專利名稱：用于冷卻從碳煙微粒過濾器排出的廢氣流的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻從碳煙微粒過濾器排出的廢氣流的裝置。
背景技術(shù)：
由歐盟發(fā)布的廢氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了逐步減少由柴油發(fā)動機產(chǎn)生并通過發(fā)動機廢氣排 到環(huán)境的碳煙微粒。通過使用碳煙微粒過濾器限制碳煙微粒排放，通常使用所謂的壁流過 濾器，其中發(fā)動機廢氣進(jìn)入由陶瓷或金屬材料制成的多孔過濾器壁。在此在發(fā)動機廢氣中 含有的碳煙微粒不僅沉積在過濾器壁的表面上，而且沉積在其內(nèi)部，因此廢氣背壓隨著過 濾器壁增加的堵塞程度而提高。因此為了碳煙微粒過濾器再生，以規(guī)則的時間間隔燃燒沉 積的碳煙微粒，為此使發(fā)動機廢氣的溫度例如通過使用前置于碳煙微粒過濾器的氧化催化 劑有時提高到超過500°C。在再生期間可以在排氣設(shè)備(排氣管)管端部上相應(yīng)地出現(xiàn)高 的廢氣溫度，它們可能導(dǎo)致產(chǎn)生不期望的氮氧化物。因此由DE 10 2008 051 958 Al給出用于降低由柴油微粒過濾器排出的廢氣流溫 度的裝置，其中對廢氣流在柴油微粒過濾器再生期間利用空氣泵混合更冷的環(huán)境空氣。由 于空氣泵的電控制器，已知的裝置相對費事地構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，在其結(jié)構(gòu)方面簡化上述形式的裝置。這個目的通過具有權(quán)利要求1特征的裝置得以實現(xiàn)。按照本發(fā)明的用于冷卻從碳煙微粒過濾器排出的廢氣流的裝置包括在碳煙微粒 過濾器上構(gòu)成的用于導(dǎo)出廢氣流的出口接管，其中出口接管具有在廢氣流方向上收縮的管 口部位，它這樣伸入到鄰接的廢氣管的敞開的端部內(nèi)，使得在出口接管與廢氣管之間構(gòu)成 的抽吸部位中，在廢氣流通過時可以產(chǎn)生相對于環(huán)境的負(fù)壓。準(zhǔn)確地說，按照文丘里原理 (Venturiprinzip)產(chǎn)生負(fù)壓，其中出口接管的管口部位噴嘴形地延伸到廢氣管的敞開的端 部內(nèi)。在此由于負(fù)壓抽吸到廢氣管內(nèi)的環(huán)境空氣根據(jù)其溫度導(dǎo)致相應(yīng)地冷卻廢氣流。因為按照本發(fā)明的裝置的特征不僅在于特別簡單，同時也在于特別緊湊的結(jié)構(gòu)， 存在這種可能性，將它們與碳煙微粒過濾器一起安置在由柴油發(fā)動機驅(qū)動的機動車、尤其 是農(nóng)用機動車的發(fā)動機艙內(nèi)部。通常設(shè)置在機動車發(fā)動機艙內(nèi)的高溫?zé)峤粨Q器用于冷卻柴油發(fā)動機，該熱交換器 是與柴油發(fā)動機連接的液體冷卻循環(huán)的組成部分，其中高溫?zé)峤粨Q器利用通風(fēng)設(shè)備以冷空 氣加載，通過冷卻肋以及后置的過濾器插件從環(huán)境抽吸冷空氣。因為由此傳導(dǎo)到發(fā)動機艙 內(nèi)的空氣在很大程度上沒有污物，因此在很大程度上避免不期望地堵塞在出口接管與廢氣 管之間構(gòu)成的抽吸部位。附加地由通風(fēng)設(shè)備引起的壓縮位于發(fā)動機艙內(nèi)的空氣導(dǎo)致在抽吸 部位增大體積流并由此導(dǎo)致更有效地冷卻廢氣流。有利的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求給出。優(yōu)選使出口接管與被碳煙微粒過濾器所包括的過濾器外殼的固定法蘭可拆卸地連接。因此固定法蘭是過濾器外殼的固定的組成部分并且與其焊接或以其它方式固定連 接。該出口接管可以具有裝到固定法蘭上的固定區(qū)段，它能夠空氣密封地與固定法蘭嵌接。利用可拆卸的彈簧夾尤其可以建立出口接管與過濾器外殼的固定法蘭之間的可 拆卸連接。在此彈簧夾由不銹的或以相應(yīng)的方式表面處理的合金鋼制成。在裝配狀態(tài)下， 彈簧夾在固定區(qū)段部位這樣圍卡出口接管，即通過利用緊固螺栓或類似部件縮小彈簧夾圓 周能夠在出口接管與過濾器外殼的固定法蘭之間建立夾緊連接。為了改善夾緊作用，出口 接管可以在固定區(qū)段部位具有多個橫向于彈簧夾延伸的固定條。備選地也可以使所述出口接管是被碳煙微粒過濾器所包括的過濾器外殼的固定 的組成部分。在此出口接管與過濾器外殼焊接或以其它方式固定連接所述抽吸部位優(yōu)選由在出口接管與廢氣管之間徑向延伸的環(huán)形間隙構(gòu)成。在這種 情況下不僅出口接管而且廢氣管至少在抽吸部位具有基本圓形的橫截面。已經(jīng)證實，如果所述環(huán)形間隙的外半徑與內(nèi)半徑的比值在1. 90至2. 10的范圍內(nèi)， 則廢氣流的冷卻效率最佳。例如外半徑為60毫米和內(nèi)半徑為四毫米、對應(yīng)的兩個半徑的 比值約為2. 07時能夠降低廢氣流溫度超過200°C。但是要注意，上述說明僅僅具有示例的 特征并且根據(jù)各種運行條件可以或多或少地變化。所述出口接管的管口部位優(yōu)選沿著其整個圓周連續(xù)地與廢氣管的敞開的端部相 距地延伸。換言之，出口接管的管口部位相對于廢氣管的敞開的端部無支承地設(shè)置。這樣 選擇距離，使出口接管的管口部位在出口接管與廢氣管之間產(chǎn)生由運行引起的振動的情況 下可以在廢氣管的敞開的端部內(nèi)部運動，而不與其接觸。由此保證兩個部件盡可能機械脫 華禹。附加地存在這種可能性，所述過濾元件朝出口接管的方向收縮地構(gòu)成。使過濾元 件只這樣多地收縮，在出口接管與廢氣管之間產(chǎn)生由運行引起的振動的情況下避免兩個部 件相互接觸。此外所述抽吸部位可以被過濾元件、尤其被孔柵包圍。這樣設(shè)計孔柵的開口尺寸， 主要可靠地抑制可能導(dǎo)致抽吸部位迅速堵塞或阻塞的較粗大的污物。為了提高耐腐蝕性使 孔柵由鍍鋁合金鋼或類似材料制成。所述過濾元件可以設(shè)置在廢氣管的敞開的端部上并且朝出口接管的方向延伸。準(zhǔn) 確地說，過濾元件形成設(shè)置在廢氣管上的延長體，它超出抽吸部位沿著其整個圓周突緣形 地包圍出口接管。附加地存在這種可能性，所述過濾元件朝出口接管的方向收縮地構(gòu)成。在此使過 濾元件只這樣多地收縮，在出口接管與廢氣管之間產(chǎn)生由運行引起的振動的情況下避免兩 個部件相互接觸。此外可以設(shè)想，所述廢氣管至少局部地被接觸保護(hù)機構(gòu)包圍。接觸保護(hù)機構(gòu)尤其 具有管形蓋罩的形狀，它利用多個定距件沿著廢氣管的外側(cè)面安置。為了避免過度加熱廢 氣管，可以使管形蓋罩至少在排氣管部位中具有多個開口，它們能夠?qū)崿F(xiàn)在廢氣管與管形 蓋罩之間存在的空氣進(jìn)行循環(huán)。


下面借助于附圖詳細(xì)描述按照本發(fā)明的實施例。在此功能一致或類似的部件以相同的附圖標(biāo)記表示。附圖中圖1示出安裝在農(nóng)用車上的按照本發(fā)明的用于冷卻從碳煙微粒過濾器排出的廢 氣流的裝置的實施例的立體總圖，圖2以縱向截面圖示出在圖1中所示的按照本發(fā)明裝置實施例的細(xì)節(jié)圖。
具體實施例方式圖1示出安裝在牽引機形式的農(nóng)用車上的按照本發(fā)明的用于冷卻從碳煙微粒過 濾器排出的廢氣流的裝置的實施例的立體總圖，其中圖2以縱向截面圖示出按照本發(fā)明裝 置的細(xì)節(jié)圖。與按照本發(fā)明的裝置10共同安置在農(nóng)用車14的發(fā)動機艙12內(nèi)的碳煙微粒過濾 器16在所示情況下由常見的壁流過濾器構(gòu)成，其中由農(nóng)用車14的柴油發(fā)動機18產(chǎn)生的發(fā) 動機廢氣穿過由陶瓷或金屬材料制成的多孔過濾器壁。在發(fā)動機廢氣中含有的碳煙微粒在 此不僅沉積在碳煙微粒過濾器16的表面上，而且沉積在其過濾器壁內(nèi)部。因為廢氣背壓隨 著過濾器壁的堵塞程度增加而提高，因此為了再生碳煙微粒過濾器16，以規(guī)則的時間間隔 燃燒沉積的碳煙微粒，為此發(fā)動機廢氣的溫度由于使用前置于碳煙微粒過濾器16的氧化 催化器有時提高到500°C以上。為了冷卻由碳煙微粒過濾器16排出的廢氣流20按照本發(fā)明的裝置10包括在碳 煙微粒過濾器16上構(gòu)成的用于導(dǎo)出過濾的廢氣流20的出口接管22，其中出口接管22具 有在廢氣流20方向上收縮的管口部位M，它這樣伸入到鄰接的廢氣管觀的敞開的端部沈 內(nèi)，使得在出口接管22與廢氣管觀之間構(gòu)成的抽吸部位30內(nèi)在廢氣流20通流時可以產(chǎn) 生相對于環(huán)境32的負(fù)壓。準(zhǔn)確地說，按照文丘里原理產(chǎn)生負(fù)壓，其中出口接管22的管口部位M噴嘴形地延 伸到廢氣管觀的敞開的端部26內(nèi)。在此由于負(fù)壓抽吸到廢氣管觀內(nèi)的環(huán)境空氣34根據(jù) 其溫度導(dǎo)致相應(yīng)地冷卻廢氣流20。出口接管22與被碳煙微粒過濾器16所包括的過濾器外殼38的固定法蘭36可拆 卸地連接。固定法蘭36是過濾器外殼38的固定的組成部分并且與其焊接或以其它方式固 定連接。出口接管22具有可以插到固定法蘭36上的固定區(qū)段40，它能夠空氣密封地與固 定法蘭36嵌接。利用可拆卸的彈簧夾42建立在出口接管22與過濾器外殼38的固定法蘭36之間 的可拆卸連接。在此彈簧夾42由不銹的或以相應(yīng)的方式表面處理的合金鋼制成。在裝配狀 態(tài)下，彈簧夾42在固定區(qū)段40部位這樣圍卡出口接管22，使得通過利用緊固螺栓44縮小 彈簧夾42的圓周能夠建立出口接管22與過濾器法蘭38的固定法蘭36之間的夾緊連接。 為了改善夾緊作用，出口接管22在固定區(qū)段40部位具有多個橫向于彈簧夾42延伸的固定 條46。按照本發(fā)明的裝置10的備選擴方案，出口接管22是被碳煙微粒過濾器16所包括 的過濾器外殼38的固定的組成部分。抽吸部位30由在出口接管22與廢氣管28之間徑向延伸的環(huán)形間隙48構(gòu)成，因 此不僅出口接管22而且廢氣管觀至少在抽吸部位30具有基本圓形的橫截面。環(huán)形間隙48的外半徑艮與內(nèi)半徑氏的比值在1.90至2. 10的范圍內(nèi)。在考慮加工常見的公差的條件下，外半徑Ra以及內(nèi)半徑氏優(yōu)選分別為60毫米和四毫米，對應(yīng)的兩 個半徑的比值Ra/%約為2. 07。所述出口接管22的管口部位M沿著其整個圓周連續(xù)地與廢氣管觀的敞開的端 部沈相距地延伸。這樣選擇距離，使出口接管22的管口部位M在出口接管22與廢氣管 觀之間產(chǎn)生由運行引起的振動的情況下，可以在廢氣管觀的敞開的端部沈內(nèi)部運動，而不 與其接觸。由此使兩個部件22、觀盡可能機械脫耦。此外抽吸部位30被可選擇的孔柵52形式的過濾元件50包圍。這樣設(shè)計孔柵52 的開口 M尺寸，主要可靠地阻止可能導(dǎo)致抽吸部位30迅速堵塞或阻塞的較粗大的污物。為 此使開口 M的直徑小于抽吸部位30的間隙尺寸艮-氏。為了提高耐腐蝕性使孔柵52由鍍 鋁合金鋼制成。過濾元件50設(shè)置在廢氣管觀的敞開的端部沈上并且朝著出口接管22的方向延 伸。準(zhǔn)確地說，過濾元件50形成設(shè)置在廢氣管觀上的延長體，它超出抽吸部位30沿著其 整個圓周突緣形地包圍出口接管22。附加地使過濾元件50在出口接管22的方向上收縮地構(gòu)成。在此使過濾元件50 只這樣多地收縮，即在出口接管22與廢氣管觀之間產(chǎn)生由運行引起的振動的情況下，避免 過濾元件50與出口接管22相互接觸。按照圖1使廢氣管觀至少局部地被接觸保護(hù)機構(gòu)56包圍。接觸保護(hù)機構(gòu)56具 有管形蓋罩58的形狀，它利用多個定距件沿著廢氣管觀的外側(cè)面安置。為了避免過度加 熱廢氣管觀，可以使管形蓋罩58至少在排氣管60的部位具有多個開口 62，它們能夠?qū)崿F(xiàn) 在廢氣管觀與管形外殼58之間存在的空氣進(jìn)行循環(huán)。如果在圖1中示出的農(nóng)用車14例如是牽引機，同樣可以設(shè)想在任意其它的、由柴 油發(fā)動機驅(qū)動的機動車中使用按照本發(fā)明的裝置。此外也可以在固定應(yīng)用的情況下使用， 例如由柴油發(fā)動機驅(qū)動的電力設(shè)備或類似設(shè)備。
權(quán)利要求
1.用于冷卻從碳煙微粒過濾器排出的廢氣流的裝置，其特征在于，在碳煙微粒過濾器 (16)上構(gòu)造有用于導(dǎo)出廢氣流00)的出口接管(22)，其中出口接管02)具有沿廢氣流 (20)方向收縮的管口部位(M)，它這樣伸入到鄰接的廢氣管08)的敞開的端部06)內(nèi)， 使得在出口接管02)與廢氣管08)之間構(gòu)成的抽吸部位(30)中，在廢氣流OO)通過時， 能夠產(chǎn)生相對于環(huán)境(3 的負(fù)壓。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述出口接管0 與被碳煙微粒過濾器 (16)所包括的過濾器外殼(38)的固定法蘭(36)可拆卸地連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，在出口接管02)與過濾器外殼(38)的 固定法蘭(36)之間的可拆卸連接能夠利用可拆卸的彈簧夾0 建立。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述出口接管02) 微粒過濾器(16)所包括的過濾器外殼(38)的固定的組成部分。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述抽吸部位(30) 出口接管(22)與廢氣管(28)之間徑向延伸的環(huán)形間隙(48) 0
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形間隙G8) (Ra)與內(nèi)半徑(Ri)的比值在1.90至2. 10的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，所述出口接管02) 位04)沿著其整個圓周連續(xù)地與廢氣管08)的敞開的端部06)相距地延伸。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于，所述抽吸部位(30) 件(50)、尤其被孔柵(52)包圍。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于，所述過濾元件(50) 氣管08)的敞開的端部06)上，并且朝出口接管02)的方向延伸。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于，所述過濾元件(50)朝出口接 管02)的方向收縮地構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述過濾元件(50)朝出口 接管0 的方向收縮。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的裝置，其特征在于，所述廢氣管08)至少局部 地被接觸保護(hù)機構(gòu)(56)包圍。
13.機動車，尤其是農(nóng)用車，具有如權(quán)利要求1至12中任一項所述的用于冷卻從碳煙微 粒過濾器(16)排出的廢氣流OO)的裝置(10)。
14.如權(quán)利要求13所述的機動車，其特征在于，所述裝置(10)安裝在發(fā)動機艙(12)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于冷卻從碳煙微粒過濾器(16)排出的廢氣流(20)的裝置(10)，在碳煙微粒過濾器(16)上構(gòu)造有用于導(dǎo)出廢氣流(20)的出口接管(22)，其中出口接管(22)具有沿廢氣流(20)方向收縮的管口部位(24)，它這樣伸入到鄰接的廢氣管(28)的敞開的端部(26)內(nèi)，使得在出口接管(22)與廢氣管(28)之間構(gòu)成的抽吸部位(30)中，在廢氣流(20)通過時，能夠產(chǎn)生相對于環(huán)境(32)的負(fù)壓。
文檔編號F01N3/023GK102042060SQ20101051094
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者R·布魯內(nèi)特, S·D·奧克斯納 申請人:迪爾公司