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DE102016213409A1 - Mixer device for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle, exhaust aftertreatment system and motor vehicle - Google Patents

Mixer device for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle, exhaust aftertreatment system and motor vehicle Download PDF

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DE102016213409A1
DE102016213409A1 DE102016213409.4A DE102016213409A DE102016213409A1 DE 102016213409 A1 DE102016213409 A1 DE 102016213409A1 DE 102016213409 A DE102016213409 A DE 102016213409A DE 102016213409 A1 DE102016213409 A1 DE 102016213409A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mixer device
outlet
face
funnel
housing
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.)
Withdrawn
Application number
DE102016213409.4A
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German (de)
Inventor
Volker Becher
Matthias Kruse
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/EP2017/066718 priority patent/WO2018015148A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mischervorrichtung (1) für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (2) das eine Mantelwand (3), eine erste Stirnseite (4) und eine zweite Stirnseite (5) aufweist, wobei der ersten Stirnseite (4) eine Einlassöffnung (7) und der zweiten Stirnseite (5) zumindest eine Auslassöffnung (17) für einen Abgasstrom einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist, wobei an der Mantelwand (3) eine Einspritzöffnung (12) für ein insbesondere flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel ausgebildet ist. Es ist vorgesehen, dass die zweite Stirnseite (5) eine Stirnwand aufweist, die einen Auslasstrichter (9) aufweist, der sich verjüngend in das Gehäuse (2) hinein erstreckt.The invention relates to a mixer device (1) for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle, having a housing (2) which has a jacket wall (3), a first end face (4) and a second end face (5), wherein the first end face (4) has a Inlet opening (7) and the second end face (5) is associated with at least one outlet opening (17) for an exhaust gas flow of an internal combustion engine, wherein on the casing wall (3) an injection port (12) is formed for a particular liquid exhaust aftertreatment agent. It is envisaged that the second end face (5) has an end wall which has an outlet funnel (9) which extends in a tapered manner into the housing (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischervorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, das eine Mantelwand, eine erste Stirnseite und eine zweite Stirnseite aufweist, wobei der ersten Stirnseite eine Einlassöffnung und der zweiten Stirnseite eine Auslassöffnung für einen Abgasstrom zugeordnet sind, und wobei an der Mantelwand eine Einspritzöffnung für ein insbesondere flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel ausgebildet ist.The invention relates to a mixer device for an exhaust gas aftertreatment system of a motor vehicle, comprising a housing, which has a shell wall, a first end face and a second end face, wherein the first end face an inlet opening and the second end face are associated with an outlet opening for an exhaust gas flow, and wherein the Mantle wall is formed an injection port for a particular liquid exhaust aftertreatment agent.

Ferner betrifft die Erfindung ein Abgasnachbehandlungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Katalysator und einer dem Katalysator vorgeschalteten Mischervorrichtung.Furthermore, the invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for a motor vehicle, comprising a catalyst and a mixer device upstream of the catalytic converter.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Abgasnachbehandlungssystem.Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such an exhaust aftertreatment system.

Stand der TechnikState of the art

Abgasnachbehandlungssysteme und Mischervorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Reduktion von Schadstoffen im Abgas von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen werden Katalysatoren eingesetzt, durch welche der Abgasstrom der Brennkraftmaschine hindurchgeleitet wird, sodass das Abgas in dem Katalysator schadstoffmindernd reagiert. Bei dem sogenannten SCR-Verfahren (SCR = selektive katalytische Reduktion) wird dem Abgas als Abgasnachbehandlungsmittel eine wässrige Harnstofflösung stromaufwärts eines Katalysators hinzugefügt, die zusammen mit dem Abgas in dem Katalysator reagiert, um Stickoxide aus dem Abgas zu entfernen. Damit der Katalysator optimal ausgenutzt wird, ist es bekannt, diesem eine Mischervorrichtung vorzuschalten, welche das Abgas mit dem eingespritzten Abgasnachbehandlungsmittel vorteilhaft vermengt und dem Katalysator derart zuführt, dass dieser möglichst gleichmäßig von dem Abgasnachbehandlungsmittel-Abgasstrom-Gemisch beaufschlagt wird. So sind Mischervorrichtungen bekannt, die den Abgasstrom in eine Drallbewegung versetzen, beispielsweise durch einen spiralförmigen Verlauf, und an ihrer Mantelwand eine Einspritzöffnung aufweisen, durch welche das Abgasnachbehandlungsmittel in Richtung einer Sekante des zylinderförmigen Gehäuses eingespritzt wird.Exhaust aftertreatment systems and mixer devices are known in the art. To reduce pollutants in the exhaust gas of internal combustion engines in motor vehicles, catalysts are used, through which the exhaust gas stream of the internal combustion engine is passed, so that the exhaust gas in the catalyst reacts to reduce pollutants. In the so-called SCR (selective catalytic reduction) (SCR) process, an aqueous urea solution is added to the exhaust gas as an exhaust aftertreatment agent upstream of a catalyst which reacts with the exhaust gas in the catalyst to remove nitrogen oxides from the exhaust gas. In order for the catalyst to be optimally utilized, it is known to precede it with a mixer device which advantageously mixes the exhaust gas with the injected exhaust gas aftertreatment agent and supplies it to the catalyst in such a way that it is acted upon as uniformly as possible by the exhaust aftertreatment agent exhaust gas stream mixture. Thus, mixer devices are known, which set the exhaust gas flow in a swirling motion, for example by a helical course, and on its jacket wall having an injection port through which the exhaust gas aftertreatment agent is injected in the direction of a secant of the cylindrical housing.

