RU95119392A

RU95119392A - Каталитический конвертер с электрическим нагревом

Info

Publication number: RU95119392A
Application number: RU95119392/06A
Authority: RU
Inventors: Сварс Гельмут; БРЮКК Рольф
Original assignee: Эмитек Гезелльшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 1997-09-27

Claims

1. Каталитический конвертер с электрическим нагревом, включающий в себя корпус (1, 2, 3, 4), который содержит по меньшей мере один элемент (10; 20) с сотовой структурой, через который в направлении потока (S) протекают отработанные газы двигателя внутреннего сгорания и который по меньшей мере на отдельных участках (11, 13, 15) является электропроводящим и нагреваемым электрическим током и который по меньшей мере на отдельных участках имеет каталитически активное покрытие, отличающийся тем. что элемент (10; 20) с сотовой структурой содержит по меньшей мере два расположенных в направлении протока (S) последовательно друг за другом отдельных электронагреваемых участка (11, 13, 15; 21, 23) с различной осевой длиной (LH1, LН2, LН3) и/или различным электрическим сопротивлением, которые отделены друг от друга по меньшей мере почти запертым для электрического тока отдельным участком (12, 14; 22) элемента (10; 20) с сотовой структурой.

2. Каталитический конвертер по п. 1, отличающийся тем, что запирание выполнено с помощью множества прорезей (16), проходящих примерно поперечно или наклонно к направлению электрического тока.

3. Каталитический конвертер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый электронагреваемый отдельный участок (11; 21) имеет большую осевую длину (LH1), чем второй электронагреваемый отдельный участок (13; 23), предпочтительно в 2 - 4 раза.

4. Каталитический конвертер по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что второй электронагреваемый отдельный участок (13; 23) имеет большее электрическое сопротивление, чем первый электронагреваемый отдельный участок (11; 21), предпочтительно в 2 - 4 раза.

5. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что расположенный между электронагреваемыми отдельными участками (11, 13, 15; 21, 23) запертый для электрического тока отдельный участок (12, 14; 22) снабжен каталитически активным покрытием.

6. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первый электронагреваемый отдельный участок (11; 21) касательно своей осевой длины (LH1), своего электрического сопротивления, своей массы и своей поверхности выполнен таким образом, что он при заданном напряжении питания, например, 8 - 12 В, в потоке отработанных газов двигателя внутреннего сгорания в фазе холодного запуска в течение 3 - 15 с нагревается до температуры примерно 450°С.

7. Каталитический конвертер по п. 5, отличающийся тем, что расположенный в направлении потока (S) за первым электронагреваемым отдельным участком (11; 21) косвенно нагреваемый отдельный участок (12; 22) с каталитически активным покрытием имеет такую осевую длину, массу и поверхность, что падение температуры в фазе холодного запуска двигателя внутреннего сгорания по его осевой длине с учетом экзотермической реакции на этом отдельном участке (12; 22) составляет лишь примерно 50 - 100°С при входной температуре 450°С.

8. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что второй электронагреваемый отдельный участок (13; 23) касательно своей осевой длины (LН2), своего электрического сопротивления, своей массы и своей поверхности выполнен таким образом, что он при заданном напряжении питания в фазе холодного запуска двигателя внутреннего сгорания при входной температуре 400°С с учетом экзотермической реакции вызывает на этом отдельном участке повышение температуры на 50 - 100°С.

9. Каталитический конвертер по п. 5 или 7, отличающийся тем, что в направлении потока (S) расположен по меньшей мере еще один запертый для электрического тока отдельный участок (14) с каталитически активным покрытием.

10. Каталитический конвертер по п. 9, отличающийся тем, что в направлении потока (S) расположен по меньшей мере еще один электронагреваемый отдельный участок (15).

11. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на весь элемент (10; 20) с сотовой структурой нанесено покрытие из каталитически активного материала.

12. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что элемент (10; 20) с сотовой структурой составлен из структурированных слоев (17) металлических листов и разделен по меньшей мере на три расположенных последовательно друг за другом в осевом направлении отдельных участка (11, 12, 13, 14, 15), а именно, на первый электронагреваемый отдельный участок (11), на подсоединенный к нему с помощью множества прорезей (16) в слоях листов, не обладающий сплошной электропроводностью по меньшей мере в одном направлении и поэтому косвенно нагреваемый отдельный участок (12) и на подсоединенный к нему второй электронагреваемый отдельный участок (13).

13. Каталитический конвертер по п. 12, отличающийся тем, что прорези проходят примерно в направлении потока (S) или под острым углом к нему и предотвращают протекание электрического тока поперечно направлению потока (S) в косвенно нагреваемом отдельном участке (12), причем, однако, осевая устойчивость отдельного участка (12) сохраняется, так что первый (11) и второй (13) нагреваемые отдельные участки с помощью этого косвенно нагреваемого отдельного участка прочно соединены друг с другом в осевом направлении, так что весь элемент (10) даже при очень коротких в осевом направлении электронагреваемых отдельных участках (11, 13) имеет высокую аксиальную механическую прочность.

14. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что осевая длина (LН1, LН2, LНЗ) всех электронагреваемых отдельных участков вместе составляет 4 - 20 мм, предпочтительно 6 - 16 мм.

15. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что осевая длина (LH1) первого электронагреваемого отдельного участка (11) составляет 2 - 10 мм, предпочтительно примерно 6 мм.

16. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что диаметр (d) элемента (10; 20) с сотовой структурой составляет 75 - 105 мм, предпочтительно примерно 90 мм.

17. Каталитический конвертер по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что общая осевая длина (LW) элемента (10; 20) с сотовой структурой составляет 12 - 40 мм, предпочтительно примерно 25 мм.

18. Каталитический конвертер по одному из пп. 1 или 3 - 11, отличающийся тем, что элемент (20) с сотовой структурой представляет собой экструдированный элемент с сотовой структурой и имеет по меньшей мере три расположенных последовательно друг за другом в осевом направлении отдельных участка (21, 22, 23), а именно, первый электропроводящий и нагреваемый отдельный участок (21), подсоединенный к нему, обладающий плохой электропроводностью и поэтому косвенно нагреваемый отдельный участок (22) и на подсоединенный к нему второй электропроводящий и нагреваемый отдельный участок (23).

19. Каталитический конвертер по п. 18, отличающийся тем, что экструдированный элемент (20) с сотовой структурой на обладающих хорошей проводимостью отдельных участках (21, 23) состоит преимущественно из металлического материала, а на обладающих плохой проводимостью участках (22) - преимущественно из керамического материала или металлического материала с высокой пористостью.

20. Каталитический конвертер по одному из пп. 17 - 19, отличающийся тем, что элемент (20) с сотовой структурой включает в себя три нагреваемых и два косвенно нагреваемых отдельных участка.

21. Каталитический конвертер по одному из пп. 17 - 19, отличающийся тем, что элемент (20) с сотовой структурой включает в себя два нагреваемых и три косвенно нагреваемых отдельных участка.