專(zhuān)利名稱(chēng)：廢氣后處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的廢氣后處理裝置。
背景技術(shù)：
為了減少包含在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的氮氧化物，用于選擇性催化還
原("SCR")的方法對(duì)于空氣過(guò)量地工作的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被證實(shí)是有利的。 在該方法中，氮氧化物與氨一起在選擇性催化器中轉(zhuǎn)化成氮和水。催化轉(zhuǎn) 化氮氧化物所需的還原劑取代氨而以尿素水溶液的形式在車(chē)輛中被攜帶 著，從該尿素水溶液中可通過(guò)尿素溶液的熱解和水解以相應(yīng)轉(zhuǎn)化所需的量 釋放出氨。尿素水溶液通過(guò)計(jì)量裝置、尤其是計(jì)量閥經(jīng)由排氣管引進(jìn)到還 原催化器中。廢氣可具有非常高的溫度，該溫度可處于70(TC左右的范圍內(nèi)。 這對(duì)計(jì)量閥以及對(duì)還原劑在耐久性和穩(wěn)定性方面提出了高要求。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公知，設(shè)置在熱的排氣管上的計(jì)量閥通過(guò)冷卻回路 來(lái)主動(dòng)冷卻，例如借助于冷卻水或還原劑來(lái)主動(dòng)冷卻。但該附加的主動(dòng)冷
卻回路與高的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)投入相聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本發(fā)明的廢氣后處理裝置中，這樣構(gòu)造排氣管，使得減少熱直 接引入到計(jì)量閥中和/或可使更多的熱量從計(jì)量閥排出。在此情況下優(yōu)點(diǎn)在 于，廢氣后處理裝置的對(duì)熱敏感的部分、尤其是計(jì)量閥或計(jì)量閥的閥尖部 得到保護(hù)以避免廢氣熱量流并且由此被動(dòng)冷卻，熱量一加載對(duì)熱敏感的構(gòu) 件該熱量就可盡可能快速地導(dǎo)出。提供主動(dòng)冷卻回路以有利的方式不再是 必需的，由此顯著簡(jiǎn)化廢氣后處理裝置。
在一個(gè)優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)型中，排氣管具有一個(gè)法蘭，計(jì)量閥被法蘭連 接在該法蘭上。計(jì)量閥由此以有利的方式不直接裝在排氣管上，而是稍微 向外錯(cuò)位。法蘭優(yōu)選以一個(gè)角度側(cè)向伸出。由此，尤其是計(jì)量閥的對(duì)熱特
別敏感的閥尖部與廢氣流間隔開(kāi)并且不曝露于直接的廢氣流。
在一個(gè)特別有利的進(jìn)一步構(gòu)型中，在還原劑從計(jì)量閥到排氣管中的流 入方向與排氣管中的廢氣流動(dòng)方向之間形成銳角。計(jì)量閥由此以一個(gè)銳角、
優(yōu)選以40°至45。的角度通到排氣管中，確切地說(shuō)在廢氣流動(dòng)方向上以所述 角度通到排氣管中。在此情況下優(yōu)點(diǎn)在于，計(jì)量閥、尤其是閥尖部得到保 護(hù)以避免直接的熱加載，由此提供另一種被動(dòng)冷卻措施。
以有利的方式可這樣構(gòu)造法蘭，使得廢氣流的在排氣管的閥附近區(qū)域 中出現(xiàn)的再循環(huán)流可偏轉(zhuǎn)。為此可特別優(yōu)選法蘭在閥附近區(qū)域中具有特殊 造型，例如可構(gòu)造成鼓腹的，其中，拱曲面尤其是向外指向。由此，再循 環(huán)流不再直接在朝閥尖部的方向上指向，而是可通過(guò)法蘭的造型偏離，由 此，再循環(huán)流的主流被迫不靠近閥尖部或從閥尖部偏離。也可設(shè)置一個(gè)屏 蔽元件、例如呈幾何屏障的形式的屏蔽元件，以便使熱的再循環(huán)流不靠近 閥尖部。特別優(yōu)選屏蔽元件構(gòu)造成繞閥尖部呈圓形突緣狀。但其它合適的 幾何形狀也可以。
但如果熱量、例如再循環(huán)流的剩余熱量逆著還原劑的流入方向通過(guò)閥 尖部向上在朝閥插頭的方向上侵入到計(jì)量閥中，則可提出可實(shí)現(xiàn)熱量盡可 能迅速地從閥體排出的裝置。在此涉及被動(dòng)冷卻裝置，這種被動(dòng)冷卻裝置 從計(jì)量閥獲取熱量并且將該熱量釋放給冷卻體。優(yōu)選計(jì)量閥可至少區(qū)域地 由具有高導(dǎo)熱能力的材料包覆。特別優(yōu)選計(jì)量閥在閥頸部上由散熱板包覆， 以便可實(shí)現(xiàn)熱量有效且迅速地從計(jì)量閥排出。也可設(shè)置一個(gè)緊貼靠在閥頸 部上的用具有高導(dǎo)熱能力的材料制成的漲圈，例如金屬如銅、銅絞線或類(lèi) 似物。也可考慮使用石墨。
