DE102019134859A1 - Sekundärluftsystem und Abgasanlage mit einem solchen Sekundärluftsystem - Google Patents

Sekundärluftsystem und Abgasanlage mit einem solchen Sekundärluftsystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sekundärluftsystem (32) zur Einbringung und Vermischung von Frischluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors (10). Das Sekundärluftsystem (32) umfasst eine Sekundärluftquelle (34), insbesondere eine Sekundärluftpumpe (34), welche mit einem Mischelement, insbesondere einem Mischrohr (40) verbunden ist. Das Mischelement (40) weist eine Vielzahl von Öffnungen (50, 52) auf und kann in einem Abgaskanalsegment (22) einer Abgasanlage (20) des Verbrennungsmotors (10) angeordnet werden.Es ist vorgesehen, dass das Mischelement (40) als ein Mischrohr mit einen zylindrischen oder ovalen Grundkörper ausgebildet ist, wobei die Öffnungen (50, 52) in mehreren Reihen über den Umfang des Mischelements (40) verteilt angeordnet sind.Die Erfindung betrifft ferner eine Abgaskanalsegment (22) sowie eine Abgasanlage mit einem solchen Sekundärluftsystem (32) sowie ein Verfahren zum Einbringen und Vermischen von Sekundärluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mittels des erfindungsgemäßen Sekundärluftsystems.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sekundärluftsystem mit einem Mischelement zur Einbringung und Vermischung von Sekundärluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors, eine Abgasanlage mit einem solchen Mischelement sowie ein Verfahren zum Einbringen und Vermischen von Sekundärluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
  • Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellt hohe Anforderungen an die motorischen Rohemissionen und die Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren. Mit Einführung der Gesetzgebungsstufe EU6 wird für Ottomotoren ein Grenzwert für eine Partikelanzahl vorgeschrieben, der in vielen Fällen den Einsatz eines Ottopartikelfilters notwendig macht. Solche Rußpartikel entstehen besonders nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors aufgrund einer unvollständigen Verbrennung in Kombination mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis sowie kalter Zylinderwände während des Kaltstarts. Die Kaltstartphase ist somit maßgeblich für die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Partikelgrenzwerte. Im Fahrbetrieb wird ein solcher Ottopartikelfilter weiter mit Ruß beladen. Damit der Abgasgegendruck nicht zu stark ansteigt, muss dieser Ottopartikelfilter kontinuierlich oder periodisch regeneriert werden. Der Anstieg des Abgasgegendrucks kann zu einem Mehrverbrauch des Verbrennungsmotors, Leistungsverlust und einer Beeinträchtigung der Laufruhe bis hin zu Zündaussetzern führen. Um eine thermische Oxidation des im Ottopartikelfilter zurückgehaltenen Rußes mit Sauerstoff durchzuführen, ist ein hinreichend hohes Temperaturniveau in Verbindung mit gleichzeitig vorhandenem Sauerstoff in der Abgasanlage des Ottomotors notwendig. Da moderne Ottomotoren normalerweise ohne Sauerstoffüberschuss mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (λ=1) betrieben werden, sind dazu zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Dazu kommen als Maßnahmen beispielsweise eine Temperaturerhöhung durch eine Zündwinkelverstellung, eine zeitweise Magerverstellung des Ottomotors, das Einblasen von Sekundärluft in die Abgasanlage oder eine Kombination dieser Maßnahmen infrage. Bevorzugt wird bislang eine Zündwinkelverstellung in Richtung spät in Kombination mit einer Magerverstellung des Ottomotors angewandt, da dieses Verfahren ohne zusätzliche Bauteile auskommt und in den meisten Betriebspunkten des Ottomotors eine ausreichende Sauerstoffmenge liefern kann.
  • Aus der US 2004 / 0 091 402 A1 ist ein Einsatz für einen Abgaskanal zur Generierung von Turbulenz im Abgaskanal und/oder zum Vermischen von Frischluft mit dem Abgasstrom bekannt, wobei der Einsatz abschnittsweise eine Querschnittsfläche des Abgaskanals versperrt, wobei der Einsatz ein schraubenförmiges, längliches Drahtelement aufweist. Dabei weist jede Windung des Drahtelements einen winkligen Abschnitt auf, sodass jeder Abschnitt des Einsatzes eine sternförmige Form aufweist.
  • Die DE 10 2016 119 306 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Vermischen von Fluidströmen, insbesondere zum Vermischen von Sekundärluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors. Dabei weist die Vorrichtung einen rohrförmigen Grundkörper auf, bei welchem über den Umfang verteilt Durchbrüche ausgebildet sind. Die Durchbrüche in dem rohrförmigen Grundkörper ermöglichen einen Übertritt von Sekundärluft in den Abgasstrom des Verbrennungsmotors, wodurch eine Vermischung der Sekundärluft mit dem Abgasstrom erreicht wird.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Vermischung der über das Sekundärluftsystem zugeführten Frischluft mit dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors zu verbessern und somit die Emissionen des Verbrennungsmotors zu reduzieren.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Sekundärluftsystem zur Einbringung und Vermischung von Frischluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors gelöst. Das Sekundärluftsystem umfasst eine Sekundärluftquelle, insbesondere eine Sekundärluftpumpe, welche mit einem Mischelement verbunden ist. Das Mischelement weist eine Vielzahl von Öffnungen auf und kann in einem Abgaskanalsegment einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors angeordnet werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Öffnungen in mehreren Reihen über den Umfang des Mischelements verteilt angeordnet sind.
  • Das Strömungselement sorgt für eine gleichmä0ige Verteilung der Frischluft im Abgaskanal und begünstigt eine Vermischung der Frischluft mit dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors. Dadurch wird eine besonders homogene Regeneration eines Partikelfilters oder eines Vier-Wege-Katalysators ermöglicht.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und nicht triviale Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Sekundärluftsystems mit einem Mischrohr möglich.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mischelement als Mischrohr ausgebildet ist, wobei das Mischrohr einen zylindrische oder ovalen Grundkörper aufweist. Durch ein zylindrisches oder ovales Mischrohr kann eine Einbringung der Sekundärluft über den gesamten Querschnitt des Abgaskanals erreicht werden. Dadurch ist eine besonders gleichmäßige Vermischung der Sekundärluft mit dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors möglich.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mischelement einen zweiten zylindrischen oder ovalen Abschnitt aufweist, wobei zwischen dem ersten zylindrischen oder oval Abschnitt und dem zweiten zylindrischen oder ovalen Abschnitt ein Dichtabschnitt ausgebildet ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Dichtabschnitt an dem Mischelement ausgebildet werden, sodass ein gasdichtes Einsetzen des Mischelements in eine Öffnung im Abgaskanal erleichtert wird.
  • Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Mischelement in die Öffnung im Abgaskanal eingesetzt wird und mit dem Abgaskanal verschweißt wird. Somit lässt sich ebenfalls auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine dauerhafte und gasdichte Fixierung des Mischelements am Abgaskanal realisieren.
  • In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer Stirnseite des Mischelements eine Öffnung zum Anschließen einer Sekundärluftleitung oder eines Sekundärluftventils ausgebildet ist. Durch eine Öffnung an der Stirnseite des Mischelements ist ein besonders einfacher Anschluss eines Sekundärluftventils oder einer Sekundärluftleitung möglich. Somit wird die Montage erleichtert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Öffnungen über mindestens vier Reihen über den Umfang verteilt angeordnet sind. Durch das Verteilen der Öffnungen auf mindestens vier Reihen, vorzugsweise mindestens sechs Reihen, kann ein besonders gleichmäßiger Eintrag von Sekundärluft in den Abgasstrom des Verbrennungsmotors erfolgen, sodass sich unmittelbar stromabwärts des Mischelements ein homogenes Abgas einstellt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Mischelements ist vorgesehen, dass in jeder Reihe mindestens acht Öffnungen angeordnet sind. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Einbringung von Sekundärluft über den kompletten Querschnitt des Abgaskanals realisiert werden. Durch die Vielzahl der Öffnungen können zudem mehrere Mikrowirbel entstehen, welche die Durchmischung von Abgasstrom und Sekundärluft weiter verbessern.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittelpunkte zweier benachbarter Öffnungen einer Reihe maximal ein Winkelversatz von 45°, bevorzugt von maximal 30°, aufweisen. Dadurch kann das Mischelement in beliebiger Einbauposition eingebaut werden, wodurch sich die Monate des Mischelements erleichtert. Eine Verdrehung des Mischelements führt dabei nicht zu einer deutlich unterschiedlichen Einbringung der Sekundärluft in den Abgaskanal.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sekundärluftsystems ist vorgesehen, dass das Mischelement als Stanz-Biege-Teil hergestellt ist. Dabei sind die Enden des Stanz-Biege-Teils zusammengeschweißt, sodass ein im Wesentlichen rundes oder ovales Mischrohr entsteht. Durch ein Stanz-Biege-Teil ist eine besonders kostengünstige Herstellung des Mischrohrs möglich. Alternativ ist vorgesehen, dass das Mischelement als Feingussteil hergestellt wird. Dadurch können auch komplexe Formen und Geometrien des Mischelements mit vergleichsweise geringem Aufwand hergestellt werden. Zudem kann eine nachfolgende mechanische Bearbeitung des Mischelements entfallen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sekundärluftsystem eine Sekundärluftpumpe umfasst, welche über eine Sekundärluftleitung mit dem Mischelement verbunden ist, wobei an der Sekundärluftleitung ein Sekundärluftventil angeordnet ist, mit welchem die Luftzufuhr zum Mischelement steuerbar ist. Durch ein solches Sekundärluftsystem kann die Sekundärluft im Wesentlichen unabhängig vom Betriebspunkt des Verbrennungsmotors bereitgestellt werden. Alternativ ist es möglich, einen Teil der Ladeluft stromabwärts eines Verdichters des Abgasturboladers abzuzapfen und diesem den Abgasstrom stromabwärts einer Turbine des Abgasturboladers zuzuführen. Dadurch kann auf eine zusätzliche Sekundärluftpumpe verzichtet werden. Bei dieser Ausgestaltung ist jedoch die Bereitstellung von Sekundärluft abhängig vom Ladedruck und somit vom Betriebspunkt des Verbrennungsmotors.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Abgaskanalsegment mit einem solchen Sekundärluftsystem, wobei das Mischelement im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung eines Abgasstroms durch das Abgaskanalsegment angeordnet ist. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Durchmischung des Abgasstroms mit der Sekundärluft erreicht. Unter im Wesentlichen senkrecht ist dabei eine Anordnung zu verstehen, welche einen Winkelbereich von 80° bis 100° zur Mittelachse des Abgaskanals aufweist. Durch einen senkrechte Anordnung des Mischelements ist eine besonders einfache Montage möglich. Dabei kann durch eine ovale Formgebung des Mischelements der Strömungswiderstand abgesenkt werden. Alternativ kann durch ein zylindrisches Mischelement und der damit verbundenen Strömungsablösung beim Umströmen des Mischelements durch den Abgasstrom ein Wirbel erzeugt werden, welcher die Vermischung von der Sekundärluft und dem Abgasstrom begünstigt.
  • In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das Mischelement ausgehend von einer Öffnung im Abgaskanalsegment mindestens bis zu einer Mittelachse des Abgaskanalsegments, vorzugsweise über mindestens 60% des Abgaskanalquerschnitts, besonders bevorzugt über mindestens 75% des Abgaskanalquerschnitts, erstreckt. Dadurch kann eine gleichmäßig Einbringung von Sekundärluft in den Abgasstrom und somit ein homogenes Abgas erreicht werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Abgaskanalsegments ist vorgesehen, dass an dem Abgaskanalsegment eine Öffnung mit einem Dichtsitz ausgebildet ist, an welcher der Dichtabschnitt des Mischelements anliegt. Dadurch ist eine besonders einfache Abdichtung zwischen dem Abgaskanal und dem Mischelement möglich. Somit kann verhindert werden, dass Abgas an der Einführöffnung für das Mischrohr austritt, sodass eine unkontrollierte Emission von Schadstoffen durch eine Leckage vermieden wird. Alternativ ist vorgesehen, dass das Mischelement in die Öffnung im Abgaskanalsegment eingesetzt und mit diesem gasdicht verschweißt wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor, umfassend eine erste Abgasnachbehandlungskomponente und eine zweite Abgasnachbehandlungskomponente, sowie ein solches Sekundärluftsystem, wobei das Mischelement stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente und stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente angeordnet ist. Dabei kann die Sekundärluft sowohl zum Aufheizen der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente über eine katalytische Reaktion als auch zum Bereitstellen von Sauerstoff zur Regeneration eines Partikelfilters genutzt werden.
  • Besonders bevorzugt sind dabei die erste Abgasnachbehandlungskomponente als Drei-Wege-Katalysator und die zweite Abgasnachbehandlungskomponente als Vier-Wege-Katalysator oder als Partikelfilter, insbesondere als unbeschichteter Partikelfilter, ausgebildet. Dadurch kann auch bei einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis des Verbrennungsmotors zusätzlicher Sauerstoff bereitgestellt werden, um die im Vier-Wege-Katalysator zurückgehaltenen Rußpartikel zu oxidieren.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen und Vermischen von Sekundärluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors, wobei die Sekundärluft durch ein solches Sekundärluftsystem zugeführt wird.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei in den unterschiedlichen Zeichnungen mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Es zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor mit einem Sekundärluftsystem zum Einbringen von Sekundärluft, welches ein Mischrohr zur verbesserten Durchmischung des Abgasstroms mit der Sekundärluft aufweist; und
    • 2 ein Abgaskanalsegment mit einem Mischrohr eines erfindungsgemäßen Sekundärluftsystems.
  • 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 10, welcher mit seinem Auslass 18 mit einer erfindungsgemäßen Abgasanlage 20 verbunden ist. Der Verbrennungsmotor 10 ist vorzugsweise als fremdgezündeter Verbrennungsmotor 10 nach dem Ottoprinzip ausgeführt. Der Verbrennungsmotor 10 weist mindestens einen Brennraum 12 auf, an welchem ein Kraftstoffinjektor 14 zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 12 angeordnet ist. Ferner ist an jedem Brennraum 12 eine Zündkerze 16 angeordnet, um ein brennbares Kraftstoff-LuftGemisch in dem jeweiligen Brennraum 12 zu zünden. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit seinem Auslass 18 mit einer Abgasanlage 20 verbunden.
  • Die Abgasanlage 20 umfasst einen Abgaskanal 22, in welchem in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotor 10 durch den Abgaskanal 22 eine Turbine 26 eines Abgasturboladers 24, stromabwärts der Turbine 26 eine motornahe erste Abgasnachbehandlungskomponente 28 und stromabwärts der motornahen ersten Abgasnachbehandlungskomponente 28 eine weitere Abgasnachbehandlungskomponente 30 angeordnet sind. Die motornahe Abgasnachbehandlungskomponente 28 kann insbesondere als ein motornaher Drei-Wege-Katalysator ausgeführt sein. Die weitere Abgasnachbehandlungskomponente 30 kann insbesondere als ein weiterer Drei-Wege-Katalysator, ein Vier-Wege-Katalysator oder ein Partikelfilter ausgeführt sein. Alternativ kann der Verbrennungsmotor 10 auch als Saugmotor ausgeführt sein, wobei in diesem Fall der Abgasturbolader mit der Turbine 26 entfällt.
  • Stromabwärts der motornahen Abgasnachbehandlungskomponente 28 und stromaufwärts der weiteren Abgasnachbehandlungskomponente 30 ist ein Sekundärluftsystem 32 vorgesehen, mit welchem Sekundärluft in den Abgaskanal 22 des Verbrennungsmotors 10 eingebracht werden kann. Das Sekundärluftsystem 32 umfasst eine Sekundärluftpumpe 34, ein Sekundärluftventil 38, eine Sekundärluftleitung 36 und ein Mischelement 40. Dabei ist die Sekundärluftpumpe 34 über die Sekundärluftleitung 36 mit dem Mischelement 40 verbunden. An der Sekundärluftleitung 36 ist ein Sekundärluftventil 38 vorgesehen, mit welchem die Sekundärluftzufuhr zum Abgaskanal 22 des Verbrennungsmotors 10 gesteuert werden kann. Dazu ist das Sekundärluftventil 36 mit einem Steuergerät 54 des Verbrennungsmotor 10 verbunden. Das Steuergerät 54 ist vorzugsweise ein Motorsteuergerät des Verbrennungsmotors 10 und steuert die Kraftstoffmenge, den Einspritzzeitpunkt sowie den Zündzeitpunkt in den Brennräumen 12 des Verbrennungsmotors 10. Alternativ kann die Einleitstelle für die Sekundärluft auch stromabwärts der Turbine 26 des Abgasturboladers 24 und stromaufwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 28 angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn die erste Abgasnachbehandlungskomponente 28 nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 durch eine exotherme Reaktion an der katalytisch wirksamen Oberfläche der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 28 aufgeheizt werden soll. Alternativ kann bei einem Saugmotor die Einleitstelle auch stromabwärts des Auslasses 18 des Verbrennungsmotors 10 und stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 ausgebildet sein.
  • In 2 ist ein Abgaskanalsegment 22 mit einem Mischelement 40 eines solchen Sekundärluftsystems 32 dargestellt. Das Mischelement 40 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittelachse des Abgaskanalsegments 22 angeordnet. Dabei erstreckt sich das Mischelement 40 in radialer Richtung über etwas 75% des Querschnitts des Abgaskanalsegments 22. An dem Abgaskanalsegment 22 ist eine Öffnung 42 ausgebildet, durch welche das Mischelement 40 in das Abgaskanalsegment 22 eingesetzt werden kann. Dazu ist an der Öffnung 42 ein Dichtsitz ausgebildet, auf welchem ein Dichtabschnitt 44 des Mischelement 40 aufliegt. Der Dichtabschnitt 44 befindet sich zwischen einem ersten zylindrischen oder ovale Querschnitt des Mischelements 40 und einem zweiten zylindrischen oder ovalen Querschnitt 46 des Mischelements 40 und weist gegenüber diesen zylindrischen oder ovalen Querschnitten 46 einen vergrößerten Durchmesser auf.
  • Alternativ kann das Mischelement 40 auch in die Öffnung 42 eingesetzt und mit dem Abgaskanalsegment 22 gasdicht verschweißt sein.
  • An einer dem Abgaskanalsegment 22 abgewandten Stirnseite des Mischelements 40 ist eine Anschlussöffnung 48 zum Anschließen eines Sekundärluftventils 38 oder einer Sekundärluftleitung 36 vorgesehen.
  • Das Mischelement 40 weist mehrere Reihen von Öffnungen 50, 52 auf, welche sich in radialer Richtung über den Querschnitt des Abgaskanalsegments 22 verteilen. Dabei ist in 2 ein Mischelement 40 mit sechs Reihen kreisförmiger Öffnungen 50, 52 dargestellt, welche sich gleichmäßig über den Umfang des Mischelements 40 verteilen. Die Öffnungen 50, 52 benachbarter Reihen können, wie in 2 dargestellt, in Umfangsrichtung die gleiche Position aufweisen, sodass sie in einer Linie angeordnet sind. Alternativ können die Öffnungen 50, 52 benachbarter Reihen auch zueinander versetzt angeordnet sein, wodurch die verbleibende Stegbreite zwischen den einzelnen Öffnungen 50, 52 vergrößert und somit die Festigkeit des Mischelements 40 erhöht werden kann. Die Mittelpunkte der Öffnungen 50, 52 einer Reihe weisen dabei in Umfangsrichtung einen Abstand von vorzugsweise etwa 20° - 30° Bogenmaß auf. Somit können mindestens 12 Löcher in einer Reihe gleichmäßig über den Umfang verteilt werden.
  • Im Normalbetrieb wird der Verbrennungsmotor 10 mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben. Dabei können die Schadstoffe des Verbrennungsmotor 10 durch die Abgasnachbehandlungskomponenten 28, 30 in unlimitierte Abgaskomponenten konvertiert werden.
  • Das Einbringen von Sekundärluft erfolgt unter anderen aus zwei verschiedenen Gründen. Zum einen kann die Sekundärluft dazu genutzt werden, unverbrannte Abgaskomponenten auf einer katalytisch wirksamen Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 stromabwärts einer Einleitstelle für die Sekundärluft durch eine exotherme Reaktion mit unverbrannten Abgaskomponenten aufzuheizen, zum anderen kann die Sekundärluft dazu genutzt werden, bei einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis des Verbrennungsmotor 10 Sauerstoff zur Oxidation der im Vier-Wege-Katalysator oder Partikelfilter zurückgehaltenen Rußpartikel bereitzustellen. Dabei kann eine effiziente Konvertierung der gasförmigen Schadstoffe durch die erste Abgasnachbehandlungskomponente 28, insbesondere einen motornahen Drei-Wege-Katalysator erfolgen, da diese Abgasnachbehandlungskomponente 28 von einem stöchiometrischen Abgas durchströmt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Verbrennungsmotor
    12
    Brennraum
    14
    Kraftstoffinjektor
    16
    Zündkerze
    18
    Auslass
    20
    Abgasanlage
    22
    Abgaskanal
    24
    Abgasturbolader
    26
    Turbine
    28
    erster Abgasnachbehandlungskomponente
    30
    zweite Abgasnachbehandlungskomponente
    32
    Sekundärluftsystem
    34
    Sekundärluftpumpe
    36
    Sekundärluftleitung
    38
    Sekundärluftventil
    40
    Mischelement
    42
    Öffnung
    44
    Dichtabschnitt
    46
    zylindrischer Abschnitt
    48
    Anschlussöffnung
    50
    erste Öffnung
    52
    zweite Öffnung
    54
    Steuergerät
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016119306 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Sekundärluftsystem (32) zur Einbringung und Vermischung von Frischluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors (10), umfassend eine Sekundärluftquelle (34), welche mit einem Mischelement (40) verbunden ist, wobei das Mischelement (40) eine Vielzahl von Öffnungen (50, 52) aufweist, und wobei das Mischelement (40) in einem Abgaskanalsegment (22) einer Abgasanlage (20) des Verbrennungsmotors (10) angeordnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (50, 52) in mehreren Reihen über den Umfang des Mischelements (40) verteilt angeordnet sind.
  2. Sekundärluftsystem (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement als Mischrohr ausgebildet ist, wobei das Mischrohr einen zylindrischen oder ovalen Grundkörper aufweist.
  3. Sekundärluftsystem (32) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (40) einen zweiten zylindrischen oder ovalen Abschnitt aufweist, wobei zwischen dem ersten zylindrischen oder oval Abschnitt und dem zweiten zylindrischen oder ovalen Abschnitt ein Dichtabschnitt (44) ausgebildet ist.
  4. Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite des Mischelements (40) eine Öffnung (42) zum Anschließen einer Sekundärluftleitung (36) oder eines Sekundärluftventils (38) ausgebildet ist.
  5. Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (50,52) über mindestens vier Reihen über den Umfang verteilt angeordnet sind.
  6. Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Reihe mindestens acht Öffnungen (50, 52) angeordnet sind.
  7. Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte zweier benachbarter Öffnungen (50, 52) einer Reihe maximal ein Winkelversatz von 45° aufweisen.
  8. Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (40) als Stanz-Biege-Teil oder als Feingussteil hergestellt ist.
  9. Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärluftsystem (32) eine Sekundärluftpumpe (34) umfasst, welche über eine Sekundärluftleitung (36) mit dem Mischelement (40) verbunden ist, wobei an der Sekundärluftleitung (36) ein Sekundärluftventil (38) angeordnet ist, mit welchem die Luftzufuhr zum Mischelement (40) steuerbar ist.
  10. Abgaskanalsegment (22) mit einem Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (40) im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung eines Abgasstroms durch das Abgaskanalsegment (22) angeordnet ist.
  11. Abgaskanalsegment (22) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Mischrohr ausgehend von einer Öffnung (42) im Abgaskanalsegment (22) mindestens bis zu einer Mittelachse des Abgaskanalsegments (22) erstreckt.
  12. Abgaskanalsegment (22) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Abgaskanalsegment (22) eine Öffnung (42) mit einem Dichtsitz ausgebildet ist, an welcher der Dichtabschnitt (44) des Mischelements (40) anliegt oder an dem Abgaskanalsegment (22) ein Aufnahmeabschnitt ausgebildet ist, an welchem des Mischelement (40) mittels einer Schweißung fixierbar ist.
  13. Abgasanlage (20) für einen Verbrennungsmotor (10), umfassend eine erste Abgasnachbehandlungskomponente (28) und eine zweite Abgasnachbehandlungskomponente (30), sowie ein Sekundärluftsystem (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (40) stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente (28) und stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente (30) angeordnet ist.
  14. Abgasanlage (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasnachbehandlungskomponente (28) als Drei-Wege-Katalysator und die zweite Abgasnachbehandlungskomponente (30) als Vier-Wege-Katalysator oder als Partikelfilter ausgebildet ist.
  15. Verfahren zum Einbringen und Vermischen von Sekundärluft mit einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors (10), wobei die Sekundärluft durch ein Sekundärluftsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zugeführt wird.
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