[go: up one dir, main page]

CN114352390B - 机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法 - Google Patents

机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114352390B
CN114352390B CN202111187709.3A CN202111187709A CN114352390B CN 114352390 B CN114352390 B CN 114352390B CN 202111187709 A CN202111187709 A CN 202111187709A CN 114352390 B CN114352390 B CN 114352390B
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust gas
burner
exhaust
gas burner
ignition unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111187709.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114352390A (zh
Inventor
U·索凡
M·诺埃
S·海明格
R·费舍尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of CN114352390A publication Critical patent/CN114352390A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114352390B publication Critical patent/CN114352390B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/36Arrangements for supply of additional fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/38Arrangements for igniting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/78Cooling burner parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/08Arrangements of devices for treating smoke or fumes of heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/14Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/11Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(3)的排气系统(2)的排气燃烧器(1),该排气燃烧器至少具有以下部件:‑由外壁(4)围成的燃烧室(5),该燃烧室用于排气系统(2)中的通道区段(6);‑计量单元(7),该计量单元用于将燃料受控地添加到该燃烧室(5)中;以及‑点火单元(8),该点火单元用于点燃该燃烧室(5)中的能够燃烧的混合物。该排气燃烧器(1)的特征尤其在于:在该排气燃烧器(1)的外壁(4)内还布置有冷却回路(9),该冷却回路用于与该计量单元(7)以及与该点火单元(8)进行热交换。借助在此提出的排气燃烧器,可以实现良好的冷却及其成本有效的生产和简单的可装配性。

Description

机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及具有整合的冷却回 路的排气燃烧器的装配方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及一种用于具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法。
背景技术
