DE9402942U1 - Auspuffrohr für Kraftfahrzeuge mit katalytisch gereinigtem Ottomotor - Google Patents

Auspuffrohr für Kraftfahrzeuge mit katalytisch gereinigtem Ottomotor

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DE9402942U1 DE19949402942 DE9402942U DE9402942U1 DE 9402942 U1 DE9402942 U1 DE 9402942U1 DE 19949402942 DE19949402942 DE 19949402942 DE 9402942 U DE9402942 U DE 9402942U DE 9402942 U1 DE9402942 U1 DE 9402942U1
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Description

AUSPUFF-ROHR
Der Gegenstand, für den ein Schutz als Gebrauchsmuster beantragt wird, ist ein Auspuffrohr mit innenliegendem Katalysator für Kraftfahrzeuge mit katalytisch gereinigtem Ottomotor. Aufgabe des Katalysators ist, die den Serienkatalysator ungereinigt durchströmende Abgas-Teilmenge weitestgehend nachzureinigen und vor allem älteren Kraftfahrzeugen, deren Serienkatalysator bereits unzulässig stark gealtert ist, wieder zur Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften (AU) zu verhelfen, ohne daß der Serienkatalysator erneuert werden muß.
5 BESCHREIBUNG
Auspuff-Rohr für Kraftfahrzeuge mit Ottomotor.
Stand der Technik
Serienmäßige Kraftfahrzeuge sind so ausgelegt, daß sie die geltenden Abgasvorschriften erfüllen. Als amtlicher Nachweis dafür, daß ein Fahrzeug den Vorschriften genügt, dient eine bis ins Details festgelegte Abgasprüfung an einem Referenzfahrzeug. Der dabei verwendete Fahrzyklus charakterisiert den typischen Betrieb im Alltagsverkehr.
Die Abgasvorschriften unterliegen einer ständigen Verschärfung durch den Gesetzgeber. Bereits heute sind aufwendige Katalysatorkonzepte erforderlich, um die strengen Grenzwerte einhalten zu können. Die Katalysatoren werden, damit sie nach dem Kaltstart frühzeitig anspringen, möglichst nah am Motor positioniert. Vereinzelt werden noch näher am Motor zusätzlich Startkatalysatoren verbaut.
Es ist davon auszugehen, daß serienmäßige Katalysatorkonzepte in Funktion, Dauerhaltbarkeit und Kosten nach dem jeweiligen Stand der Technik ein Optimum darstellen.
Auch bei Neufahrzeugen mit Lambdaregelung und 3-Wege-Katalysator befindet sich im emittierten Abgas, abhängig vom Betriebsbereich, immer ein mehr oder weniger großer unkonvertierter Restanteil.
Dieser Restanteil nimmt über der Laufzeit zu, da Katalysatoren altern und deshalb kontinuierlich an Wirkung verlieren. Von verschiedener Seite durchgeführte Abgas-
nachprüfungen an Gebrauchtfahrzeugen haben ergeben, daß häufig schon frühzeitig die geltenden Grenzwerte nicht mehr eingehalten werden.
Seit 01.12.93 ist eine Vorschrift inkraft, wonach auch Kraftfahrzeuge mit geregeltem 3-Wege-Katalysator zum Nachweis der Funktionstüchtigkeit der Katalysatoranlage regelmäßig einer Abgasuntersuchung (AU) unterzogen werden müssen.
Bei Fahrzeugen, die dabei den Anforderungen nicht mehr genügen, muß in der Regel der Katalysator erneuert werden.
Zusatzeinrichtungen, welche die nachlassende Wirkung des Serienkatalysators kompensieren und dessen Erneuerung zumindest erheblich hinausschieben helfen, werden bisher nicht angeboten.
Problem
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche besonders dann für zusätzliche Abgasreinigung sorgt, wenn der serienmäßige Katalysator eines Kraftfahrzeugs mit Ottomotor konzeptionsbedingt nicht optimal oder alterungsbedingt nicht mehr optimal arbeitet.
Die Vorrichtung muß möglichst kompakt sein, einfach und vielfältig kurz hinter dem Serienkatalysator in die Auspuffanlage eingebaut werden können sowie alle bautechnischen Anforderungen und Vorschriften erfüllen.
Um die nachlassende Wirkung des Serienkatalystors dauerhaft zu kompensieren, muß sie möglichst bei niedrigerer Abgastemperatur zu arbeiten beginnen und bei den auftretenden Maximaltemperaturen eine ausreichende Lebensdauer besitzen.
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Schließlich muß der Preis der Vorrichtung deutlich unter dem Neupreis eines Serienkatalysators liegen.
Erfindung
Dieses Problem wird mit dem Auspuff-Rohr nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Wirkungen des Auspuff-Rohrs
Mit dem Auspuff-Rohr nach Anspruch 1. werden un- oder teilgereinigte Abgase aus Kraftfahrzeugen mit Ottomotor katalytisch nachbehandelt.
Die größten Konvertierungsraten werden bei Fahrzeugen mit intakter Lambdaregelung erreicht, die im Regelbereich betrieben werden und deren Serienkatalysator in seiner Wirkung nachgelassen hat, aber auch dann, wenn der Zusatzkatalysator auslegungs- oder alterungsbedingt nach dem Kaltstart früher zu arbeiten beginnt als der vorpositionierte Serienkatalysator..
Das Auspuff-Rohr nach Anspruch 1. ist aber auch dann wirksam, wenn ein Fahrzeug in Lastbereichen betrieben wird, in denen trotz intaktem Serienkatalysator keine optimale Abgasreinigung stattfindet.
Der Einbau des Auspuff-Rohrs nach dem Serienkatalysator hat den Vorteil, daß in ihm lediglich eine Nachreinigung mit geringerer Exotherme und damit geringerer
Temperaturbelastung stattfindet, eine wichtige Voraussetzung für eine ausreichend lange Lebensdauer.
Weiterbildungen der Erfindung
Die wahlweise Ausführung nach den Ansprüchen 2. und 3. schafft die Möglichkeit, den Katalysator hinsichtlich Querschnitt, Länge, Strömungswiderstand und wirksamer Oberfläche individuell auszulegen, den vorhandenen Bauraum optimal zu nutzen und serienmäßig produzierte Katalysatorträger zu verwenden.
Bedarfsorientierte Beschichtung nach Anspruch 4 bietet Möglichkeiten der Kostenoptimierung.
Anspruch 5. bietet die Basis dafür, die Besonderheiten der Plazierung des Auspuff-Rohrs nach dem Serienkatalystor zur wechselseitigen Optimierung von Gesamtwirksamkeit und Dauerhaltbarkeit zu nutzen.
Die Möglichkeiten nach den Ansprüchen 7., 8. und 10. dienen dazu, das Auspuff-Rohr bei möglichst vielen verschiedenen Fahrzeugtypen und Einbauverhältnissen anwenden zu können. Die Konusausführung nach Anspruch 7. dient als Standardversion, bei der durch Absägen der Konen verschiedene Anschlußdurchmesser erzeugt werden können.
Der Luftanschluß nach Anspruch 11. ermöglicht im Bedarfsfall eine Verbesserung der Effizienz des Auspuff-Rohrs.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In den Figuren 1 bis 4 sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Katalysator-Rohrs dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen:
In den Figuren 1 und 2 sind Versionen mit längerem Eintrittskonus (3) und kürzerem Austrittskonus (4) dargestellt. Sie unterscheiden sich dadurch, daß in Figur 1 die Konen (3 und 4) übergestülpt und in Figur 2 eingeschoben sind. Weiterhin zeigt Figur 1 die Konen (3 und 4) in Standardversion am verjüngten Ende konisch auslaufend, während in Figur 2 die Konen (3 und 4) zylindrische Rohransätze (5) aufweisen, die sich zum Ineinanderschieben und Verschweißen mit den angrenzenden Rohren der Auspuffanlage eignen.
In Figur 3 ist eine Katalysatoreinheit skizziert, die auf der Eintrittseite einen langen Konus (3) mit geschlitztem Rohrstutzen aufweist. Auf der Austrittseite ist ein kurzer Konus (4) mit exzentrisch angeordnetem Rohransatz (6) zu sehen. Beide Konen sind übergestülpt.
Figur 4 zeigt eine Version mit Doppelrohr (1 und 1a), wobei das Außenrohr (1 a) unverjüngt endet {1 b). Am anderen Ende befindet sich ein Konus (3), Stoß an Stoß am Mantelrohr des Katalysators (1). Der Konus ist mit dem Außenrohr verschweißt. Der Schnitt AA zeigt beispielhaft das Gitter eines Metallträgers (2 a).

Claims (11)

SCHUTZANSPRÜCHE
1. Auspuff-Rohr für Kraftfahrzeuge mit Ottomotor, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Rohrs (1) ein Katalysator (2) zur Abgasnachreinigung angeordnet ist.
2. Auspuff-Rohr nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß Rohr (1) und Katalysator (2) vorzugsweise einen runden, länglich runden oder ellyptischen Querschnitt aufweisen.
3. Auspuff-Rohr nach Anspruch 1. oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (2) vorzugsweise einen Metallträger (2a) besitzt, der bei gegebener Querschnittsfläche und Länge einen möglichst geringen Strömungswiderstand und eine größtmögliche Katalytoberfläche bietet.
4. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (2) mit einer oxidierenden oder einer oxidierenden und reduzierenden Beschichtung versehen ist.
5. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Katalystorbeschichtung eine möglichst niedrige Anspringtemperatur bei ausreichender Hochtemperaturhaltbarkeit besitzt.
6. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) mit innenliegendem Katalysator (2) vorzugsweise einwandig (1) oder doppelwandig (1a) - bei Bedarf mit Luftspalt - ausgeführt und / oder mit einem Wärmeschutzblech versehen ist.
7. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) vor und nach dem innenliegenden Katalysator (2) vorzugsweise mit sich nach außen verjüngenden, verschieden langen Konen (3 und 4) versehen ist, die zentrische (5) oder exzentrische (6) Anschlußöffnungen aufweisen. Der längere Konus (3) befindet sich eintritt-, der kürzere (4) austrittseitig. Wahlweise endet das Rohr unverjüngt (1b).
8. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Konen {3 und 4) in geraden (7) oder gebogenen Rohren auslaufen, die entweder Teil der Konen (7) oder nachträglich angeschweißt sind.
9. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß alle metallischen Bauteile vorzugsweise aus rostfreiem und warmfestem Edelstahl bestehen.
10. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Konen (3 und 4) oder Anschlußrohre so ausgeführt sind, daß nach Heraustrennen eines entsprechenden Teils der Auspuffanlage unmittelbar hinter dem Serienkatalysator vorzugsweise folgende Einbauarten möglich sind:
a) An Konen oder Anschlußrohren auf Stoß aneinanderschweißen oder
ineinandergeschoben verschweißen.
b) Ineinanderschieben und Verklemmen an den Anschlußrohren mittels
Schellen. Die Rohre (7) weisen zu diesem Zweck Schlitze auf.
c) Einsetzen auf Stoß und Verbinden mittels zwei Doppelklemmhülsen.
Eventuell vorhandene Rohrdurchmesser-Unterschiede können durch
gestufte Doppelklemmhülsen ausgeglichen werden.
d) Anflanschen oder Anschweißen unmittelbar an den Serienkatalysator.
Austrittseitige Verbindung gemäß b) oder c) oder durch Flansche.
11. Auspuff-Rohr nach einem der Ansprüche 1. bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Katalysator (2) eine Zufuhröffnung für Zusatzluft vorgesehen ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8812762U1 (de) * 1988-10-11 1989-06-29 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Katalysator mit Doppelmantelsystem
DE9005032U1 (de) * 1989-05-08 1991-01-17 Usui Kokusai Sangyo K.K., Shizuoka Abgasreinigungsvorrichtung

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 5-59940 A., In: Patents Abstracts of Japan, M-1445, July 14, 1993, Vol. 17, No. 374 *

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