[发明专利]用于排气后处理装置的方法和系统

说明书

本发明涉及用于排气后处理装置的方法和系统。提供用于排气后处理装置的系统，特别是在机动车辆中的排气后处理装置的系统，该系统具有容纳在壳体中的催化剂，所述壳体沿着其长度具有第一端部段、催化剂部段以及连接部段。该壳体进一步包括位于催化剂下游的微粒过滤器。

相关申请的交叉引用

本发明要求2016年2月2日提交的德国专利申请No.102016201557.5的优先权。上述申请的全部内容通过引用整个并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明大体上涉及排气后处理装置的方法和系统，特别是涉及机动车辆中的排气后处理装置的方法和系统，该装置具有容纳在壳体中的催化剂，所述壳体沿着其长度具有第一端部段、催化剂部段以及连接部段，并涉及机动车辆中这种类型的排气后处理装置的布置。

背景技术

排气后处理装置，通过该装置可以符合针对具有内燃发动机的机动车辆污染物排放的未来排放标准所规定的限制，该内燃发动机具有比既往的系统更大的整体体积并因此在车辆中占据较多空间。

同时，碰撞安全和行人保护方面的规定日益严格，为了满足该要求，车辆中的新结构或者空闲空间是必须的，但这同样也占空间。可以提高碰撞安全的结构为例如辅助车架或者副车架，特别是“交叉形梁(X members)”。用于行人保护的空闲空间特别地是在发动机罩和安装在发动机室中的任意其他非柔性内部设备之间的最小空隙。

在当代内燃发动机的情况下，目的在于在发动机室中设置具有催化剂和微粒过滤器的排气后处理装置，如，位于排气涡轮增压器下方。然而，这会太靠近用于碰撞安全或者制动助力的各种部件，并且另一方面，排气后处理装置上方的空间因为所述装置的废热而不能用于其他内部设备。

解决车辆空间管理的其他尝试包括盘旋排气流动路径穿过后处理装置，以增加行进距离而不增加后处理装置所占用的空间量。一种示例方法在Stieglbauer等人提出的US7,900,443中示出。其中，微粒过滤器具有中心管部以及相互围围绕管部的护套形式的两个部分，籍此，在一个实施方式中，存在以Z图案的向后向前流动，以保证微粒过滤器在操作期间快速加热。

第二种示例方法在Bolander等人提出的US 7,210,287中示出。其中，类似结构的车辆催化剂具有从入口端到相反的出口端的Z形流动路径，从而允许催化剂反应加速起燃(light off)。

第三种示例方法在Kondo等人提出的US 6,065,957中示出。其中，用于加热或者干燥的催化燃烧器具有壶形壳体，中空柱状催化剂主体位于所述壶形壳体中并且在其一个轴向端部处设置了燃烧空气的进气口和排气出气口。此时，气体以U形流过壳体，因为气体流过催化剂主体中的空腔，然后翻转180°，继而流过实际的中空柱状催化剂主体。

然而，本发明的发明人意识到这种系统潜在的问题。如一个示例，由于新的排放标准，排气温度需要降低，由此不会在冷启动期间快速加热催化剂。此外，上述催化剂的包装不足以降低催化剂的包装限制。如此，催化装置的催化剂质量会受影响。

发明内容

本发明的潜在目的在于限定排气后处理装置及其在机动车辆中的布置，该装置的催化剂能够在操作期间特别快速且均匀地加热且发动机室中可得到的空间能够被更多地利用。

在一种示例中，上述问题通过机动车辆的排气后处理装置解决，该装置包括容纳在管状壳体中的催化剂，所述管状壳体沿着其长度具有第一端部段、催化剂部段以及连接部段，其中排气在垂直于后处理装置中心轴线的方向上流到连接部段，排气流在连接部段被分为居中流向催化剂的第一部分以及围绕催化剂的第二部分，其中这些部分偏转180°并在第一端部段中汇聚，且汇聚部分从第一端部段流经催化剂到连接部段。在这种方式下，排气在流入催化剂之前可以对该催化剂进行预热。