DE2734010A1

DE2734010A1 - Abgasreinigungseinrichtung fuer eine brennkraftmaschine von fahrzeugen, insbesondere kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2734010A1
Application number: DE19772734010
Authority: DE
Inventors: Polat Dipl Ing Oeser; Martin Herbert Ing Gra Voelker
Original assignee: Degussa GmbH; Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG; Evonik Operations GmbH
Priority date: 1977-07-28
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1979-02-15
Also published as: JPS5425322A; JPS63136217U; US4353208A

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einem Katalysator zur katalytischen Umwandlung von in den Abgasen der Brennkraftmaschine enthaltenen Schadstoffen, der in eine an der Brennkraftmaschine angeschlossene Abgasleitung eingeschaltet ist.

Bei mit katalytischen Abgasreinigungseinrichtungen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen kommt es immer wieder vor, daß Katalysatoren durch Schmelzvorgänge beschädigt werden. Reproduzierbar sind solche Schäden nur mit dem Ausfall einzelner oder sämtlicher Zündvorrichtungen der Brennkraftmaschine während des Betriebs des Kraftfahrzeugs, so daß das im Vergaser erzeugte Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht in den Brennräumen der Brennkraftmaschine, sondern in der nachgeschalteten katalytischen Abgasreinigungseinrichtung auf katalytischem Wege gezündet und unter Erzeugung unverträglich hoher Temperaturen verbrannt wird. Da die bei dieser Verbrennung entstehende Wärme von dem relativ schlecht wärmeleitenden Katalysatorträger nicht oder wenigstens nicht schnell genug an die Außenwand der den

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Katalysator umgebenden Abgasleitung transportiert werden kann, um von dort an die Atmosphäre abgestrahlt werden zu können, treten vor allem im achsnahen Bereich solcher Katalysatoren Verschmelzungen auf, die schnell zu einer Zerstörung und zum Ausfall der gesamten Abgasreinigungseinrd ung führen können.

Dabei treten Zündungsausfälle nicht nur bei defekter Zündanlage, sondern auch dann auf, wenn der Fahrzeugführer die Zündung bei noch drehendem Motor durch Betätigung des Zündschalters abstellt und gleichzeitig das Gaspedal betätigt. Hierbei wird durch den drehenden Motor im Ansaugsystem ein Unterdruck erzeugt,der trotz des durch den Zündschalter abgeschalteten Leerlauf ventils im Vergaser noch Kraftstoff ansaugt. Dieser Kraftstoff kann jedoch wegen der abgestellten Zündung im Brennraum nicht mehr gezündet werden und verbrennt dann in der mit hohen Temperaturen arbeitenden katalytisehen Abgasreinigungseinrichtung.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun -darin, Beschädigungen der katalytisehen Abgasreinigungseinrichtung bei Zündungsausfall nach Möglichkeit zu vermeiden. Insbesondere soll vermieden werden, daß größere Mengen ungezündeten Kraftstoff-Luft-Gemisches zu den Katalysatoren gelangt und erst dort gezündet und verbrannt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß wenigstens ein Teil der die Brennkraftmaschine mit dem Katalysator verbindenden Abgasleitung an seiner Innenwand mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung versehen ist.Zweckmäßigerweise soll dabei wenigstens ein in Strömungsrichtung des Abgases vorderer Teil der Abgasleitung an seiner Innenwand mit der katalytisch wirksamen Beschichtung versehen sein. Die Erfindung geht dabei von der durch Versuche nachgewiesenen Erkenntnis aus, daß eine Überhitzung und Beschädigung des Katalysators bei einem Zündungsausfall vermieden werden kann, wenn die Verbrennung der nicht in den Brenn-

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räumen der Brennkraftmaschine gezündeten Gemischmengen bereits in der Abgasleitung und nicht erst iia Katalysator durch katalytische Reaktion erfolgt. In der Abgasleitung besteht nämlich im Gegensatz zum Katalysator die Möglichkeit, die bei der Verbrennung frei werdende Wärme schnell durch verhältnismäßig dünnen metallischen Wände an die Atmosphäre zugeben. Zur Einleitung der Verbrennung kann es dabei genügen, die Innenwand der Abgasleitung zumindest auf einem Teil ihrer Länge und vorzugsweise im in Abgasströmungsrichtung vorderen Bereich mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung zu versehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellungsweise gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei ist mit 1 eine Brennkraftmaschine, beispielsweise ein Vierzylinder-Otto-Motor eines Kraftfahrzeugs, bezeichnet, der ein in einem Vergaser 7 aufbereitetes Kraftstoff-Luft-Gemisch über eine sich in den einzelnen Zylindern zugeordnete Ansaugrohre 3 aufteilende Ansaugleitung 2 zugeführt wird. Auf der Auslaßseite wird das Abgas ebenfalls über den einzelnen Zylindern zugeordnete Abgasrohre 4 in eine gemeinsame Sammelabgasleitung 5 zusammengeführt, in der ein monolithisches Katalysator 6 zur katalytischen Umwandlung der in dem Abgas enthaltenen Schadstoffen eingeschaltet ist* Hinter dem Katalysator 6 schließt sich eine gegebenenfalls über eine Schalldämpferanlage in die Atmosphäre führende Auspuffleitung 8 an.

Erfindungsgemäß soll nun vorgesehen sein, daß wenigstens ein Teil des die Brennkraftmaschine 1 mit dem Katalysator 6 verbindenden Abgasleitungssystems, das bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel aus den Abgasrohren 4 und der Abgasleitung 5 besteht, an seiner Innenwand mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung versehen ist. Durch eine solche katalytische Beschichtung der Innenwand der Abgasleitung würde erreicht, daß die bei

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einem Zündausfall in einem oder mehreren Zylindern von dem Abgas mitgeführten unverbrannten Gemisch-Anteile bereits recht früh in der Abgasleitung gezündet und verbrannt werden. Die dabei entstehende Wärme könnte dann zu einem relativ großen Teil durch die verhältnismäß-' 'ünnen Wände der Abgasleitung hindurch an der Atmosphäre abgegi . werden, so daß die thermische Belastung des Katalysators in einem solchen Fall begrenzt bleibt. Dabei kann es genügen, wenn nicht das gesamte Leitungssystem zwischen dem Katalysator 6 und der Brennkraftmaschine 1, sondern nur ein gewisser Teil der gesamten Abgasleitungslänge und vorzugsweise der in Abgasströmungsrichtung gesehen vordere Teil, mit einer solchen katalytischen Beschichtung versehen ist.

Die Beschichtung der Innenwand der Abgasleitung kann dabei mit ansich bekannten katalytisch wirksamen Schichten, vorzugsweise mit Edelmetallen der Platingruppe erfolgen. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, andere katalytisch wirksame Stoffe zur Beschichtung der Innenwand der Abgasleitung heranzuziehen.

Die katalytisch wirksamen Schichten sind üblicherweise auf keramischen monolithischen oder Schüttgut-Trägerkörpern aufgebracht. Es sind jedoch auch bereits metallische Trägerkörper bekannt. Die erfindungsgemäße Maßnahme der Beschichtung der Innenwand der die Brennkraftmaschine mit dem Katalysator verbindenden Abgasleitung kann bei allen diesen Katalysatoren mit Vorteil eingesetzt werden.

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Claims

ANSPRÜCHE

y 1. ) Abgasreinigung3einrichtung für ein** Brennkraftmaschine von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfal igen, mit einem Katalysator zur katalytischen Umwandlung «on in den Abgasen der Brennkraftmaschine enthaltenen Schadstoffen, der in eine an die Brennkraftmaschine angeschlossene Abgasleitung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der die Brennkraftmaschine (1) mit dem Katalysator (6) verbindenden Abgasleitung (4, 5) an seiner Innenwand mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung versehen ist.
2. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in Strömungsrichtung des Abgases vorderer Teil der Abgasleitung (4t 5) an seiner Innenwand mit der katalytisch wirksamen Beschichtung versehen ist.

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