DE9100369U1 - Abgaskatalysatorensystem (mit 2 Reinigungsstufen) - Google Patents
Abgaskatalysatorensystem (mit 2 Reinigungsstufen)Info
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Description
Abgasreinigungssystem mit zwei Reinigungsstufen
Die Erfindung bezieht sich auf eine spezielle Kombination und Anordnung von Abgaskatalysatoren für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.
Zweck der Erfindung ist eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrads der katalytischen Nachbehandlung ohne nennenswerte
Leistungs- und Verbrauchsnachteile.
Verschiedene Typen von Abgaskatalysatoren sind in der Literatur seit längerem bekannt, beispielsweise geregelte und ungeregelte 3-Wege-Katalysatoren
sowie 2-Wege- bzw. Oxidationskatalysatoren. Eine Kombination von (i.d.R. ungeregeltem) 3-Wege-Kat und 2-Wege-Kat
wird, da zumeist in einem Gehäuse untergebracht, auch Doppelbettkatalysator genannt und bei richtiger Gemischeinstelltung als
sehr effektiv beschrieben (Wolfgang Peters, Das Katalysatorbuch, Nürnberg 1987).
Katalysatoren werden auf Keramik- und auf Metallträgerbasis angeboten.
Ungeregelte 3-Wege-Katalysatoren, die im Nachrüstbereich für Kfz
derzeit dominieren, haben im Vergleich zu den (bei Neufahrzeugen mittlerweile häufigeren) geregelten Katalysatoren einen wesentlich
schlechteren Wirkungsgrad.
Ein Doppelbettkatalysator als relativ preiswerte und effektive Lösung für "Altfahrzeuge" bringt in der üblichen Bestückung mit
Keramikträgern dagegen einen erheblichen Leistungsverlust (Staudruck) und damit auch einen erhöhten Kraftstoffverbrauch mit
sich. Zudem ist unter ungünstigen Umständen mit überhitzungsproblemen
der Keramikmonolithen zu rechnen. Das Bauvolumen ist vergleichsweise groß.
Auch geregelte 3-Wege-Katalysatoren werden zukünftig durch neu beschlossene kalifornische Abgasgrenzwerte an die Grenzen ihrer
Leistungsfähigkeit stoßen, insbesondere bei den aufgrund der dortigen Smoglage kritischen Kohlenwasserstoffen (HC). Bei
Doppelbettkatalysatoren entstehen -die gleichen Probleme wie oben beschrieben.
Aufgabe:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst effektives
Abgasreinigungssystem zu schaffen, ohne die bisher bei Doppelbettkatalysatoren bekannten Nachteile in Kauf zu nehmen.
Lösung:
Erreicht wird das obengenannte Ziel dadurch, daß ein - geregelter oder ungeregelter - 3-Wege-Kat mit einem 2-Wege-Kat kombiniert
wird, wobei Katalysatoren auf Metallträgerbasis eingesetzt werden. Für den 2-Wege-Kat wird zur Verbesserung der Nachverbrennung
Sekundärluft zugemischt, und zwar entweder über ein Sekundärluftventil (auch SLS- oder Pulsair-Ventil genannt), das
auf den Druckabfall im Auspuff reagiert, oder aber über eine Luftzuzfuhr mittels überdruck (bspw. via Kompressor) . Ein
Katalysator mit 3-Wege-Beschichtung wirkt bei Versorgung mit Luftüberschuß über Sekundärluft prinzipiell wie ein 2-Wege-Kat, so
daß die Art der gewählten Beschichtung hier unerheblich ist.
In der beigefügten Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem
Ausführungsbeispiel (Prinzipskizze) dargestellt. Das Katalysatorensystem besteht aus einem Gehäuse bzw. Rohr 1, in
das die Katalysatoren 2 und 3 integriert sind. Der zur Motorseite zeigende Kat 2 ist dabei als geregelter oder ungeregelter 3-Wege-Katalysator
ausgelegt, Kat 3 als 2-Wege-Kat mit Sekundärluftzufuhr, hier dargestellt mit einem SLS-Ventil 4. Die Verbindung
zwischen Sekundärluftventil (bzw. Kompressor) und abgasführendem Rohr erfolgt durch eine Zuleitung 5.
Ein erfindungsgemäßes Katalysatorensystem hat gegenüber
konventionellen und bisher praktizierten Lösung folgende Vorteile:
Gegenüber Doppelbettkatalysatoren mit Keramikträgern:
eine wesentlich größere Hitzebelastbarkeit durch den Einsatz von Metalltägerkatalysatoren. Dadurch ist eine wesentlich motornähere
Anbringung für ein schnelleres Einsetzen der Wirkung möglich. Da die Metallkats zudem ein wesentlich geringeres Bauvolumen haben,
sind die Unterbringung und Hitzeabschirmung am Fahrzeug weniger problematisch. Der geringe Gegendruck der extrem dünnwandigen
Metallkats sorgt für einen geringen Staudruck des Abgasstroms, wodurch Leistung und Verbrauch trotz Hintereinanderschaltung
zweier Katalysatoren kaum beeinflußt werden.
Gegenüber ungeregelten 3-Wege-Katalysatoren: Hier bringt das beschriebene System eine erhebliche Steigerung des
Wirkungsgrads, speziell bei den im 2-Wege-Kat nachverbrannten Kohlenwasserstoffen und dem Kohlenmonoxid.
Gegenüber einem Katalysator mit Lambdaregelung hat diese Lösung bei Altfahrzeugen den Vorteil der geringeren Kosten und der
universelleren Einsetzbarkeit.
Gegenüber geregelten 3-Wege-Katalysatoren: Hier bringt die sehr effektive Nachverbrennung im 2-Wege-Kat die
Voraussetzung für die Erfüllung zukünftiger Abgasnormen, ohne daß ein Gegenteileffekt in Bezug auf kommende Maximalverbrauchswerte
zu befürchten ist.
Claims (4)
1. Abgaskatalysatorensystem,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei kompakte Metallkatalysatoren eingesetzt werden, wobei der erste als 3-Wege-Kat ausgelegt ist
und der zweite mit Sekundärluftzufuhr ausgestattet ist.
2. Abgaskatalysatorensystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit Sekundärluftzufuhr ausgestattete Katalysator wahlweise mit einer 3-Wege- oder mit
einer 2-Wege-Beschichtung versehen ist.
3. Abgaskatalysatorensystem nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 3-Wege-Kat mit oder ohne
Gemischsteuerung, d.h. mit Lambdaregelung, ausgerüstet sein kann.
4. Abgaskatalysatorensystem nach Ansprüchen 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß statt einem größeren mehrere kleinere Systeme der beschriebenen Art zum Einsatz kommen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9100369U DE9100369U1 (de) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | Abgaskatalysatorensystem (mit 2 Reinigungsstufen) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9100369U DE9100369U1 (de) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | Abgaskatalysatorensystem (mit 2 Reinigungsstufen) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9100369U1 true DE9100369U1 (de) | 1991-04-04 |
Family
ID=6863314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9100369U Expired - Lifetime DE9100369U1 (de) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | Abgaskatalysatorensystem (mit 2 Reinigungsstufen) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9100369U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29515054U1 (de) * | 1995-09-20 | 1995-11-23 | Fleck, Norbert, 69190 Walldorf | Abgaskatalysator mit Nebenluftansaugung nach dem Venturi-Prinzip |
-
1991
- 1991-01-14 DE DE9100369U patent/DE9100369U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29515054U1 (de) * | 1995-09-20 | 1995-11-23 | Fleck, Norbert, 69190 Walldorf | Abgaskatalysator mit Nebenluftansaugung nach dem Venturi-Prinzip |
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