DE4010913A1 - IC engine exhaust gas cleaning system - including spark gaps for post-combustion of un:combusted components - Google Patents

IC engine exhaust gas cleaning system - including spark gaps for post-combustion of un:combusted components

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Abstract

In an i.c. engine exhaust gas cleaning system with post-combustion of incombusted components in the exhaust gas, the novelty is that the exhaust gas is passed through a post-combustion chamber (16) contg. several spark gaps (21). Pref. the chamber is in the form of a rectangular spark chamber (16) with at least one of its major faces formed by a ceramic plate (14) penetrated by a grid array of metallic electrode rods (15). The electrode rods (15) are pref. supplied, via individual inductive coils (13) and/or leads, from a common high power ignition coil (7). The cleaning unit (10) pref. comprises an easily disassembled sandwich construction of a metallic distributor plate (11), an induction plate (12) equipped with induction coils (13), a ceramic plate (14) fitted with electrode rods (15), a spacer ring provided with corresponding pipe flanges (19,20) and a metal plate (17) fitted with electrode rods (18). ADVANTAGE - The system is effective even when the engine is cold, is not sensitive to leaded fuels, produces little engine power loss, is simple to mfr. and install, does not require complicated electronic control; and is also effective when used with diesel engines.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreini­ gungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit innerer Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an exhaust gas cleaning system supply device, in particular for motor vehicles with internal Internal combustion engine according to the preamble of the claim 1.

Im Rahmen eines zunehmenden Umweltbewußtseins der Allgemein­ heit und entsprechenden vom Gesetzgeber vorgenommenen Maßnah­ men werden Kraftfahrzeuge heutzutage vielfach mit einer Abgas­ reinigungseinrichtung versehen, in welchen eine Nachverbren­ nung der nichtverbrannten Bestandteile der von der inneren Brennkraftmaschine abgegebenen Abgase vorgenommen wird.As part of an increasing environmental awareness of the general and corresponding measures taken by the legislator Nowadays, motor vehicles are often made with an exhaust gas Provide cleaning equipment in which post-combustion the unburned components of the inner Exhaust gases given off by the internal combustion engine is made.

Eine derartige Nachverbrennung der nichtverbrannten Bestand­ teile der Abgase kann dabei vielfach nur mit Hilfe von soge­ nannten "Dreiwegkatalysatoren" erreicht werden, wobei es sich jedoch zeigt, daß derartige Abgasreinigungseinrichtungen mit Dreiwegkatalysator eine Reihe von erheblichen Nachteilen auf­ weisen. Diese Nachteile sind dabei die folgenden:Such an afterburning of the unburned stock parts of the exhaust gases can often only with the help of so-called called "three-way catalysts" can be achieved however shows that such emission control devices with Three-way catalyst has a number of significant disadvantages point. These disadvantages are as follows:

  • - Derartige Abgasreinigungseinrichtungen sind nur dann wirk­ sam, wenn die innere Brennkraftmaschine bereits eine be­ stimmte Betriebstemperatur erreicht hat.- Such emission control devices are only effective sam if the internal combustion engine is already a be has reached the correct operating temperature.
  • - Auf dem Prinzip von Dreiwegkatalysatoren arbeitende Abgas­ reinigungseinrichtungen bewirken einen gewissen Leistungs­ verlust der inneren Brennkraftmaschine, welcher bis zu 5% betragen kann. Bei einem Kraftfahrzeug mit einer Leistung von 100 kw entspricht dies bereits einem Leistungsverlust von 5 Kw.- Exhaust gas working on the principle of three-way catalytic converters cleaning devices achieve a certain performance loss of the internal combustion engine, which up to 5% can be. In a motor vehicle with an output of 100 kw this corresponds to a loss of power from 5 Kw.
  • - Derartige Abgasreinigungseinrichtungen mit Dreiwegkatalysa­ tor sind nur bei Verwendung von unverbleiten Kraftstoffen wirksam, weil sich das Blei auf den Katalysatormaterialien niederschlägt und die Abgasreinigungseinrichtung somit unwirksam macht. Bereits eine einmalige irrtümliche Be­ nutzung von verbleitem Kraftstoff kann dabei die Wirksamkeit der Abgasreinigungseinrichtung zunichte machen.- Such exhaust gas purification devices with three-way catalytic converter are only when using unleaded fuels effective because the lead is on the catalyst materials  precipitates and thus the exhaust gas purification device ineffective. Already a one-time mistake Using leaded fuel can reduce effectiveness destroy the exhaust gas cleaning device.
  • - Die Herstellung von Abgasreinigungseinrichtungen auf der Basis von Dreiwegkatalysatoren ist technisch sehr aufwendig und erfordert den Einsatz relativ teuerer Katalysatormate­ rialien.- The manufacture of emission control devices on the The basis of three-way catalysts is technically very complex and requires the use of relatively expensive catalyst mats rialien.
  • - Auf Grund einer sehr komplizierten Regelung auf der Abgas­ seite für den Einsatz sogenannter λ-Sonden kann eine nach­ trägliche Umrüstung von Gebrauchtfahrzeugen nur mit großen Kosten durchgeführt werden.- Because of a very complicated regulation on the exhaust gas side for the use of so-called λ probes can be a Sluggish retrofitting of used vehicles only with large ones Costs are incurred.
  • - Schließlich funktionieren derartige Abgasreinigungseinrich­ tungen nur in Verbindung mit Benzinkraftstoffen. Bei Diesel­ kraftstoffen kann dabei derzeit nur eine Abgasreinigung unter Einsatz besonders ausgestalteter Keramikfilter erreicht wer­ den, was jedoch insoweit problematisch erscheint, weil diese Keramikfilter sich von Zeit zu Zeit mit Rußpartikeln zuset­ zen, so daß in gewissen Zeitintervallen gewisse Reinigungs­ maßnahmen vorgenommen werden müssen.- Finally, such emission control devices work only in connection with petrol. With diesel fuels can currently only be cleaned by exhaust gas Use of specially designed ceramic filters can be achieved which, however, seems problematic in so far as this Ceramic filters become clogged with soot particles from time to time zen, so that certain cleaning intervals measures must be taken.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreini­ gungseinrichtung insbesondere für Kraftfahrzeuge mit innerer Brennkraftmaschine zu schaffen, welche diese oben genannten Nachteile nicht aufweist, indem sie bereits bei kaltem Motor wirksam ist, nur einen geringen Leistungsverlust der inneren Brennkraftmaschine hervorruft, gegenüber verbleiten Kraftstof­ fen keine Empfindlichkeit aufweist, einfach in der Herstellung ist, keine komplizierte elektronische Regelung erfordert, re­ lativ einfach in bereits vorhandene Gebrauchtfahrzeuge einge­ baut werden kann und zusätzlich auch bei Dieselfahrzeugen ent­ sprechende Resultate verspricht.It is the object of the present invention, an exhaust gas purifier supply device especially for motor vehicles with internal To create internal combustion engine, which these above Does not have disadvantages, even when the engine is cold is effective, only a slight loss of performance of the inner Internal combustion engine causes, opposite leaded fuel fen has no sensitivity, easy to manufacture is, no complicated electronic regulation is required, re relatively easy to put into existing used vehicles can be built and also in diesel vehicles promising results.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.According to the invention, this is provided by providing the achieved the part of claim 1 listed features.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention can be seen from the following of subclaims.  

Die vorliegende Erfindung basiert auf folgendem Grundgedanken: Eine Abgasreinigung der Abgase einer inneren Brennkraftmaschi­ ne kann letztlich nur dadurch erreicht werden, indem die Abga­ se einer Nachverbrennung unterzogen werden. Eine derartige Nachverbrennung könnte beispielsweise mit Hilfe einer elek­ trisch beheizten Glühspirale erreicht werden. Diese Maßnahme ist jedoch insoweit von beschränkter Wirksamkeit, weil die Temperatur einer derartigen Glühspirale auf Grund der Be­ schränktheit der zur Verfügung stehenden Materialien auf 1000 oder 2000°C begrenzt werden muß. Der andere bisher einge­ schlagene Weg beruht auf dem Einsatz von Katalysatormateria­ lien, mit deren Hilfe eine entsprechende Reduzierung der Ver­ brennungstemperatur von Kohlenwasserstoffen erreicht werden kann. Dies hat zur Folge, daß der Energiebedarf einer derarti­ gen Abgasreinigungseinrichtung einerseits vertretbar erscheint, andererseits eine relativ effiziente Nachverbrennung bzw. Oxi­ dierung der nichtverbrannten Bestandteile der Abgase gewähr­ leistet ist. Im Hinblick auf die zuvor angegebene Auflistung der sich ergebenden Nachteile erweist sich jedoch die gesamte Technologie in Verbindung mit Dreiwegkatalysatoren als relativ problematisch.The present invention is based on the following basic idea: Exhaust gas cleaning of the exhaust gases of an internal combustion engine ne can ultimately only be achieved by the Abga post-combustion. Such one Afterburning could, for example, with the help of an elec trically heated glow spiral can be achieved. This measure is, however, of limited effectiveness in so far as the Temperature of such a glow spiral due to the loading Limitation of the available materials to 1000 or 2000 ° C must be limited. The other one so far proposed path is based on the use of catalyst material lien, with the help of a corresponding reduction in ver combustion temperature of hydrocarbons can be reached can. As a result, the energy requirement of such a gene emission control device on the one hand seems reasonable, on the other hand, a relatively efficient afterburning or oxi guarantee the unburned components of the exhaust gases is accomplished. With regard to the listing given above the resulting disadvantages, however, prove to be the whole Technology combined with three-way catalysts as relative problematic.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nun ein dritter Weg eingeschlagen, indem die mit nichtverbrannten Bestandteilen versetzten Abgase der inneren Brennkraftmaschine durch eine Nachverbrennungskammer geleitet werden, in welcher entlang einer Vielzahl von Funkenstrecken elektrische Funkenentladun­ gen auftreten. Der Einsatz eines elektrischen Funkens zur Er­ zielung einer Nachverbrennung von Abgasen erweist sich dabei insoweit als sehr vorteilhaft, weil ein derartiger Zündfunke örtliche Temperaturen im Bereich von 5000°C aufweist, was natürlich im Vergleich zu einer Glühspirale mit einer Tempera­ tur von 1000 oder 2000°C wesentlich bessere Resultate ver­ spricht. Auf der anderen Seite kann auf den Einsatz von Kata­ lysatormaterialien verzichtet werden, so daß die in Verbindung mit Katalysatormaterialien auftretenden Nachteile sich nicht einstellen. Die Erzeugung von Funkenstrecken ist dabei im Kraftfahrzeugbau eine weitgehend bekannte Technik, so daß die Herstellung einer auf dem erfindungsgemäßen Prinzip arbeiten­ den Abgasreinigungseinrichtung gerade in der Automobilindu­ strie keine Schwierigkeiten hervorrufen dürfte.A third way is now within the scope of the present invention smashed by using the unburned ingredients offset exhaust gases of the internal combustion engine by a Post-combustion chamber are routed in which along a variety of spark gaps electrical spark discharge gene occur. The use of an electrical spark to the Er The aim of post-combustion of exhaust gases proves to be in this respect as very advantageous because of such an ignition spark local temperatures in the range of 5000 ° C, which of course compared to a glow spiral with a tempera ture of 1000 or 2000 ° C much better results speaks. On the other hand, the use of kata analyzer materials are dispensed with, so that in connection Disadvantages occurring with catalyst materials are not to adjust. The generation of spark gaps is in the Automotive engineering is a widely known technique, so that  Production of a work on the principle of the invention the emission control device in the automotive industry strie should not cause any difficulties.

Bezüglich einer zufriedenstellenden Funktionsweise der erfin­ dungsgemäßen Abgasreinigungseinrichtung erweist es sich als nur wichtig, daß bei einer Bereitstellung einer gewissen Menge von Hochspannungsenergie in der Größenordnung von etwa 1 kw eine möglichst gleichmäßige Aufteilung auf eine Vielzahl von individuellen Funkenstrecken erfolgt. Dies bedeutet, daß in­ nerhalb einer vorgesehenen Zündfunkenkammer die Zündfunken­ strecken mit hoher Spannung, aber mit möglichst geringem Strom betrieben werden müssen. Eine derartige Aufteilung der vorhan­ denen Hochspannungsenergie kann am einfachsten mit induktiven Mitteln erreicht werden, indem auf der Zuführungsseite jedes einzelnen Elektrodenstiftes der Zündfunkenkammer eine eigene Induktivität in Form eines dünnen elektrischen Leiters und/­ oder einer induktiven Spule vorgesehen wird. Durch diese In­ duktivität kann dabei erreicht werden, daß beim Auftreten eines Funkens entlang einer Funkenstrecke kein "Kurzschluß" auftritt wodurch die anderen Funkenstrecken entaktiviert wür­ den.With regard to a satisfactory functioning of the inventions exhaust gas purification device according to the invention proves to be only important that when providing a certain amount of high voltage energy on the order of about 1 kw an even distribution over a large number of individual spark gaps. This means that in the ignition sparks within a designated spark chamber stretch with high voltage, but with the lowest possible current must be operated. Such a division of the existing which high voltage energy can be easiest with inductive Means can be achieved by each on the feed side individual electrode pin of the spark chamber its own Inductance in the form of a thin electrical conductor and / or an inductive coil is provided. Through this In ductility can be achieved that when it occurs of a spark along a spark gap no "short circuit" occurs which would deactivate the other spark gaps the.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beige­ fügte Figur Bezug genommen ist. Diese Figur zeigt dabei ein schematisches Schaltdiagramm der erfindungsgemäßen Abgasreini­ gungseinrichtung.The invention will now be based on an embodiment are explained and described in more detail, with reference to the beige added figure is referenced. This figure shows one schematic circuit diagram of the exhaust gas purification according to the invention supply device.

So wie dies in der Figur dargestellt ist, weist das mit der erfindungsgemäßen Abgasreinigungseinrichtung versehene Kraft­ fahrzeug eine Fahrzeugbatterie 1 auf, von welcher der eine Pol mit Masse 2 verbunden ist. Der andere Pol der Fahrzeugbatterie 1 führt über den Zündschalter 3 des betreffenden Kraftfahr­ zeugs zu einem Unterbrecherkontakt 4, welcher funktionsmäßig weitgehend dem Unterbrecherkontakt im Verteilerkopf eines Ben­ zinmotors entspricht. Dieser Unterbrecherkontakt 4 ist in die­ sem Fall als elektronischer Kontakt in Form eines Thyristors ausgebildet, welcher von einem entsprechenden Schwingkreis 5 angesteuert ist. Dieser Schwingkreis 5 besitzt dabei eine Schwingfrequenz im Bereich zwischen 50 und 1000, vorzugsweise 400 Hz, so daß der Unterbrecherkontakt 4 in entsprechender Weise sehr schnell geöffnet und geschlossen wird. Während in der Figur der betreffende Schwingkreis 5 mit konstanter Fre­ quenz betrieben wird, besteht im Rahmen der Erfindung durchaus auch die Möglichkeit, daß diese Frequenz je nach den Betriebs­ bedingungen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Drehzahl des Antriebsmotors der abgegebenen Abgasmenge und/oder dem Verunreinigungsgrad der zugeführten Abgase geregelt wird, um auf diese Weise bei geringerem Leistungsbedarf eine Optimie­ rung der Funktionseigenschaften der erfindungsgemäßen Abgas­ reinigungseinrichtung zu erreichen.As shown in the figure, the motor vehicle provided with the exhaust gas purification device according to the invention has a vehicle battery 1 , of which one pole is connected to ground 2 . The other pole of the vehicle battery 1 leads via the ignition switch 3 of the motor vehicle concerned to an interrupter contact 4 , which largely corresponds in terms of function to the interrupter contact in the distributor head of a gasoline engine. This interrupter contact 4 is in this case designed as an electronic contact in the form of a thyristor which is controlled by a corresponding resonant circuit 5 . This resonant circuit 5 has an oscillation frequency in the range between 50 and 1000, preferably 400 Hz, so that the breaker contact 4 is opened and closed very quickly in a corresponding manner. While in the figure the resonant circuit 5 in question is operated at constant frequency, there is also the possibility within the scope of the invention that this frequency depending on the operating conditions of the motor vehicle, for example the speed of the drive motor, the amount of exhaust gas emitted and / or the degree of contamination supplied exhaust gases is regulated in order to achieve optimization of the functional properties of the exhaust gas purification device according to the invention in this way with lower power requirements.

Der Unterbrecherkontakt 4 ist ausgangsseitig mit dem Primär­ kreis 6 einer Hochleistungszündspule 7 verbunden, welche für eine Leistungsaufnahme von etwa 1 kw ausgelegt ist. Die be­ treffende Hochleistungszündspule 7 weist fernerhin einen Se­ kundärkreis 8 auf. Wie dargestellt, ist dabei sowohl der Pri­ märkreis 6 wie auch der Sekundärkreis 8 einseitig mit Masse 2 verbunden. Der Sekundärkreis 8 weist im Vergleich zum Primär­ kreis 6 ein derartiges Wicklungsverhältnis auf, daß auf der Sekundärseite eine Hochspannung entsteht, auf Grund welcher elektrische Durchschläge mit Funkenstreckenlängen von etwa 5 bis 20 mm, vorzugsweise 10 mm, erreichbar sind.The breaker contact 4 is connected on the output side to the primary circuit 6 of a high-performance ignition coil 7 , which is designed for a power consumption of approximately 1 kw. The relevant high-performance ignition coil 7 also has a secondary circuit 8 . As shown, both the primary circuit 6 and the secondary circuit 8 are connected on one side to ground 2 . The secondary circuit 8 has in comparison to the primary circuit 6 such a winding ratio that a high voltage arises on the secondary side, due to which electrical breakdowns with spark gap lengths of about 5 to 20 mm, preferably 10 mm, can be achieved.