用于机动车辆的排气系统的排气燃烧器是在现有技术中已知的,例如用于提升排气系统中的温度,其中优选地排气应借助于连接在排气燃烧器之后(下游)的催化器单元来进行催化处理,并且为此目的应产生最低运行温度。例如在(冷)启动时产生排气的燃烧动力发动机中这是必要的,从而使得可以尽可能早地开始期望的排气处理以避免有害物质(例如氮氧化物和/或一氧化碳)。已知的是,为此借助于计量单元将燃料(例如相连的燃烧动力发动机的动力燃料)喷入排气燃烧器的燃烧室中,并且借助于燃烧室中的点火单元将其点燃。这些部件在燃烧室中布置在排气流中或者靠近排气流布置,并且长期暴露于较高的排气温度。在许多应用中,排气燃烧器尽可能靠近燃烧动力发动机的出口,例如直接连接至至少一个排气歧管,并且因此暴露于特别高的温度。因此需要将这些部件设计成鲁棒地抵抗较高的排气温度。尽管如此,用于冷却或装配对应的设备的成本应是较低的。
由此出发,本发明所基于的目的在于,至少部分地克服现有技术已知的缺点。根据本发明的特征从独立权利要求得出,其有利的设计方案在从属权利要求中示出。权利要求的特征可以以任何技术上合理的方式方法来组合,其中为此,还可以使用来自以下描述的解释和来自附图的特征,其包括本发明的补充设计方案。
发明内容
本发明涉及一种用于机动车辆的排气系统的排气燃烧器,该排气燃烧器至少具有以下部件:
-由外壁围成的燃烧室,该燃烧室用于排气系统中的通道区段;
-计量单元,该计量单元用于将燃料受控地添加到该燃烧室中;以及
-点火单元,该点火单元用于点燃该燃烧室中的能够燃烧的混合物。
该排气燃烧器的特征尤其在于:在该排气燃烧器的外壁内还布置有冷却回路,该冷却回路用于与该计量单元以及与该点火单元进行热交换。
除非有明确的相反说明,前面和下面的描述中使用的序数仅是为了明确区分并且并不反映所指代的部件的任何顺序或等级。大于一的序数并不意味着一定必须存在另一个此类部件。
针对上述目的,排气燃烧器是例如特别是针对直接连接至相连的燃烧动力发动机的至少一个排气歧管的布置方式进行适配的并且为此可以作为通道区段被结合在机动车辆的排气系统中。在一个实施方式中,排气燃烧器可以被后续装配在排气系统中。在一个实施方式中,排气燃烧器作为通道区段被整合在结构一体的排气系统中,该排气系统例如包括至少一个排气歧管和/或至少一个另外的排气处理单元。在一个实施方式中,燃烧室是由内壁围成的并且是在排气燃烧器的外壁内形成的,其中优选地内壁是与外壁间隔开的。在燃烧室之后优选地连接有至少一个用于处理流经排气系统的排气的催化器单元,即布置在下游。
计量单元被适配成用于输入燃料,例如对应的燃烧动力发动机的相应的动力燃料。在一个优选的实施方式中,计量单元是喷射阀,特别优选地用于直接将动力燃料直接喷射到燃烧动力发动机的燃烧室中,例如被实施为具有所谓的螺线管电磁阀或压电执行器。
点火单元被适配成用于启动燃烧室中的混合物的燃烧。混合物由借助于计量单元(或另外的源)引入的燃料和包含氧气的气体、例如来自周围环境的空气(过程空气)中形成。点火单元优选地是(例如在汽油燃烧动力发动机中使用的)火花塞,和/或优选地由相同的电压源、如与相连的燃烧动力发动机的至少一个火花塞提供。
在此提出的冷却回路被布置成与分别包围计量单元的排气侧的开口或点火装置(例如电极对或激光二极管)的材料处于尽可能紧密的接触,使得可以实现尽可能直接的热交换。在冷却回路中闭合式地引导冷却剂,其中冷却剂是优选借助于外部的冷却剂源(优选外部受控地)提供。冷却剂优选地是水,并且特别优选地是与用于冷却相连的燃烧动力发动机的那种冷却剂源相同的冷却剂源。由于设置有冷却回路,排气燃烧器以及因此连接在之后的催化器单元可以被布置成在排气流中特别靠近燃烧动力发动机。
在此提出,冷却回路完全地(即连同点火单元和计量单元中的直接的组件以及连接管线)布置在排气燃烧器的外壁内,并且被适配成共同用于计量单元和点火单元。由此在许多应用中利用在排气燃烧器的外壁内现有的结构空间。同时,冷却回路借助于外壁被保护免于损坏。
此外,用于运行排气燃烧器所需的过程空气流经燃烧器内部的冷却管线。由此,冷却剂向用于燃烧室的过程空气放热,由此过程空气变热。变热的过程空气进入排气燃烧器的燃烧室之后,过程空气使得在混合物形成的区域(经计量加入的动力燃料与过程空气的接触区域)中实现更好且更快的混合物均匀化(动力燃料蒸发)。
在排气燃烧器的一个有利的实施方式中还提出,在该冷却回路中,该点火单元和该计量单元被布置成彼此串联连接,其中优选地该点火单元在流动方向上连接在该计量单元之前。
在此提出,用于点火单元和计量单元的冷却装置在冷却回路中彼此串联连接。替代性地,点火单元和计量单元在冷却回路中彼此并联地形成,例如彼此独立地形成有各自的与冷却剂源的外部接口、或者借助于同一外部接口形成并且形成为在内部在流动方向上将冷却剂管线分成两条管线,其中这两条管线在一个实施方式中具有同一管线截面并且在另一个实施方式中具有不同的管线截面。
通常,计量单元与由点火单元触发的燃烧的中心间隔更远和/或借助于在(优选雾化式地)进入燃烧室时燃料的蒸发冷被冷却。同样,计量单元优选地相比于点火单元被实施成用于更小的最大热负载。于是有利的是,首先计量单元与(新的、即较冷的)冷却剂处于热交换,并且随后使点火单元与(已经变热的)冷却剂产生热交换。于是,在两种情况下,温度差较大并且以简单的手段实现冷却功率就足够。同时,具有串联连接的冷却回路的结构与并联连接或独立冷却相比较简单。
在排气燃烧器的一个有利的实施方式中还提出,该冷却回路包括通风装置。
在这个实施方式中提出,冷却回路被适配成自动通风的,即夹杂气体在其(多条)冷却管线中被输送出去。自动通风是与排气燃烧器的安装位置无关地进行的。由此,冷却功率始终(恒定)较高。在一个实施方式中,通风装置被适配成被动的,其中气体流出是可能的并且是提升的,而液体流出是完全禁止的。这种通风装置被适配成使得可能存在的夹杂气体被冷却剂流携带并且输送出去。冷却回路被实施成相对于排气燃烧器的内部空间完全密封的、即流体密封的。自动通风可以在装配工作和/或维护工作中实现可靠并且成本有效的通风。
在排气燃烧器的一个有利的实施方式中还提出,该冷却回路具有恰好两个外部接口,外部的冷却剂源能够在该燃烧室的外部连接至这些外部接口。
在这个实施方式中,接口的数量很少,并且因此用于将冷却回路连接至外部的冷却剂源的成本很小。优选地,用于进行热交换的这两个组件在此同时与点火单元和计量单元相互串联连接。在一个优选的实施方式中,一个外部接口始终形成针对从外部被供应的冷却剂的入口,并且另一个外部接口始终形成用于使冷却剂返回至外部的冷却剂源的出口。冷却剂源例如是冷却剂的储箱,其中在预先确定的或受控的压力下借助于泵来提供冷却剂。
在排气燃烧器的一个有利的实施方式中还提出,该冷却回路包括至少一个区段,该至少一个区段包括半壳和/或闭合腔式管线元件,这些半壳和/或闭合腔式管线元件优选地材料配合地、特别优选地借助于钎焊相互连接。
冷却回路各自包括用于与计量单元进行热交换的(计量单元)组件和用于与点火单元进行热交换的(点火单元)组件。此外,借助于冷却剂源来适配对组件的供应。至少在组件串联互连的情况下,组件相互连接。冷却回路的这些部件至少部分地由冷却管线来描绘。在一个实施方式中,至少一个组件被实施为冷却罩。冷却罩例如具有冷却侧的通道壁,为了尽可能好地进行热传导,该通道壁被适配成例如薄壁状的、具有相对应的(紧靠的)形式、用于容纳紧挨着的对应轮廓、导热膏或其他。
在一个实施方式中,冷却管线仅包括没有该至少一个冷却罩的、燃烧器内部的连接管线。冷却管线(优选地还包括至少一个冷却罩的)在此根据建议被提供为半壳和/或闭合腔式管线元件。闭合腔式管线元件例如是管。闭合腔式管线元件具有环绕闭合的截面或一系列这样的截面,这些截面作为挤出形状形成(易于)流体密封的管线。闭合腔式管线元件可以各自在端侧与冷却回路的其他部件连接,并且优选地没有针对热交换而优化。所提及的半壳可以优选地在安装在排气燃烧器中时才被相互接合成闭合腔式管线主体,从而形成流体密封的冷却管线或总体上流体密封的冷却回路。在此应指出的是,冷却回路不一定要分成独立的模块。优选地,例如形成第一半壳,该第一半壳包括这些组件中的所有组件或至少一个组件并且至少部分地包括冷却管线;以及第二半壳,该第二半壳对应地或有偏差地分开地包括这些组件中的所有组件或至少一个组件并且至少部分地包括冷却管线。例如,完全一体式的(第一)半壳例如可以弹性地或塑性地被装配在排气燃烧器的外壁的一部分中,并且(优选地随后同样完全一体式的)第二半壳随后可以与第一半壳在排气燃烧器内相接合。在一个优选的实施方式中,一个半壳与冷却回路的多个部件或所有部件实施为一体式的,并且另一个半壳由冷却回路的独立的部件构成,其中优选地,一体式的半壳是首先待装配在排气燃烧器中的半壳。
在一个优选的实施方式中,这些半壳材料配合地相互连接。例如,这些半壳借助于激光焊接、特别优选地借助于钎焊相互连接,其中实现了材料强度或接合部位的可靠的密封性,这对于排气系统的这个通道区段中的常见的温度是足够的。同时,如果在密封性检查中确定泄露,那么借助于钎焊形成的接合部位可以是易于进行后加工的。
在排气燃烧器的一个有利的实施方式中还提出,该冷却回路是模块化地构造的,并且(优选地仅)包括以下模块:
i.点火单元组件,该点火单元组件具有用于该点火单元的第一冷却罩;
ii.计量单元组件,该计量单元组件具有用于该计量单元的第二冷却罩并且优选地具有用于该计量单元的固持件;以及
iii.将该点火单元组件和该计量单元组件在流动意义上连接的、燃烧器内部的连接管线,
其中优选地燃烧器内部的该连接管线结构一体式地被包含在该点火单元组件中。
在此,提出冷却回路的模块化的结构,其中每个模块可以独立制成和/或提供。这些模块在装配在排气燃烧器中之前就可以相互连接,或者在装配到排气燃烧器中时才相互接合。
点火单元组件被适配成用于与点火单元进行热交换,并且为此形成对应的(第一)冷却罩。第一冷却罩相对于点火单元优选地以相对应的、尽可能包围式的和/或紧靠的形式形成。
