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Die Erfindung betrifft eine Isolierungseinrichtung für einen Abgastrakt eines Verbrennungsmotors, insbesondere für einen Katalysator zur Abgasnachbehandlung, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Abgastrakts eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 6.
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Eine derartige Isolierungseinrichtung ist beispielsweise bereits der
WO 94/09333 (
PCT/US 93/00656 ) als bekannt zu entnehmen. Die dortige Isolierungseinrichtung umfasst eine dynamisch mit einem gasförmigen Medium beaufschlagbare und in Folge der Gasbeaufschlagung verformbare Isolationskammer. Diese Isolationskammer wird durch zwei in geringem Abstand zueinander angeordnete metallische Seitenwände, welche in ihren jeweiligen Randbereichen miteinander gasdicht verbunden sind, gebildet. In Folge einer Gasbeaufschlagung bzw. durch Erzeugen eines Vakuums im Bereich zwischen den metallischen Wänden kann nun die Wärmeleitfähigkeit und damit die Isolationswirkung der gesamten Isolationskammer dynamisch verändert werden. Die Wärmeleitfähigkeit der dortigen Isolierungseinrichtung ist prinzipbedingt in einem relativ geringen Bereich variabel. Des Weiteren ist der Einsatz einer Gaswechseleinrichtung, wie beispielsweise eines Kompressors und damit verbundener Bauraumbedarf unter zusätzlicher Gewichtsbelastung erforderlich.
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Im Zuge strenger Auflagen durch die Abgasgesetzgebung ist es erforderlich, in Kraftwagen, in welchen ein Verbrennungsmotor eingesetzt wird, Abgasnachbehandlungssysteme, wie beispielsweise Katalysatoren einzusetzen, um zu verhindern, dass Schadstoffe wie beispielsweise Stickoxide, Kohlenwasserstoffe oder Kohlenmonoxid in die Umgebungsluft gelangen. Um Schadstoffe des Abgases wirksam konvertieren zu können, ist es erforderlich, die jeweiligen Katalysatoren bei einer bestimmten Mindesttemperatur zu betreiben. Diese Mindesttemperatur, ab welcher ein jeweiliger Katalysator die genannten Schadstoffe des Abgases besonders wirksam konvertiert, wird auch als Light-off-Temperatur bezeichnet. Das zügige Erreichen dieser Light-off-Temperatur ist von erheblicher Bedeutung für die Motorenapplikation, so dass sogar ein erhöhter Kraftstoffverbrauch zum Beschleunigen der Katalysatorerwärmung (Katheizen) in Kauf genommen wird. So ist es beispielsweise üblich, bei Dieselmotoren eine sog. späte Nacheinspritzung vorzunehmen, so dass zumindest ein Teil der Wärmeenergie des eingespritzten Kraftstoffs in den Abgastrakt des Verbrennungsmotors gelangt und dazu beiträgt, dass der Katalysator bzw. die Katalysatoren die Light-off-Temperatur besonders zügig erreichen.
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Da in Hybridfahrzeugen üblicherweise ein Verbrennungsmotor sowie wenigstens ein Elektromotor zum Antreiben des Kraftwagens vorgesehen sind, entstehen viele Betriebssituationen, in welchen der Kraftwagen allein durch den Elektromotor und nicht durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird. Um Kraftstoff zu sparen, wird dabei der Verbrennungsmotor abgestellt, wodurch der Abgastrakt und damit der Katalysator auskühlt. Wird der Verbrennungsmotor nun wieder zugeschaltet, so kann es dazu kommen, dass zum möglichst zügigen Erreichen der Light-off-Temperatur ein erneutes Katheizen verbunden mit erhöhtem Kraftstoffverbrauch erforderlich ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Isolierungseinrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen ein Auskühlen eines Abgastraktes eines Kraftwagens über einen möglichst langen Zeitraum und besonders wirksam unterbunden werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Isolierungseinrichtung sowie ein Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Isolierungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher ein Auskühlen des Abgastraktes besonders wirksam unterbunden werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Isolierungselement in Abhängigkeit jeweiliger Parameter, insbesondere einer Betriebstemperatur des Katalysators, zwischen einer Isolierstellung und wenigstens einer weiteren Stellung verstellbar ist. Das Isolierungselement der Isolierungseinrichtung kann den Katalysator besonders platzsparend umgeben, wenn es zumindest im Wesentlichen eine mit der Kontur der Außenhülle des Katalysators vergleichbare Innenkontur aufweist. Das Isolierungselement kann dabei derart beschaffen sein, dass zwischen dem Isolierungselement und der Außenhülle des Katalysators ein zumindest bereichsweise ausgebildeter Luftspalt entsteht, wenn das Isolierungselement den Katalysator umgibt. Da Luft eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wird ein besonders hoher Isolationswert erreicht, wenn das Isolierungselement unter Einhaltung des Luftspalts den Katalysator umgibt. Andererseits kann das Isolierungselement auch besonders eng an den Katalysator angelegt werden und das Ausbilden eines Luftspalts damit unterbunden werden, wenn zusätzlich Bauraum eingespart werden soll. Wird nun beispielsweise in einem Hybridfahrzeug ein zuvor laufender und somit heißes Abgas produzierender Verbrennungsmotor abgestellt, so kann ein Auskühlen des Katalysators, verbunden mit einem Absinken der Betriebstemperatur des Katalysators unterhalb dessen Light-off-Temperatur besonders wirksam unterbunden werden, wenn das Isolierungselement der Isolierungseinrichtung in eine Isolierstellung gebracht wird. In der Isolierstellung umgibt das Isolierungselement den Katalysator zumindest bereichsweise, wodurch dessen Auskühlung besonders wirksam unterbunden werden kann. Wird der Verbrennungsmotor jedoch im Bereich seiner Volllast betrieben, so entstehen besonders heiße Abgase. Zu hohe Temperaturen (Abgastemperaturen) tragen jedoch dazu bei, dass es zu einer sog. Katalysatoralterung kommen kann. Bei der Katalysatoralterung, insbesondere in Folge zu hoher Abgastemperaturbelastung des Katalysators, kommt es zu einer dauerhaften Verminderung der Konvertierungsqualität des Katalysators. Infolgedessen gelangen nunmehr höhere Anteile an Schadstoffen in die Umgebungsluft, da die Funktionsfähigkeit des Katalysators beeinträchtigt ist. Um nun eine Katalysatoralterung besonders wirksam zu unterbinden, ist das Isolierungselement von der Isolierstellung in eine weitere Stellung verstellbar. In dieser weiteren Stellung wird der Abstand der Innenfläche des Isolierungselements von der Außenhülle des Katalysators derart vergrößert, bzw. das Isolierungselement derart relativ zu der Außenhülle des Katalysators verschoben, dass die Isolierungswirkung der Isolierungseinrichtung bzw. des Isolierungselements aufgehoben oder zumindest stark verringert wird. Über die Außenhülle des Katalysators kann dann nunmehr eine höhere Wärmemenge abgeführt werden, um ein Überhitzen des Katalysators und eine damit verbundene Katalysatoralterung in Folge zu hoher Abgastemperaturen zu unterbinden. Da Katalysatoren üblicherweise zumindest bereichsweise exponiert am Unterboden eines Kraftwagens angeordnet sind, trägt auch der an der Außenhülle des Katalysators entlangströmende Fahrtwind und damit verbundene erzwungener Konvektion zur Kühlung des Katalysators bei. Befindet sich das Isolierungselement also in der weiteren Stellung, so kann der Katalysator besonders wirksam durch den Fahrtwind gekühlt und somit eine Katalysatoralterung unterbunden werden. Befindet sich das Isolierungselement hingegen in der Isolierstellung, so wird nicht nur die Wärmeabgabe des Katalysators an die Umgebung besonders wirksam unterbunden, sondern auch der kühlende Einfluss des Fahrtwindes. Befindet sich also das Isolierungselement in der Isolierstellung, so kann nicht nur ein Auskühlen des Katalysators eines abgestellten und zuvor laufenden Verbrennungsmotors besonders wirksam verzögert werden, sondern auch das Aufheizen des Katalysators und das Erreichen seiner Light-off-Temperatur erheblich beschleunigt werden. Wird die Isolierungseinrichtung nun in einem Hybridfahrzeug eingesetzt, so wird ein Auskühlen des Katalysators besonders wirksam unterbunden, wenn sich das Isolierungselement in der Isolierstellung befindet. Ein Auskühlen des Katalysators wird bei stehendem Verbrennungsmotor sodann besonders wirksam verzögert und die mit erhöhtem Kraftstoffverbrauch verbundene Katheizung kann entfallen, sofern der Verbrennungsmotor nicht zu lange still steht. Es ist klar, dass in Abhängigkeit davon, nach welchem Brennverfahren der Verbrennungsmotor betrieben wird bzw. ob es sich um einen Otto- oder um einen Dieselmotor handelt, das Katheizen nicht nur mittels später Nacheinspritzung (Dieselmotor), sondern auch durch Verschieben des Zündwinkels nach spät (bei Ottomotoren) erfolgen kann. Durch das Spätstellen des Zündwinkels gelangt ebenso wie bei der für Dieselmotoren üblichen späten Nacheinspritzung unverbrannter Kraftstoff in den Abgastrakt, welcher bei Ottomotoren üblicherweise mittels sog. Sekundärlufteinblasung im Abgastrakt verbrannt wird und zu einem besonders zügigen Erreichen der Light-off-Temperatur des Katalysators beiträgt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen.
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Dabei zeigen:
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1a eine schematische Schnittansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Katalysators, welcher von heißem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmt wird;
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1b eine schematische Schnittansicht des von heißem Abgas durchströmten Katalysators, welcher durch erzwungene Konvektion in Folge des Einflusses von Fahrtwind gekühlt wird;
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2a eine schematische Schnittansicht des Katalysators, wobei eine Betriebstemperatur des Katalysators unterhalb einer sog. Light-off-Temperatur des Katalysators liegt;
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2b eine schematische Schnittansicht des Katalysators, wobei das Erreichen der Light-off-Temperatur des Katalysators durch Verbrennen von Kraftstoff im Abgastrakt beschleunigt wird;
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3a eine schematische Schnittansicht des Katalysators, welcher von sich in einer Isolierstellung befindlichen Isolierungselementen einer Isolierungseinrichtung umschlossen ist;
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3b eine schematische Schnittansicht des Katalysators, wobei die zuvor den Katalysator umschließenden Isolierungselemente in eine weitere Stellung verstellt wurden, so dass der Fahrtwind zur Kühlung des Katalysators beiträgt;
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4a eine schematische Schnittansicht des Katalysators, wobei das Isolierungselement mittels einer Stelleinrichtung entlang einer Längsachse des Katalysators in die Isolierstellung verschoben wurden;
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4b eine schematische Schnittansicht des Katalysators, wobei das Isolierungselement mittels einer Stelleinrichtung entlang einer Längsachse des Katalysators in die weitere Stellung verschoben wurden;
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5 eine schematische Perspektivansicht des bereichsweise geschnitten dargestellten Isolierungselements, an welchem jeweilige Stellkomponenten der Stelleinrichtung in Eingriff sind;
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6 eine schematische Perspektivansicht auf den Katalysator, welcher von dem in der Isolierstellung befindlichen Isolierungselement umschlossen ist;
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7a eine schematische Perspektivansicht auf den Katalysator und das Isolierungselement, welches sich vorliegend durch Verschiebung entlang der Längsachse in der weiteren Stellung befindet;
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7b eine schematische Perspektivansicht auf den Katalysator und das Isolierungselement, welches sich vorliegend durch Verschiebung entlang der Längsachse in der Isolierstellung befindet;
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8a eine schematische Perspektivansicht auf den Katalysator sowie die sich in der weiteren Stellung befindlichen Isolierungselemente;
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8b eine schematische Perspektivansicht auf den Katalysator, der von dem sich in der Isolierstellung befindlichen Isolierungselement umgeben ist, wobei die Isolierungseinrichtung ein Stellglied zum Verstellen des Isolierungselements zwischen der Isolierstellung und der weiteren Stellung umfasst; und in
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8c eine schematische Perspektivansicht auf den Katalysator, wobei das Isolierungselement mittels des Stellglieds von der Isolierstellung in die weitere Stellung verstellt wurde.
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Die 1a, 1b, 2a und 2b zeigen in einer jeweils schematischen Schnittansicht einen aus dem Stand der Technik bekannten Katalysator 4, welcher unter jeweils unterschiedlichen Betriebsbedingungen betrieben wird. Der Katalysator 4 ist Bestandteil eines Abgastrakts 2, welcher jedoch lediglich teilweise gezeigt wird. Der Katalysator 4 umfasst einen Abgastraktbereich 3, welcher im Wesentlichen der Außenhülle des Katalysators 4 entspricht. Dementsprechend umschließt der Abgastraktbereich 3 des Katalysators 4 jeweilige Katalysatorstrukturen 5, welche zur Konvertierung von im Abgas eines Verbrennungsmotors (hier nicht dargestellt) enthaltenen Schadstoffen herangezogen wird. Zu diesen Schadstoffen gehören im Abgas enthaltenes Stickoxid (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC) sowie Kohlenmonoxid (CO). Der Katalysator 4 ist vorliegend und exemplarisch als sog. Drei-Wege-Katalysator ausgeführt. In Strömungsrichtung vor und hinter dem Katalysator 4 sind jeweilige Lambdasonden 15 angeordnet mittels welcher der Sauerstoffgehalt im Abgas ermittelt wird und auf die Konvertierungsqualität des Katalysators 4 rückgeschlossen werden kann. Es ist bekannt, dass bei einem Ottomotor bei einem Wert von λ = 1 der Lambdasonde 15 eine optimale Konvertierung der Schadstoffe durch die Katalysatorstrukturen 5 des Katalysators 4 erreicht wird, da dieser vorliegend als 3-Wege-Katalysator ausgebildet ist. Die optimale Konvertierung der Schadstoffe ist jedoch abhängig von verschiedenen Parametern 7, 8, 22, wobei der Parameter 7 für die sog. Light-off-Temperatur des Katalysators 4 steht, der Parameter 8 für eine maximale Grenztemperatur innerhalb des Katalysators 4, ab welcher Katalysatoralterung eintritt steht und der Parameter 22 für die Katalysatortemperatur, bei welcher der Katalysator 4 in Folge einer bestimmten Abgasbeaufschlagung gerade betrieben wird. Zur optimalen Konvertierung der Schadstoffe im Abgas des Verbrennungsmotors sollte die Katalysatortemperatur 22 in einem Bereich zwischen etwa 300°C bis 900°C liegen. Die Light-off-Temperatur 7 hängt von der Beschaffenheit der Katalysatorstruktur 5 ab, wobei die Beschaffenheit durch Größen wie die Oberfläche der Katalysatorstruktur 5, oder beispielsweise deren Beschichtungskomponenten (z. B. Platin, Rhodium) abhängt. Gleiches gilt für die Grenztemperatur 8, ab welcher die Katalysatoralterung eintritt. Wird der Verbrennungsmotor nun beispielsweise im mittleren Last- und Drehzahlbereich (Last: 10% bis 50%; Drehzahl: 1500 bis 3000 1/min) betrieben, so emittiert der Verbrennungsmotor ausreichend erwärmtes Abgas 18, wodurch sich eine ausreichend erwärmte Abgaseintrittstemperatur 19 in Strömungsrichtung vor dem Eintritt des Abgases in den Katalysator 4 einstellt. Die Strömungsrichtung des Abgases ist durch drei parallele Pfeile gekennzeichnet, welche beispielsweise in 1a für das erwärmte Abgas 18 stehen. Das erwärmte Abgas 18 weist die ausreichend hohe erwärmte Abgaseintrittstemperatur 19 auf (beispielsweise T = 400°C) so dass der Katalysator 4 innerhalb seiner Betriebsgrenzen (Light-off-Temperatur 7 ≥ Katalysatortemperatur 22 ≥ Grenztemperatur 8) betrieben wird. Der Katalysator 4 kann somit mittels der Katalysatorstrukturen 5 die Schadstoffe des in dem Katalysator 4 eintretenden erwärmten Abgases 18 konvertieren, so dass aus dem Katalysator 4 austretendes Abgas 23 nur noch wenige Schadstoffe enthält.
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Die 1b, 2a und 2b enthalten wesentliche Merkmale, welche bereits anhand von 1 beschrieben wurden, weshalb auf diese Merkmale nicht wiederholt eingegangen wird. In 1b wird gezeigt, wie heißes Abgas 16 mit einer dementsprechend heißen Abgaseintrittstemperatur 17 (z. B. T = 900°C) in Folge eines Volllastbetriebs der Verbrennungskraftmaschine (z. B. Last: 100%; Drehzahl: 5000 1/min) in den Katalysator 4 einströmt. Aufgrund von an dem Katalysator 4, bzw. über dessen Abgastraktbereich 3 entlang strömendem Fahrtwind 24 wird der Katalysator in Folge erzwungener Konvektion gekühlt. Dies ist erforderlich, um zu vermeiden, dass der Katalysator 4 überhitzt, also seine Grenztemperatur 8 über einen längeren Zeitraum hinweg überschreitet, wodurch es zu einer Katalysatoralterung kommen kann. Die Katalysatoralterung geht einher mit einer dauerhaften Schädigung des Katalysators 4 auf Grund welcher das aus dem Katalysator 4 austretende Abgas 23 einen erhöhten Schadstoffgehalt aufweist, da die Konvertierung der Schadstoffe nur noch eingeschränkt möglich ist. Weist das austretende Abgas 23 einen erhöhten Schadstoffgehalt auf, so werden etwaige Abgastests nicht mehr bestanden.
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2a zeigt wie der Katalysator 4 mit kaltem Abgas 20 und dementsprechend kalter Abgaseintrittstemperatur 21 beaufschlagt wird. Das kalte Abgas 20 entsteht insbesondere kurz nach dem Start des Verbrennungsmotors des Kraftwagens. Verfügt der Kraftwagen über einen Hybridantrieb, welcher den Verbrennungsmotor und wenigstens einen Elektromotor umfasst, so ist es möglich, den Kraftwagen über einen längeren Zeitraum alleine durch den Elektromotor anzutreiben. Infolgedessen kühlt sowohl der Verbrennungsmotor als auch der Abgastrakt 2 und dementsprechend auch der Katalysator 4 rasch ab, so dass die Katalysatortemperatur 22 auf einen Wert unterhalb der Light-off-Temperatur 7 fällt. Gerade beim Durchströmen des Katalysators 4 mit dem kalten Abgas 20 kann somit keine ausreichende Konvertierung des kalten Abgases 20 durch die Katalysatorstruktur 5 erfolgen, weshalb das austretende Abgas 23 vorliegend einen erhöhten Schadstoffgehalt aufweist.
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Um nun den Abgastrakt 2 und insbesondere den Katalysator 4 besonders zügig zu erwärmen, so dass die Katalysatortemperatur 22 besonders rasch die Light-off-Temperatur 7 erreicht, sind je nach Art des Verbrennungsmotors verschiedene Applikationsstrategien bekannt. Ist der Verbrennungsmotor als Ottomotor ausgeführt, so ist es üblich, dessen Zündwinkel in Richtung spät zu verstellen, so dass ein großer Teil der Wärmemenge des Kraftstoffs im Bereich des Abgastrakts 2 freigesetzt wird. Dies ist häufig verbunden mit einer sog. Sekundärlufteinblasung in den Abgastrakt 2. Ist der Verbrennungsmotor jedoch als Dieselmotor ausgeführt, so bietet sich die Möglichkeit einer sog. späten Nacheinspritzung an, um einen Teil der Wärmemenge des eingespritzten Kraftstoffs im Abgastrakt 2 freizusetzen. Somit ist es möglich, auch kurz nach dem Start des Verbrennungsmotor das kalte Abgas 20 von der Abgaseintrittstemperatur 21 auf die erwärmte Abgaseintrittstemperatur 19 mittels der Wärmefreisetzung zumindest eines Teils des Kraftstoffes im Abgastrakt 2, wie in 2b gezeigt, zu erwärmen. Dabei wird sogar in Kauf genommen, dass der Verbrennungsmotor bei schlechtem motorischem Wirkungsgrad und entsprechend erhöhtem Kraftstoffverbrauch betrieben werden muss, um bereits kurz nach dem Motorstart das erwärmte Abgas zu produzieren.
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Um nun ein besonders rasches Aufheizen des Katalysators 4 zu ermöglichen bzw. ein rasches Abkühlen des Katalysators 4 nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors (beim Umschalten auf den rein elektrischen Antrieb in einem Hybridfahrzeug bzw. bei einer Start-Stopp-Automatik) zu unterbinden, kann nun wie in der schematischen Schnittansicht anhand von 3a gezeigt, eine Isolierungseinrichtung 1 zur Isolierung des Katalysators 4 herangezogen werden. Die Isolierungseinrichtung 1 umfasst dabei wenigstens ein Isolierungselement 6, welches in einer Isolierstellung 9 den Abgastraktbereich 3 des Katalysators 4 zumindest weitgehend umgibt. Das Isolierungselement 6 kann dabei derart angeordnet werden, dass sich zwischen dem Abgastraktbereich 3 des Katalysators 4 und einer Innenfläche 13 des Isolierungselements 6 in der Isolierstellung 9 ein Luftspalt 14 einstellt. Luft hat eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit, weshalb aufgrund des Luftspalts 14 die Katalysatortemperatur 22 auch dann nur geringfügig abfällt, wenn der Katalysator 4 nicht von Abgas durchströmt wird (stehender Verbrennungsmotor).
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Wie aus der Zusammenschau der 3a und der 3b, welche ebenfalls eine schematische Schnittansicht des Katalysators 4 zeigt, erkennbar ist, ist das Isolierungselement 6 hier zweiteilig ausgebildet und kann in Abhängigkeit der verschiedenen Parameter (Light-off-Temperatur 7; Grenztemperatur 8; Katalysatortemperatur 22) zwischen der Isolierstellung 9 und einer weiteren Stellung 10 verstellt werden. Durch Verstellen der Isolierungselemente 6 von der Isolierstellung 9 in die weitere Stellung 10 wird der Luftspalt 14 zwischen dem Abgastraktbereich 3 und der Innenfläche 13 derart vergrößert, dass der Fahrtwind 24 zur Kühlung des Katalysators 4 und damit zur Senkung der Katalysatortemperatur 22 entlang dem Abgastraktbereich 3 strömen kann wobei die Kühlungswirkung in Folge der durch den Fahrtwind 24 induzierten erzwungenen Konvektion bewirkt wird. Während in der Isolierstellung 9 also die Katalysatortemperatur 22 besonders lange auch bei stehendem Verbrennungsmotor aufrecht erhalten wird, dient die Verstellung der Isolierungselemente 6 in die weitere Stellung 10 zur gewollten Kühlung des Katalysators 4 bzw. zur Senkung der Katalysatortemperatur 22. Die Verstellung der Isolierungselemente 6 in die weitere Stellung 10 ist also insbesondere dann erforderlich, wenn der Verbrennungsmotor im Bereich der Volllast betrieben wird und dementsprechend das heiße Abgas 16 in Verbindung mit der heißen Abgaseintrittstemperatur 17 emittiert und eine Überhitzung des Katalysators 4 und damit verbundener Katalysatoralterung unterbunden werden soll. Die Isolierungselemente 6 werden bei der Verstellung von der Isolierstellung 9 in die weitere Stellung 10 senkrecht zu einer Längsachse 11 des Katalysators 4 und damit entsprechend entlang einer durch jeweilige Pfeile verdeutlichten Montagerichtung 12 bewegt. Es versteht sich, dass sich eine gewisse Kühlwirkung durch den Fahrtwind 24 auch dann einstellt, wenn lediglich eine Hälfte des Isolierungselements 6 bzw. ein Isolierungselement 6 entsprechend der Montagerichtung 12 von der Isolierstellung 9 in die weitere Stellung 10 bewegt wird, während die andere Hälfte bzw. das andere Isolierelement 6 in der Isolierstellung 9 verbleibt.
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Wie aus der Zusammenschau der jeweiligen schematischen Schnittansichten des Katalysators 4 gemäß 4a und 4b hervorgeht, kann das Isolierungselement 6 der Isolierungseinrichtung 1 auch einteilig ausgeführt sein und entlang der Montagerichtung 12, welche vorliegend parallel zu der Längsachse 11 verläuft von der Isolierstellung 9 in die weitere Stellung 10 verstellt werden. Aus der Zusammenschau der 3a, 3b sowie 4a und 4b ist also erkennbar, dass das Isolierungselement 6 unter Bewegung entlang der parallel oder senkrecht zu der Längsachse 11 des Katalysators 4 verlaufenden Montagerichtung 12 auf dem Katalysator 4 anordenbar ist. Wie insbesondere in 4a und 4b erkennbar ist, weist die Isolierungseinrichtung 1 auch eine Stelleinrichtung 25 mit einem Stellglied 26, welches beispielsweise als Zahnrad oder Stellscheibe ausgebildet ist, auf. Das Stellglied 26 weist vorliegend eine Verzahnung 28 auf, und das Isolierungselement 6 eine Verzahnung 27, welche mit der Verzahnung 28 in Eingriff bringbar ist. Wird nun das beispielsweise als Zahnrad ausgebildete Stellglied 26 der Stelleinrichtung 25 beispielsweise durch einen hier nicht dargestellten Elektromotor bewegt, so kann das Isolierungselement 6 von der den Katalysator 4 isolierenden Isolierstellung 9 in die den Katalysator 4 nicht isolierende weitere Stellung 10 verstellt werden.
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In einer schematischen Perspektivansicht in welcher das Isolierungselement 6 zumindest im Wesentlichen eine Höhlenform aufweist und teilweise geschnitten dargestellt ist, wird in 5 das Eingreifen der Verzahnung 28 eines von vorliegend mehreren Stellgliedern 26 in die Verzahnung 27 des Isolierungselements 6 dargestellt. Die Stellglieder 26 können also auch ein Getriebe mit einer bestimmten Übersetzung bilden.
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Die 6, 7a und 7b verdeutlichen nochmals anhand jeweiliger schematischer Perspektivansichten die bereits anhand der 3a bis 5 vorgestellten Ausführungsformen. Wie aus den 6, 7a und 7b hervorgeht, kann zur Platzersparnis auch auf ein Ausbilden des Luftspalts 14 zwischen der Innenfläche 13 des Isolierungselements 6 und dem Abgastraktbereich 3 des Katalysators 4 verzichtet werden. Die Innenfläche 13 liegt dann unmittelbar auf dem Abgastraktbereich 3 auf. In diesem Fall ist es besonders sinnvoll, das Isolierungselement 6 zumindest teilweise aus Stahl oder einen anderen hitzebeständigen Material bzw. aus einem gewebeartigen Flächengewirke zu bilden, da das Isolierungselement 6 in Folge des Anliegens an dem Abgastraktbereich 3 höheren Temperaturen ausgesetzt ist, als wenn zwischen dem Abgastraktbereich 3 und der Innenfläche 13 der Luftspalt 14 vorgesehen ist.
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Die 8a, 8b und 8c verdeutlichen nochmals anhand einer jeweiligen schematischen Perspektivansicht die zweiteilige Ausführung des Isolierungselements 6, welches vorliegend unter Bewegung entlang der senkrecht zu der Längsachse 11 des Katalysators 4 verlaufenden Montagerichtung 12 von der Isolierstellung 9 in die weitere Stellung 10 (und umgekehrt) bringbar ist. aus der Zusammenschau der 8b und 8c geht hervor, dass das Stellglied 26 anstatt als Zahnrad auch als ovale Stellscheibe ausgebildet sein kann, welche zwischen jeweiligen Stellhebeln 29 um die Längsachse 11 des Katalysators 4 drehbar ist. Die Stellhebel 29 sind an beiden Isolierungselementen 6 angeordnet. Aufgrund der ovalen Kontur des Stellglieds 26 (hier: ovale Stellscheibe) können die jeweiligen Isolierungselemente 6 (zweiteiliges Isolierungselement 6) bei einer Drehung des Stellglieds 26 um etwa 90° um die Längsachse 11 von der Isolierstellung 9 in die weitere Stellung 10 verstellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 94/09333 [0002]
- US 93/00656 [0002]
