DE2725943A1

DE2725943A1 - Katalysator

Info

Publication number: DE2725943A1
Application number: DE19772725943
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Ing Abthoff; Hans-Joachim Langer; Hans-Dieter Dipl Ing Schuster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-06-08
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DE2725943C2

Description

Katalysator
Die Erfindung betrifft einen Katalysator zur Abeasreinigung von Verbrennungskraftmaschinen, der so nahe wie möglich an die Auspuffkrümmer der Maschine herangerckt ist, die von einzelnen Zylindern herkommend einzeln weitergeleitet oder von einzelnen Zylindergruppen herkommend teilweise zusammengefaßt weitergeleitet werden.
Es ist üblich, die Auspuffkrümmer möglichst bald zu einer Abgasleitung zusammenzufassen. Außerdem ist es notwendig, daß die Katalysatoren, die der Abgasreinigung dienen und dazu hohe Temperaturen benötigen, möglichst nah an die Verbrennungskraftmaschine heranzulegen, weil dort in den Auspuffkrümmern die Temperaturen am höchsten sind. Es liegt dabei nahe, die Auspuffkrümmer möglichst bald, und zwar noch vor dem Katalysator aus Gründen einer einfacheren Konstruktion zusammenzufassen.
Goschieht dies, dann treten neben einer Leistungsverminderung durch die katalysatorbodingte Abgasgegendruckerhöhung Leistungsverluste dadurch auf, daß durch die in dor Ein- und Auslaufhutze des Katalysators stattfindende vorzeitige Vermischung der Abgasströme der inz-lnen Zylinder bzw. der einzelnen Zylindergruppen die Gaschwechselarbeit dos Motors empfindlich gestört wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und durch die frühere Ausführung bedingte Leistungsverluste zu vermindern.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die getrennte Weiterleitung der einzelnen oder gruppenweise zusammengefaßten Gasströme bis zum Katalysator und über den Katalysator hinaus durchgeführt wird. Zur getrennten Weiterleitung der einzelnen oder gruppenweise zusammengefaßten Gasströme werden zweckmäßigerweise getrennte Ein- und Ausstrmhutzen verwendet. Vorteilhaft ist es, wenn derartige Ein- und Ausströmhutzen hosenfrmig ausgebildet und die einzelnen Hosenbeine erst unmittelbar am Katalysator zusammengefügt sind. Um Wirbelbindungen insbesondere in den peripheren Bereichen der Hosenbeine zu verhindern, können die äußeren Begrenzungen der Abgashutzen so ausgebildet sein, daß ihre Innenwandflächen im Bereich des Gehäuses des Katalysators mit den Innenkanten des den Monolith an seiner Peripherie umfassenden Rahmens der Katalysatorgehäuse fluchten. Eine laminare Strömung durch die Katalysatorhutzen wird außerdem dadurch begünstigt, daß die die Hutzen begrenzenden Wände nicht so stark geneigt sind. Die Neigung der Begrenzungskanten der Abgashutzen soll also gegenüber der Horizontalen möglichst gering sein und möglichst nur einen Winkel von weniger als 20 Grad aufweisen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Katalysator mit Ein- und Ausetrömhutzen in der bisher verwendeten Ausführung, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Katalysator mit erfindungsgemäß ausgestatteten Ein- und Ausstörmhutzen.
Der bisher verwendete Katalysator 1 weist als eigentlichen Katalysator einen Monolith 2 auf, der von einem Gehäuse 3 umfaßt ist. Dieses Gehäuse 3 weist auch Winkelringe 4 auf, die zum Abstützen des Monolithen im Gehäuse 3 dienen. Die Einström- und Ausstrmhutzen 5 und 6 weisen Jeweils zwei Einlaß- und Auslaßöffnungen 7 bis lo auf. Wenn an der Einlaßöffnung 7 der Auspuffkrümmer der Zylinder 1 bis 3 und an der Einlaßöffnung 8 die Auspuffkrümmer der Zylindergruppe 4 bis 6 angeschlossen sind, dann knnen sich die Abgase der Zylinder 1 bis 3 mit den Abga.
sen der Zylinder 4 bis 6 im Einströmhutzen 5 schon vermischen und so gegenseitig Rückwirkungen auf den Motor ausüben, die nicht erwünscht sind. Die so gemischten Gase durchetrömen den Monolith 2 und strmen durch die Auslaßöffnungen 9 und 10 wieder aus. Selbst ii Bereich des Ausstrmhutzene 6 vorkommende Vermischungen zwischen den Gasstrmen aus den Zylindern 1 bis 3 und 4 bis 6 wirken sich noch negativ im Sinne eines Leitungsverlustes auf den Motor aus.
Außerdem treten in den Einström- und Ausströmhutzen 5 und 6 Wirbelströmungen dadurch auf, daß sich die einströmenden Abgase an den Stegen 11 der Winkelringe 4 stauen. Dadurch entstehen Wirbel, wie sie bei 12 in Fig. 1 angedeutet sind. Dieso Wirbel bedingen auch eine Leistungsverminderung, da dadurch eine Abgasgegenströmung hervorgerufen wird.
Die Bildung von Wirbelströmen und die vorzeitige Vermischung von Abgasströmen in den Ein- und Auiströmhutzen wird in einer Ausführung gemäß Fig. 2 vermieden. Hier sind die Einströmhutzen 13 und 14,an die die Zylindergruppe 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 angeschlossen ist, bis zum Katalysator hin hosenförmig mit zwei einzelnen Hosenbeinen ausgebildet. Die äußeren Begrenzungen 17 und 18 der Einströmhutzen 13 und 14 sind in geringerem Maße geneigt als die bekannten Begrenzungen und so aus ausgebildet, daß ihre Innenwandflächen im Bereich des Gehäuses des Katalysators mit den Innenkanten 19 des den Monolith 2 an seiner Peripherie umfassenden Winkelringes 4 des Katalysatorgehäuses 3 fluchten. Die äußeren Begrenzungen 17 und 18 der Einströmhutzen 15 und 16 sind zur Horizontalen dadurch nur in gringem Maße geneigt, so daß sie damit nur einen Winkel von etwa 20 Grad aufweisen, der möglichst noch geringer sein soll.
Gleiches gilt für die Ausströmhutzen 21 und 22.
Dadurch, daß die Abgasströme aus den einzelnen Zylindern oder zusammengefaßt aus Zylindergruppen auf ihrem Weg zum,durch und nach dem Katalysator vollkommen getrennt geführt werden, könnon sich die einzelnen Zylinder oder Zylindergruppen in ihrer Gaswechselarbeitet nicht behindern. Im übrigen wird durch die neue Hutzenfori eine optimale Gasführung ohne Wirbelbildung gewährleistet, was sich ebenfalls positiv auf das Leistungsverhalten des Aggregates mit dem Katalysator auswirkt.

Claims

Ansprüche 1. Katalysator zur Abgasreinigung von Verbrennungskraftmaschinen, der so nah vie möglich an die Auspuffkrümmer der Maschine herangortickt ist, die von einzelnen Zylindern herkommend einzeln weitergeleitet oder von einzelnen Zylindergruppen herkommend teilweise zusammengefaßt weitergeleitot werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die getrennte Weiterleitung der einzelnen oder gruppenweise zusammengefaßten Gasströme bis zum Katalysator (1, 2) und Uber den Katalysator (1, 2) hinaus durchgeführt wird.
2. Katalysator nach Anspruch 1, d a d u r c h g k e n n -z e i c h n e t , daß zur getrennten Weiterleitung der einzelnen oder gruppenweise zusammengefaßten Gasströme getrennte Ein- (13, 14) und Ausströmhutzen (21, 22) verwendet erden.
3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g 5 -k 5 n n z e i c h n e t , daß die Ein- (13, 14) und Ausströshutzen (21, 22) hosenförmig ausgebildet sind und die einzelnen Hosenbeine erst unmittelbar am Katalysator (2) zusammengefügt sind.
4. Katalysator nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die äußeren Begrenzungen (17, 18) der Abgas-Hutzen (13, 14g 21, 22) so ausgebildet sind, daß ihre Innenwandflächen im Bereich des Gehäuses des Katalysators mit den Innenkanten (19) des den Monolith an seiner Peripherie umfassenden Rahmens (4) des Katalysatorgehäuses (3) fluchten.

3. Katalysator nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Neigung der Begrenzungskanten (17, 18) dor Abgashutzen gegenüber der Horizontalin möglichst gering ist und einen Winkel von möglichst weniger als 20 Grad aufweist.