhuǎn)和匯聚多次。在該過(guò)程中，可出現(xiàn)用于加強(qiáng)的蒸發(fā)的足夠的駐留時(shí)間的加強(qiáng)的混合。
[0012]除了各個(gè)分隔壁的排他地偏心或同心經(jīng)過(guò)流，還可以為各個(gè)分隔壁的基本上偏心或同心的經(jīng)過(guò)流，這對(duì)應(yīng)于各個(gè)分隔壁的大部分或者優(yōu)選的偏心的或同心的經(jīng)過(guò)流。第一分隔壁的“基本上偏心的”經(jīng)過(guò)流是指第一分隔壁的經(jīng)過(guò)流，其中流過(guò)第一分隔壁的多于50%、優(yōu)選為至少75%且特別為至少90%的整個(gè)體積流率的排氣流偏心地流經(jīng)該第一分隔壁。第二分隔壁的“基本上同心的”是指第二分隔壁的經(jīng)過(guò)流，其中流過(guò)第二分隔壁的多于50%、優(yōu)選為至少75%且特別為至少90%的整個(gè)體積流率的排氣流流經(jīng)該第二分隔壁。然而，優(yōu)選的是這樣的實(shí)施例:第一分隔壁僅偏心地流經(jīng)，即排他地包括偏心穿孔，和/或第二分隔壁僅同心地流經(jīng)，即排他地包括同心的穿孔。
[0013]如以上提到的，注入件連接器側(cè)向地連接在通道上。由于此，注入件的對(duì)應(yīng)布置，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)各自流體的側(cè)向注入。流體側(cè)向注入后，主注入方向相對(duì)于通道的軸向方向傾斜，優(yōu)選為從60度至120度的角度，特別是從85度到95度的角度，且實(shí)際為大約90度。
[0014]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，第一分隔壁的穿孔還可額外地配置成使得排氣相對(duì)于通道的縱向中心軸線(xiàn)優(yōu)選地或者排他地軸向地流經(jīng)第一分隔壁，通過(guò)穿孔的經(jīng)過(guò)流本身，沒(méi)有流偏轉(zhuǎn)或者偏轉(zhuǎn)流根本不存在?？傊?，排氣流的進(jìn)入的主要部分因此偏心地且軸向地進(jìn)入注入腔。
[0015]附加地或可選地，第二分隔壁的穿孔額外地配置成使得排氣相對(duì)于通道的縱向中心軸線(xiàn)優(yōu)選地或者排他地軸向地流經(jīng)第二分隔壁，從而通過(guò)穿孔的經(jīng)過(guò)流本身，沒(méi)有偏轉(zhuǎn)流或者偏轉(zhuǎn)流根本不存在?？傊?，排氣流的離開(kāi)的主要部分因此同心地且軸向地離開(kāi)注入腔。
[0016]根據(jù)進(jìn)一步的有利的實(shí)施例，在各自穿孔內(nèi)的各個(gè)分隔壁的經(jīng)過(guò)流排他地軸向地發(fā)生。因此，在每一例中，流偏轉(zhuǎn)排他地出現(xiàn)在各自的分隔壁的上游和/或下游。
[0017]根據(jù)有利的實(shí)施例，第一分隔壁的偏心穿孔在平行于通道的縱向中心軸線(xiàn)的投影中完全地布置在第二分隔壁的同