DE102012207885A1

DE102012207885A1 - Vorverdichtungs- und Abgassystem

Info

Publication number: DE102012207885A1
Application number: DE102012207885A
Authority: DE
Inventors: John R. Bucknell; Dominique T. Lester; Rodney E. Baker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2012-11-22
Also published as: CN102787906A; US20120291431A1; US8528327B2

Abstract

Bei einer beispielhaften Ausführungsform eines Abgassystems umfasst das System einen Auspuffkrümmer, der in Fluidverbindung mit einem Verbrennungsmotor steht, und eine Vorverdichtungseinrichtung, die in Fluidverbindung mit dem Auspuffkrümmer steht, wobei die Vorverdichtungseinrichtung ein Gehäuse aufweist. Das System umfasst ferner eine Strömungssteuereinrichtung, um die Fluidverbindung zwischen der Vorverdichtungseinrichtung und einem katalytischen Substrat zu steuern und um die Fluidverbindung zwischen dem Auspuffkrümmer und dem katalytischen Substrat zu steuern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf Abgassysteme und Vorverdichtungssysteme für Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
Ein Motorsteuermodul eines Verbrennungsmotors steuert das Gemisch aus Treibstoff und Luft, das zu Verbrennungskammern des Motors geliefert wird. Nachdem das Luft/Treibstoff-Gemisch gezündet ist, findet eine Verbrennung statt und die Verbrennungsgase verlassen die Verbrennungskammern durch Abgasventile. Die Verbrennungsgase werden durch einen Auspuffkrümmer zu einem Katalysator (oder ”katalytischen Umwandler”) und/oder anderen Abgasnachbehandlungssystemen geleitet.
Während Motorbetriebsabschnitten, wie während der Inbetriebnahme, treten Verbrennungsgase in das Abgassystem ein, während Bestandteile des Nachbehandlungssystems, wie der Katalysator, noch nicht erhitzt sind, um ausreichend Schmutzstoffe zu entfernen, so dass Vorschriften eingehalten werden. Während der Inbetriebnahme umfassen die Vorverdichtungseinrichtungen ferner Komponenten wie Turbinenräder, welche als Wärmesenken wirken, wodurch das Aufheizen von Abgassystemkomponenten verlangsamt wird. Daher kann während der Inbetriebnahme die Strömung von Abgas zur Kühlung von Abgassystemkomponenten wie den Katalysator aufgrund der entsprechend niedrigeren Leistung des Katalysators zu unerwünschten Emissionsniveaus führen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Abgassystem einen Auspuffkrümmer, der in Fluidverbindung mit einem Verbrennungsmotor steht, und eine Vorverdichtungseinrichtung, die in Fluidverbindung mit dem Auspuffkrümmer steht, wobei die Vorverdichtungseinrichtung ein Gehäuse aufweist. Das System umfasst ferner eine Strömungssteuereinrichtung, um die Fluidverbindung zwischen der Vorverdichtungseinrichtung und einem Katalysatorsubstrat zu steuern und um die Fluidverbindung zwischen dem Auspuffkrümmer und dem Katalysatorsubstrat zu steuern.
Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Abgassystem einen Auspuffkrümmer, der in Fluidverbindung mit einem Verbrennungsmotor steht, ein Vorverdichtungseinrichtungsgehäuse, das in Fluidverbindung mit dem Auspuffkrümmer steht, und einen Kohlenwasserstoffadsorber, der in dem Vorverdichtungseinrichtungsgehäuse angeordnet ist und stromabwärts der Vorverdichtungseinrichtung und des Auspuffkrümmers positioniert ist und stromaufwärts eines Katalysatorsubstrats positioniert ist. Das System umfasst ferner eine erste Strömungssteuereinrichtung, um die Fluidverbindung zwischen der Vorverdichtungseinrichtung und dem Gehäuse zu steuern, und eine zweite Strömungssteuereinrichtung, um die Fluidverbindung zwischen dem Auspuffkrümmer und dem Kohlenwasserstoffadsorber in dem Vorverdichtungseinrichtungsgehäuse zu steuern.
Bei noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Leiten von Abgas das Empfangen von Abgas aus einem Verbrennungsmotor in einen Auspuffkrümmer und das Steuern einer ersten Strömung von Abgas von dem Auspuffkrümmer über eine Vorverdichtungseinrichtung in einen ersten Durchgang eines Gehäuses stromabwärts der Vorverdichtungseinrichtung. Das Verfahren umfasst auch das Steuern einer zweiten Strömung des Abgases vom Auspuffkrümmer in einen zweiten Durchgang des Gehäuses, wobei der zweite Teil des Gehäuses einen Kohlenwasserstoffadsorber umfasst, der stromaufwärts eines Katalysatorsubstrats positioniert ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung leicht offensichtlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen, nur in beispielhafter Weise, in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen, wobei die detaillierte Beschreibung sich auf die Zeichnungen bezieht, in denen
1 einen beispielhaften Verbrennungsmotor zeigt;
2 eine Seitenschnittansicht eines Teils eines beispielhaften Turboladers ist; und
3 eine Seitenschnittansicht eines Teils eines beispielhaften Turboladers ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Es versteht sich, dass überall in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt 1 einen beispielhaften Verbrennungsmotor 100, in diesem Fall einen Vierzylinder-Reihenmotor, umfassend eine Motorblock- und Zylinderkopfanordnung 104, ein Abgassystem 106, eine Vorverdichtungseinrichtung, wie beispielsweise einen Turbolader 108, und eine Steuereinrichtung 110. Gekoppelt an die Motorblock- und Zylinderkopfanordnung 104 ist ein Auspuffkrümmer 120, welcher in die Motorblock- und Zylinderkopfanordnung 104 integriert sein oder außerhalb davon liegen kann. Zusätzlich umfasst die Motorblock- und Zylinderkopfanordnung 104 Zylinder (nicht gezeigt), wobei die Zylinder ein Gemisch aus Verbrennungsluft und Treibstoff erhalten. Das Verbrennungsluft/Treibstoff-Gemisch wird verbrannt, was in einer Hin- und Herbewegung von Kolben (nicht gezeigt) resultiert, welche in den Zylindern angeordnet sind. Die Hin- und Herbewegung der Kolben rotiert eine Kurbelwelle (nicht gezeigt), um Bewegungsenergie an einen Fahrzeugantriebsstrang (nicht gezeigt) oder an einen Generator oder einen anderen stationären Empfänger einer solchen Energie (nicht gezeigt) im Falle einer stationären Anwendung des Verbrennungsmotors 100 zuzuführen. Die Verbrennung des Luft/Treibstoff-Gemischs verursacht eine Strömung von Abgas 122 durch den Auspuffkrümmer 120, den Turbolader 108 und in das Abgassystem 106. Beispielhafte Ausführungsformen des Turboladers 108 können Twin-Scroll- oder Twin-Turbo-Technologie verwenden.
Das Abgassystem 106 umfasst ein Behältnis 126, welcher ein katalytisch beschichtetes Substrat 128 aufweist, das innerhalb des Behältnisses 126 (d. h. einer Abgasbehandlungseinrichtung) positioniert ist, sowie eine optionale Unterboden-Abgasbehandlungseinrichtung 130. Das Abgas 132 strömt von dem Turbolader 108 durch das Abgassystem 106, um Schmutzstoffe zu reduzieren, und wird dann in die Atmosphäre entlassen. Bei der dargestellten Ausführungsform treibt die Abgasströmung 122 ein Turbinenrad (nicht gezeigt) des Turboladers an, wodurch Energie zum Herstellen einer komprimierten Ladeluft 142 zur Verfügung gestellt wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird die komprimierte Ladeluft 142 durch einen Ladekühler 144 gekühlt und durch die Leitung 146 zu einem Ausgangskrümmer 148 geleitet. Die komprimierte Ladeluft 142 stellt zusätzliche Verbrennungsluft (im Vergleich zu einem nichtturbogeladenen, normal-angesaugten Motor) für die Verbrennung mit Treibstoff in den Zylindern (nicht gezeigt) zur Verfügung, wodurch die Energieausgabe und Effizienz des Verbrennungsmotors 100 verbessert wird. Das katalytisch beschichtete Substrat 128 kann jegliches geeignete Katalysatordesign sein, das dazu ausgebildet ist, Schmutzstoffe aus einer Gasströmung zu reduzieren, wie beispielsweise ein Drei-Wege-Katalysator. Der hier verwendete Begriff Steuereinrichtung bezieht sich auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektrischen Schaltkreis, einen Prozessor (geteilt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der eine oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, einen kombinatorischen Logik-Kreis und/oder andere geeignete Kormponenten, die die beschriebene Funktionalität zur Verfügung stellen.
Mit fortwährendem Bezug auf 1 können während der Inbetriebnahme des beispielhaften Verbrennungsmotors 100 Komponenten, wie beispielsweise das katalytisch beschichtete Substrat 128, eine ausgewählte Zeitdauer in Anspruch nehmen, um auf eine Betriebstemperatur aufgewärmt zu werden. Wenn es auf die Betriebstemperatur erwärmt ist, entfernt insbesondere das katalytisch beschichtete Substrat 128 Schmutzstoffe effizienter aus dem Abgas 132. Entsprechend werden ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Turbolader 108 und das Abgassystem 106 zur Verfügung gestellt, um es dem katalytisch beschichteten Substrat 128 zu ermöglichen, bei der Betriebstemperatur Schmutzstoffe in der Abgasströmung 122, 132 zu entfernen, wodurch Emissionen reduziert werden. Wie hierin diskutiert, ist die Betriebstemperatur für das katalytisch beschichtete Substrat 128 eine Temperatur oder ein Bereich von Temperaturen, wo der Katalysator fähig ist, eine genügende Menge von Schmutzstoffen zu entfernen, um ausgewählte Ziele zu erreichen, wie das Einhalten von Emissionsstandards.
2 ist eine Seitenschnittansicht eines Teils des beispielhaften Turboladers 108, der mit dem Auspuffkrümmer 120 in Fluidverbindung steht. Somit wird der Turbolader 108 durch die Abgasströmung 122 angetrieben, der von dem Auspuffkrümmer 120 empfangen wird. Der Turbolader 108 umfasst ein Gehäuse 200, welches über eine Achse 204 ein Turbinenrad 202 enthält, welches an ein Kompressorrad (nicht gezeigt) gekoppelt ist. Das Gehäuse 200 enthält auch eine erste Strömungssteuereinrichtung 206 und eine zweite Strömungssteuereinrichtung 208. Ferner weist das Gehäuse 200 Durchgänge auf, die in Fluidverbindung mit dem katalytisch beschichteten Substrat 128 (1) stehen. Die erste Strömungssteuereinrichtung 206 ist in einer isolierten oder offenen Position gezeigt. Eine geschlossene Position 210 der ersten Strömungssteuereinrichtung 206 ist auch gezeigt, wobei die geschlossene Position 210 eine erste Abgasströmung 212 aus dem Turbolader 108 ermöglicht. In der isolierten oder offenen Position der ersten Strömungssteuereinrichtung 206 ist die erste Abgasströmung 212 durch den Turbolader 108 begrenzt. Wenn sich die erste Strömungssteuereinrichtung 206 in der geschlossenen Position 210 befindet, ist ferner eine zweite Abgasströmung 214 aus dem Auspuffkrümmer 120 begrenzt. Bei einer Ausführungsform befindet sich die erste Strömungssteuereinrichtung 206 während einer Motorinbetriebnahmedauer in der isolierten Position, wobei die zweite Abgasströmung 214 als Abgasströmung 132 stromabwärts in das katalytisch beschichtete Substrat 128 (1) strömt. Die Abgasströmung (132, 214) strömt in das katalytisch beschichtete Substrat 128, um das katalytisch beschichtete Substrat 128 auf eine Betriebstemperatur zu erwärmen, wodurch die Schmutzstoffreduktion verbessert wird. Nachdem das katalytisch beschichtete Substrat 128 die Betriebstemperatur erreicht hat, bewegt sich die erste Strömungssteuereinrichtung 206 in die geschlossene Position 210, wodurch die erste Abgasströmung 212 aus dem Turbolader 108 ermöglicht wird. Somit wird während der Inbetriebnahmedauer die erste Abgasströmung 212 begrenzt, um ein Aufheizen des katalytisch beschichteten Substrats 128 durch die zweite Abgasströmung 214 zu ermöglichen. Dies sorgt für ein schnelleres Aufheizen des katalytisch beschichteten Substrats 128 auf die geeignete Betriebstemperatur, verglichen mit einem Strömen des gesamten Abgases durch den Turbolader 108, der als Wärmesenke agieren kann, die das Aufheizen des katalytisch beschichteten Substrats 128 verlangsamt und erhöhte Emissionen während der Inbetriebnahme verursachen kann. Entsprechend verbessert die Anordnung die Schmutzstoffreduktion während der Inbetriebnahme durch das Leiten von Abgas (214, 132) zum Erhitzen des katalytisch beschichteten Substrats 128.
Beispielhafte Strömungssteuereinrichtungen (206, 208) können wie folgt arbeiten: Die erste Strömungssteuereinrichtung 206 befindet sich während einer Motorinbetriebnahmedauer in der isolierten Position, um es der zweiten Abgasströmung 214 zu ermöglichen, von dem Auspuffkrümmer 120 stromabwärts und in das katalytisch beschichtete Substrat 128 zu strömen. Während dieser Zeit ist die zweite Strömungssteuereinrichtung 208 geschlossen. Die zweite Abgasströmung 214 strömt an dem Turbinenrad 202 vorbei, um das katalytisch beschichtete Substrat 128 schnell auf eine Betriebstemperatur zu erhitzen. Nach dem Erhitzen des Katalysators auf dem katalytisch beschichteten Substrat 128 auf die Betriebstemperatur kann sich die erste Strömungssteuereinrichtung 206 zu einer vollständigen (210) oder teilweise begrenzten Strömungsposition bewegen, wodurch die erste Abgasströmung 212 in das erhitzte katalytisch beschichtete Substrat 128 erlaubt wird. Entsprechend erhitzt die Anordnung das katalytisch beschichtete Substrat 128 während der Inbetriebnahmedauer schnell mit der Abgasströmung 214 direkt aus dem Motorauspuffkrümmer 120, um die Schmutzstoffreduktion zu verbessern. Bei einer Ausführungsform sind die Strömungssteuereinrichtungen (206, 208) jegliche geeignete Einrichtungen, um basierend auf der Einrichtungsposition selektiv die Fluidströmung oder eine Fluidverbindung zwischen Durchgängen, Gehäusen und/oder Hohlräumen zu steuern und zu begrenzen. Die zweite Strömungssteuereinrichtung 208 arbeitet als Wastegate-Ventil, um einen Ladedruck des Turboladers 108 während des Betriebs zu steuern. Exemplarische Strömungssteuereinrichtungen (206, 208) umfassen Tore oder Ventile, die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch gesteuert werden. Die Strömungssteuereinrichtungen (206, 208) können an eine geeignete Steuereinrichtung, wie die Steuereinrichtung 110 (1) gekoppelt sein. Wie hierin diskutiert, umfasst das Begrenzen der Fluidströmung ein teilweises und/oder komplettes Begrenzen der Strömung, wobei die Menge an strömendem Fluid abhängig von Systembeschränkungen und gewünschter Leistung gesteuert werden kann.
3 ist eine Seitenschnittansicht eines Teils eines beispielhaften Turboladers 301, der in Fluidverbindung mit dem Auspuffkrümmer 120 steht. Der Turbolader 301 ist dazu ausgebildet, um die Abgasströmung 122 aus dem Auspuffkrümmer 120 zu empfangen. Der Turbolader 301 umfasst ein Gehäuse 300, das ein Turbinenrad 302 enthält, welches über eine Achse 304 mit einem Kompressorrad (nicht gezeigt) verbunden ist. Das Gehäuse 300 enthält auch eine erste Strömungssteuereinrichtung 306, eine zweite Strömungssteuereinrichtung 308 und eine dritte Strömungssteuereinrichtung 310. Die erste Strömungssteuereinrichtung 306 ist in einer isolierten Position gezeigt. Zusätzlich ist eine offene Position 311 der ersten Strömungssteuereinrichtung 306 gezeigt, wobei die offene Position 311 eine erste Abgasströmung 312 durch den Turbolader 301 ermöglicht. In der beschriebenen isolierten Position ist die erste Abgasströmung 312 aus dem Turbolader 301 durch die erste Strömungssteuereinrichtung 306 begrenzt. Die zweite Strömungssteuereinrichtung 308 ist in einer offenen Position gezeigt, die eine zweite Abgasströmung 314 in einen Kohlenwasserstoffadsorber 318 erlaubt, der in einem ringförmigen Durchgang 320 angeordnet ist. Eine geschlossene Position 313 der zweiten Strömungssteuereinrichtung 308 begrenzt die zweite Abgasströmung 314, um die Strömung in den Kohlenwasserstoffadsorber 318 zu reduzieren oder zu begrenzen. Die Höhe der Strömungsbegrenzung, die durch die Position der zweiten Strömungssteuereinrichtung 308 verursacht wird, kann abhängig von Systembedingungen variieren, wie untenstehend beschrieben wird. Die beispielhafte dritte Strömungssteuereinrichtung 310 ist ein Wastegate-Ventil, um einen Ladedruck des Turboladers 301 während des Betriebs zu steuern. In einer Ausführungsform sind die Strömungssteuereinrichtungen (306, 308, 310) jegliche geeignete Einrichtungen, um selektiv die Fluidströmung basierend auf der Einrichtungsposition zu steuern. Ferner können die Strömungssteuereinrichtungen (306, 308, 310) eine einzelne Strömungssteuereinrichtung oder eine Vielzahl von Strömungssteuereinrichtungen umfassen. Beispielhafte Strömungssteuereinrichtungen (306, 308, 310) umfassen Tore oder Ventile, die elektronisch, hydraulisch oder pneumatisch gesteuert werden. Das Gehäuse 300 kann aus einem einzigen Teil eines Gussmetalls oder einer Mehrzahl von Teilen geformt sein, die über Schweißnähte, Verbindungsmittel oder andere geeignete Verbundeinrichtungen verbunden sind. Ferner hat das Gehäuse 300 integrierte Durchgänge oder Leitungen oder weist diese auf, die in Fluidverbindung mit einem katalytisch beschichteten Substrat 128 stehen.
Beispielhafte Strömungssteuereinrichtungen (306, 308, 310) können wie folgt arbeiten: Die erste Strömungssteuereinrichtung 306 ist während einer Motorinbetriebnahmedauer in der isolierten Position, wobei die zweite Strömungssteuereinrichtung 308 in einer offenen Position ist, um der zweiten Abgasströmung 314 zu erlauben, aus dem Auspuffkrümmer 120 stromabwärts in den Kohlenwasserstoffadsorber 318 zu strömen. Während dieser Zeit ist die dritte Strömungssteuereinrichtung 310 geschlossen. Der Kohlenwasserstoffadsorber 318 ist dazu ausgebildet, um Kohlenwasserstoffe aus der zweiten Abgasströmung 314 zu adsorbieren, wenn der Kohlenwasserstoffadsorber 318 unterhalb einer ausgewählten Temperatur ist (z. B. während der Inbetriebnahme). Der Kohlenwasserstoffadsorber 318 speichert die Kohlenwasserstoffe ein, während der Kohlenwasserstoffadsorber 318 und das katalytisch beschichtete Substrat 128 während der Inbetriebnahmedauer durch eine Abgasströmung 314 und 326 erhitzt werden. Nach dem Erhitzen des katalytisch beschichteten Substrats 128 auf die Betriebstemperatur erlaubt die zweite Strömungssteuereinrichtung 308 eine teilweise begrenzte zweite Abgasströmung 314, wodurch die Abgasströmung 326 nebst den adsorbierten Kohlenwasserstoffen dazu gebracht wird, von dem Kohlenwasserstoffadsorber 318 in das katalytisch beschichtete Substrat 128 zu strömen. Dementsprechend wird, wenn das katalytisch beschichtete Substrat 128 auf die Betriebstemperatur erhitzt ist, die erste Strömungssteuereinrichtung 306 in die offene Position 311 bewegt, um eine Abgasströmung 312 aus dem Turbolader 301 in einen zentralen Durchgang 324 zu erlauben. Der zentrale Durchgang 324 ist durch eine zentrale Wand 322 des Gehäuses 300 definiert. Die Abgasströmung (312, 132) wird nach der Inbetriebnahmedauer in das katalytisch beschichtete Substrat 128 geleitet, wobei das erhitzte katalytisch beschichtete Substrat 128 Schmutzstoffe aus dem Gas entfernt. Nach der Inbetriebnahmedauer begrenzt die zweite Strömungssteuereinrichtung 308 teilweise die Abgasströmung 314, wobei der Kohlenwasserstoffadsorber 318 durch die zweite Abgasströmung 314 über eine ausgewählte Temperatur hinaus erhitzt wird, um die Kohlenwasserstoffe über die Abgasströmung 326 in das katalytisch beschichtete Substrat 128 zu entlassen. Nachdem ein wesentlicher Anteil der Kohlenwasserstoffe aus dem Kohlenwasserstoffadsorber 318 entlassen worden ist, bewegt sich die zweite Strömungssteuereinrichtung 308 in die geschlossene Position 313. Daher wird während der Inbetriebnahmedauer die erste Abgasströmung 312 durch die erste Strömungssteuereinrichtung 306 begrenzt, während die zweite Strömungssteuereinrichtung 308 die zweite Abgasströmung 314 in den Kohlenwasserstoffadsorber 318 lenkt, um die Schmutzstoffe zu adsorbieren, bis das katalytisch beschichtete Substrat 128 erhitzt ist und in der Lage ist, die Schmutzstoffe zu reduzieren.
Mit fortwährendem Bezug auf 3 ist der Kohlenwasserstoffadsorber 318 ein konzentrisches, ringförmiges Element, das ein Material umfasst, das zum Adsorbieren von Kohlenwasserstoffen ausgebildet ist. Der beispielhafte Kohlenwasserstoffadsorber 318 adsorbiert Kohlenwasserstoffe bei oder unterhalb einer ersten ausgewählten Temperatur, beispielsweise wenn er kühl ist (z. B. während der Inbetriebnahme des Motors). Der Kohlenwasserstoffadsorber 318 erlaubt auch eine begrenzte Abgasströmung 326 (mit entfernten Kohlenwasserstoffen) in das katalytisch beschichtete Substrat 128, wodurch der Katalysator erhitzt wird. Nachdem der Kohlenwasserstoffadsorber 318 auf oder über eine zweite ausgewählte Temperatur erhitzt ist, ist der Kohlenwasserstoffadsorber 318 dazu ausgebildet, einen Teil oder alle der adsorbierten Schmutzmittel zu entlassen. Die zweite ausgewählte Temperatur kann ungefähr dieselbe Temperatur wie die erste ausgewählte Temperatur oder größer als die erste ausgewählte Temperatur sein, abhängig vom Adsorbermaterial. Auf diese Weise ermöglichen die Anordnung des Gehäuses 300, der Kohlenwasserstoffadsorber 318 und die Strömungssteuereinrichtungen (306, 308) eine verbesserte Schmutzstoffreduktion durch die Adsorption von Schmutzstoffen während der Motorinbetriebnahmedauer und bis das katalytisch beschichtete Substrat 128 erhitzt ist, wobei die Schmutzstoffe aus dem Kohlenwasserstoffadsorber 318 in das erhitzte katalytisch beschichtete Substrat 128 entlassen werden, nachdem der Motor und die Komponenten auf ausreichende Betriebstemperaturen erhitzt worden sind.
Während die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen gemacht werden können und Äquivalente für Elemente davon ersetzt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Veränderungen vorgenommen werden, um eine spezielle Situation oder Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne den wesentlichen Umfang davon zu verlassen. Daher ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass die Erfindung auch alle Ausführungsformen einschließt, die in den Umfang dieser Anmeldung fallen.

Claims

Abgassystem, umfassend: einen Auspuffkrümmer, der in Fluidverbindung mit einem Verbrennungsmotor steht; eine Vorverdichtungseinrichtung, die in Fluidverbindung mit dem Auspuffkrümmer steht, wobei die Vorverdichtungseinrichtung ein Gehäuse umfasst; und eine Strömungssteuereinrichtung, um die Fluidverbindung zwischen der Vorverdichtungseinrichtung und einem katalytischen Substrat zu steuern und um die Fluidverbindung zwischen dem Auspuffkrümmer und dem katalytischen Substrat zu steuern.
System nach Anspruch 1, wobei die Strömungssteuereinrichtung eine erste Strömungssteuereinrichtung und eine zweite Strömungssteuereinrichtung umfasst, wobei die erste Strömungssteuereinrichtung eine erste Strömung von Abgas durch die Vorverdichtungseinrichtung und in das katalytische Substrat steuert und die zweite Strömungssteuereinrichtung eine zweite Strömung von Abgas aus dem Auspuffkrümmer und in das katalytische Substrat steuert.
System nach Anspruch 2, wobei die zweite Strömung von Abgas aus dem Auspuffkrümmer eine zweite Strömung von Abgas in das katalytische Substrat umfasst, das dazu ausgebildet ist, ein Erhitzen des katalytischen Substrats während einer Inbetriebnahmedauer zu ermöglichen.
System nach Anspruch 2, umfassend einen Kohlenwasserstoffadsorber innerhalb des Gehäuses, wobei der Kohlenwasserstoffadsorber stromaufwärts des Katalysators und stromabwärts der Strömungssteuereinrichtung positioniert ist.
System nach Anspruch 4, wobei die zweite Strömungssteuereinrichtung die zweite Strömung von Abgas in den Kohlenwasserstoffadsorber steuert, wobei der Kohlenwasserstoffadsorber Kohlenwasserstoffe speichert und es einem Teil des Abgases erlaubt, in das katalytische Substrat zu strömen, um das katalytische Substrat während einer Inbetriebnahmedauer zu erhitzen; und wobei sich die erste Strömungssteuereinrichtung öffnet, um nach der Inbetriebnahmedauer die erste Strömung von Abgas durch die Vorverdichtungseinrichtung in das Gehäuse zu erlauben, während die zweite Strömungssteuereinrichtung eine teilweise begrenzte Strömung der zweiten Strömung von Abgas durch den Kohlenwasserstoffadsorber verursacht, wodurch Kohlenwasserstoffe aus dem Kohlenwasserstoffadsorber freigesetzt werden.
System nach Anspruch 4, wobei der Kohlenwasserstoffadsorber ein konzentrisches, ringförmiges Element ist, das um eine zentrale Wand des Gehäuses herum angeordnet ist, wobei die zentrale Wand einen zentralen Durchgang für die erste Strömung aus der Vorverdichtungseinrichtung in den Katalysator definiert.
Verfahren zum Leiten von Abgas, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Abgas aus einem Verbrennungsmotor in einen Auspuffkrümmer; Steuern einer ersten Strömung von Abgas aus dem Auspuffkrümmer über eine Vorverdichtungseinrichtung in einen ersten Durchgang eines Gehäuses stromabwärts der Vorverdichtungseinrichtung; und Steuern einer zweiten Strömung von Abgas aus dem Auspuffkrümmer in einen zweiten Durchgang des Gehäuses, wobei der zweite Teil des Gehäuses einen Kohlenwasserstoffadsorber umfasst, der stromaufwärts eines Katalysatorsubstrats positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Steuern der zweiten Strömung das Steuern der Strömung in einen konzentrischen, ringförmigen Kohlenwasserstoffadsorber umfasst, der um eine zentrale Wand des Gehäuses herum angeordnet ist, wobei die zentrale Wand den ersten Durchgang für eine Fluidverbindung zwischen der Vorverdichtungseinrichtung in das katalytische Substrat definiert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Steuern der ersten Strömung das Steuern der Strömung durch den ersten Durchgang und in das katalytische Substrat umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Steuern der ersten Strömung das Steuern der ersten Strömung durch die Vorverdichtungseinrichtung in das katalytische Substrat umfasst.