排气设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃机的排气设备，该排气设备具有：排气管路(2)，该排气管路具有至少一个排气管(3)，该排气管的管壁(4)以内侧(5)限定出用于引导废气流(7)的排气路径(6)，至少一个电加热装置(18)，用于加热排气管的至少一个纵向段；该加热装置(18)具有至少一个加热螺旋管(21)，所述加热螺旋管在相应的所述纵向段内在管壁(4)外侧(22)上多次缠绕排气管(3)；相应的加热螺旋管(21)具有由电阻加热材料制成的电导体(23)；其中在导体(23)和管壁外侧(22)之间布置电绝缘体(24)；加热装置具有热绝缘的外壳(25)，该外壳至少在相应的加热螺旋管(21)的区域内包封排气管(3)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于内燃机的排气设备，该排气设备尤其可以布置在机动车中。本专利技术还涉及一种运行这种排气设备的方法。
技术介绍
排气设备通常包括排气管路，该排气管路具有至少一个排气管，该排气管的管壁以内侧限定出用于引导废气流的排气路径。排气管路开始于通常具有排气弯管或者排气总管的内燃机缸体并且终止于具有至少一个端管的附近。在排气管路中通常安装了多个废气后处理装置例如催化器和微粒过滤器。此外，排气管路通常包括至少一个消声器。为了使各个零件相互连接起来，因此排气管路包括上面提到的排气管。用于测量废气流和/或排气设备的参数的传感器以及用于把反应物、尤其还原剂或者氧化剂或者类似物加入到废气流中的喷射器可以安装在排气管路的排气管的区域内。从排气弯管直到端管，在废气设备进行运行时，在排气管路内存在不同的温度。在这种情况下，在较冷的区域内存在在排气管路内部形成冷凝和形成沉积物的危险。例如由燃烧残留物例如碳黑、水和碳氢化合物所构成的薄膜可以积聚在管壁的内侧上。如果例如与SCR系统相连接，其中SCR表示选择性催化还原，把含水多的尿素溶液作为还原剂加入到废气流中，那么还存在形成尿素结晶的危险。废气管路内的杂质例如可以妨碍废气流的流动引导。此外，这些杂质可能形成增加的腐蚀相关管壁的危险。尤其在冷起动时以及在短途运行时，形成冷凝和形成沉积物的这种危险尤其大，因为一方面相关管壁仍然处于比较低的温度水平上，并且因为另一方面需要相对较高的温度来重新减少该沉积物。为了克服这个问题，原则上可能的是，更加强烈地加热该废气流，因此也可以使排气管路全部快速地到达更高的温度水平。在这种情况下可以使用可电加热的催化净化器，该净化器通常称为EKAT。但是，这种EKAT需要相对较多的电能，以相应地加热相对较大的废气流量。在这种情况下，当相应电线路一定得通过通常是金属的管壁引导时，在较大电流相对于排气管路的金属零件进行电绝缘方面的问题。
技术实现思路
本专利技术致力于该问题，从而为上述那种排气设备或者相关的运行方法提出一种改进型实施方式，该实施方式尤其其特征在于，减小了形成非期望的冷凝和/或沉积物的危险，其中还减小了为此所需要的能量需求。根据本专利技术，这个问题通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。本专利技术基于共同的想法，即借助外部的、即布置在相应管壁外侧上的电加热装置来加热排气管的至少一个区域，该至少一个区域受到冷凝危险或者沉积危险。在借助EKAT来进行废气流的传统加热一般会加热位于EKAT下游处的所有排气设备时，但是根据这个建议，排气设备仅被局部加热，即在相应的实际涉及冷凝危险或者沉积危险的区域内进行加热。因此，所需要的电能明显较小，以减小了形成不良冷凝和沉积的危险。此外规定，加热装置布置在这样的管壁的外侧上，该管壁的内侧限定出用于引导废气流的排气路径。通过加热外侧，经过一般是金属的管壁来几乎没有损失地也加热管壁的内侧，从而在这里防止形成冷凝或者沉积。此外，有利的是，尽管是电加热装置，却无需通过穿过管壁的电线，因此即使在电流较大时也可以相对方便地控制电绝缘。为本专利技术的排气设备还建议，给加热装置配置有至少一个加热螺旋管，该螺旋管在排气管的管壁外侧上多次缠绕排气管的要被加热的纵向段。相应的加热螺旋管在这种情况下具有由电阻加热材料制成的电导体。这种电阻加热材料的特征在于，其是导电的并且在传导电流时发热。