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    • 专利摘要:
    Eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, umfassend:- eine Oxidationskatalysatoreinheit (12) mit einem in Richtung einer ersten Gehäuseachse (A<sub>1</sub>) langgestreckten ersten Katalysatorgehäuse (14),- eine SCR-Katalysatoreinheit (18) mit einem in Richtung einer zweiten Gehäuseachse (A<sub>2</sub>) langgestreckten zweiten Katalysatorgehäuse (20),- ein mit einem stromaufwärtigen Verbindungsbereich (24) an ein stromabwärtiges Ende (26) des ersten Katalysatorgehäuses (14) und mit einem stromabwärtigen Verbindungsbereich (28) an ein stromaufwärtiges Ende (30) des zweiten Katalysatorgehäuses (20) anschließendes Mischergehäuse (16),- einen in dem Mischergehäuse (16) angeordneten und an dem Mischergehäuse (16) getragenen Mischer (48),- eine an dem Mischergehäuse (16) getragene Reaktionsmittelabgabeanordnung (56) zum Abgeben von Reaktionsmittel in einen Reaktionsmittelaufnahmekanal (72) des Mischers (48), istdadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (16) ein den stromaufwärtigen Verbindungsbereich (24) bereitstellendes erstes Gehäuseteil (36) und ein mit dem ersten Gehäuseteil (36) verbundenes und zusammen mit dem ersten Gehäuseteil (36) den stromabwärtigen Verbindungsbereich (28) bereitstellendes zweites Gehäuseteil (38) umfasst.
    公开号:EP3680462A1
    申请号:EP19216757.5
    申请日:2019-12-17
    公开日:2020-07-15
    发明作者:Enver Kurpejovic；Marc Palinkas；Thomas Wolf；Krishna Siva Prasad Reddy Yenugula；Ruben Hass
    申请人:Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG；
    IPC主号:F01N3-00
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine Oxidationskatalysatoreinheit mit einem in Richtung einer ersten Gehäuseachse langgestreckten ersten Katalysatorgehäuse, eine SCR-(Selektive Katalytische Reduktion)-Katalysatoreinheit mit einem in Richtung einer zweiten Gehäuseachse langgestreckten zweiten Katalysatorgehäuse, ein mit einem stromaufwärtigen Verbindungsbereich an ein stromabwärtiges Ende des ersten Katalysatorgehäuses und mit einem stromabwärtigen Verbindungsbereich an ein stromaufwärtiges Ende des zweiten Katalysatorgehäuses anschließendes Mischergehäuse, einen in dem Mischergehäuse angeordneten und an dem Mischergehäuse getragenen Mischer sowie eine an dem Mischergehäuse getragene Reaktionsmittelabgabeanordnung zum Abgeben von Reaktionsmittel in einen Reaktionsmittelaufnahmekanal des Mischers.
    [0002] Eine derartige Abgasanlage ist aus der EP 3 216 992 A1 bekannt.
    [0003] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine auch mit komplexer Formgebung einfach herstellbare Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine insbesondere in einem Fahrzeug bereitzustellen.
    [0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, umfassend: eine Oxidationskatalysatoreinheit mit einem in Richtung einer ersten Gehäuseachse langgestreckten ersten Katalysatorgehäuse, eine SCR-Katalysatoreinheit mit einem in Richtung einer zweiten Gehäuseachse langgestreckten zweiten Katalysatorgehäuse, ein mit einem stromaufwärtigen Verbindungsbereich an ein stromabwärtiges Ende des ersten Katalysatorgehäuses und mit einem stromabwärtigen Verbindungsbereich an ein stromaufwärtiges Ende des zweiten Katalysatorgehäuses anschließendes Mischergehäuse, einen in dem Mischergehäuse angeordneten und an dem Mischergehäuse getragenen Mischer, eine an dem Mischergehäuse getragene Reaktionsmittelabgabeanordnung zum Abgeben von Reaktionsmittel in einen Reaktionsmittelaufnahmekanal des Mischers.
    [0005] Diese Abgasanlage zeichnet sich dadurch aus, dass das Mischergehäuse ein den stromaufwärtigen Verbindungsbereich bereitstellendes erstes Gehäuseteil und ein mit dem ersten Gehäuseteil verbundenes und zusammen mit dem ersten Gehäuseteil den stromabwärtigen Verbindungsbereich bereitstellendes zweites Gehäuseteil umfasst
    [0006] Durch den Aufbau des Mischergehäuses mit zwei Gehäuseteilen wird es einerseits möglich, den Mischer in einfacher Weise in dieses zu integrieren, andererseits kann jedes der Gehäuseteile vor dem Verbinden derselben miteinander mit vergleichsweise komplexer Geometrie bereitgestellt werden.
    [0007] Für eine stabile Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander kann vorgesehen sein, dass das erste Gehäuseteil einen ersten Verbindungsrandbereich aufweist, dass das zweite Gehäuseteil einen zweiten Verbindungsrandbereich aufweist, und dass einer der beiden Verbindungsrandbereiche den anderen Verbindungsrandbereich an der Außenseite des den anderen Verbindungsrandbereich aufweisenden Gehäuseteils übergreift. Vorteilhafterweise sind die beiden Verbindungsrandbereiche so gestaltet, dass die beiden Gehäuseteile im Wesentlichen in einer Verbindungsebene miteinander verbunden sind.
    [0008] Für eine stabile Anbindung des Mischergehäuses an die beiden Katalysatoreinheiten wird vorgeschlagen, dass der stromaufwärtige Verbindungsbereich einen das erste Katalysatorgehäuse an dessen Außenseite übergreifenden stromaufwärtigen Verbindungsrandbereich aufweist, oder/und dass der stromabwärtige Verbindungsbereich einen das zweite Katalysatorgehäuse an dessen Außenseite übergreifenden stromabwärtigen Verbindungsrandbereich aufweist, wobei ein erster Teilbereich des stromabwärtigen Verbindungsrandbereichs am ersten Gehäuseteil vorgesehen ist und ein zweiter Teilbereich des stromabwärtigen Verbindungsrandbereichs am zweiten Gehäuseteil vorgesehen ist.
    [0009] Jeder der beiden Teilbereiche des stromabwärtigen Verbindungsrandbereichs kann so dimensioniert sein, dass die beiden Teilbereiche das zweite Katalysatorgehäuse in Umfangsrichtung bezüglich der zweiten Gehäuseachse in im Wesentlichen gleichem Ausmaß, also beispielsweise in einem Winkelbereich von jeweils etwa 180° bezüglich der zweiten Gehäuseachse, umgreifen.
    [0010] Eine sehr stabile Struktur kann dadurch erhalten werden, dass die zweite Gehäuseachse in einer Verbindungsebene des ersten Gehäuseteils mit dem zweiten Gehäuseteil liegt oder sich dazu parallel erstreckt. Dies bedeutet, dass die Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander einerseits und die Verbindung des Mischergehäuses mit dem zweiten Katalysatorgehäuse andererseits in zueinander im Wesentlichen orthogonal stehenden Ebenen realisiert sind.
    [0011] Für eine optimierte Anströmung des Mischers mit die Oxidationskatalysatoreinheit durchströmendem Abgas kann die erste Gehäuseachse bezüglich einer Verbindungsebene des ersten Gehäuseteils mit dem zweiten Gehäuseteil unter einem von 90° verschiedenen Winkel geneigt verlaufen.
    [0012] Dazu kann vorgesehen sein, dass die erste Gehäuseachse bezüglich der Verbindungsebene unter einem Winkel im Bereich von 93° bis 100° von der zweiten Gehäuseachse weg geneigt ist.
    [0013] Zur Anbindung des Mischers bzw. der Reaktionsmittelabgabeanordnung an das Mischergehäuse kann an dem zweiten Gehäuseteil ein zur ersten Gehäuseachse sich im Wesentlichen parallel erstreckender Trägerwandungsbereich und ein vom Trägerwandungsbereich sich in Richtung vom stromabwärtigen Verbindungsbereich weg erstreckender Übergangswandungsbereich vorgesehen sein.
    [0014] Ferner kann der Übergangswandungsbereich sich vom Trägerwandungsbereich im Wesentlichen orthogonal zur ersten Gehäuseachse zum zweiten Verbindungsrandbereich erstrecken. Es wird somit im zweiten Gehäuseteil eine Einbuchtung geschaffen, in welcher für eine kompakte Ausgestaltung der Abgasanlage die im Wesentlichen außerhalb des Mischergehäuses positionierte Reaktionsmittelabgabeanordnung zumindest teilweise, vorteilhafter Weise im Wesentlichen vollständig aufgenommen sein kann.
