DE102018125132A1 - Exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine - Google Patents
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-
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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. 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.
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
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
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
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Funkenfänger einen Öffnungswinkel
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 Abgasnachbehandlungssystem1 einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer einen Flüssigkraftstoff verbrennenden, als Viertaktmotor oder Zweitaktmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine eines Schiffs.
-
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 system1 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.
Das Gehäuse
Um bei einfachem Aufbau und kompaktem Aufbau des Funkenfängers
Um eine besonders vorteilhafte Abscheidung glühender Rußpartikel im Bereich des Funkenfängers
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
Für eine vorteilhafte Abscheidung glühender Rußpartikel im Bereich des konusartigen oder trichterartigen Funkenfängers
Für den Abstand x des Funkenfängers
Für den Öffnungswinkel α des Funkenfängers
Wie bereits ausgeführt, dienen die oben definierten Verhältnisse der Strömungsquerschnitte
Der Funkenfänger
Abgas
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wände
Die Wände
Im in
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
Hierfür ist, wie bereits ausgeführt, im Gehäuse
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
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]
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DE102018125132.7A DE102018125132A1 (en) | 2018-10-11 | 2018-10-11 | Exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine |
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ID=69954567
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---|---|---|---|
DE102018125132.7A Pending DE102018125132A1 (en) | 2018-10-11 | 2018-10-11 | Exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018125132A1 (en) |
Citations (5)
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SU931922A1 (en) * | 1980-11-03 | 1982-05-30 | Войсковая часть 27177 | I.c. engine spark suppressor |
GB2374385A (en) * | 2001-04-10 | 2002-10-16 | Cardale Group Ltd | I.c. engine exhaust component for removing sparks and attenuating noise |
CN2603213Y (en) * | 2003-01-24 | 2004-02-11 | 诚允有限公司 | Spark flame-distunguishing structure for exhausting silencing pipe of car |
FR2858356A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-02-04 | Robert Denis Joseph Mazenq | Exhaust pipe isolating device for vehicle, has isolation gutter fixed by clamping plate to exhaust assembly and including tube, silencer and extinguishing box, where gutter is fixed under plain heated sheets |
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 |
-
2018
- 2018-10-11 DE DE102018125132.7A patent/DE102018125132A1/en active Pending
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