作為另外的被動(dòng)冷卻措施，法蘭本身可冷卻，以便實(shí)現(xiàn)盡可能少的熱 量傳遞給設(shè)置在法蘭上的計(jì)量閥。優(yōu)選法蘭可在一個(gè)與計(jì)量閥或計(jì)量閥的 保持體接觸的接觸區(qū)域中構(gòu)成一個(gè)扁平的支座。支座可用有利的方式用于 扁平地置放用散熱材料制成的元件、例如散熱板。散熱板尤其是可在閥固 定的高度上扁平地設(shè)置在法蘭的支座上。散熱板以有利的方式具有大表面 并且將熱量釋放給周?chē)h(huán)境。由此，法蘭可在與閥的交接部位上得到冷卻， 由此，熱量在法蘭側(cè)引入到計(jì)量閥中從一開(kāi)始就得到減少。
如果為了保持計(jì)量閥而設(shè)置有一個(gè)保持體，則可至少在保持體的迎流
側(cè)上設(shè)置有一個(gè)用具有低導(dǎo)熱能力的材料制成的元件。由此可用有利的方 式使通過(guò)保持體到達(dá)冷卻體中的熱量引入降低。特別優(yōu)選該元件構(gòu)造成具 有非常小的支承面的盤(pán)，這使得熱量傳導(dǎo)減少。保持體本身可由具有低導(dǎo) 熱能力的材料、例如由陶瓷構(gòu)成。
在一個(gè)有利的進(jìn)一步構(gòu)型中，計(jì)量閥可至少區(qū)域地與保持體間隔開(kāi)地 設(shè)置。由此在保持體與散熱的殼、例如包圍計(jì)量閥的鋼罐之間形成一個(gè)空 氣間隙，由此以有利的方式使熱量不可從保持體引入到閥尖部中。源于再 循環(huán)流和熱量引入的熱量流以有利的方式首先在冷卻體中匯集，其中，所 述熱量流被這樣削弱，使得計(jì)量閥不可再受到熱量引入的損害。
總體來(lái)講，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的被動(dòng)冷卻措施提供了用于冷卻計(jì)量閥的 閥尖部的有利策略，其中，通過(guò)簡(jiǎn)單裝置可實(shí)現(xiàn)成本低廉且有效的解決方 案。


本發(fā)明的其它實(shí)施形式、方面和優(yōu)點(diǎn)也與它們?cè)跈?quán)利要求書(shū)中的總結(jié) 無(wú)關(guān)地、 一般性不受限制地從下面借助于由附圖所示的本發(fā)明實(shí)施例中得 到。
圖1根據(jù)本發(fā)明的廢氣后處理裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式； 圖2 根據(jù)本發(fā)明的廢氣后處理裝置的呈法蘭形式的熱量阻止裝置的 細(xì)節(jié)視圖3 本發(fā)明的一個(gè)作為替換方案的實(shí)施形式的細(xì)節(jié)視圖； 圖4 計(jì)量閥頸部上的散熱裝置的細(xì)節(jié)視圖； 圖5法蘭上的作為替換方案的散熱裝置的細(xì)節(jié)視圖；以及 圖6根據(jù)本發(fā)明的廢氣后處理裝置的作為替換方案的散熱裝置的布 置的細(xì)節(jié)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1以示意性剖面視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的廢氣后處理裝置的一個(gè)優(yōu) 選實(shí)施形式，該廢氣后處理裝置用于對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的廢氣進(jìn) 行后處理，在該排氣系統(tǒng)中設(shè)置有一個(gè)未示出的催化器，該催化器用于還
原內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的NOx成分。圖2、圖4、圖5和圖6各示出了圖1 的細(xì)節(jié)視圖。圖3示出了法蘭12的一個(gè)作為替換方案的實(shí)施形式。相同的 元件在這些圖中各標(biāo)記相同。
還原劑沿著流入方向13通過(guò)計(jì)量閥10的閥尖部27被引進(jìn)到排氣管11 中。在排氣管11中，熱的廢氣流沿著廢氣流動(dòng)方向14流動(dòng)。這樣構(gòu)造排 氣管11，使得減少熱直接引入到計(jì)量閥10中和/或可使更多的熱量從計(jì)量 閥IO排出。
排氣管11具有一個(gè)法蘭12，計(jì)量閥10被法蘭連接在該法蘭上，如從 圖2中的細(xì)節(jié)視圖中也可看到的那樣。由此，計(jì)量閥10以其閥尖部27與 排氣管11的外圓周間隔開(kāi)，由此，閥尖部27不直接設(shè)置在廢氣流中，而 是稍微后移。由此，閥尖部27不直接曝露于熱的廢氣流，以簡(jiǎn)單方式提供 了一種被動(dòng)冷卻措施。計(jì)量閥10的縱向軸線28以銳角15通到排氣管軸線 29 (圖2)。銳角15尤其是在還原劑到排氣管11中的流入方向13與排氣管 11中的廢氣流動(dòng)方向14之間形成。計(jì)量閥10由此朝排氣管軸線29傾斜， 由此，還原劑在廢氣流動(dòng)方向14上按定量進(jìn)入。通過(guò)該措施也使閥尖部27 不直接曝露于熱的廢氣流。