    [0015] Um sicherzustellen, dass im Wesentlichen das gesamte von einer Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas mit Reaktionsmittel durchmischt werden kann, wird weiter vorgeschlagen, dass an dem Mischergehäuse, vorzugsweise dem ersten Gehäuseteil, ein einen das stromabwärtige Ende des ersten Katalysatorgehäuses verlassenden Abgasstrom in Richtung zu dem Mischer leitendes Leitelement festgelegt ist.
    [0016] Eine einfach und kostengünstig herstellbare, gleichwohl jedoch auch unter thermischer Belastung stabile Ausgestaltung kann erreicht werden, wenn das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil als Blechumformteile bereitgestellt sind und materialschlüssig miteinander verbunden sind.
    [0017] Bei der erfindungsgemäß aufgebauten Abgasanlage kann der Mischer einen scheibenartigen Mischerkörper mit einem im Wesentlichen plattenartigen ersten Mischerkörperteil und einem mit dem ersten Mischerkörperteil verbundenen, im Wesentlichen plattenartigen zweiten Mischerkörperteil umfassen, wobei in wenigstens einem der Mischerkörperteile eine Ausbauchung zum Bereitstellen des im Wesentlichen in einer Reaktionsmittel-Haupteinspritzrichtung sich erstreckenden Reaktionsmittelaufnahmekanals ausgebildet ist, und wobei in wenigstens einem der Mischerkörperteile wenigstens eine Ausbauchung zum Bereitstellen eines von dem Reaktionsmittelaufnahmekanal sich weg erstreckenden Reaktionsmittelabgabekanals ausgebildet ist.
    [0018] Für eine gleichmäßige Abgabe von mit Reaktionsmittel durchmischtem Abgas können in wenigstens einem der Mischerkörperteile zwei Ausbauchungen zum Bereitstellen zweier von dem Reaktionsmittelaufnahmekanal sich zueinander entgegengesetzt weg erstreckender Reaktionsmittelabgabekanäle ausgebildet sein.
    [0019] Der scheibenartige Mischerkörper kann im Wesentlichen orthogonal zur ersten Gehäuseachse angeordnet am zweiten Gehäuseteil getragen sein.
    [0020] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine; Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Teil einer Abgasanlage in Explosionsdarstellung; Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende, teilweise aufgeschnittene Darstellung; Fig. 4 einen Mischer der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Abgasanlage in Explosionsdarstellung; Fig. 5 den Mischer in Seitenansicht, Fig. 6 den Mischer in Blickrichtung VI in Fig. 5.
    [0021] Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Teil einer allgemein mit 10 bezeichneten Abgasanlage einer Brennkraftmaschine. Dieser Teil der Abgasanlage 10 umfasst stromaufwärts eine Oxidationskatalysatoreinheit 12 mit einem in Richtung einer ersten Gehäuseachse A1 langgestreckten, beispielsweise im Wesentlichen zylindrischen und damit die erste Gehäuseachse A1 umgebenden ersten Katalysatorgehäuse 14. Stromabwärts umfasst der dargestellte Teil der Abgasanlage 10 eine SCR-(Selektive Katalytische Reduktion)-Katalysatoreinheit 18 mit einem in Richtung einer zweiten Gehäuseachse A2 langgestreckten und somit diese umgebenden, beispielsweise im Wesentlichen zylindrischen zweiten Katalysatorgehäuse 20. Die beiden Gehäuseachsen A1, A2 können jeweils die Längsmittenachsen des ersten Katalysatorgehäuses 14 bzw. des zweiten Katalysatorgehäuses 20 sein. Im ersten Katalysatorgehäuse 14 ist ein nicht dargestellter Oxidationskatalysator, insbesondere Diesel-Oxidationskatalysator, angeordnet. Im zweiten Katalysatorgehäuse 20 ist ein ebenfalls nicht dargestellter SCR-Katalysator aufgenommen.
    [0022] Zwischen den beiden Katalysatoreinheiten 12, 18 bzw. den beiden Katalysatorgehäusen 14, 20 ist ein allgemein mit 16 bezeichnetes Mischergehäuse angeordnet. Dieses stellt eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Katalysatoreinheiten 12, 18 bereit. An den von dem Mischergehäuse 16 jeweils abgewandten Endbereichen der Katalysatorgehäuse 14, 20 sind jeweilige Anschlusselemente 22, 23 vorgesehen, über welche die Katalysatoreinheiten 12, 18 an daran anschließende Abgasführungskomponenten angeschlossen werden können.
    [0023] Das Mischergehäuse 16 weist einen stromaufwärtigen Verbindungsbereich 24 auf, mit welchem dieses an ein stromabwärtiges Ende 26 des ersten Katalysatorgehäuses 14 angebunden ist. Ferner weist das Mischergehäuse 16 einen stromabwärtigen Verbindungsbereich 28 auf, mit welchem dieses an ein stromaufwärtiges Ende 30 des zweiten Katalysatorgehäuses 20 angebunden ist.
    [0024] Der stromaufwärtige Verbindungsbereich 24 umfasst einen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten stromaufwärtigen Verbindungsrandbereich 32, mit welchem das Mischergehäuse 16 das stromabwärtige Ende 26 des ersten Katalysatorgehäuses 14 an dessen Außenseite übergreift und daran beispielsweise durch Verschweißung festgelegt ist. Gleichermaßen weist der stromabwärtige Verbindungsbereich 28 einen stromabwärtigen Verbindungsrandbereich 34 mit im Wesentlichen zylindrischer Gestalt auf, mit welchem das Mischergehäuse 16 das stromaufwärtige Ende 30 des zweiten Katalysatorgehäuses 20 an dessen Außenseite übergreift und daran beispielsweise durch Verschweißung festgelegt ist.
    [0025] Das Mischergehäuse 16 ist mit zwei Gehäuseteilen 36, 38 aufgebaut. Die beiden Gehäuseteile 36, 38 sind miteinander im Wesentlichen im Bereich einer Verbindungsebene E miteinander verbunden, welche, wie in Fig. 1 dargestellt, beispielsweise die zweite Gehäuseachse A2 enthalten kann oder dazu parallel liegt. Insbesondere kann die Anordnung derart sein, dass die Verbindungsebene E zu einer durch die beiden Gehäuseachsen A1, A2 aufgespannten und der Zeichenebene der Fig. 1 entsprechenden Ebene orthogonal steht.
    [0026] Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 36, 38 miteinander weist das den stromaufwärtigen Verbindungsbereich 24 bereitstellende erste Gehäuseteil 36 einen ersten Verbindungsrandbereich 40 auf. Dementsprechend weist das zweite Gehäuseteil 38 einen zweiten Verbindungsrandbereich 42 auf. Der erste Verbindungsrandbereich 40 und der zweite Verbindungsrandbereich 42 können derart aufeinander abgestimmt sein, dass der erste Verbindungsrandbereich 42 des ersten Gehäuseteils 36 das den zweiten Verbindungsrandbereich 42 bereitstellende zweite Gehäuseteil 38 an dessen Außenseite übergreift und daran beispielsweise durch Verschweißung festgelegt ist. Jeder der beiden Verbindungsrandbereiche 40, 42 weist eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt auf, und ist bezüglich der Verbindungsebene E im Wesentlichen nicht gekrümmt. Beispielsweise kann die Verbindungsebene E, so wie in Fig. 2 erkennbar, durch eine Randkante des zweiten Verbindungsrandbereichs 42 aufgespannt sein. Gleichermaßen könnte die Verbindungsebene E durch eine Randkante des ersten Verbindungsrandbereichs 40 aufgespannt sein.
    [0027] Aufgrund der Ausgestaltung des Mischergehäuses 16 mit den beiden Gehäuseteilen 36, 38 ergibt sich eine Struktur, bei welcher der stromabwärtige Verbindungsbereich 28 bzw. der stromabwärtige Verbindungsrandbereich 34 in einen am ersten Gehäuseteil 36 vorgesehenen ersten Teilbereich 44 und einen am zweiten Gehäuseteil 38 vorgesehenen Teilbereich 46 aufgeteilt ist. Diese beiden Teilbereiche 44, 46 ergeben zusammen den um die zweite Gehäuseachse A2 unterbrechungsfrei umlaufenden stromabwärtigen Verbindungsrandbereich 34. Vorteilhafterweise ist die Ausgestaltung derart, dass jeder der beiden Teilbereiche 44, 46 sich in gleichem Ausmaß um die zweite Gehäuseachse A2 das zweite Katalysatorgehäuse 20 umgreifend erstreckt, so dass jeder der beiden Teilbereiche 44, 46 das zweite Katalysatorgehäuse 20 in seinem stromaufwärtigen Ende 30 in einen Winkelbereich von etwa 180° umgreift.
    [0028] In den Fig. 1 bis 3 ist weiter zu erkennen, dass die beiden Gehäuseachsen A1 und A2 zueinander nicht orthogonal stehen. Die erste Gehäuseachse A1 ist bezüglich der zweiten Gehäuseachse A2 bzw. auch der Verbindungsebene E unter einem von 90° verschiedenen Winkel in Richtung von der SCR-Katalysatoreinheit 18 weg geneigt. Beispielsweise können die beiden Gehäuseachsen A1 und A2 einen Winkel im Bereich von 93° bis 100° zwischen sich einschließen.
    [0029] An dem Mischergehäuse 16 bzw. in dem Mischergehäuse 16 ist ein allgemein mit 48 bezeichneter Mischer getragen. Dazu weist das Mischergehäuse 16 einen zur ersten Gehäuseachse A1 näherungsweise parallel sich erstreckenden Trägerwandungsbereich 50 auf. Dieser Trägerwandungsbereich 50 liegt näherungsweise auch im Bereich der ersten Gehäuseachse A1 bzw. eines Radialzentrums des ersten Katalysatorgehäuses 14. An seinem dem ersten Katalysatorgehäuse 14 nahe liegenden Ende geht der Trägerwandungsbereich 50 über in einen Übergangswandungsbereich 52. Der Übergangswandungsbereich 52 erstreckt sich, ausgehend von seinem Anschluss an den Trägerwandungsbereich 50, in Richtung vom zweiten Katalysatorgehäuse 20 weg auf den zweiten Verbindungsrandbereich 42 zu. An einem vom Übergangswandungsbereich 52 entfernten Ende geht der Trägerwandungsbereich 50 in einen kugelkalottenartigen Kuppelbereich 54 des zweiten Gehäuseteils 38 über, welcher an einer vom ersten Katalysatorgehäuse 14 abgewandten Seite des Mischers 48 diesen im Wesentlichen vollständig überdeckend angeordnet ist.
    [0030] Zusammen mit dem Mischer 48 ist am Trägerwandungsbereich 50 eine allgemein auch als Injektor bezeichnete Reaktionsmittelabgabeanordnung 56 getragen. Die Reaktionsmittelabgabeanordnung 56 liegt im Wesentlichen außerhalb des Mischergehäuses 16 und ist in einer durch den Trägerwandungsbereich 50 und den Übergangswandungsbereich 52 gebildeten Einbuchtung 58 des zweiten Gehäuseteils 38 aufgenommen. Somit ergibt sich eine sehr kompakte Bauart, bei welcher die Reaktionsmittelabgabeanordnung 56 im Wesentlichen vollständig innerhalb der Gesamt-Außenkontur des Mischergehäuses 16 aufgenommen ist und nicht wesentlich darüber hervorsteht.
    [0031] Durch die Reaktionsmittelabgabeanordnung wird Reaktionsmittel, beispielsweise eine Harnstoff/Wasser-Lösung, in einer Reaktionsmittel-Haupteinspritzrichtung H in den Mischer 48 eingespritzt. In dem nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 detailliert beschriebenen Mischer 48 durchmischt das über die Oxidationskatalysatoreinheit 12 in das Mischergehäuse 16 einströmende Abgas sich mit dem von der Reaktionsmittelabgabeanordnung 56 in den Mischer 48 eingespritzten Reaktionsmittel und verlässt den Mischer 48 bzw. das Mischergehäuse 16 als effizient durchmischtes Gemisch aus Abgas und Reaktionsmittel. Dazu tragen auch die am Mischergehäuse 16 gebildete Einbuchtung 58, durch welche der Abgasstrom bezüglich der ersten Gehäuseachse A1 nach radial einwärts in Richtung auf den Mischer 48 zu geleitet wird, und der Kuppelbereich 54 bei, welcher in einem Bereich stromabwärts bzw. hinter dem Mischer 48 für eine Strömungsverwirbelung und somit eine effiziente Durchmischung von Abgas und Reaktionsmittel sorgt. Der so gebildete Strom eines Gemisches aus Abgas und Reaktionsmittel verlässt das Mischergehäuse 16 über einen zwischen dem Kuppelbereich 54 und dem stromaufwärtigen Verbindungsbereich 24 einerseits und dem stromabwärtigen Verbindungsbereich 28 andererseits gebildeten Einschnürungsbereich 60 in Richtung zur SCR-Katalysatoreinheit 18. Um zu gewährleisten, dass im Wesentlichen das gesamte das Katalysatorgehäuse 14 verlassende Abgas den Mischer 48 durchströmt, ist ein beispielsweise aus Blechmaterial aufgebautes Leitelement 61 vorgesehen. Dieses kann beispielsweise an dem auch mit dem Katalysatorgehäuse 14 verbundenen Gehäuseteil 36 des Mischergehäuses 16 festgelegt sein und den Strömungsraum zwischen dem Gehäuseteil 36 und dem Mischer 48 abschließen. Dazu kann das Leitelement 61 sich ausgehend vom Gehäuseteil 36 bis zum Mischer 48 erstrecken und an dessen vom Gehäuseteil 38 entfernten Ende abgestützt sein. Durch das Leitelement 61 wird der das Katalysatorgehäuse 14 verlassende Abgasstrom in Richtung zum Mischer 48 gelenkt, so dass das Abgas in den Mischer 48 eintritt und in diesem mit Reaktionsmittel durchmischt wird.
