DE102021106739A1

DE102021106739A1 - Device and method for introducing regeneration air into an exhaust line

Info

Publication number: DE102021106739A1
Application number: DE102021106739.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Jaeckel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-03-18
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2022-09-22
Also published as: CN115111033A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Einleitung von Regenerationsluft in einen Abgasstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Abgasrohr (12), wobei in dem Abgasrohr (12) mindestens eine Öffnung (14) zum Einbringen von Regenerationsluft (16) ausgebildet ist.Bei einer Vorrichtung (10), bei der die Abgasströmung nicht negativ beeinflusst wird, ist eine Luftverteilungsvorrichtung (18) vorgesehen, die luftdicht derart mit dem Abgasrohr (12) verbunden ist, dass über die Luftverteilungsvorrichtung (18) Regenerationsluft (16) über die mindestens eine Öffnung (14) in das Abgasrohr (12) einbringbar ist und die Luftverteilungsvorrichtung (18) zumindest teilweise um den Umfang des Abgasrohres (12) angeordnet ist.The invention relates to a device (10) for introducing regeneration air into an exhaust line, in particular of a motor vehicle, with an exhaust pipe (12), with at least one opening (14) for introducing regeneration air (16) being formed in the exhaust pipe (12). In a device (10) in which the flow of exhaust gas is not adversely affected, an air distribution device (18) is provided, which is connected to the exhaust pipe (12) in an airtight manner in such a way that regeneration air (16) via the air distribution device (18) via the at least an opening (14) can be introduced into the exhaust pipe (12) and the air distribution device (18) is arranged at least partially around the circumference of the exhaust pipe (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einleitung von Regenerationsluft in einen Abgasstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Abgasrohr, wobei in dem Abgasrohr mindestens eine Öffnung zum Einbringen von Regenerationsluft ausgebildet ist.The invention relates to a device for introducing regeneration air into an exhaust line, in particular of a motor vehicle, with an exhaust pipe, with at least one opening for introducing regeneration air being formed in the exhaust pipe.

Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Einleitung von Regenerationsluft in einen Abgasstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei in ein Abgasrohr Regenerationsluft derart eingebracht wird, dass sich die Regenerationsluft mit einem Abgasstrom mischt.In addition, the invention relates to a method for introducing regeneration air into an exhaust system, in particular of a motor vehicle, regeneration air being introduced into an exhaust pipe in such a way that the regeneration air mixes with an exhaust gas flow.

Zur Vermeidung beziehungsweise Verringerung des Ausstoßes von Schadstoffen von Verbrennungsmotoren werden häufig Sekundärluftsysteme bzw. Regenerationsluftsysteme verwendet. Zusätzliche Luft in der Abgasleitung des Motors reduziert den Gehalt an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen durch Nachverbrennung. Die Temperaturen der Nachverbrennung liegen im Bereich von etwa 500°C bis 700°C. Bei der Nachverbrennung entsteht Wasser und Kohlendioxid. Aufgrund der chemischen Reaktionen, wird auch simultan die Abgastemperatur erhöht. Die erhöhte Abgastemperatur trägt dazu bei, dass der Katalysator beim Starten eines Ottomotors entsprechend schneller aufgewärmt wird und schneller seine optimale Betriebstemperatur erreicht.Secondary air systems or regeneration air systems are often used to avoid or reduce the emission of pollutants from internal combustion engines. Additional air in the engine's exhaust line reduces the level of carbon monoxide and hydrocarbons through afterburning. Post combustion temperatures range from about 500°C to 700°C. Afterburning produces water and carbon dioxide. Due to the chemical reactions, the exhaust gas temperature is also increased simultaneously. The increased exhaust gas temperature contributes to the fact that the catalytic converter is heated up correspondingly faster when starting a petrol engine and reaches its optimum operating temperature more quickly.

Sekundärluft beziehungsweise Regenerationsluft wird regelmäßig über Sekundärluftsaugventile eingebracht. Aufgrund von Druckschwankungen im Abgasrohr wird das Sekundärluftsaugventil stetig geöffnet und geschlossen. Alternativ kann eine Sekundärluftpumpe verwendet werden, die Luft in das Abgasrohr einbringt. Mittels eines Rückschlagventils werden Schäden im System vermieden.Secondary air or regeneration air is regularly introduced via secondary air suction valves. Due to pressure fluctuations in the exhaust pipe, the secondary air suction valve is constantly opened and closed. Alternatively, a secondary air pump can be used, which introduces air into the exhaust pipe. A non-return valve prevents damage to the system.

Die Gesetzgebung macht es darüber hinaus erforderlich, dass Ottomotoren häufig einen Partikelfilter benötigen, um die vorgegebene zulässige Partikelanzahl bei den Emissionen nicht zu überschreiten. Im Fahrbetrieb wird ein solcher Ottopartikelfilter mit Ruß beladen. Damit der Abgasgegendruck nicht zu stark ansteigt, muss dieser Ottopartikelfilter kontinuierlich oder periodisch regeneriert werden. Der Anstieg des Abgasgegendrucks kann zu einem Mehrverbrauch des Verbrennungsmotors, Leistungsverlust und einer Beeinträchtigung der Laufruhe bis hin zu Zündaussetzern führen. Zur Regeneration wird Regenerationsluft vor dem Ottopartikelfilter eingeblasen um dessen Regeneration auszulösen. Häufig wird mittels fettem Motorbetrieb, das heißt mit Kraftstoff im stöchiometrischen Überschuss im Kraftstoff-LuftGemisch, und einer Art Nachverbrennung vor dem Ottopartikelfilter die Temperatur über die erforderliche Regenerationsschwelle gebracht. Ohne Regenerationsluft muss es nur mit motorischem Betrieb möglich sein, Bedingungen im Ottopartikelfilter zu erreichen, die die Regeneration auslösenLegislation also makes it necessary for gasoline engines to often require a particle filter in order not to exceed the specified permissible number of particles in emissions. Such an Otto particle filter is loaded with soot when driving. So that the exhaust back pressure does not increase too much, this Otto particle filter must be regenerated continuously or periodically. The increase in exhaust gas back pressure can lead to increased consumption by the combustion engine, loss of performance and an impairment of smooth running up to misfiring. For regeneration, regeneration air is blown in front of the Otto particle filter to trigger its regeneration. The temperature is often brought above the required regeneration threshold by means of rich engine operation, i.e. with fuel in the stoichiometric excess in the fuel-air mixture, and a type of post-combustion upstream of the petrol particle filter. Without regeneration air, it must only be possible to achieve conditions in the Otto particle filter that trigger regeneration with engine operation

Ein Nachteil der vorgenannten Systeme besteht darin, dass sie einen komplizierten Aufbau beziehungsweise Betrieb erfordern, der zum einen kostenintensiv ist und zum anderen zu Fehlfunktionen und/oder Beschädigungen führen kann.A disadvantage of the aforementioned systems is that they require a complicated structure or operation, which is expensive on the one hand and can lead to malfunctions and/or damage on the other hand.

Um diese Problematik zu umgehen sind der Anmelderin Systeme bekannt, die versuchen, Fehlfunktionen zu verhindern. Dabei wird eine zusätzliche Einleitstelle für Zusatzluft beziehungsweise Regenerationsluft als Einschubteil im Abgasrohr verschweißt oder mittels eines vergleichsweise aufwendigem Mischers realisiert. Auf diese Weise wird der Querschnitt des Abgasrohres verengt und der Abgasstrom behindert. Zusätzliche Bauteile verteuern darüber hinaus das Abgassystem. Die negative Auswirkung auf den Abgasstrom kann die Leistung und den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs negativ beeinflussen.In order to circumvent this problem, the applicant is aware of systems that attempt to prevent malfunctions. An additional inlet point for additional air or regeneration air is welded as a plug-in part in the exhaust pipe or implemented using a comparatively complex mixer. In this way, the cross-section of the exhaust pipe is narrowed and the flow of exhaust gas is impeded. Additional components also make the exhaust system more expensive. The negative impact on exhaust gas flow can adversely affect the performance and fuel economy of the motor vehicle.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Einleitung von Regenerationsluft in einen Abgasstrang anzugeben, bei denen die Abgasströmung nicht negativ beeinflusst wird.The invention is therefore based on the object of specifying a device and a method for introducing regeneration air into an exhaust system, in which the exhaust gas flow is not adversely affected.

Diese Aufgabe ist bei der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 zunächst dadurch gelöst, dass eine Luftverteilungsvorrichtung vorgesehen ist, die luftdicht derart mit dem Abgasrohr verbunden ist, dass über die Luftverteilungsvorrichtung Regenerationsluft über die mindestens eine Öffnung in das Abgasrohr einbringbar ist und dass die Luftverteilungsvorrichtung zumindest teilweise um den Umfang des Abgasrohres angeordnet ist.This object is achieved in the present invention by the features of the characterizing part of patent claim 1 in that an air distribution device is provided which is connected to the exhaust pipe in an airtight manner in such a way that regeneration air can be introduced into the exhaust pipe via the at least one opening via the air distribution device and that the air distribution device is arranged at least partially around the circumference of the exhaust pipe.

Die mindestens eine Öffnung wird folglich von der Luftverteilungsvorrichtung luftdicht umschlossen. Über die mindestens eine Öffnung kann Regenerationsluft in das Abgasrohr eingeblasen werden, ohne, dass der Querschnitt des Abgasrohres verändert werden muss. Je nach Lage der mindestens einen Öffnung kann die Regenerationsluft für den jeweiligen Anwendungsfall vorteilhaft eingebracht werden.The at least one opening is consequently enclosed in an airtight manner by the air distribution device. Regeneration air can be blown into the exhaust pipe via the at least one opening without the cross section of the exhaust pipe having to be changed. Depending on the position of the at least one opening, the regeneration air can be advantageously introduced for the respective application.

Bei der Luftverteilungsvorrichtung kann es sich um ein Bauteil handeln, das dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Öffnung beziehungsweise mehrere Öffnungen luftdicht gegenüber der Umgebung abzudichten und gleichzeitig die Öffnungen strömungstechnisch miteinander zu verbinden, sodass Regenerationsluft an zentraler Stelle in die Luftverteilungsvorrichtung eingebracht werden kann und dann automatisch über die Öffnungen in das Abgasrohr eingeblasen wird. Luftdicht heißt in diesem Zusammenhang, dass die Regenerationsluft an keinem Abschnitt des Abgasrohres aus der Luftverteilungsvorrichtung austreten kann, sondern lediglich über die mindestens eine Öffnung in das Abgasrohr geleitet wird. Die Luftverteilungsvorrichtung kann dabei beispielsweise an dem Abgasrohr angeschweißt sein oder auf eine andere geeignete Art abgedichtet und befestigt sein.The air distribution device can be a component that is designed to seal the at least one opening or multiple openings in an airtight manner from the environment and at the same time to fluidically connect the openings to one another, so that regeneration air can be introduced into the air distribution device at a central point and then automatically blown into the exhaust pipe via the openings. In this context, airtight means that the regeneration air cannot escape from the air distribution device at any section of the exhaust gas pipe, but is only conducted into the exhaust gas pipe via the at least one opening. The air distribution device can be welded to the exhaust pipe, for example, or sealed and fastened in some other suitable way.

Die Regenerationsluft kann bevorzugt über eine Pumpe in die Luftverteilungsvorrichtung eingebracht werden.The regeneration air can preferably be introduced into the air distribution device via a pump.

Die Luftverteilungsvorrichtung kann vergleichsweise klein, kostengünstig und unkompliziert ausgestaltet sein. Die Luftverteilungsvorrichtung muss so ausgestaltet sein, dass sie Regenerationsluft aufnehmen kann und die mindestens eine Öffnung beziehungsweise mehrere Öffnungen abdeckt, sodass das Einbringen der Regenerationsluft in die Luftverteilungsvorrichtung im Anschluss das Einbringen der Regenerationsluft in das Abgasrohr über alle miteinander verbundenen Öffnungen bewirkt. Dabei kann die Luftverteilungsvorrichtung beispielsweise ein U-Profil aufweisen, das zumindest teilweise um den Umfang des Abgasrohres angeordnet ist. Die Luftverteilungsvorrichtung kann lediglich ein Segment des Umfangs überdecken.The air distribution device can be designed to be comparatively small, inexpensive and uncomplicated. The air distribution device must be designed in such a way that it can receive regeneration air and covers at least one opening or several openings, so that the introduction of the regeneration air into the air distribution device then causes the regeneration air to be introduced into the exhaust pipe via all interconnected openings. The air distribution device can have a U-profile, for example, which is arranged at least partially around the circumference of the exhaust pipe. The air distribution device can only cover a segment of the circumference.

Ein erster Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass keine Behinderung der Abgasströmung im Abgasrohr erfolgt. Auf diese Weise wird auch der Druckverlust minimiert, da kein zusätzliches Bauteil in die Abgasströmung eingebracht wird.A first advantage of the present invention is that there is no obstruction to the flow of exhaust gas in the exhaust pipe. In this way, the pressure loss is also minimized, since no additional component is introduced into the exhaust gas flow.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred configurations of the invention result from the remaining features mentioned in the dependent claims.

Bei einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Luftverteilungsvorrichtung mindestens eine Aufnahme aufweist, an der ein Stutzen anschließbar ist, über den Regenerationsluft in die Luftverteilungsvorrichtung einbringbar ist. Die Aufnahme weist eine Öffnung auf, sodass Regenerationsluft von außen in die Luftverteilungsvorrichtung eingebracht werden kann, wobei diese Luft anschließend über die mindestens eine Öffnung in das Abgasrohr geleitet wird. Über den Stutzen kann beispielsweise eine Leitung angeschlossen werden, die über eine Pumpe Regenerationsluft in die Luftverteilungsvorrichtung einblasen kann.In a first embodiment of the device according to the invention, it is provided that the air distribution device has at least one receptacle to which a connection piece can be connected, via which regeneration air can be introduced into the air distribution device. The receptacle has an opening so that regeneration air can be introduced into the air distribution device from the outside, with this air then being conducted into the exhaust gas pipe via the at least one opening. A line can be connected via the socket, for example, which can blow regeneration air into the air distribution device via a pump.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Luftverteilungsvorrichtung über den gesamten Umfang des Abgasrohres angeordnet ist. Die Luftverteilungsvorrichtung kann mit einem Innenprofil um das Abgasrohr angeordnet sein, wobei das Profil an dem Abgasrohr luftdicht befestigt wird. Auf diese Weise können etwaige weitere Öffnungen durch die lediglich eine Luftverteilungsvorrichtung miteinander verbunden werden.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the air distribution device is arranged over the entire circumference of the exhaust pipe. The air distribution device can be arranged with an internal profile around the exhaust pipe, the profile being attached to the exhaust pipe in an airtight manner. In this way, any further openings can be connected to one another by only one air distribution device.

Um die Herstellung der Vorrichtung möglichst unkompliziert zu realisieren, ist bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die Luftverteilungsvorrichtung in Form eines Ringkanals ausgebildet ist. Der Ringkanal kann beispielsweise aus einem Metall bestehen und von außen an dem Abgasrohr angeschweißt sein. Durch den Ringkanal ist eine einfache Möglichkeit geschaffen, eine Luftverteilungsvorrichtung bereitzustellen, die im vollen Umfang um das Abgasrohr angeordnet werden kann, ohne den Durchmesser des Abgasrohres stark zu vergrößern. Der Ringkanal ist wulstartig an dem Abgasrohr angeordnet.In order to produce the device in as uncomplicated a manner as possible, it is provided in a further embodiment of the device according to the invention that the air distribution device is designed in the form of a ring channel. The ring channel can consist of a metal, for example, and can be welded to the exhaust pipe from the outside. The annular duct provides a simple way of providing an air distribution device that can be arranged around the exhaust pipe over its entirety without greatly increasing the diameter of the exhaust pipe. The ring channel is arranged in a bead-like manner on the exhaust pipe.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist ferner mehr als eine Öffnung vorgesehen. Die Öffnungen sind als Bohrungen ausgebildet. Bohrungen können auf einfache Weise in das Abgasrohr eingebracht werden. Durch mehrere Bohrungen, durch die die Regenerationsluft eingebracht werden kann, kann eine bessere Verteilung der Regenerationsluft im Abgasrohr erreicht werden. Die Bohrungen können klassisch gebohrt oder mittels Laserschnitt ausgebildet werden. Denkbar ist auch, dass die Öffnungen durch Stanzen oder andere geeignete Herstellungsverfahren eingebracht werden.In a preferred embodiment of the device, more than one opening is also provided. The openings are designed as bores. Bores can easily be made in the exhaust pipe. A better distribution of the regeneration air in the exhaust gas pipe can be achieved by several holes through which the regeneration air can be introduced. The holes can be drilled in the classic way or made using laser cutting. It is also conceivable that the openings are introduced by stamping or other suitable manufacturing processes.

Alternativ oder zusätzlich ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens eine Öffnung länglich ausgebildet ist. Durch unterschiedliche Geometrien der Öffnungen kann die in das Abgasrohr eingeblasene Luftmenge und Luftverteilung optimal an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden. Denkbar sind auch weitere Geometrien, die eine bestimmte Luftverteilung begünstigen.Alternatively or additionally, a further embodiment of the invention provides that at least one opening is elongate. The amount of air blown into the exhaust pipe and the air distribution can be optimally adapted to the respective conditions through different geometries of the openings. Other geometries that favor a specific air distribution are also conceivable.

Um die Flexibilität der Vorrichtung weiter zu verbessern, sind bei einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung mehrere Öffnungen vorgesehen. Die Öffnungen sind in mindestens zwei Reihen um den Umfang des Abgasrohres angeordnet. Durch zwei Reihen kann die Luftverteilung und die eingebrachte Luftmenge weiter feinjustiert werden. Die Öffnungen können sowohl symmetrisch als auch in unregelmäßigen Abständen im Abgasrohr ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass mehr als zwei Reihen vorgesehen sind.In order to further improve the flexibility of the device, a number of openings are provided in a further configuration of the device. The openings are arranged in at least two rows around the circumference of the exhaust pipe. The air distribution and the amount of air introduced can be further fine-tuned with two rows. The openings can be formed both symmetrically and at irregular intervals in the exhaust pipe. It is also conceivable that more than two rows are provided.

Die zuvor genannte Aufgabe wird außerdem gelöst von einem vorgenannten Verfahren zur Einleitung von Regenerationsluft in einen Abgasstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei in ein Abgasrohr Regenerationsluft derart eingebracht wird, dass sich die Regenerationsluft mit einem Abgasstrom mischt. Es ist vorgesehen, dass die Regenerationsluft über eine Luftverteilungsvorrichtung durch mehrere Öffnungen im Abgasrohr eingebracht wird.The aforesaid object is also achieved by a aforesaid method for insertion Direction of regeneration air in an exhaust system, in particular of a motor vehicle, regeneration air being introduced into an exhaust pipe in such a way that the regeneration air mixes with an exhaust gas flow. Provision is made for the regeneration air to be introduced via an air distribution device through a number of openings in the exhaust gas pipe.

Zur Durchführung des Verfahrens kann bevorzugt eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden. Die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.A device according to the invention can preferably be used to carry out the method. The above statements regarding the device according to the invention also apply correspondingly to the method according to the invention.

Bei einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Öffnungen derart um den Umfang des Abgasrohrs angeordnet und luftdicht von der Luftverteilungsvorrichtung verdeckt werden, dass die Luftmenge und die Luftverteilung im Abgasrohr an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden kann.In a first embodiment of the method according to the invention, it is provided that the openings are arranged around the circumference of the exhaust pipe and are covered in an airtight manner by the air distribution device such that the air quantity and the air distribution in the exhaust pipe can be adapted to the respective application.

Durch flexible Anpassung der Öffnungen, sowohl in der Menge, der Größe und Geometrie, kann die Luftmenge gezielt gesteuert werden, sodass für den jeweiligen Anwendungsfall die richtige Menge Regenerationsluft in das Abgasrohr eingebracht werden kann. Darüber hinaus kann die Verteilung der Luftmenge durch unterschiedlich angeordnete Öffnungen angepasst werden.The amount of air can be controlled in a targeted manner by flexible adjustment of the openings, both in terms of quantity, size and geometry, so that the right amount of regeneration air can be introduced into the exhaust pipe for the respective application. In addition, the distribution of the air volume can be adjusted by differently arranged openings.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass bei einer Strähnigkeit des Abgasstroms im Abgasrohr gezielt mehr Luft an einer Seite des Abgasrohres eingeleitet wird. Die Öffnungen können durch ihre Lage, Anzahl, Form und/oder Größe eine Gleichverteilung der Regenerationsluft und des Abgases erreichen. Beispielsweise kann bei einer Strähnigkeit im Abgas gezielt mehr Luft an einer Seite als an der anderen Seite des Abgasrohres eingeleitet werden. Eine Strähnigkeit wird durch Rohrbögen hervorgerufen, die ein „Anlegen“ des Abgasstromes an einer Seite des Abgasrohres bedingen. Diesem negativen Verhalten kann durch die optimale Verteilung und Dimensionierung der Öffnungen entgegengewirkt werden.In a further embodiment of the method according to the invention, it is provided that when the exhaust gas flow in the exhaust pipe is straggly, more air is selectively introduced on one side of the exhaust pipe. Due to their position, number, shape and/or size, the openings can achieve an even distribution of the regeneration air and the exhaust gas. For example, if the exhaust gas is straggly, more air can be selectively introduced on one side than on the other side of the exhaust pipe. Stringiness is caused by pipe bends that require the exhaust gas flow to “lay” on one side of the exhaust pipe. This negative behavior can be counteracted by the optimal distribution and dimensioning of the openings.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Einleitung von Regenerationsluft in einen Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs im Querschnitt,
2 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Luftverteilungsvorrichtung und
4 eine schematische Darstellung des Profils einer Luftverteilungsvorrichtung.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:

1 a schematic representation of an embodiment of a device for introducing regeneration air into an exhaust system of a motor vehicle in cross section,
2 an exploded view of an embodiment of a device according to the invention,
3 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention with an air distribution device and
4 a schematic representation of the profile of an air distribution device.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 mit einem Abgasrohr 12 in dem über dem Umfang mehrere Öffnungen 14 ausgebildet sind. Die Vorrichtung 10 ist dazu ausgestaltet, Regenerationsluft 16 über die Öffnungen 14 in das Abgasrohr 12 einzuleiten. Die Regenerationsluft 16 wird benötigt, um den Ausstoß von Schadstoffen von Verbrennungsmotoren zu verringern. 1 shows a device 10 with an exhaust pipe 12 in which a plurality of openings 14 are formed over the circumference. The device 10 is designed to introduce regeneration air 16 into the exhaust pipe 12 via the openings 14 . The regeneration air 16 is required to reduce the emission of pollutants from internal combustion engines.

Zur Verteilung der Regenerationsluft 16 ist eine Luftverteilungsvorrichtung 18 vorgesehen. Die Luftverteilungsvorrichtung 18 ist umlaufend um den Umfang des Abgasrohres 12 angeordnet. Die Luftverteilungsvorrichtung 18 ist luftdicht am Abgasrohr 12 angeschweißt und verdeckt die Öffnungen 14, sodass ein Strömungskanal gebildet wird, der die Öffnungen 14 strömungstechnisch miteinander verbindet. Über eine Aufnahme 20, die an der Luftverteilungsvorrichtung 18 ausgebildet ist, kann ein Stutzen 22 angeschlossen werden, durch den Regenerationsluft 16 in die Luftverteilungsvorrichtung 18 eingebracht werden kann.An air distribution device 18 is provided for distributing the regeneration air 16 . The air distribution device 18 is arranged circumferentially around the circumference of the exhaust pipe 12 . The air distribution device 18 is welded to the exhaust pipe 12 in an airtight manner and covers the openings 14 so that a flow channel is formed which fluidically connects the openings 14 to one another. A socket 22 can be connected via a receptacle 20, which is formed on the air distribution device 18, through which the regeneration air 16 can be introduced into the air distribution device 18.

Dadurch, dass die Luftverteilungsvorrichtung 18 die Öffnungen 14 umschließt, wird die eingebrachte Regenerationsluft 16 gleichmäßig durch die Öffnungen 14 in das Abgasrohr 12 eingeblasen und mit dem Abgasstrom 24 vermischt. Die Regenerationsluft 16 kann über eine Leitung 26 mittels einer hier nicht dargestellten Pumpe in die Luftverteilungsvorrichtung 18 geleitet werden.Because the air distribution device 18 encloses the openings 14 , the regeneration air 16 that is introduced is blown evenly through the openings 14 into the exhaust gas pipe 12 and is mixed with the exhaust gas flow 24 . The regeneration air 16 can be conducted into the air distribution device 18 via a line 26 by means of a pump, not shown here.

Um die Herstellung der Vorrichtung möglichst unkompliziert zu realisieren, ist die Luftverteilungsvorrichtung 18 in Form eines Ringkanals ausgebildet ist. Durch den Ringkanal ist eine einfache Möglichkeit geschaffen, eine Luftverteilungsvorrichtung 18 bereitzustellen, die im vollen Umfang um das Abgasrohr 12 angeordnet wird, ohne den Durchmesser des Abgasrohres 12 stark zu vergrößern. Der Ringkanal ist wulstartig an dem Abgasrohr 12 angeordnet.In order to make the production of the device as uncomplicated as possible, the air distribution device 18 is designed in the form of an annular channel. The annular duct provides a simple way of providing an air distribution device 18 that is arranged around the exhaust pipe 12 over its entire circumference, without greatly increasing the diameter of the exhaust pipe 12 . The ring channel is arranged on the exhaust pipe 12 in the manner of a bead.

2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung 10 gemäß 1. Es ist ersichtlich, dass in dem Abgasrohr 12 unterschiedlich ausgestaltete Öffnungen 14 vorgesehen sind. Darüber hinaus sind die Öffnungen 14 in zwei Reihen um den Umfang des Abgasrohres 12 angeordnet. Auf diese Weise wird die Luftverteilung und die Luftmenge der eingebrachten Regenerationsluft 16 für den jeweiligen Anwendungsfall optimiert. 2 shows an exploded view of the device 10 according to FIG 1 . It can be seen that differently configured openings 14 are provided in the exhaust pipe 12 . In addition, the openings 14 are in two rows around the Scope of the exhaust pipe 12 arranged. In this way, the air distribution and the air quantity of the regeneration air 16 introduced is optimized for the respective application.

Gerade bei Strähnenbildung des Abgasstroms 24 im Abgasrohr 12 kann gezielt mehr Luft an einer Seite des Abgasrohres 12 eingeleitet werden. Die Öffnungen 14 können durch ihre Lage, Anzahl, Form und/oder Größe eine Gleichverteilung der Regenerationsluft 16 und des Abgasstroms 24 erreichen. Beispielsweise kann bei einer Strähnenbildung des Abgasstroms 24 gezielt mehr Luft an einer Seite als an der anderen Seite des Abgasrohres 12 eingeleitet werden. Eine Strähnigkeit wird durch Rohrbögen hervorgerufen, die ein „Anlegen“ des Abgasstromes 24 an einer Seite des Abgasrohres 12 bedingen. Diesem negativen Verhalten kann durch die optimale Verteilung und Dimensionierung der Öffnungen 14 entgegengewirkt werden.More air can be selectively introduced on one side of the exhaust pipe 12 , particularly when the exhaust gas flow 24 forms strands in the exhaust pipe 12 . The openings 14 can achieve an even distribution of the regeneration air 16 and the exhaust gas flow 24 through their position, number, shape and/or size. For example, when the exhaust gas stream 24 forms strands, more air can be selectively introduced on one side than on the other side of the exhaust gas pipe 12 . Stringiness is caused by pipe bends that cause the exhaust gas flow 24 to “apply” to one side of the exhaust gas pipe 12 . This negative behavior can be counteracted by optimally distributing and dimensioning the openings 14 .

Die Öffnungen 14 weisen unterschiedliche Formen und Größen auf. Durch längliche und somit in ihrem Querschnitt größere Öffnungen, kann in einem gewählten Abschnitt mehr Regenerationsluft 16 in das Abgasrohr eingebracht werden. Unterschiedliche Geometrien, wie beispielsweise eckige Ausgestaltungen der Öffnungen 14 führen zu unterschiedlichem Strömungsverhalten der Regenerationsluft 16 im Abgasrohr. Mittels geeigneter Simulationsrechnungen kann die optimale Verteilung der Öffnungen 14 im Abgasrohr 12 für den jeweiligen Anwendungsfall kalkuliert werden.The openings 14 have different shapes and sizes. More regeneration air 16 can be introduced into the exhaust gas pipe in a selected section by openings that are elongated and thus have a larger cross section. Different geometries, such as angular designs of the openings 14 lead to different flow behavior of the regeneration air 16 in the exhaust pipe. The optimal distribution of the openings 14 in the exhaust gas pipe 12 for the respective application can be calculated by means of suitable simulation calculations.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Einleitung von Regenerationsluft 16 in den Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Luftverteilungsvorrichtung 18 als Teilsegment nicht vollständig um den Umfang des Abgasrohres 12 angeordnet. Die für diesen Anwendungsfall erforderlichen Öffnungen 14 sind nur teilweise über den Umfang des Abgasrohres 12 ausgebildet. Entsprechend kann die Größe der Luftverteilungsvorrichtung 18 geringer ausfallen. 3 shows a further exemplary embodiment of a device 10 for introducing regeneration air 16 into the exhaust system of a motor vehicle. In this exemplary embodiment, the air distribution device 18 is not arranged completely around the circumference of the exhaust pipe 12 as a partial segment. The openings 14 required for this application are only partially formed over the circumference of the exhaust pipe 12 . Accordingly, the size of the air distribution device 18 can be reduced.

4 zeigt das Profil einer Luftverteilungsvorrichtung 18. Die Luftverteilungsvorrichtung 18 ist etwa halbkreisförmig beziehungsweise omegaförmig ausgestaltet. Denkbar ist auch eine V-förmige oder eine U-förmige Ausgestaltung. Es ist erforderlich, dass durch die Luftverteilungsvorrichtung 18 ein Strömungskanal ausgebildet werden kann, der die Öffnungen 14 strömungstechnisch miteinander verbinden kann. Auf diese Weise kann eine Luftströmung für die Regenerationsluft 16 an einer zentralen Stelle in die Luftverteilungsvorrichtung 18 eingebracht werden, wobei die Regenerationsluft 16 anschließend gleichmäßig über die Öffnungen 14 in das Abgasrohr 12 eingebracht wird. 4 shows the profile of an air distribution device 18. The air distribution device 18 is approximately semicircular or omega-shaped. A V-shaped or a U-shaped design is also conceivable. It is necessary for the air distribution device 18 to be able to form a flow channel which can fluidly connect the openings 14 to one another. In this way, an air flow for the regeneration air 16 can be introduced into the air distribution device 18 at a central point, with the regeneration air 16 then being introduced uniformly into the exhaust gas pipe 12 via the openings 14 .

BezugszeichenlisteReference List

1010: Vorrichtungcontraption
1212: Abgasrohrexhaust pipe
1414: Öffnungopening
1616: Regenerationsluftregeneration air
1818: Luftverteilungsvorrichtungair distribution device
2020: Aufnahmerecording
2222: StutzenSupport
2424: Abgasstromexhaust flow
2626: LeitungManagement

Claims

Device (10) for introducing regeneration air into an exhaust system, in particular of a motor vehicle, with an exhaust pipe (12), wherein at least one opening (14) for introducing regeneration air (16) is formed in the exhaust pipe (12), characterized in that an air distribution device (18) is provided, which is connected to the exhaust pipe (12) in an airtight manner in such a way that regeneration air (16) can be introduced into the exhaust pipe (12) via the at least one opening (14) via the air distribution device (18) and that the Air distribution device (18) is arranged at least partially around the circumference of the exhaust pipe (12).

Device (10) after claim 1 , characterized in that the air distribution device (18) has at least one receptacle (20) to which a connection piece (22) can be connected, via which regeneration air (16) can be introduced into the air distribution device (18).

Device (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the air distribution device (18) is arranged over the entire circumference of the exhaust pipe (12).

Device (10) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the air distribution device (18) is designed in the form of an annular channel.

Device (10) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that more than one opening (14) is provided and that the openings (14) are designed as bores.

Device (10) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that at least one opening (14) is elongate.

Device (10) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a plurality of openings (14) are provided and that the openings (14) are arranged in at least two rows around the circumference of the exhaust pipe (12).

Method for introducing regeneration air into an exhaust system, in particular of a motor vehicle, regeneration air (16) being introduced into an exhaust pipe (12) in such a way that the regeneration air (16) mixes with an exhaust gas flow (24), characterized in that the regeneration air ( 16) is introduced via an air distribution device (18) through a plurality of openings (14) in the exhaust pipe (12).

procedure after claim 8 , characterized in that the openings (14) are arranged around the circumference of the exhaust pipe (12) and are covered in an airtight manner by the air distribution device (18) such that the amount of air and the air distribution in the exhaust pipe (12) can be adapted to the respective application.

procedure after claim 9 , characterized in that when the exhaust gas flow (24) in the exhaust pipe (12) is straggly, more air is selectively introduced on one side of the exhaust pipe (12).