用于排气后处理的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种设备，所述设备具有排气涡轮增压器和沿流动方向安置在排气涡轮增压器下游的环形催化转化器，其中，环形催化转化器具有第一管状流动路段、转向区域和第二环形流动路段，其中，管状流动路段由内管形成，环形流动路段在基本上平行于内管延伸的外管与内管之间形成，并且转向区域设计用于使排气流从管状流动路段转向进入环形流动路段中，其中，环形催化转化器的管状流动路段以相同构件还形成沿流动方向安置在上游的涡轮增压器的气体出口。出口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于排气后处理的设备


[0001]本专利技术涉及一种设备，所述设备具有排气涡轮增压器和沿流动方向安置在排气涡轮增压器下游的环形催化转化器，其中，环形催化转化器具有第一管状流动路段、转向区域和第二环形流动路段，其中，管状流动路段由内管形成，环形流动路段在内管与基本上平行于内管延伸的外管之间形成，转向区域设计用于使排气流从管状流动路段转向进入环形流动路段中。

技术介绍

[0002]为了对内燃机的排气进行排气后处理，主要使用催化转化器，该催化转化器能够实现将排气成分转化成有害程度较低的物质。为此，已知不同结构形式和不同尺寸的催化转化器。
[0003]此外，已知所谓的环形催化转化器，其具有中央的管状流动路段，在该管状流动路段之后跟随有流动转向部并且随后跟随有环形流动路段，其中，管状流动路段被环形流动路段包围。因此，即使在催化转化器的结构长度只能很小的情况下也可以实现用于排气的相对长的流动路段。这例如有利于排气的混合以用于使排气流均匀化的目的，或者延长了用于转化被喷入排气流中的尿素溶液的可用时间。
[0004]特别是在具有在排气系中连接在上游的涡轮增压器的构造中，直接在涡轮增压器下游的排气流动分布不是最理想的。由于不均匀的流动分布，排气成分在催化活性表面上的转化受到不利影响。
[0005]当中央的管状流动路段被流过时，能够实现排气流的均匀化。然后可以在环形流动路段中进行排气后处理，其方法是，将相应的催化活性基体插入该流动路段中。
[0006]这种类型的排气后处理设备的缺点特别在于，当管状流动路段被流过时，会导致排气冷却。由此，以后会达到所谓的起燃温度，从该起燃温度起，排气成分在催化活性基体上发生明显转化，由此排气后处理的效果特别在冷起动时变差。

