AT393538B - Auspuffanlage fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

AT 393 538 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auspuffanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Abgaskatalysator und einer elektrischen Heizung für den Abgaskatalysator zum Aufwärmen auf eine Betriebstemperatur in Form wenigstens eines Glühstiftes, der über eine mit einem Temperaturfühler für die Abgastemperatur verbundene Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgaskatalysators schaltbar ist

Da die katalytischen Reaktionen eines Abgaskatalysators zum Umsetzen der Schadstoffkomponenten des Abgases einer Brennkraftmaschine von da* Katalysatortemperatur abhängen, kann unterhalb der Betriebstemperatur des Abgaskatalysators nicht mit einer befriedigenden Abgasreinigung gerechnet werden. Da die Erwärmung des Abgaskatalysators im allgemeinen durch die zu reinigenden Abgase erfolgt, bleibt die Abgasreinigung nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine bis zum Erreichen der Betriebstemperatur des Abgaskatalysators mangelhaft Maßnahmen, die Wärmekapazität des Abgaskatalysators herabzusetzen und die Temperaturleitfähigkeit des Trägers für die katalytische Beschichtung zu erhöhen, können zwar eine raschere Erwärmung und damit ein besseres Anspringverhalten sicherstellen, doch bleibt die Aufwärmzeit von der Abgastemperatur im Bereich des Abgaskatalysators abhängig, was dazu führt den Abgaskatalysator von der Austrittsseite der Auspuffanlage gegen deren Einströmseite hin zu verlagern. Diese Verlagerung des Abgaskatalysators bringt jedoch einen größeren Konstruktionsaufwand mit sich und beeinflußt in vielen Fällen das Schwingungsverhalten der Abgase in der Auspuffanlage nachteilig. Außerdem wird die Überhitzungsgefahr bei Motorvollast größer.

Zur Venneidung dies«1 Nachteile wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 2719 252), dem Abgaskatalysator eine Heizeinrichtung in Form eines Glühstiftes zuzuordnen, der in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgaskatalysators geschaltet werden kann, so daß eine Katalysatorvorwärmung möglich wird, die ein frühes Ansprechen des Abgaskatalysators sicherstellt. Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist allerdings, daß der Glühstift in den Katalysator eingesetzt werden muß, um die um ihn herum angeordnete katalytische Beschichtung durch Wärmeabstrahlung aufzuheizen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Auspuffanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Abgaskatalysator der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß nicht nur einfache Konstruktions-Verhältnisse sichergestellt, sondern auch vorteilhafte Erwärmungsbedingungen erreicht werden können.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß sich der Glühstift auf der Anströmseite des Abgaskatalysators befindet, dem austrittsseitig der mit der Steuereinrichtung verbundene Temperaturfühler für die Abgastemperatur zugeordnet ist

Durch die Anordnung des Glühstiftes auf der Anströmseite des Abgaskatalysators braucht bei der Katalysatorkonstruktion die elektrische Heizung nicht besonders berücksichtigt zu werden. Trotzdem wird für eine rasche Katalysatorerwärmung gesorgt, weil über den Glühstift auch die Abgase aufgeheizt werden und über die heißen Abgase die Erwärmung des Abgaskatalysators unterstützt wird. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, daß es zunächst darauf ankommt, daß die katalytische Reaktion zumindest in einem örtlichen Bereich in Gang gesetzt wird, von dem aus sich dann die Reaktion auf die gesamte Katalysatoröberfläche vagleichsweise rasch ausbreiten kann. Es genügt daher im allgemeinen, den Abgaskatalysator örtlich aufzuwärmen, was mit einem vagleichsweise geringen Energiebedarf verbunden ist

Da der Temperaturfühler für die Abgastemperatur in Strömungsrichtung der Abgase nach dem Katalysator eingesetzt ist und die Abgastemperatur auf da Austrittsseite des Abgaskatalysators von da jeweiligen Temperatur des Abgaskatalysators, ναι der Abgastemperatur auf der Anströmseite des Abgaskatalysators und ναι der jeweils vorhandenen Umsetzrate und der daraus resultierenden Gastemperaturerhöhung abhängt, können diese Parameter bei der Steuerung der Heizung in vorteilhafter Weise berücksichtigt werden. Sinkt der über den Temperaturfühla erfaßte Istwert da Abgastemperatur am Austrittsende des Katalysators unter einen vorgegebenen Sollwert ab, so kann auch während des normalen Breimkrafimaschinenbetriebes der elektrische Glühstift über die Steuereinrichtung eingeschaltet wodoi, bis ein Soll-Istwotabgleich erreicht ist

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Auspuffanlage für eine Brennkraftmaschine in einem schematischen Blockschaltbild gezeigt.

Die Auspuffanlage (1) einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine (2) weist auf der Austrittsseite einen hakömmlichen Abgaskatalysator (3) auf, dem auf der Anströmseite eine elektrische Heizung (4) in Form eines in das Katalysatorgehäuse eingesetzten Glühstiftes (5) zugeordnet ist, der eine Heizleiterwendel trägt Diese Heizung (4) wird von eina üblicherweise durch eine Batterie gebildete Stromquelle (6) her über einen Steuerschalter (7) mit Energie versorgt, da über eine Steuereinrichtung (8) angesteuert wird. An diese Steuaeinrich-tung (8) ist ein austrittsseitig in das Katalysatorgehäuse eingesetzter Temperaturfühler (9) für die Abgastemperatur angeschlossen, so daß die Heizung (4) in Abhängigkeit von der Katalysatortemperatur gesteuert werden kann. Liegt die durch den Temperaturfühler (9) erfaßte Abgastemperatur unterhalb eines vorzugebenden Sollwertes, so wird die Heizung (4) über den Steuerschalter (7) eingeschaltet, bis der Tempaaturfühler (9) einen dem Sollwert angeglichenen Istwert der Abgastemperatur anzeigt.

Zum Einschalten der Steuoeinrichtung (8) ist diese mit dem Schaltschloß (10) für die Zündung da Brenn-kraftmaschine (2) verbunden, so daß bereits beim Einschalten der Zündung aufgrund der Temperatur des Abgaskatalysators (3) entschieden werden kann, ob die Heizung (4) eingeschaltet wird oder nicht. Weist diese Temperatur nicht den erfordalichen Sollwert auf, so wird die Heizung (4) betätigt, und zwar zunächst unabhängig davon, ob die Brennkraftmaschine (2) auch tatsächlich gestartet wird. Damit ist eine Vorwärmung des Katalysators (3) möglich, um vom Start da Brennkraftmaschine (2) weg eine katalytische Reaktion und damit eine -2-

Claims (1)

1. AT 393 538 B Abgasreinigung sicherzustellen. Bei einem Ausbleiben eines Startes der Brennkraftmaschine (2) soll die Heizung (4) zur Energieeinsparung wieder ausgeschaltet werden. Das Starten der Brennkraftmaschine (2) wird folglich über einen Drehzahlgeber (11) erfaßt, der mit der Steuereinrichtung (8) verbunden ist und im Falle des Nichtansprechens bewirkt, daß die Heizung (4) über den Steuerschalter (7) abgeschaltet wird. Dieses Abschalten kann entweder nach einer vorgegebenen Zeitspanne oder nach dem Erreichen der Betriebstemperatur des Abgaskatalysators (3) erfolgen, damit die Möglichkeit der Vorwärmung des Abgaskatalysators vor dem Start der Bramkraftmaschine (2) erhalten bleibt. Die Erfassung der Abgastemperatur am Austrittsende des Abgaskatalysators (3) erlaubt nicht nur eine Überwachung einer unteren, sondern auch einer oberen Grenztemperatur, die beim Überschreiten die Gefahr einer thermischen Überlastung anzeigt und ein Abschalten der Brennkraftmaschine (2) zur Folge haben sollte. Diese Temperaturüberwachung kann über eine entsprechende Temperaturanzeige (12) erreicht werden. PATENTANSPRUCH Auspuffanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Abgaskatalysator und einer elektrischen Heizung für den Abgaskatalysator zum Aufwärmen auf eine Betriebstemperatur in Form wenigstens eines Glühstiftes, der über eine mit einem Temperaturfühler für die Abgastemperatur verbundene Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgaskatalysators schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß rieh der Glühstift (5) auf der Anströmseite des Abgaskatalysators (3) befindet, dem austrittsseitig der mit der Steuereinrichtung (8) verbundene Temperaturfühler (9) für die Abgastemperatur zugeoidnetisL Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-