Der nicht mit Masse verbundene Pol des Sekundärkreises 8 der Hochspannungszündspule 7 ist über einen entsprechenden Leiter 9 mit einer Abgasreinigungseinheit 10 verbunden. Diese Abgas­ reinigungseinheit 10 ist in Form einer Sandwich-Konstruktion aufgebaut, so daß sie leicht zusammengebaut werden kann. Diese Abgasreinigungseinheit 10 weist dabei eine metallische Vertei­ lerplatte 11 auf, mit welcher die von der Hochleistungszünd­ spule 7 abgegebene Hochspannungsenergie möglichst gleichmäßig verteilt wird. Direkt anschließend an diese Verteilerplatte 11 folgt eine Induktivitätsplatte 12, welche im wesentlichen aus einem Isoliermaterial besteht, in welchem in Form einer Matrix eine Mehrzahl von Querbohrungen vorgesehen sind. In diese Querbohrungen sind einzelne induktive Spulen 13 eingesetzt, welche nach oben und unten hin metallische Kontaktpunkte auf­ weisen. Mit Hilfe dieser induktiven Spulen 13 wird dabei eine möglichst gleichförmige Verteilung der von der Hochleistungs­ zündspule 7 abgegebenen Hochspannungsenergie erreicht, wobei diese induktiven Spulen 13 gleichzeitig der Funksignalentstö­ rung dienen. Unmittelbar anschließend an die Induktivitäts­ platte 12 mit ihren induktiven Spulen 13 folgt eine Keramik­ platte 14, welche mit einer Vielzahl von innerhalb eines Ra­ sters angeordneten Elektrodenstiften 15 versehen ist. Diese Elektrodenstifte 15 ragen dabei bis in das Innere einer Zünd­ funkenkammer 16, welche in Form einer rechteckförmigen Flach­ kammer ausgebildet ist. Gegenüberliegend zu der mit den Elek­ trodenstiften 15 versehenen Keramikplatte 14 befindet sich eine Metallplatte 17, welche mit nach oben ragenden Elektro­ denstiften 18 versehen ist. Die Anordnung der Elektrodenstifte 18 der Metallplatte 17 entspricht dabei weitgehend der Anord­ nung der Elektrodenstifte 15 der Keramikplatte 14. Der ge­ wünschte Abstand zwischen der Keramikplatte 14 mit ihren Elek­ trodenstiften 15 und der Metallplatte 17 mit ihren Elektroden­ stiften 18 wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Abstands­ ringes erreicht, welche die rechteckförmige Zündfunkenkammer nach außen hin begrenzt. Innerhalb dieses Abstandsringes befin­ den sich auf der Ein- und Auslaßseite trichterförmige Rohr­ flansche 19 und 29, über welche Zufuhr und Ableitung der zu reinigenden Abgase der inneren Brennkraftmaschine erfolgt. Das aus den Elementen 11, 12, 14, dem Abstandsring und der Metall­ platte 17 gebildete Sandwich-Paket wird mit Hilfe von nicht dargestellten Schraubverbindungen in der gewünschten Weise zusammengehalten. Die Metallplatte 17 ist schließlich noch über einen entsprechenden Leiter mit Masse 2 verbunden.The pole of the secondary circuit 8 of the high-voltage ignition coil 7 which is not connected to ground is connected to an exhaust gas cleaning unit 10 via a corresponding conductor 9 . This exhaust gas purification unit 10 is constructed in the form of a sandwich construction so that it can be easily assembled. This exhaust gas purification unit 10 has a metallic distributor plate 11 , with which the high-voltage energy output from the high-performance ignition coil 7 is distributed as evenly as possible. Immediately following this distributor plate 11 is an inductance plate 12 , which essentially consists of an insulating material in which a plurality of transverse bores are provided in the form of a matrix. Individual inductive coils 13 are inserted into these transverse bores and have metallic contact points at the top and bottom. With the help of these inductive coils 13 , as uniform a distribution as possible of the high-voltage energy output from the high-power ignition coil 7 is achieved, these inductive coils 13 simultaneously serving for radio signal interference suppression. Immediately following the inductance plate 12 with its inductive coils 13 follows a ceramic plate 14 , which is provided with a plurality of electrode pins 15 arranged within a Ra sters. These electrode pins 15 protrude into the interior of a spark chamber 16 , which is designed in the form of a rectangular flat chamber. Opposite the ceramic plate 14 provided with the electrode pins 15 , there is a metal plate 17 , which is provided with upstanding electrode pins 18 . The arrangement of the electrode pins 18 of the metal plate 17 largely corresponds to the arrangement of the electrode pins 15 of the ceramic plate 14 . The desired distance between the ceramic plate 14 with its elec trode pins 15 and the metal plate 17 with its electrodes pins 18 is achieved with the help of a distance ring, not shown, which limits the rectangular ignition chamber to the outside. Within this spacer ring are the funnel-shaped tube flanges 19 and 29 on the inlet and outlet side, via which supply and discharge of the exhaust gases to be cleaned of the internal combustion engine takes place. The sandwich package formed from the elements 11 , 12 , 14 , the spacer ring and the metal plate 17 is held together in the desired manner with the aid of screw connections, not shown. The metal plate 17 is finally connected to ground 2 via a corresponding conductor.

Die Funktionsweise der beschriebenen Abgasreinigungseinrich­ tung ist wie folgt: Beim Drehen des Zündschlüssels wird der Zündschalter 3 geschlossen, so daß die elektrische Energie der Fahrzeugbatterie 1 über den Unterbrecherkontakt 4 dem Primär­ kreis 6 der Hochleistungszündspule 7 zugeführt wird. Der Un­ terbrecherkontakt 4 wird dabei von dem Schwingkreis 5 mit re­ lativ hoher Frequenz angetrieben, so daß wunschgemäß im Sekun­ därkreis 8 der Hochleistungszündspule 7 eine entsprechende Hochspannung zustandekommt. Die von der Hochleistungszündspule 7 erzeugte Hochspannungsenergie wird über den Leiter 9 der Ab­ gasreinigungseinheit 10 zugeführt, in welcher die den einzel­ nen Elektrodenstiften 15 der Keramikplatte 14 zugeordneten in­ duktiven Spulen 13 eine möglichst gleichmäßige Verteilung der zugeführten Hochspannungsenergie bewirken. Auf diese Weise werden zwischen den einzelnen Elektrodenstiften 15 und 18 der Keramikplatte 14 und der Metallplatte 17 Funkenstrecken 21 ge­ bildet, entlang welcher die zu reinigenden Abgase der inneren Brennkraftmaschine geleitet werden. Diese durch die Elektro­ denstifte 15 und 18 gebildeten Funkenstrecken 21 bewirken da­ bei eine Nachverbrennung bzw. Oxidierung der nichtverbrannten Bestandteile der Abgase, so daß auf der Abgabeseite im Bereich des Rohrflansches 20 entsprechend gereinigte Abgase zur Ablei­ tung gelangen.The operation of the described emission control device is as follows: When the ignition key is turned, the ignition switch 3 is closed, so that the electrical energy of the vehicle battery 1 is supplied via the break contact 4 to the primary circuit 6 of the high-performance ignition coil 7 . The Un breaker contact 4 is driven by the resonant circuit 5 at a relatively high frequency, so that, as desired, the secondary circuit 8 of the high-performance ignition coil 7 has a corresponding high voltage. The high-voltage energy generated by the high-performance ignition coil 7 is supplied via the conductor 9 to the gas cleaning unit 10 , in which the individual electrode pins 15 of the ceramic plate 14 assigned to the inductive coils 13 cause the distribution of the supplied high-voltage energy to be as uniform as possible. In this way, spark gaps 21 are formed between the individual electrode pins 15 and 18 of the ceramic plate 14 and the metal plate 17 , along which the exhaust gases to be cleaned of the internal combustion engine are conducted. These spark gaps 21 formed by the electrical denstifte 15 and 18 cause afterburning or oxidation of the unburned constituents of the exhaust gases, so that on the delivery side in the region of the pipe flange 20 appropriately cleaned exhaust gases reach the discharge line.

Bei einem Neukraftfahrzeug wird die Abgasreinigungseinheit 10 mit ihrer Zündfunkenkammer 16 vorzugsweise im Bereich des Abgaskrümmers bzw. des ersten Schalldämpfertopfes der Auspuff­ anlage des jeweiligen Kraftfahrzeugs angeordnet. Im Hinblick auf eine möglichst einfache Nachrüstung von Gebrauchtfahrzeu­ gen besteht jedoch auch im Rahmen der Erfindung die Möglich­ keit, daß die Abgasreinigungseinheit 10 im Anschluß an den letzten Schalldämpfungstopf der Auspuffanlage angeordnet wird. In diesem Fall kann die Zündfunkenkammer 16 mehr oder weniger als rohrförmiges Element ausgebildet sein, welches an eine be­ reits bestehende Auspuffanlage einfach am hinteren Ende ange­ flanscht wird. Die elektronischen Elemente mit dem Unterbre­ cherkontakt 4, dem Schwingkreis 5 und der Hochleistungszünd­ spule 7 können dabei als geschlossene Einheit ausgebildet sein, welche im Kofferraum des betreffenden Kraftfahrzeugs anzuordnen ist.In a new motor vehicle, the exhaust gas purification unit 10 with its spark chamber 16 is preferably arranged in the area of the exhaust manifold or the first muffler cup of the exhaust system of the respective motor vehicle. With regard to the simplest possible retrofitting of used vehicles, however, there is also the possibility within the scope of the invention that the exhaust gas purification unit 10 is arranged after the last silencer pot of the exhaust system. In this case, the spark chamber 16 may be formed more or less as a tubular element which is simply flanged to an existing exhaust system at the rear end. The electronic elements with the interruption cherkontakt 4 , the resonant circuit 5 and the high-performance ignition coil 7 can be designed as a closed unit, which is to be arranged in the trunk of the motor vehicle in question.

Aus energetischen Gründen könnte es zweckmäßig sein, daß der Sekundärkreis 8 der Hochleistungszündspule 7 nicht geerdet wird. In diesem Fall muß der zweite Pol des Sekundärkreises 8 über einen entsprechenden Leiter mit der Abgasreinigungsein­ heit 10 verbunden sein, bei welcher in diesem Fall beidseitig eine Keramikplatte 14 mit entsprechenden Elektrodenstiften 15 vorgesehen wird.For energetic reasons, it could be expedient that the secondary circuit 8 of the high-performance ignition coil 7 is not grounded. In this case, the second pole of the secondary circuit 8 must be connected to the exhaust gas purification unit 10 via a corresponding conductor, in which case a ceramic plate 14 with corresponding electrode pins 15 is provided on both sides.

Obwohl eigentlich nicht zu erwarten steht, daß bei den relativ langen Funkenstrecken 21 ein starker Abbrand der Elektroden­ stifte 15 und 18 auftritt bzw. die Funktionsweise der Abgas­ reinigungseinheit 10 bei einem gewissen Abbrand der Elektro­ denstifte 15 und 18 hinsichtlich ihrer Funktionsweise stark beeinflußt wird, so erscheint es doch zweckmäßig, daß die ge­ samte Sandwich-Konstruktion der Abgasreinigungseinheit 10 leicht demontierbar gemacht wird, um entsprechende Wartungs- und Reinigungsarbeiten, falls erforderlich, leicht durchführen zu können.Although it is not actually to be expected that in the relatively long spark gaps 21 there will be a severe erosion of the electrode pins 15 and 18 or the operation of the exhaust gas purification unit 10 with a certain erosion of the electrode pins 15 and 18 will be greatly influenced in terms of their operation, so it seems appropriate that the entire sandwich construction of the exhaust gas cleaning unit 10 is made easily removable, in order to be able to easily carry out corresponding maintenance and cleaning work, if necessary.

Obwohl bisher allein Versuche bei der Reinigung der Abgase von Benzinmotoren durchgeführt worden sind, welche im Hinblick auf die gemessenen Abgaswerte sehr erfolgreich erscheinen, so ist zu erwarten, daß im Rahmen der Erfindung ebenfalls eine Nach­ verbrennung der nichtverbrannten Bestandteile bzw. Restoxida­ tion der Abgase von Dieselmotoren durchzuführen ist, in wel­ chem Fall vor allem eine Nachoxidation vorhandener Rußpartikel erforderlich ist.Although attempts to purify the exhaust gases from Gasoline engines have been carried out with regard to the measured exhaust gas values appear to be very successful to be expected that also within the scope of the invention combustion of the unburned constituents or residual oxides tion of the exhaust gases from diesel engines is to be carried out in wel chem case especially a post-oxidation of existing soot particles is required.

Claims (14)

1. Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeu­ ge, mit innerer Brennkraftmaschine, mit Nachverbrennung der unverbrannten Bestandteile der von der inneren Brenn­ kraftmaschine abgegebenen Abgase, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abgase der inneren Brennkraftmaschine durch eine Nachbrennkammer (16) gelei­ tet sind, in welcher eine Vielzahl von Funkenstrecken (21) vorgesehen ist.1. Exhaust gas purification device, in particular for motor vehicles, with internal combustion engine, with afterburning of the unburned components of the exhaust gases emitted by the internal combustion engine, characterized in that the exhaust gases of the internal combustion engine are supplied by an afterburning chamber ( 16 ), in which one A large number of spark gaps ( 21 ) is provided. 2. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nachbrennkammer in Form einer in etwa rechteckförmigen Zündfunkenkammer (16) ausgebildet ist, bei welcher wenigstens eine der Hauptflächen durch eine Keramikplatte (14) gebildet ist, durch welche eine Vielzahl von rasterartig angeordnet metallischen Elektro­ denstiften (15) hindurchführen.2. Exhaust gas purification device according to claim 1, characterized in that the afterburning chamber is in the form of an approximately rectangular spark chamber ( 16 ) in which at least one of the main surfaces is formed by a ceramic plate ( 14 ) through which a plurality of metallic arranged in a grid Guide the electrical pins ( 15 ) through. 3. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einzelnen Elektrodenstifte (15) über individuelle induktive Elemente in Form von elektrischen Leitern und/oder induktiven Spulen (13) von einer gemein­ samen Hochleistungszündspule (7) gespeist sind.3. Exhaust gas purification device according to claim 2, characterized in that the individual electrode pins ( 15 ) via individual inductive elements in the form of electrical conductors and / or inductive coils ( 13 ) are fed by a common high-performance ignition coil ( 7 ). 4. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Eingangskreis der Hochleistungszünd­ spule (7) ein elektronischer Unterbrecherkontakt (4), vor­ zugsweise Thyristor angeordnet ist, welcher von einem ent­ sprechenden Schwingkreis (5) aktivierbar ist.4. Exhaust gas purification device according to claim 3, characterized in that in the input circuit of the high-performance ignition coil ( 7 ), an electronic interrupter contact ( 4 ) is arranged before preferably thyristor, which can be activated by a corresponding resonant circuit ( 5 ). 5. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der der Ansteuerung des elektrischen Unterbrecherkontaktes (4) dienende Schwingkreis (5) mit einer konstanten vorgegebenen Frequenz im Bereich zwischen 50 und 1000 Hz, vorzugsweise 400 Hz, angesteuert ist.5. Exhaust gas purification device according to claim 4, characterized in that the control of the electrical interrupter contact ( 4 ) serving resonant circuit ( 5 ) is driven at a constant predetermined frequency in the range between 50 and 1000 Hz, preferably 400 Hz. 6. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Frequenz des der Ansteuerung des elektronischen Unterbrecherkontaktes (4) dienenden Schwingkreises (5) entsprechend der Drehzahl der inneren Brennkraftmaschine, der zugeführten Abgasmenge und/oder dem Verunreinigungsgrad der Abgase zur Einstellung ge­ langt.6. Exhaust gas purification device according to claim 4, characterized in that the frequency of the control of the electronic interrupter contact ( 4 ) serving resonant circuit ( 5 ) according to the speed of the internal combustion engine, the amount of exhaust gas supplied and / or the degree of contamination of the exhaust gases for setting ge. 7. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hochleistungs­ zündspule (7) und den einzelnen Elektrodenstiften (15) der Keramikplatte (14) zusätzlich ein Verteiler vorgesehen ist, welcher die Hochspannungsenergie der Hochleistungs­ zündspule (7) jeweils nur einer bestimmten Anzahl von Elektrodenstiften (15) der Keramikplatte (14) gleichzeitig zuführt.7. Exhaust gas purification device according to one of claims 3 to 6, characterized in that between the high-performance ignition coil ( 7 ) and the individual electrode pins ( 15 ) of the ceramic plate ( 14 ) an additional distributor is provided, which the high-voltage energy of the high-performance ignition coil ( 7 ) in each case supplies only a certain number of electrode pins ( 15 ) to the ceramic plate ( 14 ) at the same time. 8. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einseitiger Erdung des Sekundärkreises (8) der Hochleistungszündspule (7) die der Keramikplatte (14) gegenüberliegende Hauptfläche der Zünd­ funkenkammer (16) durch eine Metallplatte (17) gebildet ist, welche mit einer entsprechenden Anzahl von Vorsprün­ gen, vorzugsweise Elektrodenstiften (18) versehen ist.8. Exhaust gas purification device according to one of claims 2 to 7, characterized in that with one-sided grounding of the secondary circuit ( 8 ) of the high-performance ignition coil ( 7 ) the ceramic plate ( 14 ) opposite main surface of the ignition spark chamber ( 16 ) is formed by a metal plate ( 17 ) , which is provided with a corresponding number of projections, preferably electrode pins ( 18 ). 9. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweipoliger Ausführung des Sekundärkreises (8) der Hochleistungszündspule (7) die beiden Hauptflächen der Zündfunkenkammer (16) durch Kera­ mikplatten (14) mit eingesetzten Elektrodenstiften (15) gebildet sind, welche über individuelle elektrische Leiter (9) mit den beiden Ausgangsklemmen der Hochleistungszünd­ spule (7) verbunden sind.9. Exhaust gas purification device according to one of claims 2 to 7, characterized in that in the two-pole version of the secondary circuit ( 8 ) of the high-performance ignition coil ( 7 ), the two main surfaces of the spark chamber ( 16 ) are formed by ceramic plates ( 14 ) with inserted electrode pins ( 15 ) which are connected via individual electrical conductors ( 9 ) to the two output terminals of the high-performance ignition coil ( 7 ). 10. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Se­ kundärseite der Hochleistungszündspule (7) zusätzliche Elemente zur elektrischen Entstörung der Abgasreinigungs­ einheit (10) vorgesehen sind. 10. Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, characterized in that additional elements for electrical interference suppression of the exhaust gas cleaning unit ( 10 ) are provided in the region of the secondary side of the high-performance ignition coil ( 7 ). 11. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasreini­ gungseinheit (10) als eine aus verschiedenen Platten (11, 12, 14, 17) zusammengesetzte Sandwich-Konstruktion ausge­ bildet ist, welche zu Wartungs- und/oder Reinigungsarbei­ ten leicht demontierbar ist.11. Exhaust gas purification device according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas purification unit ( 10 ) as a sandwich construction composed of different plates ( 11 , 12 , 14 , 17 ) is formed, which th to maintenance and / or cleaning work is easy to disassemble. 12. Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die als Sandwich-Konstruktion bestehende Abgasreinigungseinheit (10) aus einer metallischen Vertei­ lerplatte (11), einer mit individuellen induktiven Spulen (13) versehenen Induktivitätsplatte (12), einer mit Elek­ trodenstiften (15) versehene Keramikplatte (14), einem mit entsprechenden Rohrflanschen (19, 20) versehenen Abstands­ ring sowie einer mit Elektrodenstiften (18) versehene Me­ tallplatte (17) zusammengesetzt ist.12. Exhaust gas purification device according to claim 11, characterized in that the existing as a sandwich construction exhaust gas purification unit ( 10 ) from a metallic distributor plate ( 11 ), an inductance plate ( 12 ) provided with individual inductive coils ( 13 ), one with electrode pins ( 15 ) provided ceramic plate ( 14 ), a spacer ring provided with corresponding pipe flanges ( 19 , 20 ) and a metal plate ( 17 ) provided with electrode pins ( 18 ). 13. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasreinigungseinheit (10) im Bereich des Abgaskrümmers oder des ersten Schall­ dämpfungstopfes der Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist.13. Exhaust gas purification device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the exhaust gas cleaning unit ( 10 ) is installed in the area of the exhaust manifold or the first silencer pot of the exhaust system of a motor vehicle. 14. Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasreinigungsein­ heit (10) bei vorzugsweise rohrförmiger Ausgestaltung am hinteren Ende einer bereits vorhandenen Auspuffanlage nachträglich anflanschbar ist, wobei die Speisung der Zündfunkenkammer (16) von einer innerhalb des Kofferraumes des Kraftfahrzeugs angeordneten Einheit erfolgt, in wel­ cher der Unterbrecherkontakt (4), der Schwingkreis (5) sowie die Hochleistungszündspule (7) angeordnet sind.14. Exhaust gas purification device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the emission control unit ( 10 ) with a preferably tubular configuration at the rear end of an already existing exhaust system can be retrofitted, the supply of the ignition chamber ( 16 ) from within the trunk of the Motor vehicle arranged unit takes place in which cher the interrupter contact ( 4 ), the resonant circuit ( 5 ) and the high-performance ignition coil ( 7 ) are arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0597206A1 (en) * 1992-10-27 1994-05-18 Dornier Gmbh Process for the reduction of soot particles in exhaust gas streams
FR2717403A1 (en) * 1995-03-10 1995-09-22 Czernichowski Albin Elimination of light hydrocarbon(s) from gaseous mixts.

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