DE8432079U1 - Abgasrohr - Google Patents
AbgasrohrInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust 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
- F01N3/18—Exhaust 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
- F01N3/20—Exhaust 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
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2046—Periodically cooling catalytic reactors
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Description
Audi
Abgasrohr
Die Erfindung betrifft ein Abgasrohr entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Um die schädlichen Bestandteile von Motorabgasen zu vernichten, werden Katalysatoren eingesetzt. Insbesondere sind heute Dreiweg-Katalysatoren üblich, die Kohlenmonoxide, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe gleichzeitig zerlegen. Für den Betrieb eines derartigen Katalysators im Abgas ist das Einhalten eines bestimmten Temperaturbereiches
notwendigt, wobei es insbesondere nach dem Kaltstart eines Kraftfahrzeuges mit Brennkraftmaschine wichtig ist, daß der Katalysator schnell
auf die vorgesehene Temperatur gebracht wird. Je schneller der Katalysator aufgeheizt wird, desto früher setzt seine katalytische Wirkung ein, die die schädlichen Anteile in den Abgasen stark vermindert.
Andererseits ist eine Überhitzung des Katalysators schädlich, da er
dann nicht mehr richtig und wirkungsvoll arbeitet, außerdem kann er
durch Überhitzung beschädigt werden.
Aus der DE-PS 24 36 421 ist ein Verfahren bekannt, den Katalysator
nach dem Start einer Brennkraftmaschine schnell auf die vorgesehene Temperatur zu bringen und dann auf einem gleichmäßigen Temperaturniveau Su halten. Es wird dort vorgeschlagen, den Zündzeitpunkt so eir,
zuregeln, daß in oer Aufheizperiode der Zündzeitpunkt nach spät verschoben wird, was heißere Abgase produziert. Ist der Katalysator dann
auf Betriebstemperatur, wird der Zündzeitpunkt in Richtung früh verschoben, so daß die Abgase abkühlen und der Katalysator nicht weiter
aufgeheizt wird.
Ein derartiges Verfahren ist jedoch problematisch, da die Zündzeitpunktverschiebung gleichzeitig verschiedene andere Betriebsparameter
des Motors beeinflußt, insbesondere kann auch die Leistung des Motors
beeinflußt werden. Auch eine verminderte Kraftstoffausnutzung, also ein schlechterer Wirkungsgrad, wird durch die Verschiebung des Zündzeitpunktes
in Kauf genommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Katalysator schnell aufzuheizen,
jedoch nicht zu überhitzen, ohne den Zündzeitpunkt zu beeinflussen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruches.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß von dem Verbrennungsmotor mindestens
zwei Rohre als Zuleitungen zu dem Katalysator führen, wobei die Wärmeverluste auf den Zuleitungen unterschiedlich sind.
Soll der Katalysator aufgeheizt werden, wird die Zuleitung mit den
geringsten Wärmeverlusten zum Katalysator aktiviert, so daß die heißen Abgase vom Motor sehr schnell und noch in relativ heißem Zustande
zu dem Katalysator gelangen. Ist nach kurzer Zeit jedoch die Betriebstemperatur des Katalysators erreicht worden, wird entweder auf
eine andere Zuleitung umgeschaltet mit Hilfe der Absperreinrichtung,
in der größere Wärmeverluste auftreten, oder aber es wird das Abgas
vom Verbrennungsmotor zum Katalysator aufgeteilt auf zwei Zuleitungen, wobei sich vor dem Katalysator dann ein Gemisch von weniger abgekühltem
Abgas und stärker abgekühltem Abgas einstellt. Durch diese Maßnahmen ist die Temperatur des Abgases vor dem Katalysator
gut steuerbar und optimierbar.
Die Unteransprüche kennzeichnen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung,
die Unteransprüche 2 und 3 kennzeichnen Ausführungsformen, in denen die verschiedenen Zuleitungen nur ein- und ausgeschaltet
werden können bzw. in denen auch ein Gemisch der Abgase in den verschiedenen
Zuleitungen einstellbar ist.
Anspruch 4 kennzeichnet eine Möglichkeit, exakt die relevante Größe
zu erfassen, die maßgebend ist für die Auswahl der Zuleitung von dem
Verbrennunqsmotor zum Katalysator. Eine Temperatursonde, die direkt
die vor dem Katalysator auftreffenden Abgase mißt, dient dazu, die AbspRTreinrichtungen, die die einzelnen Zuleitungen öffnen oder schließen,
derart zu steuern, daß die optimale Temperatur vor dem Katalysator erreicht wird. Es handelt sich dabei nicht nur um eine Steuerung,
sondern da das öffnen und Schließen der Absperrvorrichtungen der einzelnen
Zuleitungszweige wiederum Riickeinfluß auf die Temperatur vor dem Katalysator hat, um einen Regelvorgang.
Alternativ ist es, wie im Unteranspruch 5 gekennzeichnet, auch möglich,
einen Sensor zu nehmen, der nicht die Abgastemperatur direkt mißt,
sondern eine mit der Abgastemperatur korrelierte Größe erfaßt, beispielsweise
den Schadstoffausstoß hinter dem Katalysator. Damit läßt sich die Gesamtanlage auf den tatsächlich interessierenden Wert optimieren.
Die Unteransprüche 6 bis 8 beschreiben verschiedene Möglichkeiten,
um unterschiedliche Wärmeverluste auf den einzelnen Zuleitungszweigen hervorzurufen. Eine Möglichkeit ist, daß der Zuleitungszweig, in
dem ein größerer Wärmeverlust stattfinden soll, langer ist als der
Zuleitungszweig mit geringerem Wärmeverlust.
Alternativ oder ergänzend dazu kann einer der Zuleitungszweige mit
einer Wärmeisolierung versehen werden, um noch geringere Wärmeverluste auf diesem Zuleitungszweig zu haben, während der andere Zuleitungszweig ohne Isolierung ausgebildet ist, so daß hier ein größerer Abkühlungseffekt
des Abgases, das durch diesen Zweig strömt, erreicht wird.
' Es ist, wiederum alternativ oder ergänzend dazu, möglich, eine der
Zuleitungen dem Fahrtwind auszusetzen, während die anderen abgeschirmt
sind, so daß ein zusätzlicher Kühleffekt in einer der Zuleitungen erreicht
wird.
: Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur erörtert.
Mit dem Bezugszeichen 10 ist schematisch ein Motor, hier ein Vierzylinder-Motor dargestellt, der einen Auspuff 12 besitzt, der in ein.
Vorrohr 14 mündet. Im Bereich des Vorrohres IA teilt sich die Abgasanlage in einen ersten Zweig 16 und einen zweiten Zweig 18, die beide zu einem Katalysator 20 führen.
Wio der Figur entnommen werden kann, führt der Zweig 16 auf kurzem
Weg zu dem Katalysator, während der Zweig 18 eine Biegung aufweist
und somit langer ist als der Zweig 16.
Beide Zweige sind an ihrem Eingang mit Absperreinrichtungen 22 und
24 vorgesehen, von denen jeweils mindestens eine geöffnet sein muß. Vor dem Katalysator befindet sich eine Temperatursonde 26.
Wird nun der Motor angelassen und beginnt im Betrieb seine Aufheizphase, wird der Zweig 18 geschlossen, indem die Absperreinrichtung
22 geschlossen wird, die Absperreinrichtung 24 ist geöffnet, und die
heißen Abgase, die von dem Motor 10 über den Abgaskrümmer 12 und das Vorrohr 14 sowie den Zweig 16 zum Katalysator 20 fließen, gelangen
auf dem kürzestmöglichen Weg zu dem Katalysator 20. Zusätzlich kann um den Zweig 16 noch eine Wärmeisolierung vorgesehen sein, damit möglichst geringe Wäremverluste auf dem Weg vom Motor 10 zum Katalysator
20 auftreten. Auf diese Weise wird der Katalysator durch die Abgase verhältnismäßig rasch aufgeheizt, wird jedoch bereits nach kurze». Betrieb eine Temperatur erreichen, die seiner Betriebstemperatur entspricht, um dann von den Abgasen noch weiter aufgeheizt zu werden.
Um die weitere Aufheizung zu verhindern, wird die Absperreinrichtung
24 gedrosselt oder gar geschlossen, während die Absperreinrichtung
22 zumindest teilweise geöffnet wird, so daß zumindest ein Teil der Abgase über den Zuleitungszweig 18 flieOen muß, wobei diese Abgase
einer stärkeren Abkühlung ausgesetzt sind. Dies wird zum einen durch den längeren Weg bewirkt, auf dem selbstverständlich Wärme verloren
geht, außerdem kann dieser Effekt noch unterstützt werden durch fehlende Wärmeisolierung des Zweiges 18 oder dadurch, daß ein Teil dec
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Fahrtwindes über den Zweig 18 streicht. Sind beide Absperreinrichtungen 22 und 24 teilweise geöffnet, stellt sich an der Temper.atursonde
26 ein Gemisch aus dem kälteren Abgas, das über den Zweig 18 geflossen ist und dem wärmeren Abgas, das über den Zweig 16 geflossen ist
ein, wobei durch den Öffnungsgrad der Absperrvorrichtung 22 und 24
versucht wird, die Temperatur so zu optimieren, daß der Katalysator auf seiner idealen Reaktionstemperatur gehalten wird.
Auf diese Weise wird eine einfache Steuerung der Temperatur für den
Katalysator erzielt, bei der in weitem Bereich die ßrennkraftmaschine belastbar ist, ohne daß die Abgasreinigung darunter leidet.
Selbstverständlich können die Zweige 16 und 18 um einen dritten und
ggf. weitere Zweige ergänzt werden, wobei es insbesondere sinnvoll ist, einen weiteren Zweig dann vorzusehen, wenn die Maschine unter
Vollast läuft, so daß selbst der für den üblichen Betrieb vorgesehene Zweig 18 keine ausreichende Kühlung der Abgase bewirken kann. Diese Dreiteilung ermöglicht einen Betrieb, bei dem der Katalysator beim
Kaltstart schnell aufgeheizt wird, und auch bei Vollast über längere Strecke hin nicht nachteilig beeinflußt wird.
Claims (8)
1. Abgasrohr für ein mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstetes Kraftfahrzeug, wobei in dem Abgasrohr ein Katalysator vorgesehen
ist, der schädliche Abgasbestandteile durch Konvertierung aufbereitet, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Katalysator zwei Rohre vorgesehen sind mit unterschiedlicher Wärmeableitung, und
eine Absperreinrichtung im Bereich des Aufzwsigungspunktes der beiden Rohre angeordnet ist.
2. Abgasrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Absperreinrichtung (22, 24) wahlweise
nur eines der beiden Rohre (16, 18) öffnet.
3. Abgasrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' die Absperreinrichtung (22, 24) die Einstellung
eines Mischungsverhältnisses der Abgase auf die verschiedenen Rohre (16, 18) ermöglicht.
4. Abgasrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Absperreinrichtung (16,
18) über einen auf die Abgastemperatur ansprechenden Sensor (26) gesteuert oder geregelt wird.
5. Abgasrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Absperreinrichtung (22,
24) über einen Sensor, der eine mit der Abgastemperatur korrelierte
Größe erfaßt, gesteuert oder geregelt wird.
6. Abgasrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet , daß die beiden Rohre (16, 18) sich in ihrer Länge unterscheiden.
7. Abgasrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet , daß die beiden Rohre (16, 18) sich in ihrer Wärmeisolierung unterscheiden.
8. Abgasrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet , daß die beiden Rohre (16, 18) in unterschiedlicnem Maße außengekühlt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8432079U DE8432079U1 (de) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Abgasrohr |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8432079U DE8432079U1 (de) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Abgasrohr |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8432079U1 true DE8432079U1 (de) | 1986-04-17 |
Family
ID=6772301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8432079U Expired DE8432079U1 (de) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Abgasrohr |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8432079U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2655376A1 (fr) * | 1989-12-06 | 1991-06-07 | Peugeot | Dispositif d'evacuation et de traitement anti-pollution de gaz d'echappement d'un moteur et procede correspondant. |
DE4027768A1 (de) * | 1990-09-01 | 1992-03-05 | Opel Adam Ag | Abgasleitung fuer die brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs |
-
1984
- 1984-11-02 DE DE8432079U patent/DE8432079U1/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2655376A1 (fr) * | 1989-12-06 | 1991-06-07 | Peugeot | Dispositif d'evacuation et de traitement anti-pollution de gaz d'echappement d'un moteur et procede correspondant. |
EP0431985A1 (de) * | 1989-12-06 | 1991-06-12 | Automobiles Peugeot | Vorrichtung zum Abführen und zur Reinigung von Auspuffgasen eines Motors |
DE4027768A1 (de) * | 1990-09-01 | 1992-03-05 | Opel Adam Ag | Abgasleitung fuer die brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs |
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