DE102012009355B4 - Exhaust gas cleaning device and internal combustion engine arrangement - Google Patents
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Abstract
Abgasreinigungseinrichtung (3) zur Reinigung von Abgas einer Brennkraftmaschine (2), die mehrere, jeweils an eine Abgasleitung (10) eines Abgaskrümmers (12) angeschlossene Brennräume (5) aufweist, mit einer Sekundärluftzuführeinrichtung (14), die der Zuführung von Frischluft in die Abgasleitungen (10) dient und mehrere Sekundärluftleitungen (15) aufweist, die jeweils an wenigstens eine der Abgasleitungen (10) angeschlossen sind und auf ihren den Abgasleitungen (10) abgewandten Seiten in eine gemeinsame Zuführleitung (16) einmünden, wobei jeder der Sekundärluftleitungen (15) eine Querschnittsverstelleinrichtung (18) zur Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung (16) und der wenigstens einen angeschlossenen Abgasleitung (10) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverstelleinrichtungen (18) als gemeinsame Querschnittsverstelleinrichtung (21) vorliegen, die in Form eines Drehstellers (22) oder Schiebestellers (26) vorliegt und ein drehbares oder verschiebbares, in dem Abgaskrümmer (12) gelagertes Schließelement (23) aufweist, mittels welchem eine der jeweiligen Abgasleitung (10) abgewandte Strömungsöffnung (20) der Sekundärluftleitung (15) verschließbar ist.Exhaust gas cleaning device (3) for cleaning exhaust gas from an internal combustion engine (2), which has a plurality of combustion chambers (5), each connected to an exhaust pipe (10) of an exhaust manifold (12), with a secondary air supply device (14) which is used to supply fresh air into the exhaust gas lines (10) and has a plurality of secondary air lines (15), which are each connected to at least one of the exhaust gas lines (10) and open into a common supply line (16) on their sides facing away from the exhaust gas lines (10), each of the secondary air lines (15 ) a cross-section adjustment device (18) for interrupting the flow connection between the supply line (16) and the at least one connected exhaust pipe (10) is assigned, characterized in that the cross-section adjustment devices (18) are present as a common cross-section adjustment device (21) in the form of a rotary actuator (22) or sliding plate (26) and a rotatable or displaceable closing element (23) mounted in the exhaust manifold (12), by means of which a flow opening (20) of the secondary air line (15) facing away from the respective exhaust line (10) can be closed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung zur Reinigung von Abgas einer Brennkraftmaschine, die mehrere, jeweils an eine Abgasleitung eines Abgaskrümmers angeschlossene Brennräume aufweist, mit einer Sekundärluftzuführeinrichtung, die der Zuführung von Frischluft in die Abgasleitungen dient und mehrere Sekundärluftleitungen aufweist, die jeweils an wenigstens eine der Abgasleitungen angeschlossen und auf ihren den Abgasleitungen abgewandten Seiten in eine gemeinsame Zuführleitung einmünden, wobei jeder der Sekundärluftleitungen eine Querschnittsverstelleinrichtung zur Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung und der wenigstens einen angeschlossenen Abgasleitung zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschinenanordnung.The invention relates to an exhaust gas cleaning device for cleaning exhaust gas from an internal combustion engine, which has several combustion chambers each connected to an exhaust pipe of an exhaust manifold, with a secondary air supply device which serves to supply fresh air into the exhaust pipes and has several secondary air pipes, each connected to at least one of the exhaust pipes connected and open on their sides facing away from the exhaust lines into a common supply line, each of the secondary air lines being assigned a cross-section adjustment device for interrupting the flow connection between the supply line and the at least one connected exhaust line. The invention also relates to an internal combustion engine arrangement.
Abgasreinigungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind Brennkraftmaschinen zugeordnet, welche jeweils mehrere Brennräume aufweisen, welche beispielsweise in Zylindern der Brennkraftmaschine vorliegen. Den Brennräumen wird Frischluft und Kraftstoff beziehungsweise ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt, welches anschließend gezündet und verbrannt wird. Die dabei entstehenden Abgase werden durch die Abgasleitungen aus den Brennräumen abgeführt. Die Abgasleitungen liegen beispielsweise in einem Abgaskrümmer vor, mittels welchem die Abgasleitungen zu einer gemeinsamen Abgasleitung zusammengefasst werden, welche auf ihrer den Abgasleitungen abgewandten Seite beispielsweise an eine Abgasnachbehandlungseinrichtung der Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere einen Katalysator, angeschlossen ist. Durch die Abgasleitungen und nachfolgend die gemeinsame Abgasleitung wird also das Abgas der Brennräume der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt. Diese ist beispielsweise dazu vorgesehen, um bestimmte Abgasbestandteile, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe und/oder Stickoxide, wenigstens teilweise zu entfernen beziehungsweise umzuwandeln.Exhaust gas cleaning devices of the type mentioned at the beginning are assigned to internal combustion engines which each have a plurality of combustion chambers, which are present, for example, in cylinders of the internal combustion engine. Fresh air and fuel or a fuel-air mixture, which is then ignited and burned, is fed to the combustion chambers. The resulting exhaust gases are discharged from the combustion chambers through the exhaust pipes. The exhaust lines are, for example, in an exhaust manifold, by means of which the exhaust lines are combined into a common exhaust line, which is connected on its side facing away from the exhaust lines, for example to an exhaust gas aftertreatment device of the exhaust gas cleaning device, in particular a catalytic converter. The exhaust gas of the combustion chambers of the exhaust gas aftertreatment device is thus fed through the exhaust gas lines and subsequently the common exhaust gas line. This is provided, for example, to at least partially remove or convert certain exhaust gas components such as hydrocarbons and / or nitrogen oxides.
Zu diesem Zweck muss die Abgasnachbehandlungseinrichtung auf eine bestimmte Betriebstemperatur gebracht werden. Weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Temperatur unterhalb der bestimmten Betriebstemperatur auf, so kann eine Umwandlung der unerwünschten Abgasbestandteile nicht oder nur unvollständig erfolgen. Um die Abgasnachbehandlungseinrichtung, welche in Bezug auf das Abgas stromabwärts der Brennräume angeordnet ist, schneller zu erwärmen, ist die Sekundärluftzuführeinrichtung vorgesehen. Mittels dieser kann Frischluft in die Abgasleitungen eingebracht werden, welche nachfolgend mit noch in dem Abgas enthaltenem, unverbranntem Kraftstoff exotherm reagiert. Dieser Vorgang wird als thermische Nachverbrennung bezeichnet.For this purpose, the exhaust gas aftertreatment device must be brought to a certain operating temperature. If the exhaust gas aftertreatment device has a temperature below the specific operating temperature, the undesired exhaust gas constituents cannot or only incompletely be converted. In order to heat the exhaust gas aftertreatment device, which is arranged downstream of the combustion chambers with respect to the exhaust gas, more quickly, the secondary air supply device is provided. By means of this, fresh air can be introduced into the exhaust gas lines, which subsequently reacts exothermically with unburned fuel still contained in the exhaust gas. This process is known as thermal post-combustion.
Auf diese Weise wird in das Abgas zusätzliche Wärme eingebracht, welche die Abgasnachbehandlungseinrichtung erwärmt und somit schneller auf die bestimmte Betriebstemperatur bringt.In this way, additional heat is introduced into the exhaust gas, which heats the exhaust gas aftertreatment device and thus brings it to the specific operating temperature more quickly.
Zur Zuführung der Frischluft weist die Sekundärluftzuführeinrichtung mehrere Sekundärluftleitungen auf. Jede Sekundärluftleitung ist an zumindest eine der Abgasleitungen angeschlossen. Auf der der jeweiligen Abgasleitung abgewandten Seite der entsprechenden Sekundärluftleitung mündet letztere in die gemeinsame Zuführleitung ein. Mit Hilfe der Sekundärluftzuführeinrichtung kann also Frischluft zunächst durch die gemeinsame Zuführleitung in die Sekundärluftleitungen und anschließend durch diese in die Abgasleitungen eingebracht werden. In der gemeinsamen Zuführleitung ist häufig ein Sekundärluftventil vorgesehen, mittels welchem die Zuführung von Frischluft nach Erreichen der bestimmten Betriebstemperatur durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung unterbrochen wird. Die Frischluft wird also lediglich bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine zugeführt, solange die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Temperatur aufweist, welche geringer ist als die bestimmte Betriebstemperatur. Durch das Vorsehen der Sekundärluftzuführeinrichtung wird jedoch das mittels der Brennkraftmaschine erreichbare Drehmoment reduziert, weil die erreichbare Brennraumfüllung der Brennräume herabgesetzt wird.To supply the fresh air, the secondary air supply device has several secondary air lines. Each secondary air line is connected to at least one of the exhaust lines. On the side of the corresponding secondary air line facing away from the respective exhaust gas line, the latter opens into the common supply line. With the aid of the secondary air supply device, fresh air can therefore first be introduced through the common supply line into the secondary air lines and then through these into the exhaust gas lines. A secondary air valve is often provided in the common supply line, by means of which the supply of fresh air is interrupted by the exhaust gas aftertreatment device after the specific operating temperature has been reached. The fresh air is therefore only supplied to the internal combustion engine during a cold start, as long as the exhaust gas aftertreatment device has a temperature which is lower than the specific operating temperature. By providing the secondary air supply device, however, the torque achievable by means of the internal combustion engine is reduced because the achievable combustion chamber filling of the combustion chambers is reduced.
Aus dem Stand der Technik ist zum Beispiel die Druckschrift
Weiterhin offenbart die Druckschrift
Zudem beschreibt die Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abgasreinigungseinrichtung vorzuschlagen, welches den eingangs genannten Nachteil nicht aufweist, sondern insbesondere trotz der Sekundärluftzuführeinrichtung eine hohe Brennraumfüllung und somit das Bereitstellen eines Drehmoments ermöglicht, welches ohne die Sekundärluftzuführeinrichtung realisierbar wäre.It is the object of the invention to propose an exhaust gas purification device which does not have the disadvantage mentioned at the beginning, but in particular, despite the secondary air supply device, enables a high combustion chamber filling and thus the provision of a torque that could be achieved without the secondary air supply device.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Abgasreinigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Dabei ist vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtungen als gemeinsame Querschnittsverstelleinrichtung vorliegen, die in Form eines Drehstellers oder Schiebestellers vorliegt und ein drehbares oder verschiebbares, in dem Abgaskrümmer gelagertes Schließelement aufweist, mittels welchem eine der jeweiligen Abgasleitung abgewandte Strömungsöffnung der Sekundärluftleitung verschließbar ist.According to the invention, this is achieved with an exhaust gas cleaning device having the features of
Grundsätzlich ist vorgesehen, dass jeder der Sekundärluftleitungen eine Querschnittsverstelleinrichtung zur Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung und der zumindest einen angeschlossenen Abgasleitungen zugeordnet ist. Die Verminderung des bereitstellbaren Drehmoments der Brennkraftmaschine tritt durch die Verbindung der einzelnen Abgasleitungen miteinander über die Sekundärluftleitungen und die gemeinsame Zuführleitung auf. Das bedeutet, dass es aufgrund der Zündreihenfolge der Brennkraftmaschine und den aus dieser resultierenden Druckpulsationen in den Abgasleitungen beziehungsweise dem Abgaskrümmer zu einem Überströmen von Abgas zwischen den einzelnen Brennräumen der Zylinder durch die Abgasleitungen kommen kann. Dies bedingt eine verminderte Brennraumfüllung mit Frischluft. Entsprechend wird das mit der Brennkraftmaschine erzielbare Drehmoment reduziert. Diese Reduzierung wird durch die Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung und den Abgasleitungen entgegengewirkt. Bei unterbrochener Strömungsverbindung liegt also keinerlei Verbindung zwischen allen Bereichen der Zuführleitung und der an die jeweilige Sekundärluftleitung angeschlossene, wenigstens eine Abgasleitung und insbesondere keine Verbindung zwischen der angeschlossenen der Abgasleitungen und einer anderen der Abgasleitungen vor.Basically, it is provided that each of the secondary air lines is assigned a cross-section adjustment device for interrupting the flow connection between the supply line and the at least one connected exhaust gas lines. The reduction in the torque that can be provided by the internal combustion engine occurs as a result of the connection of the individual exhaust lines to one another via the secondary air lines and the common supply line. This means that due to the ignition sequence of the internal combustion engine and the resulting pressure pulsations in the exhaust pipes or the exhaust manifold, exhaust gas can flow over between the individual combustion chambers of the cylinders through the exhaust pipes. This requires a reduced filling of the combustion chamber with fresh air. The torque that can be achieved with the internal combustion engine is correspondingly reduced. This reduction is counteracted by the interruption of the flow connection between the supply line and the exhaust lines. When the flow connection is interrupted, there is no connection between all areas of the supply line and the at least one exhaust gas line connected to the respective secondary air line, and in particular no connection between the connected exhaust gas lines and another one of the exhaust gas lines.
Die Querschnittsverstelleinrichtung kann zu diesem Zweck in der wenigstens einen der Sekundärluftleitungen und/oder der Zuführleitung vorgesehen sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Mündung der jeweiligen Sekundärluftleitung in die Zuführleitung durch die Querschnittsverstelleinrichtung verschlossen wird. Auf diese Weise kann Abgas aus der Abgasleitung nicht durch die jeweilige Sekundärluftleitung in eine andere der Sekundärluftleitungen und damit eine andere der Abgasleitungen gelangen. Das Überströmen von Abgas zwischen den Abgasleitungen beziehungsweise den Brennräumen und damit das Entstehen der Drehmomentreduktion werden somit verhindert. Dennoch kann bis zum Erreichen der bestimmten Betriebstemperatur durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung mittels der Sekundärluftzuführeinrichtung Sekundärluft in die Abgasleitungen eingebracht werden. Die Erfindung ermöglicht zudem eine Vergrößerung der Sekundärluftleitungen hinsichtlich ihres Querschnitts, weil der Effekt des Überströmens nicht mehr berücksichtigt werden muss. Entsprechend kann der Strömungswiderstand der Sekundärluftleitungen verringert werden. Die Vergrößerung des Querschnitts der Sekundärluftleitungen wirkt sich schließlich auch positiv auf eventuelle Verkokungserscheinungen in den Sekundärluftleitungen aus.For this purpose, the cross-section adjustment device can be provided in the at least one of the secondary air lines and / or the supply line. In particular, it is advantageous if the opening of the respective secondary air line into the supply line is closed by the cross-section adjustment device. In this way, exhaust gas from the exhaust gas line cannot pass through the respective secondary air line into another one of the secondary air lines and thus another one of the exhaust gas lines. The overflow of exhaust gas between the exhaust pipes or the combustion chambers and thus the occurrence of the torque reduction are thus prevented. Nevertheless, until the specific operating temperature is reached, secondary air can be introduced into the exhaust gas lines by the exhaust gas aftertreatment device by means of the secondary air supply device. The invention also enables the secondary air lines to be enlarged in terms of their cross section, because the overflow effect no longer has to be taken into account. The flow resistance of the secondary air lines can be reduced accordingly. The enlargement of the cross-section of the secondary air lines ultimately also has a positive effect on possible coking phenomena in the secondary air lines.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Sekundärluftleitung eine Querschnittsverstelleinrichtung zugeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es selbstverständlich, wenn alle Sekundärluftleitungen mit Hilfe von Querschnittsverstelleinrichtungen verschließbar beziehungsweise freigebbar sind. Auf diese Weise kann das Überströmen von jeder der Abgasleitungen in eine andere der Abgasleitungen verhindert werden. Entsprechend kann nach dem Erreichen der Betriebstemperatur durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung das Auftreten der Drehmomentreduktion vollständig unterbunden werden.According to the invention it is provided that a cross-section adjustment device is assigned to each secondary air line. It is of course particularly advantageous if all secondary air lines can be closed or released with the aid of cross-section adjustment devices. In this way, the overflow from each of the exhaust pipes into another one of the exhaust pipes can be prevented. Accordingly, the occurrence of the torque reduction can be completely prevented after the exhaust gas aftertreatment device has reached the operating temperature.
Die Erfindung sieht vor, dass die Querschnittsverstelleinrichtungen für zumindest einige der Sekundärluftleitungen als gemeinsame Querschnittsverstelleinrichtung vorliegen. Durch das Vorsehen der gemeinsamen Querschnittsverstelleinrichtung kann mit geringem Aufwand das Unterbrechen der Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung und den Abgasleitungen für mehrere Sekundärluftleitungen gleichzeitig erreicht werden. Insbesondere ist lediglich eine Stelleinrichtung für die gemeinsame Querschnittsverstelleinrichtung vorgesehen, welche dem gemeinsamen und gleichzeitigen Verstellen der Querschnittsverstelleinrichtungen der entsprechenden Sekundärluftleitungen dient. Es müssen also nicht mehrere, insbesondere unabhängig voneinander betätigbare, Stelleinrichtungen vorgesehen sein, obwohl dies selbstverständlich gleichwohl möglich ist.The invention provides that the cross-section adjustment devices for at least some of the secondary air lines are present as a common cross-section adjustment device. By providing the common cross-section adjustment device, the interruption of the flow connection between the supply line and the exhaust lines for a plurality of secondary air lines can be achieved at the same time with little effort. In particular, there is only one setting device for the common cross-section adjustment device is provided, which is used for the joint and simultaneous adjustment of the cross-section adjustment devices of the corresponding secondary air lines. It is therefore not necessary to provide a plurality of actuating devices that can in particular be actuated independently of one another, although this is of course nevertheless possible.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtung in Form eines Drehstellers oder Schiebestellers vorliegt. Die Betätigung der Querschnittsverstelleinrichtung kann also durch Drehen des Drehstellers oder Verschieben des Schiebestellers erfolgen. Der Drehsteller beziehungsweise Schiebesteller verfügt über ein drehbares (Drehsteller) oder verschiebbares beziehungsweise verlagerbares (Schiebesteller) Schließelement. Das Schließelement kann beispielsweise als Küken ausgebildet sein, also eine Kegelstumpfform aufweisen. Alternativ kann selbstverständlich auch eine Kugel, ein Zylinderkolben oder ein Zylinder, jeweils mit einer Durchlassöffnung, als Schließelement vorgesehen sein.According to the invention it is provided that the cross-section adjustment device is in the form of a rotary actuator or a sliding plate. The actuation of the cross-section adjustment device can therefore take place by turning the rotary actuator or moving the sliding plate. The rotary actuator or sliding plate has a rotatable (rotary actuator) or displaceable or displaceable (sliding plate) closing element. The closing element can, for example, be designed as a plug, that is to say have the shape of a truncated cone. Alternatively, of course, a ball, a cylinder piston or a cylinder, each with a passage opening, can also be provided as the closing element.
Weiter ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtung ein drehbares oder verschiebbares Schließelement aufweist, mittels welchem eine der jeweiligen Abgasleitung abgewandte Strömungsöffnung der Sekundärluftleitung verschließbar ist. Das Schließelement kann, wie bereits vorstehend ausgeführt, als Teil eines Drehstellers oder Schiebestellers vorliegen und entsprechend drehbar oder verschiebbar sein. Durch das Drehen beziehungsweise Verschieben kann das Schließelement in wenigstens zwei Stellungen gebracht werden, wobei eine der Stellungen eine Freigabestellung und eine andere der Stellungen eine Schließstellung ist. In der Freigabestellung ist die Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung und der der jeweiligen Sekundärluftleitung zugeordneten Abgasleitung freigegeben, sodass Frischluft aus der Zuführleitung über die Sekundärluftleitung in die an diese angeschlossene Abgasleitung gelangen kann.It is further provided according to the invention that the cross-section adjustment device has a rotatable or displaceable closing element, by means of which a flow opening of the secondary air line facing away from the respective exhaust gas line can be closed. As already stated above, the closing element can be present as part of a rotary actuator or sliding actuator and can be rotated or displaced accordingly. By rotating or shifting, the closing element can be brought into at least two positions, one of the positions being a release position and another of the positions being a closed position. In the release position, the flow connection between the supply line and the exhaust line assigned to the respective secondary air line is released, so that fresh air can get from the supply line via the secondary air line into the exhaust line connected to it.
In der Schließstellung ist dagegen das Schließelement derart angeordnet, dass die Strömungsverbindung unterbrochen ist. Entsprechend kann weder Frischluft durch die Sekundärluftleitung in die Abgasleitung noch Abgasleitung über die Sekundärluftleitung in eine andere der Sekundärluftleitungen gelangen. In der Schließstellung ist das Schließelement derart angeordnet, dass die Strömungsöffnung der Sekundärluftleitung abgedeckt und insoweit verschlossen ist. Jede Sekundärluftleitung verfügt über lediglich eine der Abgasleitung abgewandte Strömungsöffnung, welche beispielsweise die Mündung in die Zuführleitung darstellt. Bei freigegebener Strömungsöffnung kann Frischluft aus der Zuführleitung durch die Strömungsöffnung in die Sekundärluftleitung und weiter in die Abgasleitung gelangen.In the closed position, on the other hand, the closing element is arranged in such a way that the flow connection is interrupted. Correspondingly, neither fresh air can get through the secondary air line into the exhaust gas line, nor can the exhaust gas line enter another of the secondary air lines via the secondary air line. In the closed position, the closing element is arranged in such a way that the flow opening of the secondary air line is covered and thus closed. Each secondary air line has only one flow opening facing away from the exhaust gas line, which, for example, represents the opening into the supply line. When the flow opening is released, fresh air can get from the supply line through the flow opening into the secondary air line and further into the exhaust gas line.
Die Erfindung betrifft weiter eine Brennkraftmaschinenanordnung mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasreinigungseinrichtung zur Reinigung von Abgas der Brennkraftmaschine, nämlich gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Brennkraftmaschine mehrere, jeweils an eine Abgasleitung eines Abgaskrümmers angeschlossene Brennräume aufweist und die Abgasreinigungseinrichtung über eine Sekundärluftzuführeinrichtung verfügt, die der Zuführung von Frischluft in die Abgasleitungen dient und mehrere Sekundärluftleitungen aufweist, die jeweils an wenigstens eine der Abgasleitungen angeschlossen und auf ihren den Abgasleitungen abgewandten Seiten in eine gemeinsame Zuführleitung einmünden, wobei jeder der Sekundärluftleitungen eine Querschnittsverstelleinrichtung zur Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung und der zumindest einen angeschlossenen Abgasleitung zugeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtungen als gemeinsame Querschnittsverstelleinrichtung vorliegen, die in Form eines Drehstellers oder Schiebestellers vorliegt und ein drehbares oder verschiebbares, in dem Abgaskrümmer gelagertes Schließelement aufweist, mittels welchem eine der jeweiligen Abgasleitung abgewandte Strömungsöffnung der Sekundärluftleitung verschließbar ist. Die Abgasreinigungseinrichtung kann gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein. The invention further relates to an internal combustion engine arrangement with an internal combustion engine and an exhaust gas purification device for cleaning exhaust gas from the internal combustion engine, namely according to the above statements, the internal combustion engine having a plurality of combustion chambers each connected to an exhaust pipe of an exhaust manifold and the exhaust gas purification device having a secondary air supply device for the supply of fresh air in the exhaust lines and has several secondary air lines, each connected to at least one of the exhaust lines and opening into a common supply line on their sides facing away from the exhaust lines, each of the secondary air lines having a cross-section adjustment device for interrupting the flow connection between the supply line and the at least one connected Exhaust pipe is assigned. It is provided that the cross-section adjustment devices are present as a common cross-section adjustment device, which is in the form of a rotary actuator or sliding plate and has a rotatable or displaceable closing element mounted in the exhaust manifold, by means of which a flow opening of the secondary air line facing away from the respective exhaust gas line can be closed. The exhaust gas cleaning device can be developed in accordance with the above explanations.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschinenanordnung mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasreinigungseinrichtung, -
2 eine schematische Darstellung eines Krümmers der Brennkraftmaschine mit einer Querschnittsverstelleinrichtung und einem Sekundärluftventil, -
3 ein Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der Querschnittsverstelleinrichtung, und -
4 eine zweite Ausführungsform der Querschnittsverstelleinrichtung.
-
1 a schematic representation of an internal combustion engine arrangement with an internal combustion engine and an exhaust gas purification device, -
2 a schematic representation of a manifold of the internal combustion engine with a cross-section adjustment device and a secondary air valve, -
3 a cross section through a first embodiment of the cross section adjustment device, and -
4th a second embodiment of the cross-section adjustment device.
Die
Bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine 2 wird Frischluft durch den Luftfilter 9 angesaugt und durch die Hauptzuführleitung 7 und die Verbindungsleitungen 8 den Brennräumen 5 der Zylinder 4 zugeführt. Neben der Frischluft wird den Brennräumen 5 auch Kraftstoff zugeführt, beispielsweise in Form eines Kraftstoff-Luft-Gemischs oder per Direkteinspritzung. Der Kraftstoff verbrennt zusammen mit der Luft, wobei Abgas entsteht, welches durch Abgasleitungen 10 aus den Brennräumen 5 ausgebracht wird. Den Brennräumen 5 ist dabei vorzugsweise jeweils eine Abgasleitung 10 zugeordnet. Die Abgasleitungen 10 münden auf ihren den Brennräumen 5 abgewandten Seiten in eine Sammelleitung 11 ein. Die Abgasleitungen 10 und/oder wenigstens ein Bereich der Sammelleitung 11 können Bestandteil eines Abgaskrümmers 12 der Brennkraftmaschine 2 sein. Das von der Brennkraftmaschine 2 produzierte Abgas wird durch die Sammelleitung 11 einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 13, beispielsweise einem Katalysator, zugeführt. Nachfolgend wird es, zum Beispiel durch einen Auspuff eines Kraftfahrzeugs, in eine Umgebung der Brennkraftmaschinenanordnung 1 ausgebracht.When the
Bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2 ist die Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 kleiner als eine bestimmte Betriebstemperatur. Erst ab Erreichen dieser Betriebstemperatur kann jedoch das der Abgasnachbehandlungseinrichtung 13 zugeführte Abgas von dieser mit ausreichender Effizienz gereinigt werden, also beispielsweise die darin enthaltenen Schadstoffe umgewandelt werden. Aus diesem Grund weist die Abgasreinigungseinrichtung 3 eine Sekundärluftzuführeinrichtung 14 auf, die über mehrere Sekundärluftleitungen 15 verfügt. Die Sekundärluftleitungen 15 sind jeweils an zumindest eine der Abgasleitungen 10 angeschlossen beziehungsweise münden in diese ein. Mit ihren der jeweiligen Abgasleitung 10 abgewandten Seiten münden sie in eine gemeinsame Zuführleitung 16 ein, welche auf ihrer den Sekundärluftleitungen 15 abgewandten Seite ihrerseits an einen weiteren Luftfilter 17 angeschlossen ist. Der Luftfilter 17 kann dabei auch gemeinsam mit dem Luftfilter 9 ausgebildet sein oder die Zuführleitung 16 an die Hauptzuführleitung 7 angeschlossen sein. Es ist nun vorgesehen, dass wenigstens eine der Sekundärluftleitungen 15, vorzugsweise alle Sekundärluftleitungen 15, eine Querschnittsverstelleinrichtung 18 (hier nicht dargestellt) aufweisen, mittels welchen die Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung 16 und der mindestens einen Abgasleitung 10 unterbrechbar ist.During a cold start of the
Dies ist anhand der
Durch Drehung ist das Schließelement 23 in wenigstens eine Freigabestellung und wenigstens eine Schließstellung verbringbar. In der hier dargestellten Schließstellung korrespondieren die Auslassöffnungen 24 nicht mit den Sekundärluftleitungen 15, sodass die Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung 16 beziehungsweise dem Inneren des Schließelements 23 und den Sekundärluftleitungen 15 unterbrochen ist. Entsprechend ist auch die Strömungsverbindung zwischen der Zuführleitung 16 und den Abgasleitungen 10 nicht freigegeben. In der Freigabestellung dagegen sind die Auslassöffnungen 24 zumindest teilweise in Deckung mit den Strömungsöffnungen 24 angeordnet, sodass Frischluft aus der Zuführleitung 16 in die Sekundärluftleitungen 15 und damit in die Abgasleitungen 10 strömen kann, sofern das Sekundärluftventil 19 die Strömungsverbindung von dem Luftfilter 17 freigegeben hat. Selbstverständlich kann auch auf das Sekundärluftventil 19 verzichtet werden und das Unterbrechen beziehungsweise Freigeben der Strömungsverbindung zwischen dem Luftfilter 17 und den Sekundärluftleitungen 15 allein mit Hilfe der Querschnittsverstelleinrichtungen 18 beziehungsweise der gemeinsamen Querschnittsverstelleinrichtungen 21 realisiert sein.The closing
Die
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BrennkraftmaschinenanordnungInternal combustion engine assembly
- 22
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 33
- AbgasreinigungseinrichtungExhaust gas cleaning device
- 44th
- Zylindercylinder
- 55
- BrennraumCombustion chamber
- 66th
- FrischluftzuführeinrichtungFresh air supply device
- 77th
- HauptzuführeinrichtungMain feeder
- 88th
- VerbindungsleitungConnecting line
- 99
- LuftfilterAir filter
- 1010
- AbgasleitungExhaust pipe
- 1111th
- SammelleitungManifold
- 1212th
- AbgaskrümmerExhaust manifold
- 1313th
- AbgasnachbehandlungseinrichtungExhaust aftertreatment device
- 1414th
- SekundärluftzuführeinrichtungSecondary air supply device
- 1515th
- SekundärluftleitungSecondary air duct
- 1616
- ZuführleitungFeed line
- 1717th
- LuftfilterAir filter
- 1818th
- QuerschnittsverstelleinrichtungCross-section adjustment device
- 1919th
- SekundärluftventilSecondary air valve
- 2020th
- StrömungsöffnungFlow opening
- 2121
- gem. Querschnittsverstelleinrichtungaccording to cross-section adjustment device
- 2222nd
- DrehstellerTurntable
- 2323
- SchließelementClosing element
- 2424
- AuslassöffnungOutlet opening
- 2525th
- Pfeilarrow
- 2626th
- SchiebestellerSliding plate
- 2727
- Pfeilarrow
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Family Applications (1)
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DE102012009355.1A Active DE102012009355B4 (en) | 2011-12-09 | 2012-05-10 | Exhaust gas cleaning device and internal combustion engine arrangement |
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---|---|
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DE4140986A1 (en) | 1991-12-12 | 1993-06-17 | Emitec Emissionstechnologie | ARRANGEMENT FOR EXHAUST GAS PURIFICATION, ESPECIALLY OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES FOR MOTOR VEHICLES |
DE4445971A1 (en) | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Bosch Gmbh Robert | Secondary air supply control process for IC engine |
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EP2075445A1 (en) | 2007-12-27 | 2009-07-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Secondary air supply system and vehicle |
-
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- 2012-05-10 DE DE102012009355.1A patent/DE102012009355B4/en active Active
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Also Published As
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