DE1239524B

DE1239524B - Abgasentgiftungsanlage, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1239524B
Application number: DEE28902A
Authority: DE
Inventors: Helmut Bohlaender
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1965-03-17
Filing date: 1965-03-17
Publication date: 1967-04-27

Description

Abgasentgiftungsanlage, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasentgiftungsvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei der .das Abgas zur Oxydation seiner brennbaren Bestandteile mit Luft gemischt und durch einen Katalysator :geleitet wird. Die Förderung der beizumischenden Luft geschieht durch das Abgas in einer Strahlpumpe.
Es sind bereits Abgasentgiftungsanlagen, bei denen eine Auspuffsammelleitung als Treibrohr in den luftansaugenden Strahlapparat eingeführt ist, bekannt. Bei der Luftzumischung wird die Abgastemperatur bei diesen Anordnungen in unerwünschter Weise erniedrigt und liegt oft, z. B. im Leerlauf der Brennkraftmaschine, niedriger als die Zündtemperatur des Katalysators.
Bei Kraftfahrzeugmotoren kommt so die katalytische Verbrennung gerade beiden Betriebszuständen nicht zustande, z. B. bei Stadtfahrten, bei welchen die Abgasentgiftung besonders erwünscht ist. Eine derartige Anordnung ist z. B. in der deutschen Patentschrift 630414 beschrieben. Um den aufgezeigten Nachteil der niederen Zündtemperatur zu vermeiden, sind ferner bereits Anordnungen bekannt, bei welchen die zuzuführende Frischluft vorgewärmt wird. Eine derartige Anordnung ist z. B. in der deutschen Auslegeschrift 1077000 beschrieben. Derartige Anordnungen sind jedoch hinsichtlich der Frischluftführung verhältnismäßig kompliziert.
Es liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abgasentgiftungsvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei der das Abgas zur Oxydation seiner brennbaren Bestandteile gemischt mit vom Abgas in einer Strahlpumpe geförderter Luft durch einen Katalysator geleitet wird, aufzuzeigen, bei welcher durch einfache bauliche Maßnahmen die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die gestellte Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst werden kann, bei welcher nur ein Abgasteilstrom als Treibstahl für die Stra'hlpumpe benutzt wird und bei welcher :der luftführende Abgasteilstrom im Katalysator mit dem Abgashauptstrom gemischt wird.
Zur Treibstromentnahme kann von der Abgasleitung eine Teilleitung abgezweigt sein oder aber in Fortführung der vorliegenden Erfindung bei mehrzylindrischen Motoren beispielsweise die Auspuffleitung wenigstens eines Zylinders der Brennkraftmaschine als Treibrohr in die Strahlpumpe eingeführt werden.
Der nicht mit Luft vermischte und daher noch sehr heiße Hauptstrom sorgt bei einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei allen Betriebszuständen dafür, daß der Katalysator seine Betriebstemperatur besitzt. Außerdem kann hierbei auf größere Schalldämpfungseinrichtungen verzichtet werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in Rohrform mit radialer Durchströmung des hülsenförmigen Katalysators radial von innen nach außen und mit an einer Stirnseite angebrachter Luftstrahlpumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abgashauptstrom gemischt seit .dem über ein Innenrohr zuströmenden luftführenden Abgasteilstrom über eine an der .anderen Stirnseite angebrachte Kammer den das Innenrohr umhüllenden und vom Katalysator umhüllten Eintrittsraum zugeführt wird.
In .dieser Anordnung wird gleichzeitig der Ansaug-und auch Auspuffschall gedämpft, und zwar einmal dadurch, daß der Strahlapparat von einer Kammer umgeben ist und zum zweiten dadurch, daß der Gemischstrahl und der heiße Strahl in dem Verteilerrohr gegeneinander geführt sind, wobei Interferenzdämpfung eintritt. Dabei wird der Katalysator auf der heißeren Seite an der Stelle des günstigsten stöchiometrischen Mischungsverhältnisses gezündet und die dabei freigesetzte Wärmeenergie der verbrannten Abgasbestandteile zusätzlich zur Aufheizung des gesamten Katalysators :genutzt, der deswegen auch bei niedrigen Abgastemperaturen arbeitet.
Bei einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung ist auch die Begrenzung :der Katalysatortemperatur zwecks Vermeidung einer Zerstörung sehr leicht durch Sperrung der Luftzufuhr durchführbar, ohne daß die schalldämpfende Wirkung des Katalysators leidet.
Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung näher erläutert und beschrieben: F i g.1 zeigt einen Axialschnitt des Katalysators mit Anlagenschema, F i g. 2 einen Radialschnitt der Katalysatoranordnung.
In der Zeichnung ist mit 1 der vierzylindrische Verbrennungsmotor und mit 2 die Katalysatoranordnung bezeichnet. Diese weist an den beiden Stirnseiten die Eingangskammern 3 und 4 auf, zwischen denen zentrisch das Verteilerrohr 5a angeordnet ist, das von der Katalysatorhülse 6, dem Verteilerrohr 5 b sowie dem Ausgangssammelraum 7 b umgeben ist, der mit dem Ausgangsstutzen 7 c und 7 d ins Freie mündet. Der Eingangskammer 3 ist die Auffangdüse 8 mit der Verlängerung 8 a in dem Verteilerrohr 5 nachgeschaltet, in welche die Mündung 9 c des Auspuffsammelrohres 9 mündet, in dem die Auspuffzweige 9 a und 9 b von den Verbrennungszylindern 1 a und 1 b zusammengeführt sind. In die Eingangskammer 3 mündet ferner der Luftansaugstutzen 10. Damit ist hier mit dem Strahlapparat zugleich ein aus dem Volumen V1 der Eingangskammer 3 und der Masse des Ansaugstutzens 10 sowie desjenigen der Auffangdüsenverlängerung 8 a bestehender Resonator gebildet, durch den die Auspuffgeräusche sowohl als auch die Ansauggeräusche wirksam gedämpft werden. Die Auspuffrohre 9 d und 9 e der Verbrennungsmotorzylinder 1 c und 1 d sind direkt in die Eingangskammer 4 eingeführt. In der Eingangskammer 4 prallen die aus der Auffangdüse 8 und den Auspuffrohren 9 d und 9 e austretenden Abgasströme aufeinander, wobei Interferenzdämpfung eintritt. Je nach der Motorauslaßfolge füllt sich der die Auffangdüsenverlängerung 8 a umhüllende Gegenstromraum 7a mehr mit den heißen Abgasen (V.,) der Eingangskammer 4 oder dem Abgasluftgemisch des Strahlapparates 8, 9, wobei der Katalysator und auch die Auffangdüsenverlängerung 8 a im Wechsel aufgeheizt und der Katalysator 6 die zur katalytischen Verbrennung notwendige Verbrennungsluft erhält.
Durch die hin- und herpendelnden Abgas- und Abgasluftgemischpfropfen wird die katalytische Verbrennung in breiter Front angeregt. Gedacht ist natürlich auch daran, die Auffangdüse 8 direkt in das Verteilerrohr münden zu lassen.
Die Lage der Katalysatoreinbauten und die der Verteileröffnungen 5 b' ist aus F i g. 2 ersichtlich.

Claims

Patentansprüche: 1. Abgasentgiftungsvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei der das Abgas zur Oxydation seiner brennbaren Bestandteile gemischt mit vom Abgas in einer Strahlpumpe geförderter Luft durch einen Katalysator geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Abgasteilstrom als Treibstrahl für die Strahlpumpe benutzt wird und daß der luftführende Abgasteilstrom im Katalysator mit dem Abgashauptstrom gemischt wird.
2. Abgasentgiftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffleitung wenigstens eines Zylinders der Brennkraftmaschine als Treibrohr in die Strahlpumpe eingeführt ist.
3. Abgasentgiftungsvorrichtung nach Anspruch 1 in Rohrform, mit radialer Durchströmung des hülsenförmigen Katalysators radial von innen nach außen und mit an einer Stirnseite angebrachter Abgas-Luft-Strahlpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgashauptstrom gemischt mit dem über ein Innenrohr (8 a) zuströmenden luftführenden Abgasteilstrom über eine an der anderen Stirnseite angebrachte Kammer (4) dem das Innenrohr umhüllenden und vom Katalysator (6) umhüllten Eintrittsraum(7a) zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 631368, 630 414, 497 081; deutsche Auslegeschrift Nr. 1077 000.