Es zeigt sich jedoch, dass ohne zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise die Erhöhung eines Gegendrucks oder Umsetzung eines lokal überschüssigen Ammoniaks mittels eines Ammoniak-Schlupfkatalysators die aktuell zulässigen Grenzwerte für Schadstoffe im Abgas kaum oder nur knapp zu erreichen sind. Ein Grund dafür ist die ungleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators in Bezug auf die Konzentration des Abgasnachbehandlungsmittels sowie die Strömungsgeschwindigkeit.It turns out, however, that without additional measures, such as the increase of a backpressure or implementation of a local excess ammonia by means of an ammonia slip catalyst, the currently permissible limits for pollutants in the exhaust gas are scarcely or only slightly achievable. One reason for this is the uneven loading of the catalyst with respect to the concentration of the exhaust aftertreatment agent and the flow rate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Mischervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Beaufschlagung des Katalysators durch die Mischervorrichtung vergleichmäßigt wird, und dass insbesondere der Katalysator in Bezug auf die Konzentration des Abgasnachbehandlungsmittels und der Strömungsgeschwindigkeit gleichmäßig beaufschlagt wird. Dies wird durch die erfindungsgemäße Mischervorrichtung dadurch erreicht, dass die zweite Stirnseite eine Stirnwand aufweist, die einen die Auslassöffnung bildenden Auslasstrichter aufweist, der sich verjüngend in das Gehäuse hinein erstreckt. Der ausströmende Abgasstrom mit dem darin enthaltenen Abgasnachbehandlungsmittel wird beim Austreten aus der Mischervorrichtung somit entlang des Auslasstrichters geführt. In Ausströmungsrichtung weitet sich der Auslasstrichter auf, sodass sich der Abgasstrom aufgrund der Trichterwirkung auf eine größere Fläche verteilt und somit eine verbesserte Gleichverteilung gewährleistet. Dies gilt sowohl für den Abgasstrom als auch für das mit dem Abgasstrom mitgeführte Abgasnachbehandlungsmittel. Der Auslasstrichter ist gemäß einer ersten Ausführungsform mittig beziehungsweise koaxial in dem Gehäuse angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass der Auslasstrichter außermittig beziehungsweise exzentrisch an der zweiten Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in dem Gehäuse wenigstens ein Luftleitelement angeordnet ist, das sich spiralförmig erstreckt, um den Abgasstrom mit einem Drall zu beaufschlagen.The mixer device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the loading of the catalyst is made uniform by the mixer device, and that in particular the catalyst is uniformly applied with respect to the concentration of the exhaust aftertreatment agent and the flow velocity. This is achieved by the mixer device according to the invention in that the second end face has an end wall which has a discharge opening forming the discharge opening, which extends into the housing in a tapered manner. The effluent exhaust stream with the exhaust aftertreatment agent contained therein is thus guided along the outlet funnel as it exits the mixer device. In the outflow direction, the discharge funnel widens, so that the exhaust gas flow is distributed over a larger area due to the funnel effect and thus ensures improved uniform distribution. This applies both to the exhaust gas flow and to the exhaust gas aftertreatment agent entrained with the exhaust gas flow. The discharge hopper is arranged centrally or coaxially in the housing according to a first embodiment. According to a further embodiment, it is preferably provided that the outlet hopper is arranged off-center or eccentrically on the second end face of the housing. This is particularly advantageous if in the housing at least one air guide element is arranged, which extends in a spiral shape, to act on the exhaust gas flow with a twist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Auslasstrichter bis zu der Mantelwand des Gehäuses oder nahezu bis zu der Mantelwand erstreckt. Damit wird die maximal mögliche Öffnungsweite des Auslasstrichters gewährleistet und entsprechend eine verbesserte Gleichverteilung ermöglicht.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the outlet funnel extends to the shell wall of the housing or almost to the shell wall. This ensures the maximum possible opening width of the discharge hopper and accordingly enables improved uniform distribution.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in den Auslasstrichter ein mit dem Auslasstrichter korrespondierendes Luftleitelement derart eingesteckt ist, dass zwischen Auslasstrichter und Luftleitelement ein trichterringförmiger Auslasskanal gebildet ist. Durch das Luftleitelement wird der Abgasstrom beziehungsweise das Abgasstrom-Abgasnachbehandlungsmittel-Gemisch dazu gezwungen, der Trichterform zu folgen, sodass die gewünschte Gleichverteilung sicher gewährleistet ist. Dadurch, dass das Luftleitelement korrespondierend zu dem Auslasstrichter ausgebildet ist, ergibt sich ein trichterringförmiger Auslasskanal, dessen einander gegenüberliegenden Seitenwände parallel oder nahezu parallel zueinander verlaufen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Luftleitelement einen kleineren Winkel mit einer Mittelachse einschließt als der Auslasstrichter, sodass sich der trichterringförmige Auslasskanal in Strömungsrichtung aufweitet, wodurch sich die Beaufschlagung des stromabwärts liegenden Katalysators weiter verbessert.Furthermore, it is preferably provided that in the outlet funnel a corresponding with the outlet funnel air guide is inserted such that between the outlet funnel and air guide a funnel-shaped outlet channel is formed. The exhaust gas flow or the exhaust gas exhaust gas aftertreatment agent mixture is forced to follow the funnel shape by the air guide element, so that the desired uniform distribution is reliably ensured. The fact that the air guide is formed corresponding to the outlet funnel, there is a funnel-shaped outlet channel, the opposite side walls parallel or nearly parallel to each other. It is preferably provided that the air guide element encloses a smaller angle with a central axis than the outlet funnel, so that the funnel-shaped outlet channel widens in the flow direction, whereby the admission of the downstream catalyst is further improved.

Das Luftleitelement weist dazu vorzugsweise einen V-förmigen Längsabschnitt auf. Das Luftleitelement ist somit an seinem spitzen, dem Auslassrichter zugewandten Ende geschlossen ausgebildet und letztendlich kegelförmig geformt, insbesondere derart, dass die dem Auslasstrichter zugewandte Spitze des Luftleitelements, im Längsschnitt gesehen, in den zu dem Auslasstrichter führenden Strömungskanal hinein ragt. Das Strömungsverhalten wird dadurch weiter verbessert. Die Spitze kann auch abgerundet sein.The air guide element preferably has a V-shaped longitudinal section for this purpose. The air guide is thus formed closed at its tip, the outlet funnel facing end and ultimately conically shaped, in particular such that the discharge funnel facing the tip of the air guide, seen in longitudinal section, projects into the flow channel leading to the outlet funnel. The flow behavior is thereby further improved. The top can also be rounded.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Luftleitelement einen Kragen aufweist, der sich bis zu der Mantelwand des Gehäuses erstreckt und wenigstens eine Auslassöffnung aufweist. Durch den Kragen ist das Luftleitelement insbesondere an dem Gehäuse gehalten. Dazu ist der Kragen bevorzugt an der Mantelwand befestigt, beispielsweise verschraubt, verklemmt, verschweißt, verklebt oder dergleichen. Die wenigstens eine Auslassöffnung gewährleistet, dass der mit Abgasnachbehandlungsmittel versetzte Abgasstrom die Mischervorrichtung gezielt verlässt beziehungsweise verlassen kann. Ansonsten ist das Luftleitelement insbesondere geschlossen beziehungsweise öffnungsfrei ausgebildet, um den Abgasstrom gezielt zu führen.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the air guide element has a collar which extends up to the jacket wall of the housing and has at least one outlet opening. Through the collar, the air guide element is held in particular on the housing. For this purpose, the collar is preferably attached to the shell wall, for example screwed, clamped, welded, glued or the like. The at least one outlet opening ensures that the exhaust gas stream offset with the exhaust gas aftertreatment agent can selectively leave or leave the mixer device. Otherwise, the air guide is in particular closed or free of openings designed to selectively guide the exhaust stream.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass das Luftleitelement als Lochblech mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen ausgebildet ist. Durch die Ausbildung als Lochblech weist das Luftleitelement auch im Bereich der Trichterform beziehungsweise im V-förmigen Längsabschnitt Auslassöffnungen auf, durch welche der Abgasstrom aus der Mischervorrichtung entweichen kann. Dadurch wird der Gegendruck der Mischervorrichtung reduziert und kann optimal auf die Randbedingungen des Abgasnachbehandlungssystems angepasst werden.According to a further embodiment of the invention, it is preferably provided that the air guide element is designed as a perforated plate with a plurality of outlet openings. Due to the design as a perforated plate, the air-guiding element also has outlet openings in the region of the funnel shape or in the V-shaped longitudinal section, through which the exhaust gas flow can escape from the mixer device. As a result, the back pressure of the mixer device is reduced and can be optimally adapted to the boundary conditions of the exhaust aftertreatment system.

Die Konturen der Auslassöffnungen sind bevorzugt symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ sind die Auslassöffnungen symmetrisch oder asymmetrisch an dem Luftleitelement verteilt angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Die genaue Ausgestaltung ist insbesondere in Abhängigkeit von der axialen Tiefe des Auslasstrichters, der Anzahl der Auslassöffnungen sowie der tatsächlich genauen Form des Auslasstrichters und weiteren Faktoren, wie Bauraum, geforderter Umsatz, oder Herstellbarkeit bedingt.The contours of the outlet openings are preferably formed symmetrically or asymmetrically. Additionally or alternatively, the outlet openings are arranged or formed distributed symmetrically or asymmetrically on the air guide element. The exact configuration is particularly dependent on the axial depth of the outlet funnel, the number of outlet openings and the actual exact shape of the outlet funnel and other factors, such as space, required turnover, or manufacturability conditional.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einlassöffnung in der ersten Stirnseite, insbesondere in einer ersten Stirnwand der ersten Stirnseite ausgebildet ist. Insbesondere ist die Einlassöffnung außermittig ausgebildet, um die Drallwirkung im Abgasstrom zu verbessern.Furthermore, it is preferably provided that the inlet opening is formed in the first end face, in particular in a first end wall of the first end face. In particular, the inlet opening is formed off-center, in order to improve the swirl effect in the exhaust gas flow.

Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Mischervorrichtung aus. Es ergeben sich hierbei die bereits genannten Vorteile.The exhaust aftertreatment system according to the invention with the features of claim 9 is characterized by the mixer device according to the invention. This results in the already mentioned advantages.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem aus. Auch hierbei ergeben sich die bereits genannten Vorteile. The motor vehicle according to the invention is characterized by the exhaust aftertreatment system according to the invention. Here too, the advantages already mentioned arise.

Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.Further advantages and preferred features and combinations of features emerge in particular from the previously described and from the claims.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erörtert werden. Dazu zeigenIn the following, the invention will be discussed with reference to the drawing. Show this

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Mischervorrichtung für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs und 1 a first embodiment of an advantageous mixing device for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Mischervorrichtung, jeweils in einer Längsschnittdarstellung. 2 A second embodiment of the mixer device, each in a longitudinal sectional view.

1 zeigt eine Mischervorrichtung 1 eines Abgasnachbehandlungssystems eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung. Die Mischervorrichtung 1 weist ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 2 auf, das eine Mantelwand 3 aufweist, die sich von einer ersten Stirnseite 4 zu einer zweiten Stirnseite 5 in Strömungsrichtung eines Abgasstroms erstreckt. Die Stirnseite 4 weist dabei eine erste Stirnwand 6 auf, in der eine Einlassöffnung 7 exzentrisch ausgebildet ist, durch welche ein Abgasstrom in die Mischervorrichtung 1 eingeleitet wird, wie durch Pfeile in 1 gezeigt. In dem Gehäuse ist wenigstens ein Luftleitelement 8 in Form einer Führungswand ausgebildet, welches den Abgasstrom insbesondere spiralförmig durch das Gehäuse 2 leitet, sodass der Abgasstrom einen Drall erhält. 1 shows a mixer device 1 an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle in a simplified longitudinal sectional view. The mixer device 1 has a substantially cylindrical housing 2 on, that's a mantle wall 3 which extends from a first end face 4 to a second end face 5 extends in the flow direction of an exhaust gas stream. The front side 4 has a first end wall 6 on, in which an inlet opening 7 is formed eccentrically, through which an exhaust gas flow into the mixer device 1 is initiated as indicated by arrows in 1 shown. In the housing is at least one air guide element 8th formed in the form of a guide wall which the exhaust gas flow in particular spirally through the housing 2 directs, so that the exhaust gas flow gets a twist.

Die Stirnseite 5 des Gehäuses 2 weist einen Auslasstrichter 9 auf, der sich in das Gehäuse 2 hinein verjüngend erstreckt, sodass er im Gehäuse 2 eine kleinere lichte Weite aufweist als an dem der Stirnseite 5 zugewandten Ende. An seiner schmalsten Stelle weist der Auslasstrichter 9 eine Axialöffnung 10 auf, durch welche der Abgasstrom aus dem Gehäuse 2 austreten kann. Der Auslasstrichter 9 ist selbst durchgehend geschlossen ausgebildet, sodass er den Abgasstrom aus dem Gehäuse 2 herausführt.The front side 5 of the housing 2 has an outlet funnel 9 on, which is in the case 2 it tapers into it, leaving it in the case 2 has a smaller inside width than at the front side 5 facing the end. At its narrowest point has the discharge funnel 9 an axial opening 10 on, through which the exhaust stream from the housing 2 can escape. The discharge funnel 9 is itself formed continuously closed, so that he the exhaust gas flow from the housing 2 out leads.

An der Mantelwand 3 ist außerdem ein Stutzen 11 insbesondere zur Aufnahme eines Dosierventils oder Einspritzventils ausgebildet, der durch eine Einspritzöffnung 12 in das Gehäuse 2 mündet. Durch die Einspritzöffnung 12 ist somit durch das Einspritzventil insbesondere flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel, vorzugsweise eine wässrige Harnstofflösung, in das Gehäuse 2 und in den Abgasstrom einspritzbar.On the mantle wall 3 is also a nozzle 11 in particular for receiving a metering valve or injection valve formed by an injection port 12 in the case 2 empties. Through the injection opening 12 is thus by the injection valve in particular liquid exhaust aftertreatment agent, preferably an aqueous urea solution in the housing 2 and injectable into the exhaust stream.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Mischervorrichtung 1 wird erreicht, dass zunächst das flüssige Abgasnachbehandlungsmittel mit dem Abgasstrom vorteilhaft vermischt/vermengt wird. Dies wird durch den Drall des Abgasstroms und den durch die Führung des Abgasstroms bewirkenden langen Strömungsweg des Abgasstroms durch das Gehäuse 2 erreicht. Der mit dem Abgasnachbehandlungsmittel versetzte Abgasstrom verlässt das Gehäuse 2 zunächst durch die Axialöffnung 10 und folgt dem Auslasstrichter 9, der durch die Trichterwirkung den Abgasstrom auf eine größere Fläche verteilt und damit einen stromabwärts liegenden Katalysator, insbesondere SCR-Katalysator mit dem Abgasstrom und dem darin enthaltenen Abgasnachbehandlungsmittel insbesondere gleichmäßig beaufschlagt.Due to the advantageous embodiment of the mixer device 1 It is achieved that initially the liquid exhaust aftertreatment agent is advantageously mixed / mixed with the exhaust stream. This is due to the swirl of the exhaust gas flow and the long flow path of the exhaust gas flow through the housing, which is caused by the guidance of the exhaust gas flow 2 reached. The offset with the exhaust aftertreatment agent exhaust stream leaves the housing 2 first through the axial opening 10 and follows the discharge funnel 9 which distributes the exhaust gas flow through the funnel effect over a larger area and thus, in particular, uniformly pressurizes a downstream catalyst, in particular SCR catalytic converter, with the exhaust gas flow and the exhaust gas aftertreatment agent contained therein.

2 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Mischervorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Aus 1 bereits bekannte Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen werden. 2 shows an advantageous embodiment of the mixer device 1 according to a second embodiment. Out 1 already known elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the above description. In the following, the differences should be dealt with essentially.

Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist hierbei vorgesehen, dass dem Auslasstrichter ein Luftleitelement 13 zugeordnet ist. Das Luftleitelement 13 ist korrespondierend mit dem Auslasstrichter 9 ausgebildet, sodass es in einem Längsabschnitt 14 V-förmig ausgebildet ist und in den Auslasstrichter 9 hineinragt, sodass zwischen dem Luftleitelement 13 und dem Auslasstrichter 9 ein trichterringförmiger Auslasskanal 15 gebildet wird, durch welchen der Abgasstrom zumindest im Wesentlichen hindurchgeführt wird. An seinem der Stirnseite 5 zugewandten Ende weist das Luftleitelement 13 einen Kragen 16 auf, der sich radial nach außen bis zu der Mantelwand 2 erstreckt und an dieser befestigt ist. Zur Befestigung ist der Kragen 16 mit der Mantelwand 2 beispielsweise verschweißt, verlötet oder verklebt.In contrast to the previous embodiment, it is provided that the outlet funnel an air guide 13 assigned. The air guide 13 is corresponding to the discharge funnel 9 formed so that it in a longitudinal section 14 V-shaped and in the outlet funnel 9 protrudes, so that between the air guide 13 and the discharge funnel 9 a funnel-shaped outlet channel 15 is formed, through which the exhaust stream is at least substantially passed. At its the front 5 facing the end, the air guide 13 a collar 16 on, extending radially outwards to the shell wall 2 extends and is attached to this. For attachment is the collar 16 with the jacket wall 2 For example, welded, soldered or glued.