技术实现思路

[0007]因此本专利技术的目的是，提供一种设备，该设备能够极为有效地加热催化活性结构。
[0008]在所述设备方面的目的通过具有权利要求1的特征的设备来实现。
[0009]本专利技术的一个实施例涉及一种设备，其具有排气涡轮增压器和沿流动方向安置在排气涡轮增压器下游的环形催化转化器，其中，环形催化转化器具有第一管状流动路段、转向区域和第二环形流动路段，其中，管状流动路段由内管形成，环形流动路段在基本上平行于内管延伸的外管与内管之间形成，并且转向区域设计用于使排气流从管状流动路段转向进入环形流动路段中，其中，环形催化转化器的管状流动路段以相同构件也形成沿流动方向安置在上游的涡轮增压器的气体出口。
[0010]该设备优选连接在内燃机下游，使得由内燃机产生的排气可以通过该设备引导。
[0011]从涡轮增压器流出的排气通常被剧烈搅动，并且在排气管的横截面上的排气分布
是不均匀的。排气涡轮增压器可以具有所谓的废气门，该废气门是用于围绕排气涡轮增压器的涡轮的排气流的旁路。在此，排气在涡轮的上游从主排气管中分支出来并且在涡轮的下游又被引导回到排气管中。
[0012]涡轮增压器具有气体出口，排气经过该气体出口从涡轮增压器中排出。由此，流过废气门的排气和流过涡轮的排气都会流动。在根据本专利技术的实施方案中，气体出口由安置在涡轮增压器下游的环形催化转化器的管状流动路段形成。因此，环形催化转化器可以非常紧密地布置在涡轮增压器下游，由此可以使流动的排气直至催化活性结构的热损失最小化。
[0013]特别有利的是，环形流动路段具有至少一个催化活性基体。催化活性基体优选由金属基体形成，该金属基体具有多个可沿着主通流方向通流的流动通道。这种类型的基体可以优选由至少部分结构化的金属箔的堆叠层、通过卷绕产生。这种基体形成蜂窝体。这种蜂窝体以多种方式在现有技术中已知。特别是各个流动通道的蜂窝载体密度、长度和结构可以根据需要被调整。
[0014]根据预期的应用目的，多个蜂窝体也可以布置在环形流动路段中。
[0015]也有利的是，所述设备具有加热装置。加热装置特别是电加热装置，该电加热装置在使用欧姆电阻的情况下产生热量。在此，例如可以加热介质、例如排气，该介质随后将热能传递到基体上。加热装置例如可以由布置在排气流中的加热线圈形成。加热装置可以独立于内燃机的运行状态运行，从而也可以在内燃机被切断时、例如在冷起动之前进行加热。加热装置也可以直接布置在催化活性结构中或催化活性结构上，以便能够更快地加热该催化活性结构。
[0016]一个优选的实施例的特征在于，加热装置由可电加热的催化转化器形成。可电加热的催化转化器的特征特别在于可通流的蜂窝体，该蜂窝体可以通过施加电压来加热。这种蜂窝体本身也可以例如通过蜂窝体的合适的涂层具有催化活性。一种这样的由金属蜂窝体形成的加热盘优选与主催化转化器的该基体或者多个基体直接相邻地布置，并且因此导致其快速加热。加热盘例如可以设计为环形的并且同样布置在环形流动路段中。环形加热盘可以优选布置在主催化转化器的下游或上游。在一个替代的设计方案中，加热盘也可以布置在中央的管状流动路段中。
[0017]还优选的是，即使在内燃机停机时，加热装置也可被激活。这特别有利于在发动机实际起动之前就已经能实现催化转化器的预热。由此可以确保催化活性结构尽可能快地达到其所谓的起燃温度，从该起燃温度起能够实现排气的催化转化。这尤其是致使在冷起动之后更快地达到法定的排气值。这特别是对于混合动力车辆来说也是重要的，因为在此可以预料到，例如在纯电动运行时、随着发动机不工作而运行时间较长，从而对排气系统和特别是催化活性结构进行预热是特别有利的。
[0018]此外有利的是，加热装置布置在涡轮增压器的废气门的区域中。涡轮增压器的废气门实际上由一个或多个旁路形成，所述旁路从位于涡轮增压器的涡轮上游的过渡部位朝向位于涡轮下游的过渡部位延伸。通过打开废气门，排气因此可以在涡轮旁边流过。优选地，加热装置这样布置在废气门的旁路上或旁路中，使得流过废气门的排气在其旁边流过并且在激活的加热装置的情况下因此被加热。
[0019]此外有利的是，加热装置加热气态介质，该气态介质可被加热装置输送经过所述
设备的至少部分区域。这对于实现从加热装置到催化活性结构的最佳热传输是有利的。除了加热装置直接与催化活性结构以导热方式接触的情况外，需要传热介质。如果内燃机运行，则用于输送热量的介质优选可以是排气。如果内燃机不工作，那么就需要使用另一种介质来确保有效加热。
[0020]也适宜的是，气态可加热介质是含有饱和的燃料蒸汽的空气体积/空气量。此外适宜的是，用于将热能从加热装置运输到催化结构的气体量由来自燃料箱的空气量形成。
[0021]因为只有当内燃机运行时才能够使用排气流作为运输介质，所以需要使用替代的介质，以便能够确保在内燃机起动之前对催化活性结构进行加热。为此，优选可以使用来自内燃机的燃料箱的空气份额。在含有饱和的燃料蒸汽的空气量方面特别有利的是，包含在空气量中的碳氢化合物有利于达到在催化活性结构处的起燃温度。
[0022]来自燃料箱的饱和的空气混合物的另一优点是，燃料箱可以具有自身的加热装置，以便例如避免燃料冻结或者有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，所述设备具有排气涡轮增压器和沿流动方向安置在排气涡轮增压器下游的环形催化转化器，其中，环形催化转化器具有第一管状流动路段、转向区域和第二环形流动路段，其中，管状流动路段由内管形成，环形流动路段在内管与基本上平行于内管延伸的外管之间形成，转向区域设计用于使排气流从管状流动路段转向进入环形流动路段中，其特征在于，环形催化转化器的管状流动路段以相同构件还形成沿流动方向安置在上游的涡轮增压器的气体出口。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，环形流动路段具有至少一个催化活性基体。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有加热装置。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，加热装置由能电加热的催化转化器形成。5.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：纬湃技术有限公司，
类型：发明
国别省市：