DE10128548A1 - Exhaust gas cleaner, especially for IC motor exhaust, has particle filter and catalyst insert for each flow direction through housing, which can be installed easily in difficult locations - Google Patents
Exhaust gas cleaner, especially for IC motor exhaust, has particle filter and catalyst insert for each flow direction through housing, which can be installed easily in difficult locationsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere eine im Abgasstrang von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge liegende Abgasreini gungsvorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an exhaust gas purification device for Internal combustion engines, especially one in the exhaust line of Internal combustion engines for automotive exhaust gas cleaning gung device, according to the preamble of claim 1.
Abgasreinigungsvorrichtungen finden für stationär wie auch für mobil eingesetzte Brennkraftmaschinen, so insbesondere für als Bestandteil des Antriebsstranges von Kraftfahrzeugen einge setzte Brennkraftmaschinen Verwendung, und zwar in Form von Katalysatoren und/oder Rußfiltern. Die für die Brennkraftma schinen zur Verfügung stehenden Bauräume sind häufig beengt, und in der Nutzung oftmals durch Montagegegebenheiten zusätz lich eingeschränkt. Diese Gegebenheiten kommen insbesondere bei Kraftfahrzeugen zum Tragen, die, bezogen auf ein vorgege benes Design, nachträglich mit Brennkraftmaschinen unter schiedlicher Größe ausgerüstet werden und bei denen der Auf nahmeraum für die Brennkraftmaschine zunehmend zusätzlich durch Aggregate in Anspruch genommen wird, wobei in Verbindung mit der Positionierung der Aggregate Funktionen, wie bei spielsweise die Kühlung und dergleichen, nicht beeinträchtigt werden dürfen.Exhaust gas cleaning devices find for stationary as well as for mobile internal combustion engines, especially for as Part of the drive train of motor vehicles continued use of internal combustion engines, namely in the form of Catalysts and / or soot filters. The one for the internal combustion engine available space is often cramped, and often additional in use due to installation conditions limited. These circumstances come in particular for vehicles to carry, which, based on a given benes design, retrofitted with internal combustion engines different sizes and where the up space for the internal combustion engine increasingly additional is used by aggregates, being in connection with the positioning of the aggregate functions, as with for example, the cooling and the like, not affected may be.
Diese Gegebenheiten führen oft zu Schwierigkeiten und sehr be engten und schwierigen Bausituationen, und dies nicht zuletzt bei Abgasreinigungsvorrichtungen, die als Katalysator oder Filter, insbesondere Partikelfilter thermisch hoch belastete und aufgrund ihrer Wärmeabstrahlung auch für die Umgebung teilweise kritische Elemente darstellen und für die zudem im Hinblick auf die Beaufschlagung mit möglichst heißen Abgasen oftmals eine Positionierung nahe der Brennkraftmaschine, also eine so genannte "motornahe Anordnung" angestrebt wird.These conditions often lead to difficulties and are very difficult cramped and difficult building situations, not least in exhaust gas purification devices that act as a catalyst or Filters, in particular particle filters, are subjected to high thermal loads and because of their heat radiation also for the environment partially represent critical elements and for which also in With regard to the exposure to hot exhaust gases often positioning near the internal combustion engine, so a so-called "close-to-engine arrangement" is sought.
In Verbindung mit der Verschärfung der Abgasvorschriften und dem sehr großen Bestand an Fahrzeugen, für die grundsätzlicher Nachrüstungsbedarf besteht, um diesen Vorschriften genügen zu können, bedeuten die angesprochenen Gegebenheiten in besonde rem Maße Anpassungsschwierigkeiten.In connection with the tightening of the exhaust gas regulations and the very large inventory of vehicles, for the more basic ones There is a need for retrofitting to meet these regulations can mean the particulars addressed in particular Rem degree of adjustment difficulties.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasreini gungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen aufzuzeigen, die auf grund ihrer Gestaltung besonders günstige Voraussetzungen für einen angepassten Einsatz auch unter schwierigen Einbauver hältnissen erbringt.The invention has for its object an exhaust gas cleaning Show device for internal combustion engines on Because of their design, the conditions for an adapted use even under difficult installation conditions provides relationships.
Erreicht wird dies mit einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem Anspruch 1, demzufolge die Abgasreinigungsvorrichtung ei nen Aufbau aufweist, der in besonders vorteilhafter Weise die Einbindung in Abgasstränge ermöglicht, und zwar als quer zum Abgasstrang abragendes Bauteil wie auch als einen Bestandteil im Verlauf des Abgasstrang bildendes Bauteil, wobei letzteres insbesondere die Nutzung ansonsten erforderlicher, insbesonde re U-förmiger Umlenkbögen, bzw. bei Nachrüstung von Abgasanla gen den Ersatz solcher Umlenkbögen durch die Abgasreinigungs vorrichtung ermöglicht.This is achieved with an exhaust gas purification device according to claim 1, consequently the exhaust gas purification device ei NEN structure, which in a particularly advantageous manner Integration in exhaust lines possible, and that as across Exhaust system protruding component as well as a component in the course of the exhaust line forming component, the latter in particular the use of otherwise necessary, in particular re U-shaped deflection bends, or when retrofitting exhaust systems against the replacement of such deflection bends by exhaust gas cleaning device enables.
Eingesetzt als Umlenkbereich im Abgasstrang bietet die erfin dungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung eine besonders raumspa rende Lösung insbesondere für die motornahe Anordnung, wobei eine fallweise besonders vorteilhafte Anschlussmöglichkeit stirnseitig zum jeweils mit den Auslassstutzen verbundenen Sammelrohr besteht, so dass sich eine extrem motornahe Anord nung ergibt, die auch in der Breite wenig aufbaut und die Mög lichkeit bietet, den Abgasstrang über die Abgasreinigungsvor richtung abgewinkelt höhenversetzt zum Sammelrohr weiterzufüh ren. Used as a deflection area in the exhaust line, erfin Exhaust gas purification device according to the invention a particularly space-saving rende solution in particular for the close-to-engine arrangement, wherein a connection option that is particularly advantageous in some cases on the end face to each connected to the outlet nozzle There is a collecting tube, so that there is an extremely close arrangement to the engine results in a structure that also builds up little in the width and the poss offers the exhaust system via the exhaust gas purification pre direction angled offset in height to continue to the manifold ren.
Insbesondere für den Fahrzeugeinsatz in Verbindung mit längs eingebauten Motoren bietet die erfindungsgemäße Lösung auch den Vorteil der Unterbringung der Abgasreinigungsvorrichtung in Bauraumbereich zwischen Fahrzeugfront und Radhaus, wobei bei einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung die Abgasrei nigungsvorrichtung seitlich auskragend zum Abgasstrang liegt, bevorzugt anschließend an das vordere stirnseitige Ende des Sammelrohres, wobei von der Abgasreinigungsvorrichtung der Ab gasstrang auslassseitig, bevorzugt zum Bodenbereich hin abge führt werden kann.Especially for vehicle use in conjunction with lengthways built-in motors also offers the solution according to the invention the advantage of housing the exhaust gas purification device in the space between the front of the vehicle and the wheel house, where in such an arrangement according to the invention the exhaust gas cleaning device is laterally projecting to the exhaust line, preferably then to the front end of the Collecting pipe, the Ab gas line on the outlet side, preferably towards the floor area can be led.
Eine solche Lösung ist insbesondere auch als Nachrüstlösung geeignet, wobei die Abströmung vom Sammelrohr, entgegen der sonst bei Fahrzeugen üblichen Anordnung, über den vorderen Endbereich erfolgt. Eine derartige Anordnung ist insbesondere auch von Vorteil in Verbindung mit über Abgasturbolader aufge ladenen Motoren, bei denen die Turbolader im vorderen Endbe reich der in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordneten Brenn kraftmaschine liegen und, schon bedingt durch die Laderanord nung, besonders beengte Bauraumverhältnisse gegeben sind.Such a solution is in particular also as a retrofit solution suitable, the outflow from the manifold, against the otherwise common in vehicles, above the front End area is done. Such an arrangement is special also advantageous in connection with turbochargers charged engines with the turbocharger in the front end range of the focal arranged in the longitudinal direction of the vehicle engine and, already due to the loader arrangement tion, particularly tight space conditions are given.
In Verbindung mit der gegenläufigen Durchströmung der Abgas reinigungsvorrichtung ergibt sich für diese auch eine beson ders gedrungene Bauform, wobei durch die Abtrennung, insbeson dere die Lage der Trennwand zwischen den gegenläufig durch strömten Übergangsbereichen auch vielfältige Möglichkeiten zur Plazierung der an- und abströmseitigen Gehäuseanschlüsse be stehen, die auch die Möglichkeit bieten, auf die durchströmte Länge des Abgasstranges Einfluss zu nehmen, um so ohne Zu satzaufwand Anpassungen beispielsweise unter schwingungstech nischen Gesichtspunkten vorzunehmen.In connection with the opposite flow of exhaust gas Cleaning device results in a special for this ders compact design, whereby by the separation, in particular the position of the partition between the opposite flowed also various possibilities for transition areas Placement of the upstream and downstream housing connections stand, which also offer the opportunity to the flowed through Exhaust line length to influence, so without Zu Adjustment costs, for example under vibration technology niche aspects.
Die an- und abströmseitigen Gehäuseanschlüsse sind erfindungs gemäß zweckmäßigerweise einem gehäuseseitigen Anschlussbereich zugeordnet, der durch ein zum kopfseitigen Umlenkbereich ge genüberliegendes Bodenteil, insbesondere eine Bodenschale ge bildet ist, wobei eine konvexe Schalenform bei bevorzugt ring förmig, insbesondere zylindrisch, oder auch oval, gestaltetem Mittelbereich des Gehäuses in vorteilhafter Weise unterschied lichste Anschlusslagen der Anschlussstutzen ermöglicht. Ent sprechend erweist sich auch kopfseitig ein schalenförmiger Deckel als zweckmäßig, der aufgrund seiner Krümmung günstige Strömungsverhältnisse im Umlenkbereich zwischen den gegenläu fig durchströmbaren Überströmbereichen ergibt.The upstream and downstream housing connections are fiction expediently according to a housing-side connection area assigned by a ge to the head-side deflection area opposite bottom part, in particular a bottom shell ge is formed, with a convex shell shape with preferably ring shaped, especially cylindrical, or oval, designed The central area of the housing is distinguished in an advantageous manner lightest connection positions of the connecting pieces. Ent speaking bowl-shaped also proves to be on the head side Lid as appropriate, the cheap due to its curvature Flow conditions in the deflection area between the opposite fig flows through overflow areas.
In Bezug auf einen möglichst einfachen Gesamtaufbau können Deckel- und Bodenschale gleich ausgebildet sein, so dass sich das Gehäuse als zylindrischer Körper mit durch sphärische Seg mente, insbesondere Kugelsegmente gebildeten, endseitigen Ab schlüssen darstellt. Die gegenläufig durchströmbaren Über gangsbereiche sind zweckmäßigerweise durch eine gesonderte Trennwand gebildet, die ausgehend von der Bodenschale bis in den Bereich der, insbesondere an die Anschlussebene des Dec kels heranreicht, so dass zwischen Deckelschale und Trennwand ein freier Überströmbereich besteht, in dem der Gasstrom vom einen auf den anderen Übergangsbereich übertritt. Die Trenn wand kann zur Abstützung des Deckels auch bis an diesen heran geführt sein und entsprechend freigeschnittene Übergangsquer schnitte aufweisen.With regard to the simplest possible overall structure The lid and base shell should be of the same design so that the housing as a cylindrical body with spherical seg elements, in particular spherical segments formed from the end represents conclusions. The oppositely flowable over Corridors are conveniently separated by a Partition formed, starting from the bottom shell in the area of, especially at the connection level of Dec kels reaches so that between the lid shell and partition there is a free overflow area in which the gas flow from crosses one to the other transition area. The parting wall can also be used to support the cover up to it be guided and correspondingly cut free transition cross have cuts.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, eine Kurzschlußmöglich keit zwischen den Anschlüssen vorzusehen, sei es in Form eines externen, außerhalb des Gehäuses liegenden Bypasses, sei es in Form eines internen, innerhalb des Gehäuses liegenden Bypas ses, wobei der Bypass bevorzugt druck- und/oder temperaturab hängig gesteuert wird. Der Bypass kann bei interner Anordnung der Bodenschale zugeordnet sein, und z. B. als Querdurchgang zur Trennwand ausgebildet sein, oder in die Bodenschale durch Wanddoppelungen integriert sein. Entsprechend können auch dop pelschalige sonstige Gehäusebereiche als Bypasskanäle genutzt werden, so insbesondere Umfangswandbereiche des Gehäuses bei entsprechender Lage der Anschlüsse. In einfachster Weise kann der Bypass, die Trennwand als Durchbrechung im Bereich der Bo denschale durchsetzend, gestaltet sein, wobei für den Bypass auch eine einfache druckgesteuerte, temperaturgesteuerte oder anderweitig gesteuerte Klappensteuerung möglich ist. Im Rahmen der Erfindung liegen auch Lösungen, bei denen die Trennwand doppelwandig kanalbildend ausgestaltet ist, die insbesondere parallel zu den Übergangsbereichen durchströmbar sind.It is also within the scope of the invention to provide a short circuit provision between the connections, be it in the form of a external bypass located outside the housing, be it in Form of an internal bypass inside the housing ses, the bypass preferably pressure and / or temperature is controlled pending. The bypass can be arranged internally be assigned to the bottom shell, and z. B. as a cross passage be formed to the partition, or through in the bottom shell Double walls must be integrated. Accordingly, dop fur-shelled other housing areas used as bypass channels are, in particular peripheral wall areas of the housing appropriate position of the connections. In the simplest way can the bypass, the partition as an opening in the area of the Bo interspersed, designed for the bypass also a simple pressure controlled, temperature controlled or otherwise controlled flap control is possible. As part of The invention also includes solutions in which the partition is configured as a double-walled channel, in particular can flow parallel to the transition areas.
Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft, die Trennwand als Diagonalwand anzuordnen, so dass sich gleiche Querschnitte für die Übergangsbereiche ergeben. Insbesondere dann, wenn die Übergangsbereiche unterschiedlich genutzt sind, so z. B. einer der Übergangsbereiche mit einem Partikelfilter belegt ist, und der andere mit einem Katalysator, können aber auch unter schiedliche Querschnittsgrößen für die Übergangsbereiche zweckmäßig sein, wobei bevorzugt der mit dem Partikelfilter belegte Übergangsbereich einen größeren Querschnitt aufweist als der mit dem Katalysator belegte Querschnittsbereich und wobei bevorzugt die Durchströmung vom Partikelfilter auf den Katalysator erfolgt, aber auch eine Durchströmung in Gegen richtung im Rahmen der Erfindung liegt.In the context of the invention it is advantageous to use the partition as Arrange the diagonal wall so that there are the same cross sections for the transition areas result. Especially if the Transitional areas are used differently, e.g. B. one the transition areas are covered with a particle filter, and the other with a catalyst, but can also under different cross-sectional sizes for the transition areas be expedient, preferably the one with the particle filter occupied transition area has a larger cross section than the cross-sectional area covered by the catalyst and preferably the flow from the particle filter to the Catalyst takes place, but also a flow in counter direction lies within the scope of the invention.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, beide Übergangsbereiche mit einem Katalysator oder mit einem Partikelfilter zu bele gen, wobei im Rahmen einer solchen Ausgestaltung die Trenn wandfunktion auch in die jeweilige, als Katalysator oder Par tikelfilter wirkende Matrix einbezogen sein kann, sei es in Form einer in die Matrix eingesetzten und mit dieser verbunde nen Trennwand, sei es in Form einer entsprechend geschlossen ausgebildeten Querebene der Matrix.It is also within the scope of the invention to use both transition areas with a catalyst or with a particle filter gene, the parting in such an embodiment wall function also in the respective, as a catalyst or par particle filter acting matrix can be included, be it in Form of one inserted into and connected to the matrix NEN partition, be it in the form of an appropriately closed trained transverse plane of the matrix.
Eine bevorzugte Verwendung der Abgasreinigungsvorrichtung liegt im Einsatz als Vorkatalysator, der motornah dem Unterbo denkatalysator vorgelagert ist.A preferred use of the exhaust gas purification device is used as a pre-catalytic converter, the sub-engine close to the engine thinking catalyst is upstream.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend an hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Further details and features of the invention emerge from the claims. Furthermore, the invention is set forth below hand explained in more detail by exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung, teilweise im Schnitt, einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a schematic view, partially in section, of an exhaust gas purification device according to the invention,
Fig. 2 bis 4 Schemadarstellungen einer Abgasreinigungsvorrich tung gemäß der Erfindung, die die Lage an- und abströmseitiger Gehäuseanschlüsse veranschauli chen, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung als querliegend zum Abgasstrang veranschaulicht ist, Fig. 2 to 4 schematic illustrations of a Abgasreinigungsvorrich processing according to the invention, the presence, the position and outflow-side housing connections veranschauli Chen, wherein the exhaust gas purifying apparatus is illustrated as transversely to the exhaust line,
Fig. 5 und 6 eine weitere schematisierte Darstellung einer Ab gasreinigungsvorrichtung, bei der die Abgasreini gungsvorrichtung quasi, als Umlenkbogen im Ab gasstrang liegend, einen Krümmer ersetzt, Fig. 5 and 6, another schematic representation of a gas purifying device from where the exhaust gas cleaning constriction device quasi than deflection arc in the gas line from lying down, replaces an elbow,
Fig. 7 eine schematisierte Darstellung eines Motorraumes eines Fahrzeuges mit in Fahrzeuglängsrichtung liegende Brennkraftmaschine und zwischen Fahr zeugfront und Radhaus liegender Abgasreinigungs vorrichtung, wobei nur eine Halbseite des Motor raumes gezeigt ist, und Fig. 7 is a schematic representation of an engine compartment of a vehicle with the internal combustion engine lying in the vehicle longitudinal direction and between the vehicle front and wheel house exhaust gas cleaning device, only one half of the engine compartment is shown, and
Fig. 8 bis 10 verschiedene Schemadarstellungen für Bypassanord nungen im Übergang zwischen den Gehäuseanschlüs sen. Fig. 8 to 10 different schematic representations for bypass arrangements in the transition between the housing connections sen.
In der stark schematisierten Darstellung gemäß Fig. 1 ist mit 1 die Abgasreinigungsvorrichtung in ihrer Gesamtheit bezeich net, und von deren Anschlüssen an einen nicht dargestellten Abgasstrang einer Brennkraftmaschine der anströmseitige An schluss mit 2 und der abströmseitige Anschluss mit 3, wobei die dargestellte Lage der Anschlüsse 2 und 3 veranschaulicht, dass durch deren Form und Gestaltung vielfältige Möglichkeiten zur Plazierung der Abgasreinigungseinrichtung 1 relativ zum Abgasstrang bestehen, in denen die Abgasreinigungsvorrichtung 1 unterschiedliche Querlagen zum Abgasstrang einnehmen kann. Damit sind ohne Eingriff in die Abgasreinigungseinrichtung 1 als solche verschiedenste Einbaumöglichkeiten zu realisieren, wie im folgenden anhand der Fig. 2 bis 6 noch näher aufge zeigt.In the highly schematic representation according to FIG. 1, the exhaust gas cleaning device is designated in its entirety by 1, and its connections to an exhaust line of an internal combustion engine, not shown, of the upstream connection to 2 and the downstream connection to 3, the position of the connections shown 2 and 3 illustrates that there are by their shape and design of various possibilities for placement of the exhaust gas purification device 1 relative to the exhaust gas system, in which the exhaust gas purification device 1 can assume different cross plies the exhaust system. A wide variety of installation options can thus be realized as such without intervention in the exhaust gas purification device 1 , as will be shown in more detail below with reference to FIGS . 2 to 6.
Die Anschlüsse 2 und 3 sind in der Darstellung gemäß Fig. 1 der Bodenschale 4 des Gehäuses 5 der Abgasreinigungseinrich tung 1 zugeordnet, wobei das Gehäuse 5 gegenüberliegend zur Bodenschale 4 einen Deckel 6 aufweist, und Bodenschale 4 und Deckel 6 verbindend einen Mantel 7, wobei der Mantel 7 im Aus führungsbeispiel zylindrische Form hat, aber auch hiervon ab weichende Formen aufweisen kann, also insbesondere oval ausge bildet sein kann.The terminals 2 and 3 are in the representation according to Fig. 1 the bottom shell 4 of the housing 5 of the Abgasreinigungseinrich device 1 associated with the housing 5 to the tray 4 has opposite a lid 6 and base shell 4 and cover 6 connecting a sheath 7, wherein The jacket 7 in the exemplary embodiment has a cylindrical shape, but can also have different shapes from it, that is to say in particular it can be oval.
Der Deckel 6 ist, wie die Bodenschale 4, konvex nach außen aufgewölbt und insbesondere als Kugelsegment gestaltet, so dass das Gehäuse 5 eine einfache und leicht herstellbare Grundform aufweist.The cover 6 , like the base shell 4 , is convexly curved outwards and in particular is designed as a spherical segment, so that the housing 5 has a simple and easy-to-produce basic shape.
Die Anschlüsse 2 und 3 münden auf Übergangsbereiche 8 und 9 aus, die über eine Trennwand 10 gegeneinander abgegrenzt sind und die, wie durch die Pfeile 11 und 12 veranschaulicht, vom Abgas gegenläufig durchströmt werden, wobei die Übergangsbe reiche 8 und 9 kopfseitig über einen vom Deckel 6 begrenzten Umlenkbereich 13 miteinander in Verbindung stehen, in dem das Abgas, wie über den Pfeil 14 veranschaulicht, U-förmig umge lenkt wird.The connections 2 and 3 open out on transition areas 8 and 9 , which are delimited from one another by a partition 10 and, as illustrated by the arrows 11 and 12 , are flowed through in opposite directions by the exhaust gas, the transition regions 8 and 9 being head-end via one of the Cover 6 limited deflection area 13 are connected to each other, in which the exhaust gas, as illustrated by the arrow 14 , is U-shaped deflected.
Die Trennwand 10 kann, wie angedeutet, auch zwischen den Über gangsbereichen 8 und 9 als konstruktiv gehäuseseitig vorgese hene Trennwand, insbesondere Trägerwand, gestaltet sein, oder als Einlage zwischen den jeweiligen Reinigungseinsätzen 15, 16 oder durch die Gestaltung der Reinigungseinsätze 15, 16 selbst vorgegeben sein, indem diese beispielsweise bezüglich ihrer einander zugewandten Flächen geschlossen ausgebildet werden.The partition 10 can, as indicated, also be designed between the transition areas 8 and 9 as a structurally housing-side vorese hene partition, in particular support wall, or as an insert between the respective cleaning inserts 15 , 16 or by the design of the cleaning inserts 15 , 16 itself be, for example, by forming them closed with respect to their mutually facing surfaces.
Die Übergangsbereiche 8 und 9 sind mit Reinigungseinsätzen 15 und 16 belegt, von denen der dem anströmseitigen Übergangsbe reich 8 zugeordnete Reinigungseinsatz 15 als Partikelfilter und der dem abströmseitigen Umlenkbereich 9 zugeordnete als Katalysator ausgebildet ist. Eine entsprechende umgekehrte Durchströmung kann fallweise zweckmäßig sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, beide Übergangsbereiche 8 und 9 mit als Katalysator oder als Partikelfilter ausgebildeten Reini gungseinsätzen zu belegen. Der jeweilige Reinigungseinsatz kann in üblicher Weise gestaltet sein, so beispielsweise in Form keramischer oder metallischer Wabenkörper, wie sie für derartige Zwecke bekannt sind. Gegebenenfalls kann auch einer der Übergangsbereiche 8 oder 9 als "Leerrohr" ausgebildet sein, beispielsweise im Hinblick auf, auch länderspezifische, Nachrüstmöglichkeiten.The transition regions 8 and 9 are occupied by cleaning inserts 15 and 16 , of which the cleaning insert 15 assigned to the upstream transition region 8 is designed as a particle filter and the one assigned to the downstream deflection region 9 is designed as a catalyst. A corresponding reverse flow can be appropriate in some cases. It is also within the scope of the invention to occupy both transition areas 8 and 9 with cleaning inserts designed as a catalyst or as a particle filter. The respective cleaning insert can be designed in the usual way, for example in the form of ceramic or metallic honeycomb bodies, as are known for such purposes. If necessary, one of the transition areas 8 or 9 can also be designed as an "empty pipe", for example with regard to country-specific retrofitting options.
Im Ausführungsbeispiel ist, abgesehen von der Gestaltung der Anschlüsse 2, 3 ein grundsätzlich symmetrischer Aufbau der Ab gasreinigungseinrichtung 1 veranschaulicht, wobei die Trenn wand 10 eine geschlossene Quermittelebene bildet, die ledig lich im Umlenkbereich 13 (Pfeil 14) offen ist. Die Gestaltung der Umlenkbereiche, in der Form wie auch in der Länge, kann auch dahingehend erfolgen, dass die Funktion eines Schalldämp fervolumens übernommen wird.In the exemplary embodiment, apart from the design of the connections 2 , 3, a basically symmetrical structure of the gas cleaning device 1 is illustrated, the partition wall 10 forming a closed transverse median plane, which is only open in the deflection area 13 (arrow 14 ). The design of the deflection areas, in shape as well as in length, can also take place in such a way that the function of a silencer volume is taken over.
Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, die Querschnitte der Übergangsbereiche 8 und 9 unterschiedlich zu gestalten, insbe sondere unterschiedlich groß zu gestalten, in Abhängigkeit von der erforderlichen Reinigungskapazität des jeweiligen Reini gungseinsatzes 15 bzw. 16 oder auch in unterschiedlichen Quer schnittsformen, z. B. in Anpassung an Bauraumgegebenheiten. Entsprechend sind auch für das Gehäuse 5 unterschiedliche Querschnittsformen möglich, wobei fertigungstechnisch insbe sondere regelmäßige Formen, beispielsweise Kreis- oder Oval querschnitte angestrebt werden.It is also within the scope of the invention to make the cross sections of the transition areas 8 and 9 different, in particular to make them different in size, depending on the required cleaning capacity of the respective cleaning insert 15 or 16 or in different cross-sectional shapes, for. B. in adaptation to installation space conditions. Correspondingly, different cross-sectional shapes are also possible for the housing 5 , production-specific, in particular, regular shapes, for example circular or oval cross-sections, being sought.
Die Anschlüsse 2 und 3 sind in Fig. 2 der Bodenschale 4 zuge ordnet und münden im wesentlichen in Verlängerung der Über gangsbereiche 8 bzw. 9 auf diese aus. Im Rahmen der Erfindung liegen aber auch anderweitige Gestaltungen des gehäuseseitigen Anschlussbereiches, so beispielsweise seitlich radiale oder seitlich tangentiale Ausmündungen der Anschlüsse 2, 3, wobei ein Anschlussbereich hierfür beispielsweise durch einen Man telabschnitt seitlich begrenzt sein kann, der bodenseitig ge schlossen ist und der bezüglich seines bodenseitigen Abschlus ses axialen Abstand zum jeweiligen Reinigungseinsatz aufweist.The connections 2 and 3 are assigned to the bottom shell 4 in FIG. 2 and open essentially as an extension of the transition regions 8 and 9 respectively. Within the scope of the invention, however, there are also other designs of the housing-side connection area, for example laterally radial or laterally tangential openings of the connections 2 , 3 , a connection area for this purpose being able to be laterally delimited, for example, by a section of man which is closed at the bottom and which is closed with respect to it bottom end ses axial distance from the respective cleaning insert.
Fig. 2 zeigt als Schema eine Abgasreinigungsvorrichtung 1, die im Grundaufbau jener gemäß Fig. 1 entspricht und in Bezug auf die deshalb gleiche Bezugszeichen Verwendung finden. Ergänzend zur Darstellung gemäß Fig. 1 sind die Leitungswege 17 und 18 des Abgasstranges angedeutet, mit denen die Anschlüsse 2, 3 verbunden sind. Insbesondere verdeutlicht die Schemadarstel lung gemäß Fig. 2 die seitlich abragende Anordnung der Abgas reinigungseinrichtung 1 zum Abgasstrang, symbolisch veran schaulicht durch die Strichpunktlinie 19. FIG. 2 shows a schematic of an exhaust gas purification device 1 which corresponds in its basic structure to that according to FIG. 1 and is therefore used with reference to the same reference numerals. In addition to the representation according to FIG. 1, the line paths 17 and 18 of the exhaust line, with which the connections 2 , 3 are connected, are indicated. In particular, the schematic representation according to FIG. 2 illustrates the laterally protruding arrangement of the exhaust gas purification device 1 to the exhaust line, symbolically illustrated by the broken line 19 .
Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 2 zeigt eine grundsätzlich sym metrische Lage der Abgasreinigungsvorrichtung 1 zum Ab gasstrang 19, und es lässt Fig. 3 insbesondere auch erkennen, dass eine Abgasreinigungsvorrichtung 1 in einfacher Weise in einen Abgasstrang 19 einzubinden ist, und zwar auch nachträg lich im Rahmen einer Nach- oder Umrüstung. Fig. 3 in conjunction with Fig. 2 shows a fundamentally symmetrical position of the exhaust gas purification device 1 to the gas line 19 , and it can be seen in Fig. 3 in particular that an exhaust gas cleaning device 1 can be easily integrated into an exhaust line 19 , and indeed subsequently as part of a retrofit or retrofit.
Insbesondere im Rahmen derartiger Eingriffe, aber auch bei der Konzeption eines Abgasstranges kann die Notwendigkeit von Län genabstimmungen bezüglich der Leitungswege bestehen. Fig. 4 zeigt eine diesbezügliche Möglichkeit, wobei bezogen auf die Längserstreckung des Abgasstranges - symbolisch wiederum durch die Strichpunktlinie 19 veranschaulicht - eine Überlappung der an die Anschlüsse 2 und 3 anschließenden Leitungswege 20, 21 gezeigt ist und wobei die Trennwand 10 zwischen den Übergangs bereichen 8 und 9 und den diesen zugeordneten Anschlüssen 2 und 3 diagonal zum Abgasstrang 19 verläuft. Particularly in the context of such interventions, but also in the design of an exhaust line, there may be a need for length adjustments with regard to the line routes. Fig. 4 shows a relevant way, with respect to the longitudinal extension of the exhaust line - symbolically in turn illustrated by the chain line 19 - an overlap of adjoining the terminals 2 and 3 line paths 20, 21 is shown and wherein the partition wall 10 regions between the transition 8 and 9 and the connections 2 and 3 assigned to them run diagonally to the exhaust line 19 .
Fig. 2 veranschaulicht, ähnlich der Ausgangssituation in Fig. 1, eine zum Abgasstrang 19 auskragende Lage der Abgasreini gungsvorrichtung 1, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung 1 be züglich der Trennwand 10 und der gegenläufig durchströmbaren Übergangsbereiche quer zum Abgasstrang 19 liegt. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, was hier nicht gezeigt ist, ei ne Abgasreinigungsvorrichtung zwar seitlich versetzt zum Ab gasstrang anzuordnen, aber derart, dass die Übergangsbereiche 8 und 9 und die Trennwand 10 in ihrer Erstreckung zwischen Bo denschale 4 und Deckel 6 im wesentlichen in Richtung des Ab gasstranges 19 liegen, eine Position, die bezogen auf die Dar stellung gemäß Fig. 2 einer in der Zeichenebene geschwenkten Lage der Abgasreinigungsvorrichtung 1 entsprechend würde. Fig. 2 illustrates, similarly to the initial situation in Fig. 1, a cantilevered to the exhaust line 19 position of the exhaust gas cleaning constriction device 1, wherein the exhaust gas purification device 1 be züglich the partition wall 10 and the opposite through-flow transition regions lies transversely to the exhaust line 19. Within the scope of the invention it is also possible, which is not shown here, to arrange an exhaust gas cleaning device laterally offset from the gas line, but in such a way that the transition regions 8 and 9 and the partition wall 10 in their extent between the base shell 4 and the cover 6 in 2 are essentially in the direction of the gas line 19 , a position which would correspond to the position shown in FIG. 2 corresponding to a pivoted position in the plane of the exhaust gas cleaning device 1 .
Im Gegensatz zur seitlich versetzten Anordnung der Abgasreini gungsvorrichtung 1, wie anhand der Fig. 2 bis 4 vorstehend er läutert, zeigen Fig. 5 und 6 eine Ausgestaltung, bei der die Abgasreinigungsvorrichtung 30 in einem in Annäherung U-förmig gekrümmten, in ihrem Verlauf strichpunktiert angedeuteten Ab gasstrang 31 den Krümmungsbogen bildet, also quasi den Krüm mungsbogen ersetzt, so dass der Abgasstrang 31 mit seinen Lei tungswegen 32 und 33 quasi in Verlängerung der Übergangsberei che 34 und 35 liegt, die über den Umkehrbereich 36 verbunden sind. Fig. 6 veranschaulicht dies in einer schematisierten Draufsicht, wobei die Trennwand 37 wiederum symbolisch als Strichlinie dargestellt ist, im Rahmen der Erfindung selbst verständlich aber auch winklig zu den gegenläufig durchström ten Leitungswegen 32, 33 liegen kann.In contrast to the laterally offset arrangement of the exhaust gas cleaning constriction device 1, as shown with reference to FIGS. 2 to 4 above, he explained, Figs. 5 and 6 an embodiment in which the exhaust gas purifying device of U-shaped curved 30 in an in approximation, dash-dotted lines in its course From indicated gas line 31 forms the arc of curvature, that is to say virtually replaces the elbow, so that the exhaust gas line 31 with its lines 32 and 33 is virtually an extension of the transition areas 34 and 35 , which are connected via the reversal area 36 . Fig. 6 illustrates this in a schematic plan view, the partition 37 is again shown symbolically as a dashed line, within the scope of the invention, of course, but can also be angled to the opposite flow paths 32 , 33 .
Die Schemadarstellung gemäß Fig. 7 zeigt eine mögliche Einbau situation für eine Abgasreinigungseinrichtung 1, wobei diese, wie anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert, seitlich auskragend zum Abgasstrang liegt, der in der Schemadarstellung symbolisiert ist durch das längsseits der Brennkraftmaschine 40 verlaufende Abgassammelrohr 41, an das die Zylinder abgasseitig ange schlossen sind und das im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung an seinem bezogen auf die Fahrtrichtung 42 des Fahrzeuges vor deren Ende über die Abgasreinigungseinrichtung 1 in den weite ren, hier nur angedeuteten Teil des Abgasstranges übergeht. Die Schemadarstellung veranschaulicht, dass die Abgasreini gungsvorrichtung frontseitig zwischen der Fahrzeugfront 43 und dem Radkasten 44 seitlich versetzt zum Kühler 45 liegt, und somit in einem diesbezüglich für Abgasreinigungszwecke anson sten nicht nutzbaren Bereich, so dass sich einerseits eine sehr motornahe Anordnung für die Abgasreinigungseinrichtung 1 ergibt, andererseits aber kritische Bauraumbereiche vermieden werden können, die eine motornahe Anordnung verhindern oder sehr erschweren würden.The schematic representation of FIG. 7 shows a possible installation situation for an exhaust gas purification device 1, which, as explained with reference to FIGS. 1 to 4 is laterally cantilevered to the exhaust strand, which is symbolized in the schematic view through the longitudinal sides of the engine 40 extending exhaust manifold 41 , to which the cylinders are connected on the exhaust gas side and which, in the context of the solution according to the invention, passes over to the direction of travel 42 of the vehicle before its end via the exhaust gas purification device 1 into the wide, only indicated part of the exhaust line. The schematic diagram illustrates that the exhaust gas cleaning device is located on the front side between the vehicle front 43 and the wheel arch 44 laterally offset from the radiator 45 , and thus in an otherwise unusable area for exhaust gas purification purposes, so that on the one hand there is a very close arrangement for the exhaust gas purification device 1 , on the other hand, critical installation space areas can be avoided, which would prevent an arrangement close to the engine or would make it very difficult.
Mit der Erfindung wird somit ein Aufbau für eine Abgasreini gungsvorrichtung aufgezeigt, der insbesondere bezogen auf Fahrzeuge besondere Vorteile bietet, wobei insbesondere auch der serienmäßige Einbau einer Abgasreinigungsvorrichtung 1 in bereits bestehende Fahrzeugkonzepte ermöglicht wird, oder auch die Nachrüstung von Fahrzeugen.With the invention, a structure for an exhaust gas cleaning device is thus shown, which offers particular advantages in particular with respect to vehicles, in particular the serial installation of an exhaust gas cleaning device 1 in existing vehicle concepts is made possible, or retrofitting of vehicles.
Besondere Bedeutung erlangt eine erfindungsgemäße Abgasreini gungsvorrichtung insbesondere für Fahrzeugtypen, die wahlweise als Otto- oder Dieselfahrzeuge ausgerüstet werden und die in ihrer Dieselversion nachträglich mit Partikelfiltern ausgerü stet werden sollen, was mit einer erfindungsgemäßen Abgasrei nigungseinrichtung 1 zweckmäßigerweise möglich ist, wobei sich durch die motornahe Anordnung angestrebt hohe Temperaturen er reichen lassen und wobei die räumliche variable Anordnung auch die Kombination mit zusätzlich über Abgasturboladern aufgela denen Brennkraftmaschinen ermöglicht.Of particular importance, an exhaust gas cleaning device according to the invention attains particular importance for vehicle types which are optionally equipped as Otto or diesel vehicles and which in their diesel version are subsequently to be equipped with particle filters, which is expediently possible with an exhaust gas cleaning device 1 according to the invention, with the arrangement close to the engine aspired to high temperatures and the spatial variable arrangement also allows the combination with additional turbochargers which also allows internal combustion engines.
Fig. 8 bis 10 zeigen Schemadarstellungen für Bypass- Lösungen zur Kurzschlußverbindung der an- und abströmseitigen Anschlüsse 2 und 3, wobei von einem Grundaufbau gemäß Fig. 1 für die Abgasreinigungsvorrichtung 1 ausgegangen wird und die Trennwand 10 die Übergangsbereiche 8 und 9 gegeneinander ab grenzt. Im Bereich der Bodenschale 4 ist der Trennwand 10 der bypassseitige Übertrittsquerschnitt zugeordnet, also vor Ein tritt der Abgase auf die Übergangsbereiche 8 und 9. Fig. 8 to 10 show schematic representations for bypass solutions to short-circuit connection of arrival and downstream ports 2 and 3, starting from a basic configuration according to Fig. 1 for the exhaust gas purification device 1 and the partition wall 10, the transition zones 8 and 9 against each other borders. In the area of the bottom shell 4 , the partition 10 is assigned the bypass-side cross section, that is, before the exhaust gases enter the transition areas 8 and 9 .
In Fig. 8 ist eine Bypasslösung mit aktiv, z. B. in Abhängig keit von Motordaten (z. B. Kaltstart) angesteuertem Bypassven til 50 gezeigt, angesteuert über ein Stellelement 51.In Fig. 8 is a bypass solution with active, for. B. depending on the speed of engine data (z. B. cold start) controlled bypass valve 50 shown, controlled by an actuator 51st
Fig. 9 veranschaulicht eine Lösung mit druckabhängig arbeiten dem Bypassventil 53, wobei hier auf ein einfachst aufgebautes in Richtung auf seine Schließlage über eine Feder 54 belaste tes Ventil zurückgegriffen wird, um beispielsweise bei Ver stopfung oder unzulässig starker Verunreinigung eines der den Übergangsbereichen 8 und/oder 9 zugeordneten Reinigungseinsät ze (15 oder 16 in Fig. 1) anzusprechen. Fig. 9 illustrates a solution with pressure-dependent work the bypass valve 53 , here a simplest constructed in the direction of its closed position via a spring 54 tes valve is resorted to, for example in the event of blockage or impermissibly strong contamination of one of the transition areas 8 and / or 9 assigned cleaning inserts (15 or 16 in FIG. 1) to address.
Fig. 10 veranschaulicht eine Lösung, bei der ein temperaturab hängig arbeitendes Bypassventil 55 gezeigt ist, wobei die tem peraturabhängige Steuerung über eine Bimetallfeder 56 veran schaulicht ist. Fig. 10 illustrates a solution in which a temperature-dependent bypass valve 55 is shown, wherein the temperature-dependent control is illustrated by a bimetallic spring 56 .
Sämtliche diesbezüglichen Steuerparameter können selbstver ständlich bei einer aktiven Ansteuerung gemäß Fig. 8 Berück sichtigung finden.All relevant control parameters can of course be taken into account with an active control according to FIG. 8.
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