计量单元组件被适配成用于与计量单元进行热交换,并且为此形成对应的(第二)冷却罩。第二冷却罩相对于计量单元优选地以相对应的、尽可能包围式的和/或紧靠的形式形成。在一个优选的实施方式中,同时由第二冷却罩形成用于计量单元的固持件,即,借助于该固持件将经装配的计量单元固定在排气燃烧器中。
另一个模块或多个模块是计量单元组件和点火单元组件的至少一个燃烧器内部的连接管线,其中优选地此外形成(可能形成为独立的模块的)通向外部接口的燃烧器内部的连接管线。在一个优选的实施方式中,点火单元组件和燃烧器内部的连接管线(朝向计量单元组件)是结构一体地形成的,即在装配在排气燃烧器中之前相互接合或一体式地形成。在一个优选的实施方式中,这些模块中的每个模块或至少一个模块(优选地在装配在排气燃烧器中时才与另外的模块进行接合的模块)是以两个还待相互连接的半壳提供的。
根据另一方面,提出一种用于根据上述描述的实施方式的、具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法,其中该装配方法至少包括以下步骤:
a.将该点火单元组件优选地连同结构一体的、燃烧器内部的这些连接管线一起放置到该点火单元上和/或放置到该燃烧室的内壁中的点火单元容纳部上;
b.使在步骤a中放置的点火单元组件的内部接口针对燃烧器内部的这些连接管线定向,并且将与该点火单元组件相连接的、燃烧器内部的连接管线带到在该排气燃烧器的最终状态下暴露的位置;
c.将该计量单元组件放置到该计量单元上和/或放置到该排气燃烧器的外壁中的计量单元容纳部上;
d.借助于流体密封地连接该连接管线与该计量单元组件来构成燃烧器内部的该冷却回路;以及
e.在步骤d之后,封闭该排气燃烧器。
在此提出的装配方法可以被用于将排气燃烧器装配为待整合到排气系统中的、经预先装配的结构单元或者可以被用于将(未预先装配或仅部分地预先装配的)排气燃烧器装配在相应的排气系统中。首先,提供外壁(优选地提供为半壳),其中由排气燃烧器的这个外壁已经提供了用于计量单元和点火单元的容纳部或通道。在步骤a之前,点火单元已经被装配在外壁中和/或在外壁中设置有(独立的)点火单元容纳部。在步骤a中将点火单元组件直接装配在(已经装配的)点火单元上或点火单元容纳部(例如没有已装配的点火单元)上。在一个实施方式中,点火单元组件形成用于点火单元的点火单元容纳部,其中优选地,随后点火单元容纳部被适配成用于直接容纳点火单元组件。
在步骤b中,使内部接口针对燃烧器内部的连接管线定向,其中在一个实施方式中与在步骤a中放置点火单元组件同时地实施步骤b。接着,将燃烧器内部的连接管线(例如以已经流体密封的方式)与点火单元组件连接。在一个实施方式中,在实施步骤a时,燃烧器内部的连接管线已经与点火单元组件相连接。在两种情况下,随后将燃烧器内部的连接管线(优选地在进行流体密封的连接之前)定向成使得燃烧器内部的连接管线或其用于(优选地直接)与计量单元组件连接的端部暴露,即在排气燃烧器的外壁的所提供的部分内是易于触及的。因此可以易于执行进一步的装配,然而还有之后的修理或维护。例如暴露的位置是如下位置,在该位置,内部接口被布置成与外部接口相邻和/或例如在一个装配平面上。外部接口优选地布置在排气燃烧器的外壁的两个半壳之间。在一个替代性的实施方式中,这些外部接口中的至少一个接口被整合到计量单元组件中。
在步骤c中将计量单元组件直接装配到(已经装配的)计量单元上或计量单元容纳部(例如没有已装配的计量单元)上。在一个实施方式中,计量单元组件形成用于计量单元的计量单元容纳部,其中优选地,随后计量单元容纳部被适配成用于直接容纳计量单元组件。应指出的是,顺序优选地如所展示的那样,然而也可以是:可以在步骤a前实施步骤c,以及可以与步骤b同时地实施步骤a或步骤c,以及可以同时地实施步骤a至步骤c。
最后,在步骤c中形成燃烧器内部的冷却回路,其方式为:使组件(以及可能地燃烧器内部的连接管线)以流体密封的形式相互连接。在一个替代性的实施方式中,在(随后待共同实施的)步骤a至步骤c之前就已经实施步骤d。即,于是冷却回路的这些部件已经提前相互连接。
然后在最后的步骤e中封闭排气燃烧器,例如其方式为:以已经在步骤a之前提供的第一半壳(气体密封地)封闭第二半壳。在一个实施方式中,优选地在步骤a至步骤d结束之后使用排气燃烧器的独立形成的、以内壁围成的燃烧室,其中使燃烧室优选地形状配合地和/或借助于材料配合的连接(特别优选地借助于钎焊)与外壁间接地或直接地连接。如果排气燃烧器由此还没有作为通道区段被整合到排气系统中,那么现在提供经预先装配的排气燃烧器,该排气燃烧器现在可以被装配在排气系统中。
在装配方法的一个有利的实施方式中还提出,在步骤d之后、并且优选地在步骤e之前的中间步骤d1中,检查所构成的冷却回路的密封性。
借助对密封性的检查确保了热交换可以如所期望地起作用。优选地,这种检查在时间上被置于封闭排气燃烧器之前,因此在修理时的成本更低。在一个实施方式中,可靠地确保了形成密封性,其方式为仅须在抽样时以及在封闭排气燃烧器之后检查密封性。
在装配方法的一个有利的实施方式中还提出,借助于焊接和/或钎焊对这些模块进行连接。
在此提出,冷却回路的部件至少部分地(优选地如上所述地至少部分地被提供为半壳)材料配合地、例如借助于(激光)焊接相互连接。优选地,这些部件借助于钎焊相互连接,其中实现了材料强度或接合部位的可靠的密封性,这对于排气系统的这个通道区段中的常见的温度是足够的。同时,如果在密封性检查中确定泄露,那么借助于钎焊形成的接合部位可以是易于进行后加工的。
附图说明
下面在参考展示优选的设计方案的所属附图的情况下结合相关技术背景对上述发明进行详细说明。本发明不受纯示意性的附图的任何限制,其中应当指出的是,这些附图在尺寸上并不精确并且不适合用来定义尺寸比例。在附图中:
图1:以侧视图示出排气燃烧器;
图2:以连接侧的后视图示出根据图1的排气燃烧器;
图3:以俯视图示出根据图1和图2的排气燃烧器;
图4:示出具有排气燃烧器的机动车辆;以及
图5:示出用于具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法的流程图。
具体实施方式
在图1中以侧视图展示了排气燃烧器1。在此示出的排气燃烧器1(具有外壁4,排气系统2的通道区段6和由内壁21围成的燃烧室5被该外壁包围)具有点火单元8、计量单元7以及冷却回路9。计量单元7被适配成用于将燃料送入燃烧室5中,其中燃料例如是相连的燃烧动力发动机25的相应的动力燃料。在这个(任选的)实施方式中,计量单元7由喷射阀构成。在燃烧室5中,将燃料与包含氧气的气体、例如来自周围环境26的(过程)空气混合。点火单元8(任选地)是火花塞,并且使气体-燃料混合物在燃烧室5中燃烧。冷却回路9包括(外壁4内的)冷却管线,这些冷却管线在尽可能紧密的接触下包围计量单元7和点火单元8,使得可以实现尽可能直接的热交换。在下文中更确切地描述冷却回路9的结构。在冷却回路9中闭合式地引导冷却剂,其中冷却剂是借助于外部的冷却剂源提供的。冷却剂例如是水或在燃烧动力发动机中常见的、由水和冷却水添加剂形成的混合物。优选地,该冷却剂源是与用于冷却相连的燃烧动力发动机25的冷却剂源相同的冷却剂源,例如被结合在温度管理模块[Temperatur Management Modul,TMM]中。
在图2中,以连接侧的后视图示出根据图1的排气燃烧器1。在这个视图中,可以看到与外部的冷却剂源(未展示)的、燃烧器内部的冷却管线的两个外部接口10、11。在一个实施方式中,根据图示在左侧的(第一)外部接口10是入口,并且根据图示在右侧的(第二)外部接口11是出口,因此首先经由第一连接管线17使点火单元8产生热交换,并且随后经由第二连接管线18使计量单元7产生热交换,然后经由第三连接管线19使冷却剂再次从第二外部接口11流出。因此,在计量单元7处冷却剂已经被加热,由此过程空气预热并且实现使供应给燃烧室5的空气-动力燃料混合物更好地均匀化。
计量单元7布置在计量单元组件14内,其中计量单元组件14包括(第二)冷却罩15和固持件16。固持件16构成计量单元容纳部24,以便同时实现对计量单元7的热交换和固持。第二冷却罩15例如具有在冷却侧的(即指向计量单元7的)通道壁,该通道壁被适配成用于尽可能好地进行热传导。这个通道壁例如被适配成呈薄壁状的、具有相对应的(紧靠的)形式和/或用于容纳导热膏。至少一个冷却罩15在此根据建议被实施为闭合腔式管线元件。冷却管线的其余组成部分以流体密封的方式与第二冷却罩15相接合,并且第二冷却罩15被布置成包围计量单元7。
在图3中,以俯视图示出了根据图1和图2的排气燃烧器1。第一外部接口10在此图示中布置在计量单元7的右下方,并且藉由燃烧器内部的、即布置在排气燃烧器1的外壁4内的第一连接管线17与(尽可能紧密地)包围点火单元8的第一冷却罩13相连接。在此图示中,第二外部接口11同样布置在右侧并且在计量单元7上方藉由燃烧器内部的、即布置在排气燃烧器1的外壁4内的第三连接管线19与第二冷却罩15相连接相。第一冷却罩13借助于第二连接管线18与第二冷却罩15相连接。在一个实施方式中,燃烧器内部的第一连接管线17和第二连接管线18是预先装配的或与第一冷却罩13一体式地相连接。
第一冷却罩13在此(任选地)是点火单元组件12的一部分。点火单元容纳部20在此由燃烧室5的内壁21构成,例如作为经焊接的、气体密封且对压力密封的、用于拧入点火单元8的接管。点火单元组件12包括第一冷却罩13,该第一冷却罩被适配成例如借助点火单元容纳部20(例如所提及的接管)来与点火单元8进行间接的热交换。
在图4中展示了在通道区段6中具有根据图3的排气燃烧器1的机动车辆3。机动车辆3包括(被适配成借助于两个驱动轮27、28来驱动的)具有排气系统2的燃烧动力发动机25。在排气系统2中,对在动力燃料燃烧时产生的排气进行后处理并且经由(在此任选地两个)尾管29将排气排放至周围环境26。
在图5中示出了用于(例如在图1至图3中展示的)具有整合的冷却回路9的排气燃烧器1的装配方法的流程图。在步骤a中,将点火单元组件12优选地连同结构一体的、燃烧器内部的连接管线17、18一起放置到点火单元8上和/或放置到燃烧室5的内壁21中的点火单元容纳部20上。在这个实施例中,同时在步骤b中使在步骤a中放置的点火单元组件12的内部接口22、23针对燃烧器内部的连接管线17、18定向,并且将与点火单元组件12相连接的、燃烧器内部的连接管线17、18带到在排气燃烧器1的最终状态下暴露的位置。在这个实施例中,随后在步骤c中,将计量单元组件14优选地连同结构一体的、燃烧器内部的第三连接管线19和/或第二连接管线18一起放置到计量单元7上和/或放置到排气燃烧器1的外壁4中的计量单元容纳部24上。进一步地,在步骤d中,借助于第二连接管线18与计量单元组件14的至少流体连接构成燃烧器内部的冷却回路9。最后,在步骤e中,封闭排气燃烧器1。优选地,第一外部接口10与第一连接管线17、和/或第二外部接口11与第三连接管线19在安装前已经结构一体地(例如单件式地)构成。
借助在此提出的排气燃烧器,可以实现良好的冷却及其成本有效的生产和简单的可装配性。
附图标记清单
1 排气燃烧器
2 排气系统
3 机动车辆
4 外壁
5 燃烧室
6 通道区段
7 计量单元
8 点火单元
9 冷却回路
10 第一外部接口
11 第二外部接口
12 点火单元组件
13 第一冷却罩
14 计量单元组件
15 第二冷却罩
16 固持件
17 第一连接管线
18 第二连接管线
19 第三连接管线
20 点火单元容纳部
21 内壁
22 第一内部接口
23 第二内部接口
24 计量单元容纳部
25 燃烧动力发动机
26 周围环境
27 左侧驱动轮
28 右侧驱动轮
29 尾管

Claims (9)

1.一种用于机动车辆(3)的排气系统(2)的排气燃烧器(1),该排气燃烧器至少具有以下部件:
-由外壁(4)围成的燃烧室(5),该燃烧室用于排气系统(2)中的通道区段(6);
-计量单元(7),该计量单元用于将燃料受控地添加到该燃烧室(5)中;以及
-点火单元(8),该点火单元用于点燃该燃烧室(5)中的能够燃烧的混合物,
其特征在于,
在该排气燃烧器(1)的外壁(4)内还布置有冷却回路(9),该冷却回路用于与该计量单元(7)以及与该点火单元(8)进行热交换,
其中,在该冷却回路(9)中,该点火单元(8)和该计量单元(7)被布置成彼此串联连接,并且该点火单元(8)在流动方向上连接在该计量单元(7)之前,
并且其中,该冷却回路(9)是模块化地构造的并且仅包括以下模块:
i.点火单元组件(12),该点火单元组件具有用于该点火单元(8)的第一冷却罩(13);
ii.计量单元组件(14),该计量单元组件具有用于该计量单元(7)的第二冷却罩(15)并且具有用于该计量单元(7)的固持件(16);以及
iii.将该点火单元组件(12)和该计量单元组件(14)在流动意义上连接的、排气燃烧器内部的第二连接管线(18),
其中排气燃烧器内部的该第二连接管线(18)结构一体式地被包含在该点火单元组件(12)中。
2.根据权利要求1所述的排气燃烧器(1),其中
该冷却回路(9)包括通风装置。
3.根据权利要求1或2所述的排气燃烧器(1),其中
该冷却回路(9)具有两个外部接口(10,11),外部的冷却剂源能够在该燃烧室(5)的外部连接至这些外部接口。
4.根据权利要求1或2所述的排气燃烧器(1),其中
该冷却回路(9)包括至少一个区段,该至少一个区段包括半壳和/或闭合腔式管线元件,
这些半壳和/或闭合腔式管线元件材料配合地相互连接。
5.根据权利要求4所述的排气燃烧器(1),其中
这些半壳和/或闭合腔式管线元件借助于钎焊相互连接。
6.一种根据权利要求1所述的用于机动车辆(3)的排气系统(2)的排气燃烧器(1)的装配方法,其中该装配方法至少包括以下步骤:
a.将该点火单元组件(12)连同结构一体的、排气燃烧器内部的该第二连接管线(18)和第一连接管线(17)一起放置到该点火单元(8)上和/或放置到该燃烧室(5)的内壁(21)中的点火单元容纳部(20)上;
b.使在步骤a中放置的点火单元组件(12)的内部接口(22,23)针对排气燃烧器内部的该第二连接管线(18)和该第一连接管线(17)定向,并且将与该点火单元组件(12)相连接的、排气燃烧器内部的该第二连接管线(18)和该第一连接管线(17)带到在该排气燃烧器(1)的最终状态下暴露的位置;
c.将该计量单元组件(14)放置到该计量单元(7)上和/或放置到该排气燃烧器(1)的外壁(4)中的计量单元容纳部(24)上;
d.借助于流体密封地连接该第二连接管线(18)与该计量单元组件(14)来构成排气燃烧器内部的该冷却回路(9);以及
e.在步骤d之后,封闭该排气燃烧器(1)。
7.根据权利要求6所述的装配方法,其中
在步骤d之后、并且在步骤e之前的中间步骤d1中,检查所构成的冷却回路(9)的密封性。
8.根据权利要求6或7所述的装配方法,其中
借助于焊接对这些模块进行连接。
9.根据权利要求8所述的装配方法,其中
借助于钎焊对这些模块进行连接。
CN202111187709.3A 2020-10-13 2021-10-12 机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法 Active CN114352390B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020126800.9A DE102020126800B3 (de) 2020-10-13 2020-10-13 Abgasbrenner für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Montageverfahren für einen Abgasbrenner mit integriertem Kühlkreislauf
DE102020126800.9 2020-10-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114352390A CN114352390A (zh) 2022-04-15
CN114352390B true CN114352390B (zh) 2025-03-25

Family

ID=80221865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111187709.3A Active CN114352390B (zh) 2020-10-13 2021-10-12 机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11555427B2 (zh)
CN (1) CN114352390B (zh)
DE (1) DE102020126800B3 (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5381762A (en) * 1992-09-18 1995-01-17 Evans; John W. Engine cooling system and radiator therefor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5571484A (en) * 1995-04-25 1996-11-05 General Motors Corporation Catalytic converter heater
US6082625A (en) * 1996-07-29 2000-07-04 Teleflex (Canada) Ltd. Transit vehicle heater
JPH11303696A (ja) 1998-04-20 1999-11-02 Toyota Motor Corp 燃焼式ヒータの出力制御装置
JP2955273B1 (ja) * 1998-05-20 1999-10-04 三菱重工業株式会社 黒煙除去装置
JP3539260B2 (ja) * 1999-02-16 2004-07-07 トヨタ自動車株式会社 燃焼式ヒータを有する内燃機関
JP2001173434A (ja) * 1999-12-20 2001-06-26 Toyota Motor Corp 燃焼式ヒータを有する内燃機関
DE10005490A1 (de) 2000-02-08 2001-08-16 Bosch Gmbh Robert Heizanlage
JP4835446B2 (ja) * 2007-01-25 2011-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP5991576B2 (ja) * 2012-06-12 2016-09-14 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の運転制御装置
US20150068198A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-12 International Engine Intellectual Property Company Cooling def doser
JP2017014902A (ja) * 2015-06-26 2017-01-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5381762A (en) * 1992-09-18 1995-01-17 Evans; John W. Engine cooling system and radiator therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CN114352390A (zh) 2022-04-15
US20220112823A1 (en) 2022-04-14
US11555427B2 (en) 2023-01-17
DE102020126800B3 (de) 2022-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565476C2 (ru) Крепление для инжектора
US7966979B2 (en) Mounting and cooling device for emissions system electronics
US8695327B2 (en) Liquid injector assembly with a flanged connector connection
US10480371B2 (en) Metering module for metering a reducing agent
US7966811B2 (en) Exhaust treatment system having a diverter valve
US9598994B2 (en) Cooling device for connection piece
US9488292B2 (en) Device for cooling a metering valve
RU2618750C2 (ru) Дозирующий модуль с жидкостным охлаждением
US20100300080A1 (en) Device for Post-Treatment of Exhaust Gases of a Lean Burning Internal Combustion Engine
US20150082777A1 (en) Exhaust purification device burner
US11473475B2 (en) Holding device for an injection valve of an exhaust-gas burner, and exhaust-gas burner
US10883411B2 (en) Systems and methods for an exhaust-gas aftertreatment device
US9587542B2 (en) Metering module with high-temperature resistance
CN114352390B (zh) 机动车辆的排气系统的排气燃烧器、以及具有整合的冷却回路的排气燃烧器的装配方法
EP1302634B1 (en) Internal combustion engine with combustion heater
SE9000329L (sv) Vaermeapparat
CN101680351B (zh) 防爆动力总成
US12012884B1 (en) Engine with exhaust heater
CN112313399B (zh) 用于机动车的传动系和机动车
US7150769B2 (en) Fuel reforming apparatus and method
KR102555225B1 (ko) 내연 기관의 배기가스 후처리 장치
JP7480420B2 (ja) 自動車用の内燃機関及び自動車
JP4877104B2 (ja) ディーゼルエンジンの予混合装置
US20210123399A1 (en) Fluid pipe arrangement
GB2594093A (en) An exhaust gas treatment system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant