DE69200388T2 - Motorauspufflinie zum schnellen Erregen eines Katalysators. - Google Patents

Motorauspufflinie zum schnellen Erregen eines Katalysators.

Info

Publication number
DE69200388T2
DE69200388T2 DE69200388T DE69200388T DE69200388T2 DE 69200388 T2 DE69200388 T2 DE 69200388T2 DE 69200388 T DE69200388 T DE 69200388T DE 69200388 T DE69200388 T DE 69200388T DE 69200388 T2 DE69200388 T2 DE 69200388T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tube
catalyst
gases
ring
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69200388T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69200388D1 (de
Inventor
Michel Castagne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of DE69200388D1 publication Critical patent/DE69200388D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69200388T2 publication Critical patent/DE69200388T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2053By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2290/00Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbrennungsmotoren, deren Austrittsleitung wenigstens einen Katalysator umfaßt.
  • Allgemein ist es die Rolle eines Katalysators die Oxidationsreaktionen (COHC) oder Reduktionsreaktionen (NO&sub2;) zu aktivieren, die im natürlichen Zustand stattfinden und die zur Abscheidung von Verunreinigungskörpern im Inneren der Austrittsleitung führen, deren Kinetiken jedoch zu langsam bei der Temperatur der Austrittsgase sind.
  • Ein Katalysator oder katalytischer Topf, der an der Austrittsleitung eines Motors angeordnet ist, ist dazu bestimmt, die Emissionen gewisser Verunreinigungen wie CO, HC, NOx zu vermindern, welche in den Austrittsgasen enthalten sind.
  • Im kalten Zustand jedoch ist ein katalytischer Topf ohne Wirkung auf die vom Motor emitierten Verunreinigungen. Ein katalytischer Topf soll eine Minimaltemperatur, um in seiner Wirkung beginnen zu können, haben. Es existiert also eine sogenannte Zündverzögerung, während der Verunreinigungseinissionen durch den Katalysator nicht vermindert werden. Diese zeitliche Verzögerung soll also so kurz wie möglich sein. Üblicherweise ist die Zünddauer eines katalytischen Topfes von der Größenordnung von zwei Minuten.
  • In der Vielzahl der Industrieländer in Kraft befindliche Normen geben die zugelassenen Emissionsgrenzen für die Verunreinigungen an.
  • Mehrere Systeme wurden bereits vorgeschlagen, um einen Anstieg der Temperatur des Katalysators, der so schnell wie möglich erfolgen soll, zu realisieren.
  • Üblich ist es, in sehr sorgfältiger Weise, den Katalysator zu isolieren, um die thermischen Verluste zu begrenzen. Die Patentanmeldung EP 0 177 479 offenbart ein solches Beispiel.
  • Der Nachteil der Systeme der thermischen Isolation der Katalysatoren liegt in einer überhitzung der einmal gezündeten Katalysatoren.
  • Im Unterschied hierzu hat die Anmelderin in der französischen Patentschrift FR 26 08 677 eine Vorrichtung und ein schnelles Zündverfahren eines Katalysators vorgeschlagen, gemäß dem eine Abzweigleitung an der Hauptaustrittsleitung vorgesehen ist, um die Injektion der Austrittsgase zum Katalysator hin zu modulieren.
  • Die Patentanmeldung DE 34 06 968 betrifft eine Vorrichtung, um schnell die Temperatur eines Katalysators anzuheben und umfaßt zwei unterschiedliche Leitungen, von denen die eine gekühlt, die andere nicht gekühlt wird, die vor dem Katalysator sich vereinigen und deren Durchsatz als Funktion der Temperatur des Katalysators geregelt wird.
  • Die PCT WO 89/10470 offenbart ein Heizsystem mit elektrischem Widerstand, das so nahe wie möglich dem Katalysator angeordnet ist.
  • Dieses Heizverfahren ist ohne Frage wirksam, jedoch schwierig in die Tat umzusetzen. Darüber hinaus läuft der Widerstand Gefahr, lokale überhitzungen zu erzeugen, die ungünstig für die gute Integrität des Katalysators sind.
  • Schließlich kann die EP-A1-0177479 genannt werden als Hintergrund-Stand-der-Technik, da sie einen klassischen Katalysator, der thermisch gut isoliert ist, zeigt und mit einem Gitter versehen ist, das dazu bestimmt ist, die Gase im Katalysator besser zu verteilen.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, diese vorgenannten Nachteile zu beheben, indem eine verbesserte Auslaßleitung vorgeschlagen wird.
  • Wesentlicher Gegenstand der Erfindung liegt in einer Verbesserung der Austrittsleitung insbesondere hinsichtlich der Zünddauer des Katalysators.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Strömung der Austrittsgase, die im Katalysator ankommen, besser zu verteilen, um seine Leistungen im warmen Zustand zu verbessern.
  • Die zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit im kalten Zustand eines Katalysators notwendigen Kriterien sind die folgenden:
  • - ein verminderter Injektionsquerschnitt der Austrittsgase in den katalytischen Topf, derart, daß eine heiße Zone, die günstig für das Zünden der Reaktionen ist, geschaffen wird;
  • - thermische Isolierung der Leitung;
  • - eine Begrenzung der Verweilzeit der Gase in der Leitung, um die thermischen Verluste zu begrenzen.
  • Um darüber hinaus die Wirksamkeit in der Wärme und das Verhalten des Katalysators zu verbessern, ist es notwendig:
  • - über einen erheblichen Querschnitt hinsichtlich der Injektion der Austrittsgase am katalytischen Topf zu verfügen;
  • - die Wärmespitzen dank Wärmeverluste an der Leitung vor dem Katalysator zu ermöglichen,
  • - eine gute Homogenität der Geschwindigkeiten in diesem Querschnitt sicherzustellen.
  • Diese Kriterien sind, wie man sieht widersprüchlich und aus diesem Grund verbessern die große Zahl der bisher vorgeschlagenen Konzeptionen die Verhalten des Austrittstopfes, sei es im warmen, sei es im kalten Zustand.
  • Im Unterschied hierzu richtet sich die Erfindung darauf, die Arbeitsweise eines Katalysators sowohl im warmen wie im kalten Zustand zu verbessern.
  • Um dies zu erreichen ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung, die am Austrittsstutzen einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei dieser Stutzen einerseits in den Sammler für die Verbrennungsgase, die aus dem oder den Zylindern stammen mündet und andererseits mit seinem anderen Ende zum Katalysator geht.
  • Erfindungsgemäß umfaßt die Vorrichtung ein innenbefindliches Rohr von bezüglich des Stutzens vermindertem Querschnitt mit geringer Dicke und wobei ein erstes Ende benachbart diesem Katalysator mündet sowie ein Mittel, das dazu bestimmt ist, selektiv das Volumen (zwischen den Rohren) abzuschließen, das zwischen diesem Rohr und diesem Stutzen begrenzt ist, und zwar als Funktion der Temperatur des Katalysators.
  • Nach dieser Ausführungsform der Erfindung ist dieses selektive Verschlußmittel gebildet aus einem ringförmigen Bimetallelement, das am Ende des Innenrohres befestigt ist.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist dieses selektive Verschlußmittel gebildet durch ein ringförmiges Element, dessen Querschnitt vollständig den Eintritt in diesen Zwischenrohrraum abdeckt, wenn der Katalysator nicht gezündet hat.
  • Genauer kann dieses Ringelement gebildet werden aus zwei Halbringen, wobei jeder Halbring sich um eine im wesentlichen diametrale Achse derart drehen kann, daß jeder Halbring in den Mittelteil der Mündung der Rohre geführt werden kann, wenn das Zwischenrohrvolumen permeabel für die Austrittsgase sein soll.
  • Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen: das verschließende Element ist ringförmig und besteht aus einer Ringscheibe, die axial zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlag gleiten kann, wobei diese Anschläge jeweils dem Schließen des Zwischenrohrraumes und der Öffnung dieses Raumes gegenüber den Austrittsgasen entspricht.
  • Vorzugsweise besteht dieses Mittel zum selektiven Schließen in einem röhrenförmigen perforierten Element, das teleskopartig gegenüber einem Teil des Innenrohrs ausgebildet ist, wobei Perforationen im röhrenförmigen Element und im Innenrohr zusammenwirken um selektiv dieses Zwischenrohrvolumen zu verschließen.
  • Vorzugsweise ist dieses Mittel zum selektiven Verschließen am Ende eines mit dem Sammler verbundenen Rohres angeordnet.
  • Andere Charakteristiken und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser beim Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren in denen:
  • - Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung ist;
  • - die Fig. 2 und 3 sind vereinfachte Perspektiven und zeigen das Verschlußmittel jeweils in seiner Schließ-, dann in der Öffnungsstellung des Zwischenrohrvolumens;
  • - Fig. 4 ist ein Längsschnitt in einer Ebene senkrecht zu einer Ausführungsform der Erfindung benachbart der der Figur 1;
  • - Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einem Schließelement, das aus zwei Halbringen gebildet ist;
  • - Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung der beiden Schließhalbringe;
  • - Fig. 7 ist ein vereinfachter Schnitt und zeigt die Arbeitsweise des ringförmigen Schließelementes;
  • - Fig. 8 ist ein Teillängsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, die mit einem Leitschließring ausgestattet ist;
  • - Fig. 9 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung und umfaßt als Mittel zum selektiven Schließen ein perforiertes Doppelrohr;
  • - die Fig. 10 und 11 zeigen in vereinfachter Perspektive das Doppelrohrverschließmittel jeweils in geschlossener und offener Stellung.
  • Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht umfaßt die Austrittsleitung eines Mehrzylindermotors in üblicher Weise einen Sammler 1, in dem die Austrittsleitungen der verschiedenen Zylinder zusammenlaufen sowie ein Austrittsrohr oder einen Austrittsschlauch.
  • Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Einzylinder oder mit Mehrzylindermotoren, deren Austrittsleitung im übrigen einen Katalysator oder katalytischen Topf umfaßt, der dazu bestimmt ist, die Verunreinigungen aus den Auslaßgasen zu eliminieren.
  • In an sich bekannter Weise kann ein katalytischer Topf 3 gebildet werden aus einem Monolith 4 aus Keramik, der den Träger des eigentlichen Katalysators bildet. Dieser Träger des Katalysators ist von mehreren Tausend parallelen Kanälen durchbohrt, welche von den Austrittsgasen durchsetzt werden. Der Monolith kann auch aus metallischen Blechen bestehen.
  • Die aktive katalytische Substanz ist im allgemeinen ein wertvolles Metall wie Platin, Palladium und/oder Rhodium, das auf eine poröse Schicht, die sogenannte Wash-Coat-Schicht abgeschieden wird, deren Ziel es ist, die Kontaktfläche von gas-katalytischem Element zu erhöhen. Diese poröse Schicht ist meist aus Aluminiumoxid gebildet.
  • Der Monolith 4 kann beispielsweise von einem keramischen (nicht dargestellten) Filz für seine thermische Isolierung und seinen Schutz gegenüber Vibrationen, Stößen etc. umgeben sein. Der Monolith 4 ist vorzugsweise in einem Mantel 5 beispielsweise aus rostfreiem Stahl angeordnet.
  • Es ist auch bekannt, diesen Mantel 5 über einen Konus 6 mit dem Austrittsrohr 2 zu verbinden.
  • Eine Trennplatte 7 kann im übrigen am Austritt des Sammlers 1 angeordnet sein, um die Mischzone von den verschiedenen Gasströmen bezogen auf den Sammler 1 zu entfernen.
  • Die vorliegende Erfindung befindet sich vorzugsweise in einer Austrittsleitung wie sie gerade beschrieben wurde.
  • Erfindungsgemäß sieht man im Inneren der Austrittsleitung 2 wenigstens ein sogenanntes Innenrohr 8 von einer ziemlich geringen Dicke und von einem Querschnitt derart vor, daß ein Ringraum 9, der auch Zwischenrohrraum im folgenden Text genannt wird, vorgesehen wird.
  • Das Innenrohr 8 umfaßt ein Ende 81, das in dem konischen Raum angeordnet ist, der durch den Konus 6 benachbarte Monolith 4 definiert ist, an dem er einen Strahleffekt in der Mitte erzeugt. Dieses Rohr 8 kann gegebenenfalls mit einem Überzug aus feuerfestem Material versehen sein, um das thermische Verhalten zu verbessern.
  • Das zweite Ende 82 des Rohres 8, das benachbart dem Sammler 1 angeordnet ist, ist vorzugsweise mit einem Mittel 10 versehen, das dazu bestimmt ist, selektiv den Rohrzwischenraum 9 als Funktion wenigstens eines Betriebsparameters des Motors zu schließen.
  • Vorzugsweise wird dieser Parameter die Temperatur sein, die ihn am Katalysator oder an den Austrittsgasen im Sammler 1 genommen wird. Jeder an sich bekannte Sensor kann selbstverständlich diese Information liefern. Ein solcher Sensor ist jedoch nicht immer notwendig.
  • Die Wahl eines kleinen Querschnitts für das Innenrohr 8 ist wichtig, da sie die Betriebnahme des Katalysators im kalten Zustand begünstigt, indem sie eine "heiße Zone" mitten im Katalysator erzeugt, was die katalytische stark exotherme Reaktion anregt, die dann sich auf die Gesamtheit des Monolithen 4 erstreckt.
  • Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, wonach das Mittel 10 zum selektiven Schließen gebildet wird durch ein Bimetall 100, das mit dem Außenrohr 2 verbunden ist. Die Wahl der Materialien für das Bimetall 100 ist derart, daß es den Raum 9 schließt, wenn der Katalysator 3 nicht mehr erregt oder gezündet ist, d.h. nicht eine gewisse Temperatur erreicht hat. Die Dichtheit der Schließvorrichtung muß nicht vollständig sein.
  • Fig. 2 zeigt den Weg A der Austrittsgase in diesem Fall. Eine im wesentlichen statische Gaslamelle, die im allgemeinen Frischluft umfaßt, ist also hier im Zwischenrohrraum vorhanden, was die Leitung thermisch isoliert. Andererseits, da das Rohr 8 dünn ist, werden die Wärmeverluste in diesem Rohr noch mehr minimiert.
  • Die thermische Isolierung der Austrittsleitung soll nicht zu fest sein, da umgekehrt, wenn die Austrittsgase sehr hohe Temperaturen (höher als 900ºC beispielsweise) am Austritt des Motors erreichen, es sich nicht darum handelt, zu hohe Wärmeschocks zu erreichen, die den Monolithen in irreversibler Weise beschädigen könnten.
  • Deswegen ist auch eine gewisse Dissipation der Wärme vor dem Katalysator bei gewissen Arbeitsbedingungen notwendig. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß das Mittel 10 beispielsweise in Form des Bimetalls 100 in der Lage ist, den Raum 9 freizulegen, wenn die Temperatur der Austrittsgase und/oder des Katalysators 4 eine gewisse Schwelle erreicht hat.
  • Fig. 3 zeigt den Weg B der Austrittsgase in diesem Fall. So münden die Austrittsgase über den gesamten Querschnitt des Monolithen 4. Andererseits kann eine gewisse Wärmedissipation vor dem Monolithen stattfinden.
  • Schließlich ermöglicht es das volle Öffnen des Zwischenrohrraumes 9 die Druckverluste vor dem Monolithen zu begrenzen und erhebliche und homogene Geschwindigkeiten der Gase beizubehalten.
  • Fig. 4 zeigt das Ende 81 des Rohres 8, welches von Flossen 11 umgeben ist, die dazu bestimmt sind, die Geschwindigkeit der Gase, die den Raum 9 durchsetzt haben, besser zu homogenisieren. Eine bessere Verteilung der Gase gegen die gesamte Fläche des Monolithen 4 wird dank dieser Flossen erhalten. Da der Katalysator 4 tatsächlich normal üblicherweise ovaloid oder oval ist, hat man die Flossen 11, um die Gase besser zu verteilen, angeordnet.
  • Jedes an sich bekannte Mittel kann verwendet werden, um die Flossen 11 zu bilden. Ihre Befestigung kann beispielsweise an der metallischen Fläche des Konus 6 des Katalysators, beispielsweise durch Schweißen, erfolgen.
  • Die gute Verteilung der Gase über die gesamte Fläche des Katalysators ist tatsächlich sehr wichtig.
  • Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die sich von der Fig. 1 durch das Mittel 10 zum selektiven Verschließen des Raumes 9 unterscheidet.
  • Die Fig. 6 zeigt genauer das Mittel 10, das aus zwei Halbringen 110 und 120 gebildet wird, von denen jeder drehbeweglich um eine im wesentlichen diametrale Achse 111 bzw. 112 ist. Vorzugsweise sind Scharniermittel (ohne Bezugszeichen) zwischen jedem Halbring 110, 120 und der Trennplatte 7 befestigt, um die Drehung jedes der beiden Ringe 110, 120 zwischen einer Schließposition des Raumes 9 dargestellt in ausgezogenen Linien in der Fig. und einer vollen Öffnungposition (strichpunktiert), zu ermöglichen, für die die Halbringe gegen die Platte 7 im Mittelteil des Rohres 2 gepreßt sind.
  • Die Platte 7 braucht dagegen nicht notwendigerweise vorhanden sein.
  • In diesem Fall kann vorgesehen sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, jeden der beiden Halbringe 110, 120 dank zweier Achsen 111, 112 zu drehen, die von der Außenseite des Rohres 2 durch irgendein an sich bekanntes Mittel und unter vorbeschriebenen Bedingungen betätigt werden. Die beiden Achsen können leicht miteinander in Eingriff gebracht werden.
  • Die Fig. 7 zeigt genauer ein bevorzugtes Profil jedes der Halbringe 110, 120, dessen Umfangsteil schräg abgeschnitten ist, um die Aerodynamik des Gasstroms zu verbessern, wenn sich die beiden Halbringe in Öffnungsstellung befinden. Im übrigen kann eine einen Anschlag 113 bildende Ringscheibe vorzugweise innerhalb des Rohres 2 vorgesehen sein, um jeden Halbring in maximaler Überdeckungsstellung des Zwischenrohrraumes 9 gut zu verkeilen.
  • Fig. 8 zeigt im Teillängsschnitt eine andere Ausführungsform des Mittels 10 zum selektiven Verschließen gemäß der Erfindung. Gemäß dieser Figur ist ein Gleitring 125 vorgesehen; er kann aus einer "hinteren" Stellung wie sie in dieser Figur dargestellt ist, entsprechend der Schließstellung des Zwischenrohrraumes 9 eine Translationsbewegung ausführen. Ein Anschlag 126 kann vorgesehen sein, um den Weg der Ringscheibe 125 zu begrenzen. In Öffnungsstellung ist die Ringscheibe 125 beispielsweise im Anschlag gegen die Innenwand 127 des Rohres 2. Jedes andere Mittel kann zur Bildung der Anschläge verwendet werden. Ein Gestänge kann die Ringscheibe in Translation als Funktion der Temperatur der Austrittsgase betätigen.
  • Die Figuren 9 bis 11 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel des Mittels zum selektiven Schließen gemäß der Erfindung.
  • Fig. 9 zeigt im Längsschnitt die Austrittsleitung gemäß der Erfindung, d.h. die mit dem Innenrohr 8 ausgestattete, die benachbart dem Monolithen 4 (oder Katalysator) mündet, sowie eines Mittels zum selektiven Schließen.
  • Das Mittel zum selektiven Schließen ist hier gebildet aus einem perforierten Rohr 130, das teleskopartig im Inneren des Rohres 8 über einen Teil seiner Länge in Höhe seines Endes 82 gelagert ist. Das perforierte Rohr 130 erstreckt sich bis zum Inneren des Sammlers 1.
  • Das Ende 82 des Rohres 8 ist im übrigen mit Perforationen 83 versehen, die mit Perforationen 131 des Rohres 130 zusammenwirken.
  • Die Zahl und die Form der Perforation 131 und 83 sind derart, daß in einer gewissen Position das Ende 82 völlig geschlossen ist.
  • Fig. 10 zeigt eine Positionierung der Rohre 130 und 8, für die die Austrittsgase sämtlich im Inneren des Rohres 8 durchströmen. Die Pfeile C zeigen die Bahn der Gase, wenn die Perforationen 83 und 131 gemeinsam nebeneinander angeordnet sind und so eine Vollwandung vom Sammler 1 bis in das Innere des Rohres 8 bilden.
  • Eine Translationsbewegung beispielsweise des Rohres 130 ermöglicht es, die jeweiligen Perforationen der zwei Rohre, zu überlagern, d.h. Durchlässe für das Gas zu erzeugen, das im Innenrohr 8 strömt. Die Gase können so den Ringraum 9 durchströmen, wie dies die Pfeile D in Fig. 11 zeigen.
  • Ein Anschlag 132 kann am Rohr 130 vorgesehen sein, um insbesondere die Positionen volles Öffnen und volles Schließen zu definieren. Öffnungszwischenstellungen können vorzugsweise erzeugt werden, woraus sich eine Modulation des Durchsatzes des Gases im Zwischenrohrraum 9 ergibt.
  • Selbstverständlich kann eine andere Bewegung des Rohres 130 (beispielsweise Drehung) das Öffnen des Endes 82 des Rohres 8 mit sich bringen, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen werden müßte.
  • Im übrigen kann jedes an sich bekannte Mittel zur Betätigung des Rohres 130 in Betracht gezogen werden.
  • Die vorstehend aufgezählten verschiedenen Möglichkeiten für das Mittel zum selektiven Verschließen sind selbstverständlich alles andere als begrenzend anzusehen.
  • Der Fachmann ist in der Lage, ausgehend von der gerade gegebenen Beschreibung andere Modifikationen und/oder Hinzufügungen sich vorzustellen, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Verbesserung der Arbeitsweise eines an den Auslaßstutzen einer Brennkraftmaschine angebrachten Katalysators (3), wobei dieser Auslaßstutzen gebildet wird aus einem Rohr (2), das auf einer Seite mit dem Kollektor (1) für die Verbrennungsgase gebildet wird, die aus dem oder den Zylindern stammen und mit seinem anderen Ende an dem Eintrittskonus dieses Katalysators (3) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
- wenigstens ein Rohr (8) innerhalb dieses Stutzens (2) von, bezogen auf diesen Stutzen, vermindertem Querschnitt, von geringer Dicke und mit einem ersten Ende (81), das benachbart diesem Katalysator (3) mündet, und
- ein Mittel (10), das dadurch bestimmt ist selektiv das zwischen diesem Innenrohr (8) und diesem Rohr (2) begrenzte Zwischenrchrvolumen (9) als Funktion der Temperatur der Austrittsgase, die gegen diesen Katalysator (3) geführt werden, zu schließen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Mittel (10) zum selektiven Verschließen gebildet wird durch ein an diesem Rohr (2) befestigtes ringförmiges Bimetallelement (100).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Mittel zum selektiven Verschließen gebildet wird aus einem Ringelement (110, 120), dessen Querschnitt völlig den Eintritt dieses Zwischenrohrraums (9) überdeckt, wenn der Katalysator nicht gezündet worden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Ringelement aus zwei Halbringen (110, 120) besteht und daß jeder Halbring um eine im wesentlichen diametrale Achse (111, 112) drehen kann, derart, daß jeder Halbring in den Mittelteil der Öffnung der Rohre geführt werden kann, wenn das Zwischenrohrvolumen (9) für die Austrittsgase durchlässig sein soll.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Ringelement gebildet wird aus einem Ring (125), der axial zwischen einem ersten (126) und einem zweiten (127) Anschlag gleiten kann, wobei diese Anschläge jeweils dem Schließen des Rohrzwischenraums (9) und dem Öffnen dieses Raums (9) gegenüber den Austrittsgasen entsprechen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Mittel zum selektiven Schließen aus einem rohrförmigen perforierten Element (130) besteht, das teleskopartig, bezogen auf einen Teil des Innenrohres (8), ausgebildet ist, wobei Perforationen (131, 83) in diesem röhrenförmigen Element (130) und in dem Innenrohr (8) zusammenwirken, um selektiv dieses Zwischenrohrvolumen (9) zu schließen.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie im übrigen ein Mittel 11 umfaßt, das dazu bestimmt ist, die Geschwindigkeiten der Austrittsgase am Eintritt dieses Katalysators (4) zu homogenisieren.
DE69200388T 1991-06-18 1992-06-03 Motorauspufflinie zum schnellen Erregen eines Katalysators. Expired - Fee Related DE69200388T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9107560A FR2678023B1 (fr) 1991-06-18 1991-06-18 Ligne d'echappement permettant un amorcage plus rapide du catalyseur.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69200388D1 DE69200388D1 (de) 1994-10-13
DE69200388T2 true DE69200388T2 (de) 1995-01-05

Family

ID=9414063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69200388T Expired - Fee Related DE69200388T2 (de) 1991-06-18 1992-06-03 Motorauspufflinie zum schnellen Erregen eines Katalysators.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5307628A (de)
EP (1) EP0519778B1 (de)
JP (1) JP3266652B2 (de)
DE (1) DE69200388T2 (de)
ES (1) ES2064154T3 (de)
FR (1) FR2678023B1 (de)
TW (1) TW223138B (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396764A (en) * 1994-02-14 1995-03-14 Ford Motor Company Spark ignition engine exhaust system
DE19507977A1 (de) * 1995-03-07 1996-09-12 Schatz Thermo Gastech Gmbh Verfahren und Anordnung zur Reduzierung der Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren mit Abgaskatalysatoren
JPH0949422A (ja) * 1995-08-09 1997-02-18 Denso Corp 内燃機関の排出ガス浄化装置
DE19742762C1 (de) * 1997-09-27 1998-12-10 Ford Global Tech Inc Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor
DE19854095B4 (de) * 1998-11-24 2007-06-28 Audi Ag Vorrichtung zur Nachbehandlung der Abgase von Brennkraftmaschinen
US6887439B2 (en) * 2000-12-15 2005-05-03 Delphi Technologies, Inc. Variable flow regulator for use with catalytic converters
US20030124036A1 (en) * 2002-01-03 2003-07-03 Low Kevin J. Retainer for buttressing an element and a method for producing the retainer
US7451594B2 (en) * 2004-10-01 2008-11-18 Donaldson Company, Inc. Exhaust flow distribution device
US8110151B2 (en) * 2006-04-03 2012-02-07 Donaldson Company, Inc. Exhaust flow distribution device
DE102007005497A1 (de) * 2007-01-30 2008-07-31 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
US7810328B2 (en) * 2007-02-20 2010-10-12 Ford Global Technologies, Llc Parallel-sequential turbocharging for improved exhaust temperature control
EP2370676B1 (de) * 2008-12-02 2016-03-09 Donaldson Company, Inc. Leitblech zur verteilung von abgasstrom
JP5437845B2 (ja) * 2010-02-17 2014-03-12 フタバ産業株式会社 エギゾーストマニホルド
US8935918B2 (en) * 2010-04-23 2015-01-20 GM Global Technology Operations LLC Reconfigurable mixer for an exhaust aftertreatment system and method of using the same
US20130174817A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 Julie N. Brown Exhaust system and method for an internal combustion engine
DE102012107908B4 (de) 2012-08-28 2018-11-15 Tenneco Gmbh Abgaswärmetauscher
US9238199B1 (en) * 2013-03-15 2016-01-19 Honeywell International, Inc. Combined flow mixing, tempering and noise suppressing apparatus for a selective catalytic reduction system and method of use thereof
WO2016032808A1 (en) * 2014-08-27 2016-03-03 Borgwarner Inc. Expanded function exhaust heat exchanger
GB2554379B (en) * 2016-09-23 2020-12-16 Ford Global Tech Llc Improving warm-up of a catalytic aftertreatment device
US10738674B2 (en) 2016-09-21 2020-08-11 Ford Global Technologies, Llc Warm-up of a catalytic aftertreatment device
KR102059951B1 (ko) * 2018-04-18 2019-12-27 최정선 질소산화물 처리용 scr시스템의 환원제 공급장치
CN109578124B (zh) * 2018-11-16 2020-08-25 管敏富 一种降低能耗汽车用排气管
JP2022095467A (ja) * 2020-12-16 2022-06-28 フタバ産業株式会社 排気管

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR656519A (fr) * 1927-11-10 1929-05-08 Robinet perfectionné
DE2104711C3 (de) * 1971-02-02 1974-03-14 Adam Opel Ag, 6090 Ruesselsheim Vorrichtung zur katalytischen Nachverbrennung der Abgase von Brennkraftmaschinen
JPS54145813A (en) * 1978-05-04 1979-11-14 Toyota Motor Corp Control device of exhaust flow in internal combustion engine
DE2851675A1 (de) * 1978-11-29 1980-06-12 August Paul Dr H C Nachverbrennungsvorrichtung fuer die abgase von brennkraftmaschinen
JPS55156206U (de) * 1979-04-25 1980-11-10
US4449362A (en) * 1981-12-02 1984-05-22 Robertshaw Controls Company Exhaust system for an internal combustion engine, burn-off unit and methods therefor
JPS62162327U (de) * 1986-04-03 1987-10-15
DE3738538C2 (de) * 1987-11-13 1996-04-25 Emitec Emissionstechnologie Katalysatoreinrichtung zur Abgasreinigung
JPH0364613A (ja) * 1989-07-31 1991-03-20 Suzuki Motor Corp 二サイクルエンジンの排気ガス浄化装置
EP0420462A3 (en) * 1989-09-28 1991-08-21 Rover Group Limited A catalytic converter
JPH0373613U (de) * 1989-11-17 1991-07-24
FR2655376B1 (fr) * 1989-12-06 1992-04-03 Peugeot Dispositif d'evacuation et de traitement anti-pollution de gaz d'echappement d'un moteur et procede correspondant.
DE3940747C1 (de) * 1989-12-09 1990-07-12 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
JPH0437827U (de) * 1990-07-24 1992-03-31

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05209514A (ja) 1993-08-20
DE69200388D1 (de) 1994-10-13
US5307628A (en) 1994-05-03
ES2064154T3 (es) 1995-01-16
EP0519778A1 (de) 1992-12-23
FR2678023A1 (fr) 1992-12-24
JP3266652B2 (ja) 2002-03-18
EP0519778B1 (de) 1994-09-07
TW223138B (de) 1994-05-01
FR2678023B1 (fr) 1993-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69200388T2 (de) Motorauspufflinie zum schnellen Erregen eines Katalysators.
DE102005008579B4 (de) Beschleunigen einer katalytischen Umwandlung
DE69503531T2 (de) Abgasanlage für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine
DE10356000B4 (de) Schalldämpfer mit integriertem Katalysator
DE3835939C2 (de) Abgasanlage
EP2557288B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Abgasreinigung für Verbrennungskraftmaschinen
DE19857509A1 (de) Abgaskatalysator mit Temperaturregelung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102009042386A1 (de) Hydrolysekatalysator mit größeren Durchführungsquerschnitten im Außenbereich als im zentralen Bereich und Verfahren zur Hydrolyse einer Harnstoffsubstanz
DE2238256A1 (de) Auspuffsammler
EP0604992A1 (de) Abgasanlage für Verbrennungsmotoren
EP0796389A1 (de) Wassergekühlte katalysatoranlage
DE2537102C2 (de) Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit wärmeisoliertem Abgasleitungsweg und Einlaßleitungen für Zusatzluft
DE60018201T2 (de) Vorrichtung zur selektiven kühlung von abgas eines kraftfahrzeugmotors
DE2341527B2 (de) Reinigungsvorrichtung für die Abgase von Brennkraftmaschinen
DE19755126B4 (de) Katalysatoranordnung mit zweisträngiger Abgasführung
DE60123096T2 (de) Vorrichtung zur katalytischen behandlung eines gasstromes
EP0542124A1 (de) Schalldämpfer
DE69102371T2 (de) Abgasreinigungsvorrichtung.
WO2007079833A1 (de) Partikelfilter für eine abgasanlage
DE4414904C1 (de) Temperaturgeregelte Abgaskatalysatoranlage für eine Brennkraftmaschine
DE1244477B (de) Katalysator-Auspufftopf
DE10228619B4 (de) Abgasrohr für die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs
DE1751799C3 (de) Abgaseinrichtung an Brennkraftmaschinen
DE1294396B (de) Vorrichtung zur katalytischen Nachverbrennung des Abgases von Brennkraftmaschinen
DE2436559A1 (de) Abgasentgiftungsanlage einer brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: VONNEMANN, KLOIBER & KOLLEGEN, 80796 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee