DE2401417C2 - Verfahren zur Entgiftung der Abgase einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Entgiftung der Abgase einer Brennkraftmaschine

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DE2401417C2 DE2401417A DE2401417A DE2401417C2 DE 2401417 C2 DE2401417 C2 DE 2401417C2 DE 2401417 A DE2401417 A DE 2401417A DE 2401417 A DE2401417 A DE 2401417A DE 2401417 C2 DE2401417 C2 DE 2401417C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasrohr ein erster, der Reduktion der Stickoxide dienender Reaktor und ein zweiter der Oxydation der Kohlenwasserstoffe sowie des Kohlenmonoxids dienender Reaktor in Reihenschaltung angeordnet sind, wobei das Verfahren mit mindestens zwei Regelkreisen arbeitet, einem ersten Regelkreis, welcher das Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff auf der Saugseite des Motors in Abhängigkeit von der Meßgröße eines im Abgasrohr angeordneten Sauerstoffmeßfühlers regelt, und einem zweiten Regelkreis, welcher das Einblasen von Zusatzluft in das Abgasrohr in Strömungsrichtung vor dem Oxydationsreaktor regelt.
Bei derartigen Abgasentgiftungsanlagen mit Zweibettkatalysatoren muß für eine befriedigende Reduktion der Stickoxide (MOi) das dem Motor zugeführte Kraftstoffluftgemisch gegenüber einem stöchiometrischen Gemisch (λ = 1) leicht fett sein (λ < 1). Durch die leicht fette Einstellung (leichter Luftmangel) wird die Verbrennungstemperatur im Motor verhältnismäßig niedrig gehalten, was der Stickoxidbildung entgegenwirkt, und es wird ein besseres »Fahrverhalten« erreicht, da bei schneller Änderung der Stellung des Gaspedals weniger Aussetzer und andere Störungen im Verbrennungsablauf vorkommen. Dieses leicht fette Gemisch läßt sich leichter zünden. Andererseits nimmt dadurch der Ausstoß an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffen (CH) zu. Diese Schadstoffe werden dann im Oxydationskatalysator unter Zusatz von Luft oxydiert. Das leicht fette Gemisch kommt auch einem schnellen Aufheizen des Oxydationskatalysators zugute, da dieser erst ab einer bestimmten Arbeitstemperatur, die weitgehend von der Katalysatorzusammensetzung abhängt, befriedigend arbeiten.
Durch die DE-PS 22 16 705 ist eine Einrichtung bekannt, die nach dem eingangs genannten Verfahren arbeitet. Dort sind im Abgassystem zwei Reaktoren vorgesehen, wobei stromaufwärts eines katalytisch
se arbeitenden und der Reduktion von Stickoxiden dienenden Reaktors ein Thermoreaktor für die thermische Oxydation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid vorgesehen ist. Der zweite Regelkreis für das Einblasen von Zusatzluft stromaufwärts des thermisehen Reaktors enthält einen Temperaturfühler, der die Temperatur des thermischen Reaktors erfaßt. Bei dieser Einrichtung wird eine bestimmte Temperatur des thermischen Reaktors dadurch eingeregelt, daß z. B. durch die Zufuhr von Sekundärluft bei zu kaltem Reaktor der dem thermischen Reaktof nachgeschalteten Sauerstöffsonde ein 2u mageres Gemisch vergetäuscht wird, so daß eingangsseitig der Brennkraftma^ schine ein fetteres Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt Wird. Der somit vermehrt zur Nachoxydation Vorhände·1 ne Kraftstoff dient dann zur Erhöhung der Thermoreaklortemperatur. Durch die in dem kafalytischen Reaktor Vorgeschaltete Sauerstoffmeßsonde wird bei dieser bekannten Einrichtung dem katalytischen Reaktor ein
24 Ol
stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt. Dieses Gemisch enthält nur noch in geringem Maße noch nicht umgesetzte Kohlenmonoxide oder Kohlenwasserstoffe, die die Reduktion von Stickoxiden im katalytischen Reaktor begünstigen. Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß die Steuerung der Zusatzluft den sich ändernden Lastbedingungen der Brennkraftmaschine schnell folgen muß. Es ist somit mit relativ großen Abweichungen des tatsächlichen Zusatzluftanteils von dem Anteil, der zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur des Thermoreaktors notwendig wäre, zu rechnen. Weiterhin ist eine verhältnismäßig große und damit teure Luftpumpe notwendig, da viel Zusatzluft in das Abgasrchr geblasen werden muß. Ein hoher Leistungsverlust sowie ein verhältnismäßig hoher Kraftstoffverbrauch ist die Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasentgiftungsanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, durch die die vorstehenden Nachteile vermieden werden und eine einwandfreie Reduktion der NO,-Bestandteüe in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist Ferner soll der Aufwand für die Sekundärluftzuführung möglichst klein und der mit der abgasseitigen Zuführung von Sekundärluft verbundene Kraftstoffmehrverbrauch möglichst gering gehalten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zugeführte Zusatzluft in zwei Ströme aufgeteilt in das Abgasrohr geblasen wird, von denen der erste Teilstrom in Strömungsrichtung vor dem Sauerstoffmeßfühler eingeblasen wird und auf eine dem Gasdurchsatz des Motors proportionale Menge geregelt wird, so daß bei einem durch den Sauerstoffmeßfühler stöchiometrisch festgestelltem Gemisch = l)dem Motor ein leicht fettes Kraftstoffluftgemisch (λ ~ 0,98 bis 0,99) zugeführt wird.
Durch das Zuführen eines Teilstromes der Zusatzluft vor den Sauerstoffmeßfühler wird dem Meßfühler ein leicht mageres Kraftstoffluftgemisch »vorgetäuscht«. Es wird also entsprechend dem ersten Teilstrom der Zusatzluft ein leicht fettes Kraftstoffluftgemisch dem Motor zugeführt Obwohl der Kraftstoffverbrauch nur unwesentlich höher als bei A=I ist, herrscht mit Sicherheit in den Katalysatoren reduzierende bzw. oxydierende Atmosphäre.
Es ist zwar bereits vorgeschlagei worden (DE-OS 23 29 539), den Sekundärluftstrom in zwei Teilströme aufzuteilen, doch erfolgt die Dosierung der stromaufwärts eines ersten reduzierenden Katalysators zugeführten Sekundärluftmonge in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer in diesem Katalysator angeordneten Sauers'offsonde. Die Restmenge des Sauerstoffs wird stromabwärts des reduzierenden katalytischen Reaktors bzw. stromaufwärts eines nachgeschalteten oxydierenden Reaktors in nicht dosierter Menge zugeführt. Zur Aufrechterhaltung bzw. schnellen Erwärmung des reduzierenden katalytischen Reaktors ist eine temperaturabhängige Steuerung der Kraftstoffluft-Gemischzusammensetzung vorgesehen, durch die bei kaltem Reaktor das Kraftstoffluftgemisch sehr fett gehalten wird
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zusatzluftpumpe vom Motor angetrieben und der erste Teilstrom der Zusatzluft mindestens mittelbar in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr stromab der Drosselklappe regelbar«
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Teilstrom der Zusatzluft in Abhängigkeit von den Strömungsverhältnissen im Abgasrohr regelbar.
Je drei Varianten zweier Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1, 2 und 3 das erste Ausführungsbeispiel mit saugrohrdruckabhängiger Regelung,
F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Abgaszusammensetzung,
Fig. 5, 6 und 7 das zweite Ausführungsbeispiel mit abgasrohrdruckabhängiger Steuerung.
