EP3847354A1 - Abgasanlage - Google Patents

Abgasanlage

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Publication number
EP3847354A1
EP3847354A1 EP19759384.1A EP19759384A EP3847354A1 EP 3847354 A1 EP3847354 A1 EP 3847354A1 EP 19759384 A EP19759384 A EP 19759384A EP 3847354 A1 EP3847354 A1 EP 3847354A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust gas
actuator
flow
flow path
gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19759384.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Hirth
Sven Schepers
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.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP3847354A1 publication Critical patent/EP3847354A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01N13/0097—Exhaust 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 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
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    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an exhaust system for guiding and aftertreatment of exhaust gases from an exhaust gas source, in particular an internal combustion engine, with a flow section through which the exhaust gas can flow, with at least one component provided for exhaust gas treatment, which is arranged in the flow section, and through which the exhaust gas can flow and with an actuator for influencing the exhaust gas flow in the flow section.
  • Exhaust systems for the after-treatment of exhaust gases from a combustion engine consist regularly of flow-conducting construction parts, such as piping and housings, and functional components, such as catalysts or filters.
  • the exhaust gas system is flowed through linearly from the source of the exhaust gases, that is, the internal combustion engine, to the end of the exhaust system.
  • devices are also known, for example, which have an auxiliary branch in addition to the main exhaust gas flow, for example to enable exhaust gas recirculation into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • heating devices in the exhaust system are used to increase the temperature of the exhaust gas and thus to reach the minimum temperature for the gas conversion from the catalysts faster.
  • a disadvantage of the devices in the prior art is in particular that large parts of the exhaust system and in particular the heating devices are only flowed through linearly once in one direction, so the time span in which the exhaust gas flowing past can absorb heat from the heating device, for example, is very short.
  • the residence time of the exhaust gas in the area of the heating device is essentially determined by the flow rate of the exhaust gas.
  • An embodiment of the invention relates to an exhaust gas system for guiding and aftertreatment of exhaust gases from an exhaust gas source, in particular an internal combustion engine, with a flow path through which the exhaust gas can flow, with at least one component provided for the exhaust gas aftertreatment, which is arranged in the flow path and through which the exhaust gas can flow and with an actuator for influencing the exhaust gas flow in the flow path, the actuator being in fluid communication with the gas volume in the flow path, as a result of which the flow direction of the exhaust gas which can flow through the flow path can be influenced.
  • a component provided for exhaust gas aftertreatment can in particular be a catalytic converter which consists of a metallic one Honeycomb body is formed and the exhaust gas can flow through it.
  • a heating element can also be provided which can be heated electrically and thus heats the exhaust gas flowing around the heating element.
  • the flow path is formed, for example, by a housing in which the components for exhaust gas aftertreatment are accommodated.
  • the actuator is an active element which, depending on the actual design, can influence the gas flow within the flow path using various operating principles.
  • the actuator can influence by influencing the pressure conditions or by opening and closing flaps.
  • the actuator is in fluid communication with the gas volume located in the flow path, which means in particular that the action of the actuator has a direct effect on the gas volume located in the flow path.
  • the component intended for exhaust gas aftertreatment in the flow path is formed by a heating device and / or by a catalyst and / or by an evaporation device is particularly advantageous.
  • a heating device for heating the exhaust gas flowing through the flow path is advantageous in order to achieve faster heating of the catalysts and thus to enable the pollutants in the exhaust gas to be converted more quickly to the corresponding catalysts.
  • a heating device is particularly advantageous for exhaust gas sources with a basically low exhaust gas temperature. Low exhaust gas temperatures are present, for example, in small diesel engines with medium to small cubic capacity. In principle, however, the trend towards low exhaust gas temperatures is also present in gasoline engines and internal combustion engines in general.
  • a heating device for exhaust systems of hybrid vehicles is also advantageous, which also allows locomotion when the internal combustion engine is switched off. Here, the exhaust system can be cooled down by the phased shutdown of the internal combustion engine, which means that the minimum temperature required for the exhaust gas conversion may no longer be reached.
  • the exhaust system itself can be preheated and on the other hand the exhaust gas flowing after the engine is heated up faster so that the operating temperature, also known as the light-off temperature of the catalytic converter, is reached as quickly as possible.
  • the actuator is formed by a pump.
  • a pump is advantageous because a gas volume can be conveyed in a simple manner.
  • a pump already installed in a motor vehicle such as, for example, a flushing pump (Active Purge Pump), such as is used, for example, for flushing the collecting container for air occupied with hydrocarbons, can be used.
  • a flushing pump Active Purge Pump
  • a preferred exemplary embodiment is characterized in that the exhaust system has a bypass which leads from a point downstream of the component provided for the exhaust gas treatment to a point upstream of this component, the exhaust gas located in the flow path being at least partially conveyable along the bypass by the actuator .
  • the exhaust system has a bypass which leads from a point downstream of the component provided for the exhaust gas treatment to a point upstream of this component, the exhaust gas located in the flow path being at least partially conveyable along the bypass by the actuator .
  • closure means are formed by flap elements which can largely or even completely close the cross section of the flow path. This makes it possible to separate a gas volume between the two sealing means. This can then be pumped through the bypass, for example, and thus flow through the catalysts and the heating element again. This can delay an unwanted drop in the temperature of the catalysts.
  • two actuators are arranged on the flow path, a first actuator being arranged downstream of the component provided for exhaust gas aftertreatment and a second actuator being provided upstream of the component.
  • the two actuators advantageously work together in such a way that the movement of the exhaust gas against the flow direction is improved. For example, one actuator could generate overpressure while the other actuator created a negative pressure. The generation of phase-shifted pressure waves could also be advantageously implemented.
  • the actuators can generate a pulsation of the gas volume located in the flow path, wherein the pulsation of the gas volume can reverse the direction of flow of the gas volume.
  • pressure waves can be generated, for example, which slow down the flow velocity of the exhaust gas or even temporarily reverse the flow direction.
  • a pulsation of the gas volume can also be generated by specifically controlling a pump arranged in a bypass. It is also expedient if the actuator is formed by an expandable or compressible volume, whereby a portion of the gas in the flow path is drawn into the actuator volume by expanding the actuator volume and, when the actuator volume is compressed, the gas in the actuator volume is drawn into the Flow path is pressed.
  • exhaust gas could be sucked in and released again.
  • the volume of the exhaust gas moved can be controlled by the actuator volume. By sucking in through the actuator, the exhaust gas is practically passed again past the catalysts and / or the heating device, which likewise improves the heating of the exhaust gas and / or the conversion rate on the catalyst.
  • the actuator is arranged upstream of the component provided for exhaust gas aftertreatment.
  • At least one closing device is provided in the flow path, by means of which the flow path can be closed.
  • the flow path can be closed at least temporarily by a closing device, for example a rotatably mounted flap.
  • a closing device for example a rotatably mounted flap. This is advantageous because it prevents the exhaust gas, which is located in the flow path, from flowing out of the flow path. This makes it easier to influence the flow, since there is also no need to work against the natural outflow of the exhaust gas.
  • the amount of exhaust gas to be moved by the actuators can also be limited.
  • 1 to 4 are each a sectional view through a flow section with two catalysts arranged therein and a heating element arranged between the catalysts, the exemplary embodiments of the figures differ in each case by the type and arrangement of the actuators by which the gas movement in the flow section is influenced becomes.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a flow path 1, through which an exhaust gas from an exhaust gas source can flow through in the direction 2. After flowing through the flow section 1, the exhaust gas flows out of the flow section 1 along the direction 3.
  • actuators 6 On the flow path 1 forming housing, two actuators 6 are arranged.
  • the actuators 6 are identical, but aligned in opposite directions to one another.
  • One of the actuators 6 is arranged downstream of the catalysts 4, the other actuator 6 is arranged upstream of the catalysts 4.
  • the actuators 6 in the exemplary embodiment in FIG. 1 generate a pulsation of the gas located in the flow path 1, for example by pressure waves.
  • the oppositely aligned actuators 6 can, for example, introduce phase-shifted pressure waves into the flow path 1 in order to generate a movement of the exhaust gas against the actual flow direction.
  • Figure 2 shows an actuator 7, which is formed by a pump.
  • the actuator 7 can transport exhaust gases via a bypass 8, which branches off downstream of the catalytic converter 4 from the flow section 1 and opens upstream of the catalytic converters 4 into the flow section 1.
  • a bypass 8 which branches off downstream of the catalytic converter 4 from the flow section 1 and opens upstream of the catalytic converters 4 into the flow section 1.
  • Closure elements for example in the form of rotatably mounted flaps, can also be provided in the flow path 1 in the flow direction upstream and downstream of the bypass 8.
  • the gas volume located in the cavity formed between the closure elements can be promoted in a circle by the catalysts 4 and the heating element 5 by the actuator 7, which is formed, for example, by a pump.
  • the gas volume is pumped behind the last catalyst 4 in the flow direction into the bypass 8 and in the flow direction before the first catalyst 4 is pumped back into the main flow path. Due to the circulation of the gas volume, the temperature at the catalysts 4 can be kept high for longer.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show an actuator 9 on the flow path in two different operating states.
  • the actuator 9 is formed by a compressible volume, which can be compressed like a bellows.
  • Figure 3 the actuator 9 is shown in the compressed state, while the actuator 9 is shown in Figure 4 in the initial state not compressed.
  • Figures 3 and 4 each show the flap 10 at the end of the flow path 1, which is rotatably mounted in the flow path 1.
  • the cross section of the flow path 1 can be closed or released by the flap 10.
  • the outflow from the flow path 1 is also interrupted at least temporarily, which is why the generation of a reverse movement of the exhaust gas is easier.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage zur Führung und Nachbehandlung von Abgasen einer Abgasquelle, insbesondere eines Verbrennungsmotors, mit einer von dem Abgas durchströmbaren Strömungsstrecke (1), mit zumindest einer für die Abgasnachbehandlung vorgesehenen Komponente (4, 5), die in der Strömungsstrecke(1) angeordnet ist, und von dem Abgas durchströmbar ist und mit einem Aktuator (6, 7, 9) zur Beeinflussung der Abgasströmung in der Strömungsstrecke (1), wobei der Aktuator (6, 7, 9) mit dem Gasvolumen in der Strömungsstrecke (1) in Fluidkommunikation steht, wodurch die Strömungsrichtung des durch die Strömungsstrecke (1) strömbaren Abgases beeinflussbar ist.

Description

Beschreibung
Abgasanlage
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage zur Führung und Nachbehandlung von Abgasen einer Abgasquelle, insbesondere eines Verbrennungsmotors, mit einer von dem Abgas durchströmbaren Strömungsstrecke, mit zumindest einer für die Abgasnachbe handlung vorgesehenen Komponente, die in der Strömungsstrecke angeordnet ist, und von dem Abgas durchströmbar ist und mit einem Aktuator zur Beeinflussung der Abgasströmung in der Strö mungsstrecke .
Stand der Technik
Abgasanlagen zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbren nungsmotors bestehen regelmäßig aus strömungsleitenden Bau teilen, wie beispielsweise Verrohrungen und Gehäusen, und funktionalen Bauteilen, wie beispielsweise Katalysatoren oder Filtern. Die Abgasanlage wird hierbei linear von der Quelle der Abgase, also dem Verbrennungsmotor, hin zum Ende der Abgasanlage durchströmt .
Je nach Aufbau der Abgasanlage sind beispielsweise auch Vor richtungen bekannt, die zusätzlich zu dem Hauptabgasstrom einen Nebenzweig aufweisen, um beispielweise eine Abgasrückführung in den Brennraum des Verbrennungsmotors zu ermöglichen.
Auch ist es bekannt, dass Heizvorrichtungen in der Abgasanlage genutzt werden, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen und somit eine schnellere Erreichung der Mindesttemperatur für die Ab gasumwandlung an den Katalysatoren zu erreichen.
Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere dass weite Teile der Abgasanlage und insbesondere die Heizvorrichtungen linear nur einmal in einer Richtung durchströmt werden, somit ist die Zeitspanne, in welcher das vorbeiströmende Abgas beispielsweise Wärme von der Heizvor richtung aufnehmen kann sehr kurz. Die Verweildauer des Abgases im Bereich der Heizvorrichtung ist im Wesentlichen durch die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases bestimmt.
Dies führt dazu, dass die maximal übertragbare Wärmemenge bei einer gegebenen Heizleistung sehr gering ist. Eine Erhöhung der Heizleistung ist nicht beliebig möglich, da die zur Verfügung stehende Energie begrenzt ist.
Darstellung der Erfindung , Aufgabe , Lösung , Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Ab gasanlage zu schaffen, welche eine besonders wirkungsvolle Abgasführung aufweist, so dass die durch eine Heizvorrichtung auf das Abgas übertragbare Wärmemenge maximiert wird.
Die Aufgabe hinsichtlich der Abgasanlage wird durch eine Ab gasanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Abgasanlage zur Führung und Nachbehandlung von Abgasen einer Abgasquelle, insbesondere eines Verbrennungsmotors, mit einer von dem Abgas durchströmbaren Strömungsstrecke, mit zumindest einer für die Abgasnachbehandlung vorgesehenen Komponente, die in der Strömungsstrecke angeordnet ist, und von dem Abgas durchströmbar ist und mit einem Aktuator zur Beeinflussung der Abgasströmung in der Strömungsstrecke, wobei der Aktuator mit dem Gasvolumen in der Strömungsstrecke in Fluidkommunikation steht, wodurch die Strömungsrichtung des durch die Strömungsstrecke strömbaren Abgases beeinflussbar ist.
Eine zur Abgasnachbehandlung vorgesehene Komponente kann insbesondere ein Katalysator sein, der aus einem metallischen Wabenkörper gebildet ist und von dem Abgas durchströmbar ist. Auch kann ein Heizelement vorgesehen sein, welches elektrisch beheizt werden kann und somit das um das Heizelement strömende Abgas erwärmt.
Die Strömungsstrecke ist beispielsweise durch ein Gehäuse gebildet, in welchem die Komponenten zur Abgasnachbehandlung aufgenommen sind.
Der Aktuator ist ein aktives Glied, welches je nach tatsächlicher Ausführung über verschiedene Wirkprinzipien die Gasströmung innerhalb der Strömungsstrecke beeinflussen kann. Beispiels weise kann der Aktuator durch Beeinflussung der Druckver hältnisse Einfluss nehmen oder durch das Öffnen und Schließen von Klappen. Der Aktuator steht zu diesem Zweck mit dem in der Strömungsstrecke befindlichen Gasvolumen in Fluidkommunikation, was insbesondere bedeutet, dass die Aktion des Aktuators eine direkte Auswirkung auf das in der Strömungsstrecke befindliche Gasvolumen hat.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zur Abgasnachbehandlung vorgesehene Komponente in der Strömungsstrecke durch eine Heizvorrichtung und/oder durch einen Katalysator und/oder durch eine Verdampfungsvorrichtung gebildet ist.
Insbesondere eine Heizvorrichtung zur Erwärmung des durch die Strömungsstrecke strömenden Abgases ist vorteilhaft, um eine schnellere Aufheizung der Katalysatoren zu erreichen und damit eine schnellere Umsetzung der im Abgas befindlichen Schadstoffe an den entsprechenden Katalysatoren zu ermöglichen. Eine Heizvorrichtung ist insbesondere bei Abgasquellen mit einer grundsätzlich niedrigen Abgastemperatur vorteilhaft. Niedrige Abgastemperaturen liegen beispielsweise bei kleinen Diesel motoren mit mittlerem bis kleinem Hubraum vor. Grundsätzlich ist der Trend zu niedrigen Abgastemperaturen jedoch auch bei Benzinmotoren und Verbrennungsmotoren im Allgemeinen vorhanden. Ebenfalls vorteilhaft ist eine Heizvorrichtung für Abgasanlagen von Hybridfahrzeuge, die auch eine Fortbewegung bei abge schaltetem Verbrennungsmotor ermöglichen. Hier kann durch das phasenweise Abschalten des Verbrennungsmotors eine Abkühlung der Abgasanlage stattfinden, wodurch es sein kann, dass die für die Abgasumwandlung nötige Mindesttemperatur nicht mehr erreicht wird. Durch das Einschalten einer Heizvorrichtung kann ei nerseits die Abgasanlage an sich vorgewärmt werden und ande rerseits das nach Motorstart strömende Abgas schneller auf geheizt werden, so dass die Betriebstemperatur, auch Light-Off Temperatur des Katalysators genannt, schnellstmöglich erreicht wird .
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Aktuator durch eine Pumpe gebildet ist. Eine Pumpe ist vorteilhaft, da dadurch auf einfache Weise ein Gasvolumen gefördert werden kann. Vorteilhafterweise kann eine bereits in einem Kraftfahrzeug verbaute Pumpe, wie beispielweise eine Spülpumpe (Active Purge Pump) wie sie beispielsweise zum Spülen des Auffangbehälters für mit Koh lenwasserstoffen belegte Luft genutzt wird, verwendet werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage eine Bypass aufweist, der von einem Punkt stromabwärts der zur Abgasbehandlung vorgesehenen Komponente hin zu einer Stelle stromaufwärts dieser Komponente führt, wobei durch den Aktuator das in der Strömungsstrecke befindlichen Abgas zumindest teilweise entlang des Bypasses förderbar ist. Durch das Ableiten des Abgases an einer Stelle stromabwärts der Komponenten zur Abgasnachbehandlung, insbesondere der Heizvorrichtung, und dem erneuten Zuführen an einer Stelle stromaufwärts der Kom ponenten kann erreicht werden, dass das Abgas diese Komponenten zumindest zweifach durchströmt. Dadurch kann eine effizientere Aufheizung entstehen, da die Verweildauer des Abgases an der Heizvorrichtung erhöht wird. Auch kann die Abgasumwandlung an den Katalysatoren dadurch verbessert werden. Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Bypass durch Verschlussmittel verschließbar oder freigebbar ist. Insbesondere ist es vor teilhaft, wenn die Verschlussmittel durch Klappenelemente gebildet sind, die den Querschnitt der Strömungsstrecke größtenteils oder sogar vollständig verschließen können. Dadurch ist es möglich ein Gasvolumen zwischen den beiden Ver schlussmitteln abzutrennen. Dieses kann dann beispielsweise durch eine Pumpe durch den Bypass gefördert werden und somit die Katalysatoren und das Heizelement erneut durchströmen. Dadurch kann ein ungewolltes Absinken der Temperatur an den Katalysatoren verzögert werden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn zwei Aktuatoren an der Strömungsstrecke angeordnet sind, wobei ein erster Aktuator stromabwärts der zur Abgasnachbehandlung vorgesehenen Kompo nente angeordnet ist und ein zweiter Aktuator stromaufwärts der Komponente vorgesehen ist. Durch das Vorsehen von zwei Aktuatoren kann der Einfluss auf das Gasvolumen vergrößert werden. Die beiden Aktuatoren wirken vorteilhafterweise derart zusammen, dass die Bewegung des Abgases entgegen der Strömungsrichtung verbessert wird. Beispielsweise könnte ein Aktuator einen Überdruck erzeugen, währen der andere Aktuator einen Unterdrück erzeugt. Auch könnte die Erzeugung von phasenversetzten Druckwellen vorteilhaft umgesetzt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn durch die Aktuatoren eine Pulsation des in der Strömungsstrecke befindlichen Gasvolumens erzeugbar ist, wobei durch die Pulsation des Gasvolumens eine Umkehr der Strömungsrichtung des Gasvolumens erreichbar ist.
Zur Erzeugung einer Pulsation können beispielsweise Druckwellen erzeugt werden, die die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases verlangsamen oder die Strömungsrichtung sogar temporär umkehren.
Weiterhin kann eine Pulsation des Gasvolumens auch durch eine gezielte Ansteuerung einer in einem Bypass angeordneten Pumpe erzeugt werden. Auch ist es zweckmäßig, wenn der Aktuator durch ein erweiterbares oder komprimierbares Volumen gebildet ist, wobei durch eine Erweiterung des Aktuatorvolumens ein Anteil aus dem in der Strömungsstrecke befindlichen Gas in das Aktuatorvolumen gesogen wird und bei einer Komprimierung des Aktuatorvolumens das im Aktuatorvolumen befindliche Gas in die Strömungsstrecke gedrückt wird .
Ähnlich einem Blasebalg könnte so Abgas gezielt angesaugt und wieder freigesetzt werden. Durch das Aktuatorvolumen kann die Menge des jeweils bewegten Abgases kontrolliert werden. Durch das Ansaugen durch den Aktuator wird das Abgas praktisch erneut an den Katalysatoren und/oder der Heizvorrichtung vorbei geführt, wodurch ebenfalls die Erwärmung des Abgases und/oder die Um setzungsrate am Katalysator verbessert wird.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Aktuator strom aufwärts der zur Abgasnachbehandlung vorgesehenen Komponente angeordnet ist.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn in der Strömungsstrecke zumindest eine Verschließvorrichtung vorgesehen ist, durch welche die Strömungsstrecke verschließbar ist.
Durch eine Verschließvorrichtung, beispielsweise eine drehbar gelagerte Klappe, kann die Strömungsstrecke zumindest temporär verschlossen werden. Dies ist vorteilhaft, da dadurch das Abgas, welches sich in der Strömungsstrecke befindet, daran gehindert wird aus der Strömungsstrecke auszuströmen. Dies macht die Strömungsbeeinflussung einfacher, da nicht zusätzlich auch gegen das natürliche Abströmen des Abgases gearbeitet werden muss . Auch kann das durch die Aktuatoren zu bewegende Abgas mengenmäßig begrenzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben . Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 bis 4 jeweils eine Schnittansicht durch eine Strö mungsstrecke mit zwei darin angeordneten Ka talysatoren und einem zwischen den Katalysatoren angeordnetem Heizelement, die Ausführungsbei spiele der Figuren unterscheiden sich jeweils durch die Art und Anordnung der Aktuatoren, über welche die Gasbewegung in der Strömungsstrecke beeinflusst wird.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Strömungsstrecke 1, die entlang der Richtung 2 mit einem Abgas einer Abgasquelle durchströmt werden kann. Nach dem Durchströmen der Strö mungsstrecke 1 strömt das Abgas entlang der Richtung 3 aus der Strömungsstrecke 1 aus.
Innerhalb der Strömungsstecke 1 sind zwei Katalysatoren 4 und eine Heizvorrichtung 5 angeordnet, die nacheinander durchströmt werden können.
Dieser Aufbau ist in den nachfolgenden Figuren 2 bis 4 identisch, weswegen er in diesen Figuren nicht weiter beschrieben wird und für identische Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet werden .
Am die Strömungsstrecke 1 ausbildenden Gehäuse sind zwei Ak tuatoren 6 angeordnet. Die Aktuatoren 6 diesen zur Beeinflussung der Abgasströmung im Inneren der Strömungsstrecke 1. Im Beispiel der Figur 1 sind die Aktuatoren 6 identisch, jedoch gegenläufig zueinander ausgerichtet. Einer der Aktuatoren 6 ist stromabwärts der Katalysatoren 4 angeordnet, der andere Aktuator 6 ist stromaufwärts der Katalysatoren 4 angeordnet.
Die Aktuatoren 6 im Ausführungsbeispiel der Figur 1 erzeugen eine Pulsation des in der Strömungsstrecke 1 befindlichen Gases, beispielsweise durch Druckwellen. Die entgegengesetzt zuei nander ausgerichteten Aktuatoren 6 können hierzu beispielsweise phasenversetzt Druckwellen in die Strömungsstrecke 1 einbringen, um so eine Bewegung des Abgases entgegen der eigentlichen Strömungsrichtung zu erzeugen.
Figur 2 zeigt einen Aktuator 7, der durch eine Pumpe gebildet ist. Über einen Bypass 8, der stromabwärts hinter den Katalysatoren 4 aus der Strömungsstrecke 1 abzweigt, und stromaufwärts vor den Katalysatoren 4 in die Strömungsstrecke 1 mündet, kann der Aktuator 7 Abgase transportieren. Durch die Wiederzugabe des Abgases vor den Katalysatoren 4 und der Heizvorrichtung 5 kann das Abgas diese erneut durchströmen und so einerseits eine weitere Aufheizung erfahren und andererseits eine weitere Umsetzung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe stattfinden, sofern noch keine vollständige Umwandlung beim ersten Durch strömen erreicht wurde.
In der Strömungsstrecke 1 können in Strömungsrichtung vor und hinter dem Bypass 8 auch Verschlusselemente, beispielsweise in Form von drehbar gelagerten Klappen, vorgesehen sein. Durch das Verschließen der Strömungsstrecke 1 durch diese beiden Ver schlusselemente kann das im zwischen den Verschlusselementen ausgebildeten Hohlraum befindliche Gasvolumen durch den Aktuator 7, der beispielsweise durch eine Pumpe gebildet ist, im Kreis durch die Katalysatoren 4 und das Heizelement 5 gefördert werden. Das Gasvolumen wird dabei jeweils hinter dem in Strömungsrichtung letzten Katalysator 4 in den Bypass 8 gepumpt und in Strö mungsrichtung vor dem ersten Katalysator 4 wieder in die Hauptströmungsstrecke gepumpt. Durch die Zirkulation des Gasvolumens kann die Temperatur an den Katalysatoren 4 länger hoch gehalten werden. Dies ist bei spielsweise bei stehendem Verbrennungsmotor vorteilhaft, da durch das Ausbleiben von neu nachströmendem Abgas ansonsten eine deutliche Absenkung der Temperatur an den Katalysatoren 4 entstehen würde. Bei aktiver Verwendung des Heizelementes 5 kann die Abkühlung der Katalysatoren entsprechend noch weiter verzögert werden.
Figur 3 und Figur 4 zeigen einen Aktuator 9 an der Strö mungsstrecke in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen. Der Aktuator 9 ist durch ein komprimierbares Volumen gebildet, welches ähnlich einem Blasebalg zusammengepresst werden kann. In Figur 3 ist der Aktuator 9 im komprimierten Zustand gezeigt, während der Aktuator 9 in Figur 4 im Ausgangszustand nicht komprimiert gezeigt ist.
Das Komprimieren und das sich anschließende Erweitern funk tioniert ähnlich wie ein Blasebalg. Es kann so ein Teil des Abgases in der Strömungsstrecke 1 angesaugt und wieder aus gestoßen werden. Dadurch kann eine Pulsation des Abgases in nerhalb der Strömungsstrecke 1 erzeugt werden, wodurch das Abgas zumindest teilweise mehrfach an den Katalysatoren 4 und der Heizvorrichtung 5 vorbeigeführt wird.
Die Figuren 3 und 4 zeigen am Ende der Strömungsstrecke 1 jeweils noch die Klappe 10, welcher drehbar in der Strömungsstrecke 1 gelagert ist. Durch die Klappe 10 kann der Querschnitt der Strömungsstrecke 1 verschlossen oder freigegeben werden. Dadurch kann das Gasvolumen innerhalb der Strömungsstrecke 1 begrenzt werden. Auch wird das Abströmen aus der Strömungsstrecke 1 zumindest zeitweise unterbrochen, weswegen die Erzeugung einer Umkehrbewegung des Abgases leichter ist.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 4 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeut lichung des Erfindungsgedankens.

Claims

Patentansprüche
1. Abgasanlage zur Führung und Nachbehandlung von Abgasen einer Abgasquelle, insbesondere eines Verbrennungsmotors, mit einer von dem Abgas durchströmbaren Strömungsstrecke (1), mit zumindest einer für die Abgasnachbehandlung vorgesehenen Komponente (4, 5) , die in der Strömungsstrecke (1) angeordnet ist, und von dem Abgas durchströmbar ist und mit einem Aktuator (6, 7, 9) zur Beeinflussung der Ab gasströmung in der Strömungsstrecke (1) , dadur ch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aktuator (6, 7, 9) mit dem Gasvolumen in der Strömungsstrecke (1) in Fluidkom munikation steht, wodurch die Strömungsrichtung des durch die Strömungsstrecke (1) strömbaren Abgases beeinflussbar ist .
2. Abgasanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zur Abgasnachbehandlung vorgesehenen Komponente (4, 5) in der Strömungsstrecke (1) durch eine Heizvorrichtung (5) und/oder durch einen Ka talysator (4) und/oder durch eine Verdampfungsvorrichtung gebildet ist.
3. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aktuator
(7) durch eine Pumpe gebildet ist.
4. Abgasanlage nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abgasanlage eine Bypass
(8) aufweist, der von einem Punkt stromabwärts der zur Abgasbehandlung vorgesehenen Komponente (4, 5) hin zu einer Stelle stromaufwärts dieser Komponente (4, 5) führt, wobei durch den Aktuator (7) das in der Strömungsstrecke (1) befindlichen Abgas zumindest teilweise entlang des Bypasses (8) förderbar ist.
5. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder
4, dadu r ch gekenn z e i chne t , dass der
Bypass (8) durch Verschlussmittel verschließbar oder freigebbar ist.
6. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur ch ge kenn z e i chne t , dass zwei Ak tuatoren (6) an der Strömungsstrecke (1) angeordnet sind, wobei ein erster Aktuator (6) stromabwärts der zur Ab gasnachbehandlung vorgesehenen Komponente (4, 5) ange ordnet ist und ein zweiter Aktuator (6) stromaufwärts der Komponente (4, 5) vorgesehen ist.
7. Abgasanlage nach Anspruch 6, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass durch die Aktuatoren (6) eine Pulsation des in der Strömungsstrecke (1) befindlichen Gasvolumens erzeugbar ist, wobei durch die Pulsation des Gasvolumens eine Umkehr der Strömungsrichtung des Gas volumens erreichbar ist.
8. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur ch gekenn z e i chne t , dass der Aktuator (9) durch ein erweiterbares oder komprimierbares Volumen gebildet ist, wobei durch eine Erweiterung des Aktua torvolumens ein Anteil aus dem in der Strömungsstrecke (1) befindlichen Gases in das Aktuatorvolumen gesogen wird und bei einer Komprimierung des Aktuatorvolumens das im Ak tuatorvolumen befindliche Gas in die Strömungsstrecke (1) gedrückt wird.
9. Abgasanlage nach Anspruch 8, dadu r ch ge kenn z e i chne t , dass der Aktuator (9) stromaufwärts der zur Abgasnachbehandlung vorgesehenen Komponente (4, 5) angeordnet ist.
10. Abgasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur ch ge kenn z e i chne t , dass in der Strömungsstrecke (1) zumindest eine Verschließvorrichtung (10) vorgesehen ist, durch welche die Strömungsstrecke (1) verschließbar ist.
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