一般地，在这种情况下电阻加热材料是专门的金属合金。此外，在导体和管壁的外侧之间布置电绝缘体，因此管壁或者排气管与运行该加热装置的电流实现电分离。此外提出了，加热装置配置有热绝缘的外壳，该外壳包封住带有相应的加热螺旋管的排气管。通过位于加热螺旋管外侧上的、热绝缘的外壳可以实现，由加热螺旋管所产生的热量优选地向内引出，即引出到排气管的相关纵向段的管壁中。因此，借助外壳，可以大大地提高加热装置的效率。此外，外壳同时可以为加热装置产生防水封装。此外，外壳可以为加热装置形成防脏保护。此外，该外壳可以起着防止加热装置受到碎石撞击的作用。根据一个有利实施方式，外壳可以具有安装在排气管上的壳层和电绝缘填料，该填料填满位于壳层和排气管之间的环形空间，在该环形空间内布置着相应的加热螺旋管。在这种情况下，该壳层可以以合适的方式固定在排气管上。有利的是，壳层是金属结构件例如金属板材成型件，该成型件被焊接在排气管上。因此，防止了环形室受到固体和液体弄脏。此外，壳层形成了有效的防碎石打击层。在另一个实施方式中，绝缘体可以通过施加在管壁外侧上的绝缘层来形成，其中加热螺旋管的导体缠绕在该绝缘层上，并且与其相接触。合适的绝缘层例如可以形成为云母层。加热螺旋管的导体在这种情况下可以形成带状即具有矩形横截面，或者形成为金属丝状，即具有圆形横截面。可选择地，每个加热螺旋管可以具有形成导体的芯体和形成至少一部分绝缘体的、包封住该芯体的外罩。在这种情况下，导体和绝缘体缠绕在要被加热的管部段上。加热螺旋管在外罩和芯体之间还可以具有电绝缘的细粉填料，因此芯体和外罩不接触。优选地，该芯体在这里具有环绕的、尤其圆形的横截面。在另一个实施方式中，至少一个这样的加热装置可以被布置在废气探测仪的区域内，该废气探测仪安装在排气管上。这种废气探测仪例如可以是λ探针或者NOX传感器。这种探测仪尤其在冷起动时可能受到加载冷凝物的影响，因此可能相对强烈地冷却了探测仪，即所谓的急冷。因此，大大地影响了探测仪的正常的测量数据探测。通过加热位于废气探测仪区域内的排气管，减少了沉积物或者冷凝物不良地冷却相应的探测仪的危险，因此改善了相应的探测仪的按照规定的功能。在另一个实施例中，至少一个这种加热装置可以布置在反应物供给装置的区域内，该反应物供给装置包括排气管。在这种情况下，排气管是反应物供给装置的组成部分。这种反应物供给装置通常包括安装在排气管上的喷射器，通过该喷射器的帮助，把相应的反应物加入到排气管或者加入到在排气管内被引导的废气流中。例如，在氧化催化净化器上游可以把作为氧化物的燃料加入到废气流中，该燃料在氧化催化净化器应当被转化，以加热该废气流。这种强烈地加热废气流可以例如需要用于微粒过滤器的再生。可选择地，借助这种喷射器同样可以实现下面这些，即在SCR催化器上游，把合适的还原剂例如含水的尿素溶液加入到废气流中。通过热解和水解，使水和尿素反应成氨和二氧化碳，该氨和二氧化碳在SCR催化净化器中把氧化氮转化成氮和水。相应的反应物即尤其是上述的氧化剂或者还原剂在这种情况下通常以液体的形式被加入。在这种情况下，存在这样的危险，即液体反应物例如沉积在排气管或者反应物供给装置的静态混合器中，该混合器可以布置在上述喷射器和上述SCR当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的排气设备，该排气设备具有：排气管路(2)，该排气管路具有至少一个排气管(3)，该排气管的管壁(4)以内侧(5)限定出用于引导废气流(7)的排气路径(6)，至少一个电加热装置(18)，用于加热排气管(3)的至少一个纵向段；该加热装置(18)具有至少一个加热螺旋管(21)，所述加热螺旋管在相应的所述纵向段内在管壁(4)外侧(22)上多次缠绕排气管(3)；相应的加热螺旋管(21)具有由电阻加热材料制成的电导体(23)；其中在导体(23)和管壁(4)的外侧(22)之间布置电绝缘体(24)；加热装置(18)具有热绝缘的外壳(25)，该外壳至少在相应的加热螺旋管(21)的区域内包封排气管(3)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H·托本，G·维尔特，
申请(专利权)人：埃贝斯佩歇排气技术有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE