DE10037403A1 - Partikelfilter - Google Patents

Abstract

Ein Partikelfilter zur Reinigung von Abgasen einer Brennkraftmaschine weist mehrere in Längsrichtung desselben verlaufenden Eintritts- und Austrittskanäle auf, die durch Seitenwände voneinander getrennt sind und jeweils an einer ihrer Stirnseiten eine Eintritts- oder eine Austrittsöffnung aufweisen und an den jeweiligen gegenüberliegenden Stirnseiten verschlossen sind. Das Abgas tritt durch die Seitenwände von den Eintrittskanälen in die Austrittskanäle über. Die Eintrittskanäle weisen einen größeren Querschnitt als die Austrittskanäle auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Partikelfilter zur Reini­ gung von Abgasen einer Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Ein gattungsgemäßer Partikelfilter ist aus der EP 02 30 140 A1 bekannt.

Mittels derartiger Filter werden die Abgase von Brenn­ kraftmaschinen gereinigt, und zwar dadurch, daß zwar die gasförmigen Bestandteile der Abgase durch die po­ rösen Seitenwände zwischen den Ein- und Auslaßkanälen gelangen können, nicht jedoch die in den Abgasen ent­ haltenen Rußpartikel.

Ein großer Nachteil solcher bekannter Partikelfilter ist jedoch ein durch diese Rußpartikel und eingelager­ te Ölrückstände sowie sonstige Abgasbestandteile über die Laufzeit der Brennkraftmaschine stetig steigender Abgasgegendruck in der Abgasleitung.

Zwar könnte dieser Problematik begegnet werden, indem großvolumigere Partikelfilter eingesetzt würden, auf­ grund des Einbauortes solcher Partikelfilter in unmit­ telbarer Nähe der Brennkraftmaschine und der damit verbundenen Bauraumknappheit ist dies jedoch fast im­ mer unmöglich oder führt zumindest zu großen Proble­ men.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Partikelfilter zur Reinigung von Abgasen einer Brenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei dem der durch Ablage­ rungen entstehende Abgasgegendruck sich weniger schnell erhöht, wobei die Größe des Partikelfilters beibehalten werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die Vergrößerung der Eintrittskanäle im Ver­ gleich zu den Austrittskanälen ergibt sich eine ver­ größerte wirksame Filterfläche, an der sich daher eine größere Menge von Abgasrückständen anlagern kann. Vor­ teilhafterweise ist hierfür eine Vergrößerung des ge­ samten Partikelfilters nicht notwendig, so daß der erfindungsgemäße Partikelfilter in einfacher Weise gegen bisher bestehende Filter ausgetauscht werden kann und keine Platzprobleme beim Einbau desselben entstehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Partikelfilters in der Abgaslei­ tung einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Par­ tikelfilter nach der Linie II-II aus Fig. 3; und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 2.

Fig. 1 zeigt in sehr schematischer Darstellung einen Partikelfilter 1, der in eine Abgasleitung 2 einer Brennkraftmaschine 3 eingebaut ist und den gesamten Querschnitt der Abgasleitung 2 einnimmt. Mit dem Par­ tikelfilter 1 werden in an sich bekannter Weise Ruß­ partikel, die sich in dem die Brennkraftmaschine 3 durch die Abgasleitung 2 verlassenden Abgas befinden, aus demselben gefiltert. Bei Brennkraftmaschinen 3 mit mehreren Abgasleitungen 2 könnte in jeder dieser Ab­ gasleitungen 2 oder auch in Strömungsrichtung nach einer Zusammenführung dieser Abgasleitungen 2 ein Par­ tikelfilter 1 eingesetzt sein. Durch die unmittelbare Nähe des Partikelfilters 1 zu der Brennkraftmaschine 3 ist ein besseres Abbrennen von Partikeln gewährlei­ stet.

In dem Schnitt gemäß Fig. 2 ist der Aufbau des Parti­ kelfilters 1 zu erkennen. Dieser besteht aus mehreren parallel zueinander verlaufenden und abwechselnd zu­ einander angeordneten Eintrittskanälen 4 und Aus­ trittskanälen 5, die jeweils durch Zwischenwände 6 voneinander getrennt sind. Die Eintrittskanäle 4 wei­ sen jeweils an ihrer der Brennkraftmaschine 3 zuge­ wandten Stirnseite Eintrittsöffnungen 7 auf und sind an den gegenüberliegenden Seiten verschlossen, d. h. gasundurchlässig. In umgekehrter Weise sind die Aus­ trittskanäle 5 jeweils an ihrer der Brennkraftmaschine 3 zugewandten Stirnseite verschlossen und weisen an den gegenüberliegenden Seiten Austrittsöffnungen 8 auf, die sich in der Abgasleitung 2 fortsetzen. Über die Länge des Partikelfilters 1 weisen die Eintritts­ kanäle 4 und die Austrittskanäle 5 jeweils einen gleichbleibenden Querschnitt auf.

Die Abgase, die die Brennkraftmaschine 3 verlassen, treten durch die Eintrittsöffnungen 7 in die Ein­ trittskanäle 4 ein und gelangen, da die Eintrittskanä­ le 4 wie oben erläutert auf den der Brennkraftmaschine 3 gegenüberliegenden Seiten verschlossen sind, durch die Zwischenwände 6 in die Austrittskanäle 5, wie dies durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Die Zwi­ schenwände 6 sind dabei porös ausgebildet, so daß Ruß­ partikel, Ölrückstände, wie z. B. Ölaschen, und sonsti­ ge Abgasbestandteile von den Zwischenwänden 6 zurück­ gehalten werden und nur die gereinigten, gasförmigen Bestandteile des Abgases in die Austrittskanäle 5 ge­ langen können. Der Partikelfilter 1 besteht im vorlie­ genden Fall aus Keramik und wurde durch Extrudieren hergestellt, wobei selbstverständlich auch andere Ma­ terialien und Herstellungsverfahren denkbar sind. Als Keramik eignet sich besonders gut eine Mischkeramik, z. B. Cordierit oder SiC.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weisen die Eintrittskanäle 4 und somit auch die Eintrittsöffnungen 7 einen größe­ ren Querschnitt auf als die Austrittskanäle 5 und so­ mit als die Austrittsöffnungen 8. Auf diese Weise er­ gibt sich eine für die Aufnahme von Partikeln größere wirksame Oberfläche und es kann eine größere Menge von Partikeln durch die Zwischenwände 6 als mit bisher bekannten Filtern zurückgehalten werden. Hierdurch ist eine zeitlich längere Verwendung des Partikelfilters 1 möglich, wobei dessen Außenabmessungen nicht verändert werden müssen. Alternativ dazu können selbstverständ­ lich auch die Außenabmessungen verringert werden, um bei gleichbleibender gesamter Filteroberfläche den Durchmesser oder die Länge des Partikelfilters 1 zu verringern.

Im vorliegenden Fall sind die Eintrittskanäle 4 acht­ eckig und die Austrittskanäle 5 quadratisch ausgebil­ det. Hierdurch entsteht ein Verhältnis der Quer­ schnittsflächen der Eintrittskanäle 4 zu den Aus­ trittskanälen 5 von ca. 3-4 : 1 und ein Verhältnis der Umfänge der Eintrittskanäle 4 zu den Austrittskanälen 5 von ca. 1,5-2 : 1. Selbstverständlich sind auch andere Querschnittsformen für die Eintrittskanäle 4 und die Austrittskanäle 5 denkbar. Durch den direkten Kontakt jedes einzelnen Eintrittskanals 4 mit seinen vier be­ nachbarten Eintrittskanälen 4 wird beim Rußabbrand die entstehende Wärme optimal auf die gesamte Fläche des Partikelfilters 1 weitergeleitet, wodurch ein besseres Abbrennverhalten des Partikelfilters 1 entsteht.

Claims (8)

1. Partikelfilter zur Reinigung von Abgasen einer Brennkraftmaschine mit mehreren in Längsrichtung desselben verlaufenden Eintritts- und Austrittska­ nälen, die durch Seitenwände voneinander getrennt sind und jeweils an einer ihrer Stirnseiten eine Eintritts- oder eine Austrittsöffnung aufweisen und an den jeweiligen gegenüberliegenden Stirnsei­ ten verschlossen sind, wobei das Abgas durch die Seitenwände von den Eintrittskanälen in die Aus­ trittskanäle übertritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanäle (5) einen größeren Querschnitt als die Austrittskanäle (6) aufweisen.

2. Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnitte der Eintrittskanä­ le (4) zu den Querschnitten der Austrittskanäle (5) ca. 3-4 : 1 beträgt.

3. Partikelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Umfänge der Eintrittskanäle (4) zu den Umfängen der Austrittskanäle (5) ca. 1,5-2 : 1 beträgt.

4. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanäle (4) einen achteckigen Quer­ schnitt aufweisen.

5. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanäle (5) einen quadratischen Quer­ schnitt aufweisen.

6. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Extrudieren hergestellt ist.

7. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Keramik besteht.

8. Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanäle (4) und die Austrittskanäle (5) über die Länge des Partikelfilters (1) jeweils einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen.