DE60214099T2 - Abgasleitung eines Kraftfahrzeuges und in einer Abgasleitung benutzter Wärmetauscher - Google Patents

Abgasleitung eines Kraftfahrzeuges und in einer Abgasleitung benutzter Wärmetauscher Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasstrecke eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, die eine Abgasreinigungsvorrichtung und insbesondere eine Stickoxidfalle sowie einen in der Abgasstrecke verwendeten Wärmetauscher umfasst.
  • Abgasstrecken von Kraftfahrzeugmotoren umfassen meistens Abgasreinigungsvorrichtungen, die zur Beseitigung der Verunreinigungen verwendet werden, die in den Abgasen am Austritt der Zylinder des Motors auftreten.
  • Insbesondere erfordern die Motoren mit direkter Einspritzung, seien es Motoren mit Zündung durch Kompression (Dieselmotoren) oder mit Fremdzündung (Benzinmotoren) in ihrer Abgasstrecke die Verwendung von Fallen für die Stickoxide, NOx-Fallen genannt. Derartige NOx-Fallen umfassen ein Katalysatormaterial, das nur in einem Temperaturintervall (im Allgemeinen zwischen 250°C und 500°C) befriedigend arbeitet.
  • Es ist deshalb erforderlich, dass die Abgase in die NOx-Falle mit einer Temperatur eintreten, die in dem Betriebsintervall des Katalysators liegt.
  • Während mancher Betriebsphasen des Kraftfahrzeugs und insbesondere in den Anlassphasen des Motors sind die Abgase auf einer Temperatur, die im Allgemeinen unter der Mindestbetriebstemperatur des Katalysators liegt.
  • Es ist erforderlich, die Dauer der Phasen so weit wie möglich zu reduzieren, während der die Abgase auf einer Tempe ratur sind, die außerhalb des Betriebsbereichs des Katalysators der NOx-Falle liegt. Es ist deshalb erforderlich, und zwar beispielsweise in den Phasen des Anlassens des Kraftfahrzeugs, die NOx-Falle von Gasen durchqueren zu lassen, die sich zwischen ihrem Austritt durch den Abgasstutzen der Zylinder des Motors und ihrem Eintritt in die NOx-Falle wenig abgekühlt haben. Es ist deshalb erforderlich, die NOx-Falle so nahe wie möglich bei dem Austritt der Abgase durch die Rohrleitungen des Motors anzuordnen.
  • Außerdem ist es auch erforderlich, dass die Abgase, die die NOx-Falle durchqueren, ständig auf einer Temperatur sind, die unter der Betriebsgrenze der Falle liegt. Jenseits dieser oberen Grenze (beispielsweise 500°C) kann der Katalysator durch die Abgase stark beschädigt werden. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist es also erforderlich, die NOx-Falle von den Abgasleitungen des Motors zu entfernen.
  • Es ist also nicht möglich, beide oben genannten Bedingungen ausschließlich durch ein sorgfältige Positionierung der NOx-Falle längs der Abgasstrecke zu erfüllen.
  • Man hat deshalb verschiedene Vorrichtungen oder Verfahren zum Steuern der Temperatur der Abgase vor ihrem Eintritt in eine Abgasreinigungsvorrichtung, wie eine auf einer Abgasstrecke des Kraftfahrzeugs angeordnete NOx-Falle, vorgeschlagen.
  • Diese Vorrichtungen können beispielsweise aus Mitteln zum Abzweigen der Abgase zu einem oder einem anderen Kanal eines Wärmetauschsystems bestehen, das gestattet, die Gase stark zu kühlen oder im Gegenteil sie leicht zu kühlen oder sie praktisch auf der Temperatur des Austritts aus dem Stutzen des Motors zu halten.
  • Derartige Vorrichtungen, die eine Weiche umfassen, können relativ komplex und kostspielig sein.
  • Man kennt ferner Vorrichtungen zum Kühlen von in einer Abgasstrecke strömenden Gasen durch einen Luftumlauf, der mit einem Teil der Abgasstrecke in Kontakt ist. Diese Vorrichtungen können geeignete Mittel umfassen, mit denen der Kühlluftdurchsatz in Umlauf gebracht und geregelt wird.
  • Diese Vorrichtungen haben außerdem einen geringen Wirkungsgrad, da die Wärmetauschfläche der Abgase auf die Wand einer Abgasleitung beschränkt ist.
  • Aus den Schriften DE-A-2240681, US-A-3 747 346 und DE-A-4127634 kennt man jeweils eine Abgasstrecke eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, die an einem ihrer Enden mit mindestens einem Auslassstutzen des Motors verbunden ist und nacheinander in der Strömungsrichtung der vom Motor kommenden Abgase ein Wärmetauschmittel zwischen den Abgasen und der atmosphärischen Luft, das mit dem Auslassstutzen des Motors verbunden ist, und eine Abgasreinigungsvorrichtung umfasst, die direkt mit dem Wärmetauschmittel verbunden ist, und zwar insbesondere eine Stickoxidfalle.
  • Das Wärmetauschmittel ist ein Wärmetauscher, der eine Außenwand umfasst, die einen feststehenden Teil, der eine Öffnung begrenzt, die das Innere der Wand des Wärmetauschers, die Wärmetauschelemente für die Durchleitung der Gase einschließt, mit dem umgebenden Medium verbindet, und einen beweglichen Teil aufweist, der mit dem feststehenden Teil verbunden ist und zwischen einer Stellung der Schließung der Öffnung der Wand und mindestens einer Öffnungsstellung beweglich ist, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase des Motors, die in dem innerhalb der Wand des Wärmetausches angeordneten Wärmetauschelementen strömen.
  • Ziel der Erfindung ist es deshalb, eine Abgasstrecke eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die an einem ihrer Enden mit mindestens einem Auslassstutzen des Motors verbunden ist und nacheinander in der Strömungsrichtung der vom Motor kommenden Abgase ein Wärmetauschmittel zwischen den Abgasen und der atmosphärischen Luft, dessen Wärmetauschkapazität mit der Temperatur der Abgase ansteigt und das mit dem Auslassstutzen des Motors verbunden ist, und eine direkt mit dem Wärmetauschmittel verbundene Abgasreinigungsvorrichtung, insbesondere eine Stickoxidfalle, umfasst, die so ausgebildet ist, dass die Abgasreinigungsvorrichtung ständig bei einer befriedigenden Temperatur arbeitet, ohne eine Vorrichtung zur Verzweigung der Abgase und Mittel zum In-Umlauf-Bringen der Luft zu verwenden.
  • Das Wärmetauschmittel ist ein Wärmetauscher, der eine Außenwand umfasst, die einen feststehenden Teil, der eine Öffnung begrenzt, die das Innere der Wand des Wärmetauschers, die Wärmetauschelemente für die Durchleitung der Abgase einschließt, mit der atmosphärischen Luft verbindet, und einen beweglichen Teil aufweist, der mit dem feststehenden Teil verbunden ist und zwischen einer Stellung der Schließung der Öffnung der Wand und mindestens einer Öffnungsstellung beweglich ist, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase des Motors, die in den innerhalb der Wand des Wärmetauschers angeordneten Wärmetauschelementen strömen.
  • Erfindungsgemäß besteht der bewegliche Teil aus zwei angebrachten und in überlagerter Stellung befestigten Metall platten, die verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und einem Bimetallelement entsprechen.
  • Die Wärmetauschelemente bestehen vorzugsweise aus einer Vielzahl von Rohren, die mit ihren Achsen parallel angeordnet sind und an ihren Enden mit einem Eintrittkollektor bzw. einem Austrittskollektor für Abgase verbunden sind.
  • Die Erfindung betrifft fernen einen Wärmetauscher, dessen Wärmetauschkapazität mit der Temperatur der Abgase automatisch ansteigt und der in einer erfindungsgemäßen Abgasstrecke verwendet werden kann.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun als Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mehrere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Abgasstrecke und eines in einer solchen Abgasstrecke verwendeten erfindungsgemäßen Wärmetauschers beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Abgasstrecke, die unter dem Boden des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
  • 2 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Abgasstrecke, die mindestens teilweise in dem Motorabteil vor dem Motor des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
  • 3 ist eine schematische Ansicht, die das Arbeitsprinzip des erfindungsgemäßen Wärmetauschers zeigt, dessen Wärmetauschkapazität sich mit der Temperatur der Gase automatisch ändert.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Abgasstrecke, die teilweise vor dem Motor angeordnet ist.
  • 5 ist eine Schnittansicht des Wärmetauschers der in 4 dargestellten Strecke.
  • 6 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht des Wärmetauschers der in 4 dargestellten Strecke.
  • In 1 sieht man eine allgemein mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Abgasstrecke eines Verbrennungsmotors 2 eines Kraftfahrzeugs, die eine horizontale allgemeine Anordnung hinter dem Motor 2 aufweist.
  • Die Abgasstrecke 1 ist allgemein unter dem Boden und in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Abgasstrecke 1 umfasst insbesondere einen Anfangsteil 1a oder heißen Teil, der mit dem Auslassstutzen 2a der Zylinder des Motors 2 verbunden ist und die aus dem Zylinder des Motors 2 austretenden Abgase mit hoher Temperatur aufnimmt. Auf einem horizontalen Teil 1b der Abgasstrecke ist eine Stickoxidfalle oder NOx-Falle 3 angeordnet, die aus einer metallischen Hülle besteht, die mit der Abgasleitung verbunden ist und die ein Abgasreinigungselement einschließt.
  • Der Katalysator der NOx-Falle arbeitet nur dann befriedigend, wenn er mit Abgasen in Kontakt ist, deren Temperatur zwischen 250°C und 500°C beträgt.
  • Erfindungsgemäß ordnet man die NOx-Falle 3 in einem Teil der Abgasstrecke an, die dem Gas mit hoher Temperatur aufnehmenden Anfangsteil 1a nahe ist, und setzt einen Wärme tauscher 4 zwischen die NOx-Falle 3 und den heißen Anfangsteil 1a der Abgasstrecke 1. Wie im Nachstehenden erläutert wird, ist der Wärmetauscher 4, der dazu bestimmt ist, einen Wärmeaustausch zwischen den durch den Wärmetauscher geleiteten Abgasen und der umgebenden Luft zu gewährleisten, ein Wärmetauscher, der eine Wärmetauschkapazität besitzt, die in Abhängigkeit von der Temperatur der zum Wärmetauscher gelangenden Abgase, das heißt der Abgase, die über die Stutzen 2a und den vorderen Teil 1a der Abgasstrecke von den Zylindern des Motors 2 kommen, automatisch veränderlich ist. Zu diesem Zweck umfasst der Wärmetauscher 4 eine Vorrichtung 4a zur automatischen Regulierung der Wärmetauschkapazität zwischen den Abgasen und der umgebenden Luft.
  • Wenn die Abgase auf einer Temperatur nahe der unteren Grenze des Betriebstemperaturintervalls des Katalysators der NOx-Falle sind, bewirkt der Wärmetauscher praktisch keine Abkühlung der Gase und gewährleistet nur ihre Übertragung zur NOx-Falle 3, in der die Stickoxide, die in dem von dem Motor 2 mit direkter Einspritzung kommenden Gasen enthalten sind, entfernt werden, sobald die Temperatur der Gase und der NOx-Falle die untere Grenze des Betriebsintervalls überschritten hat.
  • Wenn dagegen die Gase auf einer Temperatur sind, die der für die NOx-Falle annehmbaren oberen Temperaturgrenze der Abgase nahe ist, gewährleistet der Wärmetauscher 4 die Abfuhr des Überschusses der in den Gasen enthaltenen Wärmeenergie, so dass ihre Temperatur unterhalb der oberen Grenze des Betriebsintervalls der NOx-Falle gehalten wird.