    [0032] Der in den Fig. 4 bis 6 detaillierter dargestellte Mischer 48 weist einen scheibenartigen Mischerkörper 62 auf, der mit zwei plattenartigen Mischerkörperteilen 64, 66 ausgebildet ist. In dem in Richtung stromaufwärts, d. h. der Oxidationskatalysatoreinheit 12 zugewandt positionierten ersten Mischerkörperteil 64, ist eine Ausbuchtung 68 gebildet. In dem in Richtung stromabwärts, also dem Kuppelbereich 54 zugewandt positionierten zweiten Mischerkörperteil 66, ist eine komplementäre Ausbauchung 70 gebildet. Diese beiden Ausbauchungen stellen zusammen einen Reaktionsmittelaufnahmekanal 72 bereit, in welchem das von der Reaktionsmittelabgabeanordnung 56 abgegebene Reaktionsmittel in der Reaktionsmittel-Haupteinspritzrichtung H eingespritzt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass grundsätzlich das Reaktionsmittel in Form eines Sprühkegels abgegeben werden kann und die Reaktionsmittel-Haupteinspritzrichtung H somit im Wesentlichen einer Zentralachse eines derartigen Sprühkegels entsprechen kann.
    [0033] Beidseits der Ausbauchung 68 sind am ersten Mischerkörperteil 64 im Wesentlichen ebene Plattenbereiche 74, 76 vorgesehen, in welchen dieses beispielsweise materialschlüssig mit dem zweiten Mischerkörperteil 66 verbunden ist. Im zweiten Mischerkörperteil 66 sind zwei weitere Ausbauchungen 78, 80 vorgesehen, welche zusammen mit den Plattenbereichen 74, 76 jeweils einen Reaktionsmittelabgabekanal 82, 84 begrenzen. Die beiden Reaktionsmittelabgabekanäle 82, 84 sind im Bereich eines Umlenkbereich 86 zum Reaktionsmittelaufnahmekanal 72 offen.
    [0034] Um an der in Richtung stromaufwärts orientierten Seite, also im Bereich des ersten Mischerkörperteils 64, den Eintritt von Abgas zu ermöglichen, sind im Bereich der Ausbauchung 68 Eintrittsöffnungen 88, 90 mit beispielsweise zueinander unterschiedlicher Größe vorgesehen. Ferner sind in den die Reaktionsmittelabgabekanäle 82, 84 überdeckenden Plattenbereichen 74, 76 Eintrittsöffnungen 92, 94 vorgesehen. Auch im Bereich der Ausbauchung 68 können Eintrittsöffnungen 96 vorgesehen sein.
    [0035] Zum Austritt von Abgas bzw. Reaktionsmittel aus dem Mischer 48 sind einerseits im Bereich der Reaktionsmittelabgabekanäle 82, 84 Austrittsöffnungen 96, 98 vorgesehen. Ferner sind im Umlenkbereich 86 Austrittsöffnungen 100 vorgesehen.
    [0036] Auch im Bereich der Ausbauchung 70 können Austrittsöffnungen 102 vorgesehen sein.
    [0037] Mit seiner scheibenartigen Struktur stellt der Mischerkörper 62 eine vergleichsweise große Anströmfläche für das die Oxidationskatalysatoreinheit 12 verlassende Abgas bereit. Über die verschiedenen Eintrittsöffnungen kann Abgas in das Innere des Mischers 48 eintreten und sich dort mit dem in den Reaktionsmittelaufnahmekanal 72 eingespritzten Reaktionsmittel durchmischen. Über die verschiedenen Austrittsöffnungen verlässt das so gebildete Gemisch aus Abgas und Reaktionsmittel den Mischer 48 im Wesentlichen in Richtung auf den Kuppelbereich 54 des Mischergehäuses 16 zu, wird dort umgelenkt und gelangt über den Einschnürungsbereich 60 zur SCR-Katalysatoreinheit 18. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der Mischer 48 mit der scheibenartigen Struktur des Mischerkörpers 62 im Wesentlichen orthogonal zur ersten Gehäuseachse A1 und somit auch näherungsweise orthogonal zu einer Richtung angeordnet ist, in welcher ein Großteil des die Oxidationskatalysatoreinheit 14 verlassenden Abgases strömt. In Verbindung mit der Formgebung des Mischergehäuses 16 führt dies zu einer effizienten, gleichmäßigen Durchmischung von Abgas und Reaktionsmittel.
    [0038] Bei der erfindungsgemäß aufgebauten Abgasanlage 10 wird insbesondere durch die Ausgestaltung des Mischergehäuses 16 mit den beiden Gehäuseteilen 36, 38 eine Ausgestaltung desselben mit vergleichsweise komplexer Geometrie, gleichwohl jedoch einfach durchzuführenden Herstellungsvorgängen ermöglicht. Jedes der beiden Gehäuseteile 36, 38 kann für sich alleine beispielsweise durch Umformen eines Blechrohlings hergestellt werden. Die Verbindung dieser beiden Gehäuseteile in den einander übergreifenden Verbindungsrandbereichen 40, 42 erfolgt entlang einer im Wesentlichen in einer Ebene liegenden Linie, so dass auch ein Schweißvorgang zum Erzeugen einer Schweißnaht sehr einfach durchgeführt werden kann. Da diese Verbindungslinie bzw. die Verbindungsebene E im Wesentlichen orthogonal steht zu einer Ebene bzw. Linie, in deren Bereich das zweite Katalysatorgehäuse 20 an das Mischergehäuse 16 angebunden ist, wird eine sehr stabile und zu einer gleichmäßigen Lastverteilung führende Struktur erreicht.
    [0039] Die vorangehend beschriebene Abgasanlage 10 kann in verschiedenen Aspekten variiert werden. So kann beispielsweise in zumindest einem der Verbindungsbereiche 24, 28 des Mischergehäuses 16 der dort vorgesehene Verbindungsrandbereich 32, 34 das mit diesem verbundene Katalysatorgehäuse 14 bzw. 20 nicht dann dessen Außenseite übergreifen, sondern in dessen axiales Ende 26 bzw. 30 eingesetzt sein. Auch können die beiden Gehäuseachsen A1, A2 zueinander orthogonal angeordnet sein, so dass die erste Gehäuseachse A1 beispielsweise auch orthogonal zur Verbindungsebene E stehen kann.
    权利要求:
    Claims (14)
    [0001] Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, umfassend:
    - eine Oxidationskatalysatoreinheit (12) mit einem in Richtung einer ersten Gehäuseachse (A1) langgestreckten ersten Katalysatorgehäuse (14),
    - eine SCR-Katalysatoreinheit (18) mit einem in Richtung einer zweiten Gehäuseachse (A2) langgestreckten zweiten Katalysatorgehäuse (20),
    - ein mit einem stromaufwärtigen Verbindungsbereich (24) an ein stromabwärtiges Ende (26) des ersten Katalysatorgehäuses (14) und mit einem stromabwärtigen Verbindungsbereich (28) an ein stromaufwärtiges Ende (30) des zweiten Katalysatorgehäuses (20) anschließendes Mischergehäuse (16),
    - einen in dem Mischergehäuse (16) angeordneten und an dem Mischergehäuse (16) getragenen Mischer (48),
    - eine an dem Mischergehäuse (16) getragene Reaktionsmittelabgabeanordnung (56) zum Abgeben von Reaktionsmittel in einen Reaktionsmittelaufnahmekanal (72) des Mischers (48),dadurch gekennzeichnet, dass das Mischergehäuse (16) ein den stromaufwärtigen Verbindungsbereich (24) bereitstellendes erstes Gehäuseteil (36) und ein mit dem ersten Gehäuseteil (36) verbundenes und zusammen mit dem ersten Gehäuseteil (36) den stromabwärtigen Verbindungsbereich (28) bereitstellendes zweites Gehäuseteil (38) umfasst.
    [0002] Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (36) einen ersten Verbindungsrandbereich (40) aufweist, dass das zweite Gehäuseteil (38) einen zweiten Verbindungsrandbereich (42) aufweist, und dass einer der beiden Verbindungsrandbereiche (40, 42) den anderen Verbindungsrandbereich an der Außenseite des den anderen Verbindungsrandbereich aufweisenden Gehäuseteils (38) übergreift.
    [0003] Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der stromaufwärtige Verbindungsbereich (24) einen das erste Katalysatorgehäuse (14) an dessen Außenseite übergreifenden stromaufwärtigen Verbindungsrandbereich (32) aufweist, oder/und dass der stromabwärtige Verbindungsbereich (28) einen das zweite Katalysatorgehäuse (20) an dessen Außenseite übergreifenden stromabwärtigen Verbindungsrandbereich (34) aufweist, wobei ein erster Teilbereich (44) des stromabwärtigen Verbindungsrandbereichs (34) am ersten Gehäuseteil (36) vorgesehen ist und ein zweiter Teilbereich (46) des stromabwärtigen Verbindungsrandbereichs (34) am zweiten Gehäuseteil (38) vorgesehen ist.
    [0004] Abgasanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (44) und der zweite Teilbereich (46) des stromabwärtigen Verbindungsrandbereichs (34) das zweite Katalysatorgehäuse (20) in Umfangsrichtung bezüglich der zweiten Gehäuseachse (A2) in im Wesentlichen gleichem Ausmaß umgreifen.
    [0005] Abgasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gehäuseachse (A2) in einer Verbindungsebene (E) des ersten Gehäuseteils (36) mit dem zweiten Gehäuseteil (38) liegt oder sich dazu parallel erstreckt.
    [0006] Abgasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäuseachse (A1) bezüglich einer Verbindungsebene (E) des ersten Gehäuseteils (36) mit dem zweiten Gehäuseteil (38) unter einem von 90° verschiedenen Winkel geneigt verläuft.
    [0007] Abgasanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäuseachse (A1) bezüglich der Verbindungsebene (E) unter einem Winkel im Bereich von 93° bis 100° von der zweiten Gehäuseachse (A2) weg geneigt ist.
    [0008] Abgasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass an dem zweiten Gehäuseteil (38) ein zur ersten Gehäuseachse (A1) sich im Wesentlichen parallel erstreckender Trägerwandungsbereich (50) und ein vom Trägerwandungsbereich (50) sich in Richtung vom stromabwärtigen Verbindungsbereich (28) weg erstreckender Übergangswandungsbereich (52) vorgesehen sind.
    [0009] Abgasanlage nach Anspruch 2 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangswandungsbereich (52) sich vom Trägerwandungsbereich (50) im Wesentlichen orthogonal zur ersten Gehäuseachse (A1) zum zweiten Verbindungsrandbereich (42) erstreckt.
    [0010] Abgasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mischergehäuse (16), vorzugsweise dem ersten Gehäuseteil (36), ein einen das stromabwärtige Ende (26) des ersten Katalysatorgehäuses (14) verlassenden Abgasstrom in Richtung zu dem Mischer (48) leitendes Leitelement (61) festgelegt ist.
    [0011] Abgasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (36) und das zweite Gehäuseteil (38) als Blechumformteile bereitgestellt sind und materialschlüssig miteinander verbunden sind.
    [0012] Abgasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (48) einen scheibenartigen Mischerkörper (62) mit einem im Wesentlichen plattenartigen ersten Mischerkörperteil (64) und einem mit dem ersten Mischerkörperteil (64) verbundenen, im Wesentlichen plattenartigen zweiten Mischerkörperteil (66) umfasst, wobei in wenigstens einem der Mischerkörperteile (64, 66) eine Ausbauchung (68, 70) zum Bereitstellen des im Wesentlichen in einer Reaktionsmittel-Haupteinspritzrichtung (H) sich erstreckenden Reaktionsmittelaufnahmekanals (72) ausgebildet ist, und wobei in wenigstens einem der Mischerkörperteile (64, 66) wenigstens eine Ausbauchung (78, 80) zum Bereitstellen eines von dem Reaktionsmittelaufnahmekanal (72) sich weg erstreckenden Reaktionsmittelabgabekanals (82, 84) ausgebildet ist.
    [0013] Abgasanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem der Mischerkörperteile (64, 66) zwei Ausbauchungen (78, 80) zum Bereitstellen zweier von dem Reaktionsmittelaufnahmekanal (72) sich zueinander entgegengesetzt weg erstreckender Reaktionsmittelabgabekanäle (82, 84) ausgebildet sind.
    [0014] Abgasanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenartige Mischerkörper (62) im Wesentlichen orthogonal zur ersten Gehäuseachse (A1) angeordnet am zweiten Gehäuseteil (38) getragen ist.
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