DE19523540A1 - Vorrichtung zur krümmernahen Katalyse und Schalldämpfung von Abgasen - Google Patents

Vorrichtung zur krümmernahen Katalyse und Schalldämpfung von Abgasen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur krümmernahen katalytischen Abgasbehandlung und Schalldämpfung an einem Verbrennungsmotor; sie bezieht sich also auf eine Kombination aus Abgaskrümmer, Katalysator und Schalldämpfer für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, in der die Motorabgase einer katalytischen Behandlung und Schalldämpfung vor Einleitung in den verbleibenden Teil des Kraftfahrzeug-Abgassystems unterworfen werden.
Dem Fachmann ist ersichtlich, daß viele Abgaskrümmer, Kata­ lysatoren und Schalldämpfer in Kraftfahrzeugen Verwendung ge­ funden haben. Obwohl Konstrukteure versucht haben, einen Ka­ talysator und Abgaskrümmer zu kombinieren, wie im US-A-3,937,015 (Akado et al.) und anderen Dokumenten gezeigt ist, sind solche Konstruktionen allgemein nicht kompakt, daher können sie nicht unter den Motorhauben moderner Kraft­ fahrzeuge, in denen nur wenig Raum zur Verfügung steht, ein­ gesetzt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen zur katalytischen Ab­ gasbehandlung und Schalldämpfung für Motorabgase zu schaffen, die kompakt und effiziert sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur krümmernahen katalytischen Abgasbehandlung und Schalldämpfung an einem Verbrennungsmotor gelöst, die
  • - mindestens eine Abgaszweigleitung zum Leiten der Abgase vom Zylinderkopfabgasauslaß eines Motors;
  • - ein hohles, im allgemeinen zylindrisches Hauptkatalysator­ substrat für die Behandlung der vom Motor fließenden Abgase, wobei das Hauptkatalysatorsubstrat über im allgemeinen zylin­ drische Innen- und Außenoberflächen sowie einen inneren Hohlraum verfügt;
  • - ein Gehäuse, das mit den Abgaszweigleitungen verbunden ist und dem Kontaktieren der Abgase mit dem Hauptkatalysatorsub­ strat dient, wobei das Gehäuse einen im allgemeinen zylindri­ schen Behälter mit einer Außenwand und einem Durchgangsbe­ reich zum Leiten der Abgase von der Abgaszweigleitung zur Au­ ßenoberfläche des Hauptkatalysatorsubstrats aufweist, so daß der anfängliche Fluß der Gase über das Hauptkatalysatorsub­ strat im allgemeinen tangential ist;
wobei die Behälteraußenwand eine Innenoberfläche aufweist, die zusammen mit der Außenoberfläche des Hauptkatalysatorsub­ strats eine ringförmige die Außenoberfläche des Hauptkataly­ satorsubstrats eingrenzenden Gasflußpassage definiert, wobei die Querschnittsfläche der Gasflußpassage mit Zunahme des um­ fangsmäßigen Abstands vom Übergangsbereich allmählich ab­ nimmt, und sich die Abgase mit annähernd gleichmäßiger Fluß­ verteilung radial nach innen gerichtet durch das Hauptkataly­ satorsubstrat bewegt, aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung schafft aufgrund des turbu­ lenten Flusses durch das Katalysatorsubstrat eine sehr gute Behandlung von Abgasen sowie die Fähigkeit zur Dämpfung der Abgasgeräusche. Die Vorrichtung liefert eine verbesserte Ab­ gasbehandlung, da die Konstruktion eine größere katalytische Oberfläche liefert und die Abgase gleichmäßig das Substrat passieren, wobei sehr gute Behandlungsergebnisse zustande kommen.
Eine krümmernahe Vorrichtung zur katalytischen Abgasbehand­ lung und Schalldämpfung an einen Kraftfahrzeug-Verbrennungs­ motor umfaßt zumindest eine Abgaszweigleitung zum Ableiten der Abgase von einem Zylinderkopfauslaß eines Motors und ein hohles, poröses, im allgemeinen zylindrisches Hauptkatalysa­ torsubstrat zur Abgasbehandlung, wobei das Katalysator­ substrat sowohl Innen- und Außenoberflächen aufweist, die im allgemeinen zylindrisch sind, als auch einen inneren Hohl­ raum. Die krümmernahe Vorrichtung zur katalytischen Abgasbe­ handlung und Schalldämpfung an einem Kraftfahrzeug-Verbren­ nungsmotor schließt weiter ein Gehäuse ein, das mit den Ab­ gaszweigleitungen verbunden ist, um die Abgase mit der Außen­ oberfläche des Katalysatorsubstrats zu kontaktieren. Das Ge­ häuse umfaßt einen im allgemeinen zylindrischen Behälter, der über eine Außenwand und einen Übergangsbereich zum Leiten von Abgasen von der Abgaszweigleitung zur Außenoberfläche des Ka­ talysatorsubstrats verfügt, wobei der anfängliche Fluß der Abgase über das Katalysatorsubstrat im allgemeinen tangential ist, wobei die Außenwand eine Innenoberfläche aufweist, die zusammen mit der Außenoberfläche des Katalysatorsubstrats eine ringförmige Abgasflußpassage definiert, die die Außen­ oberfläche des Katalysatorsubstrats eingrenzt, wobei der Querschnitt der Abgasflußpassage allmählich mit Zunahme des umfangsmäßigen Abstands vom Übergangsbereich zunimmt, wobei die Abgase sich mit einer annähernd gleichmäßigen Flußvertei­ lung radial nach innen gerichtet durch das Katalysatorsub­ strat bewegen.
Normalerweise verfügt die Innenoberfläche der Außenwand des zylindrischen Gehäuses, das das Hauptkatalysatorsubstrat ent­ hält, über eine schneckenförmige Gestalt. Gemäß einem weite­ ren Aspekt der Erfindung besitzt eine Kombination aus einem krümmernahen Katalysator und Schalldämpfer für einen Kraft­ fahrzeug-Verbrennungsmotor nicht nur den oben erwähnten Hauptkatalysator, sondern auch eine Ausgangsstruktur, die Ab­ gase vom inneren Hohlraum des Hauptkatalysatorssubstrat füh­ ren kann, daß die zu behandelnden Abgase zum Rest des Fahr­ zeug-Abgassystems gefördert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ausgangs­ struktur einen Sekundärkatalysator mit einem im allgemeinen zylindrischen, hohlen Katalysatorsubstrat umfassen, das im Hohlraum des Hauptkatalysatorsubstrats montiert ist, wobei die Abgase, die in den inneren Hohlraum des Hauptkatalysator­ substrats fließen, radial nach innen gerichtet in den inneren Hohlraum des Sekundärkatalysatorsubstrats fließen, wobei fer­ ner die Ausgangsstruktur ein Ausgangsrohr zum Leiten der Ab­ gase vom einen Ende des inneren Hohlraums des Sekundärkata­ lysatorsubstrats zum Fahrzeug-Abgassystem umfaßt.
Die Haupt- und Sekundärkatalysatorsubstrate können gewickelte Faserzylinder umfassen, die Abgasflußpassagen aufweisen, die durch die Faserwicklungen definiert werden. Derartige Kataly­ satorsubstrate sind bereits in US-A-5,192,597 (Forsythe) er­ wähnt, worauf hier in vollem Umfang zur Vermeidung von Wie­ derholungen Bezug genommen wird.
Wie bereits oben erwähnt, kann ein gewickelter Faserzylinder für eins der oder beide erfindungsgemäßen Katalysatorsub­ strate verwendet werden. Die Faserwicklungen können mit ver­ schiedenen Abständen entlang der Länge des Sekundärkata­ lysatorsubstrats so positioniert werden, daß die Abgasfluß­ passagen an dem Ende des Sekundärkatalysatorsubstrats am Aus­ gangsrohr den Abgasfluß mehr beschränken, als die Abgasfluß­ passagen am entgegengesetzten Ende des Katalysatorsubstrats. Hierdurch wird ein gleichmäßiger Abgasfluß durch das Sekun­ därkatalysatorsubstrat unterstützt.
Um ein schnelleres Anspringen oder Aufwärmen der erfindungs­ gemäßen, krümmernahen Vorrichtung zur katalytischen Abgasbe­ handlung und Schalldämpfung an einen Kraftfahrzeug-Verbren­ nungsmotor zu unterstützen, kann die erfindungsgemäße Vor­ richtung ferner ein Flußsteuerventil umfassen, das im Gehäuse nahe des Übergangsbereichs positioniert ist, wobei das Fluß­ steuerventil so liegt, daß bei geöffnetem Flußsteuerventil die Abgase ungehindert durch eine ringförmige Abgasflußpas­ sage fließen, während bei geschlossenem Flußsteuerventil die Abgase durch einen nahe des Übergangsbereiches gelegenen Teil des Katalysatorsubstrats mit geringerem Querschnitt fließen, wodurch das Katalysatorsubstrat durch die fließenden Abgase sehr schnell erhitzt wird.
Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen, krümmernahen Vor­ richtung zur katalytischen Abgasbehandlung und Schalldämpfung an einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, daß ein damit aus­ gestatteter Motor aufgrund des Verzichts auf separate Kompo­ nenten für Krümmer-, Katalyse- und Schalldämpfungsfunktionen bei geringerem apparativem Aufwand reduzierte Abgasemissionen aufweist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische teilweise schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen, krümmernahen Vorrichtung zur katalytischen Abgasbehandlung und Schalldämpfung an einem Verbrennungsmotor und ihre Anbringung an einem Motor;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer teilweise ge­ schnittenen erfindungsgemäßen, krümmernahen Vor­ richtung;
Fig. 3 eine End-Ansicht eines Schnittes einer erfindungsge­ mäßen, krümmernahen Vorrichtung entlang Linie 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen, krümmernahen Vorrichtung mit einem elektrisch geheizten äußeren oder inneren Katalysatorsubstrat;
Fig. 5 eine Schnittansicht der Ausführungsform der Fig. 4 entlang der Linie 5-5 in Fig. 4; und
Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt der erfindungsgemäßen krümmernahen Vorrichtung der Fig. 4 und 5.
Die Fig. 1 erläutert einen in Phantomdarstellung gezeigten Motor 10 mit einer krümmernahen Vorrichtung zur katalytischen Abgasbehandlung und Schalldämpfung 12 gemäß der Erfindung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 kombiniert nicht nur die Funktion eines Abgaskrümmers, sondern auch diejenige eines Katalysators mit der eines Abgasschalldämpfers. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung 12 ist am Zylinderkopf des Motors 10 angebracht und empfängt die Abgase von einer Serie Abgasaus­ lässe, wobei ein Abgasauslaß 16 in Fig. 2 dargestellt ist. Dem Fachmann ist anhand dieser Offenbarung ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Abgaskatalysator- und Dämpferanordnung in Motoren mit verschiedenen Zylinderzahlen sowie -anordnun­ gen, wie Reihen- sowie V-Anordnungen, eingesetzt werden kön­ nen. Die den Motor 10 durch die Abgasauslässe 16 verlassenden Abgase fließen zuerst durch mehrere Abgaszweigleitungen 14, die Abgase von den Zylinderkopfabgasauslässen 16 zum Rest der Kombination von Krümmer, Reaktor und Dämpfer führen.
Die katalytische Behandlung von Abgasen innerhalb der er­ findungsgemäßen Vorrichtung 12 wird mittels eines im allge­ meinen zylindrischen Hauptkatalysators 18 durchgeführt, der eine Außenoberfläche 18a, eine Innenoberfläche 18b und einen inneren Hohlraum 18c aufweist. Der Hauptkatalysator 18 ist derart konstruiert, daß die Abgase radial durch das Hauptka­ talysatorsubstrat 18 fließen können. Da diese im allgemeinen zylindrisch ist, kann das Hauptkatalysatorsubstrat 18 in ei­ nem im allgemeinen zylindrischen Gehäuse 20, das mit den Ab­ gaszweigleitungen 14 verbunden ist, verpackt werden. Der hierin verwendete Begriff "allgemein zylindrisch" bezieht sich auf eine Vielzahl von Kegelschnitten, wobei diese nicht nur tatsächlich kreisförmige Zylinder, sondern auch Zylinder, die einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen, umfas­ sen, wie etwa ovale, elliptische oder andere Querschnitte. Dem Fachmann ist anhand dieser Offenbarungen ersichtlich, daß erfindungsgemäß das Hauptkatalysatorsubstrat 18 in Form der­ artiger Kegelschnitte oder in anderen Formen Verwendung fin­ den kann.
Das Gehäuse 20 kontaktiert die fließenden Abgase mit dem Hauptkatalysatorsubstrat 18, um Katalyse und Schalldämpfung zu ermöglichen. Der Durchgang der Abgase durch das Hauptkata­ lysatorsubstrat 18 wird zumindest teilweise durch das Fluß­ steuerventil 40 bestimmt, das im Gehäuse 20 nahe des Über­ gangsbereichs 26 angeordnet ist, wobei das Flußsteuerventil 40 derart angeordnet ist, daß bei geöffnetem Flußsteuerventil 40 die Abgase ungehindert durch eine ringförmige Abgasfluß­ passage 32 fließen, während bei geschlossenem Flußsteuerventil 40 die Abgase nahe dem Übergangsbereich 26 durch einen im Durchmesser verengten Teil des Hauptkatalysatorsubstrats 18 fließen, wodurch sich das Hauptkatalysatorsubstrat 18 durch die fließenden Abgase sehr schnell aufheizt. Das Flußsteuer­ ventil 40 wird grundsätzlich während der Kaltphase des Motors 10 geschlossen, so daß das Aufwärmen des Hauptkatalysators eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 ausgestatten Kraftfahrzeugs bis zu einem Punkt, an dem die Umwandlungs­ effektivität zum Erreichen der notwendigen Abgasemissions­ werte akzeptabel ist, beschleunigt wird.
Um einen (charakteristischen) Fluß durch die erfindungsgemäße krümmernahe Vorrichtung zur katalytischen Abgasbehandlung und Schalldämpfung 12 an einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor 10, der einen gleichmäßigen, radial nach innen gerichteten Fluß durch im wesentlichen die ganze Außenoberfläche 18a des Hauptkatalysatorsubstrats 18 aufweist, zu unterstützen, be­ sitzt das Gehäuse 20 einen im allgemeinen zylindrischen Be­ hälter 22 mit einer (Behälter)Außenwand 24 mit einer Behäl­ teraußenwandinnenoberfläche 30, die gemeinsam mit der Außen­ oberfläche 18a des Hauptkatalysatorsubstrats 18 eine ringför­ mige Abgasflußpassage 32 definieren die die Außenoberfläche 18a des Hauptkatalysatorsubstrats 18 eingrenzt. Wie am besten die Fig. 3, 5 und 6 zeigen, besitzt die Innenoberfläche 30 der Behälteraußenwand 24 eine schneckenförmige Gestalt, die zu einer kontinuierlichen Verkleinerung der ringförmigen Ab­ gasflußpassage 32 führt. In dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel beträgt der Außendurchmesser des Hauptkatalysatorsubstrats 18 etwa 150 mm. Die Ausdehnung der ringförmigen Abgasflußpassage 32 zwischen der Behälteraußenwandinnenoberfläche 30 und der Außenoberfläche 18a des Hauptkatalysatorsubstrats 18 beträgt etwa 22 mm und nimmt bis auf etwa 7,6 mm an der Stelle B ab. Man beachte, daß nach der Stelle B die Größe der ringförmigen Abgasflußpassage 32 durch eine Flußleiteinrichtung 36 deut­ lich reduziert ist. Die Flußleiteinrichtung 36 vermindert die Abgasmenge, die vom Übergangsbereich 26 im Gegenuhrzeigersinn fließt, wie auch Fig. 6 zeigt, bzw. werden die Abgase in Fig. 6 veranlaßt, im Uhrzeigersinn zu fließen. Dies sichert, daß die Abgase gleichmäßig durch das Hauptkatalysatorsubstrat 18 fließen, so daß, begleitet durch eine entsprechende Schall­ dämpfung des Abgasgeräusches, hohe Raten an katalytischer und thermischer Umwandlung erreicht werden. Obwohl der Fluß eine tangentiale Komponente hat, die zumindest anfänglich domi­ niert, fließen die Abgase im allgemeinen mit einer relativ gleichmäßigen Verteilung radial nach innen.
Die radial nach innen durch die Innenoberfläche 18b des Hauptkatalysatorsubstrats 18 fließenden Abgase fließen in den inneren Hohlraum 18c des Hauptkatalysatorsubstrats 18. Der innere Hohlraum 18c dient zur Expansion und Geräuschauflösung der Abgase, die dann vom krümmernahen Katalysator und Schall­ dämpfer weggeführt werden müssen. Dazu kann eine Ausgangs­ struktur vorgesehen werden, wie in den Fig. 2 bis 6 gezeigt ist. Die dargestellte Ausgangsstruktur umfaßt ein im allge­ meinen zylindrisches Sekundärkatalysatorsubstrat 34 mit einem inneren Hohlraum 34c. Beim Fließen in den inneren Hohlraum 34c fließen die Abgase axial durch den inneren Hohlraum und dann aus dem Ausgangsrohr 38, das die Abgase zum schematisch durch 42 in Fig. 1 gezeigten Rest des Autoabgassystems führt. Die Expansion der Abgase beim Erreichen des inneren Hohlraums 18c ist von einer Druck-Reduzierung begleitet, was wiederum die Schallenergie herabsetzt.
Wie oben erwähnt, ist bestimmt worden, daß das Haupt- 18 und Sekundärkatalysatorsubstrat 34 einen gewickelten Faserzylin­ der umfassen können, der ringförmige durch die Faserwick­ lungen definierte Abgasflußpassagen 32 aufweist. Bei Ver­ wendung dieser Konstruktion können die Faserwicklungen mit variierender Dichte entlang der Länge des Sekundärkatalysa­ torsubstrats 34 so positioniert werden, daß die ringförmigen Abgasflußpassagen 32 am an das Ausgangsrohr 38 angrenzenden Ende des Sekundärkatalysatorsubstrats 34 den Abgasfluß stär­ ker einschränken als die Abgasflußpassagen 32 am entgegenge­ setzten Ende des Sekundärkatalysatorsubstrats 34. Dieses ver­ ursacht einen gleichmäßigen Abgasfluß durch die Wand des Se­ kundärkatalysatorsubstrats 34.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 wird ein schnelles Aufwärmen des Hauptkatalysatorsubstrats 18 durch elektrische Widerstandsheizung gefördert. Der elektrische Konnektor 44 ist mit irgendeinem konventionellen elektrischen Katalysator­ heizungssystem (nicht dargestellt) in der dem Fachmann be­ kannten Form verbunden. Das Sekundärkatalysatorsubstrat 34 kann ebenfalls elektrisch beheizt werden.
Während die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform gezeigt und erläutert wurde, ist dem Fachmann ersichtlich, daß verschiedenste Veränderungen und Abwandlungen der be­ schriebenen Form möglich sind, ohne sich vom Schutzbereich der Ansprüche zu entfernen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur krümmernahen katalytischen Abgasbehandlung und Schalldämpfung an einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch:
  • - mindestens eine Abgaszweigleitung (14) zum Leiten der Ab­ gase vom Zylinderkopfabgasauslaß (16) eines Motors (10);
  • - ein hohles, im allgemeinen zylindrisches Hauptkatalysator­ substrat (18) für die Behandlung der vom Motor (10) fließen­ den Abgase, wobei das Hauptkatalysatorsubstrat (18) über im allgemeinen zylindrische Innen- (18b) und Außenoberflächen (18a) sowie einen inneren Hohlraum verfügt;
  • - ein Gehäuse (20), das mit den Abgaszweigleitungen (14) ver­ bunden ist und dem Kontaktieren der Abgase mit dem Hauptkata­ lysatorsubstrat (18) dient, wobei das Gehäuse (20) einen im allgemeinen zylindrischen Behälter (22) mit einer Außenwand (24) und einem Durchgangsbereich (26) zum Leiten der Abgase von der Abgaszweigleitung (14) zur Außenoberfläche (18a) des Hauptkatalysatorsubstrats (18) aufweist, so daß der anfängli­ che Fluß der Gase über das Hauptkatalysatorsubstrat (18) im allgemeinen tangential ist;
wobei die Behälteraußenwand (24) eine Innenoberfläche (30) aufweist, die zusammen mit der Außenoberfläche (18a) des Hauptkatalysatorsubstrats (18) eine ringförmige die Außenoberfläche (18a) des Hauptkatalysatorsubstrats (18) eingrenzenden Gasflußpassage (32) definiert, wobei die Querschnittsfläche der Gasflußpassage (32) mit Zunahme des umfangsmäßigen Abstands vom Übergangsbereich (26) allmählich abnimmt, und sich die Abgase mit annähernd gleichmäßiger Flußverteilung radial nach innen gerichtet durch das Hauptkatalysatorsubstrat (18) bewegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche (30) der Behälteraußenwand (24) schneckenförmig ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine für das Leiten von Abgasen vom inneren Hohlraum (18c) des Haupt­ katalysatorsubstrats (18) zum Fahrzeug-Abgassystem (42) aus­ gelegte Ausgangsvorrichtung.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsvorrichtung einen Sekundärkatalysator mit einem im allgemeinen zylindrischen, hohlen Sekundärkatalysatorsub­ strat (34) umfaßt, das im inneren Hohlraum (18c) des Hauptka­ talysatorsubstrats (18) derart montiert ist, daß die in den inneren Hohlraum (18c) des Hauptkatalysatorsubstrats (18) fließenden Abgase radial nach innen gerichtet in den inneren Hohlraum (34c) des Sekundärkatalysators fließen, wobei die Ausgangsvorrichtung ferner ein Ausgangsrohr (38) zum Leiten der Abgase von dem einen Ende des inneren Hohlraums (34c) des Sekundärkatalysatorsubstrats (34) zum Rest des Fahrzeug- Abgassystems (42) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärkatalysatorsubstrat (34) einen gewickelten Faser­ zylinder umfaßt, der Gasflußpassagen (32) aufweist, die durch die Faserwindungen definiert werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserwindungen mit verschiedenem Abstand entlang der Länge des Sekundärkatalysatorsubstrats (34) platziert sind, so daß die am Ausgangsrohr (38) anliegenden Gasflußpassagen (32) am Ende des Sekundärkatalysators den Gasfluß stärker einschränken, als die Gasflußpassagen (32) am entgegengesetz­ ten Ende des Sekundärkatalysatorsubstrats (34).
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptkatalysatorsubstrat (18) einem gewickelten Faserzy­ linder umfaßt, der Gasflußpassagen aufweist, die durch die Faserwindungen definiert werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptkatalysatorsubstrat (18) elektrisch erwärmt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Flußsteuerventil (40) umfaßt, das unmittelbar am Übergangsbereich (26) im Gehäuse (20) positioniert ist, wobei die Abgase bei geöffnetem Flußsteuerventil (40) unge­ hindert durch die ringförmige Gasflußpassage (32) fließen, während sie bei geschlossenem Flußsteuerventil (40) durch einen reduzierten Teil des am Übergangsbereich (26) anliegen­ den Hauptkatalysatorsubstrats (18) fließen, wodurch das Hauptkatalysatorsubstrat (18) durch die fließenden Abgase schnell erhitzt wird.
10. Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Abgasen und Schalldämpfung für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor (10) gekennzeichnet durch:
  • - mindestens eine Abgaszweigleitung (14) für das Ableiten von Abgasen vom Zylinderkopfauslaß eines Motors (10);
  • - ein hohles, im allgemeinen zylindrisches Hauptkatalysator­ substrat (18) für die Behandlung von vom Motor (10) fließen­ den Abgasen, wobei das Hauptkatalysatorsubstrat (18) im all­ gemeinen zylindrische Innen- (18b) und Außenoberflächen (18a) sowie einen inneren Hohlraum (18c) aufweist, so daß die Ab­ gase unter Dissipation der Schallenergie expandieren können;
  • - ein mit den Abgaszweigleitungen (14) verbundenes Gehäuse (20) zum Kontaktieren der Abgase mit dem Hauptkatalysa­ torsubstrat (18), wobei das Gehäuse (20) einen im allgemeinen zylindrischen Behälter (22) mit einer Außenwand (24) und ei­ nem Übergangsbereich (26) für das Leiten von Abgasen von den Abgaszweigleitungen (14) zur Außenoberfläche (18a) des Haupt­ katalysatorsubstrats (18) aufweist, so daß der anfängliche Fluß des Gases über das Hauptkatalysatorsubstrats (18) im allgemeinen tangential ist, wobei die Behälteraußenwand (24) eine schneckenförmige Innenoberfläche (30) aufweist, die ge­ meinsam mit der Außenoberfläche (18a) des Hauptkatalysator­ substrats (18), eine ringförmige Gasflußpassage (32) defi­ niert, die die Außenoberfläche (18a) des Hauptkatalysatorsub­ strats (18) eingrenzt, wobei die Querschnittsfläche der Gasflußpassage (32) mit Zunahme des umfangsmäßigen Abstands vom Übergangsbereich (26) allmählich abnimmt, so daß sich die Abgase mit einer annähernd gleichmäßigen Verteilung radial nach innen gerichtet durch das Hauptkatalysatorsubstrat (18) bewegen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Ausgangsvorrichtung zum Leiten von Abgasen vom inneren Hohl­ raum (18c) des Hauptkatalysatorsubstrats (18) zum Rest des Fahrzeug-Abgassystems (42), wobei die Ausgangsvorrichtung einen Sekundärkatalysator mit einem im allgemeinen zylindri­ schen hohlen Sekundärkatalysatorsubstrat (34) umfaßt, das im inneren Hohlraum (18c) des Hauptkatalysatorsubstrats (18) montiert ist, so daß die Abgase, die in den inneren Hohlraum (18c) des Hauptkatalysatorsubstrats (18) fließen, radial nach innen gerichtet in den inneren Hohlraum (34c) des Sekundärka­ talysators fließen, wobei die Ausgangsvorrichtung ferner ein Ausgangsrohr (38) zum Leiten der Abgase vom einen Ende des inneren Hohlraumes (34c) des Sekundärkatalysatorsubstrats (34) zum Rest des Fahrzeug-Abgassystems (42) umfaßt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Substrate (18) und (34) einen gewickelten Faserzy­ linder umfaßt, der durch die Zwischenräume zwischen den Faserwindungen definiert Gasflußpassage (32) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptkatalysatorsubstrat (18) elektrisch heizbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärkatalysatorsubstrat (34) elektrisch heizbar ist.
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