Zweckmäßigerweise ist in dem Kragen 16 wenigstens eine Auslassöffnung 17, vorzugsweise mehrere Auslassöffnungen 17, ausgebildet, durch welche der Abgasstrom aus der Mischervorrichtung 1 austreten und dem Katalysator zugeführt werden kann. Zweckmäßigerweise sind mehrere Auslassöffnungen 17 gleichmäßig verteilt über den Kragen 16 angeordnet.Conveniently, in the collar 16 at least one outlet opening 17 , preferably a plurality of outlet openings 17 , formed by which the exhaust gas flow from the mixer device 1 can emerge and the catalyst can be supplied. Conveniently, several outlet openings 17 evenly distributed over the collar 16 arranged.

Insbesondere ist das Luftleitelement 13 als Lochblech ausgebildet, sodass Auslassöffnungen 17 sich auch im V-förmigen Bereich des Luftleitelements befinden, wie in 2 gezeigt, durch welche der Abgasstrom entweichen kann. Vorzugsweise sind die Auslassöffnungen 17 gleichmäßig, insbesondere symmetrisch über das Luftleitelement 13 verteilt ausgebildet/angeordnet. Alternativ können die Auslassöffnungen 17 auch asymmetrisch angeordnet sein. Die Außenkontur der jeweiligen Auslassöffnung 17 ist bevorzugt symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet. Durch die ebenfalls trichterförmige Ausgestaltung des Luftleitelements 13 mit den Auslassöffnungen 17 wird der Gegendruck der Mischervorrichtung 1 erhöht und gleichzeitigt eine vorteilhafte Gasführung von dem Abgasstrom gewährleistet, welcher ein gleichmäßiges Beaufschlagen des stromabwärts liegenden SCR-Katalysators mit dem Abgasstrom und dem darin enthaltenen Abgasnachbehandlungsmittel gewährleistet. Dadurch wird ein vorteilhaftes Abgasnachbehandlungsergebnis auf einfache und kostengünstige Art und Weise erreicht.In particular, the air guide element 13 designed as a perforated plate, so that outlet openings 17 are also in the V-shaped region of the air guide, as in 2 shown, through which the exhaust gas flow can escape. Preferably, the outlet openings 17 evenly, in particular symmetrically over the air guide element 13 distributed trained / arranged. Alternatively, the outlet openings 17 also be arranged asymmetrically. The outer contour of the respective outlet opening 17 is preferably formed symmetrically or asymmetrically. By likewise funnel-shaped configuration of the air guide 13 with the outlet openings 17 is the back pressure of the mixer device 1 increases and at the same time ensures an advantageous gas flow from the exhaust gas flow, which ensures a uniform loading of the downstream SCR catalyst with the exhaust gas flow and the exhaust aftertreatment agent contained therein. As a result, a favorable exhaust aftertreatment result is achieved in a simple and cost-effective manner.

Claims (10)

