DE4429878A1 - Abgassystem für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Abgassystem für eine Verbrennungskraftmaschine

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Description

Die Erfindung geht aus von einem Abgassystem für eine Verbrennungs­ kraftmaschine, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges, vorzugsweise für einen Otto-Motor eines Fahrzeuges, mit einer im Abgassystem angeordneten, katalytisch wirkenden Einrichtung, die wenigstens einen in einem Gehäuse angeordneten elektrisch beheiz­ baren, vom Abgas durchströmbaren Wabenkörper aufweist, der über elektrische Leitungen mit am Gehäuse ausgebildeten Anschlüssen ver­ bunden ist.
Durch die WO 92/02714 ist ein elektrisch beheizbarer Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, wie er insbesondere zur Verringe­ rung des Schadstoffausstoßes in der Kaltstartphase eines Otto-Motors in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann.
Ein solcher Wabenkörper ist in einem Gehäuse angeordnet, welches mit elektrischen Anschlüssen für den elektrisch beheizbaren Wabenkörper ausgebildet ist.
Die elektrischen Anschlüsse sind so ausgebildet, daß ein elektrischer Kontakt zwischen einem Anschluß und dem Gehäuse der katalytisch wirkenden Einrichtung vermieden werden soll. Diese Bestrebung kann jedoch nicht immer zuverlässig erfüllt werden. Im rauhen Betrieb eines Kraftfahrzeuges kann es z. B. durch Beschädigungen der Kabelisolierung zu einem elektrischen Kontakt zwischen der elektrischen Leitung und dem Gehäuse kommen. Kommt es zu einem elektrischen Kontakt zwi­ schen der ein höheres elektrisches Potential führenden Leitung und dem Gehäuse, so kann ein Spannungsüberschlag eintreten, der zu einer Be­ schädigung des Anschlusses führen kann. Der Spannungsüberschlag ent­ steht, da das Gehäuse mit dem Auspuffsystem elektrisch verbunden ist und das Auspuffsystem über die Verbrennungskraftmaschine auf Massepo­ tential liegt. Die Beschädigung der Anschlüsse kann dazu führen, daß eine Beheizbarkeit des Wabenkörpers nicht mehr oder nur sehr unbefrie­ digend erfolgen kann.
Die bisher bekannten Wabenkörper werden mit einer Betriebsspannung von ca. 12 V betrieben. Es bestehen jedoch Bestrebungen den Waben­ körper bei höheren Betriebsspannungen zu betreiben. Bei höheren Be­ triebsspannungen ist die Gefahr eines Spannungsüberschlags noch größer. Dies gilt auch für alle im Inneren eines solchen elektrisch beheizbaren Wabenkörpers angeordneten elektrisch vom Gehäuse isolierten Stütz- und Isolierstrukturen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, das bekannte Abgassystem so weiterzubilden, daß insbesondere bei Stützstrukturen und den elektrischen Anschlüssen am Gehäuse einer katalytisch wirkenden Einrichtung, die im Abgassystem integriert angeord­ net ist, Spannungsüberschläge vermieden werden sollen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü­ che.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken wird vorgeschlagen, die katalytisch wirkende Einrichtung, die im Abgassystem für eine Verbrennungskraftma­ schine angeordnet ist, gegenüber dem Abgassystem elektrisch zu entkop­ peln. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die Einrichtung auf einem potentialfreien Niveau ist. Dadurch, daß die Einrichtung potential­ frei ist, kann es zu Spannungsüberschlägen zwischen einem elektrischen Anschluß und der Einrichtung nicht kommen.
Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Automobilen, wird das Abgassystem teilweise mittels Befestigungselementen an der Fahrzeugbodengruppe angeordnet. Das Abgassystem ist mit ihrem vorderen Ende fest mit dem Motor verbunden. Bei den Befestigungselementen handelt es sich ins­ besondere um Ringe aus einem elastischen, elektrisch isolierenden Werk­ stoff. Es wird daher vorgeschlagen, gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung das Gehäuse gegenüber dem Abgassystem eintrittsseitig zu isolieren. Durch diese Maßnahme wird die bereits vorhandene elektrische Isolierung zum Fahrzeug hin ausgenutzt, so daß das Gehäuse nur noch einseitig gegenüber dem Abgassystem elektrisch isoliert werden muß.
Es sind Abgassysteme bekannt, bei denen vor und/oder hinter einer katalytisch wirkenden Einrichtung sogenannte Lambda-Sonden angeordnet sind. Diese Sonden führen über elektrische Leitungen Signale zu einer Motorsteuerung. Es ist daher von Vorteil, wenn das Gehäuse zum Ab­ gassystem hin elektrisch isoliert ist, so daß das Gehäuse durch die vorhandenen Masseleitungen der Lambda-Sonden nicht auf ein bestimm­ tes Potential gesetzt wird.
Die elektrische Entkopplung der Einrichtung gegenüber dem Abgassystem kann dadurch erreicht werden, daß an den Verbindungsstellen der Ein­ richtung mit den weiteren Komponenten des Abgassystems eine elektrisch isolierende Zwischenlage angeordnet ist.
Bei der elektrisch isolierenden Zwischenlage kann es sich um eine Scheibe handeln, die aus einem keramischen Werkstoff oder aus einem Kunststoff besteht. Diese Zwischenlage muß nicht nur elektrisch isolie­ rend wirken, sondern auch hohen Temperaturen im Abgassystem stand­ halten.
Es ist auch möglich, die elektrische Entkopplung der Einrichtung gegen­ über dem Abgassystem dadurch zu erreichen, daß das Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht.
Ausführungsbeispiele, vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungsmög­ lichkeiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben, ohne daß die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt ist. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Abgassystems und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Katalysator.
In der Fig. 1 ist schematisch der Aufbau eines Abgassystems für einen Otto-Motor 1 eines Fahrzeuges dargestellt. Die Auslaßkanäle des Motors 1 sind über einen Fächerkrümmer 2 mit einem Rohr 3 verbunden. Das Rohr 3 bildet einen Abgasstrang, in dem mehrere Schalldämpfer, die nicht dargestellt sind, angeordnet sein können. Mit dem Abgasrohr 3 ist in Strömungsrichtung R des Abgases eine katalytisch wirkende Einrich­ tung, nachfolgend Katalysator genannt, 4 angeordnet. Auf der Eintritts­ seite 7 des Katalysators 4 ist der Wabenkörper 5 elektrisch beheizbar. Die Gasaustrittsseite 6 des Katalysators 4 ist mit einem Rohr 8 ver­ bunden, durch das das Abgas das Abgassystem verläßt. Der Wabenkörper 5 ist über elektrische Leitungen 9, 10 mit einer Spannungsquelle 11 verbunden. Bei der Spannungsquelle 11 kann es sich um eine Batterie und/oder einen Generator (Lichtmaschine) handeln. Die Anschlüsse der Leitungen 9, 10 sind gegenüber dem Gehäuse 12 des Katalysators 4 elektrisch isoliert.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, ist das Rohr 3 mit einem Anschluß­ flansch 13 ausgebildet. Das Gehäuse 12 weist einen Anschlußflansch 14 auf. Zwischen den Anschlußflanschen 13, 14 ist eine isolierende Schicht 15 angeordnet. Der Katalysator 4 ist austrittsseitig ebenfalls mit einem Flansch 14 versehen, der mechanisch mit einem Flansch 16 am Rohr 8 verbindbar ist. Zwischen den Flanschen 14, 16 ist eine elektrisch isolie­ rende Schicht 15 vorgesehen.
Durch die elektrisch isolierenden Schichten ist der Katalysator 4 gegen­ über dem Abgassystem elektrisch entkoppelt. Das Gehäuse des Katalysa­ tors 4 ist potentialfrei.
Bezugszeichenliste
1 Motor
2 Fächerkrümmer
3 Rohr
4 Katalysator
5 Wabenkörper
6 Eintrittsseite
7 Austrittsseite
8 Rohr
9, 10 Leitung
11 Spannungsquelle
12 Gehäuse
13, 14 Anschlußflansch
15 isolierende Schicht

Claims (7)

1. Abgassystem für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für eine. Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeuges, vorzugsweise für einen Ottomotor eines Fahrzeuges, mit einer im Abgassystem an­ geordneten, katalytisch wirkenden Einrichtung (4), die wenigstens einen in einem Gehäuse (12) angeordneten, elektrisch beheizbaren, vom Abgas durchströmbaren Wabenkörper (5) aufweist, der über elek­ trische Leitungen (9, 10) mit am Gehäuse (12) ausgebildeten An­ schlüssen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) gegenüber dem Abgassystem elektrisch entkoppelt ist.
2. Abgassystem nach Anspruch 1, wobei das Abgassystem teilweise mittels Befestigungselementen aus einem elektrisch isolierendem Werkstoff am Fahrzeug angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) gegenüber dem Abgassystem elektrisch isoliert ist.
3. Abgassystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eintritts- und/oder austrittsseitig (7, 6) mit einer Isolationsschicht versehen ist.
4. Abgassystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einrichtung (4) und den benachbarten Komponenten des Ab­ gassystems eine elektrisch isolierende Zwischenlage (15) angeordnet ist.
5. Abgassystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht oder die Zwischenlage (15) aus einem kerami­ schen Werkstoff besteht.
6. Abgassystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht oder die Zwischenlage (15) aus einem Kunststoff besteht.
7. Abgassystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht.
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