  • Auf diese Weise werden die in die NOx-Falle eingeführten Abgase auf einer Temperatur gehalten, die praktisch ständig innerhalb des Betriebsintervalls der NOx-Falle liegt.
  • Die Abgasstrecke 1 kann andere Elemente umfassen, die vor oder hinter der NOx-Falle 3 angeordnet sind, wie Katalysatoren verschiedenen Typs oder Schalldämpfer.
  • Für die Durchführung der Erfindung wird die NOx-Falle möglichst nahe am Austritt der Abgase des Motors angeordnet, so dass sie in den Phasen, in denen die Abgase auf einer wenig hohen Temperatur sind, Gase aufnimmt, die sich wenig abgekühlt haben und praktisch auf der Temperatur ihres Austritts aus dem Auslassstutzen 2a sind.
  • In 2 hat man eine Ausführungsvariante der Abgasstrecke 1 dargestellt, wobei die sich in den 1 und 2 entsprechenden Elemente mit denselben Bezugszahlen versehen sind.
  • Die Abgasstrecke 1 ist mindestens teilweise im Inneren des den Motor 2 enthaltenen Abteils des Kraftfahrzeugs angeordnet, dessen Auslassstutzen 2a nach vorne gerichtet sind und mit dem Wärmetauscher 4 verbunden sind, der eine Vorrichtung 4a zur Regulierung seiner Wärmetauschkapazität in Abhängigkeit von der Temperatur der den Wärmetauscher durchquerenden Gase umfasst.
  • Die NOx-Falle 3 kann auf einem horizontalen Teil 1b der Abgasstrecke angeordnet sein, die entweder im Inneren des Motorabteils oder unter dem Boden des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
  • Im Fall der in 1 dargestellten Abgasstrecke weist der Wärmetauscher Elemente für den Wärmetausch und den Umlauf der Abgase auf, die eine allgemeine horizontale Anordnung besitzen, während im Fall der in 2 dargestellten Abgasstrecke die Elemente für den Umlauf der Abgase und den Wärmetausch eine allgemein vertikale Anordnung haben.
  • Die die Regelung der Wärmetauschkapazität des Wärmetauschers 4 gewährleistende Vorrichtung 4a kann aus zwei Platten aus metallischen Werstoffen mit im Wesentlichen verschiedenen Wärmedehnungskoeffizienten bestehen, die im Allgemeinen in einer Anordnung flach auf flach durch Nieten, durch Verschweißungen oder durch Verklebung aneinander befestigt sind. Die beiden übereinander angeordneten Platten, die eine einem Bimetallelement entsprechende Vorrichtung bilden, sind so angeordnet, dass sie einen beweglichen Teil der Außenwand des Wärmetausches 4 bilden, der Führungs- und Wärmetauschelemente wie Wärmetauschrohre enthält, in denen die Gase in Umlauf kommen. Die Außenwand des Wärmetauschers 4 bildet eine thermische Abschirmung, die die Wärmetauschrohre von der umgebenden Luft isoliert, die insbesondere während der Fahrt des Kraftfahrzeugs im Kontakt mit der Außenwand des Wärmetauschers strömt.
  • Wenn die Gase auf einer wenig hohen Temperatur sind, beispielsweise in den Phasen des Anlassens des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs, ist der bewegliche Wandteil des Wärmetauschers, der von den beiden übereinander angeordneten Platten der Regelvorrichtung 4a gebildet ist, in einer solchen Anordnung, dass er die Außenwand des Wärmetauschers 4 vollständig verschließt. Die Wärmetauschrohre sind nun von der Außenluft, die in Kontakt mit der Außenwand des Wärmetauschers 4 strömt, vollständig isoliert.
  • Wenn die Temperatur der Abgase über die untere Schwellentemperatur ansteigt, bei der die Platten der Vorrichtung 2a die Wand des Wärmetauschers vollständig schließen, verformen sich die Platten der Regelvorrichtung 2a, die an einem ihrer Ränder an dem feststehenden Teil der Wand des Wärmetauschers befestigt sind, durch Biegung, so dass sich der Rand der Platten, der dem an der Wand des Wärmetauschers befestigten Rand entgegengesetzt ist, von dieser Wand entfernt und einen Zwischenraum für den Luftdurchgang zum inneren Teil des Wärmetauschers öffnet, der die Austauschrohre enthält, wie beispielsweise in den 1 und 2 sichtbar ist, in denen das Regelelement 4a in einer durch Biegung verformten Stellung dargestellt ist.
  • In 3 hat man die übereinander angeordneten Platten der Regelvorrichtung 4a des Wärmetauschers 4 in einer ersten, nicht durch Biegung verformten Konfiguration 5 bei einer ersten Temperatur und in einer zweiten, durch Biegung verformten Konfiguration 5' bei einer zweiten Temperatur, die höher als die erste Temperatur ist, dargestellt, wobei die Länge der Platten zwischen ihrem an der Wand des Wärmetauschers befestigten Rand und ihrem nicht befestigten Rand mit L und die Bewegung des nicht befestigten Rands mit f (oder Biegung) bezeichnet ist. Nennt man den spezifischen Wärmebiegungskoeffizient der Platten α (α etwa 14·10–6°K–1) und die Dicke der beiden Platten E, so kann man die Biegung f oder thermische Biegung, die die Verformung der Platten durch unterschiedliche Ausdehnung kennzeichnet, durch die folgende Formel berechnen:
    Figure 00100001
  • Wenn die Temperatur der Abgase des Motors von einer wenig hohen Temperatur in Nähe der unteren Grenze des Betriebsbereichs des Katalysators (beispielsweise 250°C) ansteigt, gewährleisten die übereinander angeordneten Platten 5, die die Regelvorrichtung 4a des Wärmetauschers bilden, in nicht verformter Stellung eine vollständige Schließung der Außenwand des Wärmetauschers.
  • Wenn die Temperatur der Abgase bis zu einer Temperatur ansteigt, die beispielsweise nahe der oberen Grenze des Intervalls ist (beispielsweise 500°C), gewährleisten die Austauschrohre des Wärmetauschers 4 durch Strahlung und Konvektion die Erwärmung der Außenwand des Wärmetauschers und insbesondere des beweglichen Teils 4a, so dass die übereinander angeordneten Platten 5 sich durch Biegung verformen, um eine Form, wie die in 3 dargestellte Form 5', anzunehmen, und auf diese Weise einen Raum für den Durchgang von Luft öffnen, die durch die Platten 4a zum Inneren des Wärmetauschers geleitet wird, um mit der Wärmetauschoberfläche der Wärmeaustauschrohre des Wärmetauschers in Kontakt zu treten. Die Abgase werden nun so gekühlt, dass sie in die NOx-Falle 3 mit einer Temperatur eintreten, die unter der Temperatur liegt, bei der die Gefahr der Beschädigung des Katalysators der NOx-Falle 3 besteht.
  • In den 4, 5 und 6 ist die in 2 schematisch dargestellte zweite Ausführungsform der Abgasstrecke detaillierter dargestellt. Die Abgasstrecke 1 ist hauptsächlich in dem Motorabteil des Kraftfahrzeugs angeordnet, das den Motor 2 enthält, dessen Auslassstutzen 2a direkt mit dem oberen Teil der Wärmeaustauschrohre des Wärmetauschers 4 verbunden ist, der stromauf der NOx-Falle 3 angeordnet ist, die auch in dem Motorabteil des Kraftfahrzeugs angeordnet sein kann.
  • Wie insbesondere in 5 sichtbar ist, umfasst der Wärmetauscher 4 eine äußere Hülle 6 von allgemein zylindrischer Form, die an dem Gehäuse des Motors 2 in einer Anordnung mit vertikaler Achse befestigt ist, und beispielsweise eine Einheit von neun Wärmetauschrohren 7, die mit ihren Achsen vertikal, d.h. parallel zur Achse der Hülle 6, in einer Anordnung angeordnet sind, die einen guten Wärmekontakt der äußeren Wärmetauschfläche der Rohre 7 mit der Kühlluft gewährleistet, die in der äußeren Hülle 6 des Wärmetauschers 4 enthalten ist oder strömt.
  • Die Rohre 7 sind an ihren oberen Enden mit dem oberen Stutzen 2a des Motors 2, der einen Eintrittskollektor des Wärmetauschers bildet, und an ihren unteren Teilen mit einem Austrittskollektor verbunden, der mit dem Teil 1b der Abgasstrecke verbunden ist, der die direkte Verbindung des Austritts des Wärmetauschers mit dem Eintritt der NOx-Falle 3 gewährleistet.
  • Die äußere Hülle 6 besitzt einen feststehenden Teil, der sich nicht vollständig auf dem Umfang des Wärmetauschers schließt, wobei eine Restöffnung 6a sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Wand des Wärmetauschers und über einen Teil des Umfangs der Außenwand erstreckt.
  • Längs eines Rands der Öffnung 6a ist eine bewegliche Verschlusswand 5 befestigt, die aus zwei Platten mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, die in übereinander liegender Stellung aneinander befestigt sind. Die bewegliche Verschlusswand 5 kann an der Wand 6 beispielsweise durch Verschweißen, Vernieten oder Verkleben befestigt sein.
  • Die Wand 5 ist so ausgebildet, dass sie die Öffnung 6a vollständig schließt, wenn ihre Temperatur unter einer bestimmten Schwelle liegt, die der Gleichgewichtstemperatur der Wand mit den Rohren 7 entspricht, wenn diese von Abgasen bei einer Temperaturschwelle durchströmt werden, die unter der maximalen Betriebstemperatur des Katalysators der NOx-Falle 3 liegt.
  • Wenn die Temperatur der Abgase über die Temperaturschwelle ansteigt, steigt die Temperatur der Wand des Wärmetauschers 4 so, dass das bewegliche Wandelement 5 sich durch Biegung verformt, um nacheinander die Stellungen 5' und 5'' anzunehmen, wenn die Temperatur der Abgase der Höchsttemperatur, die der Katalysator der NOx-Falle aushalten kann, nahe kommt.
  • Die Bewegung der Wand 5 auf die Stellungen 5' und 5'' zu gewährleistet einen Umlauf von Kühlluft im Inneren der Wand 6 des Filters während des Fahrens des Kraftfahrzeugs. Die im Inneren der Wärmeaustauschrohre 7 strömenden Abgase werden durch den Umlauf von Luft in Kontakt mit ihrer Außenfläche gekühlt. Diese Luftströmung ist um so stärker, je größer der von der Wand 5 freigelegte Eintrittsraum der Öffnung 6a ist. Die Luftströmung ist damit um so stärker, je stärker die Verformung der Wand 5 durch Biegung ist. Die Kühlung der Abgase durch den Wärmetauscher 4 ist also um so stärker, je höher die Temperatur der Gase ist. Es findet also eine Selbstregelung des Betriebs des Wärmetauschers 4 statt, der das aus der doppelten Wand 5 bestehende Regulierungsmittel 4a umfasst.
  • Die Abgase, die den Wärmetauscher durchquert haben und in die NOx-Falle 3 eintreten, werden also um so mehr gekühlt, je höher die Temperatur der aus dem Motor austretenden Abgase ist.
  • Der Wärmetauscher 4 ist so beschaffen, dass er den Überschuss der in den Abgasen enthaltenen Wärmeenergie abführt, um ihre Höchsttemperatur auf einem Wert zu halten, der der oberen Betriebsschwelle des Katalysators der NOx-Falle nahe ist.
  • Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vollautomatisch und erfordert keine Durchführung einer Ableitung der Abgase zu Leitungen, die verschiedene Wärmetauschcharakteristiken besitzen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit einfach und kompakt und kann in jedem Teil des Kraftfahrzeugs angeordnet werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet einen idealen Betrieb der NOx-Falle oder jedes Reinigungskatalysators, unabhängig von der Arbeitsweise des Verbrennungsmotors.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt.
  • Man kann auch daran denken, eine Wärmetauscher zu verwenden, bei dem die Regelung der Wärmetauschkapazität in Abhängigkeit von der Temperatur der Gase auf eine andere Weise vorgenommen wird, als oben beschrieben wurde. Der Wärmetauscher kann Mittel für den natürlichen Umlauf von Kühlluft während der Fahrt des Kraftfahrzeugs oder auch Mittel für den Zwangsluftumlauf aufweisen, die in diesem Fall in Abhängigkeit von der Temperatur des Austritts der Abgase aus dem Motor gesteuert werden können.
  • Der Wärmetauscher kann an der Stelle der Wärmetauschrohre jedes andere Wärmetauschelement aufweisen, das die Kanali sierung der Abgase und den Wärmetausch mit der umgebenden Luft gewährleistet.
  • Die Erfindung ist nicht nur auf eine Abgasstrecke, die eine NOx-Falle aufweist, anwendbar, sondern auch auf jede Abgasstrecke, die einen Reinigungskatalysator umfasst, der in einem definierten Temperaturintervall ideal arbeitet.
  • Die Erfindung ist auf jeden Kraftfahrzeugtyp anwendbar, der eine Abgasstrecke besitzt, in der mindestens ein Reinigungskatalysator angeordnet ist.

Claims (6)

  1. Abgasstrecke eines Verbrennungsmotors (2) eines Kraftfahrzeugs, die an einem ihrer Enden mit mindestens einem Auslassstutzen (2a) des Motors (2) verbunden ist und nacheinander in der Strömungsrichtung der vom Motor kommenden Abgase ein Wärmetauschmittel (4) zwischen den Abgasen und der atmosphärischen Luft, dessen Wärmetauschkapazität mit der Temperatur der Abgase ansteigt und das mit dem Auslassstutzen (2a) Motors (2) verbunden ist, und eine direkt mit dem Wärmetauschmittel (4) verbundene Abgasreinigungsvorrichtung (3), insbesondere eine Stickoxidfalle, umfasst, wobei das Wärmetauschmittel ein Wärmetauscher (4) ist, der eine Außenwand (6) umfasst, die einen feststehenden Teil, der eine Öffnung (6a) begrenzt, die das Innere der Wand (6) des Wärmetauschers (4), die Wärmetauschelemente (7) für die Durchleitung der Abgase einschließt, mit der atmosphärischen Luft verbindet, und einen beweglichen Teil (5) aufweist, der mit dem feststehenden Teil verbunden ist und zwischen einer Stellung der Schließung der Öffnung (6a) der Wand (6) und mindestens einer Öffnungsstellung (5', 5'') beweglich ist, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase des Motors, die in den innerhalb der Wand (6) des Wärmetauschers angeordneten Wärmetauschelementen (7) strömen, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil (5) aus zwei angebrachten und in überlagerter Stellung befestigten Metallplatten besteht, die verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und einem Bimetallelement entsprechen.
  2. Abgasstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschelemente (7) aus einer Vielzahl von Rohren (7) bestehen, die mit ihren Achsen parallel angeordnet sind und an ihren Enden mit einem Eintrittskollektor (2a) bzw. einem Austrittskollektor für Abgase verbunden sind.
  3. Abgasstrecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (4) und die Abgasreinigungsvorrichtung (3) unter dem Boden das Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
  4. Abgasstrecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (4) und die Abgasreinigungsvorrichtung (3) in einem Motorabteil angeordnet sind, das den Motor (2) des Kraftfahrzeugs enthält.
  5. Abgasstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsvorrichtung eine NOx-Falle ist.
  6. Wärmetauscher für eine Abgasstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er während des Fahrens des Kraftfahrzeugs eine automatisch mit der Temperatur der Abgase ansteigende Wärmetauschkapazität besitzt.
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