Mischervorrichtung (1) für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (2) das eine Mantelwand (3), eine erste Stirnseite (4) und eine zweite Stirnseite (5) aufweist, wobei der ersten Stirnseite (4) eine Einlassöffnung (7) und der zweiten Stirnseite (5) zumindest eine Auslassöffnung (17) für einen Abgasstrom einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist, wobei an der Mantelwand (3) eine Einspritzöffnung (12) für ein insbesondere flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnseite (5) eine Stirnwand aufweist, die einen Auslasstrichter (9) aufweist, der sich verjüngend in das Gehäuse (2) hinein erstreckt.Mixer device ( 1 ) for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle, with a housing ( 2 ) a shell wall ( 3 ), a first face ( 4 ) and a second end face ( 5 ), wherein the first end face ( 4 ) an inlet opening ( 7 ) and the second end face ( 5 ) at least one outlet opening ( 17 ) is assigned for an exhaust gas stream of an internal combustion engine, wherein on the shell wall ( 3 ) an injection opening ( 12 ) is designed for a particular liquid exhaust aftertreatment agent, characterized in that the second end face ( 5 ) has an end wall which has an outlet funnel ( 9 ), which tapers into the housing ( 2 ) extends into it. Mischervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Auslasstrichter in Strömungsrichtung bis zu der Mantelwand (3) oder nahezu bis der Mantelwand (3) des Gehäuses (2) erstreckt.Mixer device according to claim 1, characterized in that the outlet funnel in the flow direction up to the jacket wall ( 3 ) or almost to the shell wall ( 3 ) of the housing ( 2 ). Mischervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auslasstrichter (9) ein mit dem Auslasstrichter (9) korrespondierendes Luftleitelement (13) derart angeordnet ist, dass zwischen dem Auslasstrichter (9) und dem Luftleitelement (13) ein trichterringförmiger Auslasskanal (15) gebildet ist.Mixer device according to one of the preceding claims, characterized in that in the outlet funnel ( 9 ) with the discharge funnel ( 9 ) corresponding air guide element ( 13 ) is arranged such that between the Discharge funnel ( 9 ) and the air guiding element ( 13 ) a funnel-shaped outlet channel ( 15 ) is formed. Mischervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (13) einen V-förmigen Längsabschnitt (14) aufweist.Mixer device according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding element ( 13 ) a V-shaped longitudinal section ( 14 ) having. Mischervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (13) einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden Kragen (16) aufweist, der sich bis zu der Mantelwand (3) des Gehäuses (2) erstreckt und wenigstens eine Auslassöffnung (17) für den Abgasstrom aufweist. Mixer device according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding element ( 13 ) has a substantially radially extending collar ( 16 ) extending to the shell wall ( 3 ) of the housing ( 2 ) and at least one outlet opening ( 17 ) for the exhaust stream. Mischervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (13) als Lochblech mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen (17) ausgebildet ist.Mixer device according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding element ( 13 ) as a perforated plate with a plurality of outlet openings ( 17 ) is trained. Mischervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen der Auslassöffnungen (17) symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sind, und/oder dass die Auslassöffnungen (17) symmetrisch oder asymmetrisch verteilt angeordnet sind.Mixer device according to one of the preceding claims, characterized in that the contours of the outlet openings ( 17 ) are formed symmetrically or asymmetrically, and / or that the outlet openings ( 17 ) are arranged distributed symmetrically or asymmetrically. Mischervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung 7 an der ersten Stirnseite (4) ausgebildet ist.Mixer device according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening 7 at the first end ( 4 ) is trained. Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Katalysator und einer dem Katalysator vorgeschalteten Mischervorrichtung (1), gekennzeichnet durch die Ausbildung der Mischervorrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.Exhaust after-treatment system for an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising at least one catalytic converter and a mixer device ( 1 ), characterized by the design of the mixer device ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 8. Kraftfahrzeug mit einem Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 9.Motor vehicle with an exhaust aftertreatment system according to claim 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11767783B2 (en) 2019-07-04 2023-09-26 Donaldson Company, Inc. System for mixing a liquid spray into a gaseous flow and exhaust aftertreatment device comprising same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019205883A1 (en) * 2019-04-25 2020-10-29 Robert Bosch Gmbh Mixer device for an exhaust gas aftertreatment system of a motor vehicle, exhaust gas aftertreatment system and motor vehicle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4943499B2 (en) * 2007-03-12 2012-05-30 ボッシュ株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
CN106030061B (en) * 2014-02-25 2019-04-09 唐纳森公司 Exhaust aftertreatment device
DE102015005689B3 (en) * 2015-05-06 2016-03-24 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr mixing device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11767783B2 (en) 2019-07-04 2023-09-26 Donaldson Company, Inc. System for mixing a liquid spray into a gaseous flow and exhaust aftertreatment device comprising same
US12228064B2 (en) 2019-07-04 2025-02-18 Donaldson Company, Inc. System for mixing a liquid spray into a gaseous flow and exhaust aftertreatment device comprising same

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