在排氣管11的閥附近區(qū)域17中出現(xiàn)廢氣流的再循環(huán)流16，該再循環(huán) 流通過(guò)法蘭12偏轉(zhuǎn)，在法蘭12的通常構(gòu)型(圖2)中基本上逆著流入方向 13流動(dòng)并且繞流閥尖部27。
為了避免閥尖部27的由此產(chǎn)生的強(qiáng)烈變熱，可這樣構(gòu)造法蘭12，使得 再循環(huán)流16可偏轉(zhuǎn)離開(kāi)閥尖部27。如從圖3中的細(xì)節(jié)視圖中可看到的那樣， 法蘭12在閥附近區(qū)域17中構(gòu)造成鼓腹的并且具有向外的拱曲面37。由此， 再循環(huán)流16從閥尖部27偏離。作為對(duì)這種被動(dòng)冷卻裝置的替換方案或附 加于此，可構(gòu)造一個(gè)用于保護(hù)計(jì)量閥10以及尤其是閥尖部27以避免再循 環(huán)流16的屏蔽元件18。屏蔽元件18在圖3中構(gòu)造成保持體24的部分元件， 計(jì)量閥IO插在并且固定在該保持體中。屏蔽元件18尤其是沿著流入方向 13伸入到閥附近區(qū)域17中，在該閥附近區(qū)域中出現(xiàn)再循環(huán)流16。屏蔽元 件18在此構(gòu)造成突緣狀，屏蔽閥尖部27以避免再循環(huán)流16。在橫截面中， 屏蔽元件18構(gòu)造成尖的，其中，尖部30伸入到閥附近區(qū)域17中。
有時(shí)不可防止的是，再循環(huán)流16的或廢氣流的熱量引入到閥尖部27
中，其中，熱量流由于熱量差而逆著流入方向13通過(guò)計(jì)量閥10朝未示出 的閥插頭傳播。在圖4中的細(xì)節(jié)視圖中示出了另一種被動(dòng)冷卻裝置，該被 動(dòng)冷卻裝置從計(jì)量閥10獲取熱量輸入并且將其釋放給冷卻體31。在閥體 32與閥尖部27之間的區(qū)域中，計(jì)量閥10由一個(gè)用具有高導(dǎo)熱能力的材料 制成的殼19、例如導(dǎo)熱板包覆。殼19特別緊地貼靠在閥頸部20上以便保 證熱量最佳地排出到冷卻體31上，并且在逆著流入方向13的方向上呈漏 斗狀地?cái)U(kuò)寬。在閥體32與由導(dǎo)熱板構(gòu)成的殼19之間的漏斗狀區(qū)域中構(gòu)造 有一個(gè)用具有高導(dǎo)熱能力的材料制成的漲圈35。該漲圈與殼19處于作用連 接地促進(jìn)熱量從計(jì)量閥10排出到冷卻體31中。如果殼19由鋼構(gòu)成，則構(gòu) 造一個(gè)鋼罐33。
圖5中示出了另一種用于在法蘭12與計(jì)量閥10之間的接觸區(qū)域22中 冷卻法蘭12的被動(dòng)裝置。該被動(dòng)裝置尤其是由法蘭的扁平的支座23形成， 該支座用于置放用散熱材料制成的元件、尤其是散熱板21。散熱板21由于 扁平構(gòu)型而具有大表面，由此促進(jìn)熱量增強(qiáng)地排出給周?chē)h(huán)境。所排出的 熱量流用箭頭38標(biāo)記。通過(guò)該措施使法蘭12在與計(jì)量閥10的交接部位上 得到冷卻，由此，熱量在法蘭側(cè)引入到計(jì)量閥10中從一開(kāi)始就得到減少或 降低到最小程度。
在根據(jù)圖6的細(xì)節(jié)視圖中示出了一種被動(dòng)冷卻裝置，該被動(dòng)冷卻裝置 使熱量到計(jì)量閥10中的引入減少。該被動(dòng)冷卻裝置通過(guò)一個(gè)空氣間隙36 形成，該空氣間隙構(gòu)造在由陶瓷構(gòu)成的保持體24與鋼罐33之間?？諝忾g 隙36這樣產(chǎn)生計(jì)量閥10以其漲圈35至少區(qū)域地與保持體24間隔開(kāi)地 設(shè)置。
作為附加措施，在保持體24的迎流側(cè)25上設(shè)置有一個(gè)用具有低導(dǎo)熱 能力的材料制成的元件26。該元件26尤其是構(gòu)造成具有非常小的支承面的 盤(pán)的形式，這使得熱量傳導(dǎo)減少。由此沒(méi)有熱量或僅很少的剩余熱量從保 持體24流到閥尖部27中。熱量流首先在冷卻體31中匯集，由此，這些熱 量流這樣冷卻下來(lái)，使得這些熱量流不可再損害計(jì)量閥10。
權(quán)利要求
1.廢氣后處理裝置，用于對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的廢氣進(jìn)行后處理，在該排氣系統(tǒng)中設(shè)置有一個(gè)催化器，該催化器用于還原該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的NOx成分，該廢氣后處理裝置具有一個(gè)用于將還原劑通過(guò)排氣管(11)引進(jìn)到該催化器中的裝置，其中，該裝置包括一個(gè)計(jì)量閥(10)，其特征在于該排氣管(11)被構(gòu)造得用于減少熱直接引入到該計(jì)量閥(10)中和/或可使更多的熱量從該計(jì)量閥(10)排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的廢氣后處理裝置，其特征在于該排氣管(11)具有一個(gè)法蘭(12)，該計(jì)量閥(10)被法蘭連接在該法蘭上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的廢氣后處理裝置，其特征在于在該還原劑到該排氣管(11)中的流入方向(13)與該排氣管(11)中的廢氣流動(dòng)方向(14)之間形成銳角(15)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3中一項(xiàng)的廢氣后處理裝置，其特征在于這樣構(gòu)造該法蘭(12)，使得廢氣流的在該排氣管(11)的閥附近區(qū)域(17)中出現(xiàn)的再循環(huán)流(16)可偏轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中一項(xiàng)的廢氣后處理裝置，其特征在于該法蘭(12) 在該閥附近區(qū)域(17)中構(gòu)造成鼓腹的。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)的廢氣后處理裝置，其特征在于構(gòu)造有一個(gè)用于保護(hù)該計(jì)量閥(10)以避免該再循環(huán)流(16)的屏蔽元件(18)。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)的廢氣后處理裝置，其特征在于該計(jì)量閥(10)至少區(qū)域地由一個(gè)用具有高導(dǎo)熱能力的材料制成的殼(19)包覆。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)的廢氣后處理裝置，其特征在于為了保持該計(jì)量閥(10)而設(shè)置有一個(gè)保持體(24)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的廢氣后處理裝置，其特征在于在裝配好的狀態(tài)中該法蘭(12)在一個(gè)與該計(jì)量閥(10)的保持體(24)接觸的接觸區(qū)域(22)中構(gòu)成一個(gè)支座(23)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的廢氣后處理裝置，其特征在于該支座(23)被設(shè)置用于扁平地接收一個(gè)散熱的元件(21)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中一項(xiàng)的廢氣后處理裝置，其特征在于至少在該保持體(24)的迎流側(cè)(25)上設(shè)置有一個(gè)用具有低導(dǎo)熱能力的材料 制成的元件(26)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中一項(xiàng)的廢氣后處理裝置，其特征在于該計(jì) 量閥(10)以其殼(19)至少區(qū)域地與該保持體(24)間隔開(kāi)地設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢氣后處理裝置，用于對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的廢氣進(jìn)行后處理，在該排氣系統(tǒng)中設(shè)置有一個(gè)催化器，該催化器用于還原該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的NOx成分，該廢氣后處理裝置具有一個(gè)用于將還原劑通過(guò)排氣管(11)引進(jìn)到該催化器中的裝置，其中，該裝置包括一個(gè)計(jì)量閥(10)。本發(fā)明提出，該排氣管(11)被構(gòu)造得用于減少熱直接引入到該計(jì)量閥(10)中和/或可使更多的熱量從該計(jì)量閥(10)排出。
文檔編號(hào)F01N3/20GK101346535SQ200680048963
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者B·哈格爾, C-A·科克利奇, E·施奈德, M·比格林, R·黑貝雷爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司