DE102011077184B4 - Abgasanlage - Google Patents

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Abstract

Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (2), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Injektor (3) zum Einbringen eines Kohlenwasserstoffs in eine Abgasströmung (4), – mit einem Oxidationskatalysator (5), der stromab des Injektors (3) angeordnet ist, – mit einer elektrischen Heizeinrichtung (7) zum Beheizen eines Teils der Abgasströmung (4) und/oder eines Teils des Oxidationskatalysators (5), – wobei der Oxidationskatalysator (5) an seiner Anströmseite eine sich stromaufwärts verjüngende Geometrie (8) aufweist, die in einem Anströmende (9) endet, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der sich verjüngenden Geometrie (8) radial zwischen dem Oxidationskatalysator (5) und einer strömungsführenden Wandung (16) ein Ringspalt (17) ausgebildet ist, derart, dass ein Teil der Abgasströmung (4) in den Ringspalt (17) eintritt und erst innerhalb des Ringspalts (17) in den Oxidationskatalysator (5) eintritt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Zur Reduzierung von Partikelemissionen von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, in einer Abgasanlage ein Partikelfilter anzuordnen, das vom Abgas durchströmt wird, wobei sich die darin mitgeführten Partikel, insbesondere Ruß, im Partikelfilter anlagern. Bei üblichen Partikelfiltern ist es dabei erforderlich, das Partikelfilter von Zeit zu Zeit zu regenerieren. Dies kann zweckmäßig dadurch realisiert werden, dass die Partikelbeladung abgebrannt wird. Um eine derartige thermische Regeneration durchführen zu können, ist es erforderlich, das Partikelfilter auf eine vorbestimmte Mindesttemperatur zu erhitzen, bei welcher eine Selbstentzündung der Partikelbeladung stattfindet. Um das Partikelfilter für diese Selbstentzündung aufheizen zu können, ist es grundsätzlich möglich, stromauf des Partikelfilters einen Oxidationskatalysator anzuordnen und stromauf des Oxidationskatalysators mit Hilfe eines Injektors einen Kohlenwasserstoff in die Abgasströmung einzubringen. Der Kohlenwasserstoff, zweckmäßig der gleiche Kraftstoff, mit dem auch die Brennkraftmaschine versorgt wird, kann am Oxidationskatalysator exotherm umgesetzt werden, wodurch der Abgasstrom aufgeheizt wird. Der heiße Abgasstrom kann das nachfolgende Partikelfilter auf die gewünschte Mindesttemperatur zur Selbstentzündung bzw. zur Regeneration aufheizen.
  • Aufgrund der modernen, effizienten Brennkraftmaschinen können vergleichsweise häufig Betriebszustände vorliegen, in denen die Umsetzung des Kraftstoffs am Oxidationskatalysator nicht stattfinden kann, da der Oxidationskatalysator hierzu ebenfalls eine Mindesttemperatur benötigt. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es grundsätzlich denkbar, den Oxidationskatalysator elektrisch zu heizen. Da der Oxidationskatalysator im Betrieb der Brennkraftmaschine auch vom maximal möglichen Abgasstrom ohne allzu großen Gegendruck durchströmbar sein muss, besitzt der Oxidationskatalysator ein vergleichsweise großes Volumen und dementsprechend auch eine vergleichsweise große thermische Masse, so dass der Energiebedarf zum elektrischen Aufheizen des Oxidationskatalysators vergleichsweise groß ist, was den energetischen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine beeinträchtigt.
  • Eine gattungsgemäße Abgasanlage ist aus der DE 10 2004 018 393 A1 bekannt. Sie umfasst einen Injektor zum Einbringen eines Kohlenwasserstoffs in eine Abgasströmung, einen Oxidationskatalysator, der stromab des Injektors angeordnet ist, und eine elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen eines Teils der Abgasströmung und/oder eines Teils des Oxidationskatalysators, wobei der Oxidationskatalysator an seiner Anströmseite eine sich stromaufwärts verjüngende Geometrie aufweist, die in einem Anströmende endet.
  • Aus der WO 2004/099578 A1 ist eine Abgasanlege bekannt, bei der ein konischer Katalysator in einem Einlasstrichter einer Abgasbehandlungseinrichtung angeordnet ist. Konische Katalysatoren sind außerdem aus der DE 43 40 742 A1 und aus der EP 1 961 932 A1 bekannt.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für die Aufheizung des Oxidationskatalysators einen Weg aufzuzeigen, der sich insbesondere durch einen reduzierten Energiebedarf auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Oxidationskatalysator anströmseitig mit einer Geometrie auszustatten, die sich entgegen der Anströmung verjüngt. Hierdurch besitzt der Oxidationskatalysator ein von der Abgasströmung angeströmtes Anströmende, das einen Querschnitt aufweist, der klein ist gegenüber einem Querschnitt des Oxidationskatalysators stromab der sich verjüngenden Geometrie, insbesondere in einem zylindrischen Abschnitt des Oxidationskatalysators. In der Folge ist der von der Abgasströmung zuerst angeströmte Bereich des Oxidationskatalysators vergleichsweise klein gegenüber dem restlichen Oxidationskatalysator. Zweckmäßig kann nun eine elektrische Heizeinrichtung vorgesehen sein, die so ausgestaltet ist, dass damit nur ein Teil der Abgasströmung oder nur ein Teil des Oxidationskatalysators oder sowohl ein Teil der Abgasströmung als auch ein Teil des Oxidationskatalysators beheizt werden kann. Zweckmäßig wird gezielt derjenige Teil der Abgasströmung beheizt, der auf das verjüngte Anströmende des Oxidationskatalysators trifft. Zusätzlich oder alternativ wird gezielt nur das verjüngte Anströmende des Oxidationskatalysators beheizt. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen, die kumuliert oder alternativ realisierbar sind, wird somit nur ein vergleichsweise kleiner Teil der Abgasströmung bzw. ein vergleichsweise kleiner Teil des Oxidationskatalysators beheizt, um lokal die Bedingungen für eine Umsetzung des Kraftstoffs am Oxidationskatalysator zu schaffen. Da die Umsetzung des Kraftstoffs am Oxidationskatalysator stark exotherm ist, kann sich die lokal initiierte Erhitzung des Oxidationswärmeübertragers global auf den gesamten Oxidationswärmeübertrager ausbreiten. Dies erfolgt vergleichsweise rasch, so dass sich durch diesen Vorgang kaum eine Verzögerung für die Aufheizung des Oxidationskatalysators ergibt. Die Vorteile liegen auf der Hand, da nur ein vergleichsweise geringer Teil des Oxidationskatalysators bzw. der Abgasströmung beheizt werden muss, so dass die dafür erforderliche Energie entsprechend gering ist.
  • Der Querschnitt des Oxidationskatalysators am Anströmende ist deutlich kleiner als der Querschnitt stromab der sich verjüngenden Geometrie, also insbesondere in einem zylindrischen Abschnitt des Oxidationskatalysators. Beispielsweise kann der Querschnitt des Oxidationskatalysators am Anströmende maximal 50%, insbesondere maximal 25%, vorzugsweise maximal 10%, der Querschnittsfläche betragen, die der Oxidationskatalysator stromab der sich verjüngenden Geometrie, insbesondere in einem zylindrischen Abschnitt, aufweist.
  • Stromab des Oxidationskatalysators ist in der Abgasanlage eine zu beheizende Komponente, wie zum Beispiel ein Partikelfilter, angeordnet. Insbesondere kann somit ein Aufheizen auf eine Regenerationstemperatur oder auf eine Betriebstemperatur der jeweiligen Komponente besonders preiswert realisiert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Heizeinrichtung ein elektrisches Heizelement sein, das im Bereich des Anströmendes in den Oxidationskatalysator eingebaut oder daran angebaut ist. Somit ist es möglich, die Wärme unmittelbar am Anströmende in den Oxidationskatalysator einzuleiten.
  • Alternativ ist es möglich, die Heizeinrichtung im Bereich des Anströmendes in den Oxidationskatalysator dadurch zu integrieren, dass das Anströmende oder ein das Anströmende umfassender Endbereich des Oxidationskatalysators als sogenannter E-Kat ausgestaltet ist, also als elektrisch beheizbarer Katalysator. Beispielsweise kann hierzu das Anströmende oder besagter Endbereich mittels einer elektrisch beheizbaren Trägerstruktur für das Katalysatormaterial ausgestattet sein. Beispielsweise kann die Trägerstruktur ein elektrisches Widerstandsmaterial sein.
  • Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Heizeinrichtung so konzipiert sein, dass sie nur einen das Anströmende beaufschlagenden Teil der Abgasströmung aufheizt. Dabei ist es insbesondere möglich, die Heizeinrichtung stromauf der Injektionsstelle anzuordnen, so dass der aufgeheizte Abgasstrom auf den eingebrachten Kohlenwasserstoff trifft, was die Verdampfung des Kohlenwasserstoffs begünstigt.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher das Anströmende des Oxidationskatalysators fluchtend zur ankommenden Abgasströmung ausgerichtet ist. Mit anderen Worten, die Abgasströmung und der Oxidationskatalysator sind so aufeinander abgestimmt, dass die ankommende Abgasströmung das Anströmende unmittelbar beaufschlagt. Hierdurch ist eine hohe Wechselwirkung sichergestellt.
  • Erfindungsgemäß ist zumindest oder ausschließlich im Bereich der sich verjüngenden Geometrie radial zwischen dem Oxidationskatalysator und einer strömungsführenden Wandung ein Ringspalt ausgebildet, derart, dass ein Teil der Abgasströmung in den Ringspalt eintritt und erst innerhalb des Ringspalts in den Oxidationskatalysator eintritt. Somit verteilt sich die Abgasströmung auf den gesamten Querschnitt des Oxidationskatalysators, was den Durchströmungswiderstand des Oxidationskatalysators reduziert.
  • Besagter Spalt kann in der Strömungsrichtung am Ende des sich verjüngenden Endbereichs, insbesondere an einem zylindrischen Abschnitt des Oxidationskatalysators, enden. Beispielsweise ist eine weitergehende Umströmung des Oxidationskatalysators durch ein Lagermaterial behindert, mit dessen Hilfe der Oxidationskatalysator im zylindrischen Abschnitt in einem Gehäuse angeordnet ist. Anströmseitig des Lagermaterials kann außerdem eine Dichtung vorgesehen sein, zum Beispiel ein Gestrickring oder dergleichen, um eine thermische Überlastung des Lagermaterials und/oder ein Ausblasen des Lagermaterials zu vermeiden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann stromauf des Oxidationskatalysators ein Drallerzeuger angeordnet sein. Insbesondere in Verbindung mit dem zuvor genannten Spalt zwischen Oxidationskatalysator und Wandung im sich verjüngenden Endbereich unterstützt eine Drallströmung die Ausbreitung der Abgasströmung in den Spalt, so dass die Zentrierung der Abgasströmung auf das verjüngte Anströmende begünstigt wird, um dort die Erzeugung des gewünschten Hotspots zur Initiierung der Kraftstoffumsetzung zu unterstützen.
  • Zweckmäßig kann der Oxidationskatalysator ein keramisches Trägersubstrat aufweisen, das auf geeignete Weise mit katalytisch aktivem Material beschichtet ist. Alternativ dazu kann der Oxidationskatalysator auch ein metallisches Trägersubstrat aufweisen, das mit einem katalytisch aktiven Material beschichtet sein kann. Bei einem metallischen Trägersubstrat kann sich aufgrund der deutlich besseren Wärmeleitfähigkeit gegenüber keramischen Trägersubstraten die Wärme im Oxidationskatalysator erheblich besser ausbreiten, was die Aufheizung des Oxidationskatalysators begünstigt. Bei einem metallischen Trägersubstrat wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher das Trägersubstrat eine Querdurchlässigkeit für die Abgasströmung aufweist. Hierdurch kann eine rasche Ausbreitung der Wärme ausgehend vom Anströmende in die Tiefe des Oxidationskatalysators begünstigt werden.
  • Zweckmäßig ist das Anströmende flächig ausgebildet. Hierdurch wird der Eintritt des Abgases in den Oxidationskatalysator begünstigt. Bevorzugt ist dabei eine Konfiguration, bei welcher das Anströmende eine senkrecht zur Strömungsrichtung der ankommenden Abgasströmung orientierte Anströmfläche aufweist. Weiterhin ist es zweckmäßig, dass das Anströmende koaxial zu einer Längsmittelachse des Oxidationskatalysators angeordnet ist. Die genannten Maßnahmen begünstigen eine symmetrische Aufheizung des Oxidationskatalysators ausgehend vom Anströmende. Besonders zweckmäßig ist es dabei, die Abgasanlage so zu konfigurieren, dass die ankommende Abgasströmung koaxial zur Längsmittelachse des Oxidationskatalysators ausgerichtet ist und quasi frontal auf das Anströmende auftrifft.
  • Insbesondere kann hierzu ein Abgasrohr, welches die Abgasströmung dem Oxidationskatalysator zuführt, koaxial an einem Einlasstrichter eines Gehäuses des Oxidationskatalysators angeordnet sein.
  • Die Brennkraftmaschine, deren Abgasanlage mit einem derartigen Injektor und einem derartigen Oxidationskatalysator ausgestattet ist, kann ein Dieselmotor oder ein Benzinmotor sein. Die Brennkraftmaschine kann als Saugmotor oder als aufgeladener Motor konzipiert sein. Dementsprechend kann die Abgasanlage eine Turbine eines Abgasturboladers enthalten. Dabei ist die Turbine zweckmäßig stromauf des Injektors angeordnet.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
  • 1 und 2 jeweils eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Abgasanlage im Längsschnitt, bei verschiedenen Ausführungsformen.
  • Entsprechend den 1 und 2 umfasst eine Abgasanlage 1, mit deren Hilfe Verbrennungsabgase von einer Brennkraftmaschine 2 abgeführt werden können, einen Injektor 3, mit dessen Hilfe ein Kohlenwasserstoff in eine durch Pfeile angedeutete Abgasströmung 4 einbringbar ist. Als Kohlenwasserstoff dient dabei zweckmäßig der Kraftstoff, mit dem auch die Brennkraftmaschine 2 betrieben wird, also vorzugsweise Diesel oder Benzin.
  • Ferner umfasst die Abgasanlage 1 einen Oxidationskatalysator 5, der in einem Gehäuse 6 untergebracht ist und bezüglich der Abgasströmung 4 stromab des Injektors 3 angeordnet ist. Des Weiteren ist eine elektrische Heizeinrichtung 7 vorgesehen.
  • Der Oxidationskatalysator 5 besitzt an seiner Anströmseite eine Geometrie 8, die sich entgegen der Strömungsrichtung der Abgasströmung 4, also stromaufwärts verjüngt. Die sich verjüngende Geometrie 8 endet dabei anströmseitig in einem Anströmende 9 der sich verjüngenden Geometrie 8 bzw. des Oxidationskatalysators 5. Stromab schließt sich an die sich verjüngende Geometrie 8 ein zylindrischer Abschnitt 10 des Oxidationskatalysators San.
  • Die Abgasanlage 1 weist im gezeigten Beispiel außerdem ein Partikelfilter 11 auf, das stromab des Oxidationskatalysators 5 angeordnet ist.
  • Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist die sich verjüngende Geometrie 8 rein exemplarisch kegelstumpfförmig konzipiert. Es ist klar, dass grundsätzlich auch andere Geometrien denkbar sind, die sich entgegen der Strömungsrichtung des Abgases 4 zum Anströmende 9 hin verjüngen.
  • Am Anströmende 9 besitzt der Oxidationskatalysator 5 eine Querschnittsfläche 12, die deutlich kleiner ist als eine Querschnittsfläche 13, die der Oxidationskatalysator 5 stromab der sich verjüngenden Geometrie 8 und vorzugsweise im zylindrischen Abschnitt 10 aufweist. Beispielsweise beträgt die Querschnittsfläche 12 des Anströmendes 9 maximal 50%, vorzugsweise maximal 25% und insbesondere maximal 10%, der Querschnittsfläche 13 des zylindrischen Abschnitts 10.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die elektrische Heizeinrichtung 7 so konfiguriert, dass damit ein Teil des Oxidationskatalysators 5 beheizbar ist. Im Einzelnen ist die Heizeinrichtung 7 in 1 so konfiguriert, dass sie den Oxidationskatalysator 5 nur im Bereich des Anströmendes 9 aufheizen kann.
  • Im Unterschied dazu zeigt 2 eine Ausführungsform, bei welcher die elektrische Heizeinrichtung 7 so konzipiert ist, dass damit nur ein Teil der Abgasströmung 4 beheizt werden kann. Zweckmäßig ist die Heizeinrichtung 7 in der Abgasströmung 4 dabei so positioniert, dass mit der Heizeinrichtung 7 genau der Teil der Abgasströmung 4 beheizt werden kann, der auf das Anströmende 9 auftrifft. Insbesondere wird somit nicht die gesamte Abgasströmung 4 mit Hilfe der Heizeinrichtung 7 beheizt, sondern nur ein vergleichsweise kleiner Teilstrom, der beispielsweise bei maximal 50% der Abgasströmung 4 liegen kann.
  • Grundsätzlich ist es möglich, die beiden hier in den 1 und 2 gezeigten unterschiedlichen Ausführungsformen miteinander zu kombinieren, so dass auch eine Ausführungsform denkbar ist, bei welcher sowohl ein Teil des Oxidationskatalysators 5, insbesondere das Anströmende 9, und ein Teil der Abgasströmung, insbesondere der das Anströmende 9 beaufschlagende Teil der Abgasströmung 4, beheizbar ist.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Heizeinrichtung 7 durch ein Heizelement 14 gebildet, das im Bereich des Anströmendes 9 an den Oxidationskatalysator 5 angebaut ist. Ebenso ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher ein derartiges elektrisches Heizelement 14 in den Oxidationskatalysator 5 eingebaut ist, und zwar ebenfalls im Bereich des Anströmendes 9. Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, den Oxidationskatalysator 5 im Bereich des Anströmendes 9 als E-Kat auszugestalten, so dass das Anströmende 9 unmittelbar durch eine entsprechende Bestromung beheizt werden kann. Soweit ist dann die jeweilige Heizeinrichtung 7 in den Bereich des Anströmendes 9 baulich bzw. funktionell in den Oxidationskatalysator 5 integriert.
  • Im Unterschied dazu verwendet die in 2 gezeigte Ausführungsform eine vom Oxidationskatalysator 5 separat montierbare Heizeinrichtung 7. Diese Heizeinrichtung 7 ist dabei bezüglich der Abgasströmung 4 stromauf des Oxidationskatalysators 5 angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist die Heizeinrichtung 7 außerdem stromauf einer Injektionsstelle 15 positioniert, in welcher die Einbringung des Kraftstoffs mittels des Injektors 3 in die Abgasströmung 4 erfolgt.
  • Bei den hier gezeigten Ausführungsformen der 1 und 2 ist das Anströmende 9 bezüglich der ankommenden Abgasströmung 4 fluchtend ausgerichtet, wodurch eine direkte und unmittelbare Beaufschlagung des Anströmendes 9 mit der Abgasströmung 4 erzielbar ist.
  • Ferner ist das Gehäuse 6, in dem der Oxidationskatalysator 5 angeordnet ist, im Bereich der sich verjüngenden Geometrie 8 mit einer Wandung 16 versehen, die bezüglich der sich verjüngenden Geometrie 8 so positioniert bzw. gestaltet ist, dass sich zwischen dem Oxidationskatalysator 5 und der Wandung 16 ein Ringspalt 17 ausbildet, der sich ausgehend vom Anströmende 9 in der Strömungsrichtung des Abgases 4 aufweitet. Der Oxidator 5 ist im Bereich seiner sich verjüngenden Geometrie 8 so konfiguriert, dass seine dem Ringspalt 17 zugewandte Außenseite ein Eindringen der Abgasströmung 4 zulässt. So kann ein Teil der Abgasströmung 4 in den Ringspalt 17 eintreten und innerhalb des Ringspalts 17 in den Oxidationskatalysator 5 eintreten.
  • Der Oxidationskatalysator 5 ist mit Hilfe einer Lagermatte 18 im Gehäuse 6 fixiert. Hierzu umschließt die Lagermatte 18 den Oxidationskatalysator 5 im zylindrischen Abschnitt 10 in der Umfangsrichtung. Die Lagermatte 18 verhindert eine Bypassströmung, die den Oxidationskatalysator 5 umgeht, so dass das in den Ringspalt 17 eintretende Abgas nur durch den Oxidationskatalysator 5 hindurch aus dem Ringspalt 17 wieder austreten kann. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist außerdem eine Dichtung 19 angedeutet, die am anströmseitigen Ende der Lagermatte 18 angeordnet ist, um die Lagermatte 18 vor einer unmittelbaren Beaufschlagung mit den heißen Abgasen zu schützen.
  • Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist außerdem stromauf des Oxidationskatalysators 5 und insbesondere auch stromauf der Injektionsstelle 15 ein Drallerzeuger 20 angeordnet. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Drallerzeuger 20 in den Querschnitt eines Rohrs 21 eingesetzt, der zum Gehäuse 6 führt. Der Drallerzeuger 20 erstreckt sich dabei über die gesamte Querschnittsfläche des Rohrs 21. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Drallerzeuger 20 rein exemplarisch ringförmig ausgestaltet und koaxial zur Heizeinrichtung 7 positioniert. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Heizeinrichtung 7 mit Hilfe des Drallerzeugers 20 im Rohr 21 zu positionieren.
  • Durch den Drallerzeuger 20 kann sich die Abgasströmung 4 leichter in den Ringspalt 17 ausbreiten, sobald die Abgasströmung 4 in einen Einlasstrichter 22 des Gehäuses 6 gelangt.
  • Der Oxidationskatalysator 5 besteht üblicherweise aus einer Trägerstruktur oder aus einem Trägersubstrat, das mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehen ist. Als Trägersubstrat kommen beispielsweise keramische Monolithen zum Einsatz. Alternativ ist es ebenso möglich, ein metallisches Trägersubstrat zu verwenden, z. B. in Form gewickelter Bahnen. Da die metallische Trägersubstrat eine erheblich bessere Wärmeleitfähigkeit besitzt als eine keramische Trägersubstrat, kann sich bei Verwendung einer metallischen Trägersubstrat die Wärme im Oxidationskatalysator 5 wesentlich schneller ausbreiten und homogenisieren. Bei metallischen Trägersubstraten ist insbesondere eine Ausführungsform möglich, bei welcher das Trägersubstrat eine Querdurchlässigkeit für die Abgasströmung 4 aufweist.
  • Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist das Anströmende 9 flächig ausgebildet. Insbesondere ist die jeweilige Anströmfläche dabei senkrecht zur Strömungsrichtung der ankommenden Abgasströmung 4 orientiert. Denkbar ist auch eine Ausführungsform, bei welcher das Anströmende 9 noch stärker konvergiert, und zwar insbesondere zu einer punktförmigen Spitze.
  • Bei den hier gezeigten, zweckmäßigen Ausführungsformen ist das Anströmende 9 außerdem koaxial zu einer Längsmittelachse 23 des Oxidationskatalysators 5 positioniert. Ferner ist der Oxidationskatalysator 5 im Gehäuse 6 so positioniert, dass die ankommende Abgasströmung 4 koaxial zur Längsmittelachse 23 des Oxidationskatalysators 5 ausgerichtet ist. Erreicht wird dies beispielsweise dadurch, dass das Rohr 21, welches die Abgasströmung 4 dem Gehäuse 6 zuführt, koaxial zur Längsmittelachse 23 des Oxidationskatalysators 5 an den Einlasstrichter 22 angeschlossen ist.
  • Im gezeigten Beispiel der 1 und 2 enthält die Abgasanlage 1 außerdem eine Turbine 24 eines Abgasturboladers 25, so dass es sich bei der Brennkraftmaschine 2 insbesondere um eine aufgeladene Brennkraftmaschine 2 handeln kann. Erkennbar ist die Turbine 24 dabei stromauf des Injektors 3 positioniert.

Claims (10)

  1. Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (2), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Injektor (3) zum Einbringen eines Kohlenwasserstoffs in eine Abgasströmung (4), – mit einem Oxidationskatalysator (5), der stromab des Injektors (3) angeordnet ist, – mit einer elektrischen Heizeinrichtung (7) zum Beheizen eines Teils der Abgasströmung (4) und/oder eines Teils des Oxidationskatalysators (5), – wobei der Oxidationskatalysator (5) an seiner Anströmseite eine sich stromaufwärts verjüngende Geometrie (8) aufweist, die in einem Anströmende (9) endet, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der sich verjüngenden Geometrie (8) radial zwischen dem Oxidationskatalysator (5) und einer strömungsführenden Wandung (16) ein Ringspalt (17) ausgebildet ist, derart, dass ein Teil der Abgasströmung (4) in den Ringspalt (17) eintritt und erst innerhalb des Ringspalts (17) in den Oxidationskatalysator (5) eintritt.
  2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) ein elektrisches Heizelement (14) ist, das im Bereich des Anströmendes (9) in den Oxidationskatalysator (5) eingebaut oder daran angebaut ist.
  3. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) im Bereich des Anströmendes (9) in den Oxidationskatalysator (5) dadurch integriert ist, dass das Anströmende (9) oder ein das Anströmende (9) umfassender Endbereich des Oxidationskatalysators (5) als E-Kat ausgestaltet ist.
  4. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) nur einen das Anströmende (9) beaufschlagenden Teil der Abgasströmung (4) beheizt.
  5. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anströmende (9) fluchtend zur ankommenden Abgasströmung (4) ausgerichtet ist.
  6. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf des Oxidationskatalysators (5) ein Drallerzeuger (20) angeordnet ist.
  7. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationskatalysator (5) ein metallisches Trägersubstrat aufweist.
  8. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anströmende (9) flächig ausgebildet ist.
  9. Abgasanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anströmende (9) eine senkrecht zur Strömungsrichtung der ankommenden Abgasströmung (4) orientierte, ebene Anströmfläche aufweist.
  10. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anströmende (9) koaxial zu einer Längsmittelachse (23) des Oxidationskatalysators (5) angeordnet ist.
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