用于内燃机的排气设备的排气处理结构组合件的制作方法

1.本发明涉及一种包括壳体和多个在壳体中设置的排气处理单元的排气处理结构组合件。


背景技术：

2.为了净化从内燃机喷出的排气已知：使用不同的排气处理单元、例如催化器单元或颗粒过滤器单元。它们设置在可由排气穿流的壳体中，为了有效的排气净化，可以在这样的壳体中在沿流动方向相继设置的排气处理部分中设置多个这样的排气处理单元。


技术实现要素：

3.本发明的任务是，设置用于内燃机的排气设备的排气处理结构组合件，其在简单的构造情况下能够实现混合部分或排气处理部分集成到壳体中以及将其从壳体中去除。
4.按照本发明，该任务通过按照权利要求1的用于内燃机的排气设备的排气处理结构组合件解决。排气处理结构组合件具有：
[0005]-壳体，
[0006]-至少一个在壳体中的排气处理部分接纳室，以用于将排气处理部分接纳在壳体中，使得排气处理部分可从壳体中去除，
[0007]-通至壳体的并且通过在第一排气处理部分接纳室的区域中的壳体进入区域相对于壳体敞开的排气导入通道，
[0008]-在壳体中的主混合部分接纳室，以用于将主混合部分接纳在壳体中，使得所述主混合部分能从壳体中被去除，
[0009]
其中，在第一排气处理部分接纳在第一排气处理部分接纳室中且主混合部分接纳在主混合部分接纳室中时，第一排气处理部分的第一排气处理部分进入区域为了接纳来自排气导入通道的排气向壳体进入区域敞开，并且第一排气处理部分的第一排气处理部分排出区域向主混合部分的主混合部分排气入口区域敞开。
[0010]
在排气处理结构组合件的按照本发明的构造中，通过以在壳体中可去除地接纳的第一排气处理部分和主混合部分模块化的构造给出可能性，在第一排气处理部分下游进行的排气和喷射到其中的反应剂的混匀中，将每个系统区域符合功能地设置在壳体上并且从壳体去除。
[0011]
为了提供第一排气处理部分和主混合部分之间的流动连接提出，在第一排气处理部分接纳在第一排气处理部分接纳室中且主混合部分接纳在主混合部分接纳室中时，第一排气处理部分排出区域和主混合部分排气入口区域向主混合部分接纳室敞开。
[0012]
为了在此避免流泄漏或流短路，可以设置包围第一排气处理部分排出区域和主混合部分排气入口区域的并且将来自第一排气处理部分排出区域的排气流引导到主混合部分排气入口区域中的第一排气导向布置结构。
[0013]
第一排气导向布置结构可以具有例如由线材、例如线材编织物或类似物制成的环
状的第一排气引导元件。
[0014]
为了可以在主混合部分下游实施排气处理，可以在壳体中构成用于接纳第二排气处理部分的第二排气处理部分接纳室，其中，从壳体引导离开的排气导出通道通过在第二排气处理部分接纳室的区域中的壳体排出区域向壳体敞开，其中，在第二排气处理部分接纳在第二排气处理部分接纳室中且主混合部分接纳在主混合部分接纳室中时，第二排气处理部分的第二排气处理部分排出区域为了释放排气到排气导出通道中相对于壳体排出区域敞开，并且第二排气处理部分的第二排气处理部分进入区域相对于主混合部分的主混合部分排气出口区域敞开。同样如在第一排气处理部分接纳室的情况中，亦即第二排气处理部分接纳室也可以向主混合部分接纳室敞开，以便在使用排气处理部分时可以提供在其和主混合部分之间的排气流连接。
[0015]
也在第二排气处理部分的情况中，至主混合部分的流动连接可以由此提供，即，在第二排气处理部分接纳在第二排气处理部分接纳室中且主混合部分接纳在主混合部分接纳室中时，第二排气处理部分进入区域和主混合部分排气出口区域向主混合部分接纳室敞开。
[0016]
为了避免在第一排气处理部分排出区域和第二排气处理部分进入区域之间的流泄漏或流短路，可以设置包围第二排气处理部分进入区域并且主混合部分排气出口区域的并且将来自主混合部分排气出口区域的排气流引导到第二排气处理部分进入区域中的第二排气导向布置结构。
[0017]
第二排气导向布置结构可以也具有例如由线材、例如线材编织物或类似物制成的环状的第二排气引导元件。
[0018]
为了一个或每个排气处理部分在壳体中的可简单实现的稳定的保持而提出，至少一个、优选每个排气处理部分通过在主混合部分接纳室中接纳的主混合部分保持在接纳该排气处理部分的排气处理部分接纳室中，或/和至少一个、优选每个排气处理部分通过至少一个紧固机构、优选螺栓固定在壳体上。
[0019]
此外可以由此实现主混合部分在壳体中的限定的并且稳定的定位，即，设置从壳体可脱开的用于封闭主混合部分接纳室的封闭元件，其中，在主混合部分接纳在主混合部分接纳室中时，主混合部分通过封闭元件保持在主混合部分接纳室中。
[0020]
为了可以在主混合部分中实现排气和反应剂的混匀，可以在壳体上在主混合部分接纳室的区域中设置用于朝主混合部分接纳室方向释放反应剂的第一反应剂释放布置结构，并且主混合部分可以具有用于接纳从第一反应剂释放布置结构释放的反应剂的主混合部分反应剂进入区域。
[0021]
为了能够实现尤其是用于减少氮氧化物份额的还更强的排气净化进一步提出，第二反应剂释放布置结构配置给排气导入通道，以用于将反应剂释放到相对于壳体进入区域在上游的排气导入通道中。因此可以已经在第一排气处理部分之前提供由排气和反应剂组成的混合物，以便在第一排气处理部分中已经可以提供氮氧化物份额的减少的第一级。
[0022]
为了紧凑的构造，可以在壳体中横向于接纳室纵轴线并排设置多个排气处理部分接纳室，所述排气处理部分接纳室具有彼此基本上平行的接纳室纵轴线。如果在此一个排气处理部分接纳室设置在主混合部分接纳室上游并且另一个排气处理部分接纳室设置在主混合部分接纳室下游，则在这样的布置结构中，两个在排气处理部分接纳室中设置的、基
本上并排并且轴向彼此基本上完全重叠的排气处理部分由排气沿彼此相反的方向流经。
[0023]
壳体进入区域和壳体排出区域可以设置在对第一排气处理部分接纳室和第二排气处理部分接纳室在其与主混合部分接纳室远离的轴向的端部区域上进行限定的第一壳体壁中。
[0024]
进一步可以为了紧凑的构造设置为，主混合部分接纳室在排气处理部分接纳室的与其接近的轴向的端部区域的区域中通过第二壳体壁限定。
[0025]
在此，第一壳体壁和第二壳体壁可以彼此基本上平行地设置。
[0026]
原则上在壳体中可去除地接纳的主混合部分可以具有可装入排气处理结构组合件的壳体中的主混合部分壳体。为了排气和喷射到其中的反应剂的改善的混匀，可以在主混合部分中设置混合器。
[0027]
至少一个、优选每个排气处理部分可以具有外罩和至少一个在外罩中例如借助纤维垫或类似物支承的排气处理元件。为了进一步改善的排气净化功能，至少一个排气处理部分可以具有至少两个沿排气流方向相继的排气处理单元。
附图说明
[0028]
接着参考图1说明本发明，所述图1以原理式的纵剖面示出排气处理结构组合件。
具体实施方式
[0029]
在图1中，用于例如车辆中的内燃机的排气设备的排气处理单元总体以10表示。排气设备10具有基本上盒状并且例如由板料构造的壳体12，在所述壳体中在示出的示例中并排设置两个排气处理部分接纳室14、16。所述排气处理部分接纳室基本上在第一壳体壁18和相对于第一壳体壁例如平行的第二壳体壁20之间延伸并且在第二壳体壁20的区域中相对于在壳体12中构成的主混合部分接纳室22敞开。在该布置结构中，这两个沿相应的接纳室纵轴线l1、l2方向纵长延伸的排气处理部分接纳室14、16彼此沿接纳室纵轴线l1、l2的方向基本上完全重叠地设置。
[0030]
在第一壳体壁18中构成的壳体进入区域24的区域中，排气导入通道26通入第一排气处理部分接纳室14中。在第一壳体壁18中在壳体进入区域旁边构成的壳体排出区域28的区域中，排气导出通道30从第二排气处理部分接纳室16引导离开。
[0031]
在第一排气处理部分接纳室14中接纳总体地以32表示的第一排气处理部分。所述第一排气处理部分在示出的设计示例中具有排气处理单元34，所述排气处理单元在管状的外罩36中可以具有一个或多个例如通过纤维垫保持在外罩36上的排气处理元件37。在第一排气处理部分进入区域38的区域中，第一排气处理部分32或其第一排气处理单元34相对于壳体进入区域24敞开，从而通过排气导入通道26流入的排气a可以通过壳体进入区域24和第一排气处理部分进入区域38进入第一排气处理部分32中。在另一个轴向的端部区域上，第一排气处理部分32具有第一排气处理部分排出区域40。通过所述第一排气处理部分排出区域，穿流第一排气处理部分32的排气a可以流入主混合部分接纳室22中。
[0032]
在第二排气处理部分接纳室16中接纳第二排气处理部分42。所述第二排气处理部分也在示出的示例中具有包括例如管状的外罩46和至少一个在其中例如借助纤维垫保持的排气处理元件47的排气处理单元44。在第二排气处理部分42的朝向主混合部分接纳室22
的端部的区域中，所述第二排气处理部分通过第二排气处理部分进入区域48朝主混合部分接纳室22敞开。在朝向第一壳体壁18或其中设置的壳体排出区域28的端部的区域中，第二排气处理部分42通过第二排气处理部分排出区域50相对于(朝)壳体排出区域28和因此相对于(朝)排气导出通道30敞开。
[0033]
主混合部分52接纳在主混合部分接纳室22中。所述主混合部分具有例如盒状的并且同样如排气处理结构组合件10的壳体12例如以板料构造的主混合部分壳体54。在主混合部分壳体54的与壳体12的第二壳体壁20对置地定位的底壁56中，与第一排气处理部分排出区域40对置地设置主混合部分排气入口区域58。同样地在底壁56中与第二排气处理部分进入区域48对置地设置主混合部分排气出口区域60。
[0034]
为了确保用于排气a从第一排气处理部分排出区域40到主混合部分壳体54中并且从主混合部分壳体54到第二排气处理部分进入区域48中的限定的流动引导，设置两个例如以线材编织物或其他的柔性的并且耐排气或耐温的材料构造的环状的排气引导元件62、64，所述排气引导元件分别提供一个排气导向布置结构。第一排气引导元件62对第一排气处理部分排出区域40或主混合部分进入区域58沿其相应的外周边区域进行包围并且因此设置用于排气a从第一排气处理部分32穿过主混合部分接纳室22的区域到主混合部分壳体54中的限定的流动引导。同样地，第二排气引导元件64对主混合部分排出区域60和与其对置的第二排气处理部分进入区域48分别沿它们的外周边区域进行包围并且因此设置从主混合部分壳体54到第二排气处理部分42中的限定的流动引导。虽然两个排气引导元件62、64不是必然地必须提供完全气密的封闭，但它们阻止直接从第一排气处理部分32穿过主混合部分接纳室22至第二排气处理部分42的流短路。
[0035]
两个排气引导元件62、64可以一方面在主混合部分壳体54的底壁56上并且另一方面在排气处理部分32或42的相应的从外罩36或46径向向外突出的凸缘状的保持区域66、68上支承并且因此在接纳在主混合部分接纳室22中的主混合部分52中将这两个排气处理部分32、42或排气处理单元34、44保持在相应的排气处理部分接纳室14、16的限定的定位中。为了可以在此在排气处理部分32、34的所述另一个轴向的端部的区域中将所述排气处理部分限定地沿径向的方向支承，可以设置分别配置给所述排气处理部分的径向支承单元70、72。所述径向支承单元可以对相应的外罩36、46在其外侧上进行包围并且具有在包围相应的排气处理部分接纳室14或16的壁上支承的、环状的例如线材编织物或其他的柔性材料制成的径向支承元件。此外，径向支承单元70、72可以具有密封元件，所述密封元件在排气处理部分32、42的该轴向的端部区域中可以设置其关于壳体12的包围排气处理部分接纳室14、16的壁的密封的封闭。
[0036]
备选或附加于通过主混合部分52设置的用于两个排气处理部分32、42的保持功能，所述排气处理部分可以例如在其相应的保持凸缘66、68的区域中通过紧固机构、例如螺栓可脱开地固定在第二壳体壁20上。
[0037]
通过盖状构成的封闭元件74，主混合部分接纳室42可以在其与第二壳体壁20对置的侧上通过紧固机构76、例如螺栓排气密封地封闭。为此可以在紧固凸缘78和封闭元件74之间设置密封元件80。此外可以设置在封闭元件76和主混合部分壳体54之间作用的保持机构82，通过所述保持机构，主混合部分壳体54向排气引导元件62、64挤压。为了在此实现主混合部分壳体54在主混合部分接纳室52中沿接纳室纵轴线l1、l2方向的限定的定位，例如在
封闭元件74上设置的保持机构82可以基本上刚性、亦即在出现的力的情况下基本上不可变形地构成。
[0038]
配置于主混合部分52，在主混合部分接纳室22的区域中在壳体12的周边壁84上设置总体地也称为注射器的第一反应剂释放布置结构86。从第一反应剂释放布置结构86，反应剂r可以以喷射锥的形式喷射到主混合部分接纳室22中。在接纳在主混合部分接纳室22中的主混合部分52中，主混合部分反应剂进入区域88与第一反应剂释放布置结构86相对置，通过所述主混合部分反应剂进入区域，反应剂可以喷射到主混合部分壳体54和因此穿流该主混合部分壳体的排气流中。同样如所有其他的在先已经说明的进入区域和排出区域，主混合部分反应剂喷射区域88可以具有一个或多个开口。为了辅助排气a和反应剂r的混匀，可以在主混合部分壳体54中设置混合器90，所述混合器通过一方面由其生成的旋涡并且另一方面通过在其表面上引起的反应剂蒸发用于反应剂r和排气a的有效的混匀。
[0039]
同样地可以为排气导入通道26配置第二反应剂释放布置结构92，所述第二反应剂释放布置结构可以将反应剂r以喷射锥的形式喷入排气导入通道26和因此在其中流动的排气a中。也在这里可以设置混合器94，以便有效地辅助反应剂r和排气a的混匀。第二反应剂释放布置结构92因此结合混合器94或排气导入通道26提供前混合部分96，在所述前混合部分中，已经在进入壳体12或第一排气处理部分32中之前可以产生由排气a和在其中接纳的反应剂r、例如尿素/水溶液制成的混合物。
[0040]
第一排气处理部分32或其排气处理单元34可以在提供这样的前混合部分96时具有前scr催化器，在所述前scr催化器中已经可以实现在排气a中的氮氧化物份额的减少。此外第一排气处理部分32可以具有氧化催化器、尤其是柴油氧化催化器或/和颗粒过滤器、尤其是柴油颗粒过滤器。如果配置于排气导入通道26不设置前混合部分96，亦即在第一排气处理部分32上游没有反应剂喷射到排气流中，则第一排气处理部分32不具有前scr催化器。在该情况中，主混合部分52形成排气处理装置10的唯一的混合部分。
[0041]
第二排气处理部分42具有主scr催化器，在所述主scr催化器中，在转化在主混合部分52中喷射的反应剂r的情况下实现氮氧化物份额的进一步减少。此外第二排气处理部分42可以具有氨锁定催化器，以便阻止在第二排气处理部分42中未转化的氨从壳体12中排出。
[0042]
每个排气处理部分32、42可以利用唯一的排气处理单元34或44构造，其中，在唯一的排气处理单元34或44中可以接纳多个承担例如不同的功能、例如前scr催化器或主scr催化器或氧化催化器或颗粒过滤器的功能的排气处理元件。每个这样的排气处理元件可以利用例如整体的并且能由排气流经的基体构造，所述基体可以以催化有效的材料构造或/和涂敷。在一种备选的设计中，排气处理部分32或/和42可以分别以多个彼此单独构造的排气处理单元构造，所述排气处理单元分别包括一个外罩和至少一个在外罩中接纳的排气处理元件。这些彼此分开地构成的排气处理单元可以沿相应的接纳室纵轴线l1或l2的方向相继地装入排气处理部分接纳室14或16中，从而沿轴向方向相继设置的排气处理单元彼此沿相应的接纳室纵轴线l1或l2的方向限定地保持并且提供第一排气处理部分排出区域40的排气处理单元或提供第二排气处理部分进入区域48的排气处理单元以在先所述方式和方法通过主混合部分52或主混合部分壳体54或/和一个或多个紧固机构相对于壳体12固定。
[0043]
利用排气处理结构组合件10的按照本发明的构造基于模块式的构造给出可能性，
将每个功能组、亦即两个排气处理部分32、42或其排气处理单元34、44以及还有提供用于排气流的通流容积或换向容积的主混合部分52以简单的方式和方法装入壳体12中并且例如为了实施维修工作或修理工作或为了以净化的或新的部分更换而从壳体12中取出。为此仅必须将封闭元件74从壳体12脱开，由此获得对主混合部分52的操作和在去除其之后对排气处理部分32或42的操作。通过尤其是也可以将主混合部分52从壳体12中去除的可能性，所述主混合部分可以在壳体12外容易地净化掉其中产生的尿素沉积物，或只要这基于过于厚的沉积物不可能实现，则通过新的主混合部分替换。
[0044]
两个排气处理部分32、42在运行中由排气a沿彼此相反的方向穿流。流换向在主混合部分52的区域中进行。为了从壳体或相应的排气处理部分接纳室14、16中去除两个排气处理部分32、42，两个排气处理部分32、42沿基本上平行于接纳室纵轴线l1、l2的方向e从壳体12中拉出或通过沿相反的方向的运动再次装入壳体12中。