In Fig. 1 ist mit 11 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die über ein Luftfilter 12 und ein Ansaugrohr 13 Luft ansaugt Das Ansaugrohr 13 verzweigt sich in einzelne Ansaugleitungen 14 bis 17, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine 11 führen. Im Ansaugrohr 13 ist eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 18 angeordnet Kraftstoff wird über eine Düse 19 in das Saugrohr 13 eingebracht Der Kraftstoff wird in einem auch mit elektrischen Mitteln arbeitenden Steuergerät 20 zugemessen und über eine Leitung 21 der Düse 19 zugeführt Die das Ansaugrohr 13 durchstiixiiende Luftmenge wird durch eine Stauklappe 22 gemessen, die mit einem Potentiometer 23 zusammenwirkt, dessen der Luftmenge entsprechende elektrische Ausgangsgröße dem Steuergerät 20 eingegeben wird, so daß dieses eine entsprechende Kraftstoffmenge zumessen kann.
Die Abgase der Brennkraftmaschine 11 werden in einer Abgasleitung 24 gesammelt, in der ein Zweibettkatalysator 25 mit einem ersten reduzierenden Bett 26 und einem zweiten oxydierenden Bett 2/ angeordnet ist Zwischen den beiden Katalysatorbetten 26 und 27 ist ein Sauerstoffmeßfühler 28 angeordnet, dessen elektrische Ausgangsgröße dem Steuergerät 20 zugeführt wird. Der Ausgang des Zweibettkatalysators 25 mündet in ein Auspuffrohr 30, das die Abgase einer nicht dargestellten Schalldämpferanlage zuführt.
Durch die Brennkraftmaschine 11 wird durch eine Verbindung 31, die beispielsweise ein Keilriemen sein kann, eine Luftpumpe 32 angetrieben, die über einen Filter 33 Außenluft ansaugt und über eine Leitung 34 dem Abgasrohr zwischen den beiden Katalysatorbetten 26 und 27 des Zweibettkatalysators 25 zuführt. Die Leitung 34 teilt sich in eine erste Teilstromleitung 35 und eine zweite Teilstromleitung 36 auf, von denen die Leitung 35 in Strömungsrichtung vor dem Sai'erstoffmeßfühler 28 ins Abgasrohr mündet, während die Teilstromleitung 36 unmittelbar vor dem Katalysatorbett 27 einmündet. Es kann von Vorteil sein, zur Entkoppelung der Luftströme im Abgasrohr 24 zwischen den Katalysatorbetten 26 und 27 eine Querschnittsverengung 37 anzuordnen. Zur Steuerung der über die erste Teilstromleitung 35 strömendrn Luftmenge dient eint Steuerleitung 38, die vom Ansaugrohr 13 stromab der Drosselklappe 18 abzweigt. Durch eine weiter unten beschriebene Steuerung soll erreicht werden, aaß die erste Teilstrommenge etwa 1 bis 2% der angesaugten Luftmenge entspricht.
Bei der in Fig. I dargestellten Variante des ersten Ausführungsbeispiels ist in der Teilstromleitung 35 ein Ventil 40 angeordnet, das mit zunehmendem Unterdruck im Ansaugrohr 13 die Teilstromleitung 35 mehr und mehr schließt Um einen entsprechenden Luftstrom durch die Teilstromleitung 35 zu erhalten, ist in der anderen Teilstromleitung 36 eine Drossel 41 angeordnet
Bei der Variante nach F i g. 2 wird der Querschnitt der T'eilstromieitung 36 durch ein Ventil 42 gesteuert, das mit zunehmendem Saugrohrunterdruck mehr und mehr
aufstellen. Für die entsprechende Stauwirkung ist hier in der Teilstromleitung 35 eine Drossel 43 angeordnet.
Bei der Variante nach Fig.3 wird die Luft aus der Leitung 34 durch ein Dreiwegeventil 44 auf die Teilstromleitüngen 35 und 36 aufgeteilt, wobei der Gesamtdurchgangsquerschnitt zu den Teilstromleitungen 35 und 36 konstant bleibt. Mit zunehmendem Saugrohrunterdruck wird der Querschnitt zur Teilstromleitung 36 vergrößert, der zur Teilstromleitung 35 verkleinert. Diese letzte Schaltung hat den Vörtoil, daß keine zusätzlichen Drosselverluste entstehen wie bei den vorhergehenden Ausführungen durch die Drossel 41 bzw. 43, so daß die Luftpumpe 32 eine geringere Verlustleistung hat.
Die Luftventile 40, 42 und 44 arbeiten vorzugsweise mit einer das bewegliche Ventilglied betätigenden Membran 45, die aufgrund des über die Leitung 38 zugeführten Saugrohrunterdrucks entgegen der Kraft von RürlcstellfRrlern hetatighnr sind.
Bei dem in Fig.4 dargestellten Diagramm ist schematisch der Zusammenhang gezeigt zwischen Abgaszusammensetzung und dem Luftverhältnis λ. Bei λ = 1 herrscht stöchiometrisches Gemisch, ein Gemisch, bei dem theoretisch die Luft gerade ausreicht um den vorhandenen Kraftstoff zu verbrennen. Während in der linken Hälfte des Diagramms die Kurven für Luftmangel, also fettes Gemisch, dargestellt sind, zeigt die rechte Hälfte des Diagramms die Kurven für mageres Gemisch. Ohne Katalysator gelten die durchgezogenen Linien, mit Katalysator die gestrichelten Linien. Wie aus dem Diagramm ersichtlich nimmt mit zunehmender Abmagerung des Kraftstoffluftgemisches der CO-Wert am Anfang sehr schnell und nach λ = 1 sehr viel langsamer aber konstant ab. Dieser ohnehin bei λ = 1 relativ kleine Wert wird durch den Katalysator, wie die entsprechend gestrichelte Linie zeigt, noch verkleinert Die CH-Kurve nimmt ebenfalls bis zu λ =s 1,1 stark ab, um dann jedoch wieder steil anzusteigen. Das steile Ansteigen hängt damit zusammen, daß mit zunehmendem Luftüberschuß auch die Zahl der Verbrennungsaussetzer zunimmt, die ein Zunehmen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen zur Folge haben. Die entsprechende Katalysator-Kurve verläuft schon von Anfang an wesentlich flacher und hat bereits bei A =* 1,0 ein Minimum. Sie steigt jedoch auch bei Luftüberschuß nur unwesentlich an. Die NOx-Kurve hingegen zeigt genau den umgekehrten Verlauf der CH- bzw. CO-Kurven. Sie weist etwa bei λ = 1,05 ein Maximum auf. Zu großen und zu kleinen Luftzahlwerten hin fällt sie jedoch steil ab. Dies ist dadurch bedingt, daß Stickoxide nur bei hohen Verbrennungstemperaturen durch Verbrennung des Lufstickstoffes entstehen. Die Verbrennungstemperatur erreicht aber ihren Maximalwert bei leicht magerem Kraftstoffluftgemisch. Durch das Reduktionskatalysatorbett 26 kann die entsprechende gestrichelte NOx-Kurve erreicht werden, deren Minimum bei leichtem Luftmangel erreicht ist und die bei fetten Luftkraftstoffgemisch einen sehr flachen und niedrigen Verlauf hat Bei reduzierender Abgaszusammensetzung, d.h. bei fettem Kraftstoffiuitgemisch reagieren die Stickoxide im Reduktionskatalysatorbett 26 mit dem Kohlenmonoxid und mit Wasserstoff aus den unverlbrannten Kohlenwasserstoffen. Deshalb findet man bei klei ti Laftzahlen, also bei fetterem Kraftstoff! uftgemiscn am Ausgang des Reduktionskatalysäiofs nur wenig Stickoxide im Abgas. Bei λ = 0,98 bis 0,99 ergibt sich ein ΝΌχ-Minimum während bei λ « 1,02 die Wirkung des Katalysators nicht mehr auftritt, da für eine reduzierende Atmosphäre zu viel Sauerstoff im Abgas enthalten ist.
Wie durch die Spannungskurve Sdes Sauerstoffmeßfühlers gezeigt, ändert sich gerade bei λ = 1,0 die Ausgangsspannung des Sauerstoffmeßfühlers spfungartig. Ein λ von 1,0 läßt sich somit gut einregeln. Ein derartiger Sauerstoffmeßfühler ist ein Festelektrolyt der bei höheren Temperaturen Wie sie auch im Abgasstrom herrschen sauerstoffionenieitend wird. Als
ίο derartiger Festelektrolyt kann z, B. Zirkondiöxyd verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird dieses Sprungverhalten bei λ = 1 des Sauerstoffmeßfühlers 28 zur Feinregelung eines Kraftstoffluftgemisches von λ = 0,98 bis 0,99 verwendet ohne dafür eine aufwendige Analogsteuerung verwenden zu müssen. Es wird lediglich über die Teilstromleitung 35 vor den Meßfühler 1,5 bis 2% der Verbrennungsluft an Zuluft zugegeben. Der Sauerstoffmeßfilhler regelt dann bei λ = 1.0 auf der Abgasseite auf der Saugseite das gewünschte leicht fette Kraftstoffiuftgemisch ein. Auch dieser erste Teilluftstrom wird erst nach dem Reduktionskatalysator 26 in das Äbgasrohr 24 geleitet um den Reduktionsprozeß nicht zu beeinträchtigen. Die von der Zusatzluftpumpe 32 geförderte Restmenge wird über die Teilstromleitung 36 vor den Oxydationskatalysator 27 geleitet. Hierbei ist es von geringer Bedeutung, wenn mehr Luft eingeblasen wird als z-jr Oxydation erforderlich ist.
Bei den drei Varianten des zweiten Ausführungsbeispiels, die in den Fig.5, 6 und 7 dargestellt sind, dient zur Steuerung von 1,5 bis 2% Zuluft zu einem Abgasteilstrom, die über die erste Teilstromleitung zugeführt wird, der Druck im Abgasrohr 24, und zwar vor dem Reduktionskatalysator 26. In diesen F i g. 5, 6 und 7 werden für die in den Fig. 1, 2 und 3 entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen verwendet, hingegen für die neuen Teile neue Bezugszahlen. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Kraftstoffzumessung über einen mechanischen Mengenteiler 50 und die Einspritzung über Einzeldüsen 51, die jeweils in den verzweigten Ansaugleitungen 14, 15, 16 und 17 angeordnet sind. Die Luft wird über eine Stauklappe 52 gemessen, üie über einen Hebel 55 aur ein mechanisches Zumeßglied 54 wirkt Durch das elektronische Steuergerät 20 wird die am Zumeßglied 54 wirkende Rückstellkraft in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom des Sauerstoffmeßfühlers 28 verändert Diese Veränderung bewirkt eine Änderung des Kraftstoffluftgemischverhältnisses.
Vom Abgasrohr 24 zweigt ein Bypaß 55 ab, in dem eine Venturidüse 56 angeordnet ist In die Venturiüse mündet die erste Teilstromleitung 35. Stromab der Venturidüse ist dann in diesem Bypaß 55 der Sauerstoffmeßfühler 28 angeordnet Wie in Fig.5 dargestellt, kann dieser Bypaß entweder ins Freie münden (gestrichelt angedeutet) oder er wird für eine Abgasrückführung, die ebenfalls einer NOj-Bildung entgegenwirkt, zurück zum Ansaugrohr 13 geführt Um eine nachteilige Kondensation von Abgasbestandteüen
so bei zu starker Abkühlung im Bypaß 55 zu vermeiden sowie um den Abweichungsfehler durch kalte Zusatzluft klein zu halten, wird die Teilstromleitung 35 über einen Wärmetauscher 56 aufgewärmt Der Wärmetauscher 56 verbindet das erste Teilstück des Bypasses 55 mit der Teilstromleitung 35. Um eine zusätzliche Regulation des durch den Veniürranterdruck bewirkten Luftniengenflusses zu erhalten, ist in der Teilstromleitung 35 eine verstellbare Drossel 57 angeordnet
Die Zusatzlufipumpe 32 kann entweder wie dargestellt durch die Brennkraftmaschine Il selbst oder extern durch einen Elektromotor angetrieben werden. In der Druckleitung 34 dieser Zusalzluftpumpe 32 ist ein Gleichdruckventil 59 angeordnet, von dem ungedrosselt die Teilstromleitung 35 abzweigt und entsprechend gesteuert die Teilstromleitung 36. Die Steuerung erfolgt durch sine Membran 60, deren eine Seite über eine Leitung'61 mildem im Abgasrohr 24 in Stfömungsrich· lurig vor dem Redukliötiskätälysatof 26 herrschenden Druck beaufschlagt ist, während die andere Seite vom Pumpendruck ,beaufschlagt isL Dieses sich durch Abiassen der Überschußluft in die Teilstromleitung 36
an der Membran einstellende gleiche Druckniveau ist wichtig für die exakte Zugabe der Zusatzluft an der Venturidüse 58.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel ist das Gleichdruckventil 59 nicht vorhanden und es ist lediglich in der Teilstromleitung 35 ein Speicher 63 vorgesehen, der den Einfluß der Auspuffpulsalionen auf die Steuerung mindern hilft.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Variante zweigt die Teilstromleitung 35 nichl von der Druckleitung 34 der Zusatzluftpumpe 32 ab, sondern vom Ansaugrohr 13 unmittelbar nach dem Luftfilter 12.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
»3024Q/1S

Claims (10)

Patentansprüche: 24 Ol 417
1. Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasrohr ein erster, der Reduktion der Stickoxide d-enender Reaktor und ein zweiter der Oxydation der Kohlenwasserstoffe sowie des Kohlenmonoxids dienender Reaktor in Reihenschaltung angeordnet sind, wobei das Verfahren mit mindestens zwei Regelkreisen arbeitet, einem ersten Regelkreis, welcher das Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff auf der Saugseite des Motors in Abhängigkeit von der Meßgröße eines im Abgasrohr angeordneten Sauerstoffmeßfühlers regelt, und einem zweiten Regelkreis, welcher das Einblasen von Zusatzluft in das Abgasrohr in Strömungsrichtung vor dem Oxydationsreaktor regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführte Zusatzluft in zwei Ströme aufgeteilt in das Abgasrohr (24) geblasen wird, von denen der erste Teilstrom (35) in Strömungsrichtung vor dem Saiserstoffmeßfühler (28) eingeblasen wird und auf eine dem Gasdurchsatz des Motors (11) proportionale Menge geregelt wird, so daß bei einem durch den Sauerstoffmeßfühler (28) stöchiometrisch festgestelltem Gemisch (λ = 1) dem Motor ein leicht fettes Kraftstoffluftgemisch (λ « 0,98 bis 0,99) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluft mindestens zum Teil in an sich bekannter Weise durch eine Luftpumpe (32) gefördert wird, die mit der Motordrehzahl entsprechender Drehzahl angetrieben wird.
3. Verfahren nach einem de Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichne*, daß de>- erste Teilstrom
(35) der Zusatzluft mindesiens -.ittelbar in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr (13) stromab der Drosselklappe (18) regelbar ist.
4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung ein Luftventil (40) dient, das über eine Steuerleitung (38) mit dem Saugrohrinneren verbunden ist und dessen Öffnungsquerschnitt dem Saugrohrdruck entspricht.
5. Anlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Luftventil (40) in der ersten Teilstromleitung (35) angeordnet ist und mit zunehmendem Saugrohrunterdruck seinen Durchgangsquerschnitt verkleinert, und daß in der zweiten Teilstromleitung
(36) eine Drossel (41) angeordnet ist.
6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftventil (40) in der zweiten Teilstromleitung (36) angeordnet ist und mit zunehmendem Saugrohrunterdruck seinen Durchgangsquerschnitt vergrößert, und daß in der ersten Teilstromleitung (35) eine Drossel (43) angeordnet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilstrom (35) der Zusatzluft in Abhängigkeit von den Strömungsverhältnissen im Abgasrohr (24) regelbar ist.
8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vom Abgasrohr (24) vor den Reaktoren (25) ein Bypaß (55) abzweigt, in dem der SäUerstöffmeßfühler (28) angeordnet ist
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich' net, daß irrt Bypaß (55) in Strömungsrichtung Vor dem Sauerstoffmeßfühler (28) eine Venturidüse (56) angeordnet ist, in die die erste Teilstromleitung (35) mündet.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Teilstromleitung (35) eine Drossel (57) angeordnet ist
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DE (1) DE2401417C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19609922B4 (de) * 1996-03-14 2005-09-15 Robert Bosch Gmbh Sekundärluftsystemdiagnoseverfahren

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2291360A1 (fr) * 1974-11-13 1976-06-11 Nissan Motor Perfectionnements aux moteurs a combustion interne
JPS5297029A (en) * 1976-02-12 1977-08-15 Nissan Motor Co Ltd Air fuel ratio controller
AU505934B2 (en) * 1976-12-20 1979-12-06 Nissan Motor Company Limited I. c. engine system
FR2450946A1 (fr) * 1979-03-08 1980-10-03 Peugeot Dispositif d'epuration des gaz d'echappement d'un moteur a explosions
US5083427A (en) * 1990-02-12 1992-01-28 Ford Motor Company Apparatus and method to reduce automotive emissions using filter catalyst interactive with uego
JP2864838B2 (ja) * 1992-01-22 1999-03-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
US5535135A (en) * 1993-08-24 1996-07-09 Motorola, Inc. State estimator based exhaust gas chemistry measurement system and method
US5410872A (en) * 1993-10-04 1995-05-02 Ford Motor Company Automotive engine having catalytic exhaust aftertreatment device and secondary air injection control system for minimum catalyst light-off time
US5822976A (en) * 1995-04-05 1998-10-20 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for controlling the amount of secondary air introduced into an internal combustion engine
US6761025B1 (en) 2002-12-19 2004-07-13 Caterpillar Inc. Enhanced ammonia feed control for selective catalytic reduction
JP4526395B2 (ja) * 2004-02-25 2010-08-18 臼井国際産業株式会社 内燃機関の過給システム
JP2006183513A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Honda Motor Co Ltd 自動二輪車の2次空気導入装置
US8429896B2 (en) * 2006-04-18 2013-04-30 Kohler Co. Engine exhaust systems with secondary air injection systems
US20090113880A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Clausen Michael D Diesel engine
GB0811144D0 (en) * 2008-06-18 2008-07-23 Parker Hannifin U K Ltd A liquid drain system
US8161733B2 (en) * 2009-03-03 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662540A (en) * 1970-12-30 1972-05-16 Mobil Oil Corp Secondary air control in catalytic vehicle exhaust purification system
DE2215533C3 (de) * 1972-03-30 1979-11-22 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur Verminderung der schädlichen Anteile in den Abgasen einer Brennkraftmaschine
DE2216705C3 (de) * 1972-04-07 1978-06-08 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und Vorrichtung zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine
DE2329539C3 (de) * 1973-06-09 1981-05-21 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zum Entgiften der Abgase

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19609922B4 (de) * 1996-03-14 2005-09-15 Robert Bosch Gmbh Sekundärluftsystemdiagnoseverfahren

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US3961477A (en) 1976-06-08
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