[發明專利]用于內燃機的排氣設備

有效

• 申請號: 01803625.2
• 申請日: 2001-04-06
• 公開（公告）號: CN1401050A
• 公開（公告）日: 2003-03-05
• 發明（設計）人: 博多·奧登達爾;漢斯－烏爾里希·巴爾
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 孫征

按照權利要求1的前序部分，本發明涉及用于內燃機特別是機動車輛中的內燃機的排氣設備。

這種排氣設備例如在DE?19742762?C1中示出。用于廢氣的溫度控制裝置由一在其中設置一可控制的閥門的第一排氣管段和一在此排氣管段周圍布置的熱交換器組成，所述熱交換器有一外殼，具有位于外殼外面的冷卻翼片和位于外殼里面的從排氣管段至外殼的傳熱板。為了快速加熱位于下游的催化器，就打開可控制的閥門，并使廢氣直接經過內部的排氣管段流動。當位于下游的催化器達到規定的溫度時，就關閉閥門，立即將廢氣通過外部的熱交換器導出，以便冷卻。

本發明的目的是，提供一種這種類型的結構上要簡單得多的排氣設備。

按照本發明，此目的用權利要求1的特征解決。本發明的有利而且合理的改進可從其它權利要求得知。

由此，按照本發明，提出熱交換器設計成輻射式冷卻器，該冷卻器具有一有進氣嗽叭口和出氣嗽叭口的外殼，和位于外殼里面的、朝外殼輻射的輻射板。與前述按照傳熱原理和對流原理構思的熱交換器不同，所推薦的熱交換器主要按輻射原理工作。

這種結構的優點在于，由于熱交換器的熱容量小，首先將優選用薄壁板制造的位于下游的催化器或吸附劑快速加熱至其例如為250℃的點火溫度，此時，熱交換器起著較小的冷卻作用。隨著廢氣和熱交換器的溫度升高，輻射板嚴重發熱，并以逐步增長的程度向外殼并從外殼向周圍環境給出輻射能。根據計算輻射熱量的公式，此時溫度在計算中以四次方進入。因此，在高溫時產生急劇增長的冷卻效果，由此，可以做到，使位于下游的廢氣凈化裝置例如一去NO_X的催化器(DeNO_x-Katalysator)或一三通催化器快速到達點火溫度，并且在必要時不過熱地保持在一所要求的溫度范圍內。

該熱交換器的外殼可以用制造技術上和結構上有利的方式用至少兩個薄板形件或半殼體做成，例如通過深拉做成。至少一個輻射板可制造技術簡單地夾持在連接凸緣之間，所述凸緣成形在外殼的半殼體上。

由于制造原因，和為了減少有時產生的噪聲輻射，外殼可構造成其形狀為并排布置的管子，所述管子在制造技術上同樣可以制造成半殼體并彼此連接。此時，管子可直接形成外殼，或還可附加地設置一表面光滑的、包圍管子的并且基本上不與管子產生傳熱的接觸的外殼。后一種結構在用于機動車輛時對于分層的環流具有空氣阻力小的優點。

優選地，用于廢氣處理裝置或位于下游的催化器的溫度控制裝置只通過熱交換器或其自調節作用形成。也就是說，可以取消前述可控制的閥門和一相應的旁路管路。

下面通過進一步的細節詳細地說明本發明的多個實施例。在所示附圖中：

圖1局部地示出用于機動車輛中的內燃機的排氣設備，它具有一作為溫度控制裝置的熱交換器和一接在后面的帶有去NO_X的催化器的廢氣凈化裝置；

圖2示出圖1的熱交換器的俯視圖；

圖3示出沿圖2的III-III線的熱交換器的剖視圖；

圖4示出如圖1至3的熱交換器的曲線圖，它示出熱流量與廢氣溫度的關系，該熱流量分為對流的部分和輻射的部分；

圖5示出一改型的熱交換器的俯視圖；其外殼通過多個彼此排成一排的管子形成；

圖6示出沿圖5的VI-VI線的剖視圖；

圖7至10用各自的放大比例示出在外殼側的半殼體與輻射板之間的連接區的結構；

圖11示出要固定在熱交換器的下側上的護板；

圖12示出通過如圖11的護板的VII-VII線的剖視圖。

圖1示意地示出用于機動車輛的具有排氣設備的內燃機10，該排氣設備具有一排氣彎管12、一排氣前管14、具有一接在排氣彎管和排氣前管之間的三通—預催化器18，一作為溫度控制裝置的熱交換器16和一通過一管路17接在后面的廢氣凈化裝置20，該廢氣凈化裝置有一去NO_X的吸附器20。在吸附器20上通過一管路22連接另外的排氣設備，例如具有一主消音器和一排氣末端管。

熱交換器16(參看圖2和3)有一用于引導廢氣的外殼24、26，該外殼由兩個用薄鋼板深拉成的半殼體24、26裝配而成。半殼體24、26設有環繞的連接凸緣24a、26a，在它們之間，例如通過電阻焊(滾縫焊)夾持一沿廢氣流動方向分隔的輻射板28。

在半殼體24、26上各自對半地形成進氣嗽叭口和出氣嗽叭口24b、26b，通過它們，熱交換器16連接在所連接的排氣管路14、17上。