DE102009038841A1

DE102009038841A1 - Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit einem zwischen einem Abgaskrümmer und einem Gehäuse einer Turbolader-Turbine angeordneten Abgaskatalysator

Info

Publication number: DE102009038841A1
Application number: DE200910038841
Authority: DE
Inventors: Arnd Schmidt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2011-03-03

Abstract

Die Erfindung zeigt eine Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit einem zwischen einem Abgaskrümmer und einem Gehäuse einer Turbolader-Turbine angeordneten Abgaskatalysator (3), der innerhalb eines Verbindungselements (4) angeordnet ist, welches zumindest zwei Öffnungen (5, 6) aufweist, wobei die erste Öffnung (5) dem Abgaskrümmer und die zweite Öffnung (6) dem Gehäuse zugeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass der Abgaskatalysator (3) unabhängig von der konkreten Relativposition des Abgaskrümmers zu der Turbine zwischen diesen beiden Elementen positioniert werden kann. So ist es möglich, zwischen dem Abgaskrümmer und der Turbine einen Abgaskatalysator (3) anzuordnen, ohne dass dieser viel Bauraum beansprucht und dass dessen Berücksichtigung im Konstruktionsprozess auf einfache Weise möglich ist.

Description

Zur Reduzierung der Schadstoffemissionen einer Brennkraftmaschine ist es bekannt, zumindest einen Abgaskatalysator in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine anzuordnen. Die Abgasleitung einer Brennkraftmaschine führt das Abgas der Brennkraftmaschine über einen Abgaskrümmer aus den Zylindern der Brennkraftmaschine zur Atmosphäre. Zwischen dem Abgaskrümmer und der Atmosphäre sind bei modernen Brennkraftmaschinen unterschiedliche Einrichtungen angeordnet, die durch die Abgasleitung miteinander verbunden sind. Abgaskatalysatoren werden in Strömungsrichtung meist hinter allen Einrichtungen angeordnet, die dem Abgas Energie entziehen. Sie werden also derart angeordnet, dass sie als eine der letzten Einrichtungen von dem Abgas durchströmt werden, bevor das Abgas in die Atmosphäre gelangt.
In der Druckschrift DE 43 35 153 A1 wird eine Abgasleitung beschrieben, bei der zwischen dem Abgaskrümmer und der Turbine eines Turboladers ein zusätzlicher Abgaskatalysator angeordnet ist. Durch diesen zusätzlichen Abgaskatalysator ist es zwar möglich, das Abgas besser von Schadstoffen zu reinigen, jedoch muss für den weiteren Abgaskatalysator auch zusätzlicher Bauraum vorgesehen werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zwischen dem Abgaskrümmer und der Turbine eines Turboladers anzuordnenden Abgaskatalysator zu schaffen, der einen möglichst geringen Bauraumbedarf aufweist und dabei einfach zu integrieren ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit einem zwischen einem Abgaskrümmer und einem Gehäuse einer Turbolader-Turbine angeordneten Abgaskatalysator. Die Unteransprüche betreffen möglichst zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist eine Abgasleitung vorgesehen, bei der der Abgaskatalysator innerhalb eines Verbindungselements angeordnet ist, welches zumindest zwei Öffnungen aufweist, wobei die erste Öffnung dem Abgaskrümmer und die zweite Öffnung dem Gehäuse zugeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass unberücksichtigt der geometrischen Formgebung des Abgaskatalysators dieser unabhängig von der konkreten Relativposition des Abgaskrümmers zu der Turbine zwischen diesen beiden Elementen positioniert werden kann. So ist es möglich, zwischen dem Abgaskrümmer und der Turbine einen Abgaskatalysator anzuordnen, ohne dass dieser viel Bauraum beansprucht und dass dessen Berücksichtigung im Konstruktionsprozess auf einfache Weise möglich ist.
Günstig ist es, dass zumindest eine Öffnung fest mit dem Abgaskrümmer und/oder dem Gehäuse verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, dass das Verbindungselement gemeinsam mit einer der Einrichtungen, dem Abgaskrümmer und/oder dem Gehäuse, montiert werden kann.
Vorteilhaft ist es, dass das Verbindungselement eine dritte Öffnung aufweist. Hierdurch ist es möglich, den im Verbindungselement angeordneten Abgaskatalysator auszutauschen, ohne dass der Abgaskrümmer und/oder das Gehäuse gelöst und/oder ausgebaut werden muss. Dies ist eine starke Erleichterung, da sich die gute Zugänglichkeit des Katalysators als besonders kostensenkend erweist. Es hat sich dabei als besonders praktikabel erwiesen, dass die dritte Öffnung wiederverschließbar ist. Dies wird vorzugsweise realisiert mit einem Deckel, den das Verbindungselement aufweist.
Vorteilhaft ist es, dass an dem Deckel ein Leitkörper befestigt ist. Hierdurch kann eine einfache Anordnung des Deckels und damit auch eine komfortable Entnahme des Abgaskatalysators realisiert werden und zugleich das Abgas auf kurzem Weg von dem Abgaskrümmer über den Abgaskatalysator zur Turbine geführt werden. Eine solche Ausgestaltung des Deckels ist insbesondere dann günstig, wenn die Orientierungsrichtung der Öffnungen des Abgaskrümmers und des Gehäuses zueinander einen Winkel aufweisen.
Eine günstige Weiterführung der Erfindung liegt darin, dass an dem Deckel der Abgaskatalysator befestigt ist. Hierdurch ist es möglich, dass der Abgaskatalysator gemeinsam mit dem Deckel dem Verbindungselement entnommen werden kann.
Günstig ist es, dass das Verbindungselement aus zwei Teilen besteht. Dabei sind die zwei Teile des Verbindungselements lösbar miteinander verbunden. Hierdurch ist es möglich, dass durch ein zerstörungsfreies Zerteilen des Verbindungselements der Abgaskatalysator freigelegt und zugänglich gemacht werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, dass der Abgaskrümmer, das Verbindungselement und das Gehäuse einteilig sind. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, den Abgaskrümmer, das Verbindungselement und das Gehäuse schnell und mit wenigen Handgriffen einzubauen. Darüber hinaus ist die Anzahl der abzudichtenden Schnittstellen geringer, wodurch die möglichen Leckagequellen reduziert werden und so die Qualität und Ausfallsicherheit erhöht wird.
Günstig ist es, dass das Verbindungselement einen insbesondere zylinderförmigen und/oder länglichen Hohlraum zur Aufnahme des Abgaskatalysators aufweist. Hierdurch ist es möglich, dass der Abgaskatalysator vollständig im Inneren des Verbindungselements angeordnet und vollständig von der Atmosphäre getrennt ist. Dabei ist der Abgaskatalysator in einer Arbeitsposition vollständig von dem Verbindungselement umschlossen. Die Geometrie des Abgaskatalysators ist derart ausgebildet, dass der Abgaskatalysator vollständig in dem Verbindungselement, insbesondere im Inneren des Hohlraums positionierbar ist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur Verdeutlichung des Grundprinzips der Erfindung sind drei in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Diese zeigt in
1 eine räumliche Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine geschnittene Darstellung der in 1 gezeigten Ausführungsform;
3 eine räumliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4 eine geschnittene Darstellung der in 3 gezeigten Ausführungsform;
5 eine räumliche Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
6 eine geschnittene Darstellung der in 5 gezeigten Ausführungsform.
Die 1 und 2 zeigen eine Abgasleitung 1, bei der zwischen einem Abgaskrümmer 11 und einem Gehäuse 2 einer Turbolader-Turbine ein Verbindungselement 4 angeordnet ist. Der Abgaskatalysator 3 ist in dem Verbindungselement 4 positioniert. Das Verbindungselement 4 ist in der gezeigten Form als Flanschverbindung ausgeführt. Dabei sind eine erste, dem Abgaskrümmer 11 zugeordnete Öffnung 5 und eine zweite, dem Gehäuse 2 zugeordnete Öffnung 6 fest mit dem Abgaskrümmer 11 beziehungsweise dem Gehäuse 2 verbunden. Das Verbindungselement 4 ist hierbei zweiteilig und weist miteinander korrespondierende Flanschteile 12 auf. Um den Abgaskatalysator 3 in das Verbindungselement 4 einzulegen oder aus diesem zu entnehmen, sind die Flanschteile 12 lösbar miteinander verbunden.
Die 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der in den 1 und 2 beschriebenen Abgasleitung 1. Bei dieser Ausführungsform ist das Verbindungselement 4 als ein zylindrischer Hohlkörper gestaltet, der neben den dem Abgaskrümmer 11 und dem Gehäuse 2 zugeordneten Öffnungen 5, 6 eine dritte Öffnung 7 aufweist. Das Verbindungselement 4, der Abgaskrümmer 11 und das Gehäuse 2 sind einteilig ausgeführt, wobei die dritte Öffnung 7 mit einem Deckel 8 verschlossen ist. Zum Austausch des Abgaskatalysators 3 wird der Deckel 8 von dem Verbindungselement 4 entfernt und der Abgaskatalysator 3 in dem Verbindungselement parallel zur Strömungsrichtung des Abgases bewegt. Der Abgaskatalysator 3 ist in Arbeitsstellung im Inneren eines im Verbindungselement 4 ausgebildeten Hohlraums zwischen der ersten Öffnung 5 und der zweiten Öffnung 6 positioniert. Da die Orientierungsrichtung der Öffnungen des Abgaskrümmers 11 und des Gehäuses 2 zueinander einen Winkel aufweisen, ist an dem Deckel 8 ein Leitkörper 9 vorgesehen. Dieser Leitkörper 9 lenkt das Abgas möglichst wirbelfrei in das Gehäuse 2.
Die 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Abgasleitung 1. Bei dieser Ausführungsform sind das Verbindungselement 4, der Abgaskrümmer 11 und das Gehäuse 2 einteilig ausgeführt. Die mit einem Deckel 8 verschlossene und in 6 links liegende dritte Öffnung 7 des Verbindungselements 4 erlaubt die seitliche Entnahme des Abgaskatalysators 3, wobei dazu der Abgaskatalysator 3 in dem Verbindungselement 4 senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases bewegt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4335153 A1 [0002]

Claims

Abgasleitung (1) einer Brennkraftmaschine mit einem zwischen einem Abgaskrümmer (11) und einem Gehäuse (2) einer Turbolader-Turbine angeordneten Abgaskatalysator (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskatalysator (3) innerhalb eines Verbindungselements (4) angeordnet ist, welches zumindest zwei Öffnungen (5, 6) aufweist, wobei die erste Öffnung (5) dem Abgaskrümmer (11) und die zweite Öffnung (6) dem Gehäuse (2) zugeordnet ist.
Abgasleitung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Öffnung (5, 6) fest mit dem Abgaskrümmer (11) und/oder dem Gehäuse (2) verbunden ist.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) eine dritte Öffnung (7) aufweist.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) einen Deckel (8) aufweist.
Abgasleitung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckel (8) ein Leitkörper (9) befestigt ist.
Abgasleitung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckel (8) der Abgaskatalysator (3) befestigt ist.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) aus zwei Teilen besteht.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Teile des Verbindungselements (4) lösbar miteinander verbunden sind.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskrümmer (11), das Verbindungselement (4) und das Gehäuse (2) einteilig sind.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) einen insbesondere zylinderförmigen und/oder länglichen Hohlraum zur Aufnahme des Abgaskatalysators aufweist.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskatalysator (3) in einer Arbeitsposition vollständig von dem Verbindungselement (4) umschlossen ist.
Abgasleitung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Abgaskatalysators (3) derart ausgebildet ist, dass der Abgaskatalysator (3) vollständig in dem Verbindungselement (4) positionierbar ist.