DE102018125132A1 - Exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Abgasnachbehandlungssystem (1) einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (4), wobei das Gehäuse (4) eine erste Strömungsquerschnittsfläche (A1) aufweist, mit einer zum Gehäuse (4) führenden Zuleitung (2), über die Abgas ausgehend von der Brennkraftmaschine in Richtung auf das Gehäuse (4) führbar ist, wobei die Zuleitung (2) einen zweiten Strömungsquerschnittsfläche (A2) aufweist, wobei die Zuleitung (2) in das Gehäuse (4) mit einer stufenartigen oder schlagartigen Erweiterung der Strömungsquerschnittsfläche derart übergeht, dass A1≥1,2*A2, und wobei innerhalb des Gehäuses (4) ein trichterartiger oder konusartiger Funkenfänger (5) angeordnet ist, der eine in Richtung auf die Zuleitung (2) weisende Öffnung (6) und eine in Strömungsrichtung projizierte Fläche A3 aufweist, wobei A2≤A3<A1.

Figure DE102018125132A1_0000
Exhaust gas aftertreatment system (1) of an internal combustion engine, with a housing (4), the housing (4) having a first flow cross-sectional area (A1), with a feed line (2) leading to the housing (4), via which exhaust gas emanating from the internal combustion engine in the direction can be guided onto the housing (4), the feed line (2) having a second flow cross-sectional area (A2), the feed line (2) merging into the housing (4) with a step-like or sudden expansion of the flow cross-sectional area such that A1≥1 , 2 * A2, and wherein a funnel-like or cone-like spark arrester (5) is arranged inside the housing (4), which has an opening (6) pointing in the direction of the feed line (2) and a surface A3 projected in the flow direction, A2 ≤A3 <A1.
Figure DE102018125132A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine.The invention relates to an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine.

Bei Brennkraftmaschinen, die einen Flüssigkraftstoff verbrennen, insbesondere bei Viertakt- oder Zweitaktmotoren, wie sie auf Schiffen zum Einsatz kommen, können sich im Abgas der Brennkraftmaschine glühende Rußpartikel ausbilden. Um Brände durch Austreten solcher glühenden Rußpartikel zu verhindern, ist es aus der Praxis bekannt, sogenannte Funkensperren oder Funkenfänger einzusetzen.In internal combustion engines that burn a liquid fuel, especially in four-stroke or two-stroke engines, such as those used on ships, glowing soot particles can form in the exhaust gas of the internal combustion engine. In order to prevent fires caused by such glowing soot particles from escaping, it is known in practice to use so-called spark arresters or spark arresters.

So zeigt die GB 2 374 385 A eine Anordnung aus einem Schalldämpfer und einen Funkenfänger, die einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine angeordnet sind. Ein solcher aus der Praxis bekannter Funkenfänger verfügt über relativ große Abmessungen und über einen relativ komplexen Aufbau. Typischerweise werden Funkenfänger nach dem Stand der Technik am Ende der Abgasleitung, d.h. stromab von Katalysatoren angeordnet.So it shows GB 2 374 385 A an arrangement of a silencer and a spark arrester, which are arranged in an exhaust tract of an internal combustion engine. Such a spark arrester known from practice has a relatively large size and a relatively complex structure. Typically, spark arresters according to the prior art are arranged at the end of the exhaust gas line, ie downstream of catalysts.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine zu schaffen.Proceeding from this, the object of the invention is to create a novel exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird durch ein Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß geht die Zuleitung in das Gehäuse mit einer stufenartigen oder schlagartigen Erweiterung der Strömungsquerschnittsfläche derart über, dass A1≥1,2*A2. Erfindungsgemäß ist innerhalb des Gehäuses ein trichterartiger oder konusartiger Funkenfänger angeordnet, der eine in Richtung auf die Zuleitung weisende Öffnung und eine in Strömungsrichtung projizierte Fläche A3 aufweist, wobei A2≤A3<A1.This object is achieved by an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine according to claim 1. According to the invention, the feed line merges into the housing with a step-like or sudden expansion of the flow cross-sectional area such that A1≥1.2 * A2. According to the invention, a funnel-like or cone-like spark arrester is arranged inside the housing, which has an opening pointing in the direction of the feed line and a surface projected in the direction of flow A3 has, wherein A2≤A3 <A1.

Beim erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem kann unter Verwendung eines kompakt bauenden Funkenfängers mit einfachem Aufbau effektiv verhindert werden, dass glühende Rußpartikel aus dem Abgassystem austreten.In the exhaust gas aftertreatment system according to the invention, using a compact spark arrester with a simple construction can effectively prevent glowing soot particles from escaping from the exhaust system.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Funkenfänger innerhalb des Gehäuses mit einem Abstand x von einer Mündungsstelle der im Querschnitt runden Zuleitung in das Gehäuse angeordnet, wobei x≤2*d, wobei d der Durchmesser der Zuleitung ist. Ein derartiger Abstand des Funkenfängers von der Mündungsstelle der Zuleitung in das Gehäuse, also der Abstand des Funkenfängers von der stufenartigen oder schlagartigen Erweiterung der Strömungsquerschnittsfläche, ist besonders bevorzugt, um glühende Rußpartikel effektiv aufzufangen.According to an advantageous development, the spark arrester is at a distance within the housing x from an opening point of the supply line, which is round in cross section, arranged in the housing, where x≤2 * d, where d is the diameter of the supply line. Such a distance of the spark arrester from the mouth of the feed line into the housing, that is to say the distance of the spark arrester from the step-like or sudden expansion of the flow cross-sectional area, is particularly preferred in order to effectively catch glowing soot particles.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Funkenfänger einen Öffnungswinkel α auf, wobei 35°≤α≤170°. Ein solcher Öffnungswinkel des Funkenfängers ist besonders bevorzugt, um glühende Rußpartikel effektiv aufzufangen.According to an advantageous development, the spark arrester has an opening angle α on, where 35 ° ≤α≤170 °. Such an opening angle of the spark arrester is particularly preferred in order to effectively catch glowing soot particles.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Funkenfänger in Strömungsrichtung geschlossen. Auch diese Weiterbildung dient dem effektiven Auffangen glühender Rußpartikel.According to an advantageous development, the spark arrester is closed in the direction of flow. This further training also serves to effectively catch glowing soot particles.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Funkenfänger im Gehäuse derart angeordnet, dass die auf die Zuleitung weisende bzw. der Zuleitung zugewandte Öffnung unten offen ist. Aufgefangene Rußpartikel können so im Gehäuse nach unten auf eine Gehäusewand fallen. Bei einem Motorstart werden diese Partikel aufgewirbelt und können dann als abgekühlte Rußpartikel aus dem Abgasnachbehandlungssystem ausgetragen werden.According to an advantageous further development, the spark arrester is arranged in the housing in such a way that the opening facing the feed line or facing the feed line is open at the bottom. Captured soot particles can fall down onto a housing wall in the housing. When the engine is started, these particles are whirled up and can then be discharged from the exhaust gas aftertreatment system as cooled soot particles.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weisen Wände des Funkenfängers in Richtung auf die Zuleitung weisende Vorsprünge auf, die Strömungstotzonen oder Taschen definieren. Über die Vorsprünge kann das Abscheiden glühender Rußpartikel weiter verbessert werden.According to an advantageous further development, walls of the spark arrester have projections which point in the direction of the feed line and which define flow dead zones or pockets. The separation of glowing soot particles can be further improved via the projections.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 eine stark schematisierte Ansicht eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine.
  • 1 zeigt einen stark schematisierten Ausschnitt aus einem Abgasnachbehandlungssystem 1 einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer einen Flüssigkraftstoff verbrennenden, als Viertaktmotor oder Zweitaktmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine eines Schiffs.
Preferred developments of the invention result from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being restricted to this. It shows:
  • 1 a highly schematic view of an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine according to the invention.
  • 1 shows a highly schematic section of an exhaust gas aftertreatment system 1 an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine of a ship, which burns a liquid fuel and is designed as a four-stroke engine or two-stroke engine.

1 zeigt eine Zuleitung 2 eines Abgasnachbehandlungssystems, über die Abgas 3, welches bei der Verbrennung des Flüssigkraftstoffs im Bereich einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine anfällt, in Richtung auf ein Gehäuse 4 zu leiten, in welchem ein Funkenfänger 5 angeordnet ist. 1 shows a supply line 2nd of an exhaust gas aftertreatment system, via the exhaust gas 3rd , which arises during the combustion of the liquid fuel in the area of an internal combustion engine, not shown, in the direction of a housing 4th to conduct in which a spark arrester 5 is arranged.

Das Gehäuse 4, in welchem der Funkenfänger 5 aufgenommen ist, verfügt über eine erste Strömungsquerschnittsfläche A1. Die zum Gehäuse 4 führende Zuleitung 2, über welche das Abgas 3 ausgehend von der Brennkraftmaschine in Richtung auf das Gehäuse 4 geführt wird, verfügt über eine zweite Strömungsquerschnittsfläche A2.The housing 4th in which the spark arrester 5 is included, has a first flow cross-sectional area A1 . The housing 4th leading supply line 2nd over which the exhaust gas 3rd starting from the internal combustion engine in the direction of the housing 4th is guided, has a second flow cross-sectional area A2 .

Um bei einfachem Aufbau und kompaktem Aufbau des Funkenfängers 5 eine effektive Abscheidung glühender Rußpartikel aus dem Abgas 3 zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Zuleitung 2 in das Gehäuse 4 mit einer stufenartigen oder schlagartigen Erweiterung der Strömungsquerschnittsfläche übergeht, und zwar derart, dass A1≥1,2*A2. Die Querschnittsfläche für das Abgas erweitert sich beim Übergang der Zuleitung 2 in das Gehäuse 4 demnach stufenartig oder schlagartig um mindestens 20%. Der innerhalb des Gehäuses 4 positionierte Funkenfänger 5 ist trichterartig oder konusartig ausgebildet, wobei dieser trichterartige oder konusartige Funkenfänger 5 eine in Richtung auf die Zuleitung 2 weisende Öffnung 6 aufweist, die durch Wände 7 des Funkenfängers 5 definiert ist. Die Wände 7, welche die in Richtung auf die Zuleitung 2 weisende Öffnung 6 des Funkenfängers 5 definieren, konvergieren in Strömungsrichtung bzw. divergieren entgegen der Strömungsrichtung des Abgases 3. Der Funkenfänger 5 weist eine in Strömungsrichtung projizierte Fläche A3 auf. Es gilt A2≤A3<A1. Dadurch, dass A3 kleiner A1 ist, besteht also ein Abstand zwischen den Wänden 7 des Funkenfängers 5 und dem Gehäuse 4, sodass das Abgas 3, welches im Bereich des Funkenfängers 5 umgelenkt wird, zwischen Funkenfänger 5 und Wänden des Gehäuses 4 vorbeiströmen kann, um dann aus dem Gehäuse 4 abgeleitet zu werden. To with a simple construction and compact construction of the spark arrester 5 an effective separation of glowing soot particles from the exhaust gas 3rd it is envisaged that the supply line 2nd in the housing 4th with a step-like or sudden expansion of the flow cross-sectional area, in such a way that A1≥1.2 * A2. The cross-sectional area for the exhaust gas widens at the transition of the supply line 2nd in the housing 4th accordingly in steps or abruptly by at least 20%. The inside of the case 4th positioned spark arrestors 5 is funnel-like or cone-shaped, this funnel-like or cone-like spark arrester 5 one towards the supply line 2nd pointing opening 6 having through walls 7 of the spark arrester 5 is defined. The walls 7 which the towards the feed line 2nd pointing opening 6 of the spark arrester 5 define, converge in the flow direction or diverge against the flow direction of the exhaust gas 3rd . The spark arrester 5 has a surface projected in the direction of flow A3 on. A2≤A3 <A1 applies. As a result of that A3 smaller A1 there is a distance between the walls 7 of the spark arrester 5 and the housing 4th , so the exhaust 3rd , which is in the area of the spark arrester 5 is redirected between spark arresters 5 and walls of the housing 4th can flow past and then out of the housing 4th to be derived.

Um eine besonders vorteilhafte Abscheidung glühender Rußpartikel im Bereich des Funkenfängers 5 zu ermöglichen, gilt insbesondere A1≥1,35*A2, bevorzugt A1≥1,5*A2. Im Bereich der Mündungsstelle der Zuleitung 2 in das Gehäuse 4 erweitert sich demnach der Strömungsquerschnitt für das Abgas insbesondere um mindestens 35%, bevorzugt um mindestens 50%.For a particularly advantageous separation of glowing soot particles in the area of the spark arrester 5 to enable, applies in particular A1≥1.35 * A2, preferably A1≥1.5 * A2. In the area of the mouth of the supply line 2nd in the housing 4th Accordingly, the flow cross section for the exhaust gas expands in particular by at least 35%, preferably by at least 50%.

Weiterhin ist bevorzugt, wenn A3≥1,1*A2, besonders bevorzugt gilt A3≥1,2*A2. In jedem Fall gilt aber A3<A1. Dann, wenn die in Strömungsrichtung projizierte Fläche A3 des Funkenfängers um mindestens 10%, bevorzugt um mindestens 20%, größer ist als die Fläche A2 der Zuleitung 2, wird das Abgas im Bereich des konusartigen oder trichterartigen Funkenfängers 5 besonders stark abgelenkt, sodass dann glühende Rußpartikel besonders vorteilhaft im Bereich des Funkenfängers 5 abgeschieden werden können.It is also preferred if A3≥1.1 * A2, particularly preferably A3≥1.2 * A2. In any case, A3 <A1 applies. Then when the area projected in the direction of flow A3 of the spark arrester is larger than the area by at least 10%, preferably by at least 20% A2 the supply line 2nd , the exhaust gas in the area of the cone-like or funnel-like spark arrester 5 deflected particularly strongly, so that glowing soot particles are particularly advantageous in the area of the spark arrester 5 can be separated.

Für eine vorteilhafte Abscheidung glühender Rußpartikel im Bereich des konusartigen oder trichterartigen Funkenfängers 5 ist es weiterhin bevorzugt, wenn der Funkenfänger 5, nämlich die der Zuleitung 2 zugewandte Öffnung 6 desselben, innerhalb des Gehäuses 4 mit einem definierten Abstand x von der Mündungsstelle der Zuleitung 2 in das Gehäuse 4 angeordnet ist und/oder wenn der Funkenfänger 5 einen definierten Öffnungswinkel α seiner die Öffnung 6 definierenden Wände 7 aufweist.For an advantageous separation of glowing soot particles in the area of the cone-like or funnel-like spark arrester 5 it is further preferred if the spark arrester 5 , namely that of the supply line 2nd facing opening 6 the same, inside the housing 4th with a defined distance x from the mouth of the supply line 2nd in the housing 4th is arranged and / or if the spark arrester 5 a defined opening angle α its the opening 6 defining walls 7 having.

Für den Abstand x des Funkenfängers 5 an der Mündungsstelle der Zuleitung 2 in das Gehäuse 4 gilt vorzugsweise x≤2*d, also 0≤x≤2*d. Bevorzugt gilt 0<x≤d, besonders bevorzugt 0<x ≤0,5*d.For the distance x of the spark arrester 5 at the mouth of the supply line 2nd in the housing 4th preferably x≤2 * d, i.e. 0≤x≤2 * d. Preferably 0 <x≤d, particularly preferably 0 <x ≤0.5 * d.

Für den Öffnungswinkel α des Funkenfängers 5 gilt 35°≤α≤170°. Insbesondere gilt 50°≤α≤150°, bevorzugt gilt 70°≤α≤130°.For the opening angle α of the spark arrester 5 applies 35 ° ≤α≤170 °. In particular, 50 ° ≤α≤150 ° applies, preferably 70 ° ≤α≤130 °.

Wie bereits ausgeführt, dienen die oben definierten Verhältnisse der Strömungsquerschnitte A1 und A2, die oben definierten Verhältnisse der in Strömungsrichtung projizierten Fläche A3 des Funkenfängers 5 zur Strömungsquerschnittsfläche A2 der Zuleitung 2, der oben definierte Abstand x der Öffnung 6 des Funkenfängers 5 von der Zuleitung 2 sowie der oben definierte Öffnungswinkel α des Funkenfängers 5 zur effektiven Abscheidung glühender Rußpartikel aus dem Abgas im Bereich des Funkenfängers 5.As already stated, the ratios of the flow cross sections defined above serve A1 and A2 , the ratios of the surface projected in the direction of flow defined above A3 of the spark arrester 5 to the flow cross-sectional area A2 the supply line 2nd , the distance defined above x the opening 6 of the spark arrester 5 from the supply line 2nd as well as the opening angle defined above α of the spark arrester 5 for the effective separation of glowing soot particles from the exhaust gas in the area of the spark arrester 5 .

Der Funkenfänger 5, der trichterartig oder konusartig konturiert ist, und dessen die Öffnung 6 definierende Wände 7 in Strömungsrichtung des Abgases 3 konvergieren, ist in Strömungsrichtung geschlossen. Derselbe ist lediglich an der der Zuleitung 2 zugewandten Seite über die Öffnung 6 geöffnet, die in Richtung auf die Zuleitung 2 bzw. die Mündungsstelle der Zuleitung 2 in das Gehäuse 4 weist. The spark arrester 5 , which is contoured like a funnel or cone, and of which the opening 6 defining walls 7 in the flow direction of the exhaust gas 3rd converge, is closed in the direction of flow. The same is only on the supply line 2nd facing side through the opening 6 opened that towards the supply line 2nd or the mouth of the supply line 2nd in the housing 4th points.

Abgas 3, welches über die Zuleitung 2 in das Gehäuse 4 eintritt, wird am Funkenfänger 5 umgelenkt. Das umgelenkte Abgas strömt an dem Funkenfänger 5 vorbei, insbesondere in Richtung aus einen im Gehäuse 4 positionierten Katalysator oder Partikelfilter 8. Rußpartikel können in Folge ihrer Trägheit der Abgasströmung nicht folgen, strömen über die Öffnung 6 in den Funkenfänger 5 hinein und werden dort aufgefangen.Exhaust gas 3rd which via the supply line 2nd in the housing 4th occurs, is on the spark arrester 5 redirected. The redirected exhaust gas flows at the spark arrester 5 over, especially towards one in the case 4th positioned catalyst or particulate filter 8th . Soot particles cannot follow the exhaust gas flow due to their inertia and flow through the opening 6 in the spark arrester 5 and are caught there.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wände 7 des Funkenfängers 5 in Richtung auf die Zuleitung 2 weisende Vorsprünge 9 aufweisen. Die Vorsprünge 9 erstrecken sich demnach in Strömungsrichtung des Abgases 3.In the exemplary embodiment of the invention shown, it is provided that the walls 7 of the spark arrester 5 towards the supply line 2nd pointing projections 9 exhibit. The tabs 9 accordingly extend in the flow direction of the exhaust gas 3rd .

Die Wände 7 des Funkenfängers 5 definieren zusammen mit diesen Vorsprüngen 9 Taschen oder Strömungstotzonen 10, wodurch die Abscheidung bzw. das Auffangen glühender Rußpartikel aus dem Abgas 3 im Bereich des Funkenfängers 5 verbessert wird.The walls 7 of the spark arrester 5 define along with these tabs 9 Bags or current dead zones 10th , thereby separating or collecting glowing soot particles from the exhaust gas 3rd in the area of the spark arrester 5 is improved.

Im in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Funkenfänger 5 im Gehäuse 4 derart angeordnet, dass die auf die Zuleitung 2 weisende Öffnung 6 des Funkenfängers 5 nicht horizontal sondern vielmehr vertikal ausgerichtet ist, sodass die Öffnung 6 letztendlich nach unten weisend offen ist, sodass im Bereich des Funkenfängers 5 abgeschiedene Rußpartikel aus dem Konus bzw. Trichter des Funkenfängers 5 nach unten herausfallen und sich auf einer unteren Wand bzw. Bodenwand des Gehäuses 4 ablagern können.In in 1 The preferred exemplary embodiment of the invention shown is the spark arrester 5 in the housing 4th arranged so that the on the feed line 2nd pointing opening 6 of the spark arrester 5 is not aligned horizontally but rather vertically, so that the opening 6 ultimately down pointing openly, so that in the area of the spark arrester 5 deposited soot particles from the cone or funnel of the spark arrester 5 fall down and down on a bottom wall or bottom wall of the case 4th can deposit.

Wird nach Stillstand der Brennkraftmaschine dieselbe wieder gestartet, so werden diese abgekühlten Rußpartikel aufgewirbelt und können über das Abgassystem ausgetragen werden, sodass es nicht erforderlich ist, den Funkenfänger in periodischen Abständen einer Reinigung zu unterziehen.If the internal combustion engine is restarted after it has come to a standstill, these cooled soot particles are whirled up and can be discharged via the exhaust system, so that it is not necessary to periodically clean the spark arrester.

Um die Funkenabscheidung weiter zu verbessern, kann stromab des Funkenfängers 5 ein wabenförmiges Katalysatorelement 8 angeordnet sein. Die Öffnung der Katalysatorkanäle ist dabei derart auf den Funkenfänger 5 abgestimmt, dass kleine, glühende Partikel, die auf Grund ihres geringen Gewichts nicht über die Umlenkung am Funkenfänger 5 abgeschieden werden können, am Katalysatorelement 8 abgefangen wird.To further improve spark separation, the spark arrester can be installed downstream 5 a honeycomb catalyst element 8th be arranged. The opening of the catalyst channels is so on the spark arrester 5 matched that small, glowing particles that due to their low weight do not have the deflection on the spark arrester 5 can be deposited on the catalyst element 8th is intercepted.

Hierfür ist, wie bereits ausgeführt, im Gehäuse 4 des Funkenfängers 5 vorzugsweise ein Katalysator 8 angeordnet. Bei solchen Katalysatoren 8 handelt es sich um wabenförmige Körper, wobei die Verwendung eines wabenförmigen Körpers mit einer Zelligkeit von mindestens 35 cpsi (cells per square inch), vorzugsweise von mindestens 60 cpsi, besonders bevorzugt von mindestens 80 cpsi, bevorzugt ist, um ein Auffangen von Rußpartikeln in Bereich eines Partikelfilters zu erhöhen. Hiermit kann die Abgasnachbehandlung weiter verbessert werden.For this, as already stated, is in the housing 4th of the spark arrester 5 preferably a catalyst 8th arranged. With such catalysts 8th it is a honeycomb-shaped body, the use of a honeycomb-shaped body with a cell structure of at least 35 cpsi (cells per square inch), preferably of at least 60 cpsi, particularly preferably of at least 80 cpsi, is preferred to collect soot particles in the area of a particle filter. This can further improve exhaust gas aftertreatment.

Eine weitere Verbesserung besteht darin, anstelle oder zusätzlich zum wabenförmigen Katalysatormodul einen Partikelfilter, vorzugsweise auf Basis von keramischen oder metallischen Substraten einzusetzen.A further improvement consists in using a particle filter, preferably based on ceramic or metallic substrates, instead of or in addition to the honeycomb-shaped catalyst module.

Die Erfindung kommt vorzugsweise bei Viertakt- oder Zweitakt-Motoren zum Einsatz, in welchen ein Flüssigkraftstoff verbrannt wird, insbesondere dann, wenn die kinematische Viskosität des Kraftstoffs bei 40°C über 5 mm2/sec, insbesondere über 20 mm2/sec liegt. Der Cetanindex des Flüssigkraftstoffs, der die Zündwilligkeit des Flüssigkraftstoffs definiert, liegt unter 45,5, insbesondere unter 41. Dann, wenn Flüssigkraftstoffe mit einer derartigen Viskosität und/oder einem derartige Cetanindex in einer Brennkraftmaschine verbrannt werden, kommt die Erfindung vorzugsweise in Kombination mit einem in Strömungsrichtung stromabwärts des Funkenfängers 5 positionierten Katalysator oder Partikelfilter 8 besonders vorteilhaft zum Einsatz.The invention is preferably used in four-stroke or two-stroke engines in which a liquid fuel is burned, in particular when the kinematic viscosity of the fuel at 40 ° C. is above 5 mm 2 / sec, in particular above 20 mm 2 / sec. The cetane index of the liquid fuel, which defines the ignitability of the liquid fuel, is below 45.5, in particular below 41. When liquid fuels with such a viscosity and / or such a cetane index are burned in an internal combustion engine, the invention preferably comes in combination with one in the flow direction downstream of the spark arrester 5 positioned catalyst or particulate filter 8th particularly advantageous for use.

BezugszeichenlisteReference list

11
AbgasnachbehandlungssystemExhaust aftertreatment system
22nd
ZuleitungSupply
33rd
AbgasExhaust gas
44th
Gehäusecasing
55
FunkenfängerSpark arrestor
66
Öffnungopening
77
Wandwall
88th
Katalysator/PartikelfilterCatalytic converter / particle filter
99
Vorsprunghead Start
1010th
StrömungstotzoneCurrent dead zone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • GB 2374385 A [0003]GB 2374385 A [0003]

Claims (11)

Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (4), wobei das Gehäuse (4) eine erste Strömungsquerschnittsfläche (A1) aufweist, mit einer zum Gehäuse (4) führenden Zuleitung (2), über die Abgas ausgehend von der Brennkraftmaschine in Richtung auf das Gehäuse (4) führbar ist, wobei die Zuleitung (2) einen zweiten Strömungsquerschnittsfläche (A2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (2) in das Gehäuse (4) mit einer stufenartigen oder schlagartigen Erweiterung der Strömungsquerschnittsfläche derart übergeht, dass A1≥1,2*A2; innerhalb des Gehäuses (4) ein trichterartiger oder konusartiger Funkenfänger (5) angeordnet ist, der eine in Richtung auf die Zuleitung (2) weisende Öffnung (6) und eine in Strömungsrichtung projizierte Fläche A3 aufweist, wobei A2≤A3<A1.Exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, with a housing (4), the housing (4) having a first flow cross-sectional area (A1), with a feed line (2) leading to the housing (4), via which exhaust gas emanating from the internal combustion engine in the direction of the housing (4) is feasible, the feed line (2) having a second flow cross-sectional area (A2), characterized in that the feed line (2) merges into the housing (4) with a step-like or sudden expansion of the flow cross-sectional area such that A1≥1 , 2 * A2; a funnel-like or cone-like spark arrester (5) is arranged inside the housing (4) and has an opening (6) pointing in the direction of the feed line (2) and a surface A3 projected in the direction of flow, where A2≤A3 <A1. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A 1 1,35 * A 2,
Figure DE102018125132A1_0001
bevorzugt A1≥1,5*A2.
Exhaust aftertreatment system after Claim 1 , characterized in that A 1 1.35 * A 2,
Figure DE102018125132A1_0001
preferably A1≥1.5 * A2.
Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass A 3 1,1 * A 2,
Figure DE102018125132A1_0002
bevorzugt A3≥1,2*A2.
Exhaust aftertreatment system after Claims 1 or 2nd , characterized in that A 3rd 1.1 * A 2,
Figure DE102018125132A1_0002
preferably A3≥1.2 * A2.
Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkenfänger (5) innerhalb des Gehäuses (4) mit einem Abstand x von einer Mündungsstelle der im Querschnitt runden Zuleitung (2) in das Gehäuse (4) angeordnet ist, wobei x≤2*d, wobei d der Durchmesser der Zuleitung (2) ist.Exhaust aftertreatment system according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the spark arrester (5) is arranged within the housing (4) at a distance x from an opening point of the supply line (2), which is round in cross section, into the housing (4), where x≤2 * d, where d is the The diameter of the feed line (2) is. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 0 < x 2 * d ,
Figure DE102018125132A1_0003
bevorzugt 0<x≤1*d, besonders bevorzugt 0<x≤0,5*d.
Exhaust aftertreatment system after Claim 4 , characterized in that 0 < x 2nd * d ,
Figure DE102018125132A1_0003
preferably 0 <x≤1 * d, particularly preferably 0 <x≤0.5 * d.
Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkenfänger (5) einen Öffnungswinkel α aufweist, wobei 35°≤α≤170°.Exhaust aftertreatment system according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the spark arrester (5) has an opening angle α, where 35 ° ≤α≤170 °. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass 50 ° α 150 ° ,
Figure DE102018125132A1_0004
bevorzugt 70°≤α≤130°.
Exhaust aftertreatment system after Claim 6 , characterized in that 50 ° α 150 ° ,
Figure DE102018125132A1_0004
preferably 70 ° ≤α≤130 °.
Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkenfänger (5) in Strömungsrichtung geschlossen ist.Exhaust aftertreatment system according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the spark arrester (5) is closed in the direction of flow. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkenfänger (5) im Gehäuse (4) derart angeordnet ist, dass die auf die Zuleitung (2) weisende Öffnung (6) unten offen ist.Exhaust aftertreatment system according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the spark arrester (5) is arranged in the housing (4) in such a way that the opening (6) pointing towards the feed line (2) is open at the bottom. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Wände (7) des Funkenfängers (5) in Richtung auf die Zuleitung (2) weisende Vorsprünge (9) aufweisen, die Strömungstotzonen (10) oder Taschen definieren.Exhaust aftertreatment system according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that walls (7) of the spark arrester (5) have projections (9) pointing in the direction of the feed line (2), which define flow dead zones (10) or pockets. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (4) ein Katalysator oder Partikelfilter (8) aufgenommen ist, wobei der trichterartige oder konusartige Funkenfänger (5) stromaufwärts des Katalysators oder Partikelfilters (8) positioniert ist.Exhaust aftertreatment system according to one of the Claims 1 to 10th , characterized in that a catalyst or particle filter (8) is accommodated in the housing (4), the funnel-like or cone-like spark arrester (5) being positioned upstream of the catalyst or particle filter (8).
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CN205135756U (en) * 2015-11-23 2016-04-06 天津市东方先科石油机械有限公司 Fire arrestor

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